tính toán thiết kế hệ thông xử lý khí thải cơ bản

Thuyết minh quy trình lò đốt Tại buồng sơ cấp Các quá trình xảy ra gồm: Sấy khô bốc hơi nước chất thải: chất thải được đưa vào buồng đốt sẽ thu nhiệt từ không khí nóng của buồng đốt, nh

MỞ ĐẦU

Không khí có vai trò rất quan trọng, là một yếu tố không thể thiếu đối với sựsinh tồn và phát triển của sinh vật trên Trái Đất Con người có thể nhịn ăn, nhịn uốngtrong vài ngày nhưng không thể nhịn thở trong 5 phút Không khí là lớp áo giáp bảo

vệ mọi sinh vật trên Trái Đất khỏi các tia bức xạ nguy hiểm và các thiên thạch từ vũtrụ Cùng với sự phát triển kinh tế và quá trình công nghiệp hóa- hiện đại hóa, trongnhững năm gần đây , vấn đề ô nhiễm không khí ngày càng trở nên nghiêm trọng hơn.Nước ta đang trên đường hội nhập với thế giới nên việc quan tâm đến môi trường sốngtrong đó bảo vệ môi trường không khí xung quanh không bị ô nhiễm đã và đang đượcĐảng và Nhà nước, các cấp chính quyền, tổ chức và mọi người dân quan tâm Đókhông chỉ là trách nhiệm của mỗi cá nhân mà còn là trách nhiệm của toàn xã hội

Một trong các biện pháp tích cực bảo vệ môi trường sống, bảo vệ môi trườngkhông khí xung quanh tránh bị ô nhiễm bởi sự có mặt của các chất lạ là việc xử lý khíthải nói chung, đặc biệt là khí thải tại các nhà máy, đáp ứng được các tiêu chuẩn môitrường hiện nay

Hướng tới mục tiêu bảo vệ môi trường không khí, việc thiết kế hệ thống xử líkhí thải, đặc biệt là khí thải lò đốt y tế là rất cần thiết

Với trình độ và thời gian còn hạn chế nên đồ án của em không tránh khỏinhững thiếu sót, em rất mong nhận được sự chỉ bảo, góp ý của thầy cô giáo và các bạn

Em xin chân thành cảm ơn

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

MỤC LỤC 2

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 4

1.1 Quy trình công nghệ 4

1.2 Thuyết minh quy trình lò đốt 5

1.3 Ưu nhược điểm của lò đốt 6

1.4 Thành phần, tính chất khí thải 6

1.5 Những ảnh hưởng của khí thải 8

CHƯƠNG 2: CÁC BIỆN PHÁP XỬ LÝ KHÍ THẢI 10

2.1 Các biện pháp xử lý 10

2.1.1 Phương pháp hấp thụ 10

2.1.2 Phương pháp hấp phụ 12

2.1.3 Phương pháp đốt 13

2.2 Ưu và nhược điểm của các phương pháp 13

2.2.1 Phương pháp hấp thụ 13

2.2.2 Phương pháp hấp phụ 14

2.2.3 Phương pháp đốt 15

2.3 Các phương pháp xử lý bụi 15

CHƯƠNG 3 ĐỀ XUẤT DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ VÀ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ KHÍ THẢI 27

3.1 Thông số các chất gây ô nhiễm 27

3.2 Đề xuất sơ đồ dây chuyền công nghệ 29

3.3 Tính toán và thiết kế hệ thống xử lý khí thải 30

3.3.1 Trao đổi nhiệt (kiểu ống trùm) 30

3.3.2 Lọc tay áo 35 3.3.3 Tháp hấp thụ 36

1.2 Thuyết minh quy trình lò đốt

 Tại buồng sơ cấp

Các quá trình xảy ra gồm:

Sấy khô (bốc hơi nước) chất thải: chất thải được đưa vào buồng đốt sẽ thu nhiệt

từ không khí nóng của buồng đốt, nhiệt độ chất thải đạt trên 100o C, quá trình thoát hơi

ẩm xảy ra mãnh liệt, khi nhiệt độ tiếp tục tăng sẽ xảy ra quá trình nhiệt phân chất thải

và tạo khí gas

Quá trình phân huye nhiệt tạo khí gas và cặn carbon: Chất thải bị phân hủynhiệt sinh ra khí gas, tức là các hợp chất hữu cơ phức tạp tạo thành các chất đơn giảnnhư: CH4, CO, H2 , Thực tế với sự có mặt của oxy và khí gas trong buồng nhiệt phân

ở nhiệt độ cao đã xảy ra quá trình cháy, niệt sinh ra lại tiếp tục cấp cho quá trình nhiệtphân, như vậy sinh ra quá trình ” tự nhiệt phân và tự đốt sinh năng lượng” mà khôngcần đòi hỏi sự bổ sung năng lượng từ bên ngoài ( không cần tiến hành cấp nhiệt quabéc đốt), do vậy đã tiết kiệm năng lượng Thông qua quá trình kiểm soát chế độ cấpkhí và diễn biến nhiệt độ buồng sơ cấp sẽ đánh giá được giai đoạn: sấy, khí hòa và đốtcặn trong buồng nhiệt phân

Quá trình nhiệt phân chất thải rắn thường bắt đầu từ 2500 C ÷ 6500C, thực tế đểnhiệt phân chất thải người ta thường tiến hành ở nhiệt độ 4250 C ÷ 7600 C Khi quátrình nhiệt phân kết thúc, sẽ hình thành tro và cặn carbon, do vậy người ta còn gọi giaiđoạn này là giai đoạn carbon hóa

 Tại buồng thứ cấp

Quá trình đốt dư khí oxy: Khí gas sinh ra từ buồng sơ cấp, được đưa lên buồngthứ cấp để đốt triệt để Tốc độ cháy phụ thuộc vào nhiệt độ và nồng độ chất thải tronghỗn hợp khí gas Khi cháy hết 80%-90% chất cháy ( khí gas) thì tốc độ phản ứng giảmdần

 Quá trình tạo tro xỉ:

Giai đoạn cuối mẻ đốt, nhiệt độ buồng đốt nâng tới 950oC để đốt cháy cặncarbon , phần rắn không cháy được tạo thành tro xỉ Các giai đoạn của quá trình cháythực tế không phải tiến hành tuần tự , tách biệt mà tiến hành gối đầu, xen kẽ nhau.

Lò nhiệt phân coi như có 2 buồng phản ứng nối tiếp nhau với 2 nhiệm vụ:buồng sơ cấp làm nhiệm vụ sản xuất khí gas, cung cấp cho buồng thứ cấp để đốt triệt

để chất hữu cơ Chất lượng khí gas được tạo thành phụ thuộc vào bản chất của chấtthải được nhiệt phân cũng như điều kiện nhệt phân ở buồng sơ cấp Kiểm soát đượcmối quan hệ giữa buồng sơ cấp và buồng thứ cấp đồng nghĩa với việc kiểm soát đượcchế độ vận hành lò đốt hiệu quả như mong muốn

1.3 Ưu nhược điểm của lò đốt

Ưu điểm

- Thế tích và khối lượng giamt tới mức nhỏ nhất

- Thu hồi được năng lượng

- CTR có thể được xử lý tại chỗ

- Cần một diện tích tương đối nhỏ

- Phù hợp vơi chất thải trơ về mặt hóa học, khó phân hủy sinh học

- Tro, cặn còn lại chủ yếu là vô cơ, trơ về mặt hóa học

Nhược điểm

- Không phải tất cả CTR đều đốt được

- Vốn đầu tưu cao

- Thiết kế, vận hành phức tạp

- Yêu cầu nhiên liệu đốt bổ sung

- Ảnh hưởng đến môi trường nếu không kiểm soát ô nhiễm

- Bảo dưỡng thường xuyên làm gián đoạn xử lý

- CTR có thành phần, tính chất khác nhau nên có những công nghệ và vậnhành khác nhau

1.4 Thành phần, tính chất khí thải

 Tro, xỉ

Tro xỉ là những chất không cháy được có trong chất thải Bụi bao gồm tro baytheo khói và một số chất chưa cháy hết do sự cháy không hoàn toàn nhiên liệu cũng

như chất thải Bụi từ buồng đốt chủ yếu là bụi vô cơ kích thước nhỏ, d < 100 chiếm90%.

Phản ứng của oxy và nitơ trong không khí cấp vào buồng đốt;

Phản ứng của oxy và nitơ có trong nhiên liệu

NOx dễ dàng tạo ra khi dư thừa oxy trong quá trình cháy Ở nhiệt độ trên 6500Cthì NO tạo ra là chủ yếu

(PCDF) (C6H2)2Cl4O2 Đó là 3 dãy vòng thơm, trong đó 2 vòng được kết nối với nhaubằng một cặp nguyên tử oxy hay một nguyên tử oxy.

Dioxin và Furan được tạo thành bởi 2 lý do:

 Từ quá trình đốt các hợp chất thơm clorua

 Từ qúa trình đốt các hợp chất clorua và hydrocacbon

Ở các lò đốt rác thải y tế, Dioxin và Furan được hình thành trong quá trìnhnhiệt phân hoặc cháy không hoàn toàn của các hợp chất hữu cơ chứa halogen Mộttrong những yếu tố thúc đẩy hình thành dioxin và furan là khi trong khói lò có nồng độbụi cao, nồng độ CO, muối clorua kim loại và muối clorua kiềm cao Dioxin và furanphát tán theo đường: khói thải, bụi và tro xỉ

1.5 Những ảnh hưởng của khí thải

ra thông qua ho, hắt hơi hoặc đôi khi nuốt vào theo đường tiêu hoá.Các hạt mắc vào phần dưới của hệ hô hấp có thể sẽ được vận chuyển đến tận mangphổi, sự vận chuyển này phụ thuộc vào tốc độ vận chuyển của bạch cầu, các hoạt độngcủa mao mạch và thành mạch máu của màng phổi và các yếu tố khác Các hạt tan thấmqua màng phổi đi vào hệ tuần hoàn máu Các hạt không tan được khuếch tán chậm hơn

và vào đến được mạch máu thông qua hệ tuần hoàn của bạch cầu

 Khí SO2

Khí SO2 xâm nhập vào cơ thể qua đường hô hấp hoặc hoà tan với nước bọt, từ

đó qua đường tiêu hoá để ngấm vào máu SO2 có thể kết hợp với các hạt nước nhỏhoặc bụi ẩm để tạo thành các hạt axít H2SO4 nhỏ li ti, xâm nhập qua phổi vào hệthống bạch huyết Trong máu, SO2 tham gia nhiều phản ứng hoá học để làm giảm dựtrữ kiềm trong máu gây rối loạn chuyển hoá đường và protêin, gây thiếu vitamin B và

C, tạo ra methemoglobine để chuyển Fe2+ (hoà tan) thành Fe3+(kết tủa) gây tắc nghẽnmạch máu cũng như làm giảm khả năng vận chuyển ôxy của hồng cầu, gây co hẹp dâythanh quản, khó thở.

 Khí NOx

Oxit nitơ có nhiều dạng, do nitơ có 5 hoá trị từ 1 đến 5 Do ôxy hoá không hoàntoàn nên nhiều dạng oxit nitơ có hoá trị khác nhau hay đi cùng nhau, được gọi chung

là NOx Có độc tính cao nhất là NO2 , khi chỉ tiếp xúc trong vài phút với nồng độ NO2

trong không khí 5 phần triệu đã có thể gây ảnh hưởng xấu đến phổi, tiếp xúc vài giờvới không khí có nồng độ NO2 khoảng 15-20 phần triệu có thể gây nguy hiểm chophổi, tim, gan; nồng độ NO2 trong không khí 1% có thể gây tử vong trong vài phút

NOx bị ôxy hoá dưới ánh sáng mặt trời có thể tạo khí Ôzôn gây chảy nước mắt và mẩnngứa da, NOx cũng góp phần gây bệnh hen, thậm chí ung thư phổi, làm hỏng khí quản

 Khí CO

Khi hít phải, CO sẽ đi vào máu, chúng phản ứng với Hemoglobin (có tronghồng cầu) thành một cấu trúc bền vững nhưng không có khả năng tải ôxy, khiến cho cơthể bị ngạt Nếu lượng CO hít phải lớn, sẽ có cảm giác đau đầu, chóng mặt, mệt mỏi.Nếu CO nhiều, có thể bất tỉnh hoặc chết ngạt rất nhanh Khi bị ôxy hoá, CO biến thànhkhí cacbonic (CO2) Khí CO2 cũng gây ngạt nhưng không độc bằng CO

CHƯƠNG 2: CÁC BIỆN PHÁP XỬ LÝ KHÍ THẢI

2.1 Các biện pháp xử lý

2.1.1 Phương pháp hấp thụ

Hấp thụ là quá trình lôi cuốn chọn lọc một cấu tử nào đó từ hỗn hợp khí bởichất lỏng Dựa vào sự tương tác giữa chất hấp thụ( dung môi ) và chất bị hấp thụ (chất

bị ô nhiễm) trong pha khí, phân thành 2 loại hấp thụ:

- Hấp thụ vật lý: Dựa trên sự hòa tan của cấu tử pha khí trong pha lỏng (tương tácvật lý) Hấp thụ vật lý được sử dụng rộng rãi trong xử lý khí thải

- Hấp thụ hóa học: Cấu tử trong pha khí và pha lỏng có phản ứng hóa học vớinhau (tương tác hóa học)

Quá trình hấp thụ mạnh hay yếu là tùy thuộc vào bản chất hóa học của dungmôi và các chất ô nhiễm trong chất thải

Quá trình hấp thụ là quá trình mà truyền khối mà ở đó các phân tử chất khíchuyển dịch và hòa tan vào chất lỏng Sự hòa tan có thể diễn ra đồng thời với mộtphản ững hóa học giữa các hợp phần của pha lỏng và pha khí hoặc không có phản ứnghóa học

Truyền khối thực chất là một quá trình khuếch tán mà ở đó chất khí ô nhiễmdịch chuyển từ trạng thái có nồng cao đến trạng thái có nồng độ thấp hơn Việc khửchất khí diễn ra theo 3 giai đoạn:

- Khuếch tán chất khí ô nhiễm đến bề mặt chất lỏng

- Truyền ngang qua bề mặt tiếp xúc pha khí/lỏng

- Khuếch tán chất khí hòa tan từ bề mặt tiếp xúc pha vào trong pha lỏng

Sự chênh lệch nồng độ ở bề mặt tiếp xúc pha thuận lợi cho động lực của quátrình và quá trình hấp thụ diễn ra mạnh mẽ trong điều kiện diện tích tiếp xúc pha lớn,

độ hỗn loạn cao và độ khuếch tán cao Bởi vì một số hợp phần của hỗn hợp khí có khảnăng hòa tan được trong chất lỏng, cho nên quá trình hấp thụ chỉ đạt hiệu quả cao khilựa chọn dung dịch hấp thụ có tính hòa tan cao hoặc những dung dịch phản ứng khôngthuận nghịch với chất khí cần được hấp thụ

Thiết bị hấp thụ có chức năng tạo ra bề mặt tiếp xúc càng lớn càng tốt giữa 2pha khí và lỏng.

Nguyên lý hoạt động của tháp hấp thụ như sau:

- Dòng khí được dẫn vào đáy tháp, dung dịch hấp thụ được phun vào đỉnh tháp.

- Dòng khí cần xử lý tiếp tục với dung dịch hấp thụ, chất cần xử lý được giữ lạitrong dung dịch hấp thụ và được hấp thụ ở đáy tháp Dòng khí sạch thoát rangoài trên đỉnh tháp

Có nhiều dạng kiểu thiết kế hấp thụ khác nhau và có thể phân thành các loạichính sau:

1 Buồng phun, tháp phun: trong đó chất thải được phun thành giọt nhỏ trongthể tích rỗng của thiết bị và cho dòng khí đi qua Tháp phun được sử dụng khi yêu cầutrở lực bé và khí có chứa hạt rắn

2 Thiết bị sục khí : Khí được phân tán dưới dạng các bong bóng đi qua chất

lỏng Quá trình phân tán có thể được thực hiện bằng cách cho khí đi qua tấm xốp, tấmđục lỗ, hoặc bằng cách khuấy cơ học

3 Thiết bị hấp thụ kiểu sủi bọt: Khí đi qua tấm đục lỗ bên trong có chứa lớp

chất lỏng mỏng

4 Thiết bị hấp thụ có đệm bằng vật liệu rỗng (tháp đệm): là một thps dạng cột

bên trong chứa các vật liệu đệm nhằm tạo ra một bề mặt tiếp xúc cao nhất có thể chodòng khí và dòng lỏng tiếp xúc tốt với nhau khi chuyển động ngược chiều trong lớpđệm Quá trình tiếp xúc này sẽ làm cho bụi và chất ô nhiễm trong khí thải bị giữ lại và

bị hấp thụ bởi dòng chất lỏng tháp đệm được sử dụng khi năng suất nhỏ , môi trường

ăn mòn, tỷ lệ lỏng/ khí lớn Khí không chứa bụi và hấp thụ không tọa ra cặn lắng Vậtliệu đệm được sử dụng trong các tháp này có thể là đá nghiền, rassing, vật thể hình yênngựa, vòng ngăn,

5 Tháp đĩa: có cấu tạo là một thân tháp hình trụ thẳng đứng trong có gắn các

đĩa có cấu tạo khác nhau

Như vậy để hấp thụ được một số chất nào đó ta phải dựa vào độ hòa tan chọnlọc của chất khí trong dung môi để chọn dung môi cho thích hợp hoặc dung dịch thích

hợp (trong trường hợp hấp thụ hóa học) Quá trình hấp thụ được thực hiện tốt hay xấuphần lớn là do tính chất dung môi quyết định, hiệu quả của quá trình phụ thuộc vàodiện tích tiếp xúc bề mặt giữa khí thải và chất lỏng, thời gian tiếp xúc, nồng độ môitrường hấp thụ và tốc độ phản ứng.

2.1.2 Phương pháp hấp phụ

Hấp phụ là hiện tượng tăng nồng độ của một chất tan (chất bị hấp phụ) trên bềmặt một chất rắn (chất hấp phụ) Chất đã bị hấp phụ chỉ tồn tại, không phân bố đềukhắp trong toàn bộ thể tích chất hấp phụ (còn gọi là quá trình phân bố 2 chiều)

Trong kĩ thuật xử lý ô nhiễm không khí, phương pháp hấp phụ được dùng đểthu hồi và sử dụng lại hơi của các chất hữu cơ, khử mùi các nhà máy sản xuất thựcphẩm, thuộc da, nhuộm,

Có thể phân loại phương pháp hấp phụ như sau:

 Hấp phụ vật lý: là hấp phụ đa phân tử Lực liên kết là lực hút giữa các

phân tử (Lực Vanderwals) không tạo thành hợp chất bề mặt.

 Hấp phụ hóa học: là hấp phụ đơn phân tử, lực liên kết là lực liên kết bề

mặt tạo nên hợp chất bề mặt.

- Dựa vào điều kiện hấp phụ

- Hấp phụ trong điều kiện động

- Hấp phụ trong điều kiện tĩnh

Hấp phụ chọn lọc: dựa vào ái lực khác nhau giữa chất ô nhiễm và bề mặt chất

rắn, phụ thuộc vào bản chất hóa học của chất hấp phụ và chất bị hấp phụ

Hấp phụ trao đổi: dựa vào cường độ hoặc ái lực của các ion chất hấp phụ và

chất bị hấp phụ

Quá trình hấp phụ có thể được tiến hành trong lớp chất hấp phụ đứng yên, tầngsôi hoặc chuyển động Tuy nhiên trên thực tế phổ biến nhất là thiết bị với lớp chất hấpphụ không chuyển động được bố trí trong tháp đứng, tháp nằm hoặc tháp vòng Thápđứng được sử dụng khi cần xử lý lưu lượng nhỏ

2.1.3 Phương pháp đốt

Áp dụng khi lượng khí thải lớn mà nồng độ chất ô nhiễm cháy được lại rất béđặc biệt là những chất có mùi khó chịu.

Các chất khí được xử lý theo phương pháp đốt thường là các hợp chấthidrocacbon, các dung môi hữu cơ, Việc xử lý khí thải theo phương pháp này được

sử dụng trong trường hợp khí thải có nồng độ chất độc cao vượt quá giới hạn bắt cháy

và có chứa hàm lượng oxygen đủ lớn

Quá trình đốt được thực hiện trong hệ thống gồm những thiết bị liên kết đơngiản có khả năng đạt hiệu suất phân hủy cao Hệ thống đốt gồm cửa lò, bộ mồi lửa đốtbằng nhiên liệu và khí thải

Có 2 phương pháp đốt

 Đốt bằng ngọn lửa trực tiếp (phương pháp oxy hóa nhiệt): làm cho chất ô

nhiễm cháy trực tiếp trong không khí mà không cần bổ sung thêm nhiên liệu, chỉ cần nhiên liệu để mồi lửa và điều chỉnh

Thiêu đốt có xúc tác( phương pháp oxy hóa xúc tác): Quá trình oxy hóa chất ô

- Có thể sử dụng kết hợp khi cần rửa khí làm sạch bụi, khi trong khí thải

có chứa cả bụi lẫn các khí độc hại mà các chất khí có khả năng hòa tantốt trong nước rửa

Nhược điểm:

Hiệu suất làm sạch không cao, không dùng để sử lý dòng khí có nhiệt độ cao

- Quá trình hấp thụ là quá trình tỏa nhiệt nên khi thiết kế nhiều trường hợpcần phải lắp đặt thêm thiết bị trao đổi nhiệt trong tháp hấp thụ để làmnguội tăng hiệu quả quá trình xử lý như vậy thiết bị sẽ trở nên cồngkềnh, vận hành phức tạp.

- Việc lựa chọn dung môi thích hợp để xử lý rất khó khăn khi chất khíkhông có khả năng hòa tan trong nước

- Phải tiến hành tái sinh dung môi khi dung môi đắt tiền đẻ giảm giá thành

xử lý mà công việc này lại rất khó khăn

2.2.2 Phương pháp hấp phụ

Ưu điểm:

- Điều chỉnh qua sttrinhf tinh vi hơn

- Có thể sử dụng kết cấu tối ưu và kích thước tối ưu cho từng đoạn củathiết bị

- Tiết kiệm được chất hấp phụ, sử dụng tối đa năng suất hấp phụ

- Quá trình thực hiện liên tục dẫn đến hiệu suất cao

- Chất hấp phụ dễ kiễm và khá rẻ tiền, thường dùng nhất là than hoạt tính

để hấp phụ được nhiều chất hữu cơ

Nhược điểm:

- Kết cấu phức tạp

- Chất hấp phụ bị mài mòn nên phải xử lý bụi

- Cường độ hấp phụ thấp do vận tốc dòng khí thấp do vận tốc khí nhỏ vàkhông có sự xáo trộn mãnh liệt than

- Hiệu quả hấp phụ kếm nếu nhiệt độ khí thải cao

- Không hiệu quả khi dòng khí ô nhiễm chứa cả bụi lẫn chất ô nhiễm thểhơi hay khí vì bụi dễ gây nên tặc thiết bị và làm giảm hoạt tính hấp phụcủa chất hấp phụ

2.2.3 Phương pháp đốt

Ưu điểm:

- Phân hủy hoàn toàn các chất ô nhiễm cháy được

- Thích ứng được với sự thay đổi lưu lượng và tải lượng chất ô nhiễmtrong khí thải

- Hiệu quả cao với các chất khó xử lý bằng phương pháp khác

- Có thể thu hồi nhiệt xảy ra trong quá trình đốt

- Trong những trường hợp khí thải có nhiệt độ cao có thể không cần phảigia nhiệt trước khi đưa vào đốt.

- Phương pháp đốt hoàn toàn phù hợp với việc xử lý các khí thải độc hạikhông cần thu hồi hay khả năng thu hồi thấp, khí thu hồi không có giá trịkinh tế cao

- Có thể tận dụng nhiệt năng trong quá trình xử lý vào mục đích khác

Nhược điểm:

- Chi phí đầu tư thiết bị, vận hành lớn

- Có thể làm phức tạp thêm vấn đề ô nhiễm không khí sau đốt có chlorine,N,S

- Có thể cần cấp thêm nhiên liệu bổ sung, xúc tác gây trở ngại cho việcvận hành thiết bị

- Đối với dòng khí này phương pháp lựa chọn đẻ xử lý thích hợp nhất nhất

Buồng lắng bụi được áp dụng để lắng bụi thô có kích thước hạt từ 60÷70 µmtrở lên và dòng khí chuyển động với vận tốc nhỏ(<1 ÷ 2m/s) Tuy nhiên các hạt cókích thước nhỏ hơn vẫn có thể giữ lại trong buồng lắng

- Rất đơn giản để xây dựng và vận hành

- Vốn đầu tư, vận hành và chi phí bảo trì thấp

- Xử lý tất cả loại bụi với bất kì nông độ nào

- Hiệu quả lắng tốt hơn buông lắng đơn giản

 Nhược điểm

- Diện tích xây dựng lớn

- Không thích hợp loại bụi <60µm

 Thiết bị lọc bụi quán tính

Thiết bị lọc bụi kiểu quán tính là thiết bị lợi dụng lực quán tính khi đổi chiềudòng khí để tách bụi ra khỏi luồng khí thải Thiết bị này thường sử dụng để tách cácloại bụi có kích thước lớn trước khi đi vào hệ thống tiếp theo

Thiết bị có cấu tạo đơn giản gồm nhiều khoang ống hình chóp cụt có đườngkính giảm dần xếp chồng lên nhau tạo ra các góc hợp với phương thẳng đứng khoảng

600 và khoảng cách giữa các ống khoảng 5÷6 mm

Vận tốc khí trong thiết bị khoảng 1m/s, còn ở ống vào khoảng 10m/s Hiệu quả

xử lý của thiết bị từ 65÷80% với hạt 25÷30µm Trở lực của chúng khoảng 150

÷390N/m2

 Ưu điểm

- Cấu tạo đơn giản, dễ vận hành

- Thiết bị gọn nhẹ

- Tổn thất áp suất thấp so với các kiểu thiết bị khác

- Khả năng lắng cao hơn buồng lắng

 Nhược điểm

- Hiệu quả xử lý kém với ụi có đường kính d<5m

- Thường chỉ sử dụng để lọc bụi khô và lưu lượng không khí lớn

 Thiết bị lọc bụi ly tâm

Thiết bị lọc bụi ly tâm hay còn gọi là xiclon Có cấu trúc gồm thân hình trụtròn, phía dưới thân hình trụ có phễu thu bụi và dưới cùng là ống xử lý bụi. Không khímang bụi đi vào ở phần trên của thiết bị máy móc theo đường ống có phương tiếptuyến với thân hình trụ, bởi vì vậy dòng không khí vào chuyển động theo đường xoắn

ốc từ trên xuống Nhờ vào lực ly tâm nhưng những hạt bụi có xu hướng tiến về phíathành ống rồi va chạm chán vào đó, mất động năng hoặc rơi xuống phễu hứng bụi mỗikhi dòng không khí đụng vào vào đáy phễu thì bị dội ngược lên nhưng mà vẫn nhậnđược chuyển động xoáy ốc hay đi ra ngoài theo đường ống thoát khí được lắp cùng

trục với thân thiết bị máy móc Nhằm có được hiệu suất lọc bụi cao người ta thườngsắp xếp hai hoặc nhiều xiclon theo kiểu mắc nối tiếp, song song hay theo kiểu chùm.

 Ưu diểm:

- Cơ cấu khá đơn giản ,

- Giá thành thấp, chi phí vận hành bảo dưỡng thấp,

- Có kĩ năng tiến hành việc kéo dài ,

- Có thể chế tạo bằng nhiều loại vật liệu không giống nhau tùy vào yêucầu nhiệt độ áp suất

 Nhược điểm :

- Năng suất thấp đối với hạt bụi có kích thước nhỏ hơn 7µm

- Dể bị mài mòn nếu bụi có độ cứng cao

- Công suất sẽ giảm nếu bụi có độ kết dính cao

 Lọc bụi trong lưới lọc bụi

Các dặc tính quan trọng nhất của lưới lọc bụi là: hiệu quả quả lọc, sức cản khíđộng và thời gian của chu kì hoạt động trước khi thay mới hoặc hoàn nguyên

Thông thường quá trình lọc xảy ra trong lưới lọc bụi có thể chia thành hai giaiđoạn Trong giai đoạn đầu xảy ra quá trình giữ bụi trong lớp lưới sạch, trong lúc đóxem rằng sự thay đổi cấu trúc của lớp lưới lọc do bụi bám và do các nguyên nhân khác

là không đáng kể

Các dạng khác nhau của lưới lọc bụi

- Lưới lọc bụi kiểu tấm

- Lưới lọc tẩm dầu tự rửa

- Lưới lọc kiểu rulo tự cuộn

- Lưới lọc bằng túi vải hoặc ống tay áo

- Lưới lọc bằng sợi

 Thiết bị lọc bụi bằng điện

Thiết bị lọc bụi bằng điện gồm một dây kim loại nhẵn tiết diện bé được căngtheo trục của ống kim loại nhờ có đối trọng

Dây kim loại được cách điện hoàn toàn với các bộ phận xung quanh và đượcnạp điện một chiều với điện thế cao, khoảng 50000 V trở lên Đó là cự âm của thiết bị.Cực dương là ống kim loại bao bọc xung quanh cực âm và được nối đất Dưới điện thếcao mà dây kim loại (cực âm) được nạp, nó sẽ tạo ra bên trong ống cực dương mộtđiện trường mạnh và khi dòng khí mang bụi đi qua, những phân tử khí trong dòng khí

sẽ bị ion hóa rồi truyền điện tích âm (electron) cho hạt bụi dưới các tác động va đậpquán tính và khuếch tán ion Nhờ thế các hạt bụi bị hút về phía cực dương, đọng lạitrên bề mặt trong của ống trụ, mất tích điện và rơi xuống phễu chứa bụi.

 Ưu điểm:

- Có thể thu bụi với hiệu suất cao 99,5 %

- Lưu lượng khí thải lớn, có thể thu bụi có số đo siêu nhỏ, dưới 1µm, vànồng độ bụi lớn 50 g/m3

- Có thể áp dụng việc trong môi trường có nhiệt độ cao lên đến 5000Thực hiện việc tại phạm vi áp suất cao và áp suất chân không Có khảnăng chặn bụi có độ ẩm cao, cả dạng lỏng hay rắn

 Nhược điểm :

- Khó khăn trong việc lọc bụi có nồng độ thay đổi lớn

- Chi phí chế tạo cao, vận hành, bảo dưỡng cao hoặc khá rắc rối hơn một

số thiết bị máy móc khác; dễ bị hủy hoại , hư hỏng trong điều kiện khí

xả có chứa hơi axit hay chất ăn mòn; Không thể lọc bụi nhưng khí xả có chứa các chất dể cháy nổ.có điện trở suất rất cao

- Tốn nhiều không gian nhằm đặt thiết bị

Các phương pháp xử lý bụi như bảng 2.1

Nguyên lý Phạm vi áp dụng

Buồng lắng bụi là 1 khônggian hình hộp có tiết diệnngang lớn để cho vận tốcdòng khí giảm xuống rấtnhỏ, nhờ thế các hạt bụi có

đủ thời gian rơi xuốngchạm đáy dưới tác dụngcủa trọng lực và bị giữ lại

Sử dụng chủ yếu đểlọc các hạt bụi thô -

có tỷ trọng và kíchthước lớn hơn 60µm,nồng độ ban đầu lớn,khí chuyển động vớivận tốc nhỏ (<1÷2),các loại bụi có tínhbám dính cao

sẽ giữ nguyên hướngchuyển động ban đầu và vađập vào vật cản và bị giữlại hoặc mất động năng vàrới xuống đáy thiết bị.

Lọc các loại bụi có tỉtrọng và kích thướclớn hoặc bụi có tínhbám dính cao

Lực ly tâm sinh ra tác dụnglên các hạt bụi và đẩychúng ra xa lõi và chạmvào thành ống bao và thoát

ra qua khe để rơi vào nơitập trung Còn không khísạch sẽ theo ống loa vớicánh hướng dòng thoát rangoài

Lọc các loại bụi có tỷtrọng và kích thướclớn: bụi gỗ, xi măng,gạch men, bụithép, bụi ko bámdính

vỏ hình trụ Dưới tác dụngcủa lực ly tâm, các hạt bụi

bị văng ra khỏi dòng khíđập vào thành cyclone,phần còn lại cùng với dòngkhí chuyển động xuống đáyphễu Phần khí hạ xuốngđáy phễu giải phóng khỏicác hạt được đẩy ngược lêntrên và tiếp tục chuyển động xoáy, thoát ra ngoài

lọc các loại bụi có tỷtrọng và kích thướclớn: bụi gỗ, xi măng,gạch men, bụithép, bụi ko bám

dính.

theo ống giữa.

Lưới lọc bụi

Khi dòng khí mang bụi điqua lưới lọc các hạt bụi tiếpcận với các sợi của vật liệulọc và tại đó xảy ra các tácđộng tương hỗ giữa bụi vàvật liệu lọc bụi được giữlại dưới tác động va đậpquán tính vào lớp lưới lọc

Lọc các loại bụi ko

có tính bám dính

hoặc ít bám dính.

Thiết bị lọc bụi tĩnh điện

Quá trình lọc thực hiệndưới tác dụng của điệntrường trong trường hợpnày các ion âm và dươngđược tạo thành Khi dòngkhí mang bụi đi vào các hạtbụi sẽ được tích điện Nhờthế hạt bụi bị hút về phíacác điện cực đối diện vàmất điện tích rơi xuốngphễu chứa

Sử dụng tốt cho việclọc các loại bụi nhỏmịn (bụi hô hấp).Chúng chỉ lọc cácloại bụi có khả năngtích điện tốt

Nước phun từ trên xuống,dòng khí dẫn từ dưới lên

Cũng có thể phun nước ởbốn phía và dẫn khí đingang Khi có tiếp xúc giữadòng khí thải mang bụi vàcác giọt nước, hạt bụi sẽ bịgiữ lại và bị thải ra khỏithiết bị ở dạng cặn bùn

Sử dụng khi vận tốcdòng vào nhỏ 0,6 ÷1,2 m/s , kích thướcthiết bị lớn.Sử dụng

để lọc các loại bụithô trong khí thảiđồng thời để làmnguội khí thải Được

sử dụng như 1 cấplọc chuẩn bị để giảmnồng độ bụi ban đầu

để đi qua lọc tĩnhđiện