(Đề tài NCKH) nghiên cứu, xây dựng giải pháp xử lý bụi cho nhà máy cafe phượng hoàng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO TỔNG KẾT ÐỀ TÀI KH&CN CẤP TRƯỜNG TRỌNG ÐIỂM NGHIÊN CỨU, XÂY DỰNG GIẢI PHÁP XỬ LÝ BỤI CHO NHÀ MÁY CAFE PHƯỢNG HOÀNG Mã số: T2013 – T117 Chủ nhiệm đề tài: GV NGUYỄN HOÀI NAM SKC005375 Tp Hồ Chí Minh, tháng 11/2013 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP TRƯỜNG NGHIÊN CỨU, XÂY DỰNG GIẢI PHÁP XỬ LÝ BỤI CHO NHÀ MÁY CAFE PHƯỢNG HOÀNG Mã số: T2013 – T117 Chủ nhiệm đề tài: GV NGUYỄN HOÀI NAM Tp HCM, 11/2013 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP TRƯỜNG NGHIÊN CỨU, XÂY DỰNG GIẢI PHÁP XỬ LÝ BỤI CHO NHÀ MÁY CAFE PHƯỢNG HOÀNG Mã số: T2013 – T117 Chủ nhiệm đề tài: GV NGUYỄN HOÀI NAM Tp HCM, 11/2013 Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường T201 – 117 MỤC LỤC Tổng quan tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vục đề tài ngồi nƣớc: Tính cấp thiết : Mục tiêu: Cách tiếp cận: Phƣơng pháp nghiên cứu Đối tƣợng nghiên cứu: Phạm vi nghiên cứu: Nội dung nghiên cứu : CHƢƠNG TỔNG QUAN Giới thiệu sơ lƣợc cơng ty Phƣợng Hồng 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 1.10 Vị trí địa lý Cơ sở hạ tầng Hoạt động sản xuất xí nghiệp Nguồn gốc gây ô nhiễm không khí Tình trạng nhiễm công ty Các vị trí phát sinh bụi hệ thống hút bụi cũ Giới thiệu chung hệ thống hút bụi Một số thuật ngữ bụi Các phƣơng pháp lọc bụi 1.11 Hệ thống vận chuyển khí chụp hút 1.12 Các phƣơng án thiết kế CHƢƠNG 2: TÍNH TỐN THIẾT KẾ CÁC THIẾT BỊ CƠ BẢN 2.1 Tính tốn lƣu lƣợng hút 2.2 Tính tốn đƣờng kính ống 2.3 Tính đƣờng kính nhánh phụ 2.4 Tính tốn thiết bị cyclone 2.5 Tính tốn thiết bị lọc túi vải 2.6 Tính tốn chọn quạt hút: CHƢƠNG 3:TÍNH TỐN KINH TẾ CHO HỆ THỐNG 3.1 Nguyên vật liệu 3.2 Miệng hút: 3.3 Đƣờng ống 3.4 Cyclone 3.5 Túi vải 3.6 Ống khói 3.7 Các thiết bị khác KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ TÀI LIỆU THAM KHẢO Trang | Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường T201 – 117 MỞ ĐẦU Tổng quan tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vục đề tài nƣớc : Trong năm gần đây, phủ nhận đƣợc phát triển vƣợt bậc kinh tế nhƣ khoa học kỹ thuật giới.Nền cơng nghiệp giới đạt đến trình độ kỹ thuật cao, với nhiều thành tựu đáng ghi nhận.Cùng với phát triển ấy, mức sống ngƣời đƣợc nâng cao nhu cầu ngƣời thay đổi.Tuy nhiên, hệ phát triển loạt vấn đề môi trƣờng nhƣ trái đất nóng lên, nhiễm khơng khí, nhiễm nguồn nƣớc, mực nƣớc biển dâng cao hay biến đổi khí hậu.Trƣớc thực trạng ngƣời có ý thức bảo vệ môi trƣờng, ý thức mối quan hệ “phát triển kinh tế” “bảo vệ mơi trƣờng”.Vấn đề “phát triển bền vững” khơng cịn xa lạ mối quan tâm không riêng đặc biệt nƣớc đà phát triển nhƣ Việ t Nam Ngày ô nhiễm không khí vấn đề đáng quan tâm Việt Nam nhƣ toàn giới "Ơ nhiễm khơng khí có mặt chất lạ biến đổi quan trọng thành phần khơng khí, làm cho khơng khí khơ ng gây toả mùi,có mùi khó chịu, giảm tầm nhìn xa (do bụi)" Khi tốc độ thị hóa ngày nhanh, số lƣợng khu cơng nghiệp, khu chế xuất ngày tăng, ngày nhiều bệnh tật ảnh hƣởng nghiêm trọng đến sức khỏe ngƣời liên quan đến vấn đề nhiễm khơng khí.Các bệnh da, mắt, đặc biệt đƣờng hơ hấp.Vì việc xử lý bụi khí thải q trình sản xuất điều tất yếu phải có khu công nghiệp, nhà máy để bảo vệ môi trƣờng khơng khí Từ thực tế đạt u cầu xúc phải bảo vệ cách chủ động tích cực mơi trƣờng mà sống Công ty chế biến hạt cà phê Phƣợng Hồng tình trạng nhiễm khơng khí trầm trọng bụi.Cơng t y cần hệ thống xử lý bụi để giảm bớt tình trạng nhiễm cơng ty, để góp phần làm môi trƣờng sống bảo vệ sức khỏe ngƣời Tính cấp thiết : Cơng ty chế biến hạt cà phê Phƣợng Hồng cơng ty chuyên sàn lọc phân loại hạt cà phê.Sau thời gian hoạt động xuống cấp,trang thiế t bị cũ kỹ.Trong trình sản xuất phát sinh bụi nhiều ảnh hƣởng đến sức khỏe công nhân sản xuất môi trƣờng xung quanh.Nhiệm vụ cấp bách tìm nguyên nhân gây bụi,nơi phát sinh bụi để nghiên cứu,thiết kế hệ thống hút bụi đ ể bảo vệ sức khỏe công nhân ngƣời xung quanh Trang | Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường T201 – 117 Mục tiêu: Tìm nguyên nhân gây bụi,nơi phát sinh bụi để từ tìm phƣơng án giải triệt để.Thiết kế hệ thống hút xử lý bụi.Trả lại bầu khơng khí mơi trƣờng làm việc an toàn cho ngƣời lao động Cách tiếp cận: - Theo yêu cầu thực tế sản xuất Phƣơng pháp nghiên cứu - Khảo sát thực tế - Nghiên cứu tài liệu - Thực nghiệm Đối tƣợng nghiên cứu: - bụi,tác hại bụi môi trƣờng ngƣời Các phƣơng pháp xử lý bụi Phạm vi nghiên cứu: - Trên sở thiết bị có nhà máy, tiến hành phân tích kỹ thuật , để xây dựng cải tiến, nâng cấp hệ thống xử lý bụi Nội dung nghiên cứu : - - Khảo sát công nghệ, mặt bằng, … công ty phƣợng hồng Xác định ngun nhân gây nhiễm mơi trƣờng Xác định tính chất thành phần bụi Chọn phƣơng án xử lý khả thi Tính tốn thiết bị Tính tốn kinh tế cho hệ thống Trang | Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường T201 – 117 CHƢƠNG TỔNG QUAN Giới thiệu sơ lƣợc cơng ty Phƣợng Hồng 1.1 Vị trí địa lý Cơng ty chế biến hạt cà phê Phƣợng Hoàng nằm quốc lộ 13,cách trung tâm Thành Phố Hồ Chí Minh khoảng 15km phía Đơng Bắc Địa chỉ:341 quốc lộ 13,P.Hiệp Bình Chánh,Q.Thủ Đức,TPHCM Xung quanh nhà máy nhà dân sinh sống Về địa hình xí nghiệp đƣợc xây dựng vùng đất cao ráo,ít bị ngập lụt vào mùa mƣa,khả nƣớc nhanh thuận lợi 1.2 Cơ sở hạ tầng 1.2.1 Giao thông vận tải Công ty nằm quốc lộ 13 nên thuận lợi giao thơng đƣờng bộ,vì việc vận chuyển nguyên vật liệu sản phẩm cho nhà máy dể dàng tiện lợi 1.2.2 Hệ thống điện Hệ thống điện cung cấp cho nhà máy hệ thống điện quốc gia,có trạm biến áp riêng cho nhà máy 1.2.3 Hệ thống cấp thoát nƣớc Nhà máy sử dụng nƣớc giếng khoan,chủ yếu phục vụ cho việc sinh hoạt tắm rửa cho công nhân sau hết ca làm việc Vì số lƣợng cơng nhân nên làm hầm để xử lý nƣớc thải sinh hoạt 1.3 Hoạt động sản xuất c xí nghi ệp 1.3.1 Sản phẩm,công suất thị trƣờng Sản phẩm sản xuất xí nghiệp chủ yếu phân loại hạt cà phê để đóng bao.Với cơng suất khoảng 80 tấn/ngày Nguyên liệu đầu vào hạt cà phê qua chà vỏ,đƣợc xí nghiệp mua từ xí nghiệp nhỏ,nơng trại,nhà dân…Ở tỉnh lân cận nhƣ: Bình Dƣơng, Bình Phƣớc, Lâm Đồng, Đăk Lắk… Trang | Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường T201 – 117 Sản phẩm đầu sau sàn lọc hết bụi bặm tạp chất có loại là: - Nhân hạt cà phê - Nhân hạt vỏ lộn xộn 1.3.2 Nhân lực Nhu cầu lao động công ty không cao, với tổng công nhân viên cơng ty 20 ngƣời Có khoảng 10 cơng nhân lao động trực tiếp xƣởng, làm việc 11h/ngày, số lại quản lí, giám sát nhân viên văn phịng 1.3.3 Qui trình cơng nghệ sản xuất cơng ty Nguyên liệu đầu vào Gầu tải số Sàn Sàn Gầu tải số Gầu tải số Bồn chứa Bồn chứa Đóng bao sản phẩm Sàn Gầu tải số Bồn chứa Gầu tải Bồn chứa Hình 1.1 Qui trình cơng nghệ sản xuất cơng ty Đóng bao sản phẩm Trang | Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường T201 – 117 1.3.4 Thiết bị cơng nhệ Các thiết bị có nhà máy nhƣ sau: STT Tên thiết bị Gầu tải Trục vít tải cà phê Sàn rung Quạt thổi trấu sàn rung Bồn chứa sản phẩm thép Bồn chứa sản phẩm ximăng Bồn chứa sản phẩm thép Cân điện tử Cân điện tử 10 Băng tải di động 11 12 Máy khâu bao cầm tay Hệ thống hút bụi cũ 1.4 Nguồn gốc gây nhi ễm khơng khí Hình 1.2: Các hình ảnh khu vực làm việc Do nguyên liệu ban đầu chứa thành gây ô nhiễm nhƣ sau: - Bụi đất đỏ - Bụi cà phê sinh giai đoạn chà vỏ - Trấu - Các tạp chất khác Trang | Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường T201 – 117 Hình 1.3: Bụi nhà máy Vì nguyên liệu đƣợc di chuyển có vận tốc, nhƣ qua hệ thống gầu tải, sàn, vít tải, quạt thổi, đóng gói …Phát sinh bụi nhiều 1.5 Tình trạng ô nhiễm công ty Trang | Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường T201 – 117 51,780,2= 10,4 kg chọn 11 Kg Tính lƣợng que hàn cần dùng Tổng khối lƣợng thép: 17 tấm15,7= 267 kg = 0,267tấn Khối lƣợng que hàn: 0,26720 kg/tấn = 5,34 kg kg Bảng Tính tốn giá thành đường ống, miệng hút Vật liệu Thép CT3 Sơn chống rỉ Sơn màu Que hàn 3.4 Cyclone Tính tốn ngun liệu làm cyclone Dùng thép cỡ 1,252,50,003m Tính phần hình trụ  Đƣờng kính D = 1000 mm D = 3140 mm =3,14 m Chiều cao H = 1500 mm = 1,5 m 3,141,5 Số thép dùng: = 1,5 Tính ống tâm khí  Đƣờng kính D = 500 mm  D = 0,5.3,14 m = 1,57 m Chiều cao H= 700 mm =0,7m 1,570,7 Số thép dùng: =0,35 Tính phần hình nón Chiều cao H = 2000 mm= m Diện tích phần hình nón: πRH=3,14 0,4 2=2,5 m2 Số thép dùng: Tính cửa vào Trang | 44 Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường T201 – 117 Chiều dài 0,5 m Chiều rộng 0,2 m Vậy ta có :chu vi 1,4 m Chiều cao H =0,081m Số thép dùng:0,5 Tổng số làm cyclone là: thép x 1,25 x 2,5 x 0,003m Khối lƣợng thép 473,59 = 294,36 kg Tính thép làm chân đỡ Chọn thép góc cạnh 50 50 mm Trọng lƣợng 3,06kg/1m dài Chiều dài 1,854=7,4 m Tổng khối lƣợng thép góc: 7,4 3,06 = 22,7kg Đế: M=4×ρ×V=4×7850×a2× δ=4×7850×0,152×0,01=7,1 Kg Tổng diện tích cần sơn 4 1,25 2,5 mặt = 25 m2 Vậy lƣợng sơn cần dùng: 25m2 0,2kg/m2= kg Tính lƣợng que hàn cần dùng Tổng khối lƣợng thép: 294,36+22,7+7,1 = 324,16 kg = 0,32416 Khối lƣợng que hàn: 0,32416 20kg/tấn = 6,5 kg Tính tốn giá thành làm cyclone Bảng Bảng thống kê vật liệu làm cyclone Vật liệu Thép Thép góc cạnh Thép khác Sơn chống rỉ Sơn màu Que hàn Trang | 45 Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường T201 – 117 3.5 Túi vải 3.5.1 Tính tốn nguyên liệu Dùng thép 1,252,50,003m Phần thân: S=3,5×3×2+3,5×1,6×2=32,2 m2 - Số thép làm thân: Phần đáy hình chóp thu bụi: - Chiều cao: 1,5m -1,5) ×1,7Số×tấm thép dùng = (0,5 × (3 2) (0,5 (0,21,6) ×1,7 2) =3,5 1,25 2.5 Nắp: S=1,6×3=4,8 m2 - Số thép làm thân: - Số thấm thép dùng tổng cộng: 10,24+3,5+1,6= 15,34 Chọn 15,5 - Khối lƣợng thép 15,5 × 73,59= 1140,7 kg Số thép dùng lồng trong túi vải:Ø3×10 →V=π×D2/4=3,14×32/4×2000=14130 mm3= 14,13.10-6 m3 →m=V×ρ×10=1,2 Kg Khối lƣợng tổng: M=1,2×72=86,4 Kg Cầu thang lang can: L=45 m M=45 Đế: ×3,693=166,2 Kg M=4×ρ×V=4×7850×a2× δ=4×7850×0,152×0,01=7,1 Kg Tính lƣợng thép làm dàn đỡ Trang | 46 Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường T201 – 117 Chọn thép góc cạnh 100 100 10 mm Trọng lƣợng 14,9Kg/1m dài Chiều dài 2,8×4+3,5×4=25,2 m Tổng khối lƣợng thép góc: 25,2 14,9 = 375,5kg Lƣợng sơn cần dùng để sơn: 15,5× 1,25× 2,5 × mặt × 0,2kg/m2 = 19,4 kg Tính lƣợng que hàn cần dùng Tổng khối lƣợng thép: 375,5+7,1+86,4+166,2+1140,7= 1768,8kg = 1,7688 Khối lƣợng que hàn: 1,7688 x 20 kg/tấn =35,4kg Tính lƣợng túi vải cần dùng Chiều cao ống tay áo H = 2m  Đƣờng kính ống tay áo: D = 0,15m  D = 0,47 m →S=0,47×2=0,94 m2 Chọn loại vải kaki Việt Nam khổ 0,8m; giá 50.000 đồng Tổng số vải cần dùng là:0,94×72 =67,68 m2 3.5.2 Tính tốn giá thành làm thiết bị lọc túi vải Bảng 6.3 Bảng thống kê vật liệu làm thiết bị lọc túi vải Vật liệu Thép Thép góc cạnh Thép ống Thép ống đặc Sơn chống rỉ Sơn màu Que hàn Thép khác Vải kaki Tổng cộng Trang | 47 Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường T201 – 117 3.6 Ống khói Dùng thép 1,25×2,5 ×0,002m Đƣờng kính: D = 500 mm Vậy π×D = 1570 mm = 1,57 m Chiều cao: H = m Số cần dùng: Khối lƣợng thép: 4×49,06= 196,24 kg = 0,19624tấn Lƣợng sơn cần dùng để sơn thép 1,25×2,5×0,0025 m 4×1,25×2,5×2 mặt×0,2 kg/m2= kg Khối lƣợng que hàn cần dùng là: 0,19624 tấn×20 kg/tấn = 3,9kg Bảng 6.4: Bảng thống kê vật liệu làm ống khói Vật liệu Thép CT3 Sơn chống rỉ Sơn màu Que hàn Tổng cộng 3.7 Các thiết bị khác Tên hạng mục thiết bị Quạt hút 11 KW Máy nén khí Bulong, mặt bích loại động điện 0,5 KW Hệ thống điều khiển Tổng cộng Trang | 48 Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường T201 – 117 Tổng chi phí xây dựng tồn hệ thống xử lý Thiết bị - cơng trình Hệ thống ống dẫn – chụp hút Cyclone Bơ lọc túi vải Ống khói Các thiết bị khác Tổng cộng Tổng chi phí tồn hệ thống xử lý (làm tròn): Trang | 49 Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường T201 – 117 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ Sau thời gian thực đề tài này, tác giả hoàn thành đƣợc nhiệm vụ: Tìm hiểu đặc điểm, dạng bụi vị trí phát sinh bụi nhà máy Tìm hiểu phƣơng pháp xử lý bụi xác định phƣơng pháp xử lý phù hợp với yêu cầu lực nhà máy Tính tốn thông số cho thiết bị hệ thống Tính tốn sơ giá thành hệ thống (tại thời điểm 10/2013) Với thời gian kinh phí có hạn nên đề tài dừng xây dựng phƣơng án tính tốn thơng số bản, đề nghị nên nghiên cứu thiết kế hoàn chỉnh hệ thống đề tài khác Trang | 50 Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường T201 – 117 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Trần Ngọc Chấn, Ơ nhiễm khơng khí xử lý khí thải (tập 2)cơ học bụi xử lý bụi, NXB KHKT,2004 [2] Trường đại học xây dựng, GS Trần Ngọc Chấn ,Kỹ thuật thơng gió,NXB Xây Dựng,Hà Nội,2011 [3] GS-TS.Lê Minh Triết ,Kỹ thuật môi trường,NXB Đại Học Quốc Gia TP,HCM,2010 [4] Hồng Thị Hiền, Thiết kế thơng gió cơng nghiệp, NXB Xây Dựng,2010 [5] TS Trần Xoa,TS Trần Trọng Khng,Sổ tay Q TRÌNH VÀ THIẾT BỊ CƠNG NGHỆ HÓA CHẤT tập 1,2, NXB KHKT [6] PGS.TS Hà Văn Vui,TS Nguyễn Chỉ Sáng,Sổ tay thiết kế khí - tập 1,2,3, NXB Khoa Học Kỹ Thuật,2006 [7] [thuvienso.info]Giáo trình Kỹ thuật thơng gió Trang | 51 ... ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP TRƯỜNG NGHIÊN CỨU, XÂY DỰNG GIẢI PHÁP XỬ LÝ BỤI CHO NHÀ MÁY CAFE PHƯỢNG HOÀNG Mã số: T2013 – T117 Chủ nhiệm đề tài: GV NGUYỄN HOÀI NAM Tp HCM, 11/2013 Đề tài nghiên. .. MINH BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP TRƯỜNG NGHIÊN CỨU, XÂY DỰNG GIẢI PHÁP XỬ LÝ BỤI CHO NHÀ MÁY CAFE PHƯỢNG HOÀNG Mã số: T2013 – T117 Chủ nhiệm đề tài: GV NGUYỄN HOÀI NAM Tp... ngƣời Các phƣơng pháp xử lý bụi Phạm vi nghiên cứu: - Trên sở thiết bị có nhà máy, tiến hành phân tích kỹ thuật , để xây dựng cải tiến, nâng cấp hệ thống xử lý bụi Nội dung nghiên cứu : - - Khảo