Đang tải... (xem toàn văn)
thiết kế công nghệ xử lý bụi xi măng đạt quy chuẩn loại A I. Nhiệm vụ đề tài. Tính toán thiết kế hệ thống xử lý bụi nhà máy xi măng kết hợp giữa xyclone và túi vải. Chọn lựa phương án thiết kế, bố trí phù hợp để xây dựng mô hình thực tế. II. Mục tiêu đề tài. Tim hiểu và nắm bắt các công nghệ xử lý bụi hiện nay. Xử lý khói thải có hàm lượng bụi 40gm3 từ mô hình lọc bụi xyclone và túi vải để tham khảo và học hỏi, ứng dụng cho các hệ thống xử lý bụi lớn sau này.
BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP T.P HỒ CHÍ MINH VIỆN KHCN VÀ QL MÔI TRƯỜNG BÀI TẬP LỚN Kỹ thuật xử lý ô nhiễm không khí ĐỀ TÀI: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ BỤI NHÀ MÁY XI MĂNG Công suất: 40m3/phút GVHD SVTH : Trần Thị Tường Vân : Nguyễn Văn Đức (NT) Vũ Ngọc Hoàng Nguyễn Ngọc Hân TP Hồ Chí Minh, tháng năm 2016 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM VIỆN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ VÀ QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG BÀI TẬP LỚN XỬ LÝ KHÔNG KHÍ ĐỀ TÀI: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ BỤI NHÀ MÁY XI MĂNG Công suất: 40m3/phút GVHD SVTH : Trần Thị Tường Vân : Nguyễn Văn Đức (NT) Vũ Ngọc Hoàng Nguyễn Ngọc Hân TP Hồ Chí Minh, tháng năm 2016 MỤC LỤC Tính toán thiết kế hệ thống xử lý bụi nhà máy xi măng CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU I Nhiệm vụ đề tài - Tính toán thiết kế hệ thống xử lý bụi nhà máy xi măng kết hợp xyclone túi vải - Chọn lựa phương án thiết kế, bố trí phù hợp để xây dựng mô hình thực tế II Mục tiêu đề tài - Tim hiểu nắm bắt công nghệ xử lý bụi - Xử lý khói thải có hàm lượng bụi 40g/m từ mô hình lọc bụi xyclone túi vải để tham khảo học hỏi, ứng dụng cho hệ thống xử lý bụi lớn sau III Nội dung Phần trình bày kỹ sở lý thuyết tính toán thông số cho thiết bị hệ thồng xử lý bụi để xây dựng mô hình GVHD: Trần Thị Tường Vân Tính toán thiết kế hệ thống xử lý bụi nhà máy xi măng CHƯƠNG 2: CÁC BIỆN PHÁP XỬ LÝ I CÁC TÍNH CHẤT CƠ BẢN CỦA BỤI VÀ HIỆU QUẢ TÁCH BỤI Độ phân tán phân tử Kích thước hạt thông số Việc lựa chọn thiết bị tách bụi tùy thuộc vào thành phần phân tán hạt bụi tách thiệt bị tách bụi đặc trưng cho kích thước hạt bụi đại lượng vận tốc lắng chúng đại lượng đường kính lắng Do hạt bụi công nghiệp có hình dáng khác (dạng cầu, que, sợi, …); nên khối lượng lắng với vận tốc khác nhau, hạt gần với dạng hình cầu lắng nhanh Các kích thước lớn nà nhỏ khối hạt bụi đặc trưng cho khoảng phân bố phân tán chúng Tính kết dính bụi Các hạt bụi có xu hướng kết dính vào nhau, với độ kết dính cao bụi dẫn đến tình trạng kết nghẹt phần hay toàn thiết bị tách bụi Hạt bụi mịn chúng dễ bám vào bề mặt thiết bị với bụi có 60÷70% số hạt bé 10 nhiều hạt 10 µm dễ dẫn đến dính kết, bụi có µm trở thành tơi xốp Tùy theo độ kết dính mà chia bụi làm nhóm sau: Bảng 1: Các loại bụi Đặc tính bụi Dạng bụi Không kết dính Xỉ thô, thạch anh, đất khô Kết dính yếu Hạt cốc, magiezit, apatit khô, bụi lò cao, tro bụi có chứa nhiều chất chưa cháy, bụi đá Kết dính GVHD: Trần Thị Tường Vân Than bùn, magiezit ẩm, bụi kim loại, Tính toán thiết kế hệ thống xử lý bụi nhà máy xi măng bụi pirit, oxit chì, thiếc, xi măng khô, tro bay không chứa chất chưa cháy, tro than bùn,… Kết dính mạnh Bụi xi măng, bụi tách từ không khí ẩm, bụi thạch cao xi măng, cliker, muối natri,… Độ mài mòn bụi Độ mài mòn bụi đặc trưng cường độ mài mòn kim loại vận tóc dòng khí nồng độ bụi Nó phụ thuộc vào độ cứng, hình dáng, kích thước, khối lượng hạt bụi Khi tính toán thiết kế phải tính đến độ mài mòn bụi Độ thấm ướt bụi Độ thấm ướt nước hạt bụi có ảnh hưởng đến hiệu làm việc thiết bị tách bụi kiểu ướt, đặc biệt làm việc chế độ tuần hoàn Các hạt phẳng để thấm ướt gạt có bề mặt gồ ghề Theo tính thấm ướt vật thể rắn chia làm nhóm sau: • Vật liệu háo nước: dễ thấm ướt canxi, thạch anh, đa số silicat, khoáng chất oxy hóa, halogenua kim loại kiềm,… • Vật liệu kỵ nước: khó thấm ướt graphit, than lưu huỳnh,… • Vật liệu hoàn toàn không thấm ướt:paraffin, tephlon, bitum, … Độ hút ẩm bụi Khả hút ẩm bụi phụ thuộc thành phần hóa học, kích thước, hình dạng, độ nhám bề mặt hạt bụi Độ hút ẩm bụi tạo điều kiện tách chúng thiết bị tách bụi kiểu ướt Độ dẫn điện cuả lớp bụi GVHD: Trần Thị Tường Vân Tính toán thiết kế hệ thống xử lý bụi nhà máy xi măng Chỉ số đánh giá theo số điện trở suất lớp bụi b phụ thuộc vào tính chất hạt bụi riêng lẻ (độ dẫn điện bề mặt độ dẫn điện trong, kích thước, hình dạng, …), cấu trúc lớp hạ thông số dòng khí Chỉ số ảnh hưởng lớn đến khả làm việc lọc điện Sự tích điện lớp bụi Dấu hạt bụi tích điện phụ thuộc vào phương pháp tạo thành, thành phần hóa học, tính chất mà chúng tiếp xúc Chỉ tiêu có ảnh hưởng đến hiệu tách chúng thiết bị lọc khí (bộ tách bụi ướt, lọc…), đến tính nổ kết dính cúa hạt… Tính tự bốc nóng tạo hỗn hợp dễ nổ với không khí Các bụi cháy dễ tạo với O2 không khí thành hỗn hợp tự bốc cháy hỗn hợp dễ nổ bề mặt tiếp xúc lớn các hạt ( 1m2/g) Cường độ nổ phụ thuộc vào tính chất hóa học, tính chất nhiệt, kích thước, hình dạng hạt, nồng độ chúng không khí, độ ẩm thành phần khí, kích thước nhiệt độ nguồn lửa hàm lượng tương đối loại bụi trơ (không cháy) Các loại bụi có khả bắt lửa bụi chất hữu (sơn, plastic, sợi) số bụi vô magie, nhôm, kẽm Hiệu thu hồi bụi Mức độ làm (hệ số hiệu quả) biểu thị tỉ số lượng bụi thu hồi tổng số vật chất theo dòng khí vào thiết bị đơn vị thời gian II CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ BỤI Phương pháp khô Có nhiều loại thiết bị khí kiểu khô để làm bụi nhờ lợi dụng chế lắng khác như: lắng trọng lượng (buồng lắng bụi) lắng quán tính (phòng lắng có vật cản), lắng ly tâm (cyclone đơn, kép, nhóm, xoáy động học…) GVHD: Trần Thị Tường Vân Tính toán thiết kế hệ thống xử lý bụi nhà máy xi măng Đó thiết bị có kết cấu đơn giản, dễ chế tạo Tuy nhiên hiệu xử lý chúng không cao nên dùng làm thiết bị lắng sơ 1.1 Buồng lắng bụi Đây loại thiết bị lọc đơn giản Phương pháp thu gom bụi hoạt động theo nguyên lý sử dụng lực hấp dẫn, trọng lực để lắng đọng phân tử bụi khỏi không khí Cấu tạo không gian hình hộp có tiết diện ngang lớn nhiều lần so với tiết diện đường ống dẫn khí vào vận tốc dòng khí giảm xuống nhỏ, nhờ hạt bụi đủ thời gain rơi xuống chám đáy tác dụng trọng lực bị giữ lại mà không bị dòng khí mang theo Buồng lắng bụi áp dụng để lắng bụi khô có kích thước hạt từ 60÷70 trở lên Tuy vậy, hạt bụi có kích thước nhỏ bị giữ lại buồng lắng Có nhiều loại buồng lắng bụi như: buồng lắng bụi có nhiều ngăn, buồng lắng “động năng”… Hình 1: buồng lắng bụi hình hộp dạng đơn giản GVHD: Trần Thị Tường Vân Tính toán thiết kế hệ thống xử lý bụi nhà máy xi măng Hình 2:Buồng lắng bụi nhiều ngăn buồng lắng bụi có chắn 1.2 Thiết bị tách bụi kiểu quán tính Nguyên lý áp dụng để chế tạo thiết bị lọc bụi kiểu quán tính làm thay đổi chiều hướng chuyển động dòng khí cách liên tục, lặp lặp lại nhiều loại vật cản có hình dáng khác Khi dòng khí đổi hướng chuyển động bụi có quán tính lớn giữ hướng chuyển động ban đầu va đập vào vật cản bị giữ lại động rơi xuống đáy thiết bị Vận tốc khí thiết bị khoảng 1m/s, ống vào khoảng 10m/s Hiệu lọc thiết bị đạt từ 65-80% hạt bụi có kích thước 20-30 µm Trở lực chúng khoảng 150-390N/m2 Có nhiều loại: thiết bị lọc quán tính Venturi, thiết bị lọc quán tính kiểu chắn uốn cong, thiết bị lọc quán tính kiểu “lá xách”,… 1.3 Thiết bị xách: Thiết bị kiểu có dãy chắn phẳng hay trục Khí qua mạng chắn, đổi hướng đột ngột, hạt bụi quán tính chuyển động theo hướng cũ tách khỏi khí va đập vào phẳng nghiêng Lắng GVHD: Trần Thị Tường Vân Tính toán thiết kế hệ thống xử lý bụi nhà máy xi măng rơi xuống dòng khí bụi, kết khí chia thành dòng Dòng chứa bụi nồng độ cao(10%) thể tích hút qua xiclin để tiếp tục xử lí, sau trộn với dòng qua chắn (80%) thể tích Vận tốc khí trước mạng chóp phải đủ cao (15m/s) để đạt hiệu tác bụi quán tính Trở lực lưới khoảng 100-500 N/m Thiết bị xách thường sử dụng để thu hồi bụi có kích thước 20 µm Yếu điểm xách mài mòn chắn nồng độ bụi cao tạo thành trầm tích làm bít kín mặt sàng Nhiệt độ cho phép khí thải phụ thuộc vào vật liệu chắn, thường không 450-6000C 1.4 Xyclone Là thiết bị lọc ly tâm kiểu đứng, thiết bị lọc bụi hình thành lực ly tâm để tách bụi khỏi không khí Nó ứng dụng rộng rãi công nghiệp Thân xyclone thường hình trụ có đáy hình chóp cụt Ống khí vào bố trí theo phương tiếp tuyến với thân xyclone, khí nhiễm bụi vào phần xyclone thực chuyển động xoắn ốc, dịch chuyển xuống phía hình thành dòng xoáy Lúc đó, hạt bụi, tác dụng lực li tâm, văng vào thành xyclone Tiến gần đến đáy chóp, dòng khí bắt đầu quay ngược trở lại chuyển động lên hình thành dòng xoắn Các hat bụi văng đến thành, dịch chuyển xuống nhờ lực đẩy dòng xoáy trọng lực từ khỏi xyclone qua ống xả bụi Ưu điểm: Không có phần chuyển động Có thể làm việc nhiệt độ cao Có khả thu hồi vật liệu mài mòn mà không cần bảo vệ bề mặt xyclone Thu hồi bụi dạng thô Trở lực cố định không lớn GVHD: Trần Thị Tường Vân Tính toán thiết kế hệ thống xử lý bụi nhà máy xi măng S= • Chiều cao ống ra: D = 0.1216m w= • Chiều rộng ống vào: • Số vòng xoáy cyclone: Ne = • L 1 1.52 Lb + c = 0.912 + = 5.5 H 0.304 Q 0.67 = = 14.50m / s W × H 0.152 × 0.304 Thời gian lưu hạt bụi: ∆t = π × D × Ne 5.5 = 3.14 × 0.608 × = 0.72s Vi 14.50 • Lưu lượng bụi: L1= C x Q = 40 x 40 = 1600 g/phút • Khối lượng bụi cần chứa 1h là: L = 1600 × 60 = 96000 g = 96kg => Khối lượng bụi cần chứa ngày là: L7 = 96 x 24 x = 16128kg • vòng Vận tốc khí vào cyclone: Vi = • D = 0.152m Thể tích thùng cần chứa bụi: V = GVHD: Trần Thị Tường Vân L 16128 = = 10.08m ρ p 1600 Tính toán thiết kế hệ thống xử lý bụi nhà máy xi măng h = 2m L × B = 2.5 × (m) Nồng độ bụi sau trình (chọn hiệu suất cyclone 75%): • C r = C v × (1 − 0.75) = 40 × (1 − 0.75) = 10 g / m MÁY THỔI KHÍ III • Thông số đầu vào ống: • - Lưu lượng khí Q = 40m3/phút - Vận tốc dòng khí vào ống dẫn V=15m/s - Độ nhớt không khí - Khối lượng riêng bụi - Khối lượng riêng không khí µ=21,08 x 10-6 ρb = 1600kg/m3 ρg = 1.01kg/m3 Trở lực đường ống dẫn: ∆P = ∆Pd + ∆Pm + ∆Pc • Chọn chiều dài ống dẫn: • Đường kính ống dẫn d = 0.15m Re = • l = 2.5m v × d × ρ b 15 × 0.15 × 1.01 = = 10.7803 × 10 > 4000 µ 21.08 × 10 − Trở lực động lực học tức áp suất cần thiết tạo tốc độ dòng chảy khỏi ống dẫn ρb × v 1.01 × 15 = = 113.625( N / m ) 2 ∆Pd = • Trở lực để khắc phục trở lực ma sát đường ống: GVHD: Trần Thị Tường Vân Tính toán thiết kế hệ thống xử lý bụi nhà máy xi măng Ta có: 68 K λ = 0.11 × + Re d 0.25 Trong đó: K gọi độ nhám tuyệt đối Đối với thép tấm, K = 0.1 => λ = 0.02 ρ ×v 2.5 1.01 × 15 ∆Pm = λ × × b = 0.017 × × = 37.87 ( N / m ) d 0.15 2 • Trở lực cần thiết để khắc phục trở lực cục bộ: Chọn khủy 900 khủy 450 tạo thành → 0.38 = 0.76 ∆PC = 0.5 x ε x ρb x v2 = 86.355(N/m2) => ∆P = 237.85 (N/m2) ∆Pxyclone = • Trở lực xyclone: Trong đó: k × ρb × v = 1136.35( N / m ) v = 15 m/s k hệ số sức căng cục bộ, k = 10 • Trở lực túi vải: Chọn A=5 , n=1.25 ∆Ptúi vải= A x Vn = x 901.25 = 1386.03 (N/m2) (A :hệ số thực nghiệm loại vải) • Trở lực ống khói Xác định chiều cao hiệu ống khói (Công thức Davidson) Chiều cao hiệu ống khói xác định theo công thức: H=h+∆h h: Chiều cao thực ống khói, m GVHD: Trần Thị Tường Vân ε =1 x x Tính toán thiết kế hệ thống xử lý bụi nhà máy xi măng ∆h: Độ nâng trục vệt khói, xác định theo công thức : ∆ h = ∆ h v + ∆ ht - ∆hv: Độ nâng cao vệt khói tác dụng vận tốc khỏi miệng ống khói ω ∆hv = ω D× u 1, (m) - ∆ht: Độ nâng cao vệt khói tác dụng lực (do chênh lệch nhiệt độ) 1, ∆ht = ∆T ω D× × Tkhoi u (m) 1, => ∆h = ∆T ω (m) D × × 1 + u Tkhoi Chọn đường kính miệng ống khói: D = 0.8m ω : Vận tốc khỏi miệng ống khói, m/s ω = LTt F = LTt πD (m/s) LT: Lưu lượng khói thải điều kiện thực tế, m3/s F: Diện tích tiết diện miệng ống khói, m2 ω= × 0.67 = 1.33( m / s ) π × 0.8 u: Vận tốc gió chiều cao miệng ống khói, m/s GVHD: Trần Thị Tường Vân Tính toán thiết kế hệ thống xử lý bụi nhà máy xi măng h u = u10 × 10 n u10 vận tốc gió độ cao 10m Ta có: u 10 = 3,6 (m/s) (Số liệu quan trắc thực tế) n: Hệ số phụ thuộc vào độ ghồ ghề mặt đất cấp ổn định khí Ứng với cấp ổn định cấp C, thành phố ta có n = 0,2 15 u = 3.6 × 10 0.2 = 3.90( m / s ) Chọn h = 15m => Tkhói : Nhiệt độ khói thải (0K) Tkhói = tkhói + 273 = 80 + 273 = 3530K ∆T: Độ chênh lệch nhiệt độ nhiệt độ khói thải T khói nhiệt độ môi trường xung quanh Txq ∆T= Tkhói - Txq = tkhói - txq txq = 27oC: Nhiệt độ không khí môi trường xung quanh => ∆T = 80 - 27 = 53oK 1.33 ∆h = 0.8 × 3.90 => GVHD: Trần Thị Tường Vân 1.4 53 × 1 + = 0.2(m) 353 Tính toán thiết kế hệ thống xử lý bụi nhà máy xi măng => H = h + ∆h = 15 + 0.2 = 15.2(m) Tính toán trở lực ống khói ∆POK = ∆Pd + ∆Pm Trong đó: ρ ×v 1.01 × 15 ∆Pd = b = = 113.625( N / m ) 2 H ρ ×v 15.2 1.01 × 15 ∆Pm = λ × × b = 0.032 × × = 69.08( N / m ) d 0.8 2 với λ = 0.032 ∆POK = ∆Pd + ∆Pm = 113.625 + 69.08 = 182 71( N / m ) Trở lực hệ thống: Hp = ∆P + ∆Pxyclone + ∆Ptúi vải + ∆POK = 232.17 +1136.35 +1386.03 + 182.71 = 2937.26 (N/m2) • Công suất máy quạt: N= • Q× Hp 3600 × 102 × η q = 0.67 × 3600 × 292.726 = 2.02 KW 3600 × 102 × 0.95 Công suất thiết lập động điện : N dc = k × Nq ntd = 1.05 × 2.02 = 2.23KW 0.95 Chọn quạt hướng trục T30A-6C với thông số: - Công suất: kW GVHD: Trần Thị Tường Vân Tính toán thiết kế hệ thống xử lý bụi nhà máy xi măng - Lưu lượng gió: 15448 m3/h - Tốc độ quay: 1600 vòng/phút THIẾT BỊ LỌC TÚI VẢI IV Lý thuyết Các loại vải lọc 1.1 Bộ phận chủ yếu thiết bị túi lọc vải dệt từ loại vật liệu sợi khác với nhiều kiểu dệt: dạng sợi đan, sợi vê từ sơ ngắn dài đường kính từ − 40µm , vải dày làm từ xơ tự nhiên xơ tổng hợp Các loại vải mỏng (nhẹ hơn) làm từ sợi thủy tinh sợi tổng hợp, loại không chịu chải mức độ bền sợi mật độ phân bố chúng cao nhiều so với loại vải dày Vải lọc phải thỏa mãn yêu cầu sau: Khả chứa bụi cao sau phục hồi đảm bảo hiệu lọc - cao, - Giữ khả cho khí xuyên qua tối ưu, - Độ bền học cao nhiệt độ cao môi trường ăn mòn , - Có khả phục hồi được, - Giá thành thấp Tuy nhiên vật liệu lọc có không thỏa mãn hết tính chất nên tùy điều kiện mà chọn loại vải lọc phù hợp Các loại vải lọc phổ biến là: bông, len, vải tổng hợp, vải thủy tinh: Vải bông: tính lọc tốt giá thấp không bền hóa học nhiệt, dễ cháy chứa ẩm cao GVHD: Trần Thị Tường Vân Tính toán thiết kế hệ thống xử lý bụi nhà máy xi măng Vải len: có khả cho khí xuyên qua lớn,đảm bảo độ ổn định dễ phục hồi không bền hóa học nhiệt, giá cao vải bông, làm việc nhiệt độ cao trởnên giòn,chúng làm việc đến 90oC Vải tổng hợp: năm gần vải tổng hợp bước thay len chúng có độ bền cao,trong đa số trường hợp giá chúng rẻ vải len Ví dụ: vải nitơ ứng dụng nhiêt độ khí từ 120-130oC công nghệ hóa chất luyện kim màu Vải thủy tinh: bền 150-250oC, thường sử dụng nhà máy xi măng, luyện kim Khi nồng độ bụi thấp thường sử dụng vải nặng (600-800g/m2), nồng độ bụi cao sử dụng loại vải nhẹ (400-500g/m2) 1.2 Thiết bị lọc bụi túi vải a Cấu tạo Thiết bị lọc bụi túi vải thường có hình trụ: giữ chặt lưới ống trang bị cấu giũ bụi, gồm phần sau: - Buồng lọc bụi gồm: buồng làm buồng khí - Túi lọc bụi: làm loại vải lọc đường kính từ 125 – 300mm, chiều cao từ 2,5 – 3,5m (hoặc hơn), đầu liên kết vào đáy đục lỗ tròn đường kính ống tay áo lồng vào khung cố định đầu vào đục lỗ - Quạt hút - Van: van gió chính, van rũ bụi, van thu hồi bụi - Máy nén khí - Động rung b Nguyên tắc hoạt động Không khí mang bụi vào thiết bị khống chế khoảng nhiệt độ từ 70 – 180 0C quạt hút vào buồng làm Tại đây, bụi giữ lại thành túi GVHD: Trần Thị Tường Vân Tính toán thiết kế hệ thống xử lý bụi nhà máy xi măng lọc, không khí qua túi lọc từ từ vào theo buồng khí thoát Sau khoảng thời gian T đặt trước, bụi bám nhiều mặt vải lọc làm cho sức cản chúng tăng làm lưu lượng khí qua chúng giảm ảnh hưởng tới suất lọc, ta tiến hành giũ bụi: Động hút van gió đóng lại, van rũ bụi mở Khí nén với áp lực lớn qua buồng làm xả vào túi lọc làm rung túi lọc hay ta dùng phương pháp rung lắc thủ công khí để rung lắc túi vải Hạt bụi rơi xuống đáy buồng thu bụi - Sau rũ xong, van thu hồi liệu mở ra, hạt bụi thu hồi - Sau mở van gió động hút làm việc - Quá trình hoạt động tương tự cho chu trình 1.3 Các phương pháp tái sinh túi vải Có hai phương pháp để tái sinh vải lọc: GVHD: Trần Thị Tường Vân Tính toán thiết kế hệ thống xử lý bụi nhà máy xi măng • Sự rung lắc đơn nguyên lọc (cơ học, khí động cách xung động thay đổi đột ngột hướng dòng khí, tác động dao động âm,…) • Thổi ngược chiều đơn nguyên lọc khí không khí Trong nhiều thiết bị sử dụng hai phương pháp tái sinh Sự rung lắc học hiệu túi vải lọc theo hướng dọc, phương pháp làm cho túi vải bị mòn mạnh đặc biệt phần Sự rung lắc cần phải ngắn đột ngột không mạnh để tránh lực học lớn vào vải Sự dịch chuyển dao động phần bên túi lọc theo phương ngang gây mài mòn hiệu Sự dao động túi vải theo phương ngang thường sử dụng cho loại vải mỏng với bề mặt nhẵn Sự rung lắc khí động thực cách cấp xung lượng không khí nén lòng đơn nguyên lọc Áp suất dư không khí nén dùng để tái sinh từ 0,4 – 0,8 MPa; thời gian xung lượng từ 0,1 – 0,2 giây Lưu lượng thổi không khí nén 0,1 – 0,2% lượng khí Nguyên tắc làm việc lọc với thổi ngược dòng sau: vòng khuyên rỗng chuyển động lên, xuống dọc theo túi vải, qua vòng khuyên có dòng không khí nén vận tốc cao chạy theo hướng xuyên tâm thổi bụi hướng ngược với lọc Không khí đưa đến vòng khuyên nhờ quạt cao áp máy nén khí qua ống mềm Sự phá vỡ lớp bụi kết đồng thời việc vật liệu lọc bị uốn lượn vòng khuyên cộng với thổi dòng với vận tốc 10 – 30 m/s vào lớp bụi Những đặc tính kỹ thuật lọc với phương pháp tái sinh vải lọc thổi ngược dòng sau: Hiệu lọc bụi đến 99%, nồng độ bụi khỏi thiết bị không 1mg/m3, trở lực 0,7 – 2,0 KPa; vận tốc dịch chuyển khung với vòng khuyên – 15 m/phút; vận tốc dòng không khí thổi 10 – 30m/s; lưu lượng tối ưu không khí 1mm khe từ (1,0 – 1,5).10 -3 m3/ph; chiều rộng khe (lỗ) từ 0,75 – 6,2mm, áp suất không khí dùng để thổi – KPa GVHD: Trần Thị Tường Vân Tính toán thiết kế hệ thống xử lý bụi nhà máy xi măng 1.4 Ưu khuyết điểm Ưu điểm: hiệu xử lý cao, đạt 99% bụi có đường kính d > 10 µm , phổ biến tổng công nghiệp chi phí không cao, phục hồi vải lọc Khuyết điểm: dễ cháy nổ, độ bền nhiệt thấp, theo thời gian trở lực vải lọc tăng cần có thời gian giũ bụi hay thay đổi vải lọc Tính toán Lưu lượng khí đầu vào: Q = 40 m3/ phút = 2400m3/h ρ b = 1600kg / m ρ g = 1.01kg / m Vận tốc làm việc túi vải: Nồng độ bụi vào thiết bị: ω = 9m / s Cv = 10 g/m3 = 10000 mg/m3 Cmax = 400 mg/m3 • Hiệu suất xử lý: η= CV − C max 10000 − 400 = = 96% Cv 10000 Vì yếu tố đầu vào xét t = 80 oc nên ta chọn loại túi vải tổ hợp polyprotilen với ưu điểm chống acid, kiềm, chống rách tốt giá thành thấp, chịu nhiệt độ 90oC Vf : khoảng từ 0,5 – m/phút Chọn Vf = 0.75 m/phút GVHD: Trần Thị Tường Vân Tính toán thiết kế hệ thống xử lý bụi nhà máy xi măng Ac = • • Q 40 = = 56.74m V f 0.75 × 0.94 Tổng diện tích bề mặt túi vải: Chọn: Đường kính túi vải: D = 200mm Chiều cao túi vải : h =1m Thiết bị lọc túi vải có hệ thống rung lắc học Diện tích túi vải (giả sử trạng thái làm việc túi vải có chiều cao h = 1m, đường • kính D = 200mm = 0.2m, túi vải có đầu kín đầu hở): Ab = π × D × h + n= Số túi vải: • πD 3.14 × 0.2 = 3.14 × 0.2 × + = 0.66m 4 Ac 56.74 = = 85 97 Ab 0.66 (túi) Chọn số lượng túi vải 88 túi Chọn: hàng ngang túi, hàng dọc 11 túi Ta có lưu lượng khí cần lọc L1 = 40 m3/phút Chọn khoảng cách: Giữa túi là: d1 = 0,1m Giữa hàng : d2 = 0,1m Giữa túi vải đến mặt thiết bị là: d3 = 0,1m δ = 0,003m - Chọn đế dày thiết bị Chiều rộng thiết bị: - B1 = D × n1 + (n1 − 1) × d1 + 2d + 2δ B1 = 0.2 × + ( − 1) × 0.1 + × 0.1 + × 0.003 = 2.506m Chiều dài thiết bị: GVHD: Trần Thị Tường Vân Tính toán thiết kế hệ thống xử lý bụi nhà máy xi măng L1 = D1 × n2 + (n2 − 1) × d + 2d + 2δ L1 = 0.2 × 11 + (11 − 1) × 0.1 + × 0.1 + × 0.003 = 3.406m Chiều cao phận lọc: H1= h = 1m Chiều cao tạo phận chấn động túi vải: H2 = 150mm = 0.15m Chiều cao thu hồi bụi: H3 = 0: 1,5m chọn H3 = 700mm = 0.7m Chiều cao thiết bị: H = H1 + H2 + H3 = + 0.15 + 0.7 = 1.85m Phương pháp hoàn nguyên: Do bố trí vải lọc theo chiều dọc nên ta chọn phương pháp hoàn nguyên sử - dụng thiết bị rung rũ học Thời gian lọc: thời gian rung lắc đơn nguyên khoảng phút, trình lọc phút nên thời gian lọc tổng cộng chu trình làm việc khoảng 10 phút Tính lượng bụi thu được: Lượng khí vào thiết bị lọc túi vải: Gv = Q × ρ k = 2400 × 1.01 = 2424(kg / h) Nồng độ bụi hệ thống khí tính theo % khối lượng vào thiết bị lọc bụi túi vải: C v 10 × 10 −3 yv = = × 100 = 0.99% ρk 1.01 Nồng độ bụi hệ thống khí tính theo % khối lượng khỏi thiết bị lọc bụi túi vải : y r = y v × (1 − η ) = 0.99 × (1 − 0.96) = 0.04% Lượng khí khỏi thiết bị: GVHD: Trần Thị Tường Vân Tính toán thiết kế hệ thống xử lý bụi nhà máy xi măng Gr = Gv × 100 − y v 100 − 0.99 = 2424 × = 2401(kg / h) 100 − y r 100 − 0.04 Lưu lượng khí hoàn toàn: G s = Gv × 100 − y v 100 − 0.99 = 2424 × = 2400(kg / h) 100 100 Lượng bụi thu được: Gb = Gv − Gr = 2424 − 2401 = 23(kg / h) GVHD: Trần Thị Tường Vân Tính toán thiết kế hệ thống xử lý bụi nhà máy xi măng TÀI LIỆU THAM KHẢO Bài giảng Kỹ thuật xử lý ô nhiễm không khí, Đại học Công nghiệp Tp.HCM Ô nhiễm không khí xử lý khí thải, Tập 1, GS TS Trần Ngọc Chấn Ô nhiễm không khí xử lý khí thải, Tập 2, GS TS Trần Ngọc Chấn 4.http://s1.timtailieu.vn/2cc751c17fa866ad498152b45b1493f7/swf/2012/11/19/de_t ai_tinh_toan_thiet_ke_he_thong_loc_bui_ket_hop.FZKVLbTC29.swf Thông gió Kỹ thuật xử lý khí thải, TS Nguyễn Duy Động Bài giảng Mô hình hóa môi trường, TS Lương Văn Việt hochiminhcity.gov.vn Bài giảng Kỹ thuật thông gió khống chế tiếng ồn, Đại học Công nghiệp Tp.HCM http://ngoclan.org/cong-nghe-xu-ly-bui-bang-tui-vai-rung-ru-khi-nen/ 10 http://www.vailoc.com.vn/tin-tuc/cac-loai-vai-loc-pho-bien.html GVHD: Trần Thị Tường Vân [...]... oxit, CO 1000 1000 500 3 Nito oxit, NOx (tính theo NO2) 1000 1000 1000 4 Lưu huỳnh dioxit, SO2 1500 500 500 Sơ đồ công nghệ Nguồn khí vào GVHD: Trần Thị Tường Vân Tính toán thiết kế hệ thống xử lý bụi nhà máy xi măng Thùng cấp bụi Máy thổi khí Thiết bị lọc cyclone Thiết bị lọc túi vải Ống khói Khí thải loại A (QCVN 23:2009) GVHD: Trần Thị Tường Vân Thiết bị tạo rung Tính toán thiết kế hệ thống xử lý. .. Thị Tường Vân Tính toán thiết kế hệ thống xử lý bụi nhà máy xi măng • Chất lỏng ướt thiết bị thường bằng nước khi kết hợp quá trình thu hồi bụi với xử lý hóa học, chất lỏng được chọn theo quá trình hấp thụ III LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ Việc lựa chon phương án tối ưu là một vấn đề hết sức quan trọng trong việc xử lý ô nhiễm môi trường không khí Làm thế nào vửa giảm được nồng độ bụi xuống mức cho phép... xử lý khi có nhiệt độ cao hơn Có thể điều chỉnh quá trình phân riêng bụi bằng cách thay đổi lượng khí thứ cấp Nhược điểm: • Cần có cơ cấu thổi khí phụ trợ • Vận hành phức tạp • Lượng khí qua thiết bị lớn Bảng: Đánh giá hiệu quả xử lý Kích thước hạt, GVHD: Trần Thị Tường Vân µm Hiệu quả xử lý, % 2.5 92 5.0 95 10.0 98.5 Tính toán thiết kế hệ thống xử lý bụi nhà máy xi măng 1.7 Thiết bị thu hồi bụi. .. Tường Vân Tính toán thiết kế hệ thống xử lý bụi nhà máy xi măng • Thiết bị lọc công nghiệp (vải, hạt, sợi thô): được sử dụng để làm sạch khí công nghiệp có nồng độ bụi đến 60g/m 3 với kích thước hạt lớn hơn 0,5 m, vật liệu lọc thường được phục hồi 3 Phương pháp ướt Quá trình lọc bụi trong thiết bị lọc ướt được dựa trên nguyên lý sự tiếp xúc giữa dòng khí mang bụi với chất lỏng, bụi trong dòng khí bị... 0.216 = 3.10m/s CYCLONE 1 Lý thuyết 1.1 Giới thiệu Bộ lọc bụi xyclone là thiết bị lọc bụi được dụng tương đối phổ biến Nguyên lý làm việc thiết bị lọc bụi kiểu xyclone là lợi dụng lực ly tâm khi dòng không khí chuyển động để tách bụi ra khỏi không khí 1.2 sử Nguyên tắc hoạt động GVHD: Trần Thị Tường Vân Tính toán thiết kế hệ thống xử lý bụi nhà máy xi măng Không khí có lẫn bụi đi qua ống 1 theo phương... chọn dựa trên những nguyên tắc sau: Thiết bị phù hợp với tính chất, kích thước của hạt bụi Hiệu quả đạt yêu cầu, giá thành thấp Dễ dàng thi công, lắp đặt Dựa vào các nguyên tắc trên và các yêu cầu khác ta đưa ra phương án lựa chọn tối ưu nhất để thi công GVHD: Trần Thị Tường Vân Tính toán thiết kế hệ thống xử lý bụi nhà máy xi măng CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG CÔNG NGHỆ CHO HỆ THỐNG I THÔNG SỐ KHÍ ĐẦU VÀO...Tính toán thiết kế hệ thống xử lý bụi nhà máy xi măng Làm việc ở áp suất cao Chế tạo đơn giản Năng suất cao Chi phí thấp Hiệu quả không phụ thuộc vào nồng độ bụi Nhược điểm: • Hiệu quả vận hành kém khi bụi có kích thước nhỏ hơn 5 µm • Không thể thu hổi bụi kết dính • Thu hồi bụi trong xyclone diễn ra dưới tác dụng của lực li tâm Trong công nghiệp xyclone chia làm 2... bụi kiểu động Quá trình xử lý bụi trong thiết bị này được thực hiện nhờ lực li tâm và lực coriolit, xuất hiện khi quay guồng hút Thiết bị thu hồi bụi kiểu động tiêu thụ năng lượng nhiều hơn thông thường có cùng năng suất và cột áp Ưu điểm của thiết bị thu hồi bụi động so với các thiết bị thu hồi bụi li tâm là gọn, lượng kim loại nhỏ, kết hợp máy hút bụi và cyclone vào cùng một thiết bị, khả năng tạo... để bụi không quay trở lại thiết bị Dòng khí thứ cấp có thể là không khí sạch hoặc là phần khí đã xử lý hoặc khí nhiễm bụi Thuận lợi nhất là dùng khí nhiễm bụi để làm khí thứ cấp vì điều đó cho phép tăng năng suất thiết bị lên 40 - 60% mà không ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý Ưu điểm: so với các xyclone là: Hiệu quả thu hồi bụi phân tán cao hơn Bề mặt trong của thiết bị không bị mài mòn Có thể xử. .. 1.5 Thiết bị lọc bụi li tâm kiểu ngang Thiết bị lọc bụi ly tâm kiểu nằm ngang có cấu tạo khá đơn giản Nó còn được gọi là thiết bị lọc ly tâm một chiều do dòng khí chảy từ đầu này ra đầu kia các thiết bị trong cùng một chiều 1.6 Thiết bị lọc bụi ly tâm kiểu gió xoáy Thiết bị này tạo ra nhằm khai thác triệt để lực ly tâm trong chuyển động xoắn ốc của dòng khí để tách lọc bụi Có 2 loại: thiết bị lọc bụi