Đồ án xử lý bụi bằng cyclone

Thiết kế thiết bị xử lý bụi công đoạn đốt củi trấu ở lò hơi của qui trình sấy lúa cho Nhà máy chế biến lương thực Vĩnh Lộc bằng hệ thống cyclone” được thực hiện với mong muốn góp phần hạn chế ô nhiễm môi trường hiện nay một cách kinh tế, hiệu quả và phù hợp nhất.

Thiết kế thiết bị xử lý bụi công đoạn đốt củi trấu lị qui trình sấy lúa cho Nhà máy chế biến lương thực Vĩnh Lộc hệ thống cyclone MỤC LỤC CHƯƠNG I .1 PHẦN MỞ ĐẦU .1 I.1 ĐẶT VẤN ĐỀ .1 I.2 MỤC TIÊU ĐỒ ÁN I.3 NỘI DUNG THỰC HIỆN .2 I.4 ĐỐI TƯỢNG THỰC HIỆN I.5 PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN CHƯƠNG II ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN VÀ KINH TẾ XÃ HỘI CỦA KHU VỰC DỰ ÁN II.1 GIỚI THIỆU DỰ ÁN II.1.1 Chủ đầu tư II.1.2 Vị trí địa lý Nhà máy II.1.3 Quy mô, công suất, thời gian hoạt động Nhà máy II.1.4 Các hạng mục xây dựng Nhà máy II.1.5 Nhóm hạng mục bảo vệ môi trường II.1.6 Nguồn tiếng ồn, độ rung II.2 CÁC VẤN ĐỀ KINH TẾ - XÃ HỘI .8 CHƯƠNG III 10 BỤI VÀ CÁC THIẾT BỊ XỬ LÍ BỤI 10 III.1 BỤI 10 III.1.1 Định nghĩa 10 III.1.2 Phân loại 10 III.1.3 Tính tán xạ 10 III.1.4 Tính bám dính 11 III.1.5 Tính mài mịn .11 III.1.6 Tính thấm 11 III.1.7 Tính hút ẩm 11 III.1.8 Tính mang điện 11 III.1.9 Tính cháy nổ 12 III.2 CÁC THIẾT BỊ XỬ LÍ BỤI 12 III.2.1 Buồng lắng bụi 12 III.2.2 Cyclone 13 III.2.3 Hệ thống lọc túi vải 14 III.2.4 Lọc bụi tĩnh điện 15 III.2.5 Thiết bị lọc hạt 16 III.2.6 Tháp rửa khí trần .17 III.2.7 Thiết bị rửa khí có đệm .17 Phạm Thái Sang MSSV: B1404190 i Thiết kế thiết bị xử lý bụi cơng đoạn đốt củi trấu lị qui trình sấy lúa cho Nhà máy chế biến lương thực Vĩnh Lộc hệ thống cyclone III.2.8 Thiết bị sủi bọt (tháp mâm, tháp đĩa) 18 CHƯƠNG IV 20 THIẾT KẾ VÀ TÍNH TỐN HỆ THỐNG XỬ LÝ BỤI .20 IV.1 QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT 20 IV.1.1 Qui trình cơng nghệ sản xuất .20 IV.1.2 Máy móc, thiết bị, nguyên liệu, nhiên liệu, vật liệu sử dụng cho hoạt động Nhà máy 22 IV.2 ĐỀ XUẤT VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN 25 IV.2.1 Đề xuất phương án 25 IV.2.2 Lựa chọn phương án 26 IV.3 TÍNH TỐN CYCLONE 27 IV.3.1 Tính tốn cyclone đơn .27 IV.3.2 Tính Cyclone tổ hợp: 31 CHƯƠNG V 35 KẾT LUẬN KIẾN NGHỊ 35 V.1 KẾT LUẬN 35 V.2 KIẾN NGHỊ 35 TÀI LIỆU THAM KHẢO 37 Phạm Thái Sang MSSV: B1404190 ii Thiết kế thiết bị xử lý bụi cơng đoạn đốt củi trấu lị qui trình sấy lúa cho Nhà máy chế biến lương thực Vĩnh Lộc hệ thống cyclone Phạm Thái Sang MSSV: B1404190 iii Thiết kế thiết bị xử lý bụi cơng đoạn đốt củi trấu lị qui trình sấy lúa cho Nhà máy chế biến lương thực Vĩnh Lộc hệ thống cyclone DANH SÁCH HÌNH Hình 2.1 Sơ đồ vị trí Nhà máy Hình 3.1 Buồng lắng bụi .12 Hình 3.2 Cyclone 13 Hình 3.3 Thiết bị lọc bụi tay áo 14 Hình 3.4 Thiết bị lọc bụi tĩnh điện 15 Hình 3.5 Thiết bị lọc hạt vật liệu rời chuyển động .16 Hình 3.6 Tháp rửa khí trần 17 Hình 3.7 Thiết bị rửa đệm .18 Hình 3.8 Thiết bị sủi bọt .19 Hình 4.1 Qui trình xay xát lúa nhà máy 20 Hình 4.2 Qui trình xát lau bóng 21 Hình 4.3 Qui trình sấy lúa nhà máy 21 Hình 4.4 Qui trình ép củi trấu .22 Phạm Thái Sang MSSV: B1404190 iii Thiết kế thiết bị xử lý bụi cơng đoạn đốt củi trấu lị qui trình sấy lúa cho Nhà máy chế biến lương thực Vĩnh Lộc hệ thống cyclone Phạm Thái Sang MSSV: B1404190 iv Thiết kế thiết bị xử lý bụi cơng đoạn đốt củi trấu lị qui trình sấy lúa cho Nhà máy chế biến lương thực Vĩnh Lộc hệ thống cyclone DANG SÁCH BẢNG Bảng 2.1 Tọa độ địa lý nhà máy .3 Bảng 2.2 Các hạng mục hạ tầng Nhà máy Bảng 2.3 Các hạng mục phục vụ sản xuất kinh doanh, dịch vụ Bảng 2.4 Tổng hợp hạng mục bảo vệ môi trường Nhà máy Bảng 2.5 Kết phân tích mẫu tiếng ồn nhà máy có cơng suất tương tự Bảng 4.1 Tổng hợp danh mục máy móc, thiết bị sử dụng 22 Bảng 4.2 Tổng hợp nguyên liệu sử dụng 23 Bảng 4.3 Tổng hợp nhiên liệu sử dụng 23 Bảng 4.4 Khối lượng điện sử dụng .23 Bảng 4.5 Đề xuất phương án 25 Bảng 4.6 Lựa chọn phương án 26 Bảng 4.7 Tính tốn cyclone đơn 27 Bảng 4.8 Kích thước cyclone 32 Bảng 4.9 Kích thước cyclone tổ hợp .33 Phạm Thái Sang MSSV: B1404190 iv Thiết kế thiết bị xử lý bụi cơng đoạn đốt củi trấu lị qui trình sấy lúa cho Nhà máy chế biến lương thực Vĩnh Lộc hệ thống cyclone Phạm Thái Sang MSSV: B1404190 Thiết kế thiết bị xử lý bụi cơng đoạn đốt củi trấu lị qui trình sấy lúa cho Nhà máy chế biến lương thực Vĩnh Lộc hệ thống cyclone CHƯƠNG I PHẦN MỞ ĐẦU I.1 ĐẶT VẤN ĐỀ Nhà máy chế biến lương thực Vĩnh Lộc thành lập theo nghị số 39/NQ/HĐQT-2012 hội đồng quản trị Công ty CP Bảo vệ thực vật An Giang việc thành lập Công ty TNHH MTV lương thực Vĩnh Lộc cấp giấy chứng nhận đăng ký Doanh nghiệp Cty TNHH thành viên số 1900557010, đăng ký lần đầu ngày 11/12/2012 đăng ký thay đổi lần thứ ngày 24/4/2013 Việc xây dựng Nhà máy chế biến lương thực Vĩnh Lộc phù hợp với qui hoạch chủ trương phát triển kinh tế xã hội địa bàn huyện Hồng Dân nói chung tỉnh Bạc Liêu nói riêng, vùng sản xuất lúa cung cấp cho thị trường nội địa xuất Công suất: Nhà máy dự kiến xây dựng nhà xưởng lắp đặt máy xay xát lúa, đánh bóng, tách màu gạo, cho cơng suất 100.000 lúa/năm Trong đó: + Công suất xay xát lúa: 100.000 lúa/năm + Cơng suất xát lau bóng: 77.000 gạo/năm Ngồi ra, Nhà máy đầu tư hệ thống sấy lúa với cơng suất 500 tấn/ngày Lượng khí thải phát sinh chủ yếu qui trình qui trình xay xát lúa qui trình sấy lúa; cơng đoạn sàn tạp chất qui trình xay xát lúa phát thải rác thải, bụi; cơng đoạn bóc vỏ Rulơ cao su qui trình xay xát lúa phát thải trấu, cám to; công đoạn làm khô lúa máy sấy qui trình sấy lúa phát thải nhiệt độ, bụi, tro So với QCVN 19:2009/BTNMT, cột B nồng độ bụi SO2 qui trình sấy lúa vượt qui chuẩn cho phép, tiêu lại nằm qui chuẩn cho phép Lượng phát khí thải chủ yếu từ q trình đốt lị qui trình sấy lúa Do đó, đề tài: “Thiết kế thiết bị xử lý bụi công đoạn đốt củi trấu lị qui trình sấy lúa cho Nhà máy chế biến lương thực Vĩnh Lộc hệ thống cyclone” thực với mong muốn góp phần hạn chế ô nhiễm môi trường cách kinh tế, hiệu phù hợp I.2 MỤC TIÊU ĐỒ ÁN Mục tiêu chung: Giảm tối thiểu khả gây nhiễm mơi trường khơng khí, ảnh hưởng xấu đến sức khỏe người xung quanh nhà máy Góp phần bảo vệ mơi trường xanh – – đẹp tỉnh Bạc Liêu Mục tiêu cụ thể: Tính tốn, thiết kế thiết bị xử lý bụi cho Nhà máy chế biến lương thực Vĩnh Lộc cơng đoạn đốt củi trấu lị qui trình sấy lúa cyclone Phạm Thái Sang MSSV: B1404190 Thiết kế thiết bị xử lý bụi công đoạn đốt củi trấu lị qui trình sấy lúa cho Nhà máy chế biến lương thực Vĩnh Lộc hệ thống cyclone I.3 NỘI DUNG THỰC HIỆN  Giới thiệu sơ lược dự án  Hiện trạng mơi trường khơng khí khu vực dự án tác động dự án đến mơi trường khơng khí  Sự cần thiết phải xử lý tác nhân gây ô nhiễm không khí  Các phương pháp xử lý chất nhiễm mơi trường khơng khí  Lựa chọn phương pháp xử lý thích hợp  Tính tốn, thiết kế hệ thống xử lý  Khái quát tính kinh tế hệ thống xử lý  Vẽ vẽ kỹ thuật I.4 ĐỐI TƯỢNG THỰC HIỆN Bụi sinh từ q trình đốt củi trấu lị trình sấy lúa I.5 PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN Thu thập số liệu sẵn có bụi nhà máy (trong báo cáo ĐTM nhà máy) Trên sở thu thập số liệu có sẵn kết hợp với tài liệu liên quan Từ đó, tính tốn, thiết kế thiết bị xử lý bụi cho nhà máy chế biến lương thực Vĩnh Lộc Phạm Thái Sang MSSV: B1404190 Thiết kế thiết bị xử lý bụi công đoạn đốt củi trấu lị qui trình sấy lúa cho Nhà máy chế biến lương thực Vĩnh Lộc hệ thống cyclone CHƯƠNG II ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN VÀ KINH TẾ XÃ HỘI CỦA KHU VỰC DỰ ÁN II.1 GIỚI THIỆU DỰ ÁN II.1.1 Chủ đầu tư Tên Nhà máy: Nhà máy chế biến lương thực Vĩnh Lộc Chủ đầu tư: Công ty TNHH MTV lương thực Vĩnh Lộc Người đại diện: Ông Trần Quốc Thanh; Chức vụ: chủ tịch công ty Địa xây dựng Nhà máy: Ấp Ninh Thạnh 1, xã Ninh Hòa, huyện Hồng Dân, tỉnh Bạc Liêu Điện thoại: 0918.683968 (gặp Ông Đặng Văn Dũng) II.1.2 Vị trí địa lý Nhà máy * Vị trí địa lý: Vị trí đo Bảng 2.1 Tọa độ địa lý nhà máy Phương pháp đo Nhà máy CBLT Vĩnh Lộc Kết Tọa độ X (m) Tọa độ Y (m) 553524 1051793 Hệ tọa độ VN 2000 (Nguồn: TT Quan trắc Môi trường Bạc Liêu)  Ranh giới: Nhà máy xây dựng Ấp Ninh Thạnh 1, xã Ninh Hòa, huyện Hồng Dân, tỉnh Bạc Liêu, có vị trí giáp ranh sau: - Phía Đơng: giáp đất ruộng - Phía Tây: giáp lộ nơng thơn kênh xáng Ngan Dừa - Phía Nam: giáp đất vườn người dân - Phía Bắc: giáp kênh nội đồng (kênh Chính Diệu) * Các đối tượng tự nhiên: - Hệ thống giao thông đường (trong vịng bán kính km): Phía Tây Nhà máy lộ giao thông nông thôn, lộ nhựa, rộng 1,2m cặp với kênh xáng Ngan Dừa, dọc theo kênh tuyến đường Phước Long – Ngan Dừa Đây tuyến đường khu vực, trãi nhựa thường xuyên đầu tư nâng cấp để tạo lưu thông dễ dàng cho người dân Bên cạnh tuyến đường cịn có nhiều tuyến giao Phạm Thái Sang MSSV: B1404190 Thiết kế thiết bị xử lý bụi công đoạn đốt củi trấu lị qui trình sấy lúa cho Nhà máy chế biến lương thực Vĩnh Lộc hệ thống cyclone Lúa Gạo thành phẩm Tấn Tấn 100.000 70.000 (Nguồn: Dự án đầu tư) * Nhiên liệu: Nhiên liệu Bảng 4.3 Tổng hợp nhiên liệu sử dụng Đơn vị Lượng Dầu Nhớt Lít Lít sử dụng/năm 3.600 1.800 (Nguồn: Dự án đầu tư) IV.1.2.3 Nhu cầu điện, nước vật liệu khác * Nhu cầu điện: Lượng điện sử dụng Nhà máy khoảng 350 triệu đồng/tháng, phục vụ cho máy móc, thiết bị hệ thống đèn chiếu sáng nhà máy Nhu cầu sử dụng Bảng 4.4 Khối lượng điện sử dụng Lượng sử dụng Nhu cầu điện Ngày 8.316 KWh Tháng 249.480 KWh Năm 2.993.760 KWh (Nguồn: Dự án đầu tư) * Nhu cầu nước: - Quá trình thi cơng: + Nước sinh hoạt: 120 lít/người/ngày đêm (QCVN 01:2008/BXD) x 30 người = 3,6 m /ngày đêm + Nước sử dụng q trình thi cơng (rửa dụng cụ, thiết bị): m3/ngày - Quá trình hoạt động: - Nước từ nhà ăn: 300 người x 50 lít/ngày/người/ngày đêm = 15 m3/ngày đêm (Xử lý nước thải sinh họat quy mô vừa nhỏ, Trần Đức Hạ, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, năm 2002) - Nước sử dụng sinh hoạt công nhân: + Nước thải nhà vệ sinh: 300 người x 30 lít/ngày/người/ngày đêm (tham khảo số tài liệu chuyên ngành ước tính) = m3/ngày đêm Phạm Thái Sang MSSV: B1404190 24 Thiết kế thiết bị xử lý bụi cơng đoạn đốt củi trấu lị qui trình sấy lúa cho Nhà máy chế biến lương thực Vĩnh Lộc hệ thống cyclone + Nước thải vệ sinh tay chân: 300 người x 15 lít/ngày/người/ngày đêm (tham khảo số tài liệu chuyên ngành ước tính) = 4,5 m3/ngày đêm - Nước tưới cây: 85,5 m3/ngày - Nước rửa đường: 71,3 m3/ngày - Nước vệ sinh dụng cụ, thiết bị có nhiễm dầu, nhớt: Khoảng m3/ngày Tổng lượng nước sử dụng nhà máy vào hoạt động 190,3 m3/ngày đêm Phạm Thái Sang MSSV: B1404190 25 Thiết kế thiết bị xử lý bụi cơng đoạn đốt củi trấu lị qui trình sấy lúa cho Nhà máy chế biến lương thực Vĩnh Lộc hệ thống cyclone IV.2 ĐỀ XUẤT VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN IV.2.1 Đề xuất phương án Bảng 4.5 Đề xuất phương án ST T Phương án Lọc bụi túi vải Ưu điểm Khuyết điểm Hiệu suất cao Cần vật liệu riêng nhiệt độ cao Thu hồi bụi dạng khô Cần công đoạn rũ bụi phức tạp Dễ vận hành Chi phí bảo trì cao vải dễ hỏng Có thể tuần hồn khí Chi phí vận hành thấp,có thể thu Tuổi thọ giảm môi trường axit, kiềm bụi dễ cháy Thay túi vải phức tạp Lọc bụi tĩnh điện Hiệu suất lọc cao, thời gian lọc Chiếm diện tích lớn ngắn, tiết kiệm lượng Sử dụng nguồn điện với hiệu Thu hồi bụi khô bụi ướt điện cao (u = 50000V) Dễ ứng dụng rộng rãi Chỉ sử dụng dòng điện Làm việc mơi trường có chiều nhiệt độ cao ăn mịn hóa học Rất nguy hiểm phận cách Lọc bụi có kích thước điện khơng đảm bảo an tồn nhỏ (1-44 μm) Chi phí cao Tự động hóa khí hóa hồn toàn Buồng thu bụi cyclone Hiệu suất lọc bụi cao Khơng thu hồi bụi kết dính Thu bụi dạng khơ Hiệu vận hành bụi có kích thước nhỏ μm Rẻ tiền Chế tạo đơn giản Làm việc tốt áp suất cao Có thể làm việc nhiệt độ cao (đến 500 0C) Trở lực cố định không lớn (250 – 1500 N/m2) Khơng có phần chuyển động Hiệu không phụ thuộc vào thay đổi nồng độ Phạm Thái Sang MSSV: B1404190 26 Thiết kế thiết bị xử lý bụi cơng đoạn đốt củi trấu lị qui trình sấy lúa cho Nhà máy chế biến lương thực Vĩnh Lộc hệ thống cyclone IV.2.2 Lựa chọn phương án Bảng 4.6 Lựa chọn phương án Gia trọng Phương án Điểm Phương án Điểm Phương án Điểm Hiệu suất 0.3 2.4 2.7 2.4 Tính chất khí thải (nhiệt độ, thành phần, nồng độ) 0.2 1.4 1.8 1.6 Kinh tế 0.2 1.6 1.2 1.6 Quản lý, vận hành 0.2 1.6 1.4 1.6 Tính phổ biến 0.1 0.8 0.6 0.8 Các tiêu chí Tổng 7.8 7.7 8.0 Biện luận: Từ bảng đánh giá ta lựa chọn phương án (xử lí phương pháp xyclon) Lí do: - Hiệu suất xử lí bụi cao từ 50 – 95% phương pháp phù hợp với việc thu bụi từ hoạt động đốt củi trấu nhà máy bụi có kích thước lớn - Giới hạn nhiệt độ lên đến 5500C - Giá lắp đặt không cao - Hiệu không phụ thuộc vào nồng độ bụi - Trở lực cố định khơng lớn - Khơng có phần chuyển động nên nhu cầu lượng ít, hạn chế cố - Bảo trì dễ dàng, tuổi thọ lâu Khí thải với bụi tro xuyên qua hệ thống cyclone có thành làm thép Công tác cyclone dựa sử dụng lực ly tâm dịng khí chuyển động xốy thân dụng cụ đưa dịng khí vào cyclone theo phương tiếp tuyến Do tác dụng lực ly tâm hạt bụi có khí bị văng phía thành cyclone tách khỏi dịng Khí tiếp tục chuyển động quay sau ngoặt hướng 180 khỏi cyclone qua ống thải đặt theo trục cyclone Các hạt bụi sau đến thành cyclone, tác động dòng chuyển động hướng trục trọng lực chuyển động phía ống thu bụi lấy ngồi Phạm Thái Sang MSSV: B1404190 27 Thiết kế thiết bị xử lý bụi cơng đoạn đốt củi trấu lị qui trình sấy lúa cho Nhà máy chế biến lương thực Vĩnh Lộc hệ thống cyclone IV.3 TÍNH TỐN CYCLONE  Các thơng số tính tốn: Trước tính tốn, thiết kế thiết bị lọc bụi dạng ly tâm – cyclone, ta có thơng số sau: - Lưu lượng khí cần làm Q = 20,57 (m3/s) - Khối lượng riêng khơng khí điều kiện làm việc ρkk = 0,255 (kg/m3) - Nhiệt độ khơng khí Tkk = 27 (oC) - Nhiệt độ khí cần làm T = 200 (oC) - Hiệu suất thu bụi cyclone = 85 (%) - Áp suất dịng khí ống dẫn vào cyclone P0 = 760 mmHg = 101325 N/m2 - Lưu lượng khí vào cycylone Q = 20,57 (m3/s) - Nồng độ bụi vào cyclone: C = 500 (mg/m3) - Khối lượng riêng bụi điều kiện chuẩn: 641 (kg/m3) - Khối lượng riêng bụi điều kiện làm việc: ρb = 126,567 (kg/m3) - Kích thước bụi phổ biến dao động: 5-100 μm Chọn kích thước để thiết kế 10 μm - Độ nhớt khơng khí điều kiện làm việc µkk = 1,32.10-5(Ns/m2) - Áp suất làm việc cyclone: P = 500 mmHg = 66661 N/m2 - Tải lượng bụi E = 10286,67 mg/s - Kích thước bụi thành phần: Kích thước (μm) 60 %Khối lượng 1,2 11,5 20,8 15,5 45 (Nguồn: Hồng Kim Cơ, Tính tốn kỹ thuật lọt bụi làm khí, 1999) IV.3.1 Tính tốn cyclone đơn Bảng 4.7 Tính tốn cyclone đơn STT Các thông số Giá trị Chọn loại cyclone: SN11 Chọn đường kính cyclone: D = 800 (mm) = 0,8 (m) => Bán kính vỏ cyclon: Phạm Thái Sang MSSV: B1404190 28 Thiết kế thiết bị xử lý bụi cơng đoạn đốt củi trấu lị qui trình sấy lúa cho Nhà máy chế biến lương thực Vĩnh Lộc hệ thống cyclone Kích thước cửa vào: =2÷3 - Chiều cao cửa vào h (tra bảng 2.4 Kỹ thuật mơi trường, trang 28): Vì = – => - Chiều rộng cửa vào: Chọn đường kính ống xả d = 0,59 x 0,8 = 0,472 (m) (tra bảng 2.4 Kỹ thuật môi trường, trang 28): => Bán kính ngồi ống xả khí ra: Đường kính trung bình cyclone: dtb = 0,8 x 0,8= 0,64 (m) dtb =>Bán kính trung bình Chọn đường kính lỗ tháo d1 = 0,35 x 0,8 = 0,28 (m) bụi (tra bảng 2.4 Kỹ thuật môi trường, tr.28) Chiều dài ống nối ( tra bảng 2.4 Kỹ thuật môi trường, trang 28): Góc nghiêng nắp ống nối α =11 (tra bảng 2.4 Kỹ thuật môi trường, trang 28) l = 0,6 x 0,8 = 0,48 (m) vE = = Tốc độ ban đầu dịng khí ống dẫn vào vE (m/s): 10 Tốc độ trung bình dịng khí Vtb = (0,7÷1).vE =0,7 x vE =0,7 x 279 = cyclone Vtb: 195,3 (m/s) 11 Tốc độ góc vịng quay ω = = = 610,3 (rad/s) cyclone: µ: hệ số nhớt động lực khí thải nhiệt độ t0 = 00 C (Theo GS Trần Ngọc Chấn Ơ nhiễm khơng khí =1,32.10-5 (Ns/m2) xử lý khí thải.) với µ00C = 17,17.10-6 (Ns/m2) Phạm Thái Sang MSSV: B1404190 29 Thiết kế thiết bị xử lý bụi công đoạn đốt củi trấu lị qui trình sấy lúa cho Nhà máy chế biến lương thực Vĩnh Lộc hệ thống cyclone  hệ số nhớt động học khơng khí điều kiện làm việc: Áp suất khí : P0kt = 1atm=101325 (Pa) Khối lượng riêng khí thải điều kiện chuẩn: = 641 (Kg/m3) Áp suất khí vào thiết bị: ptb= - 66661 (Pa) (do thiết bị hút nên áp suất âm) Nhiệt độ khí điều kiện làm việc: tkt = 200 0C Khối lượng riêng bụi điều kiện làm việc ( 200 0C) ) = 126,567 (kg/m3) Thời gian t để hạt bụi từ thành ống khí đến thành thiết bị: =1,165.10-11 (s) Giả sử cyclone làm việc theo chế độ dgt = 10m= 10-5 m lắng dòng ( Re < 0,2 ) đường kính hạt nhỏ lắng được: Tốc độ lắng lý thuyết trường w = hợp ly tâm: = = 6,34 (m/s) 12 -5 Đường kính hạt bụi có phần trăm lớn db = 10 μm = 10 m khí thải φ: Hệ số hình dạng hạt: = (hạt hình cầu) =0,998 φ2: hệ số lưu ý đến độ nhớt (φ2 = 1) yh: nồng độ bụi (kg/m3) : khối lượng riêng hỗn hợp xem Wt= w.φ.φ1.φ2 = 6,34.0,998 = 6,33 (m/s) (kg/m3) > Tốc độ lắng thực: 13 Xác định thời gian lắng: Phạm Thái Sang MSSV: B1404190 t0 = = 30 Thiết kế thiết bị xử lý bụi cơng đoạn đốt củi trấu lị qui trình sấy lúa cho Nhà máy chế biến lương thực Vĩnh Lộc hệ thống cyclone 14 Thể tích phần làm việc cyclone: Vx = Q t0 = 20,57 x 2,54.10-2 = 0,523 (m3) Chiều cao phần hình trụ H1== cyclone: = 2,023 (m) 15 k = 1,25 k: hệ số dự trữ chiều cao Kiểm tra bề mặt lắng : 16 17 F1 = 2π rtb H1 =0,32.2,023 = 4,067 (m2) F1 > F2 : Bề mặt cyclone tính F2 = = = 3,249 (m2) thỏa lớn bề mặt lắng, đạt yêu cầu Kiểm tra chiều cao dòng hỗn hợp h0 == =0,654 (m) chuyển động: h0 0,2 khơng thỏa chế độ lắng dịng => Cyclone đơn không đạt yêu cầu xử lý nguồn thải nên ta phải chuyển sang thiết kế cyclone tổ hợp + Kiểm tra chế độ lắng: IV.3.2 Tính Cyclone tổ hợp: Chọn đường kính cyclone D = 250 mm thu độ bụi d > 10µm Vận tốc tối ưu: v= 4,5 (m/s) Chọn vận tốc tối ưu: vtư Lưu lượng cho cyclone con: Phạm Thái Sang MSSV: B1404190 31 Thiết kế thiết bị xử lý bụi cơng đoạn đốt củi trấu lị qui trình sấy lúa cho Nhà máy chế biến lương thực Vĩnh Lộc hệ thống cyclone qtư = vtư 0,785 D2 = 4,5 0,785 0,252 = 0,22 (m3/s) Số cyclone con: n= = = 94 (cyclone) Chọn số cyclone là: 96 cyclone Vận tốc thực tế cyclone con: v thực = = = 4,367 (m/s) Tổn thất áp suất cyclone tổ hợp: ΔP thiết bị = ξ ρkk = 85.0,255 = 206.68 (N/m2) ξ: hệ số tổn thất áp suất ( hay hệ số trở lực) Với cyclone có chi tiết định hướng kiểu xoắn ξ = 85, cịn kiểu hoa hồng với góc nghiêng 30o 25o ξ = 65 ξ = 90 Cyclone tổ hợp có 96 đơn ngun bố trí thành 12 hàng, với hàng có đơn nguyên loại cánh hướng dịng dạng trục vít hàng Kích thước cyclone con: Bảng 4.8 Kích thước cyclone STT Kích thước Giá trị (mm) Kích thước buồng cyclone K = 2300 Khoảng cách từ thành cyclone đến tâm hàng cyclone N = 170 Khoảng cách hai tâm cyclone M = 280 Chiều cao thân phiễu cyclone B = 370 Khoảng cách từ vai đỡ đến đáy cyclone A = 130 Chiều cao phần hình trụ cyclone C = 700 Chiều cao toàn phần cyclone H = 1200 Chiều cao từ đáy ống dẫn khí đến miệng vỏ trụ cyclone E = 490 Chiều rộng vai đỡ ống dẫn khí F = 275 Phạm Thái Sang MSSV: B1404190 32 Hình ảnh Thiết kế thiết bị xử lý bụi cơng đoạn đốt củi trấu lị qui trình sấy lúa cho Nhà máy chế biến lương thực Vĩnh Lộc hệ thống cyclone 10 Đường kính cyclone đơn nguyên d = 254 11 Đường kính ống dẫn khí d1 = 159 12 Đường kính đáy nón cyclone đơn ngun d2 = 80 13 Bế dày cyclone đơn nguyên δ = 10 Chiều cao ống dẫn khí vào: I= = - Q: Lưu lượng khí cần lọc cyclone chùm, m3/s 14 I = 1400 - n: số lượng cyclone dãy ngang so với chiều chuyển động dịng khí - vvào: vận tốc dịng khí vào tiết diện sống dãy cyclone đơn nguyên đầu tiến vvào = 10 – 14 m/s Chọn vvào = 14 (m/s) Kích thước cyclone tổ hợp: Bảng 4.9 Kích thước cyclone tổ hợp STT Kích thước Phạm Thái Sang MSSV: B1404190 Giá trị (mm) Hình ảnh 33 Thiết kế thiết bị xử lý bụi công đoạn đốt củi trấu lị qui trình sấy lúa cho Nhà máy chế biến lương thực Vĩnh Lộc hệ thống cyclone Khoảng cách hai cyclone 30 Chiều dài thiết bị K=3420 Chiều rộng thiết bị 2300 Chiều cao thiết bị: H=H1+H2 H = 5600 + H1: chiều cao chân thiết bị : H1 = 2500 + H2: chiều cao phần thân thiết bị : H2 = 3100 Phạm Thái Sang MSSV: B1404190 34 Thiết kế thiết bị xử lý bụi công đoạn đốt củi trấu lị qui trình sấy lúa cho Nhà máy chế biến lương thực Vĩnh Lộc hệ thống cyclone Hiệu xử lý: Chọn hiệu suất xử lý 85% Cvào = 500 (mg/m3) - Nồng độ bụi sau xử lý: Cra = 500 – (500 x 85%) = 75 (mg/m3) Q = 74025 (m3/h) - Lượng bụi thu giờ: M = QxC’ = 74025 x 0,0000425 = 31,46 (kg/h) Phạm Thái Sang MSSV: B1404190 35 Thiết kế thiết bị xử lý bụi công đoạn đốt củi trấu lị qui trình sấy lúa cho Nhà máy chế biến lương thực Vĩnh Lộc hệ thống cyclone CHƯƠNG V KẾT LUẬN KIẾN NGHỊ V.1 KẾT LUẬN Bên cạnh ý nghĩa tích cực mà nhà máy chế biến lương thực Vĩnh Lộc mang lại cho phát triển kinh tế - xã hội, nhà máy mang lại nhiều ảnh hưởng tiêu cực đến môi trường Với việc sử dụng nguồn nhiên liệu củi trấu (60 tấn/ngày) làm nhiên liệu đốt cho lò sấy lúa phát sinh lượng bụi lớn với nồng độ cao (500 mg/m 3), kích thước hạt bụi dao động lớn (5 100 μm ) Vì việc chọn lựa phương pháp xử lý bụi hệ thống cyclone cần thiết Cyclone thiết bị lọc bụi có hiệu suất cao, làm việc áp suất cao, mơi trường có nhiệt độ lên đến 500 0C, chế tạo đơn giản, chi phí thấp…Đặc biệt hiệu suất làm việc khơng bị ảnh hưởng thay đổi nồng độ kích thước vấn đề ô nhiễm bụi nhà máy Thơng qua số liệu tính tốn hiệu suất xử lý bụi thực tế hệ thống cyclone tổ hợp cho thấy nồng độ bụi việc sử dụng nhiên liệu trấu có khí thải lò sau qua hệ thống xử lý giảm đáng kể Góp phần bảo vệ mơi trường khơng khí xung quanh, bảo vệ sức khỏe công nhân người dân địa phương V.2 KIẾN NGHỊ Trong trình sản xuất nhà máy phát sinh nhiều loại bụi có kích thước khác nên: + Đối với loại bụi có kích thước nhỏ nên áp dụng phương pháp lọc bụi túi vải vừa xử lý tốt lượng bụi + Đối với bụi có kích thước lớn 10 µm nên áp dụng phương pháp lọc bụi hệ thống cyclone thiết bị đạt hiệu cao loại bụi thường xuyên biến động nồng độ kích thước bụi lị Chịu áp suất nhệt độ cao + Nên kết hợp phương pháp để có hiệu sử lý bụi cao Tuy nhiên cần phải tính tốn mặt kinh tế cho phù hợp + Ngồi bụi cịn có loại khí thải độc hại khác nên phải có biện pháp xử lý hợp lí an tồn Khơng ngừng nghiên cứu cải thiện phương pháp xử lý bụi nhằm giảm thiểu nhiễm mơi trường khơng khí đến mức thấp Đảm bảo vận hành hệ thống liên tục suốt trình sản xuất để đảm bảo khí thải đầu đạt tiêu chuẩn mơi trường, bảo vệ sức khỏe công nhân người dân khu vực Thường xuyên kiểm tra, bảo dưỡng hệ thống để thiết bị hoạt động tốt, đem lại hiệu suất xử lý cao Phạm Thái Sang MSSV: B1404190 36 Thiết kế thiết bị xử lý bụi công đoạn đốt củi trấu lị qui trình sấy lúa cho Nhà máy chế biến lương thực Vĩnh Lộc hệ thống cyclone Trong trình sản xuất sinh hoạt cán bộ, công nhân nhà máy tạo lượng lớn chất thải rắn nước thải Vì vậy, nhà máy cần đầu tư hệ thống xử lý chất thải rắn nước thải để đảm bảo không gây ô nhiễm môi trường Các quan chức cần thường xuyên kiểm tra, nhắc nhở để nhà máy thực tốt công tác bảo vệ môi trường Cần tổ chức khám sức khỏe định kì cho công nhân để hạn chế bệnh nghề nghiệp Phạm Thái Sang MSSV: B1404190 37 Thiết kế thiết bị xử lý bụi cơng đoạn đốt củi trấu lị qui trình sấy lúa cho Nhà máy chế biến lương thực Vĩnh Lộc hệ thống cyclone TÀI LIỆU THAM KHẢO  Trần Ngọc Chấn, 2004 Ơ nhiễm khơng khí xử lý khí thải NXB Khoa học kỹ thuật (tập 2) Hoàng Kim Cơ, Trần Hữu Uyển, Lương Đức Phẩm, Lý Kim Bảng, Dương Đức Hồng, 2001 Kỹ thuật môi trường NXB Khoa học kỹ thuật Hoàng Kim Cơ (1999) Kỹ thuật lọc bụi làm khí thải NXB giáo dục Phạm Văn Tồn Giáo trình nhiễm khơng khí Đề án bảo vệ môi trường chi tiết Nhà máy chế biến lương thực Vĩnh Lộc -Công ty TNHH MTV lương thực Vĩnh Lộc Phạm Thái Sang MSSV: B1404190 38 ... PHƯƠNG ÁN 25 IV.2.1 Đề xuất phương án 25 IV.2.2 Lựa chọn phương án 26 IV.3 TÍNH TỐN CYCLONE 27 IV.3.1 Tính tốn cyclone đơn .27 IV.3.2 Tính Cyclone. .. máy chế biến lương thực Vĩnh Lộc hệ thống cyclone IV.2.2 Lựa chọn phương án Bảng 4.6 Lựa chọn phương án Gia trọng Phương án Điểm Phương án Điểm Phương án Điểm Hiệu suất 0.3 2.4 2.7 2.4 Tính chất... 0,785 0,252 = 0,22 (m3/s) Số cyclone con: n= = = 94 (cyclone) Chọn số cyclone là: 96 cyclone Vận tốc thực tế cyclone con: v thực = = = 4,367 (m/s) Tổn thất áp suất cyclone tổ hợp: ΔP thiết bị