ĐỒ án xử lý KHÍ THẢI bụi THAN

ĐỒ án xử lý KHÍ THẢI bụi THAN ĐỒ án xử lý KHÍ THẢI bụi THAN ĐỒ án xử lý KHÍ THẢI bụi THAN ĐỒ án xử lý KHÍ THẢI bụi THAN ĐỒ án xử lý KHÍ THẢI bụi THAN ĐỒ án xử lý KHÍ THẢI bụi THAN ĐỒ án xử lý KHÍ THẢI bụi THAN ĐỒ án xử lý KHÍ THẢI bụi THAN ĐỒ án xử lý KHÍ THẢI bụi THAN ĐỒ án xử lý KHÍ THẢI bụi THAN ĐỒ án xử lý KHÍ THẢI bụi THAN ĐỒ án xử lý KHÍ THẢI bụi THAN ĐỒ án xử lý KHÍ THẢI bụi THAN ĐỒ án xử lý KHÍ THẢI bụi THAN

Chương I: Giới thiệu về bụi

1.1 Giới thiệu chung về bụi:

Nguồn gốc gây ô nhiễm không khí:

 Tự nhiên: núi lửa, cháy rừng …

 Nhân tạo: Các nghành công nghiệp (thực phẩm, hoá chất , luyện kim … ), giaothông vận tải …

Trong đó thường chúng ta quan tâm đến chất độc hại và bụi Bụi được định nghĩa làmột hệ thống gồm hai pha: Pha khí và pha rắn rời rạc, trong đó các hạt có kích thướckhoảng một phân tử đến kích thước nhìn thấy được, có khả năng tồn tại ở dạng lơ lửngtrong thời gian dài ngắn khác nhau tuỳ theo cỡ hạt Bụi còn có tính cháy nổ, tự bốc cháynhư: Bụi sơn, hữu cơ plastic Ta cần biết nồng độ an toàn của các loại này

Có nhiều cách phân loại bụi, cụ thể:

1.1.1 Phân loại theo kích thước có các loại sau:

- Bụi thô, cát bụi: Gồm những hạt rắn có kích thước hạt d > 75µm được hình thành trongquá trình tự nhiên hay cơ khí như nghiền, tán, đập

- Bụi: Hạt chất rắn có kích thước hạt d = 5÷ 75µm được hình thành như bụi thô

- Khói: Gồm các hạt là thể rắn hay lỏng, được tạo ra trong quá trình đốt cháy nhiên liệuhay quá trình ngưng tụ, có kích thước d =1÷ 5µm Đặc điểm quan trọnglà có tính khuếch tánrất ổn định trong khí quyển

- Khói mịn: Gồm những hạt chất rắn có kích thước d < 1µm

-Sương: Hạt chất lỏng có d< 10µm Loại hạt này ở một nồng độ nhất định làm giảm tầmnhìn, còn được gọi là sương giá

1.1.2 Phân loại theo tính kết dính của bụi:

- Bụi không kết dính: Xỉ khô, thạch anh, đất khô…

- Bụi kết dính yếu: Bụi từ lò cao, abatic, tro bụi, đa… Trong bụi có chứa nhiều chất cháy

- Bụi có tính kết dính: Bụi kim loại, than bụi tro mà không chứa chất cháy, bụi sữa, mùncưa

- Bụi có tính kết dính mạnh: Bụi xi măng, amiăng, thạch cao, sợi bông, len muốinatri

1.1.3 Theo độ dẫn điện :

- Bụi có điện trở thấp: Nhanh trung hoà điện, dễ bị lôi cuốn trở lại dòng khí

- Bụi có điện trở cao: Hiệu quả xử lí không cao

- Bụi có điện trở trung bình: Thích hợp cho các phương pháp xử lí

1.1.4 Dựa vào tác động đến sức khoẻ con người:

- Bụi độc: Chì, thuỷ ngân

- Bụi độc tính thấp: cát, sỏi đá

Ngày nay chúng ta thường quan tâm đến bụi sinh ra trong quá trình sản xuất, trong giaothông vận tải Vì nó ảnh hưởng trực tiếp đến sức khoẻ quá trình lao động và sinh hoạt củacon người

1.2 Aûnh hưởng của bụi đến môi trường:

1.2.1 Aûnh hưởng đến thực vật:

Bụi làm giảm khả năng diệp lục hoá quang hợp, hô hấp và thoát hơi nước Dẫn đếncây sinh trưởng kém cỏi, làm năng suất cây giảm, làm thất thu mùa màng

1.2.2 Aûnh hưởng đến động vật:

Bụi ảnh hưởng đến hệ hô hấp của động vật làm kích thích đối với các bệnh ho, dịứng

1.2.3 Aûnh hưởng đến con người:

- Bụi gây ra bệnh bụi phổi do sự xâm nhập của những hạt có đường kính d < 12 mvào sâu trong phổi và bị lắng đọng ở đó, đối với d <0.5 m bị đẩy ra ngoài khi thở Khi đó,chúng gây nhiễm độc hay dị ứng bằng sự co thắt đường hô hấp, đó là bệnh hen suyễn

- Loại bụi của vật liệu ăn mòn hay độc tính tan trong nước mà lắng đọng ở mũi, mồmhay đường hô hấp có thể gây tổn thương làm rách các mồm, vách ngăn mũi …

Thường bệnh bụi phổi thương liên quan đến bệnh nghề nghiệp người lao động

 Ngoài ra bụi còn ảnh hưởng đến công trình dân dụng, mỹ quan đô thị Làm tăng khảnăng ăn mòn các công trình dân dụng, công nghiệp, máy móc…Và ảnh hưởng đến nguồnnước

Chương II: Tổng quan về các phương pháp và công nghệ xử lý bụi

Phụ thuộc vào đặc tính của bụi ta có những thiết bị xử lí khác nhau: lắng trọng lực, lắngquán tính, phân tán, nhiễm điện trong quá trình di chuyển của hạt bụi

Nguyên tắc xử lí bụi theo chức năng của từng thiết bị khử bụi Có thể chia thành nhữngthiết bị thu gom và bộ lọc bụi sau:

2.1 Buồng lắng bụi và các thiết bị lọc quán tính:

2.1.1 Buồng lắng bụi:

a) Nguyên lí hoạt động:

Là một không gian hình hộp, có tiết diện lớn hơn diện tích ống dẫn khí vào Khi đó vận

tốc dòng khí giảm đột ngột, làm cho hạt bụi rơi xuống dưới tác dụng của trọng lực và bị giữlại trong buồng lắng

Hình 2.1.1 Thiết bị xử lí bụi kiểu buồng lắng.

b) Những thông số cần biết:

 Được áp dụng để lắng bụi thô có kích thước hạt từ 60 m70m

 Trở lực của thiết bị = 50130 Pa, giới hạn nhiệt độ từ 350oC  550oC

c) Ưu và khuyết điểm:

- Ưu: Thiết bị có vận hành đơn giản, chế tạo đơn giản, giá thành rẻ

- Khuyết: Không có khả năng lắng bụi có kích thước nhỏ, thiết bị có kích thước lớn

2.1.2 Lọc bụi kiểu quán tính:

a) Nguyên lí hoạt động:

Khí chứa bụi chuyển đông trong thiết bị đột ngột thay đổi hướng chuyển động của dòngkhí Các hạt bụi dưới tác dụng của lực quán tính, chúng bị va đập vào thành thiết bị làmmất động năng và rơi xuống Bụi bị giữ lại ở thùng chứa

Khí nhiễm bụi

Xả bụi

Khí sạch

Các tấm lá xách

Khí sạch khí chứa bụi

xả bụi

Hình 2.1.2: Thiết bị lọc bụi quán tính kiểu “ lá xách “

b) Những thông số cần biết:

 Hiệu suất xử lí từ 65%80% đối với hạt có kích thước d= 25m30m

 Vận tốc đầu vào thiết bị khoảng 10 m/s, vận tốc trong thiết bị khoảng 1 m/s

c) Ưu và khuyết điểm:

- Ưu: Có cấu tạo gọn nhẹ, tổn thất áp lực rất nhỏ so với các thiết bị khác

- Khuyết: Hiệu quả xử lí kém đối với bụi có đường kính < 5 m, thường sử dụng để lọc bụithô

2.2 Thiết bị lọc ly tâm:

Có nhiều dạng thiết bị lọc li tâm khác nhau :Kiểu nằm ngang, kiểu đứng ,và các thiết bịthu hồi bụi kiểu xoáy ,kiểu động

2.2.1 Kiểu nằm ngang:

a) Nguyên lí hoạt động:

Không khí mang bụi vào thiết bị các cánh hướng dòng thành chuyển xoáy Lực li tâmsản sinh từ dòng chuyển động xoáy tác dụng lên các hạt bụi và đẩy chúng ra xa lõi hình trụrồi chạm vào thành ống bao và thoát ra qua que hình vành khăn rồi rơi vào nơi tập chungbụi

b) Những thông số cần biết:

 Thường ít được sử dụng

 Đường kính cỡ hạt xử lí tương tự cyclon

 Thiết bị dùng để xử lý bụi thô

c) Ưu và khuyết điểm:

- Ưu: Nhờ lực li tâm có thể xử lí bụi có đường kính nhỏ hơn thiết bị thùng lắng và thiết bịquán tính

- Khuyết: Không xử lí bụi có đường kính d < 20 µm , thiết bị thường lớn hơn các loại khác

2.2.2 Kiểu đứng:

Thường được gọi là xiclon

a) Nguyên lí hoạt động:

Dòng khí đi vào thiết bị và dòng khí chuyển động xoáy Khi đó lực li tâm sinh ra và tácđộng lên các hạt bụi làm chúng văng ra về phía thành xiclon, dòng khí tiếp tục chuyểnđộng xoáy đi lên thoát ra ngoài ống thải và bụi bị giữ lại nhờ lực trọng trường

Hình 2.2.2 Thiết bị xử lí bụi kiểu xiclon.

b) Những thông số cần biết:

 Vận tốc dòng khí vào: vgh > 5 m/s

 Hiệu suất lọc  = 70% đối với xiclon ướt và xiclon chùm, đường kính cỡ hạt d =3040m

 Nồng độ bụi vào: Cbụi >20 g/m3

 Trở lực của thiết bị từ 2501500 Pa

c) Ưu và khuyết điểm:

- Ưu: Sử dụng rộng rãi, giá thành rẻ, không có chi tiết truyền động phức tạp, vận hànhdễ dàng Thích hợp cho xử lí bụi không cao cấp, không độc hại, có thể dùng vật liệu chóngăn mòn Có thể vận hành bình thường ở nhiệt độ trên 500oC, áp suất lớn, trị số tổn thất áplực ổn định, hiệu quả xử lí bụi không giảm với dòng khí có Cbụi cao

- Khuyết: Hiệu quả thấp đối với bụi có đường kính hạt d< 5m, tổn thất áp lực lớn,không thể thu hồi bụi kết dính

2.2.3 Thiết bị thu hồi bụi kiểu xoáy:

a) Nguyên lí hoạt động:

Hoạt động tương tự xiclon, nhưng có thêm vòng xoáy phụ trợ.

b) Những thông số cần biết:

Phụ thuộc vận tốc dòng khí vào đường kính xiclon

 Nhiệt độ giới hạn đến 250oC

c) Ưu và khuyết điểm:

- Ưu: Khả năng thu hồi bụi phân tán cao hơn xiclon, có thể điều chỉnh quá trình xử lí và

thu hồi bụi bằng dòng khí phụ trợ đến một giới hạn cho phép nào đó

Khí nhiễm bụi

Xả bụi

- Khuyết: tương tự xiclon,ngoài ra thiết bị cần có cơ cấu thổi khí phụ trợ, vận hành phứctạp.

2.2.4 Kiểu động:

Nguên lí hoạt động cũng dựa trên lực li tâm, nhưng guồng thiết bị quay Khuyết điểmcủa thiết bị là tiêu tốn năng lượng lớn, vì vậy nó ít được thông dụng

2.3 Lưới lọc bụi:

Khi cho khí chứa bụi qua vách ngăn xốp, bụi bị giữa lại và khí thì xuyên qua Khả nănggiữa bụi còn phụ thuộc vào loại thiết bị và loại lưới, ta có các loại thường sử dụng là túi vải(ống tay áo), lưới lọc bằng sợi.

2.3.1 Lưới lọc bằng túi vải hay ống tay áo:

a) Nguyên lí hoạt động:

Thường thiết bị lọc vải tay áo hình trụ: được giữ chặt trên lưới ống và được trang bị cơ

cấu giũ bụi hay cơ cấu thổi ngược

Hình 2.3.1 Thiết bị lọc bụi kiểu ống tay áo

b) Những thông số cần biết:

 Đường kính ống tay áo khác nhau, phổ biến tư 120  300mm

 Chiều dài ống 1600  2000mm

 Có các loại vải sau:

 Vải bông có tính lọc tốt, giá thành thấp nhưng không bền hoá học và nhiệt dẫn đến dễcháy, chứa ẩm cao

 Vải len có khả năng cho khí xuyên qua lớn, bảo đảm độ sạch ổn định,dễ phụ hồi Nhưngkhông bền hoá học, nhiệt độ và giá thành cao hơn vải bông Khi làm lâu ở nhiệt độ cao sợilen trở nên dòn, thường nhiệt độ giới hạn = 90oC

 Vải tổng hợp có giá thành rẻ Trong môi trường acid chúng có độ bền cao, trong môitrường kiềm độ bền kém, có thể làm việc ở 180oC

 Vải thuỷ tinh bền ở nhiệt độ t =150 350oC Chúng được chế tạo từ thuỷ tinh nhôm

silicat hay thuỷ tinh mazetit.

Khí chứa bụi

Khí sạch

Bụi

c) Ưu và khuyết điểm:

- Ưu: Hiệu quả xử lí cao đạt 99% đối với bụi có đường kính d < 1m, phổ biến trong côngnghiệp do chi phí không cao, có thể phục hồi vải lọc

- Khuyết: Dễ cháy nổ, độ bền nhiệt thấp, theo thời gian trở lực của vải lọc càng tăng cần

có thời gian rũ bụi hay thay đổi vải lọc

2.3.2 Lưới lọc bằng sợi:

a) Nguyên lí hoạt động:

Khí chứa bụi được cho qua các lớp vật liệu sợi và bụi bị giữ lại ở đó Khi nào cần thayvật liệu lọc đo áp suất đâu vào và ra khỏi thiết bị

b) Những thông số cần biết:

 Có 2 dạng lưới lọc vừa và lọc tinh

 Đối với lọc làm việc trong điều kiện bình thường có thể dùng các loại sợi hoặc cacton từhổn hợp của amiăng và xenlulozơ, len bông vải hay sợi tổng hợp

 Đối với lọc làm việc trong điều kiện nhiệt độ cao vật liệu dùng thường là bông thuỷtinh, sợi thạch anh, sợi bazan, sợi than chì, sợi hợp kim nhôm_silicat … (giới hạn nhiệt độ

400o1000oC )

 Không phổ biến bằng vải lọc

c) Ưu và khuyết điểm:

- Ưu: Có khả năng lọc bụi có đường kính d = 0.05  0.5m với hiệu quả xử lí đạt 99%, visinh vật, vi trùng …vì vậy có thể sử dụng cho cá nhân để phòng ngừa độc chất

- Khuyết: Không kinh tế do thường xuyên thay đổi sợi và khi bụi có đường kính càng lớn thìthời gian thay vật liệu càng nhanh

 Ngoài ra còn có các loại thiết bị sau:

 Lưới lọc tẩm dầu tự rửa:

Bao gồm những tấm lọc bằng lưới thép treo trên guồng quay để tuần tự nhúng các tấmlọc vào thùng chứa dầu ở phía dưới của thiết bị, nhờ thế bụi đã bám vào các tấm lọc vàđược lắng xuống thùng dầu Định kì ta xả cặn dầu và bổ xung dầu mới

 Tốc độ quay của guồng từ 1.8  3.5 mm/ph, đôi khi tốc độ còn lớn hơn

 Năng suất lọc đạt từ 8000  10000 m3/m2.h

 Sức cản khí động khoảng 100 Pa

 Hiệu quả lọc đạt khoảng 96%  98%

 Ở nước ta, loại này hầu như chưa có nơi nào sử dụng để xử lí bụi

 Kiểu rulo tự cuộn:

Tấm lọc được tựa trên giàn lưới thép căng vào khung của thiết bị tạo thành bề mặt lọc để

dòng khí đi qua luôn luôn ép tấm lọc vào dàn lưới thép, làm cho tấm lọc không bị chùnghoặc bị xé rách Vật liệu lọc là loại dạ thô, xốp bề dày 50mm

 Sức cản khí động của thiết bị khoảng 100 150 Pa

 Năng suất lọc: 8000  10.000 m3/m2.h

 Dung lượng bụi đạt 0.5  1 kg/m2

 Hiệu quả lọc bụi đối với cỡ hạt bụi d <= 10 m đạt 90%

2.4 Thiết bị lọc bụi kiểu ướt:

2.4.1 Nguyên lí hoạt động chung:

Thiết bị hoạt động dựa trên nguyên lí tiếp xúc giữa dòng khí mang bụi với chất lỏng(thường là nước) Bụi trong khí bị giữ lại trong chất lỏng và thải ra dưới dạng bùn

Hình 2.4 Thiết bị lọc bụi kiểu ướt dạng thùng rửa khí rỗng.

2.4.1.Những thông số liên quan:

Ta có các dạng thiết bị:

 Buồng phun_thùng rửa khí rỗng

 Thiết bị khử bụi có lớp đệm bằng vật liệu rổng được tưới nước

 Thiết bị lọc bụi có đĩa chứa nước sủi bọt

 Thiết bị lọc bụi với lớp hạt hình cầu di động

 Thiết bị lọc bụi kiểu ướt dưới tác động va đập quán tính

 Xyclon ướt

 Thiết bị lọc bụi phun nước bằng ống Venturi

2.4.3.Ưu và khuyết điểm:

- Ưu:

+ Thiết bị đơn giản và hiệu quả lọc bụi cao

+ Dễ chế tạo, giá thành thấp

+ Có thể lọc bụi có đường kính cỡ hạt d<0.1m

+ Có thể hoạt động với loại khí có nhiệt độ và ẩm độ cao mà một số loại thiết bịkhoác không đáp ứng được

+ Nguy cơ cháy nổ thấp nhất

+ Ngoài bụi thiết bị còn có khả năng xử lí một số loại hơi và khí ô nhiễm

- Khuyết :

+ Cần phải xử lí nước thải làm cho giá thành xử lí tăng lên

+ Các giọt lỏng có thể bị lôi cuốn theo làm ăn mòn thiết bị và hệ thống đường ốngdẫn nhanh hơn các thiết bị khác

2.5 Thiết bị lọc bụi tĩnh điện (bằng điện):

2.5.1 Nguyên lí hoat động chung:

Khí chứa bụi được làm sạch khi đi qua môi trường điện trường giữa các hàng điệncực.Hàng cực thu tiếp đất được treo trên vỏ lọc bụi nằm song song với dòng khí, tích điện(+) Các cực phóng được treo giữa các cực thu và các cực phóng được lắp vào một khung vàcách điện với phần còn lại của thiết bị lọc, tích điện(-) Nó làm các hạt bụi ion hoá và tích

Khí chứa bụi

Cặn

Nước Nước

Khí sạch

điện (-) nhờ thế các hạt bụi bị hút về các cực (+) và bị giữ lại ở đó Khi ta cho mất điện bụisẽ rơi xuống thùng chứa.

Khí mang bụi

Khí sạch

Xả bụi Cách điện

Hình 2.5 Thiết bị lọc bụi bằng điện

2.5.2 Những thông số liên quan:

 Hiệu quả lọc bụi phụ thuộc vào kích thước hạt bụi, cường độ dòng điện và thời gian hạtbụi nằm lại trong thiết bị

 Có loại lọc bụi bằng điện, đó là: Kiểu ống, kiểu tấm bản, kiểu một vùng (một giaiđoạn), kiểu hai vùng (hai giai đoạn) Về biện pháp làm sạch bụi có hai loại (thiết bị lọcđiện loại khô, thiết bị lọc điện loại ướt)

2.5.3 Ưu & khuyết điểm:

- Ưu:

+ Hiệu suất thu hồi bụi cao, tiêu tốn năng lượng ít

+ Có thể thu hồi bụi kích thứoc nhỏ (d<0.1m , với nồng độ lớn( 5.107mg/m3)

+ Có thể tự động hoá hoàn toàn khâu vận hành

+ Chịu nhiệt độ cao đến 500oC

+ Có thể làm việc với áp suất cao hay áp suất chân không

- Khuyết:

+ Vì tính chất nhạy cảm nên chúng khó xử lí bụi có nồng độ bụi thay đổi lớn Khithay đổi nhỏ các thông số cũng dẫn đến sự thay đổi hiệu suất lớn

+ Chi phí chế tạo cao, phức tạp hơn các thiết bị khác

+ Không thể sử dụng trong dây chuyền xử lí không khícó chứa chất cháy nổ

Chương III: Lựa chọn và thuyết minh quy trình công nghệ xử lý

3.1.Qui trình phát sinh bụi và sơ đồ xử lí chung:

Ta có quá trình sản xuất các sản phẩm cao su (bánh xe, ống nước…)

Cao su tinh than đen CaCO3,cao lanh,phụ da khác

Máy cán ép Phát sinh bụi than

Cao su đã phối luyện

Dập khuôn &

thành phẩm Kho chứa

Ta cần quan tâm đến công đoạn phát sinh bụi, đó là công đoạn cán ép cao su

tinh Qui trình làm việc của cán luyện:

1 Nạp cao su ép nén

2 Nạp than làm dẻo

3 Nạp hoá chất (CaCO3, cao lanh dạng bột ), phụ gia khác

4 Ép thành bánh hay dạng cuộn

Từ đó, ta có sơ đồ xử lí bụi chung:

Khí sạch

1 Nguồn phát thải 2 Chụp hút 3.Quạt li tâm 4.Thiết bị lọc bụi 5.Ống khói

Việc lựa chọn công nghệ là quá trình so sánh các yếu tố kinh tế_kĩ thuật mà người thiết

kế đưa ra quyết định phù hợp yêu cầu đặt ra Theo thầy Trần Ngọc Chấn ta có các bảng so

sánh tính hiệu quả kinh tế_kĩ thuật của các loại thiết bị lọc chính sau:

Độ ẩm Giới hạn

cỡ hạt bụi bé nhất, m

Giơi hạn nhiệt độ làm việc, o C

Độ bền chóng han gỉ

Nguy cơ cháy nổ

Giới hạn lưu Lượng (Năng suất lọc)

Chi phí điện Năng W/m 3 ph

Giá thành xử lí

Giới Hạncháy nổ của bụi

đáng kể

1525m 3 /ph trên 1m 2 tiết diện ngang 14

bị và độ dính của bụi

Có khả nănglàm tăng hiệu quả lọc

giới hạn cháy nổ của bụi

đáng kể

80100m 3 /ph trên 1m 2 tiết diện ngang 1030

Có khả

năng làmtăng hiệu quả lọc

giới hạn cháy nổ của bụi

đáng kể

100 150

m 3 /ph trên 1m 2 tiết diện ngang

Có khả Nănglàm tăng hiệu quả lọc

0.11 Kết hợp

làm nguội khí thải

Cần có lớp sơn bảo vệ

Thấp nhất 120 180 m 3 /ph trên

1m 2 tiết diện ngang

0.11 Kết hợp

làm nguội khí thải

Cần có lớp sơn bảo vệ

Thấp nhất 150200 m

3 /ph cho 1m 2 tiết diện ngang

0.25 1 <450 o C Tốt nếu

nhiệt độ cao hơn điểm sương

Nhiều 0.62.4m 3 /ph

cho 1m 2 diện tích cực

thu bụi