Đồ án xử lý bụi gỗ bằng xiclon và túi vải

Chia sẻ: Van Tu | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:65

Thêm vào BST

Báo xấu

1.262
lượt xem 457
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Trong những năm gần đây, chúng ta không thể phủ nhận được sự phát triển vượt bậc của nền kinh tế cũng như khoa học kỹ thuật của thế giới. Nền công nghiệp thế giới đã đạt đến trình độ kỹ thuật cao, với nhiều thành tựu đáng ghi nhận. Cùng với sự phát triển ấy, mức sống của con người cũng được nâng cao và nhu cầu của con người cũng thay đổi. Tuy nhiên, hệ quả của sự phát triển ấy là một loạt các vấn đề về môi trường như trái đất nóng lên, ô nhiễm không khí, ô nhiễm nguồn nước,...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Đồ án xử lý bụi gỗ bằng xiclon và túi vải

ĐỒ ÁN Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ GVHD: NGUYỄN TẤN DŨNG ---------- Đồ án xử lý bụi gỗ bằng xiclon và túi vải SVTH: NGUYỄN VĂN TỰ - 08115042 1 BÙI VĂN TƯỜNG - 08115089
ĐỒ ÁN Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ GVHD: NGUYỄN TẤN DŨNG MỤC LỤC MỞ ĐẦU ...............................................................................................................................5 1.1.Đặt vấn đề ....................................................................................................................5 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ LÝ THUYẾT ....................................6 1.1. Ô nhiễm không khí do bụi ..........................................................................................6 1.1.1. Định nghĩa ........................................................................................................6 1.1.2. Phân loại bụi .....................................................................................................6 1.1.3. Tính chất hoá lý của bụi ...................................................................................7 1.1.3.1. Mật độ ..........................................................................................................7 1.1.3.2.Tính tán xạ .....................................................................................................7 1.1.3.3.Tính bám dính................................................................................................8 1.1.3.4. Tính mài mòn ...............................................................................................8 1.1.3.5. Tính thấm......................................................................................................8 1.1.3.6. Tính hút ẩm và tính hòa tan ..........................................................................9 1.1.3.7. Suất điện trở của lớp bụi...............................................................................9 1.1.3.8. Tính mang điện .............................................................................................9 1.1.3.9. Tính cháy nổ .................................................................................................9 1.2. Bụi trong quá trình sản xuất đồ gỗ..............................................................................9 1.2.1. Nhu cầu sử dụng gỗ. .........................................................................................9 1.2.2. Bụi gỗ và tác hại của nó. ................................................................................10 1.2.2.1. Sơ đồ qui trình công nghệ. .........................................................................10 1.2.2.2. Bụi gỗ .........................................................................................................12 1.2.2.3. Tác hại của bụi gỗ.......................................................................................13 1.3. Các phương pháp xừ lý bụi .......................................................................................14 1.3.1. Phương pháp khô ............................................................................................14 1.3.1.1.Thiết bị thu hồi bụi khô ...............................................................................14 1.3.1.2. Thiết bị lọc bụi khô [2] ...............................................................................21 1.3.1.2.1. Thiết bị lọc vải .....................................................................................22 1.3.1.2.2. Thiết bị lọc sợi [2] ...............................................................................23 1.3.1.2.3. Thiết bị lọc hạt .....................................................................................24 1.3.2. Thiết bị lọc bụi bằng phương pháp ướt [2] ....................................................24 1.3.2.1. Buồng rửa khí. ............................................................................................25 1.3.2.2. Thiết bị rửa khí trần. ...................................................................................25 1.3.2.3. Thiết bị rửa khí đệm. ..................................................................................26 1.3.2. 4.Thiết bị sủi bọt. ...........................................................................................26 1.3.2. 5. Thiết bị rửa khí va đập quán tính...............................................................27 SVTH: NGUYỄN VĂN TỰ - 08115042 2 BÙI VĂN TƯỜNG - 08115089
ĐỒ ÁN Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ GVHD: NGUYỄN TẤN DŨNG 1.3.2. 6. Thiết bị rửa khí ly tâm ...............................................................................27 1.3.3. Thiết bị lọc điện.............................................................................................28 CHƯƠNG 2. QUY HOẠCH MẶT BẰNG HỆ THỐNG XỬ LÝ BỤI GỖ .......................29 2.1. Xác định yêu cầu về hệ thống ...................................................................................29 2.1.1. Vị trí địa lý .....................................................................................................30 2.2.2. Vị trí đặt hệ thống xử lý bụi ...........................................................................31 2.2.3. Mạng lưới điện quốc gia.................................................................................32 CHƯƠNG 3. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ THẾT BỊ XỬ LÝ Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ TRONG NHÀ MÁY CHẾ BIẾN GỖ .................................................................................34 3.1 Lựa chọn và thuyết minh công nghệ..........................................................................34 3.1.1 Lựa chọn phương án xử lý ..............................................................................34 3.1.2. Thuyết minh qui trình công nghệ ...................................................................35 3.2. Yêu cầu .....................................................................................................................35 3.3. Các thông số cần thiết cho Tính toán & Thiết kế .....................................................35 3.4. Sơ đồ nguyên lý của các thiết bị ...............................................................................36 3.4.1. Sơ đồ nguyên lý của xiclon ............................................................................36 3.4.2. Sơ đồ nguyên lý của túi vải. ...........................................................................37 3.5. Tính toán thiết bị xử lý .............................................................................................38 3.5.1. Tính toán xiclon [1] .......................................................................................38 3.5.1. 1. Các kích thước chi tiết của xiclon [1] .......................................................38 3.5.1.2. Xác định đường kính giới hạn của hạt bụi [2] ...........................................40 3.5.1.3. Hiệu quả lọc theo cỡ hạt của xiclon [2] ......................................................41 3.5.1.4. Hiệu quả lọc theo khối lượng của hệ thống [2] ...................................42 3.5.1.5. Khối lượng bụi thu trong 1 ngày [1]...........................................................42 3.5.1.6. Tổn thất áp suất trong xiclon [1] ................................................................44 3.6. Tính toán thiết bị lọc túi vải ..............................................................................44 3.6.1. Kích thước túi vải [1] ...................................................................................46 3.6.2. Tính toán trở lực của thiết bị [1]....................................................................46 3.6.3. Kích thước thiết bị .........................................................................................47 3.6.4. Khối lượng bụi thu được [1] .........................................................................47 3.6.5. Thời gian rung giũ bụi. [1] ...........................................................................48 3.6.6. Chọn máy nén khí dùng để rung rũ bụi. [1] ..................................................49 3.7. Tính ứng suất của thiết bị ..................................................................................49 3.7.1 Chọn vật liệu [4] ............................................................................................49 3.7.2. Xác định ứng suất cho phép của thép CT3 [4] .....................................49 3.7.3. Thiết bị lọc túi vải.........................................................................................50 3.4.3.4. Thiết bị xiclon.............................................................................................51 3.8. Chọn quạt hút ...........................................................................................................52 3.8.1. Trở lực trên đường ống dẫn khí vào thiết bị [4] ............................................52 3.8.2. Tính toán quạt hút..........................................................................................55 3.9. Ống khói ...................................................................................................................56 SVTH: NGUYỄN VĂN TỰ - 08115042 3 BÙI VĂN TƯỜNG - 08115089
ĐỒ ÁN Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ GVHD: NGUYỄN TẤN DŨNG 3.9.1. Tính toán chiều cao ống khói [4]...................................................................56 3.9.2.Trở lực ống khói [4] .......................................................................................58 CHƯƠNG 4. ỨNG DỤNG - VẬN HÀNH .........................................................................59 4.1. Ứng dụng. .................................................................................................................59 4.2. Vận hành ...................................................................................................................59 CHƯƠNG 5. TÍNH TOÁN KINH TẾ CHO HỆ THỐNG .................................................61 5.1. Tính toán kinh tế .......................................................................................................61 5.1.1 Đường ống .......................................................................................................61 5.1.2. Xiclon .............................................................................................................62 5.1.3. Thiết bị lọc túi vải ..........................................................................................64 5.1.4. Ống khói [4] ...................................................................................................65 5.1.5. Các thiết bị khác .............................................................................................66 5.1.6. Tổng chi phí xây dựng toàn hệ thống xử lý ...................................................66 CHƯƠNG 6. KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ ..........................................................................67 6.1. Kết luận .....................................................................................................................67 6.2. Kiến nghị...................................................................................................................67 TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................................67 SVTH: NGUYỄN VĂN TỰ - 08115042 4 BÙI VĂN TƯỜNG - 08115089
ĐỒ ÁN Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ GVHD: NGUYỄN TẤN DŨNG MỞ ĐẦU 1.1.Đặt vấn đề Trong những năm gần đây, chúng ta không thể phủ nhận được sự phát triển vượt bậc của nền kinh tế cũng như khoa học kỹ thuật của thế giới. Nền công nghiệp thế giới đã đạt đến trình độ kỹ thuật cao, với nhiều thành tựu đáng ghi nhận. Cùng với sự phát triển ấy, mức sống của con người cũng được nâng cao và nhu cầu của con người cũng thay đổi. Tuy nhiên, hệ quả của sự phát triển ấy là một loạt các vấn đề về môi trường như trái đất nóng lên, ô nhiễm không khí, ô nhiễm nguồn nước, mực nước biển dâng hay biến đổi khí hậu … Trước thực trạng ấy con người đã có ý thức về bảo vệ môi trường, ý thức về mối quan hệ giữa “phát triển kinh tế” và “bảo vệ môi trường”. Vấn đề “phát triển bền vững” đã không còn xa lạ và đây là mối quan tâm không của riêng ai đặc biệt là các nước đang trên đà phát triển như Việt Nam chúng ta. Ngày nay ô nhiễm không khí đang là một vấn đề đáng quan tâm của Việt Nam cũng như toàn thế giới. "Ô nhiễm không khí là sự có mặt một chất lạ hoặc một sự biến đổi quan trọng trong thành phần không khí, làm cho không khí không sạch hoặc gây ra sự toả mùi, có mùi khó chịu, giảm tầm nhìn xa (do bụi)". Khi tốc độ đô thị hóa ngày càng nhanh, số lượng các khu công nghiệp, khu chế xuất ngày càng tăng, ngày càng nhiều bệnh tật ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe con người liên quan đến vấn đề ô nhiễm không khí. Các bệnh về da, mắt, đặc biệt là đường hô hấp. Vì vậy việc xử lý bụi và khí thải trong quá trình sản xuất là điều tất yếu phải có trong các khu công nghiệp, nhà máy để bảo vệ môi trường không khí. Hiện nay nước ta đang trên đà phát triển. Cuộc sống của người dân ngày càng được nâng cao. Khi cuộc sống no đủ thì con người nghĩ đến việc làm đẹp. Từ các sản phầm tự nhiên như tre, lứa, gỗ, cói…. Người ta có thể tạo ra các sản phẩm rất đẹp mắt và rất hữu ích, tiện lợi dùng để trang trí trong gia đình, trường học, bệnh viện… tuy nhiên trong quá trình tạo ra các sản phẩm đó, đặc biệt là sử dụng các vật liệu từ gỗ. từ đó nhiều nhà máy chế biến gỗ, các xưởng mộc mọc lên. Như chúng ta đã biết trong quá trình chế biến gỗ thì việc xẻ gỗ, cưa gỗ, trà nhám, đánh bóng… tạo ra rất nhiều loại bụi với các kích thước khác nhau gây ảnh hưởng rất nghiêm trọng đến sức khỏe công nhân làm việc và khu vực dân cư xung quanh. Do đó việc thiết kế một hệ thống xử lý bụi trong nhà máy trước khi thải ra môi trường không khí là hết sức cần thiết để đảm bảo sự phát triển bền vững. 1.1.1. Mục tiêu đồ án - Tính toán, thiết kế hệ thống xử lý bụi gỗ bằng xiclon và túi vải. 1.1.2. Nhiệm vụ đồ án - Quy hoạch mặt bằng nhà máy và hệ thống xừ lý bụi - Xác định nguồn ô nhiễm trong Nhà máy chế biến gỗ. SVTH: NGUYỄN VĂN TỰ - 08115042 5 BÙI VĂN TƯỜNG - 08115089
ĐỒ ÁN Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ GVHD: NGUYỄN TẤN DŨNG - Các phương pháp xử lý bụi. - Lựa chọn thiết bị và tính toán thiết kế hệ thống xử lý bụi cho nhà máy. - Tính toán kinh tế cho hệ thống xử lý. - Vẽ sơ đồ công nghệ xử lý bụi. CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1.1. Ô nhiễm không khí do bụi 1.1.1. Định nghĩa Bụi là tập hợp nhiều hạt, có kích thước nhỏ bé, tồn tại lâu trong không khí dưới dạng bụi bay, bụi lắng và các hệ khí dung nhiều pha gồm hơi, khói,mù. Bụi bay có kích thước từ (0,001÷10)µm bao gồm tro, muội, khói và những hạt rắn được nghiền nhỏ, chuyển động theo kiểu Brao hoặc rơi xuống đất với vận tốc không đổi theo định luật stoke. Về mặt sinh học, bụi này thường gây tổn thương nặng cho cơ quan hô hấp, nhất là khi phổi nhiễm bụi thạch anh (Silicose) do hít thở phải không khí có chứa bụi bioxit silic lâu ngày. Bụi lắng có khích thước lớn hơn 10µm, thường rơi nhanh xuống đất theo định luật Newton với tốc độ tăng dần. Về mặt sinh học, bụi này thường gây tổn hại cho da, mắt, gây nhiễm trùng, gây dị ứng… 1.1.2. Phân loại bụi - Theo nguồn gốc: +Bụi hữu cơ như bụi tự nhiên ( bụi do động đất, núi lửa…) +Bụi thực vật (bụi gỗ, bông, bụi phấn hoa…) +Bụi động vật (len, lông, tóc…) +Bụi nhân tạo (nhựa hóa học, cao su, cement…) +Bụi kim loại (sắt, đồng, chì…) +Bụi hỗn hợp (do mài, đúc…) - Theo kích thước hạt bụi: +Khi D > 10µm : gọi là bụi; +Khi D = (0,01 ÷ 0,1) µm : gọi là sương mù; +Khi D < 0,1 µm : gọi đó là khói Với loại bụi có kích thước nhỏ hơn 0,1 µm (khói) khi hít thở phải không được giữ trong lại trong phế nang của phổi, bụi từ (0,1 ÷ 5) µm ở lại phổi chiếm (80 ÷ 90)%, bụi từ (5 ÷10) µm khi hít vào lại được đào thải ra khỏi phổi, còn với bụi lớn hơn 10 µm thường đọng lại ở mũi. - Theo tác hại: Theo tác hại của bụi có thể phân ra: + Bụi nhiễm độc chung (chì, thủy ngân, benzen); SVTH: NGUYỄN VĂN TỰ - 08115042 6 BÙI VĂN TƯỜNG - 08115089
ĐỒ ÁN Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ GVHD: NGUYỄN TẤN DŨNG + Bụi gây dị ứng viêm mũi, hen, nổi ban… (bụi bông, gai, phân hóa học, một số tinh dầu gỗ…); + Bụi gây ung thư (bụi quặng, crom, các chất phóng xạ…) + Bụi xơ hóa phổi (thạch anh, quặng amiang… 1.1.3. Tính chất hoá lý của bụi Độ tin cậy và hiệu quả làm việc của hệ thống lọc bụi phụ thuộc đáng kể vào các tính chất lý – hóa của bụi và các thông số của dòng khí mang bụi. Sau đây sẽ trình bày sơ lược các tính chất lý – hóa cơ bản của bụi ảnh hưởng đến quá trình hoạt động của hệ thống lọc và là cơ sở để chọn thiết bị lọc. 1.1.3.1. Mật độ Mật độ đổ đống (khác với mật độ thực) có tính đến các khe chứa không khí giữa các hạt. Mật độ đổ đống dùng để xác định thể tích bụi chiếm chỗ trong bunke chứa bụi. Khi tăng các hạt cùng kích thước mật độ đổ đông giảm do thể tích tương đối của các lớp không khí tăng. Khi nén chặt, mật độ đổ đống tăng 1,2 ÷ 1,5 lần (so với khí mới đổ đống). Mật độ không thực là tỷ số khối lượng các hạt và thể tích mà hạt chiếm chỗ, bao gồm các lỗ nhỏ, các khe hổng và không đều. Các hạt nguyên khối, phẳng và các hạt ban đầu có mật độ không thực trong thực tế trùng với mật độ thực. Những hạt như thế dễ lọc trong thiết bị lọc quán tính hơn so với thiết bị lọc lỗ rỗng do khối lượng bằng khối lượng thực nên chúng ít bị tác dụng lôi kéo của không khí sạch thoát ra từ thiết bị lọc. Trái lại các hạt có mật độ không thực thấp dễ lọc trong các thiết bị lọc như ống vải, bằng vật liệu xốp vì chúng dễ bị nước hoặc vải lọc giữ lại. Mật độ không thực thường có trị số nhỏ hơn so với mật độ thực thường thấy ở bụi có xu hướng đông tụ hay thiêu kết, ví dụ: mồ hóng, oxit của các kim loại màu… 1.1.3.2.Tính tán xạ Kích thước hạt là thông số cơ bản của bụi, vì chọn thiết bị lọc chủ yếu dựa vào thành phần tán xạ của bụi. Trong quá trình đông tụ, các hạt ban đầu liên kết với nhau trong thiết bị đông tụ nên chúng to dần. Do đó trong kỹ thuật lọc bụi kích thước Stoc có ý nghĩa quan trọng. Đó là đường kính của hạt hình cầu có vận tốc lắng chìm như hạt nhưng không phải hình cầu, hoặc chất keo tụ. Thành phần tán xạ là hàm lượng tính bằng số lượng hay khối lượng các hạt thuộc nhóm kích thướng khác nhau. SVTH: NGUYỄN VĂN TỰ - 08115042 7 BÙI VĂN TƯỜNG - 08115089
ĐỒ ÁN Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ GVHD: NGUYỄN TẤN DŨNG Kích thước hạt có thể được đặc trưng bằng vận tốc treo (vt, m/s) – là vận tốc rơi tự do của hạt trong không khí không chuyển động. 1.1.3.3.Tính bám dính Tính bám dính của hạt xác định xu hướng kết dính của chúng. Độ kết dính của hạt tăng có thể làm cho thiết bị lọc bị nghẽn do sản phẩm lọc. Kích thước hạt càng nhỏ thì chúng càng dễ bám vào bề mặt thiết bị. Bụi có (60 ÷ 70)% hạt có đường kính nhỏ hơn 10 µm được coi như bụi kết dính (mặc dầu các hạt kích thước lớn hơn 10 µm mang tính tản rời cao) 1.1.3.4. Tính mài mòn Tính mài mòn của bụi đặc trưng cho cường độ mài mòn kim loại ở vận tốc như nhau cả khí và nồng độ như nhau của bụi. Nó phụ thuộc vào độ cứng, hình dạng, kích thước và mật độ của hạt. Tính mài mòn của bụi được tính đến khi chọn vận tốc của khí, chiều dày của thiết bị và đường ống dẫn khí cũng như chọn vật liệu ốp của thiết bị. 1.1.3.5. Tính thấm Tính thấm nước có ảnh hưởng nhất định đến hiệu quả của thiết bị lọc kiểu ướt, đặc biệt khi thiết bị làm việc có tuần hoàn. Khi các hạt khó thấm tiếp xúc với bề mặt chất lỏng, chúng bị bề mặt chất lỏng bao bọc. Ngược lại đối với các hạt dễ thấm chúng không bị nhúng chìm hay bao phủ bởi các hạt lỏng, mà nổi trên bề mặt nước. Sau khi bề mặt chất lỏng bao bọc phần lớn các hạt, hiệu quả lọc giảm vì các hạt khi tiếp tục tới gần chất lỏng, do kết quả của sự va đập đàn hồi với các hạt được nhúng chìm trước đó, chúng có thể bị đẩy trở lại dòng khí. Các hạt phẳng dễ thấm hơn so với các hạt có bề mặt không đều. Sở dĩ như vậy là do các hạt có bề mặt không đều hầu hết được bao bọc bởi vỏ khí được hấp thụ cản trở sự thấm. Theo đặc trưng thấm nước các vật liệu rắn chia thành 3 nhóm: - Vật liệu lọc nước: dễ thấm nước (canxi, thạch cao, phần lớn silicat và khoáng vật được oxi hóa, halogennua của kim loại kiềm); - Vật liệu kị nước: khó thấm nước (grafit, than, lưu huỳnh); - Vật liệu kị nước tuyệt đối (parafin, nhựa teflon, bitum). SVTH: NGUYỄN VĂN TỰ - 08115042 8 BÙI VĂN TƯỜNG - 08115089
ĐỒ ÁN Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ GVHD: NGUYỄN TẤN DŨNG 1.1.3.6. Tính hút ẩm và tính hòa tan Các tính chất này của bụi được xác định trước hết bởi thành phần hóa học của chúng cũng như kích thước, hình dạng và độ nhám của bề mặt các hạt bụi. Nhờ tính hút ẩm và tính hòa tan mà bụi có thể được lọc trong các thiết bị lọc kiểu ướt. 1.1.3.7. Suất điện trở của lớp bụi Suất điện trở của lớp bụi phụ thuộc vào tính chất của từng hạt riêng biệt (vào tính dẫn điện bề mặt và bên trong, vào hình dạng và kích thước của hạt) cũng như cấu trúc của lớp và các thông số của dòng khí. Nó ảnh hưởng đến hoạt động của thiết bị lọc bằng điện. Phụ thuộc vào suất điện trở bụi chia thành 3 nhóm như sau: - Bụi thuộc nhóm suất điện trở thấp: có suất điện trở của lớp dưới 104.cm - Bụi thuộc nhóm suất điện trở trung bình: có suất điện trở của lớp từ 104 ÷1010.cm. - Bụi thuộc nhóm suất điện trở cao: có suất điện trở của lớp lớn hơn 1010 ÷1013.cm. 1.1.3.8. Tính mang điện Tính mang điện (còn gọi là tính được nạp điện) của bụi ảnh hưởng đến trạng thái của bụi trong đường ống và hiệu xuất của bụi (đối với thiết bị lọc bằng điện, thiết bị lọc kiểu ướt…). Ngoài ra tính mang điện còn ảnh hưởng đến an toàn cháy nổ và tính dính bám của bụi. 1.1.3.9. Tính cháy nổ Bụi cháy được do bề mặt tiếp xúc với oxi trong không khí phát triển mạnh (1 m2/g) có khả năng tự bốc cháy và tạo thành hỗn hợp nổ với không khí. Cường độ nổ của bụi phụ thuộc vào tính chất hóa học và tính chất nhiệt của bụi, vào kích thước và hình dạng của các hạt, nồng độ của chúng trong không khí, vào độ ẩm và thành phần của khí, kích thước và nhiệt độ của nguồn cháy và vào hàm lượng tương đối của bụi trơ. 1.2. Bụi trong quá trình sản xuất đồ gỗ. 1.2.1. Nhu cầu sử dụng gỗ. - Trong cuộc sống hiện đại người sử dụng đòi hỏi đồ gỗ trong nhà phải có nhiều tính năng, dễ bảo quản. Do diện tích nhà thường bị hạn chế nên sự tận dụng diện tích là quan trọng. Chính vì thế một cái tủ trong phòng phải có khả năng chứa nhiều loại đồ hơn, đòi hỏi sự kết hợp với các phụ kiện khác. Cùng với sự tiến bộ về công nghệ cho phép thiết kế bố trí nhiều chức năng hơn trong một diện tích. Ví dụ trong bếp các ngăn chứa được gắn thêm các kệ inox, kệ này có thể kéo, xoay và trượt để phù hợp với từng SVTH: NGUYỄN VĂN TỰ - 08115042 9 BÙI VĂN TƯỜNG - 08115089
ĐỒ ÁN Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ GVHD: NGUYỄN TẤN DŨNG loại sản phẩm.Việc sử dụng gỗ tự nhiên vẫn được ưa chuộng do truyền thống. Gỗ tự nhiên mang lại sự cảm nhận thiên nhiên rất thật nên nó được sử dụng ở những không gian giao tiếp, phòng ngủ. - Sự phong phú về bề mặt gỗ chế biến giúp các sản phẩm có được những hiệu quả sử dụng, thẩm mỹ phong phú không khác gỗ thiên nhiên và giúp cho các nhà thiết kế thực hiện được nhiều ý tưởng mới. Vì thế hiện nay trong công trình nhà ở, hơn 90% đồ nội thất đều sử dụng loại gỗ công nghiệp. 1.2.2. Bụi gỗ và tác hại của nó. 1.2.2.1. Sơ đồ qui trình công nghệ. Nguyên liệu gỗ Cưa, tẩm, sấy Định hình: Cưa, bào Tạo dáng:Cưa, bào, tuapi Mộng: Tuapi, cưa Chà nhám Sơn phủ bề mặt Lắp ghép - Thành phẩm Hình 1.1. Sơ đồ dây chuyền công nghệ chế biến đồ mộc gia dụng. SVTH: NGUYỄN VĂN TỰ - 08115042 10 BÙI VĂN TƯỜNG - 08115089
ĐỒ ÁN Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ GVHD: NGUYỄN TẤN DŨNG Mô tả quy trình công nghệ. Các công đoạn chính trong công nghệ chế biến gỗ, có thể chia thành những phần chính như sau: - Công đoạn cưa, tẩm và sấy. - Công đoạn định hình. - Công đoạn tạo dáng. - Công đoạn làm mộng - Công đoạn chà nhám chi tiết hoặc sản phẩm. - Công đoạn sơn phủ bề mặt các chi tiết. Các công đoạn được mô tả lần lượt như sau:  Cưa tẩm và sấy Nguyên liệu là các loại gỗ vụn, gỗ khúc hoặc gỗ dạng thân cây (cao su, tràm, bạch đàn…). Được cưa ra với những kích thước thích hợp sau đó đem ngâm hay tẩm hóa chất. Đối với các loại gỗ khúc, gỗ vụn, trước khi đem đến công đoạn cắt, định dạng sản phẩm phải được dán keo, sau khi ghép các khúc gỗ lại, chúng sẽ được sấy bằng hơi nhiệt từ việc đốt củi để tạo những miếng lớn hơn, thích hợp cho việc cắt xén sản phẩm. Công đoạn này phát sinh bụi do các máy cưa.  Định hình Tùy loại chi tiết cần thực hiện mà ở giai đoạn này gỗ sẽ được cắt hay tuapi để có những kích thước thích hợp: - Đối với các sản phẩm có dạng phẳng, các tấm gỗ ép sẽ được cắt xén theo từng chi tiết tương ứng như các loại khung ghế, tay cầm của ghế. - Đối với các chi tiết phức tạp như chân ghế, chân tủ, chân giường có các loại hoa văn khác nhau, gỗ sẽ được phay chi tiết bằng máy tuapi. Công đoạn này phát sinh bụi do các máy cưa, máy tuapi.  Tạo dáng Gỗ sau khi được cắt đúng kích thước theo yêu cầu ở khâu định hình, sẽ được tạo dáng chi tiết tương ứng với từng sản phẩm. SVTH: NGUYỄN VĂN TỰ - 08115042 11 BÙI VĂN TƯỜNG - 08115089
ĐỒ ÁN Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ GVHD: NGUYỄN TẤN DŨNG Công đoạn này bao gồm: cưa lọng, phay, bào để tạo dáng chính xác cho các chi tiết sản phẩm. Công đoạn này phát sinh bụi do các máy cưa, máy tuapi, bào.  Mộng Gỗ sau khi được tạo dáng chính xác ở khâu tạo dáng, sau đó được đưa vào khâu mộng để làm các mộng lắp ghép. Các mộng bao gồm: mộng âm, mộng dương, mộng đơn, mộng đôi. Công đoạn này chủ yếu sử dụng các máy tuapi, cưa mâm 2 lưỡi. Công đoạn này phát sinh bụi do các máy cưa, máy tuapi.  Chà nhám (đánh bóng) chi tiết hoặc sản phẩm Ở công đoạn này, chi tiết (sản phẩm) trước hết sẽ được chà nhám thô các góc cạnh, bề mặt. Sau đó chúng được chà tinh bằng các loại giấy nhám mịn bằng máy hoặc bằng tay. Công đoạn này phát sinh bụi do các máy chà nhám  Sơn phủ bề mặt Sau khi chà nhám tinh, sản phẩm được sơn phủ bề mặt bằng cách nhúng vào vecni hoặc sơn bằng máy. Mục đích của sơn phủ bề mặt là để chống mối mọt và làm cho sản phẩm thêm bóng đẹp. Công đoạn này phát sinh bụi sơn.  Lắp ghép - thành phẩm Ở công đoạn này, các chi tiết đã được gia công hoàn chỉnh, các chi tiết này sẽ được bộ phận lắp ghép, lắp ghép thành sản phẩm. Các sản phẩm sau khi lắp ghép sẽ được kiểm tra chất lượng trước khi đóng gói – xuất xưởng. 1.2.2.2. Bụi gỗ Đây là nguồn ô nhiễm nghiêm trọng nhất trong công nghiệp chế biến gỗ, vì hiện trong phân xưởng cũ nồng độ bụi quá cao so với tiêu chuẩn cho phép. Bụi phát sinh chủ yếu từ các công đoạn và qúa trình sau: + Cưa xẻ gỗ để tạo phôi cho các chi tiết mộc. + Rọc, xẻ gỗ. + Khoan, phay, bào. + Chà nhám, bào nhẵn bề mặt các chi tiết. Tuy nhiên, có sự khác biệt đáng kể về kích thước cỡ hạt bụi và tải lượng bụi sinh ra ở những công đoạn khác nhau. Tại các công đoạn gia công thô như cưa cắt, bào, SVTH: NGUYỄN VĂN TỰ - 08115042 12 BÙI VĂN TƯỜNG - 08115089
ĐỒ ÁN Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ GVHD: NGUYỄN TẤN DŨNG tiện, phay… phần lớn chất thải đều có kích thước lớn có khi tới hàng ngàn m. Hệ số phát thải bụi ở các công đoạn trong công nghệ sản xuất gỗ được thể hiện trong bảng 2.5 sau: Bảng 1.1. Hệ số ô nhiễm bụi trong công nghệ sản xuất gỗ gia dụng. STT Công đoạn Hệ số ô nhiễm 1 Cắt và bốc xếp gỗ 0,187 ( Kg/ tấn gỗ) 2 Gia công chi tiết 0,5 (Kg/tấn gỗ) 0,05 (Kg/m2) 3 Chà nhám, đánh bóng Nguồn: WHO, 1993 Tại các công đoạn gia công tinh như chà nhám, đánh bóng, tải lượng bụi không lớn nhưng kích cỡ hạt bụi rất nhỏ, thường nằm trong khoảng từ (2÷20) m, nên dễ phát tán trong không khí. Ngòai ra tại các công đọan khác như vận chuyển gỗ, lắp gép… đều phát sinh bụi tuy nhiên mức độ không đáng kể. Thành phần và tính chất của bụi ở đây chủ yếu là bụi cơ học. Đó là một hỗn hợp các hạt cellulose với kích thước thay đổi trong một phạm vi rất rộng. Các lọai bụi này, nhất thiết phải có thiết bị thu hồi và xử lý triệt để, nếu không sẽ gây ra một số tác động nhất định đến môi trường và sức khỏe con người. Bảng 1.2. Tải lượng ô nhiễm bụi và chất thải rắn Nguyên liệu sử Tải lượng ô nhiễm Kích thước bụi dụng trong năm Hệ số ô nhiễm trong năm (tấn) (kg/năm) Cưa, tẩm sấy 4250 0,187 ( Kg/ tấn gỗ) 794,75 Bụi tinh (gia công) 3400 0,5 (Kg/tấn gỗ) 1700 12.000 m2 0,05 (Kg/m2) Bụi tinh (chà nhám) 600 1.2.2.3. Tác hại của bụi gỗ Bụi gỗ sau khi phát tán ra khỏi nhà máy bám vào quần áo mới giặt xong, khi mặc vào sẽ thấy ngứa ngáy khó chịu, một số trường hợp gây kích ứng da vì trong bụi gỗ có chứa hóa chất trong quá trình tẩm SVTH: NGUYỄN VĂN TỰ - 08115042 13 BÙI VĂN TƯỜNG - 08115089
ĐỒ ÁN Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ GVHD: NGUYỄN TẤN DŨNG Bụi gỗ vào phổi gây kích thích cơ học và phát sinh phản ứng xơ hoá phổi gây nên những bệnh hô hấp. Những hạt bụi có kích thước nhỏ hơn 10 µm có thể được giữ lại trong phổi. tuy nhiên nếu các hạt bụi này có đường kính nhỏ hơn 1 µm thì nó được chuyển đi như các khí trong hệ thống hô hấp. Khi có tác động của các hạt bụi tới mô phổi, đa số xảy ra các hư hại sau đây: Viêm phổi: làm tắc nghẽn các phế quản, từ đó làm giảm khả năng phân phối khí. Khí thũng phổi: phá hoại các túi phổi từ đó làm giảm khả năng trao đổi khí oxy và CO2 Ung thư phổi: phá hoại các mô phổi, từ đó làm tắc nghẽn sự trao đổi giữa máu và tế bào, làm ảnh hưởng khả năng tuần hoàn của máu trong hệ thống tuần hoàn. Từ đó kéo theo một số vấn đề đáng lưu ý ở tim, đặc biệt là lớp khí ô nhiễm có nồng độ cao. Các bệnh khác do bụi gỗ gây ra Bệnh ở đường hô hấp: tuỳ theo nguồn gốc các loại bụi mà gây ra các bệnh viêm mũi, họng khí phế quản khác nhau. Bụi hữu cơ như bông sợi, gai, lanh dính vào niêm mạc gây viêm phù thủng, tiết nhiều niêm dịch. Bụi vô cơ rắn, cạnh sắc nhọn, ban đầu thường gây viêm mũi, tiết nhiều niêm dịch làm hít thở khó khăn, lâu ngày có thể teo mũi, giảm chức năng giữ, lọc bụi, làm bệnh phổi nhiễm bụi dễ phát sinh. Bệnh ngoài da: bụi tác động đến các tuyến nhờn làm cho khô da, phát sinh các bệnh về da. Bệnh gây tổn thương mắt: do không có kính phòng hộ, bụi bắn vào mắt gây kích thích màng tiếp hợp, viêm mi mắt, sinh ra mộng mắt, nhài quạt… Ngoài ra bụi còn có thể làm giảm thị lực, bỏng giác mạc, thậm chí gây mù mắt. Ngoài ra bụi gỗ còn gây ảnh hường tới sinh hoạt, gây mất vệ sinh… Ảnh hưởng đến thực vật Bụi gỗ bám quá nhiền trên vỏ hoa quả, cây củ là nguyên nhân làm giảm chất lượng của các loại sản phẩm này, đồng thời cũng làm tăng chi phí để làm sạch chúng. Bụi lắng trên lá còn làm giảm khả năng quang hợp của cây. Bụi gỗ lắng đọng làm lấp đầy những lỗ khí khổng, bao xung quanh những hạt diệp lục thu ánh sáng cần cho quá trình quang hợp. Bụi cũng có thể làm tăng khả năng nhiễm bệnh của cây cối thông qua việc làm giảm sức sống của cây, có thể còn làm cản trở khả năng thụ phấn của cây. 1.3. Các phương pháp xừ lý bụi 1.3.1. Phương pháp khô 1.3.1.1.Thiết bị thu hồi bụi khô SVTH: NGUYỄN VĂN TỰ - 08115042 14 BÙI VĂN TƯỜNG - 08115089
ĐỒ ÁN Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ GVHD: NGUYỄN TẤN DŨNG Thiết bị thu hồi bụi khô hoạt động dựa trên các cơ chế lắng khác nhau: trọng lực (các buồng lắng bụi), quán tính (lắng bụi nhờ thay đổi hướng chuyển động của dòng khí hoặc nhờ vào vách ngăn) và ly tâm (các xiclon đơn, nhóm và tổ hợp, các thiết bị thu hồi bụi xoáy và động). Các thiết bị thu hồi bụi nêu trên chế tạo và vận hành đơn giản, được áp dụng phổ biến trong công nghiệp. Tuy nhiên hiệu quả thu bụi không phải lúc nào cũng đạt yêu cầu nên chúng thường đóng vai trò xử lý sơ bộ. Một số đặc trưng của thiết bị thu hồi bụi khô: Bảng 1.3. Các thông số đặc trưng của thiết bị thu hồi bụi khô STT Thiết bị Năng suất Hiệu quả xử lý Trở lực Giới hạn tối đa nhiệt độ (Pa) (m3/h) ( 0C) ( 50m);80  90% 1 Buồng lắng Không giới 50 ÷ 130 350 ÷ 550 hạn ( 10m);50  90% 2 Xiclon 85.000 250 ÷ 1.500 350 ÷ 550 ( 2 m);90% 3 Thiết bị gió 30.000
ĐỒ ÁN Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ GVHD: NGUYỄN TẤN DŨNG Buồng lắng bụi là kiểu thiết bị đơn giản nhất, trong thời gian khí đi qua thiết bị (vận tốc dòng khí nhỏ hơn (1 ÷ 2)m/s) các hạt bụi dưới tác dụng của lực trọng trường lắng xuống phía dưới và rơi vào bình chứa hoặc đưa ra ngoài bằng vít tải hay băng tải Buồng lắng bụi hoạt động có hiệu quả đối với các hạt có kích thước > 50 m, còn các hạt bụi có kích thước < 5m thì khả năng thu hồi bằng không. Ưu điểm: + Chế tạo đơn giản + Chi phí vận hành và bảo trì thiết bị thấp. Nhược điểm: + Buồng lắng bụi có kích thước lớn, chiếm nhiều diện tích + Hiệu suất không cao Để tăng hiệu quả lọc bụi, giảm thể tích buồng xử lý người ta cải tiến đưa thêm vào các vách ngăn vào thiết bị Một số dạng buồng lắng bụi: a a c c a) Buồng đơn b) Buồng có vách ngăn c) Buồng nhiều tầng Hình 1.2.Các dạng buồng lắng bụi 1. Dòng khí bẩn chứa bụi vào buồng a. Quỹ đạo chuyển động của bụi kích lắng. thước lớn và nặng 2. Khí sạch ra khỏi buồng lắng b. Quỹ đạo chuyển động của bụi có kích thước nhỏ và nhẹ 3. Bụi thu hồi c. Quỹ đạo chuyển động của dòng khí b) Thiết bị lắng quán tính Nguyên lý hoạt động: Khi đột ngột thay đổi chuyển hướng chuyển động của dòng khí, các hạt bụi dưới tác dụng của lực quán tính tiếp tục chuyển động theo hướng cũ và tách ra khỏi khí, rơi vào bình chứa. SVTH: NGUYỄN VĂN TỰ - 08115042 16 BÙI VĂN TƯỜNG - 08115089
ĐỒ ÁN Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ GVHD: NGUYỄN TẤN DŨNG Vận tốc của khí trong thiết bị khoảng 1 m/s, còn ở ống vào khoảng 10 m/s. Hiệu quả xử lý của thiết bị này dạng này từ(65÷80)% đối với các hạt bụi có kích thước (25÷30 )m. Trở lực của chúng trong khoảng (150÷390) N/m2. Khí saïc h Khí saïch Khí baån Khí saïch Khí baån Khí baån Khí saïch K hí baån Buïi Buïi Buïi Buïi Có vách ngăn Với chỗ quay khí nhẵn Có chóp mở rộng Nhập khí ngang hông Hình 1.3: Thiết bị lắng bụi quán tính c) Thiết bị lá xách Các thiết bị này có dãy lá chắn hoặc các vòng chắn. Khí đi qua mạng chắn, đổi hướng đột ngột, các hạt bụi do quán tính chuyển động theo hướng cũ tách ra khỏi khí hoặc va đập vào các tấm phẳng nghiêng, lắng trên đó rồi rơi xuống dòng khí bụi. Kết quả khí được chia thành hai dòng: Dòng chứa bụi nồng độ cao (10% thể tích) được hút qua xiclon để tiếp tục xử lý, rồi sau đó được trộn với dòng đi qua các tấm chắn (chiếm 90% thể tích). Vận tốc khí trước mạng chóp phải đủ cao (15m/s) để đạt hiệu quả tách bụi quán tính). Trở lực của lưới khoảng(100÷500)N/m2. Thiết bị lá xách được sử dụng để thu hồi bụi có kích thước trên 20m. Yếu điểm của lá xách là sự mài mòn các tấm chắn khi nồng độ bụi cao và có thể tạo thành trầm tích làm bít kín mặt sàng. Nhiệt độ cho phép của khí thải phụ thuộc vào vật liệu làm lá chắn, thường không quá 450÷6000C. SVTH: NGUYỄN VĂN TỰ - 08115042 17 BÙI VĂN TƯỜNG - 08115089
ĐỒ ÁN Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ GVHD: NGUYỄN TẤN DŨNG Khí buïi Khí saïch Khí buïi Hình 1.4. Thiết bị lá xách d) Xiclon Thiết bị xiclon được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp có hiệu quả cao khi kích thước hạt bụi > 5m. Thu hồi bụi trong xiclon diễn ra dưới tác dụng của lực ly tâm. Nguyên lý hoạt động: Dòng khí nhiễm bụi được đưa vào phần trên của xiclon. Thân xiclon thường là hình trụ có đáy là chóp cụt. Ống khí bẩn vào thường có dạng khối chữ nhật, được bố trí theo phương tiếp tuyến với thân xiclon. Khí vào xiclon thực hiện chuyển động xoắn ốc, dịch chuyển xuống dưới và hình thành dòng xoáy ngoài. Lúc đó, các hạt bụi, dưới tác dụng của lực ly tâm văng vào thành xiclon. Tiến gần đáy chóp, dòng khí bắt đầu quay ngược trở lại và chuyển động lên trên hình thành dòng xoắn trong. Các hạt bụi văng đến thành, dịch chuyển xuống dưới nhờ lực đẩy của dòng xoáy và trọng lực và từ đó ra khỏi xiclon, qua ống xả bụi. Khí sạch sau xử lý được đưa ra ở phía trên đỉnh thiết bị bởi ống trụ tâm. Trong công nghiệp, xiclon được chia làm hai nhóm: hiệu quả cao và năng suất cao. Nhóm thứ nhất đạt hiệu cao nhưng yêu cầu chi phí lớn, còn nhóm thứ hai có trở lực nhỏ nhưng thu hồi các hạt mịn kém hơn. Trong thực tế, người ta ứng dụng rộng rãi xiclon trụ và xiclon chóp (không có thân trụ). Xiclon trụ thuộc nhóm năng suất cao, còn xiclon chóp thuộc nhóm hiệu quả cao. Đường kính xiclon trụ không lớn hơn 2000mm và xiclon chóp nhỏ hơn 3000mm. Ưu điểm: + Không có phần chuyển động nên tăng độ bền của thiết bị + Có thể làm việc ở nhiệt độ cao (đến 5000C) + Thu hồi bụi ở dạng khô + Trở lực hầu như cố định và không lớn (250÷1500) N/m2 SVTH: NGUYỄN VĂN TỰ - 08115042 18 BÙI VĂN TƯỜNG - 08115089
ĐỒ ÁN Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ GVHD: NGUYỄN TẤN DŨNG + Làm việc ở áp suất cao + Năng suất cao; Rẻ + Có khả năng thu hồi vật liệu mài mòn mà không cần bảo vệ bề mặt xiclon + Hiệu suất không phụ thuộc sự thay đổi nồng độ bụi + Chế tạo đơn giản. Nhược điểm: + Hiệu quả vận hành kém khi bụi có kích thước nhỏ hơn 5 m + Không thể thu hồi bụi kết dính. Xiclon đơn Xiclon đơn là thiết bị hoàn chỉnh hoạt động độc lập và có nhiều dạng khác nhau như dạng hình trụ, dạng hình côn. Việc sử dụng loại nào là tùy thuộc vào đặc tính của bụi và yêu cầu xử lý. Dạng hình trụ có năng suất lớn, còn loại hình côn có hiệu suất lớn. Xiclon tổ hợp Xiclon tổ hợp là một thiết bị lọc bụi gồm một số lượng lớn các đơn nguyên xiclon mắc song song trong một vỏ có chung đường dẫn khí vào, khí ra, thùng chứa bụi. Trong xiclon tổ hợp, việc tạo nên chuyển động quay của dòng khí trong thiết bị không phải do dòng khí được đưa vào theo phương tiếp tuyến mà do các dụng cụ định hướng dạng chong chóng hoặc dạng hóa hồng đặt trong thiết bị. Do vậy kích thước của xiclon tổ hợp nhỏ hơn kích thước của xiclon đơn có cùng công suất. Nguyên lý làm việc của xiclon tổ hợp: Khi bụi đi vào ống nối và sau đó di vào hộp phân phối, từ đó đi vào các không gian giữa vỏ đơn nguyên và ống xả. Trong khoảng không gian này có đặt các dụng cụ định hướng để tạo sự chuyển động xoáy. Bụi sau khi tách đi qua lỗ tháo bụi và vào thùng chứa. SVTH: NGUYỄN VĂN TỰ - 08115042 19 BÙI VĂN TƯỜNG - 08115089
ĐỒ ÁN Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ GVHD: NGUYỄN TẤN DŨNG K h í s a ïc h K h í b u ïi K hí B u ïi B u ïi a) xiclon đơn b) xiclon nhóm Hình 1.5. Xiclon e) Thiết bị thu hồi bụi xoáy Cũng giống như xiclon, thiết bị này ứng dụng có chế lắng bụi ly tâm. Điểm khác cơ bản so với xiclon là trong thiết bị này có dòng khí xoáy phụ trợ. Nguyên lý hoạt động: Khí nhiễm bụi được cho vào từ dưới, được xoáy nhờ cánh quạt, chuyển động lên trên và chịu tác động của tia khí thứ cấp. Dòng khí thứ cấp chạy ra từ vòi phun tiếp tuyến để tạo sự xoáy hỗ trợ cho khí. Dưới tác dụng của lực ly tâm bụi văng ra phía ngoài, gặp dòng khí xoáy thứ cấp hướng xuống dưới, đẩy chúng vào khoảng không gian vành khăn giữa các ống. Không gian vành khắn chung quanh ống vào được trang bị vòng đệm chắn để bụi không quay trở lại thiết b ị. Ưu điểm của thiết bị thu hồi bụi xoáy so với xiclon là: + Hiệu quả thu hồi bụi phân tán cao hơn + Bề mặt trong của thiết bị không bị mài mòn + Có thể xử lý khí có nhiệt độ cao hơn do ứng dụng dòng khí thứ cấp lạnh SVTH: NGUYỄN VĂN TỰ - 08115042 20 BÙI VĂN TƯỜNG - 08115089