THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ KHÍ THẢI, BỤI CHO NHÀ MÁY CHẾ BIẾN GỖ

Bụi gỗ là nguồn ô nhiễm nghiêm trọng nhất trong công nghiệp chế biến gỗ. Bụi phát sinh chủ yếu từ các công đoạn và quá trình cưa, xẻ gỗ để tạo phôi cho các chi tiết mộc, rọc, xẻ gỗ, khoan, phay, bào, chà nhám, bào nhẵn các chi tiết bề mặt. Kích cỡ các hạt bụi và tải lượng bụi sinh ra ở các công đoạn khác nhau. Tại các công đoạn gia công thô như cưa cắt, mài, tiện, phay… phần lớn chất thải đều có kích thước lớn có khi tới hàng ngàn mm; tại các công đoạn gia công tinh như chà nhám, đánh bóng, tải lượng bụi không lớn nhưng kích cỡ hạt bụi rất nhỏ, nằm trong khoảng từ 2 – 20 mm, nên dễ phát tán trong không khí. Nếu không có biện pháp thu hồi và xử lý triệt để, bụi gỗ sẽ gây ra một số tác động đến môi trường và sức khỏe con người.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP HỒ CHÍ MINH KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN  Đồ án xử lý khí thải THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ KHÍ THẢI, BỤI CHO NHÀ MÁY CHẾ BIẾN GỖ GVGD: Nguyễn Văn Hiển Sinh viên thực hiện: Đào Thị Thanh Huyền Trần Thị Hải Trần Thị Lành Trần Minh Tài Nguyễn Ngọc Hân 13127058 13127059 13127117 13127900 12127236 Tp.HCM, tháng12 năm 2015 Trang MỤC LỤC CHƯƠNG MỞ ĐẦU 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ Bụi gỗ nguồn ô nhiễm nghiêm trọng công nghiệp chế biến gỗ Bụi phát sinh chủ yếu từ công đoạn trình cưa, xẻ gỗ để tạo phôi cho chi tiết mộc, rọc, xẻ gỗ, khoan, phay, bào, chà nhám, bào nhẵn chi tiết bề mặt Kích cỡ hạt bụi tải lượng bụi sinh công đoạn khác Tại công đoạn gia công thô cưa cắt, mài, tiện, phay… phần lớn chất thải có kích thước lớn có tới hàng ngàn mm; công đoạn gia công tinh chà nhám, đánh bóng, tải lượng bụi không lớn kích cỡ hạt bụi nhỏ, nằm khoảng từ – 20 mm, nên dễ phát tán không khí Nếu biện pháp thu hồi xử lý triệt để, bụi gỗ gây số tác động đến môi trường sức khỏe người Bụi gỗ vào phổi gây kích thích học phát sinh phản ứng xơ hóa phổi gây nên bệnh hô hấp: viêm phổi, khí thủng phổi, ung thư phổi… Đối với thực vật, bụi lắng làm giảm khả quang hợp cây, làm giảm sức sống cản trở khả thụ phấn Từ vấn đề ta thấy, bụi gỗ có ảnh hưởng lớn môi trường sức khỏe người lao động Do đó, nhà máy, phân xưởng chế biến gỗ phải lắp đặt hệ thống xử lý để thu gom xử lý toàn lượng bụi gỗ phát sinh Hiện có nhiều công nghệ xử lý bụi chế biến gỗ Tuy nhiên công nghệ tương đối lạc hậu không đáp ứng quy chuẩn môi trường nhà nước ban hành nữa, đó, vấn đề cấp thiết đặt cần tìm hiểu, nắm bắt rõ công nghệ xử lý bụi gỗ; từ lựa chọn, thiết kế lắp đặt hệ thống xử lý cho phù hợp Đây mục tiêu mà Nhóm hướng tới thông qua Đồ án “Thiết kế hệ thống xử lý bụi cho dây chuyền công nghệ chế biến gỗ” 1.2 MỤC TIÊU THIẾT KẾ − Lựa chọn, tính toán, thiết kế hệ thống xử lý bụi gỗ cho mô hình có sẵn 1.3 − − − − NHIỆM VỤ THIẾT KẾ Xác định nguồn ô nhiễm nhà máy chế biến gỗ Tìm hiểu nắm bắt công nghệ xử lý bụi gỗ Lựa chọn thiết kế sơ đồ cho công nghệ xử lý bụi Tính toán, thiết kế hệ thống xử lý bụi cho nhà máy Trang CHƯƠNG CÔNG NGHỆ XỬ LÝ BỤI GỖ 2.1 TỔNG QUAN VỀ BỤI GỖ 2.1.1 Nguồn gốc phát sinh − Bụi gỗ sinh từ công đoạn gia công như: cưa, khoan, chà nhám, đánh bóng, xén cạnh… Bụi sinh từ công đoạn dạng bụi thô có kích thước lớn, trọng lượng nhẹ (5– 75 µm) gây ô nhiễm cục thiết bị máy móc máy router, chà nhám trục, brush,… − Trong trình gia công, hạt bụi có kích thước lớn bị lắng động lại hộc chứa bụi máy gây hư hỏng máy, đồng thời hạt có kích thước nhỏ phát tán môi trường xung quanh gây ô nhiễm ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe người lao động… Bảng Phân cấp cỡ hạt bụi (Nguồn: Tra bảng 11.3 Các thông số vật lý quan trọng bụi từ nguồn phát thải khác - Sách Ô nhiễm không khí xử lý khí thải – Trần Ngọc Chấn) 2.1.2 VẬT LIỆU KHỐI LƯỢNG ĐƠN VỊ ρb (g/m3) Bụi gỗ 1200 Tính chất bụi gỗ PHÂN CẤP CỠ HẠT THEO % KHỐI LƯỢNG KÍCH THƯỚC HẠT BỤI (µm) 60 1,0 1,2 11,5 20,8 15,5 50 − Thành phần tính chất bụi gỗ chủ yếu bụi học − Là hỗn hợp hạt xellulose với kích thước thay đổi phạm vi rộng, từ – 75 µm − Tại công đoạn gia công tinh như: chà nhám, đánh bóng, tải lượng bụi không lớn kích thước nhỏ, thường nằm khoảng 5– 20 µm, nên dễ phát tán không khí dễ bám vào bề mặt thiết bị với hạt bụi có đường kính nhỏ 10 µm − Có tính thấm 2.2 TỔNG QUAN VỀ THIẾT BỊ XỬ LÝ BỤI 2.2.1 Thiết bị lọc bụi trọng lực a Nguyên lý hoạt động − Các hạt bụi có khối lượng, tác dụng trọng lực hạt có xu hướng chuyển động từ xuống (đáy thiết bị lọc bụi) Đối với hạt nhỏ, tác dụng trọng lực có lực chuyển động dòng khí lực ma sát môi trường Trang − Thiết bị lọc trọng lực có nhiệm vụ làm cho bụi lắng đọng tác dụng trọng lực, thông qua làm giảm vận tốc dòng khí, nhờ hạt bụi có đủ thời gian rơi xuống chạm đáy tác dụng trọng lực bị giữ lại mà không bị dòng khí mang theo b Phạm vi áp dụng − Dùng để lắng bụi thô có tỉ trọng kích thước lớn (kích thước hạt ≥ 60 – 70 µm), khí chuyển động với vận tốc nhỏ, sử dụng cấp lọc thô trước thiết bị lọc tinh Tuy nhiên, hạt bụi có kích thước nhỏ bị giữ lại buồng lắng − Thường sử dụng để lắng sơ c Ưu điểm − − − − − − Là thiết bị lọc đơn giản Dễ chế tạo Dễ vận hành Lắng bụi khô bụi ướt Giá thành thấp, sử dụng nhiều nguồn nguyên liệu chế tạo Chi phí vận hành bảo trì thấp d Nhược điểm − Xử lý hiệu hạt bụi có kích thước > 50 µm Không xử lý bụi lơ lửng, bụi hô hấp − Kích thước lớn, cồng kềnh, tốn diện tích − Hiệu suất xử lý không cao − Vận tốc dòng khí nhỏ e Một số thiết bị lọc bụi kiểu trọng lực − Buồng lắng bụi có vách ngăn − Buồng lắng bụi có chắn cửa − Buồng lắng bụi động Hình Buồng lắng bụi 2.2.2 Thiết bị lọc bụi quán tính a Nguyên lý hoạt động Trang − Làm thay đổi chiều hướng chuyển động dòng khí cách liên tục, lặp lặp lại nhiều loại vật cản có hình dạng khác − Khi dòng khí đổi hướng bụi có sức quán tính lớn giữ hướng chuyển động ban đầu va đập vào vật cản bị giữ lại động rơi xuống đáy thiết bị − Vận tốc khí thiết bị khoảng (m/s), ống vào 10 (m/s) Trở lực khoảng 150 – 390 (N/m2) b Phạm vi áp dụng − Dùng để lọc loại bụi có tỉ trọng, kích thước lớn tính bám dính cao − Hiệu xử lý thiết bị đạt từ 65 – 80 % hạt có kích thước 25 – 30 µm c Ưu điểm − Dễ chế tạo − Đơn giản, dễ sử dụng − Tổn thất áp suất thấp so với thiết bị khác d Nhược điểm − Không lọc loại bụi có kích thước nhỏ (đường kính nhỏ µm)và có tính ăn mòn − Thưởng sử dụng để lọc bụi thô e Một số thiết bị lọc bụi kiểu quán tính − Thiết bị lọc bụi kiểu quán tính Venturi − Thiết bị lọc bụi quán tính kiểu chắn uống cong − Thiết bị lọc bụi quán tính kiểu “ sách”, … Hình Thiết bị lọc quán tính 2.2.3 Thiết bị lọc bụi ly tâm a Nguyên lý hoạt động Không khí chứa bụi chuyển động xoắn Lực ly tâm sinh từ chuyển động xoắn tác động lên hạt bụi làm cho hạt bụi đẩy chúng xa lõi thiết bị, va vào thành ống bao rơi xuống dưới, dòng khí tiếp tục chuyển động xoắn thoát Trang b Phạm vi áp dụng Được sử dụng để lọc loại bụi có kích thước lớn c Ưu điểm − Sử dụng rộng rãi − Đơn giản, dễ vận hành − Chi phí thấp d Nhược điểm − − − − Không xử lý hạt bụi có kích thước nhỏ mịn Không xử lý hạt bụi có tính chất bám dính Dễ bị ăn mòn dòng khí có khí độc Hiệu xử lý thấp e Một số thiết bị lọc bụi kiểu ly tâm − − − − Thiết bị lọc bụi ly tâm kiểu đứng (xiclon) Thiết bị lọc bụi ly tâm kiểu nằm ngang (ít sử dụng) Thiết bị lọc bụi ly tâm kiểu xoáy Thiết bị lọc bụi ly tâm kiểu động Trang Hình Thiết bị lọc bụi ly tâm kiểu thẳng đứng (xiclon) Ống dẫn khí vào; Vỏ xiclon; Phễu chứa bụi; Ống trụ giữa; Van chặn 2.2.4 Thiết bị lọc bụi kiểu ướt a Nguyên lý hoạt động − Khi hạt bụi tiếp xúc với bề mặt dịch thể (giọt dịch thể), chúng bám bề mặt đó, dựa nguyên tắc này, tách hạt bụi khỏi dòng khí − Sự tiếp xúc hạt bụi với bề mặt dịch thể xảy lực tác dụng lên hạt bụi theo hướng đến bề mặt dịch thể Các lực bao gồm: lực va đập phân tử, trọng lực, lực ly tâm − Chất lỏng thường sử dụng thiết bị lọc kiểu ướt nước, trường hợp thiết bị xử lý vừa có chức khử bụi vừa có chức khử khí độc chất lỏng dung dịch trình hấp phụ định b Phạm vi áp dụng Xử lý hạt bụi có kích thước nhỏ, mịn Tuy nhiên yêu cầu lọc loại bụi có kích thước lớn sử dụng phương pháp c Ưu điểm − Dễ chế tạo − Giá thành thấp − Hiệu lọc bụi cao, thường đạt 98%; xử lý tất loại bụi − Lọc loại bụi có kích thước nhỏ lọc khí độc hại d Nhược điểm − Bụi thu gom bị làm ướt, dạng cặn, phải xử lý nước thải, tăng chi phí xử lý − Gễ gây ăn mòn đường ống, thiết bị trường hợp khí có tính ăn mòn Do cần bảo vệ hệ thống đường ống thiết bị sơn chống gỉ phải chế tạo hệ thống đường ống thiết bị vật liệu không bị han gỉ − Khó quản lý xử lý bụi e Một số thiết bị lọc bụi kiểu ướt − − − − − Buồng phun Tháp rửa khí rỗng Tháp đệm Tháp sủi bọt Xiclon ướt Trang Hình Buồng phun tháp rửa khí rỗng Vỏ thiết bị; 2) Vòi phun nước; 3) chắn nước; 4) Bộ phận hướng dòng phân phối khí 2.2.5 Thiết bị lọc bụi nguyên lý lọc a Nguyên lý hoạt động − Không khí chứa bụi dẫn qua màng vải, hạt bụi có kích thước giữ lại − Tốc độ không khí phải không lớn để trình xử lý đạt b Phạm vi áp dụng Sử dụng lọc cho tất loại bụi tính bám dính tính bám dính c Ưu điểm − − − − Khả lọc tốt, hiệu suất cao, đạt hiệu suất từ 95 – 98 % Khả chứa bụi cao sau phục hồi đảm hiệu lọc cao Giữ khả cho khí xuyên qua tối ưu Độ bền học cao nhiệt độ cao môi trường bị ăn mòn d Nhược điểm − Giá thành cao − Chi phí vận hành cao e Một số thiết bị lọc bụi nguyên lý lọc Trang − Thiết bị lọc bụi kiểu − Thiết bị lọc bụi túi vải (được sử dụng phổ biến) Hình Thiết bị lọc bụi kiểu ống tay áo nhiều đơn nguyên 1) Phiễu chứa bụi; 2) Cơ cấu rung để giũ; 3) Ống góp; 4) Ống dẫn khí chứa bụi vào lọc; 5) Đơn nguyên thực trình giũ; 6) Van; 7)Khung treo chùm ống tay áo; 8) Van thổi khí ngược để giũ bụi; 9) Ống dẫn khí thoát 2.2.6 Thiết bị lọc bụi tĩnh điện a Nguyên lý hoạt động Khí chứa bụi dẫn qua điện trường có điện cao (khoảng 50.000 V trở lên) Dưới tác dụng điện trường khí bị ion hóa Các ion tạo thành bám hạt bụi tích điện cho chúng Các hạt sau tích điện đưa qua điện trường chúng bị hút cực khác dấu b Phạm vi áp dụng − Sử dụng cho việc lọc vật liệu có hạt bụi nhỏ mịn (bụi hô hấp) − Chỉ sử dụng để lọc loại bụi có khả tích điện tốt c Ưu điểm − Hiệu xử lý loại bụi thích hợp có hiệu lọc cao (đạt tới 99%) − Hiệu suất thu hổi bụi cao, tiêu tốn lượng − Có thể thu hồi bụi có kích thước nhỏ (d < 0,1 µm), với nồng độ lớn 5.10 (mg/m3) − Chiụ nhiệt độ cao, tới 500oC Trang − Có thể tự động hóa hoàn toàn khâu vận hành − Có thể làm việc áp suất cao hay áp suất chân không d Nhược điểm − Cấu tạo phức tạp, khó vận hành bảo trì − Đắt tiền − Không sử dụng dây chuyền xử lý không khí có chứa chất cháy, nổ − Các loại bụi xử lý tốt hạn chế e Một số thiết bị lọc bụi kiểu tĩnh điện − Thiết bị lọc bụi điện vùng: thiết bị lọc bụi điện kiểu ống, thiết bị lọc bụi kiểu − Thiết bị lọc bụi điện hai vùng Hình Thiết bị lọc bụi tĩnh điện kiểu ống 1) Dây kim loại nhẵn; 2) Ống kim loại; 3) Đối trọng; 4) Cách điện; 5) Phiễu chứa bụi 2.3 LỰA CHỌN VÀ THUYẾT MINH CÔNG NGHỆ XỬ LÝ 2.3.1 Nguyên tắc lựa chọn phương án xử lý − Thiết bị xử lý phải phù hợp với thành phần, nồng độ, tính chất hạt bụi gỗ − Hiệu xử lý cao, đạt yêu cầu đặt Trang 10 + d15 = 500 (mm), v15 = 23 (m/s); tra bảng phụ lục trang 380 sách Kỹ thuật thông gió, suy R15 = 0,928 + Pms15 = l15 R15 = 8,6304(kg/m2) • Đoạn 16 + l16 = 1500 (mm) = 1,5 (m) + d16 = 560 (mm), v16 = 20,2 (m/s); tra bảng phụ lục trang 380 sách Kỹ thuật thông gió, suy R16 = 0,628 + Pms16 = l16 R16 = 0,942 (kg/m2) • Đoạn 17 + l17 = 7500 (mm) = 7,5 (m) + d17 = 560 (mm), v17 = 23,46 (m/s); tra bảng phụ lục trang 380 sách Kỹ thuật thông gió, suy R17 = 0,839 + Pms17 = l17 R17 = 6,2925 (kg/m2) + Bảng Thống kê tổn thất ma sát đoạn ống Đoạ n l (mm) L (m3/h) d (mm) v (m/s) R 10 11 12 13 14 15 16 17 Tổng 8101 2700 3600 600 3600 2400 2100 3000 1950 1200 3150 1350 5400 1200 9300 1500 7500 650 1300 2600 3250 4550 5200 1750 7800 8450 9750 10400 11050 12350 13650 16250 17550 20800 100 140 200 225 280 280 355 355 355 400 400 450 450 450 500 560 560 23 23,47 23 22,71 20,53 23,46 20,07 21,89 23,72 21,55 23 20,1 21,57 23,85 23 20,2 23,46 6,94 4,75 2,91 2,45 1,53 1,1 1,3 1,51 1,09 1,23 0,817 0,856 1,14 0,928 0,628 0,839 Pms (kg/m2) 56,22 12,825 10,476 1,47 5,508 4,8 2,31 3,9 2,9445 1,308 3,8745 1,103 4,6224 1,368 8,6304 0,942 6.2925 128,5943 c Tính toán tổn thất áp suất cục chi tiết đoạn ống  Khảo sát chi tiết đoạn ống Bảng Khảo sát chi tiết đoạn ống ST T ĐOẠN CHỤP HÚT CO VAN CHẠC BA Trang 24 10 11 12 13 14 15 16 17 10 11 12 13 14 15 16 17 - 1 - - 1 1 1 1 1 1 1 1  Tính toán tốn thất cục đoạn ống • Đoạn 1: chụp hút, co, van + ζ = ζ chụp hút + ζ co + ζ van = 0,14 + 0,4 + 0,04 = 0,58 + v1 = 23 (m/s) + ∆Pcb1 = ∑ ζ = 0,58x 32,35= 18,763 (kg/m2) • Đoạn 2: 1co, chạc ba, góc 30o   + Tra bảng Phụ lục Hệ số sức cản cục chi tiêt ống   dẫn không khí, Kỹ Thuật Thông Gió, TS.Trần Ngọc Chấn, kết hợp phương pháp nội suy, suy hệ cản cục chạc ba ζ chạc ba = 3,7032 + ζ = ζ co + ζ chạc ba = 0,4+3,7032 = 4,1032(m/s) + v2 = 23,47 (m/s) + ∆Pcb2 = ∑ ζ = 138,606 (kg/m2) • Đoạn 3: chạc ba, góc 30o + Tra bảng Phụ lục Hệ số sức cản cục chi tiêt ống dẫn không khí, Kỹ Thuật Thông Gió, TS.Trần Ngọc Chấn, kết hợp phương pháp nội suy, suy hệ cản cục chạc ba ζ chạc ba = 1,0345 + ζ = ζ chạc ba = 1,0345 + (m/s) + v3 = 23 (m/s) + ∆Pcb3 = ∑ ζ = 1,0345 33,4661(kg/m2) • Đoạn 4: chạc ba, góc 30o Trang 25   + Tra bảng Phụ lục Hệ số sức cản cục chi tiêt ống dẫn không khí, Kỹ Thuật Thông Gió, TS.Trần Ngọc Chấn, kết hợp phương pháp nội suy, suy hệ cản cục chạc ba ζ chạc ba = 3,3523 + ζ = ζ chạc ba = 3,3523 + v4 = 22,71 (m/s) + ∆Pcb4 = ∑ ζ = 105,6645 (kg/m2)  Đoạn 5: chạc ba, góc 30o    Tra bảng Phụ lục Hệ số sức cản cục chi tiêt ống dẫn không khí, Kỹ Thuật Thông Gió, TS.Trần Ngọc Chấn, kết hợp phương pháp nội suy, suy hệ cản cục chạc ba ζ chạc ba = 5,1356 + ζ = ζ chạc ba = 5,1356 + v5 = 20,53 (m/s) + ∆Pcb5 = ∑ ζ = 131,9849 (kg/m2) • Đoạn 6: chạc ba, góc 30o   + Tra bảng Phụ lục Hệ số sức cản cục chi tiêt ống dẫn không khí, Kỹ Thuật Thông Gió, TS.Trần Ngọc Chấn, kết hợp phương pháp nội suy, suy hệ cản cục chạc ba ζ chạc ba = 1,93 + ζ = 2xζ chạc ba = 1,93 + V6= 23,46 (m/s) + ∆Pcb6= ∑ ζ = 65,1954 (kg/m2) • Đoạn 7: chạc ba, góc 30o   + Tra bảng Phụ lục Hệ số sức cản cục chi tiêt ống dẫn không khí, Kỹ Thuật Thông Gió, TS.Trần Ngọc Chấn, suy hệ cản cục chạc ba ζ chạc ba =5,4283 + ζ = ζ chạc ba = 5,4283 + V7 = 20,07 (m/s) + ∆Pcb7 = ∑ ζ = 142,2757 (kg/m2) • Đoạn 8: chạc ba, góc 30o   + Tra bảng Phụ lục Hệ số sức cản cục chi tiêt ống dẫn không khí, Kỹ Thuật Thông Gió, TS.Trần Ngọc Chấn, suy hệ cản cục chạc ba ζ chạc ba =1,93 + ζ = ζ chạc ba = 1,93 + v8 = 21,89 (m/s) Trang 26 + ∆Pcb8 = ∑ ζ = 56,6069 (kg/m2) • Đoạn 9: chạc ba, góc 30o   Tra bảng Phụ lục Hệ số sức cản cục chi tiêt ống dẫn không khí, Kỹ Thuật Thông Gió, TS.Trần Ngọc Chấn, kết hợp phương pháp nội suy, suy hệ cản cục chạc ba ζ chạc ba =1,93 + ζ9 = ζ chạc ba = 1,93 + V9 = 23,72 (m/s) + ∆Pcb9 = ∑ ζ = 66,2955 (kg/m2) • Đoạn 10: chạc ba, góc 30o   + Tra bảng Phụ lục Hệ số sức cản cục chi tiêt ống dẫn không khí, Kỹ Thuật Thông Gió, TS.Trần Ngọc Chấn, suy hệ cản cục chạc ba ζ chạc ba =3,3819 + V10 = 21,55 (m/s) + ∆Pcb10=∑ ζ = 96,4856 (kg/m2) • Đoạn 11: chạc ba, góc 30o   + Tra bảng Phụ lục Hệ số sức cản cục chi tiêt ống dẫn không khí, Kỹ Thuật Thông Gió, TS.Trần Ngọc Chấn, suy hệ cản cục chạc ba ζ chạc ba =1,93 + V11 = 23 (m/s) + ∆Pcb11 = ∑ ζ = (kg/m2) • Đoạn 12: chạc ba, góc 30o   + Tra bảng Phụ lục Hệ số sức cản cục chi tiêt ống dẫn không khí, Kỹ Thuật Thông Gió, TS.Trần Ngọc Chấn, suy hệ cản cục chạc ba ζ chạc ba =3,3523 + V12 = 20,1(m/s) + ∆Pcb12 = ∑ ζ = (kg/m2) • Đoạn 13: chạc ba, góc 30o   + Tra bảng Phụ lục Hệ số sức cản cục chi tiêt ống dẫn không khí, Kỹ Thuật Thông Gió, TS.Trần Ngọc Chấn, suy hệ cản cục chạc ba ζ chạc ba =1,93 + ζ = ζ chạc ba = 1,93(m/s) + V13 = 21,57 (m/s) Trang 27 + ∆Pcb13 = ∑ ζ = 55,0629 (kg/m2) • Đoạn 14: chạc ba, góc 30o   + Tra bảng Phụ lục Hệ số sức cản cục chi tiêt ống dẫn không khí, Kỹ Thuật Thông Gió, TS.Trần Ngọc Chấn, suy hệ cản cục chạc ba ζ chạc ba =1,93 + V14 = 32,85 (m/s) + ∆Pcb14 = ∑ ζ = 67,4342 (kg/m2) • Đoạn 15: chạc ba, góc 30o   + Tra bảng Phụ lục Hệ số sức cản cục chi tiêt ống dẫn không khí, Kỹ Thuật Thông Gió, TS.Trần Ngọc Chấn, suy hệ cản cục chạc ba ζ chạc ba =3,165 + V15 = 23 (m/s) + ∆Pcb15 = ∑ ζ = 102,3878(kg/m2) • Đoạn 16: chạc ba, góc 30o   + Tra bảng Phụ lục Hệ số sức cản cục chi tiêt ống dẫn không khí, Kỹ Thuật Thông Gió, TS.Trần Ngọc Chấn, suy hệ cản cục chạc ba ζ chạc ba =3,2646 + V16 = 20,2 (m/s) + ∆Pcb16 = ∑ ζ = 81,4844 (kg/m2) • Đoạn 17: chạc ba, góc 30o   + Tra bảng Phụ lục Hệ số sức cản cục chi tiêt ống dẫn không khí, Kỹ Thuật Thông Gió, TS.Trần Ngọc Chấn, suy hệ cản cục chạc ba ζ chạc ba =1,93 + V17 = 23,46 (m/s) + ∆Pcb17 = ∑ ζ = 65,1954 (kg/m2)  Tổng tổn thất cục tuyến ống chính: ΔPcb =+ = 1362,1221 (kg/m2) Trang 28 Đoạ n ống 10 11 12 13 14 15 16 17 l (m) L (m3/h) d (mm) 8101 2700 3600 600 3600 2400 2100 3000 1950 1200 3150 1350 5400 1200 9300 1500 7500 650 1300 2600 3250 4550 5200 1750 7800 8450 9750 10400 11050 12350 13650 16250 17550 20800 100 140 200 225 280 280 355 355 355 400 400 450 450 450 500 560 560 v (m/s) Chụp hút (ζ) 23 0,14 23,47 23 22,71 20,53 23,46 20,07 21,89 23,72 21,55 23 20,1 21,57 23,85 23 20,2 23,46 TỔNG Co (ζ) Van Chạc (ζ) (ζ) 0,4 0,04 0,4 - - 1 1 1 1 1 1 1 1 ∑ζ ∆Pcb 0,58 4,1032 1,0345 3,3523 5,1356 1,93 5,4283 1,93 1,93 3,3819 1,93 3,3523 1,93 1,93 3,165 3,2646 1,93 18,763 138,60 33,466 105,664 131,984 65,195 142,275 56,606 66,295 96,485 Bảng Thống kê tổn thất cục đoạn ống d Tính toán tổn thất áp suất lực nâng (∆Pnâng) − Bụi gỗ dạng bụi có kích thước trọng lượng tương đối lớn, để thắng vận tốc treo cần phải có lực đủ lớn để nâng lên từ ống đứng sang ống ngang Vì cần phải tính tổn thất để nâng vật liệu từ lên ∆Pnâng = h ρ kkg  (Pa) − Trong đó: + h: phần thẳng đứng đoạn ống, h = 1,7 (m) + ρkk: mật độ không khí, ρkk = 1,21 (kg/m3) + g: gia tốc trọng trường, g = 9,81 (m/s2) + : hàm lượng theo trọng lượng cực đại hỗn hợp gỗ (µ = 0,1 – 1,5), lấy  =0,8 (kg/kg) − Suy ra: ∆Pnâng = 1,7 x 1,21 x 9,81 x 0,8 = 16,1433(Pa) = 1,61433 (kG/m2) e Tổng tổn thất áp suất hệ thống vận chuyển bụi PHT = P(1 + k) + Pnâng + P = ∆Pms + ∆Pcb =128,5943+1362,1221= 1490,7165(kG/m2) + ∆Pnâng = 1,61433 (kg/m2) Suy ra, PHT =1490,7165 x (1 + 1,4 x 0,8) +1,61433 (kG/m2) Trang 29 55,062 67,434 102,387 81,484 65,195 1362,12 CHƯƠNG 4.1 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ THIẾT BỊ XỬ LÝ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ XICLON a Yêu cầu − Việc tính toán thiết kế lựa chọn Xiclon phải đáp ứng thông số kỹ thuật quan trọng sau đây: + Lưu lượng không khí cần lọc + Hiệu lọc + Tổn thất áp suất + Diện tích – không gian chiếm chỗ + Giá thành thiết bị - Ưu tiên lựa chọn loại Xiclon có lưu lượng phù hợp đồng thời có hiệu lọc cao tổn thất áp suất nhỏ b Chọn Xiclon - Loại Xiclon: LIOT (Viện Bảo hộ lao động Leningrat – Liên Xô cũ) Hình 12 Kích thước tiêu chuẩn loại Xiclon LIOT (Viện Bảo hộ lao động Leningrat – Liên Xô cũ) Trang 30 4.2 TÍNH TOÁN KÍCH THƯỚC CHI TIẾT CỦA XICLON - Lưu lượng không khí cần lọc (L) = Lưu lượng đoạn ống cuối = L 17 = 20800 (m3/h) - Vận tốc khí miệng vào xiclon theo tính toán (v) = Vận tốc khí đoạn ống cuối = v17 = 23,46 (m/s) - Đường kính ống dẫn bụi vào (d) = Đường kính đoạn ống cuối = d 17 = 560 (mm) - Đường kính thân Xiclon d2 = 3,24d = 3,24 x 560 = 1814,4 (mm) - Đường kính ống thoát khí d1= 1,9d =1,9 x 560 = 1064 (mm) - Đường kính ống xả bụi = 0,4d = 0,4 x 560 = 224 (mm) - Đường kính miệng = d = 560 (mm) - Chiều cao phần ống thoát khí = 1,17d = 1,17 x 560 = 655,2 (mm) - Chiều cao thân Xiclon phần ống thoát khí = 0,2d = 0,2x560 = 112 (mm) - Chiều cao phần nón = 0,3d = 0,3 x 560 = 168 (mm) - Chiều cao phần hình trụ = 5d = x 560 = 2800 (mm) - Chiều cao ống chuyển tiết diện a = 1,17 d = 1,17 x 560 = 655,2 (mm) - Chiều cao phễu = 4d = x 560 = 2240 (mm) - Chiều cao ống xả bụi = d = 560 (mm) - Tổng chiều cao xiclon (ΣH) = 11,67d = 11,67 x 560= 6535,2 (mm) - Chiều dài ống chuyển tiết diện vào = 1,62d = 1,62 x 560 = 907,2 (mm) - Chiều dài ống chuyển tiết diện l2 = l1 = 1,62d = 1,62 560 = 907,2 (mm) - Chiều dài ống tiếp tuyến = 1,62d = 1,62 x 560 = 907,2 (mm) - Chiều rộng ống chuyển tiết diện b = 0,67d = 0,67 x 560 = 375,2 (mm) - Bề rộng khối tiết diện từ thân Xiclon đầu = d = 560 (mm) - Bề rộng khối tiết diện từ thân Xiclon đầu = 0,67d = 0,67 x 560 375,2 (mm) - Khi đặt Xiclon vào giá đỡ, chọn khoảng cách từ mặt đất đến đáy Xiclon (mm) 4.3 TÍNH TOÁN ĐƯỜNG KÍNH TỚI HẠN CỦA HẠT BỤI  Công thức tính toán: Trong đó: Trang 31 + δo: đường kính giới hạn hạt bụi (m) + L: lưu lượng (m3/s) + μ: hệ số nhớt động lực không khí (Pa.s) + l: chiều cao thiết bị (m) + r2: bán kính thân xiclon (vỏ xiclon) (m) + r1: bán kính ống thoát khí (lõi xiclon) (m) + ρb: Khối lượng riêng hạt bụi (kg/m3) + n: Số vòng quay dòng khí thân xiclon (vòng/s) + ro: bán kính trung bình (m) + VTTB: vận tốc tiếp tuyến trung bình xiclon ứng với bán kính trung bình ro (m/s) VTTB = 0,7 x VE + VE: vận tốc không khí ống dẫn vào xiclon (m/s) Trong đó:  L: Lưu lượng khí thải (m3/h)  a: chiều cao ống chuyển tiết diện (m)  b: chiều rộng ống chuyển tiết diện (m) - Bán kính ống thoát khí sạch: r1 = 1064 x = 532 (mm) = 0,532 (m) Bán kính thân xiclon: r2 = Đường kính thân xiclon = 1814 x = 907 (mm) = 0,907 (m) Khối lượng riêng hạt bụi: ρb = 1.200 (kg/m3) a = 0,655 (m); b = 0,375 (m) Suy ra, vận tốc tiếp tuyến trung bình xiclon: - Vận tốc không khí ống dẫn vào xiclon: - VTTB =0,7 VE =0,7 x23,52 = 16,464(m/s) Số vòng quay dòng khí thân xiclon:  Đường kính giới hạn hạt bụi: Trang 32 3.3.5 Tính toán hiệu lọc theo cỡ hạt Xyclon Công thức: - Hiệu suất lọc xác định công thức: - Với: Tính toán: - Kết hiệu lọc theo cỡ hạt thể bảng sau: Bảng 10: Hiệu suất lọc theo cỡ hạt Đường kính hạt bụi δ (m) x 10-6 10 x 10-6 15 x 10-6 20 x 10-6 30 x 10-6 >40 x 10-6 1-exp( α x δ2) -0.049 -0.197 -0.443 -0.788 -1,773 - 100 100 1-exp( α x δo2) ɳ(δ) % 0,27 18,14 72,86 100 100 Bảng 11: Lượng bụi khỏi xyclon Đường kính hạt bụi δ (m) x 10-6 10 x 10-6 15 x 10-6 20 x 10-6 30 x 10-6 >40 x 10-6 Phần trăm khối lượng (%) 1,2 11,5 16,15 20,8 60,5 Lượng bụi (mg) 3000 3600 34500 48450 62400 181500 ɳ(δ) % 18,14 72,86 100 100 100 100 Lượng bụi khỏi xyclon (mg) 2455,8 977,04 0 0 Tra bảng 8.1 giá trị thực nghiệm tính toán hệ thống hút bụi vận chuyển khí ép trang 197/ sách thiết kế thông gió công nghiệp – Hoàng Thị Hiền ta có giá trị µ hàm Trang 33 lượng theo trọng lượng phoi bào, mạt cưa gỗ 0.3 kg/kg Đây nồng độ bụi gỗ 1m3 không khí nồng độ bụi vào cyclon Hình 17: Đường biểu diễn hiệu lọc  Nồng độ bụi khỏi cyclon là: 2455,8 + 977,04 = 3432,84 mg/m3 Theo tiêu chuẩn QCVN 19-2009/ BTNMT ta có nồng độ bụi phát thải môi trường 200 mg/m3 qua theo nồng độ 3432,84 mg/m3  Chưa đạt, nên cần bổ sung thêm thiết bị tăng cường loc bụi túi vải 3.3.6 Tính tổn thất sức cản thủy lực Xyclon Trong đó: - ρ: mật độ không khí ρ = 1,2 (kg/m3) 3.4 Thiết kế thiết bị lọc bụi túi vải 3.4.1 Các thông số tính toán  Lưu lượng khí cần lọc Q = 20800 m3/h  Nồng độ bụi gỗ vào thiết bị Cv =3432,84 mg/m3  Khối lượng riêng hạt bụi ρb = 1200 kg/m3 Trang 34 Chọn hiệu suất lọc túi vải 95%  Nồng độ bụi khỏi thiết bị túi vải là: 3432,84 x 5% = 171,42 mg/m3 Theo QCVN 19 – 2009, loại BCTC = 200 mg/m3 điều kiện chuẩn( 250C áp suất 760 mmHg) Vậy nồng độ bụi khỏi thiết bị túi vải đạt tiêu chuẩn nên không cần thiết phải xây dựng ống khói mà cần đặt quạt gió 3.4.2 Tính toán chi tiết thiết bị lọc bụi túi vải a) Diện tích vải lọc: Khả lọc vải: qlọc = 120 – 160 m3/m2.h Chọn qlọc= 160 m3/m2.h b) Tính toán kích thước túi lọc: Theo Trần Ngọc Chấn, sách Ô nhiễm không khí xử lý khí thải , Trang 162, ta chọn thông số sau: Đường kính dtúi = 125 – 300 mm, chọn d = 250 mm = 0,25 m Chiều cao htúi = – 3,5 m, chọn h = 2,5 m c) Tính số túi:  Chọn 64 túi, chia đơn nguyên Mỗi đơn nguyên gồm 16 túi, bố trí thành x túi Vậy cần phải xây dựng đơn nguyên (1 dự phòng rung rũ bụi) Khoảng cách túi tính từ tâm = 500 mm Khoảng cách từ tâm túi đến vách = 250mm d) Tính kích thước thiết bị  Kích thước đơn nguyên: - Rộng = 2000 mm - Dài = 2000 mm  Kích thước thiết bị: - Rộng (thiết bị) = dài (đơn nguyên) = 2000 mm - Dài (thiết bị) = rộng (đơn nguyên) x = 10000 mm Trang 35 Cao (thiết bị) = chiều cao túi vải + chiều cao phía túi vải + chiều cao phía túi vải + chiều cao phễu thu bụi  Chiều cao thiết bị = 2500 + 1000 + 1000 + 1000 = 5500 mm Vậy kích thước thiết bị: Dài x Rộng x Cao = 10000 x 2000 x 5500 3.4.3 Trở lực thiết bị ∆Ptb = A x = x 160 1.3 = 1466 (Pa) = 146.6 kG/m2 Trong đó: - A hệ số thực nghiệm , loại vải, kể đến độ bào mòn, bẩn… 0,25-2,5 Chọn A = - n hệ số thực nghiệm: n = 1,25 - 1,3 Chọn n = 1,3 - v: cường độ lọc bụi, yêu cầu loại vải khả xử lý khác nhau, v = 120 – 180 m3/m2.h, chọn v = 160 m3/m2.h 3.5 Tính toán chọn quạt hút Lưu lượng hút, L = 20800 (m3/h) ∆Pchọn quạt = K x ( ∆PHT+ ∆Pquạt+ ∆PTB) (kG/m2), Khi chọn quạt cần tăng lưu lượng chung hệ thống theo công thức: LHT = K × L Trong đó: K: hệ số dự trữ, K = 1,13 LHT = 1,13 x 20800 = 23504 (m3/h) ∆Pchọn quạt = K x ( ∆Pht + ∆Pquạt+ ∆Ptb) = 1.13 x ( 1362,1221+ 25 +146.6 + ) = 3118,44 kG/m2 Vậy lưu lượng quạt Lq= LHT = 23504 m3/h Cột áp quạt là: ∆Pq = ∆Pchọn quạt = 3118,44 kG/m2 ~ 3120 kG/m2 = 31200 (Pa)  Công suất đặt trục quạt (N) Trong đó: Q: Lưu lượng quạt m3/s, Q =20800 m3/h = 5.778 m3/s H: Áp suất quạt, mmH2O, H= 31200 (Pa) = 3120 mmH2O Trang 36 η : Hệ số hiệu dụng quạt, η =0.7  Công suất động quạt ( Trong đó: N: Công suất đặt lên trục quạt, N= kW a: hệ số, a = 1.1 (đối với quạt ly tâm có N> 10kW) : Hệ số hiệu dụng truyền động, = 0.95 ( truyền động đai hình thang) Dựa vào kết tính toán thông số kỹ thuật quạt hút, ta chọn mua loại quạt hút thích hợp có sẵn thị trường CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1 KẾT LUẬN Qua trình làm đồ án giúp nhóm nhận thấy tầm quan trọng việc xây dựng hệ thống xử lý khí thải cho nhà máy, xí nghiệp sản xuất chế biến gỗ, nhằm bước khắc phục tình trạng ô nhiễm môi trường không khí Xử lý bụi từ công đoạn chế biến gỗ cần thiết nhằm giải ô nhiễm bụi gây Trên sở lý thuyết kết hợp với thực nghiệm, nhóm tính toán thiết kế hệ thống xử lý bụi gỗ thiết bị xiclon kết hợp túi vải Nồng độ bụi khí thải sau xử lý đảm bảo nhỏ tiêu chuẩn cho phép trước thải môi trường, đạt tiêu chuẩn QCVN 19:2009/BTNMT –quy chuẩn kỹ thuật quốc gia khí thải công nghiệp Để xử lý bụi nhằm giảm thiểu ô nhiễm cho môi trường, biện pháp kỹ thuật tính toán, việc nâng cao ý thức bảo vệ môi trường cho công nhân nhà máy, xí nghiệp phải thường xuyên thực thông qua biện pháp tuyên truyền, vận động, khen thưởng hợp lý 5.2 KIẾN NGHỊ Thông việc thực đồ án, nhóm xin đưa số kiến nghị sau: - Để trì phát triển sản xuất, đồng thời bảo vệ bền vững môi trường, sở sản xuất nên thường xuyên giám sát hệ thống xử lý ô nhiễm nhằm giảm nhẹ tác động tiêu cực đến môi trường Trang 37 - Các hoạt động sản xuất phải tuân thủ quy định môi trường quốc gia trình giám sát bảo vệ môi trường Thường xuyên áp dụng công nghệ xử lý ô nhiễm đại nhắm đạt chất lượng xử lý tốt Tài liệu tham khảo Hoàng Thị Hiền, 2000 Thiết kế thông gió công nghiệp, NXB Xây Dựng Hà Nội GS.TS Trần Ngọc Chấn, 2004 Ô nhiễm không khí xử lý khí thải – tập 2, NXB Khoa Học Kỹ Thuật Hà Nội GS Trần Ngọc Chấn 1998, Kỹ thuật thông gió, NXB Xây Dựng - Hà Nội Hoàng Kim Cơ 1999, Kỹ thuật lọc bụi làm khí Nhà Xuất Bản Giáo Dục PGS.TS Bùi Sỹ Lý, Bảo vệ môi trường không khí, NXB Xây Dựng Hà Nội 2007 Trang 38 [...]... nhà máy 2.3.2 Lựa chọn công nghệ xử lý Bụi cần xử lý là bụi gỗ, và ta cần thu hồi bụi gỗ để làm nguyên liệu cho các công đoạn sản xuất khác như ván ép, làm chất đốt cho các lò sấy,…Do đó, phương pháp xử lý bụi mà nhóm lựa chọn là phương pháp khô, sơ đồ công nghệ như sau: BỤI  CHỤP HÚT  ĐƯỜNG ỐNG  XICLON TÚI VẢI  QUẠT HÚT  KHÍ SẠCH Hình 7 Sơ đồ công nghệ xử lý bụi gỗ 2.3.3 Thuyết minh công nghệ... sinh bụi ta bố trí hệ thống hút ngay vị trí thiết bị máy móc Trên mỗi thiết bị máy móc có sẵn các dạng miệng hút bụi tương ứng, có đường kính và số lượng tuỳ thuộc vào từng thiết bị máy móc khác nhau − Các dạng và số lượng máy móc, thiết bị trong nhà máy chế gỗ được cho trong bảng sau: Bảng 2 Danh mục các loại máy móc, thiết bị trong nhà máy chế biến gỗ Trang 13 Số Kí hiệu Tên máy Số Đầu lượng hút /máy. .. quả xử lý kém đối với hạt bụi có kích thước < 5 µm − Không thể thu hồi bụi kết dính − Trang 12 CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ BỤI VẠCH TUYẾN VÀ THIẾT KẾ SƠ ĐỒ KHÔNG GIAN HỆ THỐNG HÚT 3.1.1 Nguyên tắc vạch tuyến − Tuyến ống dẫn khí phải thẳng; ít nhập dòng, tách dòng; ít co rút và nhánh rẽ − Các tuyến ống không được cản trở đến hoạt động sản xuất của nhà máy và công nhân − Tuyến ống dẫn khí. .. nghệ xử lý a Ưu điểm − Công nghệ đề xuất phù hợp với đặc điểm, tính chất của nguồn khí thải tại − − − − − − − − − − nhà máy chế biến gỗ Thu hồi bụi ở dạng khô Có khả năng làm việc ở nhiệt độ cao (đến 500oC) Có khả năng thu hồi vật liệu mài mòn mà không cần bảo vệ bề mặt xiclon Trở lực hầu như cố định Làm việc tốt ở áp suất cao Nồng độ khí thải sau xử lý đạt QCVN 19:2009/BTNMT Hiệu suất lọc bụi cao Chế. .. gom khí thải, bụi đặt ở độ cao 4 (m) − Quy trình vạch tuyến như sau: + Vạch tuyến từ điểm bất lợi nhất đến vị trí đặt thiết bị xử lý + Vạch tuyến ống từ các điểm còn lại tới tuyến ống chính + Vẽ sơ đồ không gian cho toàn bộ tuyến ống + Đánh số các điểm trên tuyến, ghi chiều dài các đoạn ống có lưu lượng và vận tốc không đổi, ghi vận tốc thiết kế dự kiến TÍNH TOÁN KHÍ ĐỘNG CHO HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN BỤI... Đồng thời, hạt bụi sẽ chịu tác động của sức cản không khí theo chiều ngược với hướng chuyển động, kết quả là hạt bụi dịch chuyển dần về vỏ ngoài của xiclon, va chạm với nó, sẽ mất động năng và rơi xuống phễu Sau khi khí đi qua xiclon tiếp tục được đi qua thiết bị lọc bụi túi vải Hiệu quả lọc đạt tiêu chuẩn QCVN 19:2009/BTNMT Loại quạt hút được sử dụng trong hệ thống hút bụi trong nhà máy gỗ là loại quạt... thêm thiết bị tăng cường là loc bụi túi vải 3.3.6 Tính tổn thất do sức cản thủy lực của Xyclon Trong đó: - ρ: mật độ không khí ρ = 1,2 (kg/m3) 3.4 Thiết kế thiết bị lọc bụi túi vải 3.4.1 Các thông số tính toán  Lưu lượng khí cần lọc Q = 20800 m3/h  Nồng độ bụi gỗ vào thiết bị Cv =3432,84 mg/m3  Khối lượng riêng của hạt bụi ρb = 1200 kg/m3 Trang 34 Chọn hiệu suất lọc của túi vải là 95%  Nồng độ bụi. .. 20 EB-3 Máy xén cạnh 1 X 21 EB-41 Máy xén cạnh góc 1 X 22 K203E Máy dán cạnh tự động 1 100x1 650 23 ALFA27T Máy khoan ngang 1 100x1 650 24 NPC6/100 Máy ép nóng thủy lực 1 X 25 37-RK Máy chà nhám băng rộng 1 100x4 650 26 Máy chà nhám 1 trục VN 1 100x1 650 29 Máy ghép ngang 1 X 650 650 650 650 30 SF-226 Máy cưa lọng 2 100x1 650 31 PICO Máy làm rộng oval dương 1 100x2 650 34 RH-626ART Máy tiện gỗ VN 1... Thuyết minh công nghệ − − − − − Bụi được thu gom ngay tại vị trí phát sinh thông qua các chụp hút bố trí trên các máy công cụ Các chụp hút được nối với hệ thống ống dẫn, dưới tác dụng của lực hút, bụi theo hệ thống đường ống dẫn vào xiclon Hạt bụi trong dòng không khí chuyển động chảy xoáy sẽ bị cuốn theo dòng khí vào chuyển động xoáy Lực ly tâm gây tác động làm hạt bụi sẽ rời xa tâm quay và tiến về... 67,434 102,387 81,484 65,195 1362,12 CHƯƠNG 4 4.1 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ THIẾT BỊ XỬ LÝ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ XICLON a Yêu cầu − Việc tính toán thiết kế hoặc lựa chọn Xiclon là phải đáp ứng được các thông số kỹ thuật quan trọng sau đây: + Lưu lượng không khí cần lọc + Hiệu quả lọc + Tổn thất áp suất + Diện tích – không gian chiếm chỗ + Giá thành thiết bị - Ưu tiên lựa chọn loại Xiclon có lưu lượng phù hợp