Luận Văn: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG LỌC BỤI KẾT HỢP GIỮA XYCLON VÀ TÚI VẢI CÔNG SUẤT 10M3/PHÚT Trở lực xyclone.

Chia sẻ: chipbia

Nhiệm vụ - mục tiêu đề tài. 1.1.1. Nhiệm vụ đề tài. - Tính toán thiết kế hệ thống lọc bụi kết hợp giữa xyclon và túi vải. - Chọn lựa phướng án thiết kế, bố trí phù hợp để xây dựng mô hình thực tế. 1.1.2. Mục tiêu đề tài. - Tim hiểu và nắm bắt các công nghệ xử lý bụi hiện nay. - Xử lý khói thải có hàm lượng bụi 20g/m3 từ mô hình lọc bụi xyclon và túi vải để tham khảo và học hỏi, ứng dụng cho các hệ thống xử lý bụi lớn sau này....

Bạn đang xem 10 trang mẫu tài liệu này, vui lòng download file gốc để xem toàn bộ.

Nội dung Text: Luận Văn: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG LỌC BỤI KẾT HỢP GIỮA XYCLON VÀ TÚI VẢI CÔNG SUẤT 10M3/PHÚT Trở lực xyclone.

Tính toán thiết kế hệ thống lọc bụi kết hợp giữa xyclon và túi vải
công suất 10m3/min




Tiểu luận
ĐỀ TÀI:
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ
THỐNG LỌC BỤI KẾT HỢP GIỮA
XYCLON VÀ TÚI VẢI CÔNG SUẤT
10M3/PHÚT




Nhóm 4-DHMT2 Page 1
Tính toán thiết kế hệ thống lọc bụi kết hợp giữa xyclon và túi vải
công suất 10m3/min


Mục lục
1. MỞ ĐẦU...........................................................................................................................................4
1.1. Nhiệm vụ - mục tiêu đề tài........................................................................................................4
1.1.1. Nhiệm vụ đề tài.................................................................................................................. 4
1.1.2. Mục tiêu đề tài.....................................................................................................................4
2. NỘI DUNG....................................................................................................................................5
2.1. CHỤP HÚT.................................................................................................................................5
2.1.1. Lý thuyết..............................................................................................................................5
2.2. QUẠT HÚT.................................................................................................................................7
2.2.1. Trở lực trên đường ống dẫn...............................................................................................7
2.2.2.Trở lực xyclone.....................................................................................................................8
2.2.3.Trở lực túi vải.(tính trong phần túi vải)..............................................................................8
2.2.7. Công suất quạt.....................................................................................................................8
2.2.8. Công suất thiết lập động cơ điện.......................................................................................9
2.3.3. Ưu điểm-nhược điểm......................................................................................................... 9
Có thể làm việc ở nhiệt độ cao (có thể đến 500oC).
Thu hồi bụi ở dạng khô.
Trở lực hầu như cố định và không lớn (250 ÷ 1500 N/m²).
Làm việc tốt ở áp suất cao.
Năng suất cao.
Hiệu quả không phụ thuộc nồng độ bụi.
- Nhược điểm :
Hiệu quả vận hành kém khi bụi có kích thước nhỏ hơn 5
Không thể thu hồi bụi kết dính.
2.3.4. Các kích thước cơ bản của xyclon................................................................................... 10
2.3.5. Tính toán xyclon.................................................................................................................12
2.4.3. Các phương pháp tái sinh túi vải: .................................................................................... 17
3. KẾT LUẬN..............................................................................................................................23
TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................................................24




Nhóm 4-DHMT2 Page 2
Tính toán thiết kế hệ thống lọc bụi kết hợp giữa xyclon và túi vải
công suất 10m3/min


TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG LỌC BỤI KẾT HỢP GIỮA XYCLON
VÀ TÚI VẢI CÔNG SUẤT 10M3/PHÚT
SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ




Nhóm 4-DHMT2 Page 3
Tính toán thiết kế hệ thống lọc bụi kết hợp giữa xyclon và túi vải
công suất 10m3/min


1. MỞ ĐẦU.

1.1. Nhiệm vụ - mục tiêu đề tài.

1.1.1. Nhiệm vụ đề tài.
- Tính toán thiết kế hệ thống lọc bụi kết hợp giữa xyclon và túi vải.
- Chọn lựa phướng án thiết kế, bố trí phù hợp để xây dựng mô hình thực tế.

1.1.2. Mục tiêu đề tài.
- Tim hiểu và nắm bắt các công nghệ xử lý bụi hiện nay.
- Xử lý khói thải có hàm lượng bụi 20g/m 3 từ mô hình lọc bụi xyclon và túi vải để
tham khảo và học hỏi, ứng dụng cho các hệ thống xử lý bụi lớn sau này.




Nhóm 4-DHMT2 Page 4
Tính toán thiết kế hệ thống lọc bụi kết hợp giữa xyclon và túi vải
công suất 10m3/min


2. NỘI DUNG.
Phần này trình bày kỹ cơ sở lý thuyết và tính toán các thông s ố cho từng thi ết b ị
trong hệ thồng xử lý bụi để xây dựng mô hình.
Thông số đầu vào:

Thông số đầu vào Giá trị Đơn vị

Lưu lượng khí vào Q m3/min
10

Nồng độ bụi vào C g/m3
20

kg/m3
1600
Khối lượng riêng của bụi ρb

Khối lượng riêng của không 1.01 kg/m3
khí ρkk

Vận tốc duy trì trong đường 15 m/s
ống dẫn bụi ω

Nhiệt độ dòng khí vào t 0
80 C




2.1. CHỤP HÚT.

2.1.1. Lý thuyết
Chụp hút có nhiệm vụ thu gom khí ở trong nhà xưởng dẫn đến xyclon. Ch ụp hút
làm việc được là nhờ vào áp suất âm mà quạt hút tạo ra trong đường ống.
Lưu lượng chụp hút cưỡng bức phụ thuộc vào lưu lượng quạt. Luồng không khí
trước chụp hút cưỡng bức có các đặc điểm sau:
Sự thay đổi tốc độ trên trục của chụp hút phụ thuộc vào góc m ở α c ủa ch ụp.
-

Góc mở càng lớn thì vận tốc tại tâm chụp vmax càng lớn so với vtb.
 Đối với chụp có góc mở 90o: vmax = 1,65.vtb

 Đối với chụp có góc mở 60o: vmax ≈ vtb

- Vận tốc trung bình được xác định:

Nhóm 4-DHMT2 Page 5
Tính toán thiết kế hệ thống lọc bụi kết hợp giữa xyclon và túi vải
công suất 10m3/min


L
vtb = , m/s
F
- Vận tốc tại 1 điểm bất kỳ trong phần kéo dài của chụp như sau:
 Đối với chụp tròn hoặc vuông:
ro2
v xy = v max × 2 ,m/ s
x + y2

 Đối với chụp hình chữ nhật có cạnh a > b :
h2
v xy = v max × ,m/ s
2
 a 
h +  b − 0,5a . y 
 




2.1.2. Tính toán
Góc mở của chụp chọn φ = 60 o, khoảng cách từ chụp đến chụp hút h s = 0,1 ÷ 0,3 m
→ chọn hs = 0,3 m
Qvào = 10m3/phút = 0,17 m3/s
vvào = 15 m/s
Qvào 0,17
D= = = 0,12m
Đường kính ống hút: π π
v 15
4 vao 4

Vì nguồn tỏa chủ yếu tập trung các loại bụi có kích thước tương đ ối nên ch ọn
chụp hút có tiết diện hình chữ nhật, làm bằng inox để chống rỉ,…

Nhóm 4-DHMT2 Page 6
Tính toán thiết kế hệ thống lọc bụi kết hợp giữa xyclon và túi vải
công suất 10m3/min


Chọn nguồn tỏa có kích thước hình chữ nhật và với diện tích 0,16 × 0,06 m
Kích thước miệng chụp hút:
Chiều dài : A = 0,16 + 0,8 × 0,3 = 0,4 m
Chiều rộng : B = 0,06 + 0,8 × 0,3 = 0,3 m
Diện tích tiết diện vào của chụp: F = A × B = 0,4 × 0,3 = 0.12 m2
Qvao 0,17
Vận tốc trung bình vào chụp: vtb = = = 1,42m 2 / s
F 0,12

Chụp hút làm việc được là nhờ vào áp suất âm mà quạt hút tạo ra trong đường ống
Trong dòng khí hút vào có thể lẫn các loại bụi như: bụi, m ẫu g ỗ, m ẫu kim lo ại,…
nên chọn loại quạt ly tâm có cánh tỏa tròn. Loại quạt này có th ể hoạt động ở l ưu
lượng thấp mà không bị rung động lớn, độ bền cao.

2.2. QUẠT HÚT.
Có nhiệm vụ hút khí chứa bụi và duy trì vận tốc trong đường ống
Để tính được các thông số chụp hút, ta phải tính được các thông s ố tr ở l ực
sau:

2.2.1. Trở lực trên đường ống dẫn.
- Trở lực từ chụp hút tới xyclon.
∆P = ∆Pd + ∆Pm + ∆PC

∆Pd :trở lực động lực học, tức là áp suất cần thiết tạo tốc độ dòng chảy ra
khỏi ống dẫn
∆Pm :trở lực để khắc phục trở lực ma sát trong đường ống

∆Pc :trở lực cần thiết để khắc phục trở lục cục bộ

Lưu lượng khí trong ống: 600m/h
Vận tốc khí trong ống ω : 15m/s
Độ nhớt của khí μ = 249,493.10-7 N.s/m2
Khối lượng riêng của khí ρkk = 1.01kg/m3
Đường kính ống D = 0,12 m
Chọn chiều dài ống dẫn là l = 2m
ω D ρ kk
Re = = 7.3 104 > 4000 ,ứng vói chế độ chảy xoáy.
µ
� λ = 0.022


Nhóm 4-DHMT2 Page 7
Tính toán thiết kế hệ thống lọc bụi kết hợp giữa xyclon và túi vải
công suất 10m3/min


ρ kk ω 2
∆Pd = = 113.625( N / m 2 )
2

l ρ kk ω 2
∆Pm = λ = 41.67( N / m 2 )
D 2
Chọn 3 khủy 900 do 2 khủy 450 tạo thành � ξ = 3 � � = 2.28
2 0.38

ρ kk ω 2
∆P c = ξ = 259.065( N / m 2 )
2
� ∆P = 445.59( N / m 2 )


2.2.2.Trở lực xyclone.
ρ kk ω 2
∆Pxyclon = k = 909( N / m 2 )
2
k: hệ số sức cản cục bộ,k =8

2.2.3.Trở lực túi vải.(tính trong phần túi vải)
∆Ptuivai = A v n = 1990.5( N / m 2 )

2.2.4.Trở lực ống khói.(tương tự coi như tính đường ống dẫn)
∆P0 k = ∆Pd + ∆Pm + ∆Pc = 280.275( N / m 2 )

2.2.5. Trở lực hệ thống
H p = ∆P + ∆Pxyclon + ∆Ptúi vai + ∆Pok = 2992.235( N / m 2 )

2.2.6. Áp suất toàn phần do quạt hút tạo ra.
273 + t 760 ρ kk
H = HP = 2822.5( N / m 2 )
ρb
293 B

H : Trở lực trên hệ thống
ρb : Khối lượng riêng của không khí ở điều kiện tiêu chuẩn,Chọn 1.29kg/m3
ρkk : Khối lượng riêng của không khí ở điều kiện làm việc,chọn 1.01kg/m3
B : Áp suất tại chỗ đặt quạt

2.2.7. Công suất quạt.
QH
N= = 0.6kW
1000 η q ηtr

Chọn lắp trực tiếp với trục động cơ điện η tr = 1
Lưu lượng Q=0.17(m3/s), tra đặc tuyến bơm ly tâm ηq = 0.8


Nhóm 4-DHMT2 Page 8
Tính toán thiết kế hệ thống lọc bụi kết hợp giữa xyclon và túi vải
công suất 10m3/min


2.2.8. Công suất thiết lập động cơ điện.
Ndc=k x N=1.20 x 0.6=0.72(kW)
Với hệ số thiết lập động cơ điện k =1.2
2.3. XYCLON
2.3.1. Giới thiệu
Bộ lọc bụi xiclon là thiết bị lọc bụi được sử dụng tương đối phổ biến. Nguyên lý
làm việc thiết bị lọc bụi kiểu xyclon là lợi dụng lực ly tâm khi dòng không khí
chuyển động để tách bụi ra khỏi
không khí
2.3.2. Nguyên tắc hoạt động
Không khí có lẫn bụi đi qua ống 1
theo phương tiếp tuyến với ống
trụ 2 và chuyển động xoáy tròn đi
xuống phía dưới, khi gặp phễu 3
dòng không khí bị đẩy ngược lên
chuyển động xoáy trong ống 4 và
thoát ra ngoài. Trong quá trình
chuyển động xoáy ốc lên và xuống
trong các ống các hạt bụi dưới tác
dụng của lực ly tâm va vào
thành,mất quán tính và rơi xuống
dưới. Ở đáy xyclon người ta có lắp
them van xả để xả bụi, van xả 5 là
van xả kép 2 cửa 5a và 5b không
mở đồng thời nhằm đảm bảo luôn
cách ly bên trong xyclon và thùng chứa bụi không cho không khí lọt ra ngoài

2.3.3. Ưu điểm-nhược điểm
- Ưu điểm:
Không có phần chuyển động.

Nhóm 4-DHMT2 Page 9
Tính toán thiết kế hệ thống lọc bụi kết hợp giữa xyclon và túi vải
công suất 10m3/min


Có thể làm việc ở nhiệt độ cao (có thể đến 500oC).
Thu hồi bụi ở dạng khô.
Trở lực hầu như cố định và không lớn (250 ÷ 1500 N/m²).
Làm việc tốt ở áp suất cao.
Năng suất cao.
Hiệu quả không phụ thuộc nồng độ bụi.
- Nhược điểm :
Hiệu quả vận hành kém khi bụi có kích thước nhỏ hơn 5 µm
Không thể thu hồi bụi kết dính.
2.3.4. Các kích thước cơ bản của xyclon




Nhóm 4-DHMT2 Page 10
Tính toán thiết kế hệ thống lọc bụi kết hợp giữa xyclon và túi vải
công suất 10m3/min


Loại xyclon
Hiệu suất Truyền Năng suất cao
thống
cao
(1) (3) (5)
(2) (4) (6)
Đường kính D/D 1 1 1 1
1 1
Chiều cao ống vào H/D 0.5 0.5 0.75
0.44 0.5 0.8
Chiều rộng ống vào W/D 0.2 0.25 0.375
0.21 0.25 0.35
Đường kính ống dẫn khí ra 0.5 0.5 0.75
De/D 0.4 0.5 0.75
Chiều cao ống dẫn khí ra 0.5 0.625 0.875
S/D 0.5 0.6 0.85
Chiều cao thân Lb/D 1.5 2 1.5
1.4 1.75 1.7
Chiều cao phần phễu Lc/D 2.5 2 2.5 2
2.5 2
Đường kính ống thu bụi 0.375 0.25 0.375
Dd/D 0.4 0.4 0.4




Nhóm 4-DHMT2 Page 11
Tính toán thiết kế hệ thống lọc bụi kết hợp giữa xyclon và túi vải
công suất 10m3/min




Nguồn: cột (1) và (5) theo Stairmand,1951, cột (2),(4),(6) theo Swift,1969, c ột (3)
theo Lapple,1951

2.3.5. Tính toán xyclon
Xử lý bụi xi măng có lưu lượng bụi vào xyclon là 10m3/phút, nồng độ bụi là 20g/m3,
nhiệt độ khí vào là 800C, khối lượng riêng của bụi là 1600kg/m 3, khối lượng riêng
của không khí là 1.01kg/m3.
Chọn đường kính xyclon là 0.3m
Mối tương quan giữa đường kính xyclon và các kích thước khác của xyclon được
cho trong bảng sau(chọn theo cột 3 của Lapple,1951)


Thông số Tỷ lệ Kết quả(m)
Đường kính D/D 1 0.3
Chiều cao ống vào H/D 0.5 0.15
Chiều rộng ống vào W/D 0.25 0.075
Đường kính ống dẫn khí ra 0.5 1.5
De/D
Chiều cao ống dẫn khí ra 0.625 0.1875
S/D
Chiều cao thân Lb/D 2 0.6
Chiều cao phần phễu Lc/D 2 0.6
Đường kính ống thu bụi 0.25 0.075
Nhóm 4-DHMT2 Page 12
Tính toán thiết kế hệ thống lọc bụi kết hợp giữa xyclon và túi vải
công suất 10m3/min


Dd/D

Số vòng xoáy trong xyclon:
1 L 1 0.6 
Ne =  Lb + c  =  0.6 +  = 6vòng
H 2  0.15  2

Vận tốc dòng khí vào xyclon:
10m 3 / phút
Q
Vi = = = 889m / phut = 14.82m / s
W × H 0.075m × 0.15m
Với Q: lưu lượng khí vào, m3/s
W: Chiều rộng ống dẫn khí vào
H: Chiều cao ống dẫn khí vào
Vận tốc dòng khí trong xyclon:
W 0.075m
= 5.06 ×10 −3 m / s = 0.3m / phút
Vt = =
∆t 14.82 s
Vận tốc khí khi ra khỏi xyclon:
4 × Q 4 ×10m 3 / phút
Vr = = = 22.64m / phút = 0.38m / s
π × R2 π × (0.75m) 2

R: bán kính ống dẫn khí ra, R = De/2 = 0.75 m
Thời gian lưu khí trong xyclon:
π × D × N e π × 0.15m × 6
∆t = = = 0.19 s
Vi 14.82m / s

Đường kính phân tử mà hiệu quả thu bụi đạt 50%:
9 × µ ×W
d pc =
2 × π × N e × Vi × ( ρ p − ρ g )
9 × 0.075kg / m.h × 0.075m
=
2 × π × 6 × 889m / phút × 60 phút / h × (1600 − 1) kg / m 3
= 3.97 × 10 −6 m = 3.97 µm

Với µ : độ nhớt dòng khí
ρ p : khối lượng riêng của bụi, kg/m3

ρ g : khối lượng riêng của khí, kg/m3

Hiệu quả thu bụi của phân tử có kích thước bất kỳ:


Nhóm 4-DHMT2 Page 13
Tính toán thiết kế hệ thống lọc bụi kết hợp giữa xyclon và túi vải
công suất 10m3/min


1
ηj =
1 + ( d pc / d pj )
2



η j : hiệu quả thu bụi của phân tử thứ j

d pj :đường kính điển hình của phân tử thứ j

Hiệu quả thu bụi của tất cả các phân tử
∑η ×mj
η= j

M
η : hiệu quả thu bụi

mj : khối lượng của phân tử
M : tổng khối lượng của các phân tử
Hiệu quả thu bụi của xyclon: µm
thước
Kích mj
dpj, µm ηj ηj
j dpj/dpc dpc/dpj mj/M,% ,%
phân tử, µm M
1 1-3 2.5 0.63 1.588 0.284 20 5.68
2 4-6 5 1.26 0.794 0.613 50 39.85
3 8 - 12 10 2.52 0.397 0.864 30 25.92
∑ = 71.45%

Hoăc tính theo:
Hiệu suất lọc của xyclon
(αδ 2 )
1−e
η =
r
δ
1 − ( 1 )2
r2

Với:
r1 , r2 - lần lượt là bán kính ống trong (ống thoát khí sạch), bán kính ống ngoài

(vỏ xiclon), m.


4 3 ρ b 2 r22 − r12 0.12 − 0.062
4 3 2000
α =− π =− π 3600 = − 6.585 108
2
nl 2 0.483
−6
9µ L 9 18.63 10 100
Hiệu quả lọc bụi được thể hiện qua bảng sau
Đường 20.10-6 25.10-6 30.10-6 35.10-6 40.10-6 >40.10-6

Nhóm 4-DHMT2 Page 14
Tính toán thiết kế hệ thống lọc bụi kết hợp giữa xyclon và túi vải
công suất 10m3/min


hạt
kính
bụi δ (m)
Α.δ2 -0.2634 -0.4116 -0.5927 -0.8067 -1.0536 -
0.64
2
��
r
1 − �1 �
r
�2 �
η (%) 36.2 52.7 69.9 86.5 100 100

2.4. THIẾT BỊ LỌC TÚI VẢI.
2.4.1. Các loại vải lọc:
Bộ phận chủ yếu của thiết bị là các túi lọc bằng vải được dệt từ các loại v ật
liệu sợi khác nhau với nhiều kiểu .dệt: dạng sợi đan, sợi con vê t ừ các s ơ ng ắn
hoặc dài đường kính từ 6 − 40µm , vải dày hơn được làm từ xơ tự nhiên hoặc xơ
tổng hợp. Các loại vải mỏng (nhẹ hơn) làm từ sợi thủy tinh và sợi tổng hợp, loại
này không chịu được sự chải nhưng mức độ bền sợi và mật độ phân bố c ủa chúng
cao hơn nhiều so với các loại vải dày.
Vải lọc phải thỏa mãn các yêu cầu sau:
- Khả năng chứa bụi cao và ngay sau khi phục h ồi đảm bảo hiệu qu ả l ọc
cao,
- Giữ được khả năng cho khí xuyên qua tối ưu,
- Độ bền cơ học cao khi nhiệt độ cao và môi trường ăn mòn ,
- Có khả năng phục hồi được,
- Giá thành thấp.
Tuy nhiên các vật liệu lọc hiện có không thỏa mãn hết các tính chất trên nên
tùy từng điều kiện mà chọn loại vải lọc phù hợp. Các loại vải lọc ph ổ bi ến hi ện
nay là: bông, len, vải tổng hợp, vải thủy tinh:
 Vải bông: tính lọc tốt và giá thấp nhưng không bền hóa học và nhiệt, dễ
cháy và chứa ẩm cao
Vải len: có khả năng cho khí xuyên qua lớn,đảm bảo độ sạch ổn định và


dễ phục hồi nhưng không bền hóa học và nhiệt, giá cao h ơn v ải bông, khi làm vi ệc
ở nhiệt độ cao thì trởnên giòn,chúng làm việc đến 90oC



Nhóm 4-DHMT2 Page 15
Tính toán thiết kế hệ thống lọc bụi kết hợp giữa xyclon và túi vải
công suất 10m3/min


Vải tổng hợp: những năm gần đây thì vải tổng h ợp đã từng b ước thay th ế


bông và len do chúng có độ bền cao,trong đa số các trương2 hợp thì giá của chúng
rẻ hơn vải len.ví dụ:vải nitơ được ứng dụng khi nhiêt độ khí từ 120-130 oC trong
công nghệ hóa chất và luyện kim màu
Vải thủy tinh: bền ở 150-250oC, thường sử dụng ở các nhà máy xi măng,


luyện kim. Khi nồng độ bụi thấp thường sử dụng các vải n ặng (600-800g/m 2), khi
nồng độ bụi cao sử dụng các loại vải nhẹ hơn (400-500g/m2)
2.4.2. Thiết bị lọc bụi túi vải:
a. Cấu tạo:
Thiết bị lọc bụi túi vải thường có hình trụ: được giữ chặt trên l ưới ống và đ ược
trang bị cơ cấu giũ bụi, gồm các phần chính sau:
- Buồng lọc bụi gồm: buồng làm sạch và buồng khí sạch;
- Túi lọc bụi: làm bằng các loại vải lọc đường kính từ 125 – 300mm, chiều cao
từ 2,5 – 3,5m (hoặc hơn), đầu liên kết vào bản đáy đục lỗ tròn bằng đường kính
của ống tay áo hoặc lồng vào khung và cố định một đầu vào bản đục lỗ;
- Quạt hút;
- Van: van gió chính, van rũ bụi, van thu hồi bụi;
- Máy nén khí;
- Động cơ rung.
b. Nguyên tắc hoạt động:
- Không khí mang bụi vào thiết bị được khống chế trong khoảng nhiệt độ từ 70 –
180 0C được quạt hút vào buồng làm sạch. Tại đây, bụi được gi ữ l ại trên thành túi
lọc, không khí sạch qua túi lọc đi từ trong ra ngoài hoặc từ ngoài vào trong và theo
buồng khí sạch thoát ra ngoài.
- Sau khoảng thời gian T đặt trước, khi bụi đã bám nhi ều trên m ặt v ải l ọc làm cho
sức cản của chúng tăng làm lưu lượng khí qua chúng giảm ảnh hưởng tới năng suất
lọc, khi đó ta tiến hành giũ bụi: Động cơ hút và van gió chính đóng lại, van rũ bụi
mở ra. Khí nén với áp lực lớn qua buồng làm sạch xả vào túi lọc làm rung các túi



Nhóm 4-DHMT2 Page 16
Tính toán thiết kế hệ thống lọc bụi kết hợp giữa xyclon và túi vải
công suất 10m3/min


lọc hay ta dùng phương pháp rung lắc thủ công hoặc cơ khí để rung lắc túi vải. Hạt
bụi được rơi xuống ở đáy buồng thu bụi.
- Sau khi rũ xong, van thu hồi liệu mở ra, hạt bụi được thu hồi.
- Sau đó mở van gió chính và động cơ hút làm việc.
- Quá trình hoạt động tương tự cho các chu trình tiếp theo.




2.4.3. Các phương pháp tái sinh túi vải:
Có hai phương pháp chính để tái sinh vải lọc:
- Sự rung lắc các đơn nguyên lọc (cơ học, khí động bằng cách xung động hoặc thay
đổi đột ngột hướng của dòng khí, tác động của các dao động âm,…).
- Thổi ngược chiều các đơn nguyên lọc bằng khí sạch hoặc bằng không khí.

Nhóm 4-DHMT2 Page 17
Tính toán thiết kế hệ thống lọc bụi kết hợp giữa xyclon và túi vải
công suất 10m3/min


Trong nhiều thiết bị sử dụng cả hai phương pháp tái sinh.
Sự rung lắc cơ học hiệu quả nhất đối với các túi vải lọc theo h ướng dọc,
nhưng phương pháp này làm cho túi vải bị mòn mạnh đặc bi ệt là ở ph ần d ưới. S ự
rung lắc cần phải ngắn và đột ngột nhưng không quá mạnh để tránh các lực cơ học
lớn vào vải. Sự dịch chuyển dao động các phần bên trên của túi lọc theo ph ương
ngang gây mài mòn ít hơn nhưng kém hiệu quả hơn. Sự dao động các túi vải theo
phương ngang thường được sử dụng cho các loại vải mỏng với bề mặt nhẵn.
Sự rung lắc khí động được thực hiện bằng cách cấp xung lượng không khí
nén trong lòng mỗi đơn nguyên lọc. Áp suất dư của không khí nén dùng đ ể tái sinh
từ 0,4 – 0,8 MPa; thời gian xung lượng từ 0,1 – 0,2 giây. L ưu l ượng th ổi không khí
nén là 0,1 – 0,2% lượng khí sạch.
Nguyên tắc làm việc của bộ lọc với sự thổi ngược dòng như sau: một vòng
khuyên rỗng chuyển động lên, xuống dọc theo túi vải, qua vòng khuyên này có m ột
dòng không khí nén vận tốc cao chạy theo hướng xuyên tâm và thổi bụi về h ướng
ngược với sự lọc. Không khí được đưa đến vòng khuyên nhờ quạt cao áp hoặc máy
nén khí qua các ống mềm. Sự phá vỡ các lớp bụi chính là kết qu ả đồng th ời c ủa
việc vật liệu lọc bị uốn lượn do các vòng khuyên cộng với sự thổi của các dòng với
vận tốc 10 – 30 m/s vào lớp bụi.
Những đặc tính kỹ thuật của bộ lọc với phương pháp tái sinh vải lọc bằng
sự thổi ngược dòng như sau: Hiệu quả lọc bụi đến 99%, nồng độ bụi khi ra khỏi
thiết bị không quá 1mg/m3, trở lực 0,7 – 2,0 KPa; vận tốc dịch chuyển của khung
với vòng khuyên 6 – 15 m/phút; vận tốc của dòng không khí th ổi 10 – 30m/s; l ưu
lượng tối ưu của không khí trên 1mm khe từ (1,0 – 1,5).10 -3 m3/ph; chiều rộng của
khe (lỗ) từ 0,75 – 6,2mm, áp suất của không khí dùng để thổi 6 – 8 KPa.
2.4.4. Ưu và khuyết điểm:
- Ưu điểm: hiệu quả xử lý cao, đạt 99% đối với bụi có đường kính d < 1µm , phổ
biến tỏng công nghiệp do chi phí không cao, có thể phục hồi vải lọc.
- Khuyết điểm: dễ cháy nổ, độ bền nhiệt thấp, theo thời gian thì trở lực của vải lọc
càng tăng cần có thời gian giũ bụi hay thay đổi vải lọc.


Nhóm 4-DHMT2 Page 18
Tính toán thiết kế hệ thống lọc bụi kết hợp giữa xyclon và túi vải
công suất 10m3/min


2.4.5. Công thức tính toán lựa chọn kích thước cà số lượng vải lọc:
 Hiệu suất làm việc của bề mặt lọc:
Cv − Cr
η=
Cv

 Diện tích một túi vải:
π × Dt2
S t = π × Dt × l +
4

 Diện tích bề mặt lọc:
Q
S=
v ×η

 Số lượng túi vải:
S
n=
St

 Diện tích bề mặt thiết bị:
S = B.L
Với: B = Dt . n1 + (n1-1). d1+2. d2
L = Dt . n2 + (n2-1). d1+2. d2
n1 – số túi phân bố theo hàng ngang,
n2 – số túi phân bố theo hàng dọc,
d1 – khoảng cách giữa các túi,
d2 – khoảng cách giữa túi ngoài cùng đến mặt trong thiết bị.
 Chiều cao thiết bị:
H = h 1 + h2 + h3
Với: h1: chiều cao phần thân
h2: chiều cao phần phễu thu bụi
h3: chiều cao phần còn lại
 Bề dày thiết bị:
Dt × P
S= +C
2δ k + ϕ h

Với:

Nhóm 4-DHMT2 Page 19
Tính toán thiết kế hệ thống lọc bụi kết hợp giữa xyclon và túi vải
công suất 10m3/min


C0: hệ số qui tròn kích thước
C1 : hệ số bổ sung do bao mòn hoá học
C2: hệ số bổ sung do bào mòn cơ học
C3: hệ số bổ sung do dung sai âm
Dt: đường kính qui đổi
P : áp suất tính toán trong thiết bị
δ k :giới hạn bền

ϕ h : hệ số bền mối hàn

 Trở lực của thiết bị:
∆p = A × v n ( N / m 2 )

Trong đó:
A = 0,25 – 25: – Hệ số thực nghiệm đối với t ừng lo ại v ải, k ể đ ến đ ộ bào
mòn, bẩn…
n = 1,25 – 1,3: - hệ số thực nghiệm.
2.4.6. Tính toán thiết bị lọc tay áo.
 Các yếu tố vào:
Lượng không khí cần lọc: Q = 10m3/phút = 600m3/h.
Nồng độ bụi vào thiết bị: Cv =2,444 (g/m3)
Khối lượng riêng của bụi đi vào thiết bị: ρ b = 1600(kg / m 3 )
Khối lượng riêng của khí: ρ k = 1,01(kg / m 3 )
Vận tốc khí thải vào thiết bị: w = 15 (m/s)
Hiệu suất làm việc của bề mặt lọc: thường lấy η = 85%


Chọn túi lọc tay áo có: Dt: l = (16 – 30) : 1
Đường kính tủi vải: Dt = 60 (mm)
-

- Chiều dài túi vả: l = 600 (mm)
 Chọn thiết bị lọc túi vải có hệ thống rung lắc cơ học để giũ bụi.
Chọn vải len có năng suất lọc cao, biến động độ sạch ổn định, dễ ph ục h ồi đ ộ b ền
khoảng 6 – 7 tháng hoạt động liên tục, nhiệt độ giới hạn tgh = 90oC.
 Diện tích một túi vải:
Nhóm 4-DHMT2 Page 20
Tính toán thiết kế hệ thống lọc bụi kết hợp giữa xyclon và túi vải
công suất 10m3/min


π × Dt2
S t = π × Dt × l + = 0.125(m 2 )
4
Diện tích bề mặt lọc:
Q 600
S= = = 7,1(m 2 )
v × η 100 × 85%

Với: v – cường độ lọc bụi, do yêu cầu của loại vải và khả năng xử lý mà
chọn v khác nhau, v = 15 – 200 m3/m2.h, chọn v = 100 m3/m2.h.
 Số túi vải lọc:
S 7,1
n= = = 57(túi )
S t 0,125

Do vấn đề chế tạo mô hình nên chọn số túi vải cho phù h ợp. Ch ọn s ố túi thi ết k ế
gồm cả nhũng túi hoàn lưu là 9 (túi)
 Trở lực của thiết bị:
∆p = A × v n ( N / m 2 )

Trong đó:
A = 0,25 – 25: – Hệ số thực nghiệm đối với từng loại vải, k ể đ ến đ ộ
bào mòn, bẩn… Chọn A = 4.
n = 1,25 – 1,3: - hệ số thực nghiệm. Chọn n = 1,3.
Với: A = 4; n = 1,3 ta có:
∆p = A × v n = 4 × 901,3 = 1388,6( N / m 2 )

Theo “Ô nhiễm không khí và xử lý khí thải – tập 2” – Gs.Ts Trần Ngọc Chấn ta có:
trở lực của thiết bị từ 1265 – 1400 (N/m 3), chọn trở lực của thiết bị bằng 1400
(N/m3).
 Thời gian lọc : Chọn thời gian rung lắc 1 đơn nguyên khoảng 1 phút, quá trình
lọc khoảng 9 phút, còn cả chu trình làm việc khoảng 10 phút.
 Tính lượng bụi thu được :
Lượng hệ khí đi vào thiết lọc bụi túi vải:
Gv = Q × ρ k = 600 × 1,01 = 606(kg / h)

Nồng độ bụi trong hệ khí tính theo phần trăm khối lượng đi vào thi ết b ị l ọc b ụi
túi vải:
Nhóm 4-DHMT2 Page 21
Tính toán thiết kế hệ thống lọc bụi kết hợp giữa xyclon và túi vải
công suất 10m3/min


C v 2,444.10 −3
yv = = = 0,24(%)
ρk 1,01

Nồng độ bụi trong hệ khí tính theo phần trăm khối lượng đi ra khỏi thiết bị:
y r = y v × (1 − η ) = 0,24 × (1 − 0,85) = 0.036(%)

Lượng hệ khí đi ra khỏi thiết bị:
100 − y v 100 − 0,24
G r = Gv × = 606 = 604,76(kg / h)
100 − y r 100 − 0,036

Lưu lượng khí sạch hoàn toàn:
100 − y v 100 − 0,24
G s = Gv × = 604,76 × = 603,31(kg / h)
100 100
Lượng bụi thu được:
Gb = Gv − Gr = 606 − 603,31 = 2,69(kg / h)

Tính toán thiết bị: (tính toán phù hợp theo mô hình phòng thí nghiệm)
Mô hình gồm 9 túi vải, phân bố túi vải làm 3 hàng, mỗi hàng 3 túi.
Chọn khoảng cách:
Giữa các túi là d1 = 40mm,
-

Giữa các hàng là d2 = 40mm,
-

Giữa túi vải ngoài cùng đến mặt trong của thiết bị là d3 = 50mm.
-

Chiều rộng thiết bị:
B = 3. Dt + 2. d1 + 2. d3 = 3. 60 + 2. 40 + 2. 50 = 360 (mm)
L = 3. Dt + 2. d2 + 2. d3 = 3. 60 +2. 40 + 2. 50 = 360(mm)
Chiều cao thiết bị:
H = H 1 + H2 + H3
Với:
H1: chiều cao bộ phận lọc, H1 = 600 (mm)
H2: chiều cao tạo bộ phận chấn động trên túi vải, thường lấy H2 = 150 (mm),
H3: chiều cao bộ phận thu hồi bụi, tùy theo lượng bụi và th ời gian c ần thu
hồi, thường H3= 0 – 1,5m; chọn H3 = 650 (mm) (chiều cao phần phễu là 350mm,
phần chứa là 300mm)
Vậy H = 600 + 150 + 650 = 1400(mm) = 1,4 (m).

Nhóm 4-DHMT2 Page 22
Tính toán thiết kế hệ thống lọc bụi kết hợp giữa xyclon và túi vải
công suất 10m3/min


Chiều dày của thiết bị: do thiết bị hoạt động ở áp suất th ường nên có th ể không
cần tính đến chiều dày thân của thiết bị, chọn chiều dày thân bằng 3 (mm).
Chọn vật liệu là thép cacbon (CT 13) để chế tạo thiết bị.
Phương pháp tái sinh bụi:
Vì là mô hình nên để đơn giản và dễ sử dụng, nhóm đưa ra ph ương pháp rủ bụi
trên vải lọc bằng cơ học.
Mô tả:
Ta dùng cơ cấu trục nâng, trục có gắn các túi vải, dùng ròng rọc kéo trục lên
khoảng 7-10cm, sau đó thả tự do xuống,bụi bám vào các túi vải sẽ rơi vào buồng
thu bụi, đảm bảo hệ thống an toàn (Theo “Ô nhiễm không khí và xử lý khí thải –  
tập 2” – Gs.Ts Trần Ngọc Chấn)
2.5. ỐNG KHÓI.
Vì lý do làm mô hình, nên để cho phù hợp ta có thể chọn các thông số của ống
khói như sau:
Chọn vận tốc khí trong ống khói 15 (m/s)
Q 0.17
D0 k = = = 0.12 m
0,785 × v 0.785 × 15
Chọn chiều cao ống khói 0.4m
Chọn chiều dày đướng ống 3mm

3. KẾT LUẬN.
Trong quá trình thực hiện đề tài,mắc dù nhóm đã rất cố gắng nh ưng thi ếu sót là
điều không thể tránh khỏi. Mong thầy và các bạn góp ý để nhóm sữa chữa để đề tài
hoàn thiện hơn.
Cảm ơn Thầy Thái Vũ Bình và các bạn trong l ớp đã góp ý ki ến trong th ời gian qua
để nhóm hoàn thành đề tài tốt hơn.
Xin chân thành cảm ơn!




Nhóm 4-DHMT2 Page 23
Tính toán thiết kế hệ thống lọc bụi kết hợp giữa xyclon và túi vải
công suất 10m3/min




TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Ô nhiễm không khí và xử lý khí thải tập 1,2,3 – GS. Trần Ngọc Chấn – NXB
Khoa học và kỹ thuật.
[2]. Kỹ thuật thông gió – GS. Trần Ngọc Chấn – NXB Xây dựng.
[3]. Kỹ thuật xử lý khí thải công nghiệp – PGS.PTS Phạm Văn Bôn.
[4]. Kỹ thuật môi trường – Dự án giáo dục và dạy nghề (VTEP) – 2008.




Nhóm 4-DHMT2 Page 24
Đề thi vào lớp 10 môn Toán |  Đáp án đề thi tốt nghiệp |  Đề thi Đại học |  Đề thi thử đại học môn Hóa |  Mẫu đơn xin việc |  Bài tiểu luận mẫu |  Ôn thi cao học 2014 |  Nghiên cứu khoa học |  Lập kế hoạch kinh doanh |  Bảng cân đối kế toán |  Đề thi chứng chỉ Tin học |  Tư tưởng Hồ Chí Minh |  Đề thi chứng chỉ Tiếng anh
Theo dõi chúng tôi
Đồng bộ tài khoản