CHƯƠNG III. CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ BỤI [23,26,27,29]
3.3.2. C ẤU TẠO CỦA MỘT XYCLON ĐƠN
Sơ đồ một xyclon đơn và hệ thống xyclon lọc bụi được mô tả như trên hình 3.3A, 3.3B và 3.3C.
Hình 3.3A. Mặt cắt đứng và mặt cắt ngang của một xyclon đơn.
+ Tốc độ lắng của hạt bụi trong xyclon được tính theo công thức:
D v P
U P P w d
. . . 9
).
. .(
2 2
2 2 1 2 0 =
Trong đó:d là đường kính hạt bụi (m).
P1 là khối lượng riêng của hạt,
P2 là khối lượng riêng của khí mang, h
L3 Dc
D
Dd L1
L2
D
b
D Dc Kích thước tổng quát của một
xyclon thông thường -§êng kÝnh èng vá: D -§êng kÝnh èng ra: Dc=1/2 D -Đường kính ống đáy: Dd=1/4 D -ChiÒu cao èng vá: L1 = 2 D -ChiÒu cao phÇn nãn: L2= 2 D -Chiều cao sửa vào: h = 1/2 D -Chiều rộng cửa vào: b = 1/4 D -ChiÒu cao èng ra: L3= 1/3 D
ν2 là hệ số độ nhớt động học của khí,
u là tốc độ vòng của dòng khí trong xyclon (m2/s), D là đường kính phần hình trụ của xyclon.
Hình 3.3B. Các kiểu dòng trong xyclon
+ Đường kính phần hình trụ của xyclon được tính theo công thức:
) .(
2 R1 1 R
D= +δ +∆ (m)
Trong đó: R1 là bán kính ống dẫn khí ra (ống trong hình trụ),
∆R là khoảng cách tính theo đường kính giữa ống ra và thân xyclon,
wt
R V
. 4
1 = π (m)
Trong đó: V là lưu lượng khí qua hay năng suất của xyclon,
wr là vận tốc dòng khí đi ra khỏi xyclon, (trong công nghiệp thì w1
thường lấy từ 4 đến 8 m/s).
+ Kích thước của ống vào:
Ống vào thường là hình chữ nhật có chiều cao h và chiều rông b. Thông thường tỷ lệ h/b bằng k và bằng từ 2 đến 4.
Trong đó:
Khí bẩn vào
Khí bẩn vào
Khí sạch ra
Cánh hướng gió
Bôi ra Bôi ra
Kiểu dòng tiếp tuyến Kiểu dòng đồng trục
wv
k b V
= .
Wv là vận tốc dòng khí trong ống xyclon (thường bằng 18 - 20 m/s)
Van Khí chưa xử lý
Khí đã xử lý
Khí chưa xử lý
Khí đã xử lý
ống thoát
Các cánh hướng
Thu bôi
Hình 3.3C. Sơ đồ hệ thống xyclon lọc bụi
+ Thể tích làm việc của xyclon:
t V
VLV = . (m3)
Trong đó t là thời gian lưu của dòng khí trong xyclon.
1 2 2
2
2
. log . .
10 . 06 , 4
R R
R w
t d
b
k ∆ +
= ρ ϕ (s)
Trong đó w là tốc độ góc của dòng khí trong xyclon,
tb Rtb
R w= w
ρk là tỷ trọng của khí và ϕb là góc vào của dòng khí. R2 là bán kính vỏ phần hình trụ, Rtb là bán kính trung bình của phần hình trụ của xyclon.
+ Chiều cao của phần hình trụ Ht:
] ) (
. .[
).
( 2 1 = π 22 − 1 +δ1 2
= −
R R k V w R R
H V LV
tb h
Khí và bụi
Khí đã xử lý Khí đã xử lý
Khí và bụi Ống thoỏt
Cánh hướng gió
Cửa thu bụi
+ Chiều cao phần hình nón:
o o
n R R tg
H =( 2 − ). α
Trong đó Ro là bán kính lỗ thoát bụi ( thường là 0,2 đến 0,5 m), αo là góc nghiêng giữa bán kính và đường sinh (thường là 50 - 60o) Trong thực tế người ta thường lắp thành tổ hợp nhiều xyclon đơn lại để tăng cường hiệu quả xử lý khí thải.
Năng suất lọc của xyclon (m3/h) có thể tham khảo ở bảng 4.3.
Bảng 4.3. Năng suất lọc bụi của xyclon đơn và xyclon tổ hợp.
Loại xyclon
Năng suất làm việc theo đường kính của xyclon [mm]
400 500 600 700 800
Đơn 1450-1690 2270-2640 3260-3810 4400-5180 5800-6760
KÐp - 4540-5290 6520-7620 8800-10400 11600-
13500
Ba - - - 13200-
15500
17400- 20300
Bèn 5800-6760 9080-10600 13000-
15200
17600- 20700
23200- 27000
+ Hiệu suất làm sạch bụi của xyclon:
100 . 100
.
d c d
d G
G G G
G = −
η =
Hiệu suất làm sạch riêng phần:
100 . 100
.
drp crp drp drp
rp
rp G
G G G
G −
= η =
100 ...
. 100
. 1 2 2
1 1
. .
+ +
= Σ
= =η η φ η φ η in rp rp rp
Trong đó: Φi là thành phần của các loại (kích thước) bụi.
G, Gđ, G c là khối lượng bụi được xử lý, khối lượng bụi ban đầu, khối lượng bụi còn sau khi xử lý
GRP là khối lượng bụi riêng phần.
3.4. PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ BỤI BẰNG MÀNG LỌC, TÚI LỌC 3.4.1. NGUYÊN LÝ
Dòng khí và bụi được chặn lại bởi màng hoặc túi lọc; túi (màng) này có các khe (lỗ) nhỏ cho các phân tử khí đi qua dễ dàng nhưng giữ lại các hạt bụi.
Các hạt bụi bị giữ lại trên màng là do có kích thước lớn hơn lỗ (khe) của màng hoặc dính lại trên bề mặt của vật liệu do va đập, do tiếp xúc trực tiếp và do lực tĩnh điện. Chính vì vậy mà màng lọc giữ lại được cả những hạt bụi có kích thước nhỏ hơn lỗ (khe) trống của màng lọc (hình 3.4.A). Khi lớp bụi đủ dày ngăn cản lượng khí đi qua thì người ta tiến hành rung hoặc thổi ngược để thu hồi bụi và làm sạch màng. Sơ đồ một thiết bị lọc túi được mô tả trên hình 3.4.B.