Tải bản đầy đủ

ĐỒ án THIẾT kế ô NHIỄM KHÔNG KHÍ

MỞ ĐẦU
Hiện nay,tại Việt Nam cũng như trên toàn thế giới nền công nghiệp hóa hiện đại hóa
đang ngày một phát triển để nâng cao chất lượng cuộc sống của người dân. Xã hội càng
phát triển đi kèm với đó là các nguồn vật chất phục vụ đời sống con người cũng ngày một
cải tiến. Vì vậy,có rất nhiều các loại vật dụng,công cụ,phương tiện,… khác nhau được
con người sử dụng. Cuộc sống ngầy càng nâng cao thì chất thải rắn cũng không ngừng
tang lên. Việc thải bỏ chất thải rắn có ảnh hưởng rất lớn đối với môi trường sống
Chính vì những tính chất có hại của rác thải đặc biệt là chất thải rắn nên hiện nay cùng
với sự phát triển của khoa học công nghệ và sự quan tâm trên toàn thế giới,bằng nhiều
cách khác nhau rác thải đã được giảm thiểu một cách đáng kể,thậm chí,chúng còn quay
trở lại phục vụ chính đời sống của con người. Tuy nhiên,đa phần rác thải vẫn chưa được
xử lý triệt để do lượng rác mà con người thải ra quá lớn và vẫn phát tán vào môi trường
gây ô nhiễm môi trường. Cho đến nay đã có rất nhiều các biện pháp xử lý chất thải khác
nhau tuy nhiên công nghệ chôn lấp vẫn còn khá phổ biến ở nhiều quốc gia vì phương
pháp này có nhiều ưu điểm,tiện lợi và đặc biệt là ít tốn chi phí hơn. Nhưng ngược lại biện
pháp này cũng làm cho diện tích đất bị thu hẹp,nguy cơ ô nhiễm môi trường và mầm
bệnh cao. Vì vậy việc áp dụng các phương pháp,thiết bị xử lý rác thải là vô cùng cần
thiết, Trong đó công nghệ xử lý chất thải rắn hiện nay đang rất hữu hiệu, Phương pháp
này có thể xử lý khá triệt để và xử lý được đa dạng các loại chất thải đặc biệt là chất thải
rắn sinh hoạt.


ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU: XỬ KÝ KHÍ ĐỐT RÁC THẢI SINH HOẠT CÔNG SUẤT
450KG/H

Chương 1
TỔNG QUAN VỀ CÁC VẤN ĐỀ LIÊN QUAN ĐẾN THIẾT KẾ
1.1 Khái niệm chất thải rắn sinh hoạt
Chất thải rắn sinh hoạt là chất thải được phát sinh trong hoạt động sinh hoạt,quá trình
sống của con người và động vật. Chất thải rắn sinh hoạt bao gồm các loại rác phát sinh từ
các gia đình,khu công cộng,khu thương mại,khu xây dựng,bệnh viện,…Chính vì vậy rác
thải sinh hoạt rất đa dạng,phong phú và chiếm tỷ lệ cao nhất trong số các loại chất thải
1


khác. Các loại rác sinh hoạt thường có thành phần hữu cơ cao dễ phân hủy và không quá
nguy hại với môi trường nếu được xử lý hợp lý.
1.2 Thành phần của chất thải rắn sinh hoạt
Xác định thành phần của chất thải rắn có ảnh hưởng rất lớn đến sự lựa chọn phương
pháp xử lý, thu hồi và tái chế, hệ thống, phương pháp và quy trình thu gom.
Khi phân tích thành phần của chất thải, mẫu được lấy ra từ các tuyến xe thu gom rác
hàng ngày, để có độ chính xác cao mẫu lấy khoảng 90kg
Bảng 1.1: Thành phần của chất thải rắn thể hiện cụ thể qua bảng sau đây
Rác thải hữu cơ:

Rác thải vô cơ

Giấy

Thuỷ tinh

Giấy catton, bìa cứng

Vỏ hộp

Nhựa

Nhôm

Hàng dệt

Các kim loại khác



Cao su

Tro, các chất bẩn

Da

Đất cát, gạch ngói vỡ

Gỗ
Thực phẩm
Cành cây, cỏ, lá
Nguồn: ISWM
 Để xác định thành phần và tính chất của chất thải rắn thường sử dụng phương
pháp:
- Phân tích kiểm tra trực tiếp
- Phân tích sản phẩm thị trường
1.3 Tác động của rác thải đến môi trường và con người
-Các vật dụng khó phân huỷ không dùng được nữa mà thải bừa bãi ra xung quanh thì môi
trường ngày càng chứa nhiều loại vật gây chật chội, mất vệ sinh và mất mỹ quan, tạo cơ
hội cho các loài nấm và vi khuẩn, côn trùng độc hại phát triển gây độc hại cho con người.
-Tác động của rác thải đến sức khỏe cộng đồng:rác thải gây ra các mầm bệnh phát
sinh,ảnh hưởng đến hệ hô hấp,da. Ngoài ra,nước rỉ rác có thể ngấm xuống mạch nước
2


ngầm gây ô nhiễm nguồn nước ngầm và ảnh hưởng đến sức khỏe của người dân khi sử
dụng.
-Rác thải không được thu gom, tồn đọng trong không khí, lâu ngày sẽ ảnh hưởng đến sức
khoẻ con người sống xung quanh. Những người tiếp xúc thường xuyên với rác như
những người làm công việc thu nhặt các phế liệu từ bãi rác dễ mắc các bệnh như viêm
phổi, sốt rét, các bệnh về mắt, tai, mũi họng, ngoài da, phụ khoa. Hàng năm, theo tổ chức
Y tế thế giới, trên thế giới có 5 triệu người chết và có gần 40 triệu trẻ em mắc các bệnh có
liên quan tới rác thải.
-Ảnh hưởng đến môi trường đất: Trong thành phần rác thải có chứa nhiều các chất độc,
khi rác thải được đưa vào môi trường và không được xử lý khoa học thì những chất độc
xâm nhập vào đất sẽ tiêu diệt nhiều loài sinh vật có ích cho đất như: giun, vi sinh vật,
nhiều loài động vật không xương sống, ếch nhái,…làm cho môi trường đất bị giảm tính
đa dạng sinh học và phát sinh nhiều sâu bọ phá hoại cây trồng.
-Ảnh hưởng đến cảnh quan: Rác thải sinh hoạt vứt bừa bãi, chất động lộn xộn, không thu
gom, vận chuyển đến nơi xử lý,…để lại những hình ảnh làm ảnh hưởng rất đến vẻ mỹ
quan.
-Ngoài ra có những chất thải công nghiệp với độ nguy hại rất cao ảnh hưởng trực tiếp đến
môi trường và con người.
1.4 Mục đích xử lý rác thải bằng lò đốt
Phần lớn rác thải có ảnh hưởng tiêu cực đến đời sống và sức khỏe của con người vì vậy
cần có những biện pháp xử lý rác thải hợp lý để xử lý được triệt để và an toàn. Có rất
nhiều các biện pháp xử lý rác thải khác nhau như:phương pháp chôn lấp,phương pháp ủ
sinh học,phương pháp tái chế chất thải rắn,…Tuy nhiên xử lý chất thải rắn bằng phương
pháp thiêu đốt hiện nay là phương pháp phổ biến trên thế giới để xử lý chất thải rắn nói
chung,đặc biệt là đối với chất thải nguy hại hoặc khó phân hủy sinh học. Xử lý khói thải
sinh ra từ quá trình thiêu đốt là một vấn đề cần đặc biệt quan tâm. Phụ thuộc vào các
thành phần khí thải,các phương pháp xử lý phù hợp có thể được áp dụng như phương
pháp hóa học,phương pháp hóa lý,phương pháp cơ học…Xử lý bằng phương pháp thiêu
đốt sẽ có nhiều lợi ích khác nhau:
-Tái sử dụng và tái sinh chất thải
-Không làm phát tán các chất gây nguy hại vào môi trường
-Chuyển các chất độc hại thành các chất ít độc hại hơn hoặc vô hại
-Giảm thể tích chất thải trước khi chôn lấp
-Khả năng tận dụng nhiệt cho các lò công nghiệp hoặc phát điện
-Chất thải được chuyển thành chất trung gian có giá trị có thể sử dụng để biến thành
các vật liệu tái chế hoặc thu hồi năng lượng.
-Tuổi thọ cao
3


1.5 Công nghệ thiêu đốt chất thải rắn sinh hoạt
Thiêu đốt là quá trình xử lý chất thải ở nhiệt độ cao. Thiêu đốt ở nhiệt độ cao chất thải
sẽ được xử lý triệt để,đảm bảo loại trừ các độc tính,có thể giảm thiểu thể tích rác từ 9095% và tiêu diệt hoàn toàn vi khuẩn gây bệnh. Phương pháp này đáp ứng tất cả các tiêu
chí về tiêu hủy an toàn ngoại trừ việc phát thải ra các khí thải cần được xử lý nên đây có
thể coi là phương pháp xử lý triệt để nhất so với các phương pháp xử lý các loại chất thải
rắn khác.
Do chất thải được oxy hóa nhiệt độ cao với sự có mặt của oxy trong không khí nên các
thành phần rác độc hại được chuyển hóa thành khí thải và các thành phần không cháy
được tạo thành tro,xỉ. Quá trình đốt sẽ được thực hiện hoàn toàn,phá hủy hoàn toàn chất
thải độc hại và khó phân hủy bằng cách phá vỡ các liên kết hóa học,giảm thiểu hay loại
bỏ độc tính. Việc quản lý kim loại,tro và các sản phẩm của các quá trình đốt là khâu quan
trọng. Tro là một dạng vật liệu rắn,trơ gồm C,muối,kim loại. Trong quá trình đốt tro tập
trung ở buồng đốt(tro đáy),lớp tro này sẽ xem như chất thải nguy hại. Các hạt tro kích
thước nhỏ có thể bị cuốn lên cao(tro bay). Tàn tro cần chôn lấp an toàn vì thành phần gây
hại có thể trực tiếp gây hại. Lượng kim loại nặng được xác định qua việc kiểm tra khói
thải và tro dư của lò đốt.
Thành phần khí thải chủ yếu vẫn là CO 2,hơi nước,hydrogen cloride và các khí khác.
Các khí vẫn tiềm ẩn khả năng gây hại cho con người và môi trường. Vì vậy cần có hệ
thống xử lý khói thải của lò đốt.
Quy trình vận hành của lò đốt chất thải rắn như sau:

4


*Các kiểu lò cơ bản
Có 2 kiểu lò:
-Lò quay(chuyển động quay):có cấu tạo hình trụ,nằm ngang. Chuyển động quay quanh
trục của lò làm chất thải được đảo trộn đều,nâng cao hiệu quả cháy. Lò được chế tạo với
công suất lớn,chi phí đầu tư và vận hành cao.
-Lò tĩnh(không chuyển động):có cấu tạo đơn giản,hiệu quả cao. Công suất thiết kế của lò
tĩnh thường là nhỏ hoặc trung bình. Có các loại lò:lò đốt thiết kế đơn giản,lò đốt 1
khoang,lò đốt 2 khoang.
5


Ngoài ra còn có loại lò đốt tầng sôi,lò đốt nhiều tầng,lò đốt hở,…
*Cấu tạo lò đốt chất thải cơ bản:
-Buồng đốt sơ cấp: Buồng này đốt bằng dầu DO, chất thải được sấy khô và đốt cháy
trong môi trường thiếu khí ở nhiệt độ 650 ¸ 800 0C. ở nhiệt độ này, các chất hữu cơ sẽ bị
khí hoá và khí sinh ra bị dồn lên buồng thứ cấp.
-Buồng đốt thứ cấp: Sử dụng dầu DO để đốt các chất khí từ buồng sơ cấp. Để phân huỷ
các hợp chất hữu cơ trong khí thải, giảm thiểu phát sinh dioxin/furan, buồng thứ cấp được
duy trì ở nhiệt độ 1050¸ 12000C, thời gian lưu khí 2 , 3 giây.
Ngoài ra còn có tháp hấp thụ,quạt hút,ống khói thải,thiết bị trao đổi nhiệt…
Bảng 1:Một số loại lò thiêu đốt rác trên thế giới
Nước sản xuất

Thời gian làm Công suất
trong ngày (h)
tấn/ngày

Loại lò

Delmonego 500
DB 500

Italia
Italia

24
24

12
12

Lò quay
Lò tĩnh

SB 325

Pháp

24

7,8

Lò tĩnh

SA V 700

Nhật

24

15

Lò tĩnh

BMW 600

Malaixia

8

5

Lò tĩnh

GG 14 BS 31
SH 220

Thụy sỹ
Pháp

10
14

2,2
2,6

Lò tĩnh
Lò tĩnh

HOS 8000

Nhật

24

0,13

Lò tĩnh

Tên lò
Lò công suất lớn

Lò công suất nhỏ

a- Lò đốt thùng quay
Lò đốt thùng quay phù hợp với nhiều quy mô (nhỏ,vừa và lớn).Đây là kiểu lò đốt có
nhiều ưu điểm nổi bật. Ngoài hiệu quả xử lý cao,lò đốt thùng quay còn cho phép hoạt
động liên tục do có khả năng cấp liệu và tháo tro liên tục;phạm vi xử lý(chủng loại chất
thải đưa vào lò đốt)rất rộng:lò có thể đốt được tất cả các chất rắn hữu cơ khó đốt trong
các loại lò đốt khác như bùn thải,chất thải dạng bột,chất thải có độ ẩm cao. Do đặc điểm
chất thải được vận chuyển liên tục trong ống lồng nên được xáo trộn từ đầu ống đến cuối
6


ống;trong quá trình di chuyển và xáo trộn đồng thời xảy ra các quá trình:sấy,khí hóa
thành than và cuối cùng đốt cháy hoàn toàn thành tro. Chính vì vậy độ ẩm của rác
cũngcho phép cao hơn các loại lò khác. Tuy nhiên thì việc gia công lò khó,tổn thất nhiệt
đáng kể trong lò thải,cách vận hành phương thức kết xỉ quá trình chất thải vô cơ hay
thùng kim loại làm tăng điều kiện duy trì bảo quản thùng quay.
Hệ thống bao gồm các bộ phận:cấp liệu,lò quay sơ cấp(lò quay),lò quay thứ cấp(lò tĩnh)
và bộ phận tháo tro.
-Buồng đốt sơ cấp:
Là một trống quay hình trụ chịu nhiệt,quay với tốc độ điều chỉnh được(0,5-1 vòng/phút)
có nhiệm vụ đảo trộn chất thải rắn trong quá trình cháy. Lò đốt được đặt dốc với độ
nghiêng 1-5%,nhằm tăng thời gian cháy của chất thải và vận chuyển tự động rác từ khi
vào cho đến khi thành tro ra khỏi buồng đốt. Các quá trình sấy,hóa hơi(nhiệt phân),đốt
cháy carbon và tháo tro diễn ra trong trống quay này theo trình tự từ khi nạp rác vào
buồng đốt đến khi thành tro. Sản phẩm khí từ buồng sơ cấp tiếp tục được đốt trong buồng
thứ cấp có bổ sung nhiệt lượng để đốt cháy hoàn toàn các chất hữu cơ trong khí thải. Các
quá trình sấy,nhiệt phân và đốt cháy cặn carbon xảy ra độc lập trên một đoạn chiều dài
của trống quay và nhờ có sự xáo trộn tốt nên tốc độ khí hóa của lò đốt thùng quay cao
hơn lò đốt tĩnh 2-3 lần. Thời gian lưu 0,5-1,5 giờ,lượng chất thải nạp vào chiếm 20% thể
tích lò. Trong quá trình đốt nhiệt độ trong lò được khống chế 800-900oC.
-Buồng đốt thứ cấp:
Là một buồng đốt tĩnh,nhằm để đốt các sản phẩm bay hơi và khí hóa do quá trình nhiệt
phân từ buồng sơ cấp. Nhiệt độ ở đây thường từ 950-1100 oC. Thời gian lưu của khí thải
qua buồng thứ cấp từ 1,5-2 giây. Hàm lượng oxy dư tối thiểu cho quá trình cháy là 6%.
Buồng đốt thứ cấp thường gắn liề với hệ thống tái sử dụng như nồi hơi. Nồi hơi sản xuất
hơi cao áp chạy máy phát điện hoặc sản xuất nước nóng.
Tuy nhiên trong khói thải còn có các thành phần vô cơ nguy hại là các khí axit như
SOx,NOx,HCl,HF,…hình thành do bản chất của chất thải hoặc do nhiệt độ cao tạo ra như
(NO2),ngoài ra còn có bụi và các kim loại nặng bay hơi. Việc khống chế lượng oxy dư và
xác định đúng thời điểm cấp oxy có thể làm giảm NO2,nhưng đối với các khí axit khác và
hơi kim loại nặng không thể khắc phục được vào công nghệ đốt mà chúng hoàn toàn phụ
thuộc vào bản chất chất thải. Ví dự chất thải có nhiều thành phần là cao su(như găng tay
y tế) sẽ phát sinh nhiều khi SO2. Các thành phần chứa kim loại nặng thường bị nghiêm
cấm đưa vào lò đốt thùng quay như pin,acquy,… nhằm hạn chế sự phát sinh hơi kim loại
nặng trong khí thải.
7


b-Lò đốt thiết kế đơn giản
Giảm đáng kể trọng lượng và thể tích chất thải,chi phí đầu tư và vận hành rất thấp,không
tiêu hủy được nhiều hóa chất,dược chất,thải khói đen,bụi tro và khí độc ra ngoài môi
trường
c-Lò đốt 1 buồng
Hiệu quả khử khuẩn cao,giảm đáng kể trọng lượng và thể tích chất thải,cặn tro có thể
chôn lấp,chi phí vận hành thấp,không cần nhân viên có trình độ cao. Tuy nhiên công nghệ
này thải ra khí ô nhiễm thứ cấp,không xử lý được chất thải hóa học và dược học.
d-Lò đốt nhiều buồng đốt
Chất thải được đốt triệt để, khí thải ra môi trường đạt tiêu chuẩn quy định. Chất thải được
đốt trong nhiều buồng đốt: sơ cấp và thứ cấp. Tùy theo điều kiện sử dụng và khả năng
của địa phương mà lựa chọn quy mô thích hợp.
Lò đốt chất thải nhiều cấp còn được gọi là lò đốt nhiệt phân. Chất thải được đưa vào
buồng đốt sơ cấp và đốt ở nhiệt độ 350 – 600 oC. Lượng không khí cấp vào từ
70 – 80% lượng không khí lý thuyết. Khí thải sinh ra từ phản ứng cháy và hơi nước được
dẫn đến buồng thứ cấp và đốt tiếp ở nhiệt độ 1100 – 1300 oC. Lượng không khí cấp vào từ
110 – 120% lượng không khí lý thuyết. Khí thải được dẫn qua thiết bị xử lý khí thải trước
khi thải vào môi trường.
8


Trong buồng đốt sơ cấp lượng không khí V, chỉ được cấp bằng 70 – 80% lượng không
khí cần thiết Vo (theo tính toán lý thuyết). Nhiệt độ lò đốt kiểm soát từ 350 – 600 oC, giai
đoạn cuối cùng có thể nâng nhiệt độ cao hơn để đốt cháy hoàn toàn các chất hữu cơ còn
lại trong tro. Khí thải sinh ra từ các phản ứng cháy gồm có hỗn hợp các khí cháy (khí gas)
và hơi nước sẽ được dẫn lên buồng thứ cấp và khí gas sẽ được đốt tiếp trong buồng thứ
cấp.
Ở buồng thứ cấp lượng không khí được cung cấp dư để cháy hoàn toàn (thường vượt 110
– 130%) lượng không khí cần thiết. Khí thải tiếp tục được làm sạch (khử bụi, trung hòa
các thành phần khí thải có tính axít…) bằng các thiết bị xử lý trước khi thải ra môi
trường.Nhiệt độ làm việc ở buồng thứ cấp trên thường lớn hơn 1.000oC.
Lò đốt tầng sôi:
Lò đốt tầng sôi là loại lò đốt tĩnh được lát một lớp gạch chịu lửa bên trong để làm việc
với nhiệt độ cao, có đặc điểm là luôn chứa một lớp cát dày khoảng 40cm – 50cm. Lớp cát
này có tác dụng: nhận và giữ nhiệt cho lò đốt, bổ sung nhiệt cho chất thải ướt. Được gió
thổi tung lên, xé tơi và xáo trộn chất thải rắn giúp quá trình cháy xảy ra dễ dàng hơn.
Chất thải lỏng khi bơm vào lò sẽ dính bám lên mặt các hạt cát nóng đang bị xáo động nên
sẽ bị đốt cháy, nước sẽ bị bay hơi hết.

Quá trình đốt tầng sôi: Gió thổi mạnh vào dưới lớp vỉ đỡ có lỗ nên gió sẽ phân bố đều
dưới đáy tháp làm lớp đệm cát cùng các phế liệu rắn, nhão đều được thổi tơi, tạo điều
kiện cháy triệt để. Khoang phía dưới tháp (trên vỉ phân bố gió), là khu vực cháy sơ cấp
nhiệt độ buồng đốt từ 850-920oC, còn khoang phía trên phình to hơn là khu vực cháy thứ
cấp có nhiệt độ cháy cao hơn (990-1100 oC) để đốt cháy hoàn toàn chất thải. Trong tháp
sôi cần duy trì một lượng cát nhất định tạo một lớp đệm giữ nhiệt ổn định và hỗ trợ cho
9


quá trình sôi của lớp chất thải đưa vào đốt. Khí thải sau đó được làm nguội và qua hệ
thống trước khi qua ống khói thải ra môi trường.
*Ưu điểm
-Có thể đốt được những nhiên liệu có phẩm cấp thấp,là những nhiên liệu có nhiệt trị
bé,độ tro cao,hàm lượng lưu huỳnh cao và độ ẩm cao
-Bề mặt truyền nhiệt (buồng lửa) sẽ nhỏ gọn hơn so với các buồng lửa kiểu khác vì cường
độ truyền nhiệt trong buồng lửa là rất cao.
-Trong tầng sôi các hạt nhiên liệu thay đổi nhanh và liên tục thay đổi tiếp xúc giữa các
hạt nhiên liệu và sản phẩm cháy thể khí,do đó tạo điều kiện thuận lợi để tiến hành các
phản ứng hóa học,nhiệt độ của các hạt nhiên liệu trong tầng sôi hầu như đồng nhất và có
thể duy trì sự cháy trong phạm vi 800-900oC. Ở nhiệt độ này lưu huỳnh của nhiên liệu sẽ
bị oxy hóa mạnh và SO2 sinh ra sẽ liên kết với đá vôi hay dolomit được bổ sung vào tầng
sôi,kết quả là SO2bị khử khá nhiều,có thể lên đến 90-99%,là giảm được lượng phát thải
SO2 trong ống khói. Chính vì vậy loại lò đốt này có thể đốt được chất thải có hàm lượng
lưu huỳnh cao
-Phát thải khí NOx thấp
-Chuẩn bị nhiên liệu để đốt khá đơn giản và rẻ tiền
-Không có hiện tượng đóng xỉ trong các dàn ống sinh hơi đặt trong buồng lửa và bề mặt
các ống nhúng chìm trong tầng sôi.
*Nhược điểm
-Tiêu thụ năng lượng cho quạt gió áp suất cao
-Diện tích ghi lớn
-Tổn thất tỏa nhiệt qua bề mặt lớn
-Hiệu suất cháy ở buồng lửa tầng sôi tuần hoàn thấp hơn so với buồng lửa đốt bột than
phun thông thường
1.7 Cơ chế hình thành của quá trình thiêu đốt chất thải
Khi quá trình đốt được tiến hành, các thành phần độc hại bị phá vỡ các liên kết hóa học
bởi nhiệt độ, giảm thiểu hay loại bỏ hoàn toàn độc tính. Ở giai đoạn đầu sẽ xảy ra quá
trình sấy, bốc hơi nước. Tiếp theo là giai đoạn khí hóa và cháy chất thải. Về bản chất đây
là phản ứng cháy của các nguyên tố hóa học: cacbon, hydro, lưu huỳnh, nitơ…
Trong quá trình thiêu đốt, các phản ứng cháy được mô tả như sau:
Phương trình cháy hoàn toàn cacbon, khi cung cấp đủ ôxy:
C + O2 CO2 + Q1
Phương trình cháy không hoàn toàn cacbon, khi thiếu ôxy:
C + O2 CO + Q2
10


Phương trình cháy hydro:
H2 + O 2  H2 O + Q 3
Phương trình cháy lưu huỳnh:
S + O2 SO2 + Q4
Tổng hợp lại ta có phương trình cháy chất thải rắn như sau:
CTR + O2 CO + CO2 + H2O + SOx + NOx + HCl + HF(C, H,O, S, N, Cl, F)
Các khí thải độc hại được tạo thành bao gồm: SOx, NOx, HCl, HF, dioxin, furan…
Phản ứng tạo thành dioxin và furan: dioxin và furan là các hợp chất rất độc được hình
thành trong quá trình đốt rác. Các chất hữu cơ mạch vòng có chứa Clo, thường có trong
các thành phần nhựa PVC, các loại hóa chất tẩy rửa… Ngày nay, để hạn chế hình thành
dioxin, furan người ta phải hạn chế sử dụng các sản phẩm nhựa có chứa Clo. Để phân
hủy dioxin, furan tạo thành trong quá trình thiêu đốt, khí thải phải được xử lý ở nhiệt độ
cao từ 900 – 1200oC, với thời gian lưu lớn hơn 2 giây.

1.8 Các phương án xử lý khí thải cụ thể đang được áp dụng hiện nay
Xử lý khí thải, đặc biệt là các khí thải độc hại như đi-ô-xin, Furant, các hơi dung môi
hữu cơ… rất khó, đòi hỏi phải có thiết bị hiện đại và đồng bộ. Một số các phương pháp
được sử dụng hiện nay như sau:
- Phương pháp hấp thụ: Phương pháp này sử dụng các chất hấp thụ như dung môi, nước,
các hợp chất để hấp thụ. Phương pháp này sử dung đối với các dung môi hữư cơ, không
khí chứa hơi a-xít,…
-Phương pháp hấp phụ
11


- Phương pháp đốt: Sử dụng hệ thống hút, sau đó cho vào hệ thống bình nén khí để đốt.
Phương pháp này có thể áp dụng đốt các loại khí dễ cháy như CO, hơi sơn…
- Phương pháp sử dụng thiết bị tĩnh điện để hút bụi. Phương pháp này được sử dụng trong
các nhà máy xi măng, may mặc…
- Phương pháp sử dụng vật liệu/hoá chất phản ứng: Sử dụng các loại hoá chất để phản
ứng để tạo ra CO2 và hơi nước. Phương pháp này áp dụng đối với nhà máy thải ra dung
môi hữư cơ.
- Sử dụng chất xúc tác để tạo phản ứng với không khí: Phương pháp này áp dụng để xử lý
khí thải có hiệu quả. Hiện nay các chất xúc tác được sử dụng rộng rãi là nano TiO2, Sắt
từ,… Ngoài ra, xử lý khí thải có thể áp dụng song song nhiều phương pháp cả hoá và lý.
a-Phương pháp hấp thụ
Hấp thụ khí bằng chất lỏng là quá trình hòa tan chất khí trong chất lỏng khi chúng tiếp
xúc với nhau. Trong quá trình hấp thụ, dòng khí thải có chứa chất ô nhiễm không khí cần
loại bỏ, được dẫn đến tiếp xúc với chất lỏng với điều kiện là chất ô nhiễm không khí phải
được xử lý. Chất lỏng này được gọi là dung dịch hấp thụ. Quá trình xử lý ô nhiễm không
khí theo phương pháp này có thể chia thành 3 bước:
- Khuếch tán các phân tử xử lý chất ô nhiễm không khí trong khối khí thải đến bề mặt của
dung dịch hấp thụ.
-Thâm nhập và hòa tan chất khí vào bề mặt của dung dịch hấp thụ
-Khuếch tán chất khí đã hòa tan trên bề mặt ngăn cách vào sâu trong lòng chất lỏng hấp
thụ

12


Tháp rửa khí được cấu tạo: gồm một cấu kiện hình trụ tròn hoặc chữ nhật bên trong có
chứa một lớp đệm bằng vật liệu rỗng và trong quá trình hoạt động được tưới nước. Lớp
vật liệu rỗng thường dùng là các loại khâu có hình dạng khác nhau làm bằng kim loại
màu, sứ, nhựa.
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 thành phần ô nhiễm ở dạng rắn sẽ bị giữ lại còn khí sạch
thoát ra ngoài. Phần cặn rắn bị nước cuốn trôi xuống thùng chứa và được xả định kỳ dưới
dạng bùn. Lớp vật liệu sẽ được rửa định kỳ nhằm chống hiện tượng tắc nghẽn dòng khí.
*Các chất hấp thụ thường dùng
-Nước
-Các dung dịch bazo:KOH,NaOH,Na2CO3,K2CO3,Ca(OH)2,…
*Ứng dụng
-Xử lý được khí thải với lưu lượng phát thải lớn
-Thường dùng để xử lý các khí:SOx,HCl,H2S,HF,Cl2,NOx,axeton,…
*Ưu và nhược điểm của phương pháp:
+ Ưu điểm:
- Hiệu quả xử lí cao.
- Vận hành đơn giản.
- Giá thành thiết bị chấp nhận được .
+ Nhược điểm:
- Khó khăn trong khâu rửa vật liệu đệm .
- Dễ gây tắc nghẽn vật liệu đệm do tích tụ cặn, làm tăng trở lực quá trình hấp thụ.
- Phân phối dung dịch hấp thụ phải đều khắp tiết diện tháp
b-Phương pháp đốt
Phương pháp này được sử dụng trong trường hợp khi mà quá trình sản xuất không thể thu
hồi hay tái sinh đối với khí thải,khí thải có thể cháy được như sinh ra chất C xHy,các dung
môi,…
Bản chất là quá trình oxy hóa các cấu tử độc hại và các tạp chất có mùi hôi bằng oxy ở
nhiệt độ cao(450oC-1200oC). Phương pháp này dùng để loại bỏ bất kỳ loại khí và hơi nào
mà sản phẩm cháy ít độc hại hơn. Methanol là dung môi dễ cháy,sản phẩm cháy là CO 2
và H2O. Ưu điểm là thiết bị xử lý đơn giản và có khả năng ứng dụng rộng rãi vì thành
phần khí thải ảnh hưởng đến thiết bị đốt.Nhược điểm là tiêu tốn năng lượng và thành
phần khí thải sau đốt có CO2 cao,là chất gây ô nhiễm không khí và hiệu ứng nhà kính.
-Sơ đồ của quá trình đốt không xúc tác:
13


-Sơ đồ của quá trình đốt có xúc tác:

c-Phương pháp sử dụng thiết bị tĩnh điện để hút bụi
Thiết bị lọc bụi tĩnh điện theo sáng chế gồm: tháp lọc có các điện cực phát và thu, bộ
nguồn có điện áp cao để tạo điện trường giữa các bản cực, phương tiện thổi dòng khí cần
được lọc qua các khoảng trống giữa các điện cực. Dưới tác dụng của điện trường bất
đồng nhất được tạo ra giữa các điện cực, các hạt bụi trong dòng khí sẽ được tích điện và
bị hút vào các bản điện cực. Nhờ đó, dòng khí được loại bỏ bụi trước khi thải ra môi
trường.

1. Điện cực thu

2. Điện cực phát
14


Theo sáng chế, các bản điện cực được bố trí theo các hàng vuông góc với phương chuyển
động của hỗn hợp khí, các điện cực trong các hàng nằm so le nhau theo phương chuyển
động của dòng khí, giữa các bản điện cực trong mỗi hàng có khoảng trống cho hỗn hợp
khí đi qua dễ dàng, cho phép các hạt bụi có điện tích tương đối nhỏ cũng có thể tiến tới
các bản điện cực theo quán tính, nhờ đó giảm đáng kể mức tiêu thụ điện năng cho thiết
bị.
-Ưu điểm:
Có thể thu bụi với hiệu suất 99,5%. Lưu lượng khí thải lớn,có thể thu bụi với kích thước
siêu nhỏ dưới 1m và nồng độ bụi lớn 50g/cm3.
Có thể áp dụng trong môi trường có nhiệt độ cao lên đến 5000oC.
Thực hiện tại phạm vi áp suất cao và áp suất chân không. Có khả năng chặn bụi có độ ẩm
cao,cả dạng lỏng hay rắn.
-Nhược điểm:
Vì do khá nhạy cảm bắt buộc phải khó khăn tại việc lọc bụi có nồng độ đổi thay lớn.
Chi phí chế tạo cao, vận hành, bảo dưỡng cao hoặc khá rắc rối hơn một số thiết bị máy
móc khác; dễ bị hủy hoại , hư hỏng trong điều kiện khí xả có chứa hơi axit hay chất ăn
mòn; Không thể lọc bụi nhưng khí xả có chứa các chất dể cháy nổ.có điện trở suất rất
cao.
Tốn nhiều không gian nhằm đặt thiết bị.
d-Phương pháp xúc tác
Bản chất quá trình xúc tác để làm sạch khí thải là thực hiện các tương tác hóa học nhằm
chuyển các chất độc hại thành sản phẩm không độc hoặc ít độc hơn của các chất trên bề
mặt chất xúc tác rắn.
Các chất xúc tác không làm thay đổi mức năng lượng của các phân tử chất tương tác và
không làm dịch chuyển cân bằng phản ứng đơn giản. Vai trò của chúng là làm tăng vận
tốc tương tác hóa học. Hiệu quả của phương pháp này chủ yếu phụ thuộc vào các hoạt
tính của chất xúc tác. Nhược điểm của phương pháp này là tốn kém và hiệu suất không
ổn định.
e-Phương pháp hấp phụ
Quá trình hấp phụ là quá trình hút khí hoặc hơi hoặc các chất tan trong pha lỏng lên bề
mặt xốp của vật rắn một cách có chọn lọc. Vật rắn gọi là chất hấp phụ,chất bị hút được
gọi là chất bị hấp phụ.
Hấp phụ là quá trình được áp dụng rộng rãi trong công nghiệp hóa chất,thực phẩm và
nhiều lĩnh vực chế biến khác. Từ việc tách triệt để các chất khí có hàm lượng thấp,tẩy

15


màu,tẩy mùi các dung dịch đến hấp phụ các chất độc hại trong nước thải khí thải. Chất
hấp phụ còn giữ vai trò quan trọng trong việc sản xuất chất xúc tác.
-Ưu điểm:
+Chất hấp phụ rẻ,dễ kiếm.
+Thiết bị làm việc đơn giản,ít tốn năng lượng
+Làm việc ổn định
+Xử lý được các chất ô nhiễm có nồng độ thấp và lưu lượng lớn
+Hiệu suất xử lý tương đối cao(80%)
-Nhược điểm:
+Không thích hợp xử lý chất ô nhiễm có nồng độ lớn
+Thiết bị cồng kềnh chiếm nhiều không gian
+Phải có thiết bị tách bụi đặt trước hệ thống.

Chương 2: Phân tích lựa chọn công nghệ
2.1 Tính toán xác định thành phần khí thải
Các thông số đầu vào:công suất thiết kế 450kg/h
Khi đốt chất thải rắn sinh hoạt sẽ phát sinh các khí : CO2.NOx,SOx,,bụi,…
Bảng 2.1 Thành phần lý hóa của chất thải rắn sinh hoạt

Hợp phần

% Trọng lượng

Độ ẩm (%)

Trọng lượng riêng
(kg/m3)

Khoảng Trung
giá trị
bình

KGT

KGT

16

TB

TB


Chất thải thực
phẩm
Giấy
Catton
Chất dẻo
Vải vụn
Cao su
Da vụn
Sản phẩm vườn
Gỗ
Thủy tinh
Can hộp
Kim loại không
thép
Kim loại thép
Bụi, tro, gạch
Tổng hợp

6 - 25
24 - 45
3 - 15
2-8
0-4
0-2
0-2
0 - 20
1-4
4 - 16
2-8
0-1
1-4
0 – 10

15
40
4
3
2
0,5
0,5
12
2
8
6
1
2
4

50 – 80
4 - 10
4-8
1-4
6 - 15
1-4
8 - 12
30 - 80
15 - 40
1- 4
2-4
2-4
2-6
6 – 12

70
6
5
2
10
2
10
60
20
2
3
2
3
8

12 – 80
32 - 128
38 - 80
32 - 128
32 - 96
96 - 192
96 - 256
84 - 224
128
1120
160 - 480
48 - 160
64 - 240
128
1120
320 – 960

100

15 – 40

20

180 – 420

28
81,6
49,6
64
64
128
160
104
240
193,6
88
160
320
480
300

Nguồn:Bảng 2.4 Công ty môi trường tầm nhìn xanh Gree
Bảng 2.2 Thành phần của các nguyên tố trong chất thải rắn đô thị

17


Nguồn:Bảng 2.6 Công ty môi trường tầm nhìn xanh Gree
Thành phần của nhiên liệu rắn và lỏng gồm có carbon(C p);hydro(Hp),nito(Np),oxy(Op),lưu
huỳnh(Sp),độ tro(Ap) và độ ẩm (Wp).
Cách tính thành phần khối lượng chất thải rắn sinh hoạt:
%Khối lượng carbon= ∑% trọng lượng hợp phần chất thải rắn . %khối lượng khô
Bảng 2.3 Thành phần khối lượng chất thải rắn sinh hoạt
Thành
Cp
Hp
Sp
Np
Ap
Op
phần
%Khối
61%
3,9%
0,4%
0,3%
17%
6%
lượng

Wp
11.4%

Các thông số đầu vào:
-Nhiệt độ khói thải tại buồng thứ cấp: tkhói=150oC
-Hệ số cháy không hoàn toàn:
ƞ=0,05
-Hệ số tro bụi bay theo khói:
a=0,5
-Lượng rác đốt trong 1 giờ :
Bt=450kg/h
-Hệ số thừa không khí được xác định bằng tỷ số giữa lượng không khí thực tế(L) và
lượng không khí lý thuyết(Lo):
α=
Trong xử lý chất thải rắn đô rắn đô thị thường dùng dầu đốt DO. Chọn hệ số thừa không
khí α=1,2
Nhiệt năng của rác có thể xác định theo công thức Mendeleev như sau:
Qp=81Cp+246Hp-26(Op-Sp)-6Wp,kcal/kgNL
Qp=81x61+246x3,9-26x(6-0,4)-6x11,4=5686,4 (kcal/kgNL)
2.2 Tính cân bằng nhiệt và lượng nhiên liệu tiêu hao
Mục đích tính cân bằng nhiệt
Đánh giá chất lượng làm việc của thiết bị qua việc xác định các tham số.
Xác định lượng nhiên liệu tiêu hao.
Tính cân bằng nhiệt
a) Nhiệt thu:
Nhiệt do cháy dầu DO:
18


Q1 = Bd x Qtd (W)
Trong đó:
Bd : lượng nhiên liệu tiêu hao (kg/s).
Qtd = 40048,33 (kJ/kg) = 40048,33.103 (J/kg): nhiệt trị thấp của dầu DO.
Q1 = 40048,33.103 x Bd (W).

Do đó :

Nhiệt do cháy rác:
Q2 = Br x Qtr = 0,125 x 22323,8 = 2790,5(kJ/s)
Br = 450(kg/h) = 0,125(kg/s): lượng rác đốt trong lò.
Qtr = 22323.8 (kJ/kg): nhiệt trị thấp của rác.
b)Nhiệt chi:
Nhiệt lượng để đốt cháy rác:
Do thành phần của rác sinh hoạt khá phức tạp nên nhiệt lượng cung cấp để cháy
rác được xác định bằng thực nghiệm và chấp nhận rác cháy ở 500 oC.
Theo Hazadous Wastc incineration thì nhiệt lượng cần để đốt cháy 1 kg rác :
Qcr = 22,44.106 J/kg.
Nhiệt lượng cần thiết để đốt rác ở 500oC:
Q3 = Br x Qcr = 0,125 x 22,44.106 = 2805000 (W)
Nhiệt lượng mất do sản phẩm cháy khi đốt 1 kg dầu DO:
Tại buồng sơ cấp, rác cháy ở 500oC:
Q4 = v x Bd x Ck x tk0 (W)
v = 13,1774 (n.m3): lượng sản phẩm cháy khi đốt 1 kg dầu DO.
Bd: lượng dầu DO tiêu hao (kg/s).
ik = Ck.tk: hàm nhiệt trung bình của sản phẩm cháy ở nhiệt độ ra khỏi buồng sơ
cấp.
Q4 = 13,1774 x 1194,231.103 x Bd= 15736859,58 Bd (W)
Nhiệt lượng mất do dẫn nhiệt qua nóc, tường, đáy lò, khe hở…
Nhiệt lượng mất phụ thuộc vào thể tích, vật liệu xây lò…Thường chiếm 10%
nhiên liệu tiêu hao lò.
Q5 = 10%( 1550165+ 40048330.Bd)
Nhiệt lượng mất do cháy không hoàn toàn:
19


Khi đốt cháy rác ở 800oC thì lượng sản phẩm cháy ra khỏi lò chứa khoảng 2% CO
và 0,5%H2 chưa kịp cháy. Nhiệt trị của hỗn hợp là 12,14 kJ/n.m3 .
Gọi P là phần sản phẩm chưa cháy ( P = 0,005 – 0,03), chọn P = 0,03.
Q6 = P x Br x vr x 12,14.103
= 0,03 x 0,06944 x 7,4557 x 12140 x 103
= 188555,0109(W)
vr = 7,4557 (m3) : lượng sản phẩm cháy khi đốt 1 kg rác.
Xác định lượng nhiên liệu tiêu hao
Lượng nhiên liệu tiêu hao xác định dựa vào cân bằng nhiệt thu và nhiệt chi:
Qthu = Qchi.
Q1 + Q2 = Q3 + Q4 + Q5 +Q6
→ 40048,33.103Bd +1550165= 1558233,6 + 15736859,58 Bd
+ 0,1(1550165 + 40048330.Bd) + 75405.71
→ Bd = 0,012 ( kg/s) =42,28 (kg/h)
*Lượng nhiên liệu tiêu thụ:
B= Bt+Bd= 250+42,28=292,28(kg/h)
Dựa trên các phản ứng cháy,ta có thể xác định được lượng oxy cần cho quá trình cháy,từ
đó tính toán được lượng không khí cần cung cấp cũng như lượng sản phẩm cháy do 1kg
nhiên liệu thải ra,trong đó có các yếu tố độc hại làm ô nhiễm môi trường như
SO2,NOx,CO,CO2 và tro bụi.
Các đại lượng của quá trình cháy được tính toán theo bảng sau:
Thứ
Đại lượng tính
Công
Phép tính
tự
thức
1
2
3
4
1
Lượng không khí 12.8 Vo=0,089.61+0,264.3,9-0,0333.
khô lý thuyết
(6-0,4)
2
Lượng không khí ẩm 12.9 Va=(1+0,0016.17).6,539

thuyết
o
d=17g/kg(t=30 C
φ=65%)
3
Lượng không khí ẩm 12.1
Vt=1,2.6,717
thực tế với hệ số 0
α=1,2
4
Lượng khí SO2 trong 12.11
VSO2=0,683.10-2.0,4
sản phẩm cháy
20

Kêt quả
5
6,539
3
m chuẩn/kgNL
6,717
3
m chuẩn/kgNL

8,06
m3chuẩn/kgNL
2,732.10-3
m3chuẩn/kgNL


5

6
7
8
9
10

11

12

13

14
15

Lượng khí CO trong
sản phẩm cháy với
ƞ=0,05
Lượng khí CO2 trong
SPC
Lượng hơi nước
trong SPC
Lượng khí N2 trong
SPC
Lượng khí O2 trong
không khí thừa
a)Lượng khí NOx
trong SPC (xem như
NO2;
ρNO2=2,054
kg/m3chuẩn)
b)Quy đổi ra
m3chuẩn/kgNL
c)Thể tích khí N2
tham gia vào phản
ứng của NOx
d)Thể tích khí O2
tham gia vào phản
ứng của NOx
Lượng SPC tổng
cộng ở điều kiện
chuẩn
Lưu
lượng
khói(SPC) ở điều
kiện thực tế
(tkhói=150oC)
Tải lượng khí SO2
với
ρSO2=2,926
3
kg/m chuẩn
Tải lượng khí CO với
ρCO=1,25kg/m3chuẩn
Tải lượng khí CO2
với

12.1
2
12.1
3
12.1
4
12.1
5
12.1
6

VCO=1,865.10-2.0,05.61

VCO2=1,853.10-2
.(1-0,05).61
VH2O=0,111.3,9+0,0124.11,4
+0,0016.17.8,06
VN2=0,8.10-2.0,3+0,79.8,06
VO2=0,21.(1,2-1).6,717
MNOx=3,953
.10-8.(292,28.5686,4)1.18

12.3
1

0,057
m3chuẩn/kgNL
1,074
m chuẩn/kgNL
0,793
3
m chuẩn/kgNL
6,37
3
m chuẩn/kgNL
0,282
3
m chuẩn/kgNL
0,866kg/h
3

VNOx=
VN2(NOx)=0,5.1,443.10-3

VO2(NOx)=VNOx

1,443.10-3
m3chuẩn/kgNL
7,215.10-4
m3chuẩn/kgNL

1,443.10-3
m3chuẩn/kgNL
VSPC=Tổng các mục(4÷9) +10b8,572
10c-10d
m3chuẩn/kgNL

12.1
9

LT=.

12.2
0

MSO2=(103.2.732
.10-3.292,28.2,926)/3600

12.2
1
12.2
2

MCO=(103.0,057.292,28
. 5.785 g/s
1,25)/3600
MCO2=(103.1,074.292,28.1,977)/ 172,388g/s
3600

1,078 m3/s

21

0,649 g/s


16
17
18

ρCO2=1,977kg/m3
chuẩn
Tải lượng NOx
Tải lượng tro bụi với 12.2
hệ số a=0,5
3
Nồng độ phát thải
các chất ô nhiễm
trong ống khói:
a) Khí SO2
b) Khí CO
c) Khí CO2
d) Khí NOx
e) Bụi

MNOx=(103.0,866)/3600
Mbụi=(10.0,5.17.292,28)/3600

0,241 g/s
6,901g/s

CSO2=MSO2/LT=0,649/1,078
CCO=MCO/LT=5,785/1,078
CCO2=MCO2/LT=172,388/1,078
CNOx=MNOx/LT=0,241/1,078
Cbụi=Mbụi/LT=6,901/1,078

0,602g/m3
5,366g/m3
159,915g/m3
0,224g/m3
6,402g/m3

Đối chiếu với giới hạn tối đa cho phép của bụi và các chất vô cơ trong khí thải công
nghiệp
Bảng 2.4 - Nồng độ C của bụi và các chất vô cơ làm cơ sở tính nồng độ tối đa cho
phép trong khí thải công nghiệp(QCVN 61/2016)

* Nồng độ tối đa cho phép của bụi và các chất vô cơ trong khí thải được tính theo công
thức sau:
Cmax=C.Kp.Kv
Trong đó:
+Cmax là nồng độ tối đa cho phép của bụi và các chất vô cơ trong khí thải công
nghiệp,tính bằng miligam trên mét khối khí thải chuẩn(mg/Nm3)
+C là nồng độ của bụi và các chất vô cơ
+Kp là hệ số lưu lượng nguồn thải.Với lưu lượng nguồn thải P=12600 m 3/h,tra bảng
2.2(QCVN 61/2016/BVMT) có Kp=1

22


+Kv là hệ số vùng,khu. Giả sử thiết kế cho vùng,khu vực loại 1tra bảng 2.3(QCVN
61/2016/BVMT) có Kp=0,6
*Nhận xét:
-Nồng độ bụi vượt lần nồng độ bụi cho phép
-Nồng độ CO nhỏ hơn so với nồng độ CO cho phép
-Nồng độ NOx nhỏ hơn nồng độ NOx cho phép
-Nồng độ SO2 nhỏ hơn nồng độ SO2 cho phép
Quy đổi g/m3=1000.mg/Nm3

Bảng 2.5:So sánh nồng độ các thành phần trong khói thải với QCVN61/2016/BVMT
Thứ tự

Thông số

1

Bụi tổng

Nồng độ trong Nông độ cho phép Nồng độ tối đa Đánh giá
khói
thải (mg/Nm3)
cho
phép
3
(mg/Nm )
Cmax(mg/Nm3)
4510,156
100
60
Cần xử lý

2
3

CO
SO2

3780,303
424,104

250
250

150
150

Cần xử lý
Cần xử lý

4

NOx

157,806

500

300

Không cần xử lý

5

CO2

112658,79

Không quy định

Không
định

quy Không cần xử lý

2.3 Giới thiệu các cơ sở lựa chọn phương án công nghệ
A.Xử lý bụi
Bụi là một tập hợp nhiều hạt, có kích thước nhỏ bé, tồn tại lâu trong không khí dưới dạng
bụi bay, bụi lắng và các hệ khí dung nhiều pha gồm hơi khói mù.
Bụi gây ra nhiều tác hại khác nhau nhưng trong đó tác hại với sức khoẻ con người là quan
trọng nhất. Bụi thường gây tổn thương nặng đối với mắt, da, hệ tiêu hóa và đặc biệt là
cho cơ quan hô hấp, nhất là bệnh phổi nhiễm bụi thạch anh (silicosis) do thở hít không
khí có bụi bioxyt silic (SiO2) lâu ngày. Bụi của vật liệu có tính ăn mòn hoặc độc, tan
23


trong nước mà lắng đọng ở mũi, mồm sẽ gây tổn thương như làm thủng, rách các mô,
vách ngăn mũi… Lượng bụi vào sâu trong phổi gây độc, dị ứng, hen suyễn. Đại diện cho
nhóm bụi độc hại dễ tan trong nước là các muối của chì.
Bảng 2.4: Giới hạn lọc và hiệu quả xử lý các phương pháp
STT

Thiết bị xử lý bụi

Kích thước hạt phù
Hiệu quả xử lý (%)
hợp (µm)

1
2
3
4
5
6
7

Thùng lắng bụi
Cyclon hình nón
Cyclon tổ hợp
Lọc có vật đệm
Tháp lọc ướt
Lọc túi
Lọc tĩnh điện

2000-100
100-5
100-5
100-10
100-0,1
10-2
10-0,005

40-70
45-85
65-95
Đến 99
85-99
85-99,5
85-99

Nguồn: Giáo trình công nghệ môi trường
2.3.1 Thiết bị lọc bụi kiểu buồng lắng
*Nguyên lý của quá trình:
Có cấu tạo như một khối hình hộp chữ nhật,khí thải có chứa bụi được dẫn vào
buồng lắng được giảm tốc và lắng xuống. Để tăng hiệu quả lọc bụi thì người ta thường bố
chí thêm các tấm ngăn đặt sole với nhau để thay đổi chiều đi của bụi, các hạt bụi va đập
vào nhau và vào tấm chắn mất quán tính và rơi xuống sàn. Phương pháp này đạt hiệu quả
cao khi bụi có kích thước,cỡ hạt lớn.

24


Hình 2.5:Buồng lắng bụi
Ưu điểm của phương pháp:Thiết bị có cấu tạo đơn giản, vốn đầu tư thấp, có thể xây
dựng bằng các vật liệu dễ kiếm như gạch, xi măng…Chi phí vận hành, sửa chữa, bão
dưỡng thấp, lọc được hiệu suất cao các hạt bụi có kích thước lớn, góp phần giảm quá tải
cho các thiết bị phía sau, tổn thất áp suất nhỏ. Có khả năng làm việc trong khoảng nhiệt
độ và áp suất rộng. Nhược điểm : Kích thước thiết bị cồng kềnh, chiếm nhiều diện
tích.Chỉ có thể lọc các hạt bụi có kích thước lớn hơn 50µm.
2.3.2 Cyclon(thiết bị lọc bụi ly tâm)
*Nguyên lý hoạt động của Cyclon
Trong thiết bị xử lí bụi cyclone không khí lẫn bụi đi vào thiết bị máy móc theo phương
tiếp tuyến với ống trụ hay chuyển động xoáy tròn đi xuống phía dưới, mỗi khi gặp phiểu
luồng không khí bị đẩy ngược lên chuyển động xoáy trong ống trụ. Tại tiến trình chuyển
động của luồng không khí trong cyclone các hạt bụi dưới tác dụng của lực ly tâm và va
vào thành, mất quán tính hoặc rơi xuống dưới.
Phương pháp lọc khí bụi này đã trở nên phương pháp được ưa chuộng hàng đầu để lọc
khí của một số xưởng chế biến và tạo ra Hiện tại . Với một hệ thống tân tiến được lắp đặt
cho những xí nghiệp chế tạo sẽ phát huy các ưu điểm:
Lọc được lượng cực lớn khói bụi và khí độc hại cho môi trường.
– Hê thống khá đơn giản , dễ vận hành
– Chi phí thấp
– Có kỹ năng chịu được hỗn hợp khí ở nhiệt độ cao
– Công suất hoạt động mạnh, kéo dài chất lượng cao tuyệt đối với các hạt bụi thô
*Phạm vi ứng dụng: Thường áp dụng cho bụi có đường kính d > 5, Các lĩnh vực như xi
măng, mỏ….
*Cyclon có thể được thiết kế dưới dạng xyclon đơn hoặc xyclon tổ hợp.
-Cyclon đơn: thường được sử dụng khi lưu lượng dòng thải vừa và nhỏ.
-Cyclon tổ hợp: bao gồm nhiều các đơn nguyên xyclon con được lắp đặt song song, nối
tiếp với nhau hay lắp đặt dưới dạng chùm trong một vỏ có chung đường ống dẫn khí vào,
khí ra và buồng chứa bụi.

25


Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×