9.3.1. Đặc điểm của bụi
- Bụi nguyên liệu bốc lên trong quá trình sản xuất chiếm khoảng (0,15% ÷ 0,2%) lưọng chất độn và phụ gia sử dụng, có thành phần chính là: bột tale, bột kaolin, bột than. Hàm lượng bụi hô hấp ( d < 5μm) chiếm khoảng 30% hàm lượng bụi thành phần. Đây là bụi có kích thước nhỏ dể xâm nhập vào tần phế nang của phổi rất nguy hiểm. Đặc biệt là bụi tale và bụi kaolin đều có hàm lượng SiO2 rất cao, rất độc hại.
- Hiện tại nồng độ bụi tại khu vực cán luyện trung bình từ 4 ÷ 5,5 mg/m3 không khí. Bụi ở đây ở dạng bột mịn, ít kết dính trong điều kiện ẩm.
- Lượng bụi sau khi qua hệ thống xử lý có thể được thu hồi và tái sử dụng lại.
9.3.2. Lựa chọn quy trình công nghệ xử lý bụi 9.3.2.1. Phân loại các phương pháp lọc bụi
a - Lọc bụi theo phương pháp trong lực:
Các hạt bụi đều có khối lượng, dưới tác dụng của trọng lực các hạt có xu hướng chuyển động từ trên xuống (đáy của thiết bị lọc bụi). Tuy nhiên, đối với các hạt bụi nhỏ, ngoài tác dụng của trọng lực còn có lực chuyển động của dòng khí và lực ma sát của môi trường. Như đã biết, trở lực phụ thuộc vào nhiều nhân tố trong đó có kích thước hạt bụi, do vậy sẻ ảnh hưởng đến độ lắng của hạt. Vì vậy lọc bụi theo phương pháp trọng lức chỉ áp dụng với hạt bụi có kích thước lớn, bụi thô với thành phần cỡ hạt trên 50 μm là chiếm tỷ lệ cao.
b- Lọc bụi theo phương pháp ly tâm – xiclon - tấm chớp - lọc bụi theo quán tính:
Khi dòng chuyển động đổi hướng hoặc chuyển động theo đường cong, ngoài trọng lực tác dụng lên hạt còn có lực quán tính, lực này lớn hơn nhiều lần so với trọng lực. Dưới ảnh hưởng của lực quán tính, hạt có xu hướng chuyển động thẳng, nghĩa là các hạt có khả năng tách ra khỏi dòng khí. Hiện tượng này được sử dụng trong các thiết bị lọc: xiclon, tấm chớp … các thiết bị này chỉ có khả năng tách các hạt bụi có
Hiện trạng môi trường và thiết kế hệ thống xử lý môi trường không khí tại công ty cổ phần cao su Đà Nẵng.
SVTH : Đinh Thị Việt Hà - Lớp 01MT Trang 63 GVHD: GVC - ThS. Nguyễn Thị Lê
kích thước d > 10μm nên khi dùng để lắng hạt bụi có kích thước nhỏ sẽ không có hiệu quả.
1b. Xiclon
Là thiết bị lọc ly tâm kiểu đứng, thiết bị lọc bụi này hình thành lực ly tâm đẻ tách bịi ra khỏi không khí .Nó được ứng dụng rộng rải trong công nghiệp.
Thân xiclon thường hình trụ có đáy là chóp cụt. Ống khí vào được bố trí theo phương tiếp tuyến với thân xiclon, khí nghiệm bụi đi vào phần trên của xiclon.
- Ưu điểm:
+ Không có phần chuyển động.
+ Có thể làm việc ở chế độ cao.
+ Có khả năng thu hồi vật liệu mài mòn mà không cần bảo vệ bề mặt xiclon.
+ Thu hồi bụi ở dạng khô.
+ Làm việc tốt ở áp suất cao.
+ Chế tạo đơn giản dễ dàng thay thế sửa chửa từng bộ phận.
+ Năng suất cao.
+ Giá thành chế tạo rẻ.
+ Hiệu quả không phụ thuộc vào sự thay đổi nồng độ bụi.
- Nhược điểm:
+ Hiệu quả vận hành kém khi bụi có kích thước nhỏ hơn 5μm.
+ Không thể thu hồi bụi kết dính.
+ Tổn thất áp suất của thiết bị tương đối cao.
c- Lọc bụi theo phương pháp ẩm:
Khi các hạt bụi tiếp xúc với bề mặt dịch thể các hạt bụi sẽ bám trên bề mặt đó, dựa trên nguyên tắc đó có thể tách các hạt bụi ra khỏi dòng khí. Thực nghiệm cho thấy, theo phương pháp này chỉ thu hồi các hạt bụi có kích thước d > 4 ÷ 5,5μm.
Các hạt bụi nhỏ, đặc biệt là bụi tạo thành do quá trình thăng hoa thì lọc bụi theo phương pháp này sẽ kém hiệu quả, do tính chất tự nhiên của hạt bụi dễ bị bôi trơn bằng dịch thể.
- Ưu điểm:
+ Hiệu quả thu hồi bụi cao hơn.
+ Có thể ứng dụng để thu hồi bụi có kích thước đến 0,1 μm.
+ Có thể sử dụng khi độ ẩm và nhiệt độ cao.
+ Tránh được nguy hiểm cháy, nổ thấp nhất.
+ Cùng với bụi có thể thu hồi hơi và khí.
- Nhược điểm:
+ Bụi thu được ở dạng cặn do đó phải xử lý nước thải, làm tăng giá thành của quá trình xử lý.
+ Các giọt lỏng có khả năng bị cuốn theo khí và cùng với bụi lắng trong ống dẫn và máy hút bụi.
+ Trong trường hợp khí có tính ăn mòn cần phải bảo vệ thiết bị và đường ống bằng vật liệu chống ăn mòn.
+ Chất lỏng tưới thiết bị thường là nước. Khi kết hợp quá trình thu hồi bụi với xử lý hóa học, chất lỏng được chọn theo quá trình hấp thụ.
d- Lọc bụi điện:
Hiện trạng môi trường và thiết kế hệ thống xử lý môi trường không khí tại công ty cổ phần cao su Đà Nẵng.
SVTH : Đinh Thị Việt Hà - Lớp 01MT Trang 64 GVHD: GVC - ThS. Nguyễn Thị Lê
Khí chứa bụi đượpc dẫn qua điện trường có điện thế cao. Dưới tác dụng của điện trường khí bị ion hoá. Các ion bám trên các hạt bụi và tích điện cho chúng. Các hạt bụi sau khi tích điện được qua một điên trường chúng sẽ bị hút về cực khác dấu. Phương pháp này dùng để thu hồi các hạt bụi nhỏ có kích thước bất kỳ và bụi có giá trị.
- Ưu điểm:
+ Mức độ làm sạch cao có thể tới 99%.
+ Chi phí năng lượng thấp cho việc thu gom bụi khoảng 0,1-0,5 kW/h cho 1000m3 khí.
+ Có thể thu gom các hạt bụi có kích thước 0,1-100μm(và nhỏ hơn) khi nồng độ trong không khí từ vài gam đến 50g/m3.
+ Nhiệt độ làm việc có thể cao hưon 500oC.
+ Những thiết bị lọc bụi tĩnh điện có thể làm việc với áp suát chân không cũng như khi áp suất cao.
- Nhược điểm:
+ Độ nhạy cao, nên nếu có sự sai khác nhơ giữa giá trị thực tế của công nghệ và thông số tính toán thiết kê thì hiệu quả lọc bụi cũng giảm sút nhiều.
+ Không thể sử dụng cho các loại bụi dễ gây cháy nổ do trong thiét bị có xuất hiện các tia lữa điện.
+ Dễ hư hỏng cơ khí trong vùng hoạt tính của thiêt bị.
Có nhiều dạng thiết bị lọc bụ khác nhau được phân loại theo két cấu bộ lọc, cực phóng điện, cực lắng, số lượng điện trường dạng phân phối khí và dạng tháo khô hay ướt.
e- Lọc bụi qua túi vải – màng vải:
Các đặc tính quan trọng nhất của lưới lọc bụi Là hiệu quả lọc, sức cản khí động và thời gian của chu kỳ hoạt eđộng trước khi thay đổi mới hoặc hoàn nguyên.
Quá trình lọc bụi bằng các loại vật liệu lọc như vải, sợi xoắn rối, cactong làm bằng hỗn hợp sợi xenlulozơ-amiăng gồm các sợi có đường kính khác nhau…
Khi cho khí chứa bụi đi qua lưới lọc bụi, các hạt bụi tiếp cận với các sợi của vật liệu lọc và tại đó xảy ra các tác đọng tương hỗ (va đập quán tính, thu bắt do tiếp xúc và khuếch tán) giữa hạt bụi và vật liệu lọc. Trong quá trình lọc đối với các hạt bụi đến sau. Tuy nhiên, bụi tích tụ càng nhiều làm cho kích thước lỗ ngày càng giảm vì vậy sau một thời gian làm việc nào đó cần phải phá vỡ và loại lớp bụi ra.
Thiết bị lọc được chia làm 3 loại, phụ thuộc vào chức năng và nồng độ bụi vào ra:
+ Thiết bị tinh lọc (hiệu quả cao): Dùng để thu hồi bụi cực nhỏ với hiệu quả rất cao (>99%) với nồng độ đầu vào thấp (<1mg/m3) và vận tốc lọc < 10 cm/s. Thiết bị lọc này ứng dụng để thu hồi bụi độc hại đặc biệt, cũng như để siêu lọc không khí. Vật liệu lọc không được thu hồi.
+ Thiết bị lọc không khí được sử dụng trong hệ thống thông khí và điều hoà không khí. Chúng được dung để lọc khí có nồng độ bụi mnhỏ hơn 50 mg/m3, với vận tốc lọc 2,5-3 m/s. Vật liệu lọc có thể được phục hồi hoặc không phục hồi.
+ Thiết bị lọc công nghiệp (vải, hạt, sợi thô): được sử dụng để làm sạch khí công nghiệp có nồng độ bụi đến 60g/m3 với kích thước hạt lớn hơn 0,5μm, vật liệu lọc thường được phục hồi.
Hiện trạng môi trường và thiết kế hệ thống xử lý môi trường không khí tại công ty cổ phần cao su Đà Nẵng.
SVTH : Đinh Thị Việt Hà - Lớp 01MT Trang 65 GVHD: GVC - ThS. Nguyễn Thị Lê
Khí chứa bụi dẫn qua màng vải, bụi được giữ lại trên đó. Khi tốc độ khí không lớn có thể đạt độ sạch cao. Dùng để thu hồi bụi có giá trị ở trạng thái khô với hiệu quả cao hoặc rất cao.
9.3.2.2. Lựa chọn phương pháp xử lý bụi
- Từ các đặc điểm của bụi than và các phương pháp lọc bụi, ta có thể sử dụng phương pháp lọc bụi điện và lọc bụi qua túi vải để thu gom bụi bốc ra từ máy luyện tại Xưởng cán luyện.
- Một đặc tính của bụi than là có nguy cơ cháy nổ cao, nên ta không sử dụng thiết bị lọc điện để xử lí mặc dù hiệu quả xử lí của thiết bị rất cao. Do bên trong thiết bị lọc điện có sinh ra các tia lữa điện gặp bụi than dễ phát sinh cháy, nổ.
- Với yêu cầu xử lí đạt hiệu quả cao (tuần hoàn sử dụng lại) và thu hồi bụi khô.
- Thiết bị lọc túi vải có hiệu quả xử lí cao với độ tin cậy cao, có cấu tạo và vận hành đơn giản, tiết kiệm chi phí năng lượng và chi phí bảo trì.
- So với thiết bị cùng loại thì lọc tay áo với hệ thống cơ rung thì giá thành hạ (do không cần phải sử dụng hai đơn nguyên, giảm được số túi vải sử dụng mặc dù giá vải dùng cho tái sinh khí nén có cao hơn), vận hành tự động gần như hoàn toàn…Tuy vậy công tác bảo trì và kiểm tra rất nghiêm ngặt, việc chế tạo cần độ chính xác cao.
- Là thiết bị được chế tạo và sử dụng rộng rãi.
- Kích thước thiết bị không lớn, không chiếm nhiều diện tích.