Xử lý ô nhiễm không khí

Xử lý ô nhiễm không khí

Đồ án xử lý nhiễm khơng khí GVHD: Th.S Nguyễn Tấn Dũng Mục lục CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN3 Ơ nhiễm khơng khí bụi 1.1 Định nghĩa bụi 1.2 Phân loại bụi 1.3 Tính chất hóa lí bụi .4 1.3.1 Tính tán xạ 1.3.2 Tính bám dính .4 1.3.3 Tính mài mòn 1.3.4 Tính thấm 1.3.5 Tính hút ẩm tính hịa tan 1.3.6 Tính mang điện 1.3.7 Tính cháy nổ 1.4 Ảnh hưởng ô nhiễm bụi 1.4.1 Ảnh hưởng đến người 1.4.2 Ảnh hưởng đến thực vật Các phương pháp xử lí bụi 2.1 Phương pháp xử lí bụi khơ 2.1.1 Buồng lắng bụi 2.1.2 Cyclon 2.1.3 Hệ thống lọc túi vải .9 2.1.4 Thiết bị lắng quán tính 10 2.2 Phương pháp lọc bụi ướt 11 2.3 Phương pháp lọc bụi tĩnh điện 12 Tổng quan bụi xi măng 14 3.1 Công nghệ sản xuất xi măng .14 3.1.1 Xi măng lò đứng 15 3.1.2 Xi măng lò quay 15 3.2 Các nguồn phát sinh bụi xi măng 19 3.3.Đề xuất quy trình cơng nghệ xử lí bụi 20 SVTH: Dương Cơng Tồn - Hồng Thị Khun Trang Đồ án xử lý nhiễm khơng khí GVHD: Th.S Nguyễn Tấn Dũng 3.3.1 Cơ sở lựa chọn 20 3.3.2 Quy trình cơng nghệ 20 CHƯƠNG 2: QUY HOẠCH MẶT BẰNG 22 1.Tổng quát 22 Quy hoạch mặt 22 2.1 Nguồn nguyên liệu 22 2.2 Vị trí đặt phân xưởng 22 2.3 Hệ thống giao thông 23 2.4 Mạng lưới điện quốc gia 23 CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG THIẾT BỊ 25 Thiết bị lắng quán tính .25 1.1 Nguyên lí làm việc .25 1.2 Vật liệu cản thiết bị .25 Tính tốn thiết bị 26 2.1 Hiệu suất thiết bị 26 2.2 Khối lượng bụi thu 28 2.3 Tính toán thiết bị .30 2.4 Tính quạt vào thiết bị 32 2.6 Tính quạt thiết bị 37 Tính khí thiết bị 40 CHƯƠNG 4: ỨNG DỤNG VÀ VẬN HÀNH 43 Ứng dụng 43 1.1 Tính kinhtế 43 1.2 Một số điểm cần ý vận hành thiết bị 44 Vận hành 45 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .47 Kết luận 47 Kiến nghị .47 Tài liệu tham khảo 48 SVTH: Dương Cơng Tồn - Hồng Thị Khun Trang Đồ án xử lý nhiễm khơng khí GVHD: Th.S Nguyễn Tấn Dũng CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN Ô nhiễm khơng khí bụi 1.1 Định nghĩa bụi Bụi tập hợp nhiều hạt có kích thước bé, tồn lâu khơng khí dạnh bụi bay, bụi lắng hệ khí dung nhiều pha gồm hơi, khói, sương mù Bụi bay có kích thước từ 0,002-10 bao gồm tro, muội, khói hạt rắn nghiền nhỏ, chuyển động theo kiểu Brownian rơi xuống đất với vận tốc không đổi theo định luật stoke Về mặt sinh học, bụi thường gây tổn thương nặng cho quan hô hấp, phổi nhiễm bụi thạch anh (siliccose) hít phải khơng khí có chứa bụi bioxit silic lâu ngày Bụi lắng có kích thước lớn 10 , thường rơi nhanh xuống đất theo định luật Newton với tốc độ tăng dần Về mặt sinh học, bụi thường gây tổn hại cho da, mắt, gây nhiễm trung, gây dị ứng 1.2 Phân loại bụi theo nguồn gốc + Bụi tự nhiên (bụi động đất, núi lửa…) + Bụi thực vật (bụi gỗ, bông, bụi phấn hoa…) + Bụi động vật, người (trên lơng, tóc…) + Bụi nhân tạo (nhựa hóa học, cao su…) + Bụi kim loại (sắt, đồng, chì…) + Bụi hỗn hợp (do mài, đúc…) Phân loại bụi theo tác hại Theo tác hại bụi phân ra: + Bụi nhiễm độc chung (chì, thủy ngân, benzen) + Bụi gây dị ứng viêm mũi, hen, nỗi ban…(bụi bơng, gai, phân hóa học, số tinh dầu gỗ…) + Bụi gây ung thư (bụi quặng, crom, chất phóng xạ…) + Bụi xơ hóa phổi (thạch anh, quặng amiang…) SVTH: Dương Cơng Tồn - Hồng Thị Khun Trang Đồ án xử lý nhiễm khơng khí GVHD: Th.S Nguyễn Tấn Dũng 1.3 Tính chất hóa lí bụi 1.3.1 Tính tán xạ Kích thước hạt: thơng số bụi, chọn thiết bị lọc chủ yếu dựa vào thành phần tán xạ bụi Thành phần tán xạ: hàm lượng tính số lượng hay khối lượng hạt thuộc nhóm kích thước khác Nhóm kích thước (nhóm cỡ hạt hay nhóm hạt): phần tương đối hạt có kích thước nằm khoảng trị số xác định coi giới hạn giới hạn Kích thước hạt đặc trưng vận tốc treo (vt, m/s) vận tốc rơi tự hạt khơng khí 1.3.2 Tính bám dính Tính bám dính hạt xác định xu hướng kết dính chúng Độ kết dính hạt tăng làm cho thiết bị lọc bị nghẽn sản phẩm lọc Kích thước hạt nhỏ chúng dễ bám dính vào bề mặt thiết bị Bụi có 60 - 70% hạt có đường kính nhỏ 10 coi bụi kết dính Bảng 1.1 Phân loại theo độ bám dính Đặc trưng kết dính Tên gọi bụi Bụi xỉ khô, bụi thạch anh ( cát khô), Không kết dính bụi sét khơ Tro bay chứa nhiều sản phẩm chưa Kết dính yếu cháy, bụi than cốc, bụi magezit (MgCO3) khơ, tro phiến thạch, bụi apatit khơ, bụi lị cao, bụi đỉnh lò Tro bay chết hết, tro than bùn, bụi Kết dính vừa than bùn, bụi magezit ẩm, bụi kim loại, bụi pirit, oxit chì, kẽm thiếc, bụi xi măng khơ, mồ hóng, SVTH: Dương Cơng Tồn - Hồng Thị Khun Trang Đồ án xử lý nhiễm khơng khí Kết dính mạnh GVHD: Th.S Nguyễn Tấn Dũng sữa khô, bụi tinh bột, mạt cưa Bụi xi măng từ khơng khí ẩm, bụi thạch cao thạch cao mịn, phân bón, supperphotphat kép, bụi clinke, natri chứa muối, bụi sợi, tất loại bụi có kích thước nhỏ 10 1.3.3 Tính mài mịn Tính mài mịn bụi đặc trưng cho cường độ mài mòn kim loại vận tốc khí nồng độ bụi Nó phụ thuộc vào độ cứng, hình dạng, kích thước mật độ hạt Tính mài mịn bụi tính đến chọn vận tốc khí, chiều dày thiết bị đường ống dẫn khí chọn vật liệu ốp thiết bị 1.3.4 Tính thấm Tính thấm nước có ảnh hưởng định đến hiệu thiết bị lọc bụi kiêu ướt, đặc biệt thiết bị làm việc có tuần hồn Khi hạt khó thấm tiếp xúc với bề mặt chất lỏng, chúng bị bề mặt chất lỏng bao bọc Ngược lại hạt dễ thấm chúng khơng bị nhúng chìm hay bao phủ hạt lỏng, mà bề mặt nước Sau bề mặt chất lỏng bao bọc phần lớn hạt, hạt lại tiếp tục tới gần chất lỏng, kết va đập đàn hồi với hạt nhúng chìm trước đó, chúng bị đẩy trở lại dịng khí, hiệu lọc thấp Các hạt phẵng dễ thấm so với hạt có bề mặt khơng Sở dĩ hạt có bề mặt khơng hầu hết bao bọc vỏ khí hấp thụ cản trở thấm 1.3.5 Tính hút ẩm tính hịa tan Các tính chất bụi xác định trước hết thành phần hóa học chúng kích thước, hình dạng độ nhám bề mặt Nhờ tính hút ẩm tính hịa tan mà bụi lọc thiết bị lọc kiểu ướt SVTH: Dương Cơng Tồn - Hồng Thị Khuyên Trang Đồ án xử lý ô nhiễm không khí GVHD: Th.S Nguyễn Tấn Dũng 1.3.6 Tính mang điện Tính mang điện bụi ảnh hưởng đến trạng thái bụi đường ống hiệu suất bụi (đối với thiết bị lọc điện, thiết bị lọc kiểu ướt…) Ngồi tính mang điện cịn ảnh hưởng đến an tồn cháy nổ tính dính bám bụi 1.3.7 Tính cháy nổ Bụi cháy bề mặt tiếp xúc với oxy khơng khí, có khả tự bốc cháy tạo thành hỗn hợp nổ với khơng khí Cường độ nổ bụi phụ thuộc vào tính chất hóa học, tính chất nhiệt bụi, kích thước hình dạng hạt, nồng độ chúng khơng khí, độ ẩm thành phần khí, kích thước nhiệt độ nguồn cháy 1.4 Ảnh hưởng ô nhiễm bụi 1.4.1 Ảnh hưởng đến người Bụi vào phổi gây kích thích học phát sinh phản ứng hóa phổi gây nên bệnh hơ hấp.Những hạt bụi có kích thước nhỏ 10 giữ lại phổi Tuy nhiên hạt bụi có đường kích nhỏ chuyển khí hệ thống hơ hấp Khi có tác động củacuar hạt bụi tới mô phổi,đa số xảy hư hại sau đây: Viêm phổi: làm tắc nghẽn phế quản,từ làm giảm khả phân phối khí Khí thủng phổi: phá hoại túi phổi từ làm giảm khả trao đổi khí oxy CO2 Ung thư phổi: phá hoại mô phổi, làm tắc nghẽn trao đổi máu tế bào,làm ảnh hưởng khả máu hệ thống tuần hoàn Từ kéo theo số vấn đề đáng lưu ý tim, đặc biệt lớp khí nhiễm có nồng độ cao Các bệnh khác bệnh gây SVTH: Dương Cơng Tồn - Hồng Thị Khun Trang Đồ án xử lý nhiễm khơng khí GVHD: Th.S Nguyễn Tấn Dũng Bệnh đường hô hấp: tùy theo nguồn gốc loại bùi mà gây bệnh viêm mũi, họng, khí, phế quản khác Bụi hữu bơng sợi, gai, làm dính vào niêm mạc gây viêm phù thủng, tiết nhiều niêm dịch Bụi vô rắn, cạnh sắc nhọn, ban đầu thường gây viêm mũi, tiết nhiều niêm dịch làm hít thở khó khăn, lâu ngày teo mũi, giảm chức giữ, lọc bụi, làm bệnh phổi nhiễm bụi dễ phát sinh Bệnh gây da: bụi tác động đến tuyến nhờn làm cho khô da, phát sinh bệnh da Bệnh gây tổn thương mắt: khơng có kính phịng hộ, bụi bắn vào mắt gây kích thích màng tiếp hợp, viêm mi mắt, sinh mộng mắt, nhài mắt… ngồi bụi cịn làm giảm thị lực, bỏng giác mạc, chí gây mù mắt Bệnh tiêu hóa: bụi đường, bột làm sâu răng, làm hỏng men Bụi kim loại làm tổn thương niêm mạc dày, gây rới loạn tiêu hóa 1.4.2 Ảnh hưởng đến thực vật Nhìn chung, bụi khơng có nguy hại đến thực vật trừ chúng có tính ăn mịn cao chúng lắng đọng nhiều Bụi bám nhiều vỏ hoa quả, củ nguyên nhân làm giảm chất lượng loại sản phẩm này, đồng thời làm tăng chi phí để làm chúng Bụi lắng ảnh hưởng đến khả quang hợp Bụi xi măng lắng đọng làm lấp đầy lỗ khí khổng,bao xung quanh hạt diệp lục thu ánh sang cần cho trình quang hợp Bụi làm tăng khả nhiễm bệnh cối thông qua việc làm giăm sức sống cây, làm cản trở khả thụ phấn Các phương pháp xử lí bụi 2.1 Phương pháp xử lí bụi khơ Phương pháp lọc bụi khơ thường dung để thu hồi loại bụi tận dụng lại tái chế 2.1.1 Buồng lắng bụi Cấu tạo buồng lắng đơn giản – khơng gian hình hộp có tiết diện ngang lớn nhiều lần so với tiết diên đường ống dẫn khí Nguyên lí chung phương pháp dựa vào thay đổi tốc độ đột ngột dịng khí làm cho SVTH: Dương Cơng Tồn - Hồng Thị Khuyên Trang Đồ án xử lý ô nhiễm khơng khí GVHD: Th.S Nguyễn Tấn Dũng động dịng khí giảm, làm cho lượng hạt bụi giảm chúng có khối lượng lớn nên tác dụng trọng lực trái đất chìm xuống đáy phòng lắng Buồng lắng bụi ứng dụng để lắng bụi thơ có kích thước hạt từ 60-70 trở lên Tuy vậy, hạt có kích thước nhỏ bị giữ lại buồng lắng Một vài ứng dụng thiết bị dùng lị vơi, lị đốt nhà máy chế biến thức ăn gia súc Hình 1.1 a, buồng lắng bụi kiểu đơn giản b, buồng lắng bụi có vách ngăn c, buồng lắng bụi nhiều tầng 2.1.2 Cyclon SVTH: Dương Cơng Tồn - Hồng Thị Khun Trang Đồ án xử lý nhiễm khơng khí GVHD: Th.S Nguyễn Tấn Dũng Thiết bị bao gồm hình trụ với đường ống dẫn khí có lẫn bụi vào thiết bị theo đường tiếp tuyến với hình trụ đường ống trục thiết bị dùng để khí sach Vận tốc dịng khí vào thường nằm khoảng 17-25 m/s tạo dịng khí xoáy với lực li tâm lớn làm cho hạt giảm động năng, giảm quán tính va đập vào thành thiết bị lắng xuống phía Phía lạ đáy hình nón phễu thích hợp để thu bụi lấy bụi Dịng khí có chứa bụi trợ giúp quạt, làm cho chúng chuyển động xốy vỏ hình trụ chuyển động dần xuống tới phần hình nón Dịng khí chuyển động vượt q tới phần hình nón, tạo lực li tâm làm cho hạt bụi văng khỏi dịng khí, va chạm vào vách cyclone cuối rơi xuống phễu Cyclon sử dùng dạng đơn cyclon dạng chùm tức bao gồm nhiều cyclone mắc song song với nhằm làm tăng hiệu lọc tập hợp thiết bị vk Một vài ứng dụng quan trọng loại thiết bị nhà máy xi măng, công nghiệp sắt thép, nghiền lúa gạo, thực phẩm, nhà máy nhựa đường, lọc dầu 5a 5b Hình 1.2 Cyclone 2.1.3 Hệ thống lọc túi vải Hệ thống bao gồm túi vải túi sợi đan lại, dịng khí lẫn bụi hút vào ống nhờ lực hút quạt li tâm Những túi SVTH: Dương Cơng Tồn - Hồng Thị Khun Trang Đồ án xử lý nhiễm khơng khí GVHD: Th.S Nguyễn Tấn Dũng đan lại chế tạo cho kín đầu.Hỗn hợp khí bụi vào túi, kết bụi đươc giữ lại túi Bụi bám nhiều vào sợi vải trở lực túi lọc tăng Túi lọc phải làm theo định kỳ, tránh tải cho quạt hút, làm cho dịng khí có lẫn bụi khơng thể vào túi lọc Để làm sạnh túi dùng biện pháp rũ túi để làm bụi khỏi túi dùng sóng âm truyền khơng khí rũ túi phương pháp đổi ngược chiều dịng khí, dùng áp lực ép từ từ Một vài để chọn túi lọc nhiệt độ nung chảy, tính kháng axit kháng kiềm, tính chống mài mịn, chống co suất lọc loại vải Một vài loại sợi thường dùng bao gồm sợi bông, sợi len, nylon, sợi amiang, sợi silicon, sợi thủy tinh Thiết bị lọc bụi túi vải thường đặt phía sau thiết bị lọc bụi học để giữ lại hạt bụi nhỏ mà trình lọc học khơng giữ lại Khi hạt bụi thơ hồn tồn tách lượng bụi túi giảm Một vài ứng dụng túi lọc nhà máy xi măng, lò đốt, lò luyện thép máy nghiền ngũ cốc 4 Hình 1.3 Thiết bị lọc bụi tay áo SVTH: Dương Cơng Tồn - Hồng Thị Khun Trang 10 ... Đồ án xử lý ô nhiễm không khí GVHD: Th.S Nguyễn Tấn Dũng 2.2 Phương pháp lọc bụi ướt Nguyên tắc phương pháp lọc bụi ướt người ta cho dịng khơng khí có chứa bụi tiếp xúc trực tiếp với dung môi (thường... Thị Khuyên Trang 14 Đồ án xử lý ô nhiễm không khí GVHD: Th.S Nguyễn Tấn Dũng Tổng quan bụi xi măng 3.1 Công nghệ sản xuất xi măng Nguyên liệu sản xuất clinker xi măng đá vôi, đất sét, cát, quặng... Thị Khuyên Trang 13 Đồ án xử lý ô nhiễm không khí GVHD: Th.S Nguyễn Tấn Dũng cấp thải - Ít chiếm diện tích - Chi phí bảo trì cao - Có khả giữ nước rị rỉ ăn mịn thiết bị khí bụi - Có thể lọc bụi