Đồ án xử lý khí thải tính toán thiết kế hệ thống xử lý bụi lò hơi đốt trấu công suất 20 tấn h

Sau khi bề mặt chấ ỏng bao t l t l bọc phần lớn các hạt, hiệu quả lọc giảm vì các hạt khi tiếp tục tới gần chất lỏng, do kết quả của sự va đập đàn hồi với các hạt được nhúng chìm trước đ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC VÀ THỰC PHẨM

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC VÀ THỰC PHẨM

BM CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG Độc lập – Tự do – Hạnh Phúc

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN MÔN HỌC

Họ tên sinh viên : Phan Minh Quân MSSV : 20150093 Họ tên sinh viên : Lê Trung Tín MSSV : 20150106

1 TÊN ĐỀ TÀI : Thiết kế hệ thống xử lý bụi lò hơi đốt trấu công suấ 20 tấn/h t

2.NỘI DUNG VÀ NHIỆM VỤ

- Tính toán nồng độ chất ô nhiễm của lò hơi phát thải - Đề xuất phương pháp và sơ đồ công nghệ hệ thống xử lý - Tính toán chi tiết hệ thống xử lý

- Bản vẽ thiết kế : Sơ đồ công nghệ, mặt băng tổng thể, các mặ ắt và chi tiế ắp t c t l đặt

3 THỜI GIAN THỰC HIỆN : từ 11/03/2023 đến 15/06/2023

4 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN : ThS Trần Anh Khoa

Đơn vị công tác : Trường Đạ ọc Tài Nguyên và Môi Trường TP HCMi h

Tp HCM, ngày… tháng… năm

Ộ ỚNG DẪNCÁN B HƯ

(Ký và ghi rõ họ tên)

Trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật TPHCMCộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam

Tên đồ án: Thiết kế hệ thống xử bụi lò hơi đốlý t trấu công suấ 20 tấn/h t Sinh viên: Phan Minh Quân MSSV: 20150093

Sinh viên: Lê Trung Tín MSSV: 20150106 26/03 Tính toán sơ bộ phát thải ô

nhiễm của lò hơi đốt trấu và đề xuất sơ đồ công nghệ

Sửa lại phần tổng quan các phương pháp xử lý 09/04 Tính toán l i phạ ần lò hơi và đề

xuất lại sơ đồ công nghệ

Đề xuấ ại sơ đồ công t l

Sửa lại sơ đồ công nghệ, sử ại công suấa l t lò hơi và lưu lượng lò hơi

07/05 Tính toán lại cyclone, lọc túi vải, tính thêm phần cơ khí và trở lực

Sửa lại phần cơ khí và tính lại cyclone phần vận tốc

29/05 Tính phần ống khói, quạt hút Sửa lại số lượng túi vải 07/06 Vẽ bản vẽ chi tiết cyclone và

12/06 Chỉnh sửa nội dung và fomat của thuyết minh và bản vẽ

Ngày 12 tháng 06 năm 2023

Giảng viên hướng dẫn

Trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật TPHCM Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam Khoa CNHH và TP Độc lậ – Tự do – Hạnh phúcp Bộ môn CN Môi Trường

PHIẾU NHẬN XÉT HƯỚNG DẪN ĐỒ ÁN MÔN HỌC

(Đồ án Xử lý Khí thải)

Người nhận xét: ThS Trần Anh Khoa

Cơ quan công tác: Trường Đạ ọc Tài Nguyên và Môi Trường TP HCMi h Sinh viên được nhận xét: Phan Minh Quân MSSV: 20150093

Lê Trung Tín MSSV: 20150106

Tên đề tài: Thiết kế hệ thống xử bụi lò hơi đốlý t trấu công suấ 20 tấn/h t

STT Nội dung (lưu ý thang điểm nhỏ nhất là 0.5 điểm) Thang

Vắng mặt > 50% các buổ ặp giáo viên hướng dẫn và trễ ến độ i g ti

Vắng mặt 50% - 30% các buổ ặp giáo viên hướng dẫn và trễ ến i g ti

độ công vi c so vệ ới yêu cầu 1 - 4 lần 0.75 -1 Vắng mặt trên 10 - 30% các buổi gặp giáo viên hướng dẫn Tích cực trong làm việc, đúng tiến độ yêu cầu

1.25 -1.5 Có mặt đầy đủ các buổ ặp giáo viên hướng dẫn Tích cực trong i g

làm việc, đúng tiến độ yêu cầu, có sáng kiến đề xuất mới 1.75-2

Diễn giải chi tiết được chức năng nhiệm vụ củ ừng công trình và a t

SĐCN nhưng chưa giải thích được cách tính toán, chưa trình bàybản vẽ rõ ràng, đúng kỹ thuật

1.25 -1.5

Diễn giải chi tiết được chức năng nhiệm vụ củ ừng công trình và a t SĐCN và giải thích được cách tính toán, trình bày bản vẽ rõ ràng,

Trình bày thuyết minh theo format chuẩn, nhưng còn nhiề ỗiu l : đề mục không rõ ràng, bảng biểu, hình vẽ không được đánh số, nhiều lỗi chính tả, đánh máy

0.5

Trình bày thuyết minh theo format chuẩn nhưng còn một vài lỗi nhỏ 0.75 Trình bày thuyết minh theo format chuẩn, rõ ràng, logic 1

4

Cơ sở và đề xuất quy trình công nghệ xử lý Max 1

Trình bày không đầy đủ cơ sở lựa chọn công nghệ (tổng quan PP xử lý, thành phần tính chất ch t thấ ải, vấn đề môi trường cần được giải quyết) và đề xuất công nghệ xử lý chưa phù hợp thuyết minh, sơ ( đồ, ưu nhược điểm)

0.25

Trình bày đầy đủ cơ sở lựa chọn công nghệ nhưng đề xuất công

nghệ xử lý chưa phù hợp thuyết minh, sơ đồ, ưu nhược điểm) ( 0.5 Trình bày đầy đủ cơ sở lựa chọn công nghệ và đề xuất công nghệ xử lý phù hợp nhưng thuyết minh chưa rõ ràng, chính xác 0.75 Trình bày đầy đủ cơ sở lựa chọn công nghệ và đề xuất công nghệ

xử lý phù hợp thuyết minh, sơ đồ, ưu nhược điểm) ( 1

5

Tính toán, thiết kế công trình Max 2

Kết quả sai trên 50% nội dung tính toán 0 - 0.5

Kết quả sai từ 30% - 10% các bảng tính, công thức tính toán 1.25 -1.5 Hiểu rõ tấ ả t c các bảng tính và các công thức tính toán (sai <10%) 1.75-2

6

Bản vẽ kỹ thuật Max 2

Bản vẽ không ống nhấth t giữa bản vẽ và thuyết minh, bản vẽ sơ sài 0 - 0.5 Bản vẽ chính xác ở mức đường nét cơ bản, kích thước và hình vẽ

Bản thuật thể hiện đầy đủ các chi tiết thiết kế, đường nét rõ ràng,

2) Thái độ, tác phong làm việc:

(Ký & ghi rõ họ tên)

KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC & THỰC PHẨM BỘ MÔN CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG

Độ lậc p – Tự do – Hạnh Phúc

PHIẾU PHẢN BIỆN ĐỒ ÁN MÔN HỌC

(ĐỒ ÁN X LÝ Ử KHÍ THẢI)

Người nhận xét (học hàm, học vị, họ tên): Cơ quan công tác: Sinh viên được nhận xét:

Phan Minh Quân MSSV:20150093 Lê Trung Tín MSSV:20150106

Tên đề tài: Thiết kế hệ thống xử bụi lò hơi đốlý t trấu công suấ 20 tấn/ht

STT Nội dung (lưu ý thang điểm nhỏ nhất là 0.25 điểm) Thang

Trình bày thuyết minh theo format chuẩn, nhưng còn nhiề ỗiu l : đề mục không rõ ràng, bảng biểu, hình vẽ không được đánh số, nhiều lỗi chính tả, đánh máy

0.5

Trình bày thuyết minh theo format chuẩn nhưng còn một vài lỗi nhỏ 0.75 Trình bày thuyết minh theo format chuẩn, rõ ràng, logic 1

2

Cơ sở và đề xuất quy trình công nghệ xử lý Max 2

Trình bày không đầy đủ cơ sở lựa chọn công nghệ (tổng quan PP xử lý, thành phần tính chất ch t thấ ải, vấn đề môi trường cần được giải

quyết) và đề xuất công nghệ xử lý chưa phù hợp thuyết minh, sơ ( đồ, ưu nhược điểm)

0 – 0.5

KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC & THỰC PHẨM BỘ MÔN CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG

Độc lậ – Tự do – Hạnh Phúcp

Trình bày đầy đủ cơ sở lựa chọn công nghệ nhưng đề xuất công

nghệ xử lý chưa phù hợp thuyết minh, sơ đồ, ưu nhược điểm) ( 0.75 - 1 Trình bày đầy đủ cơ sở lựa chọn công nghệ và đề xuất công nghệ xử lý phù hợp nhưng thuyết minh chưa rõ ràng, chính xác

1.25 -1.5 Trình bày đầy đủ cơ sở lựa chọn công nghệ và đề xuất công nghệ

xử lý phù hợp thuyết minh, sơ đồ, ưu nhược điểm) ( 1.75 - 2

3

Tính toán, thiết kế công trình Max 2

Kết quả sai trên 50% nội dung tính toán hoặc có sự sao chép từ đồ

Kết quả sai từ 50% - 30% nội dung tính toán, công thức tính toán 0.75 - 1 Kết quả sai từ 30% - 10% các bảng tính, công thức tính toán 1.25

Bản vẽ không ống nhấth t giữa bản vẽ và thuyết minh, bản vẽ sơ sài 0 – 0.5 Bản vẽ chính xác ở mức đường nét cơ bản, kích thước và hình vẽ

Bản thuật thể hiện đầy đủ các chi tiết thiết kế, đường nét rõ ràng,

Khả năng phản biện Max 3

Ít nắm b t đưắ ợc thông tin câu hỏi và trả lời được những câu hỏi nhỏ 0 - 0.5

Trả lờ ầy đủ các câu hỏi đ i với mức độ chính xác nhấ ịnh t đ 2 – 2.5 Trả lời đúng và đầy đủ câu hỏi có phát triển mở rộng vấn đề câu hỏi 2.75 -3

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành được chuyên đề báo cáo đồ án này, trước hết chúng em xin gửi lời cảm ơn tới quý thầy, cô trong khoa Công Nghệ Hóa Học và Thực Phẩm, trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh lời cảm ơn chân thành nhất Đặc biệt, chúng em xin gởi đến thầy ThS Trần Anh Khoa – Trường Đại học Tài Nguyên và Môi Trường TP HCM, người đã tận tâm hướng dẫn, giúp đỡ tụi em hoàn thành chuyên đề báo cáo đồ án xử lí khí thải này lời cảm ơn sâu sắc nhất và cô TS Hoàng Thị Tuyết Nhung đã dạy chúng em môn xử khí thải để chúng em có những nền tảng lý thuyết vô cùng quan trọng về xử lý lý bụi và khí Thầy và cô đã hỗ ợ rất nhiều về mặt chuyên môn để chúng em hoàn thành đượtr c đồ án nay Vì kiến thức của bản thân tụi em còn hạn chế, trong lúc thực hiện làm đồ án này không thể tránh khỏi những thiếu sót, kính mong được nhận những ý kiến đóng góp của các quý thầy, cô và cũng rộng lượng tha thứ cho tụi em

MỤC L C Ụ

DANH M C BỤẢNG 1

DANH MỤC HÌNH 2

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 3

1.1. Sơ lược về ụi 3 b 1.1.1. Khái niệm v bề ụi 3

1.1.2 Phân loại 3

1.1.3 Tính chất của bụi 4

1.1.4. Ảnh hưởng c a bủụ i đ i v i sớ ức khỏe con ngườ 7 i 1.2 Sơ lược về lò hơi đt trấu 8

1.2.1 Gi i thiớệu lò hơi đt trấu 8

1.2.2 Cấu tạo của lò hơi đt trấu 8

1.2.3 Nguyên lí hoạt động của lò hơi đt trấ 9 u 1.2.4 Đặc trưng bụi trong lò hơi đt trấu 9

1.3. Sơ lược về thiết bị trao đi nhiệt 10

1.3.1. Khái niệm c a thiủết bị trao đi nhiệt 10

1.3.2. Cấu tạo chung c a thiủết bị trao đi nhiệt dạng ng chùm 10

1.5.2 Quạt ly tâm trung áp 22

1.5.3 Quạt ly tâm cao áp 22

1.5.4 Quạt ly tâm thấp áp 23

CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN SƠ BỘ 25

2.1 Tính toán lượng nguyên liệu cần thiết: 25

2.2. Tính toán lượng không khí c n cầấp và lượng khí thải: 27

CHƯƠNG 3: ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ 31

CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN 33

4.2. Thiết bị Cyclone: 33

4.2.1. Thông s thi t k Cyclone:ế ế 33

4.2.2 Tính toán cơ khí Cyclone: 39

4.3. Thiết bị ọ l c túi vải 44

4.3.1. Thông s thi t k l c túi vế ế ọải: 44

4.3.2. Tính toán cơ khí thiết b túi vịải: 50

4.4. Tính toán trở ực: 52 l 4.4.1. Trở ực đường ng sau cyclone và trướ l c túi vải: 52

4.4.2. Trở ực đường  l ng sau túi vải 54

DANH M C BỤẢNG

Bảng 1 Thành phần các nguyên t trong trấu……… 26

Bảng 2 Các thông s ô nhiễm của lò hơi so với QCVN 19: 2009/ BTNVMT……….30

Bảng 3 Thông s để thiết kế Cyclone……… ……… …… 34

Bảng 4 Hiệu suất Cyclone……….….……….36

Bảng 5 Thông s thiết kế Cyclone….……… ……… …… 34

Bảng 6 Thông s cơ bản của thép CT03 dùng cho cyclone……….39

Bảng 7 Thông s thiết kế và kích thước túi vải……… 50

Bảng 8 Thông s cơ bản của thép CT03 dùng cho túi vải ……….……… 50

Bảng 9 Thông s kỹ thuật quạt……….……….57

DANH M C HÌNH Ụ

Hình 1 Lò hơi đt trấu……….…8

Hình 2 Băng tả cấp trấu vào lò hơi… ……….9 i Hình 3 Thiết bị trao đi nhiệt dạng ng chùm.….……… 11

Hình 4 Buồng lắng bụi kiểu đơn giản………… ……….14

Hình 5 Buồng lắng bụi có vách ngăn ………14

Hình 6 Buồng lắng bụi nhiều tầng……….… 15

Hình 7 Buồng lắng bụi có xích hoặc dây kim loại……… 15

Hình 8 Cấu tạo Cyclone……….…….…16

Hình 9 Cấu tạo thiết bị lọc bụi túi vải……… 17

Hình 10 Thiết bị lọc bụi tĩnh điện……….….18

Hình 11 Buồng phun – thừng rửa khí lỏng……… ….19

Hình 12 Thiết bị lọc bụi có lớp đệm bằng vật liệu rỗng được tưới nước………20

Hình 13 Thiết bị Venturi……….……… 21

Hình 14 Quạt li tâm hút bụi………… ……….21

Hình 15 Quạt ly tâm trung áp………22

Hình 16 Quạt ly tâm cao áp……….…… 23

Hình 17 Quạt ly tâm thấp áp……… ……….…… 23

Hình 18 Thông s thiết kế cyclone….………25

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1 Sơ lược về bụi1.1.1 Khái niệm về bụi

Bụi là tập hợp các loại có hạt kích thước lớn, nhỏ khác nhau, tồn tại lâu trong không khí dưới dạng: bụi bay (khi các hạt bụi lơ lửng trong không khí gọi là aerozon), bụi lắng (khi hạt bụi đọng lại trên bề mặt vật thể, gọi là aerogen) và các hệ khí dung nhiều pha như hơi, khói…Bụi là tên chung cho các hạt chất rắn có đường kính nhỏ cỡ vài micromet đến nửa milimet, tự lắng xuống theo trọng lượng của chúng nhưng vẫn có thể lơ lửng trong không khí một thời gian sau Khi bụi phân tán mạnh trong không khí hay các chất khí nói chung, hỗn hợp khí và bụi được gọi là aerosol rắn

Bụi thường phát sinh do yếu tố tác động môi trường bên ngoài ngoài ra còn sinh ra trong hoạt động sinh hoạt và sản xuất của con người trong quá trình gia công, chế biến nguyên liệu rắn, …

Bụi hô hấp (bụi PM) là hỗn hợp phức tạp gồm các hạt bụi khô, các giọt lỏng hay những hạt bụi khô có phú những giợ ỏng có kích thướt l c và hình dạng khác nhau.

+ > 10 µm: khó xâm nhập vào cơ thể do con người có cơ chế tự vệ + < 10 µm (như phấn hoa): vào cơ thể đi sâu vào phổi và máu

+ < 2,5 µm (vi khuẩn, nấm, phấn hoa kích thước nhỏ): giảm khả năng hiển thị ở nhiều vùng, xâm nhập vào phổi và phé nang của phổi gây ảnh hưởng đến sức khỏe

+ < 0,1 µm: phá hoại phổi, theo máu đi khắp cơ thể

Với loại bụi có kích thước nhỏ hơn 0,1 µm (khói) khi hít thở phải không được giữ trong lại trong phế nang của phổi, bụi từ (0,1 ÷ 5) µm ở lại phổi chiếm (80 ÷ 90) %, bụi từ (5 ÷10) µm khi hít vào lại được đào thải ra khỏi phổi, còn với bụi lớn hơn 10 µm thường đọng lại ở mũi

- Theo tác hại:

+ Bụi nhi m đễ ộc chung (chì, thủy ngân, benzen)

+ Bụi gây dị ứng viêm mũi, hen, nổi ban… (bụi bông, gai, phân hóa học, một số tinh dầu gỗ…)

+ Bụi gây ung thư (bụi quặng, crom, các chất phóng xạ…) + Bụi xơ hóa phổi (thạch anh, quặng amiang…

1.1.3 Tính chấ ủa bụt ci

Độ tin cậy và hiệu quả làm việc của hệ ống lọc bụi phụ th thuộc đáng kể vào các tính chất lý – hóa của bụi và các thông số của dòng khí mang bụi Sau đây sẽ trình bày sơ lược các tính chất lý – hóa cơ bản của bụ ảnh hưởng đến quá trình hoạt động của hệ ống lọc và là i th cơ sở để ọn thiế ị lọch t b c

1.1.3.1 Mật độ:

Mật độ đổ đống (khác với mật độ ực) có tính đến các khe chứa không khí giữa các th hạt Mật độ đổ đống dùng để xác định thể tích bụi chiếm chỗ trong bunke chứa bụi Khi tăng các hạt cùng kích thước mật độ đổ đông giảm do thể tích tương đối của các lớp không khí tăng Khi nén chặt, mậ ộ đổ đống tăng 1,2 ÷ 1,5 lần (so với khí mớ ổ đống).t đ i đ

Mật độ không thực là tỷ số khối lượng các hạt và thể tích mà hạt chiếm chỗ, bao gồm các lỗ nhỏ, các khe hổng và không đều Các hạt nguyên khối, phẳng và các hạt ban đầu có mật độ không thực trong thực tế trùng với mật độ thực Những hạt như thế dễ lọc trong thiết bị lọc quán tính hơn so với thiết bị lọc lỗ rỗng do khối lượng bằng khối lượng thực nên chúng ít bị tác dụng lôi kéo của không khí sạch thoát ra từ ết bị lọc Trái lại các hạt có thi mật độ không thực thấp dễ lọc trong các thiết bị lọc như ống vải, bằng vật liệu xốp vì chúng dễ bị nước ho c vảặ i lọc giữ lại

Mật độ không thực thường có trị số ỏ hơn so với mật độ ực thường thấnh th y ở bụi có xu hướng đông tụ hay thiêu kết, ví d : mụ ồ hóng, oxit của các kim loại màu…

1.1.3.2 Tính tán x ạ:

Kích thước hạt là thông số cơ bản củ bụi, vì chọn thiết bị lọc chủ yếu dựa vào thành a phần tán xạ của bụi

Trong quá trình đông tụ, các hạt ban đầu liên kết với nhau trong thiết bị đông tụ nên chúng to dần Do đó trong kỹ thuật lọc bụi kích thước Stoc có ý nghĩa quan trọng Đó là đường kính của hạt hình cầu có vận tốc lắng chìm như hạt nhưng không phải hình cầu, hoặc chất keo tụ

Thành phần tán xạ là hàm lượng tính bằng số ợng hay khốlư i lượng các hạt thuộc nhóm kích thướng khác nhau Kích thước hạt có thể được đặc trưng bằng vận tốc treo (vt, m/s) – là vận tốc rơi tự do của hạt trong không khí không chuyển động

1.1.3.3 Tính bám dính:

Tính bám dính của hạt xác định xu hướng kết dính của chúng Độ kết dính của hạt tăng có thể làm cho thiế ị lọc bị nghẽn do sản phẩt b m lọc

Kích thước hạt càng nhỏ thì chúng càng dễ bám vào bề mặt thiết bị Bụi có (60 ÷ 70) % hạt có đường kính nhỏ hơn 10 µm được coi như bụi kết dính (mặc dầu các hạt kích thước lớn hơn 10 µm mang tính tản rời cao)

1.1.3.4 Tính mài mòn

Tính mài mòn của bụ ặc trưng cho cường độ mài mòn kim loạ ở vận tốc như nhau cả i đ i khí và nồng độ như nhau của bụi Nó phụ thuộc vào độ cứng, hình dạng, kích thước và mật độ của hạt Tính mài mòn của bụi được tính đến khi chọn vận tốc của khí, chiều dày của thiết bị và đường ống dẫn khí cũng như chọn vậ ệu ốp của thiế ị t li t b

1.1.3.5 Tính thấm:

Tính thấm nước có ảnh hưởng nhấ ịnh đến hiệu quả củt đ a thiết bị lọc kiểu ướt, đặc biệt khi thiết bị làm việc có tuần hoàn Khi các hạt khó thấm tiếp xúc với bề mặt chất lỏng, chúng bị bề mặt chất lỏng bao bọc Ngược lại đối với các hạt dễ thấm chúng không bị nhúng chìm hay bao phủ bởi các hạ ỏng, mà nổi trên bề mặt nước Sau khi bề mặt chấ ỏng bao t l t l bọc phần lớn các hạt, hiệu quả lọc giảm vì các hạt khi tiếp tục tới gần chất lỏng, do kết quả của sự va đập đàn hồi với các hạt được nhúng chìm trước đó, chúng có thể bị đẩy trở lại dòng khí

Các hạt phẳng dễ thấm hơn so với các hạt có bề mặt không đều Sở dĩ như vậy là do các hạt có bề mặt không đều hầu hết được bao bọc bở ỏ khí đượi v c hấp thụ cản trở sự th m.ấ

Theo đặc trưng thấm nước các vật liệu rắn chia thành 3 nhóm:

- Vật liệu lọc nước: dễ ấm nước (canxi, thạch cao, phần lớn silicat và khoáng vậth t được oxi hóa, halogennua của kim loại kiềm)

- Vật liệu kị nước: khó thấm nước (grafit, than, lưu huỳnh); - Vật liệu kị nước tuyệt đối(parafin, nhựa teflon, bitum).

1.1.3.6 Tính hút ẩm và hòa tan:

Các tính chất này của bụi được xác định trước hết bởi thành phần hóa học của chúng cũng như kích thước, hình dạng và độ nhám của bề mặt các hạt bụi Nhờ tính hút ẩm và tính hòa tan mà bụi có thể đượ ọc trong các thiếc l t bị lọc kiểu ướt

1.1.3.7 Su t điện trở của bụi: ấ

Suất điện trở của lớp bụi phụ thuộc vào tính chất của từng hạt riêng biệt (vào tính dẫn điện bề mặt và bên trong, vào hình dạng và kích thước của hạt) cũng như cấu trúc của lớp và các thông số của dòng khí Nó ảnh hưởng đến hoạ ộng của thiết bị lọt đ c bằng điện.

Phụ thuộc vào suất điện trở bụi chia thành 3 nhóm như sau:

- Bụi thuộc nhóm suất điện trở thấp: có suất điện trở của lớp dưới 104 cm - Bụi thuộc nhóm suất điện trở trung bình: có suất điện trở củ ớp từ 10 ÷10a l 410 cm - Bụi thuộc nhóm suất điện trở cao: có suất điện trở củ ớp lớn hơn 10 ÷10a l 1013 cm

1.1.3.8 Tính mang điện:

Tính mang điện (còn gọi là tính được nạp điện) của bụ ảnh hưởng đến trạng thái củi a bụi trong đường ống và hiệu xuất của bụi (đối với thiết bị lọc bằng điện, thiết bị lọc kiểu ướt…) Ngoài ra tính mang điện còn ảnh hưởng đến an toàn cháy nổ và tính dính bám của bụi

1.1.3.9 Tính cháy n ổ:

Bụi cháy được do bề mặt tiếp xúc với oxi trong không khí phát triển mạnh (1 m /g) có 2 khả năng tự bốc cháy và tạo thành hỗn hợp nổ với không khí Cường độ nổ của bụi phụ thuộc vào tính chất hóa học và tính chất nhiệt của bụi, vào kích thước và hình dạng của các hạt, nồng độ của chúng trong không khí, vào độ ẩm và thành phần của khí, kích thước và nhiệt độ của nguồn cháy và vào hàm lượng tương đối của bụi trơ

1.1.4 Ảnh hưởng của bụi đ i v i sớ ức khỏe con người

- Ảnh hưởng ngắn hạn: ho, hơi ở ngắn, tức ngựth c, kích thích mắt

- Ảnh hưởng dài hạn: giảm chức năng phổi, gây suy hô hấp ở ẻ, tăng khả năng suy hô tr hấp chức năng phổi th m chí có khậ ả năng dẫn đến tử vong.

1.2 Sơ lược về lò hơi đt trấu

1.2.1 Gi i thiớệu lò hơi đt trấu

Lò hơi đốt trấu là loại lò hơi sử dụng nhiên liệu đốt là trấu, nhiên liệu có giá thành rẻ hiện nay và dễ dàng tìm thấy trong các ngành công nghiệp Lò hơi giúp tận dụng được nhiên liệu trấu để đốt sinh nhiệt, biện pháp tiết kiệm chi phí cực hiệu quả Nhiên liệu trấu được cung cấp trực tiếp khi để đốt và truyền nhiệt đến từ hệ ống cấp và phun tới buồng đốth t

Hình 1 Lò hơi đốt trấu

1.2.2 Cấu tạo của lò hơi đt trấu

Lò hơi đốt trấu được cấu tạo bởi những trang bị công ngh tiên tiệ ến như:

- Hệ ống lọc bụi với cyclone đa cấp cùng với tháp lọc bụi không ướt, hoặc hệ ống th th lọc b i v i bụ ớ ộ lọc túi hoặc tĩnh điện.

- Hệ ống điều khiển với tính năng tự động vô cấp với biến tần, hay hệ th thống hiện đại PLC-Scada

Cấu tạo hiện đại tiên tiến khiến lò hơi đốt trấu có thể hoạt động với công suất 2 đến 50 tấn trên mỗi giờ Dạng nhiên liệu cung cấp chủ yếu cho lò hơi này là dạng rời chưa được nén

1.2.3 Nguyên lí hoạt động của lò hơi đt trấu

ấu được vận chuyển đến nhà máy và được hút vào kho chứa trấu, từ kho chứa trấu đượTr c đưa đến phễu liệu trung gian trước lò hơi bằng hệ thống băng tải hoặc vít tải Tiếp theo, trấu trong lò hơi đốt trấu được gia nhiệt rồi được phun vào buồng đốt bằng quạt, tốc độ nạp trấu được điều chỉnh bằng vít tải Trong buồng đốt của lò hơi tầng sôi, trấu được cháy lơ lửng trên lớp sôi trong buồng đốt

Hình 2 Băng t i cả ấp trấu vào lò hơi

1.2.4 Đặc trưng bụi trong lò hơi đt trấu

Lượng bụi và tro bụi trong lò hơi đốt trấu được sinh ra từ quá trình đốt trấu của lò hơi Lượng tro bay có trong khỏi thải chính là một phần của lượng không cháy hết và lượng tạp chất không cháy có trong trấu Tro bay bị khí cháy cuốn vào dòng khí trong lò tạo thành lượng bụi nhất định trong khí thải Lượng bụi này có nồng độ dao động rất lớn, phụ thuộc vào các thao tác của công nhân đốt lò Bụi phát sinh lớn nhất khi công nhân nạp thêm trấu

vào lò Ngoài ra thì lượng bụi này còn phụ thuộc vào vận tốc dòng khí cháy 7 trong lò và cấu tạo lò Bụi trong khói thải lò hơi đốt trấu có kích thước hạt từ 500 µm đến 0,1 µm.

1.3 Sơ lược về thiết bị trao đi nhi ệt1.3.1 Khái niệm của thiết b trao đị i nhiệt

ết bị trao đổi nhiệt là thiết bị được sử dụng để trao đổ nhiệt giữa một hay nhiều chấ

tải nhiệt, những chất tải nhiệt có thể được ngăn cách bằng các ống (tube) hoặc các tấm (plate) để ngăn sự pha trộn hoặc tiếp xúc trực tiếp giữa các chất tải nhiệt Thiết bị trao dổi nhiệt dạng ống chùm là một trong những dạng thiết bị trao đổi nhiệt, khác biệt nằm chất ở tản nhiệt được ngăn cách qua biên dạng ống.

• Đặc biệt thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống chùm được sử dụng rất rộng rãi trong các ngành nhiệt điện, lọc hóa dầu khí, điều hòa không khí, hóa chất, công nghiệp đóng tàu So với trao đổi nhiệt dạng tấm thì dạng ống được sử dụng nhiều hơn theo tỷ lệ 40%-60% Thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống chùm có thể được chế tạo từ vật liệu là các loại kim loại, hợp kim cho tới các vật liệu phi kim tùy từng ứng dụng của nó với bề mặt truyền nhiệt từ 0,1m2 đến 100.000 m2

• So với các loại thiết bị trao đổi nhiệ khác, thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống chùm có khó t khăn là bề mặt trao đổi nhiệt tính trên một đơn vị ể tích của thiết bị ấp Vì vậy, cùng th th một bề mặt trao đổi nhiệt như nhau, thiết bị trao đổi nhiệt kiểu ống chùm thường có kích thường lớn hơn nhiều so với loại khác.

1.3.2 Cấu tạo chung của thiết bị trao đi nhiệt dạng ng chùm

Thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống chùm được chia thành nhiều dạng khác nhau nhưng cơ bản cấu tạo đều tương đồng nhau Có 2 yếu tố để phân loại là: Đặc điểm của phần vỏ ngoài (Shell), và kiểu dòng chảy (Tube Side Channel)

Cấu tạo các bộ phận chính cơ bản của một thiế ị t b trao đ i nhi t dổ ệ ạng ống chùm sẽ được mô tả ở hình dưới:

Hình 3 Thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống chùm

Ống trao đi nhiệt (pipe exchange)

• Đây là trái tim của thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống chùm, bề mặt củ ống trao đổi nhiệa t chính là bề mặt truyền nhiệt giữa lưu thể ảy bên trong ống và bên ngoài ống Các ống ch trao đổi nhiệt này được gắn vào mặt sàng ống bằng cách sử dụng phương pháp hàn hoặc phương pháp nong (Với một số ứng dụng có thể sử dụng đồng thời cả hai phương pháp nong ống và hàn ống)

=> Xem thêm giải pháp nong ống tạ máy nong ống thépi:

• Vậ ệu cấu tạo ống trao đổt li i nhi t đa phệ ần là thép hợp kim và đồng, tuy nhiên trong một số trường hợp bộ trao đổi nhiệt yêu cầu cao cấp (ngành hàng không vũ trụ) cần sử dụng vật liệu từ hợp kim nhôm, Niken, Titanium

• Có hai loại dạng ống trao đổi nhiệt được sử dụng: Ống trơn hoặc sử dụng ống có cánh khi

một lưu chất có hệ số truyền nhiệt thấp hơn rất nhiều so với lưu chất kia

Mặt sàng ng (tube sheet)

• Mặt sàng ống có hình dạng tròn, thường là một tấm kim loại (thép đen, thép hợp kim,

inox, titan ) được khoét tạo lỗ và tạo rãnh để có định ống Các ống được gắn vào các lỗ mặt sàng bằng phương pháp hàn (hàn thủ công hoặc hàn tự động) hay phương pháp nong ống làm biến dạng đường kính ống trao đổi nhiệt tùy thuộc vào vật liệu ống hoặc mục đích sử dụng của thiết bị trao đổi nhiệt Với một số bộ trao đổi nhiệt dạng ống chùm đặc biệt cần chịu áp lực lớn thì 2 phương pháp này cùng được sử dụng trong 1 lần thao tác

• Đặc biệt ngoài kết cấu cơ khí như trên, mặt sàng ống cần đáp ứng yêu cầu chống ăn mòn

trong quá trình sử dụng Vật liệu cấu tạo cần có tính chất điện hóa tương đồng cới vật liệu chế tạo ống vào khoang chứa

Vỏ và cửa lưu chất vào/ra (Shell and Shell-Side Nozzles)

• Vỏ thiết bị trao đổi nhiệt kiểu ống chùm (Shell) là một bộ phận chứa lưu chất phía ngoài

ống trao đổi nhiệt Cửa lưu chất là bộ phận để đưa lưu chất trao đổi nhiệt phía ngoài ống vào và ra khỏi thiết bị Vỏ thiết bị trao đổi nhiệt kiểu ống chùm thường có tiết diện hình tròn được chế tạo từ thép tấm

Khoang đầu và đầu đưa chất lỏng vào/ra phía trong ng (Tube-Side Channel and Nozzles)

• Khoang đầu và các đầu dẫn lưu chất phía trong ống vào/ra đơn giản là để kiểm soát dòng

lưu chất chảy phía trong lòng ống của thiết bị trao đổi nhiệt kiểu ống chùm, vật liệu chế tạo được làm bằng hợp kim

Nắp đậy (Cover)

• Nắp đậy của thiết bị trao đổi nhiệt kiểu ống chùm là tấm hình tròn (có thể là một chỏm

cầu) được lắp với mặt bích của khoang đầu bằng các bulong

Tấm chia khoang (Pass Divider)

• Với một số thiết bị trao đổi nhiệt dạng dạng ống chùm, tấm chia khoang được sử dụng khi

thiết bị trao đổi nhiệt ống chùm thiết kế với số khoang ống từ 2 trở lên

Vách ngăn (Baffles)

• Vách ngăn có dạng viên phân đơn có chức năng là tạo thành cơ cấu để định vị ống trao

đổi nhiệt ở vị trí thích hợp khi lắp đặt cũng như khi vận hành và giữ cho bó ống không bị rung do sự chuyển động xoáy của lưu chất

- Ứng dụng của thiết bị trao đi nhiệt dạng ng chùm

• Thiết bị trao đi nhiệt dạng ng chùm được sử dụng trong hầu hết các ngành công nghiệp vừa và nặng: Lọc hóa dầu, nhiệt điện, thủy điện, đóng tàu, hàng không, ngành công nghiệp thực phẩm, năng lượng…

• Sử dụng cho trường hợp nhiệt độ giữa hai lưu thể chênh lệch lớn: Dùng loại có hai khoang

cho dòng chảy trong ống với một đầu ống di chuyển tự do (floating head).

• Sử dụng cho trường hợp nhiệt độ giữa hai lưu thể chênh lệch không lớn, tốc độ lưu thể

phía ngoài ống cần được kiểm soát ở mức thấp: Dùng loại có chùm ống cố định với hai dòng chảy (cho lưu thể ngoài ống)

• Sử dụng cho trường hợp hai lưu thể có nhiệt độ chênh lệch lớn, thường dùng cho quá trình

ngưng tụ: Dùng loại có chùm ống cố định với vành bù giãn nở nhiệt

• Sử dụng cho trường hợp nhiệt độ giữa hai lưu thể chênh lệch lớn: Dùng loại có hai khoang

cho dòng chảy trong ống với một đầu ống di chuyển tự do.

• Sử dụng cho trường hợp nhiệt độ giữa hai lưu thể chênh lệch lớn, tốc độ lưu thể chảy

ngoài ống cần được tăng tốc độ: Dùng loại có ống trao đổi nhiệt hình chữ U với hai khoang lưu thể ảy ngoài ống.ch

• Sử dụng để gia nhiệt hoặc trao đổi nhiệt có quá trình ngưng tụ: Dùng kiểu “ ấm đun”

(Kettle)

1.4 Các phương pháp xử lý b i ụ1.4.1 Các phương pháp xử lý bụi khô

Phương pháp lọc bụi khô thường dùng để thu hồi các loại bụi có thể tận dụng lại hoặc tái chế Ví dụ các loại bụi thuốc tây, cám, bụi gỗ…

1.4.1.1 Bu ng l ng bồắụi

- Cấu tạo: Buồng lắng bụi được làm từ gạch, bê tông cốt thép hoặc thép Buồng lắng bụi

là một không gian hình hộp có tiết diện ngang lớn hơn rất nhiều lần so với tiết diện đường ống dẫn Trên buồng lắng có cửa để làm vệ sinh hay lấy bụi ra ngoài Áp dụng với hạt bụi xcos kích thướ ớn, dòng khí chuyển động vớ ận tốc l i v c nhỏ (<1 – 2 m/s)

- Nguyên lý hoạt động: Đây là thiết bị lọc bụi đơn giản nhất Phương pháp thu gom bụi

hoạt động theo nguyên lý sử dụng lực hấp dẫn, trọng lực tác dụng lên những phần tử bụi, để chúng 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 đi m ể ấy, các hạt bụi sẽ lắng xuống.

- Các loại buồng lắng bụi:

Hình 4 Buồng lắng bụi kiểu đơn giản

Hình 5 Buồng lắng bụi có vách ngăn

Hình 6 Buồng lắng bụi nhiều tầng

Hình 7 Buồng lắng bụi có xích hoặc dây kim loại

1.4.1.2 Cyclone

- Cấu tạo: được cấu tạo rất đa dạng về hình dáng, về nguyên lý hoạt động cơ bản thì

giống nhau 1 cyclone bao gồm: ống dẫn khí thải lẫn bụi vào, thân hình trụ đứng hay hình nón, ống tâm, ống dẫn khí ra, than hình nón, cửa bụi ra

Hình 8 Cấu tạo Cyclone

- Nguyên lý hoạt động: Không khí chứa bụi dược hút vào Cyclone, thông qua quạt hút bụi

công nghiệp trong suốt quá trình Dòng khí chuyển động xoắn ỗ theo phương hình tròn sau đó không khí mang bụi vì vận tốc ngày càng tăng gây ra bở ực ly tâm, chuyển động xoắi l n ốc được đẩy tới thành cyclone Giai đoạn tách hạt khi chạm vào thành Cyclone, nó sẽ di chuyển chậm và rơi xuống do lực ma sát Bụi rời khỏi Cyclone tại đầu cửa ra bụi, khi dòng khí đi tới phần dưới cùng của than hình nón Dòng khí gần như sạch đổi hướng quay ngược trở lại, chuyển động ngược lên trên và hình thành “dòng xoắn trong” Dòng khí xoắn trong quay quanh ống trụ tâm của Cyclone và thoát ra ngoài tại cửa ra ống dẫn khí.

1.4.1.3 Thiết bị túi v ải

- Cấu t : H thạo ệ ống bao gồm một túi vải được làm tư các sợi bông, len, nylon, silicon, sợi thủy tinh…có dạng ống, một đầu để hở để khí đi vào đầu kia khâu kín Người ta đặt trong một khung cứng bằng lưới kim loại hoặc nhựa để túi được bền hơn Năng suất lọc của thiết bị phụ thuộc vào bề mặt lọc, loại bụi và bản chất, tính năng của vật liệu làm túi (màng).

Hình 9 Cấu tạo thiết bị lọc bụi túi vải

- Nguyên lý hoạt động: Thiết bị lọc bụi túi vải 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 Nguyên lý thu bụi là 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 bụ ở đầu ra có thể đạt mứi c 10mg/Nm³

1.4.1.4 Thiết bị ọc bụi tĩnh điện l

- Cấu tạo: Thiế ị có cấu tạo bao gồm một dây kim loạt b i nhẵn, có tiết diện nhỏ, được căng theo trục c a ủ ống kim loại nhờ vào đối trọng Khi vận hành dây kim loại này sẽ được cung cấp dòng điện một chiều với hiệu điện thế trong khoảng 50 – 100kv (thường được gọi là cự

âm hay ion hóa c a thiếủ t bị) Cực dương chính là ống kim loại được bao quanh bởi cực âm này, nó sẽ được nối đất (gọi t t là cắ ực lắng)

Hình 10 Thiết bị lọc bụi tính điện

- Nguyên lý hoạt động: Một dòng điện trường mạnh sẽ được tạo ra trong cực dương khi cấp điện thế cao vào cực âm Lúc này khí thải mang bụi bị ion hóa và truyền điện tích âm cho các hạt bụi bởi tác dụng va chạm hay khếch tán ion Các hạt bụi bị nhiểm điện âm sẽ di chuyển về cực dương rồi đọng lại trên bề mặt bên trong ống hình trụ, mất điện tích rồi rơi xuống phễu thu bụi

1.4.2 Phương pháp xử lý bụi ướt

Phương pháp tách bụ ớt được dựa trên nguyên tắc cho luồng khí chứa bụi tiếp xúc trựi ư c tiếp với chất lỏng mà thông thường là nước Như vậy, bụi sẽ bị chất lỏng này giữ lại và tách ra khỏi dòng khí dưới dạng bùn Phương pháp xử lý bụi bằng thiết bị lọc bụi kiểu ướt này

có thể được xem là đơn giản nhưng lại đem lại hiệu quả rất cao Bên cạnh đó, chất lỏng được sử dụng phổ biến nhất trong thi t bị này là nướ ế c

- Công dụng:

+ Lọc sạch bụi mịn với hiệu quả tương đối cao

+ Sự kết hợp giữ ọc bụi và khử khí độa l c hại (SO2, NOx) trong phạm vi có thể, đặc biệt là đối với các loại khí, hơi cháy có mặt trong khí th i ả

+ Kết hợp để làm nguội khí thải hay nói cách khác là giảm nhiệt độ của khí ải trước khi th thải khí ra l i ngoài môi trưạ ờng

1.4.2.1 Bu ng phun ồ– thùng rửa khí lỏng

- Nguyên lý hoạt động: Dòng khí chứa bụi được đưa vào thiết bị nhờ ống dẫn khí đặ ở t phía dưới thân thiết bị, nước được phun từ trên xuống dưới thông qua hệ ống vòi phun th Hạt bụi kết dính với giọt nước, sau đó rơi xuống đáy thiết bị Dòng khí sạch trước khi thoát ra ngoài thiết bị để đi vào môi trường hoặc đi vào thiết bị xử lý tiếp theo phải qua bộ phận khử sương để tách các hạt nước bị ốn theo dòng khí Vận tốc của dòng khí trong thiết bị cu được duy trì trong khoảng: 0,6 – 1,3m/s, nếu vận tốc dòng khí lớn hơn thì 17 dòng khí có thể mang theo nhiều hạt nước mà bộ phận khử sương không có khả năng giữ lại.

Hình 11 Buồng phun – thùng rửa khí lỏng

1.4.2.2 Thiết bị ọc bụi có lớp đệm bẳ l ng v t liậ ệu rỗng được tưới nước

- Nguyên lý hoạt động: Vật liệu rỗng được tưới ướt bởi nước, dòng khí dẫn từ dưới lên hoặc đi ngang xuyên qua lớp vật liệu Khi có tiếp xúc giữa dòng khí thải mang bụi và bề mặt được tưới ướt của vật liệu rỗng, hạt bụi sẽ bị giữ lại trên bề mặt vật liệu sau đó bụi bị rửa trôi và thải ra khỏi thiế ị ở dạng cặn bùn.t b

Hình 12 Thiết bị lọc bụi có lớp đệm bẳng vật liệu rỗng được tưới nước

1.4.2.3 Thiết bị venture

- Nguyên lý hoạt động: Dòng khí thải chứa bụi được đưa vào ống Venturi với vận tốc lớn

Động năng của dòng khí tại chỗ ắt eo tăng nhanh Tại chỗ ắt eo củ ống Venturi có lắth th a p vòi phun nước, khi khí thải đi qua với vận tốc lớn sẽ ốn theo nước và tạo thành các giọcu t nước mịn Bụi trong khí thải sẽ va đập quán tính vào các giọt nước và bị giữ lại trên bề mặt giọt nước Các hạt nước mang theo bụi chuyển động xoắ ống trong thân hình trụ sẽ bị ép n vào thành và trượt xuống theo ống xả ra ngoài Dòng khí sẽ chuyển động xoáy theo phương tiếp tuyến trong thân hình trụ và đi lên ra ngoài

Hình 13 Thiết bị venture

1.5.Một s thiết bị quạt hút1.5.1 Quạt hút bụi ly tâm

là sản phẩm hoạ ộng và tạo ra lưu lượng gió lớn hơn so với thông

Quạt hút bụi ly tâm t đ

thường Thiết kế quạt thông minh giúp thiế ị hoạ ộng vớ ộ bền cao, tăng tuổt b t đ i đ i thọ tốt nhất

Các dòng lưu lượng lớn có thể tạo ra lượng gió lên đến hơn 30.000m3/h Sản phẩm phù hợp với đa dạng không gian và mục đích sử dụng Thông thường, thiế ị được dùng vớt b i khu vực có diện tích từ trung bình đến cao Vớ ộ ồn thấp, hiệu suất làm việc cao, sản i đ phẩm luôn được đánh giá cao trên thị trường

Hình 14 Quạt ly tâm hút bụi

1.5.2 Quạt ly tâm trung áp

Quạt hút ly tâm trung áp là thiết bị hoạt động với cột áp trung bình Mức áp suất dao động từ 300 – 3000 Pa Sản phẩ tạo ra lượng gió lớn, phù hợp với đa dạng không gian từ nhỏm , trung bình, đến lớn

Sản phẩm có thiết kế chắc chắn và dễ lắp đặt, bảo dưỡng Đồng thời, với cơ chế hoạt động ly tâm, thiết bị đem lại hiệu suất làm mát cao Sản phẩm sử dụng chất liệu cao cấp cho tổng quan sang trọng và chắc chắn

Hiện nay, quạt trung áp ly tâm được sử dụng cho những khu vực có đường thoát khí theo đường ống dẫn Từ đó, quạt có thể hút khói, hút bụi và hút nhiệt tốt nhất Một số vị trí thường dùng gồm: lò đốt, xưởng sản xuất, công trình công nghiệp,…

Hình 15 Quạt ly tâm trung áp

1.5.3 Quạt ly tâm cao áp