Ngày nay vấn đề ô nhiễm không khí và tác hại của nó đối với sức khoẻ con nguời nói riêng cũng như đối với hệ sinh thái nói chung đã trở thành vấn đề bức xúc của nhân loại.
Trang 1LỜI MỞ ĐẦU
Ngày nay vấn đề ô nhiễm không khí và tác hại của nó đối với sức khoẻ con nguời nói riêng cũng như đối với hệ sinh thái nói chung đã trở thành vấn đề bức xúc của nhân loại Từng quốc gia đã có chương trình hành động riêng của mình để bảo vệ môi trường và đồng thời cũng đã có chương trình hành động chung của cả thế giới với mục đích là có thể đẩy lùi các hiểm họa môi trường có khả năng xảy ra trên hành tinh của chúng ta
Môi trường không khí ở nước ta tại các khu công nghiệp, đặc biệt tại các nhà máy sản xuất hoá chất, vật liệu xây dựng, cơ khí đang tồn tại những dấu hiệu đáng lo ngại Phần lớn các nhà máy xí nghiệp chưa được trang bị các hệ thống xử lý bụi và khí độc hại, hàng ngày hàng giờ thải vào bầu khí quyển một lượng khổng lồ các chất độc hại
Trước tình hình đó em được giao đề tài tốt nghiệp “Thiết kế hệ thống xử lý bụi cho khâu nhập Clinker của nhà máy xi măng Hải Vân” Em mong rằng qua đó có thể
góp phần vào việc cải thiện môi trường ngày càng trong sạch hơn
Trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp được sự hướng dẫn của quý thầy-cô trong khoa, nhất là thầy giáo Nguyễn Văn Đông đã tận tình chỉ bảo cho em để em có thế hoàn thành đồ án của mình Thông qua đồ án em có thể đúc kết lại những kiến thức mà em đã được học trong những năm học tập ở trường và từ đó rút ra được những gì mình còn thiếu sót để kịp thời bổ sung và củng cố lại vốn kiến thức của mình
Mặc dù đã cố gắng rất nhiều nhưng do còn hạn chế về mặt kiến thức, thời gian thực hiện đồ án nên không thể tránh khỏi sai sót Em mong được sự giúp đỡ của quý thầy cô giáo để có thể hoàn thiện hơn sau khi ra trường
Em xin chân thành cảm ơn!
Đà Nẵng, ngày tháng năm 2008.
Sinh viên thực hiện.
Trần Văn Chánh
Trang 21 Mục đích và ý nghĩa của đề tài.
Sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật cùng với sự phát triển mạnh mẽ của các ngành sản xuất công nghiệp đã làm cho thế giới biến đổi rõ rệt: các nhà máy, các khu công nghiệp được hình thành và phát triển rầm rộ Tất cả sự phát triển này đều hướng đến việc tạo ra các sản phẩm phục vụ nhu cầu của con người, tạo điều kiện sống tốt hơn, nhưng đồng thời cũng thải ra các loại chất bẩn đa dạng khác nhau, làm cho tình trạng môi trường trở nên xấu đi Các chất thải này có tác động xấu đối với con người, động vật, thực vật và các công trình Nếu tình trạng môi trường tiếp tục suy thoái thì có thể sẽ dẫn đến hậu quả nghiêm trọng cho loài người Vì vậy việc bảo vệ môi trường khỏi các chất ô nhiễm đã trở thành một trong các vấn đề toàn cầu
Trong những năm gần đây, vấn đề bảo vệ mối trường đã được Đảng và nhà nước
ta quan tâm đặc biệt Chỉ thị 36-CT/TW, ngày 25 tháng 6 năm 1998 của bộ chính trị đã chỉ rõ “ Bảo vệ môi trường là vấn đề sống còn của đất nước, của nhân loại, là nhiệm vụ
có tính xã hội sâu sắc, gắn liền với cuộc đấu tranh vì hòa bình và tiến bộ xã hội trên phạm vi toàn thế giới”
Với tình hình hòa nhập thế giới như hiên nay thì vấn đề môi trường càng trở nên quan trọng hơn Do đó chung ta cần phải phát triển đất nước theo xu hướng xanh, sạch, đẹp Để đạt được điều đó, một trong những giải pháp quan trọng là đẩy mạnh nghiên cứu khoa học và công nghệ, đào tạo các cán bộ chuyên gia về lĩnh vực bảo vệ môi trường Tuy nhiên, khoa học môi trường là một ngành khoa học mới ở nước ta, nó liên quan với nhiều ngành khoa học thuộc lĩnh vực khoa học, kinh tế và xã hội khác nhau
Đề tài “ Thiết kế hệ thống xử lý bụi cho khâu nhập Clinker của nhà máy xi măng Hải Vân” là đề tài thiết thực đối với vần đề bảo vệ môi trường, đặc biệt là vấn đề bảo vệ môi trường không khí
Trang 32 Tổng quan.
2.1 Tổng quan về khí thải công nghiệp.
2.1.1 Nguồn gốc ô nhiễm, tác hại và phân loại của khí thải.
2.1.1.1 Nguồn gốc gây ô nhiễm không khí.
Các chất gây ô nhiễm không khí chủ yếu là oxit cacbon, oxit lưu huỳnh, oxit nitơ, huydrocacbon và bụi công nghiệp Các nguồn ô nhiễm chính là giao thông, chiếm gần 70% tổng tải lượng ô nhiễm, một số nghành công nghiệp và các nhà máy nhiệt điện
Không khí bị ô nhiễm, có nghĩa là bên cạnh các thành phần chính của không khí tồn tại những chất với nồng độ đủ gây ảnh hưởng tới sức khoẻ con người, gây ảnh hưởng xấu tới sự sinh trưởng và phát triển của động thực vật, phá huỷ vật liệu, làm giảm cảnh quan môi trường
Có nhiều cách phân loại nguồn gây ô nhiễm không khí khác nhau:
- Dựa vào tính chất hoạt động chia làm bốn nhóm:
+ Ô nhiễm do các quá trình sản xuất
+ Ô nhiễm do giao thông vận tải
+ Ô nhiễm do sinh hoạt
+ Ô nhiễm do quá trình tự nhiên tạo ra
- Dựa vào bố trí hình học chia làm ba nguôn:
+ Nguồn gốc nhân tạo
Ở đây ta đặc biệt chú ý đến nguồn gây ô nhiễm nhân tạo này Nói chung, mỗi nguồn ô nhiễm đều phát sinh một số chất độc hại khác nhau
Trang 4Bảng 2-1 Các chất gây ô nhiễm mang tính chất đặc trưng cho một số nghành sản xuất.
Stt Nghành sản xuất Các chất ô nhiễm đặc trưng
1
Nhà máy nhiệt điện, lo nung, nồi hơi đốt bằng nhiên liệu
Bụi, SOx, NOx, hydrocacbon,aldhehyt
6 Sản xuất hoá chất:
+ Axit sunfuaric
+ Superphotphat
+ Amoniac + Keo, sơn, vecni
vật liệu xây dựng Bụi, COx, HF, SiF4.
8 Luyện kim, lò đúc Bụi, SO2,COx, chì
9 Nhựa, cao su, chất dẻo Bụi, mồ hôi
10 Thuốc trừ sâu Bụi, mồ hôi, dùng môi
13 Khí thải giao thông Bụi, chì, NOx, SOx, COx,
hợp chất hữu cơ
14 Khí thải sinh hoạt Bụi, mùi hôi, COx
2.1.1.2 Tác hại của các chất gây ô nhiễm.
Lịch sử nhân loại đã xảy ra khá nhiều hiểm họa do khí thải công nghiệp gây ra
Hiện tượng “nghịch đảo nhiệt” kìm hãm không cho khí thải phát tán lên cao, gây ra
hiện tượng đầu độc thành phố thuộc thung lũng Manse năm 1930, thung lũng Monongahela năm 1948 Mưa axit xảy ra ở Na Uy và Thủy Điển vào những năm 1960-
1980 dẫn đến sự chậm tăng trưởng của các cánh rừng, hư hại các công trình xây dựng, gây chết các loại thuỷ sinh vật Các khí như CO2 , CFC, CH4, N2O, tác hại như tấm chắn, giữ lại nhiệt của mặt trời truyền qua bầu khí quyển và phản xạ trở lại gây hiệu ứng nhà kính Việc tích tụ các chất ô nhiễm trong khí quyển, nhất là Freon đã phá vỡ tầng ozôn
Trang 5Mỗi năm trên thế giới đốt khoảng 5 tỷ tấn than, 2,3 tỷ tấn dầu, sinh ra 2.102J nhiệt lượng, phát tán vào môi trường làm thay đổi chế độ nhiệt của khí quyển Hiện nay, công suất của tất cả các nguồn năng lượng trên trái đất là 1013W, còn công suất của mặt trời xâm nhập trên mặt đất là 1017 W Theo tính toán, nếu công suất các nguồn năng lượng trên trái đất tăng 10 lần sẽ làm ảnh hưởng trầm trọng đến nhiệt độ của địa cầu.
Chất ô nhiễm môi trường nguy hiển nhất vẫn là chất phóng xạ, do việc sử dụng năng lượng hạt nhân trong các nhà máy điện nguyên tử, trong y học, nghiên cứu khoa học và quốc phòng
2.1.1.3 Phân loại chất thải trong khí thải công nghiệp.
Có nhiều phương pháp phân loại khác nhau tuỳ theo mục đích nghiên cứu:
- Dựa vào trạng thái vật lý: các chất ô nhiễm được chia thành rắn, lỏng và
khí
- Dựa vào kích thước hạt: chất ô nhiễm được chia thành: bụi, khói,
sương Bụi là các hạt rắn có kích thước từ (1÷50)µm, khói là các hạt rắn có kích thước
từ (0,1÷1)µm và sương bao gồm các giọt lỏng có kích thước từ (0,3÷5)µm được hình thành do ngưng tụ hơi hoặc khi phun chất lỏng trong không khí
Ở đây ta quan tâm đến cách phân loại này vì nó có ý nghĩa quan trọng trong việc chọn phương pháp và thiết kế hệ thống xử lý khí thải
2.1.2 Các phương pháp xử lý khí thải.
Để giảm ô nhiễm không khí do chất thải công nghiệp ta cần hoàn thiện các quá trình công nghệ, bảo đảm độ kín tuyệt đối cho các thiết bị, ứng dụng phương pháp vận chuyển vật liệu trong ống dẫn khí bằng khí nén và xây dựng các hệ thống xử lý
Phương hướng hiệu quả nhất để giảm chất thải là thiết lập các quá trình công nghệ không chất thải, trong đó ứng dụng các dòng khí khép kín Tuy nhiên, cho đến nay phương tiện cở bản để giải quyết chất thải độc hại vẫn là nghiên cứu và ứng dụng các
hệ thống hiệu quả làm sạch khí
Để xử lý các aerosol (bụi, sương, khói) người ta sử dụng phương pháp khô, ướt
và tĩnh điện Trong thiết bị khô, bụi được lắng bởi trọng lực, lực quán tính và lực ly tâm hoặc được lọc qua vách ngăn xốp Trong thiết bị ướt có sự tiếp xúc giữa bụi và nước, nhờ đó bụi được sa lắng trên các giọt lỏng, trên bề mặt bọt khí hay trên các màng chất lỏng Trong thiết bị lọc tĩnh điện, các aerosol được tích điện và lắng trên điện cực
Trang 6Để xử lý khí và hơi chất độc hại, người ta ứng dụng các phương pháp: hấp thụ (vật lý và hoá học), hấp thụ, xúc tác, nhiệt và ngưng tụ.
Trong thực tế người ta ứng dụng nước, các dung môi hữu cơ không tham gia phản ứng với các khí và dùng dịch nước với các chất này để hấp thụ vật lý Còn khi hấp thụ hoá học, người ta sử dụng dung dịch nước và kiềm, các chất hữu cơ và huyền phù làm chất hấp thụ
Phương pháp hấp thụ dựa trên khả năng lôi cuốn các phân tử khí, hơi bởi các chất rắn xốp Trên thực tế, người ta sử dụng than hoạt tính, silicagen và zeolit làm chất hấp thụ Thời gian gần đây, trong luyện kim loại màu, người ta sử dụng rộng rãi Al2O3
Phương pháp ngưng tụ dựa trên hiện tượng giảm áp suất bão hoà khi giảm nhiệt
độ, phương pháp này dùng để thu hồi dung môi hữu cơ Để quá trình ngưng tụ xảy ra cần phải làm sạch khí chứa dung môi
Do thành phần hoá học của khí thải phức tạp và nồng độ chất độc cao nên người
ta thường áp dụng hệ thống xử lý nhiều bậc, và tổ hợp của nhiều phương pháp khác nhau
Trang 8Để bảo vệ không khí xung quanh, đôi khi người ta phải dùng biện pháp phát tán chất thải vào khí quyển Trong thực tế không thể sản xuất không thải, không thể xử lý triệt để ô nhiễm do kỹ thuật giới hạn hay chi phí quá lớn… người ta sử dụng khả năng của tự nhiên phát tán các chất thải vào không khí Để phát tán chất ô nhiễm tốt người ta xây dựng các ống khói cao đến (300 ÷ 500) [m] Biện pháp này tuy có giảm nồng độ các chất thải trong phạm vi gần nguồn thải, nhưng không bảo vệ được môi trường trong lành Việc xây dựng các ông khói cao thải khí vào thượng tầng khí quyển làm tăng khả năng chuyển hoá các oxit thành axit Các axit này cùng với sương mù lắng xuống mặt đất ở khoảng cách hàng nghìn km cách ống thải Các sương axit tác động xấu lên đất canh tác, rừng giảm chất lượng nước tự nhiên, ăn mòn nhà cửa và các công trình văn hoá
Do đó phát tán chất thải bằng ống khói cao không phải là phương pháp tốt để bảo vệ môi trường trong lành Tuy nhiên, phương pháp này hiện vẫn được áp dụng kết hợp với các phương pháp xử lý khác để khí thải sau khi qua hệ thống xử lý có nồng độ thoả mãn tiêu chuẩn thải được phép thải qua ống khói có chiều cao thích hợp
2.2 Tổng quan về nhà máy xi măng Hải Vân.
2.2.1 Giới thiệu chung về nhà máy.
Công ty xi măng Hải VânĐà Nẵng thuộc loại hình doanh nghiệp Nhà nước trực thuộc Tổng Công ty xi măng Việt nam
Mỗi năm, theo kế hoạch của Tổng Công ty xi măng VN, công ty xi măng Hải vân sản xuất (600.000 ÷ 650.000) tấn Công ty xi măng Hải vân còn đưa ra thị trường trong nước và xuất khẩu sang Lào, Campuchia xi măng thương hiệu Hải Vân Sản phẩm của Công ty xi măng Hải Vân luôn được người tiêu dùng tín nhiệm trong các công trình thông dụng cũng như các công trình trọng điểm
Quá trình sản xuất được giám sát và điều khiển từ Trung tâm điều khiển thông qua một máy tính vận hành Tại Trung tâm điều khiển này, toàn bộ hệ thống được thể hiện trên màn hình Từ đây, người vận hành có thể giám sát mọi hoạt động của nhà máy: trạng thái vận hành, cũng như các lỗi, sự cố có thể xảy ra và khắc phục chúng một cách nhanh chóng
Trang 92.2.2 Quy trình hoạt động của nhă mây.
2.2.2.1 Sơ đồ hoạt động của nhă mây của nhă mây.
Nhập Clinker
Silô Clinker Silô Thạch cao
Nhập thạch cao Nhập phụ gia
Silô phụ cao
HT phối liệu Máy nghiền
Quạt hút Phân ly
Phân ly động
Gàu tải 3 Máng KĐ 1
Cyclon1, 2
Cyclon3 ,4
Máng KĐ 1 Phân ly động
Máng KĐ 6 Tháp làm nguội Máng KĐ 4
Silô xi măng 1
Silo xi măng 2 Khí nén
Khí nén
Silô MĐ bao 1 Máy đóng bao 1
Sàn rung 1 Gàu tải 4
Xuất xi măng
HT Băng tải 1 HT Băng tải 2
Xuất xi măng
Gàu tải 5 Sàn rung 2
Máy đóng bao 2 Silô MĐ bao 2
Hình 2-2 Sơ đồ hoạt động của nhă mây
Trang 102.2.2.2 Khâu nhập Clinker.
Khi tàu nhập cảng, phòng KCS trực tiếp lấy mẫu từ hầm tàu hoặc xe tải Tuỳ theo chất lượng, màu sắc, cỡ hạt, của mỗi tàu mà phân định lô, mỗi lô 200 đến 300 tấn Clinker về có màu xanh đen, không lẫn màu vàng nâu, không có lõi sống, không vật liệu lạ, không nhiễm mặn, tỷ lệ hạt cao hơn 80% Riêng đối với những tàu lớn có khoang và hầm tàu, mỗi khoang hầm tàu là một lô
Clinker sau khi qua khâu kiểm tra được đưa vào phểu chứa Đáy phểu có một vanti (điều chỉnh được lượng clinker xuống băng tải), được vận hành bằng tay (bởi công nhân) Clinker được vận chuyển bằng băng tải ngang 1 (BT1), được truyền động bởi động cơ ĐBT1 Đặt cạnh hai đầu băng tải có các bộ phận bảo vệ lệch đai (để báo băng tải bị lệch sang hai bên, khi bộ phận bảo vệ lệch đai tác động thì ĐBT1 dừng để khắc phục sự cố) Trường hợp đai bị lệch sang hai bên nhưng bộ phận bảo vệ lệch đai chưa tác động, hoặc có người rớt trên băng tải, hoặc có vật lạ trên băng tải thì người vận hành giật dây để dừng khẩn cấp ĐBT1
Clinker từ BT1 đổ vào các gàu của gàu tải 1(GT1) đặt thẳng đứng Truyền động cho gàu tải này là một động cơ (ĐGT1) Trên động cơ ĐGT1 đặt một cảm biến báo quá tải Khi xảy ra quá tải, sự cố được báo về trung tâm và ra lệnh dừng BT1 sau đó dừng GT1 và các thiết bị liên quan khác
Clinker từ các gàu trên GT1 được đưa sang băng tải ngang thứ 2 (BT2), truyền động bởi động cơ 2 (ĐBT2) Ở hai đầu băng tải này có đặt các bộ phận bảo vệ lệch đai tương tự như BT1 Giữa BT2 đặt một cân hiển thị số để xác định năng xuất làm việc
Clinker từ BT2 đổ vào Silô chứa, phần trên Silô đặt 2 cảm biển báo mức kèm theo 2 đèn chỉ thị tương ứng S1 và S2
Dưới đáy silô có 1 van ti Clinker qua van ti đổ xuống cân băng định lượng, được điều khiển bởi động cơ biến tần (MM0) Trên băng tải này, đặt 1 encoder để đếm tốc độ của băng tải và một cân định lượng lấy tín hiệu Cân này có thể chỉnh định được giá trị tải trọng max qua cân Hai tín hiệu này được kết hợp lại đưa về làm tín hiệu phản hồi để điều khiển nhập clinker, đưa về trung tâm để hiển thị theo đơn vị tấn/giờ, đồng thời làm tín hiệu chủ đạo để điều khiển nhập thạch cao và phụ gia
2.2.2.3 Khâu nhập thạch cao và phụ gia.
- Kiểm tra thạch cao đầu vào:
Qui định khối lượng mỗi lô thạch cao nhập về từ 500 -1000 tấn, thạch cao trước khi nhập vào silô phải được kiểm tra các chỉ tiêu: SO3, nước kết tinh Thạch cao được
Trang 11nhập vào hầm chứa ở vị trí qui định, không được trộn lẫn tại phân xưởng Thạch cao được vận chuyển bằng ô tô đổ vào phểu và được đưa đến Silô thạch cao
- Kiểm tra phụ gia đầu vào:
Chủ yếu sử dụng đá bazan Quảng Ngãi, qui định khối lượng mỗi lô bazan từ 1000-1500 tấn có mẫu kiểm tra thí nghiệm Các thông số kiểm tra gồm: độ ẩm (nếu cần), độ hoạt tính, thành phần hoá học
Kích cỡ bazan sau khi ra khỏi máy nghiền còn là ≤ 20 mm Sau khi đập xong bazan để ở vị trí qui định chống ẩm và chống lẫn lộn, nhầm lẫn
* Qui trình nhập thạch cao và phụ gia:
+ Nhập thạch cao:
Thạch cao được đưa vào phểu chứa Dưới phểu có một van ti, được vận hành bằng tay và điều chỉnh được lượng thạch cao đổ xuống cấp cho băng tải ngang 3(BT3) Truyền động cho BT3 là động cơ ĐBT3 Hai đầu BT3 có đặt các bộ phận bảo vệ lệch đai Để đề phòng các trường hợp sự cố: vật lạ trên băng tải, có người rớt trên băng tải, đai bị lệch nhưng bộ phận bảo vệ lệch đai không tác động thì người ta còn bố trí thêm bộ phận giật dây khẩn cấp Khi xảy ra sự cố, người vận hành giật dây để ngừng khẩn cấp ĐBT3
Thạch cao từ BT3 đổ vào các gàu của gàu tải 2 (GT2) Truyền động cho GT2 là động cơ 2(ĐGT2) Trên động cơ (ĐGT2)có đặt cảm biến báo quá tải Khi xảy ra quá tải thì tín hiệu sẽ báo về trung tâm điều khiển, từ đây ra lệnh ngừng các thiết bị liên quan
Thạch cao sau khi được các gàu tải chuyển đến cuối hành trình của GT2 sẽ được đưa vào đường ống dẫn đến silô chứa thạch cao Trước khi đến silô, thạch cao phải qua một van hai ngã, có tác dụng định hướng đổ thạch cao vào đúng silô chứa
Trang 12Do clinker là chất nhạy cảm với ẩm, rất dễ đóng cục nếu không được bảo quản tốt Thạch cao và phụ gia ít khi bị tình trạng này, nên điều cần quan tâm nhất trong qui trình phối liệu là clinker.
Sau khi qua hệ thống định lượng, thạch cao, phụ gia, clinker được đưa xuống băng tải chính (BTC) và được đưa vào máy nghiền Lượng phụ gia cung cấp sẽ quyết định chất lượng xi măng Nếu yêu cầu chất lượng xi măng càng cao thì lượng phụ gia phải càng ít Tỉ lệ các chất này được xác định tại trung tâm điều khiển
2.2.2.4 Khâu nghiền - phân ly - nhập xi măng vào 2 silô chứa.
Hỗn hợp clinker, thạch cao, phụ gia từ băng tải chính (BTC) được đưa vào phểu chứa để vào máy nghiền bi Máy nghiền có hai ngăn, ngăn trước dùng bi lớn có kích thước Φ100 mm để nghiền thô Ngăn tiếp theo gồm các loại bi được xếp nhỏ dần về phía cuối để nghiền tinh
Hỗn hợp sau khi ra khỏi máy nghiền được chia làm hai phần:
+ Phần 1: hỗn hợp được đưa lên hệ thống phân ly tĩnh và tiếp tục đi lên hệ thống
lọc bụi nhờ lực hút của động cơ quạt gió Hỗn hợp khi qua phân ly tĩnh thì hỗn hợp này sẽ va đập với các vách ngăn của phân ly tĩnh Những hạt có kích cỡ lớn hơn sẽ bị rơi ra khỏi phân ly tĩnh, theo đường ống đổ xuống gàu tải
+ Phần 2: Hỗn hợp được chuyển vào các gàu tải (GT3), (GT3 được truyền động
bởi động cơ ĐGT3).Sau đó được đổ vào máng khí động (MKĐ1) (truyền động cho MKĐ1 là động cơ ĐMKĐ1) và được chuyển đến hệ thống phân ly động
Nhờ lực ly tâm của phân ly động, lượng hỗn hợp đạt xi măng được chuyển đến 4 cyclon Ra khỏi cyclon, xi măng được chuyển đến máng khí động 2 (MKĐ2) và máng khí động 3 (MKĐ3) sau đó đổ vào máng khí động (MKĐ4) để đến tháp làm nguội Phần hỗn hợp chưa đạt rơi ra khỏi phân ly động xuống máng khí động 5 (MKĐ5) được đưa về phểu và đổ vào lại máy nghiền
Phần xi măng đã đạt trên máng khí động từ các cyclon và từ hệ thống lọc bụi được đưa đến tháp làm nguội Xi măng vào tháp làm nguội được vận chuyển từ đáy tháp lên đến đỉnh tháp theo đường xoắn ốc, truyền động cho hệ thống này là động cơ (ĐVCXM)
Phía gần đỉnh tháp có bố trí một bể nước Tại đây, nước được bơm lên các vòi đặt xung quanh tháp để làm mát Phía dưới chân tháp có một bể chứa để thu hồi nước đổ xuống
Trang 13Xi măng sau khi làm nguội tiếp tục đi theo máng khí động 6 (MKĐ6) vào phểu
đi và vào AEROPOL, đây là thiết bị vận chuyển xi măng theo phương thẳng đứng, có chiều cao 65m Cung cấp khí cho AEROPOL là hệ thống khí nén (khí trước khi đưa vào bình nén thì được lọc hơi nước)
Xi măng có dạng bụi trước khi vào Silô phải qua phân ly màng Sau khi ra khỏi phân ly màng, xi măng theo MKĐ7 và MKĐ8 đến các silô 1 và silô 2 tương ứng Dưới phân ly màng có một van hai ngã, có tác dụng định hướng cho xi măng qua silô 1, silô 2 hoặc cả hai )
2.2.2.5 Khâu cấp xi măng cho máy đóng bao.
Phần trên của hai silô có đặt một hệ thống lọc khí (hệ thống này có tác dụng hút hơi ẩm trong hai silô, tạo nên một môi trường thông thoáng ở phần trên của silô) Đường ống phía dưới đáy của mỗi silô sẽ cung cấp tương ứng với các máng khí động của silô đó và đưa đến hệ thống đóng bao Trên những MKĐ này có 2 van để định hướng cho ximăng đến 1 trong 2 máy đóng bao
Dưới đáy và trên đường ống mỗi silô được cung cấp bằng một hệ thống khí nén để sục vào đáy và đường ống làm tơi xi măng để dễ dàng cho việc lưu thông
Xi măng trên hai MKĐ (từ 2 silô) được phân làm hai nhánh (điều khiển bởi van hai ngã) để đưa đến hai máy đóng bao, theo qui tắc:
Mỗi Silô tại một thời điểm chỉ cấp cho một máy
Tương ứng mỗi máy đóng bao có một gầu tải GT4, GT5 được truyền động bởi động cơ ĐGT4 và ĐGT5 Trên mỗi động cơ dẫn động gầu tải có đặt thiết bị bảo vệ quá tải Xi măng sau khi ra khỏi các gầu được đưa vào hai sàn rung: sàn rung 1 và sàn rung
2 Sàn rung có tác dụng loại bỏ những hạt xi măng có kích cỡ không đạt tiêu chuẩn lần cuối trước khi đưa vào silô của mỗi máy đóng bao Trên silô này có đặt 3 cảm biến mức:
+ Mức 1: báo hết
Trang 14+ Mức 2: báo 1/2
+ Mức 3: báo đầy
2.2.2.6 Khâu đóng bao và xuất xi măng.
Các bao xi măng tại hai máy đóng bao được vận chuyển bởi hai hệ thống băng tải để đưa ra kho chứa
2.2.3 Môi trường không khí tại khu vực nhà máy.
Do đặc tính công nghệ sản xuất của nhà máy nên tác nhân gây ô nhiễm môi trường không khí chủ yếu là bụi sinh ra từ các quá trình sản xuất
Nồng độ bụi tại các vi trí phát sinh ra bụi trong xí nghiệp như sau:
Bảng 2-2 Nồng độ bụi tại các vịt trí phát sinh của nhà máy
Vấn đề môi trường cần quan tâm chủ yếu của xí nghiệp là ô nhiễm môi trường không khí do bụi và tiếng ồn Tại các công trình sinh ra tiếng ồn thì công ty đã có các biện pháp che chắn bằng vật liệu cách âm do đó tiếng ồn đã được khắc phục một phần lớn Vấn đề lớn nhất còn lại của nhà máy là ô nhiễm không khí
Trong đó ô nhiễm bụi là một vấn đề lớn của nhà máy Bởi vì bụi ảnh hưởng rất nhiều đến hoạt động sản xuất, sức khoẻ của công nhân, khu dân cư và hệ động thực vât sống xung quanh nhà máy
- Khi tiếp xúc với bụi, phần lớn bụi có kích thước lớn hơn 5 [µm] bị các dịch nhầy ở các tuyến phế quản và các lông giữ lại, các hạt bụi có kích thước nhỏ hơn có thể
7 Tại khu vực thạch cao và phụ gia đổ vào silô g/m3 2,13
10 Tại khu vực từ cyclon xuống băng tải g/m3 2,2
Trang 15theo không khí vào tận phế nang, rất nguy hiểm cho sức khoẻ con người, gây kích thích hệ
cơ học, xơ hoá phổi gây tổn thương chức năng phổi cấp tính hoặc mãn tính
- Các loại bụi xi măng đất đá có độ khoáng cao trong quá trình khuyếch tán vào môi trường nước sẽ gây ô nhiễm môi trường nước ảnh hưởng xấu đến chất lượng nước bề mặt và hệ thuỷ sinh
- Làm tăng độ đục, giảm khả năng quang hợp để phát triển các thực vật Đôi khi làm các loại thực vật có rễ cũng bị phá huỷ hoàn toàn do quá trình tạo thành lớp kết khối ở đáy
- Khi lắng ở đáy sẽ phủ lên các loại sinh vật sống ở đáy như: ốc, cua… làm chúng chết vì ngạt thở, ngoài ra qua trình lắng bụi còn làm giảm độ sâu thuỷ lục
Do đó nhất thiết cần phải có hệ thống xử lý bụi cho nhà máy Các khu vực cần phải xử lý bụi bao gồm:
- Khâu nhập Clinker của nhà máy
- Khâu vận chuyển Clinker váo Silô
- Khâu nhập thạch cao và phụ gia
- Khâu vận chuyển thạch cao và phụ gia vào Silô
- Khâu xả Clinker từ silô xuống băng tải chính
- Tại vị trí xả xi măng của máy nghiền
- Tại vị trí xả xi măng từ các cyclon xuống các MKĐ1 và MKĐ2
- Từ MKĐ6 vào AEROPOL
- Từ MKĐ7 và MKĐ8 vào 2 silô chứa xi măng
- Tại khu vực đóng bao
Vì khối lượng tính toán và thiết kế lớn dó đó nhiệm vụ của em chỉ là “tính toán
thiết kế hệ thống xử lý bụi cho khâu nhập Clinker của nhà máy”.
Trang 163 Đề xuất phương ân xử lý bụi cho khđu nhập Clinker của nhă mây.
Việc chọn phương ân xử lý bụi thực chất lă chọn ra thiết bị xử lý bụi vă câch bố trí câc thiết bị của hệ thống Thiết bị xử lý bụi được chọn tùy thuộc văo tính chất của bụi, yíu cầu chất lượng khí sau khi được xử lý vă tính kinh tế Dưới đđy lă câc thiết bị
xử lý bụi thông dụng vă tuỳ văo ưu nhược điểm để từ đó em chọn ra thiết bị xử lý bụi cho khđu nhập Clinker
Sau khi chọn được thiết bị xử lý bụi em đưa ra sơ đồ khối câch bố trí câc thiết bị trong hệ thống
Khí bụi Thiết bị xử lý bụi Khí sạch
Bụi
Hình 3.1 Sơ đồ khối quâ trình xử lý bụi
3.1 Câc loại thiết bị xử lý bụi thông dụng.
Câc thiết bị xử lý bụi hoạt động dựa trín câc nguyín lý sau:
- Dựa trín nguyín lý lắng bụi: trọng lực, quân tính, lý tđm
- Nguyín lý lọc bụi: qua câc vâch xốp, câc hạt rắn, sợi
- Sự tiếp xúc của khí bẩn với chất lỏng, câc hạt bụi bị dính ướt vă tâch khỏi dòng khí
- Câc hạt bụi được ion hoâ mang điện tích dương, bị hút văo câc bản cực
đm vă bị tâch ra khỏi dòng khí
Trang 173.1.1 Buồng lắng bụi.
Một số buồng lắng bụi được trình băy trín (hình 3-1) Trong thời gian khí đi qua thiết bị, câc hạt bụi dưới tâc dụng của lực hấp dẫn lắng xuống phía dưới vă rơi văo bình chứa hoặc được đưa ra ngoăi bằng vít tải hay băng tải
Khí nhiễm bụi
Bụi
Khí sạch Khí sạch
Khí nhiễm bụi
Bụi
Khí nhiễm bụi
2 3
Trang 18Khí nhiễm bụi Bụi
Hình 3-2 Thiết bị lắng bụi quân tính
a) Có vâch ngăn; b) Với chỗ quay khí nhẵn;
c) Có chóp mở rộng; d) Nhập khí ngang hông
Khi đột ngột thay đổi hướng chuyển động của dòng khí, câc hạt bụi dưới tâc dụng của lực quân tính tiếp tục chuyển động theo hướng cũ vă tâch ra khỏi khí, rơi văo bình chứa Đó lă nguyín lý hoạt động của thiết lắng quân tính (hình 3-2) Vận tốc của dòng khí trong thiết bị khoảng 1 [m/s], còn ở ống văo khoảng 10 [m/s]
Khí sạch
Khí nhiễm bụi
Khí bụi có nồng độ cao.
Trang 19Thiết bị lá xách (hình 3-3) Các thiết bị này cĩ dãy lá chắn hoặc các vịng Khí đi
qua mạng chắn, đổi hướng cũ tách ra khỏi khí hoặc va đập vào các tấm phẳng nghiêng, lắng trên đĩ rồi rới xuống dịng khí bụi Kết quả là khí được chia thành hai dịng Dịng chứa bụi cĩ nồng độ cao (10% thể tích) được hút qua xiclon để tiếp tục xử lý, rồi sau đĩ được trộn với dịng đi qua các tấm chắn (chiếm 90% thể tích) Vận tốc khí trước mạng chĩp phải đủ cao 15m/s để đạt hiệu quả tách bụi quán tính Trợ lực của lưới khoảng (100÷500) [N/m2] Thiết bị lá xách thường được sử dụng để thu hồi bụi cĩ kích thước trên 20 [µm]
3.1.3 Xiclon.
Khê bủi Khê bủi Khê bủi
Khê bủi Khê bủi
Bủi Bủi
Bủi Bủi
Bủi Khê sảch Khê sảch Khê sảch
Khê sảch
Khê sảch
Hình 3-4 Các dạng xiclon cơ bản (theo dịng khí)
a) Xoắn ốc; b) Tiếp tuyến; c) Đường xoắn; d, e) Hướng trục
Trang 20Thu bụi trong xiclon diễn ra dưới tác dụng của lực ly tâm Các dạng cơ bản của xiclon được trình bày ở (hình 3-4).
Nguyên lý hoạt động của xiclon được biểu diễn trên (hình 3-5a)
Dòng khí nhiễm bụi được đưa vào phần trên của xiclon Thân xiclon thường là hình trụ, đáy là chóp cụt Ống khí vào thường có dạng khối chữ nhật, được bố trí theo phương tiếp tuyến với thân xiclon Khí sạch (khí sau xử lý) được đưa ra ở phần trên đỉnh thiết bị bởi ống tròn đặt tại tâm thân trụ Khí vào xiclon thực hiện chuyển động xoắn ốc, dịch chuyển xuống dưới và hình thành dòng xoáy ngoài Lúc đó các hạt bụi, dưới tác dụng của lực ly tâm, văng vào thành xiclon và rơi xuống dưới đáy chóp Dòng khí bắt đầu quay ngược trở lại và chuyển động lên trên hình thành dòng xoáy trong Các hạt bụi dịch chuyển xuống dưới nhờ lực đẩy của dòng xoáy và trọng lực và từ đó ra khỏi xiclon, qua ống xả bụi (hình 3-5a)
Hiệu quả xử lý bụi trong xiclon tỷ lệ thuận với căn bậc hai của vận tốc và tỷ lệ nghịch với căn bậc hai của đường kính Do đó, xiclon làm việc tốt khi vận tốc khí cao
và đường kính thiết bị nhỏ Tuy nhiên, tăng vận tốc có thể dẫn đến việc tăng khả năng cuốn bụi theo dòng khí và tăng trở lực Vì vậy, để tăng hiệu quả xử lý bụi, người ta thường giảm đường kính không tăng vận tốc Quan hệ tối ưu giữa đường kính và chiều cao xiclon H/D = 2÷ 3
Trong công nghiệp xiclon được chia làm hai nhóm: hiệu quả cao và năng suất cao Nhóm thứ nhất đạt hiệu quả cao nhưng yêu cầu chi phi 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 Vận tốc khí qua xiclon khoảng từ (2,2÷5,0)m/s
Nồng độ bụi cho phép ứng dụng xiclon phụ thuộc đường kính của xiclon
Bảng 3-1 Nồng độ bụi cho phép theo đường kinh xiclon
Nhóm xiclon: khi lưu lượng khí lớn người ta ứng dụng nhóm phối hợp các xiclon Điều đó cho phép không tăng đường kính xiclon và do đó ảnh hưởng tốt đến
Trang 21hiệu quả xử lý Sơ đồ nhĩm xiclon trên (Hình 3-5b) Khí nhiễm bụi đi vào chung một ống, rồi sau đĩ được phân phối cho các xiclon thành phần.
3 4
a) Xiclon đơn; b) Xiclon nhĩm;
Xiclon tổ hợp: là tổ hợp của nhiều xiclon nhỏ Giảm đường kính xiclon thành phần với mục đích tăng hiệu quả làm sách khí Sơ đồ dãy xiclon trên (hình 3-6) Các xiclon thành phần trong nhĩm cĩ đường kính 100, 150 hoặc 250 [mm] Vận tốc tối ưu trong xiclon thành phần nằm trong khoảng (3,5÷4,75) [m/s]
Khê sảch Khê sảch
Khê bủi Khê bủi
Hình 3-6 Dãy xiclon
a) Sơ đồ; b) Xiclon với bộ phận định hướng kiểu vít
c) Xiclon với bộ phận hướng kiểu ổ cắm
Trang 22Dêy xiclon chế tạo phức tạp vă đắt Tuy nhiín, chúng có kích thước nhỏ vă dùng lượng kim loại ít.
Ưu điểm:
- Không có phần chuyển động
- Có thể lăm việc được ở nhiệt độ cao (đến 5000C)
- Có khả năng thu bụi măi mòn mă không cần bảo vệ mặt xiclon
- Thu bụi ở dạng khô
- Lăm việc tốt ở âp suất cao
- Năng suất cao
- Hiệu quả không phụ thuộc văo sự thay đổi nồng độ bụi
Nhược điểm:
- Hiệu quả xử lý kĩm đối với bụi có kích thước nhỏ hơn 10µm
- Không thể thu bụi kết dính
3.1.4 Thiết bị thu hồi bụi xoây.
Tương tự xiclon, thiết bị thu hồi bụi xoay ứng dụng cơ chế lắng bụi ly tđm Điểm khâc cơ bản so với xiclon lă trong thiết bị năy có dòng khí xoây phụ trợ
Khí nhiễm bụi được cho văo từ dưới, thực hiện chuyển động xoây nhờ câch quạt, chuyển động lín trín vă chịu tâc động của tia khí thứ cấp Dòng khí thứ cấp chạy
ra từ vòi phun tiếp tuyến để tạo sự xoây hỗ trợ cho khí (hình 3-7)
2
1
8 4 5 6
7
5 4
3 1
6
7
2
Khí bụi Khí bụi
Bụi Bụi
Khí thứ cấp
Khí thứ cấp ra
1- Buồng (thân); 2- Ố ng ra; 3- Vòi phun; 4- Cánh tạo gió xoáy "ổ cắm"
5- Ố ng vào; 6- đĩa chặn; 7- bình chứa bụi; 8- Cánh tạo xoáy vành đai;
Khí thứ cấp
Hình 3-7 Thiết bị thu hồi kiểu gió xoây
a) Kiểu vòi phun; b) Kiểu cânh quạt
Trang 23Dưới tác dụng của lực ly tâm, bụi văng ra phía ngoài, gặp dòng khí xoáy thứ cấp hướng xuống dưới, đẩy chúng vào khoang không gian vằn khăn giữa các ống Không gian vành khăn xung quanh ống vào được trang bị vòng đệm chắn để bụi không quay trở lại thiết bị.
Dòng khí thứ cấp có thể là không khí sạch hoặc là phần khí đã xử lý hoặc khí nhiễm bụi Thuận lợi nhất là dùng khí nhiễm bụi để làm khí thứ cấp vì điều này cho phép tăng năng suất thiết bị lên (40÷65)% mà không ảnh hưởng mấy đến hiệu quả xử lý
Ưu điểm: so với thiết bị xiclon là:
- Hiệu quả thu hồi bụi phân tan 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 nhiệt độ thấp
- Có thể điều chỉnh quá trình phân riêng bụi bằng cách thay đổi lượng khí thứ cầp
Nhược điểm:
- Cần có cơ cấu phối khí phụ trợ
- Vận hành phức tạp
- Lượng khí qua tiết lưu lớn
3.1.5 Thiết bị thu hồi bụi động.
Quá trình xử lý bụi trong thiết bị này được thực hiện nhờ lực ly tâm và lực criolit, xuất hiện khi quay guồng hút Thiết bị thu hồi động tiêu thụ năng lượng nhiều hơn quạt thông thường có cùng năng suất và cột áp
Trên (hình 3-8) trình bày loại máy hút phổ biến nhất Thiết bị này được dùng để thu hồi bụi có kích thước lớn hơn 15µm Nhờ sự chênh lệch áp suất được tạo ra bởi guồng quay của dòng khí nhiễm bụi đi vào các rãnh xoắn của guồng và thực hiện chuyển động cong Các hạt bụi văng ra vành đai nhờ lực ly tâm và cùng với 8 đến 10% khí đi vào xiclon, được nối với vỏ xoắn Còn khí sạch qua cơ cấu định hướng được hút vào tâm guồng xoắn rồi sau đó được thải vào ống khói Dòng khí sạch bụi từ xiclon cũng được quay trở lại tâm guồng xoắn
Trang 24Khí sạ ch 1
2
3 Bụ i
Khí nhiế m bụ i
- Thiết bị thu hồi bụi động so với câc thiết bị thu hồi bụi ly tđm khâc
lă gọn lượng kim loại nhỏ, kết hợp mây hút bụi vă xiclon văo cùng chung trong một thiết bị
Nhược điểm :
- Cânh quạt bị măi mòn nhanh, có khả năng tạo thănh câc trầm tích trín cânh quạt, do đó lăm mất cđn bằng phần quay, hiệu quả thu hồi bụi d<10µm kĩm vă chế tạo phức tạp
3.1.6 Thiết bị lọc vải.
Câc thiết bị loại năy được sử dụng rất phổ biến Đa số thiết bị lọc vải có vật liệu lọc dạng tay âo hình trụ, được giữ chặt trín lưới ống vă trang bị cơ cấu giữ bụi (còn được gọi lă thiết bị lọc bụi tay âo (hình 3.9) Đường kính tay âo có thể khâc nhau, phổ biến nhất lă (120÷300) [mm] vă chiều dăi (2200÷3000) [mm] Tỷ lệ chiều dăi vă đường kính tay âo thường văo khoảng (16÷20):1
Trang 25Buû i
3 4
2 1
Hình 3-9 Thiết bị lọc tay áo
Vải lọc cần phải thoả 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
- Bền cơ, bền nhiệt, bền hoá (chịu sự ăn mòn hoá học)
- Có khả năng được phục hồi
- Giá thành thấp
Các vật liệu hiện có không thoả mãn tất cả các tính chất nêu trên, nên trong từng điều kiện cụ thể phải tiến hành lựa chọn chúng
Vật liệu lọc phổ biến nhất là vải bông, len, vải tổng hợp và vải thuỷ tinh
Vải bông có tính lọc tốt và giá thành thấp nhưng không bền hoá học và nhiệt, dễ cháy và chứa ẩm cao Vải len có khả năng cho khí xuyên qua lớn, đảm bảo độ sạch ổn định và dễ phục hồi, không bền hoá và bền nhiệt, giá thành cao hơn vải bông Khi làm việc lâu ở nhiệt độ cao, sợi trở lên giòn Nhiệt độ tối đa là 900C
Vải tổ hợp bền nhiệt và hoá, giá rẻ hơn vải bông và vải len Trong môi trường axit, nó có độ bền cao còn trong môi trường kiềm độ bền giảm Ví dụ như vải nitơ được ứng dụng trong công nghiệp hoá chất và luyên kim màu khi nhiệt độ khi lên đến (120 ÷130)0C
Vải thuỷ tinh bền ở nhiệt độ (150÷350)0C Chúng được chế tạo thuỷ tinh nhôm silicat không kiềm hoặc thuỷ tinh magezit
Trang 26Theo thời gian, lượng bụi tích tụ, trở lực vải tăng vă lưu lượng khí qua nó giảm Khi đó, phải tiến hănh phục hồi vải.
Vải có thể phục hồi bằng hai phương phâp cơ bản:
- Cơ học vải lọc (rung, lắc…) thủ công hoặc cơ giới
- Thổi ngược vật liệu lọc bằng khí sạch hoặc không khí
Tổng diện tích bề mặt lọc cần thiết được tính theo công thức sau đđy:
3 2
5- Hộ p xuấ t vậ t liệ u rời.
Hình 3-10 Thiết bi lọc bụi với lớp hạt vật liệu rời chuyển động
Trang 27Người ta chia ra làm hai dạng thiết bị lọc hạt: đệm và lớp lọc hạt cứng.
Thiết bị lọc đệm: Thành phần lọc (hạt, cục…) không liên kết với nhau, đó là lớp đệm tĩnh; lớp đệm chuyển động với sự dịch chuyển của vật liệu rời trong trường trọng lực (hình 3-10) là lớp giả lỏng Vật liệu đệm thường là cát, sỏi đá cuội, xi than, than cốc, graphit, nhựa, cao su… Việc lựa chọn vật liệu phụ thuộc nhiệt độ, tính ăn mòn của khí
Thiết bị lọc đệm có kích thước hạt (0,2÷2) [mm], chiều dày lớp đệm (0,1÷0,15)[m] Không khí thường chuyển động từ dưới lên trên Khi nồng độ bụi ở đầu vào là 1 đến 20mg/m3 thì vận tốc lọc là (2,5÷17,0) [m3/m2.ph] Trở lực ban đầu của thiết bị từ (50÷200) [Pa] Vật liệu lọc có thể được phục hồi bằng phương pháp tưới nước hoặc rung ngay trong thiết bị hoặc có thể phục hồi bên ngoài thiết bị bằng sang hoặc rửa
Thiết bị lọc lớp hạt cứng: Trong thiết bị lọc dạng này, các hạt liên kết với nhau nhờ thiêu kết, dập hoặc dán và tạo thành hệ thống cứng không chuyển động Vật liệu lọc là sứ xốp, kim loại xốp, nhựa xốp Lớp lọc loại này bền chặt, chống ăn mòn và chịu tải lớn Chúng được ứng dụng để lọc khí nén
- Thổi khí theo chiều ngược lại
- Cho dung dịch lỏng qua theo hướng ngược lại
- Cho hơi nóng qua
- Gõ hoặc rung lưới với thành phần lọc
Trang 281- thân; 2- Vòi phun; 3- Bộ tưới nước;
4- lưới; 5- đệ m; 6- bể chứa cặ n.
Ưu điểm:
- Thu hồi bụi dễ dính ướt
- Hiệu quả thu hồi bụi kích thước d > 2µm trín 90%
Nhược điểm:
- Hiệu quả xử lý phụ thuộc nhiều yếu tố khâc nhau như: cường độ tưới, nồng độ bụi, độ phđn tân bụi Thực tế hạt có kích thước (2÷5)µm được thu hồi 70% còn hạt có kích thước lớn hơn thì hiệu quả lă 80% ÷90%
- Trở lực lớn có thể lín đến 1500N/m2
- Phải xử lý nước thải sau khi xử lý bụi, lăm tăng quâ trình xử lý
Trang 293.1.9 Thiết bị rửa khí với lớp đệm chuyển động.
3
5
4 3
1 7
b,c) 1- Thân; 2- Lưới đỡ; 3- Lớp cầu; 4- Bộ phận tách giọt;
5- Lớp giới hạn; 6- Vòi phun; 7- bể với mực nước cố định.
b)
Hình 3-12 Thiết bị rửa khí với lớp đệm chuyển động
a) Với lớp trụ; b,c) Với lớp đệm chóp, phun vă bơm tia
Vật liệu đệm lă câc quả cầu lăm bằng polymer, thuỷ tinh hoặc nhựa xốp Khối lượng riíng của quả cầu đệm không được lớn lơn hoặc bằng khối lượng riíng của chất lỏng
Để đảm bảo hiệu quả thu hồi bụi cao cần tuđn theo câc thông số sau: Vận tốc khí (5÷6) [m/s], lưu lượng nước tưới (0,5÷0,7) [lít/s], tiết diện tự do của mđm
So=0,4[m2/m2], chiều rộng khe b = (4÷6) [mm] Khi lăm sạch khí chứa keo hoặc bụi có khuynh hướng tạo trầm tích, người ta sử dụng mđm với tiết diện tự do lớn
Thâp rửa khí dạng chóp với đệm quả cầu chuyển động.
Để đảm bảo sự hoạt động ổn định trong khoảng vận tốc khí rộng, sự phđn phối nước đồng đều vă giảm sự lôi cuốn câc giọt nước theo dòng khí, người ta âp dụng thiết
bị rửa khí dạng chóp với quả cầu đệm chuyển động
Trang 30Tồn tại hai dạng thiết bị rửa khí với lớp đệm chuyển động: thiết bị vòi phun (hình 3.13b) và thiết bị kiểu bơm phun (hình 3-13c).
Trong thiết bị kiểu bơm phun, việc tưới các quả cầu đệm được thực hiện bằng nước hút lên từ bình chứa có mức nước không đổi bằng khí cần xử lý Khoảng hở giữa đáy dưới phần chóp và mực nước phụ thuộc năng suất của thiết bị (khoảng hở càng lớn, năng suất càng lớn, xem (hình 3-13) Trong các thiết bị này, người ta ứng dụng quả cầu polietilen đường kính 34 ÷ 40mm, khối lượng riêng đổ đống 110 ÷ 120kg/m3
Trong thiết bị vòi phun, lượng tiêu hao nước cho 1m3 khí là 4 ÷ 6lít Trở lực của vòi phun (900÷1400) [N/m2], bơm phun (800÷1400) [N/m2] Năng suất từ (3000÷40000) [m3/h]
Ưu điểm:
- Có thể sử dụng khi nhiệt độ và độ ẩm cao
- Nguy hiểm cháy nổ thấp nhất
Nhược điểm:
- Bụi thu được ở dạng cặn do đó phải xử lý nước thải
- Các giọt lỏng có khả năng bị cuốn theo khí và cùng với bụi lắng trong ống dẫn và máy hút
6- Voìi phun
Hình 3-14 Thiết bị rửa khí sủi bọt
a) Với đĩa chảy tràn; b) Với đĩa chảy sủi bọt
Trang 31Phổ biến nhất là thiết bị sủi bọt với đĩa chảy sủi và đĩa chảy tràn Đĩa chảy sủi có thể là đĩa lỗ, đĩa rãnh Chiều dày tối ưu của đĩa trong khoảng (4÷6) [mm], đường kính
lỗ thường từ (4÷8) [mm] Chiều rộng của rãnh từ (4÷5) [mm], còn diện tích tự do dao động trong khoảng (0,2÷0,25) [m2/m2] 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:
1 Thu hồi bụi trong không gian dưới lưới do quán tính, được hình thành do dòng khí thay đổi hướng chuyển đổng khi đi qua đĩa Hiệu quả của giai đoạn này chỉ lớn đối với bụi thô đường kính > 10µm
2 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 đạp)
3 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 hớn giai đoạn 1 nhiều và đạt đến 90% đối với hạt bụi 2 đến 5µm
3.1.11 Thiết bị rửa khí va đạp – 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 này là sự hình thành các giọt lỏng đường kính (300÷400) [µm], làm gia tăng quá trình lắng bụi
Trang 32Hình 3-15 Thiết bị thu hồi bụi va đạp quán tính.
Nhờ không có các lỗ nhỏ để phân phối nước và các bộ phận chuyển động nên thiết bị dạng này có thể xử lý khí có nồng độ bụi cao Dạng thiết bị trên (hình2-15b) được ứng dụng rộng rãi, trong đó dòng khí đi vào ống đứng được tăng tốc ở đầu ra nhờ thu hẹp ống đến (35 ÷ 55) [mm/s] và đập vào bề mặt chất lỏng Mực nước thấp hơn đầu
- Phải xử lý nước thải sau khi xử lý bụi, làm tăng quá trình xử lý
3.1.12 Thiết bị lọc điện.
Trong thiết bị lọc điện, bụi được xử lý nhờ tác dụng của lực điện Các hạt bụi được tích điện và dưới tác dụng của trường điện chúng chuyển động đến gần và lắng trên các bản điện cực Sự tích điện diễn ra trong trường phóng điện quầng sáng, theo hai
Trang 33cơ chế: dưới tác dụng của điện trường (các hạt bị bắn phá bởi các ion chuyển động theo hướng điện trường) và bởi sự khuyếch tán của các ion Cơ chế thứ nhất chiếm ưu thế khi kích thước hạt lớn hơn 0,5 [µm]; cơ chế thứ hai chiếm ưu thế khi kích thước hạt nhỏ hơn 0,2 [µm] Đối với các hạt cĩ đường kính (0,2÷0,5) [µm ] cả hai cơ chế đếu hiệu quả Trường lực được tạo ra hai điện cực: một điện cực - cực âm- quầng sáng để tích điện cho các hạt Đĩ là các dây dẫn mảnh được bố trí ở một khoảng cách nhất định Điện cực thứ hai - cực lắng, cĩ bề mặt rộng hơn Hình dạng của chúng rất đa dạng: dạng phẳng hoặc dạng lưới tấm , dạng gợn song, dạng trụ, dạng máng Các yêu cầu cơ bản đối với các điện cực lắng là bền cơ học, cứng và cĩ khả năng tách bụi khi rung, lắc (hình 3-16) giới thiệu sơ đồ thiết bị lọc điện khơ Khí đi vào thiết bị lọc từ phía dưới qua hệ thống điện cực được làm sạch và đi ra từ phần trên thiết bị Thiết bị được trang
bị cơ cấu rung để làm sạch bụi trên điện cực Hiệu quả của thiết bị được trang bị lọc điện khi thu hồi hạt cĩ kích thước 0,5 [µm] đạt 99% và giảm khi vận tốc dịng khí tăng
Bủi
Khê sảch 4
3
5
2 1
Hình 3-16 Thiết bị lọc bụi tĩnh điện dạng ống
Trong cơng nghiệp, người ta cịn sử dụng thiết bị lọc điện ướt, trong đĩ việc làm sách các điện cực được thực hiện bằng cách tưới qua các vịi phun Thiết bị lọc điện ướt được ứng dụng để thu hồi bụi, sương các axit khách nhau
Hiệu quả của thiết bị lọc điện phụ thuộc tính chất của bụi và khí, vận tốc và tính đồng đều phân phối dịng bụi trong tiết diện thiết bị Hiệu thế càng cao và vận tốc khí càng thấp, hiệu quả thu hồi bụi càng cao
Thiết bị lọc điện cĩ thể xử lý một thể tích khí lớn với các hạt bụi kích thước từ (0,01÷100) [µm ], chịu được nhiệt độ lên đến (400÷500)0C Trở lực của thiết bị lọc điện
Trang 34khoảng 150 Pa 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 càng lớn
Ưu điểm:
- Hiểu quả xử lý cao đối với bụi có kích thước bé từ 0,5 đến 8µm
- Trở lực của thiết bị nhỏ
Nhược điểm:
- Hiệu quả lọc thấp đối với hạt bụi có kích thước lớn
- Thành phần khí và bụi ảnh hưởng đến độ dẫn của nó Khi độ ẩm của khí tăng, điện trở riêng phần của bị giảm Nồng độ của SO2 và NH3 khoảng vài phần ngàn hay vài phần trăm trong khí cũng làm tăng đáng kể độ dẫn điện của bụi Nếu vận tốc khí trong thiết bị lọc tăng thì hiệu quả xử lý giảm và ngoài ra còn tăng khả năng lôi cuốn bụi theo dòng khí
- Giá thành cao
- Yêu cầu rất nghiêm ngặt về an toàn điện (do điện thế sử dụng là rất lớn)
3.2 Chọn loại thiết bị xử lý bụi.
Việc chọn loại thiết bị tối ưu để làm sạch khí là vấn đề phức tạp, phụ thuộc vào rất nhiều thông sô Đó là các thông số hoá lý và công nghệ của khí thải, thông số công nghệ và thiết kế của thiết bị thu hồi bụi, thông số kinh tế và các tính đặc trưng khác của thiết bị
Các thông số quan trong chủ yếu là độ phân tán, độ sạch yêu cầu, nhiệt độ, độ
ẩm, tính ăn mòn của khí
Thông thường hiệu quả xử lý của thiết bị liên quan chặt chẽ với chi phí năng lượng và kích thước thiết bị Độ sạch yêu cầu càng cao, chi phí đầu tư cho hệ thống xử
lý và vận hành thiết bị càng cao
Khi chọn thiết bị thu hồi bụi cần quan tâm đến các chỉ số cơ bản sau.
- Thiết bị hoạt động trên cơ chế lắng bụi khô trọng lực, quán tính, ly tâm là rẻ nhất, nhưng chỉ thu hồi bụi khô (có kích thước >10µm), Thường chúng chỉ đóng vai trò
xử lý bụi sơ bộ
- Đa số thiết bị lắng bụi ướt có thể cho hiệu quả cao khi kích thước bụi trung bình (>1µm) Muốn thu hồi bụi mịn hơn phải tăng lưu lượng nước (tốn năng lượng) Ngoài ra, cần phải xử lý nước thải và chống ăn mòn thiế bị
Trang 35- Thiết bị lọc điện có thể cho hiệu quả cao ngay cả khi bụi phđn tân cao (nhỏ hơn
1µm) Tuy nhiín cần phải kiểm soât khí thải vì nhiệt độ, độ ẩm, vận tốc khí ảnh hưởng nhiều đến hiệu quả của thiết bị lọc điện
- Thiết bị lọc bụi qua vâch ngăn cho hiệu quả cao nhất đối với bụi phđn tân cao, nhưng cũng cần giữ câc thông số khí thải trong giới hạn nhất định Vốn đầu tư thiết bị năy nhỏ hơn thiết bị lọc điện nhưng chi phí vận hănh lớn hơn
Với loại bụi Clinker lă loại bụi công nghiệp với nồng độ bụi lă 2,8(g/m3) Với kích thước hạt từ (1 ÷ 50) µm Do đó ta chọn thiết bị xử lý bụi kiểu lọc công nghiệp vì
nó ứng dụng cho bụi công nghiệp có nồng độ bụi dưới 60(g/m3) với kích thước hạt lớn hơn 0,5µm Vật liệu lọc thường được phục hồi
3.3 Đề xuất phương ân xử lý bụi ở khđu nhập clinker của nhă mây.
3.3.1 Phương ân 1.
8 9 5
10
11
12
Nước thải Nước
1
M
Hình 3-17 Phương ân 1
1-Xe tải vđn chuyển; 2-Phễu chứa Clinker; 3,5-Chụp hút; 4,7-Ống hút;
6-Lọc bụi; 8-Cửa đẩy; 9- Quạt hút; 10-Băng tải vđn chuyển; 11-Đông cơ dẫn động
băng tải; 12-Gầu tải
Với phương ân năy thì quạt hút được đặt sau lọc bụi Bụi sau khi được xử lý được tâch ra khỏi dòng khí bẩn rơi xuống buồng chứa Tại đđy bụi được hòa lẫn văo nước vă được đưa ra ngoăi theo đường nước thải
Ưu điểm:
- Kết cấu thiết bị vận chuyển bụi sau khi xử lý thì đơn giản.
Trang 36Nhược điểm:
- Không tận dụng được bụi sau khi xử lý
- Phải xử lý nước thải, do đó làm tăng quá trình xử lý
10 12 11 5
13
14
15
Hình 3-18 Phương án 2
1-Xe tải vân chuyển; 2-Phễu chứa Clinker; 3,5-Chụp hút; 4-Ống hút;
6-Lọc bụi; 8,7- Ống thổi- 9- Quạt hút; 10-Vít vận chuyển;11- Động cơ điện; 12-Van lật; 13-Băng tải vân chuyển; 14-Đông cơ dẫn động băng tải; 15-Gầu tải
- Vơi phương án này thì quạt hút được đặt trước thiết bị lọc bụi Bụi sau khi được tách khỏi dòng khí bẩn được vít tải vận chuyển xuống băng tải để tái sử dụng
Ưu điểm:
- Bụi được tái sử dụng sau khí xử lý
- Quá trình xử lý không có công đoạn xử lý nước thải, do đó rút ngăn quy trình
xử lý
Nhược điểm:
- Quạt đặt trước thiết bị lọc do đó phải làm việc trong điều kiện dễ bị mài mòn
- Giảm tuổi thọ của quạt
- Thiết bị lọc bụi làm việc trong hệ thống thổi do đó hiệu xuất xử lý bụi sẽ giảm
và việc vận chuyển bụi sau khi xử lý sẽ gặp nhiêu khó khăn
Trang 373.3.3 Phương án 3.
8 9 10
12 11 5
6-Lọc bụi; 8- Miệng thổi- 9- Quạt hút; 10-Vít vận chuyển;11- Động cơ điện; 12-Van
lật; 13-Băng tải vân chuyển; 14-Đông cơ dẫn động băng tải; 15-Gầu tải
Với phương án 3 thì quạt hút được đặt sau thiết bị lọc bụi Phướng án này sẽ khắc phục được các nhược điểm của 2 phương án trên như:
- Rút ngắn quy trình xử lý bụi
- Tận dụng lại bụi sau khi xử lý
- Tăng hiệu quả xử lý bụi
- Tăng tuổi thọ của quạt hút
- Vận chuyển bụi sau khi xử lý trở lên đơn giản hơn
Tuy nhiên vơi phương án này thì chi phí lắp đặt thiết bị cao hơn so với phương án 1.Trong 3 phương án trên thì phương án 3 có ưu điểm nhất Vì vậy em chọn phương án 3 để thiết kế hệ thống xử lý bụi cho khâu nhập Clinker của nhà máy
3.4 Chọn các thiết bị phụ khác.
3.4.1 Chọn đường ống hút.
3.4.1.1 Yêu cầu chung đối với ống dẫn khí.
- Bằng vật liệu khó cháy hoặc không cháy, tuỳ theo yêu cầu sử dụng
- Không thấm nước, hút ẩm và không khí
- Cách nhiệt tốt khi vận chuyển chất nhiệt độ cao
Trang 38- Bề mặt trong nhẵn để giảm ma sát.
- Có tiết diện và hình thang thích hợp để sức cản bé tiết kiệm vật liệu,
mĩ quan, tiện bố trí Tốt nhất là dùng loại tròn, vuông Loại chữ nhật càng dẹt càng bất lợi
3.4.1.2 Phân loại, cách bố trí và chọn loại đường ống
Hệ thống dẫn khí chia làm hai loại chính: kiểu kênh ngầm và kiểu treo
a)Hệ thống kiểu kênh ngầm:
a) Ốp ở góc tường; b) Đặt trong tường dày; c) Đặt ở sát tủ tường
Vật liệu là gạch xây hoặc bê tông Kênh có thể đặt dưới nền kết hợp bố trí cả các đường dây cáp điện, dây điện thoại, ống nước vv…, có thể đặt trong tường dầy hoặc ốp
ở góc tường, ở sát tủ tường Kênh dẫn gió ngầm đặt dưới sàn thường để dẫn gió hồi, rất
ít khi làm ống dẫn gió cấp Vì không khí đã xử lí đi trong kênh ngầm dễ bị ô nhiễm bởi
ẩm và mốc Trường hợp cần thiết lắm phải dung thì phải xử lý chống thấm thật cẩn thận
b) Hệ thống kiểu treo.
Hình 3-21 Hệ thống kiểu treo.
Trang 39Vật liệu thường bằng tôn, tôn tráng kẽm dày (0,5÷1,5) [mm] Có thể dung tôn đen sơn chống gỉ hoặc chất dẻo Các ống dẫn khí lạnh thường bọc lớp vật liệu cách nhiệt (bông thuỷ tinh, stiropo) phía ngoài bọc lớp màng nhôm mỏng chống ẩm Ngoài cùng bọc lưới thép mỏng bảo vệ chống chuột bọ ngậm nhấm Nếu ống dẫn đi dưới trần trong phòng thì không cần bọc cách nhiệt.
Các ống dẫn được chế tạo thành từng đoạn ngắn lắp nối bằng mặt bích có đệm cao su
Việc treo đỡ ống sát trần hoặc tường, bằng dầm đỡ hoặc hình thức kết cấu phụ thuộc cảnh quan kiến trúc
Hình dáng ống dẫn kiểu treo khá đa dạng Tiết diện chữ nhật được dung phổ biến hơn vì dễ chế tạo, nhất là các đoạn cút , tê, tiết kiếm không gian treo đỡ ống
Các ống dẫn gió có lưu lượng thay đổi được chế tạo thay đổi tiết diện ngang bằng thay đổi kích thước đều đặn hoặc hạ bậc vơi tiết diện vuông và chữ nhật có kích thước 1 chiều của tiết diện ngang để treo, ốp
c) Chọn đường ống.
Với hệ thống làm việc như trên ta chọn ống dẫn khí kiểu treo và tiết diện ngang
là hình chữ nhật Với cách chọn như vậy thì thiết bị dễ chế tạo và lắp đặt hơn
3.4.2 Chọn miệng hút.
a) Các loại miệng hút:
Trường hợp thông gió chung miệng hút đặt ngay trên thành ống dẫn Trường hợp hút cục bộ thì đặt miệng hút tại chỗ Các thiết bị hút gió cục bộ bao gôm:
- Chụp hút: (Hình 3-22) dung để hút các chất khí thải nhẹ bốc lên phía trên (hơi
nóng, khói, bụi và hới độc nhẹ hơn không khí) Chụp hút hình chóp nón hoặc tháp cụt lắp trên các nguồn khí thải cách nền từ (1,6÷1,8) [m] Ống dẫn cần phải đủ lớn để hút hết khí thải và khí sạch tràn theo
Trang 40- Tủ hút: có loại hở như (hình 3-23) đặt phía trên hoặc bên cạnh vật sản độc hại
Có loại kín (hình 3-23b) bao trùm kín vật sản độc hại có cửa quan sát Cửa hút của tủ
hở có thể ở mặt bên, ở dưới hoặc kết hợp nhằm thải khí độc hại hoặc bụi trực tiếp tại vị trí làm việc nằm trong phạm vi của tủ hút Ví dụ như các tủ hoá chất và tủ hàn các chi tiết nhỏ
- Phễu hút: dung để thu bụi nặng ở các thiết bị công nghệ như máy mài, máy
phay hoặc máy sợi con vv…Phễu hút gắn liền máy công nghệ (hình 3-24) Để thu bụi ở các máy có kích thước trung bình, tốc độ dòng không khí trong ống hút phải ≥30[m/s]; đường kính ống hút ≥ 40[mm]