Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Nghiên cứu phương pháp xử lý khí thải của công nghệ luyện xỉ titan

bé gi¸o dôc vµ ®µo t¹o trêng ®¹i häc b¸ch khoa hµ néi ---------------------------------------

H u ú n h v ¨ n n a m

luËn v¨n th¹c sÜ khoa häc

ngµnh : c«ng nghÖ ho¸ häc

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

C ¤ N G N G H Ö h ã a h ä c

2 0 0 7 - 2 0 0 9

Huúnh v¨n nam

Hµ néi - 2009 Hµ Néi 2009

MôC LôC

Trang

Më §ÇU 1

Danh môc ch÷ viÕt t¾t 2

DANH MôC B¶NG Vµ H×NH VÏ 3

PhÇn 1 - TæNG QUAN

Ch¬ng 1 - C¥ Së Lý THUYÕT C¤NG NGHÖ LUYÖN XØ TITAN

1. Giíi thiÖu 6

6 1.1. HiÖn tr¹ng khai th¸c, chÕ biÕn quÆng Titan ë ViÖt Nam

7 1.2. C«ng nghÖ luyÖn xØ Titan t¹i ViÖt Nam

1.3. C«ng nghÖ luyÖn xØ Titan ë nhµ m¸y luyÖn xØ titan B×nh §Þnh 8

2. C¬ së lý thuyÕt c«ng nghÖ luyÖn xØ titan 9

2.1. Hoµn nguyªn ilmenit trong pha r¾n 10

2.2. Hoµn nguyªn trong pha láng 15

3. khÝ th¶i sinh ra trong qu¸ tr×nh luyÖn xØ titan 17

Ch¬ng 2 - TæNG QUAN VÒ BôI Vµ C¸C PH¦¥NG PH¸P Xö Lý

BôI TRONG C¤NG NGHIÖP

1. Kh¸i niÖm chung vÒ bôi vµ ph©n lo¹i bôi 18

1.1. Kh¸i niÖm chung vÒ bôi 18

1.2. Ph©n lo¹i bôi 18

1.2.1. Ph©n lo¹i theo kÝch thíc cña bôi 18

1.2.2. Ph©n lo¹i theo tÝnh kÕt dÝnh cña bôi 19

1.2.3. Ph©n lo¹i theo ®é dÉn ®iÖn 19

1.2.4. Ph©n lo¹i theo ®é t¸c ®éng ®Õn søc kháe con ngêi 19

2. C¸c ph¬ng ph¸p xö lý bôi trong c«ng nghiÖp 19

2.1. L¾ng bôi theo ph¬ng ph¸p träng lùc 19

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

2.1.1. Lý thuyÕt tÝnh to¸n thiÕt kÕ buång l¾ng bôi 20

2.1.2. HiÖu qu¶ l¾ng theo cì h¹t cña buång l¾ng 21

2.1.3. BiÖn ph¸p n©ng cao hiÖu suÊt cña buång l¾ng 22

2.2. ThiÕt bÞ l¾ng bôi ly t©m 23

2.2.1. CÊu t¹o vµ nguyªn lý lµm viÖc 23

2.2.2. §êng kÝnh giíi h¹n vµ hÖ sè hiÖu qu¶ l¾ng theo cì h¹t 25

2.2.3. Chän xiclon 25

2.2.4. C¸c d¹ng tæ hîp kh¸c nhau cña xiclon 26

2.2.4.1. L¾p nèi tiÕp hai xiclon cïng lo¹i 26

2.2.4.2. L¾p song song hai hoÆc nhiÒu xiclon cïng lo¹i 26

2.2.4.3. Xiclon tæ hîp 27

2.3. Läc bôi kiÓu v¸ch ng¨n 27

2.3.1. C¬ cÊu läc bôi 27

2.3.2. C¸c d¹ng kh¸c nhau cña v¸ch ng¨n trong läc bôi 28

2.3.2.1. Läc b»ng tói v¶i hoÆc èng tay ¸o 28

2.3.2.2. Läc kiÓu tÊm xèp 31

2.4. ThiÕt bÞ läc bôi theo ph¬ng ph¸p ít 32

2.4.1. Buång phun, thïng r÷a khÝ rçng 33

2.4.2. ThiÕt bÞ läc bôi cã líp ®Öm b»ng vËt liÖu xèp theo nguyªn lý ít 34

2.4.3. ThiÕt bÞ läc bôi lo¹i th¸p ®Üa 36

2.5. ThiÕt bÞ läc bôi theo ph¬ng ph¸p ®iÖn trêng 37

2.5.1. C¬ së vËt lý cña qu¸ tr×nh läc ®iÖn 37

2.5.2. C¸c lo¹i thiÕt bÞ läc ®iÖn trong c«ng nghiÖp 39

3. So s¸nh hiÖu qu¶ läc bôi theo cì h¹t cña c¸c thiÕt bÞ läc bôi kh¸c nhau

vµ sù lùa chän thiÕt bÞ läc bôi 41

PhÇn 2 - PH¦¥NG PH¸P NGHI£N CøU

1. C¸c ph¬ng ph¸p ph©n tÝch sö dông trong nghiªn cøu 43

1.1. Ph¬ng ph¸p x¸c ®Þnh ®é ph©n cÊp cì h¹t cña bôi 43

1.1.1. Ph©n tÝch cì h¹t bôi b»ng ph¬ng ph¸p r©y 43

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

1.1.2. Ph©n tÝch cì h¹t bôi b»ng ph¬ng ph¸p l¾ng ch×m 44

1.2. Ph¬ng ph¸p x¸c ®Þnh thµnh phÇn hãa häc cña bôi 48

1.3. Ph¬ng ph¸p x¸c ®Þnh thµnh phÇn hãa häc cña khÝ 49

1.3.1. X¸c ®Þnh hµm lîng SO2 49

1.3.2. X¸c ®Þnh hµm lîng CO 50

2. Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i trong c«ng nghÖ luyÖn xØ titan 50

2.1. §Æc ®iÓm khÝ th¶i trong c«ng nghÖ luyÖn xØ titan 50

2.2. Ph¬ng ph¸p thu gom khÝ th¶i ®Ó xö lý 53

2.3. Ph¬ng ph¸p xö lý c¸c chÊt khÝ ®éc h¹i trong khÝ th¶i 54

2.4. Ph¬ng ph¸p xö lý bôi trong khÝ th¶i 56

PhÇn 3 - KÕT QU¶ Vµ TH¶O LUËN

1. Thµnh phÇn nguyªn liÖu 57

58 2. Ph©n tÝch thµnh phÇn vµ hµm lîng c¸c chÊt trong khÝ th¶i

3. Thµnh phÇn khÝ th¶i sau khi qua c¸c c«ng ®o¹n xö lý 60

3.1. Xö lý khÝ CO 60

3.2. Thu bôi trong buång l¾ng 61

3.3. Thu bôi trong Xyclon 64

4. §Ò xuÊt ph¬ng ¸n xö lý 66

4.1. Ph¬ng ¸n 1 66

4.1.1. TÝnh to¸n, lùa chon c¸c th«ng sè cña thiÕt bÞ läc tói v¶i 67

4.1.2. TÝnh n¨ng suÊt cña thiÕt bÞ läc tói v¶i 69

4.2. Ph¬ng ¸n 2 70

4.2.1. Chän c¸c th«ng sè cña th¸p sñi bät 71

4.2.2. TÝnh n¨ng suÊt cña th¸p sñi bät 72

5. Th¶i khÝ ra m«i trêng 75

77 6. Xö lý bôi thu ®îc

78 KÕT LUËN

TµI LIÖU THAM KH¶O 80

Tãm t¾t luËn v¨n 83

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

- 1 -

Më §ÇU

Trong qu¸ tr×nh thùc hiÖn c«ng nghiÖp hãa vµ hiÖn ®¹i hãa ®Êt níc, vÊn

®Ò « nhiÔm m«i trêng ngµy cµng nghiªm träng do c¸c ho¹t ®éng s¶n xuÊt

c«ng nghiÖp, sinh ho¹t ... g©y ra, ®Æc biÖt tõ c¸c nhµ m¸y, xÝ nghiÖp, khu c«ng

nghiÖp. ¤ nhiÔm m«i trêng kh«ng nh÷ng t¸c ®éng trùc tiÕp ®Õn søc kháe con

ngêi mµ cßn ¶nh hëng ®Õn hÖ thèng c©n b»ng sinh th¸i xung quanh.

Tríc thùc tr¹ng ®ã, nh÷ng yªu cÇu kh¾c khe vÒ xö lý vµ b¶o vÖ m«i

trêng cho mçi doanh nghiÖp ngµy cµng ®ßi hái cao. NhiÒu gi¶i ph¸p ®ång bé

vÒ xö lý r¸c th¶i, níc th¶i, khÝ th¶i b¶o vÖ m«i trêng t¹i c¸c nhµ m¸y, xÝ

nghiÖp ®· vµ ®ang ®îc ®Æt ra.

Trong qu¸ tr×nh luyÖn xØ titan t¹o ra mét lîng khÝ th¶i rÊt lín. Trong khÝ

th¶i mang mét lîng bôi xØ ®¸ng kÓ g©y thÊt tho¸t kinh tÕ vµ « nhiÔm m«i

trêng. Cho nªn vÊn ®Ò xö lý khÝ th¶i trong nhµ m¸y luyÖn xØ titan lµ hÕt søc

cÇn thiÕt. Môc ®Ých cña qu¸ tr×nh xö lý khÝ th¶i lµ ®Ó thu håi lîng lín xØ titan,

mÆc kh¸c gi¶m « nhiÔm m«i trêng.

Víi ®Ò tµi “Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ

luyÖn xØ titan” lµ cÇn thiÕt víi néi dung:

 T×m hiÓu vÒ c«ng nghÖ luyÖn xØ titan nãi chung vµ nghiªn cøu c¸c ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i trong c«ng nghÖ luyÖn xØ titan nãi

riªng.

 Kh¶o s¸t c¸c c«ng nghÖ luyÖn xØ titan hiÖn cã ë ViÖt Nam.  X¸c ®Þnh thµnh phÇn khÝ vµ bôi chøa trong khÝ th¶i cña c«ng nghÖ

luyÖn xØ titan, tõ ®ã ®a ra c¸c ph¬ng ph¸p xö lý thÝch hîp.

 øng dông ®Ó xö lý khÝ th¶i cho lß luyÖn xØ titan ë nhµ m¸y luyÖn

xØ titan B×nh §Þnh.

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

- 2 -

Danh môc ch÷ viÕt t¾t

TCVN: Tiªu chuÈn ViÖt Nam

AAS: Atomic Absorption Spectral (Phæ hÊp thô nguyªn tö)

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

- 3 -

DANH MôC B¶NG Vµ H×NH VÏ

B¶ng 1.1. Ph©n cÊp líi läc bôi theo hiÖu qu¶ läc ®èi víi cì h¹t bôi

B¶ng 1.2. N¨ng suÊt läc cña thiÕt bÞ läc tói v¶i phô thuéc vµo chÊt liÖu v¶i läc

B¶ng 2.1. Thµnh phÇn hãa häc c¬ b¶n quÆng tinh ilmenit

B¶ng 2.2. Thµnh phÇn ho¸ häc cña than hoµn nguyªn

B¶ng 2.3. Thµnh phÇn khÝ trong khÝ th¶i lß hå quang

B¶ng 2.4. Thµnh phÇn hãa häc cña bôi trong khÝ th¶i

B¶ng 3.1. Thµnh phÇn tinh quÆng ilmenit lµm nguyªn liÖu

B¶ng 3.2. Thµnh phÇn chÊt hoµn nguyªn

B¶ng 3.3. Thµnh phÇn khÝ th¶i lß hå quang

B¶ng 3.4. Thµnh phÇn bôi trong khÝ th¶i lß hå quang

B¶ng 3.5. §é ph©n t¸n kÝch thíc h¹t cña bôi

B¶ng 3.6. Nång ®é c¸c chÊt ®éc h¹i trong khÝ th¶i lß hå quang vµ TCVN

B¶ng 3.7. Thµnh phÇn khÝ th¶i lß hå quang sau khi xö lý CO

B¶ng 3.8. Thµnh phÇn bôi bÞ gi÷ l¹i trong buång l¾ng

B¶ng 3.9. §é ph©n t¸n kÝch thíc h¹t cña bôi thu ®îc ë buång l¾ng

B¶ng 3.10. Thµnh phÇn bôi trong khÝ th¶i ra khái buång l¾ng

B¶ng 3.11. §é ph©n t¸n kÝch thíc h¹t cña bôi trong khÝ th¶i sau buång l¾ng

B¶ng 3.12. Thµnh phÇn khÝ th¶i lß hå quang sau buång l¾ng

B¶ng 3.13. Thµnh phÇn bôi bÞ gi÷ l¹i trong xyclon

B¶ng 3.14. §é ph©n t¸n kÝch thíc h¹t cña bôi thu ®îc trong xyclon

B¶ng 3.15. Thµnh phÇn bôi trong khÝ th¶i ra khái xyclon

B¶ng 3.16. §é ph©n t¸n kÝch thíc h¹t cña bôi trong khÝ th¶i ra khái xyclon

B¶ng 3.17. Thµnh phÇn khÝ th¶i lß hå quang sau xyclon

B¶ng 3.18. Thµnh phÇn khÝ th¶i lß hå quang sau thiÕt bÞ läc bôi tói v¶i

B¶ng 3.19. C¸c th«ng sè cña th¸p sñi bät mét tÇng

B¶ng 3.20. HiÖu suÊt riªng phÇn theo kÝch thíc h¹t cña th¸p sñi bät

B¶ng 3.21. Thµnh phÇn khÝ th¶i lß hå quang sau th¸p sñi bät

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

- 4 -

B¶ng 3.22. Thµnh phÇn khÝ th¶i lß hå quang sau khi ®· xö lý (ph¬ng ¸n 1)

B¶ng 3.23. Thµnh phÇn khÝ th¶i lß hå quang sau khi ®· xö lý (ph¬ng ¸n 2)

H×nh 1.1. S¬ ®å nguyªn lý c«ng nghÖ luyÖn xØ titan cña nhµ m¸y luyÖn xØ titan

B×nh §Þnh

H×nh 1.2. Buång l¾ng bôi

H×nh 1.3. Buång l¾ng chia thµnh nhiÒu tÇng ®Òu nhau

H×nh 1.4. CÊu t¹o buång l¾ng bôi nhiÒu tÇng

H×nh 1.5. s¬ ®å nguyªn lý cÊu t¹o xiclon

H×nh 1.6. ThiÕt bÞ läc bôi èng tay ¸o nhiÒu ®¬n nguyªn, giò bôi b»ng c¬ cÊu

rung vµ thæi khÝ ngîc chiÒu.

H×nh 1.7. ThiÕt bÞ läc bôi èng tay ¸o cã khung lång vµ cã hÖ thèng thæi

kh«ng khÝ nÐn kiÓu xung lùc ®Ó giò bôi.

H×nh 1.8. CÊu t¹o líi läc kiÓu tÊm

H×nh 1.9. L¾p ghÐp bé líi läc kiÓu tÊm

H×nh 1.10. Buång phun hoÆc thïng r÷a khÝ rçng

H×nh 1.11. Th¸p röa khÝ scrub¬

H×nh 1.12. ThiÕt bÞ phun níc cã líp ®Öm kiÓu n»m ngang

H×nh 1.13. ThiÕt bÞ läc bôi cã ®Üa chøa níc sñi bät

H×nh 1.14. ThiÕt bÞ läc bôi kiÓu ít cã ®Üa va ®Ëp vµ ph¶n x¹

H×nh 1.15. S¬ ®å nguyªn lý cña läc ®iÖn

H×nh 1.16. M¸y läc tÊm lo¹i XK – 45

H×nh 1.17. M¸y läc ®iÖn ít M – 134

H×nh 2.1. CÊu t¹o r©y m¸y

H×nh 2.2. Dông cô ph©n tÝch cì h¹t theo ph¬ng ph¸p l¾ng ch×m

H×nh 2.3. S¬ ®å nguyªn lý ho¹t ®éng cña thiÕt bÞ AAS

H×nh 2.4. Ph¬ng ph¸p th¶i khÝ lß hå quang

H×nh 2.5. Lµm kÝn khe hë chç ®Æt ®iÖn cùc trong lß hå quang

H×nh 3.1. S¬ ®å nguyªn lý qu¸ tr×nh lµm s¹ch khÝ th¶i lß luyÖn xØ titan t¹i nhµ

m¸y luyÖn xØ titan B×nh §Þnh

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

- 5 -

H×nh 3.2. S¬ ®å nguyªn lý qu¸ tr×nh lµm s¹ch khÝ th¶i lß luyÖn xØ titan

(Ph¬ng ¸n 1)

H×nh 3.3. S¬ ®å nguyªn lý qu¸ tr×nh lµm s¹ch khÝ th¶i lß luyÖn xØ titan

(Ph¬ng ¸n 2)

H×nh 3.4. ThiÕt bÞ läc bôi cã ®Üa chøa níc sñi bät lo¹i ch¶y trµn

H×nh 3.5. §å thÞ x¸c ®Þnh hiÖu suÊt riªng phÇn cña th¸p sñi bät ®èi víi bôi Èm

5,43

b dρ .

2 >T

b dρ .

vµ ®èi víi bôi kh« khi khi

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

- 6 -

PhÇn 1

TæNG QUAN

Ch¬ng 1

C¥ Së Lý THUYÕT C¤NG NGHÖ LUYÖN XØ TITAN

1. Giíi thiÖu

C«ng nghÖ luyÖn xØ titan chiÕm vÞ trÝ rÊt quan träng trong qu¸ tr×nh s¶n

xuÊt pigment titan vµ nã cung cÊp nguyªn liÖu ®Çu vµo chñ yÕu cho s¶n xuÊt

pigment. C«ng nghÖ s¶n xuÊt xØ titan lµ c«ng nghÖ cã ®iÒu kiÖn thuËn lîi thùc

hiÖn m«i trêng trong s¹ch vµ c¸c s¶n phÈm ®Òu ®îc sö dông, hÇu nh kh«ng

cã phÕ liÖu. V× vËy, c«ng nghÖ luyÖn xØ titan ngµy cµng ®îc ph¸t triÓn.

ViÖt Nam cã tr÷ lîng quÆng titan rÊt lín, nh÷ng n¨m gÇn ®©y ®· khai

th¸c víi quy m« c«ng nghiÖp nhng s¶n phÈm b¸n ra thÞ trêng chñ yÕu lµ

quÆng th«, cha qua chÕ biÕn nªn gi¸ thµnh thÊp, g©y thÊt tho¸t vÒ kinh tÕ. Do

®ã, viÖc nghiªn cøu vµ ®a vµo thùc tÕ s¶n xuÊt chÕ biÕn s©u quÆng titan lµ

nhu cÇu cÊp thiÕt.

1.1. HiÖn tr¹ng khai th¸c, chÕ biÕn quÆng Titan ë ViÖt Nam [1]

Tæng tr÷ lîng cÊp B + C1 quÆng titan ®· ®îc th¨m dß tÝnh ®Õn cuèi

th¸ng 12 n¨m 2004 cña c¶ níc lµ 7.538.300 tÊn. Tr÷ lîng cÊp C2 ®· tÝnh

®îc lµ 6.491.600 tÊn. Tµi nguyªn dù b¸o cÊp P1 ®· x¸c ®Þnh ®îc 7.293.000

tÊn. TiÒm n¨ng quÆng titan íc tÝnh cã thÓ cã theo dù b¸o cña c¸c nhµ ®Þa chÊt

thuéc côc ®Þa chÊt vµ kho¸ng s¶n ViÖt Nam lµ kho¶ng 13 triÖu tÊn ilmenit.

Ngµnh khai th¸c, chÕ biÕn kho¸ng s¶n titan ë ViÖt Nam ®· h×nh thµnh

h¬n 17 n¨m, 4 n¨m gÇn ®©y ph¸t triÓn rÊt nhanh. Ngoµi 2 c«ng ty ®ang khai

th¸c, chÕ biÕn quÆng titan lôc ®Þa ë th¸i nguyªn, hiÖn nay c¶ níc cã kho¶ng

40 ®¬n vÞ ë däc bê biÓn ViÖt Nam tõ Thanh Hãa ®Õn ThuËn H¶i còng ®ang

khai th¸c, chÕ biÕn kho¸ng s¶n titan. Tuy vËy, c«ng nghÖ khai th¸c vµ tuyÓn

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

- 7 -

kho¸ng quÆng titan cña ViÖt Nam thùc sù míi b¾t ®Çu, tr×nh ®é cßn thÊp, cha

cã c«ng nghÖ chÕ biÕn s©u, chñ yÕu b¸n nguyªn liÖu th«, s¶n lîng s¶n xuÊt

hµng n¨m kh«ng lín. HiÖn nay, hµng n¨m níc ta xuÊt khÈu kho¶ng 200.000

÷ 300.000 tÊn ilmenit. C¸c s¶n phÈm chñ yÕu ®îc chÕ biÕn tõ quÆng titan

ViÖt Nam gåm cã: quÆng tinh ilmenit, rutil, zircon, monazit vµ magnhetit.

Møc ®é tiªu thô ë thÞ trêng trong níc rÊt Ýt, chñ yÕu ®Ó xuÊt khÈu. QuÆng

tinh ilmenit, rutil ®îc sö dông cho s¶n xuÊt que hµn víi mét lîng rÊt nhá.

Tõ n¨m 1990 ®Õn nay, níc ta ®· khai th¸c, chÕ biÕn vµ xuÊt khÈu gÇn 2 triÖu

tÊn quÆng tinh ilmenit, 30.000 tÊn rutil. Mét ®iÒu ®¸ng lu ý lµ thÞ trêng

trong níc cã nhu cÇu vÒ pigment titan vµ ilmenit hoµn nguyªn rÊt lín nhng

níc ta cha chÕ biÕn ®îc pigment titan, chØ s¶n xuÊt ®îc mét phÇn ilmenit

hoµn nguyªn nªn mçi n¨m ph¶i nhËp kho¶ng 10.000 tÊn pigment vµ kho¶ng

10.000 tÊn ilmenit hoµn nguyªn.

1.2. C«ng nghÖ luyÖn xØ Titan t¹i ViÖt Nam [1]

N¨m 1974 - 1976, Bé m«n LuyÖn kim mµu - §¹i häc B¸ch khoa Hµ Néi

®· kÕt hîp víi C«ng ty que hµn Hµ Néi tiÕn hµnh nghiªn cøu luyÖn xØ titan tõ

quÆng ilmenit Cao B»ng vµ S¬n D¬ng trong qui m« phßng thÝ nghiÖm.

N¨m 1977 - 1978, ViÖn Khoa häc vµ C«ng nghÖ Má - LuyÖn kim ®·

triÓn khai nghiªn cøu ®Ò tµi cÊp Nhµ níc: "Nghiªn cøu luyÖn xØ titan tõ

quÆng ilmenit Cao B»ng" n»m trong ch¬ng tr×nh VËt liÖu kim lo¹i 24 vµ 24C.

§Ò tµi ®· nghiªn cøu luyÖn xØ titan qui m« b¸n c«ng nghiÖp trong lß ®iÖn hå

quang DC- 0,5T c«ng suÊt 400 KVA, ®· luyÖn ®îc 18 tÊn tinh quÆng ilmenit,

nhËn ®îc h¬n 10 tÊn xØ vµ 5 tÊn gang hîp kim.

N¨m 1981, kÕt qu¶ nghiªn cøu ®Ò tµi nµy ®· ®îc sö dông ®Ó lËp b¸o

c¸o kinh tÕ kü thuËt x©y dùng xëng s¶n xuÊt xØ titan c«ng suÊt 1000 tÊn/n¨m.

Thùc tÕ c«ng nghÖ luyÖn xØ titan lóc ®ã cha æn ®Þnh, chi phÝ ®iÖn n¨ng cao,

hiÖu suÊt thu håi thÊp nªn kÕt qu¶ trªn vÉn cha ®îc chÊp nhËn trong thùc tÕ

s¶n xuÊt.

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

- 8 -

N¨m 2002 - 2003, ViÖn Khoa häc vµ C«ng nghÖ Má - LuyÖn kim tiÕp

tôc nghiªn cøu ®Ò tµi: " Hoµn thiÖn c«ng nghÖ luyÖn xØ titan ". §©y lµ ®Ò tµi

nh¸nh n»m trong ®Ò tµi cÊp Nhµ níc: " Nghiªn cøu hoµn thiÖn c«ng nghÖ s¶n

xuÊt mét sè lo¹i hîp kim ferro - ®Êt hiÕm Magiª ( Fe-RE-Mg ), ferro titan ( Fe

- Ti ) vµ xØ titan". Trong ®ît nghiªn cøu nµy ®· sö dông quÆng ilmenit Hµ TÜnh.

C«ng nghÖ luyÖn xØ titan ®· ®îc hoµn thiÖn, c¸c chØ tiªu c«ng nghÖ ®· ®îc

n©ng cao h¬n nhiÒu.

HiÖn nay, níc ta cã 2 nhµ m¸y luyÖn xØ titan víi quy m« c«ng nghiÖp

lµ Nhµ m¸y luyÖn xØ tian B×nh §Þnh vµ nhµ m¸y luyÖn xØ titan Th¸i Nguyªn.

Trong ®ã chØ cã nhµ m¸y luyÖn xØ titan B×nh §Þnh ®· ®i vµo ho¹t ®éng, cßn

nhµ m¸y luyÖn xØ Th¸i Nguyªn ®ang trong qu¸ tr×nh x©y dùng, sÏ ho¹t ®éng

vµo cuèi n¨m 2009.

1.3. C«ng nghÖ luyÖn xØ Titan ë nhµ m¸y luyÖn xØ titan B×nh §Þnh

Nhµ m¸y luyÖn xØ titan B×nh §Þnh víi n¨ng suÊt thiÕt kÕ trong giai ®o¹n

1 lµ 6000 tÊn xØ/n¨m vµ 3500 tÊn gang/n¨m. Nhµ m¸y sö dông c«ng nghÖ

luyÖn xØ titan kiÓu lß b¸n kÝn, ®iÖn cùc tù thiªu kÕt nh cña Trung Quèc. §Ó

thùc hiÖn an toµn m«i trêng vµ n©ng cao thùc thu TiO2 cÇn thiÕt ph¶i trang bÞ

Nguyªn liÖu ban ®Çu lµ ilmenit hoÆc c¸c quÆng titan kh¸c nh titano- manhetit, ®îc trén vµ Ðp b¸nh víi chÊt hoµn nguyªn vµ chÊt phô gia. Sau ®ã

thªm hÖ thèng xö lý khÝ th¶i. S¬ ®å nguyªn lý thÓ hiÖn trªn h×nh 1.1.

luyÖn trong lß ®iÖn hå quang. ¤xit s¾t ®îc hoµn nguyªn ®Õn kim lo¹i cßn

«xit titan hoµn nguyªn ®Õn «xit hãa trÞ thÊp (Ti3O5, Ti2O3, TiO). S¶n phÈm

nhËn ®îc lµ gang hîp kim vµ xØ titan. Gang hîp kim cã thÓ chÕ biÕn sö dông

cho c«ng nghÖ luyÖn thÐp vµ s¶n xuÊt bét s¾t. XØ titan tïy theo thµnh phÇn hãa

häc ®îc sö dông s¶n xuÊt pigment, titan kim lo¹i vµ cã thÓ dïng lµm nguyªn

liÖu bäc que hµn ®iÖn.

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

- 9 -

Than cèc QuÆng tinh ilmenit Nguyªn liÖu luyÖn l¹i

Phô gia

Trén

KhÝ lß Läc bôi

LuyÖn lß ®iÖn

KhÝ th¶i XØ Gang

Gia c«ng, tuyÓn tõ

XØ th¬ng phÈm H¹t cã tõ

H×nh 1.1. S¬ ®å nguyªn lý c«ng nghÖ luyÖn xØ titan cña nhµ m¸y

luyÖn xØ titan B×nh §Þnh

2. C¬ së lý thuyÕt c«ng nghÖ luyÖn xØ titan [3,4,12]

LuyÖn xØ titan thùc chÊt lµ qu¸ tr×nh hoµn nguyªn quÆng s¾t - titan trong

lß ®iÖn hå quang. Trong ®ã «xit s¾t ®îc hoµn nguyªn ®Õn kim lo¹i vµ nãng

ch¶y t¸ch khái xØ giµu titan. Qu¸ tr×nh hoµn nguyªn «xit s¾t rÊt phøc t¹p bëi v×

«xit s¾t liªn kÕt bÒn v÷ng víi «xit titan trong hîp chÊt hãa häc, ch¼ng h¹n nh

ilmenit (FeO.TiO2). Ngoµi ra trong qu¸ tr×nh luyÖn cßn x¶y ra c¸c ph¶n øng

hoµn nguyªn «xit titan (TiO2) ®Õn c¸c «xit hãa trÞ thÊp, t¹o thµnh dung dÞch xØ

vµ hîp chÊt hãa häc míi cña «xit s¾t víi c¸c «xit titan, chóng lµm n¶y sinh sù

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

- 10 -

thay thÕ ®ång hµnh. Trong qu¸ tr×nh luyÖn kh«ng chØ cã s¾t chuyÓn vµo pha kim

lo¹i mµ cßn cã mét phÇn c¸c kim lo¹i nh Mn, Si, Cr... ®îc hoµn nguyªn tõ

«xit. KÕt qu¶ lµ s¾t ®îc hîp kim hãa víi c¸c nguyªn tè nµy t¹o thµnh gang hîp

kim.

Tõ c¸c hiÖn tîng thùc tÕ cho thÊy r»ng: luyÖn quÆng s¾t – titan lµ qu¸

tr×nh phøc t¹p, cã thÓ bao gåm hai qu¸ tr×nh: tiÕn hµnh ph¶n øng trong pha r¾n vµ

tiÕn hµnh ph¶n øng trong pha láng.

2.1. Hoµn nguyªn ilmenit trong pha r¾n

Khi hoµn nguyªn ilmenit b»ng cacbon r¾n th× s¾t vµ titan ®îc hoµn

nguyªn. Tuy nhiªn, do t¬ng quan vÒ ¸i lùc hãa häc, s¾t ®îc hoµn nguyªn u

thÕ h¬n theo c¸c ph¶n øng (1.1), (1.2), (1.3), (1.4).

T = 37910 - 33,88T (J/mol)

(1.1) FeO.TiO2 + C = Fe + TiO2 + CO↑

∆G0

T = 40106 - 36,39T (J/mol)

(1.2) 3/4FeO.TiO2 + C = 3/4Fe + 1/4Ti3O5 + CO↑

∆G0

T = 42434 - 36,87 T (J/mol)

2/3FeO.TiO2 + C = 2/3Fe + 1/3Ti2O3 + CO ↑ (1.3)

∆G0

T = 53684 - 37,62T (J/mol)

1/2FeO.TiO2 + C = 1/2Fe + 1/2TiO + CO↑ (1.4)

∆G0

Nh vËy, s¾t ®îc hoµn nguyªn ®Õn kim lo¹i cßn titan ®îc hoµn

nguyªn ®Õn «xit hãa trÞ thÊp: Ti3O5,Ti2O3,TiO.

Nghiªn cøu c¬ chÕ hoµn nguyªn ilmenit ngêi ta thÊy r»ng sù hoµn

nguyªn cña s¾t trong ilmenit tiÕn hµnh theo qu¸ tr×nh sau:

(1.5) FeO.TiO2 → (1-x) ( FeO.TiO2). xTiO2 + xFe

(1.6) (FeO.TiO2).xTiO2 → FeO.2TiO2+ Fe

(1.7) FeO.2TiO2 → FeO(1-x).2 TiO2 + xFe

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

- 11 -

(FeO.2TiO2).xTiO2 → TiO2 + Fe

(1.8)

(FeO.2TiO2).xTiO2 →xFe + n[(TiFe)O.2TiO2].m(Ti2O3.TiO2).pTiO2 (1.9)

KÕt qu¶ hoµn nguyªn lµ s¾t ®îc chuyÓn hÇu hÕt thµnh s¾t kim lo¹i vµ

vÉn n»m trong tr¹ng th¸i r¾n, «xit titan ®îc hoµn nguyªn ®Õn «xit hãa trÞ thÊp

Ti3O5, Ti2O3, TiO céng víi «xit s¾t cßn l¹i t¹o hçn hîp bÒn v÷ng, mang tªn

anoxovit n[(Ti,Fe)O.2TiO2].m(Ti2O3.TiO2).pTiO2.

Sù hoµn nguyªn «xit kim lo¹i tiÕn hµnh theo s¬ ®å sau:

(1.10) MeO + CO ↔ MeO[CO] +

(1.11) MeO[CO]+ ↔ Me[CO2] +

(1.12) Me[CO2]+ + C ↔ Me + C [CO2]+

(1.13) C [CO2]+ ↔ 2[CO]+

(1.14) 2[CO]+ ↔ 2CO

Trong ®ã: [CO]+ vµ [CO2]+ lµ c¸c nhãm keton ë trªn mÆt cacbon r¾n vµ

«xit kim lo¹i. Tèc ®é hoµn nguyªn «xit kim lo¹i ®îc giíi h¹n bëi sù ph©n r·

cña nhãm keton.

Khi hoµn nguyªn ilmenit b»ng cacbon r¾n, do tiÕn hµnh ph¶n øng Bel-bu-®oa:

(1.15) CO2 + C = 2CO ↑

Nªn hµm lîng CO trong vïng ph¶n øng vît qu¸ 92-95%. §iÒu ®ã t¹o

®iÒu kiÖn thuËn lîi cho qu¸ tr×nh hoµn nguyªn ilmenit.

Trong hÖ FeO.TiO2 tån t¹i 3 pha: 2FeO.TiO2, FeO.TiO2, FeO.2TiO2.

Cho nªn trong ®iÒu kiÖn bÒn v÷ng vÒ mÆt nhiÖt ®éng häc cña ®ititanat th× qu¸

tr×nh hoµn nguyªn ilmenit cÇn ph¶i tiÕn hµnh víi sù t¹o thµnh hîp chÊt trung

gian - ®ititanat s¾t. Nh vËy ®ititanat s¾t bÒn v÷ng nhiÖt ®éng häc ë nhiÖt ®é

cao h¬n 1000 - 11000C. Tuy nhiªn cÇn ph¶i tÝnh to¸n r»ng ®ititanat s¾t cã thÓ

®îc t¹o thµnh ë nhiÖt ®é thÊp h¬n nh lµ mét hîp chÊt gi¶ bÒn. «xit magie

(cã thÓ cã c¶ c¸c «xit kh¸c) lµm æn ®Þnh m¹ng líi tinh thÓ cña ®ititanat s¾t.

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

- 12 -

Giai ®o¹n hoµn nguyªn ilmenit ®Çu tiªn sÏ lµm thay ®æi thµnh phÇn vµ

giíi h¹n ®ång nhÊt cña nã:

xFe + (1-x) FeO.TiO2. x TiO2. (1.16) FeO.TiO2 →

KÕt qu¶ nghiªn cøu ®· x¸c nhËn: ilmenit ë 1200oC hßa tan ®Õn 7% TiO2,

khi lµm nguéi chËm dung dÞch sÏ x¶y ra sù ph©n r· vµ t¸ch ra mét phÇn d

TiO2. Giíi h¹n trªn cña ®é hßa tan TiO2 trong ilmenit lµ sù t¹o dung dÞch

thµnh phÇn (FeO.TiO2)0,886(TiO2)0,114.

Hoµn nguyªn ilmenit tiÕp theo sÏ kÐm theo sù t¹o thµnh ®ititanat s¾t:

(1.17) (FeO.TiO2).x(TiO2) → FeO.2TiO2 + Fe

§ititanat s¾t còng t¹o ®iÒu kiÖn hßa tan TiO2. Dung dÞch r¾n b·o hßa

TiO2 trong ®ititanat cã thµnh phÇn (FeO.2TiO2)0,37(TiO2)0,63. Khi cã mÆt MgO

th× ®é hßa tan cña TiO2 trong ®ititanat t¨ng lªn. Giíi h¹n hßa tan TiO2 trong

trêng hîp nµy t¬ng øng c«ng thøc (Fe,Mg)0,12TiO2. Hoµn nguyªn ilmenit ë

nhiÖt ®é thÊp trong ®iÒu kiÖn bÒn v÷ng nhiÖt ®éng häc cña ®ititanat ®îc giíi

h¹n b»ng sù thay ®æi giíi h¹n ®ång nhÊt cña nã do t¹o thµnh s¾t kim lo¹i vµ

rutil. KÕt qu¶ hoµn nguyªn ®ititanat s¾t vµ nÒn dung dÞch r¾n t¹o thµnh s¾t kim

lo¹i vµ rutil. CÇn ph¶i thÊy r»ng: ë nhiÖt ®é t¬ng ®èi cao TiO2 vµ s¾t kim lo¹i

kh«ng thÓ tån t¹i. Sè liÖu thùc nghiÖm x¸c nhËn: Khi nung ®á hçn hîp TiO2 vµ

bét s¾t trong ch©n kh«ng ë nhiÖt ®é 12000C thÊy r»ng: khi thªm lîng Fe

kh«ng lín th× Fe ®i vµo m¹ng líi tinh thÓ cña rutil vµ t¹o thµnh Ti3+. Khi

thªm lîng lín Fe th× t¹o thµnh pha míi cã m¹ng líi tinh thÓ t¬ng øng cña

®ititanat hay lµ anoxovit. Hµm lîng TiO3+ khi ®ã t¨ng lªn râ rÖt. KÕt qu¶

t¹o thµnh hîp chÊt t¬ng t¸c cña Fe víi TiO2

n[(Ti,Fe)O.2TiO2]m(Ti2O3.TiO2)pTiO2, mét ®ititanat s¾t ®ång hµnh. Khi nÊu

ch¶y s¾t víi TiO2 th× t¬ng t¸c gi÷a chóng cßn m¹nh h¬n. Víi tû lÖ mol

Fe:TiO2 = 1:5 th× ph¶n øng t¬ng t¸c kÕt thóc sau 1-2 phót, lóc ®ã t¹o thµnh

hîp chÊt thµnh phÇn: n[(Ti,Fe)O.2TiO2]m(Ti2O3.TiO2)pTiO2.

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

- 13 -

Nh ®· biÕt, trong ilmenit tù nhiªn c¸c t¹p chÊt MgO, MnO t¹o thµnh

hîp chÊt ®ång h×nh (Fe,Mg,Mn).TiO2. Trong qu¸ tr×nh hoµn nguyªn ilmenit do

møc ®é hoµn nguyªn MnO thÊp h¬n FeO, cßn MgO thùc tÕ kh«ng bÞ hoµn

nguyªn. V× vËy, do FeO ®îc hoµn nguyªn theo s¬ ®å (Fe,Mg,Mn).TiO2 →

xFe + (Fe1-x, Mg,Mn)O.TiO2 mµ MnO vµ MgO ®îc lµm giµu. Khi t¹o thµnh

®ititanat tÊt c¶ 3 «xit ®i vµo trong thµnh phÇn cña ®ititanat, do ®ã c«ng thøc

cña ®ititanat cã d¹ng (Fe,Mg,Mn)O.2TiO2. Hoµn nguyªn ®ititanat sÏ lµm giµu

MgO, MnO do t¸ch ra Fe. Khi t¹o thµnh Ti3+ «xit MgO vµ MnO ®i vµo trong

thµnh phÇn cña anoxovit. C¸c «xit kh¸c cã thÓ ®i vµo trong thµnh phÇn cña

anoxovit nªn nã cã d¹ng n[(Fe,Mn,Mg,TiO).2TiO2].m[(Ti,Al,Cr)2O3. TiO2].pTiO2.

Khi thªm v«i sÏ t¹o thµnh perovskit vµ qu¸ tr×nh hoµn nguyªn ilmenit

b»ng cacbon tiÕn hµnh theo ph¶n øng sau:

FeO.TiO2 + CaO = FeO + CaO.TiO2 (1.18)

FeO + C = Fe + CO (1.19)

FeO.TiO2 + CaO + C = Fe + CaO.TiO2 + CO (1.20)

Khi hoµn nguyªn ®ititanat magie, ban ®Çu t¹o thµnh dung dÞch r¾n cña

Ti3O5 trong ®ititanat, sau ®ã t¹o thµnh dung dÞch r¾n Ti2O3 trong metatitanat, vÒ

cuèi t¹o thµnh dung dÞch r¾n cã thµnh phÇn phøc t¹p n(2MgO.TiO2).m

(MgO.Ti2O3), mµ c¸c «xit: FeO, MnO, NiO, CoO, Al2O3 cã thÓ ®i vµo ®ång

h×nh trong nã. Dung dÞch r¾n ®ã gäi lµ bar®inhit.

Khi hoµn nguyªn ilmenit ë nhiÖt ®é kh«ng cao sÏ t¹o thµnh s¾t kim lo¹i

vµ rutil. Rutil nµy cã thµnh phÇn kh«ng hîp thøc (TiO2-x) cã nghÜa lµ hoµn

nguyªn trong khu vùc giíi h¹n ®ång nhÊt cña nã. NhiÖt ®é b¾t ®Çu hoµn

nguyªn rutil b»ng cacbon gÇn 9000C. Khi t¨ng nhiÖt ®é hoµn nguyªn ilmenit

th× møc ®é hoµn nguyªn rutil míi ®îc t¹o thµnh t¨ng lªn. TiÕp tôc t¨ng nhiÖt

®é dÉn ®Õn t¹o thµnh Ti3O5, ®«i khi nhËn thÊy cã Ti6O11. Cã mét nÐt ®Æc trng

lµ rutil (TiO2) ®îc hoµn nguyªn ®Õn Ti3O5 thêng chËm h¬n so víi TiO2

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

- 14 -

trong thµnh phÇn cña ilmenit. §ã lµ do khi hoµn nguyªn ilmenit s¾t kim lo¹i

®îc t¹o ra ®· lµm ho¹t hãa ph¶n øng t¸i sinh khÝ «xit cacbon (theo ph¶n øng

(1.15)).

Trong qu¸ tr×nh hoµn nguyªn ilmenit t¹o thµnh ®ititanat s¾t, nã cã thÓ

hßa tan Ti3O5, nhê ®ã mµ tèc ®é hoµn nguyªn rutil t¨ng lªn. Ngoµi ra sù cã

mÆt cña Fe vµ FeO trong m¹ng tinh thÓ rutil còng n©ng cao tèc ®é hoµn

nguyªn cña nã.

Nghiªn cøu ®éng häc hoµn nguyªn TiO2 b»ng cacbon r¾n cã thªm vµo

1-1,7% (mol) Fe, Al2O3, CaO, SiO2 thÊy r»ng: TiO2 b¾t ®Çu hoµn nguyªn b»ng

cacbon ë 9500C, biÕn ®æi thµnh Ti3O5 kÕt thóc ë 13000C. Thªm s¾t lµm cho

TiO2 hoµn nguyªn dÔ h¬n rÊt nhiÒu. Thªm Al2O3 còng lµm t¨ng tèc ®é hoµn

nguyªn nhng yÕu h¬n so víi s¾t. Thªm CaO, SiO2 kh«ng ¶nh hëng ®Õn sù

hoµn nguyªn TiO2. Bëi v× trong ilmenit thiªn nhiªn cã chøa c¸c «xit t¹p chÊt

cho nªn khi hoµn nguyªn TiO2 ®Õn Ti3O5 th× hÇu hÕt c¸c «xit ®ã ®i vµo trong

thµnh phÇn cña anoxovit míi ®îc t¹o thµnh. Cho nªn c«ng thøc cña anoxovit

sÏ lµ: m[(Fe,Mg,Mn,Ti)O.2TiO2].n[(Ti,Al,Cr)2O3.TiO2].pTiO2.

C¬ chÕ hoµn nguyªn titanat s¾t chøng minh r»ng: sù t¹o thµnh «xit titan

hãa trÞ thÊp trong qu¸ tr×nh hoµn nguyªn hay qu¸ tr×nh kh¸c dÉn ®Õn t¹o thµnh

liªn kÕt cña «xit s¾t trong hîp chÊt hãa häc bÒn v÷ng. §iÒu ®ã lµm cho hoµn

nguyªn s¾t khã kh¨n. Do ®ã tèc ®é hoµn nguyªn s¾t trong ilmenit gi¶m theo

møc ®é t¨ng hoµn nguyªn TiO2. N©ng cao nhiÖt ®é dÉn ®Õn t¹o thµnh «xit

titan hãa trÞ thÊp, liªn kÕt víi FeO trong hîp chÊt bÒn cho nªn ngay c¶ khi

t¨ng nhiÖt ®é ®Õn 13000C thêng kh«ng ®¹t ®îc møc ®é hoµn nguyªn cao

h¬n 80%.

Nh vËy «xit s¾t vµ titan lµm ¶nh hëng ngîc nhau ®Õn møc ®é hoµn

nguyªn cña chóng: «xit s¾t lµm t¨ng tèc ®é hoµn nguyªn cña TiO2, cßn TiO2

lµm gi¶m møc ®é hoµn nguyªn cña «xit s¾t.

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

- 15 -

2.2. Hoµn nguyªn trong pha láng

Qu¸ tr×nh hoµn nguyªn trong pha r¾n tiÕn hµnh víi khèi lîng kh«ng

lín, thêng giíi h¹n ë møc hoµn nguyªn mét phÇn «xit s¾t. Qu¸ tr×nh hoµn

nguyªn phÇn lín «xit s¾t (90-95%), mét phÇn «xit cr«m, silic, mangan... ®Õn

kim lo¹i, mét phÇn TiO2 ®Õn «xit hãa trÞ thÊp ®îc hoµn thiÖn trong pha láng,

trong m«i trêng xØ nãng ch¶y.

Theo sè liÖu thùc tÕ: Chi phÝ n¨ng lîng cho hoµn nguyªn c¸c «xit chØ

chiÕm gÇn 17% vµ cho hoµn nguyªn «xit s¾t chØ gÇn 6,5%. PhÇn ®¸ng kÓ s¾t

cha ®îc hoµn nguyªn trong pha r¾n bëi v× nã liªn kÕt bÒn v÷ng víi «xit

titan.

LuyÖn xØ titan trong lß ®iÖn hå quang trong thêi gian mét vµi giê, nhiÖt

®é ®¹t ®îc 17000C. Theo thêi gian luyÖn, hµm lîng TiO2 trong xØ t¨ng, hµm

lîng FeO gi¶m. Nªn ban ®Çu chøa 23- 47% (FeO + Fe2O3) th× xØ titan cuèi

gi¶m xuèng 10 - 12% hay 2 - 5%, kÕt qña lµ: chuyÓn s¾t tõ xØ vµo pha kim lo¹i

vµ xØ cã hµm lîng TiO2 ®îc t¨ng lªn ®¹t tíi 75 - 90%. Cã mét ®Æc trng lµ

tæng sè «xit titan vµ s¾t trong mét qu¸ tr×nh luyÖn titan ®îc gi÷ kh«ng thay

®æi trong xØ titan. Theo møc ®é gi¶m hµm lîng FeO trong xØ mµ ho¹t ®é cña

s¾t gi¶m vµ tèc ®é hoµn nguyªn nã gi¶m ®ét ngét.

Tèc ®é hoµn nguyªn s¾t trong dung dÞch xØ phô thuéc nhiÒu vµo thµnh

phÇn liÖu vµ ph¬ng ph¸p chuÈn bÞ liÖu. Khi hµm lîng FeO trong xØ gi¶m th×

hµm lîng Ti2O3 t¨ng. Nh vËy, trong dung dÞch xØ láng sù hoµn nguyªn «xit

s¾t vµ «xit titan cã mèi liªn hÖ. VÝ dô: khi trong xØ chøa 16% FeO th× t¬ng

øng chøa 11% Ti2O3; khi 2% FeO th× t¬ng øng 37% Ti2O3. §Ó x¸c ®Þnh gÇn

®óng møc ®é hoµn nguyªn cña xØ chØ cÇn x¸c ®Þnh hµm lîng FeO trong nã.

Th«ng thêng hµm lîng TiO trong xØ kh«ng cao, kh«ng vît qu¸ 3 - 5%, Ýt

khi ®¹t ®Õn 7 - 9%.

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

- 16 -

Khi luyÖn x¶y ra ph¶n øng hoµn nguyªn «xit s¾t ®ång thêi hoµn nguyªn

c¸c «xit kh¸c t¹o thµnh kim lo¹i. Kim lo¹i nhËn ®îc khi luyÖn quÆng s¾t-

titan trong lß ®iÖn hå quang lµ thÐp cao cacbon chøa: 1 – 2,5%C, hay lµ gang

chøa ®Õn 4,3%C.

Do hµm lîng C, S, P cao nªn gi¸ trÞ thÐp thÊp, muèn n©ng cao gi¸ trÞ cña

nã ph¶i qua c«ng ®o¹n t¸ch S, P.

Khi luyÖn cã trî dung v«i th× cã mét sè u ®iÓm sau:

- Lµm gi¶m ®é nhít vµ nhiÖt ®é nãng ch¶y cña xØ.

- Lµm gi¶m ®é dÉn ®iÖn cña xØ.

- Cã thÓ gi¶m hµm lîng FeO trong xØ ®Õn 1% ë ®iÒu kiÖn luyÖn b×nh

thêng. Nhng thªm qu¸ nhiÒu trî dung sÏ g©y t¸c h¹i, nã ph¸ lîng líp lãt

vµ ®ång thêi n©ng cao hµm lîng CaO, MgO trong xØ.

Thµnh phÇn xØ titan phô thuéc vµo thµnh phÇn nguyªn liÖu (quÆng tinh,

chÊt hoµn nguyªn vµ trî dung) vµ c«ng nghÖ luyÖn. Thµnh phÇn xØ ®îc lùa

chän theo møc ®é hoµn nguyªn tèi u, ph¬ng ph¸p ®óc xØ vµ ph¬ng ph¸p

lµm nguéi xØ. HiÖn nay s¶n xuÊt hai lo¹i xØ:

- XØ ®Ó s¶n xuÊt TiCl4 (xØ clorua): hµm lîng FeO thÊp (2 - 6%).

- XØ ®Ó s¶n xuÊt pigment TiO2 b»ng ph¬ng ph¸p axit sulphuaric (xØ

sulphat) cho phÐp tíi 10-15%FeO. Bëi v× chÊt lîng xØ vµ kim lo¹i cã liªn

quan víi nhau cho nªn khi x¸c ®Þnh thµnh phÇn xØ tèi u cÇn ph¶i tÝnh ®Õn

chÊt lîng kim lo¹i, gi¸ trÞ cña nã trong lÜnh vùc sö dông.

Mét trong nh÷ng vÊn ®Ò quan träng cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan ®ã lµ:

x¸c ®Þnh møc ®é hoµn nguyªn tèi u. §iÒu ®ã phô thuéc vµo tÝnh to¸n kinh tÕ

kü thuËt gi¸ thµnh xØ vµ c¸c s¶n phÈm nhËn ®îc khi gia c«ng l¹i nh: TiCl4,

pigment TiO2 ... Khi n©ng cao møc ®é hoµn nguyªn sÏ c¶i thiÖn ®îc chÊt

lîng xØ, do n©ng cao hµm lîng TiO2, gi¶m hµm lîng FeO vµ mét sè c¸c t¹p

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

- 17 -

kh¸c (Cr, Mn, Si, V...). §iÒu ®ã lµm cã lîi khi gia c«ng tiÕp theo c¸c s¶n phÈm

luyÖn: Gi¶m chi phÝ clo hay lµ H2SO4, gi¶m lîng phÕ liÖu, n©ng cao n¨ng

suÊt thiÕt bÞ (®Æc biÖt trong giai ®o¹n lµm s¹ch TiCl4), ®ång thêi n©ng cao

®îc hµm lîng «xit titan hãa trÞ thÊp trong xØ (Ti2O3, TiO) do ®ã lµm thay

®æi tÝnh chÊt c«ng nghÖ cña xØ. §ã lµ møc ®é ph©n hñy trong H2SO4, tèc ®é

clorua hãa, møc ®é «xy hãa vµ tù vì vôn khi lµm nguéi thái xØ ®óc.

Khi n©ng cao møc ®é hoµn nguyªn xØ, thµnh phÇn kim lo¹i thay ®æi: t¨ng

hµm lîng cacbon vµ c¸c nguyªn tè kh¸c (Cr, Si, Mn ...) cho nªn chÊt lîng kim

lo¹i vµ gi¸ trÞ cña nã cã thÓ thay ®æi khi thay ®æi møc ®é hoµn nguyªn cña xØ.

Tuy nhiªn khi n©ng cao møc ®é hoµn nguyªn th× ®é nhít vµ nhiÖt ®é

nãng ch¶y cña nã t¨ng g©y khã kh¨n khi s¶n xuÊt liªn tôc. Ngoµi ra n©ng cao

hµm lîng «xit titan hãa trÞ thÊp lµm t¨ng tÝnh chÊt ¨n mßn cña xØ, ®Æc biÖt

hßa tan m¹nh líp lãt lß, lµm t¨ng lîng MgO ®i vµo xØ tõ líp lãt lß.

Tèc ®é hoµn nguyªn «xit s¾t gi¶m ®ét ngét trong qu¸ tr×nh luyÖn. Khi

tÝnh to¸n møc ®é hoµn nguyªn xØ tèi u cÇn ph¶i tÝnh ®Õn nh÷ng ®iÒu sau: Khi

t¨ng møc ®é hoµn nguyªn ®é nhít xØ t¨ng, tèc ®é hoµn nguyªn s¾t gi¶m do ®ã

sù l¾ng t¸ch c¸c giät kim lo¹i nhá xuèng ®¸y lß khã kh¨n, cã thÓ kh«ng kÞp

l¾ng xuèng ®¸y lß mµ ë tr¹ng th¸i l¬ löng trong xØ. NÕu nh kÝch thíc c¸c h¹t

kim lo¹i nhá h¬n mét phÇn mêi milimet kh«ng t¸ch ®îc b»ng tuyÓn tõ.

3. khÝ th¶i sinh ra trong qu¸ tr×nh luyÖn xØ titan

Trong hÇu hÕt c¸c ph¶n øng cña qu¸ tr×nh hoµn nguyªn ®Òu sinh ra khÝ

CO. Do ®ã, nång ®é khÝ CO trong khÝ th¶i rÊt lín. MÆt kh¸c, trong quÆng chøa

c¸c hîp chÊt cña lu huúnh (thêng tån t¹i ë d¹ng muèi sunfua), ë nhiÖt ®é

cao vµ cã mÆt c¸c t¸c nh©n oxy hãa t¹o thµnh khÝ SO2. KhÝ CO vµ SO2 lµ

nh÷ng khÝ ®éc ¶nh hëng ®Õn søc kháe con ngêi vµ g©y « nhiÔm kh«ng khÝ.

Ngoµi ra, khÝ th¶i cßn cuèn theo bôi oxit kim lo¹i, oxit silic vµ muéi than,

g©y thÊt tho¸t vÒ kinh tÕ vµ « nhiÔm m«i trêng.

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

- 18 -

V× vËy, khÝ th¶i tho¸t ra tõ qu¸ tr×nh luyÖn xØ titan cÇn ph¶i ®îc xö lý

CO, SO2 vµ thu håi bôi tríc khi th¶i ra m«i trêng.

Ch¬ng 2

TæNG QUAN VÒ BôI Vµ C¸C PH¦¥NG PH¸P Xö

Lý BôI TRONG C¤NG NGHIÖP

1. Kh¸i niÖm chung vÒ bôi vµ ph©n lo¹i bôi [5,13]

1.1. Kh¸i niÖm chung vÒ bôi

C¸c phÇn tö chÊt r¾n thÓ rêi r¹c (vôn) cã thÓ ®¬c t¹o ra trong c¸c qu¸

tr×nh nghiÒn, ngng kÕt vµ c¸c ph¶n øng hãa häc kh¸c nhau. Díi t¸c dông

cña c¸c dßng khÝ hoÆc kh«ng khÝ, chóng chuyÓn thµnh tr¹ng th¸i l¬ löng vµ

trong nh÷ng ®iÒu kiÖn nhÊt ®Þnh chóng t¹o thµnh thø vËt chÊt mµ ngêi ta gäi

lµ bôi.

Bôi lµ mét hÖ thèng gåm hai pha: pha khÝ vµ pha r¾n rêi r¹c – c¸c h¹t cã

kÝch thíc n»m trong kho¶ng tõ kÝch thíc nguyªn tö ®Õn kÝch thíc nh×n

thÊy ®îc b»ng m¾t thêng, cã kh¶ n¨ng tån t¹i ë d¹ng l¬ löng trong thêi gian

dµi ng¾n kh¸c nhau.

Sol khÝ (aerozon) còng lµ mét hÖ thèng vËt chÊt rêi r¹c gåm c¸c h¹t thÓ

r¾n vµ thÓ láng ë tr¹ng th¸i l¬ löng trong thêi gian dµi kh«ng h¹n ®Þnh. Tèc ®é

l¾ng ch×m cña c¸c h¹t aerozon rÊt bÐ. Nh÷ng h¹t bÐ nhÊt cña aerozon cã kÝch

thíc gÇn b»ng kÝch thíc c¸c nguyªn tö lín, cßn nh÷ng h¹t lín nhÊt cã kÝch

thíc kho¶ng 0,2 – 1 µm. V× vËy, kh¸i niÖm aerozon th« cã thÓ xem lµ ®ång

nghÜa víi bôi. Aerozon cã kÝch thíc h¹t ®ång nhÊt (monodisperse,

isodisperse) hoÆc kh«ng ®ång nhÊt (polydisperse, heterodisperse).

1.2. Ph©n lo¹i bôi

1.2.1. Ph©n lo¹i theo kÝch thíc cña bôi

- Bôi th«, c¸t bôi: gåm tõ c¸c h¹t bôi chÊt r¾n cã kÝch thíc h¹t δ>75µm.

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

- 19 -

- Bôi: h¹t chÊt r¾n cã kÝch thíc nhá h¬n bôi th« (5 ÷ 75 µm) ®îc h×nh

thµnh tõ c¸c qu¸ tr×nh c¬ khÝ nh ®Ëp, nghiÒn, t¸n…

- Khãi: gåm c¸c h¹t vËt chÊt cã thÓ lµ r¾n hoÆc láng ®îc t¹o ra trong qu¸ tr×nh ®èt ch¸y nhiªn liÖu hoÆc qu¸ tr×nh ngng tô, cã kÝch thíc h¹t

δ = 1 ÷ 5 µm. H¹t bôi cì nµy cã tÝnh khuÕch t¸n rÊt æn ®Þnh trong khÝ

quyÓn.

- Khãi mÞn: gåm nh÷ng h¹t chÊt r¾n rÊt mÞn, kÝch thíc h¹t δ < 1 µm.

- S¬ng: h¹t chÊt láng cã kÝch thíc δ < 10 µm. Lo¹i h¹t cì nµy cã mét

nång ®é ®ñ ®Ó lµm gi¶m tÇm nh×n th× ®îc gäi lµ s¬ng gi¸.

1.2.2. Ph©n lo¹i theo tÝnh kÕt dÝnh cña bôi

- Bôi kh«ng kÕt dÝnh: xØ th«, th¹ch anh, ®Êt kh«… - Bôi kÕt dÝnh yÕu: bôi tro tõ lß cao, abatit, tro bôi, ®¸… Trong bôi cã chøa nhiÒu chÊt ch¸y.

- Bôi cã tÝnh kÕt dÝnh: bôi kim lo¹i, than bôi tro mµ kh«ng chøa chÊt

ch¸y, bôi s÷a, mïn ca…

- Bôi cã tÝnh kÕt dÝnh m¹nh: bôi xi m¨ng, ami¨ng, th¹ch cao, sîi b«ng, len muèi natri…

1.2.3. Ph©n lo¹i theo ®é dÉn ®iÖn

- Bôi cã ®iÖn trë thÊp: nhanh trung hßa ®iÖn, dÔ bÞ l«i cuèn trë l¹i dßng khÝ.

- Bôi cã ®iÖn trë cao: hiÖu qu¶ xö lý kh«ng cao. - Bôi cã ®iÖn trë trung b×nh: thÝch hîp cho c¸c ph¬ng ph¸p xö lý.

1.2.4. Ph©n lo¹i theo ®é t¸c ®éng ®Õn søc kháe con ngêi

- Bôi ®éc: ch×, thñy ng©n.. - Bôi ®éc tÝnh thÊp: c¸t, sái ®¸…

2. C¸c ph¬ng ph¸p xö lý bôi trong c«ng nghiÖp [5,6,7,8,9,14,15,16,17]

2.1. L¾ng bôi theo ph¬ng ph¸p träng lùc

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

- 20 -

Ph¬ng ph¸p läc bôi ®¬n gi¶n nhÊt lµ lµm cho bôi l¾ng ®äng díi t¸c

dông cña träng lùc. Nh÷ng h¹t bôi cì lín thêng l¾ng ®äng trªn ®êng èng,

nhng ®Ó hiÖu qu¶ cña qu¸ tr×nh l¾ng ®îc cao h¬n ngêi ta ph¶i chÕ t¹o ra

mét thiÕt bÞ riªng cho viÖc l¾ng bôi vµ gäi lµ buång l¾ng bôi.

CÊu t¹o cña buång l¾ng rÊt ®¬n gi¶n – ®ã lµ mét kh«ng gian h×nh hép

cã tiÕt diÖn ngang lín h¬n nhiÒu lÇn so víi tiÕt diÖn ®êng èng dÉn khÝ vµo ®Ó

cho vËn tèc dßng khÝ gi¶m xuèng rÊt nhá (< 1 – 2 m/s), nhê thÕ h¹t bôi ®ñ

thêi gian ®Ó r¬i ch¹m ®¸y díi t¸c dông cña träng lùc vµ bÞ gi÷ l¹i ë ®ã mµ

kh«ng bÞ dßng khÝ mang theo.

Ph¬ng ph¸p nµy chñ yÕu ®Ó thu håi bôi th«, cã kÝch h¹t lín tõ 60 –

70µm. Tuy vËy, c¸c h¹t bôi cã kÝch thíc nhá h¬n vÉn cã thÓ bÞ gi÷ l¹i trong

v = vgh

H x B

buång l¾ng.

l

H×nh 1.2. Buång l¾ng bôi

2.1.1. Lý thuyÕt tÝnh to¸n thiÕt kÕ buång l¾ng bôi

Mét sè quy ®Þnh vµ gi¶ thiÕt:

- Buång l¾ng cã cÊu tao h×nh hép n»m ngang chiÒu dµi l, chiÒu cao H vµ

chiÒu réng B.

- VËn tèc dßng khÝ mang bôi trªn toµn bé tiÕt diÖn ngang cña buång l¾ng

lµ ®Òu ®Æng, nãi mét c¸ch kh¸c – trêng vËn tèc cña dßng khÝ trong buång

l¾ng bôi lµ kh«ng ®æi.

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

- 21 -

- H¹t bôi chuyÓn ®éng ngang theo dßng khÝ cã vËn tèc b»ng vËn tèc b»ng

vËn tèc dßng khÝ.

- H¹t bôi r¬i díi t¸c dông cña träng lùc theo ph¬ng th¼ng ®øng khi

ch¹m ®îc ®¸y tríc ®iÓm N cña buång l¾ng coi nh bÞ gi÷ l¹i trong buång

l¾ng.

NÕu L lµ lu lîng cña dßng khÝ (m3/s) th× vËn tèc chuyÓn ®éng ngang u

cña h¹t bôi sÏ ®îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc sau:

u =

L BH

, m/s (1.21)

Thêi gian lu l¹i cña dßng khÝ (còng tøc lµ cña bôi) trong buång l¾ng:

l u

BH L

V L

, s (1.22)

Trong ®ã:

τ – thêi gian, s

V – thÓ tÝch cña buång l¾ng, m3

Khi h¹t bôi thuéc bÊt kú lo¹i vËt liÖu g× cã ®êng kÝnh δ r¬i víi vËn tèc v

vµ ®i ®îc mét ®o¹n h trong thêi gian τ x¸c ®Þnh theo (1.22) th×:

- NÕu h < H: h¹t bôi bÞ dßng khÝ mang ra ngoµi ph¹m vi cña buång l¾ng.

- NÕu h ≥ H: tÊt c¶ c¸c h¹t bôi cã kÝch thíc lín h¬n hoÆc b»ng δ ®Òu bÞ

gi÷ l¹i trong buång l¾ng.

Nh vËy, tû sè h/H øng víi c¸c cì ®êng kÝnh kh¸c nhau cña h¹t bôi thÓ

hiÖn ®îc phÇn bôi cã kÝch thíc ®· cho bÞ gi÷ l¹i trong buång l¾ng vµ tõ ®ã

cã thÓ x¸c ®Þnh ®îc hiÖu qu¶ l¾ng theo cì h¹t cña buång l¾ng.

§êng kÝnh bÐ nhÊt cña h¹t bôi hoÆc cßn gäi lµ ®êng kÝnh giíi h¹n mµ

δδ =

buång l¾ng cã thÓ gi÷ l¹i ®îc toµn bé ®îc tÝnh theo c«ng thøc:

min

µ L 18 ρρ − ( )

gBl

(1.23)

2.1.2. HiÖu qu¶ l¾ng theo cì h¹t cña buång l¾ng

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

- 22 -

Gi¶ thiÕt r»ng mäi cì h¹t bôi trong dßng khÝ ®i vµo buång l¾ng ®îc

ph©n bè ®Òu ®Æn trªn toµn bé tiÕt diÖn ngang ban ®Çu cña nã, tøc lµ sè lîng

h¹t bôi cì δ bÊt kú tØ lÖ thuËn theo chiÒu cao h, do ®ã nÕu gäi η(δ) lµ hiÖu qu¶

läc cña buång l¾ng ®èi víi cì h¹t δ, ta sÏ cã:

δη = )(

%100

h δ )( H

(1.24)

Trong ®ã:

2 δ

h(δ) – lµ chiÒu cao øng víi ®êng kÝnh h¹t δ x¸c ®Þnh theo c«ng thøc:

ρ b µ

lBHg L

1 18

(1.25)

Tõ ®ã ta thu ®îc biÓu thøc cña hÖ sè hiÖu qu¶ l¾ng ®èi víi cì h¹t δ nh

δη

2δ

= 555,5)(

glBb µ L

(1.26)

2.1.3. BiÖn ph¸p n©ng cao hiÖu qu¶ l¾ng cña buång l¾ng

HiÖu qu¶ läc theo cì h¹t η(δ) cña buång l¾ng bôi ®îc x¸c ®Þnh theo

c«ng thøc (1.26). Tõ ®ã ta thÊy muèn n©ng cao hiÖu qu¶ läc ®èi víi mét cì h¹t

δ nhÊt ®Þnh nµo ®ã th×:

- h(δ) ph¶i t¨ng trong khi H = const;

- Gi÷ h(δ) kh«ng ®æi vµ gi¶m chiÒu cao H cña buång l¾ng víi ®iÒu kiÖn

®¶m b¶o n¨ng suÊt läc, tøc lu lîng khÝ cÇn läc kh«ng thay ®æi.

Ta cã thÓ thùc hiÖn vÊn ®Ò theo c¸ch thø hai. ThËt vËy, theo c«ng thøc

(1.24) ta thÊy nÕu buång l¾ng ®îc chia ra thµnh nhiÒu tÇng ®Òu nhau th×

chiÒu cao Hi cña mçi tÇng vµ lu lîng ®i qua Li ®Òu gi¶m xuèng theo mét tû

lÖ nh nhau, do ®ã h(δ) sÏ kh«ng thay ®æi. NÕu bá qua chiÒu dµy cña tÊm

ng¨n c¸c tÇng th× lu lîng chung còng kh«ng thay ®æi, trong lóc Hi cña mçi

tÇng ®· gi¶m xuèng n lÇn (n – lµ sè tÇng – h×nh 1.3). Nh vËy, hiÖu qu¶ läc

δη = )(

%100

h δ )( iH

sÏ ®îc t¨ng lªn n lÇn.

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

- 23 -

Ltæng

H×nh 1.3. Buång l¾ng chia thµnh nhiÒu tÇng ®Òu nhau

Trªn h×nh 1.4 lµ s¬ ®å cÊu t¹o cña buång l¾ng bôi nhiÒu tÇng ®îc ¸p

dông kh¸ phæ biÕn trong c«ng nghiÖp.

H×nh 1.4. CÊu t¹o buång l¾ng bôi nhiÒu tÇng

1 – khÝ vµo; 2 – khÝ s¹ch tho¸t ra; 3 – n¾p van ®iÒu chØnh;

4 – cöa dän vÖ sinh; 5 – x¶ c¾n bïn.

2.2. ThiÕt bÞ l¾ng bôi ly t©m

2.2.1. CÊu t¹o vµ nguyªn lý lµm viÖc

ThiÕt bÞ läc bôi ly t©m thêng ®îc dïng trong c«ng nghiÖp lµ xiclon.

Nguyªn t¾c lµm viÖc cña xiclon dùa vµo lùc qu¸n tÝnh. Xiclon cã cÊu t¹o rÊt

®a d¹ng, nhng vÒ c¬ b¶n bao gåm c¸c bé phËn nh h×nh 1.5.

Kh«ng khÝ mang bôi ®i vµo thiÕt bÞ theo èng (1) nèi theo ph¬ng tiÕp

tuyÕn víi th©n h×nh trô ®øng (2). VËn tèc cña khÝ vµo kho¶ng ω ≈ 20 m/s.

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

- 24 -

PhÇn díi cña th©n h×nh trô cã phÔu (3) vµ díi cïng lµ van x¶ bôi (5). Bªn

trong th©n h×nh trô cã èng tho¸t khÝ s¹ch (4) l¾p cïng trôc ®øng víi th©n h×nh

trô.

Nhê èng dÉn (1) l¾p theo ph¬ng tiÕp tuyÕn, kh«ng khÝ sÏ cã chuyÓn

®éng xo¾n èc bªn trong th©n h×nh trô cña xiclon vµ khi ch¹m vµo èng ®¸y

h×nh phÔu, dßng kh«ng khÝ bÞ déi ngîc trë lªn nhng vÉn gi÷ ®îc chuyÓn

®éng xo¾n èc ®Ó råi cuèi cïng theo èng (4) mµ tho¸t ra ngoµi.

Trong dßng chuyÓn ®éng xo¾n èc, c¸c h¹t bôi chÞu t¸c dông bëi lùc ly

t©m lµm cho chóng cã xu híng tiÕn dÇn vÒ phÝa thµnh èng cña th©n h×nh trô

råi ch¹m vµo ®ã, mÊt ®éng n¨ng vµ r¬i xuèng ®¸y phÔu. Bôi ®îc th¸o ra

ngoµi qua van x¶ bôi (5). Van x¶ (5) lµ van x¶ kÐp hai cöa (5a) vµ (5b) kh«ng

më ®ång thêi nh»m ®¶m b¶o lu«n c¸ch ly bªn trong xyclon víi thïng chøa bôi

kh«ng cho kh«ng khÝ lät ra ngoµi.

H×nh 1.5. s¬ ®å nguyªn lý cÊu t¹o xiclon

1 – cöa vµo; 2 – th©n h×nh trô; 3 – th©n phÔu;

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

- 25 -

4 – cöa khÝ ra n¾p; 5 – cöa th¸o bôi.

2.2.2. §êng kÝnh giíi h¹n vµ hÖ sè hiÖu qu¶ l¾ng theo cì h¹t

Nh ®· nãi ë trªn, thiÕt bÞ läc ly t©m kiÓu ®øng – xiclon cã cÊu t¹o rÊt

®a d¹ng, tïy theo h·ng s¶n xuÊt mµ kÝch thíc t¬ng ®èi cña chóng rÊt kh¸c

nhau. MÆt kh¸c, nhiÒu t¸c gi¶ kh¸c nhau mÆc dï cïng dùa trªn c¸c nguyªn lý

chung gièng nhau nhng ®a ra c¸c s¬ ®å tÝnh to¸n còng nh c¸ch tiÕp cËn

vÊn ®Ò kh«ng hoµn toµn gièng nhau. Do ®ã cã rÊt nhiÒu d¹ng c«ng thøc kh¸c

nhau ®Ó x¸c ®Þnh ®êng kÝnh giíi h¹n δ0 cña h¹t bôi mµ víi ®êng kÝnh Êy

chóng bÞ gi÷ l¹i toµn bé trong xiclon.

)

δ 0

Theo Baturin V.V. (1965), δ0 ®îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc:

− µ ( r r 2 1 πρ bnv

(1.27)

Trong ®ã:

r1, r2 – lÇn lît lµ b¸n kÝnh èng trong (èng tho¸t khÝ s¹ch) vµ b¸n

kÝnh èng ngoµi (vá xiclon), m.

µ, ν – lÇn lît lµ hÖ sè nhít ®éng lùc, hÖ sè nhít ®éng häc kh«ng

khÝ, Pa.s; m2/s;

ρb – khèi lîng riªng cña bôi, kg/m3;

vE – vËn tèc kh«ng khÝ ë èng dÉn vµo xiclon, m/s;

HÖ sè hiÖu qu¶ läc η(δ) ®îc tÝnh theo c«ng thøc:

%100

δη )(

− −

1 1

exp( exp(

) )

2 αδ 2 αδ 0

(1.28)

−

2 r 2

2 r 1

−=

3 π

Víi

ρ 2 lnb µ

4 9

(1.29)

2.2.3. Chän xiclon

Yªu cÇu ®Æt ra ®èi víi viÖc tÝnh to¸n thiÕt kÕ hoÆc chän lùa xiclon lµ

ph¶i ®¸p øng ®îc c¸c th«ng sè kü thuËt quan träng sau ®©y: lu lîng kh«ng

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

- 26 -

khÝ cÇn läc, hiÖu qu¶ läc, tæn thÊt ¸p suÊt, diÖn tÝch vµ kh«ng gian chiÕm chç

vµ gi¸ thµnh thiÕt bÞ.

Mçi quan hÖ phøc t¹p cña c¸c th«ng sè kü thuËt nªu trªn cïng víi mét

sè lîng lín c¸c sè liÖu thiÕt kÕ kh¸c lµm cho viÖc tÝnh to¸n lùa chän tèi u

xiclon thªm phøc t¹p vµ khã kh¨n.

Th«ng thêng ngêi ta lu«n lu«n u tiªn chän lo¹i xiclon cã lu lîng

phï hîp, ®ång thêi cã hiÖu qu¶ läc cao vµ tæn thÊt ¸p suÊt bÐ. Trªn c¬ së ®ã

c¸c nhµ khoa häc nghiªn cøu thiÕt kÕ vµ chÕ t¹o xiclon còng lu«n lu«n t×m

kiÕm c¸ch x¸c ®Þnh tû lÖ kÝch thíc hîp lý cña xiclon ®Ó ®¹t ®îc nh÷ng tÝnh

n¨ng u viÖt nªu trªn.

2.2.4. C¸c d¹ng tæ hîp kh¸c nhau cña xiclon

2.2.4.1. L¾p nèi tiÕp hai xiclon cïng lo¹i

Khi hai xiclon cïng lo¹i ghÐp nèi tiÕp víi nhau th× hiÖu qu¶ läc cña hÖ

thèng cã cao h¬n so víi hiÖu qu¶ läc cña tõng xiclon lµm viÖc riªng lÎ, tuy

nhiªn sù t¨ng hiÖu qu¶ läc Êy kh«ng nhiÒu trong lóc søc c¶n cña hÖ thèng th×

t¨ng gÊp ®«i so víi mét xiclon.

Ngoµi ra sù t¨ng hiÖu qu¶ läc cña hÖ thèng hai xiclon l¾p nèi tiÕp ®¸ng

xem xÐt lµ hiÖu qu¶ läc theo cì h¹t chø kh«ng ph¶i hiÖu qu¶ läc tæng céng,

bëi v× khi lùc t¸ch bôi trong hai xiclon hoµn toµn nh nhau th× xiclon thø hai

kh«ng thÓ t¸ch ®îc cì bôi cã kÝch thíc nhá h¬n so víi xiclon thø nhÊt.

2.2.4.2. L¾p song song hai hoÆc nhiÒu xiclon cïng lo¹i

Cã rÊt nhiÒu c¨n cø chøng tá r»ng hiÖu qu¶ läc cña xiclon t¨ng khi lu

lîng t¨ng hoÆc lu lîng kh«ng ®æi th× hiÖu qu¶ läc t¨ng khi ®êng kÝnh cña

xiclon gi¶m. Trong c¶ hai trêng hîp võa nªu, tæn thÊt ¸p suÊt ®Òu t¨ng. Theo

tµi liÖu cña Jackson (1959) th× tån t¹i mét lu lîng tèi u ®èi víi lo¹i bôi vµ

xiclon ®· cho. Nh vËy khi cÇn xö lý bôi cho mét lîng khÝ th¶i lín th× tèt

nhÊt lµ nªn dïng nhiÒu xiclon cïng lo¹i cã ®êng kÝnh thÝch hîp l¾p song

song ®Ó mçi xiclon ®Òu lµm viÖc víi lu lîng tèi u cña nã. B»ng c¸ch ®ã ta

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

- 27 -

vÉn cã hiÖu qu¶ läc chung cña hÖ thèng t¬ng ®èi cao mµ tæn thÊt ¸p suÊt th×

kh«ng t¨ng.

2.2.4.3. Xiclon tæ hîp

§©y lµ tæ hîp cña nhiÒu xiclon kiÓu ®øng – tøc kiÓu chuyÓn ®éng

ngîc chiÒu (return – flow cyclone) cã ®êng kÝnh bÐ l¾p song song trong

mét thiÕt bÞ hoµn chØnh – gäi lµ xiclon chïm. Sè lîng c¸c xiclon con trong

xiclon chïm cã thÓ lªn ®Õn hµng tr¨m chiÕc tïy theo cì n¨ng suÊt cña thiÕt bÞ.

Cã thÓ xem r»ng hiÖu qu¶ läc cña xiclon chïm còng b»ng hiÖu qu¶ läc

cña tõng xiclon con riªng biÖt. vÒ mÆt lý thuyÕt, ®êng kÝnh xiclon cµng bÐ th×

søc ly t©m cµng lín vµ do ®ã hiÖu qu¶ läc cµng cao. Cßn tæn thÊt ¸p suÊt

chung cña c¶ hÖ thèng b»ng tæn thÊt ¸p suÊt cña mét xiclon con (dï chóng

hµng tr¨m chiÕc), dÜ nhiªn lµ cã céng thªm c¸c tæn thÊt ¸p suÊt cña c¸c bé

phËn phô trî nh èng vµo, èng ra, van khãa… Trong lóc ®ã, lu lîng cña hÖ

thèng b»ng tæng lu lîng cña tÊt c¶ c¸c xiclon con.

2.3. Läc bôi kiÓu v¸ch ng¨n

2.3.1. C¬ cÊu läc bôi

C¸c ®Æc tÝnh quan träng nhÊt cña läc bôi kiÓu v¸ch ng¨n lµ: hiÖu qu¶

läc, søc c¶n khÝ ®éng vµ thêi gian cña chu kú ho¹t ®éng tríc khi thay míi

hoÆc hoµn nguyªn.

Th«ng thêng qu¸ tr×nh läc x¶y ra trong läc bôi kiÓu v¸ch ng¨n cã thÓ

chia lµm hai giai ®o¹n. Giai ®o¹n ®Çu x¶y ra qu¸ tr×nh gi÷ bôi trong v¸ch ng¨n

s¹ch, trong lóc ®ã xem r»ng sù thay ®æi cÊu tróc cña v¸ch ng¨n läc do bôi b¸m

vµ do c¸c nguyªn nh©n kh¸c lµ kh«ng ®¸ng kÓ. Giai ®o¹n nµy gäi lµ giai ®o¹n

æn ®Þnh; hiÖu qu¶ läc vµ søc c¶n khÝ ®éng cña v¸ch ng¨n läc trong giai ®o¹n

nµy ®îc xem nh kh«ng thay ®æi theo thêi gian vµ ®îc x¸c ®Þnh bëi cÊu tróc

cña v¸ch ng¨n läc, tÝnh chÊt cña bôi vµ chÕ ®é chuyÓn ®éng cña dßng khÝ. Giai

®o¹n æn ®Þnh cã ý nghÜa thùc tÕ quan träng ®èi víi v¸ch ng¨n läc lµm viÖc

trong m«i trêng cã nång ®é bôi ban ®Çu nhá.

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

- 28 -

Giai ®o¹n hai cña qu¸ tr×nh läc ®îc gäi lµ qu¸ tr×nh kh«ng æn ®Þnh do

cã sù thay ®æi cÊu tróc cña v¸ch ng¨n läc bëi nhiÒu h¹t bôi bÞ gi÷ l¹i trong ®ã,

¶nh hëng cña ®é Èm hoÆc bëi c¸c nguyªn nh©n kh¸c lµm cho søc c¶n khÝ

®éng vµ hiÖu qu¶ läc cña v¸ch ng¨n thay ®æi râ rÖt.

Qu¸ tr×nh gi÷ bôi trong v¸ch ng¨n diÔn ra trªn c¬ së nh÷ng hiÖn tîng

sau ®ay: khi dßng khÝ mang bôi ®i qua v¸ch ng¨n, c¸c h¹t bôi tiÕp cËn víi c¸c

vËt liÖu läc vµ t¹i ®ã x¶y ra t¸c ®éng t¬ng hç gi÷a h¹t bôi vµ vËt liÖu. C¸c t¸c

®éng t¬ng hç nµy phô thuéc vµo kÝch thíc t¬ng ®èi vµ vËn tèc cña h¹t, lo¹i

vËt liÖu läc còng nh sù cã mÆt cña c¸c lùc tÜnh ®iÖn, lùc träng trêng hoÆc

lùc nhiÖt (hót còng nh ®Èy). C¸c d¹ng chÝnh cña t¸c ®éng t¬ng hç gi÷a h¹t

bôi vµ vËt liÖu läc lµ: va ®Ëp qu¸n tÝnh, thu b¾t do tiÕp xóc vµ khuÕch t¸n.

2.3.2. C¸c d¹ng kh¸c nhau cña v¸ch ng¨n trong läc bôi

V¸ch ng¨n läc bôi ®îc ph©n chia lµm 3 cÊp sau ®©y:

B¶ng 1.1. Ph©n cÊp v¸ch ng¨n läc bôi theo hiÖu qu¶ läc ®èi víi cì h¹t bôi

CÊp KÝch thíc h¹t bôi (µm) HiÖu qu¶ läc η ≥ _ %

10 60 III

1 85 II

1 99 I

2.3.2.1. Läc b»ng tói v¶i hoÆc èng tay ¸o

Läc b»ng tói v¶i cã thÓ liÖt vµo lo¹i thiÕt bÞ läc cÊp II víi hiÖu qu¶ läc

cã thÓ thay ®æi trong ph¹m vi rÊt réng tõ 10 – 90% ®èi víi cì bôi díi

micromet.

CÊu t¹o cña v¸ch ng¨n läc bao gåm nhiÒu tói v¶i dÖt tõ c¸c lo¹i sîi kh¸c

nhau nh len, gai, sîi b«ng v¶i, sîi thñy tinh lång vµo khung líi thÐp ®Ó b¶o

vÖ.

Trong c«ng nghiÖp thêng dïng lo¹i tói v¶i h×nh èng vµ l¾p vµo mét

thiÕt bÞ hoµn chØnh cã kÌm theo c¸c bé phËn c¬ giíi ®Ó gi÷ bôi ®îc gäi lµ

thiÕt bÞ läc èng tay ¸o (h×nh 1.6 vµ h×nh 1.7).

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

- 29 -

H×nh 1.6. ThiÕt bÞ läc bôi èng tay ¸o nhiÒu ®¬n nguyªn, giò bôi b»ng

c¬ cÊu rung vµ thæi khÝ ngîc chiÒu.

1 – phÔu chøa bôi víi trôc vÝt th¶i bôi; 2 – c¬ cÊu rung ®Ó giò bôi;

3 – èng gãp; 4 – èng dÉn khÝ chøa bôi ®i vµo èng gãp; 5 – ®¬n nguyªn

®ang thùc hiÖn qu¸ tr×nh giò bôi; 6 – van; 7 – khung treo c¸c chïm èng tay

¸o;

8 – van thæi khÝ ngîc ®Ó giò bôi; 9 – èng dÉn khÝ s¹ch tho¸t ra.

ThiÕt bÞ gåm nhiÒu èng tay ¸o ®êng kÝnh 125 – 300 mm, chiÒu cao tõ

2,5 – 3 m, ®Çu díi liªn kÕt vµo b¶n ®¸y ®ôc lç trßn b»ng ®êng kÝnh cña

èng tay ¸o hoÆc lång vµo khung vµ cè ®Þnh ®Çu trªn vµo b¶ng ®ôc lç.

KhÝ cÇn läc ®îc ®a vµo phÔu chøa bôi råi theo c¸c èng tói v¶i ®i tõ

trong ra ngoµi (hoÆc tõ ngoµi vµo trong) ®Ó ®i vµo èng gãp khÝ s¹ch vµ tho¸t ra

ngoµi. Khi bôi ®· b¸m nhiÒu trªn mÆt trong (hoÆc mÆt ngoµi) cña èng tay ¸o

lµm cho søc c¶n cña chóng t¨ng cao ¶nh hëng ®Õn n¨ng suÊt läc, ta tiÕn hµnh

hoµn nguyªn b»ng c¸ch giò bôi kÕt hîp víi thæi khÝ ngîc tõ ngoµi vµo trong

èng tay ¸o (hoÆc phôt kh«ng khÝ nÐn kiÓu xung lùc ®Ó kh«ng khÝ ®i tõ trong ra

ngoµi èng tay ¸o).

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

- 30 -

ThiÕt bÞ läc ®îc chÕ t¹o thµnh nhiÒu ®¬n nguyªn vµ l¾p nhiÒu ®¬n

nguyªn ®Ó thµnh mét hÖ thèng cã n¨ng suÊt läc ®¸p øng yªu cÇu. §Ó hÖ thèng

lµm viÖc liªn tôc, qu¸ tr×nh hoµn nguyªn ®îc tiÕn hµnh ®Þnh kú vµ tuÇn tù cho

tõng ®¬n nguyªn hoÆc tõng nhãm ®¬n nguyªn trong lóc c¸c ®¬n nguyªn kh¸c

trong hÖ thèng vÉn lµm viÖc theo chu kú läc b×nh thêng.

H×nh 1.7. ThiÕt bÞ läc bôi èng tay ¸o cã khung lång vµ cã hÖ thèng

thæi kh«ng khÝ nÐn kiÓu xung lùc ®Ó giò bôi.

1– van ®iÖn tõ; 2– èng dÉn kh«ng khÝ nÐn; 3– vßi phun; 4– dßng kh«ng khÝ

nÐn;

5 – hép ®iÒu khiÓn tù ®éng qu¸ tr×nh hoµn nguyªn (giò bôi); 6 – èng tay ¸o;

7 – khung lång; 8 – phÔu chøa bôi.

ThiÕt bÞ läc èng tay ¸o thêng ®îc chÕ t¹o ®Ó lµm viÖc trªn ®êng èng

hót cña m¸y qu¹t, lóc ®ã vá hép cña thiÕt bÞ ph¶i ®¶m b¶o ®é kÝn ®Ó h¹n chÕ

sù th©m nhËp cña kh«ng khÝ xung quanh vµo thiÕt bÞ. Trêng hîp thiÕt bÞ ®îc

chÕ t¹o ®Ó lµm viÖc trªn ®êng èng ®Èy cña qu¹t th× vá hép cña thiÕt bÞ trong

nhiÒu trêng hîp chØ ®ãng vai trß b¶o vÖ c¸c chïm èng tay ¸o, thËm chÝ kh«ng

cÇn cã vá thiÕt bÞ vµ khÝ tho¸t ra tõ c¸c èng tay ¸o cã thÓ tuÇn hoµn trë l¹i hÖ

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

- 31 -

thèng s¶n xuÊt hoÆc trùc tiÕp th¶i ra khÝ quyÓn nÕu trong khÝ th¶i kh«ng chøa

c¸c chÊt khÝ ®éc h¹i vît qu¸ giíi h¹n cho phÐp.

N¨ng suÊt vµ hiÖu qu¶ läc cña thiÕt bÞ läc tói v¶i phô thuéc rÊt nhiÒu

vµo chÊt liÖu v¶i läc.

B¶ng 1.2. N¨ng suÊt cña thiÕt bÞ läc tói v¶i phô thuéc vµo chÊt liÖu v¶i läc

Len hoÆc V¶i b»ng sîi V¶i b»ng sîi V¶i läc v¶i b«ng sîi tæng hîp thñy tinh

N¨ng suÊt läc ®¬n vÞ, 0,6 ÷ 0,12 0,5 ÷ 1 0,3 ÷ 0,9 m3/m2.ph

2.3.2.2. Läc kiÓu tÊm xèp

Läc kiÓu tÊm xèp thuéc lo¹i líi läc cÊp III, trong ®ã c¸c sîi ®îc s¾p

xÕp víi kho¶ng c¸ch t¬ng ®èi lín ®Ó ®¶m b¶o søc c¶n khÝ ®éng cña líi läc

kh«ng qu¸ lín vµ vËn tèc läc ®îc cao (1,5 ÷ 3 m/s). Trong ®iÒu kiÖn nh vËy,

qu¸ tr×nh gi÷ bôi trong líi läc kiÓu tÊm chñ yÕu lµ díi d¹ng va ®Ëp cña lùc

qu¸n tÝnh. §Ó cho bôi kh«ng bÞ cuèn theo dßng khÝ sau khi ®· b¸m trªn c¸c

sîi líi, ngêi ta dïng dÇu c«ng nghiÖp tÈm ít toµn bé líi läc, ngoµi t¸c

dông gi÷ bôi cßn b¶o vÖ líi läc kh«ng bÞ han gØ.

H×nh 1.8. CÊu t¹o líi läc kiÓu tÊm xèp

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

- 32 -

Trªn h×nh 1.8 lµ líi läc kiÓu tÊm xèp víi vËt liÖu ®Öm lµ lái kim lo¹i

hoÆc sø. KÝch thíc th«ng thêng cña tÊm läc lµ 500 x 500 x (75 ÷ 80) mm,

kh©u kim lo¹i cã kÝch thíc 13 x 13 x 1mm, trë lùc cña líi läc kh¸ bÐ 30 ÷

40 Pa. HiÖu qu¶ läc cã thÓ ®¹t 99%, n¨ng suÊt läc ®¹t 4000 ÷ 5000 m3/h cho

1m2 diÖn tÝch bÒ mÆt líi läc, hµm lîng bôi sau bé läc ®¹t 6 ÷ 20 mg/m3.

Tïy theo lu lîng kh«ng khÝ cÇn läc c¸c tÊm läc ®îc ghÐp víi nhau

trªn khung ph¼ng hoÆc ghÐp nhiÒu tÇng ®Ó t¨ng hiÖu qu¶ läc (h×nh 1.9).

H×nh 1.9. L¾p ghÐp bé líi läc kiÓu tÊm xèp

2.4. ThiÕt bÞ läc bôi theo ph¬ng ph¸p ít

Qu¸ tr×nh läc bôi trong thiÕt bÞ läc bôi theo ph¬ng ph¸p ít ®îc dùa

trªn nguyªn lý tiÕp xóc gi÷a dßng khÝ mang bôi víi chÊt láng, bôi trong dßng

khÝ bÞ chÊt láng gi÷ l¹i vµ th¶i ra ngoµi díi d¹ng c¾n bïn. Ph¬ng ph¸p läc

bôi b»ng thiÕt bÞ läc ít cã thÓ xem lµ rÊt ®¬n gi¶n nhng hiÖu qu¶ l¹i rÊt cao.

ThiÕt bÞ läc bôi theo ph¬ng ph¸p ít cã nhiÒu u ®iÓm næi bËt so víi

c¸c lo¹i thiÕt bÞ läc bôi kh¸c. Cô thÓ lµ:

- ThiÕt bÞ läc bôi theo ph¬ng ph¸p ít dÔ chÕ t¹o, gi¸ thµnh thÊp nhng

hiÖu qu¶ läc bôi cao.

- Cã thÓ läc ®îc bôi kÝch thíc díi 0,1µm.

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

- 33 -

- Cã thÓ lµm viÖc víi khÝ cã nhiÖt ®é vµ ®é Èm cao mµ mét sè thiÕt bÞ

läc bôi kh¸c kh«ng thÓ ®¸p øng ®îc nh bé läc tói v¶i, bé läc b»ng ®iÖn.

- ThiÕt bÞ läc bôi theo ph¬ng ph¸p ít kh«ng nh÷ng läc ®îc bôi mµ

cßn läc ®îc khÝ ®éc h¹i b»ng qu¸ tr×nh hÊp thô, bªn c¹nh ®ã nã cßn ®îc sö

dông nh thiÕt bÞ lµm nguéi vµ lµm Èm khÝ mµ trong nhiÒu trêng hîp tríc

thiÕt bÞ b»ng ®iÖn ph¶i cÇn ®Õn nã.

Tuy nhiªn, thiÕt bÞ läc bôi theo ph¬ng ph¸p ít còng cã mét sè nhîc

®iÓm ®¸ng lu ý:

- Bôi ®îc th¶i ra díi d¹ng c¾n bïn do ®ã cã thÓ lµm phøc t¹p cho hÖ

thèng tho¸t níc vµ xö lý níc th¶i.

- Dßng khÝ tho¸t ra tõ thiÕt bÞ läc cã ®é Èm cao vµ cã thÓ mang theo

nh÷ng giät níc lµm han gØ ®êng èng, èng khãi vµ c¸c bé phËn kh¸c ë c¸c

bé phËn kh¸c phÝa sau thiÕt bÞ läc.

- Trêng hîp khÝ th¶i cã chøa c¸c chÊt ¨n mßn cÇn ph¶i b¶o vÖ thiÕt bÞ vµ

hÖ thèng ®êng èng b»ng s¬n chèng gØ hoÆc ph¶i chÕ t¹o thiÕt bÞ vµ ®êng

èng b»ng vËt liÖu kh«ng han gØ.

ChÊt láng ®îc sö dông phæ biÕn nhÊt trong thiÕt bÞ läc bôi theo ph¬ng

ph¸p ít lµ níc. Trêng hîp thiÕt bÞ läc cã chøc n¨ng võa khö bôi võa khö

khÝ ®éc h¹i th× chÊt láng cã thÓ lµ mét lo¹i dung dÞch nµo ®ã do qu¸ tr×nh hÊp

thô quyÕt ®Þnh.

ThiÕt bÞ läc bôi theo ph¬ng ph¸p ít cã thÓ chia thµnh c¸c lo¹i sau ®©y

tïy thuéc vµo nguyªn lý ho¹t ®éng cña chóng.

2.4.1. Buång phun, thïng r÷a khÝ rçng

Buång phun hoÆc thïng r÷a khÝ rçng ®îc sö dông rÊt phæ biÕn ®Ó läc

bôi th« trong khÝ th¶i ®ång thêi ®Ó lµm nguéi khÝ nh lµ cÊp läc chuÈn bÞ vµ

“gia c«ng” bôi tríc thiÕt bÞ läc bôi b»ng ®iÖn nh»m gi¶m nång ®é bôi ban

®Çu vµ ®iÒu chØnh ®iÖn trë suÊt cña bôi.

Trªn h×nh 1.10 lµ s¬ ®å cÊu t¹o cña thïng r÷a khÝ rçng. Níc ®îc phun

tõ trªn xuèng vµ dßng khÝ ®îc dÉn ngîc tõ díi lªn. Còng cã thÓ bè trÝ vßi

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

- 34 -

phun tõ bèn phÝa xung quanh vµ phun theo ph¬ng ngang vµo dßng khÝ. VËn

tèc dßng khÝ trong thiÕt bÞ vµo kho¶ng 0,6 – 1,2 m/s. NÕu vËn tèc dßng khÝ

lín h¬n, níc cã thÓ bÞ dßng khÝ mang theo nhiÒu mµ tÊm ch¾n níc kh«ng

®ñ kh¶ n¨ng ®Ó c¶n l¹i. §Ó dßng khÝ ph©n bè ®Òu ®Æn trªn toµn bé tiÕt diÖn

ngang cña thiÕt bÞ, ngêi ta bè trÝ thªm bé phËn ph©n phèi khÝ ë tiÕt diÖn vµo

cña dßng khÝ. KhÝ ra

Níc

1 KhÝ vµo

X¶ c¾n bïn

H×nh 1.10. Buång phun hoÆc thïng r÷a khÝ rçng

1 – vá thiÕt bÞ; 2 – vßi phun níc; 3 – tÊm ch¾n níc;

4 – bé ph©n híng dßng vµ ph©n phèi khÝ.

2.4.2. ThiÕt bÞ läc bôi cã líp ®Öm b»ng vËt liÖu xèp theo nguyªn lý ít

ThiÕt bÞ läc cã líp ®Öm b»ng vËt liÖu xèp theo nguyªn lý ít cßn gäi lµ

thiÕt bÞ (th¸p) r÷a khÝ hoÆc scrub¬ gåm mét thïng tiÕt diÖn trßn hoÆc ch÷ nhËt

bªn trong cã chøa mét líp ®Öm b»ng vËt liÖu xèp vµ ®îc tíi níc. KhÝ ®i tõ

díi lªn xuyªn qua líp vËt liÖu xèp, khi tiÕp xóc víi líp vËt liÖu ít bôi sÏ bÞ

b¸m l¹i ë ®ã cßn khÝ s¹ch tho¸t ra ngoµi. Mét phÇn bôi bÞ níc cuèn tr«i

xuèng thïng chøa vµ ®îc x¶ díi d¹ng cÆn bïn.

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

- 35 -

CÊu t¹o cña lo¹i thiÕt bÞ nµy cho phÐp lµm viÖc víi vËn tèc khÝ lín (cã

thÓ ®¹t 10m/s), nhê ®ã kÝch thíc thiÕt bÞ sÏ ®îc gän nhÑ h¬n.

Níc tíi

KhÝ ra 3

KhÝ vµo

X¶ c¾n bïn

H×nh 1.11. Th¸p röa khÝ scrub¬

1 – tÊm ®ôc lç; 2 – líp vËt liÖu rçng; 3 – dµn èng phun níc

3 4 2 2

KhÝ ra KhÝ vµo

1 6

H×nh 1.12. ThiÕt bÞ phun níc cã líp ®Öm kiÓu n»m ngang

1– vßi phun; 2– vá vµ khung; 3– hÖ thèng tíi níc; 4– phÇn kh«ng tíi

níc

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

- 36 -

cña líp ®Öm – thay cho tÊm ch¾n níc; 5– bÓ chøa c¾n bïn; 6– vËt liÖu

xèp.

2.4.3. ThiÕt bÞ läc bôi lo¹i th¸p ®Üa

KhÝ ra KhÝ ra

1 Níc 3 1 2

Níc 3 5

2 KhÝ vµo

KhÝ vµo

C¾n bïn C¾n bïn

H×nh 1.13. ThiÕt bÞ läc bôi cã ®Üa chøa níc sñi bät

a) Lo¹i déi níc dËp khÝ: 1 – vá thiÕt bÞ; 2 – vßi phun níc; 3 – ®Üa ®ôc lç;

b) Lo¹i ch¶y trµn: 1 – vá thiÕt bÞ; 2 – ®Üa ®ôc lç; 3 – hép chøa níc cÊp

vµo;

4 – tÊm ch¾n ch¶y trµn; 5 – hép x¶ níc trµn.

Nguyªn lý lµm viÖc cña thiÕt bÞ cã ®Üa chøa níc sñi bät lµ níc cÊp vµo

®Üa võa ®ñ ®Ó t¹o mét líp níc cã chiÒu cao thÝch hîp, dßng khÝ ®i tõ díi lªn

qua ®Üa ®ôc lç lµm cho líp níc sñi bät. Bôi trong khÝ tiÕp xóc víi bÒ mÆt cña

nh÷ng bong bãng níc vµ bÞ gi÷ l¹i råi theo níc ch¶y xuèng thïng chøa.

ThiÕt bÞ läc bôi ít kiÓu ®Üa sñi bät cã kh¶ n¨ng läc ®îc bôi cì b»ng

hoÆc trªn 5µm víi hiÖu qu¶ läc t¬ng ®èi cao.

Ngoµi hai lo¹i thiÕt bÞ läc bôi cã ®Üa chøa níc sñi bät nªu trªn, trong

c«ng nghiÖp cßn sö dông kh¸ phæ biÕn lo¹i thiÕt bÞ läc bôi cã ®Üa va ®Ëp vµ

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

- 37 -

ph¶n x¹. §©y lµ lo¹i thiÕt bÞ cã nhiÒu tÇng sñi bät vµ kÕt hîp c¶ nguyªn lý

phun níc trong thïng rçng cã tÊm ph¶n x¹ vµ va ®Ëp ®èi víi luång níc

phun ra ë tÇng díi cña thiÕt bÞ.

H×nh 1.14. ThiÕt bÞ läc bôi kiÓu ít cã ®Üa va ®Ëp vµ ph¶n x¹

1 – ®Üa tÝch tô; 2 – ®Üa va ®Ëp vµ ph¶n x¹; 3 – tÊm ch¾n níc;

4 – vßi phun níc; 5 – tÊm ph¶n x¹; 6 – èng trµn.

2.5. ThiÕt bÞ läc bôi theo ph¬ng ph¸p ®iÖn trêng

ThiÕt bÞ läc bôi theo ph¬ng ph¸p ®iÖn trêng cã mét sè u ®iÓm sau:

- §é lµm s¹ch cao, ®¹t ®Õn 90 – 99%. - N¨ng lîng tiªu hao Ýt, cø 1000m3 khÝ tiªu tèn 0,1 – 0,8kW vµ

trë lùc kh«ng qu¸ 3 – 15 mmH2O.

- Cã thÓ lµm viÖc ë nhiÖt ®é cao vµ m«i trêng ¨n mßn hãa häc. - Cã thÓ tù ®éng hãa vµ c¬ giíi hãa hoµn toµn.

2.5.1. C¬ së vËt lý cña qu¸ tr×nh läc ®iÖn

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

- 38 -

M¾c hai b¶n kim lo¹i song song c¸ch nhau bëi líp kh«ng khÝ trong

m¹ch ®iÖn, ta thÊy kh«ng cã dßng ®iÖn ch¹y trong m¹ch v× kh«ng khÝ gi÷a hai

®iÖn cùc kh«ng dÉn ®iÖn.

3 2 1

− +

H×nh 1.15. S¬ ®å nguyªn lý cña läc ®iÖn

1 – nguån ®iÖn; 2 – b¶n cùc; 3 – ®iÖn kÕ.

Khi ta t¨ng hiÖu ®iÖn thÕ gi÷a hai ®iÖn cùc ta thÊy kim ®iÖn kÕ lÖch ®i,

chøng tá cã dßng ®iÖn ch¹y trong m¹ch v× kh«ng khÝ gi÷a hai b¶n ®iÖn cùc cã

sù ion hãa. Sù ion hãa kh«ng khÝ gi÷a hai ®iÖn cùc x¶y ra do hai trêng hîp:

 BÞ ion hãa: díi t¸c dông cña c¸c nh©n tè g©y ion hãa nh tia phãng x¹, tia R¬ntgen,…c¸c phÇn tö kh«ng khÝ bÞ ion hãa thµnh

c¸c ion vµ ®iÖn tö tù do. Sau khi chÊm døt t¸c ®éng g©y ion hãa,

x¶y ra qu¸ tr×nh ngîc l¹i ®Ó t¹o ra c¸c phÇn tö trung hßa qua sù

liªn kÕt cña ion tr¸i dÊu.

 Tù ion hãa: qua sù t¨ng cña hiÖu sè ®iÖn thÕ gi÷a hai ®iÖn cùc

®Õn mét gi¸ trÞ vît qu¸ h»ng sè ®iÖn m«i cña kh«ng khÝ, th×

kh«ng khÝ gi÷a hai ®iÖn cùc bÞ ion hãa.

Trong kü thuËt läc ®iÖn ngêi ta dïng ph¬ng ph¸p tù ion hãa. Díi t¸c

dông cña ®iÖn thÕ, c¸c ph©n tö khÝ ph©n chia thµnh c¸c ion vµ c¸c electron tù

do. C¸c ion vµ electron tù do nµy chuyÓn ®éng vÒ phÝa ®iÖn cùc tr¸i dÊu. VËn

tèc chuyÓn ®éng vµ ®éng n¨ng cña chóng cµng t¨ng khi ®iÖn thÕ gi÷a hai ®iÖn

cùc cµng lín. Trªn ®êng ®i ®Õn ®iÖn cùc, c¸c ion vµ electron va ®Ëp vßa c¸c

ph©n tö khÝ trung hßa vµ ion hãa chóng. Ngoµi sù va ®Ëp, sù chuyÓn ®éng

m·nh liÖt cña c¸c phÇn tö khÝ còng lµm t¨ng sù ion hãa.

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

- 39 -

Khi hiÖu sè ®iÖn thÕ gi÷a hai ®iÖn cùc t¨ng ®Õn gi¸ trÞ tíi h¹n, gäi lµ

®iÖn thÕ xuyªn thñng kh«ng khÝ, th× cêng ®é dßng ®iÖn t¨ng rÊt nhanh, gi÷a

hai b¶n cùc xuÊt hiÖn tia löa ®iÖn. HiÖn tîng nµy gäi lµ tù phãng ®iÖn, gièng

nh hiÖn tîng chËp m¹ch.

Sù xuÊt hiÖn tia löa ®iÖn lµ do gi÷a hai ®iÖn cùc song song cã mét ®iÖn

trêng ®ång nhÊt, ë ®iÖn thÕ cao kh¶ n¨ng ion hãa ë mäi n¬i gi÷a hai ®iÖn cùc

nh nhau vµ sè ion vµ electron t¹o thµnh ®ång thêi rÊt lín vµ ph¸t s¸ng nh tia

löa gi÷a hai ®iÖn cùc, sau ®ã kh«ng tiÕp tôc ion hãa c¸c phÇn tö khÝ n÷a.

Trong läc ®iÖn cÇn tr¸nh sù xuÊt hiÖn tia löa ®iÖn, b»ng c¸ch sö dông

mét ®iÖn cùc lµ tÊm ph¼ng hay èng, cßn cùc kia b»ng d©y, ®Ó cho ®iÖn trêng

gi÷a hai cùc kh«ng ®ång nhÊt víi nhau. Xung quanh ®iÖn cùc d©y, ®iÖn trêng

lín h¬n nªn kh¶ n¨ng ion hãa tèt h¬n; cµng xa ®iÖn cùc d©y, ®iÖn thÕ cña ®iÖn

trêng cµng gi¶m, nªn kh¶ n¨ng ion hãa còng yÕu dÇn. Líp kh«ng khÝ gi÷a

hai ®iÖn cùc ®ãng vai trß nh líp c¸ch ®iÖn.

2.5.2. C¸c lo¹i thiÕt bÞ läc ®iÖn trong c«ng nghiÖp

Trªn h×nh 1.16 lµ m¸y läc tÊm lo¹i XK – 45 lµ m¸y läc tÊm hai buång.

Lo¹i nµy thêng ®îc dïng ®Ó läc khãi lß ®èt quÆng, hµm lîng bôi ®Õn

0,2g/m3 (víi vËn tèc dßng khÝ kho¶ng 0,7m/s).

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

- 40 -

H×nh 1.16. M¸y läc tÊm lo¹i XK – 45

1 – th©n ®øng; 2 – buång chøa bôi; 3 – cöa khÝ vµo; 4,11 – buång thiÕt bÞ;

5 – van; 6 – ph©n phèi; 7– cùc tÊm; 8– cùc d©y; 9,10 – khung; 12– cöa

khÝ ra.

H×nh 1.17. M¸y läc ®iÖn ít M – 134

1 – th©n; 2 – khung; 3 – cùc l¾ng; 4 – líi ®ì èng; 5 – cùc d©y;

6 – khung d©y; 7 – hép c¸ch ®iÖn; 8 – líi ph©n phèi.

§Ó läc khÝ cã chøa bôi axit ngêi ta thêng dïng m¸y läc ®iÖn ít.

Lo¹i m¸y nµy th«ng thêng cã hai buång liÒn nhau, khÝ sau khi qua buång thø

nhÊt ®îc lµm Èm nhê th¸p trung gian råi ®i vµo buång läc ®iÖn thø hai. Trªn

h×nh 1.17 lµ m¸y läc ®iÖn ít lo¹i M – 134. §iÖn cùc l¾ng ®îc cÊu t¹o bëi

èng lôc gi¸c (3) b»ng ch× g¾n trªn mét líi. §iÖn cùc d©y (5) cã tiÕt diÖn trßn

hoÆc sao víi ®êng kÝnh 3,5mm, dµi 4,4m ®îc l¾p trªn khung (6) vµ (8).

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

- 41 -

Dßng khÝ bÈn ®i tõ díi lªn qua líi ph©n bè (9) cao 500mm b»ng vßng sø cã

®êng kÝnh 50 x 50mm ®Ó ph©n bè ®Òu vµo c¸c èng lôc gi¸c.

VËn tèc khÝ trong lo¹i nµy lín h¬n lo¹i tÊm vµ ®¹t 0,8 – 1m/s. NhiÖt ®é

thiÕt bÞ läc ®iÖn ít lµ 30 – 400C, nhiÖt ®é cùc ®¹i ®¹t ®Õn 900C, ®«i khi ®Õn

1600C.

3. So s¸nh hiÖu qu¶ läc bôi theo cì h¹t cña c¸c thiÕt bÞ läc bôi kh¸c nhau

vµ sù lùa chän thiÕt bÞ läc bôi [5,7,17]

Ngoµi kÝch thíc h¹t bôi, ph¹m vi sö dông hîp lý cña thiÕt bÞ läc bôi cßn

phô thuéc vµo nhiÒu yÕu tè kh¸c nhau nh: nhiÖt ®é khÝ th¶i, nång ®é ban ®Çu,

®iÒu kiÖn vËn hµnh… Do ®ã viÖc lùa chän mét sè lo¹i thiÕt bÞ läc bôi chñ yÕu

cã thÓ dùa trªn kh¶ n¨ng sö dông cña c¸c thiÕt bÞ nh sau:

 Buång l¾ng bôi: cÇn sö dông cho trêng hîp bôi th«, thµnh phÇn

cì h¹t trªn 50µm chiÕm tû lÖ cao. Ngoµi ra, buång l¾ng bôi cÇn

®îc sö dông nh cÊp läc th« tríc c¸c thiÕt bÞ läc tinh ®¾t tiÒn

kh¸c.

 Xiclon: thêng ®îc sö dông trong c¸c trêng hîp bôi th«, nång ®é bôi ban ®Çu cao vµ kh«ng ®ßi hái hiÖu qu¶ läc cao. Khi cÇn ®¹t

hiÖu qu¶ läc cao h¬n nªn dïng xiclon ít hay xiclon tæ hîp.

 ThiÕt bÞ läc ít – Scrub¬ ®îc sö dông khi cÇn läc s¹ch bôi mÞn

víi hiÖu qu¶ t¬ng ®èi cao; kÕt hîp läc bôi vµ khö khÝ ®éc trong

ph¹m vi cã thÓ, nhÊt lµ c¸c lo¹i khÝ, h¬i ch¸y ®îc cã mÆt trong

khÝ th¶i; kÕt hîp lµm nguéi khÝ th¶i vµ ®é Èm trong khÝ th¶i ®i ra

khái thiÕt bÞ kh«ng g©y ¶nh hëng g× ®¸ng kÓ ®èi víi thiÕt bÞ còng

nh c¸c qu¸ tr×nh c«ng nghÖ liªn quan.

 ThiÕt bÞ läc tói v¶i ®îc sö dông cho c¸c trêng hîp cÇn ®¹t hiÖu qu¶ läc cao hoÆc rÊt cao; cÇn thu håi bôi cã gi¸ trÞ ë tr¹ng th¸i

kh«; lu lîng khÝ th¶i cÇn läc kh«ng qu¸ lín; nhiÖt ®é khÝ th¶i

t¬ng ®èi thÊp nhng ph¶i cao h¬n nhiÖt ®é ®iÓm s¬ng.

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

- 42 -

 ThiÕt bÞ läc bôi b»ng ®iÖn ®îc sö dông khi cÇn läc bôi tinh víi hiÖu qu¶ läc rÊt cao; lu lîng khÝ th¶i rÊt lín vµ cÇn thu håi bôi

cã gi¸ trÞ.

Khi thiÕt kÕ hÖ thèng xö lý bôi vµ chän lùa thiÕt bÞ läc bôi cÇn xem xÐt

thËt ®Çy ®ñ vµ ®óng ®¾n c¸c ®Æc ®iÓm vµ th«ng sè kü thuËt sau ®©y:

 NhiÖt ®é vµ ®é Èm cña khÝ ®i vµo hÖ thèng läc bôi vµ nh÷ng chÊt

« nhiÔm kh¸c ®i kÌm theo bôi.

 c¸c ®Æc tÝnh lý hãa cña bôi: vËt liÖu bôi, ph©n cÊp cì h¹t, khèi

lîng ®¬n vÞ, giíi h¹n ch¸y næ…

 Nång ®é ban ®Çu cña bôi trong khÝ th¶i.  Lu lîng khÝ th¶i vµ sù thay ®æi cña lu lîng khÝ th¶i.

 Møc ®é läc yªu cÇu vµ nång ®é cho phÐp cña bôi cßn l¹i trong

khÝ th¶i sau khi läc.

 Ph¬ng ph¸p vµ chu kú x¶ bôi bÞ gi÷ l¹i trong thiÕt bÞ läc, kh¶

n¨ng thu håi bôi cã gi¸ trÞ.

 C¸c yªu cÇu ®Æc biÖt ®èi víi hÖ thèng hót bôi, cô thÓ nh qu¹t lµm viÖc víi khÝ mang bôi hay khÝ ®· ®îc läc s¹ch bôi, tøc thiÕt

bÞ läc bôi n»m trªn ®êng èng ®Èy hay ®êng èng hót cña qu¹t.

 Cã kh¶ n¨ng sö dông thiÕt bÞ läc ít hay kh«ng, nguån níc

cung cÊp, vÊn ®Ò níc th¶i cã lÉn c¾n bïn vµ vÊn ®Ò ®é Èm cao

cña khÝ th¶i.

 C¸c ®iÒu kiÖn vËn hµnh thiÕt bÞ; ph¬ng ph¸p ®o ®¹t kiÓm tra c¸c th«ng sè lµm viÖc cña hÖ thèng còng nh c¸c ®iÒu kiÖn dän vÖ

sinh ®Þnh kú ®èi víi thiÕt bÞ.

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

- 43 -

PhÇn 2

PH¦¥NG PH¸P NGHI£N CøU

1. C¸c ph¬ng ph¸p ph©n tÝch sö dông trong nghiªn cøu [5,22,23,24]

1.1. Ph¬ng ph¸p x¸c ®Þnh ®é ph©n cÊp cì h¹t cña bôi

1.1.1. Ph©n tÝch cì h¹t bôi b»ng ph¬ng ph¸p r©y

HÖ thèng r©y ph©n tÝch lµ nh÷ng r©y h×nh trßn cã ®êng kÝnh Φ = 150 ÷

350 mm vµ chiÒu cao H = 50 mm. Líi r©y ®îc ®an b»ng d©y ®ång hoÆc thÐp

kh«ng gØ. C¸c r©y ®îc ®Æt chång khÝt lªn nhau theo thø tù gi¶m dÇn kÝch

thíc lç r©y tõ trªn xuèng. Díi cïng lµ ®¸y r©y sÏ thu ®îc c¸c h¹t cã kÝch

thíc bÐ nhÊt.

CÊu t¹o cña m¸y r©y ®îc thÓ hiÖn trªn h×nh 2.1.

H×nh 2.1. CÊu t¹o r©y m¸y

1 – n¾p ®Ëy; 2 – c¸c thít r©y; 3 – khay høng;

4 – ®éng c¬ ®iÖn; 5 – èc cµi n¾p ®Ëy

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

- 44 -

Cã nhiÒu lo¹i cì r©y kh¸c nhau:

- Theo quy ph¹m cña liªn x« (cò) r©y ®îc chÕ t¹o theo c¸c cì m¾t r©y

sau ®©y: 0,04 – 0,045 – 0,05 – 0,063 – 0,08 – 0,09 – 0,1 – 0,125 –

0,16 – 0,2 – 0,25 – 0,315 – 0,4 – 0,5 – 0,63 – 0,8 – 1 – 1,25 – 1,6

– 2 – 2,5 mm;

- Cì r©y cña §øc: 5 – 10 – 15 – 20 – 25 – 30 – 35 – 40 – 45 –

50 – 60 – 63 – 70 – 80 – 90 – 100 µm.

TiÕn hµnh thùc hiÖn:

C©n 20 – 50 g bôi sau khi ®· sÊy kh« ë 1100C trong thêi gian 1 giê, ®Ó

nguéi vµ ®æ vµo r©y trªn cïng, ®Ëy n¾p vµ cho ®éng c¬ ho¹t ®éng trong thêi

gian 15 – 20 phót.

Qu¸ tr×nh r©y ®îc xem lµ kÕt thóc nÕu ®em mét thít r©y bÊt kú ra r©y

l¹i trong 3 phót mµ phÇn lät r©y kh«ng qu¸ 1% khèi lîng bôi cã trªn r©y ®ã.

Sau khi r©y xong, ta c©n c¸c phÇn bôi trªn mçi thít r©y, kÓ c¶ phÇn bôi

trªn khay díi cïng b»ng c©n ph©n tÝch vµ ghi vµo b¶ng kÕt qu¶.

Tæng céng khèi lîng bôi c©n ®îc trªn tÊt c¶ c¸c thít r©y (kÓ c¶ trªn

khay) kh«ng lÖch qu¸ 2% so víi khèi lîng bôi ban ®Çu lµ ®¹t yªu cÇu.

⋅

%100

D i

∆ R i ∑ i ∆ R

TÝnh to¸n sè liÖu ph©n cÊp cì h¹t theo ph¬ng ph¸p r©y b»ng biÓu thøc:

Trong ®ã:

Di – phÇn tr¨m khèi lîng theo nhãm cì h¹t, %;

∆Ri – khèi lîng nhãm cì h¹t, g;

1.1.2. Ph©n tÝch cì h¹t bôi b»ng ph¬ng ph¸p l¾ng ch×m

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

- 45 -

Ph¬ng ph¸p nµy dùa trªn hiÖn tîng l¾ng ch×m cña h¹t bôi cã kÝch

thíc kh¸c nhau trong mét lo¹i chÊt láng thÝch hîp cho tõng lo¹i bôi – ®îc

gäi lµ chÊt láng ph©n cÊp h¹t bôi.

Thêi gian τ ®Ó h¹t bôi ®êng kÝnh δ l¾ng ch×m trong chÊt láng xuèng

®Õn ®é s©u H kÓ tõ vÞ trÝ ban ®Çu ®îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc:

µ H 10.18 2 b − δρρ g ) ( n

(2.1)

Trong ®ã:

τ - thêi gian, s;

δ - ®êng kÝnh h¹t bôi, µm;

H – ®é s©u, cm;

g – gia tèc träng trêng, m/s2;

µ – hÖ sè nhít ®éng lùc cña chÊt láng, Pa.s;

ρb, ρn – lÇn lît lµ khèi lîng riªng cña bôi vµ chÊt láng,

g/cm3.

Dông cô ®Ó ph©n tÝch cì h¹t theo ph¬ng ph¸p l¾ng ch×m ®îc thÓ hiÖn

trªn h×nh 2.2.

Tríc khi b¾t ®Çu ph©n tÝch, khèi chÊt láng vµ bôi ®îc hßa lÉn vµ l¾c

m¹nh ®Ó cho mäi cì h¹t bôi ®îc ph©n bè ®Òu ®Æn trong toµn bé thÓ tÝch

chiÕm chç trong b×nh ®ùng.

NÕu H lµ ®é s©u kÓ tõ mÆt tho¸ng ®Õn lç hót (9) cña pipet th× thêi gian ®Ó

h¹t bôi cã kÝch thíc δi ch×m tõ mÆt tho¸ng ®Õn ®Õn ®é s©u cña lç hót (9) lµ τi

x¸c ®Þnh ®îc theo c«ng thøc (2.1). Sau thêi gian τi kÓ tõ lóc b¾t ®Çu, tÊt c¶

c¸c h¹t bôi cã kÝch thíc lín h¬n δi ®Òu ®· ch×m xuèng s©u h¬n lç hót (9), cßn

c¸c h¹t cã kÝch thíc ≤ δi th× cø cã bao nhiªu h¹t ch×m xuèng díi ®é s©u cña

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

- 46 -

lç hót lµ cã bÊy nhiªu h¹t tõ bªn trªn ch×m xuèng ®Õn ®é s©u Êy ®Ó thay thÕ,

kÕt qu¶ lµ ë ®é s©u H cña lç hót chØ cßn l¹i c¸c h¹t cã ®êng kÝnh ≤ δi víi

thµnh phÇn gièng nh ban ®Çu.

NÕu t¹i thêi ®iÓm τi ta tiÕn hµnh hót mÉu qua lç hót (9) th× lîng bôi víi

cì h¹t ≤ δi sÏ tû lÖ theo thÓ tÝch mÉu hót vµ cã thÓ x¸c ®Þnh b»ng c¸ch sÊy kh«

råi c©n. §em so s¸nh khèi lîng bôi c©n ®îc víi khèi lîng bôi trong cïng

thÓ tÝch ë thêi ®iÓm ban ®Çu khi hßa trén bôi vµo chÊt láng ta sÏ ®îc tû lÖ

phÇn tr¨m cña thµnh phÇn bôi cã cì h¹t ≤ δi trong khèi bôi nghiªn cøu.

H×nh 2.2. Dông cô ph©n tÝch cì h¹t theo ph¬ng ph¸p l¾ng ch×m

1 – bé phËn n©ng h¹; 2 – tay kÑp; 3 – èng hót; 4 - èng nghiÖm h×nh trô cã

v¹ch chia ®é cao; 5 – bÇu èng hót; 6 – van ba chiÒu; 7 - èng mao qu¶n;

8 - èng rãt; 9 – lç hót mÉu; 10 – cèc høng mÉu.

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

- 47 -

Quy tr×nh thùc hiÖn:

- §Çu tiªn mÉu bôi cÇn ph©n tÝch ®îc r©y trªn lo¹i r©y víi m¾t r©y 63µm

vµ x¸c ®Þnh lîng bôi trªn r©y tÝnh theo phÇn tr¨m khèi lîng;

- Bôi ®i qua r©y r¬i xuèng khay ®îc thu vµo cèc hãa nghiÖm b»ng thñy

tinh vµ ®em sÊy kh« ®Õn khèi lîng kh«ng ®æi, ®Ó nguéi vµ æn ®Þnh nhiÖt ®é;

- X¸c ®Þnh khèi lîng riªng ρb cña bôi;

- Chän chÊt láng ph©n cÊp h¹t vµ x¸c ®Þnh ρn, µ cña nã;

- X¸c ®Þnh thêi gian l¾ng cña tõng cì h¹t ®Ó biÕt thêi ®iÓm cÇn hót mÉu

trong èng nghiÖm lÇn thø nhÊt, lÇn thø hai, lÇn thø ba ….

Tõ khèi bôi thÝ nghiÖm lÊy ra 5g víi ®é chÝnh x¸c … 0,1 mg cho vµo

cèc hãa nghiÖm dung tÝch 100ml vµ ®æ vµo ®ã 20 – 25 ml chÊt láng ph©n cÊp

h¹t råi l¾c ®Òu trong thiÕt bÞ siªu ©m.

§æ hçn hîp chÊt láng – bôi tõ cèc hãa nghiÖm vµo èng nghiÖm h×nh

trô (4) trong ®ã ®· ®ùng 250ml chÊt láng ph©n cÊp h¹t, tiÕp tôc pha thªm chÊt

láng ph©n cÊp h¹t cho ®ñ 500ml. Toµn bé hçn hîp trong èng nghiÖm ®îc æn

®Þnh nhiÖt ®é ë 20 … 0,50C. Sau ®ã lÊy èng nghiÖm ra ®Ëy n¾p vµ l¾c m¹nh

trong thêi gian 2 phót tríc khi ®Æt vµo gi¸ thÝ nghiÖm.

Dïng pipet hót tõng ®ît mÉu hçn hîp trong èng nghiÖm, mçi ®ît 10ml

trong kho¶ng thêi gian 30 gi©y b¾t ®Çu tõ 15 gi©y tríc thêi ®iÓm lÊy mÉu τi

®· tÝnh ®îc theo c«ng thøc (2.1).

Mçi mÉu hçn hîp chÊt láng – bôi lÊy b»ng èng hót cã ®Þnh lîng ®îc

cho vµo cèc (10) ®· sÊy kh« tõ tríc vµ c©n víi ®é chÝnh x¸c … 0,1 mg. Dïng

chÊt láng ph©n cÊp h¹t tr¸ng l¹i bÇu èng hót. ThÓ tÝch níc tr¸ng vµ hçn hîp

hót ®îc gép chung vµo cèc (10) ®Ó sÊy kh« vµ c©n.

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

- 48 -

B»ng c¸ch nµy ta x¸c ®Þnh ®îc khèi lîng mi cña bôi chøa trong hçn

hîp cña mçi lÇn hót mÉu. mi chÝnh lµ khèi lîng cña bôi cã cì h¹t ≤ δi chøa

trong mÉu hót thÓ tÝch Vi.

⋅

%100

KÕt qu¶ ph©n cÊp cì h¹t ®îc tÝnh to¸n theo c«ng thøc:

D i

Vm i GV i

(2.2)

Trong ®ã:

Di – tû lÖ phÇn tr¨m khèi lîng cña bôi cã cì h¹t ≤ δi, %;

mi – khèi lîng bôi thu ®îc cña lÇn hót mÉu thø i øng víi thêi

gian τi cña cì h¹t δi, mg hoÆc g ;

V – thÓ tÝch cña hçn hîp chÊt láng – bôi trong hçn hîp ®Çu,

ml;

G – khèi lîng bôi thÝ nghiÖm, mg hoÆc g;

Vi – thÓ tÝch hót mÉu, ml;

KÕt qu¶ tÝnh to¸n sè liÖu ph©n tÝch ®îc lÊy gi¸ trÞ trung b×nh cña hai

lÇn thùc hiÖn tiÕn hµnh song song nÕu ®é sai lÖch cña hai lÇn ®ã kh«ng qu¸

3%.

1.2. Ph¬ng ph¸p x¸c ®Þnh thµnh phÇn hãa häc cña bôi

Sö dông ph¬ng ph¸p phæ hÊp thô nguyªn tö (AAS) ®Ó ph©n tÝch thµnh

phÇn hãa häc cña bôi. §©y lµ ph¬ng ph¸p ®îc øng dông rÊt réng r·i ®Ó x¸c

®Þnh ®Þnh lîng c¸c ion kim lo¹i cã trong mÉu ph©n tÝch. Ph¬ng ph¸p cho kÕt

qu¶ rÊt chÝnh x¸c (®Õn ppm).

C¸c ion kim lo¹i cã trong mÉu ë d¹ng dung dÞch ®îc ®a vµo ngän löa

®Ó nguyªn tö hãa. Mét chïm tia ®¬n s¾c ®uîc chiÕu qua ngän löa, ®i ®Õn ®Çu

dß. T¹i ®©y ®é hÊp thô ¸nh s¸ng cña c¸c nguyªn tö kim lo¹i cã trong mÉu

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

- 49 -

®îc ®o. Hµm lîng kim lo¹i cã trong mÉu ph©n tÝch tû lÖ víi ®é hÊp thô ¸nh

s¸ng theo ®Þnh luËt Lamber – Beer.

Mçi kim lo¹i cã mét ®Æc tÝnh hÊp thô vµ bíc sãng hÊp thô riªng biÖt nªn

cÇn sö dông nh÷ng ®Ìn cã bíc sãng ®Æc trng cho tõng kim lo¹i.

S¬ ®å nguyªn lý ho¹t ®éng cña thiÕt bÞ AAS:

H×nh 2.3. S¬ ®å nguyªn lý ho¹t ®éng cña thiÕt bÞ AAS

1.3. Ph¬ng ph¸p x¸c ®Þnh thµnh phÇn hãa häc cña khÝ

1.3.1. X¸c ®Þnh hµm lîng SO2

SO2 ®îc hÊp thô b»ng dung dÞch K2HgCl4 hoÆc Na2HgCl4. Phøc nµy

chèng ®îc sù oxy hãa ngay c¶ khi cã mÆt O3 vµ NO2. §Þnh lîng SO2 thu

®îc b»ng pararosanilin trong HCl vµ HCHO ®Ó t¹o thµnh phøc mµu hång

tÝm. §o trªn m¸y quang phæ so mµu ë buíc sãng 560 nm.

C¸c ph¶n øng diÔn ra nh sau:

2KCl + HgCl2 = 2K+ + [HgCl4]2-

SO2 + [HgCl4]2- + H2O = [HgCl2SO3]2- + 2H+ + 2Cl-

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

- 50 -

[HgCl2SO3]2- + HCHO + 2H+ = HO-CH2-SO3H + HgCl2

HO-CH2-SO3H + C19H18N3Cl + HCl = axit Pararosanilin

(pararosanilin) Metylsulfonic (mµu ®á tÝm)

Kho¶ng ®o: 0,01 – 0,6 mg/m3, LÊy mÉu kho¶ng 30 – 50 lÝt kh«ng

khÝ. Tu©n theo ®Þnh luËt Ber–Lamber víi nång ®é kho¶ng 0,25mg/10ml dung

dÞch hÊp thu.

1.3.2. X¸c ®Þnh hµm lîng CO

Khi CO t¸c dông víi PdCl2 sÏ khö chÊt nµy thµnh paladi kim lo¹i:

CO + PdCl2 + H2O = CO2 + Pd + 2HCl

Cho mét lîng PdCl2 ®· biÕt, sau ®ã ®Þnh lîng PdCl2 d b»ng c¸ch

cho t¸c dông víi KI t¹o thµnh PdI2 mµu ®á:

PdCl2 + 2KI = 2KCl + PdI2

So mµu víi dung dÞch chuÈn b»ng m¸y so mµu ë bíc sãng λ = 650 –

680 nm råi tÝnh ra nång ®é CO.

2. Ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i trong c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

2.1. §Æc ®iÓm khÝ th¶i trong c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

C«ng nghÖ luyÖn xØ titan ®· nghiªn cøu vµ ®îc ¸p dông ë ViÖt Nam

hiÖn nay lµ qu¸ tr×nh hoµn nguyªn trong pha r¾n. Ph¶n øng ®îc thùc hiÖn

trong lß hå quang ®iÖn, kiÓu lß b¸n kÝn, ®iÖn cùc tù thiªu kÕt.

Thµnh phÇn bôi th¶i ra tõ lß hå quang phô thuéc chñ yÕu vµo thµnh phÇn

hãa häc nguyªn liÖu quÆng tinh ilmenit vµ thµnh phÇn than hoµn nguyªn. VÒ

c¬ b¶n, yªu cÇu thµnh phÇn quÆng tinh ilmenit vµ thµnh phÇn than hoµn

nguyªn ®îc sö dông trong c«ng nghÖ luyÖn xØ titan nh sau:

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

- 51 -

B¶ng 2.1. Thµnh phÇn hãa häc c¬ b¶n quÆng tinh ilmenit [1]

TT C¸c chÊt Hµm lîng

1 TiO2 ≥ 50

2 FeO + FeO3 Cßn l¹i

3 CaO + MgO ≤ 1

4 SiO2 ≤ 2

5 C ≤ 0,3

6 S ≤ 0,04

7 P ≤ 0,03

8 ChÊt kh¸c 3 ÷ 4

B¶ng 2.2. Thµnh phÇn ho¸ häc cña than hoµn nguyªn [1]

Thµnh phÇn hãa häc (%)

C ChÊt bèc Tro Èm S

< 10 85 ÷ 90 5 ÷ 7 ≤ 0,8 ≤ 0,6

TiÕn hµnh luyÖn quÆng ilmenit tinh víi than hoµn nguyªn trong lß ®iÖn

hå quang ë ®iÒu kiÖn:

- §iÖn ¸p: 45V

- Dßng ®iÖn: 1000 – 1500A

- TØ lÖ than hoµn nguyªn 3,5 – 4%

- NhiÖt ®é 1100 – 12000C

- §iÒu khiÓn ®iÖn cùc tù ®éng.

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

- 52 -

S¶n phÈm nhËn ®îc lµ xØ titan vµ gang hîp kim. KhÝ th¶i tho¸t ra ë

®Ønh lß mang theo bôi, nhiÖt ®é trung b×nh cña khÝ th¶i kho¶ng 10000C.

Thµnh phÇn khÝ bao gåm CO, N2, SO2, H2O vµ O2. Trong ®ã N2 vµ CO

chiÕm phÇn chñ yÕu, v× hµm lîng S trong quÆng vµ than hoµn nguyªn rÊt nhá

nªn lîng SO2 thêng kh«ng ®¸ng kÓ. Theo qu¸ tr×nh mÎ luyÖn, thµnh phÇn

khÝ cã thÓ thay ®æi nh sau:

B¶ng 2.3. Thµnh phÇn khÝ trong khÝ th¶i lß hå quang [1]

Hµm lîng (%)

CO H2O N2 SO2 O2

< 0,01 Cßn l¹i 35 ÷ 40 3 ÷ 5 55 ÷ 60

Lîng bôi ®¸ng kÓ tho¸t ra tõ lß lµ do sù bèc h¬i c¸c oxit kim lo¹i ë

vïng t¸c dông cña hå quang ®iÖn vµ do thæi «xy, sau ®ã c¸c oxit kim lo¹i ®îc

ngng tô trong kh«ng gian lß, kÝch thíc c¸c h¹t bôi nµy nhá. C¸c h¹t lín h¬n

t¹o thµnh do t¹o xØ vµ c¸c phèi liÖu (vôn) bæ sung, cßn l¹i lµ tro vµ muéi than.

Hµm lîng bôi trung b×nh 3 ÷ 5 g/m3, thµnh phÇn hãa häc cña bôi trong khÝ

th¶i vµ ®é ph©n t¸n theo kÝch thíc h¹t nh sau:

B¶ng 2.4. Thµnh phÇn hãa häc cña bôi trong khÝ th¶i [1]

Hµm lîng (%)

Muéi C

TiO2 Fe2O3 SiO2

Cßn l¹i 25 ÷ 30 60 ÷ 65 2 ÷ 5

Nh vËy, trong thµnh phÇn khÝ th¶i lß hå quang cña qu¸ tr×nh luyÖn xØ

titan th× thµnh phÇn c¸c chÊt g©y ®éc h¹i cho ngêi vµ « nhiÔm m«i trêng bao

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

- 53 -

gåm khÝ CO, SO2 vµ bôi r¾n. Do ®ã, khÝ th¶i cÇn ph¶i ®îc xö lý tríc khi th¶i

ra m«i trêng. Ngoµi viÖc tr¸nh « nhiÔm kh«ng khÝ, qu¸ tr×nh thu bôi trong khÝ

th¶i lµm n©ng cao kh¶ n¨ng thùc thu s¶n phÈm xØ trong qu¸ tr×nh s¶n xuÊt.

2.2. Ph¬ng ph¸p thu gom khÝ th¶i ®Ó xö lý [6]

Trong qu¸ tr×nh vËn hµnh lß yªu cÇu: n©ng h¹ ®iÖn cùc, n©ng vµ xoay

nãc lß, nghiªng bÓ lß vµ c¸c c«ng ®o¹n kh¸c. V× vËy t¹o nªn nh÷ng thiÕt bÞ ®Ó

th¶i khÝ ra lµ viÖc khã, nÕu kh«ng khÝ tho¸t ra tõ mÎ luyÖn qua cöa tiÕp liÖu,

qua khe hë gi÷a ®iÖn cùc vµ nãc lß vµ qua nh÷ng chç kh«ng kÝn kh¸c trùc tiÕp

vµo xëng, tõ ®ã qua cöa m¸i xëng tho¸t ra ngoµi. Bôi t¸ch ra tõ dßng khÝ r¬i

xuèng nãc lß, c¸c thiÕt bÞ, kÕt cÊu nhµ xëng, gi¶m chiÕu s¸ng qua cöa kÝnh,

g©y ®éc h¹i cho ngêi s¶n xuÊt. MÆt kh¸c, khÝ bôi tho¸t ra khÝ quyÓn lµm «

nhiÔm m«i trêng. V× vËy, cÇn thiÕt bÞ chuyªn dïng ®Ó thu gom chóng.

Ph¬ng ph¸p cã hiÖu qu¶ lµ c¸c èng chôp hót, hép chôp ®îc ghÐp víi

khung lß ë ngay nh÷ng chç khÝ lß tho¸t ra. Chôp hót cã lu lîng thÝch hîp ®Ó

võa thu hÕt lîng khÝ bôi tho¸t ra, ®ång thêi ®iÒu chØnh ¸p suÊt trong lß lu«n

®îc æn ®Þnh.

H×nh 2.4. Ph¬ng ph¸p th¶i khÝ lß hå quang

1 – th©n lß; 2 – nãc lß; 3 – lç tho¸t khÝ ë nãc lß;

4 – èng dÉn di ®éng; 5 – èng dÉn cè ®Þnh

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

- 54 -

ViÖc lµm kÝn nh÷ng chç ®Æt ®iÖn ©m cã ¶nh hëng râ rÖt ®Õn sù tho¸t

khÝ ra tõ lß. NÕu lµm kÝn tèt t¹i vÞ trÝ nµy sÏ h¹n chÕ kh«ng khÝ hót vµo lß còng

nh khÝ tho¸t ra ngoµi. Ph¬ng ph¸p ®¬n gi¶n vµ hiÖu qu¶ ®Ó ®¶m b¶o kÝn chç

®Æt ®iÖn cùc (h×nh 2.5) trong ®ã ®Æt vßng bao b»ng gèm trong èng cã kh«ng

khÝ chuyÓn ®éng ®îc cÊp tõ qu¹t giã víi ¸p suÊt 600 ÷ 800 Pa vµ lu lîng

kh«ng khÝ kho¶ng 1200m3/h cho mét ®iÖn cùc. §Ó tr¸nh ng¾n m¹ch, díi èng

dÉn níc cã líp ®Öm c¸ch ®iÖn. Víi kÕt cÊu nµy ®¶m b¶o kÝn vµ duy tr× kh¶

n¨ng lµm viÖc trong c¸c lß ®iÖn cùc.

H×nh 2.5. Lµm kÝn khe hë chç ®Æt ®iÖn cùc trong lß hå quang

1 – èng vßng dÉn kh«ng khÝ; 2 – èng dÉn kh«ng khÝ vµo; 3 – ®iÖn cùc;

4 – vßng ®ì; 5 – èng lµm nguéi b»ng níc

2.3. Ph¬ng ph¸p xö lý c¸c chÊt khÝ ®éc h¹i trong khÝ th¶i

Nh ®· nhËn xÐt ë trªn, chÊt khÝ ®éc h¹i trong khÝ th¶i cÇn ph¶i xö lý lµ

CO vµ SO2. Tuy nhiªn, thêng th× nång ®é SO2 kh«ng ®¸ng kÓ, n»m trong giíi

h¹n cho phÐp (theo tiªu chuÈn TCVN ChÊt lîng kh«ng khÝ – Tiªu chuÈn khÝ

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

- 55 -

th¶i c«ng nghiÖp ®èi víi bôi vµ c¸c chÊt v« c¬ – TCVN 5939:2005) nªn chØ

cßn CO lµ cÇn ®îc xö lý.

B¶ng 2.5. Tiªu chuÈn TCVN ChÊt lîng kh«ng khÝ – Tiªu chuÈn khÝ th¶i

c«ng nghiÖp ®èi víi bôi vµ c¸c chÊt v« c¬ – TCVN 5939:2005 [11]

ChÊt KhÝ th¶i lß hå quang (mg/m3) TCVN 5939:2005 (mg/Nm3)

CO 4,9.105 1000

SO2 247 500

Bôi 3950 200

Trong c«ng nghiÖp cã 3 ph¬ng ph¸p chñ yÕu ®Ó xö lý khÝ CO, ®ã lµ:

ph¬ng ph¸p ®èt, ph¬ng ph¸p hÊp thô vµ ph¬ng ph¸p hÊp phô.

Trong 3 ph¬ng ph¸p nªu trªn, ph¬ng ph¸p ®èt lµ ®¬n gi¶n vµ dÔ thùc

hiÖn nhÊt trong c«ng nghÖ luyÖn xØ titan bëi v×:

Nguyªn t¾c cña ph¬ng ph¸p nµy lµ:

CO + 1/2O2 → CO2 ∆H0 = -282 kJ/mol

Ph¶n øng x¶y ra ë nhiÖt ®é kho¶ng 700 – 10000C lµ thuËn lîi nhÊt.

Tèc ®é ph¶n øng ®îc t¨ng lªn khi cã mÆt cña c¸c «xit kim lo¹i nh CuO vµ

MnO2. ë nhiÖt ®é cao h¬n, ph¶n øng x¶y ra thuËn nghÞch.

Qu¸ tr×nh luyÖn xØ x¶y ra ë nhiÖt ®é 1100 – 12000C nªn khÝ th¶i tho¸t

ra tõ lß còng cã nhiÖt ®é kho¶ng 10000C. Ph¶n øng ®èt CO b»ng oxy còng x¶y

ra ë nhiÖt ®é nµy. MÆt kh¸c, trong dßng khÝ th¶i cã mét lîng lín bôi c¸c kim

lo¹i vµ oxit kim lo¹i lµm xóc t¸c cho ph¶n øng ®èt x¶y ra víi tèc ®é cao h¬n.

§Ó ®èt ch¸y hoµn toµn khÝ CO t¹o thµnh CO2, phÝa trªn lß hå quang cã

l¾p ®Æt mét buång ®èt. Gi÷a lß vµ buång ®èt cã khe hë ®Ó hót kh«ng khÝ tõ

ngoµi vµo víi hÖ sè tiªu hao kh«ng khÝ α = 1,1 ÷ 1,2 ®Ó duy tr× sù ch¸y hoµn

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

- 56 -

toµn. Nh vËy, t¹i khe hë hót kh«ng khÝ tõ ngoµi vµo lu«n duy tr× mét ¸p suÊt

©m vµ ¸p suÊt nµy ®îc ®iÒu chØnh qua van trªn ®êng dÉn khÝ lß tríc èng

khãi.

2.4. Ph¬ng ph¸p xö lý bôi trong khÝ th¶i

Bôi trong khÝ th¶i tõ lß luyÖn xØ titan lµ bôi oxit kim lo¹i, ë d¹ng bôi kh«,

kh«ng kÕt dÝnh vµ cã ®éc tÝnh thÊp. CÊu tö c¬ b¶n trong bôi lµ s¾t oxit vµ titan

oxit, mét Ýt muéi than vµ silic oxit, khèi lîng riªng trung b×nh cña bôi ρb =

1300 kg/m3. NhiÖt ®é cña bôi sau khi khÝ th¶i ®· ®èt hoµn toµn khÝ CO thµnh

CO2 kho¶ng 10000C.

§é ph©n t¸n theo kÝch thíc h¹t cña bôi lµ kh¸ réng, cã thÓ > 100µm vµ

< 1µm. Do ®ã, qu¸ tr×nh läc bôi ph¶i qua nhiÒu cÊp läc, tõ läc th« ®Õn läc

tinh. V× vËy, viÖc lùa chän c«ng nghÖ läc bôi thÝch hîp tïy thuéc vµo n¨ng

suÊt cña nhµ m¸y, hiÖu qu¶ läc bôi cÇn ®¹t ®îc, tr×nh ®é c«ng nghÖ còng nh

hiÖu qu¶ kinh tÕ thu ®îc.

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

- 57 -

PhÇn 3

KÕT QU¶ Vµ TH¶O LUËN

KÕt qu¶ thu ®îc dùa trªn qu¸ tr×nh nghiªn cøu c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

t¹i nhµ m¸y luyÖn xØ titan B×nh §Þnh víi n¨ng suÊt 6000 tÊn xØ/n¨m vµ 3500

tÊn gang/n¨m. Nhµ m¸y sö dông c«ng nghÖ luyÖn xØ titan kiÓu lß b¸n kÝn, ®iÖn

cùc tù thiªu kÕt, qu¸ tr×nh hoµn nguyªn trong pha r¾n. Lu lîng khÝ th¶i cÇn

xö lý 13000 m3/h, tæng lîng bôi kho¶ng 1,28 – 1,3 tÊn/ngµy ®ªm.

1. Thµnh phÇn nguyªn liÖu

B¶ng 3.1. Thµnh phÇn tinh quÆng ilmenit lµm nguyªn liÖu

[sè liÖu cña nhµ m¸y]

0BC¸c chÊt

TT Hµm lîng (%)

1 TiO2 51,1

2 Fe2O3 17,68

3 FeO 30,35

4 SiO2 0,01

5 P2O3 0,01

6 CaO 0,23

7 MgO 0,07

8 MnO 0,02

9 PbO 0,01

10 Cr2O3 0,01

11 V2O5 < 0,01

12 S 0,03

13 ChÊt kh¸c 0,47

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

- 58 -

B¶ng 3.2. Thµnh phÇn chÊt hoµn nguyªn [sè liÖu cña nhµ m¸y]

Thµnh phÇn ho¸ häc (%)

Thµnh phÇn tro (%) ChÊt Cacbon Tro P S bèc Al2O3 SiO2 Fe2O3 CaO MgO

85,51 6,73 7,2 0,07 0,49 28,65 36,86 31,52 2,59 0,38

2. Ph©n tÝch thµnh phÇn vµ hµm lîng c¸c chÊt trong khÝ th¶i

KhÝ th¶i tõ lß luyÖn xØ ®îc dÉn lªn theo hai èng dÉn ë hai bªn ®Ønh lß.

KhÝ lß cuèn theo bôi, thµnh phÇn khÝ th¶i ph©n tÝch ®îc nh sau:

B¶ng 3.3. Thµnh phÇn khÝ th¶i lß hå quang

Nång ®é (mg/m3) Hµm lîng (%)

CO CO2 H2O N2 SO2 O2 SO2 CO Bôi

39,11 - 3,58 57,24 0,0086 Cßn l¹i 247 4,9.105 3950

B¶ng 3.4. Thµnh phÇn bôi trong khÝ th¶i lß hå quang

Hµm lîng (%) Lîng bôi (Kg/h)

Fe2O3 Muéi C SiO2 TiO2

63,1 3 6,5 54,2 27,4

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

- 59 -

B¶ng 3.5. §é ph©n t¸n kÝch thíc h¹t cña bôi

Hµm lîng (% theo khèi lîng) KÝch thíc h¹t (µm)

> 100 10,08

18,40 100 ÷ 80

15,58 80 ÷ 63

13,75 63 ÷ 50

14,61 50 ÷ 30

11,56 30 ÷ 15

9,32 15 ÷ 5

4,64 1 ÷ 5

< 1 2,06

So s¸nh víi tiªu chuÈn TCVN ChÊt lîng kh«ng khÝ – Tiªu chuÈn khÝ

th¶i c«ng nghiÖp ®èi víi bôi vµ c¸c chÊt v« c¬ (Air quality – Industrial

emission standards – Inorganic substances and dusts) – TCVN 5939:2005 ë

b¶ng 3.6.

B¶ng 3.6. Nång ®é c¸c chÊt ®éc h¹i trong khÝ th¶i lß hå quang vµ TCVN

ChÊt KhÝ th¶i lß hå quang (mg/m3) TCVN 5939:2005 (mg/Nm3)

CO 4,9.105 1000

SO2 247 500

Bôi 3950 200

Nh vËy, trong thµnh phÇn khÝ th¶i cña lß hå quang th× hµm lîng khÝ

SO2 ®¹t tiªu chuÈn an toµn cßn hµm lîng khÝ CO vµ hµm lîng bôi vît qu¸

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

- 60 -

giíi h¹n cho phÐp, cha an toµn m«i trêng, cÇn ph¶i cã c¸c biÖn ph¸p xö lý

thÝch hîp.

Nhµ m¸y ®· l¾p ®Æt hÖ thèng xö lý khÝ th¶i bao gåm c¸c c«ng ®o¹n sau:

H×nh 3.1. S¬ ®å nguyªn lý qu¸ tr×nh lµm s¹ch khÝ th¶i lß luyÖn xØ titan t¹i

nhµ m¸y luyÖn xØ titan B×nh §Þnh

1 – lß hå quang; 2 – chôp hót; 3 – buång l¾ng bôi;

4 – xyclon; 5 – qu¹t hót; 6 – èng khãi.

3. Thµnh phÇn khÝ th¶i sau khi qua c¸c c«ng ®o¹n xö lý

3.1. Xö lý khÝ CO

KhÝ th¶i tõ lß hå quang ®îc thu gom b»ng chôp hót, gi÷a chôp hót vµ

miÖng lß cã khe hë. Kh«ng khÝ ®îc hót trùc tiÕp qua khe hë gi÷a chôp hót vµ

lß hå quang víi hÖ sè tiªu hao kh«ng khÝ α = 1,1 ÷ 1,2 ®Ó duy tr× sù ch¸y hoµn

toµn, mÆt kh¸c ng¨n qu¸ tr×nh t¹o hçn hîp næ (CO + O2, khi α < 0,75). T¹i

Nh vËy, qu¸ tr×nh xö lý khÝ CO ®îc thùc hiÖn ngay trªn miÖng lß hå

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

- 61 -

B¶ng 3.7. Thµnh phÇn khÝ th¶i lß hå quang sau khi xö lý CO

Nång ®é (mg/m3) Hµm lîng (%)

CO CO2 H2O N2 SO2 O2 SO2 Bôi

19,42 1,03 76,3 0,0025 Cßn l¹i - 72 3950

NhËn xÐt:

KhÝ CO bÞ chuyÓn hãa hoµn toµn thµnh CO2. KhÝ th¶i sau khi qua chôp

hót cã thµnh phÇn khÝ an toµn m«i trêng, thµnh phÇn vµ nång ®é bôi trong

khÝ th¶i thay ®æi kh«ng ®¸ng kÓ.

3.2. Thu bôi trong buång l¾ng

KhÝ th¶i sau khi xö lý khÝ CO ®îc dÉn vµo buång l¾ng bôi.

- Lu lîng khÝ th¶i: L = 13000 m3/h;

- NhiÖt ®é cña khÝ th¶i: tk ≈ 10000C;

- Nång ®é bôi trong khÝ: Cb = 3950 mg/m3.

1,5m, B = 3m.

Tõ c¸c sè liÖu trªn, theo c«ng thøc (1.21) vµ (1.22) ta x¸c ®Þnh ®îc vËn

13000

/8,0

L BH

3600

5,1.3.

=τ

≈

5,7

l u

6 8,0

tèc chuyÓn ®éng ngang u vµ thêi gian lu τ cña h¹t bôi trong buång l¾ng:

§êng kÝnh bÐ nhÊt cña h¹t bôi hay cßn gäi lµ ®êng kÝnh giíi h¹n mµ

buång l¾ng cã thÓ gi÷ l¹i toµn bé ®îc tÝnh theo c«ng thøc (1.25):

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

- 62 -

= δδ

min

µ L 18 − ρρ ( )

gBl

;

Trong ®ã:

ρb – Khèi lîng riªng cña bôi, ρb = 1300 kg/m3

µ – ®é nhít ®éng lùc cña m«i trêng, µ = 25,76.10-6Pa.s;

v× ρ << ρb nªn cã thÓ bá qua

− 6 .

≈

= δδ

mµ

min

10.76,25.18 3600 . 1300

13000 6.3.81,9.

Ta tÝnh ®îc:

Nh vËy, víi kÝch thíc cña buång l¾ng ®îc thiÕt kÕ nh trªn th× c¸c

h¹t cã kÝch thíc > 85µm sÏ ®îc gi÷ l¹i hÇu nh hoµn toµn trong buång l¾ng.

B¶ng 3.8. Thµnh phÇn bôi bÞ gi÷ l¹i trong buång l¾ng

Hµm lîng (%) Lîng bôi (Kg/h)

TiO2 Fe2O3 Muéi C SiO2

25,2 67,7 – 7,1

Hµm lîng (% theo khèi lîng) KÝch thíc h¹t (µm)

> 100 32,10

51,67 100 ÷ 80

13,76 80 ÷ 63

2,47 63 ÷ 50

< 50 –

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

- 63 -

B¶ng 3.10. Thµnh phÇn bôi trong khÝ th¶i ra khái buång l¾ng

Hµm lîng (%) Lîng bôi (Kg/h)

TiO2 Fe2O3 Muéi C SiO2

37,2

28,4 61,1 4,3 6,2

Hµm lîng (% theo khèi lîng) KÝch thíc h¹t (µm)

> 100 –

3,17 100 ÷ 80

16,41 80 ÷ 63

18,92 63 ÷ 50

21,30 50 ÷ 30

16,86 30 ÷ 15

13,58 15 ÷ 5

6,75 1 ÷ 5

< 1 3,01

B¶ng 3.12. Thµnh phÇn khÝ th¶i lß hå quang sau buång l¾ng

Nång ®é (mg/m3) Hµm lîng (%)

CO CO2 H2O N2 SO2 O2 SO2 Bôi

19,42 1,03 76,3 0,0025 Cßn l¹i - 72 2845

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

- 64 -

NhËn xÐt:

tÝch th× bôi ®îc thu håi cã kÝch thíc h¹t > 50 µm. Thµnh phÇn bôi thu ®îc

trong buång l¾ng chñ yÕu lµ Fe2O3 TiO2; mét Ýt SiO2; muéi cacbon bÞ l¾ng

kh«ng ®¸ng kÓ.

3.3. Thu bôi trong Xyclon

Xyclon lµ cÊp läc thø hai trong hÖ thèng läc bôi cña xëng luyÖn xØ,

®îc ®Æt sau buång l¾ng. KhÝ th¶i ®i vµo xiclon cã hµm lîng bôi kho¶ng

2845 mg/m3. Môc ®Ých cña xyclon lµ thu håi bôi cã kÝch thíc h¹t ≥ 15 µm.

®îc trong xyclon lµ lín nhÊt.

B¶ng 3.13. Thµnh phÇn bôi bÞ gi÷ l¹i trong xyclon

Hµm lîng (%) Lîng bôi (Kg/h)

TiO2 Fe2O3 Muéi C SiO2

30,6

29,5 62 1,8 6,7

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

- 65 -

Hµm lîng (% theo khèi lîng) KÝch thíc h¹t (µm)

3,83 100 ÷ 80

19,87 80 ÷ 63

22,90 63 ÷ 50

25,80 50 ÷ 30

19,00 30 ÷ 15

8,60 15 ÷ 5

< 5 –

B¶ng 3.15. Thµnh phÇn bôi trong khÝ th¶i ra khái xyclon

Hµm lîng (%) Lîng bôi (Kg/h)

TiO2 Fe2O3 Muéi C SiO2

6,4

23,2 56,6 16,7 3,5

Hµm lîng (% theo khèi lîng) KÝch thíc h¹t (µm)

> 30 –

6,79 30 ÷ 15

37,20 15 ÷ 5

38,73 1 ÷ 5

< 1 17,28

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

- 66 -

B¶ng 3.17. Thµnh phÇn khÝ th¶i lß hå quang sau xyclon

Nång ®é (mg/m3) Hµm lîng (%)

CO CO2 H2O N2 SO2 O2 SO2 Bôi

19,42 1,03 76,3 0,0025 Cßn l¹i - 72 492

NhËn xÐt:

Sau khi khÝ th¶i ®i qua xiclon, nång ®é bôi trong khÝ th¶i gi¶m ®i rÊt

nhiÒu. Lîng bôi trong khÝ th¶i bÞ gi÷ l¹i ë xyclon chiÕm kho¶ng 57% tæng

lîng bôi ban ®Çu, chñ yÕu cßn l¹i c¸c h¹t cã kÝch thíc nhá h¬n 15 µm. HiÖu

suÊt thu bôi cña xyclon ®¹t h¬n 80%. Tuy nhiªn, hµm lîng bôi trong khÝ th¶i

ra khái xyclon vÉn cha ®¸p øng tiªu chuÈn ®Ó th¶i ra m«i trêng nªn khÝ th¶i

cÇn ph¶i ®îc tiÕp tôc xö lý.

4. §Ò xuÊt ph¬ng ¸n xö lý

KhÝ th¶i sau khi ra khái xyclon cã ®Æc ®iÓm:

- Nång ®é bôi: 492 mg/m3;

- NhiÖt ®é khÝ bôi: 700 - 8000C;

- KÝch thíc h¹t bôi: < 20 µm.

§Ó thu gi÷ ®îc bôi cã thµnh phÇn kÝch thíc h¹t nh trªn th× cÇn ph¶i

l¾p ®Æt thªm thiÕt bÞ läc bôi tinh theo 2 ph¬ng ¸n sau:

4.1. Ph¬ng ¸n 1

L¾p ®Æt thªm thiÕt bÞ läc tói v¶i sau xyclon. §Ó thùc hiÖn ®îc ®iÒu nµy

th× khÝ th¶i sau khi ra khái xyclon ph¶i ®îc lµm nguéi ®Õn nhiÖt ®é phï hîp.

S¬ ®å nguyªn lý cña qu¸ tr×nh xö lý:

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

- 67 -

H×nh 3.2. S¬ ®å nguyªn lý qu¸ tr×nh lµm s¹ch khÝ th¶i lß luyÖn xØ titan

(Ph¬ng ¸n 1)

1 – lß hå quang; 2 – chôp hót; 3 – buång l¾ng bôi; 4 – xyclon;

5 – hÖ thèng lµm nguéi khÝ; 6 – thiÕt bÞ läc tói v¶i; 7 – qu¹t hót; 8 – èng

khãi.

4.1.1. TÝnh to¸n, lùa chän c¸c th«ng sè cña thiÕt bÞ läc tói v¶i [10]

C¸c th«ng sè cña khÝ th¶i ®i vµo thiÕt bÞ:

- NhiÖt ®é khÝ bôi: chän tb = 1000C;

- Khèi lîng riªng cña bôi: ρb = 1300 kg/m3;

- Khèi lîng riªng cña khÝ: ρk = 1,146 kg/m3;

- Lu lîng khÝ cÇn läc: Q = 13000 m3/h;

- Nång ®é bôi vµo thiÕt bÞ: Cv = 492 mg/m3;

- Cêng ®é läc v = 15 ÷ 200 m3/m2.ph. Chän v = 160 m3/m2.ph;

Nång ®é tèi ®a cho phÐp c¸c chÊt « nhiÓm trong khÝ th¶i cña c¸c c¬ së

s¶n xuÊt, chÕ biÕn, kinh doanh, dÞch vô th¶i ra m«i trêng kh«ng khÝ ®îc tÝnh

nh sau:

Cmax = C . Kp . Kv

Trong ®ã:

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

- 68 -

Cmax lµ nång ®é tèi ®a cho phÐp cña chÊt « nhiÓm trong khÝ th¶i cña c¬

së s¶n xuÊt, kinh doanh, dÞch vô th¶i ra m«i trêng kh«ng khÝ, (mg/Nm3);

C lµ gi¸ trÞ nång ®é tèi ®a cho phÐp cña chÊt « nhiÔm quy ®Þnh trong

Tiªu chuÈn ViÖt Nam TCVN 5939:2005; C = 200 mg/Nm3;

Kp lµ hÖ sè theo lu lîng nguån th¶i; víi Q < 20000 m3/h th× Kp = 1;

Kv lµ hÖ sè vïng, khu vùc, n¬i cã c¬ së s¶n xuÊt, chÕ biÕn, kinh doanh,

dÞch vô; tÝnh cho vïng 2: Kv = 0,8.

Cmax = 200 . 1 . 0,8 = 160 mg/Nm3

Chän nång ®é bôi ra khái thiÕt bÞ ë ®iÒu kiÖn chuÈn:

Crc = Cmax = 160 mg/m3

.120

142

ë ®iÒu kiÖn nhiÖt ®é m«i trêng lµ 350C th× nång ®é bôi ra lµ:

=rC

273 +

273

mg/m3

492

142

100.

%14,71

− 492

− CC v C

HiÖu suÊt lµm viÖc cña bÒ mÆt läc:

Chän tói läc tay ¸o cã:

Dt = 150 mm

l = 2,5 m

DiÖn tÝch tói v¶i läc:

3 . l =

1 . π2 . Dt 4

1 . 3,142 . 0,153 . 2,5 = 1,2 m2 4

St =

13000

2,114

DiÖn tÝch bÒ mÆt läc:

Q ην .

,0.160

7114

Sè tói v¶i läc:

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

- 69 -

2,114 2,1

S tS

Trë lùc cña thiÕt bÞ:

∆p = A.νn , N/m3

Trong ®ã:

A – hÖ sè thùc nghiÖm, phô thuéc vµo lo¹i v¶i läc, ®é bµo mßn,

®é bÈn …; A = 0,25 ÷ 2,5;

n – hÖ sè thùc nghiÖm, n = 1,25 ÷ 1,3;

Khi A = 0,25; n = 1,25: ∆p = 99,29 N/m2 = 10,2 mmH2O;

Khi A = 2,5; n = 1,3: ∆p = 1261,47 N/m2 = 128,6 mmH2O;

Chän thiÕt bÞ läc tói v¶i cã hÖ thèng phôt khÝ nÐn kiÓu xung lùc ®Ó giò

bôi;

Chän vËt liÖu sîi tæng hîp ®Ó lµm tói v¶i;

4.1.2. TÝnh n¨ng suÊt cña thiÕt bÞ läc tói v¶i

Lîng khÝ vµo thiÕt bÞ:

Gv = Q . ρk = 13000 . 1,146 = 14898 Kg/h

%043,0

000492 146,1

C v ρ k

Nång ®é bôi trong khÝ th¶i tÝnh theo phÇn tr¨m khèi lîng ®i vµo thiÕt bÞ:

Nång ®é bôi trong khÝ th¶i tÝnh theo phÇn tr¨m khèi lîng ra khái thiÕt

043,0)

− ,01.(

7114

= ,0)

%0124

ηv − 1(

bÞ:

Lîng khÝ ra khái thiÕt bÞ:

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

- 70 -

⋅

14898

14893

= GG v

− −

100 100

− 100 043,0 − ,0 100 0124

y y

Kg/h

Lîng bôi thu ®îc trong thiÕt bÞ:

Gb = Gv – Gr = 14898 – 14893,4 = 4,6 Kg/h

Bôi ®îc gi÷ l¹i trong tói v¶i chñ yÕu lµ muéi cacbon, TiO2 vµ Fe2O3 cã

kÝch thíc h¹t rÊt bÐ. Hµm lîng bôi bÞ gi÷ l¹i trong tói v¶i chiÕm kho¶ng

8,5% tæng lîng bôi trong khÝ th¶i ban ®Çu.

B¶ng 3.18. Thµnh phÇn khÝ th¶i lß hå quang sau thiÕt bÞ läc bôi tói v¶i

Hµm lîng (mg/m3) Hµm lîng (%)

CO CO2 H2O N2 SO2 O2 SO2 Bôi

19,42 1,03 76,3 0,0025 Cßn l¹i - 72 142

NhËn xÐt:

Víi thiÕt bÞ läc bôi tói v¶i ®îc thiÕt kÕ nh trªn th× khÝ th¶i sau khi qua

thiÕt bÞ läc bôi tói v¶i cã thµnh phÇn ®¸p øng tiªu chuÈn ViÖt Nam.

4.2. Ph¬ng ¸n 2

L¾p ®Æt thªm mét th¸p sñi bät sau xyclon, s¬ ®å nguyªn lý cña qu¸ tr×nh

xö lý:

H×nh 3.3. S¬ ®å nguyªn lý qu¸ tr×nh lµm s¹ch khÝ th¶i lß luyÖn xØ titan

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

- 71 -

(Ph¬ng ¸n 2)

1 – lß hå quang; 2 – chôp hót; 3 – buång l¾ng bôi; 4 – xyclon;

5 – th¸p sñi bät; 6 – qu¹t hót; 7 – èng khãi.

 §Æc ®iÓm cña khÝ th¶i tríc khi vµo th¸p sñi bät:

- Lu lîng khÝ: Q = 13000 m3/h = 3,61 m/s;

- NhiÖt ®é khÝ bôi: tb = 700 - 8000C;

- Nång ®é bôi: Cv = 492 mg/m3;

- Bôi ë d¹ng kh«, kh«ng hót Èm;

4.2.1. Chän c¸c th«ng sè cña th¸p sñi bät [10]

Chän thiÕt bÞ sñi bät mét tÇng cã bé phËn ch¶y trµn dÉn níc ra phÝa trªn

líi (thiÕt bÞ kiÓu ΠΓC – ΛTU). C¸c th«ng sè cña thiÕt bÞ:

Trë lùc

ChiÒu

BÒ

ChiÒu

§êng

ChiÒu

Tèc

lîng

cña tÊm

cao líp

mÆt

cao ch¶y

kÝnh

cao

®é khÝ

khÝ

ng¨n

bät

trµn

thiÕt bÞ

líi

H2O

(m/s)

(m3/h)

(mm)

(m2)

(mmH2O)

B¶ng 3.19. C¸c th«ng sè cña th¸p sñi bät mét tÇng

13000 2,3 2,6 44 105 1,4 55 1300 2920

Môc ®Ých lùa chän th¸p sñi bät:

- Thu håi ®îc bôi cã kÝch thíc h¹t < 20 µm mµ xyclon kh«ng thÓ

thu håi ®îc;

- Cã thÓ hÊp thô mét phÇn c¸c khÝ ®éc h¹i cã trong khÝ th¶i (SO2 vµ

CO2);

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

- 72 -

KhÝ ra

Níc 5

KhÝ vµo

C¾n bïn

H×nh 3.4. ThiÕt bÞ läc bôi cã ®Üa chøa níc sñi bät lo¹i ch¶y trµn

1 – vá thiÕt bÞ; 2 – ®Üa ®ôc lç; 3 – hép chøa níc cÊp vµo;

4 – tÊm ch¾n ch¶y trµn; 5 – hép x¶ níc trµn.

4.2.2. TÝnh n¨ng suÊt cña th¸p sñi bät

HiÖu suÊt lµm s¹ch cña thiÕt bÞ ®îc tÝnh to¸n qua hiÖu suÊt riªng phÇn

⋅

)

η ( rpi

theo c«ng thøc:

∑

1 100

= 1

Trong ®ã:

i – sè thø tù tõng phÇn;

ηrpi – HiÖu suÊt riªng phÇn, %;

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

- 73 -

Φi – hµm lîng cña mçi phÇn, %.

Khi tÝnh to¸n chÕ ®é lµm viÖc cña c¸c thiÕt bÞ sñi bät ®· ®îc tiªu chuÈn

hãa (ω = 2 m/s; H = 90 mm) ta cã thÓ x¸c ®Þnh hiÖu suÊt riªng phÇn kh¸ chÝnh

x¸c theo ®å thÞ phô thuéc hiÖu suÊt riªng phÇn vµo tÝnh chÊt bôi, ®êng kÝnh

h¹t dt vµ khèi lîng riªng cña chóng ρb. (H×nh 3.5).

5,43

H×nh 3.5. §å thÞ x¸c ®Þnh hiÖu suÊt riªng phÇn cña th¸p sñi bät ®èi víi

b dρ .

2 >T

b dρ .

2 >T

bôi Èm khi vµ ®èi víi bôi kh« khi [10]

Theo ®å thÞ h×nh 3.5, víi ρk = 1,146 kg/m3 ta x¸c ®Þnh ®îc hiÖu suÊt

riªng phÇn theo kÝch thíc h¹t nh sau:

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

- 74 -

B¶ng 3.20. HiÖu suÊt riªng phÇn theo kÝch thíc h¹t cña th¸p sñi bät

HiÖu suÊt riªng phÇn KÝch thíc h¹t Hµm lîng Φi

(µm) ηrpi (%) (% theo khèi l¬ng)

> 30 – –

6,79 30 ÷ 15 93 ÷ 98

37,20 15 ÷ 5 85 ÷ 93

38,73 1 ÷ 5 75 ÷ 85

< 1 17,28 < 75

⋅

≈

75.28,17(

75.73,38

85.20,37

)93.79,6

%80

=η min

1 100

⋅

≈

75.28,17(

85.73,38

93.20,37

)98.79,6

%87

=η max

1 100

Ta x¸c ®Þnh ®îc hiÖu suÊt chung cña thiÕt bÞ:

Trong ®iÒu kiÖn thùc tÕ cña thiÕt bÞ (ω = 2,6 m/s; H = 105 mm) th× hiÖu

suÊt lµm s¹ch thùc tÕ cña khÝ ηth x¸c ®Þnh theo c«ng thøc:

ηth = η.A, %

2,0

−

0047

717

717,0

− ω

− 105,02,0 6,2

Víi A lµ hÖ sè hiÖu chØnh:

Nh vËy, ηth = 80,4 ÷ 87,4 %

Gi¶ sö hiÖu suÊt thu bôi cña th¸p sñi bät lµ bÐ nhÊt (ηth = 80,4) th× nång

®é bôi trong khÝ th¶i sau khi ra khái th¸p sñi bät lµ:

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

- 75 -

Cr = Cv.(1 – ηth) = 492.(1 – 0,804) = 96,4 mg/m3

Lîng bôi bÞ gi÷ l¹i trong th¸p sñi bät:

Gb = Q.(Cv – Cr) = 13000.(492 – 96,4).10-6 = 5,14 Kg/h

B¶ng 3.21. Thµnh phÇn khÝ th¶i lß hå quang sau th¸p sñi bät

Hµm lîng (mg/m3) Hµm lîng (%)

CO CO2 H2O N2 SO2 O2 SO2 Bôi

- < 19,42 1,03 76,3 < 0,0025 Cßn l¹i 72 96,4

NhËn xÐt:

- Víi kÕt cÊu th¸p sñi bät ®îc lùa chän nh trªn th× hiÖu suÊt t¸ch bôi

®¹t h¬n 80%, th¸p sñi bät ®· thu håi ®îc kho¶ng 9,5% trong tæng

lîng bôi ë khÝ th¶i ban ®Çu;

- KhÝ th¶i ra khái th¸p sñi bät cã thµnh phÇn bôi ®¹t tiªu chuÈn an toµn

m«i trêng;

- Hµm lîng khÝ CO2 vµ SO2 còng sÏ gi¶m ®i do ®îc hÊp thô trong th¸p

sñi bät;

- TiÕt kiÖm chi phÝ cho thiÕt bÞ trao ®æi nhiÖt.

5. Th¶i khÝ ra m«i trêng

KhÝ th¶i sau khi qua 3 cÊp läc bôi ®îc qu¹t hót cã lu lîng thÝch hîp

vËn chuyÓn th¶i ra m«i trêng qua èng khãi cao 20m, ®êng kÝnh 800mm.

KhÝ th¶i sau khi xö lý cã hµm lîng khÝ CO vµ bôi ®¹t tiªu chuÈn

TCVN ChÊt lîng kh«ng khÝ – Tiªu chuÈn khÝ th¶i c«ng nghiÖp ®èi víi bôi

vµ c¸c chÊt v« c¬ (Air quality – Industrial emission standards – Inorganic

substances and dusts) – TCVN 5939:2005. [11]

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

- 76 -

B¶ng 3.22. Thµnh phÇn khÝ th¶i lß hå quang sau khi ®· xö lý

(Theo ph¬ng ¸n 1)

Hµm lîng (%) Hµm lîng Hµm lîng

bôi(mg/m3) SO2(mg/m3) CO CO2 H2O N2 SO2 O2

- 72 142 Cßn (Cho phÐp: 19,42 1,03 76,3 0,0025 (Cho phÐp: (Cho phÐp: l¹i 500) 500) 200)

B¶ng 3.23. Thµnh phÇn khÝ th¶i lß hå quang sau khi ®· xö lý

(Theo ph¬ng ¸n 2)

Hµm lîng (%) Hµm lîng Hµm lîng

SO2(mg/m3) bôi(mg/m3) CO CO2 H2O N2 SO2 O2

- 72 96,4 Cßn (Cho phÐp: < 19,42 1,03 76,3 < 0,0025 (Cho phÐp: (Cho phÐp: l¹i 500) 500) 200)

®¸nh gi¸ chung:

- Nång ®é khÝ CO, SO2 vµ bôi ®¹t tiªu chuÈn khÝ th¶i ra m«i trêng.

- Nång ®é bôi khi l¾p ®Æt thªm th¸p sñi bät (theo ph¬ng ¸n 2) nhá h¬n

so víi khi l¾p ®Æt thiÕt bÞ läc bôi tói v¶i sau xyclon (theo ph¬ng ¸n 1).

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

- 77 -

- S¬ ®å c«ng nghÖ theo ph¬ng ¸n 2 tiÕt kiÖm ®îc chi phÝ n¨ng lîng

(kh«ng dïng thiÕt bÞ lµm nguéi khÝ th¶i sau xyclon) vµ ®¬n gi¶n h¬n so víi

ph¬ng ¸n 1.

Nh vËy, ph¬ng ¸n 2 cã u thÕ lùa chän ®Ó ®a vµo thùc tÕ s¶n xuÊt

cña nhµ m¸y luyÖn xØ titan B×nh §Þnh h¬n so víi ph¬ng ¸n 1.

6. Xö lý bôi thu ®îc

Bôi thu ®îc tõ buång l¾ng vµ xyclon ®îc ®em ®i tuyÓn tõ t¸ch Fe2O3

bÞ liÖu ®Ó quay vßng luyÖn l¹i.

Bôi thu ®îc trong tói v¶i chñ yÕu lµ muéi than, TiO2 vµ Fe2O3 cã kÝch

thíc h¹t rÊt bÐ ®îc chuyÓn th¼ng tíi xëng phèi liÖu.

Níc th¶i sau khi ra khái th¸p sñi bät ®îc chuyÓn ®Õn bÓ l¾ng ®Ó thu

håi bôi, sau ®ã bôi ®îc sÊy kh« vµ chuyÓn ®Õn xëng phèi liÖu.

Nh vËy, trong thùc tÕ kh«ng tån ®äng s¶n phÈm cña qu¸ tr×nh xö lý khÝ

cao, ®ång thêi khÝ th¶i cã thµnh phÇn an toµn m«i trêng.

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

- 78 -

KÕT LUËN

Víi ®Ò tµi “Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn

xØ titan“ luËn v¨n ®· thu ®îc nh÷ng kÕt qu¶ sau:

1. §· tæng quan ®îc c¬ së lý thuyÕt cña qu¸ tr×nh luyÖn xØ titan vµ lý thuyÕt vÒ c¸c ph¬ng ph¸p xö lý bôi trong c«ng nghiÖp, lµm c¬ së

cho nhiÖm vô cña luËn v¨n.

2. §· tiÕn hµnh nghiªn cøu, thùc nghiÖm ®Ó x¸c ®Þnh c¸c th«ng sè c«ng nghÖ cho qu¸ tr×nh xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan t¹i nhµ

m¸y luyÖn xØ titan B×nh §Þnh gåm:

 X¸c ®Þnh ®îc thµnh phÇn cña khÝ th¶i tho¸t ra tõ lß luyÖn xØ, trong ®ã hµm lîng CO chiÕm ®Õn 39,11%; SO2 chØ cã

0,0086%; nång ®é bôi trong khÝ th¶i 3950 mg/m3 víi lu lîng

khÝ th¶i tho¸t ra lµ 13000 m2/h.

 X¸c ®Þnh ®îc thµnh phÇn hãa häc cña bôi trong khÝ th¶i: 63,1%Fe2O3; 27,4%TiO2; 6,5%SiO2 vµ 3%C. Nh vËy, viÖc thùc

hiÖn qu¸ tr×nh xö lý bôi trong c«ng nghÖ luyÖn xØ titan ngoµi

môc ®Ých b¶o vÖ m«i trêng cßn thu håi mét lîng s¶n phÈm bÞ

vµ lùa chän c«ng nghÖ xö lý bôi thÝch hîp.

luyÖn xØ titan B×nh §Þnh cã nhËn xÐt:

 Nhµ m¸y ®· xö lý ®îc c¸c chÊt khÝ ®éc h¹i cã trong khÝ th¶i.

 §· thu håi ®îc kho¶ng 87% lîng bôi trong khÝ th¶i. Tuy nhiªn, nång ®é bôi trong khÝ th¶i th¶i ra m«i trêng vÉn cha ®¹t tiªu

chuÈn khÝ th¶i c«ng nghiÖp ®èi víi bôi vµ c¸c chÊt v« c¬ –

TCVN 5939:2005 (492 mg/m3 so víi 200mg/Nm3). V× vËy cÇn

ph¶i cã sù c¶i tiÕn.

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

- 79 -

4. §Ò suÊt hai ph¬ng ¸n ®Ó tiÕp tôc xö lý bôi trong khÝ th¶i cña nhµ

m¸y:

 Theo ph¬ng ¸n 1: l¾p ®Æt thªm thiÕt bÞ läc bôi tói v¶i sau cÊp läc

cuèi cña nhµ m¸y.

 Theo ph¬ng ¸n 2: l¾p ®Æt mét th¸p sñi bät sau cÊp läc cuèi cña

nhµ m¸y.

5. §¸nh gi¸ vµ lùa chän thiÕt bÞ, tõ ®ã x¸c ®Þnh hiÖu qu¶ xö lý bôi vµ ®¸nh gi¸ chÊt lîng khÝ th¶i ra m«i trêng sau khi ®· xö lý theo hai

ph¬ng ¸n.

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

- 80 -

TµI LIÖU THAM KH¶O

1. TiÒm n¨ng vµ híng khai th¸c, chÕ biÕn quÆng titan ë ViÖt Nam

T¹p chÝ C«ng nghÖ hãa häc – Sè 2 n¨m 2004.

2. PGS. NguyÔn §øc VËn

Hãa Häc V« C¬ – TËp 1

NXB Khoa Häc vµ Kü ThuËt – Hµ Néi – 2008.

3. PGS. NguyÔn §øc VËn

Hãa Häc V« C¬ – TËp 2

NXB Khoa Häc vµ Kü ThuËt – Hµ Néi – 2006.

4. Phïng ViÕt Ng, Ph¹m Kim §Ønh, NguyÔn Kim ThiÕt

Lý thuyÕt c¸c qu¸ tr×nh luyÖn kim – háa luyÖn – TËp 2

NXB Khoa Häc vµ Kü ThuËt – Hµ Néi – 2005.

5. GS. TS TrÇn Ngäc ChÊn

¤ nhiÔm kh«ng khÝ vµ xö lý khÝ th¶i – TËp 2

NXB Khoa Häc vµ Kü ThuËt – Hµ Néi – 2004.

6. D¬ng §øc Hång, Ph¹m v¨n TrÝ

Kü thuËt läc bôi trong c«ng nghiÖp

NXB Khoa häc vµ Kü thuËt – Hµ Néi – 2005.

7. GS. TSKH. NguyÔn Bin

C¸c qu¸ tr×nh thiÕt bÞ trong c«ng nghÖ hãa chÊt vµ thùc phÈm – TËp 2

NXB Khoa häc vµ Kü thuËt – Hµ Néi – 2004.

8. Hoµng Kim C¬

Kü thuËt läc bôi vµ lµm s¹ch khÝ

NXB Gi¸o Dôc – 1999.

9. NguyÔn §øc Träng, TrÇn Vò LiÖu

C¸c thiÕt bÞ läc bôi vµ bÖnh nghÒ nghiÖp do bôi

NXB Khoa häc vµ Kü thuËt – Hµ Néi – 2007.

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

- 81 -

10. Sæ tay qu¸ tr×nh vµ thiÕt bÞ c«ng nghÖ hãa chÊt – TËp 1

NXB Khoa häc vµ Kü thuËt – Hµ Néi – 2006.

11. QuyÕt ®Þnh sè: 22/2006/Q§-BTNMT

ChÊt lîng kh«ng khÝ – tiªu chuÈn khÝ th¶i c«ng nghiÖp ®èi víi bôi vµ

c¸c chÊt v« c¬ – TCVN 5939:2005.

12. Ullmann’s Encyclopedia of Industrial chemistry John Wiley & Sons – New York – 2007.

13. Dorman R.G.

Dust Control and Air cleaning

Oxf – 1974.

14. Robert H. Perry, Don W. Green, James O. Maloney

Perry’s Chemical Engineer’s Handbook

McGraw-Hill Companies, Inc – New York – 1997.

15. Jackson R.

Machanical equipment for removing grit and dust from gases

The British Coal Utilisation Research Association – Leatherhead –

England 1963.

16. Ken Sutherland

Filters and Filtration Handbook

Butterworth-Heinemenn is an imprint of Elservier – 2008.

17. Kenneth C. Schifftner

Air Pollution Control Equipment Selection Guide

Lewis Publishers – New York – 2002.

18. Karl B. Schnelle, Charles A. Brown

Air Pollution Control technology Handbook

Lewis publishers – New York – 2001.

19. Louis theodore

Air Pollution Control Equipment Calculations

John Wiley & Sons, Inc – New York – 2008.

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

- 82 -

20. Lawrence K. Wang, Norman C. Pereira Yung-Tse Hung

Advanced Air and noise Pollution control

Humana Press Inc – New York – 2005.

21. Gerd Lutjering, James C. Williams

Titanium

Springer-Verlag Berlin Heidelberg – 2003.

22. N.G. Stanley-Wood, R.W. Lines

Partical Size Analysis

The Royal Society of Chemistry 1992.

23. Terence Allen

Particle size measurement, vol 1, 5th edition

Chapmen & Hall – 1997.

24. Terence Allen

Particle size measurement, vol 2, 5th edition

Chapmen & Hall – 1997.

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

- 83 -

Tãm t¾t luËn v¨n

LuËn v¨n “Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn

xØ titan“ mang tÝnh kÕt hîp gi÷a nghiªn cøu tÝnh to¸n lý thuyÕt vµ thùc

nghiÖm.

LuËn v¨n ®· tr×nh bµy c¬ së lý thuyÕt cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan vµ lý

thuyÕt vÒ c¸c ph¬ng ph¸p xö lý bôi trong c«ng nghiÖp.

TiÕn hµnh nghiªn cøu, thùc nghiÖm ®Ó x¸c ®Þnh c¸c th«ng sè c«ng nghÖ

cho qu¸ tr×nh xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan t¹i nhµ m¸y luyÖn xØ

titan B×nh §Þnh.

xØ titan B×nh §Þnh, tõ ®ã ®Ò xuÊt ph¬ng ¸n c¶i tiÕn:

Ph¬ng ¸n 1: l¾p ®Æt thªm thiÕt bÞ läc bôi tói v¶i sau xyclon.

Ph¬ng ¸n 2: l¾p ®Æt thªm th¸p sñi bät sau xyclon.

§¸nh gi¸ vµ lùa chän thiÕt bÞ, x¸c ®Þnh hiÖu qu¶ xö lý khÝ th¶i vµ ®¸nh

gi¸ chÊt lîng cña khÝ th¶i ra m«i trêng theo hai ph¬ng ¸n ®Ò xuÊt.

Tõ khãa:

- Xö lý khÝ th¶i.

- LuyÖn xØ titan.

- Nhµ m¸y luyÖn xØ titan B×nh §Þnh.

- ThiÕt bÞ läc bôi.

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

- 84 -

Abstract

In this work, the search method treating exhust of the treat titanium slag

technology has been studied theoretically and experimentally.

The theories related to the treat titanium slag technology and the

methods treating dust in industry.

The seachs and the experiments were carried out to determine the

engineering parameters for treating exhust of the treat titanium slag

technology in the treat titanium slag Binh Dinh factory.

Analyse and assessment of treating exhust technology is having in the

treat titanium slag Binh Dinh factory. Therefore, output alternate

development:

The first alternate: the dust sleeve filter arrangement is inserted after

xyclone.

The second alternate: the dust scrubber is inserted after xyclone.

Assessment and choice arrangement, difined effect of treating exhust

and assessment exhust of quality follow two output alternate.

Key word:

- Treating exhust.

- The treat titanium slag.

- The treat titanium slag Binh Dinh factory.

- The dust filter arrangement.

Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Nghiên cứu phương pháp xử lý khí thải của công nghệ luyện xỉ titan

bé gi¸o dôc vµ ®µo t¹o tr­êng ®¹i häc b¸ch khoa hµ néi ---------------------------------------

luËn v¨n th¹c sÜ khoa häc

Nghiªn cøu ph­¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

MôC LôC

Nghiªn cøu ph­¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

Nghiªn cøu ph­¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

Nghiªn cøu ph­¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

Më §ÇU

Nghiªn cøu ph­¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

Danh môc ch÷ viÕt t¾t

Nghiªn cøu ph­¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

DANH MôC B¶NG Vµ H×NH VÏ

Nghiªn cøu ph­¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

Nghiªn cøu ph­¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

Nghiªn cøu ph­¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

PhÇn 1

Ch­¬ng 1

C¥ Së Lý THUYÕT C¤NG NGHÖ LUYÖN XØ TITAN

Nghiªn cøu ph­¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

Nghiªn cøu ph­¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

Nghiªn cøu ph­¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

2. C¬ së lý thuyÕt c«ng nghÖ luyÖn xØ titan [3,4,12]

Nghiªn cøu ph­¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

Nghiªn cøu ph­¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

Nghiªn cøu ph­¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

Nghiªn cøu ph­¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

Nghiªn cøu ph­¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

Nghiªn cøu ph­¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

Nghiªn cøu ph­¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

Nghiªn cøu ph­¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

Nghiªn cøu ph­¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

Ch­¬ng 2

TæNG QUAN VÒ BôI Vµ C¸C PH¦¥NG PH¸P Xö

Lý BôI TRONG C¤NG NGHIÖP

Nghiªn cøu ph­¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

Nghiªn cøu ph­¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

l

Nghiªn cøu ph­¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

Nghiªn cøu ph­¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

Nghiªn cøu ph­¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

Nghiªn cøu ph­¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

Nghiªn cøu ph­¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

Nghiªn cøu ph­¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

Nghiªn cøu ph­¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

Nghiªn cøu ph­¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

Nghiªn cøu ph­¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

Nghiªn cøu ph­¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

Nghiªn cøu ph­¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

Nghiªn cøu ph­¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

Nghiªn cøu ph­¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

Nghiªn cøu ph­¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

Nghiªn cøu ph­¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

Nghiªn cøu ph­¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

Nghiªn cøu ph­¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

Nghiªn cøu ph­¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

Nghiªn cøu ph­¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

Nghiªn cøu ph­¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

Nghiªn cøu ph­¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

Nghiªn cøu ph­¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

Nghiªn cøu ph­¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

PhÇn 2

PH¦¥NG PH¸P NGHI£N CøU

Nghiªn cøu ph­¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

Nghiªn cøu ph­¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

Nghiªn cøu ph­¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

Nghiªn cøu ph­¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

Nghiªn cøu ph­¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

Nghiªn cøu ph­¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

Nghiªn cøu ph­¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

Nghiªn cøu ph­¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

Nghiªn cøu ph­¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

Nghiªn cøu ph­¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

Nghiªn cøu ph­¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

Nghiªn cøu ph­¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

Nghiªn cøu ph­¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

Nghiªn cøu ph­¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

PhÇn 3

KÕT QU¶ Vµ TH¶O LUËN

Nghiªn cøu ph­¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

bé gi¸o dôc vµ ®µo t¹o trêng ®¹i häc b¸ch khoa hµ néi ---------------------------------------

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

Ch¬ng 1

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

Ch¬ng 2

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan

Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p xö lý khÝ th¶i cña c«ng nghÖ luyÖn xØ titan