Luận văn thạc sĩ Công nghệ chế tạo máy: Nghiên cứu nâng cao hiệu quả của hệ thống lọc bụi đường tại nhà máy đường Vị Thanh

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨHọ tên học viên: HO MINH KHA MSHV: 11844567 Ngày, tháng, năm sinh: 11/11/1983 Nơi sinh: Hậu Giang Chuyên ngành: Công Nghệ Chế Tạo Máy Mã số: 60 52 04I- TÊN DE TÀ

Trang 1

HO MINH KHA

NGHIEN CUU NANG CAO HIEU QUA CUA HE THONG

LOC BUI DUONG TAI NHA MAY DUONG VI THANHChuyên ngành: Công Nghệ Chế Tao Máy

Mã so: 60 52 04

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP HO CHI MINH, tháng 08 năm 2013

Trang 2

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TPHCMTRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

HO MINH KHA

NGHIEN CUU NANG CAO HIEU QUA CUA HE THONG

LOC BUI DUONG TAI NHA MAY DUONG VI THANHChuyên ngành: Công Nghệ Chế Tạo Máy

Mã so: 60 52 04

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP HO CHI MINH, tháng 08 năm 2013

Trang 3

Cán bộ chấm nhận xét 1: PGS.TS PHAM NGỌC TUẦNCán bộ chấm nhận xét 2: PGS.TS NGUYÊN NGỌC PHƯƠNG

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Dai học Bách Khoa, ĐHQG Tp HCMngày 29 tháng 07 năm 2013

Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:1 PGS.TS THÁI THI THU HA

2 PGS.TS NGUYEN THANH NAM3 PGS.TS PHAM NGOC TUAN4 PGS.TS NGUYEN NGỌC PHƯƠNG5.TS PHAN TAN TÙNG

Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV và Trưởng khoa quản lý chuyên

ngành sau khi luận văn đã được sửa chữa (nêu có).

Chủ tịch Hội đồng Trưởng khoa Cơ Khí

PGS.TS THÁI THỊ THU HÀ PGS.TS NGUYEN HỮU LỘC

Trang 4

GVHD: PGS.TS NGUYÊN THANH NAM HVTH: HO MINH KHA

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CONG HÒA XA HOI CHỦ NGHĨA VIET NAMPHONG DAO TAO SDH Độc lập - Tự do - Hanh phúc

Tp HCM, ngay tháng năm 20

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨHọ tên học viên: HO MINH KHA MSHV: 11844567

Ngày, tháng, năm sinh: 11/11/1983 Nơi sinh: Hậu Giang

Chuyên ngành: Công Nghệ Chế Tạo Máy Mã số: 60 52 04I- TÊN DE TÀI: NGHIÊN CỨU NANG CAO HIEU QUA CUA HỆ THONG

LỌC BỤI ĐƯỜNG TẠI NHÀ MÁY ĐƯỜNG VỊ THANHI- NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:

Tìm hiểu về các thiết bị lọc bụiTính toán thiết kế thiết bi venturi kết nối với hệ thông lọc bụi hiện tạiNghiên cứu lý thuyết và mô phỏng

Kết quả đạt đượcHI- NGÀY GIAO NHIỆM VU: [ /2013IV- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VU [ /2013V- CÁN BỘ HƯỚNG DÂN: PGS.TS NGUYÊN THANH NAM

Trang 5

Lời cam ơn

Trước hết, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới Thầy PGS.TS NguyễnThanh Nam, người đã tận tình hướng dẫn, chỉ dạy về mặt khoa học, quan tâm, độngviên, giup đỡ, tao mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt quá trình thực hiện và

hoàn thành luận văn.

Xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ của các Thay Co khoa Co khi, khoa sau daihọc trường Dai học Bach khoa TP.HCM đã hướng dẫn và tạo điều kiện tốt nhấttrong quá trình học tập Tôi cũng xin cảm ơn sự động viên và đóng góp ý kiến quýbáu của các bạn đồng nghiệp đã giúp cho tôi hoàn thành bài luận văn này

Nhân đây, cho phép tôi gửi lời cảm ơn đến gia đình, người thân và bạn bè đãchia sẻ khó khăn, động viên, giúp đỡ, tạo thêm động lực cho tôi trong suốt thời gianhọc tập và làm luận văn tốt nghiệp

Xin chân thành cảm ơn!

Tp.HCM, tháng năm 2013

Hồ Minh Kha

Trang 6

TÓM TẮT LUẬN VĂNHiện nay, đất nước ta đang trên đường phát triển để trở thành nước côngnghiệp hoá theo hướng hiện đại Để thực hiện được mục đích đó, cần đây nhanhphát triển các khu công nghiệp, các công ty, nhà máy sản xuất — chế biến để phụcvụ nhu cầu phát triển đất nước, nhu cầu đời sống người dân Nhưng hệ luy theo đólà các vẫn nạn vé ô nhiễm môi trường nước, không khí gây ảnh hưởng xấu đến sứckhoẻ cộng đồng

Ngành sản xuất đường cũng góp phần không nhỏ cho sự phát triển xã hội vàcũng phat thải ra môi trường một số chất thải như: Bụi đường, bụi bã, nước thải,

Luận văn đã đưa ra một cái nhìn tổng quan về các thiết bị xử lý chất thải chủyếu đang sử dụng trên thế giới Từ đó, lựa chọn phương án sử dụng ống venturi kếtnối với cyclone ướt hiện tại dé xử lý bụi đường Cung cấp các yêu cau kỹ thuật đốivới việc thiết kế hệ thống lọc bụi đường Nghiên cứu đã nêu ra được các thông SỐlàm việc cơ bản của hệ thống như: Vận tốc, áp suất, động học rối, phần trăm rối, hệsố rối phân tán, khối lượng riêng trung bình hoà trộn giữa nước và không khí khithay đối lượng nước cấp vào venturi Từ đó, lựa chọn lưu lượng nước phù hợp theosự thay đổi nồng độ bụi tại các nơi cần lọc bụi khác nhau trên hệ thống

Luận Văn Thạc Si kỹ thuật Chuyên ngành Công nghệ chế tao máy

Trang 7

ABSTRACTCurrently, the country is on the path of development to becomeindustrialized countries towards modernization To accomplish this purpose, it isnecessary to accelerate the development of industrial parks, companies, factory -prepared to serve the needs of national development, people's livelihood needs.However, the corollary is that the problem of water pollution, air to adversely affectpublic health.

Sugar industry also contributed towards the development of social andenvironmental emissions of some wastes, such as road dust, dust, trash, sewage,

Thesis gave an overview of the waste treatment equipment is mainly usedthroughout the world From there, select the option to use venturi tubes connect toexisting cyclone to handle wet road dust Provide technical requirements for thedesign into the filter system Research has yet to be the basic working parameters onthe system such as velocity, pressure, Turbulence Kinetic Energy-TKE, Turbulenceintensity, Turbulent Dissipation rate, the average density of the blend between waterand air when the water level changes in the venturi From there, select theappropriate water flow in response to changes as the concentration of dust to dustvarious places in the system.

Trang 8

LỜI CAM ĐOAN

Tôi tên: HO MINH KHA

Học viên lớp: Cao học công nghệ chế tao máy, khóa 2011Mã số học viên: 11844567

Theo quyết định giao đề tài luận văn cao học của phòng Đào tạo Sau đại học,Đại học Bách khoa Tp.HCM, tôi đã thực hiện luận văn cao học với đề tài “Nghiêncứu nâng cao hiệu quả của hệ thống lọc bụi đường tại nhà máy đường VỊ Thanh”dưới sự hướng dẫn của PGS.TS Nguyễn Thanh Nam từ ngày 21/01/2013 đến

21/06/2013.

Tôi xin cam kết đây là luận văn tốt nghiệp cao học do tôi thực hiện Tôi đã

thực hiện luận văn đúng theo quy định của phòng đào tạo sau đại học, Đại Học

Bách Khoa TP.HCM và theo sự hướng dẫn của PGS.TS Nguyễn Thanh Nam

Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm với những lời cam kết trên đây Nếu có sai

phạm trong quá trình thực hiện luận văn, tôi xin hoàn toàn chịu các hình thức xử lýcủa phòng dao tao sau đại hoc và Ban Giám Hiệu Trường Dai Hoc Bach Khoa TP.

Trang 9

MỤC LỤC

- Phan mở dau

- Danh mục các bảng- Danh mục các hình

Chương 1 Tông quan về tình hình sản xuất đường trên Thế giới và Việt nam1.1 Nhu cau sử dụng đường trong cuộc sống - -.-.c weeueee 141.2 Sự phát triển công nghiệp đường mía trên Thế giới và ở

VIỆT nam CĐ eeneseeseeeseeeeteeeeeeeees 14

Chương 2 Dây chuyên sản xuất đường va nơi phát sinh bụi đường

ở nhà máy đường VỊ thanh - -<-<<<< 18

2.1 Dây chuyền sản xuất đường - c c1 2112211211 n1 rà 18

2.2 Nơi phát sinh bụi đường ở nhà máy đường VỊ Thanh 20

2.3 Phân tích nguyên nhân thiết bị lọc bụi đường đang sử dụng chưa

mang lại hiệu qua cao, chưa lọc được bụi tinh (min) 21

Chương 3 Cơ sở lý thuyết các thiết bị xử lý bụi, phân tích chọn phương

án lọc bụi cho nhà máy đường Vi Thanh 22

3.1 Cơ sở lý thuyết các thiết bị xử lý bụi - ¿sec 222cc se 223.1.1 Buộng lang bụi - 2.2 SH TH TH nnv nh nh Hi 223.1.2 Thiết bị xử lý bụi kiểu quán tính -.-‹ -ccc2cccc c2 sss+2 23

3.1.3 Xử lý bụi dựa vào lực ly tâm (Cylone) - 24

3.1.4 Thiết bị lọc bụi túi vải (Bag Filter or Bag House) 273.1.5 Các phương pháp thu hồi bụi ướt - -ccc c2 293.1.5.1 Buồng phun - Thùng rửa khí rỗng -.- c2 se 303.1.5.2 Thiết bị khử bụi có lớp đệm băng vật liệu rỗng được

tưới nước (SCrubber) c9 nh na 31

3.1.5.3 Thiét bi loc bui (rửa khí ) có đĩa chứa nước sui bọt 333.1.5.4 Thiết bị rửa khí với lớp đệm chuyén động . - 343.1.5.5 Phương pháp rửa khí kiểu Venturi - -.cc sec cccc* se: 36

3.1.6 Lọc bụi tĩnh điện (Electrostatic PrecIpItafOTS) 2

Trang 10

3.2 Phân tích lựa chọn phương án xử lý và thiết bị lọc bụi cho nhà máy

đường VỊ Thanh - ch xa 45

3.3 Cơ sở tính toán thiết kế thiết bị lọc bụi cho nhà máy

đường VỊ Thanh SH ee nh nhe 46

Chương 4 Xây dựng quy trình thiết kế hệ thống lọc bụi đường, tính toán

thiết kế thiết bị rửa khí Venturi kết nối với thiết bị hiện tại 474.1 Xây dựng quy trình tính toán hệ thống lọc bụi đường _ 474.2 Thực hiện tính toán thiết kế thiết bi rửa khí Venturi - - 50Chương 5 Giới thiệu phần mềm - mô tả quá trình mô phỏng và rút ra

kết luận về kết quả mô phỏng5.1 Giới thiệu phần mềm mô phỏng - - - c2 c2 2225222 c2 55

5.2 9))::009)/)ì0 0ì) 080))10)ì1diiiiiiiiÝẢẮÝÝÁẢ 59

5.2.1 Lưu đồ giải thuật trong mô phỏng Ansys -. -.c< <<- <<: 59

5.2.2 Quy trình m6 phỏng nh HH so 605.2.2.1 Quy trình mô phỏng Venturl - << S⁄ 60

5.2.2.2 Các thông số kỹ thuật và công thức tính toán . - <<: G7

5.2.2.3 Tính toán — m6 phỏng — phan tích làm việc của Venfturl 68

5.2.2.3.1 Vận tốc nước cấp vào venturi là 0,35 m/s (tương đương với

lưu lượng 0,001 m°/s ~ 0,5 lít/é”) c2 22c 2222 695.2.2.3.2 Vận tốc nước cấp vào venturi là 0,53 m/s (tương đương với

lưu lượng 0.0015 m°/s ~ 0/75 líU/<”) cv eyt 725.2.2.3.3 Vận tốc nước cấp vào venturi là 0,7 m/s (tương đương với

lưu lượng 0,002 m/s ~ 1,0 líUmÌ) c2 211122 sen 765.2.2.4 Tong hợp giá trị vận tốc ra của Venturi khi thay đối ba mức

HƯỚC CAP VÀO Q1 SH SH SH HH TH Ty TH TT cà ca sét 795.2.2.5 Tong hợp giá trị áp suất ra của Venturi khi thay đối ba mức

"2i: OP TT 79

5.2.2.6 Phân tích làm việc của Venturl 815.3 Quy trình m6 phỏng CycÏone - ch sen 81

7Luận Văn Thạc Si kỹ thuật Chuyên ngành Công nghệ chế tao máy

Trang 11

5.4 Tính toán chon động cơ điện - << «+ 9]

5.5 Hiệu quả kinh tẾ - cece ecceeccaeccuccucceeccauceseeusceeeeaesaeeeaanes 93Chương 6 Kết luận và hướng phát triỂn . -.cc-S 22s: 946.1 Ket luận -c c2 010020121112 1111 11112112 11 1k cv nu chà 946.2 Hướng phát triỂn . c- c E122 112112113111 111 1y ky nhi 94

Phụ lụcTài liệu tham khảoLý lịch trích ngang

PHAN MỞ DAU1 Tinh cấp thiết của đề tài

Dat nước ta đang trên đường xây dựng và phát triển dé cơ bản trở thành nướccông nghiệp hóa vào năm 2020 theo hướng hiện đại cuộc sống ngày càng nhộnnhịp, dân số ngày một tăng thêm thì đòi hỏi sản phẩm sản xuất từ các ngành côngnghiệp, nông nghiệp cũng phải tăng dé phục vụ nhu cầu cuộc sống bên cạnh nhữnglợi ich mà con người đạt được thi cũng kèm theo đó là một số hiểm hoạ phát sinh từ

các quá trình hoạt động của các công ty, xí nghiệp và đặc biệt là hoạt động của các

khu công nghiệp đã thải ra bầu trời một lượng khí độc ô nhiễm đáng kể như: Bui,

SO,, NOx, CO,, HạS,

Các loại khí thải ô nhiễm là một trong những nguyên nhân làm ảnh hưởng xấuđến sức khoẻ con người, động vật và thực vật như: hiện tượng hiệu ứng nhà kính,mưa axit, gây các chứng bệnh ung thư và các bệnh đường hô hấp đến cơ thể conngười, mat cân bang hệ sinh thái,

Do vậy để giảm được những mối hiểm hoạ đó, giúp cho môi trường sinh tháiđược trong lành thì cần có những biện pháp, những quy trình xử lý có hiệu quả Nếukhông được xử lý tốt sẽ dẫn đến hàng loạt các hậu quả môi trường khó có thé lường

trước được.

Ngành mía đường đóng vai trò khá quan trọng trong nền kinh tế nước ta.Đường cát góp phan trong nhiều món ăn, thức uống phục vụ cuộc sống hàng ngày

Trang 12

GVHD: PGS.TS NGUYEN THANH NAM HVTH: HO MINH KHA

Các phụ phẩm như bã mía được sử dung dé đốt, làm ván ép; bã bùn dùng làm phânhữu cơ; mật dùng để sản xuất bột ngọt, côn, Cũng như các ngành công nghiệpkhác, công nghiệp mía đường cũng phát ra một số chất thải nguy hại như: Nước rỉ

bùn, bụi ba, bụi lò, bụi đường Trong đó việc thu øom bụi đường có vai trò quan

trọng là tạo ra môi trường sạch trong quá trình làm việc và tái sản xuất đường từ bụiđường được thu gom Do đó việc nghiên cứu hệ thông lọc bụi đường đạt hiệu quảcao là rat cân thiết dé đáp ứng nhu câu nêu trên

Hiện nay, cả nước có 40 nhà máy sản xuất đường, nhà máy đường Vị Thanh làmột trong ba nhà máy sản xuất đường ở tỉnh Hậu Giang, với công suất thiết kế3.500 tân mia/ngay, sản xuất tương đương 340 tân đường/ngày

Thiết kế hệ thông lọc bụi đường ngoài mục đích thu bụi còn tăng cường làmmát cho hạt đường để đáp ứng yêu câu đóng bao bảo quản Bụi đường sau khi lọcđược tái sản xuất lại đường cát

Bụi đường khi phát tán ra môi trường sẽ làm ảnh hưởng đến sức khỏe côngnhân lao động trong nha may, dân cư xung quanh và that thoát sản lượng đường

Các thiết bị lọc bụi đường sử dụng ở nhà máy đường VỊ thanh từ trước đếnnay chưa đáp ứng được yêu câu

Vì vậy với dé tài “Nghién cứu nâng cao hiệu quả của hệ thông lọc bụiđường tại nhà máy đường Vị thanh” là thực sự can thiết trong điều kiện sản xuất

của nhà máy hiện nay.2 Mục tiêu của luận văn

Nghiên cứu nâng cao hiệu quả của hệ thông lọc bụi đường tại nhà máy đườngVị thanh Xây dựng quy trình tính toán thiết kế thiết bị lọc bụi đường cho các nhà

máy đường.3 Nội dung thực hiện của luận văn

Đề đạt được mục tiêu dé ra cân thực hiện các nội dung sau:e Khảo sát tong quan về tình hình sản xuất đường trên thé giới cũng như ở Việt

Nam, tìm hiệu một sô tính chat va thông sô của đường mia và bụi đường.

Luận Văn Thạc Sĩ kỹ thuật Chuyên ngành Công nghệ chế tạo máy

Trang 13

Phan tich nguyén nhan tai sao thiét bi loc bui duong dang su dung chua

mang lại hiệu quả cao, chưa loc được bụi tinh (min).

Tìm hiểu tong quan về các thiết bị lọc bụi So sánh, lựa chọn thiết bị loc bụiphù hợp với hệ thống hiện tại

Xây dựng quy trình tính toán thiết kế thiết bị lọc bụi đường.Thiết kế thiết bị rửa khí Venturi kết nối với hệ thống hiện tại Mô phỏng đểđánh giá hoạt động của hệ thống

Bài thuyết minh và báo cáo

4 Phương pháp nghiên cứu

Dùng phương pháp nghiên cứu lý thuyết kết hợp với mô phỏngTìm hiểu về cơ sở lý thuyết các thiết bị lọc bụi

Tính toán, thiết kê thiết bị rửa khí Venturi kết nối với thiết bị hiện tại.Mô phỏng hoạt động, đánh giá kết quả đạt được của hệ thông

Ngoài ra, trong quá trình nghiên cứu còn trao đổi với Giáo viên hướng dan,các bạn đồng nghiệp

5 Y nghĩa khoa học của luận văn

Kêt quả nghiên cứu sẽ nêu một sô yêu tô chính anh hưởng đên quá trình lọc bụi

đường, nguyên nhân lựa chọn loại thiết bị lọc Làm tài liệu tham khảo cho các côngviệc liên quan đến thiết kế, sản xuất thiết bị lọc bụi đường

6 Y nghĩa thực tiễn của luận văn

- Nêu ra các thông sô công nghệ ảnh hưởng đên quá trình làm việc của hệ thônglọc bụi đường, qua đó nâng cao hiệu suât làm việc và điêu khiên hệ thông.

- Kết quả nghiên cứu là tài liệu tham khảo và là cơ sở tính toán thiết kế cho các

nhà sản xuât thiệt bị lọc bụi nói chung và cho các nhà máy đường ở Việt namnói riêng.

Trang 14

Danh mục các bảng

STT | Tên các bảng Trang

N Bang 1.1 So sánh tình hình sản xuất mía đường thê giới và Việt Is

Nam tir 1990 — 2009Bang 1.2 Tinh hinh san xuat mia duong cua Viét Nam, nién vu02 16

2010 - 2011

03 | Bảng 2.1 Một số thông sô của đường nhuyễn va đường bụi 1904 | Bảng 5.1 Các thông số kỹ thuật của hệ thong 6205 Bảng 5.2 Các thông số đưa vào tính toán và các thông số cân tính 67

08 Bảng 5.5 Các thông số đưa vào tính toán và các thông số cân tính 2

toán cho lưu chat nước cap vào veturi với van toc 0,53m/s

09 Bảng 5.6 Các thông số đưa vào tính toán va các thông số cân tinh 6

toán cho lưu chat nước cap vào veturi với vận toc 0,7m/s

l0 Bảng 5.7 Bảng kết quả dau ra của veturi giữa ba giá trị vận tốc

, 80nước cung cap vào

1 Bảng 5.8 Bảng kết quả đâu vào của veturi giữa ba giá trị vận tốc

, 80nước cung cap vào

Trang 15

Danh mục các hìnhSTT | Tên các hình Trang

01 | Hình 1.1 Mức tiêu thụ đường bình quân dau người ở Việt Nam 1402 | Hình 2.1 Sơ đô quy trình công nghệ sản xuất đường 18

03 | Hinh 2.2 Phạm vi kích thước hạt đường nhuyễn và đường bụi 19

04 | Hình 2.3 So đồ bộ phận Ly tâm - say - thành phẩm 2005 | Hình 2.4 Sơ đồ hệ thống lọc bụi đường — nhà máy đường Vị thanh | 20

06 | Hình 2.5 Sang đoạn 1, 2, 3, 4 21Ú7 | Hình 2.6 Sang phân loại 21

13 | Hình 3.6 Cyclone màng nước 26

14 | Hình 3.7 Lọc bụi kiểu túi vải 27

IS | Hình 3.8 Hình ảnh làm việc của lọc vải 28

24 | Hình 3.17 Mô phỏng đường di cua hạt bụi trong điện trường 38

25 | Hình 3.18 Quá trình lắng bụi tĩnh điện 392œ | Hình 3.19 D6 thị thé hiện hiệu qua của một sô phương pháp lọc bụi 40

Trang 16

27 | Hình 4.1 Sơ đô quy trình tính toán thiết kế hệ thông lọc bụi đường 4728 | Hình 4.2 Cách khai triển vỏ quạt xoăn éc từ hình vuông cau tạo a 46

29_ | Hình 4.3 Các kích thước hình học của venturi 49

30 | Hình 4.4 Kích thước hình học chuẩn thiết kế Cyclone LIOT ướt 4931 | Hình 4.5 Thiết bi cyclone ướt hiện tại 50

Hình 4.6 Kích thước thiết bị rửa khí venturi kết nỗi với cyclone

venturi khi vận tốc nước cấp vào là 0,35m/s Hình 5.7 — 5.11 Hình ảnh - đô thị thé hiện vận tôc và áp suat qua 43

venturi khi vận tốc nước cấp vào là 0,53m/s32 Hình 5.12 — 5.15 Hình ảnh - đô thi thé hiện vận tộc và áp suất qua +

venturi khi vận tốc nước cấp vào là 0/7m/s39 Hình 5.16 đô thi tong hop thé hiện vận tốc ra của venturi khi thay 9

: 7đôi ba mức nước cap vào

40 Hình 5.17 D6 thị tổng hợp thé hiện áp suất ra của venturi khi thay S0đổi ba mức nước cấp vào

4) Hình 5.18 — hình 5.23 Thể hiện van tôc và áp suất làm việc trong 98

cyclone ướt42 | Hinh 6.1 Venturi Scrubber 95

Trang 17

Chương 1 Tổng quan về tình hình sản xuất đường trên Thé giới và Việt nam1.1 Nhu cau sử dụng đường trong cuộc sống

Đường cát là một loại thực phẩm (gia vi) rất cần thiết cho cuộc sông hàng ngàycủa chúng ta Đường góp phần trong nhiều món ăn, thức uống, các loại bánh -kẹo Là nguồn cung cấp nhiều năng lượng cho cơ thể con người

Mức tiêu thụ đường bình quân đầu người ở Việt Nam có tốc độ tăng trưởng khá

cao Bình quân giai đoạn 1999 — 2009 tiêu dùng tăng khoảng 5,1%/nam, năm 2010

đạt 17,5 kg/người/năm Tuy nhiên, mức tiêu thụ đường bình quân đầu người củaViệt Nam vẫn còn thấp hơn so với các nước tiêu thụ chính và thấp hơn so với mứcbình quân thế giới (>20 kg/người/năm)

tinh luyện đường thành một ngành công nghệ mới.

Trang 18

Trong những năm gan đây ngành đường đã phát triển một cách nhanh chóng,vấn đề cơ khí hóa, liên tục hóa và tự động hóa trên toàn bộ dây chuyển sản xuất

được áp dụng rông rãi trong các nhà máy đường.

Theo thống kê của Tổ chức Nông Lương Liên Hiệp Quốc (FAO, 2011), sau gan20 năm (1990-2009) năng suất mía bình quân của Việt Nam đã tang lên 17,3 tan/ha,bình quân tăng khoảng 0.91 tân/ha/năm (bang 1.1) Tuy nhiên năng suất mía bìnhquân của Việt Nam vẫn còn rất thấp so với thé giới (70,9 tan/ha năm 2009)

Việt Nam là một quốc gia có truyền thống sản xuất đường mía từ lâu đời Cùngvới sự phát triển của ngành đường trên thế giới, nghề làm đường thủ công ở nước tacũng phát triển mạnh

Năm 1995, nhà nước triển khai chương trình mía đường Quốc gia với nhiều déán phát triển tích cực, nhờ vậy, chỉ sau 5 năm thực hiện ngành công nghiệp đường ởnước ta đã phát triển nhanh chóng và mạnh mẽ Toàn quốc xây dựng được 44 nhàmáy đường mía và 02 nhà máy đường tinh luyện, sản xuất đũ tiêu dùng trong nước

Bảng 1.1 So sánh tình hình sản xuất mía đường thé giới và Việt Nam từ 1990 - 2009

Diện tích mía Sản lượng mía Năng suat mía

ViệtN „ „ Việt Nam , Việt

Thê giới | Nam Thê giới Thê giớiăm „ (10.000 „ Nam

(triệu ha) |(10.000 | (triệu tân) | , (tân/ha) ,

tan) (tan/ha)ha)

1990 17,079 13,080 1.053 541 61,7 41.3199] 17,783 14,460 1.089 616 613 426

1992 18,152 14,650 1.116 644 61,5 43.9

1993 17,293 14,340 1.030 608 596 424

1994 17,592 16,660 1.090 755 61,9 45.3

1995 18,578 22.480 1.172 1.071 63,1 47,61996 19418 23,700 1.223 1.137 63.0 48.01997 19,295 25,700 1.252 1.192 64,9 4641998 19,318 28 300 1.276 1.384 66,0 48.9

Trang 19

1999 19.206 34.120 1.282 1.776 66,7 51,62000 19,416 30,230 1.257 1.504 64.8 49,82001 19,635 29.070 1.267 1.466 64,5 50,12002 120.389 32,000 1.335 1.712 65,5 53,52003 120,673 31,320 1.379 1.685 66,7 53,82004 120.266 28,610 1.341 1.565 66,2 34/72005 19.892 26,630 1.322 1.495 66 4 56,12006 120,768 28,810 1.422 1.672 68 4 58,02007 122.852 29.340 1.617 1.740 70,7 5932008 124.257 27,110 1.736 1.613 71,6 59552009 123,726 26,010 1.683 1.525 70,9 58,6

Nguồn: FAOSTAT, 2011Theo Hiệp hội Mia đường Việt Nam, nang suat đường cua Việt Nam hiện rấtthấp so với khu vực, năng suất đường chi đạt xấp sỉ 3,5 tan/ha trong khi Philippineslà 5,5 tan/ha và Thái lan là 6,6 tan/ha Hang năm nhu cau tiêu thụ đường của nướcta khoảng 1.4 triệu tan (nhập khoảng 400.000 tan, trong đó 200.000 tấn chínhngạch, sản xuất 1.000.000 tan) Như vậy nếu đạt trình độ sản xuất như Philippines,

Việt Nam có thê tự đảm bảo nhu câu nội địa vê đường.

Bảng 1.2 Tình hình sản xuất mía đường của Việt Nam, niên vụ 2010 - 2011

Diện tích 271.000 haDiện tích tăng so với năm trước |6.300 haNăng suất bình quân 60.5 tan/haNăng suất vụ trước 51,7 tan/ha

San luong mia ép12,5 triệu tan (tang 30.2%)San xuat đường1.15 triéu tan (tang 29%)Cong suat nha may74.8% (vu trước 61.8%)

Gia mua mia (10 CCS)850.000d6ng/ tan - 1.200.000d6ng/ tan

(Bộ Nông nghiệp & PTNT ,Tp.HCM, 15/07/2011)

Trang 20

Theo Hiệp hội Mia đường Việt Nam, niên vu 2011 — 2012, sản lượng mía ép

công nghiệp của cả nước đạt 14.5 triệu tấn, sản xuất được trên 1.3 triệu tấn đường(tăng 3,5% tương đương với gần 160 nghìn tan so với vụ trước)

Bước sang niên vụ 2012 — 2013, với diện tích tiếp tục tăng (đạt 300 nghìn ha) vànăng suất bình quân tăng (63 tan/ha), dự báo lượng đường sản xuất còn tăng caohơn và vượt nhu cầu tiêu dùng đường trong nước Theo kế hoạch sản xuất của 40

nhà máy trong niên vụ mới thì sản lượng mía ép là 16,7 triệu tan và sản lượng

` v.v Sal ed 4 eS 14 re, re ee

ee

Trang 21

Chương 2 Dây chuyên sản xuất đường và nơi phát sinh bụi đường ở nhà máy

đường Vi thanh

2.1 Dây chuyên sản xuất đườngDây chuyển bắt đầu từ các MIA

én liệu d ay thd ¬ R

nguyên liệu dạng cây ông qua XỬ LÝ SƠ BỘ

các quá trình công nghệ chê tạo |

thành các sản phẩm đường LAY NƯỚC MIA ———* BA

(Đường vàng đường trang, đường LÀM BACH ——* BUN LOCtrang tinh luyện, mat, ) Quy CÔ DAC

trình này đã được tiến hành từ rat ;

` ¬ KÉT TINH ĐƯỜNG

xa xưa, ngày nay việc sử dụng

máy móc hiện đại trong quá trình LY TÂM MAT RIchế biến dé tao ra san phẩm chat sAY

lượng cao, đồng đều, phù hop quy '

LAM NGUOI, DONG BAO

định an toàn thực phâm va dap

ứng được nhu cầu ngày càng cao ĐƯỜNG THÀNH PHÁM

của con người Có thé đơn giản Hình 2.1 Sơ đỗ quy trình công nghệ sản xuấthóa bang sơ đồ như hình 2.1 sau: đường

*/ Một số đặc điểm đường cát (Đường Saccarozo)- Đường Saccarozo hiện diện dang ran ở điều kiện thường, không mau, không

mùi, có vi ngọt ít tan trong ruợu.

- Thành phan chủ yếu là saccharose, là disaccharide cau tao từ 2 đường don làø-d-glucose và j-d-fructose, liên kết với nhau bởi liên kết 1-4-glucozit, công thứccâu tạo C12H22011

- Ti trọng d=1.5879g/cm3- Nong chay 6 184-185°C- Dun nóng bị phân hủy tao caramel- Độ hòa tan:

Trang 22

- Dễ hòa tan trong nước, độ hòa tan tăng theo nhiệt độ tăng

- Độ nhớt: tăng theo nông độ tăng, giảm theo nhiệt độ tăng*/ Day kích thước đường cát trang (Đường Saccarozo)

e Duong cội: hạt >1,6mme Duong to: |,6>hat=1,4e Duong nhỏ: | 4>hat>0,8mm

e Đường nhuyễn: 0,8mm>hat>250um

e Duong bụi: 250um>hat>7um

Bang 2.1 Một số thông số của đường nhuyễn và đường bụi

(as received) 0.1 determined 52 3 Hồ MIE >1000

Granulated Sugar

(sieved to < 500um) 0.1 286 6.0 56 115 MIE >1000

Extra Fine Sugar

[——=—— Crystal 300 SugarF===——| Ultrafine Sugar

‡

0 00 20 300 40 59% §00

Particle Size Range (microns)

Powdered Sugar

Hinh 2.2 Pham vi kích thước hạt đường nhuyễn và đường bụi

Từ bảng 2.1 và hình 2.2 cho thấy kích thước bụi đường (Powdered Sugar) trong

khoảng 250um>hat>7um, kích thước trung bình (Mean particle size) là 23m

Trang 23

2.2 Nơi phát sinh bụi đường ở nhà máy đường Vi Thanh.

Theo sơ đồ hình 2.1, bụi đường phát sinh ở công đoạn sấy Việc say đường va

làm nguội đường thì sử dụng sàng rung.

Sang 01 4 Sang 02 } Sàng 03 Jt Sang 04

`

Kho chứa LI Dong bao jf Buk }_ { Sang phan loai | _{Gau di ]

Hình 2.3 So đồ bộ phận Ly tâm - say - thành phẩmTheo sơ đồ hình 2.3, các sàng 01, 02, 03, 04 là sàng rung (sàng vận chuyên)

trong đó, sang 01 thì làm mát tự nhiên Sang 02, 03, 04, gàu tải, bulke được làm mát

cưởng bức băng quạt hút Quạt hút khí nóng đồng thời hút luôn bụi đường (đườngbột) đưa đến thiết bị lọc bụi Bụi đường sau khi được lọc sẽ thu lại dé nau lại thànhđường thành phẩm

I Sang phân loại

Trang 24

2.3 Phân tích nguyên nhân thiết bị lọc bụi đường đang sử dụng chưa mang lại

hiệu quả cao, chưa lọc được bui tinh (mịn)

Thiết bị lọc bụi đường ngoài công dụng lọc bụi thì còn có thêm công dụngquan trọng khác là tăng cường khả năng làm mát hạt đường dé phục vụ yêu cầu

đóng bao — bảo quản:e _ Nhiệt độ đóng bao: 38-40°C

e Độ âm đóng bao: 0,05-0,07%Trong những năm qua, nhà máy đường VỊ Thanh sử dụng thiết bị lọc bụi là

cyclone.

e Cyclone đơn và đôi nối tiếp (khô)

e Cyclone chùme Cyclone ướt (nước phun lang mặt trong thành cyclone

e - Hiện tại là cyclone ướt có cấp thêm nước dau vao cyclone.Trải qua những cải tạo thiết bị lọc bụi đường cho đến nay, tuy hiệu quả lọcbụi có tăng lên nhưng vẫn chưa đạt được kết quả cao Thiết bị hiện tại chỉ lọc

được bụi thô và bụi trung bình còn bụi tinh, mịn (đường bột-Powdered Sugar)vân còn phát thai ra bên ngoài môi trường xung quanh.

Trang 25

*/ Nguyên nhân thiết bị lọc bụi hiện tại chưa mạng lại hiệu quả cao

e Cyclone thu bụi kém với kích thước hạt bụi <[Ôum

e Do sử dụng nước tuần hoàn nên ham lượng đường trong nước tăng theo thờigian — tang độ nhớt —> tăng sức căng bề mặt > những hạt bụi đường kíchthước nhỏ (lực ly tâm nhỏ) rất khó hoà vào màng nước thành trong cyclone.e Qua thời gian sử dụng, bề mặt trong thành cyclone đóng thành lớp màng

dung dịch nước đường, làm bề mặt gỗ ghé > nước láng không déu mặt trongcyclone > ảnh hưởng đến khả năng lọc

Kết luận chương 2e Nếu dau tư hệ thống mới thì tốn kém nhiều chi phi, không kinh tế.e Nghiên cứu lắp thêm thiết bị kết nối với hệ thông hiện tại Tăng cường thêm

khả năng thu hồi bụi, giá thành đầu tư thấp, hạn chế bụi phát thải ra môitrường, lượng bụi thu được tái sản xuất tăng lên

Chương 3.Cơ sở lý thuyết các thiết bị xử lý bụi, phân tích chọn phương án lọc

bụi cho nhà máy đường Vị Thanh

3.1 Cơ sở lý thuyết các thiết bị xứ lý bụiĐề xử lý bụi người ta sử dụng nhiều cách (phương pháp) khác nhau, tuỳ thuộcbản chất các lực tác dụng bên trong thiết bị, tính chất các loại bụi, kích thước hạtbụi, nồng độ bui, Sau đây là một số thiết bị co bản dé xử lý bụi:

3.1.1 Buông lắng bụiNguyên tắc: Sự lăng bụi động Trong thời điểm ấy, các hạt bụi sẽ lắng

băng buông lăng là tạo ra điêu xuong.

hat bui thang luc day ngang Ty LG a

2 ` , A 2 r “+r V |

của dòng khí Trên co sở đóngười ta tao ra sự giảm đột te _

Trang 26

Buông lang bụi có nhược điểm là hiệu quả lọc bụi không cao, chỉ đạt 50 + 60%và phụ tải không lớn do không thé chế tạo buông có kích thước quá to, tốc độ vào rabuông đòi hỏi không quá cao

Để lang có hiệu quả hơn, người ta còn đưa vào buông lắng nhiều ngănhoặc có các tam chắn lửng

Buông lang bụi nhiều ngăn hoặc một ngăn có tam chăn khắc phục được nhượcđiểm của buông lắng bụi loại đơn giản nên hiệu quả cao hơn Hiệu quả có thé đạt

-nh ^^ AT ATAl| a.

))đlÙ Ai) iW, JÚ| SG ` | |

a) Buong lang li nhiều ngăn b) buông lăng bụi có tâm chăn Hình 3.2

Hình 3.2 Buông lắng nhiều ngăn hoặc một ngăn có tam chan3.1.2 Thiết bị xử lý bụi kiểu quán tính

Nguyên lý: Làm thay đôi chiều hướng chuyển động của dòng khí một cách độtngột, các hạt bụi dưới tác dụng của lực quán tính tiếp tục chuyển động theo hướng

cũ và tách ra khỏi khí, rơi vào bình chứa.

Thiết bị lọc bụi kiểu quá tính có cầu tạo và nguyên lý hoạt động tương đốiđơn giản nhưng nhược điểm là hiệu qủa lọc bụi thấp, để tăng hiệu quả lọc bụi ngườita thường kết hợp các kiểu lọc bụi với nhau, đặc biệt với kiểu lọc kiểu cyclone, hiệuquả có thé đạt 80 + 98% Phan không khí có nhiều bụi ở cuối thiết bị được đưa vàocyclone dé lọc tiếp

Trang 27

AD! | Khí byOpn ,

Š Fv} a +

-3.1.3 Xứ lý bụi dựa vào lực ly tâm (Cylone)

Nguyên lý: Dòng khí mang bụi chuyển động theo một quỹ đạo tròn (dòngxoáy) thì các hạt bụi có khối lượng lớn hơn nhiều so với các phân tử khí sẽ chịutác dụng của lực ly tâm văng ra phía xa trục hon, phan gan trục xoáy lượng bụi sẽrất nhỏ Nếu ta giới hạn dòng xoáy trong một vỏ hình trụ thì bụi sẽ va vào thành vỏvà rơi xuống đáy Khi ta đặt ở tâm dòng xoáy một ống dẫn khí ra, ta sẽ thu đượckhí không có bụi hoặc lượng bụi đã giảm đi khá nhiều

Trang 28

AxB

han hinh tru |

HeOng dan khi

thai lan bụi vào

Trang 29

Cyclon màng nước: Một trong

những khuyết điểm của cyclone là do Vol phun

vận tôc xoáy trong thiệt bị lớn nên dêgây ra hiện tượng cuôn trở lại vào

dòng không khí các hạt hụi đã lắng Khí vào Cyolon ướt

trên thành thiết bị Vì vậy, trên mặt _—12trong thành thiết bị cyclone màng

nước, người ta tao ra một lớp mang

nước chảy để cuốn theo các hạt bụi | nước xả

lang, ngăn không cho chúng bị cuốn

vào dòng khí, Hình 3.6 Cyclone màng nước

Cau tạo loại Cyclone màng nước thường có cửa cho khí và bụi vào ở phía dướivà thoát ra ở cửa phía trên thân hình trụ với phương tiếp tuyến với mặt trong thânhình trụ Trước cửa ra có bố trí các vòi phun nước vào mặt trong thành thiết bị tạomảng nước chảy từ trên xuống Lượng nước tiêu hao làm ướt thành thiết bị trongkhoảng 0,1 + 0.2 lít/m” khí Lượng nước này thường được lang sơ bộ va dùng tuầnhoàn, định kỳ xả qua hệ thống xử lý nước

Cyclone màng nước thường được dùng với vận tốc dòng khí ở cửa vàoV,=16~25 m/s và vận tốc trung bình trong cyclone quy ước V=4.5~7m/s Chiều dài

thân hình trụ H=5~5,2D (Thậm chí tới 10D).

Ưu điểm của cyclone:e Không có phân chuyển động, có thể làm việc ở nhiệt độ cao (500°C)e Làm việc ởáp suất cao, chế tạo đơn giản, rẻ

e Hiệu quả không phụ thuộc thay đôi nồng độNhược điểm của cyclone:

e Khong thu được bụi kết dính

e Hiệu quả thu bụi kém với kích thước hạt bụi <10um

Trang 30

3.1.4 Thiết bị lọc bụi túi vải

Vòi khí nénCửa khí thải ra ie

gọi là hoàn nguyên vải lọc.

- Vai lọc có thé là vải dệt hay vải không dệt, hay hỗn hợp cả 2 loại Nó thườngđược làm bang soi tong hợp dé ít bị ngắm hơi âm và bên chắc Chiéu dày vải lọc

càng cao thì hiệu quả lọc càng lớn.- Vai lọc thường được may thành túi lọc hình tròn đường kính D=125~250mm

hay lớn hơn và có chiều dài 1,5 đến 2 m Cũng có khi may thành hình hộp chữ nhậtcó chiều rộng b=20~60mm; Dài 1=0,6~2m Trong một thiết bị có thé có hàng chục

tới hàng trăm túi lọc.- Khoảng cách giữa các túi chọn từ 30 ~ 100mm.

Trang 31

- Việc hoàn nguyên bề mặt vải lọc có thé tiễn hành sau khi ngừng cho khôngkhí đi qua thiết bị và làm sạch bụi trên mặt vải băng 3 cách:

e Rung rũ băng cơ khí nhờ một co cau đặc biệte Thôi ngược lại băng không khí sạch

e Xung khí nén.

- Vì có đặc điểm là chu kỳ làm việc gián đoạn xen kẽ với chu kỳ hoàn nguyênnên thiết bị này bao giờ cũng có hai hay nhiều ngăn (hay nhiều block trong cùng 1ngăn) dé có thể ngừng làm việc từng ngăn (hay từng block) mà rũ bụi Thiết bị lọcbụi kiểu túi vải có năng suất lọc khoảng 150 + 180m°/h trên 1m? diện tích bề mặtvải lọc Khi nông độ bụi khoảng 30 + 80 mg/m thì hiệu qua lọc bụi khá cao đạt từ96+99% Nếu nồng độ bụi trong không khí cao trên 5000 mg/m? thì cần lọc sơ bộbăng thiết bị lọc khác trước khi đưa sang bộ lọc túi vai trở lực cua thiết bị khoảng

- Tính toán sơ bộ thiết bị như sau:

e Tong diện tích túi loc bụi yêu cầu: F = Q/(150~180) (m')

e Diện tích của 1 túi: Túi tron f=a x Dx 1 (m’)e Tui hộp chữ nhật f = 2 x (a+b) xÏ (m7)e© Số túi trong 1 ngăn lọc: n = F/f (lay tron) (tui)

Trang 32

GVHD: PGS.TS NGUYEN THANH NAM HVTH: HO MINH KHA

e Với: Q— Luu lượng khí thải cần loc (m”/h)

1 Dòng khí bụi đi vào thiết bị được rửa băng các giọt lỏng Các hạt bụi

được tach ra khỏi khí nhờ va chạm với các giot nước.

2 Chat lỏng tưới ướt bé mặt làm việc của thiết bị, con dòng khí tiếp XÚC VỚIbê mặt này, các hạt bụi bị hút bởi màng nước

3 Dòng khí bụi được sục vào nước và bị chia ra thành các bọt khí Các hạtbụi bị dính ướt loại ra khỏi không khí.

- Quá trình tiếp xúc giữa dòng khí nhiễm bụi với chất lỏng sẽ hình thành bê mặttiếp xúc pha Bề mặt này bao gém các bọt khí, tia khí, tia lỏng, giọt lỏng và manglỏng Đa số thiết bị thu hôi bụi ướt đều tôn tại các dạng bê mặt khác nhau do đó bụiđược thu hôi theo nhiêu cơ chế khác nhau

- Thiết bị thu hôi bụi ướt có các ưu và nhược điểm so với các thiết bị thu hồi bụi

khác như sau

Ưu điểm:1 Thiết bi dễ chế tao, giá thành thấp, hiệu quả xử lý bụi cao hon2 Có thể ứng dụng dé thu hồi bụi có kích thước nhỏ đến 0.1 pm3 Có thé sử dụng khi nhiệt độ va âm độ cao mà một sô thiết bị lọc bụi khác

không thể đáp ứng được như bộ lọc túi vải, bộ lọc băng điện4 Nguy hiểm cháy, nỗ thập nhất

5 Cùng với bụi có thé xử lý hơi và khíNhược điểm:

1 Bui thu được ở dạng cặn do đó phải xử lý nước thải, lam tang chi phí xử

7

ly.

29Luan Văn Thạc Sĩ kỹ thuật Chuyên ngành Công nghệ chế tạo máy

Trang 33

2 Dòng khí thoát ra từ khí từ thiết bị lọc có độ âm cao và có thể mang theocả những giọt nước làm han gi đường ống, ống khói va các bộ phận khácở phía sau thiết bị lọc

3 Trong trường hợp khí có tính ăn mòn cần phải bảo vệ thiết bị và đườngống băng vật liệu chống ăn mòn

Chat lỏng được sử dụng phố biến nhất trong thiết bị lọc bụi kiểu ướt là nước.Thiết bị lọc bụi kiểu ướt được chia thành các loại sau đây tùy thuộc vào nguyên lí

hoạt động của chúng:

1 Buéng phun, buông rửa khí rỗng2 Thiết bị lọc có lớp đệm băng vật liệu rỗng và được tưới nước3 Thiết bị lọc có đĩa sụt khí hoặc đĩa sủi bọt

4 Thiết bị lọc có lớp vật liệu hạt di động5 Thiết bị lọc venturi

3.1.5.1 Buéng phun - Thùng rửa khí rỗng.Buông phun hoặc thùng rửa Oakhí rỗng được sử dung rat phổ |

°K A ° A r = |

biên dé lọc bụi thô trong khí @o PEP APA JP ON CÁN ANT AR AN AROSOR CA CATA CA CA OSRsthải đồng thoi để làm nguội khí ———|

như là câp lọc chuân bị và gia oF) |

công bụi trước thiết bị lọc bằng |TA ` ` À 4 |

điện nhăm giảm nông độ bụi

ban đầu và điều chỉnh điện trở TŒ)

-Hình 3.9 Thùng rửa khí rông

1- Khí vào: 2- Khí sạch ra; 3- Chất long đưa

suât của bụi.

vào hệ thống phun; 4- Xả bụi

Trang 34

Cau tao và nguyên I} hoạt động:Nếu dùng tháp rỗng để làm nguội khí thì nước cấp vào tháp có áp suất cao 20atqua mỏ phun với lỗ phun có đường kính 1- 2mm Đề tránh tac vòi phun, nước phải

Vận tốc dòng khí trong thiết bị khoảng 0.6 +1.2 m/s.3.1.5.2 Thiết bị khử bụi có lớp đệm bang vật liệu rỗng được tưới nước

Cau tao: Gom một thùng Œ)tiêt diện tròn hoặc chữ nhật

~Z |

bên trong có chứa một lớp @c) a

em bang vật liệu rong va BOSSES Re Bề

KÝ“

được tưới nước Lớp vật liệu popu (ó)

rỗng thường dùng là các loại Oo ) TƯkhâu có hình dạng khác nhau 3

lam bang kim loai mau, st,

Trang 35

Nhược điểm của loại thiết bị này là khi vận tốc khí cao thì thiết bị này khônghoạt động được do có hiện tượng sặc nước (nước bị thôi ngược trở lên và có thểdâng trào vào đường ống thoát khí sạch).

Ngoài loại tháp phun 2 3 4kiêu đứng với chuyên

động ngược chiêu của khí

và nước, người ta còn chê khítạo loại thiết bị phun có

lớp vật liệu rông kiêu năm

ngang Lọai thiết bị này cóthể làm việc với vận tốckhí lớn (có thé đạt 10m/s).Do đó kích thước của thiết

Hình 3.11 Thiết bị phun nước có lớp đệm rỗng

kiểu nằm ngang1.Vòi phun, 2.Vỏ và khung, 3.Hệ thống tưới, 4 Phần

bị sẽ dược gọn nhẹ hơn không tưới nước của lớp đệm - thay cho tấm chắn

nước, 5 Bé chứa cặn bùn, 6 Lớp vật liệu rỗnge Lượng nước phun trong thiết bị này thường năm trong khoảng

0.15+0.51/mỶ.e Hiệu qua lọc đạt 90% đối với cỡ bụi 8 >2um.e Hiệu quả lọc của thiết bị phun nước khử bụi có lớp đệm bang vật liệu rỗng

có thể được xác định băng công thức sau:

, — Stk

Trong đó:

œŒ - hăng số thực nghiệm phụ thuộc vào loại vật liệu rỗng

đo - Đường kính hoặc kích thước đặc trong của các loại khâu dùng làm vật liệu

rỗng

dn - lượng nước bị giữ lại trong lớp vật liệu rỗng

¬ aS yd

gq, =S,0,m/m

Trang 36

õm- bề day của lớp nước láng ướt bề mặt tiếp xúc của lớp vật liệu rỗng.Stk - chuẩn số Stoke đối với hệ thống khí và bụi với kích thước đặc trong dp của

khâu vật liệu rông.

Stk =vxở”Ø, /18d,Dưới đây là trị số đo và œ của các khâu khác nhau do, mm a

- Khâu Raschig, khâu yên ngựa Berl, khâu intalox 12/7 0,192- Khâu Berl, khâu Raschig, khâu Pall 254 0.19

; 38 0,165- Than coc

76+127 0,03

3.1.5.3 Thiết bị loc bụi (rửa khí )có dia chứa nước sui botNguyên lý làm việc: Nước được cấp vào đĩa vừa đủ để tạo một lớp nước có bề

cao thích hop, dòng khí đi từ dước lên trên qua đĩa đục lỗ, làm cho lớp nước sti bot

Bụi trong khí tiếp xúc với bề mặt của bong bóng nước và bị giữ lại rồi theo nướcchảy xuống thùng chứa

Đĩa đục lỗ dùng trong thiết Oarbi là lỗ tròn có đường kính do

= 4:8mm hoặc rãnh song ac

song có bể rộng b=4+5mm

Diện tích sông của đĩa năm

trong khoảng 0.2+0.25m/m.Khi sử dụng thiết bị với mục

đích vừa lọc bụi vừa làm

nguội khí thì diện tích sống Iq)

của dia có thé lên đến 0.4+0.5 Hình 3.12 Tháp sui bọt

m2/m 1- Khí vào; 2- Khí sạch thoát ra; 3- Chất lỏng đưa

vào hệ thống phun; 4- Xả bụi: 5- Lớp chất lỏng sủi

bot; 6- Dia dục 6

Trang 37

Thiết bị lọc bụi ướt kiểu đĩa sủi bọt có khả năng lọc đựơc bụi có kích thước lớnhơn hoặc băng 5um với hiệu quả lọc tương đối cao.

Hiệu quả lọc bụi có thể được xác định theo các công thức sau:Đối với bụi thắm wot:

L 57

g(h, —h,) gu,d,Đối với bụi khó thắm ướt:

7 = 0,89— vrL,, _ 79.005 Pio Vy 10.235

g(h, —h,) gud,

Trong đó ngoài các ki hiệu quen thuộc con có:

hạ- chiều cao của lỗ trên đĩa đục lỗ (tức bề dày của đĩa)hy- chiéu cao tam phan xa, m

do- đường kính của lỗ tròn trên đĩa đục lỗ, muạ- hệ số nhớt động học của nước, Pa.s

Vx - vận tốc của khí qua tiết diện sống của đĩa đục lỗ, m/s3.1.5.4 Thiết bị rửa khí với lớp đệm chuyển động

Vật liệu đệm là các quả cầu làm băng vật liệu Polime, thuỷ tinh hoặc nhựaxốp Khối lượng riêng của quả cầu đệm không được lớn hơn khối lượng riêng củachất lỏng

Tháp với lớp đệm chuyên động có thé làm việc theo nhiều chế độ khác nhau.Nhưng chế độ tối ưu để thu hồi bụi là chế độ giả lỏng hoàn toàn (hình 2.13a)

Đề đảm bảo hiệu quả thu hồi bụi cao cần tuân theo các thông số sau:Vận tốc khí: 5-6 m/s

Lưu lượng nước tưới: 0,5-0,7 lit/s

Tiết diện tự do của mâm: Sạ=0.4mŸ/mFChiều rộng khe: b=4-6mm

Khi làm sạch khí chứa keo hoặc bụi có khuynh hướng tạo trầm tích, ngườita sử dung mâm với tiết diện tự do lớn So=0,5-0,6m7/m*

Trang 38

e Khi chọn đường kính quả cau can theo ty lệ D/d>10 đường kính tối ưu vàokhoảng 20-40mm và khối lượng riêng đồ đống 200-300 kg/m”

e Chiều cao tĩnh tối thiểu của lớp hạt H, là 5-8 lần đường kính quả cau, cònchiều cao tối đa xác định theo ty lệ H/D<1

e Chiều cao lớp đệm ở trạng thái chuyển động được xác định theo công thức

oT og \ 0,93

477 9,6) —

Hy =0,118v"H* |S,e Chiều cao của lớp tach lỏng ra khỏi khí (phân riêng lỏng khí)

e Hiệu quả xử lý

Tháp rửa khí dạng chóp với đệm quả cầu chuyển độngĐể đảm bảo sự hoạt động ồn định trong khoảng vận tốc khí động sự phân bốnước đồng đều và giảm sự lôi cuốn các giọt nước theo dòng khí, người ta áp dụngthiết bi rua khí dạng chóp với quả cầu đệm chuyền động

Tôn tai hai dạng thiết bị rửa khí với lớp đệm chuyền động: Thiết bị vòi phun(hình 2.13 b) và thiết bị kiểu bơm phun (hình 2.13c)

Trong thiết bị kiểu bơm phun, việc tưới các quả cầu đệm được thực hiện bangcách hút nước lên từ bình chứa có mực nước không đổi bang khí cần xử lý Khoảnghở giữa đáy dưới phần chóp và mực nước phụ thuộc năng suất thiết bị (khoảng hởcàng lớn, năng suất càng lớn) Trong các thiết bị này, người ta ứng dụng quả cầupolietilen đường kính 34-40mm, khối lượng riêng đỗ đống 110-120 kg/m”, chiềucao lớp đệm H,=650mm, vận tốc khí ở đầu vào của lớp đệm dao động trong khoảng6-10m/s, vận tốc ở đầu ra 1-2m/s Chiều cao phan chop là 1m Góc mở phan chóp

Trang 39

phụ thuộc năng suất thiết bi, có thé từ 10-60” Dé thu hồi các giọt lỏng, trong phanhình trụ người ta đặt lớp quả cầu cao 150mm.

Trong thiết bị vòi phun, lượng tiêu hao nước cho Im” khí là 4-61 Trở lực của vòiphun 900-1.400N/m7, bơm phun 800-14.00N/m” năng suất từ 3.000-40.000 m°/h

-——5§oa Oc oa FaNước ff pes oth NHÍ FERS Sach—

4—-*-=, 24 _ ~~ - ›

-ra > “2 “ ] Khi bản 3 ` \

Ấ `

Nước LS ác «2

)0a.ZB >| j 2.82.9,

s— TL>4

Trang 40

Nguyên lý: Dòng khí được dẫn qua một ống thắt, tại đây tốc độ dòng khí tănglên cao (50 -150 m/s) đập vỡ nước thành các giọt cực nhỏ Độ xoáy rỗi cao củadòng khí và vận tốc tương đối giữa bụi và giọt lỏng lớn thúc day quá trình lang bụitrên các giọt lỏng Những hat chất lỏng nhỏ bé đó sẽ làm ướt bụi cuốn theo và

ngưng lại thành dạng bùn đi ra theo cửa dưới và dòng khí ra sẽ là khí sạch.

Cấu tạo và vận hành: Thiết bị tách bụi khỏi dòng khí thải kiểu Venturi được môtả trên hình 2.19 Khí được dẫn vào cửa | qua cô thắt 2, tại đây có đặt cửa cấp nước.Sau khi dẫn qua cửa 3 khí đi vào buông lọc sol 4 Tại đây có trang bị hệ thống táchsol là những tam lưới đặt xiên so với thành buông Sol nước lẫn bụi ướt tích tụ lại ởphần đáy và được thải ra ngoài theo cửa 6 Khí sau khi tách sol và bụi được thoát ra

ngoài theo cửa 5

Venturi Scrubber sn

fo — —~ LiquidS& inlet

e Năng suất có thé đạt tới 500.000m”/hTrong các loại thiết bị rửa khí ướt, thiết bị kiểu Venturi đạt hiệu quả thu bụi caonhất và được sử dụng rộng rãi trong kỹ nghệ