Bài giảng Môi trường không khí: Chương 4

Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh Đại học Khoa học tự nhiên Khoa Môi trường

Chương IV

Bài giảng môn học: Kỹ thuật xử lý khí thải

LÝ BỤI KỸ THUẬT XỬ LÝ BỤI KỸ THUẬT XỬ

Giảng dạy: ThS. Nguyễn Thị Kim Anh

Khoa Môi trường – ĐH Khoa học tự nhiên Tp. HCM

Tel: 0939162669/ Email: ntkanh@hcmus.edu.vn

Kỹ thuật xử lý khí thải Nguyễn Thị Kim Anh 1

4.1. Tổng quan về bụi 4.1. Tổng quan về bụi

4.2. Phương pháp xử lý ô nhiễm bụi khô 4.2. Phương pháp xử lý ô nhiễm bụi khô

4.2.1Thiết bị thu bụi theo nguyên lý trọng lực và quán tính 4.2.1Thiết bị thu bụi theo nguyên lý trọng lực và quán tính

- -

Buồng lắng bụi Buồng lắng bụi

- -

Thiết bị lắng quán tính Thiết bị lắng quán tính

- -

Cyclone Cyclone

Giải lao (10 – 15 phút) Giải lao (10 – 15 phút)

4.2.2 Thiết bị lọc bụi 4.2.2 Thiết bị lọc bụi

- -

Thiết bị lọc tay áo Thiết bị lọc tay áo

- -

Thiết bị lọc sợi Thiết bị lọc sợi

- -

Thiết bị lọc hạt Thiết bị lọc hạt

Kỹ thuật xử lý khí thải Nguyễn Thị Kim Anh 2

TỔNG QUAN VỀ BỤI

Bụi

Aerosol

• Gồm hai pha: pha khí • Gồm hai pha: pha khí • Gồm hai pha: pha khí • Gồm hai pha: pha khí • Gồm các hạt thể rắn và • Gồm các hạt thể rắn và • Gồm các hạt thể rắn và • Gồm các hạt thể rắn và

và pha rắn rời rạc và pha rắn rời rạc và pha rắn rời rạc và pha rắn rời rạc thể lỏng thể lỏng thể lỏng thể lỏng

• Có khả năng tồn tại • Có khả năng tồn tại • Có khả năng tồn tại • Có khả năng tồn tại • Ở dạng lơ lửng trong • Ở dạng lơ lửng trong • Ở dạng lơ lửng trong • Ở dạng lơ lửng trong

dưới dạng lơ lửng trong dưới dạng lơ lửng trong dưới dạng lơ lửng trong dưới dạng lơ lửng trong thời gian dài không hạn thời gian dài không hạn thời gian dài không hạn thời gian dài không hạn

thời gian dài ngắn khác thời gian dài ngắn khác thời gian dài ngắn khác thời gian dài ngắn khác định định định định

nhau nhau nhau nhau

Nghiền Nghiền Ngưng kết Ngưng kết

Các phản Các phản ứng hóa ứng hóa học học

Kỹ thuật xử lý khí thải Nguyễn Thị Kim Anh 3

PHÂN LOẠI

Khói mịn (fume): Hạt chất rắn mịn, kích thước hạt dp < 1 m Khói (smoke): Hạt vật chất ở thể rắn và thể lỏng tạo thành từ quá trình đốt cháy nhiên liệu hoặc ngưng tụ dp = 1 - 5 m

Sương (mist): hạt chất lỏng dp < 10 m

Bụi (dust): hạt chất rắn có kích thước dp = 5 - 75 m Bụi (dust): hạt chất rắn có kích thước dp = 5 - 75 m

Bụi thô, cát bụi (grit): kích thước hạt dp > 75 m

Kỹ thuật xử lý khí thải Nguyễn Thị Kim Anh 4

Bảng phân bố kích thước một số loại bụi thường gặp

Kỹ thuật xử lý khí thải Nguyễn Thị Kim Anh 5

Đường kính hạt bụi Đường kính hạt bụi

Trong đó: Trong đó:

dp : Aerodynamic particle diameter (m) dp : Aerodynamic particle diameter (m)

Đường kính khí động (có xét đến các trạng thái khí động) Đường kính khí động (có xét đến các trạng thái khí động)

d : Stock (physical) diameter (m) d : Stock (physical) diameter (m)

Đường kính Stock (xác định theo định luật Stock) Đường kính Stock (xác định theo định luật Stock)

p : partical density (g/cm3) p : partical density (g/cm3)

Khối lượng riêng hạt bụi Khối lượng riêng hạt bụi

Kỹ thuật xử lý khí thải Nguyễn Thị Kim Anh 6

Hình dạng hạt bụi Hình dạng hạt bụi

Solid sphere p = 2.0 g/cm3 d = 1.4 m

dp = 2.0 m

p = 0.5 g/cm3 d = 2.8 m Hollow sphere (dạng rỗng/ dạng vành khăn)

Irregular shape (dạng không đều) p = 2.3 g/cm3 d = 1.3 m

Kỹ thuật xử lý khí thải Nguyễn Thị Kim Anh 7

Phân cấp cỡ hạt bụi Phân cấp cỡ hạt bụi

Thành phần cỡ hạt trong khối bụi theo kích thước hoặc vận tốc lắng chìm

được biểu diễn bằng phần trăm khối lượng, thể tích, bề mặt hoặc số lượng hạt

của bụi trong một khoảng nhất định của kích thước hoặc vận tốc lắng chìm

VD: Bảng phân cấp cỡ hạt bụi

< 1.6

1.6 – 2.5

2.5 – 4

4 – 6.3

6.3 – 10 10 – 16

16 – 25

25 – 40

> 40

Kích thước hạt dp, m

2.08 2.08

3.61 3.61

8.32 8.32

17.56 17.56

20.60 20.60

18.74 18.74

15.57 15.57

12.5 12.5

2.02 2.02

Phần trăm khối Phần trăm khối lượng (%) lượng (%)

 = 100%

Phương pháp thống kê

Đường kính hạt trung bình

Nồng độ

Sự phân phối

Khối lượng riêng

Kỹ thuật xử lý khí thải Nguyễn Thị Kim Anh 8

Phân tích bằng máy tự ghi quá trình lắng trong chất lỏng

Phương pháp va đập quán tính

Các phương pháp xác định Các phương pháp xác định phân cấp cỡ hạt bụi phân cấp cỡ hạt bụi

Phương pháp rây

Phương pháp quang học

Phương pháp điện trở

Phươn g pháp lắng chìm

Dựa trên kích thước hình học của bụi

Kỹ thuật xử lý khí thải Nguyễn Thị Kim Anh 9

 Sự phân bố thành phần bụi trong dòng khí thải chủ yếu phụ thuộc vào  Sự phân bố thành phần bụi trong dòng khí thải chủ yếu phụ thuộc vào

cơ chế hình thành bụi cơ chế hình thành bụi

 Bụi dạng hạt đồng nhất (Homogenuos nucleation) và dạng hạt không  Bụi dạng hạt đồng nhất (Homogenuos nucleation) và dạng hạt không

đồng nhất (Heterogenous nucleation) chủ yếu có đường kính hạt đồng nhất (Heterogenous nucleation) chủ yếu có đường kính hạt

trung bình nhỏ hơn 1 m trung bình nhỏ hơn 1 m

 Bụi dạng tro từ quá trình đốt (char burnout) và bụi dạng hạt từ quá  Bụi dạng tro từ quá trình đốt (char burnout) và bụi dạng hạt từ quá

trong khoảng trong khoảng trình hóa hơi (droplet evaporation) có thể phân phối trình hóa hơi (droplet evaporation) có thể phân phối

đường kính hạt khá rộng đường kính hạt khá rộng

 Kích thước hạt bụi (particle size) là thông số quan trọng ảnh hưởng  Kích thước hạt bụi (particle size) là thông số quan trọng ảnh hưởng

đến việc lựa chọn phương pháp xử lý và hiệu suất xử lý đến việc lựa chọn phương pháp xử lý và hiệu suất xử lý

Kỹ thuật xử lý khí thải Nguyễn Thị Kim Anh 10

ÔN TẬP

Hệ số Reynolds

Hệ số dòng chảy theo thực nghiệm Cc

Hệ số dòng chảy

Vận tốc lắng cuối

Kỹ thuật xử lý khí thải Nguyễn Thị Kim Anh 11

CÁC PHƯƠNG PHÁP LOẠI BỎ BỤI Buồng lắng bụi (gravity settler)

TB lắng quán tính

PP khô

Cyclone

TB thu hồi bụi xoáy

TB thu hồi bụi động

TB rửa khí trần

TB rửa khí đệm

PP loại bụi

TB sủi bọt

PP ướt (Wet scrubber)

TB rửa khí va đập quán tính

TB rửa khí ly tâm

PP lọc điện (electrostatic precipitator)

TB rửa khí vận tốc cao

Thiết bị thu hồi sương mù

Kỹ thuật xử lý khí thải Nguyễn Thị Kim Anh 12

NGUYÊN LÝ CƠ BẢN LOẠI BỎ BỤI BẰNG PHƯƠNG PHÁP KHÔ

 Lắng do trọng lực  Lắng do trọng lực

(Gravity settling) (Gravity settling)

 Lắng do va chạm lực hoặc theo quán tính  Lắng do va chạm lực hoặc theo quán tính

(interception/inertial impaction) (interception/inertial impaction)

 Lắng do chuyển động Brown  Lắng do chuyển động Brown

(Particle Brownian motion) (Particle Brownian motion)

 Lắng do tương tác tĩnh điện  Lắng do tương tác tĩnh điện

(Electrostatic attraction) (Electrostatic attraction)

 Lắng do chuyển động nhiệt  Lắng do chuyển động nhiệt

(Thermophoresis) (Thermophoresis)

 Lắng do khuyếch tán  Lắng do khuyếch tán

(Diffusiophoresis) (Diffusiophoresis)

Kỹ thuật xử lý khí thải Nguyễn Thị Kim Anh 13

STT Dạng thiết bị Năng suất tối đa (m3/h) Hiệu quả xử lý Trở lực (Pa) Giới hạn nhiệt độ (OC)

50 – 130 350 – 550 1 Buồng lắng Không giới hạn (> 70 – 75 m) 60 – 80 %

85 000 250 – 1500 350 – 550 2 Cyclone (> 10 m) 50 – 80 %

30 000 30 000 Đến 2000 Đến 2000 Đến 250 Đến 250 3 3 (> 2 m) (> 2 m) 90 % 90 % Thiết bị gió Thiết bị gió xoáy xoáy

170 000 750 – 1500 350 – 450 4 (> 5 m) 85 – 90 % Cyclone tổ hợp

127 500 750 - 1500 Đến 400 5 (> 2 m) 90 % Thiết bị lắng quán tính

42 500 - Đến 400 6 (> 2 m) 90 % Thiết bị thu hồi bụi động

Kỹ thuật xử lý khí thải Nguyễn Thị Kim Anh 14

Lực tác dụng: Trọng lực

BUỒNG LẮNG BỤI BUỒNG LẮNG BỤI

Cấu tạo: Tiết diện ngang lớn hơn nhiều lần ống dẫn khí vào

Lọc bụi kích thước > 60 m

Trở lực: 49.8 Pa

Kích thước giới hạn: 4.25 m2

Lưu lượng: < 50 m3/s

Nhiệt độ: < 540OC

Nồng độ 20 – 4500 g/m3

Kỹ thuật xử lý khí thải Nguyễn Thị Kim Anh 15

B Quy định và giả thuyết:  Trường vận tốc của dòng khí trong

buồng lắng không đổi

H  Hạt bụi chuyển động ngang bằng

vận tốc dòng khí

 Hạt bụi rơi dưới tác dung của trọng

lực

Vận tốc chuyển động ngang của hạt bụi Thời gian lưu của dòng khí trong buồng lắng

Thời gian hạt bụi rơi chạm đáy buồng lắng Điều kiện để hạt bụi có đường kính 0 lắng được

Kỹ thuật xử lý khí thải Nguyễn Thị Kim Anh 16

Giải điều kiện t1 = t2

Kỹ thuật xử lý khí thải Nguyễn Thị Kim Anh 17

Vận tốc lắng của hạt hình cầu có khối lượng đơn vị b = 1000 kg/m3 trong không khí ở nhiệt độ 20OC và áp suất 100 kPa

Vận tốc lắng, m/s

Đường kính hạt bụi , m Số liệu thực nghiệm Số liệu tính toán theo

5 0.76 x 10-3 công thức Stockes 0.75 x 10-3

10 3.06 x 10-3 3.00 x 10-3

20 20 1.2 x 10-2 1.2 x 10-2 1.2 x 10-2 1.2 x 10-2

40 4.8 x 10-2 4.8 x 10-2

76 1.57 x 10-1 1.73 x 10-1

100 2.46 x 10-1 3.00 x 10-1

200 6.86 x 10-1 11.94 x 10-1

400 1.57 4.8

1000 3.82 30.03

Kỹ thuật xử lý khí thải Nguyễn Thị Kim Anh 18

Nếu 0  76 m

Đường kính giới hạn

Hiệu suất lọc bụi theo cỡ hạt Hiệu suất lọc bụi theo cỡ hạt

Hệ nhiều đơn nguyên

Kỹ thuật xử lý khí thải Nguyễn Thị Kim Anh 19

BUỒNG LẮNG BỤI BUỒNG LẮNG BỤI

Kỹ thuật xử lý khí thải Nguyễn Thị Kim Anh 20

 V

STT Loại bụi

b (kg/m3) (m) (m/s)

1 Phoi nhôm 2720 335 4.3

2 Amiang 2200 261 5.0

3 Vôi 2780 71 6.4

4 Tinh bột 1270 64 1.75

5 5 Bụi á kim Bụi á kim 3020 3020 117 117 5.6 5.6

6 Oxit chì 8260 14.7 7.6

7 Vụn sắt 6850 96 4.7

8 Dăm bào 1180 1370 4.0

9 Mùn cưa - 1400 6.6

Kỹ thuật xử lý khí thải Nguyễn Thị Kim Anh 21

ƯuƯu

Nhược Nhược

Chi phí đầu tư, năng lượng thấp

Hiệu suất thu hồi bụi mịn thấp

Khó thu hồi bụi có tính dính ướt

Chi phí vận hành thấp, ít hóa chất và thiết bị phụ trợ

Ăn mòn thấp do tốc độ dòng khí thấp

Kích thước lớn

Trở lực thấp

Vách ngăn buồng lắng bụi dễ bị cong vênh nếu nhiệt độ dòng khí cao

Vận hành đơn giản

Thu hồi bụi

Kỹ thuật xử lý khí thải Nguyễn Thị Kim Anh 22

Ví dụ: Xác định hiệu suất loại bụi của buồng lắng có hiệu suất lọc bụi theo cỡ hạt như sau

i Khoảng cỡ hạt m Cỡ hạt TB m Nồng độ mg/m3 % khối lượng

0 - 20 10 14.2 2.7 1.1

20 - 30 25 36.4 6.9 7.1

30 - 40 35 49.4 9.4 14

40 - 50 40 - 50 45 45 55.4 55.4 10.5 10.5 23 23

50 - 60 55 55.4 10.5 34

60 - 70 65 49.9 9.5 48

70 - 80 75 36.8 7 64

80 - 94 86 49.9 9.5 83

94 94 178.9 34 100

Đáp án: 58.7%

Kỹ thuật xử lý khí thải Nguyễn Thị Kim Anh 23

BT2 Tính toán buồng lắng bụi BT2 Tính toán buồng lắng bụi   = 18.27 Pa.s (C = 120, t = 0OC)   = 18.27 Pa.s (C = 120, t = 0OC)

 t = 25OC  t = 25OC

 Q = 10000 m3/h  Q = 10000 m3/h

 b = 2720 kg/m3  b = 2720 kg/m3   = 1.2 kg/m3   = 1.2 kg/m3

 v = 0.5 m/s  v = 0.5 m/s

Kỹ thuật xử lý khí thải Nguyễn Thị Kim Anh 24

THIẾT BỊ THU BỤI QUÁN TÍNH THIẾT BỊ THU BỤI QUÁN TÍNH

Nguyên lý làm việc: Nguyên lý làm việc:

Thay đổi hướng chuyển động của dòng khí một cách liên tục, lặp đi lặp Thay đổi hướng chuyển động của dòng khí một cách liên tục, lặp đi lặp

lại bằng nhiều loại vật cản có hình dáng khác nhau. lại bằng nhiều loại vật cản có hình dáng khác nhau.

Bụi có quán tính lớn sẽ giữ hướng chuyển động ban đầu và va đập Bụi có quán tính lớn sẽ giữ hướng chuyển động ban đầu và va đập

vào các vật cản -> mất động năng và rơi xuống vào các vật cản -> mất động năng và rơi xuống

Vật tốc khí ở ống vào: 10 m/s, vận tốc khí trong thiết bị: 1 m/s Vật tốc khí ở ống vào: 10 m/s, vận tốc khí trong thiết bị: 1 m/s

Hiệu quả xử lý bụi đạt từ 65 – 80% đối với hạt có kích thước 25 – 30 m Hiệu quả xử lý bụi đạt từ 65 – 80% đối với hạt có kích thước 25 – 30 m

Trở lực thiết bị khoảng 150 – 390 N/m2 Trở lực thiết bị khoảng 150 – 390 N/m2

Kỹ thuật xử lý khí thải Nguyễn Thị Kim Anh 25

CÁC LOẠI THIẾT BỊ THU BỤI CÁC LOẠI THIẾT BỊ THU BỤI QUÁN TÍNH QUÁN TÍNH

Thiết bị kiểu Venturi Thiết bị kiểu Venturi

Thiết bị kiểu lá sách

Thiết bị kiểu màng chắn uốn cong

Kỹ thuật xử lý khí thải Nguyễn Thị Kim Anh 26

CYCLONE CYCLONE

Lực tác dụng: Lực ly tâm và lực quán tính

Cấu tạo: Thân cyclone có hình trụ và hình chóp cụt

Lọc bụi kích thước > 5 m

Vận tốc: 18.3 m/s Vận tốc: 18.3 m/s

Lưu lượng: 0.5 – 12 m3/s

Nhiệt độ: < 540OC

Nồng độ 2.3– 230 g/m3

Trở lực: 0.5 – 1 kPa (high throughput); 1 – 1.5 kPa (conventional); 2 – 2.5 (high – efficiency);

Kỹ thuật xử lý khí thải Nguyễn Thị Kim Anh 27

Kỹ thuật xử lý khí thải Nguyễn Thị Kim Anh 28

Kỹ thuật xử lý khí thải Nguyễn Thị Kim Anh 29

 Đường kính các cyclone thành phần: 40,

60, 100, 150 hoặc 250 mm

 Vận tốc tối ưu trong các cyclone thành

phần: 1.5 – 4.75 m/s

 Trong mỗi đơn nguyên có lắp đặt dụng cụ hướng dòng dạng chong chóng hoặc hoa hồng

Kỹ thuật xử lý khí thải Nguyễn Thị Kim Anh 30

Hiệu suất loại bỏ các hạt phụ thuộc vào Hiệu suất loại bỏ các hạt phụ thuộc vào kích thước của cyclone kích thước của cyclone

Chiều dài thân cyclone sẽ quyết định Chiều dài thân cyclone sẽ quyết định Chiều dài thân cyclone sẽ quyết định số lượng vòng xoáy trong cyclone số lượng vòng xoáy trong cyclone số lượng vòng xoáy trong cyclone

Chiều rộng và chiều dài của lối vào sẽ Chiều rộng và chiều dài của lối vào sẽ quyết định vận tốc của dòng khí đi vào quyết định vận tốc của dòng khí đi vào

Kỹ thuật xử lý khí thải Nguyễn Thị Kim Anh 31

TÍNH CHỌN CYCLONE TÍNH CHỌN CYCLONE

Lưu lượng Lưu lượng khí cần lọc khí cần lọc

Giá thành Giá thành Giá thành thiết bị thiết bị thiết bị

Hiệu quả Hiệu quả Hiệu quả lọc lọc lọc

Tổn thất áp Tổn thất áp suất suất

Diện tích và Diện tích và không gian không gian chiếm chỗ chiếm chỗ

Kỹ thuật xử lý khí thải Nguyễn Thị Kim Anh 32

Loại cyclone

Hiệu quả cao Thông thường Hiệu năng cao

(3) (4) (5) (6) (1) (2)

1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0

0.5 0.5 0.75 0.8 0.5 0.44

0.21 0.25 0.25 0.375 0.35 0.2

0.5 0.5 0.5 0.5 0.75 0.75 0.75 0.75 0.5 0.5 0.4 0.4

0.625 0.6 0.875 0.85 0.5 0.5

2.0 1.75 1.5 1.7 1.5 1.4

2.0 2.0 2.5 2.0 2.5 2.5

0.375 0.4 0.25 0.4 0.375 0.4

Đường kính thân Dc/Dc Chiều cao ống dẫn khí vào Hc/Dc Chiều rộng ống dẫn khí vào Bc/Dc Đường kính ống dẫn khí ra Đường kính ống dẫn khí ra dc/Dc dc/Dc Chiều dài ống dẫn khí ra Sc/Dc Chiều dài thân Lc/Dc Chiều dài côn Zc/Dc Đường kính ống thu bụi Db/Dc

Kỹ thuật xử lý khí thải 33 Nguyễn Thị Kim Anh (1) Và (5) – Stairman; (2), (4) và (6) – Swift, (3) - Lapple

Kỹ thuật xử lý khí thải Nguyễn Thị Kim Anh 34

Kỹ thuật xử lý khí thải

Nguyễn Thị Kim Anh

Xếp liên tiếp các cyclone Xếp song song các cyclone trục Xếp song song các cyclone tiếp tuyến

Kỹ thuật xử lý khí thải

Nguyễn Thị Kim Anh

Kỹ thuật xử lý khí thải

Nguyễn Thị Kim Anh

LỰA CHỌN CYCLONE

800 600 500 400 300 200 100 Dc (mm)

2.5 2 1.5 1.2 1 0.8 0.6 Nồng độ bụi (kg/m³)

Ngoài ra: Ngoài ra:

Đường kính đầu vào của cyclone khoảng từ 2 – 4 cm Đường kính đầu vào của cyclone khoảng từ 2 – 4 cm

Tốc độ dòng khí đi vào cyclone từ 18 – 20 m/s Tốc độ dòng khí đi vào cyclone từ 18 – 20 m/s

Tốc độ dòng khí đi ra khỏi cyclone từ 4 – 8 m/s. Tốc độ dòng khí đi ra khỏi cyclone từ 4 – 8 m/s.

Kỹ thuật xử lý khí thải Nguyễn Thị Kim Anh 38

CYCLONE CYCLONE

Vận tốc dòng khí trong cyclone

Số vòng quay của hạt bụi trong cyclone

Vận tốc dòng khí vào cyclone

Thời gian lưu của hạt bụi trong cyclone

Vận tốc dòng khí ra khỏi cyclone

Kỹ thuật xử lý khí thải Nguyễn Thị Kim Anh 39

Các yếu Các yếu

Kích thước cyclone

tố ảnh tố ảnh

hưởng hưởng

Vận tốc dòng khí

Đặc tính hệ phân riêng

đến đến

hiệu hiệu

suất suất

phân phân

Yếu tố phân ly

Kích thước hạt

riêng riêng

Kỹ thuật xử lý khí thải Nguyễn Thị Kim Anh 40

Hiệu suất thu gom

22

11 Phương Phương pháp đồ thị pháp đồ thị được phát được phát triển bởi triển bởi Lapple Lapple

Phương Phương trình hiệu trình hiệu quả phân quả phân đoạn của đoạn của Leith và Leith và Licht Licht

Kỹ thuật xử lý khí thải Nguyễn Thị Kim Anh 41

 Hiệu suất được tính toán dựa vào hiệu suất

phân riêng cho từng cỡ hạt nhất định

 Kích thước hạt khác nhau nên hiệu suất phân

n n

)2 )2

 

2/(1 2/(1 ) )

] ]

c c  

riêng cũng khác nhau

Phương Phương pháp pháp của của Leith và Leith và Licht Licht

(2[ (2[   e e 1 1

E E i i

Trong đó: c - hệ số kích thước của cyclone



(







 18

2 vd ip D



Kỹ thuật xử lý khí thải

Nguyễn Thị Kim Anh

 - thông số thể hiện đặc điểm của hạt

là đường kính của hạt có hiệu suất thu  dpcut

gom bằng 50%

 Khi tỷ lệ dp/dpcut tăng thì hiệu suất của cyclone

sẽ tăng theo

Phương Phương pháp pháp của của Lapple Lapple

d d

( (

5.0) 5.0)

 

pcut pcut

) )

 

9 9   vN ( 2 2 ( vN   ie ie

B B c c      

Kỹ thuật xử lý khí thải

Nguyễn Thị Kim Anh

Hiệu suất thu gom theo cỡ hạt

Phương pháp của Lapple

Đây là đường cong thể Đây là đường cong thể Đây là đường cong thể Đây là đường cong thể

hiện sự tương quan hiện sự tương quan hiện sự tương quan hiện sự tương quan

giữa hiệu suất và tỷ lệ giữa hiệu suất và tỷ lệ giữa hiệu suất và tỷ lệ giữa hiệu suất và tỷ lệ

d/dpcut d/dpcut d/dpcut d/dpcut

Phương pháp Lapple là Phương pháp Lapple là Phương pháp Lapple là Phương pháp Lapple là

một phương pháp phổ một phương pháp phổ một phương pháp phổ một phương pháp phổ

biến hơn Leith và Licht biến hơn Leith và Licht biến hơn Leith và Licht biến hơn Leith và Licht

Kỹ thuật xử lý khí thải Nguyễn Thị Kim Anh 44

Ví dụVí dụ

Xác định hiệu suất thu gom bụi của cyclone xử lý bụi từ lò quay xi Xác định hiệu suất thu gom bụi của cyclone xử lý bụi từ lò quay xi

măng với các điều kiện sau: măng với các điều kiện sau:

• : 2 x 10-5 kg/m.s • : 2 x 10-5 kg/m.s

• b: 2.9 x 103 kg/m3 • b: 2.9 x 103 kg/m3

• Vi: 15 m/s • Vi: 15 m/s

• Ne : 5 • Ne : 5

• Dc : 3 m • Dc : 3 m

• Bc : 0.75 m • Bc : 0.75 m

Đáp án:  = 66.84 %

Kỹ thuật xử lý khí thải Nguyễn Thị Kim Anh 45

Tổn thất áp suất

P 

q 0027 3/1 / )

(

3/1 )

DLHBDk c c c

2 c

DZ / c c

Trong đó: Trong đó:

q: là lưu lượng đầu vào q: là lưu lượng đầu vào

kc : là một hệ số không thứ nguyên, nó đặc trưng cho lực hút của kc : là một hệ số không thứ nguyên, nó đặc trưng cho lực hút của

những chiếc van được gắn ở ống xã bụi của hệ thống. những chiếc van được gắn ở ống xã bụi của hệ thống.

Trường Không van không cho khí đi vào van cho khí đi vào và

hợp có van hoặc tiếp xúc với ống thải bụi tiếp xúc với ống thải

Kỹ thuật xử lý khí thải

Nguyễn Thị Kim Anh

0.5 1 2 kc

Tổn thất áp suất



2 c vKP  i

Với Với

Kc là hệ số tỷ lệ, nếu P được đo bằng số inch nước, Kc có thể thay Kc là hệ số tỷ lệ, nếu P được đo bằng số inch nước, Kc có thể thay

đổi trong khoảng từ 0.013 – 0.024, với chuẩn 0.024 đổi trong khoảng từ 0.013 – 0.024, với chuẩn 0.024

Vận tốc vi của hổn hợp khí đi vào cyclone cũng rất quan trọng. Nếu Vận tốc vi của hổn hợp khí đi vào cyclone cũng rất quan trọng. Nếu

nó quá lớn sẽ dẩn đến tổn thất áp suất cáo và làm cho hiệu quả thu bụi kém nó quá lớn sẽ dẩn đến tổn thất áp suất cáo và làm cho hiệu quả thu bụi kém

đi. đi.

 - Trọng lượng riêng của không khí  - Trọng lượng riêng của không khí

Kỹ thuật xử lý khí thải Nguyễn Thị Kim Anh 47

Van xoay hoặc Van xoay hoặc xoắn liên tục xoắn liên tục

Van Van vặn vặn bằng bằng tay tay

Van kép hoạt động định kỳ

Kỹ thuật xử lý khí thải Nguyễn Thị Kim Anh 48

i i

l l

n n ế ế b b ổ ổ h h p p e e n n o o c c y y c c

i i

ạ ạ o o

l l

c c á á C C

Cyclone có lõi xoắn

Cyclone Liot

Kỹ thuật xử lý khí thải Nguyễn Thị Kim Anh 49

i i

l l

n n ế ế b b ổ ổ h h p p e e n n o o c c y y c c

i i

ạ ạ o o

l l

c c á á C C

Kỹ thuật xử lý khí thải Nguyễn Thị Kim Anh 50

i i

l l

n n ế ế b b ổ ổ h h p p e e n n o o c c y y c c

i i

ạ ạ o o

l l

c c á á C C

Cyclone Stairmand

Kỹ thuật xử lý khí thải Nguyễn Thị Kim Anh 51

CYCLONE CYCLONE

Ưu điểm

Nhược điểm

• Không có phần chuyển động • Không có phần chuyển động • Không có phần chuyển động • Không có phần chuyển động • Hiệu suất thu hồi bụi có kích • Hiệu suất thu hồi bụi có kích • Hiệu suất thu hồi bụi có kích

thước < 5m thước < 5m thước < 5m • Có thể làm việc ở nhiệt độ • Có thể làm việc ở nhiệt độ • Có thể làm việc ở nhiệt độ • Có thể làm việc ở nhiệt độ

cao (500OC) cao (500OC) cao (500OC) cao (500OC) • Không thể thu hồi bụi kết • Không thể thu hồi bụi kết • Không thể thu hồi bụi kết

dính và dính ướt dính và dính ướt dính và dính ướt • Thu hồi bụi ở dạng khô • Thu hồi bụi ở dạng khô • Thu hồi bụi ở dạng khô • Thu hồi bụi ở dạng khô

• Trở lực hầu như cố định và • Trở lực hầu như cố định và • Trở lực hầu như cố định và • Trở lực hầu như cố định và

không lớn (250 – 1500 N/m2) không lớn (250 – 1500 N/m2) không lớn (250 – 1500 N/m2) không lớn (250 – 1500 N/m2)

• Làm việc tốt ở áp suất cao • Làm việc tốt ở áp suất cao • Làm việc tốt ở áp suất cao • Làm việc tốt ở áp suất cao

• Năng suất cao • Năng suất cao • Năng suất cao • Năng suất cao

• Hiệu quả không phụ thuộc • Hiệu quả không phụ thuộc • Hiệu quả không phụ thuộc • Hiệu quả không phụ thuộc

nồng độ bụi nồng độ bụi nồng độ bụi nồng độ bụi

Kỹ thuật xử lý khí thải Nguyễn Thị Kim Anh 52

BT2BT2

Xác định kích thước cyclone với các thông số sau:

oC K m/s2 kg/m3 kg/m3 kg/m.s m3/h m3/h m3/s m/s

t T g ρp ρg μ qh qh qs vi 25 298.15 9.8 2720 1.2 0.0000196 10,000 10,000 2.78 15.24

Range μm 0 - 2 0 - 2 2 - 4 4 - 6 6 -10 10 - 14 14 - 20 20 - 30 30 -50 50 -100 dp μm 1 1 3 5 8 12 17 25 40 75 mj % 0.5 0.5 9.5 20 37 19 10 3.4 0.4 0.2

Kỹ thuật xử lý khí thải Nguyễn Thị Kim Anh 53

CYCLONE LIOT CÓ MÀNG NƯỚC

 Số lượng vòi  Số lượng vòi

nước: 3 – 6 nước: 3 – 6

 Khoảng cách  Khoảng cách

giữa các vòi: giữa các vòi:

300 – 400 mm 300 – 400 mm

 Mặt trong thân  Mặt trong thân

cyclone phải cyclone phải

nhẵn nhẵn

 Nước chảy  Nước chảy

thành màng thành màng

bên trong thân bên trong thân

cyclone -> cuốn cyclone -> cuốn

theo bụi -> loại theo bụi -> loại

bụi mịn bụi mịn

Kỹ thuật xử lý khí thải Nguyễn Thị Kim Anh 54

CYCLONE LIOT CÓ MÀNG NƯỚC

Kỹ thuật xử lý khí thải Nguyễn Thị Kim Anh 55

CYCLONE BTU CÓ MÀNG NƯỚC

Kỹ thuật xử lý khí thải Nguyễn Thị Kim Anh 56

CYCLONE BTU CÓ MÀNG NƯỚC

Kỹ thuật xử lý khí thải Nguyễn Thị Kim Anh 57

Kỹ thuật xử lý khí thải Nguyễn Thị Kim Anh 58

Kỹ thuật xử lý khí thải Nguyễn Thị Kim Anh 59

LỌC BỤI TÚI VẢI (BAG HOUSE) LỌC BỤI TÚI VẢI (BAG HOUSE)

Cơ chế: Va đập quán tính, tiếp xúc, khuyếch tán

Lọc bụi kích thước < 10 m

Vận tốc lọc: 0.005 – 0.075 m/s

0.1 – 50 m3/s (Standard) 50 – 500 m3/s (Custom)

Nhiệt độ: 260 - 290OC

Nồng độ 0.1 – 230 g/m3

Kỹ thuật xử lý khí thải Nguyễn Thị Kim Anh 60

LỌC BỤI TÚI VẢI (BAG HOUSE) LỌC BỤI TÚI VẢI (BAG HOUSE)

Va đập quán tính (impaction)

Tiếp xúc Tiếp xúc (interception) (interception)

Khuyếch tán (diffusion)

Lắng, tĩnh điện…

Kỹ thuật xử lý khí thải Nguyễn Thị Kim Anh 61

Kỹ thuật xử lý khí thải Nguyễn Thị Kim Anh 62

Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả lọc bụi quả lọc bụi

• Hạt bụi có đường kính < 3m thì cơ chế lọc bụi chủ yếu là

khuyếch tán

• Khi tính toán cần lưu ý đến cỡ bụi có hệ số lọt lưới cực đại

Kích Kích thước hạt thước hạt bụi bụi

• Tồn tại vận tốc lọc mà tại đó hệ số lọt lưới (K) đạt cực đại • Tồn tại vận tốc lọc mà tại đó hệ số lọt lưới (K) đạt cực đại • Vận tốc lọc ảnh hưởng trái ngược nhau đối với thu bụi do • Vận tốc lọc ảnh hưởng trái ngược nhau đối với thu bụi do

Vận tốc Vận tốc Vận tốc Vận tốc lọc lọc lọc lọc

va đập quán tính và do khuyếch tán va đập quán tính và do khuyếch tán

• Chọn đường kính sợi bé nhất, hiệu quả lọc cao, độ bền

phù hợp

Đường Đường kính sợi kính sợi vật liệu lọc vật liệu lọc

• Khi độ lèn chặt của lưới lọc tăng, hiệu quả thu bụi do va

đập quán tính và va chạm tiếp xúc tăng đáng kể

• Độ lèn chặt tăng (độ rỗng giảm) -> Hệ số lọt lưới giảm

Độ rỗng Độ rỗng của lưới của lưới lọc lọc

Kỹ thuật xử lý khí thải Nguyễn Thị Kim Anh 63

Phân loại lưới lọc bụi Phân loại lưới lọc bụi

Lưới lọc tẩm dầu tự rửa Túi lọc kiểu ruler tự cuộn

Kỹ thuật xử lý khí thải Nguyễn Thị Kim Anh 64

Các thành phần của thiết bị lọc bụi túi vải

Kỹ thuật xử lý khí thải Nguyễn Thị Kim Anh 65

Túi vải: Vải bông, len, dạ, sợi

tổng hợp, sợi thủy tinh

Vải lọc

Len hoặc vải bông sợi

Vải bằng sợi tổng hợp

Vải bằng sợi thủy tinh

0.6 – 1.2

0.5 – 1

0.3 – 0.9

Năng suất lọc đơn vị (q, m3/m2.ph)

Kỹ thuật xử lý khí thải Nguyễn Thị Kim Anh 66

Đường kính: 120 – 300 mm (không vượt quá 600 mm)

Chiều dài 2200 – 3500 mm

Tỷ lệ chiều dài và đường kính Tỷ lệ chiều dài và đường kính tay áo: (16 – 20):1 tay áo: (16 – 20):1  Khả năng chứa bụi cao và sau khi phục hồi đảm  Khả năng chứa bụi cao và sau khi phục hồi đảm

bảo hiệu quả lọc cao bảo hiệu quả lọc cao

 Giữ được khả năng cho khí xuyên qua tối ưu  Giữ được khả năng cho khí xuyên qua tối ưu Số đơn nguyên < 10 - 12

 Có độ bền cơ học cao khi nhiệt độ cao và môi  Có độ bền cơ học cao khi nhiệt độ cao và môi

trường ăn mòn trường ăn mòn

 Có khả năng phục hồi cao  Có khả năng phục hồi cao

 Giá thành thấp  Giá thành thấp

Kỹ thuật xử lý khí thải Nguyễn Thị Kim Anh 67