Tiểu Luận: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ BỤI BẰNG CYCLON KẾT HỢP LỌC BỤI TAY ÁO

Chia sẻ: chipbia

Yêu cầu đặt ra đối với việc tính toán thiết kế hoặc chọn lựa xiclon phải đáp ứng các thông số kỹ thuật quan trọng sau đây: lưu lượng khí cần lọc, hiệu quả lọc, tổn thất áp suất, diện tích và không gian chiếm chỗ và giá thành thiết bị. Thông thường người ta ưu tiên lựa chọn loại xiclon có lưu lượng phù hợp đồng thời có hiệu quả lọc cao và tổn thất áp suất bé. Trên cơ sở đó các nhà khoa học nghiên cứu thiết kế và chế tạo xiclon luôn tìm cách xác định...

Bạn đang xem 7 trang mẫu tài liệu này, vui lòng download file gốc để xem toàn bộ.

Nội dung Text: Tiểu Luận: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ BỤI BẰNG CYCLON KẾT HỢP LỌC BỤI TAY ÁO

KỸ THUẬT KHỐNG CHẾ Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ VÀ TIẾNG ỒN




BỘ CÔNG THƯƠNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIÊP TP.HCM

VIỆN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ VÀ QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG





Môn học:

KỸ THUẬT KHỐNG CHẾ Ô NHIỄM KHÔNG
KHÍ VÀ TIẾNG ỒN


Chuyên đề:

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ BỤI
BẰNG CYCLON KẾT HỢP LỌC BỤI TAY ÁO




TP.Hồ Chí Minh, tháng 07 năm 2010



GVHD: TH.S THÁI VŨ BÌNH
SVTH: NHỮ VĂN CHIẾN Page 1
KỸ THUẬT KHỐNG CHẾ Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ VÀ TIẾNG ỒN




Mục lục

Nhận xét của giáo viên .......................................................................................... 3
CHƢƠNG I: TỔNG QUAN VỀ CYCLON VÀ LỌC BỤI TAY ÁO ................. 4
I. TỔNG QUAN VỀ CYCLON ...................................................................... 4
1. Thiết bị lắng bụi kiểu quán tính ............................................................... 4
2. Cyclon....................................................................................................... 4
3. Ƣu nhƣợc điểm của cyclon....................................................................... 7
II. TỔNG QUAN VỀ LỌC BỤI TAY ÁO ......................................................... 7
1. Giới thiệu ..................................................................................................... 7
2. Nguyên lý hoạt động....................................................................................... 8
CHƢƠNG II: TÍNH TOÀN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ BỤI CÔNG
SUẤT 100 m2/phút, C=650 mg/m3N ................................................................... 9
I. CÁC THÔNG SỐ ĐẦU VÀO........................................................................ 9
II. YÊU CẦU ĐẦU RA ...................................................................................... 9
SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ ................................................................... 9
III.
IV. TÍNH TOÁN.............................................................................................. 10
1. CYCLON ...................................................................................................... 10
2. TÚI LỌC TAY ÁO ....................................................................................... 11
CHƢƠNG III: TÔNG KẾT ................................................................................ 13




GVHD: TH.S THÁI VŨ BÌNH
SVTH: NHỮ VĂN CHIẾN Page 2
KỸ THUẬT KHỐNG CHẾ Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ VÀ TIẾNG ỒN



Nhận xét của giáo viên


..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................




GVHD: TH.S THÁI VŨ BÌNH
SVTH: NHỮ VĂN CHIẾN Page 3
KỸ THUẬT KHỐNG CHẾ Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ VÀ TIẾNG ỒN




CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ CYCLON VÀ LỌC BỤI TAY ÁO
I. TỔNG QUAN VỀ CYCLON
1. Thiết bị lắng bụi kiểu quán tính

 Nguyên lý cơ bản đƣợc áp dụng để chế tạo thiết bị XL bụi kiểu quán tính
là làm thay đổi chiều hƣớng chuyển động của dòng khí một cách liên tục,
lặp đi lặp lại bằng nhiều loại vật cản có hình dáng khác nhau.

 Khi dòng đổi hƣớng chuyển động thì bụi do có sức quán tính lớn sẽ giữ
hƣớng chuyển động ban đầu của mình và va đập vào các vật cản rồi bị
giữ lại ở đó hoặc mất động năng và rơi xuống đáy thiết bị.

2. Cyclon

Thiết bị lọc bụi ly tâm kiểu đứng thƣờng đƣợc gọi là xiclon có cấu tạo
rất đa dạng, nhƣng về nguyên tắc cơ bản gồm các bộ phận sau.




Không khí đi vào thiết bị theo ống 1 nối theo phƣơng tiếp tuyến
với thân hình trụ đứng 2. Phần dƣới thân hình trụ có phễu 3 và dƣới cùng
là ống xả bụi 4. Bên trong thân hình trụ có ống thoát khí sạch 5.
GVHD: TH.S THÁI VŨ BÌNH
SVTH: NHỮ VĂN CHIẾN Page 4
KỸ THUẬT KHỐNG CHẾ Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ VÀ TIẾNG ỒN



NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC
- Không khí sẽ chuyển động xoáy ốc bên trong thân hình trụ của xiclon và
khi chạm vào ống đáy hình phễu, dòng không khí bị dội ngƣợc trở lên
nhƣng vẫn giữ đƣợc chuyển động xoáy ốc rồi thoát ra ngoài qua ống 5.
- Trong dòng chuyển động xoáy ốc, các hạt bụi chịu tác dụng bởi lực ly
tâm làm cho chúng có xu hƣớng tiến dần về phía thành ống của thân hình
trụ rồi chạm vào đó, mất động năng và rơi xuống đáy phễu. Trên ống xả 4
ngƣời ta có lắp van 6 để xả bụi.
CÁCH CHỌN CYCLON
- Yêu cầu đặt ra đối với việc tính toán thiết kế hoặc chọn lựa xiclon phải
đáp ứng các thông số kỹ thuật quan trọng sau đây: lƣu lƣợng khí cần lọc,
hiệu quả lọc, tổn thất áp suất, diện tích và không gian chiếm chỗ và giá
thành thiết bị.
- Thông thƣờng ngƣời ta ƣu tiên lựa chọn loại xiclon có lƣu lƣợng phù hợp
đồng thời có hiệu quả lọc cao và tổn thất áp suất bé. Trên cơ sở đó các
nhà khoa học nghiên cứu thiết kế và chế tạo xiclon luôn tìm cách xác
định tỷ lệ kích thƣớc hợp lý của xiclon.
CÁC DẠNG TỔNG HỢP CỬA CYCLON

Lắp nối tiếp hai xiclon cùng loại:

Khi hai xiclon cùng loại lắp nối tiếp nhau thì hiệu quả lọc của hệ thống sẽ
cao hơn từng xiclon riêng lẻ. Sự tăng hiệu quả lọc của hệ thống hai xiclon
lắp nối tiếp đáng xem xét là hiệu quả lọc theo cỡ hạt chứ không phải là
hiệu quả lọc tổng cộng.

Lắp song song hai hay nhiều xiclon cùng loại

Hiệu quả lọc của xiclon tăng khi lƣu lƣợng tăng hoặc nếu lƣu lƣợng không
đổi thì hiệu quả lọc tăng khi đƣờng kính của xiclon giảm. Cả hai trƣờng
hợp tổn thất áp suất đều tăng.
GVHD: TH.S THÁI VŨ BÌNH
SVTH: NHỮ VĂN CHIẾN Page 5
KỸ THUẬT KHỐNG CHẾ Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ VÀ TIẾNG ỒN



Xiclon chùm

Đây là tổ hợp của nhiều xiclon kiểu đứng – tức kiểu chuyển động ngƣợc
chiều có đƣờng kính bé lắp song song trong một thiết bị hoàn chỉnh, gọi là
xiclon chùm.

Số lƣợng các xiclon con trong xiclon chùm có thể lên đến hàng trăm chiếc
tùy theo năng suất của thiết bị.

Hiệu quả lọc của xiclon chùm bằng hiệu quả lọc của từng xiclon riêng
biệt,

Tổn thất áp suất chung của cả hệ thống bằng tổn thất áp suất của một
xiclon con.

Lƣu lƣơng của hệ thống bằng tổng lƣu lƣợng của tất cả các xiclon con.




DÃY CYCLONE




GVHD: TH.S THÁI VŨ BÌNH
SVTH: NHỮ VĂN CHIẾN Page 6
KỸ THUẬT KHỐNG CHẾ Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ VÀ TIẾNG ỒN



3. Ƣu nhƣợc điểm của cyclon
 Ƣu điểm

Không có phần chuyển động
Có thể làm việc ở nhiệt độ cao (đến 5000C)
Có khả năng thu hồi vật liệu mài mòn mà không cần bảo vệ bề mặt
cyclon
Thu hồi bụi ở dạng khô
Trở lực hầu nhƣ cố định và không lớn (250 – 1500N/m2)
Làm việc tốt ở áp suất cao
Chế tạo đơn giản, rẻ;
Năng suất cao
Hiệu quả không phụ thuộc vào sự thay đổi nồng độ bụi
 Nhƣợc điểm

Hiệu quả xử lý kém khi bụi có kích thƣớc < 5μm.

Không thể thu hồi bụi kết dính.



TỔNG QUAN VỀ LỌC BỤI TAY ÁO
II.
1. Giới thiệu

Thiết bị lọc bụi kiểu túi vải đƣợc sử dụng rất phổ biến cho các loại bụi
mịn, khô khó tách khỏi không khí nhờ lực quán tính và ly tâm.




GVHD: TH.S THÁI VŨ BÌNH
SVTH: NHỮ VĂN CHIẾN Page 7
KỸ THUẬT KHỐNG CHẾ Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ VÀ TIẾNG ỒN



2. Nguyên lý hoạt động

Để lọc ngƣời ta cho luồng
không khí nhiễm bụi đi qua các
túi vải, túi vải sẽ ngăn các hạt
bụi lại và để không khí đi thoát qua. Túi vải

Các hạt bụi có kích thƣớc lớn, khối lƣợng của
chúng lớn, chịu ảnh hƣởng của lực quán tính nên
Phần thu bụi
duy trì các hạt bụi chuyển động theo hƣớng
thẳng. Tuy nhiên chúng khắc phục trở lực ma sát của dòng
để va chạm vào các sợi và bám trên đó.

Các hạt bụi có kích thƣớc nhỏ bị dòng khí cuốn theo và chuyển đọng bao
quanh sợi. Sở dĩ các hạt này vẫn có thể va đập vào sợi là do chuyển động
nhiệt, còn ảnh hƣởng của các lực quán tính thì nhỏ nên các hạt đó vẫn bám
vào sợi.

Các hạt bụi nhỏ và nhẹ dễ bị dòng khí cuốn theo qua khe hở giữa các sợi
vải. Hạt bụi có kích thƣớc càng nhỏ, hạt bụi càng dễ bị lệch ra khỏi quỹ đạo
chuyển động càng xa. Do vậy khi dòng khí chứa bụi ở gần sợi các hạt bụi
có thể chạm vào bề mặt sợi dƣới tác dụng của chuyển động nhiệt và lắng
trên bề mặt sợi.




GVHD: TH.S THÁI VŨ BÌNH
SVTH: NHỮ VĂN CHIẾN Page 8
KỸ THUẬT KHỐNG CHẾ Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ VÀ TIẾNG ỒN




CHƯƠNG II: TÍNH TOÀN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ BỤI CÔNG
SUẤT 100 m2/phút, C=650 mg/m3N
CÁC THÔNG SỐ ĐẦU VÀO
I.

Lƣu lƣợng cần phải xủ lí là Q =100m3/phut=1,667m3/s

Khối lƣợng riêng của hạt bụi Pb=900Kg/m3

Nồng độ bụi C=650 mg/m3N

Khối lƣợng riêng của không khí Pg=1,01 Kg/m3

Nhiệt độ khí đầu vào T0=350



YÊU CẦU ĐẦU RA
II.
QCVN:19:2000 đối với bụi này là 100 mg/m3N


SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ
III.




Hệ thống
thu khí




Lọ c b ụ i
Bơm
ống
cyclon
áp lực
tay áo
khói




Sơ đồ công nghệ xử lý bụi bằng cyclon kết hợp lọc túi vải

GVHD: TH.S THÁI VŨ BÌNH
SVTH: NHỮ VĂN CHIẾN Page 9
KỸ THUẬT KHỐNG CHẾ Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ VÀ TIẾNG ỒN



IV. TÍNH TOÁN
1. CYCLON
Xác định D: Nồng độ tối đa cho phép trong TCVN theo hệ thống số dùng
thải,hệ số nguồn tiếp nhận

Ta có:Cmax=C.Kp.kv=650.1,08=520 (mg/Nm3) Vƣợt QCVN 19:2009 là
30%

Lƣu lƣợng lớn :1000 m3/ph → sử dung cyclone năng suất cao.

Tính D: cho v = 25m/s

= 0,07 m2
→WH=
v=

Năng suất cao: 0,75. 0,375. D2 =0,07 ↔ D= 0,499= 0,5

Vận tốc dòng khí vào cyclon: Vi = V = 25m/s

Số vòng quay:

Ne= (Lb + )= ) = 3,667 ( vòng)


Thời gian lƣu của hạt bụi trong cyclone:

∆t = π.D. = = 0,24 (s)

Vận tốc dòng khí trong cyclone:

Vt = = = 0,78(m/s)


Đƣờng kính hạt bụi nhỏ nhất bị thu giữ:

]1/2= [ ]1/2=1,11.10-5 (m)
Dp=[


GVHD: TH.S THÁI VŨ BÌNH
SVTH: NHỮ VĂN CHIẾN Page 10
KỸ THUẬT KHỐNG CHẾ Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ VÀ TIẾNG ỒN



Vận tốc dòng khí ra khỏi cyclone:

( )
()
Vt =

Đƣờng kính hạt bụi bị thu giữ 50%:

1/2 1/2
Dpc=[ = =


Hiệu suất thu giữ đối với hạt bụi bất kỳ:

nj = 2
( )



j µm dpj/ µm dpj/dpc nj mi/µ % nj.mj/µ %
0→2
1 1 0,124 0,015 1 0,015
2→4
2 3 0,37 0,122 9 1,098
4→6
3 5 0,62 0,278 10 2,78
6→10
4 8 0,99 0,498 30 14,94
10→18
5 14 1,73 0,75 30 22,5
18→36
6 24 2,98 0,898 14 12,572
30→50
7 40 4,968 0,961 5 4,805
50→100
8 75 9,316 0,988 1 0,988
59,7%

Suy ra hiệu suất thu giữ bụi với cyclone này là: 59,7%




2. TÚI LỌC TAY ÁO

Khí bụi sau khi bụi đi qua cyclone nồng độ còn lại

C = 650 - (650 *59,7%) =262 mg/m3

Lƣu lƣợng và các yếu tố khác không đổi không đổi.


GVHD: TH.S THÁI VŨ BÌNH
SVTH: NHỮ VĂN CHIẾN Page 11
KỸ THUẬT KHỐNG CHẾ Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ VÀ TIẾNG ỒN




Hiệu suất: ῃ=

Với nhiệt độ 350C nên ta chọn vải tổng hợp do có các đặc tính: chống axit tốt;
chống kiềm tốt; chống rách tốt; giá thành thấp nên chọn vải sợi tổng hợp
polypropylene.

Tổng diện tích bề mặt túi vải:
2
Ac =

Đƣờng kính túi lọc phổ biến là 135→220mm ta chọn d= 0,19m

Chọn h = 3,5m

Diện tích bề mặt túi vải:

Ab = πdh = 3,14.0,19.3,5=2,0881 m2

Số túi vải lọc =

Chọn số túi 660 túi nên ta chọn 10 đơn nguyên với mỗi đơn nguyên là 66 túi.

Chọn d1=0,21 m ; d2 = 0,17m ; d3 = 0,19m ; n1= 11 ; n2 = 6

Chiều rộng: B = d.n1+ (n1-1)d1+ 2d3=0,19.4+ (4-1).0,21 +2.0,19= 1,77m

Chiều dài: L = d.n2 +(n2-1)d2 + 2d3 = 0.19.8 + 7.0,17+2.0,19 = 3m

Diện tích bề mặt thiết bị:

S = B.L =3.1,77 = 5,31m2

Chiều cao thiết bị: H1 = h = 3,5m

H2 =1/6h= 1,667m

H3 = 1/2h = 1,75m

H = H1+H2+H3= 3,5 +1,667 +1,75 = 6,4167m

Tỷ lệ lƣợng khí cần hoàn nguyên:

(A/C)net =


GVHD: TH.S THÁI VŨ BÌNH
SVTH: NHỮ VĂN CHIẾN Page 12
KỸ THUẬT KHỐNG CHẾ Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ VÀ TIẾNG ỒN



CHƯƠNG III: TÔNG KẾT
Công nghệ xử lí bụi bằng cyclon kết hợp lọc tay áo với lƣu lƣợng đầu
Q = 6000 m2/h Có giá thành tƣơng đố thấp cơ chế vận hành dễ dàng, thu
hồi gần nhƣ hoàn toàn bụi phát sinh.
Công nghệ này thƣờng đƣợc sử dụng rộng nhờ khả năng gữi bui của nó
với các hạt đƣờng kính hạt cỡ um và giá thành của nó.
Khuyết điểm của công nghệ này khó xủ lý bụi có tính kết dính nhiệt độ
cao có tính dễ cháy nổ.
Vì vậy khi lựa chọn một thiết bị xử lý bụi ta phải hết sức cân nhắc đếm
nhiều yêu tố
Kinh tế kĩ thuật xã hội.




GVHD: TH.S THÁI VŨ BÌNH
SVTH: NHỮ VĂN CHIẾN Page 13
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