O nhiem khong khi va xu ly khi thai tap 2 co hoc ve bui va phuong phap xu ly bui www thuvien247 net O nhiem khong khi va xu ly khi thai tap 2 co hoc ve bui va phuong phap xu ly bui www thuvien247 net O nhiem khong khi va xu ly khi thai tap 2 co hoc ve bui va phuong phap xu ly bui www thuvien247 net O nhiem khong khi va xu ly khi thai tap 2 co hoc ve bui va phuong phap xu ly bui www thuvien247 net O nhiem khong khi va xu ly khi thai tap 2 co hoc ve bui va phuong phap xu ly bui www thuvien247 net O nhiem khong khi va xu ly khi thai tap 2 co hoc ve bui va phuong phap xu ly bui www thuvien247 net O nhiem khong khi va xu ly khi thai tap 2 co hoc ve bui va phuong phap xu ly bui www thuvien247 net
Trang 1hi vn sơn mg — ` les salthitiaa beeen Sha \ VA RSKAS Shee ys e 8 ay gs N SS SASLASSA Same ey gy FE TE YE &
Trang 3
a ST re ow Sh
` - ne Ae Bass x YS oy ay vu v Se SS
WAAARS TYP AIISALPY 8A F _ SYSAy ¥¥ VN VP 2 SE FAS WIRES EGS sẽ §§Nš
LOI NOI DAU
Tập 2 bộ sâch "Ô nhiễm không khí uờ xử ly kht thai" uới chủ dề "Cơ hoc vĩ bui Uă phương phâp xử lý bụi" bao gồm 7 chương từ chương ð dến chương 11
Nội dung chương õ lă những uốn đề cơ học chủ yếu của bụi - một logi uật liệu dạng hạt rời rạc uới bích thước nhỏ cõ micromet - dùng lăm co sd dĩ tinh toan thiết _*ế câc loại thiết bị lọc bụi khâc nhau
_ Câc chương 6 đến 10 của tộp sâch, mỗi chương trình băy cấu tqo, nguyín lý lăm
_Uiệc Uuờ phương phâp tính toân của từng loại thiết bị lọc bụi riíng biệt: buồng lắng
bụi, thiết bị lọc bụi quân tính, thiết bị lọc bụi ly tôm, lưới lọc bụi, thiết bị lọc bụi
bằng điện uă thiết bị lọc bụi biểu ưói |
Chương cuối của tập sâch - chương 11 - dănh cho những vdn đề chung, kể cỏ
một số khia cạnh hình tế - kỹ thuật của xử lý bụi m
Sâch dùng lăm tời liệu giảng dạy cao học chuyín ngănh Kỹ thuật môi trường khí" của Trường đại học Xđy dung Ha Noi
Sâch còn có thể dùng lăm tăi liệu tham khảo cho cân bộ giảng dạy, nghiín cúu Uiín, kỹ thuột uiín, kÿ sư, cân bộ kỹ thuột của câc Uiện nghiín cứu, Diện thiết hế, trung tđm khoa học uă công nghệ, câc trường dai hoc va cao đẳng, câc sở khoa học,
công nghệ 0ù môi trường 2ó quan tđm đến lĩnh UựC xử lý bụi trong khí thải công _ nghiệp
Tac gid xin chđn thănh cớm ơn sự quan tđm theo dõi uă mong nhận dược nhiều ý kiến đóng góp của dồng nghiĩp va bạn đọc
Trang 5
—_——-
SEMA BS ey xx ve ame ag PS BAP oe on &
LAA ÿYW NW NW ¿ Vă _ TEL EWESEY OF _ FIGS’ SA ĐÝ šŠY § ấy x ŸY! ÿ xă FRO
Lời nói đầu 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 5.7 5.8
Chuong 5 - Cơ học về ° bụi vă câc phĩp đo bựi Khâi niệm chung về bụi vă phđn loại
Sức cản của môi chất trong trường hợp hạt có dạng hình cầu chuyển động
với vận tốc không đổi
Sức cản của môi chất đối với câc hạt chuyển động có gia tốc Sức cản khí động khi có nhiều hạt cùng chuyển động
Lâng chìm của hạt từ dòng chuyển động rối
Ảnh hưởng của hình dạng, độ nhâm vă khối lượng đơn vị của hạt bụi
Lấy mẫu bụi từ trong ống dẫn khí
5.7.1 Chọn đoạn ống lấy mẫu vă chỉa tiết diện ngang của ống chỗ lấy mẫu 5.7.3 Câc yíu cầu đối với đầu đo lấy mẫu bụi
5.7.3 Cấu tạo đầu ống hút vă dụng cụ lấy mẫu 5.7.4 Bộ phận lọc của ống lấy mẫu
5.7.5 Sơ đồ lắp đặt hệ thống dụng cụ lấy mẫu bụi trong đường ông 5.7.6 Lấy mẫu
Lấy mẫu trong không khí xung quanh (xem TCVN 5067 - 1995) 5.8.1 Đo nồng độ bụi lơ lửng
5.8.2 Do bụi lắng đọng trín mặt đất
5.9 Đo độ đen của khơi
ð.10 Đo bụi hô hấp
5:11 Xâc định khối lượng đơn vị (kldv) của bụi 5.11.1 Xâc định kldv của bụi bằng tỷ trọng kế
5.11.2 Xâc định klđv của bụi bằng phương phâp âp kế 5.11.3 Xâc định klđv đổ đống của bựi
_ð.12 Xâc định độ phđn cấp cỡ hạt của bụi 5.12.1 Một số khâi niệm vă định nghĩa
5.12.2 Xac dinh độ phđn cấp cỡ hạt theo phương phâp ray 512.3 Phđn tích cỡ hạt bụi bằng phương phâp lắng chim
Trang 6SOREL: v2 IIS “5: Ley aol een see TU Mire “ge he ee OTE ưu 2 Corry MỤC LỤC 5.18 Quy luật phđn bổ cỡ hạt của bụi (vật liệu đạng bột) 6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 6.6 6.7 6.8 2.1 7.2 7.3 7.4 7.5 7.6 7.7 7.8 8.1 8.2 8.3
Chương 6 - Buồng lắng bụi vă câc thiết bị lọc quân tỉnh
Lý thuyết tính toân thiết kế buồng lắng bụi - Một số quy định vă giả thiết Phương trình quỹ đạo của hạt bui trong buồng lắng
Hiệu quả lọc theo cỡ hạt của buồng lắng Hiệu quả lọc tổng thể của buồng lắng bụi
Biện phâp nđng cao hiệu quả lọc của buồng lâng
Một số ví dụ tính tôn bng lắng bụi
Câc dạng khâa nhau của buồng lắng bụi
Thiết bị lọc bụi kiểu quân tính
Chương 7 - Thiết bị lọc bụi ly tđm
Thiết bị lọc bụi ly tđm kiểu nằm ngang (uni-flow) 7.1.1 So đồ cấu tạo va nguyín lý lăm việc
?.1.2 Lý thuyết tính toân
7.1.2.1 Phương trình quỹ đạo của hạt bụi
7.1.2.2 Đường kính giới hạn của hạt bụi
7.1.2.3 Hiệu suất lọc theo cỡ hạt của thiết bị
Thiết bị lọc bụi ly tđm kiểu đứng (return-flow) 7.2.1 Cấu tạo vă nguyín lý lăm việc
7.2.2 Lý thuyết tính toân
Ap dung lý thuyết đồng dạng vă phđn tích thứ nguyín đối với thiết bị lọc
bụi ly tđm "
7.3.1 Quan hệ giữa kích thước, lưu lượng vă chính lệch âp suất trong xiclon 7.3.2 Phĩp tính đổi câc thông số kỹ thuật của xiclon
Mô hình tâch lọc bụi trong xiclon kiểu đứng Đường kính giới hạn của hạt bụi
Tổn thất âp suất trong xiclon
Chọn xiclon
Câc dạng tổ hợp khâc nhau của xiclon
?.7.1 LẮp nối tiếp hai xiclon cùng loại
7.7.2 Lap song song hai hoặc nhiều xiclon cùng loại 7.7.3 Xiclon cham
Thiĩt bi loc bui ly tam kiĩu guồng xoắn
Chương 8 - Lưới lọc bụi
Cơ cấu quâ trình lọc bụi trong lưới lọc
Trường vận tốc của dòng khí chảy qua vật cản có dạng hình trụ
Trang 7.————-_~S— ~ * ‘Ss & vos = Sy y Se = a OR 8 12220722 ie z v2 199/99 ae 8 tee L1 „2 SEALE 2a/2 Lt; % 92 Khhiện ee ee ie ie 7 ee age F463 ưu ott Born, % ự
6 NHIEM KHÔNG KHÍ VĂ XỦ LÝ KHÍ THÂI 3
8.4 Thu bất bụi do tiếp xúc của thanh hình trụ 141
8.5 Thu bất bụi do khuếch tân | 143
8.6 Hiệu quả thu giữ bụi tổng cộng của vật cản hình trụ 145
8.7 Quan hệ giữa hiệu qua lọc bụi của toăn bộ lưới lọc với hệ số thu giữ bụi của
từng sợi vật liệu lọc riíng biệt 147
8.8 Thu giữ bụi tronz lưới lọc thực tế vă câc yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả lọc 150
8.8.1 Hiệu quả lọc của lưới lọc thực tế 150
8.8.2 Anh hưởng của câc yếu tố khâc nhau đến hiệu quả lọc 151
8:9 Sức cản khí động của lưới lọc bụi 152
8.10 Ví dụ tính toâa lưới lọc bụi 153
8.11 Câc dạng khâc nhau của lưới lọc bụi 157
8.11.1 Lưới lọc kiểu tấm 158
8.11.2 Lưới lọc tẩm dầu tự rửa 160
B.11.3 Lưới lọc kiểu rulô tự cuộn 160
8.11.4 Lưới lọc bằng túi vải hoặc ống tay âo 162
8.11.5 Lưới lọc bằng sợi 165
Chương 9 - Thiết bị lọc bụi bằng diện
9.1 Sơ đồ cấu tạo vă nguyín ly lăm việc 168
9.2 Sức hút tỉnh điện - Vận tốc di chuyển của hạt bụi (migration velocity) 171
9.3 Phương trình của thiết bị lọc bụi bằng điện 175_-
9.4 Hiệu quả lọc theo cỡ hạt của thiết bị lọc bụi bằng điện 178
9.5 Phđn loại câc thiết bị lọc bụi bằng điện vă cấu tạo của câc bộ phận chủ yếu
của thiết bị 185
9.5.1 Phđn loại 185
9.5.2 Câc dạng khâc nhau của cực hút bụi vă cực ion hóa 191
9.6 Điện trở của bụi vă ảnh hưởng của nó đến chế độ lăm việc của thiết bị lọc
bụi bằng điện ằ : 193
9.7 Cac thông số điện quan trọng vă công suất của thiết bị lọc bụi bằng điện 197
9.7.1 Điện âp tới hạn U, vă cường độ dòng điện J, 197
9.7.2 Công suất điện của thiết bị lọc bụi bằng điện 200
Chương 10 - Thiết bị lọc bụi kiểu ướt
10.1 Buồng phun - thùng rửa khí rỗng 207
10.2 Thiết bị khử bụi có lớp đệm bằng vật liệu rỗng được tưới nước 214
10.3 Thiết bị lọc bụi (rửa khí) có đĩa chứa nước sủi bọt 216
10.4 Thiết bị lọc bụi (rửa khí) với lớp hạt hình cầu di động 221
10.5 Thiết bị lọc bụi kiểu ướt dưới tâc động va đập quân tính 225
10.6 Xiclon wĩt 228
Trang 8Š về Bag 2B FSH oy “ 8 S = VN SN
\88âØ&£ WP VV VP LY FAS WERE §vŸY § vì TŸ§ | i£ầ§?) EF SISA’
: LUC
10.7.1 Cau tao va nguyín lý lăm việc |
10.7.2 Ly thuyết tính toân thiết bị lọc bụi Venturi vă ví dụ tính toân
Chương 11 - Những vấn đề chung về xử lý bụi
11.1 3o sânh hiệu quả lọc bụi theo cỡ hạt của câc thiết bị lọc bụi khâc nhau vă
sự lựa chọn thiết bị lọc bụi
11.2 Lượng phât thải bụi từ câc quâ trình công nghệ khâc nhau 11.3 Phđn cấp cỡ hạt của bụi từ câc quâ trình công nghệ khâc nhau
11.4 Một số khía cạnh kinh tế - kỹ thuật của xử lý bụi
Phụ lực: Chương trình tính toân thiết bị lọc bụi ướt Venturi theo ngôn ngữ lập trinh Turbo Pascal
Trang 9oe ee 2 Cteny % add PY ea we? re ett” we? Z7 7 gee a #2 % 22 £ POEL! Born, “00/9/99 “5: ⁄ we 722280 vu Be 7% 5 12/0/70 TH a 1556 EC » dua ⁄ „2 [666 Chương Ð
CO HOC VE BUI VA CAC PHEP DO BUI
5.1 KHÂI NIỆM CHUNG VE BUI VA PHAN LOAI
Cac phan tu chat ran thể rời rạc (vụn) có thể được tao ra trong câc quâ trình nghiền,
ngưng kết vă câc phản ứng hóa học khâc nhau Dưới tâc dụng của câc dòng khí hoặc
không khí, chúng chuyển thănh trạng thâi lơ lửng vă trong những điều kiện nhất định
chúng tạo thănh thứ vật chất mă người ta gọi lă bụi
Bui IA một hệ thống gồm hai pha: pha khí vă pha rắn rời rạc - câc hạt có kích thước
nằm trong khoảng từ kích thước nguyín tử đến kích thước nhìn thấy được bằng mắt
thường, có khả năng tồn tại ở dạng lơ lửng trong thời gian dăi ngấn khâc nhau
SoL khí (aẩrozon) cũng lă hệ thống vật chất rời rac gồm từ câc hạt thể rân vă thể
lỏng ở dạng lơ lửng trong thời gian dăi không hạn định Tốc độ lắng chỉm của câc hạt
aírozon rất bĩ Những hạt bĩ nhất cua aĩrozon có kích thước gần bằng kích thước câc
nguyín tử lớn, còn những hạt lớn nhất có kích thước khoảng 0,2+ l/
Khâi niím về aírozon thĩ co thể xem lă đồng nghĩa với bụi Aírozon có thể cơ kích
thước hạt đồng nhất (monodiisperse, isodisperse) hoặc không đồng nhất (polydisperse,
heterodisperse) |
Bui thu giữ được hoặc bụi đê lắng đọng thường đồng nghĩa với khâi niệm "bột", tức
lă loại vật chất vụn, rời rạc - |
Kích thước của hạt bụi ô được hiểu lă đường kính, độ dăi cạnh của hạt hoặc lỗ rđy,
kích thước lớn nhất của hình chiếu của hạt _
Đường kính tương dương ò, của hạt bụi có hình dâng bất kỳ lă đường kính hình cầu
có thể tích bằng thể tích của hạt bụi
Vận tốc lắng chim uv, cua hat bụi lă vận tốc rơi của hạt trong môi trường tỉnh dưới
tâc dụng của trọng lực Vận tốc lắng chim hụ thuộc văo kích thước của hạt, hình dâng
vă khối lượng đơn vị của ní cũng như khối lượng đơn vị vă độ nhớt của môi trường
Đường kinh lang chim 3 „ của hạt bụi lă đường kính hạt bụi hình cầu mă vận tốc rơi
vă khối lượng đơn vị của nĩ bằng vận tốc rơi vă khói lượng đơn vị của hạt bụi có hình
dang phi chuẩn đang xem xĩt, nó
Đường kính lắng chim cia hat (micrơn-zm) được xâc định theo công thức sau day
rút ra từ lý thuyết về sự lắng chìm của bụi: FT TT 7C
; | 18.107+H
cC pm, (5.1)
Trang 11
PO,
a ưưa “ LILES
ween le Sein are is “ee ⁄⁄ ff” wee
Ge nb nary eed By, % Ỹ 5 EC OTL POEL! Born, 90/0/00 2a/2 ee 4 »?Z Khhiện Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ VĂ XỬ LÝ KHÍ THÂI 1 trong do:
„ - độ nhớt động lực của môi trường (khí, nước) Pa;
Pi Po? khối lượng đơn vị của vật liệu bụi vă của môi trường, g/cm',
H - chiều cao rơi (lắng) của hạt, cm; -
g - gia tốc trọng trường, m/s?; r - thời gian rơi, s
Vă kích thước, bụi được phđn chia thănh câc loại sau đđy:
e Bui thô, cât bui (grit): gồm từ câc hạt bụi chất rân có kích thước hạt ỏ > 75 um
e Bui (dust): hat chat ran có kích thước nhỏ hon bui thĩ (5 + 75 um) duge hình
thănh từ câc qua trinh co khi nhy nghiền, tân, đận v.v
e Khoi (smoke): gồm câc hạt vật chất có thể lă rắn hoặc lông được tạo ra trong quả trình đốt chây nhiín liệu hoặc quả trình ngưng tụ cố kích thước hat d = 1+5 wm Hat
bụi cỡ năy cơ tính khuếch tan rat ổn định trong khí quyển
e Khoi min (fume): gdm nhitng hat chat ran rat min, kich thudc hat 6 < lyn
e Sương (mist): hạt chất lỏng kích thước 6 < 10m Loại hạt cỡ năy ở một nông độ
đủ để lăm giảm tầm nhìn thì được gọi lă sương giâ (fog)
Cơ sự khâc biệt đâng kể về tính chất cơ lý hóa của câc hạt cơ kích thước nhỏ nhất
vă lớn nhất Câc hạt cực nhỏ thì tuđn theo một câch chặt chẽ sự chuyển động của măi
trường khí xung quanh, trong khi đố câc hạt lớn - như bụi thô chang han thi roi có gia
tốc dưới tâc dung của lực trọng trường vă nhờ thế chúng đễ dăng bị loại bỏ ra khỏi khổ
khí (đế lọc sạch) Tuy vậy, những hạt bụi có kích thước lớn cũng có khả năng bị cuốn di
rất xa khi điều kiện thời tiết thuđn lợi Ví dụ biện tượng mưa bụi trín một phạm vi rộng -
lớn ở phía nam nước Ảnh văo mùa hỉ năm 1968 sau đớ được gội sạch nhờ có mưa lă do 4
những hạt cât kích thước = 50 ¿m bị gió cuốn theo từ Bâc Phi,
Những hạt bụi có tâc hại nhất đối với sức khỏe con người lă khi chúng cơ thể thđm
nhập sđu văo tận phổi trong quâ trỉnh hô hấp - tức những hạt có kích thước ô < 10 wm
Người ta gọi cỡ bụi năy lă bụi hô hấp |
© bảng 5.1 lă kích thước hạt của một số loại bụi, khới thường gặp trong khí quyển
cũng như một số vật liệu dạng bột phổ biến |
5.2 SUC CAN CUA MOL CHAT TRONG TRUONG HOP HẠT CÓ DẠNG HINH CAU CHUYEN
DONG VOI VAN TOC KHONG ĐỔI - | |
Khi lọc câc phần tử rắn bĩ nhỏ (bụi) trong khí thải thì vai trò quan trọng lă câc quâ
trình như: phđn ly do trọng lực vă lực ly tđm, thu bắt vă va chạm quân tính, tâc động
của lực tĩnh điện, lực nhiệt vă điện từ
Về thực chất, hệ thống lọc bụi lă hệ thống mă khi dòng khí mang bụi đi qua, câc
phần tử hạt rắn sẽ chịu tâc động của một số lực lăm cho chúng bị tâch ra khỏi dòng khí
Để hệ thống hoạt động có hiệu quả, câc lực tâc động lín phần tử bụi phải đủ lớn để có thể
loại được chúng ra khỏi dòng khí trong khoảng thời gian mă dòng khí đi qua thiết bị lọc
Câc lực tâc dụng gđy ra đối với câc hạt bụi một vận tốc thănh phần khâc hướng với
chuyển động của dòng khí vă do đó dòng khí sẽ sản ra một lực cản tâc dụng ngược lại
Trang 12ca "` S ÓÔ.Ô ` ` `" ` + Lâ 12 CO HOC VE BUI VA CAC PHEP pO BỤI : trong do
Tính toân sức cản của môi chất khi có chuyến động của hạt lă vấn đề rnấu chốt trong
việc xâc định hiệu quả của thiết bị lọc bụi
Sau đđy chúng ta sẽ xem xĩt câc phương phâp tính toân sức cản của môi chất đối với chuyển động của hạt dưới tâc dụng của ngoại luc
Đơn giản hơn cả lă trường hợp câc hạt có dạng hình cầu chuyển động với vận tốc không đổi vă ổn định trong một dòng liín tục vô hạn Vì thế đầu tiín ta sẽ xem xĩt trường hợp năy, còn câc dạng hạt khâc cộng với câc yếu tố khâc sẽ được kể đến trong mối quan hệ với hệ thống đơn giản hóa vừa níu trín
Khi một hạt hình cầu đường kính ó chuyển động trong môi chất với vận tốc ø thì lực can F cua mdi chat tac dụng lđn hạt sẽ tỷ lệ thuận với động năng của đồng môi chất chuyển động theo vă diện tích tiết diện trực đối của hạt so với hướng chuyển động:
t#=KA P05 (5.2)
5 pu* - động năng c3a dòng môi chất chuyển động theo với vận tốc vu: chiếu của hạt trín mặt phẳng trực giao với vĩctơ vận tốc;
Trang 13ee Ctr HEE tuy “ ưưa LAID Bo, 2 2 2 nu fen, PE, c1 a “ # ting yt te of wee oes „2 We we? L2 ưu #! % es * CORE 7 440 [666 ger "try 7% # z2.” uy z © NHIEM KHƠNG KHÍ VĂ XỦ LÝ KHÍ THAI 13 trong do
y- hệ số nhớt động của môi chat: v =ễ :
vă p - lần lượt lă hệ số nhớt động bhịc vă khối lượng đơn vị của môi chất
Ỏ hình 5.1 lă đường cong thực nghiệm biểu diễn mối quan hệ giữa hệ số sức can K,,
trín trục tung vă chuẩn số Re trín trục hoănh
Khi vận tốc bĩ, Re < 1, dòng môi chất trước vă sau hạt gần như đối xứng Câc
phần tử của môi chất khi gặp vật cân (hạt
hình cầu) chịu một gia tốc nao do theo — —_—_———- _ _
phương trực giao, nhưng tâc động của lực ———ZZ>>——
quân tính quâ yếu nín không gđy ra mội sự —
chậm trễ năo trong việc năập dòng ở đằng SE
sau vật cản (hình 5.9a) a
_Đơ lă miền chảy bọc có độ nhót hoặc còn
gọi lă miĩn Stokes Ung với miín năy, đường
biểu diễn ở hinh 5.1 hoăn toăn như dường
thẳng (trong hệ trục logarif) vă quan hệ
iũ í SỐ ă tổ tổ 5 Hinh §5.2a Pwong dong chay boc quanh hat
giữa hệ số K_ vă Re duge bieu diễn bảng Ảnh cần Khi Re < 1
biểu thức: hình cau khi Re
K =— (5.5)
Từ (5.4) vă (5.5) ta rút ra được: —— CX———
F = 3nuỗÖu (5.6) — LY <—
Day la cĩng thitc Stokes rat ndi tiĩng va TSE ES quen thuộc trong thủy khí động luc hoc Khi Re > 1 câc phần tử môi chất gặp vật cản bât đầu chậm trễ ngăy căng nhiíu để nhập dòng sau vật cản vă do đó bắt đầu 7
xuất hiện sự rối dòng (hình 5.2b) vă người Hình $.2b Đường dòng chảy quanh hạt bình
ta gọi lă miền chuyển tiếp với giâ trị Íe cầu trong miền chuyín tiếp
tăng lín đến 400
Đối với miền chuyển tiếp công thức của Klyachko ( Kasuxo) [43] cho kết quả rất phù
hợp với thực nghiệm với sai số =2 trong phạm vi 3 < Re < 400
24 4
K = 0 (5.7)
Re + Re 38
Trong pham vị thay đổi rất rộng của trị số Re (0 < Re < 800), Schiller vă
Trang 14ty 3 5 a PY 22 ⁄ ey Wig, Mes a Tớ dua Vig f7 2 [666 hy Petry, Be, % g 2⁄0 “ .ưưa LAID % 22 OTE bs T5 C172 well cư cử ogee % PEELE pe Corry SAILS, ⁄? #⁄ Z7 we % z7 we 14 CO HOC VE BUI VA CAC PHEP po BUI Sisk F.J [20] da rút ra được công thức thực nghiệm với sai số ~ 2% trong khoảng giâ trị Re rất rộng (0,1 < Re < 3ê00): K, = 29,6Re (0,554 InRe—0,983) (5.9)
Khi chuẩn số Raynon (e) lớn hơn 500 mĩt {t - do lă giới hạn trín của miền chuyển tiếp - câc vòng xoây của môi chất tâch ra khỏi vật cản (hạt hỉnh cầu) vă hình thănh vùng
xoắn ốc cuốn văo ổn định cho tới trị số f#ø = 1000, cho nín hệ số sức cản trực đối K, hầu như không đổi vă nằm trong khoảng 0,38 + 0,5 Miền năy do Niutơn xâc định được
cho nín được gọi lă miền Niutơn, |
Khi vận tốc tăng cao với trị số Re > 2.10” lớp chảy biín của dòng môi chất trước vật cản hình cầu trở nín không ổn định vă những vòng xoắn phđn câch hình thănh cả ở phía trước rồi chuyển từ phía trước ra cả phía sau vật cản lăm cho hệ số sức cản giảm xuống đột ngột từ 0,4 đến 0,1,
Vận tốc giới hạn cuối cùng mă hạt vật chất có thể có được lă khi sức cản của môi chất trở nín cđn bằng với ngoại lực tâc động lín vật thể Nếu luc do lă G thi tir phương
trình (5.2) vận tốc giới hạn cuối cùng sẽ bằng:
vu, =\ —— gh (5.10)
K Ap
Đối với hạt hình cầu chuyển động trong miền chảy bọc cớ độ nhớt - miền Stokes với
ngoại lực Œ lă trọng lực - sức hút trọng trường (tức rơi trong môi chất) thì:
G = s x9 @, — ø)g (5.11)
vă cđn bằng trọng lực G với sức cản Ƒ từ công thức (5.6) ta thu được:
Đn “ ———— (5.12)
6 18u
Đđy cũng chính lă "vận tốc treo" hoặc vận tốc lơ lửng của hạt bựi hình cầu - tức lă vận tốc của dòng môi chất theo chiều ngược lại với vận tốc rơi của hạt để cho hạt vật
chất như bị treo lơ lửng ở vị trí nhất định
Khi hạt bụi rơi trong môi trường không khí thì khối lượng đơn vị ø của không khi nhỏ hơn rất nhiều lần so với khối lượng đơn vị p, của bụi do đớ người ta có thể bỏ qua:
đại lượng ø vă công thức (5.12) sẽ trở thănh:
pgs? 18u
U sh (5.13)
Cần lưu ý rằng câc công thức (5.12) vă (5.13) được rút ra theo định luật Stokes chỉ âp dụng được cho cỡ hạt bụi 6 < 70 =m Đối với bụi có kích thước hạt lớn hơn công thức
Stokes cho sai số tương đối lớn so với thực tế (xem bảng 6.1 chương 6)
Từ công thức (5.13) kết hợp với số liệu thực nghiệm đối với hạt bụi có kích thước
lớn, người ta xđy dựng biểu đồ hình 5.3 để tra vận tốc treo hoặc vận tốc rơi giới hạn của bụi trong không khí
Ta có thể âp dụng công thức trín để tính thời gian vă khoảng câch lắng đọng của
bụi trín mặt đất từ một độ cao năo đó ứng với vận tốc gió cho trước Di nhiín, để âp
Trang 15
; gS Q NAY ms 2S x
ì\88jjlq£ TEYVE ESI SAKA OL F EY’ WY WA AS PS SS SW SEES Fo SS F g seers
ÿYW NW NW ¿ Vă SA ÑÝ šŠY § ấy x ŸY! ÿ xă FRO
Qf $2 04 46 08 12 2 +4 6 8 7 20 32
Đưỡng kinh hạt 6ới hinh cđu ở, pm
Hìnj: 5.3 Riều đồ vận tốc rơi giới hạn thực tế của hat bụi hình cầu trong không khí ở nhiệt độ 20°C ứng với khối lượng đơn vị của bụi 2, = 1 + 3 g/cm2 [51]
Trang 16PANAMA Shy egy sey pg “Y of “e syeat
‘~ ` + ˆ
16 CÓ HỌC VỀ BỤI VĂ CÂC PHĨP ĐO BỤI
- Chiíu cao H của ống khối được xem lă chiều cao hiệu quả mă tại đố hạt bụi co van
tốc ban đầu bằng không vă bât đầu rơi tự do trong khí quyển;
- Bụi thoât ra khỏi ống khơi được lăm nguội tức khâc đến nhiệt độ môi trường xung
quanh - |
- Không có xâo trộn mạnh (rối) trước vă trong khi rơi;
- Không cớ tâc động qua lại giữa câc hạt bụi có kích thước khâc nhau
Bảng 3.2 Tính toân thời gian vă khoảng câch rơi chạm đất -của hạt bụi hình cầu ø, = 2000 kg/m? từ độ cao /J,m
Khi vận tốc gid u = 3m/s, / không khí = 20°C
Đường kính hạt | Vận tốc rơi của Trường hợp H =25m Trường hợp H = 100m
bụi Ôzmm hạt Vay nys ——— ———
| {hot gan 7, Khoảng câch /, m Thon gian © Khoảng câch /m š, ph, h s, ph, h 0,5 15,0 Lis 5 6,7 20 0,3 54 ‘ 46s 39 18.55 556 0,15 £35 185s 35,6 lph14s 222 0,1 06 4175 125 2ph47s 500 0,05 0,15 2ph47s _ 500 Lph7s 2000 0,03 0054 7ph43s B89 30ph52s 5556 0,0L 0,006 lh9ph27s 12500 4h37ph47s 50000
Chỉ chí: *) Có sai số lớn theo chiều tăng cao số với thực tế
Ví dụ: đối với bụi có khối lượng đơn vị Py = 2000 kg/m2 lắng chỉm trong môi trường
không khí ở nhiệt độ ý = 209C, nếu chiíu cao ống khói lă H vă vận tốc gió lă u thì thời gian vă khoảng câch (độ xa từ chđn ống khói) mă tại đó hạt bụi chạm đất sẽ được tính toân như sau:
Hệ số nhớt động lực của không khí ở âp suất khí quyển vă nhiệt độ ¿ = 0°C lă so,
Trang 17"“—~ -=- nema an era gman —_ ` waranras Spreng sA ¥ ses “ , ` " * + Ô NHIỄM KHƠNG KHÍ VĂ XỬ LÝ KHÍ THÂI | _ 17
Thời gian r vă đoạn đường / mă hạt bụi kích thước ỏ rơi chạm đất ứng với chiều cao öng khới H vă vận tốc gió ¿ được xâc định theo câc biểu thức sau: H H H T =—— =— = 0,017 ` ;3 (5.15) U on 606- Ỏ H ¡= uy = 0,017 —— ,m (5.16) (H tính bằng m, ở tính bằng mm vă tinh bang m/s) |
Sau đđy ta tính cho trường hợp # = 2ð vă 100m với vận tĩc gid u = 3m/s (bang 5.2) 5.3 SUC CAN CUA MOI CHAT ĐỐI VÕI CÂC HẠT CHUYỂN ĐỘNG CÓ GIA TỐC
Trín đđy chú ¬z ta đê nghiín cứu trường hợp sức cản môi chất đối với hạt bụi chuyển
động với vận tốc không đổi trong dòng chảy tầng vă vận tốc giới hạn mă hạt bụi đạt được
dưới tâc dụng của một ngoại lực năo đó ví dụ như lực trọng trường
- Tuy nhiín, khi hạt ở trạng thâi tinh ban dau bị tâc động bởi một lực thì hạt sẽ bắt
đầu chuyển động với gia tốc vă vận tốc của nơ tăng dần lăm cho sức cản của môi chất tâc động lín hat theo chiều ngược với vĩctơ vận tốc cũng tăng theo Đến một lúc năo đó
sức cản trở nín cđn bằng với lực tâc động vă từ thời điểm đó trở đi vận tốc chuyển động của hạt sẽ đạt trị số không đổi - mă ở trín ta đê gọi lă vận tốc giới hạn U oh’
Tit ca hoe ta co: | | | P = ma, x (5.17) trong đó: | P- luc tac dung; mn - khối lượng; ø - gia tốc
Âp dụng cho trường hợp hạt bụi hình cầu rơi tự do trong không khí với vận tốc ban đầu bằng 0 ta có thể viết đẳng thức trín như sau: du | G-F=m (5.18) dr trong do: G - sức hút trọng trường - trọng lực: G = mg; F' - sức cản; Si tT - thời gian; ø - gìa tốc trọng trường
Trang 18Ñ Ñ nN Sey y sey eT FS SF ows oF
\88âØ&£ TŸ§ | i£ầ§?) EF SISA
ƠƠ X X ơơ SKA 8 sXe 8 SRa “PF F a F Poe & 18 CÓ HỌC VỀ BỤI VĂ CÂC PHĨP DC BUI (vi m = s xốp), Tích phđn phương trình (5.19) với giới hạn từ uv, = 0 đến 0 ứng với thời gian từ O đến r, ta thu được: U = Ø8Z(1— e1) (5.21)
Cần lưu ý lă trong công thức (5.21) tích số gZ chính lă vận tốc giới hạn của hạt bụi ‘
hinh cau dugng kinh 6 (xem biĩu thtc 5.13), Công thức (5.21) còn có thể viết dưới dang: U =0 (1 ~ e2) (5.22) Nấu gọi h lă đoạn đường mă hạt bụi rơi được trong khoảng thời gian r, ta sẽ có: T T A= fvar = J ez (1 — eT/2dr 0) 0 = gZt — gZ*(1 — eZ) = Uy t — 0/2— e1) (5.23) Tu (5.21) ta có thể rút ra được gia tốc của hạt bụi trong quâ trình rơi tự do: du U - Œ= —~ —- =g——— =ge!/“ dr 2 (5.24)
Từ đơ ta thấy khi thời gian r tăng thì gia tốc œ cua hat giảm rất nhanh vă dần đến
triệt tiíu, lúc đó hạt rơi với vận tốc không đổi Von:
Nếu hạt bụi chuyển động ngang dưới tâc động của một hang luc bất kỳ P chứ không phải trong lực thì ta chỉ việc thay G bằng P vă lúc đó trong nhiều trường hợp khi chuyển
động thuộc miền Stokes, lực trọng trường không còn đóng vai trò quan trọng nữa vă
người ta có.thể bỏ qua : |
Ấp dụng câc công thức (5.22) vă (5.23) ta có thể tính vận tốc vă đoạn đường rơi của hạt bụi sau một thời gian r năo đó kể từ lúc bắt đầu roi -
_Đối với bụi cơ ø, = 2000 kg/mƯ vă nhiệt độ khơng khí £ = 20°C (u = 18,15.10° Pa.s) ta có kết quả tính toân ghi 6 bang 5.3
Bang 5.3 Vận tốc rơi của hạt bụi hình cầu tại thời điềm r so với vận tốc giới hạn
vă đoạn đường rơi được Vđ ne tí we £ ¬ CỤ Vi te t Ne 2 ` ' +
Đường kính ận tốc giới hạn Sau khoảng thời an t6c tai thời Đoạn đường rot
Trang 19
2
TT “ .ẻỉ^ă \88êj|@ f1 /igầ£ƒ) câ £ gi
ÿYW NW NW ¿ Vă SA ÑÝ šŠY § ấy x ŸY! ÿ xă FRO
Ơ NHIỄM KHƠNG KHÍ VĂ XỬ LÝ KHÍ THÂI 19 Số liệu tính toân được ở bảng 5.3 cho thấy đối với bụi có kích thước hạt dưới 100 um
(p, = 2000 kg/m”) sau thời gian dưới 0,5 s kể từ lúc bắt đầu rơi lă gần như đạt được vđn tốc giới han không đổi vă đoạn đường rơi được có thể nói lă không đảng kể, do đó người ta thường bỏ qua trong nhiều phĩp tính kỹ thuật Chính vỉ vậy ở mục ð.1 trong
công thức (5.1) (suy ra từ công thức (5.12)) người ta nhận vận tốc lắng chìm lă vận tốc
giới hạn không đổi ngay từ đầu của quâ trình lắng chìm của hạt vật chất _
Sức cản của môi chất tâc dụng lín hạt chuyển động có gia tốc lớn hơn so với trường
hợp chuyển động với vận tốc không đổi
Trong trường hợp chung, sức cản trực đối của môi chất tâc dụng lín hạt khi chuyển ˆ động có gia tốc được biểu diễn bằng phương trình sau: Fi = P-— ma - 353 du dx — | = 3idu +-~ pd'a + —- Vanp | —-———— , (5.25) | 12 4 y dx vros trong do: ¬ P - ngoại lực tâc động lín hạt; a - gia tốc của hạt; m - khối lượng của hạt bụi; r - thời gian; gy x - đoạn đường di cua hat - Thănh phần thứ nhất trong phương
trình (5.25) lă sức cản của môi chất đối 6ø
với hạt hình cầu chuyển động với vận tốc
không đổi trong miền chảy bọc có độ nhớt
- miền Stokes (xem công thức 5.6)
- Thănh phần thứ hai đặc trưng cho
sức cản của dòng lý tưởng đối với hạt _ oak
hình cầu chuyển động có gia tốc tương
đương với độ tăng khối lượng hạt thím _
một đại lượng bằng 1/2 thể tích môi chất a3 ”ạ 10000 20080 30800 40000 5¢000 bị choâng chỗ Re - Thănh phđn thứ ba với dấu tích phđn lă thănh phần biểu thị sức cản do bản thđn môi chất chuyển động gđy ra
Hình 5.4 Biều đồ hệ số sức cản khi chuyền động
~ ¬ ca có gia tốc K„ phụ thuộc văo chuần sĩ Re:
Trong thực tế, chuyển động có gia tốc 1 ứng với ø =0 nyse: 2 ing voi a = 181 mis:
của hạt bụi có ý nghĩa rất quan trọng khi + ứng với a +38 ns: 4- ing voi a = 481 mvs?
vận tốc lớn hơn nhiều so với vận tốc s.ứng vớia =581 m/s?; 6- ứng với 4 =68l n/s2:
trong miền chảy tầng có nhớt Trong 7- ứng với ø = 781 m/s?:
trường hợp đó người ta sử dụng công
thức đơn giản sau đđy để xâc định sức cản của môi chất:
=KA- = pu (5.26)
trong dd: | |
Trang 20ve „⁄ z2.” „2 ct “5% “try, TH ee vf 2 [666 ISD Lt oh SOREL: z v2 PIL: K Corry
ee ee lobar, are “ge ee gh
20 CO HOC VE BUI VA CAC PHEP DO BUI
Trín hinh 6.4 lă câc đường cong biểu diễn quan hệ giữa K vă chuẩn số le theo số liệu thực nghiệm của Lunnon R.G [20)
5.4 SUC CAN KHi ĐỘNG KHI CÓ NHIỀU HẠT CÙNG CHUYỂN ĐỘNG
Sức cản trong trường hợp có nhiều hạt cùng chuyển động lớn hơn so với sức cảu của môi chất đối với hạt chuyển động đơn độc Ví dụ khi nồng độ thể tích của câc hạt bụi
trong dòng khí đạt 2 //m3, sức cản của môi chất tăng lín 1%, |
Giả thiết rằng câc hạt bụi tập trung thănh từng đâm như đâm mđy có dạng hình cầu với đường kính ỏ, vă cho rằng độ nhớt giữa câc hạt trong đâm mđy đó cũng bằng độ nhớt
của môi chất, lúc đó sức cản sẽ được biểu didn bang biểu thức sau [20]:
F, = sud, | (5.27)
Giả thiết về sự bằng nhau của độ nhớt vừa níu trín lă thiếu cơ sở chắc chấn, nhất
lă khi trong đâm mđy bụi có nhiều loại kích thước hạt khâc nhau Trong trường hợp đó câc hạt bĩ sẽ bao bọc quanh câc hạt lớn như lă môi chất của hạt lớn đó vă độ nhớt của loại môi chất ấy có thể được xâc định theo công thức:
HM, = el — C), (5.28)
trong do:
C - ndng d6 thĩ tich cua dam bui - tỷ số giữa thể tích tổng cộng câc hạt bụi vă
thể tích chung của đâm mđy; -
z - hằng số thực nghiệm Đối với hạt hinh cầu œ = 9/5, Khi nồng độ C co giâ tử bĩ thì công thức (5,28) có thể viết thănh:
Hy = wl + aC) (5.29)
Theo số liệu thực nghiệm của Hawksley va nhiĩu tâc giả khâc [20], sức cản trong:
trường hợp chuyển động của nhiều hạt bụi thănh đâm cớ thể xâc định theo công thức: `
Fy = F(l - C)4% = rƑ (5.30)
hoặc FF, = FC + 4,65C) = oF (5.31)
Vi du khi C = 0,002 m3/m3 thị ø = 1,00935 vă ö = 1,0093 - tức tang so với sức cản đối với hạt đơn độc khoảng ~ 1% như trín đđy đê nơi đến
Trong trường hợp câc hạt có tâc dụng tương hỗ với nhau, ví dụ hỗn hợp chất lỏng - vật liệu bột keo tụ thh
F 0 F(L — C)6.875 (5.32)
hoac F, = fQ + 6,875C) (5.33)-
5.5 LANG CHIM CUA HAT TU DONG CHUYEN BONG ROI
Trín thực tế trong câc thiết bị lọc bụi thường có chế độ chảy rối Nhiều nhă nghiín
cứu đều nhận thấy rằng vận tốc lắng chÌm của câc hạt từ dòng chđy rối lă cao hơn nhiều
so với vận tốc lắng chìm mă người ta có thể có được từ việc đânh giâ câc lực hút trọng trường, lực nhiệt, lực tĩnh điện, lực khuếch tân rối Brown cũng như câc lực khí động khâc
như lực quay chẳng hạn
Cơ cấu quâ trình lang của hạt từ dòng chảy rối được hình dung như sau: câc hạt bị dòng chảy rối mang ra đến sât lớp biín vă sau đó xuyín qua lớp biín chảy tầng để nằm
Trang 21ss ~ vs $ h¬ SN = ` ® ee cử ⁄ ee ee ee tt x 22 F463 ưu ott Born, SSIS L2 be ⁄ nary 2 fe , 0/0/70, ee SEAR CORE Ss a “40 [666 © NHỄM KHƠNG KHÍ VĂ XỦ LÝ KHÍ THÂI 21
"Những hạt có kích thước quâ bĩ không đủ sức quân tính để vượt qua lớp biín chảy
tầng thì cuối cùng cũng cd thể vượt qua được nhờ hiện tượng khuếch tan rdi
Từ phương phâp đồng dạng người ta thu được: N, Uo Py Dạ ƒ( )=0 (5.34) uC v p v Team trong đó:
| Ñ, - vận tốc lắng chỉm của dòng hạt - số lượng hat lắng trín đơn - vi diện tích
trong đơn vị thời gian, 1/m*.s;
- vận tốc trượt dọc theo trục;
C nồng độ bụi - số hạt bụi trín đơn vị thể tích;
N,/u,C - biểu thị tỷ số giữa vận tốc ngang của hạt với vận tốc dọc trục; uy đwy = chuẩn số Fe đối với hạt;
pyle - khối lượng đơn vị tỷ đối (so với khí) ‹ của hạt bụi;
Dg„w - Số đảo ngược của chudn sĩ Schmit - thể hiện hiệu quả lắng chỉm do lực
khuếch tân rối Brown
Trong nhiều trường hợp có thể bỏ qua ảnh hưởng của khuếch tân rối, lúc đó:
N ud p |
A —2, —- , —*) = 0 (5.35)
uC v p
Cũng có thể có trường hợp lực khuếch tân rối đóng vai trò đâng kể hơn so với khối
lượng đơn vị tỷ đối vă do đó: ud Dạy N, uC v vo _ Dưới dạng (5.34), Friedlander S.K 20) cho kĩt qua sau: N, u = 1,64 10% (2 >? ( “ye (5.37) uC P : Tạ Vận tốc trượt: uy = z (5.38) Theo công thức Viazius đối với Re < 105, cường độ ma sât 1, được xâc định theo công thức: s | = 0,0225 pu2( 2) (5.39) trong do: | u D - đường kính ống dẫn;
- vận tốc trung bình của dòng khí trong ống dẫn
Cường độ ma sât r„ còn có thể được xâc định theo công thức gần đúng sau đđy [20]:
: T, = upp/8 (5.40)
Hệ số ma sât trong công thức (5.40) được xâc định theo biểu dĩ hinh 5.5
Vi du: Sol khi gdm nhitng hat bụi có kích thước (đường kính) 2,5 wm, kh6i lugng don
vị của vật thể hạt bụi o„ = 2600 kg/m3 (thạch anh vụn) Vận tốc chuyển động của dong
Trang 22ầ lă Fy AMS x
: Shee gy gy ge Se SR? SSN ey ers
VANRSAS FV VV VV LE ELS WEES FSS TEVE ASIA © SS FY SAY § §Ss ih
22 CO HOC VỀ BỤI VĂ CÂC PHĨP DO BỤI 212 + 325 204 323 202 921 5 10 20 SO 100 200 12 00 7000 #200-/24 : Re
Hình 5.5 Biều đồ bệ số ma sât ự phụ thuộc văo &
không khí u = 6 m/s Đường kính ống dẫn D = 500 mm, Nhiệt độ khơng khí ¢ = 20°C
Xâc định lượng bụi đọng trín thănh ống Giải: Ỏ ¿ = 20°C khối lượng đơn vị vă hệ số nhớt động của không khí lă: ø = 1,2 kg/m3; v = 1,5.10° m2/s uD 6.05 — Re =—— =————_ = 9105 v 1,5.105 Với Re = 2.10 theo biểu đồ hình 5.5 ta tra được y = 0,015 Từ câc công thức (5.38) vă (5.40) ta có: ự 0,0315 ứy = \| — =6 = 0,376 m/s 8 8 Ap dung công thức (5.36) ta tinh được: N, = 0,376.1,64.105 ( 12) „„ 2600, ¿ ,0,376.2,5.10—5 T510=5 )* 4,464.10° m/s Vay nĩu C = 10 hạt/m thì N_ = 4464 hạt/m2s 0
5.6 ANH HUONG CUA HINH DANG, ĐỘ NHÂM VA KHOI LUONG BON VI CUA HAT BUI Trong khi những giọt chất lỏng, câc phần tử khói được hình thănh từ qua trinh
ngưng tụ của hơi có xu hướng mang dạng hỉnh cầu thì câc hạt nhỏ được tạo ra trong câc quâ trình nghiền, đập, tân, kết tỉnh lại có hình dạng rất bất kỳ Bởi thế câc phương
Trang 23Te ee ee te fe vs c— a een te ee a ~ , ` ` * r ˆ Ơ NHIỄM KHƠNG KHÍ VĂ XỬ LÝ KHÍ THÂI 23
Đối với hạt không phải hình cầu, kích thước của nó được biểu diễn bằng đường kính
của hình cầu có cùng sức cản khí động như lă với hạt đang xem xĩt khi chúng có cùng
khối lượng đơn vị Đường kính đó gọi lă "Đường bính sức cắn trực đối" vă được sử dụng
để tính toân theo câc phương trình đê lập cho hat hinh cau
— Vận tốc chuyển động trong vùng chảy nhớt của hạt cơ hình dạng bất kỳ có thể được xâc định từ vận tốc chuyển động của hạt hình cầu nhđn với hệ số hiệu chỉnh K (khi Re < 0,05): mb K = 0,843 lg to (5.41) 0,065 trong do: Ỏ V\2 ip = (35) = 7 ) 6.42) 5.42
ôvy - đường kính hạt hỉnh cđu có cùng thể tính với hạt xem xĩt;
ô, - đường kính hạt hình cầu có cùng bề mặt xung quanh của hạt xem xĩt
Đối với hạt hình cầu K = 1
Đối với hạt hình 8 mat K = 0,846
Đối với hat hinh 4 mat K = 0,670
- Hệ số sức cản đối với hạt không phải hình cầu có thể được xâc định theo công thức sau: 4, — ø)gð ỳ 4D(p, — p) Boy o = (5.43) 3pu7d 2 3pu2 Trong vùng chảy rối với Re < 2000 mă Re ở đđy lă _ pHÔs l1 pudy Re = =——— — (5.44) Ộ a Vo i | thi K, = 5,31 - 4,88 ® (5.45)
Bang 5.4 Khối lượng đơn vị của hạt thuộc câc chất khâc nhau
Trang 2424 CÓ HỌC VỀ BỤI VĂ CÂC PHĨP ĐỌ BỤI
nhă nghiín cứu khẳng định rằng độ nhâm của hạt cơ ảnh hưởng đến "hănh vi" của hạt Ví dụ, hạt hình cầu nhên khi chuyển động theo dòng khí với Re lớn thi khong quay, trong
khi đó câc hạt cầu nhâm - có quay, |
Về khối lượng đơn vị của bụi: thoạt nhìn thì câc hạt của cùng một chất lă đồng nhất,
nhưng thực ra chúng lă một hỗn hợp chất kết tụ không đồng nhất Bằng thực nghiệm
người ta đê khẳng định được điều nơi trín vă kết quả thực nghiệm đối với một số chất
nhu sau (xem bang 5.4)
5.7 LAY MAU BUI TU TRONG ONG DAN KHi
Phần lớn câc phương phâp hiện đại phđn tích thănh phần cỡ hạt đầu bao gồm hai bước: lấy mẫu bụi từ dòng khí vă tiếp theo lă phđn tích cỡ hạt trong miôi chất lỏng hoặc chất khí Vì thế khi thử nghiệm hiệu quả của thiết bị lọc bụi vă xâc định sự phđn bố cỡ hạt của bụi thực tế trong dòng khí, người ta mong muốn sử dụng những phương phâp năo không gđy ra sự phđn bố lại câc cỡ hạt trong bụi Những thiết bị dựa trín cơ sở níu _trín gồm có: mây phđn tích kiểu va đập, mây phđn cỡ hạt có xiclon con, mây phđn tích
cỡ hạt kiểu thùng quay v.v
Ngăy nay dựa văo câc tính chất vật lý - hóa học của bụi, người ta có thể xâc định được câc thông số của bụi như phđn cấp cỡ hạt, độ dẫn điện v.v ngay trong dòng khí
bằng những dụng cụ đo điện tử hiện đại (hiín số) Tuy nhiín đa số câc thông số khâc của
bụi vẫn phải đo bằng câch lấy mẫu vă phđn tích trong phòng thí nghiệm - tức lă nghiín
cứu trín loại bụi đê thu bât được S
Cần thấy rằng việc lấy mẫu đại diện của bụi trước thiết bị lọc lă khâ phức tạp vì rằng độ phđn cấp của bụi trước bộ lọc thường rất lớn, bụi phđn bố không đều trín tiết diện ngang của ống dẫn khí nín đồi hỏi phải xâc định trường phđn bố nồng độ bụi trín tiết diện ống
Trong một số trường hợp, độ phđn cấp cỡ hạt của bụi trước thiết bị lọc có thể được
xâc định bằng tổ hợp của số liệu phđn tích mẫu bụi trín đường ống sau bộ lọc vă mẫu
bụi lấy từ bunke thu bụi của thiết bị lọc
Bụi sau thiết bị lọc thường cớ cỡ hạt bĩ vă độ phđn cấp ít do đó có thể lấy mẫu ở
một điểm nhất định năo đó trín tiết diện của đường ống vÌ sự phđn bố của bụi khâ đều
đặn (không phđn tầng) Tuy nhiín việc lấy mẫu bụi đặc trưng trong bunke cũng lă vấn
đề không đơn giản :
Khi lấy mẫu bụi trín đường ống cần tuđn thủ những yíu cầu sau đđy:
a) Đầu ống lấy mẫu phải đặt song song với chiều chuyển động của dòng khí sao cho
miệng ống lấy mẫu trực diện với dòng chảy, độ lệch không quâ 59,
b) Vận tốc hút ở miệng ống lấy mẫu phải bằng vận tốc dòng khí trong đường ống,
chi cho phĩp độ sai lệch lă: đại lượng thứ nhất /ớn hơn đại lượng thứ hai không quâ 10%,
c) Mẫu bụi thu được phải đại diện được cho toăn cục, tức lă độ phđn cấp cỡ hạt cũng
như nồng độ phải đúng bằng độ phđn cấp trung bình vă nồng độ trung bình trín đường
ống
Ngoăi ra, còn phải đảm bảo thím hai yíu cầu bổ sung sau đđy:
e Khối lượng bụi thu giữ được phải đủ để phđn tích câc tính chất cần nghiín cứu
Khi cần nghiín cứu đầy đủ toăn bộ câc thông số của bụi thì lượng bụi cần thủ phải lă
800g
Trang 25TT i ma, eer Lee RR gta fod Be ite tad 2⁄0 tht tee ae Tư “ #2 LAID ty tag 5 ne PY “ Wig, es oes * CORE ee 2 4 2 [666 2Ó Z7 ⁄ By, % ý 22 LOLA: L2 oe “ T% % VARIED eed Be %, POEL! Fi hy tel z7 we? a Ô NHIỄM KHƠNG KHÍ VĂ XỦ LÝ KHÍ THÂI | 25 ——————— tr tr mm -
5.7.1 Chọn doạn ống lấy mẫu vă chia tiết diện ngang của ống chỗ lấy mẫu
Để cho mẫu hi được đặc trưng nhất (đại diện nhất), đoạn ống lấy mẫu phải lă đoạn
ống thẳng với dòng khí chuyển động ổn định, câch xa câc van khóa, cút, ngoặt, chạc ba,
chạc tư v.v Độ đăi của đoạn ống thẳng phải bằng 8 + 10 lần đường kính ống, trong đó
tiết diện đo phải nằm về phía 3/4 cuối đoạn ống Không nín lấy mẫu ngay sât sau quạt - khới, sau xiclon nếu ở đó không có bộ phận nắn thẳng dòng khí
Ưu tiín chọn đoạn ống đứng để lấy mẫu vì trín ống đứng sự phđn bố bụi trín tiết diện ngang của ống đều đặn hơn so với trín ống ngang Trín ống ngang thì bao giờ ở đây ống nồng độ bụi cũng cao hơn so với bín trín (do lâng đọng) Đoạn ống lấy mẫu có tiết diện tròn tốt hơn tiết diện vuông, tiết điện vuông tốt hơn tiết diện chữ nhật Vận tốc dòng khí trong ống chỗ lấy mđu phải lớn hon hoac bang 4 m/s
Để kết quả-phđn tích dược chính xâc, người ta chia tiết diện ống ra thănh nhiều phần
cơ điện tích bằng nhau: tiết diện chữ nhật chia ô vuông hoặc ô chữ nhật, tiết diện tròn
- chia thănh nhiều hình vănh khăn đồng tđm (hình 5.6) Lấy mẫu ở nhiều điểm khâc
nhau (theo câc đấu chấm trín hình vẽ) vă số liệu phđn tích được sẽ tính trung bỉnh Đối
với đường ống tiết diện tròn, số hình vănh khăn đồng tđm có diện tích bằng nhau được lấy như sau: Đường kính ống, mm: 200 200-400 400+600 600+800 800+1000 1000 Số lượng hình vănh 3 4 5 6 8 10 khan: Ky V.V x3 Ly} os e „ ” Xx, TTR¬—| ˆ ‘| * ` Ì (y đím đo a)
-Hinh 5.6 Chia tiết diện ngang của ống dẫn khí thănh nhiều phầu có diện tích bằng nhau đề lấy mẫu:
Trang 26sansaay SS A ă Sense ` Crd a ey eat `
Ề ` ¥ 2 -
26 CÓ HỌC VỀ BỤI VĂ CÂC PHĨF ĐÓ BỤI
Đối với tiết diện tròn câc điểm đo được chọn trín hai đường kính trực giao nhau của
tiết điện ống vă nằm trín câc cung tròn chia đều mỗi hình vănh khân (kế cả lõi tròn ở giữa) ra thănh hai phần diện tích bằng nhau
Khoảng câch /, thỏa mên yíu cầu níu trín được xâc định theo công thức:
———; (5.46)
trong do:
# - bân kính của tiết diện tròn; |
n - số hình vănh khăn đồng tđm diện tích bằng nhau kể cả lõi tròn ở giữa; ¡ - số thứ tự của câc hình đồng tđm từ trong ra ngoăi
Trong thực tế do đạc, để được tiện lợi người ta tính khoảng câch từ mặt trong của thănh
Trang 27rananas Sy š saga Š TŠ exes ˆ a * , ` ` +“ , ` Ơ NHIÍM KHƠNG KHÍ VĂ XU LY KHI THÂI 27
5.7.2 Cac yĩu cau đối với đầu do lấy mẫu bụi
Quâ trinh lấy mẫu bụi từ đường ống dẫn khí mang bụi gồm câc thao tâc sau: - Lấy một thể tích khí mang bụi;
- Thu giữ lượng bụi có trong thể tích khí lấy được bằng một thiết bị lọc bụi; - Lấy bụi đê lắng đọng trong thiết bị lọc bụi của dụng cụ lấy mẫu
Mẫu khí mang bụi được hút ra bằng dụng cụ lấy mẫu có đầu hút với đường kính khâc nhau thay đổi (thâo lấp được) tùy theo yíu cầu
_ Đầu đo của dụng cụ lấy mẫu phải đảm bảo tính chất khí động đồng nhất, tức lă đảm
_bảo cđn bằng giữa vận tốc hút của đầu đo 0 với vận tốc u của dòng khí bín trong ống: Uv, = (hinh 5.7) ad a
Hình 5.7 Dòng khí đi văo ống hút lấy mẫu:
a) chế độ khí động đồng nhất u,_=u; b) vận tốc hút uạ, nhỏ hơn vận tốc 0 của dòng khí trong đường Sng;
c) vận tốc hút 0, lớn hơn vận tốc U của dòng khí trong đường ống
Khi vận tốc hút u,„ của ống lấy mẫu nhỏ hơn vận tốc ø cha dong khi trong ống: ủy < ø (hình 5.7b) thì câc đường dòng sẽ có dạng như hình vẽ, tức lă một phần dòng khí sẽ đi lệch ra ngoăi giới hạn của miệng ống hút, lúc đó một số hạt bụi có kích thước lớn do có quân tính lớn sẽ giữ hướng chuyển động của mình vă lọt văo ống hút mẫu, như vậy mẫu khí lấy được sẽ có số hạt bụi cỡ lớn vượt cao hơn so với thực tế
Ngược lại, nếu vận tốc hút của ống lấy mẫu lớn hơn vận tốc dòng khí trong ống thi
có hiện tượng ngược lại (hình 5.7e), tức dòng khí bị cuốn mạnh văo ống vă một số hạt
bụi lớn không được hút văo ống lăm cho số lượng hạt bụi cỡ lớn đo được Ít hơn so với
thực tế
Chỉ khi năo 0ụ = 0 thì nồng độ bụi đo được mới phan anh dung thực tế Chế độ hút
lấy mẫu như vậy được gọi lă "đẳng khí động" hoặc "khí động đồng nhất" (isokinetic) - hình
5.7a
Trang 28z7 Sy we Oe 6 Be, Z “ưu, weg, “ee Pty te ge “ „ướp LAID 22 LLL, g POEL! Corry LLL: FF 22227 well en, ate, wegen NT Yet, a LE 2
weed nh Vag z % 92 perils
CO HOC VỀ BUI VA CAC PHEP DO BUI 28 10 ss 9 `ọ`^ 8 * 7 8 6 Ss vẰ £ N s #4 h 2? 2 4 7 #8 7 + A J 4# 2 Ì i 1 l 1 i - L j 3 9 70 ff 72 (3 /4 IF $6 £7 [9 ẨI Von t32 khi trong bag doin, m/s 2L Q%Aa -" 0 FP VN 4 4} LO ee See Ft Hình 5.8 Sai số đo nồng độ bụi trong điều kiện khí động không đồng nhất của đầu đu có đường kính 25 mm
_Ỉ Đối với cỡ hạt bụi Ổ = § ¿m; 2- Đối với cỡ hat bui d = 10 wm
Sai số về nồng độ bụi đo được do chế độ hút không "đẳng khí động" đê được Badzioch S đânh giâ đối với vận tốc hút mẫu cố định 0, = 7,6 m/s ứng với câc trị số vận tốc khâc nhau của dòng khí trong đường ống vă cỡ hạt bụi từ 5 + 10 ¿m của loại bụi có khối lượng đơn vi p = 2000 kg/m3 (hinh 5.8) [20]
Theo số liệu của Staimand (1951) [43] thỉ sai số đo được thể hiện ở bảng 5.6
Bảng 5.6 Sai số đo trong điều kiện khí động không đồng nhất
| Vận tốc dòng khí Nồng độ bụi đo được
Trang 29
š ky ki sẽ Secs ey cee?) \88êj|@ f1 /igầ£ƒ) OG £ gi ÿYW ÿW ŸW Ă sšš X S4 Ñ šŠvš š Xi N oy oe bu | TS § Shoo ~ & &
© NHIEM KHƠNG KHÍ VĂ XỦ LÝ KHÍ THÂI 29
trong đó:
C, C, - nĩng độ thực tế của bụi trong đường ống vă nồng độ do được;
0, 0, - vận tốc trong đường ống vă trong ống đo hút mẫu;
Ø, - khối lượng đơn vị của bụi, kg/mở,
, - hệ số nhớt động lực của khơng khÍ trong đường ống, Pa.s; D - đường kính ống đo, m
ô.T.3 Cấu tạo đầu ống hút vă dụng cụ lấy mẫu
Để đạt được chế độ hút đẳng khí động người ta sử đụng ống hút hình dầu đạn mă
trín đó người ta có thể điều chính cho âp suất trong ống hút cđn bằng với âp suất ngoăi
ống hút - tức âp suất trong ống dẫn khí (hỉnh 5.9) Hoặc cũng có thể đo vận tốc dòng khí bằng ống Pitô ở gần miệng hút của ống lấy mẫu rồi điều chỉnh cho vận tốc hút bằng
vận tốc dòng khí `
_ Hình 5.9 Ống hút mẫu bụi hình đầu đạn
Có hăng loạt cấu tạo khâc nhau của dụng cụ lấy mẫu bụi trong đường ống
Hêng Luyện kim đen của Ảnh [20] chế tạo một số dụng cụ lấy mẫu bụi trong lò cao, ống khới v.v có cấu tạo rất đặc biệt: có bộ phận thu bụi bằng xiclon vă lưới lọc nằm bín trong (gọi lă lọc trong) hoặc bín ngoăi (lọc ngoăi) đường ống (hình 5.10)
Dụng cụ lấy mẫu bụi trong đường ống thông dụng nhất lă loại chỉ có lưới lọc vă lap râp tùy theo trường hợp để có được loại lọc trong hay lọc ngoăi (hỉnh 5.11) Ong do có
thể được lấp từ nhiều doan, mdi doan dai 500 + 700 mm để có được độ dăi cđn thiết _ Đường kính trong 8 mm, đường kính ngoăi 37 mm Phần ống đo nằm bín ngoăi ống dẫn
Trang 30
sanmanas Shr asiegee “8A ^^
30 CÓ HỌC VỀ BỤI VĂ CÂC PHĨP ĐO BUI
| Đang khi trong af a™ „ông đa 8 b ⁄ ‘ N N ; N 98 |“ N 7 NzzzĂ x Ak | Ũ b) a)
Hình 5.10 Dung cu lấy mẫu bụi trong lò cao hoặc ống khói với xiclon vă lưới lục:
a) loai dung cụ lấy mẫu lọc trong: xiclon vă lưới lọc nằm bín trong đường ống khi / < 3009C; b) loại dụng cụ lấy mẫu lọc ngoăi: xiclon vă lưới lọc nằm Đín} ngoăi đường Ống khi > 30U°C; L hộp chứa bụi; 2- xiclon con; 3- vỏ hộp lưới lọc; 4- mối liín kết; 5- bộ gâ dụng cụ lấy mẫu văo thănh ống
dẫn; 6- thđn ống lấy mẫu; 7- ốc siết đính vị; 8- thănh ống dẫn khí; 9- vị trí lắp đầu hút mẫu; - vị trí lấp xiclon khi không dùng lưới lọc; II - vị trí nối văo mây hút khi không dùng lưới lục
0.7.4 Bộ phận lọc của ống lấy mẫu
Bín trong vỏ bộ phận lọc của đầu đo theo phương phâp lọc trong có lắp một câctút
của đạn súng sản cỡ 12 mm, ở đây có khoan 8 + 12 lỗ đường kính 1,2 mm Trong câc
tút có chứa vật liệu lọc - bông thủy tỉnh đến độ cao 1/3 câctút Bín trín lớp bông thủy tỉnh có lắp một tấm lưới kim loại với mât lưới 200 + 300 am, bín dưới lớp bông thủy tính lă lớp vải lọc Khi nhiệt độ khí lớn hơn 150°C, ldp vải lọc được thay thế bằng giấy lọc Bazan chịu được nhiệt độ dĩn 500°C, Lớp vải lọc dưới lớp bông thủy tỉnh có tâc dụng
như lớp lọc tỉnh sau lớp lọc thô để lọc câc hạt bụi bĩ,
Khi lấy mẫu bụi (khí mang bụi) bằng phương phâp lọc ngoăi có thể dùng lớp lọc bằng
giấy hoặc vải |
Tuy nhiín, những loại lớp lọc năy rất chóng bị tâc bởi bụi vă sức cản tăng quâ.' giới
Trang 31Wasa Trp Agar sw ¥ yet a a , , , 5 Ơ NHIỄM KHƠNG KHÍ VĂ XỦ LÝ KHÍ THÂI 31 bhiĩu dai thea yĩu cay Al*4đx† 5# ĩ L \ ¿1/9 x §5 M14 5 42 37_ cœ si >—==:
Hình 5.11 Dụng cụ lấy mẫu bụi trong đường ống chỉ dùng lưới lọc:
a) Kip rap theo dạng lọc ngoăi; b} lọc trong; c) đầu ống hút
I- vị trí lắp đầu ống hút; 2 - cút tròn 909; 3- câc đoạn ống thâo lấp được, 4- thđn ống đơ; 5- vỏ ngoăi; 6- bộ
sấy, 7- đệm; 8- hộp lưới lọc; 9- vật liệu loc; 10- câctút lọc
cđn phải thay lớp lọc văi chục lần) vă điều đó dẫn đến việc lăm thất thoât một lượng đâng kể câc hạt bụi rất mịn, vì những hạt bụi năy khó có thể lấy ra được triệt để từ câc _ lỗ hổng mao quản trong lớp lọc
Có thể lắp hệ thống lọc của dụng cụ lẫy mẫu bụi gồm hai bộ phận nối tiếp nhau: một
xiclon con ở phía trước vă lớp phin lọc ở phía sau Xiclon con dùng để giữ lại câc hạt bụi
thô còn lớp phin lọc dùng để giữ lại câc hạt bụi bĩ theo kiểu cấu tạo tương tự như đê cho ở hình 5.10 Xiclon co thĩ lam việc khi nhiệt độ khí bín trong đường ống lín đến
850°C (hinh 5.12)
Ống lấy mẫu bụi trong khơi thải ở nhiệt độ nhỏ hơn 400°C có thể chế tạo bằng thĩp thông thường, nhưng ở nhiệt độ cao hơn phải dùng đồng hoặc thĩp không gỉ để chống oxy hóa Để chống oxy hơớa người ta.còn tÌm câch giảm nhiệt độ bằng đầu hút mẫu có
bao nước lăm nguội
5.7.5 Sơ đồ lắp đặt hệ thống dụng cụ lấy mẫu bụi trong đường ống
Trong thực tế có rất nhiều sơ đô lắp đặt hệ thống lấy mẫu bụi trong đường ống khâc nhau Chúng tôi xin níu ra dưới đđy một số sơ đồ thông dụng nhất đê được âp dụng có
hiệu quả trong khí thải công nghiệp (hình 5.13 đến 5.lỗ) _
EDL BEE ST Rae
Trang 32Yet, pe Cairn, ty 3 ey PY “ THỜ #1 ptt age Yen nn
age con „an
đc ope “ „ướp IIIL ILS x wee IIL g Tum ben, SPILL ⁄ oe, ? 7 rep eed we, % H + ee a * CORE Ma {7 “AO [666 32 CÓ HỌC VỀ BỤI VĂ CÂC PHĨP ĐO BỤI 300 Khí xxx _— f ‘waa Ap nn i an er a ee š ah Mean aly f} S | “ee s i Pd - - fon th —=— ah \ KAi Te a TH EG Dry \ 6a h bey SJ TL lon Nhac xen ` L200 N! od S —— Ha, Ý— a h | Ml C) , Kal a)
Hình 5.12 Cau tao cia xiclon (a) va luĩi igc (b, c) của dụng cụ lấy mẫu bụi trong đường ống
b) phin lọc bằng giấy; c) phin loc bằng vải:
| đầu nối điện, 2- lớp vải/giấy lọc; 3- dđy điện trở sấy nóng; 4- nút đậy; 5- vỏ hộp lọc; 6- câch nhiệt 5.7.6 Lay mau
Sau khi chọn được đoạn ống lấy mẫu cần đânh dấu tiết diện nơi tiến hănh do, han câc ống ngắn văo thănh ống dẫn để lắp đầu đo vă lắp râp hệ thống lấy mẫu theo sơ đồ thích hợp Tiếp theo cần xâc định thănh phần hóa học của khí trong ống dẫn; đo nhiệt độ, độ ẩm vă vận tốc tại câc điểm đo trín tiết diện đê chọn
Khi lấy mẫu bằng đầu đo lọc ngoăi cần cắm điện để sấy nóng ống đo vă bộ phận lọc từ 10 đến 15 phút trước khi đo
Ông đo được định vị trín tiết diện đo của ống dẫn sao cho đầu đo nằm đúng vị trí cần đo vă mũi đầu đo hướng trực diện dòng khí chuyển động trong ống |
Tại mỗi vị trí đo (lấy mẫu) trong suốt quâ trình đo cần giữ cố định lưu lượng hút Thời gian lấy mẫu dăi ngắn phụ thuộc văo nồng độ bụi của khí trong ống dẫn, loại thiết bị lọc, lưu lượng khí, công suất của thiết bị hút khí lấy mẫu Dấu hiệu để thay thế
Trang 33TH an hung nan rananas Sy š saaga Sa YF eyed ˆ a ` * , # 3 O NHIEM KHƠNG KHÍ VĂ XƯ LÝ KHÍ THÂI 33 7 Lo if
Hình 5.13 Sơ đồ tấp đặt hệ thống lấy m mẫu hụi trong đường ống theo phương phâp lọc ngoăi hằng
xiclon vă lưới lọc (a) vă lọc trong bằng lưới lọc (bì:
1- đầu hút mẫu thay đôi được; 2- ống lấy mẫu; 3- âp kế chứ Ú; 4- ống nối mềm; 5- xiclon coh; 6- cactut lọc; 7- nhiệt kế; 8- bình chứa nước ngưng; 2- lưu lượng kế; 10- van điều chỉnh lưu lượng; Il- mây hút khí; 12- bộ phận lọc trong .—~ ~.— ` wee etme a, mm nh as ˆ ` > wy ` ` ` ¬ {oy —~ Moe ra Nuc veo
Hình 5.14 Sơ đồ hệ thống lấy mẫu bụi với thiết bị lăm nguội bằng nước:
I- đầu hút mẫu, 2- âp kế chữ U; 3- câctút lọc bằng vải, 4- thiết bị lăm nguội bằng nước; 5- đồng hồ đo lưu
lượng khí; ó- nối văo mây hút khí (mây hút chđn không)
Trang 34by, C5 PE,
34 CO HOC VE BUI VĂ CÂC PHĨP ĐO BỤI
Khi lấy mẫu bằng dung cụ co xiclon vă phin lọc ngoăi, muốn 4 thay lớp lọc người ta rút ống đo ra khỏi | a đường ống trong lúc l2 mây hút vẫn hoạt động 5 f Nếu không rút ống đo Fe” G ta khỏi ống dan khí, Ta aA PPP DP aa lượng bụi đê thu được 2 4: Ddng kAi L 6 || trong xiclon có thể bị Si — (4 / - + * ` ) 7 hút ngược trở lại văo ĩ đường ong OL Ll ed EO dE at ar x 2
Khi lấy mẫu băng | Thigh bi lọc bụi
dung cu do loc trong trình tự thao tâc cũng
được tiến hănh như
trín Mỗi lần thay lớp
đình 5.15 Hệ thống thử nghiệm hiệu quả của thiết bị lọc bụi:
phin lọc, cần thận
E quạt hút lấy mẫu; 2- đầu ống hút mẫu ® = 30 mm; 3- tấm ngăn dục lỖ
trọng rút ống do ra (diafruc) dĩ do chính lệch ấp suấU/lưu lượng: 4- âp kế chữ U; 5- túi lọc chứa
khỏi ống dẫn khí, bụi; 6ö- nhiệt kế; 7- đầu ống do; 8- đo chính lệch âp suất trước vă sau thiết bị
không động mạnh để - lọc bụi; C¡ vă C2- nồng độ bụi trước vă sau bộ lục cần đo
bụi khỏi bị gid ra va
bay trở lại văo.ống dẫn Khi rút xong đầu đo ra khỏi đường ống cần tất mây hút,
Sau khi kết thúc quâ trình đo, người ta giũ, chải sạch bụi từ trong xiclon, phin lọc
vă đựng bụi trong phong bì bằng giấy can rồi cho văo hộp nhựa hoặc thủy tỉnh có nắp đậy kín trânh cho mẫu bụi khỏi bị ngấm ẩm Phải cố gâng chải hết bụi thu được trong
phin lọc, trânh lăm bốc bụi gđy thất thoât
Lượng bụi được xâc định bằng phương phâp cđn cùng với câc lớp vật liệu lọc trước
vă sau khi lấy mẫu |
Một phương phâp khâc để thu bụi đọng lại trín lớp lưới lọc lă sử dụng loại giấy lọc
hòa tan
Thường trong bụi vă khí có chứa hơi nước nín trong trường hợp nếu bụi không chứa câc phần tử hữu cơ thì người ta dùng loại giấy lọc tan được trong dung môi hữu cơ - ví dụ đệm lọc băng tetraclonaphtalin - thu bụi cỡ > 2 „m, nó không tan trong nước nhưng rất dễ tan trong benzol, ngoăi ra nớ còn cho phĩp chưng cất được
"Đối với loại bụi mịn (aerozon) người ta sử dụng rất phổ biến tấm lọc kiểu măng mỏng Độ rỗng của tấm lọc kiểu măng khâ đồng nhất trong khoảng từ 0,01 + 8m Phổ biến nhất lă loại măng lọc có lỗ rỗng 0,8 + 0,05; 0,65 + 0,03 vă 0,45 + 0,02 «wm Da số
câc măng lọc được chế tạo từ xenlulô Hạt bụi bị giữ lại trín bề mặt có thể đếm được
bằng kính hiển vi Người ta cũng cớ thể chế tạo loại măng lọc trong suốt để có thể soi chiếu trín măn hình hoặc chụp phim
Trang 352 27 27 “ #2 LAID _ a „2 5 PY ye g re ie dy ley, Z7 oy of x wee L2 oe “ T% % VARIED eed Be Fi %, WAL % eenesd oh He we? A ⁄ we? ưu a Ps, đt? Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ VĂ XỦ LÝ KHÍ THÂI c 2 [666
phương phâp hòa vă lang bụi trong chất lỏng (thường lă
nước cất - rửa lớp lọc trong nước, sau đó lắng trong hoặc cho bốc hơi)
Trong trường hợp vì lý do năo đó không thể lấy mẫu bụi từ dòng khí trong ống dẫn, người ta phải lấy mẫu bụi
đê thu giữ được trong thiết bị lọc - trong bunke chứa bụi
- để nghiín cứu Bụi tích tụ trong bunke cơ thể kĩo dăi
suốt thời gian hoạt động của thiết bị Trong thời gian đố
chế độ công nghệ của nguôn sản sinh ra bụi có thể không ổn định hoặc bị thay đổi, nguyín liệu sử dụng có thể không đồng nhất v.v Do đố lượng bụi tích tụ được trong bunke của thiết bị lọc sẽ không đồng nhất theo chiíu cao
vă theo câc vùng khâc nhau trong bunke VÌ vậy để được đại điện cho loại bụi cần nghiín cứu, cần tiến hănh lấy
mẫu ở độ cao khâc nhau của bunke vă cố gắng phđn bố vị trí lấy mẫu đều khấp trín mật cất ngang của nó Dung cu lấy mẫu bụi trong bunke được thể hiện ở hình 5.16
5.8 LAY MAU BUI TRONG KHƠNG KHÍ XUNG QUANH (Xem TCVN 5067-1995) Dụng cụ lấy mẫu bụi trong không khí xung quanh + > “A | ý AT | Te | : Hình 5.16 Dụng cụ lấy mẫu bụi trong bunke .tương đối đơn giản so với dụng cụ lấy mẫu bụi trong đường ống
5.8.1 Đo nồng độ bụi lơ lửng
Dụng cụ lấy mẫu gồm: đầu hút mẫu, đồng hồ đo lưu lượng với sai số không quâ +5%; mây hút khí, đồng hồ bấm giđy, panh gắp giấy lọc (bằng kim loại không gỉ, bằng nhựa
hoặc bịt nhựa, không có răng hoặc mấu)
Trín hình 5.17 lă sơ đồ cấu tạo đầu hút mẫu bụi trong không khí xung quanh
Đầu hút mẫu được bố trí ở độ
cao 1,5 m trín mặt đất, nơi trống thoâng, không bị vật cản che chắn Góc tạo thănh giữa đỉnh của vật
cản với điểm đo vă mặt nằm ngang BIE PITRE IIIA pe f2ø ——————
không vượt quâ 30° Sơ đồ lắp dat >
hệ thống hút mẫu bụi được thể hiện ở hỉnh 5.18
Thể tích khí cần hút qua lớp
giấy lọc phải đảm bảo sao cho lượng
bụi thu được trín giấy lọc không Hì~', 3.17 Đầu hút mẫu bụi trong không khí xung quanh:
dưới 10 mg, đồng thời lưu lượng !- lớp giấy lọc; 2- thđn hình phếu, 3- nắp chặn lớp giấy lọc;
Trang 36ee “51 are “ee ⁄⁄ ope 36 a ưưa % SPILL ⁄ 5 ae 22227 ‘*, eed we, % 2% 4 » ” 5 Pes “be wee ưu pe Corry lớp giấy lọc phải nằm trong giới hạn cho phĩp do hêng sản xuất giấy lọc quy định Thông thường lưu — lượng hút cần f diĩu chinh trong - khoảng 20 //phút
Thời gian lấy
mau kĩo dăi trong đ0 phút hoặc 24 giờ (có 2 5m loại mẫu: mẫu 30 UI phút vă mẫu 24 giờ) Với mẫu 30 “| ”) NNNNNNWNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNS
phút thì cứ 3 Hìnit 5.16 Hệ thống hút mẫu bụi lơ lửng trong không khí xung quanh:
phút ghi giâ trị L đầu hút mẫu; 2- hộp lọc bụi; 3- lớp giấy (vải) lọc; 4- bình lọc bụi sục nước; 5- đồng _
lưu lượng một lần Mẫu 24 giờ
thì ghi lưu lượng từng giờ
hồ đo lưu lượng khí; 6- mây hút khí
5.8.2 Đo bụi lắng đọng trín mặt đất
Bui lắng đọng trín mặt đất được phđn biệt thănh hai loại: bụi lắng khô từ môi trường
không khí xung quanh nói chung vă bụi lắng tổng cộng ở bín ngoăi câc xÍ nghiệp công
nghiệp
a) Do bụi lắng khô
Dùng khay hứng bụi - đường kính trong của khay: D = 85 mm - diện tich S = 57 cm2 (hình 5.19),
Khay hứng được đặt ở độ cao 1,5 m hoặc đ, m trín mặt đất, nơi trống thông, khơng bị vật cản che chắn tương tự
như vị trí đặt đầu hút mẫu bụi trong
không khí xung quanh đê trình băy trín đđy
Thời gian hứng không ít hơn 24 giờ vă không quâ 7 ngăy Trước khi
hứng, đây khay được bôi một lớp
vazơlin vă cđn Lượng bụi lắng đọng
Trang 37Xê z#§ ê zS Ôô & Beg ˆ ˆ + ` ° e , * Ô NHIỄM KHƠNG KHÍ VĂ XU LÝ KHÍ THÂI 37
phẳng, đường kính trong không dưới 12 em, chiều cao
từ 2 lần đường kính miệng trở lín, dung tích đủ để có thể chứa lượng mưa hăng thâng nếu có Bình hứng
cơ thể lăm bằng thủy tỉnh, kim loại không gỉ hoặc
nhựa Nút bình hứng được nối thông với phẫu hứng ở phía trín, đồng thời có ống uốn cong thông ra không khí xung quanh để thôt được khơng khí trong bình mă không bị nước mưa lọt văo Trín phễu hứng có vănh lưới hình phếu để bảo vệ không cho chim choc đậu văo (hình 5.20) —
Khay hứng được đặt ở độ cao 1,25 m trín mặt đất ở nơi thông trống khơng bị nhă cửa, cđy cối che
chắn Trước khi hứng bụi người ta cho văo bình 250
mì nước cất vă 2 + 4 mÌ hớa chất chống tảo (clorua
benzol, sunfat đồng ) 7
Thời gian lấy mẫu 10 ngăy hoặc | thâng (30 ngăy) — Hình 5.20 Bình hứng bụi tông cộng
- Đo bụi không hòa tan bằng câch lọc qua phĩu
lọc bằng thủy tỉnh xốp, sấy khô ở 105°C rồi cđn với độ chính xâc 0,1 mg;
- Đo bụi hòa tan bằng câch chọ bốc hơi toăn bộ nước có trong bình (kể cả nước trắng
phĩu, binh ), sấy khô ở 10B9C rồi cđn
Lượng bụi lắng tổng cộng được tính theo đơn vị g/m”.thâng hoặc mg/m”.thâng
s.9, ĐO ĐỘ ĐEN CỦA KHÓA -
Khoi thải từ câc quâ trình đốt nhiín liệu có mău sắc khâc nhau phụ thuộc văo rất
nhiều yếu tế:
- Do hơi nước - khói có mđu trắng đục;
- Do câc chất hydro cacbon dạng khí hoặc hạt chất lỏng - khơi có mău văng nđu hoặc
đen;
- Do hựi than chưa chây hết hoặc muội khói - mău đen như mực;
- Do bụi khoâng trơ - mău khâc nhau từ xâm sâng đến đen sẵm, trường hợp than
nghiền - mău văng úa | ~
| Ngoăi ra, mău của khối con phụ thuộc văo chính bản thđn khói: độ tập trung hay
phđn tân do khuếch tân nhờ gio, mau sắc bầu trời :
Vay mau khdi noi lĩn diĩu gì ?
Mău khơi đen chứng tỏ một câch rõ răng lă quâ trình đốt kĩm chất lượng, kĩm hiệu
quả: trong khối có chứa nhiều bụi than chưa chây hết hoặc nhiều muội, mồ hóng
Mău khới xâm hoặc trắng đục - trong khói có chứa hơi nước - thănh phần vô hại
không thể thiếu được trong khói, nhưng cũng có thể chứa nhiều tro bay - gđy phiền tôi
cho mơi trường xung quanh
Mău khối trong suốt - nói chung chứng tỏ quâ trình chây tốt Nhưng chỉ tiíu đó chưa
_ phải lă toăn diện vă triệt để bởi vì trong khói có nhiều loại khí độc hại không mău sắc
Trang 38` = ` tš ngă Sề `ể syeat » ` e * oo 38 CO HOC VE BUL VA CAC PHEP DO Bul
Mae di vậy, mău khối vẫn được xem
lă một chỉ tiíu đânh giâ mức độ gđy 6
nhiễm môi trường của khơi thải Ỏ Mỹ người ta quy định trong thănh phố khói thải không được có mău sẵẫm hơn một
mức qui định năo đó [20]
Phương phâp đo mău khơi được úp
dụng phổ biến lă so mău theo thang đo
Ringlemann [48]
taang mău Ringlemann được lăm
bang câc tấm bìa nần trắng cơ kẻ lưới õ vuông mău dan (sich thước ô vuông tính
từ tím đường kả lă l0 x 10 mm) Tùy thuộc theo độ lớn của đường kẻ, người ta
phản biệt thănh sâu cỡ mău khâc nhau
5
ệt
(hình 5.21): |
Số Ô - Tam bia trắng hoăn toăn
Số l - Phần đen chiếm 20% diện tích
3 - Phần đen chiếm 40/7 diện tích
ở - Phần den chiếm 604 diện tích
Số 4 - Phần đen chiếm 802 diện tích Số ð - Phđn đen chiếm 100% diện tích Người quan sât đứng căng gần căng
tốt trước nguồn thải khói, cố gắng chọn
vi tri quan sat sao cho trục đường khơi Hinh 5.21 Bia so mau khói theo thang
trực giao với hướng nhìn vă có ânh sâng Ringlemann:
mặt trời chiếu từ phía sau Câc tấm bia a) bìa số L độ đen 20%; b) bìa số 2 : độ đen 40%
được đặt trín tầm mắt của người quan C) bìa số 3: độ đen 60% d) bìa số 4 : độ đen 80%,
sât ở khoảng câch 1,5 + 2 m va ngudi
quan sât so sânh mău khới với câc cỡ bìa rồi ghỉ cỡ mău mỗi lần quan sât Sau thời gian nhất định (cứ mỗi phút ghi 1 lần) kết quả ghỉ chĩp được lấy giâ trị trung bình,
5.10 ĐO BỤI HÔ HẤP
Như đê nơi đến trong chương 1, bụi hô hấp lă bụi có kích thước hạt dưới 10 “am va do kích thước bĩ, chúng thđm nhập sđu văo tận câc nang phổi của hệ thống hô hấp, gđy
tâc hại nghiím trọng nhất đối với sức khỏe con người
Để do nồng độ bụi hô hấp trong không khí xung quanh cũng như trong vùng lăm
việc của nhă xưởng, người ta sử dụng thiết bị hút mẫu bụi 8 tầng, mỗi tầng ứng với một cấp lọc đối với cỡ bụi từ lớn đến bĩ (cỡ mắt lưới lọc tương ứng) tương tự như những cỡ bụi bị giữ lại trín câc đoạn khâc nhau từ ngoăi: văo trong của đường hô hấp: cỡ bụi 9 + ‘10 um co thĩ bị giữ lại ở đoạn đầu của đường hô hấp - tương ứng với tầng số Ö, còn cỡ
0,4 + 0,6 zm thđm nhập văo sđu tận câc không gian thở của phổi - tương ứng với tầng
Trang 39
sasarmag LAW TSYL EWAN ff § Tet SYP NL eS FAW Y Sie 8 Soup ` ey ges ” Nă šŸ wes Avy ^ ‘ xê Shee &
Ô NHIỄM KHƠNG KHÍ VĂ XỬ LÝ KHÍ THÂI 39 Khong kh ivoo râng số” 2 _9,0- f0 ————— Trảng sẽ” † | Tang 502 47-58 Hon? Tang so ‡ 3423-47 tang 284 khí quản 2/2 21-33 Kai quan St nt Ts Gg 3e Ties phe gee Taig sẽ 6 Phĩ' nang Kat quan tran Tổng sẽ” , 244-265 Phể nang
Hình 5.22 Thiết bị đo nồng độ bụi hỗ hấp trong không khí xung quanh (dạng balĩ deo vai đề do)
Sau khi hút mẫu, người ta ghỉ thời gian đo, lưu lượng không khí hút qua thiết bị vă
cđn lượng bụi thu được ở câc tầng lọc Từ đó xâc định nồng độ cũng như độ phđn cấp cỡ
hạt của bụi hô hấp trong môi trường không khí nơi tiến hănh đo đạc vă đối chiếu với tiíu
chuẩn cho phĩp
5.11 XAC PINH KHOI LUONG BON VỊ (KLĐV) CỦA BỤI
Người ta phđn biệt câc loại kldv của bụi như sau:
- Khối lượng đơn vị thật: kldv của bụi không có lỗ hổng
- Khối lượng đơn vị biểu kiến: klđv của bụi kể cả câc lỗ hổng kín - Khối lượng đơn vị của bụi: klđv của bụi bao gồm cả lỗ hổng kín vă hở
- Khối lượng đơn vị đổ đống: kldv của bụi đổ tự đo văo một dung tích (đồ đựng) năo đó
- Khối lượng đơn vị đổ đống có dồn lâc si _
Nếu bụi thu được từ quâ trình nghiền tân thi kldv thật của bụi trùng với klđv của
vật liệu bụi (vật liệu trước khi nghiền) Còn bụi trong khí thải công nghiệp được hình
thănh từ câc quâ trình đốt nhiín liệu, ví viín, sấy khô v.v thường có những lỗ hổng
kín mă hiện nay chưa có câch năo để đuổi khí ra khỏi lỗ hổng kín đó - Đối với loại bụi
năy klđv của nơ chính lă klđv biểu kiến
Cơ nhiều phương phâp khâc nhau để xâc định klđv của bụi; sau đđy ta nghiín cứu
một số phương phâp đơn giản phổ biến nhất
5.11.1 Xâc dịnh khối lượng đơn vị của bụi bằng tỷ trọng kế
Phương phâp năy dựa trín cơ sở thể tích chiếm chỗ của một lượng bụi trong chất
Trang 40by, C5 PE, waranras Spreng sA ¥ ses YP V¥ WP LEEKS WEED ESS & ESSA ` ` FẠ 40 CÓ HỌC VỀ BỤI VĂ CÂC PHĨP ĐO BỤI
Chất lỏng sử dụng ở đăy lă loại chất lỏng không có phản ứng với bụi đang nghiín
cứu Tùy theo tính chất của bụi mă người ta chọn loại chất lỏng phù hợp Ví dụ:
Vật liệu bụi Chất lỏng
Almaz Nước cất
Nhôm Nước cất, rượu etylic
Oxit nhôm | Nước cất, rượu etylic
Apatit | Axeton
Acxenat Nước cất
Đồng Xyclohexanon
Sợi khoâng Xyclohexanon
Thạch cao Rượu etylic
Đất sĩt Nước cất
Câch tiến hănh (hình 5.23): dùng bình đựng - lọ thủy tỉnh có chia độ - tỷ trọng kế, cho bụi văo lọ, đổ chất lỏng văo lắc đều, can binh đựng trước vă sau khi đổ bụi, đổ chất lỏng ở nhiệt độ như nhau (20°C + 0,5°C), hut chan không để lấy hết bọt khí trong khối
bụi vă chất lỏng | |
Cần tiến hănh hút chđn không đến khi âp kế chỉ 2 + 4 kPa (15 + 30 mmHg) lă được Công thức tính toân: Gp, 4 Py = ~~ ,, gicm? hoae kg/m3 (5.50) G, — (G, - G) trong do: G= G, — G; GŒ, - khối lượng bình trống (khô); G„ - khối lượng bình 3 có chứa bụi (khô); 4 G, - khối lượng bình : @ có bụi vă chất lỏng đổ £ | đến mức qui định (sau l khi đê lâc vă hút chđn 5a không); G, - khối lượng bình / với chất lỏng đổ đến "mức quy định (không có bụi); Đan - klđv của chất lỏng Hình 5.23 Dụng cụ đo klđv bụi theo phương phâp tỷ trọng kế - tỷ trọng kế (Q đựng có chía độ dung tích) Thể tích bình = 50
` cm” Bình có cô cao đề khi hút chđn không, nước vă bụi không bị
trị trung bỉnh với mỗi lần trong cuốn theo; 2- kẹp (khóa) điều chỉnh; 3- Ống cao su thănh dăy (đề
điều kiện như nhau câc kết quả không bị bẹp khi hút); 4- âp kế; š- mây hút chđn không Đối với mật mẫu bụi cần