KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ KHÍ THẢI LÒ HƠI CHO CÔNG TY TNHH TÂN ĐỨC KHANH HUYỆN ĐỨC HÒA TỈNH LONG AN CÔNG SUẤT 7000M3H

MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG DANH MỤC HÌNH MỞ ĐẦU 1 1. ĐẶT VẤN ĐỀ 1 2. MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI 2 3. PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN 2 4. NỘI DUNG THỰC HIỆN 2 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ KHÍ THẢI 3 1.1. CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ DO BỤI 3 1.1.1. Phương pháp khô 3 1.1.1.1. Thiết bị thu hồi bụi khô 3 1.1.1.2. Thiết bị lọc bụi khô 9 1.1.2 Phương pháp ướt 13 1.1.2.1. Thùng rửa khí rỗng 14 1.1.2.2. Thiết bị rửa khí trần 14 1.1.2.3. Thiết bị rửa khí đệm 15 1.1.2.4. Thiết bị sủi bọt 15 1.1.2.5. Thiết bị rửa khí va đập quán tính 16 1.1.2.6. Thiết bị rửa khí ly tâm 16 1.1.3. Thiết bị lọc điện 17 1.2. CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ KHÍ CO 18 1.2.1. Phương pháp đốt 18 1.2.2. Phương pháp hấp thụ 18 1.2.2.1. Hấp thụ bằng dung dịch Cu(NH3)m(H2O)n+ 18 1.2.2.2. Hấp thu bằng Clorua đồng nhôm CuAlCl4 (2050%) và (8090%) Toluen 19 1.2.2.3. Hấp thụ bằng Nitơ lỏng 19 1.2.3. Hấp phụ bằng than hoạt tính 19 1.3. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ DỰ ÁN 19 1.3.1. Tên dự án 20 1.3.2. Chủ dự án 20 1.3.3. Vị trí địa lý của dự án 20 1.3.4. Các hạng mục công trình của dự án 21 1.3.5. Quy trình sản xuất của dự án 22 CHƯƠNG 2 CÔNG NGHỆ XỬ LÝ KHÍ THẢI LÒ HƠI 26 2.1. ĐẶC ĐIỂM LÒ HƠI TRONG DỰ ÁN 26 2.2. CƠ SỞ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ 28 2.2.1. Đặc điểm nguồn nguyên liệu củi trấu 28 2.2.2. Yêu cầu xử lý thải 31 2.2.3. Phân tích công nghệ 33 2.2.3.1. Công nghệ xử lý khí CO từ lò hơi 33 2.2.3.2. Công nghệ xử lý bụi của lò hơi đốt củi trấu 33 2.2.4. Kết luận 36 2.3. ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ KHÍ THẢI 37 2.3.1. Sơ đồ công nghệ 37 2.3.2. Thuyết minh công nghệ 37 2.4. TÍNH TOÁN THIẾT BỊ 38 2.4.1. Kích thước thùng rửa khí 38 2.4.1.1. Tính toán vòi phun 39 2.4.1.2. Tính toán hiệu suất 41 2.4.1.3. Tính toán các thông số đầu ra 43 2.4.2. Tính toán thiết bị phụ trợ 44 2.4.2.1. Đường kính ống dẫn 44 2.4.2.2. Bộ phận phân phối lỏng 45 2.4.2.3. Lưới phân phối khí 46 2.4.2.4. Lưới chắn lỏng 47 2.4.3. Tính bề dày thân 48 2.4.3.1. Chọn vật liệu 48 2.4.3.2. Xác định ứng suất cho phép của thép CT3 48 2.4.3.3. Chiều dày thân 49 2.4.4. Tính đáy và nắp 51 2.4.5. Tính bích 53 2.4.5.1. Tính bích nối nắp với thân 53 2.4.5.2. Tính mặt bích nối ống dẫn khí vào và ra 54 2.4.6. Tính chân tháp 55 2.4.7. Tính toán chiều cao ống khói 56 2.4.7.1. Đường kính ống thải 56 2.4.7.2. Tính chiều cao ống thải 57 2.4.7.3. Trở lực của ống thải 57 2.4.8. Chọn quạt hút 59 2.4.8.1. Tổn thất áp suất đường ống nối thiết bị thùng rửa khí rỗng với quạt 59 2.4.8.2. Tổn thất áp suất trong đường ống nối từ quạt đến ống khói 60 2.4.8.3. Tổn thất áp suất của thiết bị 61 2.4.8.4. Chọn quạt gió 61 2.4.9. Chọn bơm 62 2.4.10. Tính sân phơi bùn 63 2.4.11. Ngăn chứa cặn và hồ chứa nước 64 2.5. GIẢM PHÁT THẢI KHÍ CO 64 2.6. QUY TRÌNH VẬN HÀNH HỆ THỐNG XỬ LÝ KHÍ THẢI LÒ HƠI 64 2.6.1. Một số điểm cần lưu ý trước khi vận hành thiết bị 64 2.6.2. Quá trình vận hành 65 2.6.3. Một số sự cố gặp phải khi vận hành thiết bị 66 2.6.4. Cách khắc phục khi gặp sự cố 66 CHƯƠNG 3 KHAI TOÁN KINH TẾ 67 3.1. CHI PHÍ NGUYÊN LIỆU 67 3.2. CHI PHÍ THÙNG PHUN KHÍ RỖNG 67 3.3. CHI PHÍ ỐNG DẪN 68 3.4. ỐNG KHÓI 69 3.5. CÁC THIẾT BỊ KHÁC 70 3.6. TỔNG CHI PHÍ XÂY DỰNG 71 3.7. CHI PHÍ QUẢN LÝ VÀ VẬN HÀNH 71 3.7.1. Chi phí điện năng 71 3.7.2. Chi phí nhân công 72 3.7.3. Chi phí nước sạch 72 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 74 1. KẾT LUẬN 74 2. KIẾN NGHỊ 74 TÀI LIỆU THAM KHẢO 76

MỞ ĐẦU

1 ĐẶT VẤN ĐỀ

Ngày nay, cùng với sự phát triển kinh tế là sự ô nhiễm môi trường ngày càng gia tăng Môi trường bị ô nhiễm sẽ có những ảnh hưởng không nhỏ đến đời sống của con người cũng như động vật, phá vỡ các mối cân bằng sinh thái, cảnh quan đô thị

Để tạo sự cân bằng sinh thái, môi trường sống trong sạch trước tiên phải kể đến môi trường tự nhiên mà trong đó môi trường không khí đóng vai trò quan trọng nhất

Ô nhiễm không khí hiện nay đang là một vấn đề đáng quan tâm khi số lượng các khu công nghiệp, khu chế xuất ngày càng tăng 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 sạch hoặc gây ra sự tỏa mùi, có mùi khó chịu, giảm tầm nhìn xa Khi tốc

độ đô thị hóa 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 căn bệnh về da, mắt, đặc biệt là đường

hô hấp Vì vậy việc xử lý bụi và khí thải trong sản xuất là bước quan trọng cần phải

có trong các khu công nghiệp, nhà máy để bảo vệ môi trường không khí

Hiện nay nước ta đang trên đà phát triển, cuộc sống của người dân ngày càng được nâng cao Chính vì thế, nhu cầu ăn mặc của bản thân con người ngày càng được trú trọng hơn, không chỉ mặc để giữ ấm mà còn phải đẹp và hợp thời trang Để có thể phục vụ cho nhu cầu này của người dân thì hàng loạt các khu công nghiệp dệt nhuộm đã đua nhau mọc lên Trong đó tiêu biểu là Công ty TNHH dệt nhuộm Tân Đức Khanh thuộc KCN Hải Sơn tỉnh Long An Bên cạnh những lợi ích nhìn thấy được từ công ty dệt nhuộm Tân Đức Khanh mang lại thì có một vấn đề cần hết sức đáng quan tâm, đó chính là quá trình đốt nhiên liệu bằng củi trấu để cấp cho nồi hơi

mà công ty này đang sử dụng Quá trình này phát sinh ra nhiều bụi và khí thải ảnh hưởng không chỉ trực tiếp đối với người công nhân trong nhà máy mà còn gây ảnh hưởng đến khu vực dân cư xung quanh

Theo bảng báo cáo đánh giá tác động môi trường của công ty Tân Đức Khanh năm

2014 đối với dự án đầu tư xây dựng nhà máy sản xuất vải thun màu công suất 1.800 tấn sản phẩm/năm tại huyện Đức Hòa, tỉnh Long An, căn cứ theo số liệu ước tính khi so sánh với QCVN 19:2009/BTNMT – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về khí thải công nghiệp đối với bụi và các chất vô cơ, cột B cho thấy các chỉ tiêu đều vượt quy chuẩn quy định cho phép Do đó việc thiết kế một hệ thống xử lý bụi và khí thải trong nhà máy trước khi thải ra môi trường không khí xung quanh là hết sức cần thiết để đảm bảo sự phát triển bền vững

2 MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI

Tính toán thiết kế hệ thống xử lý khí thải lò hơi công ty TNHH dệt nhuộm Tân Đức Khanh huyện Đức Hòa, tỉnh Long An công suất 7000m3/h để nồng độ khí thải sau

Phương pháp tham khảo ý kiến chuyên gia;

4 NỘI DUNG THỰC HIỆN

Để hoàn thành mục tiêu của đề tài thì cần thực hiện các nội dung như sau:

- Xác định nguyên vật liệu dùng để đốt lò hơi;

- Xác định các thành phần gây ô nhiễm có trong khí thải lò hơi;

- Lựa chọn phương pháp xử lý khí thải;

- Tính toán thiết kế hệ thống xử lý khí thải lò hơi cho nhà máy;

- Tính toán kinh tế cho hệ thống xử lý;

- Vẽ sơ đồ công nghệ và chi tiết thiết bị;

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ KHÍ THẢI 1.1 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ DO BỤI

1.1.1 Phương pháp khô

1.1.1.1 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 dòng khí hoặc nhờ vào vách ngăn) và ly tâm (các xiclon đơn, nhóm và tổ hợp, các thiết bị thu hồi bụi xoáy và động)

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

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

Bảng 1.1 Các thông số đặc trưng của thiết bị thu hồi bụi khô

suất tối

đa (m 3 /h)

Hiệu quả xử

lý

Trở lực (Pa)

Giới hạn nhiệt độ ( 0 C)

Buồng lắng Không

giới hạn

% 90 80 );

50 (  m  50 ÷ 130 350 ÷ 550

Xiclon 85.000 (  10m); 50  90 % 250÷ 1.500 350 ÷ 550

Thiết bị gió

xoáy

30.000 (  2m); 90 % <2000 < 250

Xiclon tổ hợp 170.000 (  5m); 90 % 750÷ 1.500 350 ÷ 450 Thiết bị lắng

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 trường lắng xuống phía dưới và rơi vào bình chứa hoặc đưa ra ngoài bằng vít tải hay băng tải

Buồng lắng bụi hoạt động có hiệu quả đối với các hạt có kích thước > 50 m, còn các 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 vào các vách ngăn vào thiết bị

 Thiết bị lắng quán tính

Nguyên lý hoạt động: Khi đột ngột thay đổi chuyển hướng chuyển động của dòng khí, các hạt bụi dưới tác dụng của lực quán tính tiếp tục chuyển động theo hướng cũ

và tách ra khỏi khí, rơi vào bình chứa

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

xử lý của thiết bị này dạng này từ(65÷80)% đối với các hạt bụi có kích thước (25÷30 )m Trở lực của chúng trong khoảng (150÷390) N/m2

 Thiết bị lá xách

Các thiết bị này có dãy lá chắn hoặc các vòng chắn Khí đi qua mạng chắn, đổi hướng đột ngột, các hạt bụi do quán tính chuyển động theo hướng cũ tách ra khỏi khí hoặc va đập vào các tấm phẳng nghiêng, lắng trên đó rồi rơi xuống dòng khí bụi Kết quả khí được chia thành hai dòng: Dòng chứa bụi nồng độ cao (10% thể tích) được hút qua xiclon để tiếp tục xử lý, rồi sau đó được trộn với dòng đi qua các tấm chắn (chiếm 90% thể tích) Vận tốc khí trước mạng chóp phải đủ cao (15m/s)

để đạt hiệu quả tách bụi quán tính) Trở lực của lưới khoảng(100÷500)N/m2 Thiết

bị lá xách được sử dụng để thu hồi bụi có kích thước trên 20m

Yếu điểm của lá xách là sự mài mòn các tấm chắn khi nồng độ bụi cao và có thể 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 không quá 450÷6000C

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 lực nhỏ nhưng thu hồi các hạt mịn kém hơn

Trong thực tế, người ta ứng dụng rộng rãi xiclon trụ và xiclon chóp (không có thân trụ) 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 nhau như 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 xiclon mắc 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 không phải do dòng khí được đưa vào theo phương tiếp tuyến mà do các dụng cụ định hướng dạng 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 hộp phân phối, từ đó đi vào các không gian giữa vỏ đơn nguyên và ống xả Trong khoảng không gian này có đặt các dụng cụ định hướng để tạo sự chuyển động xoáy Bụi sau khi tách đi qua lỗ tháo bụi và vào thùng chứa

 Thiết bị thu hồi bụi xoáy

Cũng giống như xiclon, thiết bị này ứng dụng có chế lắng bụi ly tâm Điểm khác cơ bản 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 tâm bụi văng ra phía ngoài, gặp dòng khí xoáy thứ cấp hướng xuống dưới, đẩy chúng vào khoảng không gian vành khăn giữa các ống Không gian vành khắn chung quanh ống vào 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 thứ cấp

Nhược điểm:

- Cần có cơ cấu thổi khí phụ trợ

- Vận hành phức tạp

- Lượng khí qua thiết bị lớn

 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 nhiều hơn 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, lượng kim 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 các trầm 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

1.1.1.2 Thiết bị lọc bụi khô

 Thiết bị lọc vải

Nguyên lý: Khi cho khí qua vách ngăn xốp, các hạt rắn được giữ lại còn khí đi

xuyên qua nó hoàn toàn

Trong quá trình lọc bụi, các hạt bụi khô tích tụ trong các lỗ xốp hoặc tạo thành lớp bụi trên bề mặt vách ngăn, do đó chúng trở thành môi trường lọc đối với các hạt bụi đến sau Tuy nhiên bụi tích tụ càng nhiều làm cho kích thước lỗ xốp và độ xốp chung của vách ngăn càng giảm, vì vậy sau một thời gian làm việc nào đó cần phải phá vỡ và loại lớp bụi ra Như vậy, quá trình lọc bụi phải kết hợp với quá trình phục hồi vật liệu lọc

Trong quá trình làm sạch khí, các hạt bụi tiến gần đến các sợi hoặc bề mặt vật liệu hạt, va chạm với chúng và lắng xuống do tác dụng của lực thẩm thấu, quán tính và hút tĩnh điện

Thiết bị lọc được chia làm 3 loại, phụ thuộc vào chức năng và nồng độ bụi vào, ra:

- Thiết bị tinh lọc (Hiệu quả cao): dùng để thu hồi bụi cực nhỏ với hiệu quả rất cao ( >99% ) với nồng độ đầu vào thấp (<1mg/m3 ) và vận tốc lọc < 10cm/s Thiết bị lọc này ứng dụng để thu hồi bụi độc hại đặc biệt, cũng như để siêu lọc không khí Vật liệu lọc không được phục hồi

- Thiết bị lọc không khí: được sử dụng trong hệ thống thông khí và điều hòa không khí Chúng được dùng để lọc khí có nồng độ bụi nhỏ hơn 50 mg/m3 với vận tốc lọc (2,5÷3) m/s Vật liệu lọc có thể được phục hồi hoặc không phục hồi

- Thiết bị lọc công nghiệp (vải, hạt, sợi thô): được sử dụng để làm sạch khí công nghiệp có nồng độ bụi đến 60 g/m3 với kích thước hạt lớn hơn 0,5 m, vật liệu lọc thường được phục hồi

Nguyên lý hoạt động: Quá trình lọc bụi trên vải lọc xảy ra theo 3 giai đoạn:

- Giai đoạn 1: khi vải lọc còn sạch, các hạt bụi lắng trên các lớp xơ nằm trên bề mặt sợi và giữa các sợi Ở giai đoạn này, hiệu suất lọc bụi còn thấp

- Giai đoạn 2: khi đã có một lớp bụi bám trên bề mặt vải, lớp bụi này trở thành môi trường lọc bụi thứ 2 Hiệu suất lọc bụi ở giai đoạn này rất cao

- Giai đoạn 3: sau một thời gian làm việc, lớp bụi bám trên vải sẽ dày lên làm tăng trở lực của thiết bị, vì vậy phải làm sạch vải lọc Sau khi làm sạch vải lọc vẫn còn một lượng lớn bụi nằm giữa các xơ, cho nên trong giai đoạn 3 này hiệu suất lọc vẫn còn cao

Vải lọc phải thỏa mãn các yêu cầu sau đây:

- Khả năng chứa bụi cao và ngay sau khi phục hồi bảo đảm hiệu quả lọc cao;

- Giữ được khả năng cho khí xuyên qua tối ưu;

- Độ bền cơ học cao khi ở nhiệt độ cao và môi trường ăn mòn;

- Có khả năng được phục hồi;

- Giá thấp

Vật liệu lọc phổ biến nhất lầ vải bông, len, vải tổng hợp và vải thủy tinh:

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

- Vải len có khả năng cho khí xuyên qua lớn, bảo đảm độ sạch ổn định và dễ phục hồi nhưng không bền hóa và nhiệt, giá cao hơn vải bông; khi làm việc lâu

ở nhiệt độ cao, sợi len trở nên giòn, chúng làm việc đến 900C;

- Vải tổng hợp bền nhiệt và hóa, giá rẻ hơn vải bông và vải len Trong môi trường axit độ bền của chúng cao, còn trong môi trường kiềm độ bền giảm;

- Vải thủy tinh bền ở (150÷350)0C Chúng được chế tạo từ thủy tinh nhôm silicat không kiềm hoặc thủy tinh magezit

Vải có thể phục hồi bằng hai phương pháp cơ bản:

- Rung vật liệu lọc (cơ học, khí động học);

- Thổi ngược vật liệu lọc bằng khí sạch hoặc không khí

Ưu điểm: Hiệu suất lọc bụi cao ( 98÷99 )%, phù hợp với các loại bụi có đường kính nhỏ

Nhược điểm:

- Giá thành và chi phí quản lý cao vì đòi hỏi những thiết bị tái sinh vải lọc, thiết

- Các thiết bị loại xơ mỏng:

Loại thiết bị này có thể làm sạch tinh những tinh thể khí lớn khỏi các hạt bụi có kích thước khác nhau Để thu hồi bụi có độ phân tán cao (0,1÷0,5)m với hiệu suất lớn hơn 99% Người ta sử dụng các thiết bị lọc dạng tấm phẳng hoặc các lớp mỏng vật liệu lọc dạng xơ đường kính nhỏ hơn 5m Vận tốc lọc từ (0,01÷0,1) m/s Nồng

độ bụi ban đầu > 5mg/m3 Loại này không tái sinh được bộ lọc

độ (5÷50) mg/m3, khi đó kích thước hạt bụi chủ yếu nhỏ hơn (5÷10)m

Quá trình lọc trong thiết bị lọc sợi bao gồm 2 giai đoạn: Ở giai đoạn 1(lọc ổn định): các hạt bụi không làm thay đổi cấu trúc của lớp lọc Trong giai đoạn 2 (lọc không

ổn định) trong vật liệu lọc xảy ra sự biến đổi cấu trúc liên tục do lượng bụi tích tụ lớn Do đó hiệu quả xử lý và trở lực lớp lọc luôn thay đổi Lý thuyết lọc trong các lớp lọc này chưa được nghiên cứu đầy đủ

1.1.2 Phương pháp ướt

Quá trình thu hồi bụi theo phương pháp ướt dựa trên sự tiếp xúc của dòng khí bụi với 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 bề mặt 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 bị dính 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 theo nhiều cơ chế khác nhau Thiết bị lọc bụi ướt có các ưu điểm và nhược điểm so với các thiết bị dạng khác như sau:

Ưu điểm:

- Dễ chế tạo, giá thành thấp, 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 buị có thể thu hồi hơi và khí

Chất lỏng tưới thiết bị thường là nước Khi kết hợp quá trình thu hồi bụi với xử lý hóa học, chất lỏng được chọn theo quá trình hấp thụ

1.1.2.1 Thùng rửa khí rỗng

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 chuyển động qua buồng Để tăng hiệu suất lọc bụi, trong buồng có thể bố trí các tấm chắn, các tấm đục lỗ hoặc tưới Cuối buồng rửa có bộ phận tách nước Vận tốc chuyển động của khí trong buồng khoảng 0,6-1,2 m/s Thời gian lưu khí <3s Lượng nước phun 0,2-1,04l/m3

Hiệu suất tách bụi của thiết bị:

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

Vận tốc dòng khí trong thiết bị thường trong khoảng (0,6÷1,2) m/s đối với thiết bị không có bộ tách giọt và khoảng (5÷8) m/s đối với thiết bị có bộ tách giọt Trở lực của tháp 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 được chọn vào khoảng (0,5÷8)l/m3 khí

1.1.2.3 Thiết bị rửa khí đệm

Tháp rửa khí đệm là tháp với lớp đệm đổ đống hoặc được sắp xếp theo trật tự xác định Chúng được ứng dụng để thu hồi bụi dễ dính ướt, nhưng với nồng độ không cao và khi kết hợp với quá trình hấp thụ do lớp đệm hay bị bịt kín nên loại thiết bị này ít được sử dụng Ngoài tháp ngược chiều, trên thực tế người ta còn ứng dụng thiết bị rửa khí với sự tưới ngang

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, độ phân tán Hiệu quả thu hồi bụi có kích thước d  2m trên 90% Thực tế hạt có kích thước (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 tới 1500N/m2

1.1.2.4 Thiết bị sủi bọt

Phổ biến nhất là thiết bị sủi bọt với đãi chảy sụt và đĩa chảy qua Đĩa chảy sụt có thể

là đĩa lỗ, đĩa rãnh Bụi được thu hồi bởi lớp bọt được hình thành do tương tác của khí 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 do dòng khí thay đổi hướng chuyển động khi đi qua đĩa Hiệu quả của giai đoạn này chỉ lớn 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 cao đập 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 hạt bụi (2÷5)m

Thiết bị sủi bọt có ưu điểm là hiệu quả thu hồi bụi cao đối với hạt có kích thước lớn hơn 2m và trở lực không lớn hơn (300÷1000)N/m2 Tuy nhiên, nó còn tồn tại các yếu điểm sau:

- Hạt có kích thước nhỏ hơn 2m không được thu hồi hoàn toàn;

- Cần có bộ phận tách giọt lỏng;

- Không cho phép lưu lượng khí dao động lớn vì như vậy sẽ phá vỡ chế độ tạo bọt;

- Không cho phép nồng độ bụi trong khí dao động lớn vì có thể làm bẩn đĩa

1.1.2.5 Thiết bị rửa khí va đập quán tính

Trong các thiết bị này, sự tiếp xúc của khí với nước được thực hiện do sự va đập của dòng khí lên bề mặt chất lỏng và do sự thay đổi hướng đột ngột của dòng khí Kết quả của sự va đập là các giọt lỏng đường kính (300÷400)m được tạo thành, làm gia tăng quá trình lắng bụi

Đối với thiết bị dạng này, mực nước cố định đóng vai trò quan trọng Sự thay đổi nhỏ của mực nước cũng cơ thể làm giảm hiệu quả thu hồi bụi hoặc làm tăng trở lực của thiết bị Hiệu quả của thiết bị thu hồi va đập quán tính đến 99,5% đối với các hạt bụi có kích thước lớn hơn 3m

1.1.2.6 Thiết bị rửa khí ly tâm

Thu hồi bụi trong thiết bị rửa khí ly tâm diễn ra dưới tác dụng của hai lực: lực ly tâm và lực quán tính Hiệu quả thu hồi bụi có kích thước (2÷5)m đạt 90%

Các thiết bị rửa khí ly tâm được ứng dụng trong thực tế, theo kết cấu có thể chia làm hai dạng:

- Thiết bị, trong đó dòng xoáy được thực hiện nhờ cánh quạt quay đặt ở trung tâm

- Thiết bị với ống khí vào theo phương tiếp tuyến Nước rửa khí chảy qua vòi phun ở trung tâm và chảy thành màng trên thành thiết bị

Đặc điểm của thiết bị này là chất lỏng ít bị cuốn theo khí vì lực ly tâm làm lắng các giọt lỏng trên thành thiết bị

1.1.3 Thiết bị lọc điện

Trong thiết bị lọc điện, khí được xử lý bụi nhờ tác dụng của lực điện trường

Nguyên lý hoạt động: Khí thải được thổi qua hai điện cực Điện cực nối đất được gọi là điện cực lắng vì bụi chủ yếu được lắng ở điện cực này Điện cực còn lại được gọi quầng sáng Điện cực này được cung cấp dòng điện một chiều có hiệu thế cao,

do điện thế cao nên cường độ điện trường xung quanh lớn và gây ra sự va đập ion mãnh liệt Dưới tác dụng của lực điện trường, các ion sẽ chuyển dịch về phía các điện cực trái dấu và tạo nên dòng điện Khi thổi khí thải có chứa bụi qua không gian của hai điện cực, các ion sẽ bám dính trên bề mặt các hạt bụi và hạt bụi trở nên mang điện Dưới tác dụng của lực điện trường, các hạt bụi sẽ chuyển dịch tới các điện cực trái dấu Khi tới các điện cực, các hạt bụi được lắng lại trên bề mặt điện cực Theo những khoảng thời gian xác định, tùy thuộc mức độ tích tụ bụi, người ta rung lắc điện cực hoặc xối nước điện cực rồi thu lấy bụi

Trong công nghiệp, người ta còn sử dụng thiết bị lọc điện ướt, trong đó việc làm sạch các điện cực được thực hiện bằng cách tưới qua vòi phun Thiết bị lọc điện ướt được ứng dụng để thu hồi bụi, sương các axit khác nhau

Thiết bị lọc điện xử lý thể tích khí lớn khỏi các hạt bụi kích thước từ (0,01÷100)m

ở nhiệt độ đến (400÷500)0C Trở lực của thiết bị lọc điện khoảng 150Pa Tiêu hao điện năng cho xử lý 100m3 khí khoảng (0,36÷1,8)106J Bụi có độ dẫn điện càng cao thì hiệu quả thu hồi chúng trong thiết bị lọc điện càng lớn.Thành phần khí và bụi ảnh hưởng đến độ dẫn của nó Khi độ ẩm của khí tăng, điện trở riêng phần của bụi giảm Nếu vận tốc khí trong thiết bị lọc điện tăng thì hiệu quả xử lý giảm và ngoài ra còn tăng khả năng lôi cuốn bụi theo dòng khí

Hiệu quả của thiết bị lọc điện khi thu hồi hạt có kích thước 0,5m đạt 99% và giảm khi vận tốc dòng khí tăng.Hiệu quả của thiết bị lọc điện phụ thuộc tính chất của bụi

và khí, vận tốc và tính đồng đều phân phối dòng bụi trong tiết diện thiết bị Hiệu thế càng cao và vận tốc khí càng thấp hiệu quả thu hồi bụi càng cao

Phản ứng xảy ra khi có xúc tác chứa Cu và các kim loại khác

Khi hàm lượng CO thấp, O2 cao, khí được đốt trong buồng đốt nồi hơi

Khi có xúc tác, ở nhiệt độ gần 5000C, phản ứng giữa CO và H2O như sau:

CO + H2O → CO2 + H2 + 9,5 kcal

Có thể sử dụng xúc tác là hỗn hợp các oxit của Fe và Crom (87% Fe2O3 và 65% Cr2O3 ) với các chất MgO và K2O có chức năng kích thích phản ứng

[Cu(NH3)m(H2O)n]+ +xNH3 + yCO → [Cu(NH3)m+n(CO)y(H2O)n]+ + Q

Tùy theo từng nồng độ của phức, tăng áp suất của CO, giảm nhiệt độ, thì khả năng hấp thu tăng

1.2.2.2 Hấp thu bằng Clorua đồng nhôm CuAlCl 4 (20-50%) và (80-90%) Toluen

CuCl + AlCl3 + 2C6H5CH3 → (CuAlCl4)(C6H5CH3)2

Sau đó:

(CuAlCl4)(C6H5CH3)2 + 2CO → (CuAlCl4).2CO + 2 C6H5CH3

Các khí CO2, O2, N2, H2, không tham gia phản ứng với phức CuAlCl4 nhưng hơi nước lại phản ứng :

CuAlCl4 + H2O → 2HCl + CuCl + CuAlCl4.CuOCl

Vì vậy, trước khi hấp thụ khí thải được sấy khô Đây là nhược điểm của phương pháp này

1.2.2.3 Hấp thụ bằng Nitơ lỏng

Khử CO bằng phương pháp đốt có xúc tác là phù hợp, nhưng trong dòng khí thải, ngoài CO còn có các khí khác có thể là chất độc đối với xúc tác

Quá trình này được ứng dụng trong công nghiệp nitơ bao gồm 3 giai đoạn:

- Làm nguội sơ bộ và sấy khô khí

Khi than đã bão hòa, người ta nhả hấp để thu hồi chất ô nhiễm và để than có thể hấp phụ trở lại

1.3 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ DỰ ÁN

Đây là một dự án mới vẫn còn đang trong giai đoạn thi công xây dựng để hoàn thành

1.3.1 Tên dự án

Đầu tư xây dựng nhà máy sản xuất vải thun màu (công suất: 1.800 tấn sản phẩm/năm)” tại KCN Hải Sơn (GĐ 3 + 4), ấp Bình Tiền 2, xã Đức Hòa Hạ, huyện Đức Hòa, Long An

1.3.2 Chủ dự án

Chủ đầu tư: Công ty TNHH dệt nhuộm Tân Đức Khanh

Địa chỉ: Lô I22 – 23 – 24A đường số 5, KCN Hải Sơn (GĐ 3+4), ấp Bình Tiền 2, xã Đức Hòa Hạ, huyện Đức Hòa, tỉnh Long An

Số điện thoại: 0937.512.688

Ngành nghề kinh doanh của Công ty: Hoàn thiện sản phẩm Dệt Nhuộm

Giám Đốc: Ông Nguyễn Hữu Huy Thụy

Công suất của dự án: Tổng công suất của nhà máy: 1.800 tấn sản phẩm/năm

1.3.3 Vị trí địa lý của dự án

Khu đất dự kiến xây dựng Cơ sở sản xuất có diện tích 11.000 m2 nằm trong KCN Hải Sơn (GĐ 3 + 4), thuộc thửa đất số 850, tờ bản đồ số 24 do Công ty TNHH Hải Sơn giao lại, tại Xã Đức Hoà Hạ, Huyện Đức Hòa, Tỉnh Long An Khu đất có vị trí như sau:

- Phía Đông giáp thửa đất số 728 là vị trí của Công ty TNHH Hải Sơn Chủ đầu tư

hạ tầng của KCN

- Phía Tây giáp thửa đất số 820 là khuôn viên của Công ty TNHH Huy Phú Đức Đây là công ty cũng thuộc loại hình dệt nhuộm Công ty đã làm các thủ tục thuê đất nhưng chưa tiến hành đầu tư

- Phía Nam giáp đường số 5 và khu đất còn trống của KCN

- Phía Bắc giáp thửa đất số 756 là Công ty TNHH MTV SXTMDV Vĩnh Thuận Hưng Đây là công ty đầu tư sản xuất các mặt hàng về cơ khí Công ty đã làm các thủ tục thuê đất nhưng chưa tiến hành đầu tư

Một số các thửa đất lân cận như thửa số 757 là Công ty TNHH Sơn Thế Hệ Mới Đây là công ty đầu tư sản xuất các mặt hàng về cơ khí Công ty đã làm các thủ tục thuê đất nhưng chưa tiến hành đầu tư Thửa đất số 787 là Công ty TNHH Nhà Thép Hoàng Hà Công ty chuyên sản xuất các Khung kèo thép các loại phục vụ cho xây dựng Hiện tại công ty đã đi vào hoạt động ổn định

1.3.4 Các hạng mục công trình của dự án

Các hạng mục công trình của dự án đầu tư được thể hiện trong bảng 1.2 bên dưới

Bảng 1.2 Các hạng mục công trình của dự án đầu tư

VỊ

DIỆN TÍCH

TỶ

LỆ (%)

9 Nhà Bảo vệ m2 16 0,15

(Nguồn: Công ty TNHH dệt nhuộm Tân Đức Khanh)

1.3.5 Quy trình sản xuất của dự án

Hình 1.3 Quy trình công nghệ sản xuất

Nguyên liệu sợi Polyester

Thuyết minh quy trình công nghệ sản xuất:

Quy trình công nghệ sản xuất của nhà máy cụ thể như sau: Sợi polyester thành phẩm được nhập hoặc mua từ trong nước là nguyên liệu của nhà máy Sau khi sợi nhập về sẽ vô kho và chờ điều phối sản xuất theo quy trình và yêu cầu của khách hàng

Công đoạn dệt:

Sợi từ cọc sợi được đưa vào máy dệt của Đài Loan để dệt ra vải thô Tuỳ theo yêu cầu của khách hàng sẽ có các quy cách dệt khác nhau Do sợi là sợi polyester nên nhà máy không cần công đoạn hồ vải bằng tinh bột hoặc vật liệu gốc tinh bột để tăng độ bền trơn và sáng bóng của vải sau khi dệt Trên dây chuyền, sợi được dồn từ côn sang trục mắc một cách phù hợp để điều chỉnh các sợi vải Ở công đoạn dệt, các sợi được dệt kim để tạo thành vải Với thiết bị dệt này mức độ tiếng ồn khá thấp Theo thực tế của các máy tương tự thì mức ồn khoảng 75 – 80 dBA Các thiết bị này mới được sản xuất và đang áp dụng rộng rãi ở Đài Loan Công đoạn dệt được vận hành theo chế độ tự động được cài đặt theo từng loại sản phẩm theo yêu cầu của khách hàng

và xử lý sơ bộ bề mặt để kiểm tra độ bóng của vải

Nhuộm vải

Đây là công đoạn rất quan trọng của nhà máy, quyết định rất lớn đến chất lượng của vải Do áp dụng công nghệ nhuộm tiên tiến, phù hợp với chất liệu vải, đem lại hiệu quả cao và tiết kiệm nguồn nguyên liệu nên phương pháp nhuộm liên tục được nhà máy ưu tiên lựa chọn Vải làm ra có chất lượng rất tốt, có khả năng giảm tối đa các

dạng lỗi như không đều màu, chênh ánh, loang màu

Các loại thuốc nhuộm được sử dụng là: thuốc nhuộm phân tán Polyester, kết hợp chất điều màu phân tán Sunsolt DP – 70 H và Silicon AM – 333 Vải sau nhuộm sẽ được giặt bằng chất giặt Sunmorl RC – 70 E Đây là công nghệ nhuộm rất hiện đại đang được áp dụng tại Đài Loan Đặc điểm nổi bật của công nghệ ở đây là nguyên liệu đầu vào là sợi chủ yếu là polyester; thuốc nhuộm chủ yếu là nhuộm phân tán

và sợi Polyester là sợi có độ bóng rất cao; khả năng phân tán thuốc nhuộm vào rất sâu trong sợi vải và khả năng phân tán thuốc nhuộm trên 90%; có độ bền màu rất cao nên mức độ ô nhiễm do độ màu của nước thải thường thấp hơn các loại thuốc nhuộm khác; hiệu quả hấp phụ màu cao hơn các công nghệ khác Đây là ưu điểm rất quan trọng của dự án

Nhiệt cung cấp cho công đoạn nhuộm được cung cấp từ lò hơi của Việt Nam có công suất 5 tấn/h Lò hơi được đốt bằng củi trấu với khối lượng 312 kg/h

Công đoạn nhuộm trên máy nhuộm hiện đại; Quy trình vận hành được cài đặt tự động điều chỉnh lượng thuốc nhuộm tuỳ theo từng loại màu và yêu cầu của khách hàng

Vắt, Cán

Vải sau khi nhuộm sẽ qua khâu giặt; vắt khô và cán để cho ra mặt vải phẳng và đẹp nhằm nâng cao chất lượng của vải Tất cả công đoạn này tuy là công đoạn riêng nhưng đều nằm chung dây chuyền với công đoạn văng và sấy định hình

Vải sau sấy định hình sẽ được cuộn theo từng cuộn và dán nhãn, chuyển vô kho thành phẩm

CHƯƠNG 2 CÔNG NGHỆ XỬ LÝ KHÍ THẢI LÒ HƠI 2.1 ĐẶC ĐIỂM LÒ HƠI TRONG DỰ ÁN

Dự án có sử dụng 01 lò hơi công suất 5 tấn/h để cấp hơi nóng sấy khô sản phẩm Lò hơi dùng nhiên liệu là củi trấu

Lượng củi trấu sử dụng của lò hơi khoảng 312 kg/h đến 4.992 kg/ngày

Khí thải của lò hơi đốt củi trấu chủ yếu mang theo khói, tro bụi, CO Lượng bụi trong khí thải có kích thước hạt và nồng độ dao động trong khoảng rộng và phụ thuộc vào thời điểm cấp liệu vào lò

Theo phương pháp đánh giá nhanh của Tổ chức y tế thế giới (WHO) thì hệ số ô nhiễm của khí thải khi sử dụng nhiên liệu bằng trấu viên như sau: (do thiếu tài liệu tham khảo về hệ số ô nhiễm phát sinh từ quá trình đốt trấu nên tác giả tham khảo hệ

số ô nhiễm khi đốt củi, dựa vào tính chất gần tương đồng của trấu và gỗ như nhiệt trị, độ ẩm, thành phần các nguyên tố hệ số ô nhiễm)

Bảng 2.1 Hệ số ô nhiễm và tải lượng của khí thải khi đốt củi trấu

Chất ô nhiễm Hệ số ô nhiễm (kg/tấn nhiên

Như vậy, với lượng nhiên liệu sử dụng, tải lượng ô nhiễm như sau :

Bảng 2.2 Tải lượng các chất ô nhiễm của khí thải khi đốt củi trấu

Chất ô nhiễm Tải lượng ô nhiễm (kg/h)

Biết lượng nhiên liệu tiêu thụ có thể tính được lưu lượng và nồng độ khí thải:

Lượng khí thải ở điều kiện chuẩn (1 at, 273oK) là 17,23 m3 không khí/kg củi

Lượng khí thải tính ở điều kiện nhiệt độ 200oC (với hệ số không khí thừa là 1,2) là:

19 , 22 273

200 273 2 , 1 23

Nồng độ khí thải được tính trên cơ sở tải lượng ô nhiễm và lưu lượng khí thải

Bảng 2.3 Nồng độ các chất ô nhiễm trong khí thải đốt củi trấu của lò hơi

Chất ô

nhiễm

Nồng độ tính ở điều kiện thực (mg/m3)

Nồng độ tính ở điều kiện tiêu chuẩn

(mg/Nm3)

QCVN 19:2009/BTNMT, cột B (mg/Nm3) (Kp = 1,0; Kv = 1,0)

Nhận xét: Căn cứ theo số liệu ước tính khi so sánh với QCVN 19:2009/BTNMT –

Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về khí thải công nghiệp đối với bụi và các chất vô cơ,

cột B (Kp = 1,0; Kv = 1,0) cho thấy các chỉ tiêu đều vượt quy chuẩn quy định cho phép

2.2 CƠ SỞ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ

2.2.1 Đặc điểm nguồn nguyên liệu củi trấu

Trong vỏ trấu chứa khoảng 75% chất hữu cơ dễ bay hơi sẽ cháy trong quá trình đốt

và khoảng 25% còn lại chuyển thành tro.Thành phần củi trấu được thể hiện rõ qua bảng 4 như sau:

Bảng 2.4 Thành phần của củi trấu

Chỉ tiêu thử nghiệm Đơn vị Kết

Sau đây là các bảng kiễm tra thực nghiệm đối với thành phần củi trấu có kích thước (9 x 9 x 25) mm của một số công ty sản xuất củi trấu được trình bày ở bảng 2.5 và 2.6 như sau:

Bảng 2.5 Thành phần củi trấu kích thước (9 x 9 x 25) mm

vị

Kết quả

(Nguồn: Công ty Sản xuất HTD Bình Tân 10/10/2012)

Từ thành phần trên cho thấy củi trấu có nhiệt lượng khá cao nhưng độ tro rất thấp (1,15 – 1,5%) trọng lượng; hàm lượng lưu huỳnh cũng rất thấp Từ đó cho thấy: bụi

và CO là hai chất ô nhiễm chính cần quan tâm khi đốt củi trấu;

Bảng 2.6 Thành phần củi trấu kích thước (9 x 9 x 25) mm

Chỉ tiêu thử nghiệm Đơn vị Kết quả

(Nguồn: Công ty CP XNK Mỹ Long)

Chất ô nhiễm phát sinh khi đốt lò hơi củi trấu chủ yếu là bụi và khí CO

Bụi trong khói thải lò hơi có kích thước hạt dao động từ 500 μm tớ 0,1μm

Các kết quả nghiên cứu cho thấy bụi trong khói thải lò hơi đốt củi và than có kích thước lớn, khoảng hơn 70% các hạt bụi có kích thước ≥ 5μm

Khí CO sinh ra là do sự cháy không hoàn toàn của cácbon và các hợp chất chứa cácbon Nguyên nhân là do thời gian nguyên liệu có thể tồn tại trong buồng đốt là quá ngắn và cũng có thể là do không đủ lượng ôxy cần thiết

2.2.2 Yêu cầu xử lý khí thải

Khí thải lò hơi khi thải ra môi trường phải đạt loại B - QCVN 19-2009/BTNMT-

Khí thải công nghiệp đối với bụi và các chất vô cơ

Quy chuẩn này quy định nồng độ tối đa cho phép của bụi và các chất vô cơ trong khí thải công nghiệp khi phát thải vào môi trường không khí

Bảng 2.7 Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về khí thải công nghiệp đối với bụi và các

16 Nitơ oxit, NOx (tính theo

NO2)

17 Nitơ oxit, NOx (cơ sở sản

xuất hóa chất), tính theo NO2

tư các thiết bị để xử lý

Trên lý thuyết có thể xử lý khí CO bằng phương pháp hấp thu hoặc rữa khí bằng nitơ lỏng hoặc bằng dung dịch ammoniac với muối axetat hoặc cacbonat đồng,…nhưng bên ngoài thực tế thường rất ít được áp dụng vì tính kinh tế thấp Chính vì vậy, ngoài thực tế thường áp dụng các biện pháp để đảm bảo ỵêu cầu quy chuẩn đầu ra mà còn tiết kiệm được chi phí như: Phương pháp đốt, điều chỉnh chế

độ đốt,…

2.2.3.2 Công nghệ xử lý bụi của lò hơi đốt củi trấu

Có rất nhiều các thiết bị dùng để xử lý bụi nên việc lựa chọn được thiết bị xử lý phù hợp là hết sức quan trọng

Ở bảng 2.8 đã thực hiện so sánh giữa các thiết bị lọc bụi được sử dụng phổ biến hiện nay để có thể lựa chọn được thiết bị xử lý bụi lò hơi củi trấu vừa hiệu quả lại đảm bảo tính kinh tế mà còn thuận lợi trong quá trình vận hành

Bảng 2.8 So sánh ưu và nhược điểm của các thiết bị xử lý bụi

Cyclon hoặc

buồng lắng

Vốn thấp, ít phải bảo trì Sụt áp nhỏ (5-15

Thu bụi khô

Ít chiếm diện tích Rửa ướt Không sinh nguồn bụi

Lọc tĩnh điện Hiệu suất lọc cao, tiết

kiệm năng lượng Thu bụi khô Sụt áp nhỏ

Ít phải bảo trì

Xử lý lưu lượng lớn

Vốn lớn Nhạy với thay đổi dòng khí Khó thu bụi có điện trở khá lớn Chiếm diện tích lớn, dễ gây cháy nếu khí chứa chất khí và bụi cháy được

Lọc bụi tay

áo

Hiệu suất rất cao

Có thể tuần hoàn khí, Bụi thu được ở dạng khô Chi phí vận hành

thấp,có thể thu bụi dễ cháy

Dễ vận hành

Cần vật liệu riêng ở nhiệt độ cao Cần công đoạn rủ bụi phức tạp Chi phí vận hành cao do vải dễ hỏng

Tuổi thọ giảm trong môi trường axit, kiềm

Thay thế túi vải phức tạp Việc lựa chọn được thiết bị phù hợp để xử lý bụi phụ thuộc vào phạm vi sử dụng của các thiết bị

Các thiết bị này có xử lý được hay không còn phụ thuộc vào các yếu tố như: Kích thước hạt bụi, nhiệt độ khí thải, nồng độ ban đầu, điều kiện vận hành,…

Do đó việc lựa chọn thiết bị lọc bụi chủ yếu được tiến hành theo các chỉ dẫn sơ bộ sau:

 Buồng lắng bụi:

Cần sử dụng chắc chắn trường hợp bụi thô,thành phần cỡ hạt trên 50μm chiếm tỷ lệ cao Ngoài ra buồng lắng bụi được sử dụng như cấp lọc thô trước các thiết bị lọc tinh đắt tiền khác

 Cyclon

Thường được sử dụng trong các trường hợp:

- Bụi thô

- Nồng độ bụi ban đầu cao >20 mg/m3

- Không đòi hỏi hiệu quả lọc cao.Khi cần đạt hiệu quả cao hơn nên dùng cyclone ướt hoặc cyclone chùm

 Thiết bị lọc ướt:

Thiết bị lọc ướt được sử dụng khi:

- Cần lọc bụi mịn với hiệu suất tương đối cao

- Kết hợp giữa lọc bụi và khử khí độc hại trong phạm vi có thể, nhất là loại khí, hơi dễ cháy được có mặt trong khí thải

- Kết hợp làm nguội khí thải

- Độ ẩm trong khí thải đi ra khỏi thiết bị không gây ảnh hưởng gì đáng kể đối với thiết bị cũng như các quá trình công nghệ liên quan

 Thiết bị lọc túi vải:

Thiết bị lọc túi vải sử dụng trong các trường hợp sau:

- Cần đạt hiệu quả lọc tương đối cao

- Cần thu hồi bụi có giá trị ở trạng thái khô

- Lưu lượng khí thải cần lọc không quá lớn

- Nhiệt độ khí thải tương đối thấp nhưng phải cao hơn nhiệt độ điểm sương

 Thiết bị lọc bụi bằng điện:

Thiết bị lọc bụi bằng điện sử dụng trong:

- Cần lọc bụi tinh với hiệu quả lọc rất cao

- Lưu lượng khí thải cần lọc rất lớn

- Cần thu hồi bụi có giá trị

2.2.4 Kết luận

Qua quá trình phân tích công nghệ xử lý và dựa trên các cơ sở đã có ở trên thì thấy được rằng sử dụng phương pháp ướt để xử lý bụi từ lò hơi đốt củi trấu là phù hợp nhất

Từ các đặc điểm của bụi và yêu cầu về nồng độ bụi sau khi thải ra môi trường, xem xét tính khả thi của các thiết bị thuộc phương pháp ướt thì đề tài quyết định lựa chọn thiết bị thùng phun khí rỗng để xử lý bụi từ lò hơi đốt củi trấu

Thiết bị hấp thụ thùng rỗng có ưu điểm là đơn giản, chi phí đầu tư thấp, lực cản thủy động nhỏ và có thể sử dụng đối với khí thải có độ nhiễm bẩn cao, chất lỏng dùng để hấp thụ có thể quay vòng cho tới khi hấp thụ no mới thải cho nên tiết kiệm được chất hấp thụ

2.3 ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ KHÍ THẢI

2.3.1 Sơ đồ công nghệ

Hình 2.1 Quy trình công nghệ xử lý bụi lò hơi

2.3.2 Thuyết minh công nghệ

Khí thải sinh ra từ lò hơi được gom chung vào một hệ thống đường ống hút đưa vào thiết bị thùng rửa khí rỗng Trong thiết bị rửa khí rỗng có bố trí các vòi phun nước, nước được bơm từ ngăn chứa nước sạch lên thiết bị, dưới tác dụng của các hạt nước phun ra sẽ tiếp xúc với các hạt bụi và giữ các hạt bụi lại theo giọt nước rơi xuống đáy thiết bị và được đưa ra ngoài

Khí sạch sẽ thoát ra ở phần trên sau khi qua hệ thống tách giọt ẩm tránh làm hư hỏng quạt hút phía sau Khí sạch đi ra được quạt đẩy về ống khói thải ra môi trường xung quanh

Dung dịch nước sau phun chứa các hạt bụi được thu gom đưa vào ngăn lắng cặn, phần nước trong sau lắng được tuần hoàn lại ngăn chứa nước sạch Sau một khoảng thời gian làm việc lượng cặn trong nước thải được hệ thống bơm tự động đưa sang

Ngăn chứa nước sạch

Ngăn lắng cặn

Nước sạch

Nước trong

Xử lý nước thải

sân phơi bùn và đem đi xử lý Còn nước thải được dẫn vào hệ thống xử lý nước thải của nhà máy Nước thải từ sân phơi bùn được bơm dẫn tuần hoàn vào ngăn lắng cặn

2.4 TÍNH TOÁN THIẾT BỊ

Thông số đầu vào:

Bảng 2.9 Thông số chất lượng không khí đầu vào

Khối lượng riêng của bụi:  = 1100 kg/mb 3

Nhiệt độ khí thải đầu vào: t1 = 2000C

Nhiệt độ làm việc của thiết bị: t2 = 350C

Nhiệt độ của nước đi vào thiết bị: t3 = 250C