Tải bản đầy đủ

pp xử lý bụi buồng lắng

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
KHOA CÔNG NGHỆ HÓA

ĐỀ TÀI

PHƯƠNG PHÁP BUỒNG LẮNG
TRỌNG LỰC
Môn học
: Kỹ thuật kiểm soát ô nhiễm không khí và tiếng ồn
Giảng viên hướng dẫn : Đỗ Thị Cẩm Vân
Nhóm thực hiện: 9
Sinh viên thực hiện : Đỗ Đăng Đức
Vũ Văn Hiếu
Đặng Hồng Sơn
Trần Văn Lập

1


Mục Lục


2


I.Tổng quan về bụi.
1.1 Định nghĩa bụi
Bụi là tập hợp nhiều hạt có kích thước bé, tồn tại lâu trong không khí dưới dạnh
bụi bay, bụi lắng và các hệ khí dung nhiều pha gồm hơi, khói, sương mù.
Bụi bay có kích thước từ 0,002-10bao gồm tro, muội, khói và những hạt rắn được
nghiền nhỏ, chuyển động theo kiểu Brownian hoặc rơi xuống đất với vận tốc
không đổi 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 (siliccose) do hít
phải không khí có chứa bụi bioxit silic lâu ngày.
Bụi lắng có kích thước lớn hơn 10, 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 trung, gây dị ứng.
1.2 Phân loại bụi


Phân loại bụi theo nguồn gốc

+ Bụi tự nhiên (bụi do động đất, núi lửa…)
+ Bụi thực vật (bụi gỗ, bông, bụi phấn hoa…)
+ Bụi động vật, người (trên lông, tóc…)
+ Bụi nhân tạo (nhựa hóa học, cao su…)
+ Bụi kim loại (sắt, đồng, chì…)
+ Bụi hỗn hợp (do mài, đúc…)


Phân loại bụi theo tác hại

Theo tác hại bụi có thể phân ra:
+ Bụi nhiễm độc chung (chì, thủy ngân, benzen)
+ Bụi gây dị ứng viêm mũi, hen, nỗi ban…(bụi bông, gai, phân hóa học, một số
tinh dầu gỗ…)
+ Bụi gây ung thư (bụi quặng, crom, các chất phóng xạ…)
3


+ Bụi xơ hóa phổi (thạch anh, quặng amiang…)
1.3 Tính chất hóa lí của bụi




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.
Thành phần tán xạ: là hàm lượng tính bằng số lượng hay khối lượng các hạt thuộc
nhóm kích thước khác nhau.
Nhóm kích thước (nhóm cỡ hạt hay nhóm hạt): là phần tương đối của các hạt có
kích thước nằm trong khoảng trị số xác định được coi như giới hạn dưới và giới
hạn trên.
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.
• Tính bám dính
Tính bám dính của hạt xác định xu hướng kết dính của chúng. Độ kết dính của hạt
tăng có thể làm cho thiết bị lọc bị nghẽn do sản phẩm lọc. Kích thước hạt càng nhỏ
thì chúng càng dễ bám dính vào bề mặt thiết bị. Bụi có 60 - 70% hạt có đường kính
nhỏ hơn 10 được coi là bụi kết dính.
Bảng 1. Phân loại theo độ bám dính
Đặc trưng kết Tên gọi
dính của bụi
Bụi xỉ khô, bụi thạch anh ( cát khô), bụi sét khô
Không
kết dính
Kết dính yếu

Tro bay chứa nhiều sản phẩm chưa cháy, bụi than cốc,
bụi magezit (MgCO3) khô, tro phiến thạch, bụi apatit
khô, bụi lò cao, bụi đỉnh lò.

Kết dính vừa

Tro bay chết hết, tro than bùn, bụi than bùn, bụi
magezit ẩm, bụi kim loại, bụi pirit, các oxit của chì,
kẽm và thiếc, bụi xi măng khô, mồ hóng, sữa khô, bụi
4


tinh bột, mạt cưa.

Kết
mạnh



Bụi xi măng thoát ra từ không khí ẩm, bụi thạch cao và
thạch cao mịn, phân bón, supperphotphat kép, bụi
dính clinke, natri chứa muối, bụi sợi, tất cả các loại bụi có
kích thước nhỏ hơn 10.

Tính mài mòn

Tính mài mòn của bụi đặc trưng cho cường độ mài mòn kim loại ở vận tốc như
nhau của khí và nồng độ như nhau của bụi. Nó phụ thuộc vào độ cứng, hình dạng,
kích thước và mật độ của hạt. Tính mài mòn của bụi được tính đến khi chọn vận
tốc của khí, chiều dày của thiết bị và đường ống dẫn khí cũng như chọn vật liệu ốp
của thiết bị.


Tính thấm

Tính thấm nước có ảnh hưởng nhất định đến hiệu quả của thiết bị lọc bụi kiêu ướt,
đặc biệt khi thiết bị làm việc có tuần hoàn. Khi các hạt khó thấm tiếp xúc với bề
mặt chất lỏng, chúng bị bề mặt chất lỏng bao bọc. Ngược lại đối với các hạt dễ
thấm chúng không bị nhúng chìm hay bao phủ bởi các hạt lỏng, mà nổi trên bề mặt
nước. Sau khi bề mặt chất lỏng bao bọc phần lớn các hạt, các hạt còn lại tiếp tục tới
gần chất lỏng, do kết quả của sự va đập đàn hồi với các hạt được nhúng chìm trước
đó, chúng có thể bị đẩy trở lại dòng khí, do đó hiệu quả lọc thấp.
Các hạt phẵng dễ thấm hơn so với các hạt có bề mặt không đều. Sở dĩ như vậy là
do các hạt có bề mặt không đều hầu hết được bao bọc bởi vỏ khí được hấp thụ cản
trở sự thấm.


Tính hút ẩm và tính hòa tan

Các tính chất này của bụi được xác định trước hết bởi thành phần hóa học của
chúng cũng như kích thước, hình dạng và độ nhám của bề mặt. Nhờ tính hút ẩm và
tính hòa tan mà bụi có thể được lọc trong các thiết bị lọc kiểu ướt.


Tính mang điện

5


Tính mang điện của bụi ảnh hưởng đến trạng thái của bụi trong đường ống và hiệu
suất của bụi (đối với thiết bị lọc bằng điện, thiết bị lọc kiểu ướt…). Ngoài ra tính
mang điện còn ảnh hưởng đến an toàn cháy nổ và tính dính bám của bụi.


Tính cháy nổ

Bụi cháy được do bề mặt tiếp xúc với oxy trong không khí, có khả năng tự bốc
cháy và tạo thành hỗn hợp nổ với không khí. Cường độ nổ của bụi phụ thuộc vào
tính chất hóa học, tính chất nhiệt của bụi, kích thước và hình dạng của các hạt,
nồng độ của chúng trong không khí, độ ẩm và thành phần của khí, kích thước và
nhiệt độ nguồn cháy.
1.4 Ảnh hưởng của ô nhiễm bụi
1.4.1 Ảnh hưởng đến con người:
Bụi vào phổi gây kích thích cơ học và phát sinh phản ứng cơ hóa phổi gây nên
những bệnh hô hấp.Những hạt bụi có kích thước nhỏ hơn 10 có thể được giữ lại
trong phổi. Tuy nhiên nếu những hạt bụi này có đường kích nhỏ hơn 1thì nó được
chuyển đi như các khí trong hệ thống hô hấp. Khi có tác động củacuar 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 thủng 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, làm tắc nghẽn sự trao đổi giữa máu và tế
bào,làm ảnh hưởng khả năng 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.


Cácbệnh khác do bệnh gây ra

Bệnh ở đường hô hấp: tùy theo nguồn gốc các loại bùi mà gây ra các bệnh viêm
mũi, họng, khí, phế quản khác nhau. Bụi hữu cơ như bông sợi, gai, làm 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 gây ngoài da: bụi tác động đến các tuyến nhờn làm cho khô da, phát sinh các
bệnh về da.
6


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 mắt… ngoài ra bụi còn
có thể làm giảm thị lực, bỏng giác mạc, thậm chí gây mù mắt.
Bệnh tiêu hóa: bụi đường, bột có thể làm sâu răng, làm hỏng men răng. Bụi kim
loại có thể làm tổn thương niêm mạc dạ dày, gây rới loạn tiêu hóa.
1.4.2 Ảnh hưởng đến thực vật
Nhìn chung, bụi không có nguy hại gì đến thực vật trừ khi chúng có tính ăn mòn
cao hoặc chúng lắng đọng quá nhiều. Bụi bám quá nhiều trên vỏ hoa quả, cây củ là
nguyên nhân làm giảm chất lượng của các loại sản phẩm này, đồng thời cũng làm
tăng chi phí để làm sạch chúng. Bụi lắng trên lá còn ảnh hưởng đến khả năng
quang hợp của cây. Bụi xi măng lắng đọng làm lấp đầy những lỗ khí khổng,bao
xung quanh những hạt diệp lục thu ánh sang cần cho quá trình quang hợp. Bụi
cũng có thể làm tăng khả năng nhiễm bệnh của cây cối thông qua việc làm giăm
sức sống của cây, có thể làm cản trở khả năng thụ phấn của cây.
II. Phương pháp xử lý bụi .
2. Phương pháp buồng lắng trọng lực.
2.1 -Nguyên lý hoạt động
- Buồng lắng bụi là 1 không gian hình hộp có tiết diện ngang lớn để cho vận tốc
dòng khí giảm xuống rất nhỏ, nhờ thế các hạt bụi có đủ thời gian rơi xuống chạm
đáy dưới tác dụng của trọng lực và bị giữ lại.
-Áp dụng với hạt bụi có kích thước lớn, dòng khí chuyển động với vận tốc nhỏ
( 1 ÷ 2 m/s)
Khí

Khí

buïi

saïch

Hình 1: Sơ đồ cơ bản thiết bị buồng lắng bụi.
7


Cấu tạo của buồng lắng bụi
o Buồng lắng bụi được làm từ gạch, bê tông cốt thép,hoặc thép.
o Buồng lắng bụi là một không gian hình hộp có tiết diện ngang lớn hơn rất
nhiều lần so với tiết diện đường ống dẫn
o Trên buồng lắng có cửa để làm vệ sinh hay lấy bụi ra ngoài
*Nguyên tắc lắng bụi:


-Khi đi vào không gian kín, hạt bụi chịu ảnh hưởng của trọng lực và trở lực sẽ
chuyển động xuống với vận tốc v0 và chuyển động ngang với vận tốc khí vd. Kết
quả thì hạt bụi chuyển động theo vận tốc v, Cho nên khi dòng chảy đi hết quảng
đường dài L, thì phần tử hạt cũng rơi hết độ cao H. Cuối cùng pha liên tục ra khỏi
buồng lắng, còn pha phân tán đọng lại trên bề mặt diện tích B.L

2.2: Phân loại buồng sấy.
- Buồng lắng đơn giản
- Buồng lắng nhiều tầng
- Buồng lắng có vách ngăn
2.2.1 Buồng lắng đơn giản:
a. Cấu tạo:

8


-Một khối hình hộp không gian có tiết diện ngang rất lớn so với đường kính ống
dẫn khí thải có kích thước B x H x L. Một ống dẫn khí chứa bụi vào thiết bị, một
ống dẫn dẫn khí sau xử lý ra ngoài. Bên dưới có các phễu (cửa) thoát bụi có hình
chóp cụt.
b. Nguyên lý hoạt động:
-Dựa trên nguyên tắc lắng bụi bằng trọng lực. Các hạt bụi Khi đi vào không gian
kín, hạt bụi chịu ảnh hưởng của trọng lực và trở lực sẽ chuyển động xuống với vận
tốc v0 và chuyển động ngang với vận tốc khí vd. Kết quả thì hạt bụi chuyển động
theo vận tốc v, Cho nên khi dòng chảy đi hết quảng đường dài L, thì phần tử hạt
cũng rơi hết độ cao H. Cuối cùng các hạt bụi được thu ở các cửa thu bụi còn khí
sau khi lắng được dẫn đi đến các công trình khác.
c. Ưu điểm, nhược điểm.
*Ưu điểm:
- Rất đơn giản để vận hành, xây dựng.
- Vốn đầu tư, vận hành, chi phí bảo trì thấp.
- Xử lí hiệu quả các hạt bụi thô có đường kính lớn.
- Nồng độ bụi ban đầu không ảnh hưởng đến thết bị.
*Nhược điểm:
- Thiết bị cồng kềnh, chiếm nhiều diện tích xậy dựng.
- Không xử lí được các hạt bụi có kích thước < 60μm. 2.2.

2.2.2. Buồng lắng có vách ngăn
a. Cấu tạo
9


-Cấu tạo của thiết bị lắng vách ngăn tương tư như lắng đơn giản gồm Một khối
hình hộp không gian có tiết diện ngang rất lớn so với đường kính ống dẫn khí thải
có kích thước B x H x L. Một ống dẫn khí chứa bụi vào thiết bị, một ống dẫn dẫn
khí sau xử lý ra ngoài. Bên dưới có các phễu (cửa) thoát bụi có hình chóp cụt. Bên
trong thiết bị có những vách giúp dòng khí di chuyển theo hình zic-zac.
b. Nguyên lý hoạt động:
- Tương tự như buồng lắng đơn giản. Các hạt bụi Khi đi vào không gian kín, hạt
bụi chịu ảnh hưởng của trọng lực và trở lực sẽ chuyển động xuống với vận tốc v0
và chuyển động Page 10 ngang với vận tốc khí vd. Kết quả thì hạt bụi chuyển động
theo vận tốc v. Nhưng hệ bụi phải đi theo hình zich-zac do các vách ngăn. Dòng
lưu chất sẽ được đổi hướng nhiều lần hoặc va vào thanh chắn làm mất động năng
làm chúng rơi xuống.
*Trong thực tế có rất nhiều cách để đặt vách ngăn thay đổi cấu tạo để đạt đượcϖ
hiệu quả lắng cao nhất. sau đây là các cách đặt tấm chắn khác nhau:

10


+Hình a: Cửa thoát đặt phía trên buồng lắng. Dòng lưu chất vào cửa thiết bị bị đổi
phương đột ngột, va vào thanh chặn nên mất hết động năng rơi xuống. Một phần
bụi có kích thước nhỏ và khí thoát ra ngoài.
+Hình b: Thanh chắn ở hình a sẽ gây hao phí năng lượng cho thiết bị. Nên hình b
sử dụng thanh chắn uống cong. Nhằm giảm hao tổn năng lượng cho dòng lưu chất.

+Hình c: Khí đưa vào từ cửa ở tâm buồng lắng hình trụ. Ống dẫn khí mở rộng một
góc 12 độ để dòng khí không chuyển động rối, xáo trộn bụi lắng ở cửa tháo, khi đi
hết ống dẫn vào thì dòng khí vẫn phải đổi phương đột ngột làm mất động năng và
rơi xuống.
+Hình d: Tương tự như hình c. Nhưng khí được thổi vào buồng qua 2 ống dẫn khí
hình vành khăn. Để không làm bụi đã lắng bị xáo trộn và thoát ra ngoài và tăng
hiệu quả lắng lên gấp đôi.

Tấm chắn lá sách có thiết kế gồm các tấm vách được lắp nghiên nhằm để đổi
hướng đột ngột và tang diện tích lắng. Hệ bụi cần xử lí được đưa vào và đổi
phương đột ngột theo phương nghiên của tấm chắn lá sách đặt song song. Bụi sẽ
11


lắng đọng ở tấm chắn và rớt theo chiều nghiên của tấm về cửa tháo bụi. Hệ khí còn
lại sẽ thoát ra ngoài.
* Buồng lắng vách ngăn kết hợp.

Tương tự như buống lắng vách ngăn nhưng ở đây nhiều vách ngăn được đặt so
le nhau nên làm cho các hạt bụi chuyển hướng đột ngột nhiều lần nên hiệu quả lắng
rất cao. c. Ưu và nhược điểm.
-Ưu điểm:
+ Rất đơn giản để xây dựng và vận hành.
+Vốn đầu tư, vận hành và chi phí bảo trì thấp.
+Xử lí tất cả loại bụi với bất kì nồng độ nào.
+Hiệu quả lắng tốt hơn buồng lắng đơn giản.
-Nhược điểm;
+ Diện tích xây dựng lớn.
+ Không thích hợp loại bui <60μm.13
2.2.3: Buồng lắng nhiều tầng.
a. Cấu tạo
1. Ống dẫn khí vào
2. Ống dẫn khí ra
3. Van điều chỉnh
4. Cửa tháo bụi tầng
5. Cửa tháo bụi đáy
b. Nguyên lí hoạt động
Hệ bụi thải được đưa vào cửa số 1, Được van điều chỉnh số 3 điều chỉnh lưu lượng
để dòng khí được phân bố đều và không chảy rối. Tiếp tục hệ bụi sẽ đưa vào các
sàn lắng, dưới tác dụng của trọng lực và đổi phương đội ngọt làm cho các hạt bụi
12


sẽ bị lắng trên sàn. Ra khỏi sàn sẽ gặp một thanh chắn, làm dòng khí di chuyển từ
trên xuống dưới dẫn đến đổi hướng đột ngột và thoát ra ngoài bằng cửa số 2 sau
khi đã điều chỉnh lưu lượng bằng van 3. Các hạt bụi lắng được thu ở cửa số 5. Các
hạt bụi lắng trên sản sẽ được thu gom định kì qua các cửa xả bên hông thiết bị.
c. Ưu và nhược điểm.
-Ưu điểm:
+ Do chia thành nhiều tầng nên kích thước chính của buồng lắng được thu gọn, ít
chiếm diện tích nhưng vẫn lọc được một lưu lượng khí lớn với hiệu suất lọc cao.
+ Không tốn năng lượng trong quá trình hoạt động.
-Nhược điểm:
+ Khó dọn dẹp vệ sinh khi có bụi bám trên các tầng.
+ Vận hành cần có kinh nghiệm.
+Vốn đầu tư cao hơn với hệ thống lắng đơn giản.
+ Hệ thống làm việc gián đoạn để vệ sinh các sàn lắng.

2.3: Một số thiết bị xử lý bụi trong
thực tế:

13


2.4 Các yếu tố ảnh hưởn dến quá trình lắng:
-Kích thước hạt:
Đây là yếu tố quan trọng nhất, kích thước càng lớn cùng một loại bụi thì trọng
lượng cũng lớn, điều này dẫn đến hạt có khối lượng càng lớn sẽ lắng càng dễ. Kích
thước hạt quá bé sẽ không thể nào loại bỏ được trong hệ thống lắng bụi.
- Diện tích buồng lắng:
Diện tích buồng lắng cũng ảnh hường rất lớn quá trình lắng. Diện tích buồng
lắng lớn dẫn đến vận tốc càng nhỏ nên thời gian lưu tăng lên làm tăng hiệu quả quá
trình lắng và ngược lại.
- Nhiệt độ:
Nhiệt độ không khí càng tăng thì nội năng của hạt càng lớn vì thế hạt sẽ chuyển
động vô hướng. Ngoài ra khi nhiệt độ thiết bị cao hơn nhiệt độ khối khí thì xảy ra
hiện tượng đối lưu dòng lưu chất dẫn đến bụi không thể lắng được.
- Độ ẩm:
Nồng độ hơi nước trong dòng khí cao sẽ ảnh hưởng đến sự lắng xuống của hạt
bụi. Nhưng có khi lại làm kết dính các hạt bụi lại làm tăng thêm khối lượng của hệ
làm khối lượng của hạt bụi tăng lên do dó hạt có thể dễ dàng lắng hơn.
2.5 Các nghành nghề áp dụng phương pháp:
a. Ngành sản xuất xi măng :
+Bụi xi măng phát sinh ở hầu hết các công đoạn trong quá trình sản xuất như:
Bụi sinh ra từ băng tải nạp liệu. Khu vực bốc dỡ và tiếp nhận clinker, phụ gia,
thạch cao. Khu vực máy đập, máy nghiền, máy sàng, máy phân ly và hệ thống máy
vận chuyển. Đóng bao, xuất hàng. Vì đặt tính đặt biệt của bụi xi măng là các hạt
bụi lớn nên phương pháp lắng vẫn được xử dụng để loại bỏ các hạt bụi lớn để giảm
tải bụi cho các công trình xử lý tiếp theo.
b. Ngành sản xuất than:
+Bụi than được thải hầu hết các quá trình sản xuất: khu vực khai thác, khu vực
bóc dở vận chuyển, các mày nghiền đập, sàng phân loại, nén ép than, … Các hạt
bụi được thải ra từ các quá trình có kích thước không điều nhau. Và nằm ở khoảng
đường kính 60-80 μm nên có thể áp dụng phương pháp lắng trọng lực để xử lý sơ
bộ.

14


III. Kết luận
• Là phương pháp xử lý bụi đơn giản nhất.
• Phương pháp xử lý bụi lâu đời.
• Ít được các xí nghiệp áp dụng vào quy trình xử lý khí thải.
3.1. Ưu, nhược điểm của phương pháp lắng
3.1.1. Ưu Điểm:
- Độ bền cao.
- Rất đơn giản để xây dựng và vận hành.
- Vốn đầu tư thấp.
- Xử lý được bụi khô và bụi ướt.
- Xử lý tất cả các loại bụi với bất kỳ nồng độ bụi đầu vào.
- Hiệu quả cao đối với bụi lớn –>giảm tải cho các công trình tiếp theo.
- Vận hành đơn giản.
- Không tốn hóa chất vận hành.
3.1.2. Nhược điểm:
- Không thích hợp cho các hạt nhỏ hơn 60 m.
- Tốn diện tích xây dựng.
- Thiết bị cồng kềnh.

15



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×