Trong công nghiệp thường dùng các biện pháp xử lý khí như khô, bán khô, ướt, bán ướt. Tất cả những phương phương pháp này đều dựa trên nguyên tắc loại bỏ bụi bằng cách lọc (cylone, lọc tay áo hay tĩnh điện) hoặc rửa (phun sương hoặc cột nhồi). Mô hình xử lý khói bụi mô phỏng quá trình xử lý khói bụi thường sử dụng trong công nghiệp, thích hợp cho các nhà máy đốt rác. Khí thải xử lý có thể bao gồm bụi, khí SO2, HCl, bụi kim loại…Cyclone là loại thiết bị kiểm soát bụi thông dụng đặc biệt khi muốn thu hồi lại bụi. Cyclone không đạt hiệu suất cao trong việc thu hồi bụi nhỏ bởi khối lượng thấp. Cyclone đơn giản là sử dụng lực ly tâm để tách các hạt bụi ra khỏi dòng khí, thường làm bằng các vật liệu thông dụng như kim loại, chi phí thấp, ít đòi hỏi không gian và không có các thiết bị chuyển động. Tất nhiên là chúng ta cần các thiết bị để tạo ra sự chuyển động của dòng khí như quạt thổi, quạt hút. Cyclone có thể xử lý các bụi nặng, hoạt động trong diều kiện dòng khí có nhiệt độ. Đôi khi các cyclone được lót bằng các vật liệu để chống trầy và bảo vệ cyclone khỏi nhiệt độ cao.
Thực tập mơ hình xử lý thải lò đốt BÀI 1: THỰC TẬP MƠ HÌNH XỬ LÝ BỤI-KHÍ CHỨA HƠI ACID Thực tập mơ hình xử lý thải lò đốt MƠ HÌNH XỬ LÝ BỤI 1.1 Giới thiệu Trong công nghiệp thường dùng biện pháp xử lý khí khơ, bán khơ, ướt, bán ướt Tất phương phương pháp dựa nguyên tắc loại bỏ bụi cách lọc (cylone, lọc tay áo hay tĩnh điện) rửa (phun sương cột nhồi) Mơ hình xử lý khói bụi mơ q trình xử lý khói bụi thường sử dụng cơng nghiệp, thích hợp cho nhà máy đốt rác Khí thải xử lý bao gồm bụi, khí SO 2, HCl, bụi kim loại…Cyclone loại thiết bị kiểm sốt bụi thơng dụng đặc biệt muốn thu hồi lại bụi Cyclone không đạt hiệu suất cao việc thu hồi bụi nhỏ khối lượng thấp Cyclone đơn giản sử dụng lực ly tâm để tách hạt bụi khỏi dòng khí, thường làm vật liệu thơng dụng kim loại, chi phí thấp, đòi hỏi khơng gian khơng có thiết bị chuyển động Tất nhiên cần thiết bị để tạo chuyển động dòng khí quạt thổi, quạt hút Cyclone xử lý bụi nặng, hoạt động diều kiện dòng khí có nhiệt độ Đơi cyclone lót vật liệu để chống trầy bảo vệ cyclone khỏi nhiệt độ cao Hiệu suất thu hồi bụi Các hạt bụi chuyển động với tốc độ ổn định theo chuyển động tròn, vector vận tốc thay đổi liên lục hướng Sự thay đổi hướng làm thay đổi gia tốc dẫn dến thay đổi độ lớn vận tốc Khi dòng khí vào theo phương tiếp tuyến với cyclone, khối khí bị xoắn vòng cyclone Khi hạt bụi bị văng vào thành cyclone sau hạt bụi vào lớp biên đọng-tại khơng khí khơng chuyển động, hạt bụi rớt xuống trượt xuống thành cyclone vài số chúng nảy khỏi thành cyclone quay trở lại dòng khí Khi dòng lượng vào dòng lốc xốy quay theo dòng xốy ngồi qua đỉnh cyclone Ống đặt đầu cyclone khơng có tác dụng tạo dòng khí xốy, cyclone hoạt động khơng có ống thoát đặt thân hiệu suất cyclone giảm Một số yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất cyclone dự đốn như: tăng vận tốc đầu vào làm tăng lực ly tâm hay giảm đường kính cyclone làm tăng lực ly tâm nhiên làm giảm áp suất Sự gia tăng tốc độ dòng khí qua cyclne ảnh hưởng tới hiệu suất theo phương trình đây: Thực tập mơ hình xử lý thải lò đốt Pt = (1-η) tỉ lệ thất thoát η(eta) : hiệu suất loại bụi Q: lưu lượng thể tích khí Giảm độ nhớt dòng khí làm tăng hiệu suất bị lực kháng giảm Lực ly tâm hướng hạt di chuyển vào vách cyclone lực kháng ngược với lực ly tâm Vận tốc tối đa hạt bụi đạt hướng vào thành cyclone kết việc cân lực ly tâm lực kháng Khi tăng lượng khí vào ảnh hưởng tới hiệu suất sau: Trong µ độ nhớt dòng khí Chú ý giảm nhiệt độ dòng khí làm tăng tỷ trọng Điều làm giảm lực kháng hiệu suất tăng không đáng kể Cuối cùng, tải lượng bụi nạp vào ảnh hưởng tới hiệu suất Tải lượng bụi cao tạo va chạm hạt bụi từ thành cyclone dẫn tới loại bỏ bụi nhiều L : tải lượng bụi nạp vào Có nhiều phương pháp tính hiệu suất, hiệu suất thu hồi theo giả thuyết Cân lực lực ly tâm lực kháng định vận tốc hạt bụi hướng vào thành cyclone Thời gian lưu khí cyclone thời gian hạt bụi di chuyển vào Thực tập mơ hình xử lý thải lò đốt thành cyclone xác định số lần/vòng hiệu tức số vòng khí bên cyclone trước vào vòng xốy lên để ngồi Thực nghiệm cho thấy: Trong Ne: số vòng hiệu H: chiều cao đường khí vào Lb: chiều dài thân cyclone Lc: chiều dài phần phễu bên Hiệu suất lý thuyết cyclone tính cách cân vận tốc tối đa với thời gian lưu tính quảng đường chuyển cyclone theo công thức sau: Trong dpx: đường kính hạt bụi với x% hiệu suất loại bỏ µ: độ nhớt W: bề rộng đầu vào Ne: số vòng hiệu ρp: tỉ trọng hạt bụi ρp: tỉ trọng khí Các thơng số kích thước cyclone Chiều cao đầu vào Chiều rộng đầu vào Đường kính đầu khí Chiều dài thân trụ Chiều dài ống phễu Chiều dài phần ống thoát cyclone Đường kính ống bụi H/D W/D De/D Lb/D Lc/D S/D Dd/D Hiệu suất cao 0.44 0.21 0.4 1.4 2.5 0.5 0.4 Tiêu chuẩn 0.5 0.25 0.5 1.75 2.0 0.6 0.4 Dung tích lớn 0.8 0.35 0.75 1.7 2.0 0.85 0.4 Thực tập mơ hình xử lý thải lò đốt Tuy nhiên liệu thực tế khơng khớp với tính tốn lý thuyết người ta dùng dp50 – đường kính hạt thu với hiệu suất 50% Hiệu suất hạt có đường kính khác tính theo Lapple sau: B có giá trị 2-6 Hiệu suất cyclone thí nghiệm: Chúng ta xác định hiệu suất cyclone thực nghiệm đơn giản Hiệu suất cyclone xác định bằng: Để xác định hiệu suất cần xác định khối lượng đầu vào trình xử lý Hai phương pháp để xác định là: • Thứ nhất: thu hồi lại lượng bị giử lại cyclone cân Phương pháp khó xác định hạt bụi kích thước nhỏ (bụi mịn) thực bụi có tính bám dính Thực tập mơ hình xử lý thải lò đốt • Thứ hai: cân lọc trước sau thí nghiệm điều kiện Hiệu suất xử lý mơ hình cyclone giảm theo kích thước hạt, đạt hiệu suất tốt với hạt bụi có kích thước lớn 100 µm Cơng thức Rosin Với ρa : tỉ trọng khơng khí ρp : tỉ trọng hạt bụi D: đường kính cyclone π: độ nhớt động lực khơng khí V: vận tốc khơng khí ống dẫn Ví dụ: Kích thước bụi đưa vào Airflow: Khối lượng bụi đưa vào: Thời gian bắt dầu thí nghiệm: Thời gian kết thúc: Tốc độ xoay ống nạp bụi: Khối lượng filter trước thí nghiệm: Khối lượng filter trước thí nghiệm: Khối lượng filter sau thí nghiệm: Khối lượng filter sau thí nghiệm: Khối lượng bụi thu cyclone: Hcyclone = Hfilter = 40-100 µm 30 mm of liquid ~ 60 g 11h 27 11h 40 800 g 1293.3 g 805 g 1293.9 g 53.7 g = 90.5 % = 89.3% Tỉ trọng dòng khí phụ thuộc vào nhiệt độ thiết bị, áp suất Công thức sau nhà sản xuất lưu lương kế annubar đưa để tính lưu lượng Thực tập mơ hình xử lý thải lò đốt hw = ]2 Với: • • • • • W: tỉ trọng dòng khí (kg/h) hw: chênh lệch áp suất (mmH2O) ρf: tỉ trọng lưu chất thiết bị điều kiện vận hành (bằng 1.2 kg/m3) K: hệ số nhà sản xuất cung cấp (0.603 cho annubar có D = 40 mm) D: đường kính ống dẫn ( 40 mm) Ví dụ: Manometer tăng 10 mm, tỉ trọng chất lỏng ống 0.87 hw trung bình = 8.7 mm Tính lưu lượng khí 39.00 kg/h tương ứng 39.00/1.2 = 32.5 m 3/h quy điều kiện thường 250C 29.77 Nm3/h 1.2 - 1.3 Thiết bị dụng cụ Mẫu bụi Cân điện tử Filter Sinh viên thực hành chuẩn bị mục sau: Mẫu bụi (500 g - 1kg bụi không sử dụng loại bụi có tính ăn mòn, độc Bụi đồng khơng lẫn tạp chất Có thể sử dụng loại bột mì, tro, mùn cưa ) Thực hành: Sinh viên vận hành mơ hình để tìm hiểu ngun tắc hoạt động mơ hình, cách thức vận hành, thơng số hiển thị mơ hình thí nghiệm Chuẩn bị: - Đảm bảo cơng tắc vị trí OFF Đảm bảo bể chứa khơng có bụi bẩn vật lạ Làm bẩn, kiểm tra đường ống thoát nước bể chứa Vệ sinh bơm chìm Đổ đầy bể chứa đặt bơm chìm vào Thực tập mơ hình xử lý thải lò đốt Vận hành mơ hình:u cầu: Nắm cách thức vận hành, nguyên lý hoạt động hợp phần, thông số mơ hình Tiến hành: - Cân lượng bụi chuẩn bị cho vào ống nạp bụi Đóng nắp ống nạp bụi Bật công tắc bảng điều khiển Bật công tắc quạt thổi khí Điều chỉnh van để điều chỉnh thơng số mơ hình ghi nhận lại thông số Bật công tắc điều chỉnh tốc độ nạp bụi Sinh viên thay đổi thông số: vận tốc dòng khí vào, tốc độ nạp bụi nghi nhận thay đổi thông số áp kế mơ hiệu suất Viết báo cáo kết quả, có giải thích tượng, kết thu q trình thí nghiệm Thực tập mơ hình xử lý thải lò đốt PHẦN 2: XỬ LÝ KHÍ ACID GIỚI THIỆU: Thực trạng nhiễm mơi trường khí dần trở nên nghiêm trọng Khí thải nhà máy sản xuất chứa nhiều bụi chất độc hại dung môi hữu cơ, axit, bazo chất phát tán mơi trường có ảnh hưởng lớn đến sức khỏe người, động vật gây suy thối mơi trường Chính việc xử lý khí trước chúng phát tán vào môi trường điều cần thiết Một khí thải thường gặp q trình sản xuất khí NO 2, sản phẩm phát sinh chủ yếu q trình điều chế hóa chất Bài thực tập hơm giới thiệu quy trình thực tế dùng để xử lý bụi khí NO2 HĨA CHẤT, THIẾT BỊ VÀ DỤNG CỤ: 2.1 Mơ hình thí nghiệm: (Xem hình 2) Ngun lý hoạt động mơ hình: Khơng khí moto thổi vào hệ thống với tốc độ định, khí thêm thành phần gồm khí chứa NO đưa vào từ vị trí mơ hình (hình 1) Khí chứa bụi axit dẫn qua cyclone ly tâm, phần lớn bụi giữ lại, sau khí dẫn qua buồng để lọc phần bụi mịn sót lại sau qua cyclone Khí sau qua buồng khử bụi thành phần bẩn chủ yếu lại NO2, khí dẫn qua tháp hấp thụ theo hướng từ lên Trong tháp hấp thụ nước tưới liên tục lên vật liệu đệm thủy tinh NO2 hấp thụ vào dung dịch nước sau trung hòa dung dịch kiềm 2.2 Hóa chất: • N-(1-naphthyl) ethylene diamin dihydrochloride (NEDA): Hòa tan 0.1g NEDA 100 ml nước cất Dung dịch để ổn định tháng đựng chai màu giữ tủ lạnh • Dung dịch hấp thu Saltzman : hòa tan g sulfanilic acid khan lít nước có chứa 140 mL acid acetic băng (nếu khơng tan đun nhẹ) Sau thêm 20 mL dung dịch NEDA 0.1 % pha lỗng thành lít nước cất Dung dịch bảo quản lạnh chai sẫm màu nút kín, dung dịch ổn định tháng Trước lấy mẫu cần để thuốc thử nhiệt độ phòng • Dung dịch chuẩn sodium nitrite gốc (NaNO2): Hòa tan 0.675 g NaNO2 tinh khiết, khan nước cất định mức thành 500 mL nước cất Dung dịch chứa 900 µg NO2–/mL Dung dịch ổn định khoảng tháng đựng chai màu bảo quản tủ lạnh Nồng độ tương ứng khí NO Thực tập mơ hình xử lý thải lò đốt 1000 µg/mL thực tế có 90% NO2 khơng khí chuyển thành ion NO2– hấp thu dung dịch hấp thu • Dung dịch chuẩn sodium nitrite sử dụng (10 µg NO2/mL): lấy mL (dùng micropipette) dung dịch NaNO2 gốc vào bình định mức 100 mL định mức đến vạch nước cất Dung dịch chuẩn bị sử dụng • Nước cất sử dụng phải loại khơng có chứa ion nitrite (nước cất lần) THỰC NGHIỆM XỬ LÝ KHÍ THẢI CHỨA HƠI NO2 3.1 Mục tiêu: Đánh giá khả xử lý khí có chứa NO mơ hình thí nghiệm đồng thời rút kết luận nguyên lý hoạt động mơ hình xử lý khí chứa axit 3.2 Nguyên tắc: Xác định nồng độ NO2 đầu vào nồng độ NO khí đầu sau qua tháp hấp thụ Thay đổi lượng NO2 đầu và, Từ tính tốn hiệu suất xử lý mơ hình Rút kết luận 3.3 Nội dung thực hiện: Các thơng số tốc độ dòng khí lưu lượng nước tưới cột đệm giữ nguyên thí nghiệm loại bụi Tạo khí NO2 sau đưa khí vào mơ hình, thay đổi lần lược thông số đầu vào sau: Lượng NO2 đưa vào thay đổi từ mL/phút => xác định thay đổi hàm lượng NO2 đầu vào Phương pháp lấy mẫu: Cho vào bình impinger 10 mL dung dịch hấp thu, vị trí lấy mẫu đầu vào (trên mơ hình), tiến hành lấy mẫu với tốc độ với tốc độ đưa khí vào mơ hình, lấy khoảng 30s Đồng thời cho dung dịch hấp thu vào chai thu mẫu khí đầu để lấy mẫu khí đầu Tiến hành lên màu, đo quang sau tính tốn hàm lượng NO2 trước qua tháp hấp thu Kiểm tra pH dung dịch nước chảy từ tháp hấp thụ để thấy khác biệt trước sau cho khí NO2 qua tháp 3.4 Phân tích mẫu : * Đối với mẫu đầu vào: 10 Thực tập mơ hình xử lý thải lò đốt (Mills et al., 1997) Hình 1: Các q trình oxi hóa quang xúc tác xảy TiO2 TiO2 + hν → TiO2 (h+ + e-) (2.3) TiO2 (h+) + H2O → •OH + H+ + TiO2 (2.4) TiO2 (h+) + OH- → •OH + TiO2 (2.5) TiO2 (h+) + R → R• + TiO2 (2.6) TiO2 (e-) + O2 → O2-• + TiO2 (2.7) TiO2 (e-) + H2O2 → OH- + •OH + TiO2 (2.8) O2-• + H+ → HO2• (2.9) HO2• → O2 + H2O2 (2.10) H2O2 + O2-• → O2 + OH- + •OH (2.11) Từ phương trình (2.4) - (2.6) ta thấy điện tử chuyển từ chất hấp phụ sang TiO Từ phương trình (2.7) ta thấy phân tử O2 có mặt mơi trường nhận điện tử để trở thành O2-• Ngồi ra, từ phương trình ta thấy q trình oxi hố phân huỷ chủ yếu phụ 16 Thực tập mơ hình xử lý thải lò đốt thuộc vào nồng độ gốc •OH hấp phụ bề mặt TiO2 (phương trình 2.4) lượng oxi hồ tan (phương trình 2.7) Q trình bổ sung thêm H2O2 vào làm tăng hiệu phản ứng (phương trình 2.8) gốc O2-• sinh tham gia vào phản ứng (phương trình 2.9 2.11) Kết q trình sinh gốc có tính oxi hóa mạnh (chủ yếu •OH HO2•) Sau đó, hợp chất hữu bị hấp phụ bề mặt TiO bị oxi hoá •OH HO2• Sản phẩm cuối phản ứng quang hoá CO2 H2O 17 Thực tập mơ hình xử lý thải lò đốt 18 Thực tập mơ hình xử lý thải lò đốt Hình 2: Sơ đồ mơ hình thực nghiệm Nội dung thực tập 3.1 Vận hành mơ hình Mơ hình thí nghiệm thiết lập gồm: hệ thống cấp khí, lò phản ứng hệ thống thu mẫu Sinh viên vận hành mơ hình để tìm hiểu ngun tắc hoạt động mơ hình, cách thức vận hành, thơng số mơ hình thí nghiệm - Thí nghiệm 1: Xác định hiệu xử lý phenol dòng khí điều kiện bật đèn UV khơng có mặt xúc tác TiO2 Vận hành mơ hình thí nghiệm cách sục phenol với nồng độ đầu vào khoảng 50 – 100 mg/Nm3 vào cột phản ứng Thu mẫu khí đầu lần liên tiếp, thời gian lấy mẫu 30 phút, lần lấy mẫu cách 30 phút Hiệu suất xử lý mơ hình tính hiệu số nồng độ đầu vào đầu - Thí nghiệm 2: Xác định hiệu xử lý phenol dòng khí điều kiện tắt đèn UV, có mặt xúc tác TiO2 Vận hành mơ hình thí nghiệm cách sục phenol với nồng độ đầu vào khoảng 50 – 100 mg/Nm3 vào cột phản ứng Thu mẫu khí đầu lần liên tiếp, thời gian lấy mẫu 30 phút, lần lấy mẫu cách 30 phút Hiệu suất xử lý mơ hình tính hiệu số nồng độ đầu vào đầu - Thí nghiệm 3: Xác định hiệu xử lý phenol dòng khí điều kiện bật đèn UV có mặt xúc tác TiO2 Vận hành mơ hình thí nghiệm cách sục phenol với nồng độ đầu vào khoảng 50 – 100 mg/Nm3 vào cột phản ứng Thu mẫu khí đầu lần liên tiếp, thời gian lấy mẫu 30 phút, lần lấy mẫu cách 30 phút Hiệu suất xử lý mơ hình tính hiệu số nồng độ đầu vào đầu Tính tốn kết viết báo cáo, nhận xét, giải thích kết 19 Thực tập mơ hình xử lý thải lò đốt 3.2 Dựng đường chuẩn Đường chuẩn dựng bình định mức 50 mL Dung dịch chuẩn số Nồng độ (ppm) 0,05 0,1 Nước cất lần DD phenol ppm (cân 0,5 khối lương (g) ) Dung dịch Na2CO3 1% Thuốc thử Định mức 0,2 25 mL 0,4 0,8 1,5 15 mL 2,5 mL 50 mL Lắc trộn cẩn thận để yên 15 phút Đo mật độ quang dung dịch mầu với cuvet 5cm, kính lọc mầu tím (= 480 nm) Dung dịch so sánh dung dịch số Phương pháp lấy mẫu Khả xử lý, hiệu suất xử lý phenol đánh giá thơng qua nồng độ phenol dòng khí đầu vào đầu (Cơng thức tính hiệu suất sinh viên tự xây dựng) Quy trình lấy mẫu sau: - Lấy mẫu đầu vào: Lấy mẫu khí chứa phenol cách cho hấp thụ vào impinger mắc nối tiếp, impinger chứa 10 mL dung dịch Na2CO3 1% Nồng độ phenol dòng khí tính tốn thông qua nồng độ phenol dung dịch sau hấp thụ Thời gian lấy mẫu 30 phút với tốc độ dòng khí 1,0 L/phút Sau lấy, mẫu đem phân tích - Lấy mẫu đầu ra: Tiến hành lấy mẫu đầu vào Thời gian lấy mẫu 30 phút với tốc độ dòng khí 1,0 L/phút Sau lấy, mẫu đem phân tích Phân tích mẫu (phân tích đồng thời với dãy chuẩn) 20 Thực tập mơ hình xử lý thải lò đốt Pha loãng mẫu (theo hướng dẫn cán phụ trách) Lấy 10 mL mẫu pha loãng cho vào bình định mức 100 mL Thêm mL dung dịch thuốc thử paranitroanilin Định mức nước cất dung dịch Na2CO3 0,1% Lắc đều, để yên 15 phút Đo độ hấp thu bước sóng 480 nm Hình 3: Phương pháp phân tích phenol mẫu khí Yêu cầu Nắm cách thức vận hành, nguyên lý hoạt động hợp phần, thông số mô hình, phương pháp lấy mẫu, phân tích kiểm tra hiệu suất xử lý Bài3: THỰC TẬP MƠ HÌNH LỊ ĐỐT BMW-5 Giới thiệu công nghệ thiêu đốt: 1.1 Lý thuyết trình cháy 21 Thực tập mơ hình xử lý thải lò đốt Quá trình đốt chất thải thực chất trình oxy hóa khử xảy phản ứng chất đốt (chất thải dạng hữu cơ) với oxy khơng khí nhiệt độ cao sản phẩm cuối tạo khí CO2 nước Phản ứng xảy sau: Chất thải + O2 Sản phẩm cháy + Q (nhiệt) Ngoài sản phẩm cháy có bụi, SO x, NOx, CO, tổng hydrocarbon (THC), HCl, HF, Dioxins/Furans… 1.2 Các nguyên tắc trình cháy Quá trình cháy chất ô nhiễm tạo thành (sản phẩm cháy) liên quan chặt chẽ tới thành phần, chất chất thải đốt, nhiên liệu sử dụng, điều kiện đốt như: hệ số dư khơng khí (oxy), nhiệt độ đốt, độ tiếp xúc thời gian tiếp xúc nhiên liệu (hoặc khí gas) với oxy Q trình cháy chất thải rắn bao gồm giai đoạn sau: - Q trình sấy khơ (bốc nước) - Q trình phân hủy nhiệt chất thải (hình thành khí gas) - Q trình phối trộn khí gas chất đốt với gió (khơng khí) mồi lửa - Q trình cháy dạng khí 1.3 Hiệu đốt CE (Combution Efficiency) Để đánh giá hiệu trình cháy người ta sử dụng hai chất CO THC, nhiên việc đo nồng độ THC phức tạp so với CO nhiều nên người ta hay đánh giá thông qua CO CO2 CE = ([CO2] - [CO]) / [CO2] x100% Trong CO2: nồng độ khí thải đầu (ppm) CO : nồng độ khí thải đầu (ppm) Đối với lò đốt CTNH u cầu hiệu lò đốt phải đạt 99,9% Giới thiệu lò đốt BMW-5: 2.1 Cấu tạo Hệ thống lò đốt gồm phận chủ yếu: buồng đốt sơ cấp buồng đốt thứ cấp Chất thải nạp vào buồng đốt sơ cấp, khơng khí thổi vào cung cấp oxy cho q trình nhiệt phân Khí thải phát sinh phản ứng cháy từ buồng đốt sơ cấp khí có khả cháy CO, H2, CH4… khí gas đốt buồng đốt thứ cấp Thể tích buồng đốt thứ cấp đủ thời gian để tiêu hủy hoàn toàn chất hữu khí thải 22 Thực tập mơ hình xử lý thải lò đốt 12 10 INCINERATOR 11 Hình 1: Mơ lò đốt BMW-5 (Bản vẽ Autocad) Chú thích 1: Buồng sơ cấp 2: Buồng thứ cấp 4: Ống khói 5: Tủ điều khiển 7: Cửa nạp liệu 8: Béc phun 10: Quạt thổi khí 11: Motor tháo bụi 2.2 Nguyên lý hoạt động 23 3: Cyclone 6: Bồn chứa nhiên liệu 9: Quạt cấp khí 12: Đầu dò nhiệt độ Thực tập mơ hình xử lý thải lò đốt Bộ điều khiển Rác vào Béc Béc Buồng sơ cấp Buồng thứ cấp Cyclone Quạt cấp khí Quạt hút Ống khói Hình 2: Sơ đồ ngun lý hoạt động Nội dung thực hành: Thời gian thực hành lò đốt BMW-5 chia thành ngày Cụ thể thí nghiệm tiến hành sau: 3.1 Ngày thực tập 1: 3.1.1 Mô mẫu rác thải nhiễm dầu thực tế: a Chuẩn bị: • Mỗi nhóm tự chuẩn bị 10 kg giẻ lau (vải vụn), kg dầu nhớt thải (lấy sở sửa chữa ô tô, xe máy) b Cách thức tiến hành: • Giẻ lau cắt nhỏ trộn lại với nhau, sau đổ thành đống 10 kg Đổ kg nhớt thải vào đảo trộn đều, ủ qua đêm cho dầu thải thấm vào giẻ 3.1.2 Thí nghiệm vận hành Testo 360: • Lắp đặt Testo 360 theo hướng dẫn cán phụ trách • Tìm hiểu phận thiết bị Testo 360 hồn chỉnh: đầu dò, thiết bị lọc khí, ống sấy khí… • Khởi chạy phần mềm kèm với Testo 360 máy tính, điều chỉnh thông số để tiến hành đo đạc nồng độ khí thải đầu theo ý muốn 3.2 Ngày thực tập 2: Thí nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng độ ẩm nhiệt độ đốt lên nồng độ khí thải đầu ống khói: 3.2.1 Chuẩn bị: - Vệ sinh lò: dọn lượng chất thải, tro xỉ có buồng sơ cấp để khơng ảnh hưởng đến kết đo đạc sau 24 Thực tập mô hình xử lý thải lò đốt - - • Kiểm tra toàn thiết bị trước vận hành như: thùng chứa ống dẫn nhiên liệu đốt, an toàn béc phun (rạn, nứt…), hệ thống điều khiển điện… Kiểm tra bồn chứa dầu (nhiên liệu đốt): tháo lượng dầu sót lại từ mẻ đốt trước, cho thêm lượng dầu DO xác định thích hợp vào Chuẩn bị cân giẻ lau thải trước đốt Giẻ lau cho vào túi nylon với khối lượng kg/túi để thuận tiện cho việc cấp liệu qua cửa lò, tránh rơi vãi gây nhiễm Lắp đặt vận hành thiết bị đo đạc nồng độ khí phát thải – Testo 360 theo trình tự sau: • Thực lắp đặt hồn chỉnh phận cấu thành Testo 360 • Khởi động phần mềm Testo 360 máy tính • Kiểm tra hoạt động đầu dò Testo 360 • Đặt đầu dò Testo 360 vào vị trí hình vẽ sau: T2 T3 B2 Daà u DO Khô ng khí Da uD O Kh ô ng kh í T1 B1 Q2 Q1 Hình 3: Mơ tả vị trí đặt đầu dò Testo 360 3.2.2 Khởi động lò đốt Đầu tiên, bật cơng tắc nguồn để bắt đầu khởi động lò Sau đó, mở van khóa thùng chứa nhiên liệu để cung cấp nhiên liệu cho béc phun Tiếp theo, mở quạt cấp khí, quạt thổi khí làm nguội ấn nút để khởi động béc phun để bơm nhiên liệu vào béc Bật công tắc đánh lửa để khởi động buồng đốt thứ cấp Kiểm tra đảm bảo khói ống khói khơng màu (trong trường hợp khói có màu đen điều chỉnh van gió béc phun đến khói chuyển sang khơng màu đạt) Đồng thời, tiến hành bật công tắc đánh lửa cho buồng đốt sơ cấp Tiến hành lại thao tác (điều chỉnh van gió vả theo dõi nhiệt độ) tương tự buồng đốt thứ cấp đến nhiệt độ buồng đốt sơ cấp đạt 4000C bỏ rác thải vào 3.2.3 Q trình đốt cháy rác thải 25 Thực tập mơ hình xử lý thải lò đốt Phương pháp tiến hành thí nghiệm Tiến hành thí nghiệm chế độ: 4500C, 5000C, 5500C, nhiệt độ đốt mẫu rác có thành phần độ ẩm ban đầu khác sau: - Rác khô: kg rác lấy từ hỗn hợp mô theo tỷ lệ kg giẻ : kg dầu - Rác bổ sung độ ẩm: kg rác lấy từ hỗn hợp mô theo tỷ lệ kg giẻ : kg dầu, sau với kg rác thêm vào ¼ kg nước (độ ẩm bổ sung 20%) Các bước tiến hành thí nghiệm sau: • Sau kiểm tra mơ hình lò đốt BMW – 5, tiến hành chạy khơng tải cho lò vận hành ổn định • Lắp đặt camera quay lại diễn biến nhiệt độ thể tủ điều khiển - Sau cơng đoạn chuẩn bị hồn tất, tiến hành thí nghiệm với điều kiện cụ thể sau: • Chế độ 1: Nhiệt độ đốt buồng sơ cấp 4500C Mở béc đốt buồng sơ cấp thứ cấp để sấy lò, theo dõi diễn biến nhiệt độ tủ điều khiển, nhiệt độ buồng sơ cấp đạt 400 0C ta cho rác vào, đến nhiệt độ buồng sơ cấp đạt 4500C ngừng cấp nhiệt cho buồng sơ cấp theo chế độ thí nghiệm (tự động), tiến hành thí nghiệm khoảng thời gian 12 phút (thời gian cân đối tùy theo điều kiện thí nghiệm cụ thể) Trong khoảng thời gian đó, tiến hành mở cửa buồng sơ cấp để đảo trộn rác, trung bình phút đảo trộn rác lần Sử dụng máy TESTO 360 để đo khí thải từ bắt đầu thí nghiệm Trình tự lặp lại rác bổ sung độ ẩm • Chế độ chế độ 3: thí nghiệm diễn hoàn toàn tương tự với chế độ thay đổi nhiệt độ đốt buồng sơ cấp 5000C 5500C Sau tiến hành xong thí nghiệm nhiệt độ, ứng với độ ẩm mẫu rác khác nhau, ta tháo tro, vệ sinh lò để chuẩn bị cho chế độ đốt 3.2.4 Tắt lò: Khi lượng rác thải cần tiêu hủy bị đốt cháy hồn tồn tắt béc phun thứ cấp Theo dõi nhiệt độ nhiệt độ buồng đốt 300 0C tắt quạt cấp khí Tiếp tục theo dõi nhiệt độ, đến nhiệt độ xuống 100 0C tắt quạt hút khí tắt lò hồn tồn 26 Thực tập mơ hình xử lý thải lò đốt BÀI 4: THÍ NGHIỆM MƠ HÌNH LỌC BỤI TÚI VẢI MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM - Làm quen với nguyên tắc hoạt động thiết bị lọc bụi túi vải (hay lọc bụi tay áo) - Biết cách vận hành tính tốn lưu lượng khí bụi cần xử lý thiết bị lọc bụi túi vải CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Nguyên lý hoạt động thiết bị lọc bụi: Khi cho khí chứa bụi qua vách ngăn xốp, hạt rắn giữ lại khí xun qua hồn tồn Trong q trình lọc bụi, hạt bụi khơ tích tụ lỗ xốp tạo thành lớp bụi bề mặt vách ngăn, chúng trở thành môi trường lọc hạt bụi đến sau Tuy nhiên, bụi tích tụ nhiều làm cho kích thước lỗ xốp độ xốp chung vách ngăn giảm sau thời gian làm việc cần phải phá vỡ loại bỏ lớp bụi Như vậy, trình lọc bụi phải kết hợp với trình phục hồi vật liệu lọc Trong q trình làm khí, hạt bụi tiến gần đến sợi bề mặt vật liệu hạt, va chạm với cúng lắng xuống tác dụng lực thẩm thấu, quán tính hút tĩnh điện Thiết bị lọc chia làm loại, phụ thuộc vào chức nồng độ bụi vào, ra: Thiết bị tinh lọc Thiết bị lọc khơng khí Thiết bị lọc công nghiệp (vải, hạt, sợi thô): sử dụng để làm khí cơng nghiệp có nồng độ bụi đến 60 g/m3 với kích thước hạt lớn 0.5 µm vật liệu lọc thường phục hồi 2.2 Nguyên lý hoạt động thiết bị lọc vải Các thiết bị loại sử dụng phổ biến Đa số thiết bị lọc vải có vật liệu lọc dạng tay áo hình trụ, giữ chặt lưới ống trang bị cấu giũ bụi (còn gọi thiết bị lọc bụi tay áo) Đường kính tay áo khác nhau, phổ biến 120-300 mm chiều dài 22003000 mm Tỉ lệ chiều dài đường kính tay áo thường vào khoảng (16-20):1 27 Thực tập mơ hình xử lý thải lò đốt Khí Khí bụi Bụi Hình 6.1 Thiết bị lọc tay áo Vải lọc phải thỏa mãn yêu cầu sau đây: Khả chứa bụi cao sau phục hồi bảo đảm hiệu lọc cao; Giữ khả cho khí xuyên qua tối ưu; Bền cơ, bền nhiệt bền hố (chịu ăn mòn hóa học); Có khả phục hồi; Giá thành thấp Các vật liệu lọc thông thường không thỏa mãn tất tính chất nêu trên, nên điều kiện cụ thể phải tiến hành lựa chọn Vật liệu lọc phổ biến vải bông, len, vải tổng hợp vải thuỷ tinh Vải bơng có tính lọc tốt giá thấp khơng bền hóa học nhiệt, dễ cháy chứa ẩm cao Vải len có khả cho khí xuyên qua lớn, bảo đảm độ ổn định dễ phục hồi, khơng bền hóa nhiệt, giá cao vải Khi làm việc lâu nhiệt độ cao, sợi len trở nên giòn Nhiệt độ làm việc tối đa 900C Vải tổng hợp bền nhiệt hóa, giá rẻ vải bơng vải len Trong mơi trường axit, có độ bền cao, mơi trường kiềm độ bền giảm Ví dụ vải nitơ ứng dụng cơng nghiệp hóa chất luyện kim màu nhiệt độ khí lên đến 1201300C Vải thuỷ tinh bền 150-3500C Chúng chế tạo từ thuỷ tinh nhôm silicat không kiềm thuỷ tinh magezit 28 Thực tập mơ hình xử lý thải lò đốt Theo thời gian, lượng bụi tích tụ, trở lực vải tăng lưu lượng khí qua giảm Khi đó, phải tiến hành phục hồi vải Vải phục hồi hai phương pháp bản: Cơ học: thủ công giới (rung, lắc …) Thổi ngược vật liệu lọc khí sau xử lý khơng khí Tổng diện tích bề mặt lọc cần thiết tính theo cơng thức sau: S = Vk V1 Vk : lưu lượng khí cần xử lý, m3/ph V1 : vận tốc lọc, m/ph Đối với bụi công nghiệp, vận tốc lọc tra sổ tay xử lý khí thải Theo số liệu thực nghiệm, nồng độ bụi lại sau lọc vài 10-50 mg/m3 PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM 3.1 Mơ hình thí nghiệm Mơ hình thí nghiệm bao gồm: - Mơ hình lọc túi vải hình chữ nhật, đáy thu bụi hình nón, vật liệu inox, bên có chứa túi vải - Quạt thổi khí cung cấp khí bụi vào hệ thống xử lý - Hệ thống đường ống, van tủ điều khiển Hình 6.1: Mơ hình lọc bụi túi vải Hình 6.2: Hệ thống túi vải mơ hình 29 Thực tập mơ hình xử lý thải lò đốt 3.2 Các bước tiến hành thí nghiệm - Bật quạt thổi khí đưa dòng khí bụi vào mơ hình lọc bụi túi vải - Cân m (gam) bụi cho vào hệ thống xử lý Tính khối lượng bụi mà hệ thống xử lý - Xác định hiệu xử lý bụi mô hình lọc túi vải 30 ... kháng giảm Lực ly tâm hướng hạt di chuyển vào vách cyclone lực kháng ngược với lực ly tâm Vận tốc tối đa hạt bụi đạt hướng vào thành cyclone kết việc cân lực ly tâm lực kháng Khi tăng lượng khí... thụ 40% dd acid Cô đặc acid Sản xu t acid photphoric Sản xu t titan clorua titan dioxide Luyện kim màu Lò cao nấu chì Lò nấu chì phản xạ Sản xu t hợp kim magie Sản xu t kẽm Lò nấu đồng phản xạ Cơng... đọng-tại khơng khí khơng chuyển động, hạt bụi rớt xu ng trượt xu ng thành cyclone vài số chúng nảy khỏi thành cyclone quay trở lại dòng khí Khi dòng lượng vào dòng lốc xốy quay theo dòng xốy