* Ưu điểm:
- Có hiệu quả lọc bụi cao, có thể đạt tới 50 – 60%.
- Có khả năng xử lý lượng khơng khí lớn, tới hàng triệu m3/h - Tiêu tốn điện năng ít do tổn thất áp suất nhỏ
* Nhược điểm:
- Giá thành đầu tư ban đầu cao
- Công nhân vận hành phải được đào tạo
Sơ đồ công nghệ của hệ thống lọc bụi tĩnh điện của Nhà máy được trình bày trong hình sau:
Hình 4.3. Sơ đồ cơng nghệ của hệ thống lọc bụi tĩnh điện
Hình 4.4. Cấu tạo của bụi tĩnh điện
- Thông số kỹ thuật của hệ thống lọc bụi tĩnh điện như sau: + Số lượng: 01 hệ thống
+ Dung tích buồng lọc bụi 200 m3. + Công suất điện 10 - 25KVA,
+ Điện áp buồng lọc 50KV - 100KV, + Dòng điện buồng lọc 50 - 500mA,
+ Phương pháp tăng áp: Điều kiển tăng áp sơ cấp biến áp, + Phần tử công suất điều chỉnh điện áp Thysistor,
+ Chế độ điều khiển tự động hặc bằng tay,
+ Ổn đ ịnh dòng điện và giám sát cách đi ện buồng lọc,
+ Tự động quản lý và điều chỉnh số lần phóng điện, giảm thiểu phóng điện.
+ Điều khiển trung tâm dùng vi mạch kỹ thuật số, + Cài đặt tham số bằng màn LCD,
+ Hiển thị điện áp, dòng điện, công suất,
+ Tự động rung rũ bụi, chu kỳ rung rũ bụi theo lưu lượng bụi, + Cảnh bảo và bảo vệ quá tải, phóng điện buồng lọc.
Ảnh minh họa của hệ thống lọc bụi tĩnh điện minh họa trong hình sau:
Hình 4.5 Ảnh minh họa của hệ thống lọc bụi tĩnh điện
- Lọc bụi túi vải
Nguyên lý chung của lọc bụi túi vải
Lọc bụi bằng túi vải có thể liệt vào thiết bị lọc bụi cấp II với hiệu quả có thể thay đổi trong phạm vi rất rộng, từ 10 99% đối với bụi dưới micromet tuỳ thuộc vào vật liệu lọc sử dụng hoặc cách lắp đặt các thiết bị. Nếu như lắp đặt các thiết bị lọc bụi túi vải nối tiếp với nhau kết hợp với sự
thay đổi lớp vải lọc càng về sau càng nhỏ thì hiệu suất hoạt động rất cao, lên đến 90%.
Cấu tạo của lưới lọc gồm nhiều túi vải dệt từ các sợi khác nhau như sợi len, gai, sợi bông vải, sợi thủy tinh. Thiết bị gồm nhiều ống tay áo đường kính từ 120 300 mm, chiều cao từ 2,0 3,5 m (có thể dài hơn), đầu dưới liên kết
với bản đáy đục lỗ trịn bằng đường kính của ống tay áo hoặc lồng vào khung và cố định đầu trên.
Với túi lọc tròn - dài thường may kín một đầu túi, đầu kia để trống. Khi làm việc, đầu để trống được liên kết với cổ dẫn khí lọc vào túi trên mặt sàng phân cách của buồng lọc bụi. Khi cho khơng khí trước khi lọc đi vào trong túi qua cổ, dịng khí đi xun qua túi vải ra khoang khí sạch và thốt ra ngồi. Chiều đi này sẽ làm túi vải tự căng ra thành bề mặt lọc hình trụ trịn. Với sơ đồ này, miệng túi nối với mặt sàng thường được quay xuống phía dưới để tháo bụi ra khỏi túi khi làm sạch mặt vải.
Khi cho khơng khí đi theo chiều từ bên ngồi vào bên trong túi, trong túi phải có khung căng túi làm từ kim loại để túi không bị xẹp lại khi làm việc. Với sơ đồ này, miệng túi nối với mặt sàng thường được quay lên phía trên.
Với túi lọc hình hộp chữ nhật, chỉ có một sơ đồ là cho khơng khí đi từ bên ngồi vào bên trong túi, và bên trong túi buộc phải có khung căng túi vải.
Cũng nguyên lý cấu tạo và làm việc như lưới lọc túi vải, nhưng trong công nghiệp thường dùng loại túi vải hình ống và lắp vào một thiết bị hồn chỉnh có kèm theo các bộ phận cơ giới hoặc bán cơ giới để giũ bụi.
Hình 4.6. Nguyên lý hoạt động của lọc bụi túi vải
- Tính tốn lọc bụi túi vải trong trường hợp của Nhà máy
Lựa chọn túi lọc có cấu tạo dạng ống, mỗi túi là một ống riêng biệt, bên trong túi có lắp lồng thép để giữ căng túi lọc cho Nhà máy. Đây sẽ là căn cứ để tính tốn thiết bị lọc bụi tay áo cho Nhà máy.
Hình 4.7. Kết cấu lồng thép
- Để xác định bề mặt lọc túi vải, áp dụng công thức sau:
L K V F . 60 Trong đó: F - Diện tích bề mặt lọc, 2 m ; K
V - Năng suất (lưu lượng) khí qua túi lọc, VK 17.582,08 m3h L
- Tốc độ lọc, m/ ph. Tốc độ này phụ thuộc vào kiểu vải lọc và đặc tính bụi.
Hình 4.8. Kiểu vải lọc lựa chọn
Hình 4.9. Ảnh minh họa của hệ thống lọc bụi túi vải
- Lọc bụi tay áo
Bên ngồi được đậy bằng tơn, bên trong chứa nhiều túi lọc. Túi lọc có cấu tạo dạng ống, bên trong có lồng thép để giữ căng túi lọc, cụ thể như sau:
Khí cần lọc được đưa vào phễu chứa bụi rồi theo các ống túi vải đi từ trong ra ngoài hoặc ngược lại. Khi bụi đã bám nhiều vào mặt trong hoặc mặt ngoài của ống tay áo làm cho sức tăng cao, ảnh hưởng đến cơng suất lọc thì tiến hành hồn ngun bằng cách rung để giũ bụi kết hợp với việc thổi khí ngược từ ngồi vào trong ống tay áo hoặc phụt khơng khí nén.
Hình 4.10. Cấu tạo của lọc bụi tay áo
Thiết bị lọc bụi tay áo thường được chế tạo để làm việc trên các ống hút của máy quạt. Năng suất và hiệu quả lọc của thiết bị lọc bụi túi vải phụ thuộc rất nhiều vào chất liệu vải lọc.
4.2.3. Hệ thống xử lý khí thải độc hại
Hình 4.12. Nguyên lý hoạt động của hệ thống xử lý khí SO2
Nguyên lý
Sau khi dịng khí thải qua lọc bụi tay áo, bụi sẽ được giữ lại đến 98% nhưng vẫn cịn chứa khí SO2 nên tiếp tục phải xử lý bằng phương pháp hấp thụ. Nguyên lý hoạt động của hệ thống xử lý khí thải như sau:
Tóm tắt cơng nghệ xử lý khí thải như sau:
- Khí thải sau khi qua lọc bụi túi vải có nhiệt độ khá cao được sục vào trong bể tản nhiệt kín chứa nước lạnh để giảm nhiệt độ.
Dịng khí mang theo nhiệt độ cao làm cho nước trong bể nóng lên. Nước nóng trong bể tản nhiệt đi theo ống dẫn được lưu thông với bể làm mát. Máy thổi khí cung cấp khí tươi cho hệ thống đường ống sục khí dưới đáy của bể làm mát, kết quả nước trong bể này được làm mát và tuần hoàn trở lại bể tản nhiệt theo dịng đối lưu.
- Nhiệt độ dịng khí thải tại bể tản nhiệt được giảm xuống đáng kể, dịng khí này đi lên từ đáy bể sẽ theo đường ống dẫn khí đi đến tháp giải nhiệt. Tại đây được bố trí hệ thống giàn phun mưa cùng với hai lớp vật liệu lọc với các vách ngăn tràn.
Dung dịch hấp phụ được bơm từ bể chứa dung dịch theo ống dẫn đến giàn phun mưa. Nhờ sự phân bố đều dung dịch trên toàn bộ tiết diện ngang của 2 lớp vật liệu lọc đã làm cho khả năng tiếp xúc giữa dịng khí và dung dịch tăng cao.
- Khí SO2 sẽ tác dụng với dung dịch hấp thụ theo phương trình phản ứng sau:
SO2 + H2O H2SO3
H2SO3 + Ca(OH)2 CaSO3.2H2O SO3.2H2O + 1/2O2 CaSO4.2H2O
Các chất rắn CaSOx được lắng nhờ hệ thống lắng ly tâm được đặt trong bể chứa dung dịch. Cặn lắng được bơm vào bể chứa bùn và đem đi xử lý, dung dịch hấp phụ được bơm tuần hồn trở lại tháp. Khí SO2 chuyển động với vận tốc cao 5,5 - 6,0 m/s để hịa trộn với chất lỏng có thể mang theo các hạt sương. Màng tách nước được đặt ở tầng trên cùng của tháp có chức năng giữ lại các hạt sương bị mang theo cùng dịng khí đi lên. Ngồi ra màng này cũng có nhiệm vụ hấp thụ lượng khí thải cịn sót lại ở 2 lớp vật liệu lọc bên dưới.
Khi xây dựng hệ thống xử lý khí thải sẽ lắp đặt và thiết kế sẵn các cửa thuận tiện cho việc lấy mẫu khí thải, phục vụ cơng tác giám sát môi trường định kỳ của Nhà máy. Vị trí đặt cửa lấy mẫu khí thải cao cách mặt đất là 15 m.
* Thơng số kỹ thuật chính của hệ thống xử lý khí thải
Thơng số kỹ thuật chính của hệ thống xử lý khí thải cụ thể như sau:
- Tháp hấp thụ
+ Chức năng: Có chức năng phân tách các cấu tử trong hỗn hợp khí
+ Vận tốc dịng khí đi qua mua tháp: 0,5 m/s + Hình dạng: Tháp được thiết kế hình trịn. + Đặc tính kỹ thuật D = 1,4m; H = 6m + Vật liệu Inox SUS304
- Quạt hút
+ Chức năng: Dịng khí thải thốt ra ngồi mơi trường với áp lực thấp không thể thắng được lực cản trong đường ống và tháp hấp thụ. Quạt hút nhằm tăng áp lực dịng khí thải, tạo điều kiện để dịng khí thải có thể thắng được lực cản, đi qua tháp hấp thụ và thốt ra ngồi. Ngoài ra, quạt hút sẽ tạo ra luồng gió xốy trong đường ống và trong tháp để dịng khí thải tiếp xúc nhiều với dung dịch hấp thụ. Và nhằm đảm bảo cho hiệu suất đối của lò hơi, sử dụng quạt có mơtơ biến tần được điều chỉnh theo lưu lượng khói thải.
+ Cơng suất Quạt trục, 2Hp.
+ Đặc tính Mơtơ biến tần điều chỉnh theo lưu lượng khói thải
+ Vật liệu Inox - Thùng chứa dung
dịch sữa vơi
+ Hóa chất đưa vào thùng pha loãng với nước với liều lượng theo qui định và được khuấy trộn đều nước khi bơm vào hệ thống bằng bơm định lượng hóa chất.
+ Thùng chứa hóa chất có dung tích: 5 m3
- Bơm định lượng sữa vôi:
+ Chức năng: Là bơm chuyên dụng có khả năng bơm được những loại hóa chất có tính ăn mịn rất cao. Lưu lượng hóa chất được châm vào hệ thống rất chính xác và
đảm bảo áp lực vận hành. Các bơm hóa chất vận hành tự động theo chế độ hoạt động của bơm hoặc theo tín hiệu điều khiển pH.
+ Nhãn hiệu Doseuro + Nước sản xuất Ý + Số lượng 01
+ Công suất 30 L/h, P = 2bar + Vật liệu Nhựa tổng hợp
- Hệ thống điện điều khiển
+ Nguồn điện sử dụng cho hệ thống có điện thế 380V, tần số 50Hz, 3 pha. Công suất cấp điện được xác định dựa vào tất cả các thiết bị sẽ hoạt động đồng thời với công suất tối đa. Trong trường hợp nguồn điện gặp sự cố sẽ có hệ thống bảo vệ hoạt động tránh các hiện tượng hỏng hóc.
+ Tồn bộ hệ thống xử lý khí thải đều được tập trung điều khiển tại tủ điện trung tâm. Tủ điện bao gồm các Aptomat, cầu chì, rơle, khởi động từ, bộ định thời gian, bộ biến dòng, các đồng hồ hiển thị điện thế, cường độ dịng, đèn báo, chng báo, nút dừng khẩn cấp…
+ Chế độ vận hành tủ điện đơn giản, được thực hiện theo hai chế độ chính là tự động (Auto) và vận hành tay (Manu). Ở chế độ tự động người vận hành không cần thao tác trên tủ điện trong suốt chu kỳ vận hành hệ thống.
Chất lượng khí thải trước và sau hệ thống xử lý
Bảng 4.6. Chất lượng khí thải trước và sau hệ thống xử lý khí thải
TT Thơng số Đơn vị
Chấtlượng khơng
khí trước hệ thống xử lý (Sau lọc bụi tĩnh điện, lọc bụi tay áo và
xử lý khí thải SO2)
Chấtlượng
khơng khí sau hệ
thống xử lý (Sau
lọc bụi tĩnh điện, lọcbụi tay áo và
xử lý khí thải SO2) QCVN 19:2009 /BTNMT, mức B, Kp = 1 và Kv = 1 1. Nhiệt độ 0C 30 28 - 2. SO2 mg/Nm3 62 45 500 3. NOx mg/Nm3 48 37 850 4. CO mg/Nm3 55 35 1.000 5. CO2 (%)V 2,1 0,6 - 6. O2 (%)V 38,2 20,1 - 7. Bụi mg/Nm3 2,8 0,5 200 8. Fe mg/Nm3 3,1 0,35 - 9. Pb mg/Nm3 2,5 1,0 5 10. Cu mg/Nm3 7,2 5,0 10 11. Zn mg/Nm3 9,8 5,0 30
Các kết quả trên cho thấy nồng độ khí thải sau hệ thống xử lý đều đạt QCVN 19:2009/BTNMT, được phép xả ra mơi trường qua ống khói cao +60 m.
Quy trình vận hành hệ thống xử lý bụi và khí thải
Sau khi lắp đặt thiết bị xử lý khí thải cho Nhà máy, Nhà thầu sẽ hướng dẫn và chuyển giao công nghệ cho cán bộ công nhân của Nhà máy. Trong q trình đó, Nhà thầu sẽ cùng với cán bộ nhà máy xây dựng quy trình vận hành hệ thống xử lý khí thải.
4.4. Đề xuất phương pháp giảm thiểu bụi và khí thải4.4.1. Biện pháp phun sương giảm thiểu bụi 4.4.1. Biện pháp phun sương giảm thiểu bụi
Các khu vực lắp đặt
Với đặc thù là sản xuất chì thỏi, chì kim loại nên sẽ phát sinh nhiều bụi bắt đầu từ quá trình lưu trữ nguyên liệu, nghiền than. Do đó, tại một số công đoạn của Nhà máy sẽ lắp đặt hệ thống phun sương giảm bụi. Các khu vực sau sẽ được lắp đặt hệ thống phun sương để giảm thiểu bụi và điều hịa khơng khí:
+ Khu vực nghiền than
+ Khu vực trộn nguyên liệu (Diện tích phun
+ Khu vực đặt máy thiêu kết sýõng khoảng 6.000m2)
+ Khu vực đặt máy điện giải
Trong quá trình thực hiện giám sát môi trường định kỳ, các khu vực phát sinh bụi có nồng độ vượt QCVN 05:2013/BTNMT, giá trị trung bình trong 1h sẽ được tiếp tục lắp đặt hệ thống phun sương để giảm thiểu bụi.
Nguyên lý hoạt động
- Nguyên lý cơ bản của hệ thống phun sương bằng nước - khí nén dùng để dập bụi cho các khu vực trên là sự trộn lẫn nước và khí nén áp suất cao thành dạng sương, phun qua vòi thành loa hạt sương nhỏ dầy đặc, chuyển động với vận tốc lớn, đập vào hạt bụi và kéo nó rơi xuống đất, đặc biệt là những hạt có kích cỡ 0,1mm 0,5mm.
- Buồng trộn hỗn hợp nước khí nén của hệ thống làm việc như bơm Ejektor. Nước có áp suất cao đưa vào vòi phun, được phun ra dưới dạng hạt nhỏ, vận tốc lớn và lơi kéo thêm dịng khí đi từ ống dẫn khí vào buồng trộn. Tại đây hỗn hợp được trộn đều và được tăng áp một chút so với áp suất khí vào.
- Theo thiết kế, hỗn hợp nước và khí nén được đưa vào buồng trung gian, qua khe hẹp được phun ra ngồi theo hình phễu, góc loe phễu thay đổi khi điều chỉnh chi tiết vỏ từ 0 đến 900.
- Kết quả thử nghiệm công nghiệp cho thấy, hệ thống phun dập bụi bằng hỗn hợp nước khí nén đã lắp đặt tại nhiều Nhà máy cơng nghiệp sản xuất gạch, than, sắt - thép,… chothấy kết quả khả quan như sau:
+ Sau 18 tháng hoạt động liên tục, hệ thống vẫn làm việc bình thường, đáp ứng các yêu cầu thiết kế đặt ra, hiệu quả dập bụi đạt rất cao
+ Không làm ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm + Q trình phun sương khơng làm bết sàn và băng tải.
- Khi hệ thống phun hoạt động hàm lượng bụi giảm xuống hơi nước bốc lên làm cho nhiệt độ môi trường giảm hai lần, khơng khí trong lành hơn; cơng nhân cảm thấy dễ chịu hơn khi làm việc, nhất là trong những ngày khơ và nóng; giảm lượng bụi đáng kể bay vào khu dân cư lân cận. Hoạt động hệ thống đã cải thiện tốt điều kiện làm việc của công nhân khu vực sản xuất và vùng lân cận, không gây ảnh hưởng xấu đến quá trình sản xuất.
Thiết bị phun sương
Một hệ thống phun sương với 20 bec phun sẽ đảm nhận diện tích là 200