thiết kế hệ thống xử lý bụi sinh ra từ công đoạn bằm trấu cho phân xưởng ép trấu tạo viện trước khi thải ra môi trường không khí

Đây là một trong những ngành công nghiệp quan trong của khu vực Đồng Bằng Sông Cửu Long... Áp dụng với hạt có kích thước lớn... Buồng lắng bụi nhiều tầng... Trong cyclon tô

Trang 1

Mục Lục

Mở đầu………2

Chương 1: LƯỢT KHẢO TÀI LIỆU………

1.1 Khái niệm vhung về bụi và phân loại………

1.2 Các phương pháp xử lý bụi cơ bản………

1.2.1 Phương pháp xử lý bụi khô……….

1.2.1.1 Buồng lắng bụi

1.2.1.2 Thiết bị lọc bụi kiểu quán tính………

1.2.1.3 Cyclon - Thiết bị lọc bụi kiểu ly tâm……….

1.2.1.3.1 Cyclon đơn………

1.2.1.3.2 Cyclon tổ hợp………

1.2.1.4 Thiết bị lọc bụi túi vải………

1.2.2 Thiết bị lọc bụi bằng phương pháp ướt………

1.2.2.1 Tháp rửa khí trần………

1.2.2.2 Thiết bị rửa khí có lớp đệm………

1.2.2.3 Thiết bị sủi bọt………

1.2.2.4 Thiết bị lọc điện………

CHƯƠNG 2: TỒNG QUAN VỀ PHÂN XƯỞNG ÉP TRẤU TẠO VIÊN………

2.1 Sơ lược về phân xưởng ép trấu tạo viên………

2.2 Quy trình công nghệ ép trấu tạo viên………

2.3 Điều kiện địa lý, khí tượng và hiện trạng môi trường không của khu

vực nhà máy………

2.3.1 Điều kiện địa lý………

2.3.2 Điều kiện khí tượng

2.3.2.1 Nhiệt độ không khí

Trang 2

2.3.2.2 Nắng

2.3.2.3 Bức xạ mặt trời………

2.3.2.4 Chế độ mưa………

2.3.2.5 Độ ẩm không khí tương đối………

2.3.2.6 Chế độ gió………

2.3.2.7 Độ bền vững khí quyển………

2.3.3 Hiện trạng chất lượng môi trường không khí xung quanh………….

CHƯƠNG 3: NGUỒN Ô NHIỄM BỤI CỦA PHÂN XƯỞNG ÉP TRẤU TẠO VIÊN – ĐẶC ĐIỂM VÀ CÁC ẢNH HƯỞNG CỦA BỤI TRẤU………

3.1 Nguồn ô nhiễm bụi của phân xưởng ép trấu tạo viên……….

3.1.1 Bụi từ công đoạn nhập liệu………

3.1.2 Bụi từ công đoạn bằm………

3.2 Đặc điểm và các ảnh hưởng của bụi trấu với con người………

CHƯƠNG 4 LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ BỤI VÀ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ BỤI………

4.1 Lựa chọn phương pháp xử lý bụi cho phân xưởng ép trấu tạo viên………

4.2 Tính toán thiết kế hệ thống xử lý bụi – Thiết bị lọc bụi túi vải………

4.2.1 Diện tích bề mặt cần lọc……….

4.2.2 Số túi vải cần thiết………

4.2.3 Trở lực của thiết bị………

4.2.4 Tính toán kích thước cho thiết bị………

4.2.5 Tính toán lượng bụi thu hồi……….

4.2.6 Vật liệu sử dụng cho các bộ phận của thiết bị……….

CHƯƠNG 5 ỨNG DỤNG VÀ VẬN HÀNH………

………

CHƯƠNG 6 KẾT LUẬN VÀ KIÊN NGHỊ………

6.1 Kết luận……….

Trang 3

6.2 Kiến nghị………

Tài liệu tham khảo ………

………

Danh Sách Hình Và Bảng Số Liệu Hình 1.1 Buồng lắng bụi………

Hình 1.2 Thiết bị lọc bụi quán tính………

Hình 1.3 Cyclon đơn và nguyên lý làm việc………

Hình 1.4 Cyclon chum……….

Hình 1.5 Thiết bị lọc túi vải………

Hình 2.1: Qui trình công nghệ ép trấu tạo viên………

Bảng 2.1: Phân loại độ bền vững khí quyển (pasquill, 1961)……….

Bảng 2.2: Kết quả phân tích chất lượng môi trường không khí xung quanh và tiếng ồn………

Hình 4.1 Quy trình công nghệ xử lý bụi………

Trang 4

MỞ ĐẦU

I Đặt vấn đề

Việt Nam là nước có nền nông nghiệp lúa nước phát triển từ xa xưa và là một trong những nước xuất khẩu gạo hàng đầu thế giới hiện nay Do đó ngành công nghiệp chế biến lúa gạo hay nói cách khác là các nhà máy xay xát, lau bóng gạo, xuất khẩu gạo đã hình thành và phát triển từ lâu Đây là một trong những ngành công nghiệp quan trong của khu vực Đồng Bằng Sông Cửu Long Tuy nhiên, một vấn nạn đáng quan tâm đó là vần đề ô nhiễm bụi, SO2, NOx, CO,…phát sinh từ các nhà máy này, trong đó nghiêm trong nhất là ô nhiễm bụi làm ảnh hưởng đến công nhân và cộng đồng dân cư sống quanh khu vực nhà máy, gây ra các bệnh về da, mắt, đặc biệt là đường hô hấp Vì vậy việc xử lý bụi phát sinh trong quá trình sản xuất của nhà máy là rất cần thiết

Hiện nay, sự nguồn nhiên liệu hóa thạch đang trên đà cạn kiệt, với sự phát triển của khoa học công nghệ con người tìm kiếm đến các nguồn năng lượng thay thế trong đó có năng lượng sinh khối - củi trấu Từ đó ở các nhà máy xay xát, lau bóng lúa gạo thường có cả công nghệ ép trấu tạo viên để tận dụng nguồn nguyên liệu hoặc xuất hiện các phân xưởng ép trấu tạo viên cạnh bên Tuy nhiên, trong quá trình sản xuất ra sản phẩm củi trấu sẽ làm phát sinh rất nhiều bụi, đặc biệt là ở công đoạn bằm trấu, làm ảnh hưởng đến sức khỏe công nhân làm việc và khu vực dân cư xung quanh Do đó, việc thiết kế hệ thống xử lý bụi sinh ra từ công đoạn bằm trấu cho phân xưởng ép trấu tạo viện trước khi thải ra môi trường không khí là điều cần thiết để đảm bảo sức khỏe cộng đồng và môi trường xung quanh

II Mục tiêu đồ án

Tính toán và thiết kế hệ thống xử lý bụi trấu sinh ra từ công đoạn bằm trấu ở phân xưởng ép trấu tạo viên của Nhà máy xay xát, lau bóng và ép trấu tạo viên

III Nhiệm vụ và nội dung đồ án

 Xác định nguồn ô nhiễm trong phân xưởng ép trấu tạo viên

 Các phương pháp xử lý bụi

 Lựa chọn thiết bị và tính toán thiết kế hệ thống xử lý bụi cho phân xưởng ép trấu tạo viên

 Vẽ sơ đồ công nghệ xử lý bụi

Trang 5

CHƯƠNG 1 LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU

1.1 Khái niệm chung về bụi và phân loại

Các phần tử chất rắn thể rời rạc (vụn) có thể được tạo ra trong các quá trình nghiền, ngưng kết và các phản ứng hóa học khác nhau Dưới tác dụng của các dòng khí hoặc không khí, chúng chuyển động thành trạng thái lơ lửng và trong những điều kiện nhất định chúng tạo thành thứ vật chất mà người ta gọi là bụi

Bụi là một hệ thống gồm hai pha: pha khí và pha rắn rời rạc – các hạt có kích thước nằm trong khoảng từ kích thước nguyên tử đến kích thước nhìn thấy được bằng mắt thường, có khả năng tồn tại ở dạng lơ lửng trong thời gian dài ngắn khác nhau

Về kích thước bụi được phân thành các loại sau đây:

Bụi thô, cát bụi (grit): gồm từ các hạt bụi chất rắn có kích thước hạt > 75µm;

Bụi (dust): hạt chất rắn có kích thước nhỏ hơn bụi thô (5 ÷ 75 µm) được hình thành từ quá trình cơ khí như nghiền, tán, đập,…

Khói (smoke): gồm các hạt vật chất có thể là rắn hoặc lỏng được tạo ra trong quá trình đột cháy nhiên liệu hoặc quá trình ngưng tụ có kích thước hạt 1 ÷ 5 µm Hạt bụi cỡ này có tính khuếch tán rất ổn định trong khí quyển

Khói mịn (fume): gổm những hạt chất rắn rất mịn, kích thước hạt < 1 µm

Sương (mist): hạt chất lỏng kích thước < 10 µm Loại bụi này ở một nồng độ đủ để làm giảm tầm nhìn thì được gọi là sương giá (fog)

Có sự khác biệt đáng kể về tính chất cơ lý hóa của các hạt có kích thước nhỏ nhất và lớn nhất Các hạt cực nhỏ thì tuân theo một cách chặt chẽ sự chuyển động của môi trường khí xung quanh, còn các hạt lớn thì rơi có gia tốc dưới tác dụng của lực trọng trường và nhờ thế chúng dễ dàng bị loại bỏ khỏi khí (dễ lọc sạch) Tuy vậy, các hạt có kích thước lớn cũng có khả năng bị cuốn đi rất xa khi điều kiện thời tiết thuận lợi

Những hạt bui có tác hại nhất đối với sức khỏe con người là khi chúng có thể thâm nhập sâu vào tận phổi trong quá trình hô hấp – tức những hạt có kích thước < 10 µm và được gọi là bụi hô hấp

(Theo Trần Ngọc Chấn, Ô nhiễm không khí và xử lý khí thải tập 2)

1.2 Các phương pháp xử lý bụi cơ bản

1.2.1 Phương pháp xử lý bụi khô

Phương pháp lọc bụi khô thường dùng để thu hồi các loại bụi có thể tận dụng lại hoặc tái chế

Có nhiều phương pháp thu hồi bụi khác nhau dựa vào các cơ chế lắng khác nhau:

- Dựa vào nguyên tắc trọng lực: dưới tác dụng của trọng lực các hạt có xu hướng chuyển động từ trên xuống Áp dụng với hạt có kích thước lớn

- Dựa vào nguyên tắc va đập quán tính, nguyên tắc ly tâm: khi dòng khí chuyển động đổi hướng hoặc chuyển động theo đường cong, ngoài trọng lực tác dụng lên hạt còn có lực quán tính làm cho hạt có khả năng tách ra khỏi dòng khí Áp dụng với hạt có kích thước

>10 µm

1.2.1.1 Buồng lắng bụi

Trang 6

Nguyên lý hoạt động : dòng khí chứa bụi được dẫn vào buồng lắng bằng đường ống dẫn khí

có tiết diện nhỏ hơn nhiều lần tiết diện ngang của buồng lắng để vận tốc dòng khí giảm xuống rất nhỏ, do đó hạt bụi có đủ thời gian để chạm đáy dưới tác dụng của trọng lực và bị giữ lại đó mà không bị dòng khí mang theo

Buồng lắng bụi được áp dụng để lắng bụi thô có kích thước hạt ≥ 60 – 70 µm Tuy vậy, các hạt bụi nhỏ hơn vẫn có thể bị giữ lại trong buồng lắng, còn bụi có kích thước < 5 µm thì khả năng giữ bằng 0

Ưu điểm:

- Chế tạo và vận hành đơn giản

- Chi phí vận hành và bảo trì thiết bị thấp

- Trở lực thấp

Nhược điểm:

- Thiết bị lớn, cồng kềnh, chiếm nhiều diện tích;

- :Hiệu suất lọc thấp

Để tăng hiệu quả lọc bụi, giảm thể tích buồng xử lý người ta đưa thêm các sàn nằm ngang hoặc nằm nghiêng hoặc chắn buồng lắng thành nhiều ngăn

Hình 1.1 Buồng lắng bụi

a Buồng lắng bụi kiểu đơn giản nhất

b Buồng lắng bụi có vách ngăn

c Buồng lắng bụi nhiều tầng

Trang 7

1.2.1.2 Thiết bị lọc bụi kiểu quán tính

Nguyên lý hoạt động: khi thay đổi chiều chuyển động của dòng khí , các hạt bụi dưới tác dụng của lực quán tính lớn sẽ giữ hướng chuyển động ban đầu, va đập vào các vật cản rồi bị giữ lại ở đó hoặc mất động năng và rơi xuống đáy thiết bị

Ưu điểm nổi bật cúa thiết bị này là tổn thất áp suất rất nhỏ Loại thiết bị này thường được sử dụng như một cấp lọc thô đặt trước các cấp lọc tinh như cyclon, ống lọc túi vải,…

Một số dạng thiết bị lắng quán tính: thiết bị lọc quán tính Venturi, thiết bị lọc quán tính kiểu màn chắn uống cong, thiết bị lá sách

Hình 1.2 Thiết bị lọc bụi quán tính

a Thiết bị lắng “lá sách”

b Thiết bị lắng quán tính kiểu lá sách hình chóp cụt

1.2.1.3 Cyclon - Thiết bị lọc bụi kiểu ly tâm

Ưu điểm:

- Không có phần chuyển động nên tăng độ bền của thiết bị;

- Có thể làm việc ở nhiệt độ cao (đến 5000C);

- Thu hồi bụi ở dạng khô;

- Có khả năng thu hồi vật liệu mài mòn mà không cần bảo vệ bề mặt cyclon;

- Trở lực hầu như cố định và không lớn (250 – 1500 N/m2);

- Làm việc tốt ở áp suất cao;

- Năng suất cao;

- Hiệu suất không phụ thuộc vào sự thay đổi nồng độ;

- Chể tạo đơn giản, rẻ tiền

Nhược điểm:

Trang 8

- Hiệu quả vận hành kém khi bụi có kích thước < 5 µm;

- Không thể thu hồi bụi kết dính

1.2.1.3.1 Cyclon đơn

Cyclon đơn là thiết bị hoàn chỉnh hoạt động độc lập và có nhiều

dạng khác nhau như hình trụ, hình côn Việc sử dụng loại nào là tùy

thuộc vào đặc tính của bụi và yêu cầu xử lý Dạng hình trụ có năng

suất lớn hơn, dạng hình côn có hiệu suất lớn hơn

Nguyên lý làm việc: cho dòng khí lẫn bụi đi vào trong thiết bị ở

phía trên theo phương tiếp tuyến với thành thiết bị Dòng khí sẽ

chuyển động xoắn ốc bên trong vỏ hình trụ và hạ dần về phía dưới

Khi gặp phần đáy hình phễu, dòng khí sạch bị đẩy ngược về phía trên

và vẫn chuyển động dạng xoắn ốc trong ống hình trụ nhỏ thoát ra

ngoài Trong quá trình chuyển động xoắn ốc, các hạt bụi chịu tác

dụng của lực ly tâm làm cho chúng tiến dần về phía vỏ hình trụ và đáy

hình phễu rồi chạm vào thành thiết bị, giảm động năng, kết dính thành

hạt lớn bám vào thành hoặc rơi xuống đáy phễu

1.2.1.3.2 Cyclon tổ hợp

Cyclon tổ hợp là một thiết bị lọc bụi gồm nhiều đơn

nguyên cyclon mắc song song trong một vỏ có chung

đường ống dẫn khí vào, khí ra, thùng chứa bụi Trong

cyclon tổ hợp, việc tạo nên chuyển động quay của dòng

khí trong thiết bị không phải bằng cách cho dòng khí đi

vào theo phương tiếp tuyến mà do các dụng cụ định

hướng dạng chong chóng hoặc dạng hoa hồng đặt trong

thiết bị Do vậy kích thước của cyclon tổ hợp nhỏ hơn

kích thước của cyclon đơn cùng công suất

Nguyên lý làm việc của cyclon tổ hợp tương tự như

nguyên lý làm việc của cyclon đơn

1.2.1.4 Thiết bị lọc bụi túi vải

Hệ thống này bao gồm những túi vải hoặc túi sợi đan lại, dòng khí có thể lẫn bụi được hút váo trong ống nhờ một lực hút của quạt li tâm Những túi này được đan lại hoặc chế tạo cho kín một đầu Hỗn hợp khí bụi đi vào trong túi, kết quả là bụi được giữ lại trong túi

Bụi càng bám nhiều vào các sợi vải thì trở lực do túi lọc càng tăng Túi lọc phải làm sạch theo dịnh ỳ, tránh quá tải cho các quạt hút, làm cho dòng khí có lẫn bụi không thể vào túi lọc Để làm sạch túi có thể dùng biện pháp rũ túi để làm sạch bụi ra khỏi túi hoặc rũ túi bằng phương pháp đổi ngược chiều dòng khí, dùng áp lực hoặc ép từ từ

Hình 1.4 Cyclon chùm

Hình 1.3 Cyclon đơn và nguyên lý làm việc

Trang 9

Một vài căn cứ để chọn túi lọc là nhiệt độ nung chảy, tính kháng axit hoặc kháng kiềm, tính chống mài mòn, chống co và năng suất lọc của từng loại vải Một vài loại sợi thường được dùng bao gồm sợi bông, sợi len, nylon, sợi amiang, sợi silicon, sợi thủy tinh

Thiết bị lọc túi vải thường đặt phía sau thiết bị lọc bụi cơ học để giữ lại những hạt bụi nhỏ mà quá trình lọc cơ học không giữ lại được Khi các hạt bụi thô hoàn toàn đã được tách ra thì lượng bụi trong túi sẽ giảm đi Một vài ứng dụng của túi lọc là trong các nhà máy xi măng, lò đốt, lò luyện thép và máy nghiền ngũ cốc

Hình 1.5 Thiết bị lọc túi vải

1.2.2 Thiết bị lọc bụi bằng phương pháp ướt

Nguyên lý làm việc

Dòng khí mang bụi tiếp xúc với chất lỏng, bụi được giữ lại và thoát ra ngoài dưới dạng cặn bùn do:

- Bụi được tách ra khỏi khí nhờ va chạm giọt nước

- Bụi bị hút bởi màng nước và tách ra khỏi dong khí

- Dòng khí bị sục vào nước và bị chia ra thành các bọt khí, bụi bị ước và bị loại ra khỏi dòng khí

ưu điểm

- Dể chế tạo giá thành thấp,hiểu quả cao

- Lọc bụi < 0,1 ( thiết bị lọc bụi venturi)

- Có thể làm việc vơi khí nhiệt độ cao, độ ẩm cao

- Lưới lọc được khí độc

- Làm lạnh hay làm ấm khí thải

Nhược điểm

- Phải xử lý bùn cạn

- Khí thoát mang theo hơi nước ,gây hen rỉ đường ống

- Khí thải chứa cá chất ăn mòn ,vì thế phải bảo vệ thiết bị

1.2.2.1 Tháp rửa khí trần

Cho dòng khí lẫn bụi đi từ dưới lên, dung môi phun thành những hạt nhỏ từ trên xuống Quá trình tiếp xúc giữa bụi và dung môi xảy ra trong toàn bộ thể tích Các hạt bụi

Trang 10

hoặc khí độc sẽ hòa tan hoặc không hòa tan trong dung môi sẽ rơi xuống đáy; khí bay lên trên Dung môi bơm sau khi tuần hoàn nhiều vòng tùy thuộc vào nồng độ của bụi, người

ta sẽ bỏ đi

1.2.2.2 Thiết bị rửa khí có lớp đệm

Hiệu quả của xử lý bụi phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: cường độ tưới, nồng độ bụi,

độ phân tán Hiệu quả thu hồi bụi có khích thước d ≥ 2µm trên 90% Thực tế hạt có kích thước (2÷5)µm được thu hồi 70% còn lại hạt lớn hơn (80÷90)% Trở lực tháp đệm phụ thuộc dạng vạt liệu đệm và điều kiện làm việc có thể lên tới 1500N/m

Cho dòng khí lẫn bụi hoặc khí độc đi từ dưới lên, dung môi đi từ trên xuống tưới các lớp đệm Quá trình hòa tan hay không hòa tan xảy ra rõ ở các lớp đệm

1.2.2.3 Thiết bị sủi bọt

Phổ biến nhất là thiết bị sủi bọt với đãy chảy sụt và đĩa chảy qua đĩa chảy sụt có thể là lổ ,đĩa rãnh bụi được thu hồi bởi lớp bọt diển ra trong các giai đoạn sau:

- Thu hồi bụi trong không gian dươi lưới do lực quan tính ,được hình thành do dòng chảy thay đổi hướng chuyển động khi đi qua đỉa hiệu quả của giai đọan này chỉ lơn đối vơi bụi thô đường kính 10

- Lắng bụi từ tia khí ,hình thành bởi các lỗ hoặc khe hở của đĩa với vận tốc cao đạp vào lớp chất lỏng trên đĩa (cơ chế va đập)

- Lắng bụi trên bề mặt trong của các bọt khí theo cơ chế quán tính rối

Ưu điểm

Hiệu quả thu hồi bụi cao đối với các hạt có kích thước lơn hơn 2µm và trở lực không lớn hơn (300 ÷10000)N/m²

- Hạt có kích thước nhỏ hơn 2µm không được thu hồi hoàn toàn

- Cần có bộ phận tách giọt lỏng

- Không cho phép lưu lượng khí dao động lớn vì như vậy phá vơ chế độ tạo bọt

- Không cho phép nồng độ bụi trong không khí giao động lớn vì có thể làm bẩn đĩa

1.2.2.4 Thiết bị lọc điện

Cho dòng điện một chiều ( u = 50.000V ) qua dây dẫn Không khí đi vào sẽ bị nhiễm điện âm bị hút bởi thành ống nhiễm điện dương, đọng lại trên bề mặt của ống Sau đó chúng sẽ bị mất điện rơi xuống đáy

Ưu điểm

- hiệu suất thu hối bụi cao, đạt tới 99%

- Chi phí năng lượng thấp

- Có thể thu được các hạt bụi có kích thước nhỏ tới 0,1 µm và nồng độ bụi từ vài gam đến 50g/m³

- Chịu được nhiệt độ cao (nhiệt độ khí thải có thể tới 500°C )

- Làm việc được ở áp suất cao hoặc ở áp suất chân không

- Có thể tự động hóa điều khiển hoàn toàn

Định dạng
Số trang	20
Dung lượng	1,72 MB