ĐỒ ÁN CHUYÊN ĐỀ: THIẾT KẾ TÍNH TOÁN BUỒNG LẮNG BỤI GỖ

MỤC LỤC1Chương 1: MỞ ĐẦU31.1.Lời nói đầu:31.2.Nhiệm vụ đồ án:4Chương 2: TỔNG QUAN BỤI42.1.Khái niệm chung về bụi:42.2.Phân loại bụi52.3.Tính chất hoá lý của bụi62.3.1.Mật độ62.3.2.Tính tán xạ72.3.3.Tính dính kết của bụi72.3.4.Tính mài mòn72.3.5.Độ thấm ướt của bụi72.3.6.Độ dẫn điện của bụi82.3.7.Sự tích điện của lớp bụi82.3.8.Tính tự bốc nóng và tạo hỗn hợp dễ nổ với không khí82.4.Bụi trong quá trình sản xuất đồ gỗ.82.4.1.Bụi gỗ và tác hại của nó.8Chương 3: PHÂN LOẠI CÁC PHƯƠNG XỬ LÝ123.1.Tổng quan các phương pháp123.2.Thiết bị lọc bụi theo phương pháp khô143.2.1.Buồng lắng bụi143.2.2.Thiết bị lọc bụi kiểu quán tính153.2.3.Thiết bị lá xách163.2.4.Xiclon173.2.5.Thiết bị lọc bụi tay áo183.2.6.Thiết bị lọc sợi193.2.7.Thiết bị lọc hạt193.3.Thiết bị lọc bụi bằng phương pháp ướt203.3.1.Buồng rửa khí.213.3.2.Thiết bị rửa khí trần.213.3.3.Thiết bị rửa khí đệm.213.3.4.Thiết bị sủi bọt.223.3.5.Thiết bị rửa khí va đập quán tính.223.3.6.Thiết bị rửa khí ly tâm223.3.7.Thiết bị rửa khí vận tốc cao (thiết bị rửa khí Venturi)233.4.Thiết bị lọc điện.233.5.Thiết bị thu hồi bụi xoáy243.6.Thiết bị thu hồi bụi kiểu động25Chương 4: TÍNH TOÁN BUỒNG LẮNG BỤI GỖ254.1.Buồng lắng254.2.Tính toán ống dẫn274.3.Tính toán chọn quạt hút274.1.Tính toán ống khói29Kiểm tra chuẩn bị khởi động29Kiểm tra toàn bộ hệ thống29Kiểm tra mức độ đóng bụi của bụi29Vệ sinh xung quanh khu vực thao tác quanh hệ thống29Kiểm tra nguồn điện cấp đã đạt đủ pha và điện áp không29Kiểm tra tính trạng các thiết bị phụ và dụng cụ hỗ trợ29Bật công tắc điện quạt hút cho hệ thống hoạt động29Bật công tắc môtơ lấy bụi ra khỏi buồng lắng30Tiếp nhận bụi sản phẩm thu được sang khâu hồi lưu hoặc thải bỏ30Vận hành ổn định30Duy trì lưu lượng xử lý theo yêu cầu30Thường xuyên theo dõi áp kế lắp đặt dọc theo hệ thống30Ngừng hệ thống30Lần lượt tắt quạt hút và môtơ thu bụi30Cảnh báo bằng còi trước khi thực hiển dừng hệ thống30CHƯƠNG 6 : KHAI TOÁN KINH TẾ316.1.Đường ống316.2.Buồng lắng326.2.1.Tính toán nguyên liệu làm buồng lắng326.2.2.Tính toán giá thành làm buồng lắng336.3.Ống khói336.3.1.Tính toán nguyên liệu336.3.2.Tính giá thành làm ống khói346.4.Các thiết bị khác34KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ35Kết luận35Kiến nghị35TÀI LIỆU THAM KHẢO36

TỔNG LIÊN ĐOÀN LAO ĐỘNG VIỆT NAM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG

KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ BẢO HỘ LAO ĐỘNG



ĐỒ ÁN TÍNH TOÁN BUỒNG LẮNG BỤI GỖ

Chương 1: MỞ ĐẦU

1.1 Lời nói đầu:

Trong một vài thập kỷ gần đây, cùng với sự phát triển nhanh chóng của đấtnước, ngành công nghiệp Việt Nam đã có những tiến bộ không ngừng cả về sốlượng các nhà máy cũng chủng loại các sản phẩm và chất lượng cũng ngày càngđược cải thiện

Ngày nay, 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… Việc này góp phần làm đẹp cho nội thất, mang lại một giátrị kinh tế đáng kể Tuy nhiên, bên cạnh những tác động tích cực do ngành chế biến

gỗ mang lại thì cũng phải kể đến những tác động tiêu cực Trong đó, khí bụi phátsinh trong quá trình sản xuất với các kích thước khác nhau của các nhà máy là mộtnguyên nhân gây nên ô nhiễm môi trường không khí, ảnh hưởng đến môi trườngsống và sức khỏe của con người

Đặc biệt, vấn đề ô nhiễm không khí đang là một vấn đề đáng quan tâm của ViệtNam cũng như toàn thế giới "Ô nhiễm không khí là sự có mặt một chất lạ hoặc một

sự biến đổi quan trọng trong thành phần không khí, làm cho không khí không sạchhoặc gây ra sự toả mùi, có mùi khó chịu, giảm tầm nhìn xa (do bụi)" Khi tốc độ đôthị hóa ngày càng nhanh, số lượng các khu công nghiệp, khu chế xuất ngày càngtăng, ngày càng nhiều bệnh tật ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe con ngườiliên quan đến vấn đề ô nhiễm không khí, như các bệnh về da, mắt, đặc biệt là đường

hô hấp Do đó việc thiết kế một hệ thống xử lý bụi trong nhà máy trước khi thải ramôi trường không khí là hết sức cần thiết để đảm bảo sự phát triển bền vững

1.2 Nhiệm vụ đồ án:

- Tính toán, thiết kế hệ thống xử lý bụi gỗ bằng buồng lắng bụi gỗ

Chương 2: TỔNG QUAN BỤI

2.1 Khái niệm chung về bụi:

Các phần tử chất rắn thể rời rạc (vụn) có thể được tạo ra trong quá trình nghiền,ngưng kết và các phản ứng hóa học khác nhau Dưới tác dụng của dòng khí hoặckhông khí, chúng chuyển thành trạng thái lơ lửng và trong những đều kiện nhấtđịnh chúng tạo thành thứ vật chất mà người ta gọi là bụi

Bụi là một hệ thống gồm hai pha: pha khí và pha rắn rời rạc - các hạt có kíchthước nằm trong khoảng từ kích thước nguyên tử đến kích thước nhìn thấy đượcbằng mắt thường, có khả năng tồn tại ở dạng lơ lửng trong thời gian dài ngắn khácnhau

Khi những hạt bụi lơ lửng trong không khí người ta gọi là aerozon, còn khichúng đã lắng đọng lại trên bề mặt vật thể gọi là aerogen

Bụi thu giữa được hoặc bụi đã lắng động thường đồng nghĩa với khái niệm “bột”, tức là loại vật chất vụn, rời rạc

Kích thước của hạt bụi được hiểu là đường kính, độ dài cạnh của hạt hoặc lổray kích thước lớn nhất của hình chiếu hạt

Đường kính tương đương tđ của hạt có hình dạng bất kỳ là đường kính hình cầu

có thể tích bằng thể tích hạt bụi

Vận tốc lắng chìm vc của hạt bụi là vận tốc rơi của hạt trong môi trường tĩnhdưới tác dụng của trọng lực Vận tốc lắng chìm phụ thuộc vào kích thước của hạt,hình dáng và khối lượng đơn vị của nó cũng như khối lượng đơn vị và độ nhớt môitrường

Đường kính chìm vc của hạt bụi là đường kính hạt bụi hình cầu mà vận tốc rơi

và khối lượng đơn vi của nó bằng vận tốc rơi và khối lượng đơn vị của hạt bụi cóhình dáng ghi chuẩn đang xét

Bụi trong không khí được đánh giá bằng nồng độ – trọng lượng bụi trong mộtđơn vị thể tích của không khí, mg/l hoặc mg/m3 Ngoài ra người ta còn đánh giábằng số lượng hạt bụi cũng như sự phân bố kích thước của chúng trong một đơn vịthể tích không khí

2.2 Phân loại bụi

 Theo nguồn gốc: bụi được phân biệt thành bụi hữu cơ (nguồn gốc động, thực vật),

bụi vô cơ (bụi kim loại và bụi khoáng chât) và bụi hỗn hợp

 Theo hình dáng: có thể phân bụi thành 3 dạng

+ Khói mịn: gồm những hạt rắn có kích thước d < 1

+ Sương: hạt chất lỏng có kích thước d < 10 Loại hạt này ở một nồng độ nhấtđịnh làm giảm tầm nhìn, còn gọi là sương giá

 Theo tính kết dính của bụi

+ Bụi không kết dính: xỉ khô, thạch anh, đất khô…

+ Bụi kết dính yếu: bụi từ lò cao, tro bụi…

+ Bụi có tính kết dính: bụi kim loại, than bụi tro mà không chứa chất cháy, bụisữa, mùn cưa…

+ Bụi có tính kết dính mạnh: bụi xi măng, thạch cao, sợi bông, len…

 Theo độ dẫn điện

+ 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

 Theo tác hại của bụi

+ Ảnh hưởng đến thực vật: bụi làm giảm khả năng diệp lục hóa quang hợp, hôhấp và thoát hơi nước Dẫn đến cây sinh trưởng kém, làm năng suất cây giảm, làmthất thu mùa màng…

+ Ảnh hưởng đến động vật: bụi làm ảnh hưởng đến hệ hô hấp của động vật làmkích thích với các bệnh ho, dị ứng

+ Ảnh hưởng đến con người

Bụi gây ra bệnh bụi phổi, do sự xâm nhập của những hạt có đường kính

d=(1 2) vào sâu trong phổi và bị lắng động trong đó, đối với những hạt d < 0.5bị đẩy ra ngoài khi thở Khi đó chúng gây nhiễm độc hay dị ứng bằng sự co thắtđường hô hấp đó là bệnh hen suyễn

Loại bụi của vật liệu ăn mòn hay độc tính tan trong nước mà lắng động ở mũi,miệng, đường hô hấp có thể gây tổn thương làm rách ngăn mũi, vách miệng…Bụi có thể gây ra nhiều loại bệnh như: bệnh dị ứng, viêm niêm mạc, nổi ban(bụi bông, gai, phân hóa học), bệnh gây nhiễm độc chung (chì, thủy ngân,bengen ), bệnh nhiễm trùng ( bụi bông, tóc, vi khuẩn), bệnh xơ phổi ( bụi SiO2,bụi amiang), bệnh ung thư ( bụi quặng phóng xạ, hợp chất Crom…)

Ngoài ra bụi cỏn ảnh hưởng đến các công trình dân dụng, mỹ quan đô thị, làmtăng khả năng ăn mòn các công trình dân dụng, công nghiệp, máy móc…và ảnhhưởng tới nguồn nước

2.3 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 hưởngđến quá trình hoạt động của hệ thống lọc và là cơ sở để chọn thiết bị lọc

2.3.1. 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 bunkechứa bụi Khi tăng các hạt cùng kích thước mật độ đổ đông giảm do thể tích tươngđối của các lớp không khí tăng Khi nén chặt, mật độ đổ đống tăng 1,2 ÷ 1,5 lần (sovới khí mới 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 cáchạt ban đầu có mật độ không thực trong thực tế trùng với mật độ thực Những hạtnhư thế dễ lọc trong thiết bị lọc quán tính hơn so với thiết bị lọc lỗ rỗng do khối

lượng bằng khối lượng thực nên chúng ít bị tác dụng lôi kéo của không khí sạchthoát ra từ thiết bị lọc Trái lại các hạt có mật độ không thực thấp dễ lọc trong cácthiết bị lọc như ống vải, 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 ởbụi có xu hướng đông tụ hay thiêu kết, ví dụ: mồ hóng, oxit của các kim loại màu…

2.3.2. Tính tán xạ

Kích thước hạt là thông số cơ bản của bụi, vì chọn thiết bị lọc chủ yếu dựa vào

thành 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 nhưngkhông phải hình cầu, hoặc chất keo tụ

Thành phần tán xạ là hàm lượng tính bằng số lượng hay khối lượng các hạtthuộc nhóm kích thướng khác nhau

Kích thước hạt có thể được đặc trưng bằng vận tốc treo (vt, m/s) – là vận tốc rơi

tự do của hạt trong không khí không chuyển động

2.3.3. Tính dính kết của bụi

Các hạt có xu hướng kết dính vào nhau, với độ kết dính cao bụi có thể dẫn tớitình trạng bệ nghẹt một phần hay toàn bộ thiết bị tách bụi Do đó đối với các thiết bịlọc, người ta thường thiết lập giới hạn sử dụng theo độ kết dính của hạt bụi

Kích thước hạt bụi càng nhỏ thỉ chúng càng dễ bị bám vào bề mặt thiết bị Vớinhững bụi có (60-70) % hạt có đường kính nhỏ hơn 10 thì rất dễ dẫn đến dính bết,còn bụi có nhiều hạt trên 10 thì dễ trở thành tơi xốp

Khi tính toán thiết kế phải tính đến độ mài mòn của bụi

2.3.5. Độ thấm ướt của bụi

Độ thấm ướt bằng nước của các hạt bụi có ảnh hưởng đến hiệu quả làm việc củacác thiết bị tách bụi kiểu ướt, đặc biệt là các thiết bị làm việc ở chế độ tuần hoàn.Theo tính chất thấm ướt các vật liệu rắn, được chia làm 3 nhóm:

- Vật liệu lọc nước: dễ thấm nước (canxi, thạch cao, phần lớn silicat và khoáng vậtđược oxy hóa, halogenua của kim loại kiềm)

- Vật liệu kỵ nước tuyệt đối: (paraffin, nhựa Teflon, bitum).

2.3.6. Độ dẫn điện của bụi

Chỉ số này được dành giá theo chỉ số điện trở suất của bụi và phụ thuộc vào tínhchất của từng hạt bụi riêng rẽ, cấu trúc hạt và các thông số của dòng khí Chỉ số nàyảnh hưởng rất lớn đến khả năng làm việc của các bộ lọc bụi tĩnh điện

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

- Bụi thuộc nhóm suất điện trở thấp: có suất điện trở của lớp dưới 104Ω

- Bụi thuộc nhóm suất điện trở trung bình: có suất điện trở của lớp từ

104÷1010Ω

- Bụi thuộc nhóm suất điện trở cao: có suất điện trở của lớp lớn hơn

1010÷1013Ω

2.3.7. Sự tích điện của lớp bụi

Dấu của các hạt bụi tích điện phụ thuộc vào phương pháp tạo thành, thành phầnhóa học, cả những tính chất vật chất mà chúng tiếp xúc Tính chất này ảnh hưởngđến hiệu quả tách của chúng trong các thiết bị lọc khí (bộ tách ướt,lọc ) đến tínhchất nổ và tính bết của các hạt

2.3.8. Tính tự bốc nóng và tạo hỗn hợp dễ nổ với không khí

Các bụi cháy được dễ tạo với oxy của không khí hỗn hợp tự bốc cháy và dễ nổ

do bề mặt tiếp xúc rất lớn của các hạt Cường độ nổ phụ thuộc vào tính chất hóahọc, tính chất nhiệt, kích thước, hình dáng các hạt và nồng độ của chúng trongkhông khí, độ ẩm, thành phần các khí, nhiệt độ nguồn lửa và hàm lượng các chấttrơ Các hạt bụi có khả năng bắt lửa như bụi hữu cơ (sơn, sợi, plastic) và một số bụi

vô cơ như nhôm, kẽm, magie…

Nguyên liệu gỗCưa, tẩm, sấyĐịnh hình: Cưa, bào

Tạo dáng:Cưa, bào, tuapiMộng: Tuapi, cưaChà nhám

Sơn phủ bề mặt

Lắp ghép - Thành phẩm

Hình 1 Sơ đồ dây chuyền công nghệ chế biến đồ mộc gia dụng.

2.4 Bụi trong quá trình sản xuất đồ gỗ.

2.4.1. Bụi gỗ và tác hại của nó

 Sơ đồ qui trình công nghệ

 Mô tả quy trình công nghệ

Các công đoạn chính trong công nghệ chế biến gỗ, có thể chia thành nhữngphần chính 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,bạch đàn…) Được cưa ra với những kích thước thích hợp sau đó đem ngâm haytẩm hóa chất Đối với các loại gỗ khúc, gỗ vụn, trước khi đem đến công đoạn cắt,định dạng sản phẩm phải được dán keo, sau khi ghép các khúc gỗ lại, chúng sẽđược sấy bằng hơi nhiệt từ việc đốt củi để tạo những miếng lớn hơn, thích hợp choviệc cắt xén sản phẩm

Công đoạn này phát sinh bụi do các máy cưa

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 góccạnh, bề mặt Sau đó chúng được chà tinh bằng các loại giấy nhám mịn bằng máyhoặc bằng tay

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 vàovecni hoặc sơn bằng máy Mục đích của sơn phủ bề mặt là để chống mối mọt vàlàm cho sản phẩm thêm bóng đẹp

Công đoạn này phát sinh bụi sơn

• Lắp ghép - thành phẩm

Ở công đoạn này, các chi tiết đã được gia công hoàn chỉnh, các chi tiết này sẽđược bộ phận lắp ghép, lắp ghép thành sản phẩm.

Các sản phẩm sau khi lắp ghép sẽ được kiểm tra chất lượng trước khi đóng gói– xuất xưởng

 Bụi gỗ

Đây là nguồn ô nhiễm nghiêm trọng nhất trong công nghiệp chế biến gỗ, vì hiệntrong phân xưởng cũ nồng độ bụi quá cao so với tiêu chuẩn cho phép

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 bụisinh 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 µm

Bảng 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 hỗnhợp các hạt cellulose với kích thước thay đổi trong một phạm vi rất rộng Các lọaibụi này, nhất thiết phải có thiết bị thu hồi và xử lý triệt để, nếu không sẽ gây ra một

số tác động nhất định đến môi trường và sức khỏe con người

• Tác hại của bụi gỗ

Bụi gỗ sau khi phát tán ra khỏi nhà máy bám vào quần áo mới giặt xong, khimặc vào sẽ thấy ngứa ngáy khó chịu, một số trường hợp gây kích ứng da vì trongbụi gỗ có chứa hóa chất trong quá trình tẩm

Bụi gỗ vào phổi gây kích thích cơ học và phát sinh phản ứng xơ hoá phổi gâynên những bệnh hô hấp Những hạt bụi có kích thước nhỏ hơn 10 µm có thể đượcgiữ lại trong phổi tuy nhiên nếu các hạt bụi này có đường kính nhỏ hơn 1 µm thì nó

được chuyển đi như các khí trong hệ thống hô hấp Khi có tác động của các hạt bụitới mô phổi, đa số xảy ra các hư hại sau đây:

Viêm phổi: làm tắc nghẽn các phế quản, từ đó làm giảm khả năng phân phốikhí

Khí thũng phổi: phá hoại các túi phổi từ đó làm giảm khả năng trao đổi khí oxy

và CO2

Ung thưphổi: phá hoại các mô phổi, từ đó làm tắc nghẽn sự trao đổi giữa máu

và tế bào, làm ảnh hưởng khả năng tuần hoàn của máu trong hệ thống tuần hoàn Từ

đó kéo theo một số vấn đề đáng lưu ý ở tim, đặc biệt là lớp khí ô nhiễm có nồng độcao

• Các bệnh khác do bụi gỗ gây ra

Bệnh ở đường hô hấp: tuỳ theo nguồn gốc các loại bụi mà gây ra các bệnh viêmmũi, họng khí phế quản khác nhau Bụi hữu cơ như bông sợi, gai, lanh dính vàoniêm mạc gây viêm phù thủng, tiết nhiều niêm dịch Bụi vô cơ rắn, cạnh sắc nhọn,ban đầu thường gây viêm mũi, tiết nhiều niêm dịch làm hít thở khó khăn, lâu ngày

có thể teo mũi, giảm chức năng giữ, lọc bụi, làm bệnh phổi nhiễm bụi dễ phát sinh Bệnh ngoài da: bụi tác động đến các tuyến nhờn làm cho khô da, phát sinh cácbệnh về da

Bệnh gây tổn thương mắt: do không có kính phòng hộ, bụi bắn vào mắt gâykích thích màng tiếp hợp, viêm mi mắt, sinh ra mộng mắt, nhài quạt… Ngoài ra bụicòn có thể làm giảm thị lực, bỏng giác mạc, thậm chí gây mù mắt

• Ảnh hưởng đến thực vật

Bụi gỗ bám quá nhiền trên vỏ hoa quả, cây củ là nguyên nhân làm giảm chấtlượng của các loại sản phẩm này, đồng thời cũng làm tăng chi phí để làm sạchchúng Bụi lắng trên lá còn làm giảm khả năng quang hợp của cây Bụi gỗ lắngđọng làm lấp đầy những lỗ khí khổng, bao xung quanh những hạt diệp lục thu ánhsáng cần cho quá trình quang hợp Bụi cũng có thể làm tăng khả năng nhiễm bệnhcủa cây cối thông qua việc làm giảm sức sống của cây, có thể còn làm cản trở khảnăng thụ phấn của cây

Chương 3: PHÂN LOẠI CÁC PHƯƠNG XỬ LÝ

3.1 Tổng quan các phương pháp

Để lọc bụi người ta sử dụng nhiều thiết bị lọc bụi khác nhau và tùy thuộc vàobản chất các lực tác dụng bên trong thiết bị, người ta chia chúng thành những nhómchính sau đây:

• Buồng lắng bụi: quá trình xảy ra dưới tác dụng của trọng lực

• Thiết bị lọc bụi kiểu quán tính: lợi dụng lực quán tính khi thay đổi chiều hướngchuyển động để tách bụi ra khỏi dòng không khí.

• Thiết bị lọc bụi kiểu ly tâm - xiclon: dùng lực ly tâm để đẩy các hạt bụi ra xa tâmquay rồi chạm vào thành thiết bị, hạt bụi bị mất dần động năng và rơi xuống dướiđáy

• Lưới lọc bụi bằng vải, lưới thép, giấy, vật liệu rỗng bằng khâu sứ, khâu kim loại…trong thiết bị lọc bụi loại này các lực quán tính, lực trọng trường và cả lực khuếchtán nữa đều phát huy tác dụng

• Thiết bị lọc bụi bằng điện: dưới tác dụng của điện trường điện áp cao, các hạt bụiđược tích điện và bị hút váo các bản cực khác dấu

Các nhóm thiết bị lọc bụi nêu trên đều có 2 loại: khô và ướt Chất lỏng làm ướtthiết bị lọc bụi chủ yếu là nước – dùng trong xiclon màng nước, vật liệu rỗng tướinước Ngoài ra, người ta còn dùng dầu trong công nghiệp để tẩm ướt các lưới lọclàm bằng sợi thép, lưới thép

Các thông số quan trọng của thiết bị hoặc hệ thống lọc bụi là:

• Mức độ lọc sạch hay còn gọi là hiệu quả lọc

• Năng suất của hệ thống tức là lưu lượng không khí đi qua bộ lọc, m3/h

• Sức cản thủy lực, kg/m2

• Điện năng tiêu hao cho một thể tích không khí cần lọc kW/m3 không khí

• Giá thành thiết bị và các chi phí cho đơn vị sản phẩm

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

Hiệu quả thu bụi không phải lúc nào cũng đạt yêu cầu nên chúng thường đóngvai trò xử lý sơ bộ Một số đặc trưng của thiết bị thu hồi bụi khô:

Bảng 2: Các thông số đặc trưng của thiết bị thu hồi bụi khô

STT Thiết bị

Năng suất tối đa (m 3 /h)

Hiệu quả xử lý

Giới hạn nhiệt độ ( 0 C)

hạn

%9080);

2

4 Xiclon tổ hợp 170.000 (>5µm);90% 350 ÷ 450

5 Thiết bị lắng

%90);

Buồng lắng bụi được áp dụng để lắng bui thô có kích thước hạt từ (60-70) trở lên Tuy nhiên, các hạt bụi có kích thước nhỏ vẫn giữ lại trong buồng lắng Trở lực của thiết bị từ (50-130) Pa, giới hạn nhiệt độ (350 – 550) oC

m v

u

n l

- Giá thành thấp, rẻ tiền có thể sử dụng nguồn nhiều nguyên liệu chế tạo

- Lắng được cả bụi khô và bụi ướt

Thường dùng lắng sơ bộ

 Nhược điểm:

- Buồng lắng bụi có diện tích lớn, chiếm diện tích nhiều

- Hiệu suất không cao

- Vận tốc dòng khí nhỏ

- Xử lí hiệu quả với các hạt có d > 50

Buång l¾ng bôi nhiÒu tÇng Rßng räc

Hình 4 : Buồng lắng bụi nhiều tầng

3.2.2. Thiết bị lọc bụi kiểu quán tính

Nguyên lí làm việc của loại thiết bị này là làm thay đổi chiều chuyển động củadòng khí một cách liên tục, lặp đi lặp lại bằng nhiều vật cản có hình dáng khácnhau Khi dòng khí đổi hướng chuyển động thì bụi do có sức quán tính lớn chuyểnhướng chuyển hướng chuyển động ban đầu của mình và va đập vào các vật cản rồibị giữ lại ở đó hoặc mất động năng và rơi xuống đáy thiết bị

Vận tốc khí trong thiết bị khoảng 1m/s, còn ở ống vào khoảng 10m/s Hiệu quả

xử lí của thiết bị dạng này từ (65-80) % với hạt (25-30) Trở lực của chúng khoảng(150-390) N/m2

 Ưu điểm

- Cấu tạo gọn nhẹ

- Tổn thất áp suất thấp hơn so với các thiết bị khác

- Khả năng lắng cao hơn buồng lắng

 Nhược điểm

- Hiệu quả xử lí kém với bụi cĩ đường kính d < 5

- Thường sử dụng để lọc bụi thơ

Các dạng khác nhau của thiết bị lọc bụi quán tính

Khí bẩn

Khí sạch

Bụi

Khí sạch Khí bẩn

Cĩ vách ngăn Với chỗ quay khí nhẵn Cĩ chĩp mở rộng Nhập khí ngang

Yếu điểm của lá xách là sự mài mịn các tấm chắn khi nồng độ bụi cao và cĩthể tạo 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

Hình 6 : Thiết bị lá xách

3.2.4. Xiclon

Với v là vận tốc dịng khí trong buồng lắng (m/s)

Thời gian lưu bụi của buồng lắng (thời gian hạt đi hết chiều dài buồng lắng)

T2 =

Với u là tốc độ giĩ chuyển động qua mặt cắt ngang

Vậy điều kiện để hạt bụi được giữ lại trong buồng lắng là T1 T2

Do đĩ chiều dài tối thiểu của buồng lắng sẽ là L ≥ Thiết bị xiclon được ứngdụng rộng rãi trong cơng nghiệp cĩ hiệu quả cao khi kích thước hạt bụi > 5µm Thuhồi bụi trong xiclon diễn ra dưới tác dụng của lực ly tâm

Trong cơng nghiệp, xiclon được chia làm hai nhĩm: hiệu quả cao và năng suấtcao Nhĩm thứ nhất đạt hiệu cao nhưng yêu cầu chi phí lớn, cịn nhĩm thứ hai cĩtrở lực nhỏ nhưng thu hồi các hạt mịn kém hơn

Trong thực tế, người ta ứng dụng rộng rãi xiclon trụ và xiclon chĩp (khơng cĩthân trụ) Xiclon trụ thuộc nhĩm năng suất cao, cịn xiclon chĩp thuộc nhĩm hiệuquả cao Đường kính xiclon trụ khơng lớn hơn 2000mm và xiclon chĩp nhỏ hơn3000mm

Ưu điểm:

+ Khơng cĩ phần chuyển động nên tăng độ bền của thiết bị

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

+ Thu hồi bụi ở dạng khơ

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

+ Làm việc ở áp suất cao

+ Cĩ khả năng thu hồi vật liệu mài mịn mà khơng cần bảo vệ bề mặtxiclon

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

+ Chế tạo đơn giản

Nhược điểm:

+ Hiệu quả vận hành kém khi bụi cĩ kích thước nhỏ hơn 5 µm

3.2.5. Thiết bị lọc bụi tay áo

Thường thiết bị lọc túi vải tay áo hình trụ được giữ chặt trên lưới ống Lọc bụitay áo phân làm các loại:

+ Cơ cấu rung lắc cơ học

+ Cơ cấu rũ bụi bằng khí thổi ngược

+ Cơ cấu rũ bụi bằng khí nén

 Những thông số cần biết:

• Đường kính ống tay áo khác nhau, phổ biến 120 – 300mm

• Chiều dài ống 1600- 2000mm

• Có các loại vải sau:

- Vải bông: có tính lọc tốt, giá thành tốt nhưng không bền hóa học, nhiệt, dẫnđến dễ cháy và chứa ẩm cao

- Vải len cho khí xuyên qua lớn, bảo đảm dộ sạch ổn định, dễ phục hồi, khôngbền hóa học và nhiệt, giá thành cao hơn vải bong Khi làm việc ở nhiệt độ cao sợilen trở nên giòn, thường nhiệt độ giới hạn là 900C

- Vải thủy tinh: bền ở nhiệt độ 150-3500C, chế tạo từ thủy tinh nhôm silicatkhông kiềm hoặc thủy tinh magezit

- Vải tổng hợp: bền hóa học và nhiệt, bền trong môi trường axit, không bềntrong môi trường kiềm, giá thành rẻ hơn vải bông và len

 Ưu điểm

• Hiệu quả thu hồi bụi cao kể cả những hạt có kích thước nhỏ, có thể ứng dụng nhiềuloại bụi

• Tổn thất áp suất thấp

• Gồm nhiều đơn nguyên và có thể lắp ráp tại nhà máy

• Phổ biến trong công nghiệp do chi phí không cao và có thể phục hồi vải lọc

 Nhược điểm

• Dễ cháy nổ, độ bền nhiệt thấp

• Vải lọc dễ bị hư hại nếu nhiệt độ cao và ăn mòn hóa học

• Không thể vận hành trong môi trường ẩm

Các thiết bị loại xơ mỏng: