Thiết bị sủi bọt

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HCM - oOo TIỂU LUẬN: KỸ THUẬT XỬ LÝ KHÍ THẢI Đề tài: Thiết bị sủi bọt GVHD: Trần Thị Hiền Nhóm TP HCM, ngày 22 tháng năm 2019 LỜI CẢM ƠN Trên thực tế khơng có thành cơng mà không gắn liền với hỗ trợ, giúp đỡ dù hay nhiều, dù trực tiếp hay gián tiếp người khác Trong suốt thời gian từ bắt đầu học tập giảng đường đại học đến nay, chúng em nhận nhiều quan tâm, giúp đỡ q Thầy Cơ, gia đình bạn bè Với lòng biết ơn sâu sắc nhất, chúng em xin gửi đến quý Thầy Cô Viện KHCN QLMT Trường Đại học Công nghiệp TP.HCM với tri thức tâm huyết để truyền đạt kiến thức quý báu cho chúng em suốt thời gian học tập trường Và đặc biệt học kì Viện cho chúng em tiếp cận với mơn học mà theo em hữu ích sinh viên ngành Công nghệ kỹ thuật môi trường, mơn học Kĩ thuật xử lý khí thải Chúng em xin chân thành cảm ơn cô Trần Thị Hiền giảng viên hướng dẫn, hỗ trợ chúng em qua buổi học, buổi thảo luận tận tình hướng dẫn chúng em trình thực đề tài, qua buổi gặp mặt, nói chuyện trao đổi môn học đề tài, lời hướng dẫn bảo cơ, chúng em nghĩ thu hoạch chúng em khó để hoàn thành Với điều kiện thời gian kinh nghiệm hạn chế, Báo cáo đề tài mơn học khơng tránh khỏi thiếu sót điều chắn Chúng em mong nhận bảo, đóng góp ý kiến anh chị, thầy để chúng em có điều kiện bổ sung, nâng cao ý thức để xây dựng hành trang cho công việc sau trường Một lần chúng em xin chân thành cảm ơn! Sinh viên thực MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH NHĨM CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 KHÁI NIỆM VỀ Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ Vấn đề nhiễm khơng khí ngày trở nên nghiêm trọng khó khắc phục Việt Nam toàn giới Nguyên nhân tình trạng chủ yếu hoạt động người gây ra, ngồi số hoạt động tự nhiên khác có tác động tiêu cực tới môi trường Mức độ ô nhiễm khơng khí mức cao nguy hiểm nhiều nơi Châu Á WHO ước tính có số 10 người giới hít thở khơng khí chứa nhiều chất gây nhiễm Và điều dẫn đến triệu ca tử vong toàn giới nhiễm khơng khí nhà ngồi trời Ơ nhiễm khơng khí (ONKK) khơng vấn đề nóng tập trung thị phát triển, khu, cụm công nghiệp… mà trở thành mối quan tâm toàn xã hội ONKK xem tác nhân hàng đầu có nguy tác động nghiêm trọng sức khỏe cộng đồng Với mục đích cung cấp tranh tổng thể chất lượng MTKK, Bộ TN&MT xây dựng Báo cáo môi trường quốc gia năm 2013 với chủ đề Môi trường khơng khí Báo cáo phân tích cụ thể trạng MTKK xung quanh (không bao gồm MTKK nhà khu vực sản xuất) giai đoạn 2008 - 2013, nguyên nhân gây ô nhiễm, từ đưa giải pháp khắc phục cho năm tới Tháng năm 2018, theo thống kê Tổ chức Y tế Thế giới, Hà Nội có tới 60,000 ca tử vong bệnh tim, đột quỵ, ung thư phổi, bệnh phổi tắc nghẽn mạn tính viêm phổi Việt Nam năm 2016 có liên quan đến nhiễm khơng khí Ơ nhiễm khơng khí khơng có biên giới Cải thiện chất lượng khơng khí giải pháp hiệu để đem lại tác động tích cực cho sức khỏe người Hình 1 Bản đồ minh họa chất lượng khơng khí châu Á, thể số PM 2.5 (Nguồn: Đại học Yale) GVHD: TRẦN THỊ HIỀN NHÓM 1.2 KHÁI NIỆM CHUNG VỀ BỤI VÀ PHÂN LOẠI 1.2.1 Khái niệm Bụi tên chung cho hạt chất rắn có đường kính nhỏ cỡ vài micrơmét đến nửa milimét, tự lắng xuống theo trọng lượng chúng lơ lửng khơng khí thời gian sau Các hạt to gọi cát, sỏi Khi bụi phân tán mạnh không khí hay chất khí nói chung, hỗn hợp khí bụi gọi aerosol rắn Bụi có nhiều tính chất vật lý khác so với chúng trạng thái chất rắn hay chất lỏng vĩ mô 1.2.2 Phân loại Về kích thước bụi phân chia thành loại sau:     Bụi thô, cát bụi (grit): gồm hạt bụi chất rắn có kích thước hạt δ >75 μm  Bụi (dust): hạt chất rắn có kích thước nhỏ (5 ÷ 75 μm) hình thành từ q trình khí nghiền, tán, đập,… Khói (smoke): gồm hạt vật chất rắn lỏng tạo trình đốt cháy nhiên liệu trình ngưng tụ có kích thước hạt δ = ÷ μm Hạt bụi cỡ có tính khuếch tán ổn định khí Khói mịn (fume): gồm hạt chất rắn mịn kích thước hạt < μm Sương (mist): hạt chất lỏng kích thước hạt < 10 μm Loại hạt nồng độ đủ để làm giảm tầm nhìn gọi sương giá  Bụi tự nhiên động đất, núi lửa,…  Bụi thực vật (bụi gỗ, bông, bụi phấn hoa,…), bụi động vật (len, lơng, tóc,…)  Bụi nhân tạo (nhựa hóa học, cao su, cement…)  Bụi ki, loại (sắt, đồng, chì,…)  Bụi hỗn hợp (do mài, đúc,…) GVHD: TRẦN THỊ HIỀN NHÓM CHƯƠNG PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ KHÍ – BỤI 2.1 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ KHÍ THẢI Xã hội cơng nghiệp hóa đại hóa ngày phát triển với vấn đề mơi trường đòi hỏi có phương pháp xử lý khí thải hiệu Dưới số phương pháp xử lý khí thải thơng dụng • Phương pháp hấp thụ: phương pháp sử dụng chất hấp thụ dung môi, nước, hợp chất để hấp thụ khí thải Phương pháp áp dụng dung mơi hữu cơ, khơng khí chứa a xít • Phương pháp sử dụng thiết bị tĩnh điện để hút bụi: phương pháp thường áp dụng nhà máy sản xuất xi măng, xí nghiệp may mặc,… • Phương pháp sử dụng vật liệu / hóa chất phản ứng: phương pháp xử lý khí thải sử dụng loại hóa chất gây phản ứng để tạo khí C02 nước Nó áp dụng nhà máy thải dung mơi hữu • Phương pháp đốt: dử dụng hệ thống hút, sau cho vào hệ thống bình nén khí để đốt Phương pháp áp dụng đốt loại khí dễ cháy C0, sơn,… • Phương pháp sử dụng chất xúc tác để tạo phản ứng với khơng khí: phương pháp xử lý khí thải áp dụng để xử lý khí thải có hiệu Hiện nay, chất xúc tác sử dụng rộng rãi nani Ti02, Sắt từ,… 2.2 MỘT SỐ THIẾT BỊ XỬ LÝ BỤI 2.2.1 Xử lý phương pháp khô - Nguyên lý chung: Có nhiều loại thiết bị khí kiểu khơ để làm bụi nhờ lợi dụng chế lắng khác như: lắng trọng trường, (buồng lắng bụi), lắng qn tính (phòng lắng có vật cản), lắng ly tâm (xyclon đơn, kép, nhóm, xốy động học…) - Phạm vi ứng dụng: Đó thiết bị có kết cấu đơn giản, dễ chế tạo, nhiên hiệu xử lý chúng không cao ắm nên dùng làm thiết bị lắng sơ - Một số thiết bị:  Buồng lắng bụi  Thiết bị lọc bụi dạng quán tính  Thiết bị lọc bụi dạng ly tâm  Thiết bị lọc bụi túi vải  Thiết bị lọc bụi tĩnh điện GVHD: TRẦN THỊ HIỀN NHÓM 2.2.2 Xử lý phương pháp ướt - Nguyên lý chung: Dựa vào nguyên lý tiếp xúc dòng khí thải mang bụi chất lỏng, chất lỏng thu gom hạt bụi thải chúng khỏi thiết bị dạng cặn bùn - Phạm vi áp dụng chung: Sử dụng để lọc loại bụi nhỏ mịn yêu cầu lọc bụi cao Các hạt bụi có kích thước > 3-5 μm , kết hợp lọc bụi khử khí độc phạm vi có thể, cần làm nguội khí thải, chất lỏng kết dính, khơng an tồn cháy nổ Độ ẩm cao khí thải khỏi thiết bị lọc khơng gây ảnh hưởng đáng kể thiết bị q trình cơng nghệ liên quan Tuy nhiên tùy theo yêu cầu chất lượng, kích thước, cơng suất mà ta chọn thiết bị khác - Một số thiết bị:       Thiết bị rửa khí trần Thiết bị rửa khí đệm Thiết bị sủi bọt Thiết bị rửa khí va đập - quán tính Thiết bị rửa khí ly tâm Thiết bị rửa khí vận tốc cao GVHD: TRẦN THỊ HIỀN NHÓM CHƯƠNG THIẾT BỊ SỦI BỌT 3.1 GIỚI THIỆU THIẾT BỊ SỦI BỌT Đây kiểu tách bụi khỏi khí thải phương pháp ướt có hiệu cao (với bụi có đường kính lớn 5µm, hiệu suất làm khí đạt tới 99%) Phổ biến thiết bị sủi bọt với đĩa chảy sụt đĩa chảy tràn 3.1.1 Cấu tạo Hình Thiết bị rửa khí dạng sủi bọt có đĩa chảy tràn GVHD: TRẦN THỊ HIỀN NHĨM Hình Thiết bị rửa khí dạng sủi bọt có đĩa chảy sụt – Thân – Đĩa – Hộp nhập liệu – Thanh chắn – Hộp chảy tràn – Vòi tưới a Đĩa chảy sụt Đĩa đục lỗ: d= 4-8mm (d: đường kính lỗ) Đĩa đục rãnh: b= 4-5mm (b: chiều rộng rãnh) Diện tích tự do: 0,2-0,25 m2/m2 Chiều dày đĩa đục lỗ: 4-6mm b Đĩa chảy tràn Đĩa đục lỗ tròn: d= 3-8mm Diện tích tự do: 0,15-0,25 m2/m2 Vận tốc khí qua lỗ: vk 5-15 m/s Kích thước tiết diện ngang: f= 5-8 m2 Lưu lượng nước tưới: 0,2-0,3 l/m3khí GVHD: TRẦN THỊ HIỀN 10 NHÓM Chiều cao lớp bọt: 80-100 mm Chiều dày đĩa đục lỗ: 4-6 mm 3.1.2 Nguyên tắc hoạt động Qúa trình thu hồi bụi thiết bị sủi bọt diễn giai đoạn sau: Thu hồi bụi không gian lưới lực qn tính, hình thành dòng khí thay đổi hướng chuyển động qua địa Hiệu giai đoạn lớn với bụi thơ đường kính ≥ 10µm Lắng bụi từ tia khí, hình thành lỗ khe hở đĩa, với vận tốc cao đập vào lớp chất lỏng đĩa ( chế va đập) Lắng bụi bề mặt bọt khí theo chế quán tính – rối  Hiệu giai đoạn lớn giai đoạn nhiều đạt đến 60% hạt bụi - 5µm 3.1.3 Ưu điểm và nhược điểm  Ưu điểm Thiết bị sủi bọt có ưu điểm hiệu thu bụi cao với hạt có kích thước lớn 2µm trở lực không lớn 300 – 1000 N/m2  Nhược điểm Thiết bị sủi bọt có số nhược điểm sau: - Hạt có kích thước nhỏ 2µm khơng thu hồi hồn tồn Cần có phận tách giọt lỏng Khơng cho phép lưu lượng khí dao động lớn phá vỡ chế độ tạo bọt 3.2 MỘT SỐ CƠNG THỨC TÍNH TỐN *Diện tích màng (lưới) tính theo cơng thức : Trong : V lưu lượng khí qua thiết bị w vận tốc khí Vận tốc khí thường từ 0,7 đến 3,5 m/s Nếu w nhỏ không tạo bọt sủi lên , w lớn phá vỡ lớp bọt ( thành phun ) Vận tốc w qua bề mặt tự màng ( lưới ) tương đối ổn định khoảng 2m/s *Đường kính lỗ lưới khoảng từ 2mm đến mm *Chiều cao lớp bọt màng ( lưới ) tính theo cơng thức : Trong : w vận tốc khí qua lưới GVHD: TRẦN THỊ HIỀN 11 NHÓM hệ số thực nghiệm ( = 0,35 , = 0,075 diện tích lỗ lưới nhỏ 18% ; = 0,65 = 0,0,15 diện tích lỗ lưới lớn 18% nhỏ 30% ) chiều cao lớp chất lỏng ban đầu *Hiệu suất làm tính theo cơng thức : Trong : hàm lượng bụi ban đầu hàm lượng bụi lại dòng khí sau qua thiết bị Trong thực tế, tháp lọc thường làm nhiều tầng để lọc bụi Các tháp lọc nhiều tầng thường áp dụng để xử lí khí bụi đồng thời , đặc biệt trường hợp hàm lượng khí nhỏ GVHD: TRẦN THỊ HIỀN 12 NHÓM CHƯƠNG MỘT SỐ CẢI TIẾN CỦA THIẾT BỊ SỦI BỌT 4.1 THÁP ĐĨA – THÁP KHÍ SỦI BỌT Trong sách nhiễm khơng khí xử lý khí thải GS.TS Trần Ngọc Chấn trình bày rõ ràng nguyên lý thiết bị hấp thụ Tuy nhiên theo thời gian, số thiết bị cải tiến để đạt hiệu q trình hấp thụ xử lý khí thải 4.1.1 Tháp hấp thụ dạng đĩa không có ống chảy trùn Hình 4.1 Cấu tạo tháp đĩa khơng có ống chảy truyền 4.1.2 Tháp hấp thụ dạng đĩa có ống chảy truyền Hình Cấu tạo tháp đĩa có ống chảy truyền GVHD: TRẦN THỊ HIỀN 13 NHÓM 4.1.3 Nguyên lý hoạt động của thiết bị Nước cấp nhờ bơm vào thiết bị vào đĩa vừa đủ để tạo lớp nước có bề mặt thích hợp Dòng khí từ lên qua đĩa đục lỗ làm cho nước sủi bọt Bụi khí tiếp xúc với bề mặt bong bóng nước giữ lại theo nước chảy xuống thùng chứa Các khí NOx khử cách Khí thải vào hệ thống xử lý cần chứa đủ lượng oxy cần thiết để cung cấp cho q trình oxy hóa nito thúc đẩy q trình xảy nhanh chóng triệt để Hiệu khử NOx tháp sục khí giảm mực chất lỏng đĩa thấp bị theo dòng khí ngồi thiết bị Thiết bị có khả lọc bụi cỡ ≥ μm • • • • • 4.1.4 Điểm cải tiến của thiết bị Cấu tạo đơn giản Công nghệ tiên tiến, hiệu làm việc cao Tiêu thụ lượng thấp chi phí vận hành thấp Chất hấp thụ có giá thành rẻ, dễ kiếm Gia cơng nhanh chóng theo u cầu, thiết kế có sẵn GVHD: TRẦN THỊ HIỀN 14 NHÓM TÀI LIỆU THAM KHẢO Hà, T L (2018, 11 20) ĐỜI SỐNG & PHÁP LUẬT Retrieved from http://www.doisongphapluat.com/xa-hoi/bao-dong-o-nhiem-khong-khi-tai-vietnam-thanh-pho-nao-trong-tinh-trang-nguy-hiem-nhat-a251831.html Tùng, T H (2014) Hiện trạng mơi trường khơng khí Việt Nam Tạp chí Mơi trường GVHD: TRẦN THỊ HIỀN 15 ... Cấu tạo tháp đĩa có ống chảy truyền GVHD: TRẦN THỊ HIỀN 13 NHÓM 4.1.3 Nguyên lý hoạt động của thiết bị Nước cấp nhờ bơm vào thiết bị vào đĩa vừa đủ để tạo lớp nước có bề mặt thích hợp Dòng khí... theo dòng khí ngồi thiết bị Thiết bị có khả lọc bụi cỡ ≥ μm • • • • • 4.1.4 Điểm cải tiến của thiết bị Cấu tạo đơn giản Công nghệ tiên tiến, hiệu làm việc cao Tiêu thụ lượng thấp chi phí vận