Thiết kế hệ thống xử lý bụi gỗ từ quá trình chế biến gỗ lưu lượng 650 m3h

• Định hình Tùy loại chi tiết cần thực hiện mà ở giai đoạn này gỗ sẽ được cắt hay tuapi để có những kích thước thích hợp: Đối với các sản phẩm có dạng phẳng, các tấm gỗ ép sẽ được cắt xé

TỔNG QUAN VỀ NGUỒN THẢI

Giới thiệu về bụi gỗ

Bụi gỗ là nguồn ô nhiễm nghiêm trọng nhất trong công nghiệp chế biến gỗ, vì hiện nay trong phân khúc chế biến gỗ nồng độ bụi vượt quá cao so với tiêu chuẩn cho phép nên cần được xử lý

Bụi phát sinh chủ yếu từ các công đoạn và quá trình sau:

- Công đoạn cưa, tẩm và sấy

- Công đoạn chà nhám chi tiết hoặc sản phẩm

- Công đoạn sơn phủ bề mặt các chi tiết

Nguyên liệu là các loại gỗ vụn, gỗ khúc hoặc gỗ dạng thân cây (cao su, tràm, bạch đàn…) Được cưa ra với những kích thước thích hợp sau đó đem ngâm hay tẩm hóa chất Đối với các loại gỗ khúc, gỗ vụn, trước khi đem đến công đoạn cắt, định dạng sản phẩm phải được dán keo, sau khi ghép các khúc gỗ lại, chúng sẽ được sấy bằng hơi nhiệt từ việc đốt củi để tạo những miếng lớn hơn, thích hợp cho việc cắt xén sản phẩm Công đoạn này phát sinh bụi do các máy cưa

Tùy loại chi tiết cần thực hiện mà ở giai đoạn này gỗ sẽ được cắt hay tuapi để có những kích thước thích hợp: Đối với các sản phẩm có dạng phẳng, các tấm gỗ ép sẽ được cắt xén theo từng chi tiết tương ứng như các loại khung ghế, tay cầm của ghế Đối với các chi tiết phức tạp như chân ghế, chân tủ, chân giường có các loại hoa văn khác nhau, gỗ sẽ được phay chi tiết bằng máy tuapi Công đoạn này phát sinh bụi do các máy cưa, máy tuapi

Gỗ sau khi được cắt đúng kích thước theo yêu cầu ở khâu định hình, sẽ được tạo dáng chi tiết tương ứng với từng sản phẩm Công đoạn này bao gồm: cưa lọng, phay, bào để tạo dáng chính xác cho các chi tiết sản phẩm Công đoạn này phát sinh bụi do các máy cưa, máy tuapi, bào

Gỗ sau khi được tạo dáng chính xác ở khâu tạo dáng, sau đó được đưa vào khâu mộng để làm các mộng lắp ghép Các mộng bao gồm: mộng âm, mộng dương, mộng đơn, mộng đôi Công đoạn này chủ yếu sử dụng các máy tuapi, cưa mâm 2 lưỡi Công đoạn này phát sinh bụi do các máy cưa, máy tuapi

• Chà nhám (đánh bóng) chi tiết hoặc sản phẩm Ở công đoạn này, chi tiết (sản phẩm) trước hết sẽ được chà nhám thô các góc cạnh, bề mặt Sau đó chúng được chà tinh bằng các loại giấy nhám mịn bằng máy hoặc bằng tay Công đoạn này phát sinh bụi do các máy chà nhám

Sau khi chà nhám tinh, sản phẩm được sơn phủ bề mặt bằng cách nhúng vào vecni hoặc sơn bằng máy Mục đích của sơn phủ bề mặt là để chống mối mọt và làm cho sản phẩm thêm bóng đẹp Công đoạn này phát sinh bụi sơn

• Lắp ghép - thành phẩm Ở công đoạn này, các chi tiết đã được gia công hoàn chỉnh, các chi tiết này sẽ được bộ phận lắp ghép, lắp ghép thành sản phẩm Các sản phẩm sau khi lắp ghép sẽ được kiểm tra chất lượng trước khi đóng gói – xuất xưởng

Thành phần chủ yếu của bụ gỗ là bụi cơ học Đó là hỗn hợp các hạt cellulose với khoảng thay đổi kích thước rộng

Tuy nhiên, có sự khác biệt đáng về kích cỡ hạt bụi và tải lượng bụi sinh ra ở các công đoạn khác nhau Tại các công đoạn gia công thô như cưa cắt, mài, tiện, phay… phần lớn chất thải đều cú kớch thước lớn cú khi tới hàng ngàn àm Hệ số phỏt thải bụi ở các công đoạn trong công nghệ sản xuất gỗ được thể hiện trong bảng sau:

Bảng 1.1 Hệ số phát thải bụi ở các công đoạn trong sản xuất gỗ

STT Công đoạn Hệ số ô nhiễm

1 Cắt và bốc xếp gỗ 0,187 (kg/ tấn gỗ)

2 Gia công chi tiết 0,5 (kg/ tấn gỗ)

3 Chà nhám, đánh bóng 0,05 (kg/m 2 )

Tại các công đoạn gia công tinh như chà nhám, đánh bóng, tải lượng bụi không lớn nhưng kớch cỡ hạt bụi rất nhỏ, nằm trong khoảng từ 2 - 20 àm, nờn dễ phỏt tỏn trong không khí và khó thu hồi, trong đó có cả công đoạn sơn phủ bề mặt còn sinh ra bụi sơn là cỏc hạt chất lỏng rất khú thu hồi với kớch thước 20 – 500 àm

Ngoài ra các công đoạn như lắp ghép vận chuyển cũng phát sinh thêm bụi nhưng không đáng kể, phần lớn bụi trong quá trình sản xuất mới gây ô nhiễm môi trường

Bảng 1.2 Tải lượng ô nhiễm bụi và chất thải rắn

Kích thước bụi Nguyên liệu sử dụng trong năm (tấn) Hệ số ô nhiễm

Tải lượng ô nhiễm trong năm (kg/năm)

Cưa, tẩm sấy 4250 0,187 (kg/tấn gỗ) 794,75

Bụi tinh (gia công) 3400 0,5 (kg/tấn gỗ) 1700

Bụi tinh (chà nhám) 12000 m 2 0,05 (kg/m 2 ) 600

(Nguồn: HANOINCO - Báo cáo đánh giá tác động môi trường)

Tác hại của bụi gỗ

1.2.1 Ảnh hưởng đến con người

Bụi gỗ sau khi phát tán ra khỏi nhà máy bám vào quần áo mới giặt xong, khi mặc vào sẽ thấy ngứa ngáy khó chịu, một số trường hợp gây kích ứng da vì trong bụi gỗ có chứa hóa chất trong quá trình tẩm

Bụi gỗ vào phổi gây kích thích cơ học và phát sinh phản ứng xơ hoá phổi gây nờn những bệnh hụ hấp Những hạt bụi cú kớch thước nhỏ hơn 10 àm cú thể được giữ lại trong phổi Tuy nhiờn nếu cỏc hạt bụi này cú đường kớnh nhỏ hơn 1 àm thì nú được chuyển đi như các khí trong hệ thống hô hấp Khi có tác động của các hạt bụi tới mô phổi, đa số xảy ra các hư hại sau đây:

+ Viêm phổi: Làm tắc nghẽn các phế quản, từ đó làm giảm khả năng phân phối khí

+ Khí thũng phổi: Phá hoại các túi phổi từ đó làm giảm khả năng trao đổi khí oxy và CO2

+ Ung thư phổi: Phá hoại các mô phổi, từ đó làm tắc nghẽn sự trao đổi giữa máu và tế bào, làm ảnh hưởng khả năng tuần hoàn của máu trong hệ thống tuần hoàn Từ đó kéo theo một số vấn đề đáng lưu ý ở tim, đặc biệt là lớp khí ô nhiễm nồng độ cao

+ Bệnh ở đường hô hấp: tuỳ theo nguồn gốc các loại bụi mà gây ra các bệnh viêm mũi, họng khí phế quản khác nhau Bụi hữu cơ như bông sợi, gai, lanh dính vào niêm mạc gây viêm phù thủng, tiết nhiều niêm dịch Bụi vô cơ rắn, cạnh sắc nhọn, ban đầu thường gây viêm mũi, tiết nhiều niêm dịch làm hít thở khó khăn, lâu ngày có thể teo mũi, giảm chức năng giữ, lọc bụi, làm bệnh phổi nhiễm bụi dễ phát sinh

+ Bệnh ngoài da: Bụi tác động đến các tuyến nhờn làm cho khô da, phát sinh các bệnh về da

+ Bệnh gây tổn thương mắt: Do không có kính phòng hộ, bụi bắn vào mắt gây kích thích màng tiếp hợp, viêm mi mắt, sinh ra mộng mắt, nhài quạt…

Ngoài ra bụi còn có thể làm giảm thị lực, bỏng giác mạc, thậm chí gây mù mắt Ngoài ra bụi gỗ còn gây ảnh hường tới sinh hoạt, gây mất vệ sinh…

1.2.2 Ảnh hưởng đến thực vật

Bụi gỗ bám quá nhiền trên vỏ hoa quả, cây củ là nguyên nhân làm giảm chất lượng của các loại sản phẩm này, đồng thời cũng làm tăng chi phí để làm sạch chúng Bụi lắng trên lá còn làm giảm khả năng quang hợp của cây Bụi gỗ lắng đọng làm lấp đầy những lỗ khí khổng, bao xung quanh những hạt diệp lục thu ánh sáng cần cho quá trình quang hợp Bụi cũng có thể làm tăng khả năng nhiễm bệnh của cây cối thông qua việc làm giảm sức sống của cây, có thể còn làm cản trở khả năng thụ phấn của cây

TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ BỤI

Buồng lắng bụi

Buồng lắng bụi là 1 loại thiết bị trong xử lý khí bụi, có cấu tạo đơn giản, dễ sử dụng vận hành, Buồng lắng bụi được thiết kế theo đơn vị thời gian và kích thước hạt bụi cần thu hồi, cũng như hàm lượng bụi có trong nguồn khí

Hình 2.1 Các loại buồng lắng bụi

+ Sự lắng bụi bằng buồng lắng là tạo điều kiện để trọng lực tác dụng lên hạt bụi thắng lực đẩy ngang của dòng khí Trên cơ sở đó người ta tạo ra sự giảm đột ngột lực đẩy của dòng khí bằng cách tăng đột ngột mặt cắt của dòng khí chuyển động Trong thời gian ấy bụi sẽ lắng xuống

+ Trong thời gian khí đi qua thiết bị, các hạt bụi dưới tác dụng của lực hấp dẫn lắng xuống phía dưới và rơi vào bình chứa hoặc được đưa ra ngoài bằng vít tải hay băng tải

+ Để lắng có hiệu quả hơn, người ta còn đưa vào buồng lắng các tấm chắn lửng Các hạt bụi chuyển động theo quán tính sẽ đập vào vật chắn và rơi nhanh xuống đáy Điều kiện áp dụng: Lắng bụi thô, dhạt > 60 μm, tuy vậy những hạt bụi nhỏ vẫn có khả năng được giữ lại trong buồng lắng Hiệu suất lắng 50% - 60% Ưu - nhược điểm Ưu điểm:

+ Chi phí đầu tư thấp

+ Sử dụng xử lý khí thải có nồng dộ bụi cao chứa các hạt bụi có kích thước lớn + Vận tốc di chuyển dòng khí trong thiết bị thấp, không gây mài mòn thiết bị Nhược điểm:

+ Phải làm sạch thủ công định kỳ

+ Cồng kềnh, chiếm diện tích

+ Chỉ thu được các hạt bụi có kích thước tương đối lớn.

Lọc túi vải

Hiệu quả và phổ biến nhất trong các hệ thống lọc bụi là phương pháp lọc bụi túi vải, còn được biết đến với tên gọi lọc bụi tay áo, baghouse filter Phương pháp này sử dụng các túi vải dệt hoặc không dệt để thu thập bụi trong quá trình luân chuyển luồng khí Túi lọc được làm thành một túi hình trụ và treo lơ lửng trong một buồng kín

Vải lọc có thể là vải dệt hay vải không dệt, hay hỗn hợp cả 2 loại Nó thường được làm bằng sợi tổng hợp để ít bị ngấm hơi ẩm và bền chắc

Chiều dày vải lọc càng cao thì hiệu quả lọc càng lớn

+ Loại vải vải dệt thường dùng các loại sợi có độ xe thấp, đường kính sợi lớn, dệt với chỉ số cao theo kiểu dệt đơn Chiều dày tấm vải thường trong khoảng 0,3 mm Trọng lượng khoảng 300 ~ 500 g/m 2

+ Loại vải không dệt thường làm từ sợi len hay bông thô Người ta trải sợi thành các màng mỏng và đưa qua máy định hình để tạo ra các tấm vải thô có chiều dày 3 ~ 5 mm

+ Loại vải hỗn hợp là loại vải dệt, sau đó được xử lý bề mặt bằng keo hay sợi bông mịn Đây là loại vải nhập ngoại thông dụng hiện nay Chúng có chiều dày 1,2 ~ 5 mm

Vải lọc thường được may thành túi lọc hình tròn đường kính D 5 ~ 250 mm hay lớn hơn và có chiều dài 1,5 đến 2 m Cũng có khi may thành hình hộp chữ nhật có chiều rộng b = 20 ~ 60 mm; Dài l = 0,6 ~ 2 m Trong một thiết bị có thể có hàng chục tới hàng trăm túi lọc Với túi lọc tròn – dài, người ta thường may kín một đầu túi, đầu kia để trống Khi làm việc, đầu để trống được liên kết với cổ dẫn khí lọc vào túi trên

7 mặt sàng phân cách của buồng lọc bụi Khi cho không khí trước khi lọc đi vào trong túi qua cổ, dòng khí đi xuyên qua túi vải ra khoang khí sạch và thoát ra ngoài Chiều đi này sẽ làm túi vải tự căng ra thành bề mặt lọc hình trụ tròn

Bụi trong quá trình luân chuyển luồng khí sẽ được giữ lại trên bề mặt của túi lọc Khi lớp bụi trên bề mặt của túi lọc trở nên dày hơn, áp lực cản trở không khí của túi lọc tăng lên, vì vậy bụi cần được rũ bỏ liên tục Rũ bỏ lớp bụi được thực hiện bằng các phương pháp như: Lắc cơ học, áp lực ngược hoặc xung khí Trong hầu hết các trường hợp, hiệu quả của thiết bị lọc bụi túi vải là 99% hoặc cao hơn, và nồng độ bụi ở đầu ra có thể đạt mức 10 mg/m 3 N

Thiết bị lọc bụi túi vải thường đặt phía sau thiết bị lọc bụi cơ học để giữ lại những hạt bụi nhỏ mà quá trình lọc cơ học không giữ lại được Khi các hạt bụi thô hoàn toàn đã được tách ra thì lượng bụi trong túi sẽ giảm đi

Hình 2.2 Thiết bị lọc túi vải Ưu - nhược điểm Ưu điểm:

+ Hiệu quả lọc tương đối cao

+ Chi phí bão dưỡng, vận hành thấp

+ Thiết bị chịu được nhiệt độ cao và ăn mòn

+ Phải thực hiện quá trình rũ bụi theo chu kỳ khá mất thời gian

+ Đòi hỏi những thiết bị tái sinh vải lọc và thiết bị rũ lọc.

Cyclone

Thiết bị lọc bụi cyclone là thiết bị lọc bụi được sử dụng tương đối phổ biến Nguyên lý làm việc của thiết bị lọc bụi kiểu cyclone là lợi dụng lực ly tâm khi dòng không khí chuyển động để tách bụi ra khỏi không khí

Hình 2.3 Thiết bị cyclone

Dòng khí nhiễm bụi được đưa vào phần trên của cyclone Thân cyclone thường là hình trụ và đáy là hình chóp cụt Ống khí vào thường có dang khối chữ nhật được bố trí theo phương tiếp tuyến với thân của cyclone Khí sau khi xử lý thoát ra từ đỉnh của thiết bị qua ống tròn đặt tại tâm của thân trụ Khí vào cyclone thực hiện chuyển động xoắn ốc, dịch chuyển xuống dưới và hình thành dòng xoáy ra ngoài, Lúc đó các hạt bụi dưới tác dụng của lực li tâm, văng vào thành cyclone Tiến gần đến đáy chóp, dòng khí

9 bắt đầu quay ngược trở lại và chuyển động lên hình thành dòng xoáy trong Các hạt bụi văng đến thành, dịch chuyển xuống dưới nhờ lực đẩy của dòng xoáy và trọng lực, từ đó ra khỏi cyclone qua ống xả bụi Để nâng cao hiệu quả lọc bụi của cyclone, người ta sử dụng các giải pháp sau:

+ Sử dụng cyclone ướt, nghĩa là phía trên thân hình trụ sẽ lắp thêm các vòi phun nước Nước phun theo chiều thuận với chiều chuyển động của không khí trong cyclone và phải tạo ra màng nước mỏng chảy từ trên xuống và tráng bề mặt trong của thiết bị Theo lực ly tâm, các hạt bụi văng lên bề mặt bên trong xiclon và toàn bộ bị nước cuốn trôi và theo nước ra ngoài Khả năng hạt bụi bị bắn trở lại ít hơn rất nhiều so với cyclone kiểu khô Nhờ vậy hiệu quả quá trình được nâng đáng kể

+ Sử dụng cyclone tổ hợp: Hiệu suất xử lý của thiết bị tỷ lệ nghịch với đường kính cyclone Có nghĩa là để tăng hiệu quả lọc bụi, thi cần giảm đường kính cyclone Tuy nhiên, nếu giảm đường kính cyclone thì lưu lượng giảm cũng giảm theo để đáp ứng yêu cầu xử lý Vì thế để đảm bảo vừa xử lý đủ lưu lượng, vừa tăng hiệu suất xử lý người ta sử dụng cyclone tổ hợp hay còn gọi là cyclone chùm

Hình 2.4 Cyclone chùm Ưu - nhược điểm Ưu điểm:

+ Không có phần chuyển động

+ Làm việc ở nhiệt cao (đến 500 0 C), áp suất cao

+ Cấu tạo đơn giản, rẻ

+ Hiệu quả không phụ thuộc vào sự thay đổi nồng độ bụi

+ Hiệu quả xử kém với loại bụi có kích thước < 5 μm

+ Không thể thu hồi bụi kết dính.

Thiết bị lọc bụi bằng phương pháp ướt

Quá tình thu hồi bụi theo phương pháp ướt dựa trên sự tiếp xúc của dòng khí bụi với chất lỏng, được thực hiện bằng các biện pháp cơ bản sau:

+ Dòng khi bụi đi vào thiết bị và được rửa bằng chất lỏng Các hạt bụi được tách ra khỏi khí nhờ va chạm với các giọt nước

+ Chất lỏng tưới ướt bề mặt của thiết bị, còn dòng khí tiếp xúc với bề mặt này Các hạt bụi bị hút bởi màng nước và tách ra khỏi dòng khí

+ Dòng khí bụi được sục vào nước và bị chia ra thành các bọt khí Các hạt bụi bị dính ướt và loại ra khỏi khí

Do tiếp xúc với dòng khí nhiễm bụi với chất lỏng hình thành bề mặt tiếp xúc pha

Bề mặt này bao gồm các bọt khí, tia khí, tia lỏng, giọt lỏng và màng lỏng Trong đa số thiết bị thu hồi bụi ướt tồn tại các dạng bề mặt khác nhau, do đó bụi được thu hồi theo nhiều cơ chế khác nhau

Chất lỏng tưới thiết bị thường là nước Khi kết hợp theo quá trình thu hồi bụi với xử lý hóa học, chất lỏng được chọn theo quá trình hấp thụ

Hình 2.5 Sơ đồ xử lý bụi bằng phương pháp ướt Ưu - nhược điểm Ưu điểm:

+ Hiệu quả thu hồi bụi cao

+ Có thể áp dụng để thu hồi bụi có kích thước đến 0,1 μm

+ Có thể sử dụng khi nhiệt độ và độ ẩm cao

+ Nguy hiểm cháy, nổ thấp nhất

+ Có thể thu hồi hơi và khí

+ Bụi thu được ở dạng cặn do đó phải xử lý nước thải, làm tăng giá quá trình xử lý

+ Các giọt lỏng có khả năng bị cuốn theo khí và cùng với bụi lắng trong ống dẫn và máy hút

+ Trong trường hợp khí có tính ăn mòn cao cần phải bảo vệ thiết bị và đường ống bằng vật liệu chống ăn mòn.

Thiết bị lọc bụi bằng tĩnh điện

Trong thiết bị lọc bụi bằng tĩnh điện bụi được xử lý nhờ tác dụng của lực điện Các hạt bụi sau khi được tích điện sẽ chuyển động đến gần và lắng trên các bản điện cực dưới tác dụng của điện trường, Sự tích điện diễn ra trong trường phóng điện quầng sáng, theo 2 cơ chế: dưới tác dụng của lực điện trường ( các hạt bị bắn phá bởi các ion chuyển động theo hướng điện trường) và bởi sự khuếch tán của các ion Cơ chế thứ nhất chiếm ưu thế khi kớch thước hạt lớn hơn 0,5 àm, cơ chế thứ hai chiếm ưu thế đối với cỏc hạt cú đường kớnh nhỏ hơn 0,2 àm Đối với cỏc hạt đường kớnh 0,2 - 0,5 àm cả 2 cơ chế đều hiệu quả

Hiệu quả của thiết bị lọc bụi bằng tĩnh điện phụ thuộc vào tính chất của bụi và khí, vận tốc và tính đồng đều phân phối dòng bụi trong thiết bị Hiệu thế càng cao và vận tốc khí càng thấp, hiệu quả thu hồi bụi càng cao

Hình 2.6 Thiết bị lọc bụi tĩnh điện dạng ống

Trong công nghiệp, người ta còn sử dụng thiết bị lọc điện ướt, trong đó việc làm sạch điện cực được thực hiện bằng cách tưới qua vòi phun Thiết bị lọc điện ướt được ứng dụng để thu hòi bụi, sương các axit khác nhau Ưu - nhược điểm Ưu điểm:

+ Hiệu quả thu hồi bụi cao Bụi có độ dẫn điện càng cao thì hiệu suất thu hồi càng lớn

+ Cú thể thu hồi bụi cú đường kớnh dưới 1àm, nồng độ bụi lớn (50g/m 3 )

+ Có thế áp dụng trong môi trường nhiệt độ cao Nhược điểm:

+ Tiêu hao điện năng lớn

+ Tốn nhiều không gian lắp đặt

ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ

Cơ sở lựa chọn sơ đồ xử lý

Phạm vi sử dụng hợp lý của thiết bị lọc bụi phụ thuộc nhiều yếu tố như: kích thước hạt bụi, nhiệt độ khí thải, nồng độ ban đầu, điều kiện vận hành,…Do đó việc lựa chọn thiết bị lọc bụi chủ yếu được tiến hành theo các chỉ dẫn sơ bộ sau:

- Buồng lắng bụi: Sử dụng trong trường hợp bụi thô, thành phần cỡ hạt trên 50 àm chiếm tỷ lệ cao Ngoài ra buồng lắng bụi được sử dụng như cấp lọc thụ trước cỏc thiết bị lọc tinh đắt tiền khác

- Cyclone thường được sử dụng trong các trường hợp:

+ Bụi thô, Nồng độ bụi ban đầu cao > 20 mg/m 3

+ Không đòi hỏi hiệu quả lọc cao Khi cần đạt hiệu quả cao hơn nên dùng cyclone ướt hoặc cyclone chùm

- Thiết bị lọc túi vải sử dụng trong các trường hợp sau :

+ Cần đạt hiệu quả lọc tương đối cao

+ Cần thu hồi bụi có giá trị ở trạng thái khô

+ Lưu lượng khí thải cần lọc không quá lớn

+ Nhiệt độ khí thải tương đối thấp nhưng phải cao hơn nhiệt độ điểm sương

- Thiết bị lọc ướt được sử dụng khi:

+ Cần lọc bụi mịn với hiệu quả tương đối cao

+ Kết hợp giữa lọc bụi và khử khí độc hại trong phạm vi có thể, nhất là loại khí, hơi cháy được có mặt trong khí thải

+ Kết hợp làm nguội khí thải

+ Độ ẩm trong khí thải đi ra khỏi thiết bị không gây ảnh hưởng gì đáng kể đối với thiết bị cũng như các quá trình công nghệ liên quan.

Lựa chọn sơ đồ công nghệ

Tiêu chuẩn đầu ra: Khí thải đầu ra đạt QCVN 19:2009/BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về khí thải công nghiệp đối với bụi và các chất vô cơ

Do bụi cần xử lý ở đây là bụi gỗ và ta cần thu hồi bụi gỗ này để làm nguyên nhiên liệu cho các công đoạn sản xuất khác như ván ép, làm chất đốt cho các lò sấy, Mặt khác, do có lẫn cả bụi tinh và bụi thô Chính vì vậy nên chọn phương pháp xử lý bụi ở đây là phương pháp khô

Bụi gỗ cú kớch thước > 20 àm (ở cụng đoạn cắt, cưa ), ta cần thu hồi bụi ở dạng thụ nờn thiết bị xử lý thớch hợp là cyclone Và bụi tinh kớch thước từ 2-20 àm (ở cụng đoạn gia công tinh như chà nhám ) cần được xử lý bằng lọc túi vải để thu hồi bụi mịn

Do đó ta chọn thiết bị cyclone kết hợp lọc túi vải

Hình 3.1 Sơ đồ công nghệ lựa chọn

Hỗn hợp khí bụi sẽ được chuyển sang xử lý bằng hệ thống chụp hút tại vị trí phát sinh Các chụp hút được nối vào hệ thống ống dẫn, dưới tác dụng của lực hút hướng trục và lực đẩy ly tâm bụi được dẫn theo hệ thống đường ống vào cyclone Tại cyclone dưới tác dụng của lực ly tâm các hạt bụi có kích thước lớn sẽ tách khỏi dòng khí, lắng xuống vào phễu chứa và được thu hồi, lượng bụi tinh còn lại sẽ theo dòng khí qua thiết bị lọc túi vải Ở đây, bụi mịn sẽ di chuyển vào túi vải nhờ lực hút của quạt hút Bụi sẽ được giữ lại trên thành túi vải Độ dày bụi bám dính tỷ lệ với hiệu suất thu hồi và tăng theo thời gian

Hiệu suất thu hồi bụi của túi vải này thông thường từ 90 – 95 % Khi lớp màng bụi bám khá dày sẽ tiến hành rũ bụi để tránh quá tải cho các quạt hút và tăng hiệu suất trở lại Bụi thu hồi được thu gom vào các bao chứa và tái sử dụng Ưu - nhược điểm Ưu điểm:

+ Công nghệ đề xuất phù hợp với đặc điểm, tính chất của nguồn khí thải

+ Nồng độ khí thải sau xử lý đạt QCVN 19:2009/BTNMT

+ Hiêu suất lọc bụi tương đối cao

+ Không gian lắp đặt nhỏ

+ Vận hành phức tạp, đòi hỏi nhân viên vận hành phải có trình độ chuyên môn cao

+ Cần có cơ cấu thổi khí phụ trợ

+ Đòi hỏi những thiết bị tái sinh vải lọc và thiết bị rũ lọc

TÍNH TOÁN THIẾT BỊ

Cyclone

4.1.1 Các thông số đầu vào

Nồng độ bụi: Cbụi = 20 g/m 3 = 20000 mg/m 3

Khối lượng riêng của bụi: ρ 50 kg/m 3

Bảng 4.1 Bảng cấp phối hạt bụi gỗ d p (àm) < 5 5-10 10-20 20-40 40-60 > 60

(Nguồn: Tra bảng 113 Các thông số vật lý quan trọng của bụi từ các nguồn phát thải khác nhau - Sách ô nhiễm không khí và xử lý khí thải - Trần Ngọc Chấn)

Chọn Cyclone Standard cho hệ thống

Ta có vận tốc miệng vào ve = 10 ÷ 30 m/s (Bài giảng KTXL Khí thải, Dư Mỹ Lệ) Chọn ve = 15 m/s

Xác định tiết diện miệng vào

Theo bảng thông số ta có:

D = 0,3 mXác định kích thước của Cyclone Standard từ bảng thông số ta được

Bảng 4.2 Bảng thông số Cyclone

Thông số Ký hiệu Độ dài Kết quả

Chiều cao hình trụ Lb 2D 0,6 m

Chiều cao hình nón Lc 2D 0,6 m

Chiều rộng cửa vào W 0,25D 0,075 m Đường kính ống thoát khí De 0,5D 0,15 m Đường kính ống thu bụi Dd 0,25D 0,075 m

Khoảng cách từ tận cùng cyclone đến mặt bích D1 0,24D 0,075 m

Số vòng quay lý thuyết:

𝑝ℎú𝑡) Khối lượng riêng và hệ số nhớt động lực của không khí ở nhiệt độ 40 0 C: ρ 0_g = 1,205 kg m⁄ 3 (𝑡 0 = 20 0 C hay 𝑇 0 = 293K)

= 1,9 × 10 −5 Pa s(với C = 120) Đường kính hạt có hiệu suất thu gom 50%:

Hiệu suất thu gom cho các nhóm đường kính dựa trên cấp phối hạt được tính theo công thức:

(Nguồn: Bài giảng KTXL Khí thải, Dư Mỹ Lệ)

Từ công thức trên ta có bảng sau:

Bảng 4.3 Bảng phần trăm thu gom của Cyclone j Cỡ hạt, àm dp j , àm dp j /dp 50 n j m j , %

Hv: Hệ số vận tốc đầu vào, Hv = 8 đối với Cyclone Standard

Nồng độ bụi còn lại sau khi qua Cyclone là:

Vậy hàm lượng bụi còn lại Cr = 484,2 (mg/m 3 ) (ở 25 0 C) sẽ được xử lý tiếp ở lọc túi vải

Chọn thời gian vệ sinh thùng chứa bụi là 8h

Khối lượng riêng của bụi: ρ p = 1350 kg m⁄ 3

Lưu lượng: Q = 650 m 3 /h Đường kính cửa thoát bụi Dd = 0,075 m

Khối lượng bụi trong 1 chu kỳ:

1350 kg m⁄ 3 = 0,075𝑚 3 Chọn thùng hình trụ tròn đường kính 0,5 m

Lựa chọn vật liệu chế tạo

Chọn vật liệu chế tạo cyclone và các đường ống dẫn khí là loại thép hợp kim đặc biệt là thép không gỉ, bền nhiệt và chịu nhiệt, chúng có tính chịu ăn mòn cao trong điều kiện làm việc của thiết bị

Nhiệt độ làm việc 𝑡 = 40 o C Áp suất làm việc P = 𝑃 𝑚𝑡 = 1 𝑎𝑡 = 9,81 × 10 4 𝑁/𝑚 2

Ký hiệu thép: X18H10T (C ≤ 0,12%, Cr 18% , N10%, T nằm trong khoảng 1– 1,5%)

Chiều dày tấm thép: 𝑏 = 4– 25 (𝑚𝑚) Độ dãn tương đối: 𝛿 = 40%

(Nguồn: tra bảng XII.4 trang 310 Sổ tay quá trình và thiết bị công nghệ hóa chất tập 2)

Chọn công nghệ gia công hàn tay bằng hồ quang điện, bằng cách hàn giáp mối

Hệ số an toàn theo giới hạn bền: n k = 2,6

Hệ số an toàn theo giới hạn chảy: n c = 1,5

Hệ số an toàn theo giới hạn mỏi: n bl = 1,5

(Nguồn tra bảng XIII.2 - XIII.3 trang 356 Sổ tay quá trình và thiết bị công nghệ hóa chất tập 2)

Các thông số ban đầu của cyclone: Đường kính D = 0,3 m = 300 mm

Hệ số bền mối hàn ϕ: thân hình trụ hàn dọc, hàn tay bằng hồ quang điện, hàn giáp mối 1 bên, đường kính thân nhỏ hơn 500 mm → hệ số bền mối hàn ϕ h = 0,8

(Nguồn: tra bảng XII.8 trang 362 Sổ tay quá trình và thiết bị công nghệ hóa chất tập 2)

Xác định áp suất làm việc trong tháp:

Với p mt : áp suất pha khí trong thiết bị

Xác định ứng suất cho phép của thép X18H10T

(Nguồn: CT XIII 2 - 3 trang 356 Sổ tay quá trình và thiết bị công nghệ hóa chất tập 2)

Ta lấy giá trị bé hơn trong 2 ứng suất cho phép ở trên làm ứng suất cho phép tiêu chuẩn

Bề dày thân hình trụ hàn làm việc chịu áp suất trong tính theo lý thuyết vỏ mỏng:

Bề dày tối thiểu của thân là:

P: áp suất trong thiết bị (Pa)

∅ ℎ : hệ số bền của thành hình trụ theo phương dọc

Chiều dày của tháp được thiết kế khi tính đến các hệ số bổ sung là:

𝑆 = 𝑆 ′ + 𝐶 Chọn hệ số bổ sung để quy tròn kích thước:

C1: hệ số bổ sung do ăn mòn hóa học trong thời hạn sử dụng thiết bị là 15 năm với tốc độ ăn mòn 0,1mm/năm; C1 = 1 mm

C2: hệ số bổ sung do hao mòn; C2 = 0 mm

C3: hệ số bổ sung do dung sai âm (Tra bảng XIII.9, Sổ tay QTTB tập 2); C3 0,18 mm

Chiều dày thực của thân:

=> Chọn 𝑆 = 4𝑚𝑚 lấy tròn theo tiêu chuẩn thép tấm cán loại dày

Kiểm tra điều kiện bền:

300 = 0.01 < 0,1 (𝑐ó 𝑡ℎể 𝑠ử 𝑑ụ𝑛𝑔) Kiểm tra áp suất cho phép trong thân thiết bị khi bề dày 𝑆 = 4𝑚𝑚:

𝑚 2 Vậy: Thân cyclone có bề dày S = 4 mm thoả mãn điều kiện bền và áp suất làm việc

Kết luận: Chọn thép không gỉ X18H10T bề dày 4 mm

Chọn kiểu bích liền vì áp suất và nhiệt độ làm việc không cao

Chọn mặt bích: Vật liệu là thép SS304

Chọn mặt bích theo tiêu chuẩn JIS10K

Khoảng cách từ tận cùng cyclone đến mặt bích: hs = 0,24D – 0,32D

(Nguồn: Trang 424 Sổ tay quá trình thiết bị và công nghệ hóa chất tập 2)

Hình 4.1 Các kích thước của mặt bích JIS10K

+ Bích nối cửa vào: Đường kính tương đương:

Chọn mặt bích cho ống DN125 có các kích thước sau:

Bảng 4.4 Các kích thước mặt bích nối cửa vào

Loại bulong do f t g Khối lượng Đơn vị mm mm mm lỗ - mm mm mm mm kg/cái

+ Bích nối thân thiết bị với đầu ra của khí: Đường kính De = 0,15m = 150 mm

Bảng 4.5 Các kích thước mặt bích nối thân thiết bị với đầu ra của khí

+ Bích được dùng để ghép thân thiết bị với ống thu hồi bụi

Bảng 4.6 Các kích thước mặt bích nối thân thiết bị với ống thu hồi bụi

Khối lượng thân hình trụ cyclone:

Dn: đường kính ngoài của thân cyclone, Dn = 300 + (4  4) = 308 (mm) = 0,308 (m)

Dt: đường kính trong của thân cyclone, Dt = 1 (m)

H: chiều cao của thân cyclone, H = 4,3D = 1,29 (m)

: khối lượng riêng của thép X18H10T,  = 7900 (kg/m 3 )

4× ((0,15 + 0,008) 2 − 0,15 2 ) × 0,4765 × 7900 = 7,28 (𝑘𝑔) Trong đó: d1: đường kính ngoài ống ra, d1 = 0,15 (m) h1: chiều cao ống tâm có mặt bích, h1 = 0,4765 (m)

: khối lượng riêng của thép X18H10T,  = 7900 (kg/m 3 )

− 0,15 × 0,075 × 0,18) × 7900 = 3,48 (𝑘𝑔) Trong đó: a: chiều cao cửa vào, a = 0,15 (m) b: chiều rộng cửa vào, b = 0,075 (m) l: chiều dài cửa vào, l = 0,6D = 0,18 (m)

: khối lượng riêng của thép X18H10T,  = 7900 (kg/m 3 ) Khối lượng phần nón:

D: đường kính phần trụ, D = 0,3 (m) d2: đường kính ống tháo bụi, d2 = 0,075 (m) h3: chiều cao phần nón, h3 = 0,6 (m)

: khối lượng riêng của thép X18H10T,  = 7900 (kg/m 3 ) Khối lượng bích: 𝑚 𝑏 = (3,3 + 4,4 + 2,0) × 2 = 19,4 (𝑘𝑔)

Khối lượng bụi: mbụi = 101 (kg)

M: tổng khối lượng của cyclone, M = 266,1 (kg) g: gia tốc trọng trường, g = 9,81 (m/s 2 )

Trọng lượng mỗi tai treo là

Theo Bảng XIII.36.Tai treo thiết bị thẳng đứng – trang 438 – Sổ tay quá trình và thiết bị công nghệ hoá chất – tập 2 ta chọn được tai treo ứng với tải trọng 0,1 10 4 (N)

Bảng 4.7 Bảng tai treo

Lọc túi vải

4.2.1 Thông số đầu vào và ra

Khối lượng riêng bụi: ρbụi = 1350 kg/m 3

Nồng độ bụi đầu vào : 484,2 mg/m 3

Theo QCVN 19: 2009/BTNMT: Nồng độ bụi tổng tối đa là 200 mg/m 3 ( Ở 25 0 C)

Ctc = 200 mg/m 3 ở điều kiện chuẩn ( 25 0 C và áp suất bằng 760 mmHg)

Nồng độ tối đa cho phép của các chất ô nhiễm trong khí thải của các cơ sở sản xuất, chế biến kinh doanh dịch vụ và thải ra môi trường không khí:

- Cmax: là nồng độ tối đa cho phép của bụi và các chất vô cơ trong khí thải công nghiệp, tính bằng miligam trên mét khối khí thải chuẩn (mg/Nm 3 );

- Ctc: là nồng độ của bụi và các chất vô cơ quy định tại mục 2.2 trong QCVN 19:2009/BTNMT;

- Kp: là hệ số lưu lượng nguồn thải quy định tại bảng 4.4

- Kv: là hệ số vùng, khu vực quy định tại bảng 4.5

Bảng 4.8 Hệ số lưu lượng nguồn thải K p

Lưu lượng nguồn thải (m 3 /h) Hệ số K p

Bảng 4.9 Hệ số vùng, khu vực K v

Phân vùng, khu vực Hệ số K v

Khu công nghiệp; đô thị loại V; vùng ngoại thành, ngoại thị đô thị loại II, III, IV có khoảng cách đến ranh giới nội thành, nội thị lớn hơn hoặc bằng 02 km; cơ sở sản xuất công nghiệp, chế biến, kinh doanh, dịch vụ và các hoạt động công nghiệp khác có khoảng cách đến ranh giới các khu vực này dưới 02 km

Nồng độ bụi tổng tối đa đầu ra (ở 40 0 C) là:

Hiệu suất làm việc cần đạt của thiết bị

Chọn hiệu suất lọc của túi vải là 95 %

Nồng độ dòng vào: 484,2 mg/m 3

Lưu lượng khí thải vào thiết bị lọc túi vải: Q = 650 (𝑚 3 /ℎ)

Cường độ lọc VL = 80 - 150 m 3 /m 2 h, chọn VL = 150 m 3 /m 2 h

Tính toán thùng chứa bụi

Tải lượng bụi thu được trong 1h:

Khối lượng bụi thu được ở thiết bị lọc túi vải trong một ngày (ngày làm việc 8 giờ):

𝑚 = 𝐺 𝑏 × 8 = 0,19 × 8 = 1,53 (𝑘𝑔/𝑛𝑔à𝑦) Thể tích tối thiểu của thùng chứa bụi thu được ở thiết bị lọc túi vải trong một ngày:

V = m ρ b Trong đó m: lượng bụi thu được ở thiết bị lọc túi vải trong 1 ngày, kg/ngày ρb: khối lượng riêng của bụi gỗ, ρb = 1350 kg/m 3

Chọn kích thước thùng chứa bụi là 𝐿 × 𝑊 × 𝐻 = 0,15 𝑚 × 0,15 𝑚 × 0,1 𝑚 0,00225 m 3

Vì bụi là bụi gỗ nên ta chọn thiết bị lọc tay áo có phương pháp giũ bụi là thổi xung

Vận tốc lọc của thiết bị được chọn theo bảng sau:

Bảng 4.10 Bảng chọn vận tốc lọc của lọc túi vải

Vận tốc lọc (m/ph) Rung và thổi Thổi xung Thổi ngược

1 Mồ hóng, chì, kẽm thăng hoa, thuốc nhuộm, bột, mỹ phẩm, chất tẩy rửa, bột sữa, than hoạt tính, xi măng từ lò nung, bụi silic oxit,, bụi tạo thành do ngưng tụ và phản ứng hóa học

2 Sắt và hợp kim sắt thăng hoa, bụi lò đút, đất sét, xi măng từ máy nghiền, vôi, phân bón (photphat amoni), bụi đá mài, nhựa, bột khoai tây

3 Hoạt thạch, than đá, bụi sản xuất góm, tro, mồ hóng ( chế biến lần 2), bột màu, cao lanh, CaCO3, bụi quăng mỏ boxit, xi măng từ thiết bị làm nguội, bụi tráng men

4 Amiăng, vải sợi, thạch cao, bụi sản xuất cao su, muối, bột mì, đá trân châu (peclit), bụi từ các quá trình mài bón

5 Thuốc lá, bụi da, thức ăn tổng hợp, bụi chế biến gỗ, sợi thực vật thô 0,9 – 2,0 2,5 – 6,0

(Nguồn: Giáo trình Kỹ thuật xử lý Chất thải công nghiệp – PGS.TS Nguyễn Văn Phước)

Chọn vận tốc lọc VL = A/C = 3 m/phút = 180 m/h

Tổng diện tích bể mặt lọc cần thiết:

Q: lưu lượng khí thải vào thiết bị lọc túi vải, Q = 650 m 3 /h η: hiệu suất làm việc của bề mặt lọc, η = 95%

(Nguồn: Giáo trình Kỹ thuật xử lý Chất thải công nghiệp – PGS.TS Nguyễn Văn Phước)

Bảng 4.11 Bảng chọn lựa vật liệu lọc

Cotton 180 Poor Poor Good Very good

Poly propylen 200 Excellent Poor Excellent Very good

Polyester 275 Good Poor to fair Good Very good

Nomex 400 Poor to fair Good Excellent Excellent

Teflon 450 Excellent Poor to fair Excellent Fair

Fiberglass 500 Fair to good Poor Fair to good Fair

(Nguồn: Giáo trình Kiểm soát ô nhiễm không khí – Dư Mỹ Lệ)

Do trong quá trình chế biến sản sinh ra bụi nhẹ, mịn, có khả năng hút ẩm và có khả năng ăn mòn do trong quá trình làm sơn và làm ván ép có khả năng sinh ra khí HCHO, bụi có nhiệt độ cao (cắt, cưa các chi tiết) nên chọn túi lọc làm bằng vật liệu Teflon

Cấu tạo ống vải Đường kính ống tay áo: D = 125 - 300 mm

Chiều cao ống tay áo: L = 2 – 3,5 m

(Nguồn: Trang 435 sách ô nhiễm không khí và xử lý khí thải tập 2, Trần Ngọc Chấn)

Tổng số tay áo: n = F π × D × L = 3,8 π × 0,15 × 1 = 8,06 ống → chọn 9 ống Kiểm tra lại vận tốc lọc:

Bố trí ống theo hình vuông cạnh 3 x 3

Hình 4.2 Kích thước bố trí túi vải

Khoảng cách giữa các ống tay áo (ngang dọc như nhau) là 8 – 10 cm

Vậy kích thước thiết bị: a = b = 0,15 x 3 + 0,1 x 4 = 0,85 (m)

H = chiều cao bên dưới phễu thu bụi + chiều cao phễu thu bụi + chiều cao khoảng trống đáy tay áo đến phễu thu bụi + chiều cao ống tay áo + chiều cao trên ống tay áo + chiều cao lan can công tác + chiều cao van xả bụi

Tổn thất áp lực trong thiết bị lọc túi vải

Tổn thất áp lực được tính theo công thức

0,3048 𝑚/𝑓𝑡 x 60 𝑚𝑖𝑛/ℎ = 16,73 ± 3,94 inH 2 O Vận hành thực tế: giới hạn tổn thức áp tối đa ở mức 6 < ∆𝑃 < 20 inH2O

Rung rũ bằng khí nén

Thời gian giữa hai lần rũ: 2 phút

Lưu lượng khí nén cần để rung rũ = 0,2% Lưu lượng khí cần làm sạch

Chọn máy nén khí Puma 24L công suất 1,75 KW (2Hp) chạy điện 220V, áp lực

8 bar, lưu lượng 198 lít/phút

Tính chiều dày thiết bị

Thiết bị làm việc ở t = 40 0 C Áp suất làm việc Plv = 1 at = 9,81.10 4 N/m 2

Chọn vật liệu là thép cacbon thường dung để chế tạo thiết bị

Chiều dày tấm thép: b = 4 – 20 mm Độ dãn tương đối: δ = 25%

Chọn công nghệ gia công là hàn tay bằng hồ quang điện, bằng cách hàn giáp mối hai bên

Hệ số an toàn bền kéo: ηk = 2,6

Hệ số an toàn bền chảy: ηc = 1,5

Xác định áp suất làm việc trong thiết bị:

Xác định ứng suất cho phép của thép CT3

Trong đó: σb: giới hạn bền kéo, σb = 380.10 6 (N/m 2 ) ηk: hệ số bền kéo, ηk = 2,6 η: hiệu số hiệu chỉnh, η = 1

Trong đó: σb: giới hạn bền kéo, σb = 240.10 6 (N/m 2 ) ηk: hệ số bền kéo, ηk = 1,5 η: hiệu số hiệu chỉnh, η = 1

(Nguồn: CT XIII 2 - 3 trang 356 Sổ tay quá trình và thiết bị công nghệ hóa chất tập 2)

Ta lấy giới hạn bé hơn trong 2 ứng suất cho phép ở trên làm ứng suất cho phép tiêu chuẩn

Hệ số bền mối hàn φ: thân hình trụ hàn dọc, hàn tay bằng hồ quang điện, hàn giáp mối hai bên, đường kính D ≥ 700 mm → hệ số mối hàn φh = 0,95 (Bảng XIII.8.0 – trang 362 – Sổ tay và quá trình thiết bị công nghệ hóa chất, tập 2)

Bề dày tối thiểu của thân

Dt: đường kính quy đổi, ta có

P: áp suất làm việc trong tháp, P = 9,81.10 4 N/m 2 φh: hệ số bền mối hàn, φh = 0,95

[σ]: ứng suất cho phép tiêu chuẩn, [σ] = 146,15.10 6 N/m 2

Chọn hệ số để quy tròn kích thước:

C0: hệ số quy tròn kích thước, C0 = 0,5 mm

C1: hệ số bổ sung do bào mòn hóa học trong thời hạn sử dụng thiết bị là 15 năm với tốc độ ăn mòn là 0,1mm/năm, C1 = 1 mm

C2: hệ số bổ sung do bào mòn cơ học, C2 = 0,4 mm

C3: hệ số bổ sung do dung sai âm (Bảng XIII.9 trang 346, Sổ tay quá trình thiết bị công nghệ hóa chất, tập 2), C3 = 0,12 mm

Bề dày thực thiết bị

Chọn S = 4 mm theo tiêu chuẩn thép tấm loại dày

Kiểm tra lại ứng suất thành thiết bị theo áp suất thử tính toán Áp suất thử Pth được tính theo công thức (Bảng XIII-5, trang 358, Sổ tay quá trình thiết bị công nghệ hóa chất, tập 2)

Pth = 1,5 x Plv = 1,5 x 9,81 x 10 4 = 14,715 x 10 4 N/m 2 Ứng suất theo áp suất thử tính toán

Vậy thân tháp có bề dày S = 4 mm thỏa diều kiện bền và áp suất làm việc

Bề dày nắp: bề dày nắp lấy bằng bề dày thân, S = 4 mm

Bề dày đáy: bề dày đáy lấy bằng bề dày thân, S = 4mm

Chân đỡ: Chọn vật liệu là thép CT3 Khối lượng riêng của thép CT3 là: ρ = 7850 kg/m 3

Tính ống dẫn, quạt, ống khói

Chọn đường ống dẫn khí có tiết diện tròn và làm bằng thép mỏng

- Đường ống trước thiết bị cyclone:

Chọn vận tốc dòng khí trong ống là: vt = 20 (m/s) Đường kính ống vào:

Q: lưu lượng bụi vào thiết bị cyclone, Q = 650 (m 3 /h) vt: vận tốc dòng khí trong ống là, vt = 20 (m/s)

Chọn ống DN100 có đường kính D= 114 (mm)

- Đường ống sau thiết bị cyclone (đường ống trước thiết bị lọc túi vải):

- Đường ống sau thiết bị lọc túi vải:

𝜌 𝑘 : khối lượng riêng của không khí ở 35 0 C, 𝜌 𝑘𝑘 = 1,127 (𝑘𝑔/𝑚 3 )

𝐷 𝑘 : đường kính ống dẫn bụi vào thiết bị cyclone và lọc túi vải, 𝐷 𝑘 = 0,4 (m)

𝑣 𝑘 : vận tốc khí trong đường ống dẫn bụi vào lọc túi vải, 𝑣 𝑘 = 16,67 (m/s)

𝜇 40 0 𝐶 : độ nhớt động học của bụi ở 40 0 C, 𝜇 40 0 𝐶 = 19,10 × 10 −6 (𝑃𝑎 𝑠)

𝜌 𝑘 : khối lượng riêng của không khí ở 35 0 C, 𝜌 𝑘𝑘 = 1,146 (𝑘𝑔/𝑚 3 )

𝐷 𝑘 : đường kính ống dẫn bụi vào và ra thiết bị lọc túi vải, 𝐷 𝑘1 = 0,8 (m)

𝑣 𝑘 : vận tốc khí trong đường ống dẫn bụi ra thiết bị lọc, 𝑣 𝑘 = 16,67 (m/s)

𝜇 35 0 𝐶 : độ nhớt động học của bụi ở 35 0 C,

Tổn thất áp lực trên đường ống nối nguồn thải với thiết bị cyclone:

Chọn ống dẫn bụi là ống thép nguyên và ống hàn trong điều kiện ít ăn mòn →

𝜀 = 0,2 (theo bảng II.15, sổ tay quá trình thiết bị và công nghệ hóa chất tập 1, trang

Do chế độ chảy rối nên α = 1

Do Regh < Re < Ren (theo bảng II.14, sổ tay quá trình thiết bị và công nghệ hóa chất tập 1, trang 379) nên:

𝑣 𝑘 : vận tốc khí trong đường ống dẫn bụi vào cyclone, 𝑣 𝑘 = 16,67 (m/s)

Tổn thất áp lực trên đường ống nối thiết bị cyclone với thiết bị lọc túi vải:

𝑣 𝑘 : vận tốc khí trong đường ống dẫn bụi vào thiết bị lọc túi vải, 𝑣 𝑘 = 16,67 (m/s) Tổn thất áp lực trên đường ống nối thiết bị lọc túi vải với ống khói:

𝑣 𝑘 : vận tốc khí trong đường ống dẫn bụi ra thiết bị lọc túi vải, 𝑣 𝑘 = 16,67 (m/s) Trở lực cục bộ trên đường ống:

Toàn bộ đường ống có 23 co 90 0 và 1 chữ T

Theo sổ tay quá trình thiết bị công nghệ và hóa chất tập 1, trang 382:

𝜉 𝑣 : hệ số tổn thất tại ống chữ T, 𝜉 𝑣 = 0,4 đối với nhánh chính và 𝜉 𝑣 = 1,5 đối với nhánh phụ

Theo phụ lục 7 – hệ số sức cản cục bộ của các chi tiết ống dẫn không khí – giáo trình kỹ thuật xử lý ô nhiễm không khí – Đinh Xuân Thắng):

𝜉 𝑐 : hệ số sức cản cục bộ trên ống dẫn ( trở lực của ngoặt tiết diện tròn nhiều đốt góc 90 0 , R = 2D), 𝜉 𝑐 = 0,35

Q: lưu lượng khí đầu vào thiết bị, Q = 650 m 3 /h = 0,181 m 3 /s

∆P : trở lực toàn phần của các thiết bị,

𝑚 2 ) N: hiệu suất của quạt ŋ 𝑡𝑟 = 1: lắp trực tiếp với trục động cơ điện ŋ 𝑞 = 0,535: tra theo đồ thị đặc tuyến của quạt ly tâm

Theo bảng II.33 trang 440 – Sổ tay quá trình và thiết bị công nghệ hóa chất 1, ta có:

Bảng 4.12 Bảng chọn hệ sống quạt hút

Chọn Hệ số dự trữ 𝛽 = 1,1

Công suất thực tế của quạt: 𝑁 = 1,1 × 29,88 = 32,87(𝑘𝑊) = 44,7 (𝐻𝑝) Chọn quạt có công suất 45 Hp

4.3.3 Tính ống khói Đường kính ống khói thải:

Qr: lưu lượng khí thải (m 3 /h) v: tốc độ dòng khí trong ống khói Chọn v = 16 (m/s)

- Tính toán chiều cao ống thải:

Nhiệt độ dòng khí xung quanh: 32 0 C

Vậy ống khói cần phải có chiều cao tối thiểu:

A: hệ số kể đến độ ổn định của khí quyển Đối với phần lớn các địa phương của Việt Nam A = 200 – 240 Chọn A = 240

Với: Qr: lưu lượng khí thải, Qr = 650 (𝑚 3 /ℎ) = 0,181 (m 3 /s)

Cmax: nồng độ bụi cực đại trên mặt đất; Cmax = 180 (mg/m 3 )

F: hệ số kể đến loại chất khuếch tán Đối với bụi F = 2; F = 2,5; F = 3 ứng với các trường hợp có lọc bụi với hiệu suất lọc lần lượt là ≥ 90%; 75 – 90% và ≤ 75% hoặc không có thiết bị lọc bụi Với hiệu suất thiết bị lọc tay áo là 95% →Chọn F = 2

Ccp = 200 mg/m 3 : nồng độ cho phép tính theo tiêu chuẩn loại B theo QCVN 19:2009/BTNMT

∆𝑇: hiệu số giữa nhiệt độ khí thải và nhiệt độ khí quyển; ∆𝑇 = 35°𝐶 − 30°𝐶 5°𝐶 m, n: các hệ số không thứ nguyên kể đến điều kiện thoát ra của khí thải ở miệng ống khói m = g(f) với f = 10 3 ×𝑣 2 ×𝐷

Giả sử chiều cao ống khói là 30 m, ta có: f = 10 3 ×𝑣 2 ×𝐷

Thay giá trị m, n vào biểu thức tính chiều cao ống khói, ta có:

Định dạng
Số trang	50
Dung lượng	851,77 KB