Thiết bị sủi bọt

Khái niệm Bụi là tên chung cho các hạt chất rắn có đường kính nhỏ cỡ vài micrômét đến nửa milimét, tự lắng xuống theo trọng lượng của chúng nhưng vẫn có thể lơ lửng trong không khí một t

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HCM - oOo

-TIỂU LUẬN:

KỸ THUẬT XỬ LÝ KHÍ THẢI

Đề tài: Thiết bị sủi bọt

GVHD: Trần Thị Hiền Nhóm 8

TP HCM, ngày 22 tháng 2 năm 2019

LỜI CẢM ƠN

Trên thực tế không có sự thành công nào mà không gắn liền với những sự hỗ trợ, giúp đỡ dù ít hay nhiều, dù trực tiếp hay gián tiếp của người khác Trong suốt thời gian

từ khi bắt đầu học tập ở giảng đường đại học đến nay, chúng em đã nhận được rất nhiều sự quan tâm, giúp đỡ của quý Thầy Cô, gia đình và bạn bè Với lòng biết ơn sâu sắc nhất, chúng em xin gửi đến quý Thầy Cô ở Viện KHCN và QLMT Trường Đại học Công nghiệp TP.HCM đã cùng với tri thức và tâm huyết của mình để truyền đạt kiến thức quý báu cho chúng em trong suốt thời gian học tập tại trường Và đặc biệt trong học kì này Viện đã cho chúng em tiếp cận với môn học mà theo em là rất hữu ích đối với sinh viên ngành Công nghệ kỹ thuật môi trường, đó là môn học Kĩ thuật xử lý khí thải

Chúng em xin chân thành cảm ơn cô Trần Thị Hiền là giảng viên hướng dẫn, hỗ trợ chúng em qua từng buổi học, từng buổi thảo luận đã tận tình hướng dẫn chúng em trong quá trình thực hiện đề tài, qua từng buổi gặp mặt, nói chuyện trao đổi về môn học cũng như đề tài, nếu không có những lời hướng dẫn chỉ bảo của cô, chúng em nghĩ bài thu hoạch của chúng em rất khó để hoàn thành

Với điều kiện thời gian cũng như kinh nghiệm còn hạn chế, Báo cáo đề tài môn

học này không tránh khỏi những thiếu sót là điều chắc chắn Chúng em rất mong nhận

được sự chỉ bảo, đóng góp ý kiến của các anh chị, thầy cô để chúng em có điều kiện bổ sung, nâng cao ý thức của mình để xây dựng hành trang cho những công việc sau khi

ra trường

Một lần nữa chúng em xin chân thành cảm ơn!

Sinh viên thực hiện

MỤC LỤC

DANH MỤC HÌNH

NHÓM 8

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN

1.1 KHÁI NIỆM VỀ Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ.

Vấn đề ô nhiễm không khí đã và đang ngày càng trở nên nghiêm trọng và khó khắc phục hơn ở Việt Nam cũng như trên toàn thế giới Nguyên nhân của tình trạng này chủ yếu là do hoạt động của con người gây ra, ngoài ra còn do một số hoạt động tự nhiên khác có tác động tiêu cực tới môi trường

Mức độ ô nhiễm không khí hiện đang ở mức cao nguy hiểm tại nhiều nơi ở Châu

Á WHO ước tính có 9 trong số 10 người trên thế giới hít thở không khí chứa nhiều chất gây ô nhiễm Và điều này dẫn đến 7 triệu ca tử vong trên toàn thế giới do ô nhiễm không khí trong nhà và ngoài trời

Ô nhiễm không khí (ONKK) không chỉ là vấn đề nóng tập trung ở các đô thị phát triển, các khu, cụm công nghiệp… mà đã trở thành mối quan tâm của toàn xã hội ONKK được xem là một trong những tác nhân hàng đầu có nguy cơ tác động nghiêm trọng đối với sức khỏe cộng đồng Với mục đích cung cấp bức tranh tổng thể về chất lượng MTKK, Bộ TN&MT đã xây dựng Báo cáo môi trường quốc gia năm 2013 với chủ đề Môi trường không khí Báo cáo phân tích cụ thể hiện trạng MTKK xung quanh (không bao gồm MTKK trong nhà và trong khu vực sản xuất) giai đoạn 2008 - 2013, chỉ ra các nguyên nhân gây ô nhiễm, từ đó đưa ra những giải pháp khắc phục cho những năm sắp tới

Tháng 5 năm 2018, theo thống kê của Tổ chức Y tế Thế giới, Hà Nội có tới hơn 60,000 ca tử vong do bệnh tim, đột quỵ, ung thư phổi, bệnh phổi tắc nghẽn mạn tính

và viêm phổi ở Việt Nam năm 2016 có liên quan đến ô nhiễm không khí

Ô nhiễm không khí không hề có biên giới Cải thiện chất lượng không khí là giải pháp hiệu quả nhất để đem lại những tác động tích cực cho sức khỏe con người

Hình 1 1 Bản đồ minh họa chất lượng không khí tại châu Á, thể hiện chỉ số PM

2.5 (Nguồn: Đại học Yale)

NHÓM 8

1.2 KHÁI NIỆM CHUNG VỀ BỤI VÀ PHÂN LOẠI

1.2.1 Khái niệm

Bụi là tên chung cho các hạt chất rắn có đường kính nhỏ cỡ vài micrômét đến nửa milimét, tự lắng xuống theo trọng lượng của chúng nhưng vẫn có thể lơ lửng trong không khí một thời gian sau Các hạt to hơn có thể gọi là cát, sỏi Khi bụi phân tán mạnh trong không khí hay các chất khí nói chung, hỗn hợp khí và bụi được gọi là aerosol rắn

Bụi có nhiều tính chất vật lý khác so với khi chúng ở trạng thái chất rắn hay chất lỏng vĩ

mô

1.2.2 Phân loại

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

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

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

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

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

 Sương (mist): hạt chất lỏng kích thước hạt < 10 μm Loại hạt này ở một nồng độ đủ

để làm giảm tầm nhìn thì được gọi là sương giá

 Bụi tự nhiên do động đất, núi lửa,…

 Bụi thực vật (bụi gỗ, bông, bụi phấn hoa,…), bụi động vật (len, lông, tóc,…)

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

 Bụi ki, loại (sắt, đồng, chì,…)

 Bụi hỗn hợp (do mài, đúc,…)

NHÓM 8

CHƯƠNG 2 PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ KHÍ – BỤI 2.1 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ KHÍ THẢI

Xã hội công nghiệp hóa hiện đại hóa ngày càng phát triển với những vấn đề môi trường đòi hỏi có những phương pháp xử lý khí thải hiệu quả Dưới đây là một số phương pháp xử lý khí thải thông dụng hiện nay

môi, nước, các hợp chất để hấp thụ khí thải Phương pháp này áp dụng đối với các dung môi hữu cơ, không khí chứa hơi a xít

được áp dụng trong các nhà máy sản xuất xi măng, xí nghiệp may mặc,…

thải này sử dụng các loại hóa chất gây phản ứng để tạo ra khí C02 và hơi nước

Nó được áp dụng đối với các nhà máy thải ra dung môi hữu cơ

để đốt Phương pháp này có thể áp dụng đốt các loại khí dễ cháy như C0, hơi sơn,…

xử lý khí thải này áp dụng để xử lý khí thải rất có hiệu quả Hiện nay, các chất xúc tác được sử dụng rộng rãi như nani Ti02, Sắt từ,…

2.2 MỘT SỐ THIẾT BỊ XỬ LÝ BỤI

2.2.1 Xử lý bằng phương pháp khô.

- Nguyên lý chung: Có nhiều loại thiết bị cơ khí kiểu khô để làm sạch bụi nhờ lợi dụng các cơ chế lắng khác nhau như: lắng trọng trường, (buồng lắng bụi), lắng quán tính (phòng lắng có vật cản), lắng ly tâm (xyclon đơn, kép, nhóm, xoáy và động học…)

- Phạm vi ứng dụng: Đó là những thiết bị có kết cấu đơn giản, dễ chế tạo, tuy nhiên hiệu quả xử lý của chúng không cao ắm nên chỉ dùng làm thiết bị lắng sơ bộ

- Một số thiết bị:

 Buồng lắng bụi

 Thiết bị lọc bụi dạng quán tính

 Thiết bị lọc bụi dạng ly tâm

 Thiết bị lọc bụi túi vải

 Thiết bị lọc bụi tĩnh điện

NHÓM 8

2.2.2 Xử lý bằng phương pháp ướt

- Nguyên lý chung: Dựa vào nguyên lý tiếp xúc giữa dòng khí thải mang bụi và chất lỏng, chất lỏng này thu gom các hạt bụi và thải chúng ra khỏi thiết bị ở dạng cặn bùn

- Phạm vi áp dụng chung: Sử dụng để lọc các loại bụi nhỏ mịn hoặc khi yêu cầu lọc bụi cao Các hạt bụi có kích thước > 3-5 μm , kết hợp lọc bụi và khử khí độc trong phạm vi có thể, cần làm nguội khí thải, chất lỏng kết dính, không an toàn về cháy nổ

Độ ẩm cao trong khí thải khi đi ra khỏi thiết bị lọc không gây ảnh hưởng gì đáng

kể đối với thiết bị cũng như các quá trình công nghệ liên quan

Tuy nhiên tùy theo các yêu cầu về chất lượng, kích thước, hoặc công suất mà ta

sẽ chọn những thiết bị khác nhau

- Một số thiết bị:

 Thiết bị rửa khí trần

 Thiết bị rửa khí đệm

 Thiết bị sủi bọt

 Thiết bị rửa khí va đập - quán tính

 Thiết bị rửa khí ly tâm

 Thiết bị rửa khí vận tốc cao

NHÓM 8

CHƯƠNG 3 THIẾT BỊ SỦI BỌT

3.1 GIỚI THIỆU THIẾT BỊ SỦI BỌT

Đây là một trong các kiểu tách bụi ra khỏi khí thải bằng phương pháp ướt có hiệu quả cao (với bụi có đường kính lớn hơn 5µm, hiệu suất làm sạch khí đạt tới 99%) Phổ biến nhất là thiết bị sủi bọt với đĩa chảy sụt và đĩa chảy tràn

3.1.1 Cấu tạo

Hình 3 1 Thiết bị rửa khí dạng sủi bọt có đĩa chảy tràn

NHÓM 8

Hình 3 2 Thiết bị rửa khí dạng sủi bọt có đĩa chảy sụt

1 – Thân

2 – Đĩa

3 – Hộp nhập liệu

4 – Thanh chắn

5 – Hộp chảy tràn

6 – Vòi tưới

a Đĩa chảy sụt

Đĩa đục lỗ: d= 4-8mm (d: đường kính lỗ)

Đĩa đục rãnh: b= 4-5mm (b: chiều rộng rãnh)

Diện tích tự do: 0,2-0,25 m2/m2

Chiều dày đĩa đục lỗ: 4-6mm

b Đĩa chảy tràn

Đĩa đục lỗ tròn: d= 3-8mm

Diện tích tự do: 0,15-0,25 m2/m2

Vận tốc khí qua lỗ: vk 5-15 m/s

Kích thước tiết diện ngang: f= 5-8 m2

Lưu lượng nước tưới: 0,2-0,3 l/m3khí

NHÓM 8

Chiều cao lớp bọt: 80-100 mm

Chiều dày đĩa đục lỗ: 4-6 mm

3.1.2 Nguyên tắc hoạt động.

Qúa trình thu hồi bụi trong thiết bị sủi bọt diễn ra trong các giai đoạn sau:

1 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 địa Hiệu quả giai đoạn này chỉ lớn với bụi thô đường kính ≥ 10µm

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

3 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 60% đối với hạt bụi 2 - 5µm

3.1.3 Ưu điểm và nhược điểm.

 Ưu điểm

Thiết bị sủi bọt có ưu điểm là hiệu quả thu bụi cao với hạt có kích thước lớn hơn 2µm và trở lực không lớn hơn 300 – 1000 N/m2

 Nhược điểm

Thiết bị sủi bọt có một số nhược điểm sau:

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

- Cần có bộ phận tách giọt lỏng

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

3.2 MỘT SỐ CÔNG THỨC TÍNH TOÁN.

*Diện tích màng (lưới) được tính theo công thức :

Trong đó : V là lưu lượng khí qua thiết bị

w là vận tốc khí Vận tốc khí thường từ 0,7 đến 3,5 m/s Nếu w quá nhỏ sẽ không tạo được bọt sủi lên , khi w quá lớn sẽ phá vỡ lớp bọt ( thành phun ) Vận tốc w qua bề mặt tự do của màng ( lưới ) tương đối ổn định ở khoảng 2m/s

*Đường kính lỗ lưới khoảng từ 2mm đến 8 mm

*Chiều cao của lớp bọt trên màng ( lưới ) tính theo công thức :

Trong đó : w là vận tốc khí khi qua lưới

NHÓM 8

và là hệ số thực nghiệm ( = 0,35 , = 0,075 khi diện tích lỗ lưới nhỏ hơn 18% ; = 0,65 và = 0,0,15 khi diện tích của lỗ lưới lớn hơn 18%

và nhỏ hơn 30% )

là chiều cao của lớp chất lỏng ban đầu

*Hiệu suất làm sạch được tính theo công thức :

Trong đó : là hàm lượng bụi ban đầu

là hàm lượng bụi còn lại trong dòng khí sau khi đi qua thiết bị

Trong thực tế, tháp lọc thường được làm nhiều tầng để lọc bụi được sạch hơn Các tháp lọc nhiều tầng thường được áp dụng để xử lí khí và bụi đồng thời , đặc biệt trong trường hợp hàm lượng khí nhỏ

NHÓM 8

CHƯƠNG 4 MỘT SỐ CẢI TIẾN CỦA THIẾT BỊ SỦI BỌT

4.1 THÁP ĐĨA – THÁP KHÍ SỦI BỌT

Trong sách ô nhiễm không khí và xử lý khí thải của GS.TS Trần Ngọc Chấn đã trình bày rõ ràng nguyên lý và các thiết bị hấp thụ Tuy nhiên theo thời gian, một số thiết bị đã được cải tiến để đạt hiệu quả hơn trong quá trình hấp thụ xử lý khí thải

4.1.1 Tháp hấp thụ dạng đĩa không có ống chảy truyền.

Hình 4.1 Cấu tạo của tháp đĩa không có ống chảy truyền

4.1.2 Tháp hấp thụ dạng đĩa có ống chảy truyền.

Hình 4 2 Cấu tạo của tháp đĩa có ống chảy truyền

NHÓM 8

4.1.3 Nguyên lý hoạt động của thiết bị.

Nước được cấp nhờ bơm vào thiết bị rồi vào đĩa vừa đủ để tạo 1 lớp nước có bề mặt thích hợp

Dòng khí đi từ dưới lên trên qua đĩa đục lỗ làm cho nước sủi bọt Bụi và khí tiếp xúc với bề mặt của những bong bóng nước và giữ lại rồi theo nước chảy xuống thùng chứa Các khí NOx có thể được khử bằng cách này Khí thải đi vào hệ thống xử lý cần chứa đủ lượng oxy cần thiết để cung cấp cho quá trình oxy hóa nito và thúc đẩy quá trình xảy ra được nhanh chóng và triệt để

Hiệu quả khử NOx của tháp sục khí giảm khi mực chất lỏng trên đĩa quá thấp hoặc bị cuốn theo dòng khí đi ra ngoài thiết bị

Thiết bị này có khả năng lọc được bụi cỡ ≥ μm

4.1.4 Điểm cải tiến của thiết bị.

• Công nghệ tiên tiến, hiệu quả làm việc cao

• Tiêu thụ năng lượng thấp và chi phí vận hành thấp

• Chất hấp thụ có giá thành rẻ, dễ kiếm

• Gia công nhanh chóng theo yêu cầu, thiết kế có sẵn

NHÓM 8

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Hà, T L (2018, 11 20) ĐỜI SỐNG & PHÁP LUẬT Retrieved from

http://www.doisongphapluat.com/xa-hoi/bao-dong-o-nhiem-khong-khi-tai-viet-nam-thanh-pho-nao-trong-tinh-trang-nguy-hiem-nhat-a251831.html

Tùng, T H (2014) Hiện trạng môi trường không khí ở Việt Nam Tạp chí Môi

trường.