Tính toán thiết kế hệ thống xử lý bụi thải ra từ lò nung xi măng

LỜI MỞ ĐẦU Ô nhiễm không khí là vấn đề cấp thiết của toàn thế giới nói chung và Việt Nam nòi riêng, cùng với sự phát triển của các ngành công nghiệp vấn đề này đang trở nên khó khăn hơn. Việt Nam là một nước công nghiệp đang phát triển với nguồn tài nguyên khoáng sản dồi dào kéo theo các ngành công nghiệp nặng như xây dựng, khai khoáng… luôn được đầu tư và phát triển mạnh mẽ, trong đó không thể không kể đến ngành công nghiệp sản xuất xi măng, được biết đến ở Việt Nam từ năm 1975 sau 40 năm xây dựng và phát triển ngành đã có sự nhảy vọt nhờ khoa học công nghệ tiên tiến được lan rộng ra khắp cả nước và là ngành kinh tế hàng đầu của quốc gia. Nhưng kéo theo đó là hệ quả về môi trường nghiêm trọng đặc biệt là ô nhiễm không khí ảnh hưởng trực tiếp đến đời sống sức khoẻ của người dân và môi trường. Đặc biệt trong bụi được sản sinh trong hoạt động đốt nhiên liệu của lò nung. Xử bụi có nhiều phương pháp khác nhau, tùy thuộc vào nguồn thải, hiệu quả xử lý cũng như chi phí đầu tư. Với đồ án môn học Kỹ Thuật Xử Lý Khí Thải được đưa ra với nhiệm vụ thiết kế phương án xử lý khói thải lò nung xi măng để nồng độ đầu ra đạt QCVN 23: 2009BTNMT. Khái niệm CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN Xi măng (Cement) là chất kết dính thuỷ lực được tạo thành bằng cách nghiền mịn clinker, thạch cao thiên nhiên và phụ gia. Khi tiếp xúc với nước thì xảy ra các phản ứng thuỷ hoá và tạo thành một dạng hồ gọi là hồ xi măng. Tiếp đó là sự hình thành của các sản phẩm thuỷ hoá, hồ xi măng bắt đầu quá trình hoá cứng để cuối cùng tạo thành một dạng vật liệu có cường độ và độ ổn định nhất định Clinker là nguyên liệu chính sản xuất ra xi măng. Clinker là sản phẩm nung thiếu khí ở 1450℃ của đá vôi,đất sét và một số phụ gia.Thành phần chính của clinker là  CaO= 6268%  SiO2=2124 %  Al2O3= 48% Fe2O3=25 % .Ngoài ra còn có một số các oxit khác với hàm lượng nhỏ: MgO, Na2O,K2O(hàm lượng MgO≤5%, tổng hàm lượng kiềm không vượt quá 2%) Phân loại xi măng Hiện nay trên thế gới đã sản xuất hơn 40 loại xi măng khác nhau như: xi măng Pooclang, xi măng Pooclang hỗn hợp,… Tuỳ theo yêu cầu công trình khác nhau để lựa chọn xi măng cho phù hợp. Ở thị trường Việt Nam thường sử dụng 2 loại chính là: Xi măng Pooclang (PC): gồm clinker với một lượng thạch cao nhất định ( chiếm từ 45%) Xi măng Pooclang hỗn hợp (PCB):gồm clinker ,thạch cao và phụ gia ( lượng phụ gia kể cả thạch cao không quá 40%, lượng phụ gia đầy không quá 20%) Công nghệ sản xuất xi măng Nguyên liệu sản xuất xi măng là đá vôi, đất sét, cát, quặng sắt được pha trộn theo đơn phối liệu cần thiết rồi nghiền trong máy nghiền (máy nghiền bi hoặc máy nghiền đứng). Nghiền ướt hay nghiền khô phụ thuộc công nghệ đã lựa chọn. Phối liệu đã mịn được đưa vào lò nung ở nhệt độ cao (1450℃), kết khối thành clinker. Theo nguyên lý hoạt động lò nung, ta chia công nghệ xi măng làm hai nhóm.

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM KHOA MÔI TRƯỜNG – TÀI NGUYÊN VÀ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐỒ ÁN KỸ THUẬT XỬ LÝ KHÍ THẢI TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ BỤI CỦA LÒ NUNG XI MĂNG Giảng viên hướng dẫn: NGUYỄN THỊ THỦY Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 05 năm 2020 BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM KHOA MƠI TRƯỜNG – BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐỒ ÁN MƠN HỌC KỸ THUẬT XỬ LÝ KHÍ THẢI Họ tên sinh viên Lớp : 08DHLMT Đề tài: Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý bụi thải từ lị nung xi măng u cầu - Trình bày tống quan phương pháp xử lý bụi thải - Trình bày tổng quan tác hại bụi lò nung xi măng - Đề xuất phương án xử lý thuyết minh - Tính tốn thiết bị xử lý - Vẽ chi tiết thiết xử lý bụi TP.HCM, ngày…….tháng… .năm 2020 GVHD Nguyễn Thị Thủy LỜI CẢM ƠN! Q trình hồn thành đồ án khí thải nhóm em giúp đỡ quý báu thầy bạn bè, em hồn thành báo cáo này, cho phép em bày tỏ lời cảm ơn sâu sắc đến thầy cô khoa MƠI TRƯỜNG BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU – Trường ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM, đặc biệt Cơ Nguyễn Thị Thủy nhiệt tình giúp đỡ nhóm em hồn thành đồ án giúp nhóm em có nhìn thực tế Quá trình làm đồ án thực hành lớn giúp chúng em không củng cố kiến thức học mà giúp chúng em học hỏi nhiều điều mẻ, nhiều kiến thức cần thiết để sau trường làm việc thực tế hiệu Tuy vậy, thời gian có hạn, kinh nghiệm cịn hạn chế nên đồ án khơng tránh khỏi thiếu sót, hạn chế định Vì vậy, em mong nhận bảo Thầy Cô để em bổ sung, nâng cao kiến thức mình, phục vụ tốt cơng tác thực tế sau Em xin chân thành cảm ơn! NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN Nội dung đồ án môn học Tinh thần, thái độ tác phong làm việc Bố cục hình thức trình bày đồ án mơn học NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN CHẤM ĐỒ ÁN Nội dung đồ án môn học Tinh thần, thái độ tác phong làm việc Bố cục hình thức trình bày đồ án môn học LỜI MỞ ĐẦU Ơ nhiễm khơng khí vấn đề cấp thiết tồn giới nói chung Việt Nam nịi riêng, với phát triển ngành công nghiệp vấn đề trở nên khó khăn Việt Nam nước công nghiệp phát triển với nguồn tài nguyên khoáng sản dồi kéo theo ngành cơng nghiệp nặng xây dựng, khai khống… đầu tư phát triển mạnh mẽ, khơng thể khơng kể đến ngành cơng nghiệp sản xuất xi măng, biết đến Việt Nam từ năm 1975 sau 40 năm xây dựng phát triển ngành có nhảy vọt nhờ khoa học cơng nghệ tiên tiến lan rộng khắp nước ngành kinh tế hàng đầu quốc gia Nhưng kéo theo hệ mơi trường nghiêm trọng đặc biệt nhiễm khơng khí ảnh hưởng trực tiếp đến đời sống sức khoẻ người dân môi trường Đặc biệt bụi sản sinh hoạt động đốt nhiên liệu lò nung Xử bụi có nhiều phương pháp khác nhau, tùy thuộc vào nguồn thải, hiệu xử lý chi phí đầu tư Với đồ án mơn học Kỹ Thuật Xử Lý Khí Thải đưa với nhiệm vụ thiết kế phương án xử lý khói thải lị nung xi măng để nồng độ đầu đạt QCVN 23: 2009/BTNMT CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Khái niệm Xi măng (Cement) chất kết dính thuỷ lực tạo thành cách nghiền mịn clinker, thạch cao thiên nhiên phụ gia Khi tiếp xúc với nước xảy phản ứng thuỷ hoá tạo thành dạng hồ gọi hồ xi măng Tiếp hình thành sản phẩm thuỷ hố, hồ xi măng bắt đầu q trình hố cứng để cuối tạo thành dạng vật liệu có cường độ độ ổn định định Clinker nguyên liệu sản xuất xi măng Clinker sản phẩm nung thiếu khí 1450℃ đá vơi,đất sét số phụ gia.Thành phần clinker + CaO= 62-68% + SiO2=21-24 % + Al2O3= 4-8% + Fe2O3=2-5 % Ngồi cịn có số oxit khác với hàm lượng nhỏ: MgO, Na2O,K2O(hàm lượng MgO≤5%, tổng hàm lượng kiềm không vượt 2%) 1.2 Phân loại xi măng Hiện gới sản xuất 40 loại xi măng khác như: xi măng Pooclang, xi măng Pooclang hỗn hợp,… Tuỳ theo yêu cầu công trình khác để lựa chọn xi măng cho phù hợp Ở thị trường Việt Nam thường sử dụng loại là: + Xi măng Pooclang (PC): gồm clinker với lượng thạch cao định ( chiếm từ 45%) + Xi măng Pooclang hỗn hợp (PCB):gồm clinker ,thạch cao phụ gia ( lượng phụ gia 1.3 kể thạch cao khôn g 40%, lượn g phụ gia đầy khôn g 20%) Công nghệ sản xuất xi măng Nguy ên liệu sản xuất xi măng đá vôi, đất sét, cát, quặng sắt pha trộn theo đơn phối liệu cần thiết nghiền máy nghiền (máy nghiền bi máy nghiền đứng) Nghiền ướt hay nghiền khô phụ thuộc công nghệ lựa chọn Phối liệu mịn đưa vào lò nung nhệt độ cao (1450), kết khối thành clinker Theo nguyên lý hoạt động lị nung, ta chia cơng nghệ xi măng làm hai nhóm + Xi măng lị đứng + Xi măng lò quay 1.3.1 Xi măng lò đứng Phối liệu vào lò vo thành viên (10 - 20mm) với độ ẩm 12 - 16% cho vào nung lò đứng tạo thành clinker Nhiên lệu than tạo viên (2 - 5mm), đổ chung lẫn vào viên phối liệu Tốt dùng than cốc than antraxit( tro, chất bốc tạo lửa ngắn ) Khi cháy môi trường nung chủ yếu môi trường khử, clinker lẫn FeO, C5A3, C6AxFy Fe tạo dung dịch rắn C 3S, C2S Than cháy truyền nhiệt gần trực tiếp cho viên phối liệu, hiệu suất nhiệt cao Clinker nung từ lị đứng có chất lượng thấp phản ứng tạo khoáng pha rắn (nhiệt độ nung 1400-1450), mức kết khối kém, phản ứng khơng hồn tồn Phần làm nguội khó điều khiển, khó đảm bảo chất lượng Hơn nữa, xi măng lị đứng gây nhiễm mơi trường nên không tồn nước cơng nghiệp phát triển Ở Việt Nam, có khoảng 100 lò đứng với tổng sản lượng khoảng triệu xi măng/ năm Cơng nghệ xi măng lị đứng không tiếp tục đầu tư, nhà máy có phải chuyển đổi cơng nghệ khác tương lai gần 1.3.2 Xi măng lò quay Theo độ ẩm phối liệu vào lị nung, ta chia cơng nghệ sản xuất xi măng thành nhóm + Phương pháp ướt (phối liệu vào dạng bùn past, độ ẩm khoảng 36-42%) + Phương pháp khô (độ ẩm phối liệu vào khoảng < 1%) + Phương pháp bán khơ (độ ẩm phối liệu vào lị 10 - 12%)  Phương pháp ướt Phối liệu nghiền ướt thành dạng bùn, độ ẩm 36 - 42% chứa bể bùn lớn đưa vào nung thiết bị lị quay Lị quay có ống hình trụ dài 120 - 150m, đường kính 2,4-4m,đặt nghiêng – 0, quay với vận tốc 40 – 70 m/ph Ở đầu lò thấp, người ta phun nhiên liệu ( bột than, dầu, khí) vào đốt, nhiên liệu cháy khoảng khơng gian lị Ở đầu lị cao, đưa phối liệu vào Nguyên liệu khai thác mỏ, chuyền nhà máy Định lượng nguyên liệu hệ thống cân bin tiếp liệu, đưa vào máy nghiền bị ướt Phối liệu ướt, đủ độ mịn chứa bể chứa Bể chứa có cánh khuấy học, đồng thời sục khí nén làm đồng Hệ thống nghiền ướt bể chứa bùn cần diện tích mặt lớn Khi chứa bể ta điều chỉnh thành phần phối liệu trước nung Bùn phối liệu vào lò nung, nhiên liệu than nghiền mịn máy nghiền phun vào lò theo hướng ngược chiều hướng phối liệu.Sau biến đổi hóa lý, phối liệu thành clinker khỏi lò quay, làm nguội thiết bị làm nguội kiểu ghi Silo chứa clinker Từ xuất clinker tới trạm nghiền ngồi nhà máy nhờ giao thơng vận tải, nghiền với phụ gia thạch cao máy nghiền bi thành xi măng Lò quay nung clinker dài (120 - 150m, lò dài tới 240m) tất q trình hóa lý từ bay ẩm, phản ứng pha rắn, tạo pha lỏng kết khối clinker xảy lò quay Tiêu tốn lượng riêng lò quay phương pháp ướt cao (1300 - 1450 kcal/kg clinker) Để tăng hiệu sấy phối liệu rút ngắn chiều dài lò, người ta lắp thêm xích sắt phần đầu lị tách riêng thiết bị sấy khỏi lị quay  Phương pháp khô Nguyên liệu đá vôi, đất sét quặng sắt pin tiếp liệu đưa vào nghiền máy nghiền đứng, nghiền khô Bột phối liệu mịn đưa vào silo dồng Bột phối liệu cao có mức đồng đạt yêu cầu bơm khí nén chuyển vào lị nung Do phối liệu khơ, lị nung có cấu tạo hai phần: phần thiết bị trao đổi nhiệt kiểu treo phần lò quay Than đá nghiền máy nghiền phun cháy lò theo chiều ngược với chiều chuyển vận bột phối liệu Khói lị lọc qua tháp tách kiềm Làm nguội clinker thiết bị làm nguội kiểu ghi, sau chứa silo Từ xuất clinker trực hệ thống vận tải, nghiền với phụ gia thạch cao thành xi măng chứa silo Các máy nghiền đứng nghiền ngun liệu phương pháp khơ có ưu so với phương pháp nghiền ướt nhiều tiêu kinh tế, kỹ thuật, môi trường Năng lượng tiêu tốn 730 - 800 kcal/kg clinker  Phương pháp bán khô Độ ẩm phối liệu đầu vào khoảng 10 - 12% Do độ ẩm tương đối cao, cần có phận sấy phối liệu trước vào lị Để sấy phối liệu có thêm thiết bị sấy đứng sấy thùng quay trước vào thiết bị trao đổi nhiệt kiểu treo lị Hình 2.6: Thiết bị lọc bụi điện vùng ống Hình 2.7: Thiết bị lọc bụi tĩnh điện dạng 1- Điện cực lắng; 2- Điện cực quầng sáng; 3Khung; 4-Bộ phận giũ bụi; 5-Cách điện Ưu điểm: Hiệu suất cao > 99% Có thể làm việc nhiệt độ cao,áp suất cao chân khơng Điều kiện tự động hố cao,thu hồi bụi kích thước nhỏ (0,1 ) Nhược điểm: Dễ cháy nổ, vận hành phức tạp, giá thành cao Độ nhạy cao,khi thay đổi thơng số làm việc hiệu suất thay đổi Khơng thích hợp cho xử lý khí dễ cháy nổ Giá thành cao, tiêu tốn lượng điện lớn 2.2 Các phương pháp xử lý khí 2.2.1 Phương pháp hấp thụ Nguyên lý: Khí thải tiếp xúc với chất lỏng, cấu tử hoà tan chất lỏng biến đổi thành thành phần khác độc Hiệu phương pháp phụ thuộc vào diện tích tiếp xúc pha khí lỏng, thời gian tiếp xúc, nồng độ môi trường hấp thụ tốc độ phản ứng chất hấp thụ khí Hấp thụ chia làm loại là: + Hấp thụ vật lý: dựa hịa tan cấu tử pha khí pha lỏng (tương tác vật lý) + Hấp thụ hóa học: cấu tử pha khí pha lỏng có phản ứng hóa học với (tương tác hóa học) Quá trình hấp thụ diễn qua giai đoạn: + Giai đoạn 1: Phân tử chất ô nhiễm thể khí khối khí thải khuếch tán đến bề mặt phân giới hai pha lỏng-khí + Giai đoạn 2: Phân tử chất nhiễm hịa tan xun qua mặt phân giới hai pha đến pha lỏng + Giai đoạn 3: Phân tử chất ô nhiễm khuếch tán vào sâu lòng khối chất lỏng, tạo “khoảng trống” cho phân tử khí tiếp xúc hấp thụ vào pha lỏng Hiện có thiết bị dùng phương pháp hấp thụ như: tháp đệm, tháp đĩa, tháp phun, thiết bị rửa khí Áp dụng: Thu hồi cấu tử quý,làm khí,tách hỗn hợp thành cấu tử riêng,  Tháp đệm Cấu tạo:Tháp đệm thiết bị hấp thụ dùng lớp vật liệu đệm làm tăng khả tiếp xúc với dịng khí Dung dịch hấp thụ tưới bề mặt lớp đệm vòng rachig, vịng sứ,… thiết bị cịn có tên gọi Scrubber Ngun lý : Dịng khí từ phần thiết bị chuyển động ngược chiều với dung dịch hấp thụ, phần khác tương tự tháp đĩa Hình 2.8: Tháp đệm Ưu điểm: Có bề mặt tiếp xúc pha lớn, hiệu suất cao Cấu tạo đơn giản Trở lực tháp không lớn Giới hạn làm việc tương đối rộng Nhược điểm: Khó làm ướt đệm Nếu tháp q cao chất lỏng khơng phân bố Kém ổn định phân bố pha theo tiết diện tháp khơng Tháp đệm khó chế tạo kích thước lớn quy mơ cơng nghiệp  Tháp đĩa: Chất lỏng vào tháp đỉnh mâm thích hợp chảy xuống nhờ lực qua mâm ống chảy chuyền Pha khí từ lên qua mâm nhờ khe hở cấu tạo mâm tạo nên.Chất lỏng chảy từ xuống qua ống chảy truyền Khí từ lên qua lỗ rãnh đĩa Đối với loại đĩa người ta cho tháp làm việc chế độ dịng bọt Hình 2.9: Tháp đĩa  Tháp phun: Nguyên lý hoạt động: Các giọt dung dịch phun từ vịi vào khơng gian tháp để tiếp xúc với khí xử lý Sau tiếp xúc với khí giọt dung dịch rơi xuống bể chứa Hình 2.10: Tháp phun Ưu điểm: Cấu tạo đơn giản giá thành thấp Trợ lực thủy tĩnh khơng lớn Có thể làm khí có nhiều bụi Vịi phun cấu tạo đặc biệt dùng tác nhân hấp thụ long phun tạo dạng lơ lửng Nhược điểm Hiệu suất hấp thụ không cao Thể tích điền đầy chất lỏng phun vịi thấp hệ số thể tích hệ số truyền khối khơng lớn Tốc độ dịng khí ≤ 1m/s để tránh tượng chất lỏng bị kéo theo dịng khí Thiết bị hấp thụ rỗng khơng thích hợp mật độ tưới thấp, tiêu hao lượng để phun chất lỏng tương đối cao, từ 0,3 đến kWh/m3 2.2.2 Phương pháp hấp phụ Nguyên lý: dựa phân ly khí lực số chất rắn số loại khí có mặt hỗn hợp khí, q trình phân tử chất khí nhiễm khí thải bị giữ lại bề mặt vật liệu rắn Vật liệu rắn gọi chất hấp phụ Hấp phụ chia loại bao gồm hấp phụ vật lý hấp phụ hóa học Hấp phụ vật lý loại hấp phụ gây tương tác yếu phân tử, lực tương tác lực VanderWaals, hấp phụ hình thành nhiều lớp phân tử chất bị hấp phụ bề mặt chất hấp phụ Hấp phụ hóa học gây tương tác hóa học mạnh hình thành liên kết hóa học bề mặt chất hấp phụ phần tử bị hấp phụ Áp dụng: trình khử ẩm,loại bỏ chất gây mùi,hơi dung mơi Chất khí nhiễm khơng cháy khó đốt cháy Chất khí cần khử có giá trị cần thu hồi hay phương pháp khác áp dụng Các chất loại vật liệu hấp phụ: than hoạt tính, silicagen,alumogen,zeolite, 2.2.3 Phương pháp thiêu đốt Phạm vi áp dụng : phương pháp dùng mà q trình sản xuất khơng thể tái sinh thu hồi khí thải, xử lý khí độc, chất hữu độc hại có khả cháy Các phương pháp thiêu đốt: + Thiêu đốt lửa trực tiếp khơng khí (khi khí nhiễm có chứa hydrocacbon, ) + Thiêu đốt có buồng đốt (áp dụng cho khí thải có chứa chất nhiễm dạng khí,hơi, sol khí) + Thiêu đốt có xúc tác ( áp dụng khí phải đốt có nhiệt độ thấp,sạch có nồng độ gần vơi giới hạn bắt lửa) 2.3 Đề xuất thuyết minh công nghệ  Cơ sở lựa chọn công nghệ Việc lựa chọn phương pháp tối ưu vấn đề quan trọng việc giải ô nhiễm môi trường khơng khí Làm vừa giảm nồng độ bụi, SO2 xuống mức đạt tiêu chuẩn cho phép, mà lại vừa có hiệu kinh tế cao, phù hợp với điều kiện nhà máy Phương pháp lựa chọn dựa nguyên tắc sau: - Thiết bị phù hợp với thành phần, nồng độ tính chất bụi SO2 - Hiệu đạt yêu cầu Dễ dàng lắp đặt, thi công - Đạt yêu cầu mặt kinh tế giai đoạn - Phù hợp với yêu cầu khách quan khác - Phạm vi sử dụng hợp lý thiết xử lý khí thải phụ thuộc nhiều yếu tố : áp suất, nhiệt độ khí thải, nồng độ ban đầu, điều kiện vận hành Do đặc điểm, tính chất bụi khí SO từ lị nung ximang bụi dạng mịn, có tính kết dính cao, nhiệt độ khói thải đầu cao Nên ta đề xuất công nghệ sau + Cơng nghệ 1: Khói thải hệ thống thu gom ,vận chuyểncyclone túi vải tháp giải nhiệt  tháp đệm  ống khói Bụi khí thải lị nung thu gom vận chuyển theo đường ống đến xyclone( thiết bị xử lí sơ bộ) sau vào túi vải (lọc bụi tinh) Do nhiệt độ khói thải 250℃  Chọn vật liệu lọc vải thuỷ tinh bền 150-350℃ Sau xử lý bụi xong ta cho khí qua tháp giải nhiệt trước vào tháp hấp thụ để giảm bớt nhiệt độ khí để tăng hiệu trình hấp thụ Dung dịch hấp thụ huyền phù CaCO3(4%) Việc lựa chọn dung môi hiệu xử lý đạt cao,quy trình đơn giản Dịng khí từ lên, dung dịch hấp thụ từ xuống Sauk hi hấp thụ xong khí thải theo đường ống ống khói Dung dịch sau hấp thụ xong qua bế lắng  bùn thải CaCO3 + SO2 CaSO3 + CO2 2CaCO3 + O2 CaSO4 Hình 2.11 Hệ thống xử lý SO2 CaCO3 Ưu điểm: Dễ chế tạo, dễ vận hành Vận hành đơn giản, dễ dàng Chi phí hoạt động khơng lớn Hiệu xử lý SO2 cao Nguyên liệu hấp thụ dễ tìm rẻ + Cơng nghệ 2: Khói thải hệ thống thu gom, vận chuyển lọc bụi tĩnh điện  tháp giải nhiệt tháp đệm ống khói Bụi khí thải lị nung thu gom vận chuyển theo đường ống đến thiết bị loc bụi tĩnh điện Sau xử lý bụi xong ta cho khí qua tháp giải nhiệt trước vào tháp hấp thụ để giảm bớt nhiệt độ khí để tăng hiệu trình hấp thụ Dung dịch hấp thụ nước nước dung mơi rẻ tiền Dịng khí từ lên, dung dịch hấp thụ từ xuống Sau hấp thụ xong khí thải theo đường ống ống khói ngồi Dung dịch sau hấp thụ xong đưa qua hệ thống xử lý nước thải Ưu điểm: Tiết kiệm diện tích Hiệu xử lý bụi cao  Sau phân tích phương án ta thấy được: Cơng nghệ 1: có ưu điểm dễ vận hành , lắp đặt khơng địi trình độ chun mơn cao phương án Các thiết bị phương án chế tạo/ mua nước cịn thiết bị phương án (lọc bụi tĩnh điện) nước ta chưa chế tạo được, muốn sử dụng phải đặt mua nước khác đồng thời địi hỏi trình độ chun mơn cao sử dụng ,vận hành thiết bị tốt dễ cháy nổ Nhưng phương án 2, thiết bị lọc bụi có hiệu lọc bụi cao so với cyclone phương án 1.Ngoài ra, khả làm khí SO2 cuả phương án tốt so với phương an1 SỊ2 khí có khả hồ tan trung bình nước hiệu xử lý SO2 nước không cao huyền phù CaCO3 Trước ưu nhược điểm tình hình nay, ta chọn cơng nghệ để xử lý bụi khí SO2 từ lị nung xi măng CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ DÂY CHUYỀN XỬ LÝ BỤI LỊ NUNG XI MĂNG Qua phân tích ta thấy khói thải lị nung xi măng chứa nhiều bụi mịn (chủ yếu bụi = 1 Theo QCVN 23:2009/BTNMT, cột B2 Nồng độ bụi đầu 25℃: Cr = C x Kp x Kv = 100 x x1 = 100 mg/m3 Nồng độ bụi đầu 250℃ : Cr’=Cr X = 100 x = 56,98 mg/< 1000  Cần phải xử lý bụi Hiệu cần xử lý: η = x 100 =94,3% Chọn kiểu xyclone II H-24 Chọn vận tốc tối ưu cho xyclone đơn: = 4.5 m/s (phạm vi = 1÷ /) Đường kính xyclone ứng với Vtu= 4,5 m/s D = = = 0,77m Chọn D = 0,8m + Vận tốc thực dịng khí xyclone D = = = 4,147 m/s Ta có = 7,84% < 15% ( thỏa điều kiện vận tốc thực tế ưu không lệch 15% )  Các kích thước chi tiết xyclone Dùng phương pháp chọn: dựa vào sách “ Sổ tay q trình thiết bị cơng nghệ hố chất tập 1, trang 524, bảng III.4 “ Ta tính tốn kích thước tỷ đối so với D =0,8 m ứng với xyclone dạng II H – 24 sau: Chiều cao cửa vào a= 1,1 x D = 1,1 x 0,8 = 0,88 m Chiều cao ống tâm mặt bích = 2.11 x D = 2,11 x 0,8 = 1,688 m Chiều cao phần hình trụ = 2,11 x D = 2,11 x 0,8 = 1,688 m Chiều cao phần hình nón = 1,75 x D = 1,75 x 0,8 = 1,4 m Chiều cao phần bên ống tâm = 0,4 x D =0,4 x 0,8 = 0,32 m Chiều cao chung H = 4,26 x D = 4,26 x 0,8 = 3,408 m Đường kính ngồi ống = 1= 0,6 x D = 0,6 x 0,8 = 0,48 m Đường kính cửa tháo bụi = 0,35 x D = 0,35 x 0,8 = 0,28 m Chiều rộng cửa vào b1/b= 0,26 x D/0,2.D = 0,208/0,16 m Chiều dài ống vào l= 0,6 x D = 0,6 x 0,8 = 0,48 m Khoảng cách từ tận cyclone đến mặt bích h5= 0,3 x D = 0,3 x 0,8 = 0,24 m Góc nghiêng nắp ống vào  = 24° Hệ số trở lực ξ = 60 + Đường kính giới hạn hạt bụi tính theo cơng thức sau (Sách nhiễm khơng khí xử lý khí thải-Trần Ngọc Chấn,tập 2,cơng thức 7.10 trang 94) + Hệ số nhớt động học bụi ; với ( pa.s) r2: bán kính thân xyclone, r2 =D/2 = 0,8/2 = 0,4 m r1: bán kính ống khí sạch, r1 = d1/2 = 0,48/2 = 0,24 m  : khối lượng riêng bụi ,  = 2700 kg/m3 : vận tốc khí ống dẫn vào xyclone = 11,382 n: số vịng quay dịng khí bên xyclone ( vịng/s) = m = 17 Với đường kính cỡ hạt �0= 17 �� ứng với hạt bụi ≥ 17 �� xyclone xử lý bụi với hiệu suất 100% + Hiệu lọc theo cấp cỡ hạt η ( = Với Trong đó: l:chiều cao làm việc xyclone, l = h2 –a = 1,688 – 0,88 = 0,808 m = Kết tính hiệu lọc theo cỡ hạt η( thể bảng sau Đường kính hạt bụi �, 1- ( 1- ( ) 2) 5.10-6 10.10-6 15.10-6 20.10-6 0,0208 0,0805 0,172 0,285 0,215 η() % >20.10-6 9,66 37,39 79,88 100 100 Dựa vào biểu đồ trên, ta tính hiệu suất H% theo trung bình cỡ hạt sau:      Cỡ hạt 1-5  : H= 9,66 % Cỡ hạt 5-10: H%= 23,525 % Cỡ hạt 10-15 :H%= 58,635 % Cỡ hạt 15-20:H%= 89,94 % Cỡ hạt >20: H%= 100 % Cỡ hạt () 20 Tỷ lệ phần trăm khối lượng theo cỡ hạt 32 20 35 Lượng bụi khí thải,mg/m3 320 200 70 60 350 Hiệu lọc theo cỡ hạt 9,66 Lượng bụi lại sau qua cyclone, mg/m3 Tổng 23,525 58,635 89,94 100 289,088 152,95 28,956 6,036 + Hiệu suất làm xyclone η= + Tổn thất áp suất qua xyclon 477,03 Trong đó: ∆� : tổn thất áp suất thiết bị xyclone KE: số xyclone xác định; = = 9,78 ( kg/ (%) Với: Cv=1000 mg/m3 : khối lượng riêng khơng khí (kg/m3) Ta lập phương trình: 2 ℎ – Cvx ( - ) = ℎℎ - x ℎℎ = 2,015 (kg/m3) Vậy :∆=9,78 x (N/) Gọi Gv: suất thiết bị theo hệ khí vào (kg/h) Gr:năng suất thiết bị tính theo hệ khí yv:nồng độ bụi hệ khí vào thiết bị xyclone,% khối lượng yr:nồng độ bụi hệ khí thiết bị xyclone,% khối lượng + Lượng hệ khí vào cyclone Gv= ℎℎℎ x Qv = 2,015 x 7500 = 15112,5 (kg/h) + Nồng độ bụi hệ khí vào xyclone (% khối lượng) = + Nồng độ bụi hệ khí khỏi xyclone (% khối lượng) yr= yv x (1- η) = 0,05 x(1-0,523) = 0,024 + Lượng hệ khí khỏi xyclone Gr= ( kg/h) + Lượng khí hồn tồn từ xyclone Gs = ( kg/h) + Lượng bụi thu từ xyclone Gb = Gv –Gr = 15112,5 – 15108,57 = 3,93(kg/h) + Lưu lượng hệ khí khỏi xyclone ( + Năng suất xylone theo lượng khí hồn tồn ( + Khối lượng bụi thu xyclone ngày làm việc( ngày làm 24h) m= 3,93 x 24 = 94,32 (kg/ ngày) + Thể tích bụi thu xyclone ngày V = ( ngày ) Tính trở lực xyclone + Hệ số trở lực cyclone dạng II H- 24 :ξ = 60 + Trở lực cyclone: ∆ = ξ x 0,5 x ℎℎ x V2 V: tốc độ quy ước,V= 4,47 m/s ∆ ∆= 60 x 0,5 x 2,015 x 4,472 = 1207,845 N/m2  Chọn vật liệu Thiết bị làm việc t = 2500C Áp suất làm việc Plv = 1at = 9,81.104 N/m2 Chọn vật liệu thép cacbon thường để chế tạo thiết bị Ký hiệu thép: CT3 Giới hạn bền: σb = 380.106 N/m2 Giới hạn chảy: σc = 240.106 N/m2 Chiều dày thép: b = 420 mm Độ dãn tương đối: δ = 25% Hệ số dẫn nhiệt: λ = 50 W/m0C Khối lượng riêng: ρ = 7850 kg/m3 Chọn công nghệ gia công hàn tay hồ quang điện, cách hàn giáp mối bên Hệ số hiệu chỉnh: η =1 Hệ số an toàn bền kéo: ηk = 2,6 Hệ số an toàn bền chảy: ηc = 1,5  Xác định ứng suất cho phép thép CT3 Theo giới hạn bền: η = Ν/ Trong σk: giới hạn bền kéo, σk = 380.106 N/m2 nk : hệ số bền kéo, nk = 2,6 η: hệ số hiệu chỉnh, η = Theo giới hạn chảy η = Ν/ ... HỌC KỸ THUẬT XỬ LÝ KHÍ THẢI Họ tên sinh viên Lớp : 08DHLMT Đề tài: Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý bụi thải từ lị nung xi măng u cầu - Trình bày tống quan phương pháp xử lý bụi thải - Trình... hiệu xử lý SO2 nước không cao huyền phù CaCO3 Trước ưu nhược điểm tình hình nay, ta chọn cơng nghệ để xử lý bụi khí SO2 từ lò nung xi măng CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ DÂY CHUYỀN XỬ LÝ BỤI LÒ NUNG XI MĂNG... lọc bụi túi vải Thiết bị xử lý S02 tháp đệm với dung môi CaCO3 Sơ đồ cơng nghệ xử lý khói thải lị nung xi măng 3 .1 Xyclone (thiết bị xử lý sơ bộ) Các thơng số tính tốn Lưu lượng khói thải : Q 15 .000