Áp dụng thử nghiệm vòi phun sương sủi bọt chế tạo trong nước trong hệ thống phun sương dập bụi máy kẹp công ty CP khai thác đá và sản xuất vật liệu xâu dựng Cẩm Phả, Quảng Ninh

Bài báo giới thiệu phương án thiết kế kỹ thuật hệ thống phun sương dập bụi máy kẹp hàm thuộc tổ hợp máy nghiền sàng công suất 120m3 /h, công ty CP khai thác đá và sản xuất vật liệu xâu dựng (VLXD) Cẩm Phả, Quảng Ninh.

K t qu nghiên c u KHCN Áp dụng thử nghiệm vòi phun sương sủi bọt chế tạo nước hệ thống phun sương dập bụi máy kẹp hàm, Công ty CP khai thác đá sản xuất vật liệu xây dựng Cẩm Phả, Quảng Ninh Nguįn Th ng L
Ńi, Ngơ Qu c Khánh, TrâĬn Huy Tồn ViêŃn Nghiên c u KHKT B o h lao đ ng TÓM TẮT ài báo giới thiệu phương án thiết kế kỹ thuật hệ thống phun sương dập bụi máy kẹp hàm thuộc tổ hợp máy nghiền sàng công suất 120m3/h, công ty CP khai thác đá sản xuất vật liệu xâu dựng (VLXD) Cẩm Phả, Quảng Ninh Vòi phun sương sủi bọt sử dụng hệ thống phun sương sản phẩm đề tài mã số 214/04/TLĐ, Viện Nghiên cứu KHKT Bảo hộ lao động chủ trì Hệ thống phun sương làm việc đạt hiệu suất dập bụi 89,7% nguồn phát sinh bụi Ước tính chi phí xử lý bụi 100đ/m3 đá sản phẩm, chiếm khoảng 0,06% giá xuất xưởng 1m3 đá công ty (đã bao gồm thuế GTGT) B ĐẶT VẤN ĐỀ Quá trình khai thác chế biến đá làm phát sinh bụi với kích thước hạt dao động khoảng rộng từ 10 đến 1000µm Những hạt bụi lớn (>100µm) lắng xuống thời gian ngắn tác dụng lực trọng trường Những hạt bụi nhỏ (≤100µm) tồn lơ lửng khơng khí lâu Hạt bụi nhỏ thời gian tồn chúng khơng khí lâu [5], [6], [7] Hiện nay, giới, giải pháp phun sương khuyến cáo thực tế áp dụng phổ biến ngành khai thác chế biến khoáng sản; khai thác chế biến đá; khai thác, chế biến sử dụng than… Hiệu suất thu bắt bụi tổng quát giải pháp phun sương dập bụi mô tả cơng thức sau ([3], [4]): Trong đó, Vs – Lưu lượng (thể tích) nước luồng sương, m3/s L – Chiều dài làm việc luồng sương, m η’s – Hiệu suất thu bắt bụi hạt sương đơn lẻ, % d – Đường kính trung bình hạt sương, m Vkk – Lưu lượng (thể tích) khơng khí chứa bụi, m3/s Theo lý thuyết, hiệu suất thu bắt bụi tỷ lệ thuận với hệ số thu bắt bụi hạt sương đơn lẻ (η’s), lưu lượng thể tích sương (Vs), chiều dài làm việc luồng sương (L) tỷ lệ nghịch với lưu lượng khơng khí chứa bụi (Vkk) qua luồng sương, đường kính trung bình hạt sương (d) Chất lượng vòi phun sương yếu tố định thành công giải pháp phun sương dập bụi Đề tài “Nghiên c u, thi t k ch t o áp d ng vòi phun s

ng nguyên lý s i b t ch bi n đá”, mã số 214/04/TLĐ Viện Nghiên cứu KHKT Bảo hộ lao động chủ trì nhằm mục tiêu chế tạo loại vòi phun chất lượng cao Kết đo đạc, đánh giá phịng thí nghiệm cho thấy, vịi phun sương sủi bọt đề tài nghiên cứu, chế tạo, có chất lượng sương tương đương với chất lượng sương vòi phun loại giới, đường kính trung bình Sauter SMD hạt sương chế độ đánh tơi nước tốt đạt từ 25,5 - Tạp chí Hoạt động KHCN An toàn - Sức khỏe & Môi trường lao động, Số 4,5&6-2016 K t qu nghiên c u KHCN 19,7μm, góc côn luồng sương 20 – 220, chiều dài tối đa luồng sương 1500 2000mm [1] Trên sở đó, đề tài triển khai áp dụng thử nghiệm vòi phun hệ thống phun sương dập bụi máy kẹp hàm, thuộc tổ hợp nghiền sàng suất 120m3/h, Công ty CP khai thác sản xuất VLXD Cẩm Phả, Quảng Ninh I HỆ THỐNG PHUN SƯƠNG DẬP BỤI MÁY KẸP HÀM Máy kẹp hàm có nguồn bụi phễu nạp liệu phễu liệu (điểm xả liệu từ máy kẹp hàm xuống băng tải) Tại phễu nạp liệu bố trí vịi phun, chếch 450, hướng từ xuống dưới, vừa có tác dụng làm ẩm đá hộc, hạn chế khả phát sinh bụi q trình nghiền đá vừa có tác dụng dập bụi phát sinh, phát tán khơng khí, đó, làm ẩm vật liệu chức vịi phun Nhờ có vịi phun này, lượng bụi phát sinh trình nghiền đá máy kẹp hàm giảm vật liệu làm ẩm trước Điểm xả liệu từ máy kẹp hàm xuống băng tải bố trí hầm hình hộp chữ nhật phía máy kẹp hàm, có mặt làm kín Mặt hở lối băng tải, vận chuyển đá < 10mm từ máy kẹp hàm đến máy nghiền Kích thước mặt hở 1200 x 1400mm Không chịu ảnh hưởng gió ngang điều kiện thuận lợi cho việc tổ chức phun sương dập bụi điểm xả liệu Bố trí vịi phun: i) Một vòi phun, chếch 300, hướng từ xuống lòng băng tải, có tác dụng vừa dập bụi phát sinh vừa làm ẩm đá, giảm khả phát sinh trình vận chuyển đá băng tải trình nghiền tinh máy nghiền ii) Hai vịi phun ngang, hướng vào hầm, có tác dụng chủ yếu dập bụi phát sinh trình xả đá vừa nghiền xong từ máy kẹp hàm xuống băng tải Mặt bằng, mặt cắt sơ đồ không gian hệ thống phun sương dập bụi máy kẹp hàm, công ty CP khai thác sản xuất VLXD Cẩm Phả biểu diễn Hình 2 THỬ NGHIỆM CÁC CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC CỦA VÒI PHUN SƯƠNG Đề tài tiến hành thử nghiệm chế độ làm việc vòi phun sương sủi bọt áp suất khí nén: 0,3MPa; 0,4MPa 0,5MPa Điều chỉnh lưu lượng khí nén lưu lượng nước, quan sát mắt khả dập bụi vòi phun để xác định chế độ làm việc tốt áp suất khác Ứng với áp suất khí nén, xác định chế độ làm việc tốt Tiến hành Hình 1: M t b ng, m t c t c a h th ng phun s

ng d p b i máy k p hàm Tạp chí Hoạt động KHCN An toàn - Sức khỏe & Môi trường lao động, Số 4,5&6-2016 K t qu nghiên c u KHCN xác định lưu lượng khí nén lưu lượng nước tương ứng với chế độ làm việc tốt Lưu lượng nước lưu lượng khí thực tế tất chế độ áp suất khí nén thấp so với tính tốn lý thuyết Lưu lượng khí thực tế thấp từ 35 đến 47% so với tính tốn, đó, lưu lượng nước thực tế thấp từ 36 đến 42% Tỷ lệ khí/lỏng chế độ làm việc 0,03 tương đương thơng số tính tốn (xem Bảng 1) Khuyến cáo sử dụng vòi phun áp suất 0,5MPa lưu lượng nước 1,05l/ph, nhằm mục đích nâng cao hiệu suất thu bắt bụi Các thơng số làm việc vịi phun sương sau: Hình 2: S
đ khơng gian h th ng phun s

ng d p b i máy k p hàm - Áp suất khí nén: P = 0,5MPa - Lưu lượng khí nén: QG =25l/ph - Lưu lượng nước: QL = 1,05l/ph - Tỷ lệ khí/lỏng: GLR = 0,03 - Đường kính trung bình B ng So sánh thơng s k thu t c a vòi phun theo th c t tính tốn vi c t t nh t Áp suất, Lưu lượng khí nén, Lưu lượng nước, (l/ph) (l/ph) (Mpa) Thực tế Tính toán Sai lệch Thực tế Tính toán 0,3 21,00 28,41 -0,35 0,84 1,14 0,4 23,00 32,80 -0,43 0,92 0,5 25,00 36,67 -0,47 1,05 ch đ làm Tỷ lệ khí/lỏng Sai lệch Thực tế Tính toán Sai lệch -0,36 0,03 0,03 1,31 -0,42 0,03 0,03 1,47 -0,40 0,03 0,03 Tạp chí Hoạt động KHCN An toàn - Sức khỏe & Môi trường lao động, Số 4,5&6-2016 K t qu nghiên c u KHCN Sauter: SMD = 42μm - Góc luồng sương: 20 – 220 - Chiều dài làm việc hiệu luồng sương: 800 - 1200mm LẤY MẪU VÀ PHÂN TÍCH NỒNG ĐỘ BỤI TRƯỚC VÀ SAU KHI CHẠY HỆ THỐNG PHUN SƯƠNG 3.1 Sơ đồ lấy mẫu bụi Sơ đồ lấy mẫu biểu diễn Hình 3.2 Kết phân tích mẫu a Nồng độ bụi khu vực xung quanh đầu băng tải (điểm xả liệu từ máy kẹp hàm xuống băng tải): Kết xác định nồng độ bụi vị trí xung quanh đầu băng tải tập hợp Bảng b Nồng độ bụi vị trí làm việc người lao động: Kết xác định nồng độ bụi vị trí làm việc người lao động nhặt rác băng tải tập hợp Bảng ĐÁNH GIÁ HỆ THỐNG PHUN SƯƠNG 4.1 Hiệu suất dập bụi: Hiệu suất dập bụi nguồn tính cơng thức: Trong đó, Hình S
đ l y m u b i nh Khi h thôĭng phun s

ng không làm vi c η – Hiệu suất dập bụi nguồn, % nh Khi h th ng phun s

ng làm vi c Tạp chí Hoạt động KHCN An toàn - Sức khỏe & Môi trường lao động, Số 4,5&6-2016 K t qu nghiên c u KHCN B ng N ng đ b i t i v trí xung quanh đ u c a băng t i Nồng độ bụi, mg/m3 TT Vị trí Không chạy hệ thống phun sương 1.1 Đầu băng tải bên trái (Cạnh động điện máy kẹp hàm) - M1 811,4 615,9 1.2 Đầu băng tải bên trái (Cạnh động điện máy kẹp hàm) - M2 678,1 522,2 1.3 Đầu băng tải bên phải (Cạnh cầu thang lên sàn) – M3 211,4 50,9 1.4 Đầu băng tải bên phải (Cạnh cầu thang lên sàn) – M4 76,2 103,4 Lần Lần Tr.bình Cs – Nồng độ bụi trung bình khu vực xung quanh nguồn bụi chạy hệ thống phun sương, mg/m3 383,7 Đầu băng tải bên trái (Cạnh động điện máy kẹp hàm) - M1 52,2 - 2.2 Đầu băng tải bên trái (Cạnh động điện máy kẹp hàm) – M2 22,4 55,6 2.3 Đầu băng tải bên phải (Cạnh cầu thang lên sàn) – M3 28,6 44,1 2.4 Đầu băng tải bên phải (Cạnh cầu thang lên sàn) – M4 33,1 22,9 4.2 Hiệu giảm nồng độ bụi vị trí người lao động nhặt rác băng tải 39,3 Tiêu chuẩn vệ sinh 3733/2002/QĐ-BYT B ng N ng đ b i t i v trí làm vi c c a ng
i lao đ ng nh t rác băng t i TT 1.1 2.1 Thay giá trị Bảng vào công thức (2), xác định hiệu suất dập bụi nguồn hệ thống phun sương là: Chạy hệ thống phun sương 2.1 Ctr – Nồng độ bụi trung bình khu vực xung quanh nguồn bụi không chạy hệ thống phun sương, mg/m3 Vị trí Nồng đô bụi, mg/m3 Lần Lần Tr.bình Không chạy hệ thống phun sương Băng tải - Vị trí người lao động đứng nhặt rác – M5 (cách máy kẹp hàm khoảng m) 34,2 30,2 32,2 15,0 18,3 16,7 Chạy hệ thống phun sương Băng tải - Vị trí người lao động đứng nhặt rác – M5 (cách máy kẹp hàm khoảng m) Tiêu chuẩn vệ sinh 3733/2002/QĐBYT Do trình dập bụi hiệu máy kẹp hàm, đồng thời đá băng tải làm ẩm tốt nhờ vòi phun, bụi phát sinh trình vận chuyển từ máy kẹp hàm sang máy nghiền tinh giảm đáng kể Nồng độ bụi vị trí làm việc người lao động nhặt rác băng tải, cách máy kẹp hàm khoảng 6m, giảm 48,3% (từ 32,2mg/m3 xuống 16,7mg/m3) Tuy nhiên, nồng độ bụi vị trí làm việc người lao động cao giá trị tối đa cho phép theo tiêu chuẩn 3733/2002/QĐ-BYT gần 4,2 lần Điều giải thích ảnh hưởng bụi từ nguồn bụi khác chưa kiểm soát như: Máy nghiền, điểm xả từ máy nghiền xuống băng tải, máy sàng rung, Tạp chí Hoạt động KHCN An toàn - Sức khỏe & Môi trường lao động, Số 4,5&6-2016 K t qu nghiên c u KHCN điểm xả đá từ máy sàng rung xuống băng tải, điểm xả đá từ băng tải xuống đất phát tán sang Nếu tổ chức phun sương dập bụi đồng thời tất nguồn phát sinh bụi tổ hợp nghiền sàng đá tranh nồng độ bụi vị trí làm việc người lao động khác nồng độ bụi tất nguồn giảm mạnh 4.3 Ước tính chi phí xử lý bụi - Chi phí đầu tư hệ thống phun sương dập bụi tổ hợp nghiền sàng đá suất 120m3/h 67.116.000đ - Chi phí vận hành hệ thống 22.150.00đ/năm, đó: + Chi phí lượng: 7.750.000đ/năm; + Chi phí nhân cơng vận hành, bảo trì, bảo dưỡng: 14.400.000đ/năm - Nếu nhận thời gian khấu hao hệ thống phun sương 10 năm (Theo phụ lục 1, Thông tư số 45/ 2013/TT-BTC, khung thời gian khấu hao tài sản ngành khai khoáng - 15 năm), chi phí xử lý bụi ước tính 100 đ/m3, 0,06% giá bán sản phẩm (Giá xuất xưởng sản phẩm trung bình 167.000đ/m3 đá bao gồm VAT) KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ Vòi phun sương sủi bọt ứng dụng thành công hệ thống phun sương dập bụi thử nghiệm máy kẹp hàm, thuộc tổ hợp nghiền sàng đá suất 120m3/h, công ty CP khai thác đá sản xuất VLXD Cẩm Phả, Quảng Ninh - Các thơng số làm việc vịi phun sương xác định sau: + Áp suất khí nén: P = 0,5MPa + Lưu lượng khí nén: QG =25l/ph + Lưu lượng nước: QL = 1,05l/ph + Tỷ lệ khí/lỏng: GLR = 0,03 + Đường kính trung bình Sauter: SMD = 42μm + Góc luồng sương: 20 – 220 + Chiều dài làm việc hiệu luồng sương: 800 1200mm - Hệ thống phun sương dập bụi thử nghiệm máy kẹp hàm đạt được: + Hiệu suất dập bụi nguồn: η = 89,7% + Nồng độ bụi vị trí làm việc người lao động nhặt rác băng tải, cách máy kẹp hàm khoảng 6m, giảm 48,3% Chi phí đầu tư chi phí vận hành hệ thống phun sương dập bụi thấp dẫn đến chi phí xử lý bụi thấp, ước tính 100 đ/m3 đá sản phẩm (bằng 0,06% giá thành sản phẩm bao gồm VAT) Khuyến nghị áp dụng mở rộng vòi phun sương sủi bọt để kiểm soát bụi khai thác chế biến đá, khoáng sản, than đá… Đồng thời, khuyến nghị áp dụng vòi phun sương sủi bọt để dập bụi hoạt động khác phá dỡ nhà, xây dựng cơng trình, giao thông vận tải TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Thắng Lợi cộng (2015), Nghiên cứu thiết kế, chế tạo áp dụng vòi phun sương nguyên lý sủi bọt chế biến đá xây dựng, Báo cáo tổng kết đề tài mã số 214/04/TLĐ Viện Nghiên cứu KHKT Bảo hộ lao động chủ trì; [2] Thơng tư số 45/2013/TTBTC Bộ Tài chính, ngày 25/4/2013, Hướng dẫn chế độ quản lý, sử dụng trích khấu hao tài sản cố định; [3] Udzov V N., Valdberg A J (1972), Làm khí thải thiết bị lọc ướt, Nhà xuất “Hoá học”, Matxcova (tiếng Nga); [4] Cheng L (1973), Collection of airborne dust by water spray, Ind Eng Chem Process Des Develop.,Vol.12, No.3; [5] Spraying Systems Co., A Guide to spay technology for dust control, www.spray.com; [6] Franta R., Devising an effective and affordable dust control strategy using water spays, www.spray.com; [7] Sealpump Engineering Ltd, A practical Guide to dust suppression, www.sealpump.com Taïp chí Hoạt động KHCN An toàn - Sức khỏe & Môi trường lao động, Số 4,5&6-2016 ... suất 120m3/h, Công ty CP khai thác sản xuất VLXD Cẩm Phả, Quảng Ninh I HỆ THỐNG PHUN SƯƠNG DẬP BỤI MÁY KẸP HÀM Máy kẹp hàm có nguồn bụi phễu nạp liệu phễu liệu (điểm xả liệu từ máy kẹp hàm xuống... không gian hệ thống phun sương dập bụi máy kẹp hàm, công ty CP khai thác sản xuất VLXD Cẩm Phả biểu diễn Hình 2 THỬ NGHIỆM CÁC CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC CỦA VÒI PHUN SƯƠNG Đề tài tiến hành thử nghiệm chế độ... sản phẩm (Giá xuất xưởng sản phẩm trung bình 167.000đ/m3 đá bao gồm VAT) KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ Vòi phun sương sủi bọt ứng dụng thành công hệ thống phun sương dập bụi thử nghiệm máy kẹp hàm, thuộc