Tính toán, thiết kế hệ thống xử lý khí thải, hơi axic, bụi gỗ cho dây chuyền công nghệ sản xuất gỗ

Nguyên lý hoạt động của thiết bị này là lợi dụng trọng lực của các hạt bụi khidòng khí chứa bụi chuyển động ngang trong thiết bị.. Buồng lắng bụi là kiểu thiết bị đơn giản nhất, trong th

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP.HCM KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN

( ( (

ĐỒ ÁN MÔN HỌC

ĐỀ TÀI THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ KHÍ THẢI, HƠI AXIC,BỤI CHO PHÂN XƯỞNG SẢN XUẤT GỖ

GVHD: Ths.NGUYỄN VĂN HIỂN NHÓM SV: Nhóm 7

TP.HCM

MỞ ĐẦU

Trong những năm gần đây, chúng ta không thể phủ nhận được sự phát triển vượt bậccủa nên kinh tế cũng như khoa học kĩ thuật trong tất cả các lĩnh vực của thế giới nóichung và Viết Nam nói riêng Nền CNH-HĐH của nước nhà đã và đang đạt đượcnhững thành tựu đáng ghi nhận Cùng với sự phát triển ấy, mức sống của con ngườicũng được nâng cao và nhu cầu của con người cũng dần có nhưng thay đổi nhất địnhhướng đến sự phát triển tiến bộ hơn

Tuy nhiên, hệ quả của sự phát triển ấy cũng không hề nhỏ Một loạt vấn đề về môitrường nảy sinh như : Động đất, sóng thần, nóng lên toàn cầu, hoạt động của núi lửangày càng nhiều hơn, nước biển dâng,…Thực trạng ấy đã phản ánh rõ nét ý thức củacon người về mối quan hệ giữa “ Phát triển kinh tế “ và “ Bảo vệ môi trường “

Đối với nước ta đang trên đà phát triển hội nhập nên thương mại quốc tế và đẩy mạnhkinh tế khu vực Cuộc sống người dân được cải thiện rõ rệt Khi cuộc sống no đủ conngười nghĩ đến việc làm đẹp, hướng đến sự hoàn thiện hơn từ nhà cửa, nội thất, vậtdụng đời sống, nghệ thuật Từ đó các sản phẩn từ tự nhiên ngày càng được ưa chuộngđặt biệt là các sản phẩm từ gỗ; người ta có thể tạo thành những sản phẩm đẹp mắt vàrất hữu dụng, tiện lợi mang phong cách nhẹ nhàng nhưng sang trọng gần gũi với tựnhiên trong các gia đình, trường học,….Tuy nhiện, trong quá trình tao ra các sản phẩm

đó tao ra rất nhiều loại bụi với nhiều kích thước khác nhau gây ảnh hưởng nghiêmtrọng đến sức khỏe cho con người Do đó việc thiết kế những hệ thống xử lý bụi trongcác cơ sở, nhà máy sản xuất chế biến gỗ là một việc hết sức cấp thiết, thiết kế hệ thống

xử lý bụi gỗ trong nhà máy trước khi thải ra môi trường không khí đảm bảo sự pháttriển bền vững

- Tổng quan về bụi và các vấn đề liên quan

- Tính toán, thiết kế hệ thống xử lý khí thải, hơi axic, bụi gỗ cho dây chuyềncông nghệ sản xuất

- Nhận diện, quy hoạch mặt bằng nhà máy để thiết kế hệ thống

- Xác định nguồn ô nhiễm đề xuất công nghệ xử lý

- Tính toán thiết kế hệ thống

- Tính toán kinh tế

- Trình bài công nghệ xử lý

 Bản thuyết minh tính toán, thống kê khối lượng vật liệu (A4)

 Bản vẽ sơ đồ không gian hệ thống xử lý khí thải (A2)

 Bản vẽ các mặt bằng, mặt cắt cần thiết (A2)

 Bản vẽ chi tiết thiết bị xử lý

NỘI DUNG

CHƯƠNG I : TỔNG QUAN

1 Khái niệm bụi.

Bụi là tập hợp nhiều hạt, có khích thước nhỏ bé, tồn tại lâu trong không khí dưới dạngbụi bay, bụi lắng và các hệ khí dung nhiều pha gồm hơi, khói, mù

Bụi bay có kích thước từ (0.001 – 10)μm bao gồm tro, khói và những hạt rắn đượcnghiền nhỏ, chuyển động theo kiểu Brao hoặc rơi xuống đất với vận tốc không đổitheo quy luật stoke Về mặt sinh học, bụi này thường gây tổn thương nặng cho cơquan hô hấp, nhất là khi phổi bị nhiễm bụi thạch anh (silicose) do hít phải không khí

có chứa bụi bioxit silic lâu ngày

Bụi lắng có kích thước lớn hơn 10µm, thường rơi nhanh xuống đất theo định luậtNewton với tốc độ tăng dần Về mặt sin học, bụi này thường gây tổn hại cho da, mắt,gây nhiễm trùng, gây dị ứng…

2 Phân loại bụi.

- Bụi hữu cơ như bụi tự nhiên ( Bụi do động đất, núi lửa…)

- Bụi thực vật ( Bụi gỗ, bông, phấn hoa )

- Bụi động vật ( Lông, tóc )

- Bụi nhân tạo ( Nhựa, hóa học cao su…)

- Bụi kim loại.( Sắt, đồng, chì )

- Bụi hỗn hợp ( Đú, mài, hoạt động CN…)

- Khi D > 10 : Gọi là bụi;

- Khi D = ( 0.01-0.1 ) : Gọi là sương mù

- Khi D < 0.1 : Gọi là khói

- Bụi nhiễm độc chung ( Chì, thủy ngân, benzen );

- Bụi gây dị ứng viêm mũi, hen, nổi ban…( bụi bông,gai, phân hóa học…)

- Bụi gây ung thư ( Bụi quặng,crom, phóng xạ…)

- Bụi xơ hóa phổi ( Thạch anh, quặng aniang )

- Suất điện trở của lớp bụi

2 Bụi gỗ và tác hại của nó.

Các công đoạn chính trong công nghệ chế biến gỗ có thể chia thành những phần chínhnhư sau :

Mô tả và phân tích công đoạn:

- Cưa, tẩm, sấy : Từ gỗ nguyên liệu được cưa với kích thướng thích hợp sau đóđem ngâm hay tẩm hóa chất Để gỗ nguyên liệu có được những tính chất cầnthiết

 Công đoạn này phát sinh bụi do các máy cưa

- Định hình : Tùy loại chi tiết cần thực hiện mà ở giai đoạn này gỗ sẽ được cắt để

có kích thước thích hợp Tuy theo sản phẩm thành phẩm mà có các loại máychuyên dụng để định hình từ chi tiết đơn giản đến phức tạp

 Công đoạn này cũng phát sinh bụi do các máy cắt định hình

- Bào, chà nhám, mộng, đánh bóng: Sau khi gỗ được cắt với kích thước thíchhợp, sẽ được tạo dáng chi tiết với từng sản phẩm qua các công đoạn cưa lọng,phay, bào cho chính xác chi tiết sản phẩm Sau đó được làm mộng để lắp ghép (mộng âm, mộng dương, mộng đơn, mộng đôi.)

 Công đoạn này chủ yếu sử dụng máy móc nên phát sinh bụi

- Sơn phủ bề mặt : Sau khi chà nhám tính, sản phẩm được sơn phủ bề mặt bằngcách nhúng vào vecni hay sơn phung bằng máy Mục đích là sơn phủ bể mặt đểchống mối mọt và làm cho sản phẩm có tính thẩm mỹ cao.

 Công đoạn này phát sinh bụi sơn và hơi dung môi

- Phủ PU : Sau khi sơn người ta phủ lên sản phẩn lớp sơn PU để sản phẩm cóđược tính bền đẹp, độ bóng cáo, có sức bền bề mặt tốt nhất đồng thời có thểtrang trí các hoa văn trong việc phối hợp màu sơn

 Công đoạn này cũng sinh ra hơi dung môi, bụi sơn và VOC

- Sấy khô: Sản phẩm được sấy khô để được hoành chỉnh thành phẩm, chống cácbám dính khi sơn còn ảm ướt và cũng như lớp PU bên chắc nhất

 Công đoạn này do có tiếp xúc nhiệt độ nên có lượng VOC phát sinh ra từ

bề mặt sản phẩm

2.2 Bụi gỗ và tính chất của bụi gỗ.

Đây là nguồn ô nhiễm chính, nghiêm trọng nhất trong công nghiệp chế biến gô, vì hiệntrong phân xưởng gỗ nồng độ bụi cao so với chuẩn cho phép

Bụi chủ yếu phát sính từ các công đoạn sau :

- Cưa xẻ gỗ để tạo phôi cho các chi tiết mộc

- Rọc, xẻ gỗ

- Khoan, phay, bào

- Chà nhám, bào nhẵn bè mặt các chi tiết

Tuy nhiên, có sự khác biệt đáng kể về kích thước hạt bụi và tải lượng bụi sinh ra ởnhững công đoạn khác nhau Tại công đoạn gia công thô phần lớn bụi có kích thướclớn:

Thành phần và tính chất của bụi chủ yếu là bụi cơ học Đó là một hỗn hợp bụi hạt vớikích thước rất rộng Các loại bụi này, nhất thiết phải có thiết bị thu hồi và xử lý triệt

để, nếu không sẽ gấy ra một số tác động nhất định đến môi trường và con người

2.3 Cơ chế phát sinh ô nhiễm và tác hại của bụi và khí thải trong sản xuất

chế biến gỗ.

2.3.1 Nguồn gây ô nhiễm tại công đoạn tẩm gỗ.

Hoá chất được sử dụng trong công đoạn tẩm gỗ là Acid Boric , Soda, Borac,Bicromatkali và một số phụ gia khác với nồng độ 2% Người ta thường áp dụng biện

pháp tẩm chân không do đó toàn bộ hoá chất được ngấm vào gỗ , phần nhỏ lớn hoáchất không ngấm hết sẽ được triệt để tuần hoàn sử dụng lại Quá trình này được thựchiện trong bồn kín cho nên ảnh hưởng đến môi trường xem như không đáng kể

II.3.2 Nguồn gây ô nhiễm tại khâu phun sơn.

Các chất gây ô nhiễm tại khu vực sơn bóng gồm có bụi sơn và hơi dung môi hữu cơ

Đó là các hạt chất lỏng và hơi dung môi có kích thước từ 20 –500 m

Trong dây chuyền công nghệ tại khu phun sơn này có hệ thống quạt hút thông gió vàống thải ra ngoài

Ở các công đoạn sấy gỗ , nhiên liệu được sử dụng là các chất thải rắn của quá trìnhsản xuất như gỗ vụn ,mạt cưa, dăm bào Khi đốt cháy các loại nhiên liệu này sinh rakhói thải chứa các chất ô nhiễm không khí như bụi tro, khí CO, NOx, Hydrocacbontrong đó chủ yếu là bụi tro với hệ số ô nhiễm là 15g/1kg nhiên liệu và NO2 với hệ số ônhiễm là 5g/1kg nhiên liệu sử dụng Dựa vào lượng nhiên liệu tiêu thụ của xí nghiệp

có thể tính được tải lượng của các chất ô nhiễm :

Chất ô nhiễm Tải lượng (tấn/ năm) Bụi 72,7

NO2 24,23

Sau ô nhiễm không khí , ô nhiễm do tiếng ồn là loại ô nhiễm đáng chú ý ở những nhàmáy chế biến gỗ Đặc điểm chung của hầu hết các máy móc công nghệ của ngành này

là có mức ồn cao , những máy móc gây ồn chính:

Nhiệt độ không khí cao trong hầu hết các phân xưởng sản xuất cũng đáng quan tâm.Nhà xưởng trong xí nghiệp thường có nhiệt độ cao là do tập trung nhiều máy móchoặc có nhu cầu tiêu thụ điện lớn Ngoài ra tuỳ vào cấu tạo mái nhà xưởng mà lượngnhiệt tăng lên trong nhà xưởng còn do thu nhiệt từ bức xạ mặt trời

II.3.6 Tác hại của bụi phát sinh trong sản xuất chế biến gỗ.

- Tác động đến môi trường không khí xung quanh

Nguồn gây ô nhiễm không khí chủ yếu là bụi phát sinh từ các công đoạn sản xuất ,hơi dung môi từ khâu phun sơn , khói thải từ lò sấy và tiếng ồn ,còn các ô nhiễmkhác thì không đáng kể Tuy nhiên nếu không có biện pháp xử lí thì nó ảnh hưởngđáng kể đến môi trường không khí xung quanh

- Tác động đến môi trường không khí bên trong xí nghiệp:

Có thể nói môi trường lao động trong xí nghiệp bị tác động chủ yếu bởi yếu tố bụi,hơi dung môi, khói thải từ lò xấy, tiếng ồn Bụi là một trong những nhân tố gây ra

ảnh hưởng xấu cho thực vật , biểu hiện dễ thấy nhất là các cây trồng khi bị phủ mộtlớp bụi sẽ làm chậm quá trình quang hợp , hô hấp của thực vật dẫn đến ngăn trở sựphát triển ,cây cối trở nên còi cọc Hoạt động của xí nghiệp không ít thì nhiều sẽ ảnhhưởng đến hệ sinh thái trong vùng Tuy nhiên do tải lượng các chất ô nhiễm khôngkhí (CO,SO2,NO2 …)là không đáng kể nên ảnh hưởng rất nhỏ và chưa được đánh giá

cụ thể

- Tác động đến sức khoẻ cộng đồng

Các chất ô nhiễm phát sinh trong quá trình hoạt động của xí nghiệp đáng kể nhất làbụigỗ ,nhiệt và tiếng ồn Các tác nhân ôn nhiễm này có khả năng gây ra một số tácđộng lên sức khoẻ cộng đồng trong vùng bị ảnh hưởng của nguồn thải từ xí nghiệp,đặc biệt đối với những công nhân trực tiếp sản xuất tại những khu gây ô nhiễm Tuỳthuộc vào nồnh độ ,mức độ độc hại của các chất gây ô nhiễm mà ảnh hưởng của nóđến sức khoẻ cộng đồng khác nhau

Ô nhiễm không khí nói chung sẽ tác động đến cơ thể con người và động vật trướchết qua đường hô hấp ,tác động trực tiếp lên mặt ,da của cơ thể Chúng thường gây

ra các bệnh như ngạt thở ,viêm phù phổi , một số chất khác sẽ gây kích thích một sốbệnh như ho, lao, xuyễn

- Tác hại đến sức khỏe

Bụi trong khí thải và từ các hoạt động khác của xí nghiệp có khả năng gây bệnh chongười và động vật Bụi có thể gây tổn thương tới mắt ,da , hệ tiêu hoá (một cáchngẫu nhiên) ,nhưng chủ yếu là sự thâm nhập của bụi là do hít thở Các hạt bụi cókích thước <10 m còn lại sau khi bị giữ phần lớn ở mũi tiếp tục đi sâu vào ống khíquản Tại đây các hạt bụi lớn bị lắng đọng hoặc dính vào thành dẫn do va đập rồinhờ chất nhấy và lớp lông và lớp lông của tế bào biểu bì chúng bị chuyển dần lênphía trên cuối cùng bị khạc ra ngoài hoặc bị nuốt chửng vào đường tiêu hoá Các hạtbụi có kích thước nhỏ hơn (1- 2 m) đi sâu vào tận cùng vùng thở của phổi và hầunhư bị lắng đọng toàn bộ ở đó Các hạt bụi có kích thước nhỏ hơn nữa < 0,5 m thìtránh được sự lắng đọng ngay cả trong không gian thở của phổi và lại được thở ra.Nếu kích thước hạt bụi tiếp tục giảm xuống thì đến một cấp nào đó sự khếch tánnguyên tử cộng với chuyển động Brown của những hạt rất nhỏ trở thành có ý nghĩa

và sự lắng đọng lại tăng lên Bụi vào phổi gây kích thích cơ học và phát sinh cácphản ứng gây xơ hoá phổi,gây nên những đường hô hấp như bệnh bụi phổi Nó cũng

có khả năng gây nhiễm bẩn nguồn nước ,làm ảnh hưởng đến con người và động vật

sử dụng trực tiếp hay gián tiếp nguồn nước bị ô nhiễm

- Tác hại của hơi dung môi hữu cơ và các khí độc

Hơi dung môi có mùi dễ chịu và không có tác dụng kích thích đường hô hấp nên dễnhiễm độc Tác động của hơi dung môi vào các nội tạng khác nhau gây các thể lâmsàng khác nhau : tác động vào tuỷ xương gây nhiễm độc mãn tính, tác động vào nãogây nhiễm độc cấp tính

Benzen tác động trực tiếp lên các tủy xương theo kiểu các chất độc phá hủy nhân tếbào, gây nên tình trạng bạch cầu tăng tạm thời

Liên kết Sun fo của các phenol làm giảm sút axit ascocbic, gây nên sự oxi hóa – khử

tế bào , trực tiếp dẫn đến tình trạng xuất huyết

- Khí độc:

SO2 dùng làm để chống mối mọt và được sử dụng trong chế biến gỗ, nếu ở nống dộcao có thể gây tiết nước nhầy và viêm tấy thành khí quản làm tăng sức cản đối với sự

lưu thông không khí của đường hô hấp tức gây khó thở Ở động vật SO2 có thể gây

ra tổn thương lớp mô trên cùng của bộ máy hô hấp ,gây suy tim và khí thũng SO2

cũng làm giảm khả năng quang hợp của cây trồng do kết hợp với nước tạo thành

H2SO3.Tuy nhiên nồng độ SO2 thường thấp, chưa vượt quá tiêu chuẩn cho phép

- Tác hại của nhiệt thừa:

Nhiệt thừa gây nên nhiệt độ cao trong phân xưởng là nguyên nhân của một số bệnhnghề nghiệp Ô nhiễm nhiệt làm cho quá trình phản ứng các chất tăng cũng như mức

độ độc tố ảnh hưởng đến con người tăng theo Ô nhiễm nhiệt còn ảnh hưởng đến quátrình tiêu hoá, sinh lý … của ngườ và động ,thực vật

Công nhân làm việc ở những nơi có nhiệt độ cao thường có tỉ lệ mắc bệnh cao hơn

so với nhóm làm chung : bệnh tiêu hoá 15% so với 7,5%, bệnh ngoài ra 6,3% so với1,6%,bệnh tim mạch 1% so với 0,6% … Rối loạn bệnh lý thường gặp là khi làm việc

ở nhiệt độ cao là chứng say nóng và chứng co giật Chứng say nóng có triệu chứngchóng mặt, đau đầu, đau thắt nhực, buồn nôn ,mạch nhanh, nhịp thở mạnh và suynhược cơ thể …Chứng co giật gây nên do sự mất nước của cơ thể ,thường bị giãnmạch, đặc biệt có các cơn co giật rất lâu kéo dài từ 1-2 phút

- Tác hại của tiếng ồn

Tác hại của tiếng ồn gây nên những tổn thương cơ quan thính giác ,tiếp xúc với tiếng

ồn lâu có thể sẽ làm độ nhạy của tai, thính lực giảm sút gây nên bệnh điếc nghềnghiệp Tiếng ồn cũng gây nên các bệnh như rối loạn thần kinh, rối loạn tim mạch vàcác bệnh về hệ thống tiêu hoá

CHƯƠNG II: CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ BỤI.

1 Thiết bị thu hồi bụi.

Thiết bị thu hồi bụi khô hoạt động dựa trên các cơ chế lắng khác nhau: trọng lực(các buồng lắng bụi), quán tính (lắng bụi nhờ thay đổi hướng chuyển động củadòng khí hoặc nhờ vào vách ngăn) và ly tâm (các xiclon đơn, nhóm và tổ hợp, cácthiết bị thu hồi bụi xoáy và động) Các thiết bị thu hồi bụi nêu trên chế tạo và vậnhành đơn giản, được áp dụng phổ biến trong công nghiệp.Tuy nhiên hiệu quả thubụi không phải lúc nào cũng đạt yêu cầu nên chúng thường đóng vai trò xử lý sơ bộ

 Buồng lắng bụi

Nguyên lý hoạt động của thiết bị này là lợi dụng trọng lực của các hạt bụi khidòng khí chứa bụi chuyển động ngang trong thiết bị Khi đó hạt bụi chịu tácdụng đồng thời của hại lực tác dụng Lực tác dụng theo phương ngang dochuyển động của dòng khí và lực trọng trường Nếu lực tác động ngang nhỏ, hạtbụi có thể lắng đọng trên bề mặt của thiết bị lắng bụi Để đạt được điều đó, vậntốc chuyển động ngang của hạt bụi phải nhỏ đồng thời kích thước buồng lắngbụi phải lớn để thời gian lưu bụi càng lâu càng tốt

Buồng lắng bụi là kiểu thiết bị đơn giản nhất, trong thời gian khí đi qua thiết

bị (vận tốc dòng khí nhỏ hơn (1 ÷ 2)m/s) các hạt bụi dưới tác dụng của lực trọngtrường lắng xuống phía dưới và rơi vào bình chứa hoặc đưa ra ngoài bằng vít tảihay băng tải

Buồng lắng bụi hoạt động có hiệu quả đối với các hạt có kích thước > 50 m, còncác hạt bụi có kích thước < 5m thì khả năng thu hồi bằng không

Ưu điểm:

- Chế tạo đơn giản

- Chi phí vận hành và bảo trì thiết bị thấp

Nhược điểm:

- Buồng lắng bụi có kích thước lớn, chiếm nhiều diện tích

- Hiệu suất không cao

Để tăng hiệu quả lọc bụi, giảm thể tích buồng xử lý người ta cải tiến đưa thêm vàocác vách ngăn vào thiết bị

Một số dạng buồng lắng bụi:

a c a c

a) Buồng đơn b) Buồng có vách ngăn c) Buồng nhiều

3 Bụi thu hồi

a Quỹ đạo chuyển động của bụi kíchthước lớn và nặng

b Quỹ đạo chuyển động của bụi cókích thước nhỏ và nhẹ

c Quỹ đạo chuyển động của dòng khí

 Thiết bị lắng quán tính

Nguyên lý hoạt động: Khi đột ngột thay đổi chuyển hướng chuyển động của dòngkhí, các hạt bụi dưới tác dụng của lực quán tính tiếp tục chuyển động theo hướng

cũ và tách ra khỏi khí, rơi vào bình chứa

Vận tốc của khí trong thiết bị khoảng 1 m/s, còn ở ống vào khoảng 10 m/s Hiệuquả xử lý của thiết bị này dạng này từ(65÷80)% đối với các hạt bụi có kích thước(25÷30 )m Trở lực của chúng trong khoảng (150÷390) N/m2

Có vách ngăn Với chỗ quay khí nhẵn Có chóp mở rộng Nhập khí ngang hông

Yếu điểm của lá xách là sự mài mòn các tấm chắn khi nồng độ bụi cao và có thểtạo thành trầm tích làm bít kín mặt sàng Nhiệt độ cho phép của khí thải phụ thuộc

vào vật liệu làm lá chắn, thường không quá 450÷6000C

Thiết bị xiclon được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp có hiệu quả cao khikích thước hạt bụi > 5m Thu hồi bụi trong xiclon diễn ra dưới tác dụng của lực

ly tâm

Nguyên lý hoạt động: Dòng khí nhiễm bụi được đưa vào phần trên của xiclon.Thân xiclon thường là hình trụ có đáy là chóp cụt Ống khí bẩn vào thường códạng khối chữ nhật, được bố trí theo phương tiếp tuyến với thân xiclon Khí vàoxiclon thực hiện chuyển động xoắn ốc, dịch chuyển xuống dưới và hình thànhdòng xoáy ngoài Lúc đó, các hạt bụi, dưới tác dụng của lực ly tâm văng vào thànhxiclon Tiến gần đáy chóp, dòng khí bắt đầu quay ngược trở lại và chuyển động lêntrên hình thành dòng xoắn trong Các hạt bụi văng đến thành, dịch chuyển xuốngdưới nhờ lực đẩy của dòng xoáy và trọng lực và từ đó ra khỏi xiclon, qua ống xảbụi Khí sạch sau xử lý được đưa ra ở phía trên đỉnh thiết bị bởi ống trụ tâm

Trong công nghiệp, xiclon được chia làm hai nhóm: hiệu quả cao và năng suất cao.Nhóm thứ nhất đạt hiệu cao nhưng yêu cầu chi phí lớn, còn nhóm thứ hai có trởlực nhỏ nhưng thu hồi các hạt mịn kém hơn

Trong thực tế, người ta ứng dụng rộng rãi xiclon trụ và xiclon chóp (không có thântrụ) Xiclon trụ thuộc nhóm năng suất cao, còn xiclon chóp thuộc nhóm hiệu quảcao Đường kính xiclon trụ không lớn hơn 2000mm và xiclon chóp nhỏ hơn3000mm

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

+ Trở lực hầu như cố định và không lớn (250÷1500) N/m2

+ Làm việc ở áp suất cao

+ Năng suất cao; Rẻ

+ Có khả năng thu hồi vật liệu mài mòn mà không cần bảo vệ bề mặt xiclon+ Hiệu suất không phụ thuộc sự thay đổi nồng độ bụi

+ Chế tạo đơn giản

Nhược điểm:

+ Hiệu quả vận hành kém khi bụi có kích thước nhỏ hơn 5 m

+ Không thể thu hồi bụi kết dính

 Xiclon đơn

Xiclon đơn là thiết bị hoàn chỉnh hoạt động độc lập và có nhiều dạng khác nhaunhư dạng hình trụ, dạng hình côn Việc sử dụng loại nào là tùy thuộc vào đặc tínhcủa bụi và yêu cầu xử lý Dạng hình trụ có năng suất lớn, còn loại hình côn có hiệusuất lớn

 Xiclon tổ hợp

Xiclon tổ hợp là một thiết bị lọc bụi gồm một số lượng lớn các đơn nguyên xiclonmắc song song trong một vỏ có chung đường dẫn khí vào, khí ra, thùng chứa bụi.Trong xiclon tổ hợp, việc tạo nên chuyển động quay của dòng khí trong thiết bịkhông phải do dòng khí được đưa vào theo phương tiếp tuyến mà do các dụng cụđịnh hướng dạng chong chóng hoặc dạng hóa hồng đặt trong thiết bị Do vậy kíchthước của xiclon tổ hợp nhỏ hơn kích thước của xiclon đơn có cùng công suất Nguyên lý làm việc của xiclon tổ hợp: Khi bụi đi vào ống nối và sau đó di vào hộpphân phối, từ đó đi vào các không gian giữa vỏ đơn nguyên và ống xả Trongkhoảng không gian này có đặt các dụng cụ định hướng để tạo sự chuyển độngxoáy Bụi sau khi tách đi qua lỗ tháo bụi và vào thùng chứa

a) xiclon đơn

b)xiclon nhóm

Hình 1.5.

Xiclon

b Thiết bị thu hồi bụi xoáy

Cũng giống như xiclon,thiết bị này ứng dụng cóchế lắng bụi ly tâm Điểm khác cơ bản so với xiclon là trong thiết bị này có dòngkhí xoáy phụ trợ

Nguyên lý hoạt động: Khí nhiễm bụi được cho vào từ dưới, được xoáy nhờ cánhquạt, chuyển động lên trên và chịu tác động của tia khí thứ cấp Dòng khí thứ cấpchạy ra từ vòi phun tiếp tuyến để tạo sự xoáy hỗ trợ cho khí Dưới tác dụng củalực ly tâm bụi văng ra phía ngoài, gặp dòng khí xoáy thứ cấp hướng xuống dưới,

đẩy chúng vào khoảng không gian vành khăn giữa các ống Không gian vành khắnchung quanh ống vào được trang bị vòng đệm chắn để bụi không quay trở lại thiếtbị.

Ưu điểm của thiết bị thu hồi bụi xoáy so với xiclon là:

+ Hiệu quả thu hồi bụi phân tán cao hơn

+ Bề mặt trong của thiết bị không bị mài mòn

+ Có thể xử lý khí có nhiệt độ cao hơn do ứng dụng dòng khí thứ cấp lạnh+ Có thể điều chỉnh quá trình phân riêng bụi bằng cách thay đổi lượng khíthứ cấp

Nhược điểm:

+ Cần có cơ cấu thổi khí phụ trợ

+ Vận hành phức tạp

+ Lượng khí qua thiết bị lớn

c Thiết bị thu hồi bụi kiểu động

Quá trình xử lý bụi trong thiết bị này được thực hiện nhờ lực ly tâm và lực coriolit,xuất hiện khi quay cuồng hút thiết bị thu hồi bụi kiểu động tiêu thụ năng lượngnhiều hơn quạt thông thường có cùng năng suất và cột áp

Ưu điểm của thiết bị này so với các thiết bị thu hồi bụi ly tâm khác là: gọn, lượngkim loại nhỏ, kết hợp máy hút bụi và xiclon vào cùng một thiết bị Tuy nhiên,chúng có nhiều nhược điểm như: cánh quạt bị mài mòn nhanh, có khả năng tạothành các trầm tích trên cánh quạt, do đó làm mất căn bằng phần quay, hiệu quảthu hồi d < 10m kém và chế tạo phức tạp

d Thiết bị lọc bụi khô

Nguyên lý: Khi cho khí qua vách ngăn xốp, các hạt rắn được giữ lại còn khí đi

xuyên qua nó hoàn toàn

Trong quá trình lọc bụi, các hạt bụi khô tích tụ trong các lỗ xốp hoặc tạo thành lớpbụi trên bề mặt vách ngăn, do đó chúng trở thành môi trường lọc đối với các hạtbụi đến sau Tuy nhiên bụi tích tụ càng nhiều làm cho kích thước lỗ xốp và độ xốpchung của vách ngăn càng giảm, vì vậy sau một thời gian làm việc nào đó cần phảiphá vỡ và loại lớp bụi ra Như vậy, quá trình lọc bụi phải kết hợp với quá trìnhphục hồi vật liệu lọc

Trong quá trình làm sạch khí, các hạt bụi tiến gần đến các sợi hoặc bề mặt vật liệuhạt, va chạm với chúng và lắng xuống do tác dụng của lực thẩm thấu, quán tính vàhút tĩnh điện.

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 quảrất cao (>99%) với nồng độ đầu vào thấp (<1mg/m3) và vận tốc lọc < 10cm/s.Thiết bị lọc này ứng dụng để thu hồi bụi độc hại đặc biệt, cũng như để siêu lọckhông khí Vật liệu lọc không được phục hồi

+ Thiết bị lọc không khí: được sử dụng trong hệ thống thông khí và điều hòakhông khí Chúng được dùng để lọc khí có nồng độ bụi nhỏ hơn 50 mg/m3 vớivận 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 côngnghiệp có nồng độ bụi đến 60 g/m3 với kích thước hạt lớn hơn 0,5 m, vật liệulọc thường được phục hồi

Nguyên lý hoạt động: Quá trình lọc bụi trên vải lọc xảy ra theo 3 giai đoạn

a Giai đoạn 1: khi vải lọc còn sạch, các hạt bụi lắng trên các lớp xơnằm trên bề mặt sợi và giữa các sợi Ở giai đoạn này, hiệu suất lọc bụi còn thấp

b Giai đoạn 2: khi đã có một lớp bụi bám trên bề mặt vải, lớp bụi nàytrở thành môi trường lọc bụi thứ 2 Hiệu suất lọc bụi ở giai đoạn này rất cao

c Giai đoạn 3: sau một thời gian làm việc, lớp bụi bám trên vải sẽ dàylên làm tăng trở lực của thiết bị, vì vậy phải làm sạch vải lọc Sau khi làm sạchvải lọc vẫn còn một lượng lớn bụi nằm giữa các xơ, cho nên trong giai đoạn 3này hiệu suất lọc vẫn còn cao

Vải lọc phải thỏa mãn các yêu cầu sau đây:

− Khả năng chứa bụi cao và ngay sau khi phục hồi bảo đảm hiệu quả lọccao;

− Giữ được khả năng cho khí xuyên qua tối ưu;

− Độ bền cơ học cao khi ở nhiệt độ cao và môi trường ăn mòn;

− Có khả năng được phục hồi;

− Giá thấp

− Vật liệu lọc phổ biến nhất lầ vải bông, len, vải tổng hợp và vải thủy tinh

− Vải bông có tính lọc tốt và giá thấp nhưng không bền hóa học và nhiệt, dễcháy và chứa ẩm cao;

− Vải len có khả năng cho khí xuyên qua lớn, bảo đảm độ sạch ổn định và dễphục hồi nhưng không bền hóa và nhiệt, giá cao hơn vải bông; khi làmviệc lâu ở nhiệt độ cao, sợi len trở nên giòn, chúng làm việc đến 900C;

− Vải tổng hợp bền nhiệt và hóa, giá rẻ hơn vải bông và vải len Trong môitrường axit độ bền của chúng cao, còn trong môi trường kiềm độ bền giảm;

− Vải thủy tinh bền ở (150÷350)0C Chúng được chế tạo từ thủy tinh nhômsilicat không kiềm hoặc thủy tinh magezit

− Vải có thể phục hồi bằng hai phương pháp cơ bản:

− Rung vật liệu lọc (cơ học, khí động học);

Thổi ngược vật liệu lọc bằng khí sạch hoặc không khí

Ưu điểm: hiệu suất lọc bụi cao (98÷99)%, phù hợp với các loại bụi có đường

có chiều dày từ (0,01 ÷100) m Chiều dày của lớp lọc có thể từ vài phần ngànmét đến 2m (lọc đệm nhiều lớp để sử dụng lâu dài) Các thiết bị lọc này đượcứng dụng khi nồng độ pha phân tán (0,5÷5)mg/m3 và được phân thành các loạisau:

Các thiết bị loại xơ mỏng:

Loại thiết bị này có thể làm sạch tinh những tinh thể khí lớn khỏi các hạt bụi cókích thước khác nhau Để thu hồi bụi có độ phân tán cao (0,1÷0,5)m với hiệusuất lớn hơn 99% Người ta sử dụng các thiết bị lọc dạng tấm phẳng hoặc các lớpmỏng vật liệu lọc dạng xơ đường kính nhỏ hơn 5m Vận tốc lọc từ(0,01÷0,1)m/s Nồng độ bụi ban đầu >5mg/m3 Loại này không tái sinh được bộlọc.

Thiết bị lọc thô:

Để khắc phục nhược điểm là thời gian sử dụng không dài của loại trên, trongnhiều trường hợp người ta sử dụng các thiết bị lọc lọc gồm nhiều lớp dày vàđường kính xơ lớn hơn (1÷20)m với vận tốc lọc từ (0,005÷0,1)m/s thì vật liệulọc sẽ thu hồi toàn bộ các hạt lớn hơn 1m Vật liệu lọc là sợi thô mới được ứngdụng cho nồng độ (5÷50) mg/m3, khi đó kích thước hạt bụi chủ yếu nhỏ hơn(5÷)10m

Quá trình lọc trong thiết bị lọc sợi bao gồm 2 giai đoạn: Ở giai đoạn 1(lọc ổnđịnh): các hạt bụi không làm thay đổi cấu trúc của lớp lọc Trong giai đoạn 2 (lọckhông ổn định) trong vật liệu lọc xảy ra sự biến đổi cấu trúc liên tục do lượngbụi tích tụ lớn Do đó hiệu quả xử lý và trở lực lớp lọc luôn thay đổi Lý thuyếtlọc trong các lớp lọc này chưa được nghiên cứu đầy đủ

g Thiết bị lọc hạt

Được ứng dụng ít hơn thiết bị lọc sợi Ưu điểm của lọc hạt là: vật liệu dễ kiếm,

có thể làm việc ở nhiệt độ cao và trong môi trường ăn mòn, chịu tải lực lớn và độgiảm áp lớn Người ta chia ra làm 2 dạng thiết bị lọc hạt: đệm và lọc hạt cứng

Thiết bị lọc đệm: trong thiết bị này, thành phần lọc không liên kết với

nhau Đó là lớp đệm tĩnh; lớp đệm chuyển dộng với sự dịch chuyển của vật liệurời trong trường trọng lực; lớp giả lỏng Vật liệu đệm thường là cát, sỏi, đá cuội,

xỉ than, than cốc, grafit, nhựa, cao su… Việc chọn vật liệu phụ thuộc nhiệt độ,tính ăn mòn của khí

Thiết bị lọc hạt cứng: Trong thiết bị lọc dạng này cac hạt liên kết với nhau nhờ

thiêu kết, dập hoặc dán và tạo thành hệ thống xúng không chuyển động Đó là sứxốp, kim loại xốp, nhựa xốp Lớp lọc loại này bền chặt, chống ăn mòn và chịu tảilớn Chúng được ứng dụng để lọc khí nén Nhược điểm của thiết bị này là: giácao, trở lực lớn, khó hồi phục Có thể phục hồi theo phương pháp sau:

a Thổi khí theo chiều ngược lại;

b Cho dung dịch lỏng qua theo hướng ngược lại;

c Cho hơi nóng qua;

d Gõ hoặc nung lưới với thành phần lọc

Quá trình thu hồi bụi theo phương pháp ướt dựa trên sự tiếp xúc của dòng khíbụi với chất lỏng, được thực hiện bằng các biện pháp cơ bản sau:

a Dòng khí bụi đi vào thiết bị và được rửa bằng chất lỏng Các hạt bụiđược tách ra khỏi khí nhờ va chạm với các giọt nước

b Chất lỏng tưới ướt bề mặt làm việc của thiết bị, còn dòng khí tiếpxúc với bề mặt này Các hạt bụi bị hút bởi màng nước và tách ra khỏi dòng khí

c Dòng khí bụi được sục vào nước và bị chia ra thành các bọt khí Cáchạt bụi bị dính ướt và loại ra khỏi khí

Do tiếp xúc với dòng khí nhiễm bụi với chất lỏng hình thành bề mặt tiếp xúcpha Bề mặt này bao gồm các bọt khí, tia khí, tia lỏng, giọt lỏng và màng lỏng.Trong đa số thiết bị thu hồi bụi ướt tồn tại các dạng bề mặt khác nhau, do đó bụiđược thu hồi theo nhiều cơ chế khác nhau Thiết bị lọc bụi ướt có các ưu điểm vànhược điểm so với các thiết bị dạng khác như sau:

Ưu điểm:

− Hiệu quả thu hồi bụi cao;

− Có thể ứng dụng để thu hồi bụi có kích thước đến 0,1m;

− Có thể sử dụng khi nhiệt độ và độ ẩm cao;

− Nguy hiểm cháy, nổ thấp nhất;

− Cùng với bị có thể thu hồi hơi và khí

Các buồng rửa khí được chế tạo bằng kim loại, bêtông và gạch đá

Trong buồng bố trí các dãy mũi phun để phun nước vào dòng khí chứa bụichuyển động qua buồng Để tăng hiệu suất lọc bụi, trong buồng có thể bố trí cáctấm chắn, các tấm đục lỗ hoặc tưới Cuối buồng rửa có bộ phận tách nước Vậntốc chuyển động của khí trong buồng khoảng 1,5-2,5 m/s Thời gian lưu khí <3s.Lượng nước phun 0,2-1,04l/m3

 Thiết bị rửa khí trần.

Thiết bị rửa khí trần là tháp đứng, thường là hình trụ mà trong đó có sự tiếp xúcgiữa khí và các giọt lỏng (được tạo ra bởi các vòi phun) Theo hướng chuyểnđộng của khí và lỏng, tháp trần chia ra ngược chiều, cùng chiều và tưới ngang.Tháp trần đạt hiệu quả xử lý cao đối với hạt bụi có d  10m và kém hiệu quảkhi bụi có d < 5 m

Vận tốc dòng khí trong thiết bị thường trong khoảng (0,6÷1,2) m/s đối với thiết

bị không có bộ tách giọt và khoảng (5÷8) m/s đối với thiết bị có bộ tách giọt Trởlực của tháp trần không có bộ tách giọt và lưới phân phối khí thường không quá250N/m2

Chiều cao tháp (H) vào khoảng 2,5 lần đường kính (D) Lượng nước sử dụngđược chọn vào khoảng (0,5÷8)l/m3 khí

 Thiết bị rửa khí đệm.

Tháp rửa khí đệm là tháp với lớp đệm đổ đống hoặc được sắp xếp theo trật tựxác định Chúng được ứng dụng để thu hồi bụi dễ dính ướt, nhưng với nồng độkhông cao và khi kết hợp với quá trình hấp thụ do lớp đệm hay bị bịt kín nên loạithiết bị này ít được sử dụng Ngoài tháp ngược chiều, trên thực tế người ta cònứng dụng thiết bị rửa khí với sự tưới ngang

Để đảm bảo độ dính ướt của bề mặt lớp đệm, chúng thường được để nghiêng7÷100 về hướng dòng khí, lưu lượng lỏng (0,15÷0,51) l/m3 Khi nồng độ bụi banđầu đến 10-12 g/m3, trở lực 160-100 Pa/m đệm, vận tốc khí trong thiết bị ngượcchiều khoảng (1,5÷2,0)m/s, còn lưu lượng nước tưới khoảng (1,3÷2,16)l/m3.Hiệu quả 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 kích thước d  2m trên 90% Thực tế hạt

có kích thước (2÷5)m được thu hồi 70% còn hạt lớn hơn (80÷90)%

Trở lực tháp đệm phụ thuộc dạng vật liệu đệm và điều kiện làm việc, có thể lêntới 1500N/m2

 Thiết bị sủi bọt.

Phổ biến nhất là thiết bị sủi bọt với đãi chảy sụt và đĩa chảy qua Đĩa chảy sụt cóthể là đĩa lỗ, đĩa rãnh Bụi được thu hồi bởi lớp bọt được hình thành do tương táccủa khí và lỏng Quá trình thu hồi bụi trong thiết bị sủi bọt diễn ra trong các giaiđoạn sau:

d. Thu hồi bụi trong không gian dưới lưới do lực quán tính, được hình thành

do dòng khí thay đổi hướng chuyển động khi đi qua đĩa Hiệu quả của giai đoạnnày chỉ lớn đối với bụi thô đường kính  10m

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

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

Hiệu quả của giai đoạn 2 và 3 lớn hơn giai đoạn 1 nhiều và đạt đến 90% đốivới hạt bụi (2÷5)m

Thiết bị sủi bọt có ưu điểm là hiệu quả thu hồi bụi cao đối với hạt có kíchthước lớn hơn 2m và trở lực không lớn hơn (300÷1000)N/m2 Tuy nhiên, nócòn tồn tại các yếu điểm sau:

g. Hạt có kích thước nhỏ hơn 2m không được thu hồi hoàn toàn;

h Cần có bộ phận tách giọt lỏng;

i Không cho phép lưu lượng khí dao động lớn vì như vậy sẽ phá vỡ chế độtạo bọt;

j Không cho phép nồng độ bụi trong khí dao động lớn vì có thể làm bẩn đĩa

 Thiết bị rửa khí va đập quán tính.

Trong các thiết bị này, sự tiếp xúc của khí với nước được thực hiện do sự va đậpcủa dòng khí lên bề mặt chất lỏng và do sự thay đổi hướng đột ngột của dòngkhí Kết quả của sự va đập là các giọt lỏng đường kính (300÷400)m được tạothành, làm gia tăng quá trình lắng bụi

Đối với thiết bị dạng này, mực nước cố định đóng vai trò quan trọng Sự thay đổinhỏ của mực nước cũng cơ thể làm giảm hiệu quả thu hồi bụi hoặc làm tăng trởlực của thiết bị Hiệu quả của thiết bị thu hồi va đập quán tính đến 99,5% đối vớicác hạt bụi có kích thước lớn hơn 3m

 Thiết bị rửa khí ly tâm

Thu hồi bụi trong thiết bị rửa khí ly tâm diễn ra dưới tác dụng của hai lực: lực lytâm và lực quán tính Hiệu quả thu hồi bụi có kích thước (2÷5)m đạt 90%.Các thiết bị rửa khí ly tâm được ứng dụng trong thực tế, theo kết cấu có thể chialàm hai dạng:

k Thiết bị, trong đó dòng xoáy được thực hiện nhờ cánh quạtquay đặt ở trung tâm

l Thiết bị với ống khí vào theo phương tiếp tuyến Nước rửakhí chảy qua vòi phun ở trung tâm và chảy thành màng trên thành thiết bị

Đặc điểm của thiết bị này là chất lỏng ít bị cuốn theo khí vì lực lytâm làm lắng các giọt lỏng trên thành thiết bị

 Thiết bị rửa khí vận tốc cao (thiết bị rửa khí Venturi)

Để làm sạch khí khỏi bụi có kích thước (1÷2) m và nhỏ hơn, người ta ứng dụngchủ yếu các thiết bị rửa khí có vận tốc lớn

Nguyên lý hoạt động: dòng khí bụi chuyển động với vận tốc (70÷150)m/s đập vỡnước thành các giọt cực nhỏ Độ xoáy rối cao của dòng khí và vận tốc tương đốigiữa bụi và giọt lỏng lớn thúc đẩy quá trình lắng bụi trên các giọt lỏng

Loại thiết bị này dễ bị tắc khi bụi bám dày các khâu đệm Nó được sử dụngnhiều khi dùng lọc bụi thấm ướt tốt và đặc biệt trong các trường hợp lọc bụi kèmtheo làm nguội và hấp thụ khí

Các thiết bị rửa khí Venturi có năng suất đến 500000 m3khí/h, vận tốc khí đến150m/s

i Thiết bị lọc điện.

Trong thiết bị lọc điện, khí được xử lý bụi nhờ tác dụng của lực điện trường.Nguyên lý hoạt động: Khí thải được thổi qua hai điện cực Điện cực nối đất đượcgọi là điện cực lắng vì bụi chủ yếu được lắng ở điện cực này Điện cực còn lạiđược gọi quầng sáng Điện cực này được cung cấp dòng điện một chiều có hiệuthế cao, do điện thế cao nên cường độ điện trường xung quanh lớn và gây ra sự

va đập ion mãnh liệt Dưới tác dụng của lực điện trường, các ion sẽ chuyển dịch

về phía các điện cực trái dấu và tạo nên dòng điện Khi thổi khí thải có chứa bụiqua không gian của hai điện cực, các ion sẽ bám dính trên bề mặt các hạt bụi vàhạt bụi trở nên mang điện Dưới tác dụng của lực điện trường, các hạt bụi sẽchuyển dịch tới các điện cực trái dấu Khi tới các điện cực, các hạt bụi được lắnglại trên bề mặt điện cực Theo những khoảng thời gian xác định, tùy thuộc mức

độ tích tụ bụi, người ta rung lắc điện cực hoặc xối nước điện cực rồi thu lấy bụi

Trong công nghiệp, người ta còn sử dụng thiết bị lọc điện ướt, trong đó việc làmsạch các điện cực được thực hiện bằng cách tưới qua vòi phun Thiết bị lọc điệnướt được ứng dụng để thu hồi bụi, sương các axit khác nhau.

Thiết bị lọc điện xử lý thể tích khí lớn khỏi các hạt bụi kích thước từ(0,01÷100)m ở nhiệt độ đến (400÷500)0C Trở lực của thiết bị lọc điện khoảng150Pa Tiêu hao điện năng cho xử lý 100m3 khí khoảng (0,36÷1,8)106J Bụi có

độ dẫn điện càng cao thì hiệu quả thu hồi chúng trong thiết bị lọc điện cànglớn.Thành phần khí và bụi ảnh hưởng đến độ dẫn của nó Khi độ ẩm của khítăng, điện trở riêng phần của bụi giảm Nếu vận tốc khí trong thiết bị lọc điệntăng thì hiệu quả xử lý giảm và ngoài ra còn tăng khả năng lôi cuốn bụi theodòng khí

Hiệu quả của thiết bị lọc điện khi thu hồi hạt có kích thước 0,5m đạt 99% vàgiảm khi vận tốc dòng khí tăng.Hiệu quả của thiết bị lọc điện phụ thuộc tính chấtcủa bụi và khí, vận tốc và tính đồng đều phân phối dòng bụi trong tiết diện thiết

bị Hiệu thế càng cao và vận tốc khí càng thấp hiệu quả thu hồi bụi càng cao.Thiết bị lọc điện có ưu điểm:

− Hiệu suất thu hồi bụi cao, đạt tới 99%;

− Chi phí năng lượng thấp;

− Có thể thu được các hạt bụi có kích thước nhỏ tới 0,1m và nồng độbụi từ vài gam đến 50g/m3;

− Chịu được nhiệt độ cao (nhiệt độ khí thải có thể tới 5000C);

− Làm việc được ở áp suất cao hoặc ở áp suất chân không;

− Có thể tự động hóa điều khiển hoàn toàn

Tuy nhiên nó cũng có những nhược điểm như sau:

− Do độ nhạy cao nên khi có sự thay đổi dù nhỏ giữa giá trị thực và giátrị khi tính toán của các thông số thì hiệu quả thu hồi bụi cũng bị giảmsút nhiều;

− Khi có sự cố cơ học dù nhỏ cũng làm ảnh hưởng tới hiệu quả thu bụi;

− Không sử dụng được với khí thải có chứa chất dễ nỗ vì thường xuấthiện các tia lửa điện

CHƯƠNG 3: LỰA CHỌN VÀ THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ BỤI GỖ

3.1 Lựa chọn quy trình chung trong công nghệ xử lý bụi gỗ

Việc lựa chọn thiết bị xử lý dựa vào các yếu tố chính như: kích thước hạt bụi cần

xử lý, nhiệt độ khí thải, nồng độ bụi ban đầu, phạm vi sử dụng của thiết bị, …Khi lựachọn thiết bị cần phải đạt các yêu cầu sau: Hiệu quả xử lý cao, chi phí đầu tư và vậnhành thấp, niên hạn của thiết bị xử lý Để xử lý hiệu quả và mang lại hiệu quả kinh tếcao, dựa trên các yếu tố ảnh hưởng Nhóm đã đưa ra sơ đồ công nghệ như sau:

Bụi phát sinh

Chụp hút

Hệ thống đường ống

Xiclon

Thiết bị lọc túi vải

Khí sạchQuạt hút

3.1.1 Thuyết minh quy trình công nghệ.

Bụi được thu gom ngay tại vị trí phát sinh thông qua các chụp hút bố trítrên các máy công cụ Các chụp hút được nối với hệ thống ống dẫn, dưới tácdụng của lực hút ly tâm bụi theo hệ thống đường ống dẫn vào Xiclon Hạt bụitrong dòng không khí chuyển động chảy xoáy sẽ bị cuốn theo dòng khí vàochuyển động xoáy Lực ly tâm gây tác động làm hạt bụi sẽ rời xa tâm quay vàtiến về vỏ ngoài Xiclon Đồng thời, hạt bụi sẽ chịu tác động của sức cản khôngkhí theo chiều ngược với hướng chuyển động, kết quả là hạt bụi dịch chuyểndần về vỏ ngoài của Xiclon, va chạm với nó, sẽ mất năng và rơi xuống phễu,lượng bụi tinh còn lại sẽ theo dòng khí qua thiết bị lọc túi vải Không khí lẫnbụi đi qua tấm vải lọc, ban đầu các hạt bụi lớn hơn khe giữa các sợi vải sẽ giữlại trên bề mặt vải theo nguyên lý rây, các hạt nhỏ hơn bám dính trên bề mặtsợi vải lọc do va chạm, lực hấp dẫn và lực hút tĩnh điện, dần dần lớp bụi thuđược dày lên tạo thành lớp màng trợ lọc, lớp màng này giữ được tất cả các hạtbụi có kích thước rất nhỏ Hiệu quả lọc đạt tới 99,8% và lọc được tất cả các hạtrất nhỏ nhờ có lớp trợ lọc Sau một khoảng thời gian lớp bụi sẽ rất dày làm sứccản của màng quá lớn, ta phải ngưng cho khí thải đi qua và tiến hành loại bỏlớp bụi bám trên mặt vải.Thao tác này được gọi là hoàn nguyên khả nănglọc.Khí sau khi qua thiết bị lọc túi vải được dẫn ra ống thải và thoát ra ngoàikhông khí

3.2 Vạch tuyến hệ thống hút và sơ đồ không gian hệ thống hút

Dựa vào mặt bằng của nhà xưởng đã có sẵn, vị trí các máy móc thiết bị cần thu gombụi và hệ qui chiếu, ta vạch sơ đồ trên mặt bằng rồi dựng sơ đồ không gian sao chođường ống hút bụi là ngắn nhất, thuận tiện cho thi công, sữa chữa và không cản trở tớiquá trình làm việc của công nhân

Hệ thống ống dẫn bụi được vận chuyển bằng khí ép và được bố trí ống dẫn trên cácmáy móc thiết bị như mặt bằng, sau đó đánh số thứ tự trên các tuyến ống để tính toán áplực của hệ thống

Tại các vị trí phát sinh bụi ta bố trí hệ thống hút ngay vị trí thiết bị máy móc Trên mỗithiết bị máy móc có sẵn các dạng miệng hút bụi tương ứng, có đường kính và số lượngtuỳ thuộc vào từng thiết bị máy móc khác nhau

Lưu lượng hút được xác định dựa vào đường kính ống hút và vận tốc hút theo công thức:

Bảng1: Thống kê lưu lượng trên từng thiết bị máy móc

lượng

Đầu hút/máy

Lưu lượng

Vận tốc (m 3 /h) (m/s)

3.4.1 Lưu lượng của tuyến ống phụ

Bảng 2: Lưu lượng của tuyến ống phụ

3.4.2 Lưu lượng của tuyến ống bất lợi

Bảng 3: Lưu lượng của tuyến ống bất lợi

hút (mm)

Lưu lượng chuyển qua từ đoạn

Lưu lượng (m 3 /h)

3.5.1 Tính toán đường kính, vận tốc và tổn thất áp suất ma sát cho từng đoạn

Và tổn thất áp suất ma sát R ( tra bảng phụ lục 3, Kĩ thuật thông gió trang 380)

Bảng 4: Thống kê lưu lượng, đường kính, vận tốc và tổn thất áp suất ma sát của các đoạn ống trong tuyến ống chính

Tên đoạn

ống

Lưu lượng (m 3 /h)

Đường kính (mm)

Vận tốc (m/s)

Hệ số tổn thất áp suất

do ma sát (R)

Đường kính (mm)

Vận tốc (m/s)

Hệ số tổn thất áp suất ma sát(R)

B 1130 140 20.4 3.62

3.5.2 Tính toán tổn thất áp suất trên hệ thống đường ống

(Tính toán theo Hoàng Thị Hiền, Thiết kế thông gió công nghiệp, 2000)

Tổn thất áp suất trong hệ thống vận chuyển bụi bằng khí ép bao gồm: tổn thất do ma sát, tổn thất cục bộ và tổn thất do lực nâng.

P HT = P(1 + k) + P nâng (Pa) Trong đó:

Tổn thất áp suất toàn phần.

Hàm lượng theo trọng lượng cực đại của hỗn hợp gỗ ( =0.11.5 ), chọn µ = 1(kg/kg) K: Hệ số tỉ lệ của vật liệu gỗ ( k = 1.4 ).

Pnâng: Tổn thất áp suất do lực nâng.

 Tính toán tổn thất áp suất toàn phần ((P)

Tính toán tổn thất áp suất toàn phần cho từng đoạn ống theo công thức sau:

(KG/m 2 ) Trong đó:

(Pms: tổn thất áp suất ma sát.

(Pcb : tổn thất áp suất cục bộ.

 ∆Pms: Tổn thất áp suất do ma sát trên đường ống.

∆Pms =R.l.n.η(KG/m 2 ) Trong đó:

- R: Hệ số ma sát đơn vị Dựa vào đường kính, vận tốc tra bảng phụ lục 3 trang 380 sách Kĩthuật thông gió.

- l: chiều dài đoạn ống tính toán.

- n: hệ số hiệu chỉnh do ảnh hưởng của nhiệt độ không khí chuyển động trong ống (n = 0,95 0,96).Chọn n = 0,95

η: hệ số kể đến độ nhám thành ống (η = 0,94 -0,96) Chọn η = 0,96

 ∆Pcb: Tổn thất áp suất cục bộ tại các chi tiết ống.

∆Pcb = ∑ ζ (KG/m2 ) Trong đó:

- ζ: Hệ số cản trở lực cục bộ trên đường ống tính toán.

- v: Vận tốc không khí tại đoạn ống tính toán.

- : Tỉ trọng không khí trong điều kiện bình thường, =1,21 (kg/m3).

Đối với các giá trị Ft/Fc nằm trong giữa của các giá trị tra trong trong bảng 36 phụ lục 4, Kỹ thuật thông gió,

GS Trần Ngọc Chấn, ta dùng phương pháp nội suy để tính toán (chạc 3

 Đoạn 1: 1 co, 1 van, 1 chụp hút

- ζvan: Tổn thất qua van, α = 00 => (van= 0,04 (tra bảng phụ lục 4, trang 402 sách Kỹ Thuật Thông Gió).

d

1

- ζchụp : Tổn thất qua chụp hút, α= 300 , = 1=> (chụp= 0,14 (tra bảng phụ lục 4, trang 396 sách

Kỹ Thuật Thông Gió).