Đồ án Khí thải Xử lí bụi gỗ bằng cyclon

Nền kinh tế Việt Nam đang trên đà phát triển. Chất lượng cuộc sống của người dân ngày càng được nâng cao. Ô nhiễm không khí đang là một vấn đề đáng quan tâm của Việt Nam nói riêng cũng như toàn thế giới nói chung. "ô nhiễm không khí là sự có mặt một chất lạ hoặc một sự biến đổi quan trọng trong thành phần không khí, làm cho không khí không sạch hoặc gây ra sự toả mùi, có mùi khó chịu, giảm tầm nhìn xa (do bụi)". Khi tốc độ đô thị hóa ngày càng nhanh, số lượng các khu công nghiệp, khu chế xuất ngày càng tăng. Đã dẫn đến một hậu quả nghiêm trọng khi ngày càng nhiều bệnh tật ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe con người liên quan đến vấn đề ô nhiễm không khí. Các bệnh về da, mắt, đặc biệt là đường hô hấp. Vì vậy việc xử lý bụi trong quá trình sản xuất là điều tất yếu phải có trong các khu công nghiệp, nhà máy để bảo vệ bầu không khí.

MỞ ĐẦU

 ĐẶT VẤN ĐỀ :

Nền kinh tế Việt Nam đang trên đà phát triển Chất lượng cuộc sống của người dân ngày càng được nâng cao Ô nhiễm không khí đang là một vấn đề đáng quan tâm của Việt Nam nói riêng cũng như toàn thế giới nói chung "ô nhiễm không khí

là sự có mặt một chất lạ hoặc một sự biến đổi quan trọng trong thành phần không khí, làm cho không khí không sạch hoặc gây ra sự toả mùi, có mùi khó chịu, giảm tầm nhìn xa (do bụi)" Khi tốc độ đô thị hóa ngày càng nhanh, số lượng các khu công nghiệp, khu chế xuất ngày càng tăng Đã dẫn đến một hậu quả nghiêm trọng khi ngày càng nhiều bệnh tật ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe con người liên quan đến vấn đề ô nhiễm không khí Các bệnh về da, mắt, đặc biệt là đường hô hấp

Vì vậy việc xử lý bụi trong quá trình sản xuất là điều tất yếu phải có trong các khu công nghiệp, nhà máy để bảo vệ bầu không khí

Từ các nguyên vật liệu tự nhiên như tre, lứa, gỗ, cói… Người ta có thể tạo ra các sản phẩm không chỉ tiện lợi được dùng để trang trí trong gia đình, trường học, bệnh viện,… mà còn đáp ứng thị hiếu người sử dụng Tuy nhiên trong quá trình tạo

ra các sản phẩm đó, đặc biệt là sử dụng các vật liệu từ gỗ (việc xẻ gỗ, cưa gỗ, trà nhám, đánh bóng…) đã tạo ra rất nhiều loại bụi với các kích thước khác nhau gây ảnh hưởng rất nghiêm trọng đến sức khỏe công nhân làm việc và các khu vực dân cư xung quanh Do đó việc thiết kế một hệ thống xử lý bụi trong nhà máy trước khi thải

ra môi trường không khí là hết sức cần thiết để đảm bảo sự phát triển bền vững

Vì vậy, đề tài “ Tính toán thiết kế hệ thống xử lý bụi cho xưởng gỗ nồng độ

bụi 650 mg/m 3 , công suất 5000 m 3 /h” là nhu cầu cấp thiết

Phân tích thành phần, nồng độ của khí thải từ quy trình sản xuất của xưỏng gỗ

Từ đó tính toán thiết kế chi tiết từng công trình đơn vị xử lý bụi

 NỘI DUNG ĐỀ TÀI :

 Xác định nguồn gây ô nhiễm của xưởng gỗ

 Các phương pháp xử lý bụi đề được đề xuất

 Lựa chọn và tính toán thiết kế thiết bị xử lý khí thải chính cho phương án công nghệ được đề xuất

 Bản vẽ kỹ thuật sơ đồ quy trình công nghệ xử lý khí thải của phương án công nghệ đề xuất

 Bản vẽ chi tiết thiết bị của quy trình xử lý bụi gỗ

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

1 Nội dung và kết quả Đồ án

2 Tinh thần, thái độ và tác phong làm việc

3 Bố cục và hình thức trình bày đồ án

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN CHẤM ĐỒ ÁN 1 Nội dung và kết quả Đồ án

2 Tinh thần, thái độ và tác phong làm việc

3 Bố cục và hình thức trình bày đồ án

LỜI CẢM ƠN

Đồ án này là công trình nghiên cứu đầu tiên để em vận dụng những kiến thức đã học trong 3 năm qua vào công trình thực tế mà sau này có thể chính em sẽ được thực hiện Trong suốt quá trình làm đồ án, em đã nhận được sự quan tâm, tận tình truyền đạt những kiến thức chuyên môn cần thiết và các kinh nghiệm quý báu nhất từ giáo viên hướng dẫn Đến nay với sự dẫn dắt của thầy PGS.TS LÊ HOÀNG NGHIÊM đã giúp em hoàn thành đồ

án “Thiết kế hệ thống xử bụi cho xưởng gỗ công suất 5000 m3/h và nồng độ 650 mg/m3”

Em xin chân thành cảm ơn PGS.TS LÊ HOÀNG NGHIÊM đã hướng dẫn giúp đỡ em trong việc nghiên cứu và thu thập thông tin từ tài liệu, sách báo để em có thể áp dụng tổng kết lại những kiến thức mà em đã học, đồng thời rút ra kinh nghiệm thực tế trong suốt quá trình thực hiện đồ án

Với kiến thức còn hạn chế, em mong rằng qua đồ án này, em sẽ nhận được nhiều đóng góp quý báu của thầy cô nhằm giúp em hiểu thêm và vận dụng kiến thức đó để có kết quả tốt hơn về sau

Cuối cùng em xin chân thàn cảm ơn

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

 ĐẶT VẤN ĐỀ : 1

 MỤC TIÊU ĐỀ TÀI : 2

 PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN : 2

 NỘI DUNG ĐỀ TÀI : 2

CHƯƠNG I : TỔNG QUAN VỀ BỤI 8

1.1 KHÁI NIỆM CHUNG VỀ BỤI 8

1.2 PHÂN LOẠI BỤI 8

1.3 TÍNH CHẤT HÓA ,LÝ CỦA BỤI 9

CHƯƠNG II : GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ QUY TRÌNH SẢN XUẤT GỖ VÀ NGUỒN PHÁT SINH BỤI GỖ 13

2.1 QUY TRÌNH XỬ LÝ GỖ 13

2.2 NGUỒN PHÁT SINH BỤI GỖ 15

2.3 ẢNH HƯỞNG CỦA BỤI GỖ 16

2.4 BIỆN PHÁP PHÒNG CHỐNG BỤI TRONG CÔNG NGHIỆP 16

CHƯƠNG III : CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ BỤI VÀ ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ BỤI GỖ 18

3.1 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ BỤI 18

3.2 ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ BỤI GỖ 36

CHƯƠNG IV: TÍNH TOÁN & THIẾT KẾ THIẾT BỊ XỬ LÝ 40

4.1 CÁC THÔNG SỐ CẦN THIẾT CHO TÍNH TOÁN & THIẾT KẾ 40

4.2 VẠCH TUYẾN HỆ THỐNG CHỤP HÚT 43

4.3 TÍNH TOÁN THIẾT BỊ CYCLON 44

CHƯƠNG V : VẬN HÀNH 50

CHƯƠNG VI: KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ 52

KẾT LUẬN 52

CHƯƠNG I : TỔNG QUAN VỀ BỤI

1.1 KHÁI NIỆM CHUNG VỀ BỤI

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, chúng chuyển 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 Bụi bay có kích thước từ (0,001÷10) µm bao gồm tro, muội, khói và những hạt rắn được nghiền nhỏ, chuyển động theo kiễu Brao hoặc rơi xuống đất với vận tốc không theo định luật Stoke Về mặt sinh học, bụi này thường gây tổn thương nặng cho cơ quan hô hấp, nhất là khi phổi nhiễm bụi thạch anh (Silicose) do hít thở phải không khí chứa bụi boxit silic lâu ngày

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

1.2 PHÂN LOẠI BỤI

a Theo nguồn gốc

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

o Bụi thực vật (bụi gỗ, bông, phấn hoa…)

o Bụi động vật (len, lông, tóc…)

o Bụi nhân tạo (nhựa hóa học, cao su, cement…)

o Bụi kim loại (sắt, đồng, chì…)

o Bụi hỗn hợp (do đúc…)

b Theo kích thước hạt bụi

o Bụi thô, cát bụi (grit): chứa các hạt có kích thước 1-200 µm Có khả năng lắng nhanh trong không khí

o Khói (fume): sinh ra từ quá trình đốt nhiên liệu, là các hạt mịn có kích thước

0,01-1 µm

o Sương mù (mist): là các hạt lỏng có kích thước nhỏ hơn 10 µm

o Sol khí: là các hạt có kích thước nhỏ hơn 10 µm

o Thu bụi theo phương pháp khô: các thiết bị thu hồi bụi khô hoạt động dựa trên các

cơ chế khác nhau: trọng lực (các buồng lắng bụi), quán tính (lắng bụi nhờ thay đổi hướng chuyển động của dòng khí hoặc nhờ vách ngăn) và ly tâm (các xiclon đơn, nhóm và tở hợp, các thiết bị thu hồi bụi xoáy và động)

c Theo tác hại

o Bụi nhiễm độc chung (chì, thủy ngân, benzen…)

o Bụi gây dị ứng viêm mũi, hen, nổi ban… (bụi bông, gai, phân hóa học, một số tinh dầu gỗ…)

o Bụi gây ung thư (bụi quặng, crom, các chất phóng xạ…)

o Bụi gây xơ hóa phổi (thạch anh, quặng amiăng…)

Những hạt bụi 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 nhỏ hơn 10µm Người ta gọi cở bụi này là bụi hô hấp

Phổi nhiễm bụi là một vấn đề lớn trong bệnh lý nghề nghiệp trong khoảng vài chục năm trở lại đây, chiếm khoảng 40-70% bệnh nghề nghiệp nội thương Vài số liệu thống

kê cho ta thấy rõ tính chất trầm trọng và yêu cầu phòng chống cấp bách bệnh này Ở

Mỹ, từ 1950-1955 đã phát hiện được 12.763 công nhân bị mắc bệnh phổi nhiễm bụi đá (silicose), có 75% bệnh nhân tuổi hơn 50 Ở Việt Nam qua điều tra cho thấy thợ mỏ tỷ

lệ mắc bệnh phổi nhiễm bụi than và đá là 0,7-3,5%, thợ lò gạch chịu lửa ở Thanh Trì

và Cầu Đuống mắc silicose từ 10,2-12,9%, thợ làm fibrocement nhiễm bụi amiant là 5,5%

1.3 TÍNH CHẤT HÓA ,LÝ CỦA BỤI

Độ tin cậy và hiệu quả làm việc của hệ thống lọc bụi phụ thuộc đáng kể vào các tính chất lý – hóa của bụi và các thông số của dòng khí mang bụi

Sau đây sẽ trình bày sơ lược các tính chất lý – hóa cơ bản của bụi ảnh hưởng đến quá trình hoạt động của hệ thống lọc và là cơ sở để chọn thiết bị lọc

1.3.1 Mật độ

Mật độ đổ đống (khác với mật độ thực) có tính đến các khe chứa không khí giữa

các hạt Mật độ đổ đống dùng để xác định thể tích bụi chiếm chỗ trong bunke chứa bụi Khi tăng các hạt cùng kích thước mật độ đổ đông giảm do thể tích tương đối của các lớp không khí tăng Khi nén chặt, mật độ đổ đống tăng 1,2 ÷ 1,5 lần (so với khí mới đổ đống)

Mật độ không thực là tỷ số khối lượng các hạt và thể tích mà hạt chiếm chỗ, bao

gồm các lỗ nhỏ, các khe hổng và không đều Các hạt nguyên khối, phẳng và các hạt ban đầu có mật độ không thực trong thực tế trùng với mật độ thực Những hạt như thế

dễ lọc trong thiết bị lọc quán tính hơn so với thiết bị lọc lỗ rỗng do khối lượng bằng khối lượng thực nên chúng ít bị tác dụng lôi kéo của không khí sạch thoát ra từ thiết bị lọc Trái lại các hạt có mật độ không thực thấp dễ lọc trong các thiết bị lọc như ống vải, bằng vật liệu xốp vì chúng dễ bị nước hoặc vải lọc giữ lại

Mật độ không thực thường có trị số nhỏ hơn so với mật độ thực thường thấy ở bụi

có xu hướng đông tụ hay thiêu kết, ví dụ: mồ hóng, oxit của các kim loại màu…

1.3.2 Tính tán xạ

Kích thước hạt là thông số cơ bản của bụi, vì chọn thiết bị lọc chủ yếu dựa vào

thành phần tán xạ của bụi

Trong quá trình đông tụ, các hạt ban đầu liên kết với nhau trong thiết bị đông tụ

nên chúng to dần Do đó trong kỹ thuật lọc bụi kích thước Stoc có ý nghĩa quan trọng

Đó là đường kính của hạt hình cầu có vận tốc lắng chìm như hạt nhưng không phải hình cầu, hoặc chất keo tụ

Thành phần tán xạ là hàm lượng tính bằng số lượng hay khối lượng các hạt thuộc nhóm kích thướng khác nhau

Kích thước hạt có thể được đặc trưng bằng vận tốc treo (vt, m/s) – là vận tốc rơi tự

do của hạt trong không khí không chuyển động

1.3.3 Tính dính kết của bụi

Các hạt có xu hướng kết dính vào nhau, với độ kết dính cao bụi có thể dẫn tới tình trạng bệ nghẹt một phần hay toàn bộ thiết bị tách bụi Do đó đối với các thiết bị lọc, người ta thường thiết lập giới hạn sử dụng theo độ kết dính của hạt bụi

Kích thước hạt bụi càng nhỏ thỉ chúng càng dễ bị bám vào bề mặt thiết bị Với những bụi có (60-70) % hạt có đường kính nhỏ hơn 10 𝜇𝑚 thì rất dễ dẫn đến dính bết, còn bụi có nhiều hạt trên 10 𝜇𝑚 thì dễ trở thành tơi xốp

1.3.4 Tính mài mòn

Độ mài mòn của bụi đặc trưng cho cường độ mài mòn kim loại khi cùng vận tốc khí và cùng nồng độ bụi

Độ mài mòn của bụi phụ thuộc vào độ cứng, hình dạng, kích thước và mật độ của hạt

Khi tính toán thiết kế phải tính đến độ mài mòn của bụi

1.3.5 Độ thấm ướt của bụi

Độ thấm ướt bằng nước của các hạt bụi có ảnh hưởng đến hiệu quả làm việc của các thiết bị tách bụi kiểu ướt, đặc biệt là các thiết bị làm việc ở chế độ tuần hoàn

Theo tính chất thấm ướt các vật liệu rắn, được chia làm 3 nhóm:

- Vật liệu lọc nước: dễ thấm nước (canxi, thạch cao, phần lớn silicat và khoáng vật được oxy hóa, halogenua của kim loại kiềm)

- Vật liệu kỵ nước: khó thấm nước (grafit, than, lưu huỳnh)

- Vật liệu kỵ nước tuyệt đối: (paraffin, nhựa Teflon, bitum)

1.3.6 Độ dẫn điện của bụi

Chỉ số này được dành giá theo chỉ số điện trở suất của bụi và phụ thuộc vào tính chất của từng hạt bụi riêng rẽ, cấu trúc hạt và các thông số của dòng khí Chỉ số này ảnh hưởng rất lớn đến khả năng làm việc của các bộ lọc bụi tĩnh điện

Phụ thuộc vào suất điện trở bụi chia thành 3 nhóm như sau:

- Bụi thuộc nhóm suất điện trở thấp: có suất điện trở của lớp dưới 104

- Bụi thuộc nhóm suất điện trở trung bình: có suất điện trở của lớp từ 104÷1010

- Bụi thuộc nhóm suất điện trở cao: có suất điện trở của lớp lớn hơn 1010÷1013

1.3.7 Sự tích điện của lớp bụi

Dấu của các hạt bụi tích điện phụ thuộc vào phương pháp tạo thành, thành phần hóa học, cả những tính chất vật chất mà chúng tiếp xúc Tính chất này ảnh hưởng đến hiệu quả tách của chúng trong các thiết bị lọc khí (bộ tách ướt,lọc ) đến tính chất nổ

và tính bết của các hạt

1.3.8 Tính tự bốc nóng và tạo hỗn hợp dễ nổ với không khí

Các bụi cháy được dễ tạo với oxy của không khí hỗn hợp tự bốc cháy và dễ nổ do

bề mặt tiếp xúc rất lớn của các hạt Cường độ nổ phụ thuộc vào tính chất hóa học, tính chất nhiệt, kích thước, hình dáng các hạt và nồng độ của chúng trong không khí, độ

ẩm, thành phần các khí, nhiệt độ nguồn lửa và hàm lượng các chất trơ Các hạt bụi có

khả năng bắt lửa như bụi hữu cơ (sơn, sợi, plastic) và một số bụi vô cơ như nhôm, kẽm, magie…

CHƯƠNG II : GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ QUY TRÌNH SẢN

XUẤT GỖ VÀ NGUỒN PHÁT SINH BỤI GỖ 2.1 QUY TRÌNH XỬ LÝ GỖ

Các công đoạn lần lượt như sau:

 Cưa, tẩm, sấy:

Nguyên liệu là các loại gỗ khúc, gỗ vụn hoặc gỗ khoanh dạng thân cây được cưa ra với những kích thước thích hợp tùy vào mục đích sử dụng, sau đó được đem đi ngâm hay tẩm hóa chất Đối với các loại gỗ khúc, gỗ vụn trước khi đem đến công đoạn cắt cần được dán keo, sau khi ghép các khúc gỗ lại chúng sẽ được sấy từ hơi nhiệt của lò đốt củi để tạo nhưng miếng gỗ lớn hơn, thích hợp cho việc cắt xén sản phẩm

 Định hình:

Tùy vào chi tiết cần sử dụng mà gỗ sẽ được cắt để có những kích thước thích hợp Đối với các tấm gỗ dạng phẳng, các tấm gỗ sẽ được cắt xén theo từng chi tiết tương ứng như các loại bàn hay khung ghế Đối với các loại chi tiết phức tạp như chân ghế, chân tủ, chân giường có các loại hoa văn khác nhau gỗ sẽ được phay chi tiết bằng máy tuapi

 Tạo dáng:

Gỗ sau khi dược cắt đúng kích thước ở khâu định hình, sẽ được tạo dáng chi tiết với từng sản phẩm Công đoạn này cần sử dụng các máy cưa, lọng, phay, bào để tạo dáng chính xác cho các chi tiết của sản phẩm

 Mộng:

Gỗ sau khi được tạo dáng chính xác sẽ được đưa vào khâu mộng để làm các mộng lắp ghép cho sản phẩm Có nhiều loại mộng như: mộng âm, mộng dương, mộng đơn, mộng đôi Công đoạn này chủ yếu sử dụng các máy tuapi, cưa mâm 2 lưỡi

 Chà nhám:

Chà nhám chi tiết hoặc thành phẩm Ở công đoạn này, chi tiết trước hết sẽ được chà nhám thô ở các góc cạnh, bề mặt Sau đó chúng sẽ được chà tinh bằng các loại giấy nhám mịn bằng máy hoặc bằng tay

 Sơn phủ bề mặt:

Sau khi chà nhám tinh sản phẩm được sơn phủ bề mặt bằng cách nhúng vào vecni hoặc sơn bằng máy Mục đích của việc sơn phủ bề mặt là chống mói mọt và làm cho sản phẩm thêm bóng đẹp

 Lắp ghép- Thành phẩm:

Ở công đoạn này, các chi tiết đã được gia công sẽ được bộ phẩn lắp ghép lắp thành sản phẩm hoàn chỉnh Các sản phẩm đã được lắp ghép sẽ được kiểm tra chất lượng trước khi đóng gói và xuất xưởng

Hình 2.2 : Sơ đồ giai đoạn gia công chi tiết và hoàn thiện sản phẩm.

2.2 NGUỒN PHÁT SINH BỤI GỖ

Đây là nguồn ô nhiễm nghiêm trọng nhất trong công nghiệp chế biến gỗ, vì hiện nay trong phân khúc chế biến gỗ nồng độ bụi vượt quá cao so với tiêu chuẩn cho phép nên cần phải được xử lý

Bụi phát sinh chủ yếu từ các công đoạn và quá trình sau:

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

 Rọc, xẻ gỗ

 Khoan, phay, bào

 Chà nhám, bào nhẵn các chi tiết

Bảng 2.1: Hệ số ô nhiễm bụi trong công nghệ sản xuất đồ gỗ gia dụng (WHO:1993 )

phát tán trong không khí Ngoài ra tại các công đoạn khác như vận chuyển gỗ, lắp

ghép… Đều phát sinh bụi tuy nhiên mức độ không đáng kể

2.3 ẢNH HƯỞNG CỦA BỤI GỖ

2.3.1 Tác hại của bụi gỗ

Bụi gỗ sau khi phát tán ra khỏi nhà máy bám vào quần áo mới giặt xong, khi mặc vào sẽ thấy ngứa ngáy khó chịu, một số trường hợp gây kích ứng da vì trong bụi gỗ có

chứa hóa chất trong quá trình tẩm

Bụi gỗ vào phổi gây kích thích cơ học và phát sinh phản ứng xơ hoá phổi gây nên những bệnh hô hấp Những hạt bụi có kích thước nhỏ hơn 10 µm có thể được giữ lại trong phổi, tuy nhiên nếu các hạt bụi này có đường kính nhỏ hơn 1 µm thì nó được chuyển đi như các khí trong hệ thống hô hấp Khi có tác động của các hạt bụi tới mô phổi, đa số xảy ra các hư hại sau đây:

Viêm phổi: làm tắc nghẽn các phế quản, từ đó làm giảm khả năng phân phối khí Khí thũng phổi: phá hoại các túi phổi từ đó làm giảm khả năng trao đổi khí oxy và

CO2

Ung thư phổi: phá hoại các mô phổi, từ đó làm tắc nghẽn sự trao đổi giữa máu và

tế bào, làm ảnh hưởng khả năng tuần hoàn của máu trong hệ thống tuần hoàn Từ đó kéo theo một số vấn đề đáng lưu ý ở tim, đặc biệt là lớp khí ô nhiễm có nồng độ cao

2.3.2 Các bệnh khác do bụi gỗ gây ra

Bệnh ở đường hô hấp: tuỳ theo nguồn gốc các loại bụi mà gây ra các bệnh viêm mũi, họng khí phế quản khác nhau Bụi hữu cơ như bông sợi, gai, lanh dính vào niêm mạc gây viêm phù thủng, tiết nhiều niêm dịch Bụi vô cơ rắn, cạnh sắc nhọn, ban đầu thường gây viêm mũi, tiết nhiều niêm dịch làm hít thở khó khăn, lâu ngày có thể teo mũi, giảm chức năng giữ, lọc bụi, làm bệnh phổi nhiễm bụi dễ phát sinh

Bệnh ngoài da: bụi tác động đến các tuyến nhờn làm cho khô da, phát sinh các bệnh về da

Bệnh gây tổn thương mắt: do không có kính phòng hộ, bụi bắn vào mắt gây kích thích màng tiếp hợp, viêm mi mắt, sinh ra mộng mắt, nhài quạt… Ngoài ra bụi còn có thể làm giảm thị lực, bỏng giác mạc, thậm chí gây mù mắt

2.4 BIỆN PHÁP PHÒNG CHỐNG BỤI TRONG CÔNG NGHIỆP

2.4.1 Biện pháp phòng hộ cá nhân

Phòng chống bụi bằng quần áo, mặt nạ, khẩu trang chống bụi, tùy theo điều kiện từng nơi, từng lúc mà dùng Những nơi có bụi độc, quần áo phải kín, may bằng vải bông để bụi khỏi xâm nhập vào cơ thể, dùng thêm găng tay cao su để chống bụi

Một loại mặt nạ chống bụi, hoặc dùng khẩu trang cũng có thể cản được bụi đáng

kể Loại khẩu trang chống bụi kiểu có diện tích chống bụi khoảng 250 cm2 bằng vải tổng hợp đặt giữa 2 lớp vải dệt kim, có hiệu quả lọc được gần 100%

Tăng cường chế độ vệ sinh cá nhân thường xuyên và triệt để, nhất là nơi có bụi khí độc (chì, thạch tín), không được ăn uống, hút thuốc, nói chuyện khi làm việc, làm xong phải tắm rửa sạch sẽ, thay quần áo lao động bằng quần áo sạch

Trong khai thác mỏ người ta còn dùng khoan ướt, làm ẩm, hạn chế việc sinh bụi Kết quả điều tra cho thấy, nếu khoan khô 1cm3 không khí có 5983 hạt bụi, khi khoan ướt chỉ còn 1734 hạt

Khi khai thác mỏ bằng mìn, có thể dùng bao nước bằng ni lông làm lắng bụi, giảm nồng độ bụi ở nơi sản xuất

Thay vật liệu sử dụng nhiều bụi độc bằng vật liệu ít bụi độc (dùng đá mài nhân tạo

có ít dioxit silic thay thế cho đá mài tự nhiên nhiều SiO2)

Sử dụng hệ thống thông gió, hút bụi, trong các xưởng nhiều bụi

Để đề phòng bụi cháy nổ, cần loại trừ điều kiện sinh ra nổ:

Theo dõi nồng độ bụi để không đạt tới mức có thể gây nổ được, đặc biệt là trong các ống dẫn và máy lọc bụi

Cách ly mồi lửa, tia lửa điện, đèn chiếu sáng ở mỏ than, phải hết sức cẩn thận Người ta

đã chế ra một loại bột chống cháy (đất sét, vôi) có màu sắc rắc lên trên bụi than đá bám vào vách và sàn để chống nổ

2.4.3 Biện pháp y tế

Để phòng chống bụi, cán bộ y tế và an toàn lao động phải có trách nhiệm tổ chức khám tuyển, khám định kỳ, quản lý sức khỏe công nhân làm việc với bụi, giám định khả năng lao động và bố trí nơi lao động thích hợp cho người mắc bệnh

Khám tuyển nhằm loại trừ những người mắc bệnh lao phổi và các thể lao khác, các bệnh đường hô hấp trên mạn tính, bệnh viêm xoang, các bệnh phổi, cơ hoành, cơ tim Bệnh van tim và cao huyết áp không được làm với bụi vì bệnh sẽ nặng thêm

Khám định kỳ, mỗi cơ sở sản xuất với bụi 6 tháng hoặc 1 năm khám định kỳ 1 lần

để phát hiện sớm bệnh phổi nhiễm bụi

Giám định khả năng lao động và bốï trí nơi lao động thích hợp cho người mắc bệnh hoặc cho nghỉ việc vì mất sức và được hưởng các chế độ đền bù tương xứng

CHƯƠNG III : CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ BỤI VÀ ĐỀ

XUẤT PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ BỤI GỖ

3.1 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ BỤI

3.1.1 Tổng quan các phương pháp xử lý bụi

Có nhiều loại thiết bị cơ khí kiễu khô để làm sạch bụi nhờ lợi dụng các cơ chế lắng khác nhau như: lắng trõng lượng (buồng lắng bụi) lắng quán tính (phòng lắng có vật cản), lắng ly tâm (cyclone đơn, chùm, tổ hợp…)

Đó là những thiết bị có kết cấu đơn giản, dễ chế tạo Tuy nhiên hiệu quả xử lý của chúng không cao lắm nên chỉ dùng làm thiết bị lắng sơ bộ

Người ta chia chúng thành những nhóm chính sau đây:

 Buồng lắng bụi: quá trình xảy ra dưới tác dụng của trọng lực

 Thiết bị lọc bụi kiểu quán tính: lợi dụng lực quán tính khi thay đổi chiều hướng chuyển động để tách bụi ra khỏi dòng không khí

 Thiết bị lọc bụi kiểu ly tâm - xiclon: dùng lực ly tâm để đẩy các hạt bụi ra xa tâm quay rồi chạm vào thành thiết bị, hạt bụi bị mất dần động năng và rơi xuống dưới đáy

 Lưới lọc bụi bằng vải, lưới thép, giấy, vật liệu rỗng bằng khâu sứ, khâu kim loại…trong thiết bị lọc bụi loại này các lực quán tính, lực trọng trường và cả lực khuếch tán nữa đều phát huy tác dụng

 Thiết bị lọc bụi bằng điện: dưới tác dụng của điện trường điện áp cao, các hạt bụi được tích điện và bị hút váo các bản cực khác dấu

Các nhóm thiết bị lọc bụi nêu trên đều có 2 loại: khô và ướt Chất lỏng làm ướt thiết bị lọc bụi chủ yếu là nước – dùng trong xiclon màng nước, vật liệu rỗng tưới nước Ngoài ra, người ta còn dùng dầu trong công nghiệp để tẩm ướt các lưới lọc làm bằng sợi thép, lưới thép

Các thông số quan trọng của thiết bị hoặc hệ thống lọc bụi là:

 Mức độ lọc sạch hay còn gọi là hiệu quả lọc

 Năng suất của hệ thống tức là lưu lượng không khí đi qua bộ lọc, m3/h

 Sức cản thủy lực, kg/m2

 Điện năng tiêu hao cho một thể tích không khí cần lọc kW/m3 không khí

 Giá thành thiết bị và các chi phí cho đơn vị sản phẩm

3.1.2 Thiết bị thu hồi bụi theo phương pháp khô

3.1.2.1 Buồng lắng bụi:

 Nguyên lý:

Đây là 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 những phân tử bụi ra khỏi không khí Cấu tạo là một không gian hình hộp có tiết diện ngang lớn hơn nhiều lần so với tiết diện của đường ống dẫn khí vào để cho vận tốc dòng khí giảm xuống rất nhỏ, nhờ thế hạt bụi đủ thời gian rơi xuống chạm đáy dưới tác dụng của trọng lực và bị giữ lại ở đó

mà không bị dòng khí mang theo

 Ưu điểm:

- Chế tạo đơn giản

- Chi phí vận hành và bảo trì thấp

- Giá thành thấp, rẻ tiền có thể sử dụng nguồn nhiều nguyên liệu chế tạo

- Lắng được cả bụi khô và bụi ướt

- Thường dùng để làm sạch sơ bộ

 Nhược điểm:

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

- Hiệu suất không cao

- Vận tốc dòng khí nhỏ

- Xử lí hiệu quả với các hạt có d > 50 𝜇𝑚 Kong6 xử lý bụi có kích thước nhỏ

- Các hạt bụi có kích thước nhỏ hơn 5 𝜇𝑚 hoàn toàn không lắng, ngay cả buồng lắng có kích thước lớn

- Hiệu quả xử lý thường chỉ đạt < 70 %

Có nhiều loại buồng lắng bụi như: buồng lắng bụi có nhiều ngăn, buồng lắng

“động năng”…

 Phạm vi sử dụng: Chỉ áp dụng với bụi thô có kích thước lớn, cở hạt > 50mm, khí chuyển động với vận tốc nhỏ, được sử dụng như cấp lọc thô trước các thiết bị lọc

đó hoặc mất động năng và rơi xuống đáy thiết bị

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

lí của thiết bị dạng này từ (65-80) % với hạt (25-30) 𝜇𝑚 Trở lực của chúng khoảng (150-390) N/m2

 Ưu điểm:

- Cấu tạo gọn nhẹ

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

- Khả năng lắng cao hơn buồng lắng

 Nhược điểm:

- Hiệu quả xử lí kém với bụi có đường kính d < 5 𝜇𝑚

- Thường sử dụng để lọc bụi thô

- Hiệu quả lọc khoảng 65 – 80 % khi bụi có kích thước 25 -30 µm

 Phạm vi sử dụng: dùng để tách các hạt bụi có kích thước lớn hơn 10mm

Hình 3.2: Thiết bị lắng bụi quán tính

3.1.2.3 Thiết bị lá xách:

 Nguyên lý:

Các thiết bị này có dãy lá chắn hoặc các vòng chắn Khí đi qua mạng chắn, đổi hướng đột ngột, các hạt bụi do quán tính chuyển động theo hướng cũ tách ra khỏi khí hoặc va đập vào các tấm phẳng nghiêng, lắng trên đó rồi rơi xuống dòng khí bụi Kết quả khí được chia thành hai dòng: Dòng chứa bụi nồng độ cao (10% thể tích) được hút qua xiclon để tiếp tục xử lý, rồi sau đó được trộn với dòng đi qua các tấm chắn (chiếm 90% thể tích) Vận tốc khí trước mạng chóp phải đủ cao (15m/s) để đạt hiệu quả tách bụi quán tính) Trở lực của lưới khoảng(100÷500)N/m2 Thiết bị lá xách được sử dụng

để thu hồi bụi có kích thước trên 20m

 Nhược điểm :

Sự mài mòn các tấm chắn khi nồng độ bụi cao và có thể tạo 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

3.1.2.4 Thiết bị lọc bụi ly tâm

Có nhiều dạng thiết bị lọc ly tâm khác nhau: kiểu nằm ngang, kiểu đứng, và các thiết

bị thu hồi kiểu xoáy, kiểu động:

Kiểu nằm ngang

Nguyên lý: không khí mang bụi vào thiết bị các cánh hướng dòng thành chuyển xoáy Lực ly tâm sản sinh từ dòng chuyển động xoáy tác dụng lên các bụi và đẩy chúng

ra xa lõi hình trụ rồi chạm vào thành ống bao và thoát ra qua que hình vành khăn rồi rơi vào nơi tập trung bụi

Những thông số cần biết:

 Thường ít được sử dụng

 Đường kính cỡ hạt xử lý tương tự cyclone

 Thiết bị dung để xử lý bụi thô

Ưu và nhược điểm:

 Ưu: nhờ lực ly tâm có thể xử lý bụi có đường kính nhỏ hơn thiết bị thùng lắng

và thiết bị quán tính

 Khuyết: không xử lý bụi có đường kính d<20μm, thiết bị thường lớn hơn các loại khác

Kiểu đứng: thường được gọi là xyclon

Nguyên lý:là thiết bị lọc ly tâm kiểu đứng, thiết bị lọc bụi này hình thành lực ly tâm

để tách bụi ra khỏi không khí Nó được ứng dụng rất rộng rãi trong công nghiệp

Thân xiclon thường hình trụ có đáy là hình chóp cụt Ống khí vào được bố trí theo phương tiếp tuyến với than xiclon, khí nhiễm bụi đi vào phần trên của xiclon thực hiện chuyển động xoắn ốc, dịch chuyển xuống phía dưới và hình thành dòng xoáy ngoài Lúc đó, các hạt bụi, dưới tác dụng của lực ly tâm, văng vào thành xiclon Tiến gần đến đáy chóp, dòng khí bắt đầu quay ngược trở lại và chuyển động lên trên hình thành dòng xoắn trong Các hạt bụi văng đến thành, dịch chuyển xuống dưới nhờ lực đẩy của dòng xoáy và trọng lực rồi từ đó ra khỏi xiclon qua ống xả bụi

Áp dụng:Dùng để tách các hạt bụi có kích thước lớn hơn 10μm

Những thông số cần biết:

 Vận tốc dòng khí vào: vgh > 5m/s

 Hiệu xuất lọc n = 70 đối với xiclon ướt và xiclon chum, đường kính cỡ hạt d=30÷40μm

 Nồng độ bụi vào: Cbui > 20g/m3

 Trở lực của thiết bị từ 250÷1500Pa

 Ưu và khuyết điểm:

 Ưu:

- Không có phần chuyển động;

- Có thể làm việc ở nhiệt độ cao (đến 500oC);

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

- Thu hồi bụi ở dạng khô;

- Trở lực hầu như cố định và không lớn (250÷1500Pa);

- Làm việc tốt ở áp suất cao;

- Chế tạo đơn giản;

- Năng suất cao;

- Rẻ;

- Hiệu quả không phụ thuộc sự thay đổi nồng độ bụi;

 Khuyết: hiệu quả xử lý kém đối với bụi có đường kính < 5μm, không thể thu hồi bụi kết dính, thu hồi bụi trong xiclon diễn ra dưới tác dụng của lực ly tâm

Xiclon đơn

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

Hình 3.3: Cấu tạo Cyclone kiểu thông thường

a) Hình chiếu đứng b) Ống dẫn vào theo phương tiếp tuyến c) Ống dẫn vào theo đường ống xoắn d) Van xả bụi

Trong công nghiệp, xiclon được chia làm 2 nhóm: hiệu quả cao và năng suất cao Nhóm thứ nhất đạt hiệu quả cao nhưng chi phí lớn, nhóm thứ hai có trở lực 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 thân trụ) Xiclon trụ thuộc nhóm năng suất cao, còn xiclon chóp thuộc nhóm hiệu quả cao Đường kính xiclon trụ không lớn hơn 2000mm và xiclon chóp nhỏ hơn 3000mm

Bảng 3.1: Nồng độ bụi cho phép ứng dụng xiclon phụ thuộc đường kính xiclon ( sổ

tay quá trình và thiết bị công nghệ hóa chất tập 1 - TS TRẦN XOA)

Đường kính xiclon (mm) 800 600 500 400 300 200 100

Nồng độ bụi cho phép 2,5 2,0 1,5 1,2 1,0 0,8 0,6

Nhóm xiclon: khi lưu lượng lớn người ta ứng dụng nhóm phối hợp các xiclon Điều

đó cho phép không tăng đường kính xiclon và do đó ảnh hưởng tốt đến hiệu quả xử lý Khí nhiễm bụi đi vào chung một ống, rồi sau đó được phân phối cho các xyclon thành phần

Xiclon tổ hợp

Xiclon tổ hợp là một thiết bị lọc bụi gồm một số lượng lớn các đơn nguyên xiclon mắc 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 bị không phải do dòng khí được đưa vào theo phương tiếp tuyến mà do các dụng cụ định hướng dạng chong chóng hoặc dạng hóa hồng đặt trong thiết bị Do vậy kích thước của xiclon

tổ hợp nhỏ hơn kích thước của xiclon đơn có cùng công suất

Người ta đã thiết kế các loại cyclon tiêu chuẩn đường kính 250 mm và ghép nhiều cyclon làm việc song song để lọc lượng khí thải lớn Khi này hiệu suất lọc hạt bụi ≤ 5

µm đạt tới 85 ÷ 90% Các loại cyclon này thường có cánh xoắn ở miệng vào với góc nghiêng 25~30o Đường kính ống tâm d=158~133mm vận tốc trung bình trong mắt cắt ngang v=3,5~4,75 m/s

Hình 3.4: Xiclon tổ hợp

Nguyên lý làm việc của xiclon tổ hợp: khi tụi đi vào ống khói và sau đó đi vào hộp

phân phối, từ đó khi vào các không gian giữa vỏ đơn nguyên và ống xả Trong khoảng không gian này có đặt các dụng cụ định hướng để tạo sự chuyển động xoáy Bụi sau khi tách đi qua lỗ tháo bụi và vào thùng chứa

3.1.2.5 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 lượng nhiều 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, lượng kim 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 tạo thành các trầm tích trên cánh quạt, do đó làm mất căn bằng phần quay, hiệu quả thu hồi d < 10m kém

và chế tạo phức tạp

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 của dòng khí hoặc nhờ vào vách ngăn) và ly tâm (các xiclon đơn, nhóm và tổ hợp, các thiết bị

Hiệu quả thu bụi không phải lúc nào cũng đạt yêu cầu nên chúng thường đóng vai trò xử lý sơ bộ Một số đặc trưng của thiết bị thu hồi bụi khô:

Bảng 3.2: Các thông số đặc trưng của thiết bị thu hồi bụi khô ( Trần Ngọc Chấn

(2001), Ô nhiễm không khí và xử lý khí thải –Tập 2, NXB Khoa học và kỹ thuật.)

STT Thiết bị

Năng suất tối đa (m 3 /h)

Hiệu quả xử lý

Giới hạn nhiệt độ ( 0 C)

1 Buồng lắng Không giới

hạn

%9080);

3.1.3 Thiết bị lọc bụi theo phương pháp khô

3.1.3.1 Thiết bị lọc bụi tay áo

Các thiết bị lọc túi thường phổ biến nhất, thường thiết bị lọc túi vải tay áo hình trụ được giữ chặt trên lưới ống