Thiết kế hệ thống XL khí thải nhà máy xi măng FICO bình dương

Tại cyclone dưới tác dụng của lưc ly tâm các hạt bụi có kích thước lớn sẽ tách khỏi dòng khí, đối với các hạt bụi có kích thước nhỏ được nối vào thiết bị lọc túi vải.. DANH MỤC BẢNG Bảng

LỜI CẢM ƠN

Trong quá trình học tập tại trường, em đã nhận được sự giúp đỡ, hỗ trợ của nhà trường, thầy cô và các bạn Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến trường Đại học Tài nguyên và Môi trường TP HCM, các thầy cô trong Khoa Môi trường đã tạo điều kiện tốt nhất cho em

được học tập và phát huy khả năng của mình

Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất đến thầy Nguyễn Đinh Tuấn đã hướng dẫn và giúp đỡ chúng em hoàn thành tốt đồ án này

Em xin chân thành cám ơn!

TÓM TẮT NỘI DUNG

Đồ án này tính toán thiết kế trạm xử lý khí thải cho nhà máy sản xuất xi măng FICO Bình Dương, Bình Dương nnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnn Trạm xử lý bụi phát sinh từ công đoạn nghiên xi măng với lưu lượng 5400 m3/h, nồng độ bụi 1100 mg/m3 Yêu cầu khí thải sau khi xử lý phải đạt QCVN 23:2009/BTNMT loại B2 Phương án được đề xuất trong thiết kế là sử dụng Cyclone và thiết bị lọc túi vải Bụi được thu gom tại vị trí phát sinh thông qua chụp hút bố trí trên các máy công cụ ở từng công đoạn sản sinh ra bụi Các chụp hút được nối vào hệ thống ống dẫn vào cyclone Tại cyclone dưới tác dụng của lưc ly tâm các hạt bụi có kích thước lớn sẽ tách khỏi dòng khí, đối với các hạt bụi có kích thước nhỏ được nối vào thiết bị lọc túi vải Các hạt bụi được túi vải giữ lại và được lấy đi bằng cách rung, thổi khí nén vào mặt đối diện và khí sạch theo ống khói ra ngoài Bụi được thu hồi sẽ dung làm nguyên liệu cho quá trình sản xuất

xi măng Hiệu quả xử lí bụi của cyclone là 42,9%,thiết bị lọc túi vải là 86,07 % đảm bảo khí sau khi xử lí đạt yêu cầu đầu ra

ABSTRACT

This project calculates the design of the waste gas treatment plant for FICO cement plant

in Binh Duong, Binh Duong.nnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnn Dust treatment station is generated from cement research with the flow of 5400 m3/h, dust concentration 1100 mg/m3 Post-treatment requirements are subject to QCVN 23:

2009 / BTNMT B2 The proposed option in the design is the use of Cyclone and fabric filter bags Dust is collected at the location generated through the capture of the machine tool placement at each stage of dust generation Snaps are connected to the cyclone pipe system At cyclone under the effect of centrifugal dust particles of large size will be separated from the air stream, for small particle dusts are connected to the filter bag filter Dust particles are retained by fabric bags and taken away by vibration, air blown into the opposite and clean air out of the chimney Dust recovered will be used as raw material for cement production

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN i

TÓM TẮT NỘI DUNG ii

ABSTRACT iii

DANH MỤC HÌNH 3

DANH MỤC BẢNG 4

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÍ KHÍ THẢI 7

1.1 Tổng quan về bụi: 7

1.1.1 Bụi: 7

1.1.2 Sơ lược về xi măng: 7

1.1.3 Bụi xi măng: 8

1.1.4 Đặc trưng ô nhiễm bụi và khí thải của các nhà máy sản xuất xi măng: 8

1.2 Các phương pháp xử lý bụi khô: 9

1.2.1 Thiết bị lắng trọng lực: 9

1.2.2 Thiết bị lắng quán tính 10

1.2.3 Thiết bị lá xách 11

1.2.4 Thiết bị lắng ly tâm: 11

a Xyclone: 11

b Thiết bị thu hồi bụi xoáy: 14

c Thiết bị thu hồi bụi kiểu động: 14

1.2.5 Thiết bị lọc bụi: 14

a Thiết bị lọc vải hay ống tay áo: 15

b Thiết bị lọc sợi: 17

c.Thiết bị lọc thô: 17

d Thiết bị lọc hạt: 17

e Thiết bị lọc bụi tĩnh điện: 18

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY XI MĂNG FICO BÌNH DƯƠNG 23

2.1 Giới thiệu về nhà máy xi măng Fico Bình Dương: 23

2.2 Quy trình công nghệ sản xuất của nhà máy: 23

2.3 Tác động do ô nhiễm bụi và khí thải trong quá trình sản xuất tại nhà máy

FICO Bình Dương: 25

2.3.1 Bụi phát sinh trong quá trình nhập liệu: 26

2.3.2 Bụi phát sinh từ kho chứa nguyên liệu: 26

2.3.3 Bụi phát sinh trong công đoạn cân định lượng và nghiền xi măng: 26

2.3.4 Công đoạn đóng bao và xuất xi măng: 26

2.4 Quy chuẩn áp dụng: 27

CHƯƠNG 3: ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN VÀ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ 30

3.1 Cơ sở lựa chọn công nghệ: 30

3.2 Đề xuất công nghệ xử lý bụi của nhà máy sản xuất xi măng: 31

3.3.Tính toán: 37

3.3.1 Cyclone 37

3.3.2 Tính toán thiết bị lọc túi vải 41

3.3.3 Tổn thất áp lực trên đường ống 48

3.3.4 Công suất quạt: 54

3.3.5 Tính toán chiều cao của ống khói 54

3.3.6 Khai toán kinh phí: 57

KẾT LUẬN-KIẾN NGHỊ 63

1 Kết luận: 63

2 Kiến nghị: 63

TÀI LIỆU THAM KHẢO 64

Hình 1.6 Thiết bị lọc bụi tay áo

Hình 1.7 Phương pháp hoàn nguyên vải lọc

Hình 1.8 Thiết bị lọc bụi tĩnh điện

Hình 2.1 Quy trình sản xuất tóm tắt của nhà máy FICO Bình Dương

Hình 3.1 Sơ đồ công nghệ 1

Hình 3.2 Sơ đồ công nghệ 2

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 So sánh tổng hợp ưu nhược điểm của các phương pháp xử lí bụi khô

Bảng 2.1 Nguồn gây tác động phát sinh trong quá trình hoạt động

Bảng 2.2 Nồng độ C của các thông số ô nhiễm trong khí thải công nghiệp sản xuất xi măng Bảng 2.3 Hệ số công suất Kp

Bảng 2.4 Hệ số vùng, khu vực Kv

Bảng 3.1 Các thông số kĩ thuật của nhà máy xi măng FICO Bình Dương

Bảng 3.2 Ước lượng hiệu suất xử lý phương án 1

Bảng 3.3 Ước lượng hiệu suất xử lý phương án 2

Bảng 3.4 So sánh ưu nhược điểm của thiết bị lọc túi vải và lọc tĩnh điện

Bảng 3.5 Thông số thiết kế Cyclone

Bảng 3.6 Hiệu quả lọc theo cỡ hạt của hệ thống

Bảng 3.7 Phân cấp cỡ hạt theo khối lượng của hệ thống

Bảng 3.8 Tổn thất áp suất trên đường ống

Bảng 3.9 Các thông số thiết kế thiết bị lọc túi vải, quạt, ống khói

Bảng 3.10: Giá thành ống khói

Bảng 3.11: Giá thành đường ống thu bụi

Bảng 3.12: Giá thành xyclone

Bảng 3.13: Giá thành túi vải

Bảng 3.14: Giá thành thiết bị cơ khí

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

BTNMT: Bộ Tài nguyên và Môi trường

ĐH: Đại học

NXB: Nhà xuất bản

ÔNKK: Ô nhiễm không khí

QCVN: Quy chuẩn Việt Nam

TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam

TNHH: Trách nhiệm hữu hạn

TPHCM: Thành phố Hồ Chí Minh

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài:

Bảo vệ môi trường đã và đang là chủ đề nhận được sự quan tâm của các quốc gia trên thế giới đặc biệt là các nước đang phát triển Môi trường đang bị ô nhiễm do các chất độc hại phát sinh trong quá trình sản xuất công nghiệp Các chất thải từ các ngành như công nghiệp cao su, hoá chất, công nghiệp thực phẩm, vật liệu xây dựng… không được xử lí sẽ gây ảnh hưởng xấu đến sức khoẻ của con người Trong đó, khí thải từ nhà máy sản xuất xi măng là một trong những loại khí thải ô nhiễm nặng nề và ảnh hưởng lớn đến môi trường

Bụi xi măng phát sinh ở hầu hết tất cả các công đoạn trong quá trình sản xuất Con người nếu tiếp xúc với bụi xi măng trong thời gian dài sẽ gây ảnh hưởng đến sức khoẻ đặc biệt là các bệnh liên quan đến phổi Do đó, việc xây dựng một hệ thống xử lí bụi xi măng là hết sức cần thiết, đảm bảo cho người lao động được làm việc trong một môi trường tốt hơn

2 Phạm vi thực hiện:

Công ty TNHH Xi Măng FICO Bình Dương được đầu tư tại xã Thường Tân, huyện Bắc Tân Uyên, tỉnh Bình Dương với nhu cầu mở rộng, nâng công suất Nhà máy nghiền và đóng bao Xi măng, công suất từ 200.000 tấn sản phẩm/ năm lên 500.000 tấn sản phẩm/ năm

3 Phương pháp thực hiện:

- Nghiên cứu tài liệu

- Dùng các phần mềm tin học tính toán thiết kế hệ thống: Equation 3.0, Autocad…

CHƯƠNG 1:

TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÍ KHÍ THẢI

1.1 Tổng quan về bụi:

1.1.1 Bụi:

Bụi là những phần tử vật chất có kích thước nhỏ bé, phân tán trong môi trường không khí

Về nguồn gốc, bụi được phân biệt thành bụi hữu cơ (nguồn gốc động thực vật), bụi vô cơ (bụi kim loại và khoáng chất) và bụi hỗn hợp Trong công nghiệp, bụi thường phát sinh từ các quá trình công nghệ như nghiền, sàng, cắt, gọt, mài, cưa, bào, trộn, vận chuyển các loại vật liệu rời dạng hạt vụn Về hình dáng, có thể phân biệt thành 3 dạng chính là: dạng mảnh (mỏng), dạng sợi và dạng khối Về kích thước, hạt bụi có thể từ dưới 1 μm đến 100 μm

hoặc lớn hơn:

- Bụi thô, cát bụi: gồm từ các hạt bụi, chất rắn có kích thước hạt lớn hơn 75μm

- Bụi: các hạt chất rắn có kích thước nhỏ hơn bụi thô (5÷75 μm) được hình thành từ các quá trình cơ khí như nghiền, tán, đập

- Khói: gồm các hạt vật chất có thể là rắn hoặc lỏng được tạo ra trong qua trình đốt cháy nhiên liệu hoặc quá trình ngưng tụ có kích thước từ 1÷5 μm Hạt bụi cỡ này có tính khuếch tán rất ổn định trong khí quyển

- Khói mịn: gồm những hạt vật chất rắn rất mịn, kích thước hạt nhỏ hơn 1 μm

- Sương: hạt chất lỏng có kích thước nhỏ hơn 10 μm

- Những hạt bụi có tác hại nhất đối với sức khỏe con người là khi chúng có thể thâm nhập sâu vào tận phổi trong quá trình hô hấp – tức những hạt bụi có kích thước nhỏ hơn 10 μm Người ta gọi cỡ bụi này là bụi hô hấp

- Nghiên cứu thực nghiệm cho thấy trong các phân xưởng sản xuất, cỡ hạt bụi trong không khí phần lớn là nhỏ hơn 10 μm, trong đó bụi nhỏ hơn 2 μm chiếm 40÷90%

- Các thông số vật lý có ý nghĩa quan trọng nhất của bụi là hình dạng, kích thước của hạt, trọng lượng đơn vị và độ tích điện Các thông số này sẽ quyết định việc lựa chọn phương pháp xử lý bụi cũng như thiết bị lọc bụi Việc lựa chọn phương pháp lọc bụi phù hợp còn tùy thuộc vào các yếu tố như: nhiệt độ khí thải, nồng độ bụi ban đầu, điều kiện vận hành, vấn đề tái sử dụng bụi nguyên liệu v.v…

1.1.2 Sơ lược về xi măng:

Xi măng là chất kết dính thủy lực được tạo thành bằng cách nghiền mịn clinker (sản phẩm nung đến kết khối của hỗn hợp nguyên liệu đá vôi đất sét theo các mô đun hệ số phù hợp

để tạo được các thành phần khoáng theo mong muốn) cộng với thạch cao và phụ gia Khi tiếp xúc với nước thì xảy ra các phản ứng thủy hóa và tạo thành một dạng hồ gọi là hồ xi măng, tiếp đó hồ xi măng bắt đầu quá trình ninh kết sau đó là quá trình hóa cứng để cuối cùng thành một dạng vật liệu có cường độ và độ ổn định nhất định

Vì tính chất kết dính khi tác dụng với nước nên xi măng được xếp vào loại chất kết dính thủy lực

Nguyên liệu chính dùng để sản xuất xi măng là đá vôi và đất sét, ngoài ra người ta còn dùng quặng sắt và Boxit để làm nguyên liệu điều chỉnh

1.1.3 Bụi xi măng:

Bụi xi măng sinh ra trong quá trình sản xuất có kích thước hạt bụi rất nhỏ (nhỏ hơn 3µm)

lơ lửng trong khí thải, khi hít vào phổi rất dễ gây bệnh về đường hô hấp, Đặc biệt khi hàm lượng SiO2 tự do lớn hơn 2% có khả năng gây bệnh silicon phổi, một bệnh được coi là bệnh nghề nghiệp nguy hiểm và là phổ biến nhất của công nghiệp sản xuất xi măng Đồng thời bụi xi măng theo gió phát tán ra xa sẽ lắng xuống mặt nước, mặt đất làm suy thoái đất trồng,

ô nhiễm nguồn nước gây hại lớn cho sinh vật

Bụi xi măng trong không khí thật sự là vấn đề nan giải nhất đối với ngành công nghiệp sản xuất xi măng, bụi phát sinh trong hầu hết các giai đoạn sản xuất như nổ mìn, lấy đá khai thác đất sét, nghiền nguyên liệu, nghiền xi măng, vận chuyển, nung Lượng bụi tạo thành trong quá trình khai thác là:

1 0,4kg bụi/tấn đá trong công đoạn nổ mìn từ khai thác đá hộc

2 0,14kg bụi/tấn đá nghiền khô và 0,009 theo phương pháp ướt

3 17kg bụi/tấn đá khi vận chuyển

1.1.4 Đặc trưng ô nhiễm bụi và khí thải của các nhà máy sản xuất xi măng:

Đặc trưng ô nhiễm từ hệ thống sản xuất đối với môi trường không khí là ô nhiễm bụi (bụi than, đá sét…, khí độc (SO2, NO2, CO2)

Ô nhiễm từ quá trình đốt nhiên liệu

Bụi xi măng ở dạng rất mịn lơ lửng trong khí thải, khi hít vào phổi dễ gây bệnh về đường

hô hấp

Ngoài ra, bụi theo gió phát tán rất xa, sa lắng xuống mặt đất và nước, lâu dần làm hỏngđất trồng, suy thoái hệ thực vật

Bụi đất, than khi vào phổi gây kích thích cơ học sinh phản ứng xơ hóa phổi gây nên bệnh

về hô hấp nên rất nguy hại đến sức khỏe…

Xi măng không gây bệnh phổi nhưng nếu trong bụi xi măng có trên 2% silic tự do và tiếp xúc lâu trong thời gian dài thì có thể phát sinh bệnh bụi phổi Động vật hít thở bụi xi măng không gây một biến đổi bệnh lý cấp tính hoặc măn tính nào Tuy nhiên bụi bám trên thân

và lá cây làm cho thực vật không quang hợp

1.2 Các phương pháp xử lý bụi khô:

1.2.1 Thiết bị lắng trọng lực:

Buồng lắng bụi

● Nguyên lý hoạt động: Lợi dụng trọng lực của các hạt bụi khi dòng khí chứa bụi

chuyển động ngang trong thiết bị Khi đó hạt bụi chịu tác dụng đồng thời của hại lực tác dụng Lực tác dụng theo phương ngang do chuyển động của dòng khí và lực trọng trường

Nếu lực tác động ngang nhỏ, hạt bụi có thể lắng đọng trên bề mặt của thiết bị lắng bụi Để đạt được điều đó, vận tốc chuyển động ngang của hạt bụi phải nhỏ đồng thời kích thước buồng lắng bụi phải lớn để thời gian lưu bụi càng lâu càng tốt Buồng lắng bụi là kiểu thiết bị đơn giản nhất, trong thời gian khí đi qua thiết bị (vận tốc dòng khí nhỏ hơn (1-2 m/s) các hạt bụi dưới tác dụng của lực trọng trường lắng xuống phía dưới và rơi vào bình chứa hoặc đưa ra ngoài bằng vít tải hay băng tải Buồng lắng bụi hoạt động có hiệu quả đối với các hạt có kích thước > 50m, còn các hạt bụi có kích thước < 5m thì khả năng thu hồi bằng không.bbbbbbbbbbbbbbbbbbbzzzz

● Phạm vi áp dụng:

Được áp dụng để lắng bụi thô có kích thước hạt từ 60 m70m

Trở lực của thiết bị = 50130 Pa, giới hạn nhiệt độ từ 350oC 550oC

● Ưu điểm:

- Chế tạo đơn giản

- Chi phí vận hành và bảo trì thiết bị thấp

● Nhược điểm:

- Buồng lắng bụi có kích thước lớn, chiếm nhiều diện tích

- Hiệu suất không cao

- Để tăng hiệu quả lọc bụi, giảm thể tích buồng xử lý người ta cải tiến đưa thêm vào các vách ngăn vào thiết bị

Một số dạng buồng lắng bụi:

Hình 1.1 Các dạng buồng lắng bụi

1.2.2 Thiết bị lắng quán tính

● Nguyên lý hoạt động: Khi đột ngột thay đổi chuyển hướng chuyển động của dòng

khí, các hạt bụi dưới tác dụng của lực quán tính tiếp tục chuyển động theo hướng cũ và tách ra khỏi khí, rơi vào bình chứa.hhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhh Vận tốc của khí trong thiết bị khoảng 1 m/s, còn ở ống vào khoảng 10 m/s Hiệu quả xử lý của thiết bị này dạng này từ (65-80)% đối với các hạt bụi có kích thước(25-30)m.Trở lực của chúng trong khoảng (150-390) N/m2.GGGGGGGGGGGGGGGG

hhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhHình 1.2 Thiết bị lắng bụi quán tính

Phạm vi áp dụng: zzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzz

Hiệu suất xử lí từ 65% 80% đối với hạt có kích thước d= 25m30m

Vận tốc đầu vào thiết bị khoảng 10 m/s, vận tốc trong thiết bị khoảng 1 m/s

Ưu điểm: Có cấu tạo gọn nhẹ, tổn thất áp lực rất nhỏ so với các thiết bị khác

Khuyết điểm: Hiệu quả xử lí kém đối với bụi có đường kính < 5 m, thường sử dụng để lọc bụi thô

1.2.3 Thiết bị lá xách

Các thiết bị này có dãy lá chắn hoặc các vòng chắn Khí đi qua mạng chắn, đổi

hướng đột ngột, các hạt bụi do quán tính chuyển động theo hướng cũ tách ra khỏi khí hoặc va đập vào các tấm phẳng nghiêng, lắng trên đó rồi rơi xuống dòng khí bụi Kết quả khí được chia thành hai dòng: Dòng chứa bụi nồng độ cao (10% thể tích) được hút qua xiclon để tiếp tục xử lý, rồi sau đó được trộn với dòng đi qua các tấm chắn (chiếm 90% thể tích) Vận tốc khí trước mạng chóp phải đủ cao (15m/s) để đạt hiệu quả tách bụi quán tính) Trở lực của lưới khoảng (100-500) N/m2 Thiết bị này được dùng để thu hồi bụi có kích thước >20m

Hình 1.3 Thiết bị lá xách.hh

● Nhược điểm: sự mài mòn các tấm chắn khi nồng độ bụi cao và có thể tạo thành trầm tích làm bít kín mặt sàng Nhiệt độ cho phép của khí thải phụ thuộc vào vật liệu làm

lá chắn, thường không quá 450-600oC

1.2.4 Thiết bị lắng ly tâm:

a Xyclone:

● Phạm vi áp dụng: Thiết bị xiclon được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp có

hiệu quả cao khi kích thước hạt bụi > 5m Thu hồi bụi trong xiclon diễn ra dưới tác dụng của lực ly tâm.ggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggg

● Nguyên lý hoạt động: Dòng khí nhiễm bụi được đưa vào phần trên của xiclon

Thân xiclon thường là hình trụ có đáy là chóp cụt Ống khí bẩn vào thường có dạng

khối chữ nhật, được bố trí theo phương tiếp tuyến với thân xiclon Khí vào xiclon thực hiện chuyển động xoắn ốc, dịch chuyển xuống dưới và hình thành dòng xoáy ngoài Lúc đó, các hạt bụi, dưới tác dụng của lực ly tâm văng vào thành xiclon Tiến gần đáy chóp, dòng khí bắt đầu quay ngược trở lại và chuyển động lên trên hình thành dòng xoắn trong Các hạt bụi văng đến thành, dịch chuyển xuống dưới nhờ lực đẩy của dòng xoáy và trọng lực và từ đó ra khỏi xiclon, qua ống xả bụi Khí sạch sau xử lý được đưa

ra ở phía trên đỉnh thiết bị bởi ống trụ tâm

Hình 1.4 Nguyên lý hoạt động của xiclon

Trong công nghiệp, xiclon được chia làm hai nhóm: hiệu quả cao và năng suất cao Nhóm thứ nhất đạt hiệu cao nhưng yêu cầu chi phí lớn, còn nhóm thứ hai có trở lực nhỏ nhưng thu hồi các hạt mịn kém hơn.gggggggggggggggggggggggggggggggggggggg Trong thực tế, người ta ứng dụng rộng rãi xiclon trụ và xiclon chóp (không có thân trụ) Xiclon trụ thuộc nhóm năng suất cao, còn xiclon chóp thuộc nhóm hiệu quả cao

Đường kính xiclon trụ không lớn hơn 2000 mm và xiclon chóp nhỏ hơn 3000 mm

Vận tốc dòng khí vào: vgh > 5 m/s zzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzz

Hiệu suất lọc = 70 đối với xiclon ướt và xiclon chùm, đường kính cỡ hạt d=30

40m

Nồng độ bụi vào: Cbụi >20 g/m3.cccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccc

Trở lực của thiết bị từ 2501500 Pa

● Ưu điểm:

- Không có phần chuyển động nên tăng độ bền của thiết bị

- Có thể làm việc ở nhiệt độ cao (đến 500oC)

- Thu hồi bụi ở dạng khô

- Trở lực hầu như cố định và không lớn (250-1500) N/m2

- Làm việc ở áp suất cao

- Năng suất cao; Rẻ

- Có khả năng thu hồi vật liệu mài mòn mà không cần bảo vệ bề mặt xiclon

- Hiệu suất không phụ thuộc sự thay đổi nồng độ bụi

- Chế tạo đơn giản

● Nhược điểm:

- Hiệu quả vận hành kém khi bụi có kích thước nhỏ hơn 5 m

- Không thể thu hồi bụi kết dính

■ Xiclon đơn: Xiclon đơn là thiết bị hoàn chỉnh hoạt động độc lập và có nhiều dạng

khác nhau như dạng hình trụ, dạng hình côn Việc sử dụng loại nào là tùy thuộc vào đặc tính của bụi và yêu cầu xử lý Dạng hình trụ năng suất lớn, hình côn có hiệu suất lớn.hbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbhhhh

■Xiclon nhóm: khi lưu lượng lớn người ta ứng dụng nhóm phối hợp các xiclon

Điều đó cho phép không tăng đường kính xiclon và do đó ảnh hưởng tốt đến hiệu quả

xử lý Khí chứa bụi đi vào chung một ống, rồi sau đó được phân phối đến các xiclon thành phần.hbbhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhh

■ Xiclon tổ hợp: là tổ hợp của nhiều xiclon nhỏ Giảm đường kính xiclon thành

phần với mục đích tăng hiệu quả làm sạch khí Các xiclon thành phần trong nhóm có đường kính 100, 150, hoặc 250 mm Vận tốc tối ưu trong xiclon thành phần nằm trong khoảng 3,5-4,75m/s Dãy xiclon chế tạo phức tạp và đắt Tuy nhiên có kích thước nhỏ

và dung lượng kim loại ít.gggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggg

Hình 1.5 Một số loại xiclon

● Nguyên lý làm việc của xiclon tổ hợp: Khi bụi đi vào ống nối và sau đó đi vào hộp

phân phối, từ đó đi vào các không gian giữa vỏ đơn nguyên và ống xả Trong khoảng không

gian này có đặt các dụng cụ định hướng để tạo sự chuyển động xoáy Bụi sau khi tách đi qua lỗ tháo bụi và vào thùng chứa

b Thiết bị thu hồi bụi xoáy:

● Nguyên lý hoạt động: Cũng giống như xiclon, thiết bị này ứng dụng có chế lắng

bụi ly tâm Điểm khác cơ bản so với xiclon là trong thiết bị này có dòng khí xoáy phụ trợ Khí nhiễm bụi được cho vào từ dưới, được xoáy nhờ cánh quạt, chuyển động lên trên và chịu tác động của tia khí thứ cấp Dòng khí thứ cấp chạy ra từ vòi phun tiếp tuyến để tạo sự xoáy hỗ trợ cho khí Dưới tác dụng của lực ly tâm bụi văng ra phía ngoài, gặp dòng khí xoáy thứ cấp hướng xuống dưới, đẩy chúng vào khoảng không gian vành khăn giữa các ống Không gian vành khắn chung quanh ống vào được trang

bị vòng đệm chắn để bụi không quay trở lại thiết bị

Phạm vi áp dụng: zzzz zzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzz

Phụ thuộc vận tốc dòng khí vào đường kính xiclon.zzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzz

Nhiệt độ giới hạn đến 250oC.zzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzz

● Ưu điểm của thiết bị thu hồi bụi xoáy so với xiclon là: hhhhhhhhhhhhhh

- Hiệu quả thu hồi bụi phân tán cao hơn.jjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjj

- Bề mặt trong của thiết bị không bị mài mòn.hhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhh

- Có thể xử lý khí có nhiệt độ cao hơn do ứng dụng dòng khí thứ cấp lạnh

- Có thể điều chỉnh quá trình phân bụi bằng cách thay đổi lượng khí thứ cấp

● Nhược điểm: hhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhh

- Cần có cơ cấu thổi khí phụ trợ.tttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttf

- Vận hành phức tạp.ggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggg

- Lượng khí qua thiết bị lớn

c Thiết bị thu hồi bụi kiểu động : zzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzhhhhhh

● Nguyên lý hoạt động: Quá trình xử lý bụi trong thiết bị này được thực hiện nhờ

lực ly tâm và lực coriolit, xuất hiện khi quay cuồng hút Thiết bị thu hồi bụi kiểu động tiêu thụ năng lượng nhiều hơn quạt thông thường có cùng năng suất và cột áp

● Ưu điểm của thiết bị này so với các thiết bị thu hồi bụi ly tâm khác: gọn, lượng

kim loại nhỏ, kết hợp máy hút bụi và xiclon vào cùng một thiết bị

● Nhược điểm: cánh quạt bị mài mòn nhanh, có khả năng tạo thành các trầm tích

trên cánh quạt, do đó làm mất căn bằng phần quay, hiệu quả thu hồi d < 10m kém và chế tạo phức tạp.gggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggg

1.2.5 Thiết bị lọc bụi: jjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjj

● Nguyên lý hoạt động: Khi cho khí qua vách ngăn xốp, các hạt rắn được giữ lại

còn khí đi xuyên qua nó hoàn toàn Trong quá trình lọc bụi, các hạt bụi khô tích tụ trong các lỗ xốp hoặc tạo thành lớp bụi trên bề mặt vách ngăn, do đó chúng trở thành môi trường lọc đối với các hạt bụi đến sau Tuy nhiên bụi tích tụ càng nhiều làm cho kích thước lỗ xốp và độ xốp chung của vách ngăn càng giảm, vì vậy sau một thời gian làm việc nào đó cần phải phá vỡ và loại lớp bụi ra Như vậy, quá trình lọc bụi phải kết hợp với quá trình phục hồi vật liệu lọc Trong quá trình làm sạch khí, các hạt bụi tiến gần đến các sợi hoặc bề mặt vật liệu hạt, va chạm với chúng và lắng xuống do tác dụng của lực thẩm thấu, quán tính và hút tĩnh điện.cccccccccccccccccccccccccccccccccc

● Phân loại:

Thiết bị lọc được chia làm 3 loại, phụ thuộc vào chức năng và nồng độ bụi vào, ra: g gggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggg

- Thiết bị tinh lọc (Hiệu quả cao): dùng để thu hồi bụi cực nhỏ với hiệu quả rất

cao (>99%) với nồng độ đầu vào thấp (<1mg/m3) và vận tốc lọc <10cm/s Thiết bị lọc này ứng dụng để thu hồi bụi độc hại đặc biệt, cũng như để siêu lọc không khí Vật liệu lọc không được phục hồi.hhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhh

- Thiết bị lọc không khí: được sử dụng trong hệ thống thông khí và điều hòa

không khí Chúng được dùng để lọc khí có nồng độ bụi nhỏ hơn 50 mg/m3 với vận tốc lọc (2,5÷3) m/s Vật liệu lọc có thể được phục hồi hoặc không phục hồi.cccccc

- Thiết bị lọc công nghiệp (vải, hạt, sợi thô): được sử dụng để làm sạch khí công

nghiệp có nồng độ bụi đến 60 g/m3 với kích thước hạt lớn hơn 0,5 m, vật liệu lọc thường được phục hồi

a Thiết bị lọc vải hay ống tay áo: zzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzz

Các thiết bị này phổ biến nhất, đa số thiết bị lọc vải có vật liệu lọc dạng tay áo hình trụ được giữ chặt trên lưới ống và được trang bị cơ cấu giũ bụi Đường kính tay áo có thể khác nhau, phổ biến nhất là (120-300) mm và chiều dài (2200-3000) mm Tỉ lệ chiều dài và đường kính tay áo thường vào khoảng (16-20):1.ccccccccccccccccccccccccccccccc

● Nguyên lý hoạt động: Quá trình lọc bụi trên vải lọc xảy ra theo 3 giai đoạn:

- Giai đoạn 1: khi vải lọc còn sạch, các hạt bụi lắng trên các lớp xơ nằm trên bề

mặt sợi và giữa các sợi Ở giai đoạn này, hiệu suất lọc bụi còn thấp.xxxxxxxxxxxxxxxx

- Giai đoạn 2: khi đã có một lớp bụi bám trên bề mặt vải, lớp bụi này trở thành

môi trường lọc bụi thứ 2 Hiệu suất lọc bụi ở giai đoạn này rất cao.zzzzzzzzzzzzzzzz

- Giai đoạn 3: sau một thời gian làm việc, lớp bụi bám trên vải sẽ dày lên làm

tăng trở lực của thiết bị, vì vậy phải làm sạch vải lọc Sau khi làm sạch vải lọc vẫn còn một lượng lớn bụi nằm giữa các xơ, cho nên trong giai đoạn 3 này hiệu suất lọc vẫn

còn cao.hhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhh

● Điều kiện lựa chọn vải lọc: hhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhh

- Khả năng chứa bụi cao và ngay sau khi phục hồi bảo đảm hiệu quả lọc cao;

- Giữ được khả năng cho khí xuyên qua tối ưu;jjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjj

- Độ bền cơ học cao khi ở nhiệt độ cao và môi trường ăn mòn;jjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjj

- Có khả năng được phục hồi;jjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjj

- Giá thấp

Hình

1.6 Thiết bị lọc bụi tay áo

● Vật liệu lọc phổ biến nhất là vải bông, len, vải tổng hợp và vải thủy tinh.xxxxxxxxx

- Vải bông có tính lọc tốt và giá thấp nhưng không bền hóa học và nhiệt, dễ cháy

và chứa ẩm cao;fffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffff

- Vải len có khả năng cho khí xuyên qua lớn, bảo đảm độ sạch ổn định và dễ phục hồi nhưng không bền hóa và nhiệt, giá cao hơn vải bông; khi làm việc lâu ở nhiệt

độ cao, sợi len trở nên giòn, chúng làm việc đến 90oC;ffffffffffffffffffffffffffffffffff

- Vải tổng hợp bền nhiệt và hóa, giá rẻ hơn vải bông và vải len Trong môi trường axit độ bền của chúng cao, còn trong môi trường kiềm độ bền giảm;

- Vải thủy tinh bền ở (150-350)oC Chúng được chế tạo từ thủy tinh nhôm silicat không kiềm hoặc thủy tinh magezit.fffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffff

● Phương pháp hoàn nguyên vải lọc cơ bản: fffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffff

- Rung vật liệu lọc (cơ học, khí động học);fffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffff

- Thổi ngược vật liệu lọc bằng khí sạch hoặc không khí.fffffffffffffffffffffffffffffffff

● Ưu điểm: hiệu suất lọc bụi cao, phù hợp với các loại bụi có đường kính

nhỏ

● Nhược điểm: ffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffff

- Giá thành và chi phí quản lý cao vì cần thiết bị tái sinh vải lọc, thiết bị rũ bụi;

- Độ bền nhiệt của thiết bị lọc thấp và thường dao động theo độ ẩm

Hình 1.7 Phương pháp hoàn nguyên vải lọc

b Thiết bị lọc sợi:zzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzxzzzzz fffffffffff

Thành phần lọc của thiết bị lọc dạng này gồm một hoặc nhiều lớp, trong đó có các sợi vải được phân bố đồng nhất Trong thiết bị lọc sợi, bụi được thu hồi và tích tụ theo chiều dày của lớp lọc Vật liệu lọc là các sợi tự nhiên hoặc nhân tạo có chiều dày từ (0,01-100) m Chiều dày của lớp lọc có thể từ vài phần ngàn mét đến 2m (lọc đệm nhiều lớp để sử dụng lâu dài) Các thiết bị lọc này được ứng dụng khi nồng độ pha phân tán (0,5-5) mg/m3 và được phân thành các loại sau: bbbbbbbbbbbbbbbb

● Các thiết bị loại xơ mỏng: fffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffff

Loại thiết bị này có thể làm sạch tinh những tinh thể khí lớn khỏi các hạt bụi có kích thước khác nhau Để thu hồi bụi có độ phân tán cao (0,1-0,5) m với hiệu suất lớn hơn 99% Người ta sử dụng các thiết bị lọc dạng tấm phẳng hoặc các lớp mỏng vật liệu lọc dạng xơ đường kính nhỏ hơn 5m Vận tốc lọc từ (0,01-0,1)m/s Nồng độ bụi ban đầu

>5mg/m3 Loại này không tái sinh được bộ lọc.ffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffff c.Thiết bị lọc thô: zzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzfffff

Để khắc phục nhược điểm là thời gian sử dụng không dài của loại trên, trong nhiều trường hợp người ta sử dụng các thiết bị lọc lọc gồm nhiều lớp dày và đường kính xơ lớn hơn (1-20)m với vận tốc lọc từ (0,005-0,1)m/s thì vật liệu lọc sẽ thu hồi toàn bộ

các hạt lớn hơn 1m Vật liệu lọc là sợi thô mới được ứng dụng cho nồng độ (5-50) mg/m3, khi đó kích thước hạt bụi chủ yếu nhỏ hơn (5-10)m

● Quá trình lọc trong thiết bị lọc sợi bao gồm 2 giai đoạn:

- Giai đoạn 1 (lọc ổn định): các hạt bụi không làm thay đổi cấu trúc của lớp lọc

- Giai đoạn 2 (lọc không ổn định): trong vật liệu lọc xảy ra sự biến đổi cấu trúc

liên tục do lượng bụi tích tụ lớn Do đó hiệu quả xử lý và trở lực lớp lọc luôn thay đổi

Lý thuyết lọc trong các lớp lọc này chưa được nghiên cứu đầy đủ

d Thiết bị lọc hạt: a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a âfffffffffffffff Được ứng dụng ít hơn thiết bị lọc sợi

Người ta chia ra làm 2 dạng thiết bị lọc hạt: đệm và lọc hạt cứng

● Thiết bị lọc đệm: trong thiết bị này, thành phần lọc không liên kết với nhau Đó là

lớp đệm tĩnh; lớp đệm chuyển động với sự dịch chuyển của vật liệu rời trong trường trọng lực; lớp giả lỏng Vật liệu đệm thường là cát, sỏi, đá cuội, xỉ than, than cốc, grafit, nhựa, cao su… Việc chọn vật liệu phụ thuộc nhiệt độ, tính ăn mòn của khí

● Thiết bị lọc hạt cứng: Trong thiết bị lọc dạng này cac hạt liên kết với nhau nhờ

thiêu kết, dập hoặc dán và tạo thành hệ thống xúng không chuyển động Đó là sứ xốp, kim loại xốp, nhựa xốp Lớp lọc loại này bền chặt, chống ăn mòn và chịu tải lớn Chúng được ứng dụng để lọc khí nén Nhược điểm của thiết bị này là: giá cao, trở lực lớn, khó hồi phục Có thể phục hồi theo phương pháp sau:ggggggggggggggggggggggg

- Thổi khí theo chiều ngược lại;yyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyy

- Cho dung dịch lỏng qua theo hướng ngược lại;yyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyy

- Cho hơi nóng qua;yyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyy

- Gõ hoặc nung lưới với thành phần lọc.yyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyy

● Ưu điểm: vật liệu dễ kiếm, có thể làm việc ở nhiệt độ cao và trong môi trường ăn

mòn,chịu tải lực lớn và giảm áp lớnkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkk

e Thiết bị lọc bụi tĩnh điện:

● Nguyên lý hoạt động:

Thiết bị lọc bụi tĩnh điện sử dụng một hiệu điện thế cực cao để tách bụi, hơi, sương, khói khỏi dòng khí Có 4 bước cơ bản để được thực hiên là:

- Dòng điện làm các hạt bụi bị ion hóa

- Chuyển các ion bụi từ các bề mặt thu bụi bằng lực điện trường

- Trung hòa điện tích của các bụi lắng trên bề mặt thu

- Tách bụi lắng ra khỏi bề mặt thu Các hạt bụi có thể được tách ra bởi một áp lực hay nhờ rửa sạch

●Phạm vi áp dụng: Thiết bị lắng tĩnh điện được ứng dụng trong các trường hợp thu bụi tại

khâu tán than đá thanh bột dùng trong nhà máy nhiệt điện, nhà máy luyện thép, nghiền xi măng, sản xuất giấy

Hình 1.8 Thiết bị lọc bụi tĩnh điện

●Ưu điểm:

- Hiệu suất thu hồi bụi cao, có thể lên đến hơn 99 %

- Có thể thu hồi bụi kích thước nhỏ, d ≤ 0,1 μm với nồng độ lớn 5.107mg/m3

- Có thể tự động hóa hoàn toàn khâu vận hành

- Chịu nhiệt độ cao đến 500˚C

- Có thể làm việc với áp suất cao hay áp suất chân không

- Có khả năng hoạt động linh hoạt với bụi cả ở dạng lỏng và rắn

●Khuyết điểm:

- Vì tính chất nhạy cảm nên chúng khó xử lý bụi có nồng độ bụi thay đổi lớn Khi thay đổi nhỏ các thông số vận hành của thiết bị cũng có thể dẫn đến thay đổi hiệu suất thiết bị

- Chi phí chế tạo cao, phức tạp hơn các thiết bị khác

3 1 2

kh«ng khÝ bôi vµo

- Chi phí vận hành và bảo dưỡng thiết bị cao

- Thiết bị dễ bị ăn mòn, hư hỏng trong điều kiện khí thải có chứa hơi axit hay các chất

ăn mòn

- Cần có không gian đặt thiết bị lớn

- Vì thiết bị hoạt động trong điều kiện điện thế và nhiệt độ cao nên trong quá trình hoạt động có thể xảy ra các phản ứng giữa các chất khí có trong khí thải, tạo ra những sản phẩm khó kiểm soát và gây ô nhiễm môi trường, ví dụ sự tạo thành NOx hay O3

Bảng 1.1 So sánh tổng hợp ưu nhược điểm của các phương pháp xử lí bụi khô

- Khó dọn vệ sinh

- Vận tốc dòng khí nhỏ 2m/s

1 Không xử lý được bụi có kích thước nhỏ

tấm chắn dễ bị mài mòn và tạo thành trầm tích bịt kín mặt sàng

- Sụt áp nhỏ(5 - 15 mmH2O)

- Thu bụi khô

- Hiệu suất thấp với bụi nhỏ

hơn 10𝜇𝑚

- Ít chiếm diện tích - Không thu được bụi có

- Cần có cơ cấu thổi khí phụ trợ

- Vận hành phức tạp

- Lượng khí qua thiết bị lớn

Thiết bị thu hồi bụi

kiểu động

- Gọn, lượng kim loại nhỏ

- Kết hợp máy hút bụi và xyclon vào cùng một thiết bị

- Cánh quạt bị mài mòn nhanh

- Có khả năng tạo ra trầm tích trên cánh quạt

- Hiệu quả thu hồi kém bụi nhỏ hơn 10 𝜇𝑚

- Tuổi thọ giảm trong môi trường axit, kiềm

- Thay thế túi vải phức tạp

Lọc tĩnh điện - Hiệu suất lọc cao,tiết kiệm

CHƯƠNG 2:

TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY XI MĂNG FICO BÌNH DƯƠNG

2.1 Giới thiệu về nhà máy xi măng Fico Bình Dương:

Công ty TNHH Xi măng FICO Bình Dương trực thuộc Công ty Cổ phần xi măng FICO Tây Ninh Công ty toạ lạc tại ấp 1, xã Thường Tân, huyện Bắc Tân Uyên, tỉnh Bình Dương trên diện tích 29.710 m2, mặt trước tiếp giáp đường ĐT746, mặt sau giáp sông Đồng Nai, thuận tiện trong việc tiếp nhận nguyên liệu và sản phẩm

Sản phẩm chính của Công ty là gia công xi măng FICO và sản xuất kinh doanh xi măng PCB30, xi măng PCB40 mang nhãn hiệu xi măng Bình Dương với biểu tượng logo hình con Sơn Dương

Công ty đã đi vào sản xuất từ 2003, đến nay đang hoạt động với công suất 200.000 tấn sản phẩm/ năm Công ty đã được cấp phiếu xác nhận bảng đăng kí đạt tiêu chuẩn môi trường

2002 và đến thời điểm hiện tại Công ty vẫn đang thực hiện đầy đủ các công tác bảo vệ môi trường như đo, lập báo cáo giám sát môi trường, thu gom xử lý chất thải nguy hại… Công ty đã đầu tư 2 dây chuyền nghiền bi 2,4×8 cm, nghiền xi măng theo chu trình kín có công suất thiết kế 18 tấn/ giờ mỗi dây chuyền với hệ thống phân ly hiệu suất cao OSEPA đảm bảo xi măng luôn đạt tiêu chuẩn TCVN 6260:1997 với chứng nhận hợp chuẩn Quacert

Hệ thống đóng bao quay 6 vòi với công suất 60 tấn/ giờ sử dụng cân điện tử đảm bảo giao hang chính xác Toàn bộ dây chuyền sản xuất đều được tự động hoá bằng hệ thống điều khiển trang bị hiện đại của các hang Châu Âu như SIEMENS, SCHNEIDE nhằm đảm bảo yêu cầu chất lượng luôn đạt cao và ổn định

Hiện nay, Công ty có nhu cầu mở rộng, nâng cao năng lực sản xuất để đáp ứng yêu cầu ngày một phát triển của thị trường Công ty đã thành lập dự án đầu tư thêm dây chuyền sản xuất thứ 3 cho nhà máy xi măng Bình Dương và nâng tổng công suất sản xuất của nhà máy Bình Dương từ 200.000 tấn sản phẩm/ năm lên 500.000 tấn sản phẩm/ năm

2.2 Quy trình công nghệ sản xuất của nhà máy:

Hình 2.1 Quy trình sản xuất tóm tắt của nhà máy FICO Bình Dương

Thuyết minh quy trình:

- Tiếp nhận, chứa và vận chuyển nguyên liệu:

Clinker, thạch cao, puzzoland được vận chuyển bằng đường thuỷ hoặc đường bộ về nhà máy Các loại nguyên liệu được bốc lên bằng thiết bị cẩu hiện có hoặc được tiếp nhận thông qua hệ thống phễu tiếp nhận và vận chuyển với năng suất 150 tấn/ giờ Nguyên liệu được vận chuyển vào kho chứa tại mặt bằng nhà máy

Nguyên liệu được đưa vào kho bằng băng tải cố định, năng suất 150 tấn/ giờ và được vận chuyển đến khu vực chứa bằng xe xúc lật

Clinker được chứa trong silo với sức chứa 10.000 tấn, đủ dự cho 7 ngày sản xuất, đảm bảo cung cấp đủ clinker cho cả 3 dây chuyền sản xuất (1 dây chuyền đầu tư mới và 2 dây chuyền hiện có của nhà máy)

Nguyên liệu (clinker, pozzuland, thạch cao…)

Nhập liệu (Đường thuỷ và

- Định lượng và nghiền xi măng:

Clinker từ silo được hệ thống rút liệu và băng tải vận chuyển đến trạm định lượng nghiền

xi măng đổ vào bunke chứa

Thạch cao và phụ gia (puzzoland và thạch cao) lần lượt được rút ra từ kho chứa và được băng tải cao su vận chuyển đến trạm định lượng và đổ vào bunke chứa tương ứng

Nghiền xi măng được thực hiện bằng hệ thống nghiền bi chu trình kín có thiết bị phân li hiệu suất cao, công suất máy nghiền 60 tấn/ giờ Sản phẩm sau nghiền mịn đạt độ mịn

≥3200 cm2/g (Blaine) được thu hồi tại thiết bị túi lọc và được hệ thống máng khí động, gầu nâng vận chuyển đến silo xi măng

- Silo xi măng và xuất xi măng rời

Xi măng thành phẩm được chứa trong ba silo xi măng với 2 silo có kết cấu bê tông cốt thép với sức chứa mỗi silo với thể tích 800 tấn/ silo và 1 silo nhỏ có kết cấu thép thể tích 150 tấn (2 silo lớn sử dụng cho hệ thống đóng bao, silo nhỏ sử dụng cho xuất xi măng rời với năng suất 100 tấn/ giờ)

- Đóng bao và xuất xi măng:

Hệ thống đóng bao gồm 2 máy đóng bao kiểu quay 6-8 vòi công suất 120 tấn/ giờ và 4 tuyến xuất bao đường bộ Xi măng bột từ silo xi măng chuyển sang được gầu nâng đổ vào băng rung Qua băng rung xi măng được chứa trong két trung gian và được cấp liệu kiểu tang quay cấp cho máy đóng bao 6-8 vòi kiểu quay đóng bao Mỗi bao có trọng lượng 50

kg được kiểm tra nhờ cân đặt trên đường băng tải vận chuyển bao ra khỏi máy đóng bao Những bao không đảm bảo trọng lượng sẽ bị xé rách và tách vỏ bao ra bằng đường riêng Những bao đạt yêu cầu sẽ được đưa xuất xuống ô tô Hoặc theo nhu cầu đặt hàng, công ty sản định lượng và chuyển xi măng rời xuất bán cho các đơn vị có nhu cầu Phía dưới máy đóng bao, thiết bị làm sạch bao, thiết bị phá bao… có các phễu thu hồi xi măng, xi măng thu hồi sẽ được vít tải đưa đến gầu nâng và đổ lên băng rung để thực hiện quá trình đóng bao

2.3 Tác động do ô nhiễm bụi và khí thải trong quá trình sản xuất tại nhà máy FICO Bình Dương:

Công ty TNHH xi măng FICO Bình Dương trực thuộc Công ty cổ phần xi măng FICO Tây Ninh Công ty tọa lạc tại Ấp 1 Xã Thường Tân, Huyện Tân Uyên, Tỉnh Bình Dương trên diện tích hơn 20.000 m2, mặt trước tiếp giáp DT 746, mặt sau là sông Đồng Nai nên rất thuận lợi thủy bộ trong việc tiếp nhận nguyên vật liệu và xuất thành phẩm Trong giai đoạn

mở rộng, công ty sẽ chuyển đổi 13.849 m2 đất trồng cây lâu năm sang đất sản xuất kinh doanh

Chức năng hoạt động chính của Công ty là gia công xi măng FICO và sản xuất kinh doanh

xi măng PCB30, xi măng PCB40 mang nhãn hiệu xi măng Bình Dương với biểu tượng logo hình con Sơn Dương

2.3.1 Bụi phát sinh trong quá trình nhập liệu:

Nồng độ bụi phát sinh từ phễu tiếp nhận nguyên liệu như đá vôi, thạch cao, pozzuland… tại các điểm chuyển đổi băng tải, các vị trí đổ vật liệu vào kho tồn trữ và rút vật liệu trong kho hoạt động Lượng bụi này ảnh hưởng tới sức khoẻ công nhân làm việc trực tiếp

2.3.2 Bụi phát sinh từ kho chứa nguyên liệu:

Hiện tại kho chứa nguyên liệu như đá vôi, thạch cao, pozzuland…là dãy kho hở, do đó dễ phát sinh bụi khi tiếp nhận, vận chuyển nguyên liệu hay khi có gió thổi Tuy nhiên, khi dây chuyền mới đi vào hoạt động, các kho chứa đá vôi, thạch cao, pozzuland là kho kín và đối tượng phát sinh bụi chủ yếu là clinke được chứa trong silo kín hoàn toàn, được nhập liệu

và tiếp liệu hoàn toàn bằng đường ống kín không phát sinh bụi Do đó, khi đi vào hoạt động

mở rộng lượng bụi từ các kho chứa hiện nay sẽ giảm, ít gây ảnh hưởng đến các hộ xung quanh Lượng bụi này ảnh hưởng đến công nhân làm việc trực tiếp

2.3.3 Bụi phát sinh trong công đoạn cân định lượng và nghiền xi măng:

Nguồn ô nhiễm bụi phát sinh chủ yếu tại các vị trí bunker chứa, các vị trí đổ nguyên liệu vào băng tải trong quá trình cân định lượng để chuyển nguyên liệu về máy nghiền

Tại công đoạn nghiền: nguyên liệu được nghiền trong máy nghiền dạng trống quay, hoàn toàn khép kín và có hệ thống lọc túi vải trước khi thải ra môi trường Theo Đánh giá nhanh của Tổ chức Y tế thế giới lượng bụi phát sinh từ công đoạn nghiền xi măng là 0,02 kg/ tấn

xi măng, vậy tải lượng bụi phát sinh từ công đoạn nghiền là 10 tấn/ năm ~ 27 kg/ ngày Tải lượng bụi phát sinh là không nhiều và được xử lý qua hệ thống lọc túi vải trước khi thải ra môi trường, do đó, lượng bui này ảnh hưởng tới sức khoẻ công nhân làm việc trực tiếp và

ít gây ảnh hưởng đến xung quanh Dự kiến vào năm sản xuất ổn định lượng nguyên liệu sử dụng trong 1 năm là 300.000 tấn/ năm (tương đương 1.000 tấn/ ngày) (theo chế độ làm việc

300 ngày làm việc, làm việc 22 tiếng/ ngày) Với khối lượng nguyên liệu mà công ty sử dụng thì tải lượng phát sinh trong 1 giờ là: 0,02 kg/ tấn×1.000 tấn/ ngày: 22 giờ= 0,91 kg

2.3.4 Công đoạn đóng bao và xuất xi măng:

Nguồn ô nhiễm chủ yếu là xi măng tại công đoạn đóng bao và xuất xi măng Bụi phát sinh tại các điểm chuyển, đổ liệu của băng tải vận chuyển, tại điểm xuất sản phẩm xuống tàu Theo tài liệu đánh giá nhanh của Tổ chức Y tế Thế giới (World Health Organzation, Geneva, 1993 Quyển 1 mục 3116 trang 3-22) thì:

Hệ số phát thải đối với công đoạn nhập liệu trong tháp chứa, trong nhà kho, trong công đoạn bốc kiện hàng là 0,1 kg/ tấn nguyên liệu trong điều kiện sản xuất không kiểm soát

Dự kiến vào năm sản xuất ổn định lượng nguyên liệu sử dụng trong 1 năm là 300.000 tấn/ năm (tương đương 1.000 tấn/ ngày) (theo chế độ làm việc 300 ngày làm việc, làm việc 22 tiếng/ ngày) Với khối lượng nguyên liệu mà công ty sử dụng thì tải lượng phát sinh trong

1 giờ là: 0,1 kg/ tấn×1.000 tấn/ ngày: 22 giờ= 4,55 kg

Hệ số phát thải đối với công đoạn đóng bao là 0,01 kg/ tấn nguyên liệu trong điều kiện sản xuất không kiểm soát Dự kiến vào năm sản xuất ổn định lượng sản phẩm là 500.000 tấn/ ngày năm (tương đương 1.667 tấn/ ngày) Với khối lượng nguyên liệu mà công ty sử dụng thì tải lượng phát sinh trong 1 giờ là: 0,01 kg/ tấn× 1.000 tấn/ ngày: 22 giờ = 0,45 kg

2.4 Quy chuẩn áp dụng:

Sản phẩm của nhà máy là các loại xi măng thông thường PCB30, PCB 40

Bảng 2.1 Nguồn gây tác động phát sinh trong quá trình hoạt động

Quá trình vận chuyển, bốc dỡ nguyên liệu

và sản phẩm

Bụi đất lôi cuốn từ mặtđất, các khí thải sinh

ra khi vận hành xe: NOx, SO2, CO…

Định lượng các loại nguyên liệu Bụi, tiếng ồn

Trong toàn bộ quy trình sản xuất xi măng, giai đoạn nào cũng phát sinh ra bụi và khí thải, trong đó khí thải độc hại chỉ chiếm một phần rất nhỏ còn phần lớn là ô nhiễm không khí do

bụi Tùy thuộc vào nguồn phát sinh mà bụi ở các công đoạn có thành phần, nồng độ và kích thước khác nhau, mang những đặc trưng khác nhau

Nồng độ tối đa cho phép của các thông số ô nhiễm trong khí thải công nghiệp sản xuất xi măng được tính như sau:

Cmax = C x Kp x Kv Trong đó:Cmax là nồng độ tối đa cho phép của các thông số ô nhiễm trong khí thải công nghiệp sản xuất xi măng, tính bằng miligam trên mét khối khí thải chuẩn (mg/Nm3);

C là nồng độ của các thông số ô nhiễm trong khí thải công nghiệp sản xuất xi măng

Hệ số công suất Kp của nhà máy, cơ sở sản xuất xi măng được quy định tại Bảng 2.3:

Bảng 2.3 Hệ số công suất Kp Tổng công suất theo thiết kế

Loại 1 Nội thành đô thị loại đặc biệt (1) và đô thị loại I (1); rừng

đặc dụng (2); di sản thiên nhiên, di tích lịch sử, văn hóa được xếp hạng (3); nhà máy, cơ sở sản xuất xi măng có khoảng cách đến ranh giới các khu vực này dưới 05 km

0,6

Loại 2 Nội thành, nội thị đô thị loại II, III, IV (1); vùng ngoại thành

đô thị loại đặc biệt, đô thị loại I có khoảng cách đến ranh giới nội thành lớn hơn hoặc bằng 05 km; nhà máy, cơ sở sản xuất xi măng có khoảng cách đến ranh giới các khu vực này dưới 05 km

0,8

Loại 3 Khu công nghiệp; đô thị loại V (1); vùng ngoại thành, ngoại

thị đô thị loại II, III, IV có khoảng cách đến ranh giới nội thành, nội thị lớn hơn hoặc bằng 05 km; nhà máy, cơ sở sản xuất xi măng có khoảng cách đến ranh giới các khu vực này dưới 05 km (4)

1,0

CHƯƠNG 3:

ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN VÀ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ 3.1 Cơ sở lựa chọn công nghệ:

Để lựa chọn từng thiết bị thu bụi hoặc thiết bị lọc sạch bụi cần phải chú ý các điều kiện sau

- Tính chất của bụi: kích cỡ, hình dạng, mật độ, độ ẩm, tính hút ẩm (tức là tính hấp thụ hoặc hút hơi nước), tính dẫn điện, tính cháy, tính ăn mòn, độ mài mòn và tính độc của bụi

- Tính chất của dòng khí mang bụi: nhiệt độ, độ chứa ẩm, tính ăn mòn, tính cháy, áp suất,

độ ẩm tương đối, mật độ, tính dính, tính dẫn điện và tính độc của dòng khí có mang theo hạt bụi

- Các tiêu chuẩn về khí thải của nhà nước ban hành

- Yếu tố phát sinh: tốc độ sa lắng của bụi theo kích thước hạt bụi, lưu lượng dòng khí, nồng

độ hoạt động của nguồn liên tục hay gián đoạn, hiệu quả mong muốn

- Hiệu quả thu bụi: kích cỡ hạt bụi có trong dòng khí là rất quan trọng cho khả năng thu bụi của thiết bị, hay hiệu quả thu bụi phụ thuộc kích cỡ hạt bụi và độ phân tán

- Đối với các loại thiết bị lọc bụi:

 Buồng lắng:

- Dùng trong trường hợp bụi thô

- Kích thước lớn

- Hạt có kích thước trên 50µm chiếm tỉ lệ cao

- Buồng lắng dùng để lọc thô trước khi tiếp tục sử dụng các thiết bị khác

 Cyclone:

- Dùng trong các trường hợp bụi thô có nồng độ cao (>20mg/m3 )

- Không đòi hỏi hiệu quả lọc cao

 Túi vải:

- Cần hiệu quả lọc tương đối cao

- Cần thu bụi khô

- Lưu lượng khí thải cần lọc không quá lớn

- Nhiệt độ khí thải không quá cao

 Thiết bị lọc bụi tĩnh điện:

- Khi cần lọc bụi tinh

- Đòi hỏi hiệu quả rất cao

- Lưu lượng khí thải cần lọc rất lớn

- Cần thu hồi bụi có giá trị

Bảng 3.1 Các thông số kĩ thuật của nhà máy xi măng FICO Bình Dương

Khối lượng riêng của bụi 𝜌 bụi =1,500 kg/m3

Khối lượng riêng của không khí ở đktc 𝜌= 1,293 kg/m3

Nồng độ tối đa cho phép của các thông số ô nhiễm trong khí thải công nghiệp sản xuất xi măng được tính như sau:

Cmax = C x Kp x Kv Trong đó:

Cmax là nồng độ tối đa cho phép của các thông số ô nhiễm trong khí thải công nghiệp sản xuất xi măng, tính bằng miligam trên mét khối khí thải chuẩn (mg/Nm3);

C là nồng độ của các thông số ô nhiễm trong khí thải công nghiệp sản xuất xi măng

Kp là hệ số công suất

Kv là hệ số vùng, khu vực

Đôí với nhà máy xi măng FICO Bình Dương:

Nồng độ đầu ra tuân theo cột B2 của QCVN 23:2009/ BTNMT C= 100 mg/Nm3

Hệ số công suất Kp= 1, 2 (P=300000 tấn < 600000 tấn)

Hệ số vùng, khu vực loại 3 Kv= 1

Nồng độ tối đa cho phép Cmax= 100 ×1,2 ×1=120 mg/Nm3

3.2 Đề xuất công nghệ xử lý bụi của nhà máy sản xuất xi măng:

3.2.1 Sơ đồ công nghệ 1:

Hình 3.1 Sơ đồ công nghệ 1

Thuyết minh sơ đồ công nghệ 1:

Bụi được thu gom ngay tại vị trí phát sinh thông qua các chụp hút bố trí trên các máy công

cụ Các chụp hút được nối với hệ thống ống dẫn, dưới tác dụng của lực hút ly tâm bụi theo

hệ thống đường ống dẫn vào cyclone Hạt bụi trong dòng không khí chuyển động chảy xoáy sẽ bị cuốn theo dòng khí vào chuyển động xoáy Lực ly tâm gây tác động làm hạt bụi

sẽ rời xa tâm quay và tiến về vỏ ngoài cyclone

Đồng thời, hạt bụi sẽ chịu tác động của sức cản không khí theo chiều ngược với hướng chuyển động, kết quả là hạt bụi dịch chuyển dần về vỏ ngoài của cyclone, va chạm với nó,

sẽ mất năng và rơi xuống phễu Lượng bụi tinh còn lại sẽ theo dòng khí qua thiết bị lọc túi vải Không khí lẫn bụi đi qua tấm vải lọc, ban đầu các hạt bụi lớn hơn khe giữa các sợi vải

sẽ giữ lại trên bề mặt vải theo nguyên lý rây, các hạt nhỏ hơn bám dính trên bề mặt sợi vải

Nguồn thải

Chụp hút

Cyclone

Thiết bị lọc Túi vải

Quạt hút

Ống khói

Thu hồi bụi về thùng nguyên liệu

lọc do va chạm, lực hấp dẫn và lực hút tĩnh điện, dần dần lớp bụi thu được dày lên tạo thành lớp màng trợ lọc, lớp màng này giữ được tất cả các hạt bụi có kích thước rất nhỏ

Sau một khoảng thời gian lớp bụi sẽ rất dày làm sức cản của màng quá lớn, ta phải ngưng cho khí thải đi qua và tiến hành loại bỏ lớp bụi bám trên mặt vải Thao tác này được gọi là hoàn nguyên khả năng lọc Khí sau khi qua thiết bị lọc túi vải được dẫn ra ống thải và thoát

3.2.2 Sơ đồ công nghệ 2:

Hình 3.2 Sơ đồ công nghệ 2

Thuyết minh sơ đồ công nghệ 2:

Bụi được thu gom ngay tại vị trí phát sinh thông qua các chụp hút bố trí trên các máy công

cụ Các chụp hút được nối với hệ thống ống dẫn, dưới tác dụng của lực hút ly tâm bụi theo

hệ thống đường ống dẫn vào cyclone Hạt bụi trong dòng không khí chuyển động chảy xoáy sẽ bị cuốn theo dòng khí vào chuyển động xoáy Lực ly tâm gây tác động làm hạt bụi

sẽ rời xa tâm quay và tiến về vỏ ngoài cyclone

Đồng thời, hạt bụi sẽ chịu tác động của sức cản không khí theo chiều ngược với hướng chuyển động, kết quả là hạt bụi dịch chuyển dần về vỏ ngoài của cyclone, va chạm với nó,

sẽ mất năng và rơi xuống phễu Lượng bụi tinh còn lại sẽ theo dòng khí qua thiết bị lọc tĩnh điện Khi dòng khí mang bụi đi vào thiết bị, nhờ có điện trường mạnh của các phân tử khí

sẽ bị ion hóa và nhiễm điện âm và di chuyển về các điện cực lắng Trên đường di chuyển

Nguồn thải

Chụp hút

Cyclone

Thiết bị lọc bụi tĩnh điện

Quạt hút

Ống khói

Thu hồi bụi về thùng nguyên liệu