Xử lý bụi và khí thải công ty hoàng đức linh

Mở đầu: Ngày nay ô nhiễm không khí đang là một vấn đề đáng quan tâm của Việt Nam cũng như toàn thế giới.. Khi tốc độ đô thị hóa ngày càng nhanh, số lượng các khu công nghiệp, khu chế xuất ngày càng tăng, ngày càng nhiều bệnh tật ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe con người liên quan đến vấn đề ô nhiễm không khí. Các bệnh về da, mắt, đặc biệt là đường hô hấp. Vì vậy việc xử lý bụi và khí thải trong quá trình sản xuất là điều tất yếu phải có trong các khu công nghiệp, nhà máy để bảo vệ môi trường không khí. Từ các sản phầm tự nhiên như tre, lứa, gỗ, cói . Người ta có thể tạo ra các sản phẩm rất đẹp mắt và rất hữu ích, tiện lợi dùng để trang trí trong gia đình, trường học, bệnh viện tuy nhiên trong quá trình tạo ra các sản phẩm đó, đặc biệt là sử dụng các vật liệu từ gỗ. Từ đó nhiều nhà máy chế biến gỗ, các xưởng mộc mọc lên. Như chúng ta đã biết trong quá trình chế biến gỗ thì việc xẻ gỗ, cưa gỗ, trà nhám, đánh bóng tạo ra rất nhiều loại bụi với các kích thước khác nhau gây ảnh hưởng rất nghiêm trọng đến sức khỏe công nhân làm việc và khu vực dân cư xung quanh. Do đó việc thiết kế một hệ thống xử lý bụi trong nhà máy chế biến gỗ trước khi thải ra môi trường không khí là hết sức cần thiết để đảm bảo sự phát triển bền vững. Với hiện trạng trên, đề tài nghiên cứu, tính toán, thiết kế hệ thống xử lý bụi cho Nhà máy chế biến gỗ Hoàng Đức Linh, tỉnh Quảng Trị là hết sức cần thiết, nhằm tuân thủ theo những quy định của Nhà nước và góp phần không nhỏ vào công tác bảo vệ sức khỏe của con người và môi trường thiên nhiên trong giai đoạn hiện nay.

Đồ án

Xử lý bụi và khí thải Công

ty Hoàng Đức Linh

Đồ án môn học: Xử lý bụi và khí thải Công ty Hoàng Đức Linh

Mở đầu:

Ngày nay ô nhiễm không khí đang là một vấn đề đáng quan tâm của Việt Namcũng như toàn thế giới Khi tốc độ đô thị hóa ngày càng nhanh, số lượng các khu côngnghiệp, khu chế xuất ngày càng tăng, ngày càng nhiều bệnh tật ảnh hưởng nghiêmtrọng đến sức khỏe con người liên quan đến vấn đề ô nhiễm không khí Các bệnh về

da, mắt, đặc biệt là đường hô hấp Vì vậy việc xử lý bụi và khí thải trong quá trình sảnxuất là điều tất yếu phải có trong các khu công nghiệp, nhà máy để bảo vệ môi trườngkhông khí

Từ các sản phầm tự nhiên như tre, lứa, gỗ, cói Người ta có thể tạo ra các sản phẩmrất đẹp mắt và rất hữu ích, tiện lợi dùng để trang trí trong gia đình, trường học, bệnhviện tuy nhiên trong quá trình tạo ra các sản phẩm đó, đặc biệt là sử dụng các vật liệu

từ gỗ Từ đó nhiều nhà máy chế biến gỗ, các xưởng mộc mọc lên Như chúng ta đãbiết trong quá trình chế biến gỗ thì việc xẻ gỗ, cưa gỗ, trà nhám, đánh bóng tạo ra rấtnhiều loại bụi với các kích thước khác nhau gây ảnh hưởng rất nghiêm trọng đến sứckhỏe công nhân làm việc và khu vực dân cư xung quanh Do đó việc thiết kế một hệthống xử lý bụi trong nhà máy chế biến gỗ trước khi thải ra môi trường không khí làhết sức cần thiết để đảm bảo sự phát triển bền vững

Với hiện trạng trên, đề tài nghiên cứu, tính toán, thiết kế hệ thống xử lý bụi choNhà máy chế biến gỗ Hoàng Đức Linh, tỉnh Quảng Trị là hết sức cần thiết, nhằm tuânthủ theo những quy định của Nhà nước và góp phần không nhỏ vào công tác bảo vệsức khỏe của con người và môi trường thiên nhiên trong giai đoạn hiện nay

Thiết kế hệ thống xử lý bụi gỗ đạt Quy chuẩn Việt nam 19-2009 cho nhà máy chếbiến gỗ Hoàng Đức Linh để giải quyết vấn đề ô nhiễm của nhà máy

Phương pháp khảo sát thực địa: khảo sát thực tế tại nhà máy chế biến gỗHoàng Đức Linh, tỉnh Quảng Trị để tìm hiểu dây chuyền chế biến gỗ nhằm xácđịnh các công đoạn sinh ra bụi

Phương pháp thu thập và tổng hợp tài liệu: tiến hành thu thập thông tin, các

số liệu có liên quan từ nhà máy, các đề tài đã được nghiên cứu, trên mạng internet,

…

Phương pháp tính toán: tính toán thi ết kế chỉ tiết từng công trình đơn vị xử lýbụi

 Nội dung đề tài

Tìm hiểu dây chuyền sản xuất, chế biến gỗ tại nhà máy chế biến gỗ HoàngĐức Linh, tỉnh Quảng Trị để xác định:

- Xác định nguồn ô nhiễm trong Nhà máy chế biến gỗ

- Các phương pháp xử lý bụi và khí thải

- Lựa chọn thiết bị và tính toán thiết kế hệ thống xử lý bụi cho nhà máy

- Tính toán kinh tế cho hệ thống xử lý

Chương 1: Giới thiệu sơ lược về công ty Hoàng Đức Linh 1.1 Vị trí địa lý:

Ranh giới khu dự án như sau:

- Phía Đông Bắc giáp Công ty TNHH Hoàng Thi

- Phía Tây Bắc giáp đường Lý Thường Kiệt nối dài

- Phía Đông Nam giáp đường khu vực rộng 13.5m

- Các phía khác giáp đất của CCN

1.1.2 Đặc điểm khu đất

- Địa hình khu Dự án bằng phẳng, thoát nước tốt, không bị ngập úng

- Công trình được xây dựng trên nền địa chất khá vững chắc Nền đá gốc phân bốtương đối nông, cường độ chịu tải của đá khá lớn, đảm bảo cho sự ổn định của công trình

Ép địnhhình

Kho

thành

Đóngkiện

Chànhám

Cắt địnhhình

Ép nóng

Hình 1.1 Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất ván ghép thanh

1.2.2 Quy trình công nghệ sản xuất đồ gỗ dân dụng và đồ gỗ mỹ nghệ:

Thành

phẩm

Hình 1.2 Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất đồ gỗ mỹ nghệ, đồ mộc dân dụng

1.2.3 Thuyết minh công nghệ:

- Gỗ tròn và gỗ súc được xẻ trên cưa CD hoặc cưa vòng tròn

- Hấp áp lực : Gỗ các loại sau khi tạo phôi được cưa vào hấp tẩm áp lực và sấychân không đối với các loại gỗ quý

- Sấy : Sử dụng phương pháp sấy nhiệt bằng 6 lò sấy công suất 30 m3/lò, nhiênliệu sử dụng là củi và các phế thải khác từ gỗ

- Mộc máy: Sau khi gỗ được hấp tẩm và sấy khô, chuyển sang khâu mộc máy Khâu này gồm các công đoạn: tạo phôi chi tiết, định hình chi tiết sản phẩm, bào, phay,tubi, khoan, đục, cắt định hình, chà nhám sản phẩm

- Mộc tay: Khâu mộc tay sử dụng đội ngũ công nhân có tay nghề cao để lắp ráphoàn chỉnh sản phẩm

- Sau khi các sản phẩm hoàn thành được xử lý, đóng gói và chuyển vào kho thành phẩm chờ tiêu thụ

1.3 Tải lượng của các nguồn phát sinh:

- Bụi phát sinh từ các công đoạn xử lý và chế biến gỗ (cưa, xẻ, gia công, bào, chànhám, đánh bóng , sơn và xử lý thành phẩm)

- Mỗi công đoạn trong sản xuất sẽ phát sinh bụi tương ứng với tải lượng phụthuộc vào tính chất, chất lượng của các loại gỗ hay yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm …

Do đó, rất khó tính toán xác định được tải lượng bụi thải cụ thể cho từng công đoạnsản xuất của Nhà máy

+ Theo tính toán của tổ chức Y tế Thế giới (WHO) hệ số ô nhiễm bụi phát sinhtrong các công đoạn chế biến gỗ như sau:

Bảng 1.1: Bụi phát sinh trong hoạt động chế biến gỗ

gỗ tươi thông thường và gỗ quy ước tính trung bình 780 kg/m3, lượng bụi phát thảitrong cưa bốc dỡ và cưa xẻ gỗ là:

8616 m3/năm x 780 kg/m3 x 0.187 kg bụi/tấn = 1.257 tấn bụi/năm

Khối lượng bụi phát sinh nói trên khá lớn, nếu trong các phân xưởng sản xuấtkhông có hệ thống thu gom, xử lý bụi và áp dụng các biện pháp bảo hộ cho công nhânthì bụi trong không khí sẽ tác động lên các cơ quan hô hấp làm ảnh hưởng lớn đến sứckhoẻ CBNVV

- Khí thải từ lò sấy dùng nhiên liệu gỗ củi:

+ Tải lượng các chất ô nhiễm có trong khí thải từ hoạt động của các lò sấy đượctính toán dựa vào một số kết quả nghiên cứu của tác giải trong nước và trên thế giới

Theo tài liệu: Perkins (1974), hệ số phát thải các tác nhân ô nhiễm từ đốt gỗ, củi được

nêu ở bảng sau:

Bảng 1.2: Hệ số phát thải các chất ô nhiễm từ khí thải đốt củi, gỗ:

(Theo Báo cáo đánh giá tác động môi trường của Nhà máy (2003))

+ Lượng nhiên liệu cần cung cấp cho lò sấy là 1036,8 tấn, bao gồm: củi, gỗ loại thải, mùn cưa (tương đương 70% lượng nhiên liệu theo lý thuyết)

Bảng 1.3: Tải lượng phát thải các chất ô nhiễm từ hoạt động của lò đốt

STT Chất gây ô nhiễm Tải lượng thải (kg/năm)

(Theo Báo cáo đánh giá tác động môi trường của Nhà máy (2003))

Nhận xét : Qua bảng tính toán lượng chất ô nhiễm thải vào môi trường trong mộtnăm hoạt động của Xưởng cho thấy lượng CO, NO2 và bụi là lớn Do đó, khí thải từquá trình đốt lò cần được xử lý đảm bảo tiêu chuẩn môi trường Việt Nam quy địnhtrước khi thải ra môi trường

1.4 Bụi gỗ

1.4.1 Sơ đồ qui trình công nghệ:

Nguyên liệugỗ

Cưa, tẩm, sấy

Định hình:

Cưa, bào

Tạo dáng:Cưa,bào, tuapi

Mộng: Tuapi,cưa

Chà nhám

Sơn phủ bềmặt

Lắp ghép - Thànhphẩm

Hình 2.1: Sơ đồ dây chuyền công nghệ chế biến

đồ mộc gia dụng.

 Mô tả quy trình công nghệ.

Các công đoạn chính trong công nghệ chế biến gỗ, có thể chia thành những phầnchính như sau:

- Công đoạn cưa, tẩm và sấy

- Công đoạn định hình

- Công đoạn tạo dáng

- Công đoạn làm mộng

- Công đoạn chà nhám chi tiết hoặc sản phẩm

- Công đoạn sơn phủ bề mặt các chi tiết

Các công đoạn được mô tả lần lượt như sau:

+ Cưa tẩm và sấy:

Nguyên liệu là các loại gỗ vụn, gỗ khúc hoặc gỗ dạng thân cây (cao su, tràm, bạchđàn…) Được cưa ra với những kích thước thích hợp sau đó đem ngâm hay tẩm hóachất Đối với các loại gỗ khúc, gỗ vụn, trước khi đem đến công đoạn cắt, định dạngsản phẩm phải được dán keo, sau khi ghép các khúc gỗ lại, chúng sẽ được sấy bằng hơinhiệt 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

Gỗ sau khi được tạo dáng chính xác ở khâu tạo dáng, sau đó được đưa vào khâumộng để làm các mộng lắp ghép Các mộng bao gồm: mộng âm, mộng dương, mộngđơn, 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 bằngtay

Công đoạn này phát sinh bụi do các máy chà nhám

+ Sơn phủ bề mặt :

Sau khi chà nhám tinh, sản phẩm được sơn phủ bề mặt bằng cách nhúng vào vecnihoặc sơn bằng máy Mục đích của sơn phủ bề mặt là để chống mối mọt và làm cho sảnphẩm thêm bóng đẹp

Công đoạn này phát sinh bụi sơn

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

- Cưa xẻ gỗ để tạo phôi cho các chi tiết mộc

- Rọc, xẻ gỗ

- Khoan, phay, bào

- Chà nhám, bào nhẵn bề mặt các chi tiết

Tuy nhiên, có sự khác biệt đáng kể về kích thước cỡ hạt bụi và tải lượng bụi sinh ra

ở những công đoạn khác nhau Tại các công đoạn gia công thô như cưa cắt, bào, tiện,phay… phần lớn chất thải đều có kích thước lớn có khi tới hàng ngàn m Hệ số phát

thải bụi ở các công đoạn trong công nghệ sản xuất gỗ được thể hiện trong bảng 2.5sau:

Bảng 2.1 : Hệ số ô nhiễm bụi trong công nghệ sản xuất gỗ gia dụng.

Thành phần và tính chất của bụi ở đây chủ yếu là bụi cơ học Đó là một hỗn hợpcác hạt cellulose với kích thước thay đổi trong một phạm vi rất rộng Các lọai bụi này,nhất thiết phải có thiết bị thu hồi và xử lý triệt để, nếu không sẽ gây ra một số tác độngnhất định đến môi trường và sức khỏe con người

Bảng 2.2: Tải lượng ô nhiễm bụi và chất thải rắn

Kích thước

bụi

Nguyên liệu sử dụng trong năm (tấn)

Tải lượng ô nhiễm trong năm (kg/năm)

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ BỤI

2.1 Ô nhiễm không khí do bụi:

có chứa bụi bioxit silic lâu ngày

Bụi lắng có khích thước lớn hơn 10µm, thường rơi nhanh xuống đất theo định luậtNewton với tốc độ tăng dần Về mặt sinh học, bụi này thường gây tổn hại cho da, mắt,gây nhiễm trùng, gây dị ứng…

2.1.2 Phân loại bụi

- Theo nguồn gốc:

+ Bụi hữu cơ như bụi tự nhiên ( bụi do động đất, núi lửa…)

+ Bụi thực vật (bụi gỗ, bông, bụi phấn hoa…)

+ Bụi động vật (len, lông, tóc…)

+ Bụi nhân tạo (nhựa hóa học, cao su, cement…)

+ Bụi kim loại (sắt, đồng, chì…)

+ Bụi hỗn hợp (do mài, đúc…)

- Theo kích thước hạt bụi:

+ Khi D > 10µm : gọi là bụi;

+ Khi D = (0,01 ÷ 0,1) µm : gọi là sương mù;

+ Khi D < 0,1 µm : gọi đó là khói

Với loại bụi có kích thước nhỏ hơn 0,1 µm (khói) khi hít thở phải không được giữtrong 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 µmthường đọng lại ở mũi

- Theo tác hại:

Theo tác hại của bụi có thể phân ra:

+ Bụi nhiễm độc chung (chì, thủy ngân, benzen);

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

+ Bụi gây ung thư (bụi quặng, crom, các chất phóng xạ…)

+ Bụi xơ hóa phổi (thạch anh, quặng amiang…

2.1.3 Tính chất hoá lý của bụi

Độ tin cậy và hiệu quả làm việc của hệ thống lọc bụi phụ thuộc đáng kể vào cáctính 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 bụi ảnh hưởng đếnquá trình hoạt động của hệ thống lọc và là cơ sở để chọn thiết bị lọc

2.1.3.1 Mật độ

Mật độ đổ đống (khác với mật độ thực) có tính đến các khe chứa không khí giữa

các hạt Mật độ đổ đống dùng để xác định thể tích bụi chiếm chỗ trong bunke chứabụi Khi tăng các hạt cùng kích thước mật độ đổ đông giảm do thể tích tương đối củacác lớp không khí tăng Khi nén chặt, mật độ đổ đống tăng 1,2 ÷ 1,5 lần (so với khímới đổ đống)

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 hạtban 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 bằngkhối lượng thực nên chúng ít bị tác dụng lôi kéo của không khí sạch thoát ra từ thiết bịlọc Trái lại các hạt có mật độ không thực thấp dễ lọc trong các thiết bị lọc như ốngvải, bằng vật liệu xốp vì chúng dễ bị nước hoặc vải lọc giữ lại

Mật độ không thực thường có trị số nhỏ hơn so với mật độ thực thường thấy ở bụi

có xu hướng đông tụ hay thiêu kết, ví dụ: mồ hóng, oxit của các kim loại màu…

2.1.3.2 Tính tán xạ :

Kích thước hạt là thông số cơ bản của bụi, vì chọn thiết bị lọc chủ yếu dựa vàothành 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 phảihình cầu, hoặc chất keo tụ

Thành phần tán xạ là hàm lượng tính bằng số lượng hay khối lượng các hạt thuộcnhóm 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

2.1.3.4 Tính mài mòn:

Tính mài mòn của bụi đặc trưng cho cường độ mài mòn kim loại ở vận tốc nhưnhau cả khí và nồng độ như nhau của bụi Nó phụ thuộc vào độ cứng, hình dạng, kíchthước và mật độ của hạt Tính mài mòn của bụi được tính đến khi chọn vận tốc củakhí, chiều dày của thiết bị và đường ống dẫn khí cũng như chọn vật liệu ốp của thiếtbị

2.1.3.5 Tính thấm:

Tính thấm nước có ảnh hưởng nhất định đến hiệu quả của thiết bị lọc kiểu ướt, đặcbiệt khi thiết bị làm việc có tuần hoàn Khi các hạt khó thấm tiếp xúc với bề mặt chấtlỏng, chúng bị bề mặt chất lỏng bao bọc Ngược lại đối với các hạt dễ thấm chúngkhông bị nhúng chìm hay bao phủ bởi các hạt lỏng, mà nổi trên bề mặt nước Sau khi

bề mặt chất lỏng bao bọc phần lớn các hạt, hiệu quả lọc giảm vì các hạt khi tiếp tục tớigần 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 bởi vỏ khí được hấp thụ cản trở

sự thấm

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

- Vật liệu lọc nước: dễ thấm nước (canxi, thạch cao, phần lớn silicat và khoáng

vật 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).

2.1.3.6 Tính hút ẩm và tính hòa tan:

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

2.1.3.7 Suất điện trở của lớp bụi:

Suất điện trở của lớp bụi phụ thuộc vào tính chất của từng hạt riêng biệt (vào tínhdẫn điện bề mặt và bên trong, vào hình dạng và kích thước của hạt) cũng như cấu trúccủa lớp và các thông số của dòng khí Nó ảnh hưởng đến hoạt động của thiết bị lọcbằng điện

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

2.1.3.8 Tính mang điện:

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

2.1.3.9 Tính cháy nổ:

Bụi cháy được do bề mặt tiếp xúc với oxi trong không khí phát triển mạnh (1 m2/g)

có khả năng tự bốc cháy và tạo thành hỗn hợp nổ với không khí Cường độ nổ của bụiphụ thuộc vào tính chất hóa học và tính chất nhiệt của bụi, vào kích thước và hìnhdạng của các hạt, nồng độ của chúng trong không khí, vào độ ẩm và thành phần củakhí, kích thước và nhiệt độ của nguồn cháy và vào hàm lượng tương đối của bụi trơ

2.2 Các phương pháp xử lý bụi:

2.2.1 Xử lý bụi gỗ

 Thiết bị thu hồi bụi khô

Thiết bị thu hồi bụi khô hoạt động dựa trên các cơ chế lắng khác nhau: trọng lực(các buồng lắng bụi), quán tính (lắng bụi nhờ thay đổi hướng chuyển động của dòngkhí hoặc nhờ vào vách ngăn) và ly tâm (các xiclon đơn, nhóm và tổ hợp, các thiết bịthu hồi bụi xoáy và động)

Các thiết bị thu hồi bụi nêu trên chế tạo và vận hành đơn giản, được áp dụng phổbiến trong công nghiệp

Tuy nhiên hiệu quả thu bụi không phải lúc nào cũng đạt yêu cầu nên chúng thườngđóng vai trò xử lý sơ bộ Một số đặc trưng của thiết bị thu hồi bụi khô:

a) Buồng lắng bụi

Nguyên lý hoạt động của thiết bị này là lợi dụng trọng lực của các hạt bụi khi dòngkhí chứa bụi chuyển động ngang trong thiết bị Khi đó hạt bụi chịu tác dụng đồng thờicủa hại lực tác dụng Lực tác dụng theo phương ngang do chuyển động của dòng khí

và lực trọng trường Nếu lực tác động ngang nhỏ, hạt bụi có thể lắng đọng trên bề mặtcủa thiết bị lắng bụi Để đạt được điều đó, vận tốc chuyển động ngang của hạt bụi phảinhỏ đồng thời kích thước buồng lắng bụi phải lớn để thời gian lưu bụi càng lâu càngtốt

Buồng lắng bụi là kiểu thiết bị đơn giản nhất, trong thời gian khí đi qua thiết bị(vận tốc dòng khí nhỏ hơn (1 ÷ 2)m/s) các hạt bụi dưới tác dụng của lực trọng trườnglắng xuống phía dưới và rơi vào bình chứa hoặc đưa ra ngoài bằng vít tải hay băng tảiBuồng lắng bụi hoạt động có hiệu quả đối với các hạt có kích thước > 50 m, còncác hạt bụi có kích thước < 5m thì khả năng thu hồi bằng không

 Ưu điểm:

+ Chế tạo đơn giản

+ Chi phí vận hành và bảo trì thiết bị thấp

 Nhược điểm:

+ Buồng lắng bụi có kích thước lớn, chiếm nhiều diện tích

+ Hiệu suất không cao

Để tăng hiệu quả lọc bụi, giảm thể tích buồng xử lý người ta cải tiến đưa thêm vàocác vách ngăn vào thiết bị

Một số dạng buồng lắng bụi:

ac

a, Buồng đơn

25÷30 )m Trở lực của chúng trong khoảng (150÷390) N/m2.

Vận tốc của khí trong thiết bị khoảng 1 m/s, còn ở ống vào khoảng 10 m/s Hiệuquả xử lý của thiết bị này dạng này từ(65÷80)% đối với các hạt bụi có kích thước(

để thu hồi bụi cĩ kích thước trên 20m.

Yếu điểm của lá xách là sự mài mịn các tấm chắn khi nồng độ bụi cao và cĩ thểtạo thành trầm tích làm bít kín mặt sàng Nhiệt độ cho phép của khí thải phụ thuộc vào

vật liệu làm lá chắn, thường khơng quá 450÷6000C

Khí bụi

Khí sạch Khí bụi

Hình 2.4: Thiết bị lá xách

Đồ án môn học: Xử lý bụi và khí thải Công ty Hoàng Đức Linh

d) Xiclon:

Thiết bị xiclon được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp có hiệu quả cao khi kíchthước hạt bụi > 5m Thu hồi bụi trong xiclon diễn ra dưới tác dụng của lực ly tâm.Nguyên lý hoạt động: Dòng khí nhiễm bụi được đưa vào phần trên của xiclon.Thân xiclon thường là hình trụ có đáy là chóp cụt Ống khí bẩn vào thường có dạngkhối chữ nhật, được bố trí theo phương tiếp tuyến với thân xiclon Khí vào xiclon thựchiện chuyển động xoắn ốc, dịch chuyển xuống dưới và hình thành dòng xoáy ngoài.Lúc đó, các hạt bụi, dưới tác dụng của lực ly tâm văng vào thành xiclon Tiến gần đáychóp, dòng khí bắt đầu quay ngược trở lại và chuyển động lên trên hình thành dòngxoắn trong Các hạt bụi văng đến thành, dịch chuyển xuống dưới nhờ lực đẩy của dòngxoáy và trọng lực và từ đó ra khỏi xiclon, qua ống xả bụi Khí sạch sau xử lý được đưa

ra ở phía trên đỉnh thiết bị bởi ống trụ tâm

Trong công nghiệp, xiclon được chia làm hai nhóm: hiệu quả cao và năng suất cao.Nhóm thứ nhất đạt hiệu cao nhưng yêu cầu chi phí lớn, còn nhóm thứ hai có trở lựcnhỏ nhưng thu hồi các hạt mịn kém hơn

Trong thực tế, người ta ứng dụng rộng rãi xiclon trụ và xiclon chóp (không có thântrụ) Xiclon trụ thuộc nhóm năng suất cao, còn xiclon chóp thuộc nhóm hiệu quả cao.Đường kính xiclon trụ không lớn hơn 2000mm và xiclon chóp nhỏ hơn 3000mm

 Ưu điểm:

+ Không có phần chuyển động nên tăng độ bền của thiết bị

+ Có thể làm việc ở nhiệt độ cao (đến 5000C)

+ Thu hồi bụi ở dạng khô

+ Trở lực hầu như cố định và không lớn (250÷1500) N/m2

+ Làm việc ở áp suất cao

+ Năng suất cao; Rẻ

+ Có khả năng thu hồi vật liệu mài mòn mà không cần bảo vệ bề mặt xiclon

+ Hiệu suất không phụ thuộc sự thay đổi nồng độ bụi

+ Chế tạo đơn giản

 Nhược điểm:

+ Hiệu quả vận hành kém khi bụi có kích thước nhỏ hơn 5 m

+ Không thể thu hồi bụi kết dính

- Xiclon đơn

Xiclon đơn là thiết bị hoàn chỉnh hoạt động độc lập và có nhiều dạng khác nhaunhư dạng hình trụ, dạng hình côn Việc sử dụng loại nào là tùy thuộc vào đặc tính của

bụi và yêu cầu xử lý Dạng hình trụ có năng suất lớn, còn loại hình côn có hiệu suất lớn.

- Xiclon tổ hợp

Xiclon tổ hợp là một thiết bị lọc bụi gồm một số lượng lớn các đơn nguyên xiclonmắc song song trong một vỏ có chung đường dẫn khí vào, khí ra, thùng chứa bụi.Trong xiclon tổ hợp, việc tạo nên chuyển động quay của dòng khí trong thiết bị khôngphải do dòng khí được đưa vào theo phương tiếp tuyến mà do các dụng cụ định hướngdạng chong chóng hoặc dạng hóa hồng đặt trong thiết bị Do vậy kích thước của xiclon

tổ hợp nhỏ hơn kích thước của xiclon đơn có cùng công suất

Nguyên lý làm việc của xiclon tổ hợp: Khi bụi đi vào ống nối và sau đó di vào hộpphân phối, từ đó đi vào các không gian giữa vỏ đơn nguyên và ống xả Trong khoảngkhông gian này có đặt các dụng cụ định hướng để tạo sự chuyển động xoáy Bụi saukhi tách đi qua lỗ tháo bụi và vào thùng chứa

e) Thiết bị thu hồi bụi xoáy:

Cũng giống như xiclon, thiết bị này ứng dụng có chế lắng bụi ly tâm Điểm khác cơbản so với xiclon là trong thiết bị này có dòng khí xoáy phụ trợ

Nguyên lý hoạt động: Khí nhiễm bụi được cho vào từ dưới, được xoáy nhờ cánh quạt, chuyển động lên trên và chịu tác động của tia khí thứ cấp Dòng khí thứ cấp chạy

ra từ vòi phun tiếp tuyến để tạo sự xoáy hỗ trợ cho khí Dưới tác dụng của lực ly tâmbụi văng ra phía ngoài, gặp dòng khí xoáy thứ cấp hướng xuống dưới, đẩy chúng vàokhoảng không gian vành khăn giữa các ống Không gian vành khắn chung quanh ốngvào được trang bị vòng đệm chắn để bụi không quay trở lại thiết bị.

 Ưu điểm của thiết bị thu hồi bụi xoáy so với xiclon là:

+ Hiệu quả thu hồi bụi phân tán cao hơn

+ Bề mặt trong của thiết bị không bị mài mòn

+ Có thể xử lý khí có nhiệt độ cao hơn do ứng dụng dòng khí thứ cấp lạnh

+ Có thể điều chỉnh quá trình phân riêng bụi bằng cách thay đổi lượng khí thứcấp

 Nhược điểm:

+ Cần có cơ cấu thổi khí phụ trợ

+ Vận hành phức tạp

+ Lượng khí qua thiết bị lớn

f) Thiết bị thu hồi bụi kiểu động:

Quá trình xử lý bụi trong thiết bị này được thực hiện nhờ lực ly tâm và lực coriolit,xuất hiện khi quay cuồng hút thiết bị thu hồi bụi kiểu động tiêu thụ năng lượng nhiềuhơn quạt thông thường có cùng năng suất và cột áp

Ưu điểm của thiết bị này so với các thiết bị thu hồi bụi ly tâm khác là: gọn, lượngkim loại nhỏ, kết hợp máy hút bụi và xiclon vào cùng một thiết bị Tuy nhiên, chúng

có nhiều nhược điểm như: cánh quạt bị mài mòn nhanh, có khả năng tạo thành cáctrầm tích trên cánh quạt, do đó làm mất căn bằng phần quay, hiệu quả thu hồi d <10m kém và chế tạo phức tạp

 Thiết bị lọc bụi bằng phương pháp ướt:

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

+ Dòng khí 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 làm việc của thiết bị, còn dòng khí tiếp xúc với bềmặt 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 bịdính 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 theonhiều cơ chế khác nhau Thiết bị lọc bụi ướt có các ưu điểm và nhược điểm so với cácthiết bị dạng khác như sau:

 Ưu điểm:

+ Hiệu quả thu hồi bụi cao;

+ Có thể ứng dụng để thu hồi bụi có kích thước đến 0,1m;

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

+ Nguy hiểm cháy, nổ thấp nhất;

+ Cùng với bị có thể thu hồi hơi và khí

Các buồng rửa khí được chế tạo bằng kim loại, bêtông và gạch đá

Trong buồng bố trí các dãy mũi phun để phun nước vào dòng khí chứa bụi chuyểnđộng qua buồng Để tăng hiệu suất lọc bụi, trong buồng có thể bố trí các tấm chắn, cáctấm đục lỗ hoặc tưới Cuối buồng rửa có bộ phận tách nước Vận tốc chuyển động củakhí trong buồng khoảng 1,5-2,5 m/s Thời gian lưu khí <3s Lượng nước phun 0,2-1,04l/m3

2.2.2.2 Thiết bị rửa khí trần:

Thiết bị rửa khí trần là tháp đứng, thường là hình trụ mà trong đó có sự tiếp xúcgiữa khí và các giọt lỏng (được tạo ra bởi các vòi phun) Theo hướng chuyển động củakhí và lỏng, tháp trần chia ra ngược chiều, cùng chiều và tưới ngang

Tháp trần đạt hiệu quả xử lý cao đối với hạt bụi có d  10m và kém hiệu quả khibụi có d < 5 m

Vận tốc dòng khí trong thiết bị thường trong khoảng (0,6÷1,2) m/s đối với thiết bịkhông có bộ tách giọt và khoảng (5÷8) m/s đối với thiết bị có bộ tách giọt Trở lực củatháp trần không có bộ tách giọt và lưới phân phối khí thường không quá 250N/m2.Chiều cao tháp (H) vào khoảng 2,5 lần đường kính (D) Lượng nước sử dụng đượcchọn vào khoảng (0,5÷8)l/m3 khí.

Để đảm bảo độ dính ướt của bề mặt lớp đệm, chúng thường được để nghiêng 7÷100

về hướng dòng khí, lưu lượng lỏng (0,15÷0,51) l/m3 Khi nồng độ bụi ban đầu đến

10-12 g/m3, trở lực 160-100 Pa/m đệm, vận tốc khí trong thiết bị ngược chiều khoảng(1,5÷2,0)m/s, còn lưu lượng nước tưới khoảng (1,3÷2,16)l/m3

Hiệu quả xử lý bụi phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: cường độ tưới, nồng độ bụi, độphân tán Hiệu quả thu hồi bụi có kích thước d  2m trên 90% Thực tế hạt có kíchthước (2÷5)m được thu hồi 70% còn hạt lớn hơn (80÷90)%

Trở lực tháp đệm phụ thuộc dạng vật liệu đệm và điều kiện làm việc, có thể lên tới1500N/m2

2.2.2.4 Thiết bị sủi bọt:

Phổ biến nhất là thiết bị sủi bọt với đãi chảy sụt và đĩa chảy qua Đĩa chảy sụt cóthể là đĩa lỗ, đĩa rãnh Bụi được thu hồi bởi lớp bọt được hình thành do tương tác củakhí và lỏng Quá trình thu hồi bụi trong thiết bị sủi bọt diễn ra trong các giai đoạn sau:+ Thu hồi bụi trong không gian dưới lưới do lực quán tính, được hình thành dodòng khí thay đổi hướng chuyển động khi đi qua đĩa Hiệu quả của giai đoạn này chỉlớn đối với bụi thô đường kính  10m

+ Lắng bụi từ tia khí, hình thành bởi các lỗ hoặc khe hở của đĩa với vận tốc caođập vào lớp chất lỏng trên đĩa (cơ chế va đập)

+ Lắng bụi trên bề mặt trong của các bọt khí theo cơ chế quán tính rối

Hiệu quả của giai đoạn 2 và 3 lớn hơn giai đoạn 1 nhiều và đạt đến 90% đối với hạtbụi (2÷5)m