Nghiên cứu nâng cao hiệu quả của hệ thống lọc bụi đường tại nhà máy đường vị thanh

Vì vậy với đề tài “Nghiên cứu nâng cao hiệu quả của hệ thống lọc bụi đường tại nhà máy đường Vị thanh” là thực sự cần thiết trong điều kiện sản xuất của nhà máy hiện nay.. Hình 2.5 Sàng

Chủ tịch Hội đồng Trưởng khoa Cơ Khí

PGS.TS THÁI THỊ THU HÀ PGS.TS NGUYỄN HỮU LỘC

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Tp HCM, ngày tháng năm 20…

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ tên học viên: HỒ MINH KHA MSHV: 11844567

Ngày, tháng, năm sinh: 11/11/1983 Nơi sinh: Hậu Giang Chuyên ngành: Công Nghệ Chế Tạo Máy Mã số: 60 52 04

I- TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU NÂNG CAO HIỆU QUẢ CỦA HỆ THỐNG LỌC BỤI ĐƯỜNG TẠI NHÀ MÁY ĐƯỜNG VỊ THANH

II- NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:

Tìm hiểu về các thiết bị lọc bụi

Tính toán thiết kế thiết bị venturi kết nối với hệ thống lọc bụi hiện tại

Nghiên cứu lý thuyết và mô phỏng

Kết quả đạt được

III- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: ……./…… /2013

IV- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ:………/………/2013

V- CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: PGS.TS NGUYỄN THANH NAM

2

Trước hết, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới Thầy PGS.TS Nguyễn Thanh Nam, người đã tận tình hướng dẫn, chỉ dạy về mặt khoa học, quan tâm, động viên, giúp đỡ, tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt quá trình thực hiện và hoàn thành luận văn

Xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ của các Thầy Cô khoa Cơ khí, khoa sau đại học trường Đại học Bách khoa TP.HCM đã hướng dẫn và tạo điều kiện tốt nhất trong quá trình học tập Tôi cũng xin cảm ơn sự động viên và đóng góp ý kiến quý báu của các bạn đồng nghiệp đã giúp cho tôi hoàn thành bài luận văn này

Nhân đây, cho phép tôi gửi lời cảm ơn đến gia đình, người thân và bạn bè đã chia sẻ khó khăn, động viên, giúp đỡ, tạo thêm động lực cho tôi trong suốt thời gian học tập và làm luận văn tốt nghiệp

Xin chân thành cảm ơn!

Tp.HCM, tháng…… năm 2013

Hồ Minh Kha

TÓM TẮT LUẬN VĂN

Hiện nay, đất nước ta đang trên đường phát triển để trở thành nước công nghiệp hoá theo hướng hiện đại Để thực hiện được mục đích đó, cần đẩy nhanh phát triển các khu công nghiệp, các công ty, nhà máy sản xuất – chế biến để phục

vụ nhu cầu phát triển đất nước, nhu cầu đời sống người dân Nhưng hệ luỵ theo đó

là các vấn nạn về ô nhiễm môi trường nước, không khí gây ảnh hưởng xấu đến sức khoẻ cộng đồng

Ngành sản xuất đường cũng góp phần không nhỏ cho sự phát triển xã hội và cũng phát thải ra môi trường một số chất thải như: Bụi đường, bụi bã, nước thải,…

Luận văn đã đưa ra một cái nhìn tổng quan về các thiết bị xử lý chất thải chủ yếu đang sử dụng trên thế giới Từ đó, lựa chọn phương án sử dụng ống venturi kết nối với cyclone ướt hiện tại để xử lý bụi đường Cung cấp các yêu cầu kỹ thuật đối với việc thiết kế hệ thống lọc bụi đường Nghiên cứu đã nêu ra được các thông số làm việc cơ bản của hệ thống như: Vận tốc, áp suất, động học rối, phần trăm rối, hệ

số rối phân tán, khối lượng riêng trung bình hoà trộn giữa nước và không khí khi thay đổi lượng nước cấp vào venturi Từ đó, lựa chọn lưu lượng nước phù hợp theo

sự thay đổi nồng độ bụi tại các nơi cần lọc bụi khác nhau trên hệ thống

4

ABSTRACT

Currently, the country is on the path of development to become industrialized countries towards modernization To accomplish this purpose, it is necessary to accelerate the development of industrial parks, companies, factory - prepared to serve the needs of national development, people's livelihood needs However, the corollary is that the problem of water pollution, air to adversely affect public health

Sugar industry also contributed towards the development of social and environmental emissions of some wastes, such as road dust, dust, trash, sewage,

Thesis gave an overview of the waste treatment equipment is mainly used throughout the world From there, select the option to use venturi tubes connect to existing cyclone to handle wet road dust Provide technical requirements for the design into the filter system Research has yet to be the basic working parameters on the system such as velocity, pressure, Turbulence Kinetic Energy-TKE, Turbulence intensity, Turbulent Dissipation rate, the average density of the blend between water and air when the water level changes in the venturi From there, select the appropriate water flow in response to changes as the concentration of dust to dust various places in the system

LỜI CAM ĐOAN

Tôi tên: HỒ MINH KHA

Học viên lớp: Cao học công nghệ chế tạo máy, khóa 2011

Mã số học viên: 11844567

Theo quyết định giao đề tài luận văn cao học của phòng Đào tạo Sau đại học, Đại học Bách khoa Tp.HCM, tôi đã thực hiện luận văn cao học với đề tài “Nghiên cứu nâng cao hiệu quả của hệ thống lọc bụi đường tại nhà máy đường Vị Thanh”

dưới sự hướng dẫn của PGS.TS Nguyễn Thanh Nam từ ngày 21/01/2013 đến

21/06/2013

Tôi xin cam kết đây là luận văn tốt nghiệp cao học do tôi thực hiện Tôi đã thực hiện luận văn đúng theo quy định của phòng đào tạo sau đại học, Đại Học

Bách Khoa TP.HCM và theo sự hướng dẫn của PGS.TS Nguyễn Thanh Nam

Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm với những lời cam kết trên đây Nếu có sai phạm trong quá trình thực hiện luận văn, tôi xin hoàn toàn chịu các hình thức xử lý của phòng đào tạo sau đại học và Ban Giám Hiệu Trường Đại Học Bách Khoa TP

Hồ Chí Minh

Học viên

Hồ Minh Kha

6

MỤC LỤC

- Phần mở đầu

- Danh mục các bảng

- Danh mục các hình

Chương 1 Tổng quan về tình hình sản xuất đường trên Thế giới và Việt nam

1.1 Nhu cầu sử dụng đường trong cuộc sống……… …… 14

1.2 Sự phát triển công nghiệp đường mía trên Thế giới và ở Việt nam ….……… … 14

Chương 2 Dây chuyền sản xuất đường và nơi phát sinh bụi đường ở nhà máy đường Vị thanh ……… 18

2.1 Dây chuyền sản xuất đường……… 18

2.2 Nơi phát sinh bụi đường ở nhà máy đường Vị Thanh……… 20

2.3 Phân tích nguyên nhân thiết bị lọc bụi đường đang sử dụng chưa mang lại hiệu quả cao, chưa lọc được bụi tinh (mịn) ……… 21

Chương 3 Cơ sở lý thuyết các thiết bị xử lý bụi, phân tích chọn phương án lọc bụi cho nhà máy đường Vị Thanh ……… 22

3.1 Cơ sở lý thuyết các thiết bị xử lý bụi……… 22

3.1.1 Buồng lắng bụi……… ……….… 22

3.1.2 Thiết bị xử lý bụi kiểu quán tính……… ………….… 23

3.1.3 Xử lý bụi dựa vào lực ly tâm (Cylone)……….… 24

3.1.4 Thiết bị lọc bụi túi vải (Bag Filter or Bag House)……… 27

3.1.5 Các phương pháp thu hồi bụi ướt……… 29

3.1.5.1 Buồng phun - Thùng rửa khí rỗng……… 30

3.1.5.2 Thiết bị khử bụi có lớp đệm bằng vật liệu rỗng được tưới nước (Scrubber)……… 31

3.1.5.3 Thiết bị lọc bụi (rửa khí ) có đĩa chứa nước sủi bọt……… 33

3.1.5.4 Thiết bị rửa khí với lớp đệm chuyển động……… 34

3.1.5.5 Phương pháp rửa khí kiểu Venturi……… 36

3.1.6 Lọc bụi tĩnh điện (Electrostatic Precipitators)……… 38

3.2 Phân tích lựa chọn phương án xử lý và thiết bị lọc bụi cho nhà máy

đường Vị Thanh………45

3.3 Cơ sở tính toán thiết kế thiết bị lọc bụi cho nhà máy đường Vị Thanh……… ……… … 46

Chương 4 Xây dựng quy trình thiết kế hệ thống lọc bụi đường, tính toán thiết kế thiết bị rửa khí Venturi kết nối với thiết bị hiện tại………… 47

4.1 Xây dựng quy trình tính toán hệ thống lọc bụi đường … …….……… 47

4.2 Thực hiện tính toán thiết kế thiết bị rửa khí Venturi……….………… 50

Chương 5 Giới thiệu phần mềm - mô tả quá trình mô phỏng và rút ra kết luận về kết quả mô phỏng 5.1 Giới thiệu phần mềm mô phỏng………55

5.2 Quá trình mô phỏng……… ……… 59

5.2.1 Lưu đồ giải thuật trong mô phỏng Ansys……… 59

5.2.2 Quy trình mô phỏng……… … 60

5.2.2.1 Quy trình mô phỏng Venturi……….……….60

5.2.2.2 Các thông số kỹ thuật và công thức tính toán……….……… …… 67

5.2.2.3 Tính toán – mô phỏng – phân tích làm việc của Venturi……… ……… 68

5.2.2.3.1 Vận tốc nước cấp vào venturi là 0,35 m/s (tương đương với lưu lượng 0,001 m3/s ~ 0,5 lít/m3)……… ………… 69

5.2.2.3.2 Vận tốc nước cấp vào venturi là 0,53 m/s (tương đương với lưu lượng 0,0015 m3 /s ~ 0,75 lít/m3)……… …… 72

5.2.2.3.3 Vận tốc nước cấp vào venturi là 0,7 m/s (tương đương với lưu lượng 0,002 m3/s ~ 1,0 lít/m3)……… 76

5.2.2.4 Tổng hợp giá trị vận tốc ra của Venturi khi thay đổi ba mức nước cấp vào……… 79

5.2.2.5 Tổng hợp giá trị áp suất ra của Venturi khi thay đổi ba mức nước cấp vào……….… 79

5.2.2.6 Phân tích làm việc của Venturi……… 81

5.3 Quy trình mô phỏng Cyclone……… … 81

8

5.4 Tính toán chọn động cơ điện……….… 91

5.5 Hiệu quả kinh tế……… 93

Chương 6 Kết luận và hướng phát triển……… 94

6.1 Kết luận……… 94

6.2 Hướng phát triển……… 94 Phụ lục

Tài liệu tham khảo

Lý lịch trích ngang

PHẦN MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Đất nước ta đang trên đường xây dựng và phát triển để cơ bản trở thành nước công nghiệp hóa vào năm 2020 theo hướng hiện đại cuộc sống ngày càng nhộn nhịp, dân số ngày một tăng thêm thì đòi hỏi sản phẩm sản xuất từ các ngành công nghiệp, nông nghiệp cũng phải tăng để phục vụ nhu cầu cuộc sống bên cạnh những lợi ích mà con người đạt được thì cũng kèm theo đó là một số hiểm hoạ phát sinh từ các quá trình hoạt động của các công ty, xí nghiệp và đặc biệt là hoạt động của các khu công nghiệp đã thải ra bầu trời một lượng khí độc ô nhiễm đáng kể như: Bụi,

SOx, NOx, COx, H2S,…

Các loại khí thải ô nhiễm là một trong những nguyên nhân làm ảnh hưởng xấu đến sức khoẻ con người, động vật và thực vật như: hiện tượng hiệu ứng nhà kính, mưa axit, gây các chứng bệnh ung thư và các bệnh đường hô hấp đến cơ thể con người, mất cân bằng hệ sinh thái,…

Do vậy để giảm được những mối hiểm hoạ đó, giúp cho môi trường sinh thái được trong lành thì cần có những biện pháp, những quy trình xử lý có hiệu quả Nếu không được xử lý tốt sẽ dẫn đến hàng loạt các hậu quả môi trường khó có thể lường trước được

Ngành mía đường đóng vai trò khá quan trọng trong nền kinh tế nước ta Đường cát góp phần trong nhiều món ăn, thức uống phục vụ cuộc sống hàng ngày

Các phụ phẩm như bã mía được sử dụng để đốt, làm ván ép; bã bùn dùng làm phân hữu cơ; mật dùng để sản xuất bột ngọt, cồn,….Cũng như các ngành công nghiệp khác, công nghiệp mía đường cũng phát ra một số chất thải nguy hại như: Nước rỉ bùn, bụi bã, bụi lò, bụi đường,…Trong đó việc thu gom bụi đường có vai trò quan trọng là tạo ra môi trường sạch trong quá trình làm việc và tái sản xuất đường từ bụi đường được thu gom Do đó việc nghiên cứu hệ thống lọc bụi đường đạt hiệu quả

cao là rất cần thiết để đáp ứng nhu cầu nêu trên

Hiện nay, cả nước có 40 nhà máy sản xuất đường, nhà máy đường Vị Thanh là một trong ba nhà máy sản xuất đường ở tỉnh Hậu Giang, với công suất thiết kế 3.500 tấn mía/ngày, sản xuất tương đương 340 tấn đường/ngày

Thiết kế hệ thống lọc bụi đường ngoài mục đích thu bụi còn tăng cường làm mát cho hạt đường để đáp ứng yêu cầu đóng bao bảo quản Bụi đường sau khi lọc được tái sản xuất lại đường cát

Bụi đường khi phát tán ra môi trường sẽ làm ảnh hưởng đến sức khỏe công nhân lao động trong nhà máy, dân cư xung quanh và thất thoát sản lượng đường Các thiết bị lọc bụi đường sử dụng ở nhà máy đường Vị thanh từ trước đến nay chưa đáp ứng được yêu cầu

Vì vậy với đề tài “Nghiên cứu nâng cao hiệu quả của hệ thống lọc bụi đường tại nhà máy đường Vị thanh” là thực sự cần thiết trong điều kiện sản xuất

của nhà máy hiện nay

2 Mục tiêu của luận văn

Nghiên cứu nâng cao hiệu quả của hệ thống lọc bụi đường tại nhà máy đường

Vị thanh Xây dựng quy trình tính toán thiết kế thiết bị lọc bụi đường cho các nhà máy đường

3 Nội dung thực hiện của luận văn

Để đạt được mục tiêu đề ra cần thực hiện các nội dung sau:

Khảo sát tổng quan về tình hình sản xuất đường trên thế giới cũng như ở Việt

Nam, tìm hiểu một số tính chất và thông số của đường mía và bụi đường

Xây dựng quy trình tính toán thiết kế thiết bị lọc bụi đường

Thiết kế thiết bị rửa khí Venturi kết nối với hệ thống hiện tại Mô phỏng để đánh giá hoạt động của hệ thống

Bài thuyết minh và báo cáo

4 Phương pháp nghiên cứu

Dùng phương pháp nghiên cứu lý thuyết kết hợp với mô phỏng

Tìm hiểu về cơ sở lý thuyết các thiết bị lọc bụi

Tính toán, thiết kế thiết bị rửa khí Venturi kết nối với thiết bị hiện tại

Mô phỏng hoạt động, đánh giá kết quả đạt được của hệ thống

Ngoài ra, trong quá trình nghiên cứu còn trao đổi với Giáo viên hướng dẫn,

các bạn đồng nghiệp

5 Ý nghĩa khoa học của luận văn

Kết quả nghiên cứu sẽ nêu một số yếu tố chính ảnh hưởng đến quá trình lọc bụi đường, nguyên nhân lựa chọn loại thiết bị lọc Làm tài liệu tham khảo cho các công việc liên quan đến thiết kế, sản xuất thiết bị lọc bụi đường

6 Ý nghĩa thực tiễn của luận văn

- Nêu ra các thông số công nghệ ảnh hưởng đến quá trình làm việc của hệ thống lọc bụi đường, qua đó nâng cao hiệu suất làm việc và điều khiển hệ thống

- Kết quả nghiên cứu là tài liệu tham khảo và là cơ sở tính toán thiết kế cho các nhà sản xuất thiết bị lọc bụi nói chung và cho các nhà máy đường ở Việt nam nói riêng

03 Bảng 2.1 Một số thông số của đường nhuyễn và đường bụi 19

04 Bảng 5.1 Các thông số kỹ thuật của hệ thống 62

05 Bảng 5.2 Các thông số đưa vào tính toán và các thông số cần tính

06 Bảng 5.3 Các thông số đưa vào tính toán và các thông số cần tính

07 Bảng 5.4 Các thông số đưa vào tính toán và các thông số cần tính

toán cho lưu chất nước cấp vào veturi với vận tốc 0,35m/s 69

08 Bảng 5.5 Các thông số đưa vào tính toán và các thông số cần tính

toán cho lưu chất nước cấp vào veturi với vận tốc 0,53m/s 72

09 Bảng 5.6 Các thông số đưa vào tính toán và các thông số cần tính

toán cho lưu chất nước cấp vào veturi với vận tốc 0,7m/s 76

10 Bảng 5.7 Bảng kết quả đầu ra của veturi giữa ba giá trị vận tốc

11 Bảng 5.8 Bảng kết quả đầu vào của veturi giữa ba giá trị vận tốc

12

Danh mục các hình

01 Hình 1.1 Mức tiêu thụ đường bình quân đầu người ở Việt Nam 14

02 Hình 2.1 Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất đường 18

03 Hinh 2.2 Phạm vi kích thước hạt đường nhuyễn và đường bụi 19

04 Hình 2.3 Sơ đồ bộ phận Ly tâm - sấy - thành phẩm 20

05 Hình 2.4 Sơ đồ hệ thống lọc bụi đường – nhà máy đường Vị thanh 20

09 Hình 3.2 Buồng lắng nhiều ngăn hoặc một ngăn có tấm chắn 23

10 Hình 3.3 Thiết bị lắng bụi quán tính 24

11 Hình 3.4 Thiết bị lọc bụi kiểu cyclone 25

15 Hình 3.8 Hình ảnh làm việc của lọc vải 28

17 Hình 3.10 Tháp rửa khí có lớp đệm 31

18 Hình 3.11 Thiết bị phun nước có lớp đệm rỗng kiểu nằm ngang 32

20 Hình 3.13 Thiết bị rửa khí với lớp đệm chuyển động 36

21 Hình 3.14 Thiết bị tách bụi khỏi dòng khí thải dạng Venturi 36

22 Hình 3.15 Các kiểu lắp đặt Venturi 37

23 Hình 3.16 Mô hình thiết bị lọc điện ống và lọc điện tấm 38

24 Hình 3.17 Mô phỏng đường đi của hạt bụi trong điện trường 38

25 Hình 3.18 Quá trình lắng bụi tĩnh điện 39

26 Hình 3.19 Đồ thị thể hiện hiệu quả của một số phương pháp lọc bụi 40

27 Hình 4.1 Sơ đồ quy trình tính toán thiết kế hệ thống lọc bụi đường 47

28 Hình 4.2 Cách khai triển vỏ quạt xoắn ốc từ hình vuông cấu tạo a 48

29 Hình 4.3 Các kích thước hình học của venturi 49

30 Hình 4.4 Kích thước hình học chuẩn thiết kế Cyclone LIOT ướt 49

31 Hình 4.5 Thiết bị cyclone ướt hiện tại 50

32 Hình 4.6 Kích thước thiết bị rửa khí venturi kết nối với cyclone

33 Hình 4.7 Lắp đặt venturi kết nối hệ thống hiện tại 53

34 Hình 5.1 Tối ưu hóa thiết kế, thử nghiệm chất lượng sản phẩm

35 Hình 5.2 Lưu đồ giải trong mô phỏng của bài toái 59

36 Hình 5.3 – 5.6 Hình ảnh - đồ thị thể hiện vận tốc và áp suất qua

venturi khi vận tốc nước cấp vào là 0,35m/s 70

37 Hình 5.7 – 5.11 Hình ảnh - đồ thị thể hiện vận tốc và áp suất qua

venturi khi vận tốc nước cấp vào là 0,53m/s 73

38 Hình 5.12 – 5.15 Hình ảnh - đồ thị thể hiện vận tốc và áp suất qua

venturi khi vận tốc nước cấp vào là 0,7m/s 77

39 Hình 5.16 đồ thị tổng hợp thể hiện vận tốc ra của venturi khi thay

Mức tiêu thụ đường bình quân đầu người ở Việt Nam có tốc độ tăng trưởng khá cao Bình quân giai đoạn 1999 – 2009 tiêu dùng tăng khoảng 5,1%/năm, năm 2010 đạt 17,5 kg/người/năm Tuy nhiên, mức tiêu thụ đường bình quân đầu người của Việt Nam vẫn còn thấp hơn so với các nước tiêu thụ chính và thấp hơn so với mức bình quân thế giới (>20 kg/người/năm)

Hình 1.1 Mức tiêu thụ đường bình quân đầu người ở Việt Nam

1.2 Sự phát triển công nghiệp đường mía trên Thế giới và ở Việt Nam

Ấn độ là nước đầu tiên trên thế giới biết sản xuất đường từ mía, vào khoảng năm

398 người Ấn Độ và Trung Quốc đã biết chế biến mật đường thành tinh thể Từ đó,

kỹ thuật sản xuất đường phát triển sang Ba Tư, Ý, Bồ Đào Nha, đồng thời đưa việc tinh luyện đường thành một ngành công nghệ mới

Trong những năm gần đây ngành đường đã phát triển một cách nhanh chóng, vấn đề cơ khí hóa, liên tục hóa và tự động hóa trên toàn bộ dây chuyền sản xuất được áp dụng rông rãi trong các nhà máy đường

Theo thống kê của Tổ chức Nông Lương Liên Hiệp Quốc (FAO, 2011), sau gần

20 năm (1990-2009) năng suất mía bình quân của Việt Nam đã tăng lên 17,3 tấn/ha, bình quân tăng khoảng 0,91 tấn/ha/năm (bảng 1.1) Tuy nhiên năng suất mía bình

quân của Việt Nam vẫn còn rất thấp so với thế giới (70,9 tấn/ha năm 2009)

Việt Nam là một quốc gia có truyền thống sản xuất đường mía từ lâu đời Cùng với sự phát triển của ngành đường trên thế giới, nghề làm đường thủ công ở nước ta

cũng phát triển mạnh

Năm 1995, nhà nước triển khai chương trình mía đường Quốc gia với nhiều đề

án phát triển tích cực, nhờ vậy, chỉ sau 5 năm thực hiện ngành công nghiệp đường ở nước ta đã phát triển nhanh chóng và mạnh mẽ Toàn quốc xây dựng được 44 nhà máy đường mía và 02 nhà máy đường tinh luyện, sản xuất đũ tiêu dùng trong nước Bảng 1.1 So sánh tình hình sản xuất mía đường thế giới và Việt Nam từ 1990 - 2009

Thế giới (triệu tấn)

Việt Nam (10.000 tấn)

Thế giới (tấn/ha)

Việt Nam (tấn/ha)

là 5,5 tấn/ha và Thái lan là 6,6 tấn/ha Hàng năm nhu cầu tiêu thụ đường của nước

ta khoảng 1,4 triệu tấn (nhập khoảng 400.000 tấn, trong đó 200.000 tấn chính ngạch, sản xuất 1.000.000 tấn) Như vậy nếu đạt trình độ sản xuất như Philippines, Việt Nam có thể tự đảm bảo nhu cầu nội địa về đường

Bảng 1 2 Tình hình sản xuất mía đường của Việt Nam, niên vụ 2010 - 2011

(Bộ Nông nghiệp & PTNT ,Tp.HCM, 15/07/2011)

Theo Hiệp hội Mía đường Việt Nam, niên vụ 2011 – 2012, sản lượng mía ép công nghiệp của cả nước đạt 14,5 triệu tấn, sản xuất được trên 1,3 triệu tấn đường (tăng 3,5% tương đương với gần 160 nghìn tấn so với vụ trước)

Bước sang niên vụ 2012 – 2013, với diện tích tiếp tục tăng (đạt 300 nghìn ha) và năng suất bình quân tăng (63 tấn/ha), dự báo lượng đường sản xuất còn tăng cao hơn và vượt nhu cầu tiêu dùng đường trong nước Theo kế hoạch sản xuất của 40 nhà máy trong niên vụ mới thì sản lượng mía ép là 16,7 triệu tấn và sản lượng đường dự kiến đạt 1,59 triệu tấn

18

Chương 2 Dây chuyền sản xuất đường và nơi phát sinh bụi đường ở nhà máy đường Vị thanh

2.1 Dây chuyền sản xuất đường

Dây chuyền bắt đầu từ các

nguyên liệu dạng cây thông qua

các quá trình công nghệ chế tạo

thành các sản phẩm đường

(Đường vàng, đường trắng, đường

trắng tinh luyện, mật, …) Quy

trình này đã được tiến hành từ rất

xa xưa, ngày nay việc sử dụng

máy móc hiện đại trong quá trình

chế biến để tạo ra sản phẩm chất

lượng cao, đồng đều, phù hợp quy

định an toàn thực phẩm và đáp

ứng được nhu cầu ngày càng cao

của con người Có thể đơn giản

hóa bằng sơ đồ như hình 2.1 sau:

Hình 2.1 Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất

- Tỉ trọng d=1.5879g/cm3

- Nóng chảy ở 184-185˚C

- Đun nóng bị phân hủy tạo caramel

- Độ hòa tan:

- Dễ hòa tan trong nước, độ hòa tan tăng theo nhiệt độ tăng

- Độ nhớt: tăng theo nồng độ tăng, giảm theo nhiệt độ tăng

Bảng 2.1 Một số thông số của đường nhuyễn và đường bụi

Hinh 2.2 Phạm vi kích thước hạt đường nhuyễn và đường bụi

Từ bảng 2.1 và hình 2.2 cho thấy kích thước bụi đường (Powdered Sugar) trong khoảng 250 m>hạt>7 m, kích thước trung bình (Mean particle size) là 23 m

20

2.2 Nơi phát sinh bụi đường ở nhà máy đường Vị Thanh

Theo sơ đồ hình 2.1, bụi đường phát sinh ở công đoạn sấy Việc sấy đường và làm nguội đường thì sử dụng sàng rung

Hình 2.3 Sơ đồ bộ phận Ly tâm - sấy - thành phẩm Theo sơ đồ hình 2.3, các sàng 01, 02, 03, 04 là sàng rung (sàng vận chuyển) trong đó, sàng 01 thì làm mát tự nhiên Sàng 02, 03, 04, gàu tải, bulke được làm mát cưởng bức bằng quạt hút Quạt hút khí nóng đồng thời hút luôn bụi đường (đường bột) đưa đến thiết bị lọc bụi Bụi đường sau khi được lọc sẽ thu lại để nấu lại thành đường thành phẩm

Hình 2.4 Sơ đồ hệ thống lọc bụi đường – nhà máy đường Vị thanh

Hình 2.5 Sàng đoạn 1, 2, 3, 4 Hình 2.6 Sàng phân loại

2.3 Phân tích nguyên nhân thiết bị lọc bụi đường đang sử dụng chưa mang lại hiệu quả cao, chưa lọc được bụi tinh (mịn)

Thiết bị lọc bụi đường ngoài công dụng lọc bụi thì còn có thêm công dụng quan trọng khác là tăng cường khả năng làm mát hạt đường để phục vụ yêu cầu đóng bao – bảo quản:

Cyclone ướt (nước phun láng mặt trong thành cyclone

Hiện tại là cyclone ướt có cấp thêm nước đầu vào cyclone

Trải qua những cải tạo thiết bị lọc bụi đường cho đến nay, tuy hiệu quả lọc bụi có tăng lên nhưng vẫn chưa đạt được kết quả cao Thiết bị hiện tại chỉ lọc được bụi thô và bụi trung bình còn bụi tinh, mịn (đường bột-Powdered Sugar) vẫn còn phát thải ra bên ngoài môi trường xung quanh

22

*/ Nguyên nhân thiết bị lọc bụi hiện tại chưa mạng lại hiệu quả cao

Cyclone thu bụi kém với kích thước hạt bụi <10 m

Do sử dụng nước tuần hoàn nên hàm lượng đường trong nước tăng theo thời gian tăng độ nhớt tăng sức căng bề mặt những hạt bụi đường kích thước nhỏ (lực ly tâm nhỏ) rất khó hoà vào màng nước thành trong cyclone Qua thời gian sử dụng, bề mặt trong thành cyclone đóng thành lớp màng dung dịch nước đường, làm bề mặt gồ ghề nước láng không đều mặt trong cyclone ảnh hưởng đến khả năng lọc

Kết luận chương 2

Nếu đầu tư hệ thống mới thì tốn kém nhiều chi phí, không kinh tế

Nghiên cứu lắp thêm thiết bị kết nối với hệ thống hiện tại Tăng cường thêm khả năng thu hồi bụi, giá thành đầu tư thấp, hạn chế bụi phát thải ra môi trường, lượng bụi thu được tái sản xuất tăng lên

Chương 3.Cơ sở lý thuyết các thiết bị xử lý bụi, phân tích chọn phương án lọc bụi cho nhà máy đường Vị Thanh

3.1 Cơ sở lý thuyết các thiết bị xử lý bụi

Để xử lý bụi người ta sử dụng nhiều cách (phương pháp) khác nhau, tuỳ thuộc bản chất các lực tác dụng bên trong thiết bị, tính chất các loại bụi, kích thước hạt bụi, nồng độ bụi,… Sau đây là một số thiết bị cơ bản để xử lý bụi:

3.1.1 Buồng lắng bụi

Nguyên tắc: Sự lắng bụi

bằng buồng lắng là tạo ra điều

kiện để trọng lực tác dụng lên

hạt bụi thắng lực đẩy ngang

của dòng khí Trên cơ sở đó

người ta tạo ra sự giảm đột

Buồng lắng bụi có nhược điểm là hiệu quả lọc bụi không cao, chỉ đạt 50 ÷ 60%

và phụ tải không lớn do không thể chế tạo buồng có kích thước quá to, tốc độ vào ra buồng đòi hỏi không quá cao

Để lắng có hiệu quả hơn, người ta còn đưa vào buồng lắng n h i ề u n g ă n

h o ặ c c ó các tấm chắn lửng

Buồng lắng bụi nhiều ngăn hoặc một ngăn có tấm chắn khắc phục được nhược điểm của buồng lắng bụi loại đơn giản nên hiệu quả cao hơn Hiệu quả có thể đạt 85÷90%

Hình 3.2 Hình 3.2 Buồng lắng nhiều ngăn hoặc một ngăn có tấm chắn

3.1.2 Thiết bị xử lý bụi kiểu quán tính

Nguyên lý: Làm thay đổi chiều hướng chuyển động của dòng khí một cách đột

ngột, 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

Thiết bị lọc bụi kiểu quá tính có cấu tạo và nguyên lý hoạt động tương đối đơn giản nhưng nhược điểm là hiệu qủa lọc bụi thấp, để tăng hiệu quả lọc bụi người

ta thường kết hợp các kiểu lọc bụi với nhau, đặc biệt với kiểu lọc kiểu cyclone, hiệu quả có thể đạt 80 ÷ 98% Phần không khí có nhiều bụi ở cuối thiết bị được đưa vào cyclone để lọc tiếp

24

Hình 3.3 Thiết bị lắng bụi quán tính (a- có vách ngăn; b- chỗ quay khí nhẵn; c- có chóp mở rộng;

d- nhập khí ngang hông) Đối với thiết bị này, vận tốc không khí ở ống vào khoảng 10m/s, vận tốc của khí trong thiết bị khoảng 1m/s hiệu quả xử lý bụi dạng này đạt 65-80% đối với bụi có kích thước từ 25-30 μm Trở lực của chúng trong khoảng 150-390 N/m2

3.1.3 Xử lý bụi dựa vào lực ly tâm (Cylone)

Nguyên lý: Dòng khí mang bụi chuyển động theo một quỹ đạo tròn (dòng

xoáy) thì các hạt bụi có khối lượng lớn hơn nhiều so với các phân tử khí sẽ chịu tác dụng của lực ly tâm văng ra phía xa trục hơn, phần gần trục xoáy lượng bụi sẽ rất nhỏ Nếu ta giới hạn dòng xoáy trong một vỏ hình trụ thì bụi sẽ va vào thành vỏ

và rơi xuống đáy Khi ta đặt ở tâm dòng xoáy một ống dẫn khí ra, ta sẽ thu được khí không có bụi hoặc lượng bụi đã giảm đi khá nhiều

Hình 3.4 Thiết bị lọc bụi kiểu cyclone

Để nâng cao hiệu quả khử bụi của cyclone người ta đưa ra các giải pháp sau:

Cyclon ghép: Các nghiên cứu cho thấy các Cyclone đường kính càng lớn thì

hiệu quả càng giảm thấp vì nhiều lý do Vì thế người ta đã thiết kế các loại cyclone tiêu chuẩn và ghép nhiều cyclone làm việc song song để lọc lượng khí thải lớn

Hình 3.5 Cyclone tổ hợp

26

Cyclon màng nước: Một trong

những khuyết điểm của cyclone là do

vận tốc xoáy trong thiết bị lớn nên dễ

gây ra hiện tượng cuốn trở lại vào

dòng không khí các hạt hụi đã lắng

trên thành thiết bị Vì vậy, trên mặt

trong thành thiết bị cyclone màng

nước, người ta tạo ra một lớp màng

nước chảy để cuốn theo các hạt bụi

lắng, ngăn không cho chúng bị cuốn

vào dòng khí Hình 3.6 Cyclone màng nước

Cấu tạo loại Cyclone màng nước thường có cửa cho khí và bụi vào ở phía dưới

và thoát ra ở cửa phía trên thân hình trụ với phương tiếp tuyến với mặt trong thân hình trụ Trước cửa ra có bố trí các vòi phun nước vào mặt trong thành thiết bị tạo màng nước chảy từ trên xuống Lượng nước tiêu hao làm ướt thành thiết bị trong khoảng 0,1 ÷ 0,2 lít/m3 khí Lượng nước này thường được lắng sơ bộ và dùng tuần hoàn, định kỳ xả qua hệ thống xử lý nước

Cyclone màng nước thường được dùng với vận tốc dòng khí ở cửa vào

Vv=16~25 m/s và vận tốc trung bình trong cyclone quy ước V=4.5~7m/s Chiều dài thân hình trụ H=5~5,2D (Thậm chí tới 10D)

Ưu điểm của cyclone:

Không có phần chuyển động, có thể làm việc ở nhiệt độ cao (5000C) Làm việc ở áp suất cao, chế tạo đơn giản, rẻ

Hiệu quả không phụ thuộc thay đổi nồng độ

Nhược điểm của cyclone:

Không thu được bụi kết dính

Hiệu quả thu bụi kém với kích thước hạt bụi 10 m

3.1.4 Thiết bị lọc bụi túi vải

Hình 3.7 Lọc bụi kiểu túi vải

Nguyên lý: Cho không khí lẫn bụi đi qua 1 tấm vải lọc, ban đầu các hạt bụi lớn

hơn khe giữa các sợi vải sẽ bị giữ lại trên bề mặt vải theo nguyên lý rây Các hạt nhỏ hơn bám dính trên bề mặt sợi vải lọc do va chạm, lực hấp dẫn và lực hút tĩnh điện, dần dần lớp bụi thu được dày lên tạo thành lớp màng trợ lọc, lớp màng này giữ được cả các hạt bụi có kích thước rất nhỏ Hiệu quả lọc đạt tới 99,8% Sau 1 khoảng thời gian lớp bụi sẽ rất dày làm sức cản của màng lọc quá lớn, ta phải ngưng cho khí thải đi qua và tiến hành loại bỏ lớp bụi bám trên mặt vải Thao tác này được gọi là hoàn nguyên vải lọc

- Vải lọc có thể là vải dệt hay vải không dệt, hay hỗn hợp cả 2 loại Nó thường được làm bằng sợi tổng hợp để ít bị ngấm hơi ẩm và bền chắc Chiều dày vải lọc càng cao thì hiệu quả lọc càng lớn

- Vải lọc thường được may thành túi lọc hình tròn đường kính D=125~250mm hay lớn hơn và có chiều dài 1,5 đến 2 m Cũng có khi may thành hình hộp chữ nhật

có chiều rộng b=20~60mm; Dài l=0,6~2m Trong một thiết bị có thể có hàng chục tới hàng trăm túi lọc

- Khoảng cách giữa các túi chọn từ 30 ~ 100mm

28

- Việc hoàn nguyên bề mặt vải lọc có thể tiến hành sau khi ngừng cho không khí đi qua thiết bị và làm sạch bụi trên mặt vải bằng 3 cách:

Rung rũ bằng cơ khí nhờ một cơ cấu đặc biệt

Thổi ngược lại bằng không khí sạch

Xung khí nén

- Vì có đặc điểm là chu kỳ làm việc gián đoạn xen kẽ với chu kỳ hoàn nguyên nên thiết bị này bao giờ cũng có hai hay nhiều ngăn (hay nhiều block trong cùng 1 ngăn) để có thể ngừng làm việc từng ngăn (hay từng block) mà rũ bụi Thiết bị lọc bụi kiểu túi vải có năng suất lọc khoảng 150 ÷ 180m3/h trên 1m2diện tích bề mặt vải lọc Khi nồng độ bụi khoảng 30 ÷ 80 mg/m3thì hiệu quả lọc bụi khá cao đạt từ 96÷99% Nếu nồng độ bụi trong không khí cao trên 5000 mg/m3thì cần lọc sơ bộ bằng thiết bị lọc khác trước khi đưa sang bộ lọc túi vải trở lực của thiết bị khoảng 120~150 kgf/m2 Chu kỳ rũ bụi là 2~3 h

Hình 3.8 Hình ảnh làm việc của lọc vải

- Tính toán sơ bộ thiết bị như sau:

Tổng diện tích túi lọc bụi yêu cầu: F = Q/(150~180) (m2)

Diện tích của 1 túi: Túi tròn f = π x D x l (m2)

Túi hộp chữ nhật f = 2 x (a + b) x l (m2)

Số túi trong 1 ngăn lọc: n = F/f (lấy tròn) (túi)

Với: Q – Lưu lượng khí thải cần lọc (m3/h)

D - Đường kính túi lọc hình trụ tròn (m)

a; b; l - Chiều rộng, chiều dày và chiều dài túi hộp chữ nhất (m)

3.1.5 Các phương pháp thu hồi bụi ướt

- Dựa trên sự tiếp xúc giữa bụi trong dòng khí với chất lỏng, được thực hiện bằng các biện pháp:

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

2 Chất lỏng tưới ướt bề mặt làm việc của thiết bị, còn dòng khí tiếp xúc với

bề mặt này, các hạt bụi bị hút bởi màng nước

3 Dòng khí bụi được sục vào nước và bị chia ra thành các bọt khí Các hạt bụi bị dính ướt loại ra khỏi không khí

- Quá trình tiếp xúc giữa dòng khí nhiễm bụi với chất lỏng sẽ hình thành bề mặt tiếp xúc pha Bề mặt này bao gồm các bọt khí, tia khí, tia lỏng, giọt lỏng và màng lỏng Đa số thiết bị thu hồi bụi ướt đều tồn tại các dạng bề mặt khác nhau, do đó bụi được thu hồi theo nhiều cơ chế khác nhau

- Thiết bị thu hồi bụi ướt có các ưu và nhược điểm so với các thiết bị thu hồi bụi khác như sau

Ưu điểm:

1 Thiết bị dễ chế tạo, giá thành thấp, hiệu quả xử lý bụi cao hơn

2 Có thể ứng dụng để thu hồi bụi có kích thước nhỏ đến 0.1µm

3 Có thể sử dụng khi nhiệt độ và ẩm độ cao mà một số thiết bị lọc bụi khác không thể đáp ứng được như bộ lọc túi vải, bộ lọc bằng điện

4 Nguy hiểm cháy, nổ thấp nhất

5 Cùng với bụi có thể xử lý hơi và khí

Nhược điểm:

1 Bụi thu được ở dạng cặn do đó phải xử lý nước thải, làm tăng chi phí xử

lý

30

2 Dòng khí thoát ra từ khí từ thiết bị lọc có độ ẩm cao và có thể mang theo

cả những giọt nước làm han gỉ đường ống, ống khói và các bộ phận khác

ở phía sau thiết bị lọc

3 Trong trường hợp khí có tính ăn mòn cần phải bảo vệ thiết bị và đường ống bằng vật liệu chống ăn mòn

Chất lỏng được sử dụng phổ biến nhất trong thiết bị lọc bụi kiểu ướt là nước Thiết bị lọc bụi kiểu ướt được chia thành các loại sau đây tùy thuộc vào nguyên lí hoạt động của chúng:

1 Buồng phun, buồng rửa khí rỗng

2 Thiết bị lọc có lớp đệm bằng vật liệu rỗng và được tưới nước

3 Thiết bị lọc có đĩa sụt khí hoặc đĩa sủi bọt

4 Thiết bị lọc có lớp vật liệu hạt di động

5 Thiết bị lọc venturi,……

3.1.5.1 Buồng phun - Thùng rửa khí rỗng

Buồng phun hoặc thùng rửa

khí rỗng được sử dụng rất phổ

biến để lọc bụi thô trong khí

thải đồng thời để làm nguội khí

như là cấp lọc chuẩn bị và gia

công bụi trước thiết bị lọc bằng

điện nhằm giảm nồng độ bụi

ban đầu và điều chỉnh điện trở

suất của bụi Hình 3.9 Thùng rửa khí rỗng

1- Khí vào; 2- Khí sạch ra; 3- Chất lỏng đưa

vào hệ thống phun; 4- Xả bụi

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động:

Nếu dùng tháp rỗng để làm nguội khí thì nước cấp vào tháp có áp suất cao 20at qua mỏ phun với lỗ phun có đường kính 1- 2mm Để tránh tắc vòi phun, nước phải được lọc trước

Nếu dùng tháp rỗng để làm nguội khí và thu bụi thì cường độ phun dịch thể tăng đến 3 ÷ 5m3 cho 1000m3 khí

Mức thu bụi trong tháp rửa rỗng sẽ tăng khi tăng lượng dịch

Nước được phun từ trên xuống dưới và dòng khí được dẫn ngược chiều từ dưới lên trên Cũng có thể bố trí vòi phun từ bốn phía xung quanh và phun theo phương ngang vào dòng khí Nếu các khí cần làm sạch gây tác dụng hóa học với vỏ thiết bị thì mặt trong vỏ được lót lớp bảo vệ là vật liệu bền với axit

Vận tốc dòng khí trong thiết bị khoảng 0.6 ÷1.2 m/s

3.1.5.2 Thiết bị khử bụi có lớp đệm bằng vật liệu rỗng được tưới nước

Cấu tạo: Gồm một thùng

tiết diện tròn hoặc chữ nhật

bên trong có chứa một lớp

Nguyên lý hoạt động: Khí đi từ dưới lên xuyên qua lớp vật liệu rỗng, khi tiếp

xúc với bề mặt ướt của lớp vật liệu rỗng bụi sẽ bám lại ở đó còn khí sạch thoát ra ngoài Một phần bụi bị nước cuốn trôi xuống thùng chứa và được xả dưới dạng bùn Định kỳ người ta sẽ rửa lớp vật liệu rỗng

32

Nhược điểm của loại thiết bị này là khi vận tốc khí cao thì thiết bị này không hoạt động được do có hiện tượng sặc nước (nước bị thổi ngược trở lên và có thể dâng trào vào đường ống thoát khí sạch)

Ngoài loại tháp phun

kiểu đứng với chuyển

Hiệu quả lọc đạt 90% đối với cỡ bụi δ >2μm

Hiệu quả lọc của thiết bị phun nước khử bụi có lớp đệm bằng vật liệu rỗng

có thể được xác định bằng công thức sau:

Trong đó:

- hằng số thực nghiệm phụ thuộc vào loại vật liệu rỗng

d 0 - Đường kính hoặc kích thước đặc trong của các loại khâu dùng làm vật liệu

rỗng

qn - lượng nước bị giữ lại trong lớp vật liệu rỗng

m - bề dày của lớp nước láng ướt bề mặt tiếp xúc của lớp vật liệu rỗng

Stk - chuẩn số Stoke đối với hệ thống khí và bụi với kích thước đặc trong d 0 của

khâu vật liệu rỗng

Dưới đây là trị số do và của các khâu khác nhau do, mm

- Khâu Raschig, khâu yên ngựa Berl, khâu intalox 12,7 0,192

- Khâu Berl, khâu Raschig, khâu Pall 25,4 0,19

- Than cốc

38 0,165 76÷127 0,03

3.1.5.3 Thiết bị lọc bụi (rửa khí )có đĩa chứa nước sủi bọt

Nguyên lý làm việc: Nước được cấp vào đĩa vừa đủ để tạo một lớp nước có bề

cao thích hợp, dòng khí đi từ dước lên trên qua đĩa đục lỗ, làm cho lớp nước sủi bọt Bụi trong khí tiếp xúc với bề mặt của bong bóng nước và bị giữ lại rồi theo nước chảy xuống thùng chứa

Đĩa đục lỗ dùng trong thiết

Khi sử dụng thiết bị với mục

đích vừa lọc bụi vừa làm

nguội khí thì diện tích sống

của đĩa có thể lên đến 0.4÷0.5

m2/m2

Hình 3.12 Tháp sủi bọt 1- Khí vào; 2- Khí sạch thoát ra; 3- Chất lỏng đưa vào hệ thống phun; 4- Xả bụi; 5- Lớp chất lỏng sủi

bọt; 6- Đĩa dục ỗ

34

Thiết bị lọc bụi ướt kiểu đĩa sủi bọt có khả năng lọc đựơc bụi có kích thước lớn hơn hoặc bằng 5μm với hiệu quả lọc tương đối cao

Hiệu quả lọc bụi có thể được xác định theo các công thức sau:

Đối với bụi thấm ướt:

Đối với bụi khó thấm ướt:

Trong đó ngoài các kí hiệu quen thuộc còn có:

h 0- chiều cao của lỗ trên đĩa đục lỗ (tức bề dày của đĩa)

h p- chiều cao tấm phản xạ, m

d 0- đường kính của lỗ tròn trên đĩa đục lỗ, m

n- hệ số nhớt động học của nước, Pa.s

K - vận tốc của khí qua tiết diện sống của đĩa đục lỗ, m/s

3.1.5.4 Thiết bị rửa khí với lớp đệm chuyển động

Vật liệu đệm là các quả cầu làm bằng vật liệu Polime, thuỷ tinh hoặc nhựa xốp Khối lượng riêng của quả cầu đệm không được lớn hơn khối lượng riêng của chất lỏng

Tháp với lớp đệm chuyển động có thể làm việc theo nhiều chế độ khác nhau Nhưng chế độ tối ưu để thu hồi bụi là chế độ giả lỏng hoàn toàn (hình 2.13a)

Để đảm bảo hiệu quả thu hồi bụi cao cần tuân theo các thông số sau:

Vận tốc khí: 5-6 m/s

Lưu lượng nước tưới: 0,5-0,7 lít/s

Tiết diện tự do của mâm: S0=0,4m2/m2

Chiều rộng khe: b=4-6mm

Khi làm sạch khí chứa keo hoặc bụi có khuynh hướng tạo trầm tích, người

ta sử dung mâm với tiết diện tự do lớn S0=0,5-0,6m2/m2

Khi chọn đường kính quả cầu cần theo tỷ lệ D/d≥10 đường kính tối ưu vào khoảng 20-40mm và khối lượng riêng đổ đống 200-300 kg/m3

Chiều cao tĩnh tối thiểu của lớp hạt Ht là 5-8 lần đường kính quả cầu, còn chiều cao tối đa xác định theo tỷ lệ Ht/D 1

Chiều cao lớp đệm ở trạng thái chuyển động được xác định theo công thức

Chiều cao của lớp tách lỏng ra khỏi khí (phân riêng lỏng khí)

ở đây, v1: vận tốc tưới chất lỏng (trên tiết diện tự do), m/s

Hiệu quả xử lý

với η0 – hiệu quả xử lý của tháp sủi bọt

Tháp rửa khí dạng chóp với đệm quả cầu chuyển động

Để đảm bảo sự hoạt động ổn định trong khoảng vận tốc khí động, sự phân bố nước đồng đều và giảm sự lôi cuốn các giọt nước theo dòng khí, người ta áp dụng thiết bị rủa khí dạng chóp với quả cầu đệm chuyển động

Tồn tại hai dạng thiết bị rửa khí với lớp đệm chuyển động: Thiết bị vòi phun (hình 2.13 b) và thiết bị kiểu bơm phun (hình 2.13c)

Trong thiết bị kiểu bơm phun, việc tưới các quả cầu đệm được thực hiện bằng cách hút nước lên từ bình chứa có mực nước không đổi bằng khí cần xử lý Khoảng

hở giữa đáy dưới phần chóp và mực nước phụ thuộc năng suất thiết bị (khoảng hở càng lớn, năng suất càng lớn) Trong các thiết bị này, người ta ứng dụng quả cầu polietilen đường kính 34-40mm, khối lượng riêng đổ đống 110-120 kg/m3, chiều cao lớp đệm Ht=650mm, vận tốc khí ở đầu vào của lớp đệm dao động trong khoảng 6-10m/s, vận tốc ở đầu ra 1-2m/s Chiều cao phần chóp là 1m Góc mở phần chóp

5-bộ phận thu hồi giọt lỏng

b, c-với lớp đệm chóp, phun và bơm tia: 1-thân, 2-lưới đỡ, 3-lớp cầu, 4-bộ phận tách giọt, 5-lớp giới hạn, 6-vòi phun, 7-bể với mực nước cố định

3.1.5.5 Phương pháp rửa khí kiểu Venturi

Hình 3.14 Thiết bị tách bụi khỏi dòng khí thải dạng Venturi

Nguyên lý: Dòng khí được dẫn qua một ống thắt, tại đây tốc độ dòng khí tăng

lên cao (50 -150 m/s) đập vỡ nước thành các giọt cực nhỏ Độ xoáy rối cao của dòng khí và vận tốc tương đối giữa bụi và giọt lỏng lớn thúc đẩy quá trình lắng bụi trên các giọt lỏng Những hạt chất lỏng nhỏ bé đó sẽ làm ướt bụi cuốn theo và

ngưng lại thành dạng bùn đi ra theo cửa dưới và dòng khí ra sẽ là khí sạch

Cấu tạo và vận hành: Thiết bị tách bụi khỏi dòng khí thải kiểu Venturi được mô

tả trên hình 2.19 Khí được dẫn vào cửa 1 qua cổ thắt 2, tại đây có đặt cửa cấp nước Sau khi dẫn qua cửa 3 khí đi vào buồng lọc sol 4 Tại đây có trang bị hệ thống tách sol là những tấm lưới đặt xiên so với thành buồng Sol nước lẫn bụi ướt tích tụ lại ở phần đáy và được thải ra ngoài theo cửa 6 Khí sau khi tách sol và bụi được thoát ra ngoài theo cửa 5

Hình 3.15 Các kiểu lắp đặt Venturi

Áp suất cao – cột áp lên đến 20.000 – 30.000N/m2

Áp suất thấp – trở lực không vượt quá 500N/m2

Lượng nước: 0,5 – 8l/m3 khí

Năng suất có thể đạt tới 500.000m3/h

Trong các loại thiết bị rửa khí ướt, thiết bị kiểu Venturi đạt hiệu quả thu bụi cao nhất và được sử dụng rộng rãi trong kỹ nghệ