xử lý khí thải nhà máy xi măng

Hiện nay nước ta đang trong giai đoạn công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước nên nhu cầu về xây dựng cở sở vật chất kỹ thuật, cơ sở hạ tầng cho các khu công nghiệp, xây dựng đường giao thông, nhà ở và các công trình khác tăng lên rõ rệt. Do đó nhu cầu về nguyên vật liệu xây dựng đặc biệt là nhu cầu về xi măng tăng cao.Xi măng là vật liệu thông dụng nhất trong ngành công nghiệp xây dựng. Xi măng đã có mặt trong đời sống của con người hàng nghìn năm qua và cho đến nay con người vẫn sử dụng nó trong hầu hết các công trình xây dựng. Theo những dự đoán thì xi măng vẫn là chất kết dính chủ lực trong thế kỷ tới.Tuy nhiên, trong quá trình hoạt động sản xuất ngành công nghiệp xi măng cũng thải ra nhiều chất ô nhiễm gây hại cho con người và môi trường sống. Công nghệ sản xuất xi măng chủ yếu sử dụng nhiên liệu như: than, dầu…để cấp nhiệt cho các quá trình nung lò trong quá trình sản xuất. Trong các loại nhiên liệu này có chứa các thành phần như C, S, N…khi đốt sẽ sinh ra các khí độc hại: CO, NOx, SO2…các khí này khi phát thải sẽ gây ảnh hưởng tới môi trường không khí.Hơn thế nữa hiện nay vấn đề ô nhiễm không khí chủ yếu là do các khí CO, SO2, NOx…tạo ra đã gây ra nhiều hậu quả nặng nề và gây ảnh hưởng trực tiếp đến con người và động thực vật trong đó quá trình nung clinker trong công nghệ sản xuất xi măng cũng là một nguyên nhân gây phát thải các khí độc hại gây ô nhiễm môi trường không khí. Do đó việc xử lý khí thải phát sinh trong quá trình đốt nhiên liệu cấp cho lò nung là hết sức quan trọng và cần thiết. Hiện nay có rất nhiều các phương pháp xử lý các khí thải độc hại này tuy nhiên việc lựa chọn công nghệ xử lý phụ thuộc vào điều kiện thực tế và công nghệ sử dụng trong quá trình sản xuất.Hiện nay, công nghệ sản xuất xi măng chủ yếu gồm 2 phương pháp là công nghệ sản xuất xi măng lò đứng và lò quay. Trong khuôn khổ bài tập lớn môn học chúng em xin được tìm hiểu về công nghệ sản xuất xi măng lò quay và lựa chọn phương pháp, dây chuyền xử lý khí thải lò nung clinker sử dụng công nghệ sản xuất xi măng lò quay với công suất 4000 tấn clinkerngày.II. Tổng quan về xi măng1.Tình hình phát triển công nghệ sản xuất xi măng trên thế giới 1Trên thế giới hiện nay có khoảng hơn 160 nước sản xuất xi măng, tuy nhiên các nước có ngành công nghiệp xi măng chiếm sản lượng lớn của thế giới thuộc về Trung Quốc, Ấn Độ và một số nước như khu vực Đông Nam Á là Thái Lan và Indonesia, Việt Nam.Nhu cầu về tiêu thụ xi măng trên toàn cầu không ngừng tăng lên. Từ năm 1950 cho đến nay, sản lượng xi măng liên tục tăng cùng với sự phát triển trong công nghệ sản xuất xi măng. Theo dự báo nhu cầu sử dụng xi măng từ nay đến năm 2020: Tăng hàng năm 3,6% năm nhu cầu sử dụng xi măng có sự chênh lệch lớn giữa các khu vực trên thế giới: (nhu cầu các nước đang phát triển 4,3% năm, riêng châu Á bình quân 5%năm, các nước phát triển xấp xỉ 1%năm.Các nước tiêu thụ lớn xi măng trong những năm qua phải kể đến: Trung Quốc, Ấn Độ, Mỹ, Nhật Bản, Hàn Quốc, Nga, Tây Ban Nha, Italya, Braxin, Iran, Mê hy cô, Thổ Nhĩ Kỳ, Việt Nam, Ai Cập, Pháp, Đức....2.Tình hình phát triển công nghệ sản xuất xi măng ở Việt Nam 1Xi măng là một trong những cơ sở công nghiệp được hình thành và phát triển sớm nhất ở Việt Nam (cùng với các ngành than, dệt, đường sắt)... Ngành công nghiệp xi măng của Việt Nam đã trải qua hơn 100 năm xây dựng và phát triển, bắt đầu từ Nhà máy xi măng Hải Phòng được thành lập năm 1899 với nhãn mác con Rồng Xanh, Rồng Đỏ đã có mặt tại Hội chợ triển lãm Liege (Pháp) năm 1904 và hàng vạn tấn xi măng Hải Phòng đã có mặt trên thị trường tiêu thụ ở các nước như vùng Viễn đông, Vladivostoc, Java (Indonesia), Hoa Nam (Trung Quốc), Singapore...Từ năm 1991 đến nay là giai đoạn phát triển mạnh nhất của ngành xi măng Việt Nam. Sau 19 năm, tổng công suất thiết kế đã gấp 13 lần và Việt Nam trở thành nước đứng đầu khối ASEAN về sản lượng xi măng. Năm 2012, tổng công suất thiết kế các nhà máy xi măng đạt 68,5 triệu tấn, năng lực sản xuất 63 triệu tấn, về cơ bản cung đã vượt cầu.Hiện nay có 46 doanh nghiệp tham gia sản xuất và kinh doanh trong ngành xi măng, với tổng công suất lên đến 68,5 triệu tấnnăm, trong đó gồm có: 68 dây chuyền lò quay với tổng công suất thiết kế 67.,32 triệu tấnnăm và 13 dây chuyền xi măng lò đứng với tổng công suất thiết kế 1,18 triệu tấnnăm.Hiện nay các nhà máy xi măng phân bố không đều giữa các khu vực. Hầu hết các nhà máy tập trung nhiều tại miền Bắc nơi có vùng nguyên liệu đầu vào lớn, trong khi đó các nhà máy lớn phía Nam rất hạn chế. Do đó nguồn cung xi măng ở phía Bắc thì dư thừa trong khi miền Nam lại thiếu hụt.3.Các loại sản phẩm xi măng chính 2Hiện nay trên sản phẩm xi măng trên thị trường có nhiều loại, tuy nhiên thông dụng trên thị trường Việt Nam gồm hai loại sản phẩm chính: Xi măng Portland: chỉ gồm thành phần chính là clinker và phụ gia thạch cao. Ví dụ: PC 30, PC 40, PC 50. Clinker xi măng được sản xuất với thành phần chủ yếu gồm CaO liên kết với các oxit axit : CaO: 59 – 67%; SiO2: 16 – 26%; Al2O3: 4 – 9%; Fe2O3: 2 – 6%; MgO: 0.3 – 3%. Ngoài ra trong clinker còn chứa một hàm lượng nhỏ các oxit axit như TiO2 < 0.5%, R2O 85% và MgCO3< 5%. Thông thường các nhà máy xi măng ở nước ta đều sử dụng đá vôi có hàm lượng CaCO3= 90 – 98 % ( CaO = 50 – 55%), MgO < 3% và ôxít kiềm không đáng kể.Đá vôi sau khi khai thác được đập sơ bộ bằng máy đập hàm sau đó được chuyển vào máy đập búa để đạt kích thước thích hợp 5 25 mm. Đá vôi sau đó sẽ được chuyển về kho chứa và đồng nhất bằng hệ thống vận chuyển. Đất sét là là nguyên liệu chiếm thứ 2 trong sản xuất xi măng. Theo TCVN 6071:1996, hỗn hợp nguyên liệu sét dùng đểsản xuất xi măng phải có hàm lượng các ôxít trong khoảng sau: SiO2= 55 ÷ 70%, Al2O3= 10 ÷ 24%, K2O + Na2O ≤ 3%. Các nhà máy xi măng ở nước ta hầu hết đều sử dụng đất sét đồi có hàm lượng SiO2=58 ÷66%, Al2O3= 14 ÷ 20%, Fe2O3= 5 ÷ 10 %, K2O+Na2O = 2 ÷ 2,5%. Ngoài sét đồi, ở một số nơi có thể sử dụng sét ruộng hoặc sét phù sa. Những loại sét này thường có hàm lượng SiO2 thấp hơn, Al2O3 và kiềm cao hơn, nên phải có nguồn phụ gia cao silic để bổsung SiO2. Việc này trở nên khó khăn hơn khi yêu cầu sản xuất xi măng hàm lượng kiềm thấp.Đất sét được đập nhỏ bằng máy cán trục. Sau đó việc gia công lại tùy thuộc vào công nghệ sản xuất. Với công nghệ sản xuất xi măng bằng lò quay phương pháp ướt: Đất sét sau khi được đập nhỏ được cho vào máy bừa bùn, bùn ra có độ ẩm khoảng 60 70% được đưa vào bể chứa chuẩn bị đưa vào máy nghiền cùng đá vôi. Với công nghệ sản xuất xi măng bằng lò quay phương pháp khô: Đất sét được đập sơ bộ bằng máy cán trục hoặc máy thái đất sau đó được vận chuyển vào kho chứa và đồng nhất bằng hệ thống vận chuyển. 2.2 Nghiền phối liệu Quá trình nghiền phối liệu nhằm mục đích nghiền mịn đồng thời tăng độ đồng nhất của hỗn hợp phối liệu. Sau khi gia công nguyên liệu sơ bộ, đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật, hỗn hợp phối liệu được nghiền mịn trong các máy nghiền, đồng thời kết hợp với việc đồng nhất hoá hỗn hợp phối liệu. Với mỗi phương pháp sản xuất khác nhau, quá trình nghiền mịn, khuấy trộn và điều chỉnh hỗn hợp phối liệu lại có quy trình thích ứng khác nhau. Đối với công nghệ sản xuất xi măng bằng lò quay phương pháp khô: đá vôi và đất sét được đồng nhất hoá sơ bộ trong kho đồng nhất bằng thiết bị rải đổ. Sau đó, hỗn hợp nguyên liệu và phụ gia điều chỉnh được định lượng để cho vào máy sấynghiền. Hệ thống này có thể là máy sấynghiền bi liên hợp hoặc máy sấynghiền đứng liên hợp. Hỗn hợp được nghiền mịn đồng thời tăng độ đồng nhất của hỗn hợp phối liệu. Bột liệu đạt độ mịn được vận chuyển lên silo chứa. Đối với công nghệ sản xuất xi măng bằng lò quay phương pháp ướt: đá vôi, đất sét và phụ gia được nghiền trong máy nghiền bi thành bùn nhão, sau đó mới được bơm sang bể chứa. Tại đây dung dịch được kiểm tra, điều chỉnh thành phần, đồng thời được khuấy trộn để chống lắng và tăng độ đồng đều. Độ mịn của hỗn hợp phối liệu có ảnh hưởng rất lớn đến quá trình nung luyện và chất lượng clinker. Độ mịn của hỗn hợp phối liệu càng cao, bề mặt tiếp xúc giữa các cấu tử nguyên liệu càng lớn, quá trình hoá lý xảy ra khi nung càng nhanh, chất lượng clinker càng cao. Độ mịn của phối liệu cao cũng đồng nghĩa với việc tiêu tốn năng lượng nghiền lớn. 2.3 Nung clinker Quá trình nung clinker sử dụng năng lượng nhiệt để làm các khoáng trong hỗn hợp phối liệu nóng chảy một phần, phản ứng và kết khối tạo thành clinker tại nhiệt độ 14001450oC. Trong quá trình nung nóng và làm nguội clinker, các quá trình hoá lý được diễn ra có lúc nối tiếp nhau, có lúc đồng thời chứ không tách biệt. Có thể tạm chia quá trình nung clinker thành các quá trình riêng rẽ sau: Sấy hỗn hợp phối liệu (mất nước lý học) Dehydrat hoá khoáng sét (mất nước hoá học) Phân huỷ CaCO3 và MgCO3 (decarbonat) Phản ứng trong pha rắn (phản ứng toả nhiệt)Phản ứng khi có mặt pha lỏng nóng chảy (phản ứng kết khối)Quá trình kết tinh khi làm nguội 2.4 Làm nguội clinker Để tăng cường chất lượng clinker, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình vận chuyển, lưu trữ và nghiền tiếp theo, quá trình làm nguội clinker được thực hiện nhằm giảm nhiệt độ clinker, thu hồi nhiệt dư bằng cách hoàn lưu một phần nhiệt của không khí nóng để nâng cao hiệu suất nhiệt của hệ thống nung. Clinker được làm mát bằng không khí tới nhiệt độ 100 – 200oC trong bộ phận làm lạnh clinker. Khí nóng thu hồi được sử dụng làm khí cháy thứ cấp trong lò nung. Trong công nghiệp hiện đại thiết bị làm lạnh lò vệ tinh và ghi làm lạnh được sử dụng phổ biến nhất. Thiết bị làm lạnh lò vệ tinh: có cấu tạo gồm nhiều lò con ( 9 11 lò con) được lắp trực tiếp vào vỏ lò quay ở phần cuối zôn làm lạnh. Thiết bị làm lạnh lò vệ tinh thường chỉ đạt công suất 800 1000 tấn ngày. Các lò không thể được chế tạo với thể tích lớn do trọng lượng lò quá nặng. Lò vệ tinh có ưu điểm là vốn đầu tư cơ bản và chi phí sản xuất thấp, nhưng gây tiếng ồn, nhiệt độ clinker ra khỏi lò cao (200oC). Mặc dù thiết bị được làm lạnh một phần bằng nước, các chi tiết máy bị mài mòn cao. Thiết bị ghi làm lạnh: được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp hiện đại với hiệu suất cao và có thể điều chỉnh tốc độ làm lạnh hợp lý. Clinker trên sàn ghi làm lạnh, chuyển động theo phương thức chuyển động song song, đẩy dồn clinker từ đầu nóng đến đầu nguội. Với thiết bị ghi làm lạnh, clinker được làm lạnh nhanh bằng phương thức làm lạnh cưỡng bức, nhờ quạt cao áp và trung áp, đồng thời có thể thiết kế phân cấp nhiều lần theo chiều rộng sàn ghi. Thiết bị ghi làm lạnh thích hợp cho mọi loại công suất lò (thường lớn hơn 1200 tấn clinkerngày). Một ưu điểm nổi bật của thiết bị ghi làm lạnh là có thể tận dụng nhiệt khí thải sau quá trình làm lạnh clinker, hồi lưu sử dụng cho tháp trao đổi nhiệt, nhằm giảm thấp tối đa nhiệt lượng tiêu tốn riêng cho quá trình nung clinker. Thiết bị ghi làm lạnh có các dạng sàn ghi nằm ngang, nghiêng và liên hợp. 2.5 Ủ clinker Clinker sau khi ra khỏi lò nung được ủ 10 15 ngày nhằm mục đích làm nguội clinker đến nhiệt độ thường, đảm bảo hiệu quả đập nghiền trong máy nghiền. Trong kho ủ, CaO tự do trong clinker sẽ tác dụng với hơi nước trong không khí tạo thành Ca(OH)2, tạo cho xi măng ổn định thể tích trong quá trình đóng rắn sau này cũng như clinker giòn, dễ nghiền hơn. Người ta cũng có thể phun nước dạng sương mù để tăng hiệu quả làm lạnh, rút ngắn thời gian ủ. 2.6 Nghiền xi măng Clinker, thạch cao và phụ gia (nếu có) được định lượng và cấp vào máy nghiền xi măng để nghiền mịn. Xi măng sau nghiền có độ mịn nhỏ hơn 10% còn lại trên sàng 0,09 mm và blaine lớn hơn 2800 cm2g. Xi măng càng được nghiền mịn thì càng tăng diện tích bề mặt và tăng khả năng thủy hóa. Tuy nhiên, nếu xi măng nghiền quá mịn sẽ dẫn đến một số hệ quả như giảm năng suất của máy nghiền, tăng tiêu hao điện năng, khó đóng bao... Việc nghiền quá mịn xi măng còn làm giảm hoạt tính, giảm độ bền vững của bê tông. Clinker sau ủ được nghiền trong máy nghiền cùng với một lượng đá thạch cao (3 5%) để điều chỉnh thời gian đông kết của xi măng. Máy nghiền có thể là loại máy nghiền bi nhiều ngăn làm việc theo chu trình kín hoặc máy nghiền đứng con lăn. Để cải thiện một số tính chất và tăng sản lượng của xi măng, trong quá trình nghiền còn bổ sung một lượng phụ gia khoáng và phụ gia công nghệ. Các loại phụ gia khoáng có thể nghiền chung với clinker, cũng có thể nghiền riêng sau đó trộn chung vào. Quá trình nghiền không cho phép nghiền clinker nóng vì sản phẩm thu được có nhiệt độ quá cao làm giảm năng suất nghiền, ảnh hưởng đến các chi tiết thiết bị trong máy nghiền. Ngoài ra, khi nghiền clinker nóng, đá thạch cao có thể bị dehydrat hoá ngay trong quá trình nghiền, làm giảm tác dụng điều chỉnh tốc độ đông kết của xi măng. Xi măng bột từ máy nghiền ra thường có nhiệt độ từ 80 – 130oC, cũng có khi cao hơn. Xi măng được tiếp tục được vận chuyên lên các silô chứa.2.7 Đóng bao Xi măng bột từ các silô chứa được tháo xuống các thiết bị vận chuyển như vít tải, băng tải, gầu nâng, đổ xuống hệ thống sàng rung, nhằm loại bỏ những vật lạ, tiếp tục rơi xuống két chứa trung gian, cấp xi măng cho máy đóng bao. Xi măng sau khi được đóng bao đủ khối lượng, tự động rơi xuống băng tải vận chuyển về kho chứa xi măng bao.PHẦN III: CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ KHÍ THẢI. Các phương pháp xử lý bụi1. Các tính chất cơ bản của bụi và hiệu quả tách bụi 1.1. Độ phân tán các phân tửKích thước hạt là một thông số cơ bản của nó. Việc lựa chọn thiết bị tách bụi tùy thuộc vào thành phần phân tán của các hạt bụi tách được. Trong các thiết bị tách bụi đặc trưng cho kích thước hạt bụi là đại lượng vận tốc lắng của chúng như đại lượng đường kính lắng. Do các hạt bụi công nghiệp có hình dáng rất khác nhau (dạng cầu, que, sợi …) nên nếu cùng một khối lượng thì sẽ lắng với vận tốc khác nhau, hạt càng gần với dạng hình cầu thì nó lắng với các vận tốc khác nhau, hạt càng gần với dạng hình cầu thì nó lắng càng nhanh.Các kích thước lớn nhất và nhỏ nhất của một khối hạt bụi đặc trưng cho khoảng phân bố độ phân tán của chúng.1.2. Tính kết dính của bụiCác hạt bụi có xu hướng kết dính vào nhau, với độ kết dính cao thì bụi có thể dẫn đến tình trạng bết nghẹt một phần hay toàn bộ thiết bị tách bụiHạt bụi càng mịn thì chúng càng dễ bám vào bề mặt thiết bị. Với những bụi có 60 – 70% số hạt bé hơn 10 µm thì rất dễ dẫn đến dính bết, còn bụi có nhiều hạt trên 10 µm thì dễ trở thành tơi xốp. Tùy theo độ kết dính mà chia bụi làm 4 nhóm chính như sau :Bảng 2. Các nhóm bụi chínhĐặc tính bụiDạng bụiKhông kết dínhKết dính yếuKết dínhKết dính mạnhXỉ thô, thạch anh, đất khôHạt cốc, manhezit, apatit khô, bụi lò cao, tro bụi có chứa nhiều chất chưa cháy, bụi đáThan bùn, manhezit ẩm, bụi kim loại, bụi pirit, oxyt chì, thiếc, xi măng khô, tro bay không chứa chất chưa cháy, tro than bùn…Bụi xi măng, bụi tách ra từ không khí ẩm, bụi thạch cao và amiang, clinke, muối natri… 1.3. Độ mài mòn của bụiĐộ mài mòn của bụi được đặc trưng bằng cường độ mài mòn kim loại khi cùng vận tốc dòng khí và cùng nồng đô bụi. Nó phụ thuộc vào độ cứng, hình dáng, kích thước, khối lượng hạt bụi. Khi tính toán thiết kế thiết bị thì phải tính đến độ mài mòn của bụi 1.4. Độ thấm ướt của bụiĐộ thấm ướt bằng nước của các hạt bụi có ảnh hưởng đến hiệu quả làm việc của các thiết bị tách bụi kiểu ướt, đặc biệt làm việc ở chế độ tuần hoàn. Các hạt phẳng dễ thấm ướt hơn các hạt có bề mặt gồ ghề có thể bị bao phủ bởi một lớp vỏ khí hấp phụ làm trở ngại sự thấm ướt1.5. Độ hút ẩm của bụiKhả năng hút ẩm của bụi phụ thuộc thành phần hóa học, kích thước, hình dạng, độ nhám, bề mặt của các hạt bụi. Độ hút ẩm của bụi tạo điều kiện tách chúng trong các thiết bị tách bụi kiểu ướt1.6. Độ dẫn điện của lớp bụiChỉ số này được đánh giá theo chỉ số điện trở suất của lớp bụi ρb và phụ thuộc vào tính chất của từng hạt bụi riêng lẽ ( độ dẫn điện bề mặt và độ dẫn điện trong, kích thước, hình dạng …), cấu trúc lớp hạt và các thông số của dòng khí. Chỉ số này ảnh hưởng rất lớn đến khả năng làm việc của các bộ lọc điện1.7. Sự tích điện của lớp bụiĐiện tích của các hạt bụi tích điện phụ thuộc vào phương pháp tạo thành, thành phần hóa học, cả những tính chất của vật chất mà chúng tiếp xúc. Chỉ tiêu này có ảnh hưởng đến hiệu quả tách chúng trong các thiết bị lọc khí ( bộ tách bụi ướt, lọc …) đến tính nổ và bết dính của các hạt …1.8. Tính tự bốc nóng và tạo hỗn hợp dễ nổ với không khí Các bụi cháy được dễ tạo với O2 của không khí thành hỗn hợp tự bốc cháy và phụ thuộc vào các tính chất hóa học, tính chất nhiệt, kích thước, hình dáng các hạt, nồng độ của chúng trong không khí, độ ẩm và thành phần các khí, kích thước và nhiệt độ nguồn lửa và hàm lượng tương đối của các loại bụi trơ ( không cháy ). Các loại bụi có khả năng bắt lửa như bụi các chất hữu cơ ( sơn, plastic, sợi ) và cả một số bụi vô cơ như Mg, Al, Zn1.9. Hiệu quả thu hồi bụi Mức độ làm sạch ( hệ số hiệu quả ) được biểu thị bằng tỉ số lượng bụi thu hồi được trong tổng số vật chất theo dòng khí đi vào thiết bị trong một đơn vị thời gian Hiệu quả làm sạch η được tính theo công thức sau : η=(GG)G =(V CVC)VC=1VCVC= GVCTrong đó : G’, G’’ : khối lượng bụi chứa trong dòng khí vào và raG’’’ : lượng bụi thu hồi trong thiết bịV’, V’’ : lưu lượng thể tích dòng khí vào và ra ( ở đktc 00C, 1 atm )C’, C’’ : nồng độ hạt bụi trong dòng khí vào và ra2. Các phương pháp xử lý bụi 3Hiện nay có rất nhiều phương pháp xử lý và làm giảm ô nhiễm bụi đang được ứng dụng trong thực tế, theo các phương pháp xử lý khô hoặc ướt. Nguyên tắc chung : Tách bụi khỏi dòng khí nhờ các cơ chế sau :Lắng trọng lực Va chạm li tâm Va chạm quán tính Chặn trực tiếpKhuếch tán Hiệu ứng tĩnh điện2.1. Phương pháp khôCó nhiều loại thiết bị cơ khí kiểu khô để làm sạch bụi nhờ lợi dụng các cơ chế lắng khác nhau như : lắng trọng trường ( buồng lắng bụi ), lắng quán tính ( buồng lắng có vật cản ), lắng ly tâm ( xyclon đơn, kép, nhóm, xoáy và động học …)Bảng 3.– Các thông số đặc trưng của thiết bị thu hồi bụi khô STTDạng thiết bịNăng suất tối đaHiệu quả xử lýTrở lựcGiới hạn nhiệt độm3h%Pa 0C1Buồng lắngKhông giới hạn(>50 µm), 40 ÷ 90%50 ÷ 130350 ÷ 5502Xyclon 85000(10µm), 50 ÷ 90%250 ÷ 1500350 ÷ 5503Thiết bị gió xoáy30000(2µm), 90%Đến 2000Đến 2504 Xyclon tổ hợp170000(5µm), 90%750 ÷ 1500350 ÷ 4505Thiết bị lắng quán tính127500(2µm), 90%750 ÷ 1500Đến 4006Thiết bị thu hồi bụi động42500(2µm), 90%Đến 4002.1.1. Buồng lắng bụi Hình III. 1 – Buồng lắngĐây là loại thiết bị lọc đơn giản nhất. Phương pháp thu gom bụi hoạt động theo nguyên lý sử dụng trọng lực để lắng đọng những phần tử bụi ra khỏi không khí. Cấu tạo là một không gian hình hộp có tiết diện ngang lớn hơn nhiều lần so với tiết diện của đường ống dẫn khí vào để cho vận tốc dòng khí giảm xuống rất nhỏ, nhờ thế hạt bụi đủ thời gian rơi xuống chạm đáy dưới tác dụng trọng lực và bị giữ lại ở đó mà không bị dòng khí mang theo.Buồng lắng bụi được áp dụng để lắng bụi thô có kích thước hạt từ 50 ÷ 70 µm trở lên. Tuy vậy, các hạt bụi có kích thước nhỏ hơn vẫn có thể bị giữ lại trong buồng lắng. Có nhiều loại buồng lắng như : buồng lắng bụi có nhiều ngăn, buồng lắng “động năng”...Ưu điểm Cấu tạo đơn giản Đầu tư thấp Có thể xây dựng bằng vật liệu có sẵn như gạch, xi măng, thép Chi phí năng lượng, vận hành, bảo quản và sữa chữa thấp Tổn thất áp suất thấp Có thể làm việc ở điều kiện nhiệt độ và áp suất khác nhauHạn chế: Cồng kềnh, chiếm nhiều không gian Chỉ tách được bụi có kích thước tương đối lớnPhạm vi áp dụng : Thường được dùng để tách bụi sơ bộ khi bụi có nồng độ cao, kích thước lớn. Chủ yếu dùng cho bụi có kích thước : d > 50 m nếu tỉ khối của bụi nhỏ d >10 m nếu tỉ khối của bụi lớn2.1.2. Thiết bị tách bụi kiểu quán tính Nguyên lý cơ bản được áp dụng để chế tạo thiết bị lọc bụi kiểu quán tính là làm thay đổi chiều hướng chuyển động của dòng khí một cách liên tục, lặp đi lặp lại bằng nhiều loại vật cản có hình dáng khác nhau. Khi dòng khí đổi hướng chuyển động thì bụi có quán tính lớn sẽ giữ hướng chuyển động ban đầu của mình và va đập vào các vật cả rồi bị giữ lại ở đó hoặc mất đi động năng và rơi xuống đáy thiết bị.Vận tốc của khí trong thiết bị khoảng 1ms, còn ở ống vào khoảng 10ms. Hiệu quả lọc của thiết bị này đạt từ 65 ÷ 80% đối với các hạt bụi có kích thước 20 30 µm. Trở lực của chúng trong khoảng 150 ÷ 390 Nm2Có nhiều loại : thiết bị lọc quán tính Venturi, thiết bị lọc quán tính kiểu màn chắn uốn cong, thiết bị lọc quán tính kiểu “lá xách” …2.1.3. Cyclon Hình III. 2 – Cyclon lọc bụiCơ chế tách bụi: nhờ lực ly tâmDòng thiết bị được đưa vào theo phương tiếp tuyến với thân hình trụ của thiết bị nên sẽ chuyển động xoáy ốc bên trong thiết bị từ trên xuống. Do chuyển động xoáy, các hạt bụi chịu tác dụng của lực ly tâm làm chúng tiến dần (văng) về phía hình trụ của cyclon rồi chạm vào đó và tách ra dòng khí. Dưới tác dụng của trọng lực các hạt bụi này sẽ rơi xuống đáy phễu thu bụi ở dưới của cyclon. Khi chạm vào đáy hình nón, dòng khí bị dội ngược trở lại nhưng vẫn chuyển động được xoáy ốc từ dưới lên và thoát ra ngoài.Ưu điểm: Giá thành đầu tư thấp Cấu tạo đơn giản dễ vận hành Chi phí sửa chữa, bảo hành thấpCó khả năng làm việc liên tụcCó thể được chế tạo bằng các loại vật liệu khác nhau tuỳ theo yêu cầu về nhiệt độ, áp suất và mức độ ăn mòn.Hạn chế:Hiệu suất tách thấp đối với bụi có d < 5 mDễ bị mài mòn nếu bụi có độ cứng caoHiệu suất giảm nếu bụi có độ kết dính caoPhạm vi áp dụngThích hợp với bụi có kích thước hạt < 20 mThường dùng cho các lĩnh vực ximăng, mỏ, bột giặt, giấy, gỗ, lò đốtCòn dùng để thu hồi xúc tác trong dầu mỏ ...2.1.4.Thiết bị tách bụi bằng lực tĩnh điện. Hình III. 3 – Thiết bị lọc bụi tĩnh điệnCơ chế tách bụi: Tách bụi nhờ lực tĩnh điệnCấu tạo gồm hai tấm đặt song song với nhau được nối đất (tức có điện áp = 0). Đây chính là điện lắng của ESP (vì bụi sẽ được lắng trên điện cực này). Giữa hai điện cực lắng là các dây điện cực được nối với cực âm của một nguồn điện cao thế một chiều. Các dây này gọi là điện cực quầng.Như vậy giữa hai tấm điện cực lắng có một điện trường rất mạnh. Khi có một điện tử tự do xuất hiện trong không này, nó sẽ bị gia tốc rất nhanh và đạt được tốc độ cao. Do vậy, khi va chạm với các phần khí, nó sẽ có đủ năng lượng để bứt một hoặc nhiều điện tử, tức là ion hoá phân tử khí. Tương tự, các điện tử này lại được gia tốc bởi từ trường và tiếp tục làm bứt các điện tử khỏi các phân tử khí đến một lúc nào đó, lượng điện tử đủ lớn thì sẽ gây nên hiện tượng phóng điện tạo quầng sáng (một quầng sáng mờ bao quanh dây dẫn) ổn định. Các ion dương, được tạo thành trong quầng sáng, sẽ chuyển động về phía các dây dẫn (điện cực quầng) và bị phóng điện. Các điện sẽ chuyển động về phía các tấm (điện cực lắng). Khi nó cách điện cực quầng một khoảng đủ xa, cường độ điện trường ở đó trên nên quá nhỏ không đủ để gia tốc nó nữa thì quầng sáng tắt kể từ đó điện tử sẽ chuyển động như một điện tử tự do.Trên đường đi về phía điện cực lắng, các điện tử sẽ va chạm với các hạt bụi và có thể bị các hạt bụi bắt giữ và vì thế sẽ chuyền điện tích âm cho các hạt bụi.Ưu điểm:Còn dùng để thu hồi xúc tác trong dầu mỏ ...Hiệu suất tách bụi caoChi phí năng lượng thấp, thường 0,6 ÷ 0,8kw100m3 khíTách được bụi có kích nhỏ Có khả năng làm việc được trong dải t0, p lớnCó khả năng tự động hoá caoTổn thất áp suất nhỏHạn chế :Tổn thất áp suất nhỏKhông thể làm việc được với các khí dễ cháy, nổ( mêtan)Chí phí thiết bị caoKhông thích hợp với các xí nghiệp có quy mô vừa và nhỏ2.2. Phương pháp ướt Nguyên tắc: tạo ra sự tiếp xúc giữa dòng khí bụi với chất lỏng ( thường là nước), bụi trong dòng khí bị chất lỏng giữ lại và được thải ra ngoài dưới dạng bùn cặn.