Các phương pháp xử lý bụi hiệu quả, tốt nhất

BÀI 2:

NỘI DUNG

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ BỤI Chương 2: CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ

BỤI

Xử lý bụi bằng phương pháp khô Xử lý bụi bằng phương pháp ướt Xử lý bụi bằng thiết bị lọc bụi bằng điện Xử lý bụi bằng thiết bị lọc bụi ống vải (lưới lọc)

Chương 3: NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG VỀ

XỬ LÝ BỤI

Chương 1 Tổng quan về bụi

1.1. Các khái niệm chung về bụi

Các phần tử chất rắn thể rời rạc (vụn) dưới tác dụng của các dòng khí hoặc không khí, chúng chuyển thành trạng thái lơ lửng và trong những điều kiện nhất định chúng tạo thành thứ vật chất mà người ta gọi là bụi.

Bụi gồm hai pha: pha khí và pha rắn rời rạc.

Hạt Bụi có kích thước từ nguyên tử đến nhìn

thấy được bằng mắt thường, có khả năng tồn tại ở dạng lơ lửng trong thời gian dài ngắn khác nhau.

1.2. Phân loại bụi

Phân loại bụi theo nguồn gốc

Bụi tự nhiên (bụi do động đất, núi lửa...)

Bụi thực vật (như bụi gỗ, bông, bụi phấn

hoa...), bụi động vật (len, lông, tóc...)

Bụi nhân tạo (nhựa hoá học, cao su,

cement...)

Bụi kim loại (Sắt, đồng, chì...)

Bụi hỗn hợp (do mài, đúc...)

Phân loại bụi theo kích thước hạt bụi

Bụi thô, cát bụi: gồm từ các hạt bụi, chất

rắn có kích thước hạt lớn hơn 75

m

Bụi: các hạt chất rắn có kích thước nhỏ hơn

m

bụi thô (5-75 ) được hình thành từ các quá trình cơ khí như nghiền, tán, đập...

m

Bụi hô hấp là những hạt bụi có kích thước nhỏ hơn 10 chúng có thể thâm nhập sâu vào tận phổi trong quá trình hô hấp.

Ô nhiễm bụi do tiểu thủ công nghiệp

Ô nhiễm bụi do hoạt động giao thông

Ô nhiễm bụi do hoạt đông giao thông

Chương 2

Các phương pháp xử lý bụi

2.1. Phương pháp khô

Buồng lắng bụi

Thiết bị xử lý bụi kiểu quán tính

Thiết bị xử lý bụi kiểu ly tâm

Thiết bị thu hồi bụi xoáy

Thiết bị thu hồi bụi kiểu động

2.1.1.BUỒNG LẮNG BỤI

Áp dụng với hạt bụi có kích thước lớn, dòng khí chuyển động với vận tốc nhỏ (< 1 ÷ 2 m/s)

Khí buïi

Khí saïch

BUỒNG LẮNG BỤI

Cấu tạo của buồng lắng bụi

o Buồng lắng bụi được làm từ gạch, bê tông

cốt thép,hoặc thép.

o Buồng lắng bụi là một không gian hình hộp có tiết diện ngang lớn hơn rất nhiều lần so với tiết diện đường ống dẫn

o Trên buồng lắng có cửa để làm vệ sinh hay

lấy bụi ra ngoài.

Các kiểu buồng lắng bụi

Buồng lắng bụi nhiều tầng

 Ưu điểm

Do chia thành nhiều tầng nên kích thước chính của buồng lắng được thu gọn, ít chiếm diện tích nhưng vẫn lọc được một lưu lượng khí lớn với hiệu suất lọc cao.

 Nhược điểm

Khó dọn dẹp vệ sinh khi có bụi bám

trên các tầng.

LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN BUỒNG LẮNG BỤI

o Vận tốc chuyển động ngang của hạt bụi

u 

(CT 6.1 trang 59 tập 2 Trần Ngọc Chấn)

L BH

L: lưu lượng của dòng khí m3/s

o Thời gian lưu lại của dòng khí





(CT 6.2 trang 59 tập 2 Trần Ngọc Chấn)

l u

lBH L

V L t: thời gian, s V: thể tích của buồng lắng, m3

Vận tốc lắng của các hạt

Vận tốc lắng hạt, cm/s

Đường kính hạt,

Theo số liệu thực nghiệm

Theo định luật Stokes

m

0,1 0,2 0,4 1 2 4 10 20 40 100 400 1000

8,7.10-5 2,3.10-4 6,8.10-4 3,5.10-3 1,19.10-2 5,1.10-2 3,06.10-1 1,2 4,8 24,6 157 382

8,7.10-5 2,27.10-4 6,85.10-4 3,49.10-3 1,19.10-2 5.10-2 3,06.10-1 1,2 5 25 483 3050

Vận tốc tối đa cho phép của dòng khí đi trong các buồng lắng bụi

Phương trình quỹ đạo của hạt bụi trong buồn lắng

(CT 6.6 trang 61 tập 2 Trần

gh 

Ngọc Chấn)

Vận tốc lắng của hạt bụi 2g  b  18

rb : Khối lượng riêng của hạt

bụi, kg/m3

d: đường kính hạt bụi, m m: độ nhớt động học (kg.s/m2) Phương trình buồng lắng



(CT 6.11 trang 63 tập 2 Trần Ngọc Chấn)

L  18 2 g  b min

Điều kiện hạt bụi lắng trong buồng lắng

Trong buồng lắng hạt bụi chịu ảnh hưởng của trọng lực và trở lực sẽ chuyển động xuống với vận tốc wr và chuyển động ngang với vận tốc khí wk.

Do đó để hạt bụi có thể lắng trong buồng

lắng thì thời gian lắng của hạt phải nhỏ hơn thời gian hạt chuyển động qua buồng.

Điều kiện hạt bụi lắng trong buồng lắng

Khi chiều cao của buồng lắng là H, các hạt

nằm trên sẽ rơi với thời gian

  r

H 

• Lúc đó hạt bụi chuyển động theo chiều dài buồng l với vận tốc w k sẽ mất một khoảng thời gian.

 

l 

Khả năng lắng của hạt bụi trong buồng lắng

Gọi L là thể tích khí (m3) đi qua buồng lắng

trong 1s, B là chiều rộng buồng lắng.

CT 6.1 trang 68 Hòang Kim Cơ

 Vận tốc khí đi qua buồng lắng H l   k

Thay vào công thức trên ta có

hoặc



. BHl . L

H  r

L  r

Khả năng lắng của hạt bụi trong buồng lắng Đặt F = l.B diên tích đáy buồng lắng, ta có:

Thể tích của buồng lắng L = F . wr

 

L 18   gF . .

• Khi ta tăng diện tích đáy của buồng lắng thì ta có thể lắng được các hạt bụi đường kính nhỏ hơn d

Khả năng lắng của hạt bụi trong buồng lắng Các hạt nằm phía dưới có khả năng

lắng được tính theo công thức







18  L gF 

h H

h là khoảng cách từ đáy buồng lắng đến hạt bụi ở thời điểm hạt bụi bắt đầu vào buồng lắng

Chiều rộng của buồng khí



V . kH

Thời gian lưu lại của dòng khí trong buồng lắng

 



l u

l B H . . L

 Trong đó :

: thời gian, s

 u: thể tích buồng lắng, m3

Thời gian lưu lại của dòng khí trong buồng lắng  Giá trị h có thể xác định là tích số của vận tốc lắng

trung bình vtb của hạt bụi và thời gian lưu t của dòng khí:







(CT 6.3 trang 59 Trần Ngọc Chấn)

h v  TB

Quỹ đạo của hạt bụi trong buồng lắng

y

M

H

h

O

N

x

Hiệu quả lọc theo cỡ hạt của buồng lắng

 Hiệu quả lọc của buồng lắng đối với cỡ hạt 







CT 6.10 trang 63 Trần Ngọc Chấn

h : chiều cao ứng với đường kính hạt  được tính  lBH L

g  b  

1 18

o Biện pháp nâng cao hiệu quả lọc của buồng lắng







%100

 



h   H







555

2

  



glBb  L

h(d): chiều cao ứng với đường kính hạt

Cách nâng hiệu quả của quá trình lắng Tăng diện tích đáy của buồng lắng. Vì vậy trong thực tế bên trong các buồng lắng người ta có thể đặt nhiều sàn nằm ngang hoặc nghiêng, khoảng cách giữa chúng khoảng 100 – 300mm.

Khi đó các hạt bụi có kích thước từ 32- 40 sẽ được giữa lại trong buồng lắng, còn các hạt có kích thước 5 thì khả năng thu hồi là bằng không.

Ví dụ

Buồng lắng bụi có kích thước • chiều cao H = 1,5 m • bề rộng B = 1 m • chiều dài l = 3 m. • lưu lượng khí thải cần lọc L = 8000 m3/h ở nhiệt độ t = 150oC. • bụi chứa trong khí thải có khối lượng đơn vị = 200 kg/m3.

b

Ví dụ

1. Xác định hiệu quả của buồng lắng đối với

 

m

 50 cỡ bụi

?%60

2. Người ta có thể nâng cao hiệu quả lọc của các buồng lắng bằng cách đặt thêm tấm ngăn nằm ngang để chia buồng lắng thành nhiều tầng đều nhau theo chiều cao. Vậy cần đặt bao nhiêu tấm ngăn để nâng hiệu quả lọc đối với cỡ bụi nêu trên lên đến Bỏ qua độ dày của các tấm ngăn và giả thiết rằng lưu lượng khí thải và bụi phân bổ đều trên toàn tiết diện ngang ban đầu của buồng lắng

 Xác định hiệu quả lọc

Tính toán ( 

)50

• Hiệu quả lọc bụi được xác định 



555,5

2







 0 0

0 150

387  387 t

 273 t 273

glBb  L • Hệ số độ nhớt động lực học không khí ở 1500C    

2/3   





 6 10.17,17



 6 10.866,23

. sPa

0 150

387  387

 150

 273 273

2/3 150   

  

Tính toán

Hiệu quả lọc bụi



555,5

 6 10.50(

)



%4,15



1.3.81,9. 6

2000  10.866,23

Tính toán

Xác định số tầng và số tấm ngăn



555



  



Vì L = uBH

 

gl b Hu

o Chiều cao H buồng lắng



555,5

gl  b  u 



2 

Tính toán

Chiều cao H buồng lắng

Khi chia nhiều tầng đều nhau và bỏ qua độ dày các tấm ngăn thì vận tốc u không đổi và bằng

8000



48,1

/ sm

3600

5,1.1.

 H

555,5



 10.50(

386,0)



2000 3.81,9.  6 10.866,23 60.48,1.

ĐAU ĐẦU QUÁ

2.1.2.Thiết bị xử lý bụi kiểu quán tính

Nguyên lý cơ bản được áp dụng để chế tạo thiết bị XL bụi kiểu quán tính là làm thay đổi chiều hướng 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 hướng chuyển động thì bụi do có sức quán tính lớn sẽ giữ hướng 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.

THIẾT BỊ LẮNG QUÁN TÍNH

Hiệu quả xử lý: 65 – 80% Ứng dụng cho hạt có kích thước 25 - 30µm.

THIẾT BỊ LẮNG QUÁN TÍNH

Hiệu quả xử lý: 90% Ứng dụng cho hạt có kích thước 10 µm

Áp lực cao

THIẾT BỊ LẮNG QUÁN TÍNH

Laéng buïi hình bao

Khí buïi

Khí saïch

 Khí chứa bụi chuyển động từ phía trên qua ống trụ trung tâm.Giữa hình bao là khối trụ. Dưới là ngăn chứa bụi dạng hình côn.

Khí saïch

 Khí chứa bụi chuyển động qua ống tâm ~ 10m/s qua tiết diện hình bao ~1m/s, khí lại đổi chiều 1800 .

 Dưới tác dụng của lực quán tính các hạt bụi sẽ tách ra khỏi dòng và rơi xuống ngăn chứa bụi.

Buïi

 Khi kích thước hạt >25-30, mức thu bụi ~ 65-85%, đường kính phần trụ hình bao lớn hơn 10 m, chiều cao phần trụ hình bao được chọn bằng đường kính của nó. Trở lực khí chuyển động qua thiết bị ~150-390N/m2 (15-40 mmH2O).s

THIẾT BỊ LẮNG QUÁN TÍNH

Laéng buïi phaûn xaï

Khí saïch

Taám phaûn xaï

Taám chaén

Khi dòng khí chứa bụi chạm vào vật thể nào đó, khí sẽ chuyển động bao quanh vật thể đó, còn các hạt bụi hoặc các giọt dịch thể có trong dòng, do chúng có quán tính lớn nên va đập vào bề mặt vật thể, bị giảm động năng và rơi xuống. Thiết bị gồm các thanh lượn cong (phản xạ) đặt so le theo dãy. Phía trên và dưới có tấm chắn nằm trong khối trụ tháo rời được. Khí chứa bụi chuyển động từ dưới lên qua nhiều lần đổi chiều, dịch thể hoặc bụi bám trên bề mặt tấm phản xạ tự chảy xuống dưới.

Khí buïi

Thiết bị lọc bụi quán tính

Loại thiết bị lọc quán tính Venturi

Thiết bị lọc bụi quán tính

Khi dòng chảy của khí bị thu hẹp tiết diện thì bụi sẽ bị ép sát vào thành vật cản và lọt vào các khe 2 để rơi vào bẫy bụi 3. Tại đây dòng khí sẽ bị hất ngược trở lên rồi thoát ra ngoài, còn bụi trong bẫy 3 thì rơi xuống phễu chứa bụi của thiết bị.

Dòng khí đi qua khe hở giữa các tấm chắn của dãy trước sẽ bị chặn lại bởi các tấm chắn của dãy đứng sau và nó sẽ thay đổi hướng chuyển động theo các gờ hình vòng cung của tấm chắn để đi tiếp đến các dãy tấm chắn tiếp theo.

Thiết bị lọc bụi quán tính

Thiết bị lọc bụi quán tính kiểu màn chắn

uốn cong

Thiết bị lọc bụi của quán tính

Tổn thất cột áp của dòng khí đi qua thiết bị

vào khoảng 10-25 pa và các thông số kĩ thuật khác của thiết bị như sau:

 Nồng độ bụi khi đi vào thiết bị: 20-70 g/m3  Cỡ bụi < 10m chiếm, % khối lượng: 38%  Nhiệt độ: 1270C  Lưu lượng khí cần lọc: 800m3/s  Chênh lệch áp suất: 16 Pa  Hiệu quả lọc: 80-91 %

THIẾT BỊ LỌC BỤI KiỂU LÁ SÁCH

Có sử dụng các tấm chắn đặt song song nhau và chéo góc với hướng chuyển động ban đầu của dòng khí. Nhờ sự thay đổi hướng chuyển động của dòng khí một cách đột ngột, bụi sẽ được dồn lại ở ống thoát và được xả vào thùng chứa cùng với khoảng 10% lưu lượng khí thải. Ưu điểm là tổn thất áp suất rất nhỏ

Thiết bị lọc quán tính kết hợp thùng lắng bụi

Khí đi vào TB qua bộ phận cản bụi gồm có sàn chắn bụi 3 và ghi lá sách 4. Khí sạch đi vào mương 2 và thoát ra ngoài còn bụi thì bị giữ lại bên dưới. Ở cuối bộ phận cản bụi, khí đậm đặc bụi đi vào thùng lắng và tạo một dòng tuần hoàn đi qua ghi lá sách 4 để nhập lại vào dòng khí chính. Bụi trong dòng tuần hoàn nhờ lực quán tính và TLực rơi xuống phễu chứa 5.

2.1.3.Thiết bị xử lý bụi kiểu ly tâm

Phân loại Thiết bị lọc bụi ly tâm kiểu nằm ngang Thiết bị lọc bụi ly tâm kiểu đứng Thiết bị lọc bụi ly tâm kiểu guồng xoắn

Thiết bị lọc bụi ly tâm kiểu nằm ngang

Sơ đồ cấu tạo thiết bị lọc bụi ly tâm kiểu nằm ngang

Thiết bị lọc bụi ly tâm kiểu nằm ngang

Nguyên lý làm việc

Thiết bị gồm một ống bao hình trụ bên ngoài 1, bên trong có lõi hình trụ hai đầu bịt tròn và thon 2. Không khí mang bụi đi vào thiết bị được các cánh hướng dòng 3 tạo thành chuyển động xoáy. Lực ly tâm sản sinh từ dòng chuyển động xoáy tác dụng lên các hạt bụi và đẩy chúng ra xa lõi hình trụ rồi chạm vào thành ống bao và thoát ra qua khe hình vành khăn 4 để vào nơi tập trung bụi.

Các dạng miệng, rãnh hoặc khe thoát bụi và khí sạch của thiết bị lọc bụi ly tâm kiểu nằm ngang

Miệng thoát bụi hình vành khăn phẳng Miệng thoát bụi hình vành khăn dạng côn Miệng thoát bụi hình vành khăn loe rộng Miệng thoát bụi hình vành khăn phẳng có tấm chắn Miệng thoát bụi qua cửa thoát duy nhất Miệng thoát bụi qua cửa thoát duy nhất có kèm theo

hộp chứa bụi

Thiết bị lọc bụi ly tâm kiểu đứng

Cấu tạo và nguyên lý làm việc:



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



Không khí đi vào thiết bị theo ống 1 nối theo phương tiếp tuyến với thân hình trụ đứng 2. Phần dưới thân hình trụ có phễu 3 và dưới cùng là ống xả bụi 4. Bên trong thân hình trụ có ống thoát khí sạch 5.

Thiết bị lọc bụi ly tâm kiểu đứng

Nguyên lý làm việc(tt)

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 ngược trở lên nhưng vẫn giữ được 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 hướng 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 người ta có lắp van 6 để xả bụi.

Cyclon

Nguyên tắc thu hồi bụi trong cyclon dựa vào lực ly tâm

Khí saïch

Khí buïi

Buïi

CẤU TẠO CYCLON

Khí sạch

ỐNgăn Thu khí

Khí bụi

Thân cyclon

Buồng hình trụ

Buồng hình chóp

Bụi

Buồng lắng bụi

Khí bụi

Thu bụi

Không khí

CẤU TẠO PHẦN THU BỤI CỦA CYCLON

Cách chọn xiclon

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 tỷ lệ kích thước hợp lý của xiclon.

Các dạng tổ hợp khác nhau của xiclon

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 lưu lượng tăng hoặc nếu lưu lượng không đổi thì hiệu quả lọc tăng khi đường kính của xiclon giảm. Cả hai trường hợp tổn thất áp suất đều tăng.

Các dạng tổ hợp khác nhau của xiclon

Theo tài liệu của Jackson thì đối với bụi và

xiclon nhất định thì có sự biến thiên giữa hiệu quả lọc và tổn thất áp suất. Khi cần xử lý bụi cho một lượng khí thải lớn thì tốt nhất là nên dùng nhiều xiclon cùng loại có đường kính thích hợp lắp song song để mỗi xiclon đều làm việc với lưu lượng tối ưu của nó. Hiệu quả lọc chung của hệ thống tương đối cao mà tổn thất áp suất không tăng.

Xiclon chùm

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

 Số lượng 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.

 Lưu lương của hệ thống bằng tổng lưu lượng của tất cả

các xiclon con.

CÁC DẠNG CYCLONE ĐƠN

Khí sạch Khí sạch

Khí sạch

Khí bẩn

Bụi Bụi

DÃY CYCLONE

Khí sạch

Khí bẩn

CYCLONE THU HỒI BỤI GỖ

ƯU ĐIỂM CỦA CYCLONE

 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 như 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

NHƯỢC ĐIỂM CỦA CYCLONE

Hiệu quả xử lý kém khi bụi có kích

thước < 5µm.

Không thể thu hồi bụi kết dính.

NGHỈ XÍ ĐÃ, MỆT QUÁ

Thiết bị lọc bụi ly tâm kiểu guồng xoắn

Để khai thác triệt để lực ly tâm trong chuyển động xoắn ốc của dòng khí để tách bụi, nguời ta chế tạo một dạng đặc biệt của thiết bị lọc bụi ly tâm gọi là thiết bị lọc bụi ly tâm kiểu xoắn ốc hay kiểu guồng xoắn.

Loại thiết bị lọc bụi ly tâm kiểu guồng xoắn có kèm theo xiclon: một phần nhỏ lượng khí đậm đặc bụi tập trung ở sát vỏ xoắn ốc được dẫn vào các xiclon con, tại đó bụi được tách khỏi dòng khí và rơi xuống phễu chứa, khí được nhập trở lại vào dòng khí chính để tuần hoàn qua vỏ xoắn ốc.

Thiết bị lọc bụi ly tâm kiểu guồng xoắn

 Ở thiết bị lọc bụi ly tâm kiểu guồng xoắn đơn giản, dưới tác dụng của lực ly tâm, bụi được tập trung đậm đặc ở mặt bên của vỏ xoắn ốc, tại đó người ta mở một rãnh hẹp 1 để thải bụi và một phần khí vào nơi tập trung bụi, phần khí chính còn lại đã được lọc bớt bụi theo ống 2 đi ra ống thải khí.

2.1.4.THIẾT BỊ THU HỒI BỤI XOÁY

Khí sạch

Khí thứ cấp ra

Khí thứ cấp

Khí thứ cấp vào

Khí bụi

Bụi

2.1.5.THIẾT BỊ THU HỒI BỤI KIỂU ĐỘNG

Khí sạch

Khí nhiễm bụi

Bụi

2.2. Xử lý bụi bằng phương pháp ướt

Thiết bị rửa khí trần Thiết bị rửa khí đệm Thiết bị rửa khí với hai lớp đệm chuyển động Tháp rửa khí với lớp đệm dao động Thiết bị sủi bọt Thiết bị rửa khí va đập – quán tính Thiết bị rửa khí ly tâm Thiết bị rửa khí vận tốc cao

THIẾT BỊ RỬA KHÍ TRẦN

 Đạt hiệu quả cao đối với bụi có

kích thước d ≥ 10µm

 Kém hiệu quả đối với hạt có kích

thước < 5 µm

Khí sạch

Bộ phận tách ẩm

Nước Bộ phận phun sương

Khí bẩn

Cặn

Sơ đồ tháp rửa khí trần ngược chiều

THIẾT BỊ RỬA KHÍ ĐỆM

THIẾT BỊ RỬA KHÍ VỚI HAI LỚP ĐỆM CHUYỂN ĐỘNG

Các quả cầu đệm luôn ở trạng thái dao động, cọ sát lẫn nhau. Khí nhiễm bụi trước tiên đi qua các tia nước, rồi sau đó qua lớp đệm bằng quả cầu thủy tinh.

Có hai vùng tiếp xúc trong thiết bị:

 Vùng 1: ở dạng giọt lỏng tạo thành trước lớp đệm.  Vùng 2: hình thành dưới dạng bọt trực tiếp ở trong và

ở trên lớp đệm.

THIẾT BỊ RỬA KHÍ VỚI HAI LỚP ĐỆM CHUYỂN ĐỘNG

Hiệu quả xử lý cao: 95% ~ 99% đối với hạt có kích thước trên 1µm

THIẾT BỊ RỬA KHÍ VỚI HAI LỚP ĐỆM CHUYỂN ĐỘNG

Hiệu quả xử lý cao: 95% ~ 99% đối với hạt có kích thước trên 1µm

Làm việc ở áp suất cao

THIẾT BỊ RỬA KHÍ VỚI HAI LỚP ĐỆM CHUYỂN ĐỘNG

Hiệu quả xử lý cao: 93%~98% đối với hạt có kích thước trên 1µm

Tiêu thụ nước ít

THIẾT BỊ SỦI BỌT

1. CẤU TẠO 2. NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG 3. ƯU ĐIỂM – NHƯỢC ĐIỂM

CẤU TẠO

Phổ biến nhất là 2 thiết bị: Sủi bọt có đĩa chảy sụt Sủi bọt có đĩa chảy tràn

CẤU TẠO

Khí saïch Khí saïch

Nöôùc

3 4

1.Thaân 2.Ñóa 3.Hoäp nhaäp lieäu 4.Thanh chaën 5.Hoäp chaûy traøn 6.Voøi töôùi

Nước

Caën Khí buïi Khí buïi

Caën Caën

Thieát bò röûa khí daïng suûi boït coù ñóa chaûy suït

Thieát bò röûa khí daïng suûi boït coÙ ñóa chaûy traøn

CẤU TẠO

Đĩa chảy sụt

 Đĩa đục lỗ: d= 4-8mm (d:

Khí saïch

đường kính lỗ).

Nöôùc

 Đĩa đục rãnh: b=4-5mm (b:

chiều rộng rãnh).

 Diện tích tự do: 0,2 – 0,25

m2/m2.

 Chiều dày đĩa đục lỗ: 4-

Khí buïi

6mm.

Caën

CẤU TẠO

 Đĩa chảy tràn

 Đĩa đục lỗ tròn: d= 3-8mm  Diện tích tự do: 0,15 – 0,25 m2/m2.  Vận tốc khí qua lỗ: vk=5-15m/s.  Kích thước tiết diện ngang: f=5-8

Khí saïch

m2.

3 4

Nước

 Lưu lượng nước tưới: 0,2-

0,3l/m3khí.

Caën Khí buïi

 Chiều cao lớp bọt: 80-100mm.  Chiều dày đĩa đục lỗ: 4-6mm.

Caën

NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG

Khí saïch Khí saïch

Nöôùc

3 4

Nước

1.Thaân 2.Ñóa 3.Hoäp nhaäp lieäu 4.Thanh chaën 5.Hoäp chaûy traøn 6.Voøi töôùi

Caën Khí buïi Khí buïi

Caën Caën

Thieát bò röûa khí daïng suûi boït coù ñóa chaûy suït

Thieát bò röûa khí daïng suûi boït coÙ ñóa chaûy traøn

NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG

Quá trình thu hồi bụi qua 3 giai đoạn sau:

Thu hồi bụi trong không gian dưới lưới do lực quán tính đối với bụi thô ≥10µm. Lắng bụi từ tia khí hình thành bởi các lỗ hoặc khe hở của đĩa với vận tốc khí cao đập vào lớp chất lỏng trên đĩa. Lắng bụi trên bề mặt trong của các bọt khí theo cơ chế quán tính - rối.

Hiêu quả của giai đoạn 2 và 3 lớn hơn giai đoạn

1 nhiều và đạt đến 90 % đối với hạt bụi 2-5µm.

ƯU ĐIỂM – NHƯỢC ĐIỂM

Ưu điểm:

Các lỗ bụi trong thiết bị ít bị bít kín Hiệu quả cao đối với bụi có d≥2µm. Trở lực không lớn: 300-1000N/m2

Nhược điểm

Cần bộ phận tách giọt lỏng. Lưu lượng khí dao động lớn sẽ phá vỡ chế độ tạo bọt. Nồng độ bụi dao động lớn sẽ làm bẩn đĩa. Khả năng tách bụi phụ thuộc vào vận tốc dòng khí trong thiết bị.

THIẾT BỊ RỬA KHÍ VA ĐẬP- QUÁN TÍNH

NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG

Sự tiếp xúc của khí với nước được thực hiện do sự va đập của dòng khí lên bề mặt chất lỏng và do sự thay đổi hướng đột ngột.

Kết quả của sự va đập nói trên là hình thành

những giọt nước mịn đường kính 300 - 400µm, làm tăng quá trình lắng bụi.

THIẾT BỊ RỬA KHÍ VA ĐẬP- QUÁN TÍNH

 NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG

NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG

Đối với thiết bị dạng này mực nước đóng vai trò quan trọng. Sự thay đổi nhỏ của mực nước cũng có thể làm giảm hiệu quả thu hồi bụi hoặc làm tăng trở lực của thiết bị.

Hiệu quả của thiết bị va đập quán tính

đến 99,5% đối với hạt có d ≥3µm.

ROTOCLON-N

Thiết bị lọc bụi PVM

Thiết bị lọc bụi thuỷ động lực mã hiệu PV-2 (thuỷ động lực)

Thiết bị lọc bụi ướt “ thuỷ động lực” năng suất 40000 m3/h

THIẾT BỊ RỬA KHÍ VA ĐẬP- QUÁN TÍNH

 Ưu điểm

Không cần phương tiện vận chuyển nước phun vào thiết bị. Có thể làm việc được với nồng độ bụi ban đầu cao. Tiêu hao nước ít: 0,005-0,15l/m3 khí. Trở lực 1500 – 4000N/m2. Không cần bơm áp suất cao. Cấu tạo và vận hành đơn giản. Kết hợp 2 chức năng trong cùng 1 thiết bị: vận chuyển khí và tách lọc bụi. Ít phụ thuộc vào sự thay đổi lưu lượng, áp suất, vận tốc.

THIẾT BỊ RỬA KHÍ VA ĐẬP- QUÁN TÍNH

Nhược điểm

Cần giữ mực nước ổn định. Cánh quạt trong guồng xoắn có bề rộng gấp 3-6 lần cánh quạt thông thường nên dễ gây mài mòn.

Thiết bị lọc bụi ướt dạng ly tâm (xyclon ướt)

 Đây là thiết bị kết hợp lực li tâm của xyclon với sự dập bụi của nước. Nước được phun từ trên xuống theo thành hình trụ của thiết bị, đồng thời khí được thổi theo dòng xoáy từ dưới đi lên bụi văng ra phía thành bị nước cuốn theo đi xuống cửa thoát dưới đáy.  Khi phun nước tạo thành màng trên mặt trong của thành xyclon, bụi đã chạm vào thành không có khả năng bắn ngược trở lại vào dòng khí do đó hiệu quả lọc được tăng cao.

Thiết bị rửa khí vận tốc cao (thiết bị rửa khí venturi)

 Để làm sạch khí khỏi bụi kích thước 1-2 và nhỏ hơn và nhỏ hơn, người ta ứng dụng chủ yếu các thiết bị rửa khí vận tốc lớn.

Nguyên lý hoạt động: Dòng khí bụi chuyển động với vận tốc 70 – 150 m/s đập vỡ nước thành các giọt cực nhỏ.

Độ xoáy rối cao của dòng khí và vận tốc tương đối giữa bụi và giọt lỏng lớn thúc đẩy quá trình lắng bụi trên các giọt lỏng.

Một số thiết bị rửa khí venturi

Thiết bị Venturi Scrubber kết hợp

THIẾT BỊ LỌC ĐIỆN

Khí saïch

1. Ñieän cöïc laéng

Khí buïi

2. Ñieän cöïc quaàng saùng

3. Khung

4. Boä phaän giuõ buïi

Buïi

5. Caùch ñieän .

VAI TRÒ

Thiết bị lọc bụi tĩnh điện là thiết bị dùng để lọc khí ra khỏi bụi và làm sạch môi trường. Tách pha phân tán và pha liên tục bằng lực hút tĩnh điện.

Bộ lọc tĩnh điện được sử dụng lực hút giữa các hạt nhỏ nạp điện âm. Các hạt bụi bên trong thiết bị lọc bụi hút nhau và kết lại thành khối có kích thước lớn ở các tầm thu góp. Chúng rất dễ khử bỏ nhờ dòng khí.

Nguyên tắc hoạt động Thiết bị lọc bụi này được trình bày trên hình:

Nguyên tắc hoạt động

Thiết bị được chia thành 2 vùng:vùng ion hóa và vùng thu góp. Vùng ion hóa có căng các sợi dây mang điện tích dương với điện thế 1200V.

Các hạt bụi trong không khí khi đi qua vùng ion

hóa sẽ mang điện tích dương.

Sau vùng ion hóa là vùng thu góp, gồm các bản cực tích điện dương và âm xen kẽ nhau nối với nguồn điện 6000V.

Các bản tích điện âm nối đất. Các hạt tích điện dương khi đi qua vùng thu góp sẽ được bản cực âm hút vào.

Nguyên tắc hoạt động

Do giữa các hạt bụi có rất nhiều điểm tiếp xúc nên liên kết giữa các hạt bụi bằng lực phân tử sẽ lớn hơn lực hút giữa các tấm cực với các hạt bụi. Do đó các hạt bụi kết lại và lớn dần lên.

Khi khích thước các hạt đủ lớn sẽ bị dòng

không khí thổi rời khỏi bề mặt tấm cực âm.

Các hạt bụi lớn rời khỏi các tấm cực ở vùng thu góp sẽ được thu gom nhờ bộ lọc bụi thô kiểu trục quay dặt ở cuối gom lại.

ƯU ĐIỂM

Có thể lọc được bụi có kích thước rất nhỏ, hiệu

quả lọc cao trong một thời gian ngắn.

Sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp khác

nhau như ximăng, dệt may, luyện kim…

Độ làm sạch cao từ 90 – 99%. Năng lượng tiêu hao ít, cứ 1000 m3 khí tiêu tốn 0,1 – 0,8 KW và trở lực <= 3 – 15 mm H2O.

Có thể làm việc ở nhiệt độ cao và môi trường ăn

mòn hoá học.

Có thể tự động hoá và cơ khí hoá hoàn toàn.

NHƯỢC ĐIỂM

 Chỉ lọc được những hạt bụi có kích thước nhỏ từ 0,5 -

8µm. Các hạt bụi >= 10 µm thì hiệu quả giảm.

 Kích thước của thiết bị lớn, công kềnh  Chỉ lọc được khí có hàm lượng bụi thấp.  Khi thiết bị hư hỏng thì việc sửa chữa rất khó khăn.  Rất nguy hiểm nếu bộ phận cách điện không đảm bảo.  Giá thành cao.  Chi phí tiêu hao điện năng trong thiết bị lọc bụi điện tương đối cao do ngoài công chi phí vận chuyển bụi còn có chi phí năng lượng cho việc tạo quá trình phóng điện liên tục và một số tổn thất khác

 Việc vận hành đòi hỏi công nhân phải có tay nghề cao.

THIẾT BỊ LỌC BỤI TÚI VẢI

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

THIẾT BỊ LỌC BỤI TÚI VẢI

Vải lọc Cấu tạo và nguyên lý hoạt động Tái sinh vải lọc Tính toán thiết bị lọc túi vải

THIẾT BỊ LỌC BỤI TÚI VẢI

Vải lọc

Vải lọc phải thỏa mãn các yêu cầu sau 1. Khả năng chứa bụi cao và sau khi phục hồi đảm

bảo hiệu quả lọc cao

2. Giữ được khả năng cho khí xuyên qua tối ưu 3. Có độ bền cơ học cao khi nhiệt độ cao và môi

trường ăn mòn

4. Có khả năng phục hồi cao 5. Giá thành thấp

THIẾT BỊ LỌC BỤI TÚI VẢI

Vải lọc :

vải bông, vải len, vải sợi thủy tinh, vải tổng hợp.

THIẾT BỊ LỌC BỤI TÚI VẢI

Thông số của vải lọc:

là tải trọng khí qua vải (m3/m2.ph).

Hiệu suất làm sạch :

85-99%, có thể lọc bụi có đường kính d=10-20 m

THIẾT BỊ LỌC BỤI TÚI VẢI

Cấu tạo & nguyên lý hoạt

động

THIẾT BỊ LỌC BỤI TÚI VẢI

Tái sinh vải lọc : Gắn thiết bị tạo rung với túi vải để làm rung túi  Thổi không khí Làm co giãn nhanh túi lọc

THIẾT BỊ LỌC BỤI TÚI VẢI

Một số thiết bị lọc bụi túi vải trên thị trường

Loại 1 túi Loại 2 túi Loại 4 túi Loại 6 túi

THIẾT BỊ LỌC BỤI TÚI VẢI

 Tính toán thiết bị lọc túi vải Diện tích bề mặt lọc (bề mặt tất cả các ống tay áo)

  



)

S S S 1 2

2 S m 2(

 L L 1 2 q

Trong đó : S1 :Diện tích bề mặt lọc của tất cả các đơn nguyên cùng làm việc đồng thời (m2) S2 :Diện tích bề mặt vải lọc của tất cả các đơn nguyên cần tiến hành chu kì hoàn

nguyên (m2)

L1: Lưu lượng khí cần lọc có kể đến lượng khí thâm nhập vào thiết bị do bị hút

qua khe hở (m3/ph)

L2 :Lưu lượng không khí thổi để giũ bụi (m3/ph), L2=(1,5-1,8).S2 q: Năng suất lọc đơn vị của vải lọc (m3/m2.ph) (tuỳ vào từng loại vải lọc)

THIẾT BỊ LỌC BỤI TÚI VẢI

Vải Lọc

Len hoặc vải bông sợi

Vải bằng sợi tổng hợp

Vải bằng sợi thuỷ tinh

0,6-1,2

0,5-1

0,3-0,9

Năng suất lọc đơn vị q (m3 /m2.ph)

THIẾT BỊ LỌC BỤI TÚI VẢI

Số lượng túi vải :



S S

Trong đó : S0 :Diện tích bề mặt của một túi vải (m2)

Chương 3

Những vấn đề chung về xử lý bụi

3.1 SO SÁNH HIỆU QUẢ LỌC BỤI QUA CÁC PHƯƠNG PHÁP

oTrong từng chương mục nghiên cứu các lọai thiết bị lọc riêng biệt như buồng lằng bụi, xiclon, lưới lọc…ta đã biết đến các đường cong hiệu quả lọc theo từng cỡ hạt bụi cho từng lọai thiết bị lọc o Đối với mỗi lọai thiết bị lọc có thể có nhiều đường cong hiệu quả khác nhau khi các yếu tố ảnh hưởng tác động như: chế độ không khí, kích thước thiết bị, thông số vật lí của bụi và môi trường

3.1 SO SÁNH HIỆU QUẢ LỌC BỤI QUA CÁC PHƯƠNG PHÁP

Xuất phát từ mối quan hệ giữa hiệu quả

lọc và kích thước hạt bụi, phạm vi sử dụng thích hợp nhất của các loại thiết bị lọc bụi khác nhau theo từng quãng giá trị đường kính của hạt bụi tính theo µm

Ngòai kích thước hạt bụi, phạm vi sử dụng hợp lí của các lọai thiết bị lọc bụi còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác như nhiệt độ của khí thải, nồng độ ban đầu, điều kiện vận hành…

3.2 LỰA CHỌN THIẾT BỊ XỬ LÍ BỤI

XICLON

Sử dụng cho bụi thô Nồng độ bụi ban đầu cao Không đòi hỏi hiệu quả lọc cao Nều muốn đạt được hiệu quả cao thì nên sử dụng xiclon ướt hoặc xiclon chùm

BUỒNG LẮNG BỤI

Sử dụng cho bụi thô, kích thước

>50µm

Cần được sử dụng như cấp lọc thô trước các lọai thiết bị lọc tinh đắt tiền

THIẾT BỊ LỌC BỤI ƯỚT

Sử dụng khi cần lọc sạch bụi mịn với hiệu

quả tương đối cao.

Kết hợp giữa lọc bụi và khử khí độc hại

trong phạm vi có thể, nhất là với các lọai khí hơi cháy

Kết hợp làm nguội khí thải Đặc biệt độ ẩm cao trong các lọai khí thải khi đi ra khỏi thiết bi lọc không gây ảnh hưởng gì đáng kể cho thiết bị cũng như các quá trình công nghệ liên quan

THIẾT BỊ LỌC TÚI VẢI

Sử dụng khi cần đạt hiệu quả lọc cao

hoặc rất cao

Cần thu hồi bụi có giá trị ở trạng thái

khô

Lưu lượng khí thải cần lọc kh6ng quá

lờn

Nhiệt độ khí thải tương đối thấp nhưng

phải cao hơn nhiệt độ điểm sương

THIẾT BỊ LỌC BỤI BẰNG ĐIỆN

Khi cần lọc bụi tinh với hiệu quả lọc bụi cao Lưu lương khí thải cần lọc lớn Cần thu hồi bụi có giá trị

Các đặc điểm và thông số kĩ thuật

Nhiệt độ và độ ẩm của khí đi vào hệ thống lọc bụi và những chất ô nhiễm khác đi kèm theo

Các đặc tính lí hóa của bụi: vật liệu bụi, phân cấp cỡ hạt, khối lương đơn vị… Nồng độ ban đầu của bụi trong khí thải Lưu lượng khí thải và sự thay đổi của lưu

lượng

Các đặc điểm và thông số kĩ thuật

 Mức độ lọc yêu cầu và nồng độ cho phép của bụi

còn lại trong khí thải sau lọc

 Phương pháp và chu kì xả bụi, khả năng thu hồi

bụi có giá trị

 Các yêu cầu đặc biệt đối với hệ thống hút bụi  Thời gian làm việc, vị trí đặt thiết bị  Đối với thiết bị lọc bui ướt ta cần phải lưu ý đến

nguồn nước cung cấp, nước thải có lẫn cặn bùn, độ ẩm cao của khí thải  Các điều kiện vận hành

3.3 CÁC KHÍA CẠNH KINH TẾ CỦA XỬ LÍ BỤI

 Để xử lí bụi, đặc biệt là các hạt bụi có kích cỡ nhỏ phải có thiết bị phù hợp và tiêu tốn nhiều năng lượng (điện năng)

 Ngòai chi phí điện năng giá thành xử lí bụi còn

gồm:  Đặc tính của bụi, Nồng độ ban đầu  Mức độ lọc  Hệ thống và chất liệu cấu tạo thiết bị lọc  Hệ thống đường ống  Các thiết bị phụ trợ như quạt, động cơ điện  Chi phí vận hành, hao mòn, sửa chữa