Áp dụng thử nghiệm vòi phun sương sủi bọt chế tạo trong nước trong hệ thống phun sương dập bụi máy kẹp công ty CP khai thác đá và sản xuất vật liệu xâu dựng Cẩm Phả, Quảng Ninh

Kt qu nghiên cu KHCN<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> AÙp duïng thöû nghieäm<br /> voøi phun söông suûi boït cheá taïo trong nöôùc<br /> trong heä thoáng phun söông daäp buïi maùy keïp haøm, Coâng ty CP<br /> khai thaùc ñaù vaø saûn xuaát vaät lieäu xaây döïng Caåm Phaû, Quaûng Ninh<br /> Nguyên Th<br /> ng Li, Ngô Quc Khánh, Trân Huy Toàn<br /> Viên Nghiên cu KHKT Bo h lao đng<br /> <br /> TÓM TẮT trong không khí lâu hơn. Hạt bụi Theo lý thuyết, hiệu suất thu<br /> ài báo giới thiệu càng nhỏ thì thời gian tồn tại bắt bụi tỷ lệ thuận với hệ số thu<br /> <br /> B phương án thiết kế kỹ<br /> thuật hệ thống phun<br /> sương dập bụi máy kẹp hàm<br /> của chúng trong không khí càng<br /> lâu [5], [6], [7].<br /> Hiện nay, trên thế giới, giải<br /> bắt bụi của từng hạt sương<br /> đơn lẻ (η’s), lưu lượng thể tích<br /> của sương (Vs), chiều dài làm<br /> việc của luồng sương (L) và tỷ<br /> thuộc tổ hợp máy nghiền sàng pháp phun sương vẫn đang<br /> công suất 120m3/h, công ty CP được khuyến cáo và thực tế lệ nghịch với lưu lượng không<br /> khai thác đá và sản xuất vật liệu đang được áp dụng phổ biến khí chứa bụi (Vkk) đi qua luồng<br /> xâu dựng (VLXD) Cẩm Phả, trong ngành khai thác và chế sương, đường kính trung bình<br /> Quảng Ninh. Vòi phun sương biến khoáng sản; khai thác và của hạt sương (d).<br /> sủi bọt được sử dụng trong hệ chế biến đá; khai thác, chế biến Chất lượng vòi phun sương<br /> thống phun sương là sản phẩm và sử dụng than…. là yếu tố đầu tiên quyết định sự<br /> của đề tài mã số 214/04/TLĐ, Hiệu suất thu bắt bụi tổng thành công của giải pháp phun<br /> do Viện Nghiên cứu KHKT Bảo quát của giải pháp phun sương sương dập bụi. Đề tài “Nghiên<br /> hộ lao động chủ trì. Hệ thống dập bụi được mô tả bằng công cu, thit k ch to và áp<br /> phun sương làm việc đạt hiệu thức sau đây ([3], [4]): dng vòi phun sng<br /> suất dập bụi là 89,7% tại nguồn nguyên lý si b t trong ch<br /> phát sinh bụi. Ước tính chi phí bin đá”, mã số 214/04/TLĐ<br /> xử lý bụi là 100đ/m3 đá sản do Viện Nghiên cứu KHKT Bảo<br /> phẩm, chiếm khoảng 0,06% giá hộ lao động chủ trì nhằm mục<br /> xuất xưởng 1m3 đá tại công ty tiêu chế tạo được loại vòi phun<br /> Trong đó, chất lượng cao.<br /> (đã bao gồm thuế GTGT).<br /> Vs – Lưu lượng (thể tích) Kết quả đo đạc, đánh giá<br /> ĐẶT VẤN ĐỀ nước của luồng sương, m3/s trong phòng thí nghiệm cho<br /> Quá trình khai thác và chế L – Chiều dài làm việc của thấy, vòi phun sương sủi bọt do<br /> biến đá làm phát sinh bụi với luồng sương, m. đề tài nghiên cứu, chế tạo, có<br /> kích thước hạt dao động trong η’s – Hiệu suất thu bắt bụi chất lượng sương tương<br /> khoảng rộng từ 10 đến 1000µm. của một hạt sương đơn lẻ, % đương với chất lượng sương<br /> Những hạt bụi lớn (>100µm) sẽ d – Đường kính trung bình của các vòi phun cùng loại trên<br /> lắng xuống trong thời gian rất của hạt sương, m thế giới, đường kính trung bình<br /> ngắn dưới tác dụng của lực Sauter SMD của hạt sương ở<br /> trọng trường. Những hạt bụi Vkk – Lưu lượng (thể tích) các chế độ đánh tơi nước tốt<br /> nhỏ (≤100µm) tồn tại lơ lửng không khí chứa bụi, m3/s nhất có thể đạt từ 25,5 -<br /> <br /> <br /> Taïp chí Hoaït ñoäng KHCN An toaøn - Söùc khoûe & Moâi tröôøng lao ñoäng, Soá 4,5&6-2016 3<br />  Kt qu nghiên cu KHCN<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> 19,7μm, góc côn của luồng việc tổ chức phun sương dập xuất VLXD Cẩm Phả được biểu<br /> sương là 20 – 220, chiều dài tối bụi tại điểm xả liệu. Bố trí 3 vòi diễn trong Hình 1 và 2.<br /> đa của luồng sương là 1500 - phun: i) Một vòi phun, chếch<br /> 2. THỬ NGHIỆM CÁC CHẾ<br /> 2000mm [1]. 300, hướng từ trên xuống lòng<br /> băng tải, có tác dụng vừa dập ĐỘ LÀM VIỆC CỦA VÒI PHUN<br /> Trên cơ sở đó, đề tài đã SƯƠNG<br /> triển khai áp dụng thử nghiệm bụi phát sinh vừa làm ẩm đá,<br /> vòi phun trong hệ thống phun giảm khả năng phát sinh trong Đề tài đã tiến hành thử<br /> sương dập bụi máy kẹp hàm, quá trình vận chuyển đá trên nghiệm các chế độ làm việc của<br /> thuộc tổ hợp nghiền sàng năng băng tải và trong quá trình vòi phun sương sủi bọt ở áp<br /> suất 120m3/h, Công ty CP khai nghiền tinh ở máy nghiền côn. suất khí nén: 0,3MPa; 0,4MPa<br /> thác và sản xuất VLXD Cẩm ii) Hai vòi phun ngang, hướng và 0,5MPa. Điều chỉnh lưu<br /> Phả, Quảng Ninh. vào trong hầm, có tác dụng chủ lượng khí nén và lưu lượng<br /> yếu dập bụi phát sinh do quá nước, rồi quan sát bằng mắt<br /> I. HỆ THỐNG PHUN SƯƠNG<br /> trình xả đá vừa nghiền xong từ khả năng dập bụi của các vòi<br /> DẬP BỤI MÁY KẸP HÀM<br /> máy kẹp hàm xuống băng tải. phun để xác định các chế độ<br /> Máy kẹp hàm có 2 nguồn Mặt bằng, các mặt cắt và sơ làm việc tốt nhất ở các áp suất<br /> bụi là phễu nạp liệu và phễu ra đồ không gian hệ thống phun khác nhau. Ứng với mỗi áp suất<br /> liệu (điểm xả liệu từ máy kẹp sương dập bụi máy kẹp hàm, khí nén, xác định được một chế<br /> hàm xuống băng tải). công ty CP khai thác và sản độ làm việc tốt nhất. Tiến hành<br /> Tại phễu nạp liệu bố trí 2 vòi<br /> phun, chếch 450, hướng từ trên<br /> xuống dưới, vừa có tác dụng<br /> làm ẩm đá hộc, hạn chế khả<br /> năng phát sinh bụi trong quá<br /> trình nghiền đá vừa có tác<br /> dụng dập bụi phát sinh, phát<br /> tán trong không khí, trong đó,<br /> làm ẩm vật liệu là chức năng<br /> chính của 2 vòi phun này. Nhờ<br /> có 2 vòi phun này, lượng bụi<br /> phát sinh trong quá trình<br /> nghiền đá trong máy kẹp hàm<br /> sẽ giảm do vật liệu đã được<br /> làm ẩm trước.<br /> Điểm xả liệu từ máy kẹp<br /> hàm xuống băng tải được bố trí<br /> trong hầm hình hộp chữ nhật<br /> ngay phía dưới máy kẹp hàm,<br /> có 5 mặt được làm kín. Mặt hở<br /> duy nhất là lối ra của băng tải,<br /> vận chuyển đá < 10mm từ máy<br /> kẹp hàm đến máy nghiền côn.<br /> Kích thước mặt hở là 1200 x<br /> 1400mm. Không chịu ảnh<br /> hưởng của gió ngang là điều Hình 1: Mt bng, các mt c<br /> t ca h thng<br /> kiện thuận lợi rất cơ bản cho phun sng dp bi máy kp hàm<br /> <br /> <br /> 4 Taïp chí Hoaït ñoäng KHCN An toaøn - Söùc khoûe & Moâi tröôøng lao ñoäng, Soá 4,5&6-2016<br />  Kt qu nghiên cu KHCN<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> xác định lưu lượng khí nén và<br /> lưu lượng nước tương ứng với<br /> các chế độ làm việc tốt nhất.<br /> Lưu lượng nước và lưu<br /> lượng khí thực tế ở tất cả các<br /> chế độ áp suất khí nén đều<br /> thấp hơn so với tính toán lý<br /> thuyết. Lưu lượng khí thực tế<br /> thấp hơn từ 35 đến 47% so với<br /> tính toán, trong khi đó, lưu<br /> lượng nước thực tế thấp hơn<br /> từ 36 đến 42%. Tỷ lệ khí/lỏng ở<br /> cả 3 chế độ làm việc là 0,03<br /> tương đương thông số tính<br /> toán (xem Bảng 1).<br /> Khuyến cáo sử dụng vòi<br /> phun ở áp suất 0,5MPa và lưu<br /> lượng nước là 1,05l/ph, nhằm<br /> mục đích nâng cao hiệu suất thu<br /> Hình 2: S đ không gian h thng bắt bụi. Các thông số làm việc<br /> phun sng dp bi máy kp hàm của vòi phun sương như sau:<br /> - Áp suất khí nén: P =<br /> 0,5MPa<br /> - Lưu lượng khí nén: QG<br /> =25l/ph<br /> - Lưu lượng nước: QL =<br /> 1,05l/ph<br /> - Tỷ lệ khí/lỏng: GLR = 0,03<br /> - Đường kính trung bình<br /> <br /> Bng 1. So sánh các thông s k thut ca vòi phun theo thc t và tính toán  các ch đ làm<br /> vic tt nht<br /> <br /> Löu löôïng khí neùn, Löu löôïng nöôùc,<br /> AÙp Tyû leä khí/loûng<br /> (l/ph) (l/ph)<br /> suaát,<br /> (Mpa) Tính Sai Tính Sai Tính Sai<br /> Thöïc teá Thöïc teá Thöïc teá<br /> toaùn leäch toaùn leäch toaùn leäch<br /> <br /> 0,3 21,00 28,41 -0,35 0,84 1,14 -0,36 0,03 0,03 0<br /> <br /> 0,4 23,00 32,80 -0,43 0,92 1,31 -0,42 0,03 0,03 0<br /> <br /> 0,5 25,00 36,67 -0,47 1,05 1,47 -0,40 0,03 0,03 0<br /> <br /> <br /> <br /> Taïp chí Hoaït ñoäng KHCN An toaøn - Söùc khoûe & Moâi tröôøng lao ñoäng, Soá 4,5&6-2016 5<br />  Kt qu nghiên cu KHCN<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Sauter: SMD = 42μm 3.2. Kết quả phân tích mẫu<br /> - Góc côn của luồng sương: 20 – 220 a. Nồng độ bụi tại khu vực<br /> - Chiều dài làm việc hiệu quả của luồng sương: 800 - 1200mm xung quanh đầu ra của băng tải<br /> (điểm xả liệu từ máy kẹp hàm<br /> 3. LẤY MẪU VÀ PHÂN TÍCH NỒNG ĐỘ BỤI TRƯỚC VÀ SAU xuống băng tải):<br /> KHI CHẠY HỆ THỐNG PHUN SƯƠNG<br /> Kết quả xác định nồng độ<br /> 3.1. Sơ đồ lấy mẫu bụi bụi tại các vị trí xung quanh đầu<br /> Sơ đồ lấy mẫu được biểu diễn trong Hình 3. ra của băng tải được tập hợp<br /> trong Bảng 2.<br /> b. Nồng độ bụi tại vị trí làm<br /> việc của người lao động:<br /> Kết quả xác định nồng độ<br /> bụi tại vị trí làm việc của người<br /> lao động nhặt rác trên băng tải<br /> được tập hợp trong Bảng 3.<br /> <br /> 4. ĐÁNH GIÁ HỆ THỐNG<br /> PHUN SƯƠNG<br /> 4.1. Hiệu suất dập bụi:<br /> Hiệu suất dập bụi tại nguồn<br /> được tính bằng công thức:<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Trong đó,<br /> η – Hiệu suất dập bụi tại<br /> nguồn, %<br /> Hình 3. S đ ly mu bi<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> nh 1. Khi h thông phun sng không làm vic nh 2. Khi h thng phun sng làm vic<br /> <br /> <br /> 6 Taïp chí Hoaït ñoäng KHCN An toaøn - Söùc khoûe & Moâi tröôøng lao ñoäng, Soá 4,5&6-2016<br />  Kt qu nghiên cu KHCN<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Bng 2. Nng đ bi ti các v trí xung quanh đ!u ra ca băng ti Ctr – Nồng độ bụi trung bình<br /> tại khu vực xung quanh nguồn<br /> Noàng ñoä buïi, mg/m3 bụi khi không chạy hệ thống<br /> TT Vò trí<br /> Laàn 1 Laàn 2 Tr.bình phun sương, mg/m3<br /> 1 Khoâng chaïy heä thoáng phun söông Cs – Nồng độ bụi trung bình<br /> Ñaàu ra baêng taûi beân traùi (Caïnh ñoäng tại khu vực xung quanh nguồn<br /> 1.1 811,4 615,9 bụi khi chạy hệ thống phun<br /> cô ñieän cuûa maùy keïp haøm) - M1<br /> sương, mg/m3<br /> Ñaàu ra baêng taûi beân traùi (Caïnh ñoäng<br /> 1.2 678,1 522,2 Thay các giá trị trong Bảng 2<br /> cô ñieän cuûa maùy keïp haøm) - M2<br /> 383,7 vào công thức (2), xác định<br /> Ñaàu ra baêng taûi beân phaûi (Caïnh caàu được hiệu suất dập bụi tại<br /> 1.3 211,4 50,9<br /> thang leân saøn) – M3 nguồn của hệ thống phun<br /> Ñaàu ra baêng taûi beân phaûi (Caïnh caàu sương là:<br /> 1.4 76,2 103,4<br /> thang leân saøn) – M4<br /> <br /> 2 Chaïy heä thoáng phun söông<br /> Ñaàu ra baêng taûi beân traùi (Caïnh ñoäng<br /> 2.1 52,2 - 4.2. Hiệu quả giảm nồng độ<br /> cô ñieän cuûa maùy keïp haøm) - M1<br /> bụi tại vị trí người lao động<br /> Ñaàu ra baêng taûi beân traùi (Caïnh ñoäng nhặt rác trên băng tải<br /> 2.2 22,4 55,6<br /> cô ñieän cuûa maùy keïp haøm) – M2<br /> 39,3 Do quá trình dập bụi hiệu<br /> Ñaàu ra baêng taûi beân phaûi (Caïnh caàu quả tại máy kẹp hàm, đồng thời<br /> 2.3 28,6 44,1<br /> thang leân saøn) – M3 do đá trên băng tải được làm<br /> ẩm tốt nhờ các vòi phun, bụi<br /> Ñaàu ra baêng taûi beân phaûi (Caïnh caàu<br /> 2.4 33,1 22,9 phát sinh trong quá trình vận<br /> thang leân saøn) – M4<br /> chuyển từ máy kẹp hàm sang<br /> Tieâu chuaån veä sinh 3733/2002/QÑ-BYT 4 máy nghiền tinh đã giảm đáng<br /> Bng 3. Nng đ bi ti v trí làm vic ca ng#i lao đng nht kể. Nồng độ bụi tại vị trí làm<br /> rác trên băng ti việc của người lao động nhặt<br /> rác trên băng tải, cách máy kẹp<br /> Noàng ñoâ buïi, mg/m3 hàm khoảng 6m, đã giảm được<br /> TT Vò trí<br /> Laàn 1 Laàn 2 Tr.bình 48,3% (từ 32,2mg/m3 xuống<br /> còn 16,7mg/m3).<br /> 1 Khoâng chaïy heä thoáng phun söông<br /> Tuy nhiên, nồng độ bụi tại vị<br /> Baêng taûi - Vò trí ngöôøi lao ñoäng ñöùng trí làm việc của người lao động<br /> 1.1 nhaët raùc – M5 (caùch maùy keïp haøm 34,2 30,2 32,2 vẫn còn cao hơn giá trị tối đa<br /> khoaûng 6 m) cho phép theo tiêu chuẩn<br /> 2 Chaïy heä thoáng phun söông 3733/2002/QĐ-BYT gần 4,2<br /> lần. Điều này có thể giải thích là<br /> Baêng taûi - Vò trí ngöôøi lao ñoäng ñöùng do ảnh hưởng của bụi từ các<br /> 2.1 nhaët raùc – M5 (caùch maùy keïp haøm 15,0 18,3 16,7 nguồn bụi khác chưa được<br /> khoaûng 6 m) kiểm soát như: Máy nghiền,<br /> Tieâu chuaån veä sinh 3733/2002/QÑ- điểm xả từ máy nghiền xuống<br /> 4 băng tải, máy sàng rung, các<br /> BYT<br /> <br /> <br /> <br /> Taïp chí Hoaït ñoäng KHCN An toaøn - Söùc khoûe & Moâi tröôøng lao ñoäng, Soá 4,5&6-2016 7<br />  Kt qu nghiên cu KHCN<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> điểm xả đá từ máy sàng rung hàm, thuộc tổ hợp nghiền sàng áp dụng vòi phun sương sủi bọt<br /> xuống băng tải, điểm xả đá từ đá năng suất 120m3/h, tại công để dập bụi trong hoạt động<br /> băng tải xuống đất... phát tán ty CP khai thác đá và sản xuất khác như phá dỡ nhà, xây<br /> sang. VLXD Cẩm Phả, Quảng Ninh. dựng công trình, giao thông<br /> - Các thông số làm việc vận tải...<br /> Nếu tổ chức phun sương<br /> dập bụi đồng thời tại tất cả các chính của vòi phun sương xác<br /> nguồn phát sinh bụi của tổ hợp định được như sau:<br /> TÀI LIỆU THAM KHẢO<br /> nghiền sàng đá thì bức tranh về + Áp suất khí nén: P =<br /> nồng độ bụi tại các vị trí làm việc 0,5MPa [1]. Nguyễn Thắng Lợi và cộng<br /> của người lao động sẽ khác vì sự (2015), Nghiên cứu thiết kế,<br /> + Lưu lượng khí nén: QG<br /> nồng độ bụi tại tất cả các nguồn =25l/ph chế tạo và áp dụng vòi phun<br /> đều được giảm mạnh. sương nguyên lý sủi bọt trong<br /> + Lưu lượng nước: QL =<br /> chế biến đá xây dựng, Báo cáo<br /> 4.3. Ước tính chi phí xử lý bụi 1,05l/ph<br /> tổng kết đề tài mã số<br /> - Chi phí đầu tư hệ thống + Tỷ lệ khí/lỏng: GLR = 0,03<br /> 214/04/TLĐ do Viện Nghiên<br /> phun sương dập bụi tổ hợp + Đường kính trung bình cứu KHKT Bảo hộ lao động chủ<br /> nghiền sàng đá năng suất Sauter: SMD = 42μm trì;<br /> 120m3/h là 67.116.000đ + Góc côn của luồng sương:<br /> 20 – 220 [2]. Thông tư số 45/2013/TT-<br /> - Chi phí vận hành hệ thống BTC của Bộ Tài chính, ngày<br /> là 22.150.00đ/năm, trong đó: + Chiều dài làm việc hiệu<br /> 25/4/2013, Hướng dẫn chế độ<br /> quả của luồng sương: 800 -<br /> + Chi phí năng lượng: 1200mm quản lý, sử dụng và trích khấu<br /> 7.750.000đ/năm; hao tài sản cố định;<br /> - Hệ thống phun sương dập<br /> + Chi phí nhân công vận bụi thử nghiệm máy kẹp hàm [3]. Udzov V. N., Valdberg A. J.<br /> hành, bảo trì, bảo dưỡng: đã đạt được: (1972), Làm sạch khí thải bằng<br /> 14.400.000đ/năm. + Hiệu suất dập bụi tại các thiết bị lọc ướt, Nhà xuất<br /> - Nếu nhận thời gian khấu nguồn: η = 89,7% bản “Hoá học”, Matxcova (tiếng<br /> hao hệ thống phun sương là + Nồng độ bụi tại vị trí làm Nga);<br /> 10 năm (Theo phụ lục 1, việc của người lao động nhặt [4]. Cheng L. (1973), Collection<br /> Thông tư số 45/ 2013/TT-BTC, rác trên băng tải, cách máy kẹp of airborne dust by water spray,<br /> khung thời gian khấu hao tài hàm khoảng 6m, giảm được Ind. Eng. Chem. Process Des.<br /> sản đối với ngành khai khoáng 48,3%.<br /> Develop.,Vol.12, No.3;<br /> là 5 - 15 năm), thì chi phí xử lý Chi phí đầu tư và chi phí vận<br /> bụi ước tính là 100 đ/m3, bằng hành hệ thống phun sương dập [5]. Spraying Systems Co., A<br /> 0,06% giá bán sản phẩm (Giá bụi đều thấp dẫn đến chi phí xử Guide to spay technology for<br /> xuất xưởng sản phẩm trung lý bụi thấp, ước tính là 100 đ/m3 dust control, www.spray.com;<br /> bình là 167.000đ/m3 đá đã bao đá sản phẩm (bằng 0,06% giá [6]. Franta R., Devising an<br /> gồm VAT). thành sản phẩm đã bao gồm<br /> effective and affordable dust<br /> VAT).<br /> KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ control strategy using water<br /> Khuyến nghị áp dụng mở spays, www.spray.com;<br /> Vòi phun sương sủi bọt đã rộng vòi phun sương sủi bọt để<br /> được ứng dụng thành công kiểm soát bụi trong khai thác và [7]. Sealpump Engineering Ltd,<br /> trong hệ thống phun sương chế biến đá, khoáng sản, than A practical Guide to dust sup-<br /> dập bụi thử nghiệm máy kẹp đá… Đồng thời, khuyến nghị pression, www.sealpump.com.<br /> <br /> <br /> 8 Taïp chí Hoaït ñoäng KHCN An toaøn - Söùc khoûe & Moâi tröôøng lao ñoäng, Soá 4,5&6-2016<br />