Chương 4 NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ CHẾ TẠO MỘT SỐ THIẾT BỊ XỬ LÝ HƠI HÓA CHẤT ĐỘC HẠI
4.3. Nghiên cứu thiết kế, chế tạo các tủ hút hóa chất phòng thí nghieọm
4.3.2. Tủ hút hóa chất phòng thí nghiệm xử lý hơi khí độc (BS-122)
Hiện nay trong tất cả các phòng thí nghiệm hóa học, các chất độc đều thải tự nhiên ra môi trường làm ô nhiễm không khí một cách trầm trọng. Số lượng các phòng thí nghiệm như vậy lên tới hàng ngàn, còn trong ngành dược và thuỷ sản lên tới 400-500. Nhu cầu ISO, GLP và HACCP hóa các phòng thí nghiệm bắt buộc phải lắp đặt các tủ hút hóa chất có xử lý. Đây là một yêu cầu cũng rất bức thiết của các phòng kiểm nghiệm dược và thuỷ sản.
Chính vì lẽ đó, việc tìm các giải pháp kỹ thuật để tạo ra được tủ hút hóa chất có xử lý là vấn đề hết sức bức thiết. Bản chất của giải pháp là làm sao chế tạo được một loại tủ hút hóa chất xử lý được chất thải khí độc hại mà giá thành lại phù hợp với khả năng tài chính của các cơ sở trong nước như trên đã đề cập, tủ nước ngoài có xử lý, giá từ 8000 đến 25000 USD. Để đạt được mục tiêu trên chúng tôi phải giải một bài toán rất khó khăn và phức tạp là: thiết bị phòng thí nghiệm phải là một thiết bị hoàn chỉnh, đồng bộ, gọn nhẹ có
chất lượng xử lý tốt, giá thành thiết bị xử lý và thay thế chất liệu lọc phải hợp lý.
Do đó không thể nghĩ đến việc lắp thêm một bộ xử lý rời bên ngoài tủ rất cồng kềnh, chiếm diện tích phòng thí nghiệm, mất mỹ quan công nghiệp và không thể lắp đặt trên các tầng cao trong trường hợp đưa bộ xử lý ra bên ngoài để thu gọn dieọn tớch thieỏt bũ.
Nội dung của giải pháp phải giải quyết còn ở chỗ Tủ hút hóa chất phải tương ứng qui cách tủ theo tiêu chuẩn chung, thường giới hạn ở kích thước ngoài Dài×Rộng×Cao = 1200×600× 2000mm. Do vậy toàn bộ hệ xử lý cũng phải gói gọn trong không gian bé nhỏ mà vẫn đạt hiệu quả xử lý.
Để giải quyết vấn đề này chúng tôi đã nghiên cứu thử nghiệm hai nguyên lý xử lý chất thải khí.
* Phương án 1: Sử dụng các chất hấp phụ dạng hạt nạp vào hệ xử lý. Song đặc trưng của chất hấp phụ dạng hạt là rất nhanh chóng bị bão hoà hơi ẩm. Với lưu lượng quạt 1500-2000 m3/giờ thì không lâu toàn bộ “bẫy” hấp phụ bị vô hiệu hóa.
Do vậy chúng tôi đã phải thiết kế hệ hấp phụ 2 cấp. Cấp 1 xử lý hơi ẩm, cấp II xử lý hơi hữu cơ và hơi axít vô cơ. Trong hệ xử lý cấp 1 phải thiết kế bộ gia nhiệt để
Hình 27 - Tủ hút hóa chất xử lý hơi khí độc lắp đặt tại XNLH Dược Hậu Giang
tái sinh khi bộ lọc bị bão hòa hơi nước. Khi lắp đặt vào thiết bị trở lực hệ xử lý quá lớn do đó chúng tôi phải tìm giải pháp khác.
Bảng 8 – Kết quả kiểm tra khả năng xử lý của Hệ thống xử lý khí độc (hơi axít vô cơ) di động
Nồng độ HNO3 (mg/m3) Mẫu Sử dụng H2O làm
dung dịch hấp thụ Sử dụng NaOH làm dung dũch haỏp thuù
Thiết bị đo và phương pháp phân tích Trên đường ống hút
phía trước thiết bị xử lý khí độc di động
79,63 83,475 Trên đường thoát
phía sau thiết bị xử lý khí độc di động
46,28 1,890 Hiệu suất xử lý hơi
acide (η) 41,88% 97,735 %
Laáy maãu hôi, khí baèng máy lấy mẫu không khí model 822 (USSR). Hôi acide HNO3 được thu mẫu theo phương pháp
hấp thụ và phân tích bằng phương pháp
chuẩn độ thể tích
* Số liệu đánh giá thiết bị tại xưởng thực nghiệm Cửa kính
Mặt bàn công tác chế tạo bằng vật
liệu chống cháy Tấm phân phối gió Mieọng huựt
gió
Ống gắn bộ phận đối trọng
Hình 28 - Keát caáu cuûa tuû huùt khí độc BS-122
* Phương án 2: Sử dụng nguyên lý hấp thụ khí và dung dịch xử lý đi ngược chiều để hấp thụ chất độc – Đây là nguyên lý thông dụng không có gì mới. Thông thường, người ta chế tạo các tháp hấp thụ có chiều cao lớn 1500-2000mm nhằm tăng thời gian lưu. Nhưng lắp một tháp hấp thụ như vậy vào tủ hút thì không thể được vì kích thước quá lớn, mà để tháp xử lý ở bên ngoài cũng cồng kềnh, rất khó khăn bố trí mặt bằng lắp đặt trong thực tế. Cho nên việc ứng dụng nguyên lý hấp thụ trong trường hợp này phải có cải tiến và biến tính cho phù hợp với các yêu cầu lắp đặt. Chúng tôi đã thiết kế một bộ xử lý không theo phương thẳng đứng mà đặt nằm ngang. Bộ xử lý có dạng hình hộp chữ nhật có đường đi gần bằng một bồn xử lý cao khoảng 1200mm có khả năng xử lý triệt để hơi hóa chất ở nồng độ yếu, xử lý cơ bản ở nồng độ trung bình và giảm thiểu ở nồng độ cao và rất cao. Song qua lắp đặt thử nghiệm tại phân xưởng kiểm nghiệm Xí nghiệp liên hợp dược Hậu Giang thấy có những nhược điểm về mặt kết cấu và lắp đặt. Hiện nay chúng tôi chuyển sang phương án “tháp hấp thụ” cho những cơ sở có mặt bằng lắp đặt bộ xử lý riêng biệt như Xí nghiệp liên hợp dược Hậu Giang và đang chế tạo phương án tháp xử lý theo nguyên lý “xủi bọt” được đặt ở khoang hút phía trên khoang làm việc của tủ. Dung dịch xử lý và hệ thống bơm được để ở khoang phía dưới bàn thao tác. Toàn bộ hệ điện điều khiển được lắp phía ngoài để tránh sự cố kỹ thuật do điện với các dung môi có áp suất hơi bão hoà cao và có khả năng bắt cháy ở nhiệt độ thấp.
Với việc sử dụng các giải pháp kỹ thuật nêu trên của Đề tài (trong chương 4 – mục 4.3.1) chúng tôi đã thiết kế chế tạo và đưa vào sử dụng một số loại tủ hút hóa chất để bàn và tủ đựng hóa chất có xử lý được nêu trong các hình sau. Những sản phẩm đó đều đã được lắp đặt thử nghiệm tại Phân xưởng kiểm nghiệm – Xí nghiệp liên hợp dược Hậu Giang. Qua nhiều tháng sử dụng cơ sở đánh giá có hiệu quả xử lyù toát.
4.3.3. Nghiên cứu thiết kế chế tạo chụp hút có cánh tay di động.
Cũng như các sản phẩm khác của Đề tài, chụp hút di động cũng được các xí nghiệp dược “đặt hàng” cho các cơ sở nghiên cứu. Theo thông báo, phân xưởng kháng sinh của Xí nghiệp có bộ phận cân nguyên liệu phải hút tại chỗ hơi kháng sinh, xí nghiệp đã phải nhập của nước ngoài với giá 1400USD chưa có hệ xử lý.
Sau khi tìm hiểu các tài liệu nước ngoài, thấy rằng họ sử dụng hệ xử lý này khá phổ biến, không những dùng hút cục bộ cho các khu sản xuất và thí nghiệm,
Hình 29 - Tủ đựng hóa chất Bảng điều khiển
Miệng thổi gió
Phin lọc than hoạt tính
Quạt hút
Cửa kính
Ngaên keùo
Khay chứa hóa chaát
Hộp phin lọc
Taám sau
mà còn lắp đặt cả hệ trung tâm cho các xí nghiệp lớn (xem ảnh).
Theo dự đoán chuyên môn, chúng tôi thấy nhu cầu lắp đặt các loại chụp loại này rất lớn, bởi vậy Đề tài đã triển khai nghiên cứu thiết kế và chế tạo các chụp hút tương tự những mẫu của nước ngoài.
Ở đây cần giải quyết 2 vấn đề chính – một là thiết kế và chế tạo chụp hút, các khớp nối dạng
“cánh tay di động” và các chi tiết lắp ráp đồng bộ.
Thứ hai – là chế tạo các bộ xử lý. Như trên đã trình bày các loại bộ xử lý chúng tôi đã giải quyết theo nhiều phương án công nghệ. Trong trường hợp này tuỳ thuộc vào mức độ lọc và xử lý có thể áp dụng các giải pháp nêu trên như bộ xử lý hơi
dung môi hữu cơ bằng thiết bị sử dụng các phin lọc than hoạt tính hay sử dụng tháp haỏp thuù…
Việc thiết kế, chế tạo các chụp hút và các khớp nối không phải là vấn đề quá phức tạp trong điều kiện phát triển của ngành nhựa thành phố Hồ Chí Minh hiện nay.
Kết quả là, sau một thời gian nghiên cứu, thiết kế chế tạo và lắp ráp thử nghiệm, chúng tôi đã giải quyết được các vấn đề nêu trên. Mô hình thử nghiệm đầu tiên được lắp đặt tại phân xưởng kiểm nghiệm, Xí nghiệp liên hợp dược Hậu Giang với 6 chụp hút cho các bàn thí nghiệm hóa chất. Toàn bộ hệ xử lý được lắp trên trần kỹ thuật. Hệ điện điều khiển tắt – mở từ xa sử dụng các sensor hồng ngoại để tránh kéo điện từ trần xuống không đảm bảo mỹ quan công nghiệp.
Trong những trường hợp cần thiết có thể lắp hệ xử lý trung tâm phục vụ cho cả 1 dây chuyền sản xuất, nhất là xí nghiệp điện, điện tử, hoá chất…
Hình 30 - Chụp hút di động sản xuất tại nước ngoài
Hình 31 - Chụp hút di động do đề tài nghiên cứu thiết kế, chế tạo lắp đặt tại Phân xưởng Kiểm nghiệm-Xí nghiệp liên hợp dược Hậu Giang
Hình 32 - Bản vẽ tổng thể và lắp ghép các chi tiết Chụp hút di động Mieọng huựt
Ty
OÁng noái Ngàm lò
xo Khớp nối
Chốt giữ khớp nối
Chốt giữ khớp nối