Đồ án tính toán thiết kế hệ thống lọc bụi kết hợp giữa XYCLON và túi vải công suất 10M3PHÚT

Tính tốn thiết kế hệ thống lọc bụi kết hợp xyclon túi vải công suất 10m3/min Tiểu luận ĐỀ TÀI: TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG LỌC BỤI KẾT HỢP GIỮA XYCLON VÀ TÚI VẢI CÔNG SUẤT 10M3/PHÚT Tính tốn thiết kế hệ thống lọc bụi kết hợp xyclon túi vải công suất 10m3/min Mục lục MỞ ĐẦU 1.1 Nhiệm vụ - mục tiêu đề tài 1.1.1 Nhiệm vụ đề tài 1.1.2 Mục tiêu đề tài NỘI DUNG 2.1 CHỤP HÚT 2.1.1 Lý thuyết 2.2 QUẠT HÚT .7 2.2.1 Trở lực đường ống dẫn 2.2.2.Trở lực xyclone 2.2.3.Trở lực túi vải.(tính phần túi vải) .8 2.2.7 Công suất quạt 2.2.8 Công suất thiết lập động điện 2.3.3 Ưu điểm-nhược điểm Có thể làm việc nhiệt độ cao (có thể đến 500oC) Thu hồi bụi dạng khô Trở lực cố định khơng lớn (250 ÷ 1500 N/m²) Làm việc tốt áp suất cao Năng suất cao Hiệu không phụ thuộc nồng độ bụi - Nhược điểm : Hiệu vận hành bụi có kích thước nhỏ Khơng thể thu hồi bụi kết dính 2.3.4 Các kích thước xyclon 10 2.3.5 Tính tốn xyclon .11 2.4.3 Các phương pháp tái sinh túi vải: .16 KẾT LUẬN 22 TÀI LIỆU THAM KHẢO 23 Tính tốn thiết kế hệ thống lọc bụi kết hợp xyclon túi vải công suất 10m3/min TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG LỌC BỤI KẾT HỢP GIỮA XYCLON VÀ TÚI VẢI CÔNG SUẤT 10M3/PHÚT SƠ ĐỒ CƠNG NGHỆ Tính tốn thiết kế hệ thống lọc bụi kết hợp xyclon túi vải công suất 10m3/min MỞ ĐẦU 1.1 Nhiệm vụ - mục tiêu đề tài 1.1.1 Nhiệm vụ đề tài - Tính tốn thiết kế hệ thống lọc bụi kết hợp xyclon túi vải - Chọn lựa phướng án thiết kế, bố trí phù hợp để xây dựng mơ hình thực tế 1.1.2 Mục tiêu đề tài - Tim hiểu nắm bắt công nghệ xử lý bụi - Xử lý khói thải có hàm lượng bụi 20g/m từ mơ hình lọc bụi xyclon túi vải để tham khảo học hỏi, ứng dụng cho hệ thống xử lý bụi lớn sau Tính tốn thiết kế hệ thống lọc bụi kết hợp xyclon túi vải công suất 10m3/min NỘI DUNG Phần trình bày kỹ sở lý thuyết tính tốn thơng số cho thiết bị hệ thồng xử lý bụi để xây dựng mơ hình Thơng số đầu vào: Thơng số đầu vào Giá trị Đơn vị Lưu lượng khí vào Q 10 m3/min Nồng độ bụi vào C 20 g/m3 Khối lượng riêng bụi ρb 1600 kg/m3 Khối lượng riêng khơng 1.01 khí ρkk kg/m3 Vận tốc trì đường 15 ống dẫn bụi ω m/s Nhiệt độ dòng khí vào t 80 C 2.1 CHỤP HÚT 2.1.1 Lý thuyết Chụp hút có nhiệm vụ thu gom khí nhà xưởng dẫn đến xyclon Chụp hút làm việc nhờ vào áp suất âm mà quạt hút tạo đường ống Lưu lượng chụp hút cưỡng phụ thuộc vào lưu lượng quạt Luồng không khí trước chụp hút cưỡng có đặc điểm sau: - Sự thay đổi tốc độ trục chụp hút phụ thuộc vào góc mở α chụp Góc mở lớn vận tốc tâm chụp vmax lớn so với vtb  Đối với chụp có góc mở 90o: vmax = 1,65.vtb  Đối với chụp có góc mở 60o: vmax ≈ vtb - Vận tốc trung bình xác định: Tính tốn thiết kế hệ thống lọc bụi kết hợp xyclon túi vải công suất 10m3/min vtb = L , m/s F - Vận tốc điểm phần kéo dài chụp sau:  Đối với chụp trịn vng: ro2 v xy = v max × ,m/ s x + y2  Đối với chụp hình chữ nhật có cạnh a > b : v xy = v max × h2  a   h +  b − 0,5a  y      ,m/ s 2.1.2 Tính tốn Góc mở chụp chọn φ = 60o, khoảng cách từ chụp đến chụp hút hs = 0,1 ÷ 0,3 m → chọn hs = 0,3 m Qvào = 10m3/phút = 0,17 m3/s vvào = 15 m/s Đường kính ống hút: D= Qvào π × vvao = 0,17 = 0,12m π ×15 Vì nguồn tỏa chủ yếu tập trung loại bụi có kích thước tương đối nên chọn chụp hút có tiết diện hình chữ nhật, làm inox để chống rỉ,… Tính tốn thiết kế hệ thống lọc bụi kết hợp xyclon túi vải cơng suất 10m3/min Chọn nguồn tỏa có kích thước hình chữ nhật với diện tích 0,16 × 0,06 m Kích thước miệng chụp hút: Chiều dài : A = 0,16 + 0,8 × 0,3 = 0,4 m Chiều rộng : B = 0,06 + 0,8 × 0,3 = 0,3 m Diện tích tiết diện vào chụp: F = A × B = 0,4 × 0,3 = 0.12 m2 Vận tốc trung bình vào chụp: vtb = Qvao 0,17 = = 1,42m / s F 0,12 Chụp hút làm việc nhờ vào áp suất âm mà quạt hút tạo đường ống Trong dòng khí hút vào lẫn loại bụi như: bụi, mẫu gỗ, mẫu kim loại,… nên chọn loại quạt ly tâm có cánh tỏa trịn Loại quạt hoạt động lưu lượng thấp mà không bị rung động lớn, độ bền cao 2.2 QUẠT HÚT Có nhiệm vụ hút khí chứa bụi trì vận tốc đường ống Để tính thơng số chụp hút, ta phải tính thơng số trở lực sau: 2.2.1 Trở lực đường ống dẫn - Trở lực từ chụp hút tới xyclon ∆P = ∆Pd + ∆Pm + ∆PC ∆Pd :trở lực động lực học, tức áp suất cần thiết tạo tốc độ dòng chảy khỏi ống dẫn ∆Pm :trở lực để khắc phục trở lực ma sát đường ống ∆Pc :trở lực cần thiết để khắc phục trở lục cục Lưu lượng khí ống: 600m/h Vận tốc khí ống ω : 15m/s Độ nhớt khí μ = 249,493.10-7 N.s/m2 Khối lượng riêng khí ρkk = 1.01kg/m3 Đường kính ống D = 0,12 m Chọn chiều dài ống dẫn l = 2m Re = ω × D × ρ kk = 7.3 ×104 > 4000 ,ứng vói chế độ chảy xốy µ ⇒ λ = 0.022 ∆Pd = ρ kk × ω = 113.625( N / m ) Tính tốn thiết kế hệ thống lọc bụi kết hợp xyclon túi vải cơng suất 10m3/min ∆Pm = λ × l ρ kk × ω × = 41.67( N / m ) D Chọn khủy 900 khủy 450 tạo thành ⇒ ξ = × × 0.38 = 2.28 ρ kk × ω ∆P c = ξ × = 259.065( N / m ) ⇒ ∆P = 445.59( N / m ) 2.2.2.Trở lực xyclone ∆Pxyclon = k × ρ kk × ω = 909( N / m ) k: hệ số sức cản cục bộ,k =8 2.2.3.Trở lực túi vải.(tính phần túi vải) ∆Ptuivai = A × v n = 1990.5( N / m ) 2.2.4.Trở lực ống khói.(tương tự coi tính đường ống dẫn) ∆P0 k = ∆Pd + ∆Pm + ∆Pc = 280.275( N / m ) 2.2.5 Trở lực hệ thống H p = ∆P + ∆Pxyclon + ∆Ptúi vai + ∆Pok = 2992.235( N / m ) 2.2.6 Áp suất toàn phần quạt hút tạo H = HP × 273 + t 760 ρ kk × × = 2822.5( N / m ) 293 B ρb H : Trở lực hệ thống ρb : Khối lượng riêng khơng khí điều kiện tiêu chuẩn,Chọn 1.29kg/m3 ρkk : Khối lượng riêng khơng khí điều kiện làm việc,chọn 1.01kg/m3 B : Áp suất chỗ đặt quạt 2.2.7 Cơng suất quạt N= Q× H = 0.6kW 1000 ×η q ×ηtr Chọn lắp trực tiếp với trục động điện η tr = Lưu lượng Q=0.17(m3/s), tra đặc tuyến bơm ly tâm ηq = 0.8 2.2.8 Công suất thiết lập động điện Ndc=k x N=1.20 x 0.6=0.72(kW) Tính tốn thiết kế hệ thống lọc bụi kết hợp xyclon túi vải công suất 10m3/min Với hệ số thiết lập động điện k =1.2 2.3 XYCLON 2.3.1 Giới thiệu Bộ lọc bụi xiclon thiết bị lọc bụi sử dụng tương đối phổ biến Nguyên lý làm việc thiết bị lọc bụi kiểu xyclon lợi dụng lực ly tâm dịng khơng khí chuyển động để tách bụi khỏi khơng khí 2.3.2 Ngun tắc hoạt động Khơng khí có lẫn bụi qua ống theo phương tiếp tuyến với ống trụ chuyển động xoáy trịn xuống phía dưới, gặp phễu dịng khơng khí bị đẩy ngược lên chuyển động xốy ống ngồi Trong q trình chuyển động xoáy ốc lên xuống ống hạt bụi tác dụng lực ly tâm va vào thành,mất quán tính rơi xuống Ở đáy xyclon người ta có lắp them van xả để xả bụi, van xả van xả kép cửa 5a 5b không mở đồng thời nhằm đảm bảo cách ly bên xyclon thùng chứa bụi khơng cho khơng khí lọt ngồi 2.3.3 Ưu điểm-nhược điểm - Ưu điểm: Khơng có phần chuyển động Tính tốn thiết kế hệ thống lọc bụi kết hợp xyclon túi vải cơng suất 10m3/min Có thể làm việc nhiệt độ cao (có thể đến 500oC) Thu hồi bụi dạng khô Trở lực cố định khơng lớn (250 ÷ 1500 N/m²) Làm việc tốt áp suất cao Năng suất cao Hiệu không phụ thuộc nồng độ bụi - Nhược điểm : Hiệu vận hành bụi có kích thước nhỏ µm Khơng thể thu hồi bụi kết dính 2.3.4 Các kích thước xyclon Loại xyclon Hiệu suất Truyền Năng suất cao cao (1) thống (3) (5) Đường kính D/D (2) (4) (6) Chiều cao ống vào H/D 0.5 0.5 0.75 Chiều rộng ống vào W/D 0.44 0.2 0.5 0.25 0.8 0.375 0.21 Đường kính ống dẫn khí 0.5 0.25 0.5 0.35 0.75 De/D 0.4 Chiều cao ống dẫn khí S/D 0.5 0.5 0.625 0.75 0.875 Chiều cao thân Lb/D 0.5 1.5 0.6 0.85 1.5 Chiều cao phần phễu Lc/D 1.4 2.5 1.75 1.7 2.5 2.5 Đường kính ống thu bụi Dd/D 0.375 0.4 10 0.25 0.4 0.375 0.4 Tính tốn thiết kế hệ thống lọc bụi kết hợp xyclon túi vải công suất 10m3/min Nguồn: cột (1) (5) theo Stairmand,1951, cột (2),(4),(6) theo Swift,1969, cột (3) theo Lapple,1951 2.3.5 Tính tốn xyclon Xử lý bụi xi măng có lưu lượng bụi vào xyclon 10m 3/phút, nồng độ bụi 20g/m3, nhiệt độ khí vào 800C, khối lượng riêng bụi 1600kg/m 3, khối lượng riêng khơng khí 1.01kg/m3 Chọn đường kính xyclon 0.3m Mối tương quan đường kính xyclon kích thước khác xyclon cho bảng sau(chọn theo cột Lapple,1951) Thơng số Đường kính D/D Chiều cao ống vào H/D Chiều rộng ống vào W/D Đường kính ống dẫn khí Tỷ lệ 0.5 0.25 0.5 Kết quả(m) 0.3 0.15 0.075 1.5 De/D Chiều cao ống dẫn khí S/D 0.625 0.1875 11 Tính toán thiết kế hệ thống lọc bụi kết hợp xyclon túi vải công suất 10m3/min Chiều cao thân Lb/D Chiều cao phần phễu Lc/D Đường kính ống thu bụi Dd/D 0.25 0.6 0.6 0.075 Số vòng xoáy xyclon: L  1  0.6   Lb + c  =  0.6 +  = 6vòng H  0.15   Ne = Vận tốc dịng khí vào xyclon: Q 10m / phút = = 889m / phut = 14.82m / s W × H 0.075m × 0.15m Vi = Với Q: lưu lượng khí vào, m3/s W: Chiều rộng ống dẫn khí vào H: Chiều cao ống dẫn khí vào Vận tốc dịng khí xyclon: Vt = W 0.075m = = 5.06 ×10 −3 m / s = 0.3m / phút ∆t 14.82 s Vận tốc khí khỏi xyclon: × Q ×10m / phút Vr = = = 22.64m / phút = 0.38m / s π × R2 π × (0.75m) R: bán kính ống dẫn khí ra, R = De/2 = 0.75 m Thời gian lưu khí xyclon: ∆t = π × D × N e π × 0.15m × = = 0.19 s Vi 14.82m / s Đường kính phân tử mà hiệu thu bụi đạt 50%: d pc = = ì ìW ì × N e × Vi × ( ρ p − ρ g ) × 0.075kg / m.h × 0.075m × π × × 889m / phút × 60 phút / h × (1600 − 1) kg / m = 3.97 × 10 −6 m = 3.97 µm Với µ : độ nhớt dịng khí ρ p : khối lượng riêng bụi, kg/m3 ρ g : khối lượng riêng khí, kg/m3 12 Tính tốn thiết kế hệ thống lọc bụi kết hợp xyclon túi vải công suất 10m3/min Hiệu thu bụi phân tử có kích thước bất kỳ: ηj = 1 + ( d pc / d pj ) η j : hiệu thu bụi phân tử thứ j d pj :đường kính điển hình phân tử thứ j Hiệu thu bụi tất phân tử η= ∑η j ×mj M η : hiệu thu bụi mj : khối lượng phân tử M : tổng khối lượng phân tử Hiệu thu bụi xyclon: µm j Kích thước phân tử, µm 1-3 4-6 - 12 mj dpj, µm dpj/dpc dpc/dpj ηj mj/M,% ηj 2.5 10 0.63 1.26 2.52 1.588 0.794 0.397 0.284 0.613 0.864 20 50 30 5.68 39.85 25.92 M ,% ∑ = 71.45% Hoăc tính theo: Hiệu suất lọc xyclon η (αδ ) δ 1−e = r − ( )2 r2 Với: r1 , r2 - bán kính ống (ống khí sạch), bán kính ống ngồi (vỏ xiclon), m ρ b r22 − r12 2000 0.12 − 0.062 α =− π nl =− π × × 0.483 × × 3600 = − 6.585 × 108 L 18.63 ì 10 100 Hiu lọc bụi thể qua bảng sau 13 Tính tốn thiết kế hệ thống lọc bụi kết hợp xyclon túi vải cơng suất 10m3/min Đường kính 20.10-6 25.10-6 30.10-6 35.10-6 40.10-6 >40.10-6 -0.2634 0.64 -0.4116 -0.5927 -0.8067 -1.0536 - 36.2 52.7 69.9 86.5 100 100 hạt bụi δ (m) Α.δ2 r  1−  ÷  r2  η (%) 2.4 THIẾT BỊ LỌC TÚI VẢI 2.4.1 Các loại vải lọc: Bộ phận chủ yếu thiết bị túi lọc vải dệt từ loại vật liệu sợi khác với nhiều kiểu dệt: dạng sợi đan, sợi vê từ sơ ngắn dài đường kính từ − 40µm , vải dày làm từ xơ tự nhiên xơ tổng hợp Các loại vải mỏng (nhẹ hơn) làm từ sợi thủy tinh sợi tổng hợp, loại không chịu chải mức độ bền sợi mật độ phân bố chúng cao nhiều so với loại vải dày Vải lọc phải thỏa mãn yêu cầu sau: - Khả chứa bụi cao sau phục hồi đảm bảo hiệu lọc cao, - Giữ khả cho khí xuyên qua tối ưu, - Độ bền học cao nhiệt độ cao môi trường ăn mịn , - Có khả phục hồi được, - Giá thành thấp Tuy nhiên vật liệu lọc có khơng thỏa mãn hết tính chất nên tùy điều kiện mà chọn loại vải lọc phù hợp Các loại vải lọc phổ biến là: bông, len, vải tổng hợp, vải thủy tinh:  Vải bơng: tính lọc tốt giá thấp khơng bền hóa học nhiệt, dễ cháy chứa ẩm cao  Vải len: có khả cho khí xun qua lớn,đảm bảo độ ổn định dễ phục hồi khơng bền hóa học nhiệt, giá cao vải bông, làm việc nhiệt độ cao trởnên giịn,chúng làm việc đến 90oC 14 Tính tốn thiết kế hệ thống lọc bụi kết hợp xyclon túi vải công suất 10m3/min  Vải tổng hợp: năm gần vải tổng hợp bước thay bơng len chúng có độ bền cao,trong đa số trương2 hợp giá chúng rẻ vải len.ví dụ:vải nitơ ứng dụng nhiêt độ khí từ 120-130 oC cơng nghệ hóa chất luyện kim màu  Vải thủy tinh: bền 150-250oC, thường sử dụng nhà máy xi măng, luyện kim Khi nồng độ bụi thấp thường sử dụng vải nặng (600-800g/m 2), nồng độ bụi cao sử dụng loại vải nhẹ (400-500g/m2) 2.4.2 Thiết bị lọc bụi túi vải: a Cấu tạo: Thiết bị lọc bụi túi vải thường có hình trụ: giữ chặt lưới ống trang bị cấu giũ bụi, gồm phần sau: - Buồng lọc bụi gồm: buồng làm buồng khí sạch; - Túi lọc bụi: làm loại vải lọc đường kính từ 125 – 300mm, chiều cao từ 2,5 – 3,5m (hoặc hơn), đầu liên kết vào đáy đục lỗ trịn đường kính ống tay áo lồng vào khung cố định đầu vào đục lỗ; - Quạt hút; - Van: van gió chính, van rũ bụi, van thu hồi bụi; - Máy nén khí; - Động rung b Nguyên tắc hoạt động: - Khơng khí mang bụi vào thiết bị khống chế khoảng nhiệt độ từ 70 – 180 C quạt hút vào buồng làm Tại đây, bụi giữ lại thành túi lọc, khơng khí qua túi lọc từ ngồi từ ngồi vào theo buồng khí ngồi - Sau khoảng thời gian T đặt trước, bụi bám nhiều mặt vải lọc làm cho sức cản chúng tăng làm lưu lượng khí qua chúng giảm ảnh hưởng tới suất lọc, ta tiến hành giũ bụi: Động hút van gió đóng lại, van rũ bụi mở Khí nén với áp lực lớn qua buồng làm xả vào túi lọc làm rung túi lọc hay ta dùng phương pháp rung lắc thủ công khí để rung lắc túi vải Hạt bụi rơi xuống đáy buồng thu bụi 15 Tính toán thiết kế hệ thống lọc bụi kết hợp xyclon túi vải công suất 10m3/min - Sau rũ xong, van thu hồi liệu mở ra, hạt bụi thu hồi - Sau mở van gió động hút làm việc - Quá trình hoạt động tương tự cho chu trình 2.4.3 Các phương pháp tái sinh túi vải: Có hai phương pháp để tái sinh vải lọc: - Sự rung lắc đơn nguyên lọc (cơ học, khí động cách xung động thay đổi đột ngột hướng dịng khí, tác động dao động âm,…) - Thổi ngược chiều đơn nguyên lọc khí khơng khí Trong nhiều thiết bị sử dụng hai phương pháp tái sinh 16 Tính tốn thiết kế hệ thống lọc bụi kết hợp xyclon túi vải công suất 10m3/min Sự rung lắc học hiệu túi vải lọc theo hướng dọc, phương pháp làm cho túi vải bị mòn mạnh đặc biệt phần Sự rung lắc cần phải ngắn đột ngột không mạnh để tránh lực học lớn vào vải Sự dịch chuyển dao động phần bên túi lọc theo phương ngang gây mài mịn hiệu Sự dao động túi vải theo phương ngang thường sử dụng cho loại vải mỏng với bề mặt nhẵn Sự rung lắc khí động thực cách cấp xung lượng khơng khí nén lịng đơn ngun lọc Áp suất dư khơng khí nén dùng để tái sinh từ 0,4 – 0,8 MPa; thời gian xung lượng từ 0,1 – 0,2 giây Lưu lượng thổi khơng khí nén 0,1 – 0,2% lượng khí Nguyên tắc làm việc lọc với thổi ngược dòng sau: vòng khuyên rỗng chuyển động lên, xuống dọc theo túi vải, qua vịng khun có dịng khơng khí nén vận tốc cao chạy theo hướng xuyên tâm thổi bụi hướng ngược với lọc Khơng khí đưa đến vịng khun nhờ quạt cao áp máy nén khí qua ống mềm Sự phá vỡ lớp bụi kết đồng thời việc vật liệu lọc bị uốn lượn vòng khuyên cộng với thổi dòng với vận tốc 10 – 30 m/s vào lớp bụi Những đặc tính kỹ thuật lọc với phương pháp tái sinh vải lọc thổi ngược dòng sau: Hiệu lọc bụi đến 99%, nồng độ bụi khỏi thiết bị không 1mg/m3, trở lực 0,7 – 2,0 KPa; vận tốc dịch chuyển khung với vòng khuyên – 15 m/phút; vận tốc dịng khơng khí thổi 10 – 30m/s; lưu lượng tối ưu khơng khí 1mm khe từ (1,0 – 1,5).10 -3 m3/ph; chiều rộng khe (lỗ) từ 0,75 – 6,2mm, áp suất khơng khí dùng để thổi – KPa 2.4.4 Ưu khuyết điểm: - Ưu điểm: hiệu xử lý cao, đạt 99% bụi có đường kính d < 1µm , phổ biến tỏng cơng nghiệp chi phí khơng cao, phục hồi vải lọc - Khuyết điểm: dễ cháy nổ, độ bền nhiệt thấp, theo thời gian trở lực vải lọc tăng cần có thời gian giũ bụi hay thay đổi vải lọc 2.4.5 Cơng thức tính tốn lựa chọn kích thước cà số lượng vải lọc:  Hiệu suất làm việc bề mặt lọc: 17 Tính tốn thiết kế hệ thống lọc bụi kết hợp xyclon túi vải công suất 10m3/min η= Cv − Cr Cv  Diện tích túi vải: π × Dt2 S t = π × Dt × l +  Diện tích bề mặt lọc: S= Q v ×η  Số lượng túi vải: n= S St  Diện tích bề mặt thiết bị: S = B.L Với: B = Dt n1 + (n1-1) d1+2 d2 L = Dt n2 + (n2-1) d1+2 d2 n1 – số túi phân bố theo hàng ngang, n2 – số túi phân bố theo hàng dọc, d1 – khoảng cách túi, d2 – khoảng cách túi đến mặt thiết bị  Chiều cao thiết bị: H = h + h2 + h3 Với: h1: chiều cao phần thân h2: chiều cao phần phễu thu bụi h3: chiều cao phần cịn lại  Bề dày thiết bị: S= Dt × P +C 2δ k + ϕ h Với: C0: hệ số qui trịn kích thước C1 : hệ số bổ sung bao mịn hố học 18 Tính tốn thiết kế hệ thống lọc bụi kết hợp xyclon túi vải công suất 10m3/min C2: hệ số bổ sung bào mòn học C3: hệ số bổ sung dung sai âm Dt: đường kính qui đổi P : áp suất tính tốn thiết bị δ k :giới hạn bền ϕ h : hệ số bền mối hàn  Trở lực thiết bị: ∆p = A × v n ( N / m ) Trong đó: A = 0,25 – 25: – Hệ số thực nghiệm loại vải, kể đến độ bào mòn, bẩn… n = 1,25 – 1,3: - hệ số thực nghiệm 2.4.6 Tính tốn thiết bị lọc tay áo  Các yếu tố vào: Lượng khơng khí cần lọc: Q = 10m3/phút = 600m3/h Nồng độ bụi vào thiết bị: Cv =2,444 (g/m3) Khối lượng riêng bụi vào thiết bị: ρ b = 1600(kg / m ) Khối lượng riêng khí: ρ k = 1,01(kg / m ) Vận tốc khí thải vào thiết bị: w = 15 (m/s)  Hiệu suất làm việc bề mặt lọc: thường lấy η = 85% Chọn túi lọc tay áo có: Dt: l = (16 – 30) : - Đường kính tủi vải: Dt = 60 (mm) - Chiều dài túi vả: l = 600 (mm)  Chọn thiết bị lọc túi vải có hệ thống rung lắc học để giũ bụi Chọn vải len có suất lọc cao, biến động độ ổn định, dễ phục hồi độ bền khoảng – tháng hoạt động liên tục, nhiệt độ giới hạn tgh = 90oC  Diện tích túi vải: π × Dt2 S t = π × Dt × l + = 0.125(m ) 19 Tính tốn thiết kế hệ thống lọc bụi kết hợp xyclon túi vải cơng suất 10m3/min Diện tích bề mặt lọc: S= Q 600 = = 7,1(m ) v × η 100 × 85% Với: v – cường độ lọc bụi, yêu cầu loại vải khả xử lý mà chọn v khác nhau, v = 15 – 200 m3/m2.h, chọn v = 100 m3/m2.h  Số túi vải lọc: n= S 7,1 = = 57(túi ) S t 0,125 Do vấn đề chế tạo mơ hình nên chọn số túi vải cho phù hợp Chọn số túi thiết kế gồm nhũng túi hoàn lưu (túi)  Trở lực thiết bị: ∆p = A × v n ( N / m ) Trong đó: A = 0,25 – 25: – Hệ số thực nghiệm loại vải, kể đến độ bào mòn, bẩn… Chọn A = n = 1,25 – 1,3: - hệ số thực nghiệm Chọn n = 1,3 Với: A = 4; n = 1,3 ta có: ∆p = A × v n = × 901,3 = 1388,6( N / m ) Theo “Ô nhiễm khơng khí xử lý khí thải – tập 2” – Gs.Ts Trần Ngọc Chấn ta có: trở lực thiết bị từ 1265 – 1400 (N/m3), chọn trở lực thiết bị 1400 (N/m3)  Thời gian lọc : Chọn thời gian rung lắc đơn nguyên khoảng phút, q trình lọc khoảng phút, cịn chu trình làm việc khoảng 10 phút  Tính lượng bụi thu : Lượng hệ khí vào thiết lọc bụi túi vải: Gv = Q × ρ k = 600 × 1,01 = 606(kg / h) Nồng độ bụi hệ khí tính theo phần trăm khối lượng vào thiết bị lọc bụi túi vải: yv = C v 2,444.10 −3 = = 0,24(%) ρk 1,01 Nồng độ bụi hệ khí tính theo phần trăm khối lượng khỏi thiết bị: 20 Tính tốn thiết kế hệ thống lọc bụi kết hợp xyclon túi vải công suất 10m3/min y r = y v × (1 − η ) = 0,24 × (1 − 0,85) = 0.036(%) Lượng hệ khí khỏi thiết bị: G r = Gv × 100 − y v 100 − 0,24 = 606 = 604,76(kg / h) 100 − y r 100 − 0,036 Lưu lượng khí hồn tồn: G s = Gv × 100 − y v 100 − 0,24 = 604,76 × = 603,31(kg / h) 100 100 Lượng bụi thu được: Gb = Gv − Gr = 606 − 603,31 = 2,69(kg / h) Tính tốn thiết bị: (tính tốn phù hợp theo mơ hình phịng thí nghiệm) Mơ hình gồm túi vải, phân bố túi vải làm hàng, hàng túi Chọn khoảng cách: - Giữa túi d1 = 40mm, - Giữa hàng d2 = 40mm, - Giữa túi vải đến mặt thiết bị d3 = 50mm Chiều rộng thiết bị: B = Dt + d1 + d3 = 60 + 40 + 50 = 360 (mm) L = Dt + d2 + d3 = 60 +2 40 + 50 = 360(mm) Chiều cao thiết bị: H = H + H2 + H3 Với: H1: chiều cao phận lọc, H1 = 600 (mm) H2: chiều cao tạo phận chấn động túi vải, thường lấy H2 = 150 (mm), H3: chiều cao phận thu hồi bụi, tùy theo lượng bụi thời gian cần thu hồi, thường H3= – 1,5m; chọn H3 = 650 (mm) (chiều cao phần phễu 350mm, phần chứa 300mm) Vậy H = 600 + 150 + 650 = 1400(mm) = 1,4 (m) Chiều dày thiết bị: thiết bị hoạt động áp suất thường nên khơng cần tính đến chiều dày thân thiết bị, chọn chiều dày thân (mm) Chọn vật liệu thép cacbon (CT 13) để chế tạo thiết bị 21 Tính tốn thiết kế hệ thống lọc bụi kết hợp xyclon túi vải công suất 10m3/min Phương pháp tái sinh bụi: Vì mơ hình nên để đơn giản dễ sử dụng, nhóm đưa phương pháp rủ bụi vải lọc học Mô tả: Ta dùng cấu trục nâng, trục có gắn túi vải, dùng ròng rọc kéo trục lên khoảng 710cm, sau thả tự xuống,bụi bám vào túi vải rơi vào buồng thu bụi, đảm bảo hệ thống an tồn (Theo “Ơ nhiễm khơng khí xử lý khí thải – tập 2” – Gs.Ts Trần Ngọc Chấn) 2.5 ỐNG KHĨI Vì lý làm mơ hình, nên phù hợp ta chọn thơng số ống khói sau: Chọn vận tốc khí ống khói 15 (m/s) D0 k = Q = 0,785 × v 0.17 = 0.12 m 0.785 × 15 Chọn chiều cao ống khói 0.4m Chọn chiều dày đướng ống 3mm KẾT LUẬN Trong trình thực đề tài,mắc dù nhóm cố gắng thiếu sót điều khơng thể tránh khỏi Mong thầy bạn góp ý để nhóm sữa chữa để đề tài hoàn thiện Cảm ơn Thầy Thái Vũ Bình bạn lớp góp ý kiến thời gian qua để nhóm hồn thành đề tài tốt Xin chân thành cảm ơn! 22 Tính toán thiết kế hệ thống lọc bụi kết hợp xyclon túi vải công suất 10m3/min TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Ơ nhiễm khơng khí xử lý khí thải tập 1,2,3 – GS Trần Ngọc Chấn – NXB Khoa học kỹ thuật [2] Kỹ thuật thơng gió – GS Trần Ngọc Chấn – NXB Xây dựng [3] Kỹ thuật xử lý khí thải cơng nghiệp – PGS.PTS Phạm Văn Bôn [4] Kỹ thuật môi trường – Dự án giáo dục dạy nghề (VTEP) – 2008 23 ... 23 Tính tốn thiết kế hệ thống lọc bụi kết hợp xyclon túi vải công suất 10m3/min TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG LỌC BỤI KẾT HỢP GIỮA XYCLON VÀ TÚI VẢI CÔNG SUẤT 10M3/PHÚT SƠ ĐỒ CƠNG NGHỆ Tính tốn thiết. .. thiết kế hệ thống lọc bụi kết hợp xyclon túi vải công suất 10m3/min MỞ ĐẦU 1.1 Nhiệm vụ - mục tiêu đề tài 1.1.1 Nhiệm vụ đề tài - Tính toán thiết kế hệ thống lọc bụi kết hợp xyclon túi vải -... hệ thống xử lý bụi lớn sau Tính tốn thiết kế hệ thống lọc bụi kết hợp xyclon túi vải công suất 10m3/min NỘI DUNG Phần trình bày kỹ sở lý thuyết tính tốn thơng số cho thiết bị hệ thồng xử lý bụi