tách bụi, làm sạch khí bằng xiclon và túi lọc

Phần I Tổng Quan 1.1- Các chất gây ô nhiễm môi trường không khí, nguồn gốc phát sinh và tác hại của chúng:[1] Trong thực tế có hai nguồn tạo ra khí thải và bụi, đó là nguồn ô nhiễm tự nh

Tách b i, l m s ch khí b ng xiclon ụ à ạ ằ

v túi l c à ọ

Lời cảm ơn

Với lòng biết ơn sâu sắc em xin gửi lời chân thành cám ơn đến thầy

Hà Sỹ Uyên, với tấm lòng tất cả vì học trò thầy đã truyền đạt cho em những kiến thức quý báu trong suốt thời gian em làm khoá luận.

Em còng xin chân thành cám ơn khoa Kỹ Thuật Môi Trường - Trường Đại Học Dân Lập Hải Phòng đã dạy dỗ và dìu dắt em trong suốt bốn năm học vừa qua.

Em còng xin gửi lời cảm ơn đến Khoa Hoá Trường Đại Học Khoa Học

Tự Nhiên đã tạo điều kiện giúp đỡ em về tinh thần cũng như cơ sở vật chất trong suốt thời gian làm khoá luận Đặc biệt là thầy Trần Hồng Côn đã giúp đỡ em về phương tiện và dụng cụ thí nghiệm để em hoàn thành khoá luận này.

Trong suốt thời gian làm khoá luận ở khoa hoá trường đại học khoa học tự nhiên em đã nhận được sự giúp đỡ và chỉ bảo tận tình của các thầy cô,

em đã học hỏi được rất nhiều những kiến thức quý báu, đây cũng là hành trang quan trọng cho em vững bước tiếp trên con đường học tập của mình.

Sinh Viên

Nguyễn Văn Đại

Mở đầu

Bảo vệ môi trường đã trở thành vấn đề chính được bàn bạc trong hội nghị thượng đỉnh các nguyên thủ quốc gia, được tổ chức vào tháng 8- 1998 tại Paris Đây không phải là lần đầu tiên các vấn đề môi trường được đưa ra ở một hội nghị cao cấp và trọng thể

Nhiều tổ chức các cá nhân đã tích cực hoạt động để hạn chế tác động của con người đến tự nhiên, các nhà lãnh đạo cấp cao nhất của các quốc gia quyết định cùng hợp tác hành động để đẩy lùi mối đe doạ với hành tinh chóng ta

Mặc dù vậy, môi trường không khí ở các nước đặc biệt là ở các khu công nghiệp và các đô thị lớn vẫn tồn tại các vấn đề ô nhiễm không khí đáng

lo ngại Phần lớn các nhà máy, xí nghiệp chưa được trang bị các thiết bị các

hệ thống xử lý bụi và khí độc hại hoặc có các biện pháp xử lý bụi và khí độc hại nhưng chưa xử lý triệt để đã thải vào môi trường không khí Do đó, hàng ngày, hàng giê đã thải bụi và khí ô nhiễm vào bầu không khí cả một vùng không khí xung quanh gây nên những tác động xấu tới môi trường sống của con người

Ngay từ đầu thế kỷ này đã xuất hiện hàng loạt các vấn đề môi trường nghiêm trọng trên phạm vi toàn cầu đó là: Hiện tượng nóng dần lên của trái đất, mưa axit, xuất hiện lỗ thủng của tầng ôzôn ở nam cực, sự suy thoái hệ sinh thái, đặc biệt là nguy cơ ô nhiễm bầu không khí

Trong thực tế đã có rất nhiều những chiến lược, các giải pháp khoa học, các công nghệ xử lý ô nhiễm môi trường không khí, nhưng vấn đề ở đây là phải tìm ra các giải pháp xử lý ô nhiễm tối ưu Tức là lùa chọn phương pháp

xử lý nào hiệu quả xử lý cao nhất, giá thành xử lý thấp nhất và chiếm diện tích mặt bằng Ýt nhất

Xuất phát từ những yêu cầu trên chúng tôi xin đề xuất phương pháp để

xử lý ô nhiễm môi trường không khí trong các doanh nghiệp vừa và nhỏ ở việt nam đó là phương pháp

Tách bụi, làm sạch khí bằng xiclon và tói lọc

Phần I Tổng Quan

1.1- Các chất gây ô nhiễm môi trường không khí, nguồn gốc phát sinh và tác hại của chúng:[1]

Trong thực tế có hai nguồn tạo ra khí thải và bụi, đó là nguồn ô nhiễm

tự nhiên và nguồn gây ô nhiễm nhân tạo gắn liền với các hoạt động của con người

1.1.1- Nguồn ô nhiễm tự nhiên:[1]

Các hoạt động tự nhiên có thể làm tăng hàm lượng bụi tại một thời điểm nào đó và trong một không gian nào đó như: gió lốc, bão sa mạc, núi lửa, các hiện tượng sấm chớp, mây mưa, bức xạ mặt trời và vũ trụ thông qua các phản ứng phân huỷ kết hợp các chất tồn tại trong không khí, làm mất cân bằng vốn có tạo ra chất thải có hại

Nhìn chung ô nhiễm không khí do tự nhiên tạo ra khối lượng rất lớn, song thưòng phân bố trong một không gian khá đồng đều nên Ýt gây nguy hại

1.1.2- Nguồn gây ô nhiễm nhân tạo:[1]

Trong cuộc sống hàng ngày ta thấy quá trình đốt cháy nhiên liệu xảy ra

ở khắp mọi nơi mọi chỗ, trong sản phẩm cháy do nhiên liệu cháy sản sinh ra khí cháy có chứa nhiều loại khí độc hại cho sức khoẻ con người đặc biệt là quá trình cháy không hoàn toàn, quá trình này gây ra do sự hoạt động của các phương tiện giao thông vận tải, các nhà máy nhiệt điện, ngoài ra còn do các hoạt động của các khu công nghiệp như: sản xuất xi măng, dầu mỏ, công nghiệp gang thép…

1.1.3- Tác hại của các chất gây ô nhiễm:

Sức khoẻ và tuôỉ thọ con người phụ thuộc rất nhiều vào yếu tố trong sạch môi của môi trường không khí xung quanh

Trong tất cả các nhu cầu vật chất hàng ngày cho cuộc sống con người thì không khí là loại yếu phẩm nhất Mà con người cần thường xuyên liên tục từng giê, nếu không khí bị ô nhiễm, nó sẽ chứa rất nhiều bụi gây ra nhiều tác hại khác nhau trong đó tác hại đến sức khoẻ con người là quan trọng nhất, đặc biệt là bệnh bụi phổi do bụi lắng đọng trong phổi gây ra chóng bao gồm các loại bệnh sau:

- Bệnh bụi phổi do silic - BÖnh bôi phæi do silic

- Bệnh bụi phổi do amiăng - BÖnh bôi phæi do ami¨ng

- Bệnh bụi bông - BÖnh bôi b«ng

1.2- Giới thiệu các phương pháp tách bôi và làm sạch khí:[1],[4] 1.2.1: Định nghĩa bụi:[1]

Các phân tử chất rắn thể rời rạc ( vôn) có thể tạo thành trong các quá trình nghiền, ngưng kết và các phản ứng hoá học khác nhau Dưới tác dụng của dòng khí hoặc không khí, chúng chuyển thành trạng thái lơ lửng và trong những điều kiện nhất định, chúng tạo thành thứ vật chất mà người ta gọi là bôi

Để xử lý bụi người ta đã nghiên cứu nhiều phương pháp khác nhau, mỗi phương pháp phù hợp với các loại bụi và kích thước bụi khác nhau và có các ưu, nhược điểm riêng, chính vì vậy mà người ta chọn các phương pháp xử

lý cho phù hợp kích thước của các hạt bụi được biểu diễn qua đường kính của các hạt hình cầu, kích thước lỗ sàng mà hạt bụi lọt qua, người ta cũng sử dụng khái niệm đường kính hạt tương đương cho loại hạt bụi có kích thước bất kỳ

Dtd được hiểu là đường kính tương đương của một hạt hình cầu, có thể tích bằng thể tích của hạt bụi đang xét, nếu lấy tiêu chuẩn về kích thước của hạt bụi để phân loại thì ta có thể chia bôi ra thành các loại sau

1- Bôi thô (cát bụi): Là các hạt bụi rắn có kích thước lớn hơn 75 µm.2- Bôi: Là các hạt bụi chất rắn có kích thước từ 5- 75 µm

3- Khói: Là các hạt vật chất có thể rắn hoặc lỏng thường tạo ra trong quá trình đốt nhiên liệu, các hạt này có kích thước từ 1-5 µm

4-Khói mịn: Là những hạt có nguồn gốc như khói nhưng mịn kích thước của hạt khói mịn được quy ước là nhỏ hơn 1 µm

Về tính chất cơ lý, có sự khác biệt giữa các hạt bụi có kích thước lớn và các hạt bụi có kích thước cực nhỏ Các hạt bụi có kích thước lớn ví dụ như bụi thô chẳng hạn, chúng dễ lắng đọng nhanh nhờ trọng lực và gia tốc trọng trường do đó nó được loại bỏ nhanh ra môi trường không khí một cách dễ dàng Ngược lại các hạt bụi có kích thước nhỏ thì tuân theo một cách chặt chẽ

sự chuyển động của môi trường không khí xung quanh, do đó chúng tồn tại khá lâu

1.2.2 Bảng các phương pháp xử lý bôi:[4]

Lọc Xử lý bằng

nước

xử lý bằng tĩnh điện

Khử bụi nhờ lực ly tâm

Khử bôi dùa vào trọng lực

- Lọc tĩnh điện

- Thiết bị sử dụng lực quán tính

- Thiết bị sử dụng lực ly tâm(xiclon)

- Thiết bị quay

- Buồng lắng bụi

Trên cơ sở phân loại các phương pháp xử lý ta có thể phân chia các thiết bị xử lý làm 6 dạng chính như sau:

1 Lọc cơ khí

Thiết bị lọc ướt chỉ dùng khi chất khí cần xử lý chịu được nhiệt và Èm, trong trường hợp này thiết bị lọc ướt có nhiều ưu điểm hơn so với thiết bị lọc điện ở chỗ thiết bị đơn giản rẻ tiền, ứng dụng thiết bị lọc loại ướt trong nhà máy có nhiều khó khăn vì ở đây quá trình tinh lọc có liên quan đến vấn đề thu gom và thải một lượng lớn các chất thải có tính axít Thiết bị lọc điện là loại

thiết bị lọc sạch được khí tốt hơn, người ta dùng thiết bị lọc kiểu ống và khi cần lọc sạch một thể tích khí lớn thì dùng thiết bị lọc điện mới rẻ tiền.

Ngoài ra người ta còn dùng các loại thiết bị lọc khí sủi bọt để lọc khí khỏi bụi, khói và mù(tới 90%)

Như vậy muốn chọn được thiết bị tách bụi và làm sạch khí có hiệu quả, phải xuất phát từ các yêu cầu chính sau:

1 Thành phần hạt bụi và kích thước của hạt bụi

Để sự lắng có hiệu quả hơn, người ta còn đưa vào buồng lắng các tấm chắn lửng các hạt bụi chuyển động theo quán tính sẽ đập vào các vật chắn, tăng dần khối lượng và rơi xuống đáy

b Cấu tạo và hoạt động của buồng lắng:

Một buồng lắng đơn đươc cấu tạo như hình vẽ A và buồng kép trong công nghiệp có mô hình như hình B

Nếu ta giới hạn dòng xoáy trong một vỏ hình trụ thì bụi sẽ va vào thành

vỏ và rơi xuống đáy Khi ta đặt ở tâm dòng xoáy một ống dẫn khí ra, ta sẽ thu được khí không có bụi hoặc lượng bụi giảm đi khá nhiều

b cấu tạo và nguyên lý làm việc:

Bụi ra

Khí vào

Bụi ra

Cánh hướng gió Khí sạch ra

Kiểu dòng tiếp tuyến Kiểu dòng đồng trục

Cấu tạo và hoạt động của Cyclon đơn

1.2.5- Phương phỏp xử lý bụi bằng lọc màng và lọc túi.[4]

a Nguyờn lý hoạt động :

Khi cho dũng khớ cú chứa bụi đi qua lớp màng hoặc túi lọc do lỗ màng hoặc túi lọc cú kớch thước nhỏ hơn kớch thước phần tử bụi, kết quả chỉ cú cỏc phõn tử khớ đi qua, phần tử bụi bị giữ lại Khi lớp bụi đủ dày ngăn cản dũng khớ đi qua thỡ người ta tiến hành rung hoặc thổi ngược để thu hồi và làm sạch màng

a Cấu tạo và vận hành.

Màng lọc là nhũng tấm vải hỡnh túi hay hỡnh tấm được đặt trờn một giỏ

đỡ là những tấm cứng đan hoặc tấm liền cú đục lỗ

Túi lọc bằng vải nỉ cú dạng ống một đầu khõu kớn cũn một đầu để hở để khớ đi vào túi, để túi được bền hơn người ta đặt trong một khung cứng bằng kim loại hoặc bằng nhựa

Khí sạch

ống

Bụi Khí có bụi

b Cấu tạo và vận hành:

Cấu tạo vận hành và hoạt động

Khí sạch

Khí đã xử lý

1.2.7- Phương pháp lọc tĩnh điện.[4]

a Nguyên lý làm việc:

Trong một điện trường đều, có sự phóng điện của các điện tử từ cực âm sang cực dương Trên đường đi, nó có thể va phải các phân tử khí và ion hoá chúng hoặc có thể gặp các hạt bụi làm nó tích điện âm và chúng sẽ chuyển động về phía cực dương Tại đây chúng được trung hoà về điện, bụi được thu

ở các tấm cực dương, khí đi ra là khí sạch

b Cấu tạo và hoạt động:

Thụng thường trong cỏc thiết bị lọc bụi tĩnh điện kiểu cực tấm, người ta làm nhiều tầng điện cực õm và dương liờn tiếp nhau Trong thiết bị lọc hỡnh ống, điện cực dương là một ống rỗng, điện cực õm thường là một dõy dẫn trần, khi hoạt động xung quanh dõy dẵn thường cú quầng sỏng do điện tử ion hoỏ cỏc phõn tử khớ khi nú chuyển động qua điện cực dương.

Khí có bụi

B : Sơ đồ lọc tĩnh điện tấm

Khí có bụi

Bụi

Anốt (+)

(-)

Katốt

Khí sạch đưa ra

Katốt (-)

Bụi

Anốt (+)

Khí sạc

h đưa ra

1.2.8-Phương phỏp sủi bọt.[4]

a Nguyờn lý:

Khớ chứa bụi đi qua màng đục lỗ rồi đi qua lớp chất lỏng dưới dạng cỏc bọt khớ Bụi trong cỏc bọt khớ bị thấm ướt và bị kộo vào pha nước tạo thành cỏc huyền phự rồi được thải ra ngoài Khớ sau khi được làm sạch được thải ra mụi trường

Thiết bị làm sạch khỡ kiểu này phự hợp với nồng độ bụi khoảng 300mg/m3, cụng xuất cú thể lờn tới 50.000m3/h

200-A: sơ đồ một ống lọc tĩnh điện

(A)

(B)

b Cấu tạo và hoạt động :

Cấu tạo đơn giản của một thiết bị rửa khớ kiểu sủi bọt được mụ tả theo hỡnh trờn

Khớ được đi từ dưới lờn thụng qua mạng phõn phối, lội qua nước, qua màng ( lưới ) rửa rồi ra ngoài Nước được cấp liờn tục vào cửa nước và lấy ra

ở đỏy cựng với huyền phự

Khí chưa xử lý

Khí chưa xử lý Khí đ∙ xử lý

Chất lỏng thải ra

Đưa chất lỏng vào

Khí ô nhiễm

Tấm chắn

Sơ đồ thiết bị rửa khí kiểu sủi bọt

1.2.9- Rửa khớ khi kiểu dũng xoỏy [4]

a Nguyờn lý hoạt động

Dũng khớ cú tốc độ lớn thổi trực tiếp vào bề mặt chất lỏng theo một gúc xiờn, dưới ỏp lực của dũng khớ, chất lỏng sẽ bị tung lờn khớ và lỏng sẽ bị tiếp xỳc với nhau, bụi bị thấm ướt sẽ được giữ lại trong chất lỏng và khớ sạch đi ra ngoài

b Cấu tạo và vận hành:

Khí sạch

Cỏc kiểu thiết bị rửa khớ dũng xoỏy được mụ tả như hỡnh vẽ Đối với kiểu một và kiểu hai tuy cấu tạo cú khỏc nhau nhưng quỏ trỡnh vận hành tương tự nhau.

Dũng khớ và bụi được dẫn qua cửa một vào buồng rửa (với vận tốc thường từ 10 đến 15m/s ) do cấu tạo cú tấm chắn định hướng lờn dũng khớ tiếp xỳc với bề mặt chất lỏng dưới một gúc xiờn Dũng khớ và chất lỏng được tiếp xỳc với nhau trong vựng tiếp xỳc Hầu hết bụi sẽ được giữ lại trong lũng chất lỏng, dũng khớ chưỏ sol được đi qua màng tỏch sol và đi ra ngoài Huyền phự bụi được thường xuyờn lấy ra

Huyền phù bụi Sơ đồ hoạt động của thiết bị dòng xoáy

b Cấu tạo vận hành

Thiết bị rửa khớ kiểu đĩa quay được mụ tả như trờn Khớ thải được dẫn vào thiết bị theo cửa khớ vào ở phớa dưới, sau khi đi qua hệ thống đĩa quay sẽ đi ra ngoài theo cửa thoỏt ở phớa trờn Chất lỏng sẽ được phun vào đĩa trờn cựng hệ thống phun ở gần trục quay và phõn bố đều trờn mặt cỏc đĩa đồng thời chảy xuống phớa dưới Bụi bị thấm ướt sẽ chảy theo dũng chất lỏng đi xuống phớa dưới đỏy thỏp và được thường xuyờn thỏo ra theo cửa thoỏt

Khí vào

Huyền phù bụi

Hệ thống đĩa quay

Khí sạch Chất lỏng vào

Mô hình thiết bị lọc kiểu đĩa quay

1.3- Giới thiệu về xiclon và túi lọc [3],[1]

1.3.1- Giới thiệu về xiclon.[3]

Cỏc buồng thu bụi về xiclon là loại thiết bị thu bụi phổ biến nhất vỡ chỳng rẻ, cú cấu trỳc đơn giản, dễ vận hành và cú cụng xuất khỏ lớn

So với cỏc loại thiết bị khỏc thỡ chỳng cú những ưu điểm sau: So với các loại thiết bị khác thì chúng có những u điểm sau:

- Khụng cú những bộ phận động, chế tạo đơn giản, rẻ tiền

- Làm việc bền chắc ở nhiệt độ nhỏ hơn 5000c.

- Bôi thu hồi bụi được ở dạng khô có khả năng thu bụi có tính mài mòn

- Có thể làm việc với áp xuất lớn

- Khi tăng nồng độ bụi không giảm hiệu xuất của thiết bị

đi ra ngoài

Trong dòng chuyển động xoáy ốc, các hạt bụi chịu tác dụng của lực li tâm làm cho chúng có xu hướng tiến về phía thành ống của thân hình trụ rồi chạm vào đó, mất động năng và rơi xuống đáy phễu, trên ống xả người ta lắp van hoặc boongke để xả bụi

Trong thực tế, do các giải pháp phối hợp cũng như để xếp đặt các hệ thống vận chuyển để thu bụi người ta đặt các xiclon theo trạng thái thẳng đứng.Thùng chứa bụi của các xicon tham gia vào quá trình xoáy khí động, vì vậy nếu sử dụng xiclon không có thùng chứa hoặc có thùng chứa có kích thước bé hơn so với yêu cầu sẽ làm giảm hiệu xuất thu bụi của thiêt bị

1.3.1.2- Cấu tạo và các loại xiclon.[3]

Mặc dù các buồng xiclon đầu tiên xuất hiện trong công nghiệp từ hơn

100 năm trước, nhưng việc nghiên cứu để hoàn thiện cấu trúc và tăng hiệu xuất hoạt động của nó vẫn đang được tiếp tục Trên thế giới có nhiều loại xiclon, ở Nga có 20 loại xiclon đơn

Cỏc xiclon hỡnh trụ là loại cú năng xuất lớn, xiclon dạng cụn phễu cú hiệu xuất cao, đường kớnh xiclon hỡnh trụ khụng vượt quỏ 2000mm cũn xiclon hỡnh phễu khụng vượt quỏ 3000mm Bởi vỡ nếu vận tốc tiếp tuyến của dũng tiếp tuyến khụng đổi, nếu tăng đường kớnh xiclon thỡ lực hướng tõm tỏc dụng lờn cỏc hạt bụi sẽ giảm đi Ngoài ra đặt một xiclon cú cụng xuất lớn sẽ gặp khú khăn do chiều cao của nú phải lớn

1.3.1.3- Cỏc điều kiện đảm bảo hoạt động bỡnh thường của xiclon.[3]

Để xiclon hoạt động bỡnh thường cần thoả món cỏc điều kiện sau : Để xiclon hoạt động bình thờng cần thoả mãn các điều kiện sau :

- Khi dựng nhúm xiclon cú chung boong ke, phải trỏnh sự đổi dũng khớ đi

từ xiclon này đến xiclon khỏc Vỡ vậy những xiclon trong nhúm phải cú trở lực như nhau Khớ phải đi vào và đi ra như thế nào để đảm bảo sự phõn bố đều đặn giữa cỏc xiclon

- Khi lắp nhúm xiclon những ống dẫn khớ của cỏc xiclon nằm bờn ngoài phải hàn ngoài ống chớnh

- Hệ thống thỏo bụi phải kớn: Nếu hệ thống thỏo bụi khụng kớn khi làm việc với ỏp xuất cao sẽ cú hiện tượng xỡ bụi ra ngoài, khi xiclon làm việc ở ỏp xuất thấp sẽ cú hiện tượng hút khụng khớ vào làm cho độ sạch của khụng khớ giảm đi rất nhiều Tuyệt đối khụng được dựng phần hỡnh nún để chứa bụi chỉ

cú thể thỏo bụi từ boongke và từ van thuỷ lực Khụng được lắp cỏc van thuỷ lực vào lỗ và cửa của xiclon

- Nếu lượng khớ cần làm sạch thay đổi do vậy sẽ thay đổi chế độ của xiclon Vỡ vậy để thu bụi trong cỏc túi đi ra từ cỏc thiết bị cần đúng, mở cú chu kỳ cỏc thiết bi thu bụi khỏc trong hệ thống để duy trỡ lương khớ bụi và thiết bị ổn định

- Xiclon làm việc trong điều kiện ỏp xuất õm ( Nếu xiclon đặt trước quạt ) hoặc xiclon làm việc trong điều kiện ỏp xuất dương ( Nếu xiclon dặt sau quạt ) Trường hợp thứ nhất: giảm hao mũn mụ tơ quạt nếu như làm việc trong điều kiện ỏp xuất õm khỏ lớn phải chỳ ý độ kớn của thiết bị

- Để làm sạch các khí có nhiệt độ cao (>4000c) cần lót bên trong vỏ một líp gạch chịu lửa, các đường ống dẫn khí được chế tạo bằng thép chịu nhiệt hoặc bằng gốm

- Nhiệt độ khí cần làm sạch phải cao hơn nhiệt độ điểm sương từ

20-250C, mặt ngoài xiclon được lót một líp cách nhiệt

- Trong trường hợp hàm lượng bụi ban đầu trong khí lớn lại chuyển động qua hai xiclon nối tiếp thì xiclon thứ nhất phải có kích thước lớn, hiệu xuất thu bụi thấp lên cần tránh tắc bụi trong xiclon, còn xiclon thứ hai cần có hiệu xuất thu bôi cao hơn nghĩa là của thiết bị phải tối ưu Đặt hai xiclon cùng kiểu

và kích thước là không có ý nghĩa thực tế

- Khi đặt hai xiclon nối tiếp nhau, không nên đặt chung boongke để tránh những khí bụi trong boongke của xiclon này sang xiclon khác

- Hiệu xuất làm sạch bụi phụ thuộc vào độ kết dính và hàm lượng bụi trong không khí sự phân bố bụi theo độ kết dính cho ở bảng sau Nồng độ bụi cho phép của khí đi vào xiclon UH không kết dính và kết dính yếu cho ở bảng 5 Đối với bụi có độ kết dính trung bình lấy nồng độ cho phép giảm đi hai lần, đối với bụi kết dính mạnh giảm đi bốn lần so với trị số ở bảng 5

Bảng 4: phân loại nhóm bụi theo độ kết dính cho xiclon UH.[3]

- Bôi magiezit khô

- Bôi antrazit khô

- Bôi lò quay va lò hầm trong sản xuất xi măng

- Bôi xi măng trong không khí khô

Bảng 5: Hàm lượng bụi cho phép đối với Xiclon đơn ở 0 0 C và 760 torr (cho bụi không kết dính và kết dích yếu) [3]

Đường kính xiclon (mm) Hàm lưọng bụi cho phép (g/m 3 )

1.3.1.4.1- Lắp nối tiếp hai xiclon cùng loại.[1]

Khi hai xiclon cùng loại lắp nối tiếp nhau thì hiệu quả lọc của hệ thống

có cao hơn so với hiệu quả lọc của từng xiclon làm việc riêng lẻ, tuy nhiên sự tăng hiệu quả lọc Êy không nhiều trong khi đó sức cản của hệ thống tăng gấp đôi so với một xiclon

Ngoài ra sự tăng hiệu quả lọc của hệ thống hai xiclon mắc nối tiếp đáng xem xét là hiệu quả lọc theo cỡ hạt chứ không phải hiệu quả lọc tổng cộng, bởi vì khi lực tách bụi trong hai xiclon hoàn toàn như nhau thì xiclon thứ hai không thể tách được cỡ bụi có kích thước nhỏ hơn xiclon thứ nhất

Khi xét từng cỡ hạt bụi, nếu hiệu quả lọc đối với một cỡ hạt bụi nào đó của mỗi xiclon làm việc riêng lẻ là ηδ%, hiệu quả lọc cũng đối với cỡ hạt Êy của tổ hợp là η0% và G là khối lượng bụi thuộc cỡ hạt đã cho đi vào hệ thống,

100

.100

.100

.100

η

Tức là

1.3.1.4.2- Xiclon chùm.[1]

Đây là tổ hợp của nhiều xiclon kiểu đứng - tức là chuyển động ngược chiều có đường kính bé lắp song song trong một thiết bị hoàn chỉnh- gọi là xiclon chùm Số lượng của xiclon con trong xiclon chùm có thể lên tới hàng trăm chiếc tuỳ theo cỡ năng xuất của thiết bị

Có thể xem rằng hiệu quả lọc của xiclon chùm cũng bằng hiệu quả lọc của từng xiclon riêng biệt, mà như chúng ta đã biết, về mặt lý thuyết đường kính xiclon càng bé thì sức ly tâm càng lớn và do đó hiệu quả lọc càng cao Còn về tổn thất áp xuất cũng tương tự như trên, tức là tổn thất chung của hệ thống bằng tổn thất áp xuất của một xiclon con ( dù chúng có hàng trăm chiếc), dĩ nhiên là có cộng thêm các tổn thất áp xuất của các bộ phận phụ trợ như ống ra, ống vào v.v v Trong lúc đó, lưu lượng của hệ thống cũng bằng tổng lưu lượng của các xiclon con

Các xiclon con có đường kính 100, 150 và 250mm Miệng vào các xiclon còn có bộ phận tạo dòng xoáy ốc theo dạng chân vịt hoặc dạng trục vít Hiệu quả lọc của từng xiclon con cỡ đường kính trên có hiệu xuất dao động trong khoảng 75- 83% đối với cỡ bôi δ = 5µm, 93- 95% đối với cỡ bôi δ =

10µm và 99- 99,5% đối với cỡ hạt δ = 20µm

1.3.2- Thiết bị lọc tói [1],[2]

Các đặc tính quan trọng nhất của lưới lọc bụi đó là: hiệu quả lọc sức cản khí động và thời gian chu kỳ hoạt động trước khi thay mới hoặc hoàn nguyên

Thông thường quá trình lọc sảy ra trong lưới lọc bụi có thể chia thành hai giai đoạn

Trong giai đoạn đầu xảy ra quá trình giữ bụi trong líp lưới sạch, trong lúc đó xem rằng sự thay đổi cấu trúc của líp lưới lọc do bụi bám và các nguyên nhân khác là không đáng kể Giai đoạn này được gọi là giai đoạn ổn định, hiệu quả lọc và sức cản khí động của lưới lọc trong giai đoạn này là

không thay đổi theo thời gian và được xác định bởi cấu trúc líp lưới lọc, tính chất của bụi và chế độ chuyển động của dòng khí.

Giai đoạn thứ hai của quá trình lọc đó là giai đoạn không ổn định do

có sự thay đổi cấu trúc của líp lưới lọc bởi nhiều hạt bụi bị giữ lại trong đó, ảnh hưởng của độ Èm hoặc bởi các nguyên nhân khác làm cho sức cản khí động và hiệu quả lọc của lưới lọc thay đổi rõ rệt

Về vật liệu vải lọc thì có rất nhiều loại vải lọc, nó là các sợi con vê từ các sợi ngắn hoặc dài đường kính từ 6 - 40µm, vải dài hơn làm từ các xơ tự nhiên hoặc tổng hợp Sau khi trải lên bề mặt vải sẽ tạo thành lông tơ theo các hướng khác nhau của các xơ riêng biệt Các loại vải mỏng nhẹ hơn làm từ sợi thuỷ tinh sợi tổng hợp Loại này không chụi được sự trải nhưng mức độ bện sợi và mức độ phân bố của nó cao hơn nhiều so với các loại vải dày

Trong các thiết bị lọc tói vải nên sử dụng tải trọng khí không lớn nằm trong khoảng từ 0.3 -1.2m3/(m2.ph) Khi vận tốc khí lớn sẽ dẫn tới líp bụi quá dày và làm thay đổi đột ngột trở lực của thiết bị Ngoài ra khi vận tốc lọc lớn

sẽ đòi hỏi phải tái sinh thường xuyên sẽ làm cho vải bị mài mòn rất nhanh và chóng háng các cơ cấu của thiết bị Như vậy để đạt được độ bền của thiết bị

và đạt được hiệu quả lọc cao, cần phải có bề mặt lớn và tránh sự làm sạch quá mức khi tái sinh tói vải

Dưới đây là một số dạng tói lọc:

- Vải bông có tính lọc tốt giá thành rẻ, nhưng nó chỉ được sử dụng hạn chế làm vải lọc, vì chúng có độ bền nhiệt thấp, dễ cháy và có dung lượng Èm cao

- Vải len có độ thấm khí không cao ,đảm bảo sự lọc ổn định và dễ tái sinh, tuy nhiên vải len không bền đối với những khí có chứa hơi axit ở các nhà máy kim loại màu khi lọc bụi, thời gian phục vụ của vải len là từ 9 - 12 tháng, nếu chụi ảnh hưởng lâu dài của nhiệt độ cao hơn 1000c thì vải len trở lên dòn Giá thành của vải len cao hơn nhiều so với vải bông và vải tổng hợp

- Trong những năm gần đây các loại vải tổng hợp đã từng bước thay thế vải bông và vải len vì chúng có độ bền cao, chịu được nhiệt độ cao và chịu

được tác động của môi trường độc hại Trong đại đa số các trường hợp giá thành của nó thấp hơn giá thành của vải len ví dụ: vải nitron có độ bền cơ học cao, có thể sử dụng lâu dài ở nhiệt độ 120 - 1300c và có thể chịu tác động của nhiệt độ đến 1800c trong một thời gian ngắn Thời gian phục vụ của các tói vải này từ 9 - 12 tháng hay hơn nữa.

Vải thuỷ tinh bền ở nhiệt độ 150 - 2500c , khi mà các sơ tổng hợp và các sơ tự nhiên đã bị phá háng Để làm cho chúng chịu được sự tốt hơn của sự bền uốn người ta tiến hành gia công nhiệt hoá cho các loại vải thuỷ tinh Vải thuỷ tinh đã thẫm ướt trở lên đàn hồi, có bề mặt nhẵn và kỵ nước, dễ dàng làm bong líp bụi thu hồi khỏi bề mặt đó

1.3.2.1- Cách phân loại tói lọc:[5]

Thiết bị lọc tói có thể phân loại theo các điều kiện sau :

a Theo phương pháp dẫn khí vào thiết bị lọc

Nghĩa là khí chứa bụi được dẫn vào (dưới áp xuất âm ) Các khí bụi có ảnh hưởng nhiều đến sức khoẻ con người, nên tói lọc làm việc trong điều kiện

áp xuất âm

b Phân loại theo số lượng tói vải trong các ngăn thiết bị lọc:

Thực tế có hai loại ngăn: ngăn có số lượng tói vải lớn ( hàng chục, hàng trăm ) và ngăn có số lượng tói vải không lớn ( thường là từ 8- 15)

c Phân loại theo đường kính tói vải :

Đường kính tói vải yêu cầu phổ biến nhất là 105 - 220mm và chiều dài lớn hơn hoặc bằng 2,2 - 3,4m

d Phân loại theo phương pháp giảm trở lực có chu kỳ tái sinh của tói vải :

Trong các tói vải có cấu tạo hoàn chỉnh, phương pháp tái sinh tói vải phụ thuộc vào kiểu tói và loại xơ được chế tạo Khi cần tái sinh tói vải người

ta sử dụng các phương pháp thổi ngược hoặc phương pháp rung

e Theo cấu tạo cơ học tái sinh của tói vải chia ra:

Thiết bị rung cơ học, trong đó có bộ phận bằng điện, cơ học hoặc thuỷ lực có hệ thống van và cơ cấu rung tói vải điều chỉnh tự động hoặc thủ công.

f Phân loại theo hình dáng vỏ thiết bị: Hình hộp, hình nón

g Phân loại theo vật liệu chế tạo vỏ thiết bị :

Vỏ bằng thép lá có cách nhiệt, Ýt dùng bê tông chịu nhiệt, gạch ximăng chịu nhiệt

1.3.2.2- Trở lực qua thiết bị lọc, tốc độ lọc, mức thu bụi và tuổi thọ của tói [5]

Các tói lọc ứng dụng trong sản xuất để thu hồi các bụi do quá trình thăng hoa có hiệu xuất thu bụi lớn hơn 99,9%

Khi tói lọc là xơ len, xơ tổng hợp không tái sinh đều, tói lọc thu hồi các bụi do thăng hoa có tốc độ lọc từ 0,24 - 0,35 (m3/m2.ph) hoặc là từ (1,1-1,2m3/m2 ph) khi lọc các hạt bụi có kích thước lớn ( do cơ học ) hoặc hàm lượng bụi do thăng hoa lúc dầu nhỏ (khí của máy ) có thể cho phép tốc độ lọc lớn hơn (từ 2-2,5m3/m2.ph)

Đối với tói lọc xơ thuỷ tinh dược tái sinh, tốc độ lọc khoảng 0,5m3/m2.ph, ở các thiết bị có thổi luồng khí tái sinh tói lọc cho phép tốc độ lớn hơn hoặc bằng 3-5 m3/m2.ph khi hàm lượng bụi trong khí nhỏ 300-500mg/m3

0,3-Trở lực qua tói vải từ 685-1280N/m2, còn trở lực qua tói lọc bằng sơị thuỷ tinh từ 1180-1960N/m2, nên tói lọc được tái sinh bằng thổi luồng có trở lực từ 1479-1960N/m2

Một thông số quan trọng để bảo dưỡng tói lọc là tuổi thọ của tói lọc vải (70% len và 30% caprôn) có khối lượng riêng 500g/m2, tuổi thọ trung bình của tói từ 6 đến 7 tháng khi làm sạch các khí lò đứng, máy thiêu kết, lò luyện

sỉ thăng hoa của các nhà máy sản xuất chì, lò ống của các nhà máy sản xuất kẽm

Tói lọc là xơ tổng hợp nitrôn có khối lương riêng là 400g/m3 làm việc ở điều kiện khí lọc có nhiệt độ cao 1300c Tuổi thọ của tói lọc sẽ giảm khi tăng trở lực qua tói vải, nghĩa là khi tăng lưu lượng khí qua tói lọc và tải trọng bụi

tác dụng lên tói Tuổi thọ tói lọc bằng xơ len, tái sinh tói vải theo phương pháp xoắn có thể đạt trên 2 năm Tuổi thọ của tói vải thụ thuộc vào chất lượng nguyên liệu chế tạo xơ, phương pháp chuẩn bị, xắp xếp khi vận chuyển bảo quản.

1.3.2.3- Quá trình tái sinh tói lọc.[2]

Hoàn nguyên phân tố lọc là phá huỷ và tách líp bụi bám ra khỏi vật liệu lọc, nhằm giảm sức cản khí động của thiết bị để nó hoạt động bình thường trở lại Để hoàn nguyên vật liệu lọc có thể sử dụng các phương pháp sau :

Sù rung lắc đơn nguyên lọc (cơ học, khí động bằng cách xung động hoặc thay đổi đột ngột hướng của dòng khí, tác động của các dao động âm

Thổi ngược chiều các đơn nguyên lọc bằng khí sạch hoặc bằng không khí Trong nhiều thiết bị sử dụng cả hai phương pháp tái sinh Sù rung lắc cơ học hiệu quả nhất đối với các tói lọc vải theo hướng dọc, nhưng như vậy tói lọc vải bị ăn mòn mạnh, đặc biệt ở phần dưới Sù rung lắc cần phải ngắn và đột ngột nhưng không quá mạnh để tránh lực cơ học lớn vào vải Sự dịch chuyển dao động các phần bên trên của tói lọc theo phương pháp nằm ngang gây sự mài mòn Ýt hơn, nhưng Ýt hiệu quả hơn bởi vì sự dao dông lan truyền không tốt theo chiều dài của tói lọc Công đoạn rung lắc các tói vải lọc theo phương pháp dọc như sau: Nâng thanh treo lên 7 đến 10 cm, sau đó cho rơi tự

do từ độ cao này cùng với tói vải lọc xuống để giảm xóc va đập Việc nâng và thả các tói lọc được lặp đi lặp lại 5 đến 15 lần phụ thuộc vào các tính chất của hạt bụi Phương pháp tái sinh này khá hiệu quả và sử dụng cho các loại vải nặng mà trên chúng giữ 1kg bụi/m2 trong trạng thái cân bằng Sự dao đông của các tói vải lọc theo hướng nằm ngang thường được sử dụng cho các vải mỏng với bề mặt nhẵn

Sù rung lắc khí động được thực hiện bằng cách cấp xung lượng không khí nén trong lòng mỗi đơn nguyên lọc, áp xuất dư của không khí nén dùng để