ĐỒ ÁN Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ GVHD: NGUYỄN TẤN DŨNG
MỤC LỤC
1.1.ĐẶT VẤN ĐỀ.........................................................................................................................................................................................................................................................................................1
Ngoài ra bụi gỗ còn gây ảnh hường tới sinh hoạt, gây mất vệ sinh…...................................................................................................................................................................................................11
MỞ ĐẦU
1.1.Đặt vấn đề
Trong những năm gần đây, chúng ta không thể phủ nhận được sự phát triển vượt bậc
của nền kinh tế cũng như khoa học kỹ thuật của thế giới. Nền công nghiệp thế giới đã đạt
đến trình độ kỹ thuật cao, với nhiều thành tựu đáng ghi nhận. Cùng với sự phát triển ấy,
mức sống của con người cũng được nâng cao và nhu cầu của con người cũng thay đổi. Tuy
nhiên, hệ quả của sự phát triển ấy là một loạt các vấn đề về môi trường như trái đất nóng
lên, ô nhiễm không khí, ô nhiễm nguồn nước, mực nước biển dâng hay biến đổi khí hậu …
Trước thực trạng ấy con người đã có ý thức về bảo vệ môi trường, ý thức về mối quan hệ
giữa “phát triển kinh tế” và “bảo vệ môi trường”. Vấn đề “phát triển bền vững” đã không
SVTH: NGUYỄN VĂN TỰ - 08115042 1
BÙI VĂN TƯỜNG - 08115089
ĐỒ ÁN Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ GVHD: NGUYỄN TẤN DŨNG
còn xa lạ và đây là mối quan tâm không của riêng ai đặc biệt là các nước đang trên đà phát
triển như Việt Nam chúng ta.
Ngày nay ô nhiễm không khí đang là một vấn đề đáng quan tâm của Việt Nam cũng
như toàn thế giới. "Ô nhiễm không khí là sự có mặt một chất lạ hoặc một sự biến đổi quan
trọng trong thành phần không khí, làm cho không khí không sạch hoặc gây ra sự toả mùi, có
mùi khó chịu, giảm tầm nhìn xa (do bụi)". Khi tốc độ đô thị hóa ngày càng nhanh, số lượng
các khu công nghiệp, khu chế xuất ngày càng tăng, ngày càng nhiều bệnh tật ảnh hưởng
nghiêm trọng đến sức khỏe con người liên quan đến vấn đề ô nhiễm không khí. Các bệnh về
da, mắt, đặc biệt là đường hô hấp. Vì vậy việc xử lý bụi và khí thải trong quá trình sản xuất
là điều tất yếu phải có trong các khu công nghiệp, nhà máy để bảo vệ môi trường không khí.
Hiện nay nước ta đang trên đà phát triển. Cuộc sống của người dân ngày càng được
nâng cao. Khi cuộc sống no đủ thì con người nghĩ đến việc làm đẹp. Từ các sản phầm tự
nhiên như tre, lứa, gỗ, cói…. Người ta có thể tạo ra các sản phẩm rất đẹp mắt và rất hữu ích,
tiện lợi dùng để trang trí trong gia đình, trường học, bệnh viện… tuy nhiên trong quá trình
bụi bioxit silic lâu ngày.
Bụi lắng có khích thước lớn hơn 10µm, thường rơi nhanh xuống
đất theo định luật Newton với tốc độ tăng dần. Về mặt sinh học, bụi
này thường gây tổn hại cho da, mắt, gây nhiễm trùng, gây dị ứng…
1.1.2. Phân loại bụi
- Theo nguồn gốc:
+Bụi hữu cơ như bụi tự nhiên ( bụi do động đất, núi lửa…)
+Bụi thực vật (bụi gỗ, bông, bụi phấn hoa…)
+Bụi động vật (len, lông, tóc…)
+Bụi nhân tạo (nhựa hóa học, cao su, cement…)
+Bụi kim loại (sắt, đồng, chì…)
+Bụi hỗn hợp (do mài, đúc…)
- Theo kích thước hạt bụi:
+Khi D > 10µm : gọi là bụi;
+Khi D = (0,01 ÷ 0,1) µm : gọi là sương mù;
+Khi D < 0,1 µm : gọi đó là khói
Với loại bụi có kích thước nhỏ hơn 0,1 µm (khói) khi hít thở phải không được
giữ trong lại trong phế nang của phổi, bụi từ (0,1 ÷ 5) µm ở lại phổi chiếm (80 ÷
90)%, bụi từ (5 ÷10) µm khi hít vào lại được đào thải ra khỏi phổi, còn với bụi lớn
hơn 10 µm thường đọng lại ở mũi.
- Theo tác hại:
Theo tác hại của bụi có thể phân ra:
+ Bụi nhiễm độc chung (chì, thủy ngân, benzen);
+ Bụi gây dị ứng viêm mũi, hen, nổi ban… (bụi bông, gai, phân hóa học, một số tinh
dầu gỗ…);
+ Bụi gây ung thư (bụi quặng, crom, các chất phóng xạ…)
+ Bụi xơ hóa phổi (thạch anh, quặng amiang…
1.1.3. Tính chất hoá lý của bụi
Độ tin cậy và hiệu quả làm việc của hệ thống lọc bụi phụ thuộc đáng
kể vào các tính chất lý – hóa của bụi và các thông số của dòng khí
Stoc có ý nghĩa quan trọng. Đó là đường kính của hạt hình cầu có vận
tốc lắng chìm như hạt nhưng không phải hình cầu, hoặc chất keo tụ.
Thành phần tán xạ là hàm lượng tính bằng số lượng hay khối lượng
các hạt thuộc nhóm kích thướng khác nhau.
Kích thước hạt có thể được đặc trưng bằng vận tốc treo (vt, m/s) – là
vận tốc rơi tự do của hạt trong không khí không chuyển động.
1.1.3.3.Tính bám dính
Tính bám dính của hạt xác định xu hướng kết dính của chúng. Độ kết
dính của hạt tăng có thể làm cho thiết bị lọc bị nghẽn do sản phẩm lọc.
SVTH: NGUYỄN VĂN TỰ - 08115042 4
BÙI VĂN TƯỜNG - 08115089
ĐỒ ÁN Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ GVHD: NGUYỄN TẤN DŨNG
Kích thước hạt càng nhỏ thì chúng càng dễ bám vào bề mặt thiết bị.
Bụi có (60 ÷ 70)% hạt có đường kính nhỏ hơn 10 µm được coi như bụi
kết dính (mặc dầu các hạt kích thước lớn hơn 10 µm mang tính tản rời
cao)
1.1.3.4. Tính mài mòn
Tính mài mòn của bụi đặc trưng cho cường độ mài mòn kim loại ở
vận tốc như nhau cả khí và nồng độ như nhau của bụi. Nó phụ thuộc
vào độ cứng, hình dạng, kích thước và mật độ của hạt. Tính mài mòn
của bụi được tính đến khi chọn vận tốc của khí, chiều dày của thiết bị
và đường ống dẫn khí cũng như chọn vật liệu ốp của thiết bị.
1.1.3.5. Tính thấm
Tính thấm nước có ảnh hưởng nhất định đến hiệu quả của thiết bị lọc
kiểu ướt, đặc biệt khi thiết bị làm việc có tuần hoàn. Khi các hạt khó
thấm tiếp xúc với bề mặt chất lỏng, chúng bị bề mặt chất lỏng bao bọc.
Ngược lại đối với các hạt dễ thấm chúng không bị nhúng chìm hay bao
phủ bởi các hạt lỏng, mà nổi trên bề mặt nước. Sau khi bề mặt chất
lỏng bao bọc phần lớn các hạt, hiệu quả lọc giảm vì các hạt khi tiếp tục
tới gần chất lỏng, do kết quả của sự va đập đàn hồi với các hạt được
10
Ω.cm.
- Bụi thuộc nhóm suất điện trở cao: có suất điện trở của lớp lớn hơn 10
10
÷10
13
Ω.cm.
1.1.3.8. Tính mang điện
Tính mang điện (còn gọi là tính được nạp điện) của bụi ảnh hưởng
đến trạng thái của bụi trong đường ống và hiệu xuất của bụi (đối với
thiết bị lọc bằng điện, thiết bị lọc kiểu ướt…). Ngoài ra tính mang điện
còn ảnh hưởng đến an toàn cháy nổ và tính dính bám của bụi.
1.1.3.9. Tính cháy nổ
Bụi cháy được do bề mặt tiếp xúc với oxi trong không khí phát triển
mạnh (1 m
2
/g) có khả năng tự bốc cháy và tạo thành hỗn hợp nổ với không
khí. Cường độ nổ của bụi phụ thuộc vào tính chất hóa học và tính chất
nhiệt của bụi, vào kích thước và hình dạng của các hạt, nồng độ của chúng
trong không khí, vào độ ẩm và thành phần của khí, kích thước và nhiệt độ
của nguồn cháy và vào hàm lượng tương đối của bụi trơ.
1.2. Bụi trong quá trình sản xuất đồ gỗ.
1.2.1. Nhu cầu sử dụng gỗ.
- Trong cuộc sống hiện đại người sử dụng đòi hỏi đồ gỗ trong nhà phải có nhiều tính
năng, dễ bảo quản. Do diện tích nhà thường bị hạn chế nên sự tận dụng diện tích là
quan trọng. Chính vì thế một cái tủ trong phòng phải có khả năng chứa nhiều loại đồ
hơn, đòi hỏi sự kết hợp với các phụ kiện khác. Cùng với sự tiến bộ về công nghệ cho
phép thiết kế bố trí nhiều chức năng hơn trong một diện tích. Ví dụ trong bếp các
ngăn chứa được gắn thêm các kệ inox, kệ này có thể kéo, xoay và trượt để phù hợp
với từng loại sản phẩm.Việc sử dụng gỗ tự nhiên vẫn được ưa chuộng do truyền
- Công đoạn cưa, tẩm và sấy.
- Công đoạn định hình.
- Công đoạn tạo dáng.
- Công đoạn làm mộng
- Công đoạn chà nhám chi tiết hoặc sản phẩm.
- Công đoạn sơn phủ bề mặt các chi tiết.
Các công đoạn được mô tả lần lượt như sau:
• Cưa tẩm và sấy
Nguyên liệu là các loại gỗ vụn, gỗ khúc hoặc gỗ dạng thân cây (cao su, tràm,
bạch đàn…). Được cưa ra với những kích thước thích hợp sau đó đem ngâm hay tẩm
hóa chất. Đối với các loại gỗ khúc, gỗ vụn, trước khi đem đến công đoạn cắt, định dạng
sản phẩm phải được dán keo, sau khi ghép các khúc gỗ lại, chúng sẽ được sấy bằng hơi
nhiệt từ việc đốt củi để tạo những miếng lớn hơn, thích hợp cho việc cắt xén sản phẩm.
Công đoạn này phát sinh bụi do các máy cưa.
• Định hình
Tùy loại chi tiết cần thực hiện mà ở giai đoạn này gỗ sẽ được cắt hay tuapi để có
những kích thước thích hợp:
- Đối với các sản phẩm có dạng phẳng, các tấm gỗ ép sẽ được cắt xén theo từng
chi tiết tương ứng như các loại khung ghế, tay cầm của ghế.
- Đối với các chi tiết phức tạp như chân ghế, chân tủ, chân giường có các loại
hoa văn khác nhau, gỗ sẽ được phay chi tiết bằng máy tuapi.
Công đoạn này phát sinh bụi do các máy cưa, máy tuapi.
• Tạo dáng
Gỗ sau khi được cắt đúng kích thước theo yêu cầu ở khâu định hình, sẽ được tạo
dáng chi tiết tương ứng với từng sản phẩm.
Công đoạn này bao gồm: cưa lọng, phay, bào để tạo dáng chính xác cho các chi
tiết sản phẩm. Công đoạn này phát sinh bụi do các máy cưa, máy tuapi, bào.
• Mộng
SVTH: NGUYỄN VĂN TỰ - 08115042 8
BÙI VĂN TƯỜNG - 08115089
ra ở những công đoạn khác nhau. Tại các công đoạn gia công thô như cưa cắt, bào, tiện,
phay… phần lớn chất thải đều có kích thước lớn có khi tới hàng ngàn µm. Hệ số phát
thải bụi ở các công đoạn trong công nghệ sản xuất gỗ được thể hiện trong bảng 2.5 sau:
Bảng 1.1. Hệ số ô nhiễm bụi trong công nghệ sản xuất gỗ gia dụng.
SVTH: NGUYỄN VĂN TỰ - 08115042 9
BÙI VĂN TƯỜNG - 08115089
ĐỒ ÁN Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ GVHD: NGUYỄN TẤN DŨNG
STT Công đoạn Hệ số ô nhiễm
1 Cắt và bốc xếp gỗ 0,187 ( Kg/ tấn gỗ)
2 Gia công chi tiết 0,5 (Kg/tấn gỗ)
3 Chà nhám, đánh bóng 0,05 (Kg/m
2
)
Nguồn: WHO, 1993
Tại các công đoạn gia công tinh như chà nhám, đánh bóng, tải lượng bụi không lớn
nhưng kích cỡ hạt bụi rất nhỏ, thường nằm trong khoảng từ (2÷20) µm, nên dễ phát tán
trong không khí. Ngòai ra tại các công đọan khác như vận chuyển gỗ, lắp gép… đều phát
sinh bụi tuy nhiên mức độ không đáng kể.
Thành phần và tính chất của bụi ở đây chủ yếu là bụi cơ học. Đó là một hỗn hợp các
hạt cellulose với kích thước thay đổi trong một phạm vi rất rộng. Các lọai bụi này, nhất thiết
phải có thiết bị thu hồi và xử lý triệt để, nếu không sẽ gây ra một số tác động nhất định đến
môi trường và sức khỏe con người.
Bảng 1.2. Tải lượng ô nhiễm bụi và chất thải rắn
Kích thước bụi
Nguyên liệu sử
dụng trong năm
(tấn)
Hệ số ô nhiễm
Tải lượng ô nhiễm
trong năm
tuần hoàn. Từ đó kéo theo một số vấn đề đáng lưu ý ở tim, đặc biệt là lớp
khí ô nhiễm có nồng độ cao.
Các bệnh khác do bụi gỗ gây ra
Bệnh ở đường hô hấp: tuỳ theo nguồn gốc các loại bụi mà gây ra các bệnh
viêm mũi, họng khí phế quản khác nhau. Bụi hữu cơ như bông sợi, gai,
lanh dính vào niêm mạc gây viêm phù thủng, tiết nhiều niêm dịch. Bụi vô
cơ rắn, cạnh sắc nhọn, ban đầu thường gây viêm mũi, tiết nhiều niêm dịch
làm hít thở khó khăn, lâu ngày có thể teo mũi, giảm chức năng giữ, lọc
bụi, làm bệnh phổi nhiễm bụi dễ phát sinh.
Bệnh ngoài da: bụi tác động đến các tuyến nhờn làm cho khô da, phát sinh
các bệnh về da.
Bệnh gây tổn thương mắt: do không có kính phòng hộ, bụi bắn vào mắt
gây kích thích màng tiếp hợp, viêm mi mắt, sinh ra mộng mắt, nhài quạt…
Ngoài ra bụi còn có thể làm giảm thị lực, bỏng giác mạc, thậm chí gây mù
mắt.
Ngoài ra bụi gỗ còn gây ảnh hường tới sinh hoạt, gây mất vệ sinh…
Ảnh hưởng đến thực vật
Bụi gỗ bám quá nhiền trên vỏ hoa quả, cây củ là nguyên nhân làm giảm chất
lượng của các loại sản phẩm này, đồng thời cũng làm tăng chi phí để làm
sạch chúng. Bụi lắng trên lá còn làm giảm khả năng quang hợp của cây. Bụi
gỗ lắng đọng làm lấp đầy những lỗ khí khổng, bao xung quanh những hạt
diệp lục thu ánh sáng cần cho quá trình quang hợp. Bụi cũng có thể làm tăng
khả năng nhiễm bệnh của cây cối thông qua việc làm giảm sức sống của
cây, có thể còn làm cản trở khả năng thụ phấn của cây.
1.3. Các phương pháp xừ lý bụi
1.3.1. Phương pháp khô
1.3.1.1.Thiết bị thu hồi bụi khô
SVTH: NGUYỄN VĂN TỰ - 08115042 11
BÙI VĂN TƯỜNG - 08115089
ĐỒ ÁN Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ GVHD: NGUYỄN TẤN DŨNG
3 Thiết bị gió xoáy 30.000
%90);2( m
µ
>
<2000 < 250
4 Xiclon tổ hợp 170.000
%90);5( m
µ
>
750 ÷ 1.500 350 ÷ 450
5 Thiết bị lắng
quán tính
127.500
%90);2( m
µ
>
750 ÷ 1.500 < 400
6 Thiết bị thu hồi
bụi động
42.500
%90);2( m
µ
>
< 400
a) Buồng lắng bụi
Nguyên lý hoạt động của thiết bị này là lợi dụng trọng lực của các hạt bụi khi dòng khí
chứa bụi chuyển động ngang trong thiết bị. Khi đó hạt bụi chịu tác dụng đồng thời của hại
lực tác dụng. Lực tác dụng theo phương ngang do chuyển động của dòng khí và lực trọng
trường. Nếu lực tác động ngang nhỏ, hạt bụi có thể lắng đọng trên bề mặt của thiết bị lắng
bụi. Để đạt được điều đó, vận tốc chuyển động ngang của hạt bụi phải nhỏ đồng thời kích
a. Quỹ đạo chuyển động của bụi kích
thước lớn và nặng
b. Quỹ đạo chuyển động của bụi có kích
thước nhỏ và nhẹ
c. Quỹ đạo chuyển động của dòng khí
b) Thiết bị lắng quán tính
Nguyên lý hoạt động: Khi đột ngột thay đổi chuyển hướng chuyển động của dòng
khí, các hạt bụi dưới tác dụng của lực quán tính tiếp tục chuyển động theo hướng cũ và tách
ra khỏi khí, rơi vào bình chứa.
Vận tốc của khí trong thiết bị khoảng 1 m/s, còn ở ống vào khoảng 10 m/s. Hiệu quả
xử lý của thiết bị này dạng này từ(65÷80)% đối với các hạt bụi có kích thước (25÷30 )µm.
Trở lực của chúng trong khoảng (150÷390) N/m
2
.
SVTH: NGUYỄN VĂN TỰ - 08115042 13
BÙI VĂN TƯỜNG - 08115089
ĐỒ ÁN Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ GVHD: NGUYỄN TẤN DŨNG
Khí baån
Khí saïch
Buïi
Khí saïch
Khí baån
Buïi
Khí baån
Khí saïch
Buïi
Khí baån
Buïi
Khí saïch
nhật, được bố trí theo phương tiếp tuyến với thân xiclon. Khí vào xiclon thực hiện chuyển
động xoắn ốc, dịch chuyển xuống dưới và hình thành dòng xoáy ngoài. Lúc đó, các hạt bụi,
dưới tác dụng của lực ly tâm văng vào thành xiclon. Tiến gần đáy chóp, dòng khí bắt đầu
quay ngược trở lại và chuyển động lên trên hình thành dòng xoắn trong. Các hạt bụi văng
đến thành, dịch chuyển xuống dưới nhờ lực đẩy của dòng xoáy và trọng lực và từ đó ra khỏi
xiclon, qua ống xả bụi. Khí sạch sau xử lý được đưa ra ở phía trên đỉnh thiết bị bởi ống trụ
tâm.
Trong công nghiệp, xiclon được chia làm hai nhóm: hiệu quả cao và năng suất cao.
Nhóm thứ nhất đạt hiệu cao nhưng yêu cầu chi phí lớn, còn nhóm thứ hai có trở lực nhỏ
nhưng thu hồi các hạt mịn kém hơn.
Trong thực tế, người ta ứng dụng rộng rãi xiclon trụ và xiclon chóp (không có thân
trụ). Xiclon trụ thuộc nhóm năng suất cao, còn xiclon chóp thuộc nhóm hiệu quả cao.
Đường kính xiclon trụ không lớn hơn 2000mm và xiclon chóp nhỏ hơn 3000mm.
Ưu điểm:
+Không có phần chuyển động nên tăng độ bền của thiết bị
+Có thể làm việc ở nhiệt độ cao (đến 500
0
C)
+Thu hồi bụi ở dạng khô
+Trở lực hầu như cố định và không lớn (250÷1500) N/m
2
+Làm việc ở áp suất cao
+Năng suất cao; Rẻ
+Có khả năng thu hồi vật liệu mài mòn mà không cần bảo vệ bề mặt xiclon
+Hiệu suất không phụ thuộc sự thay đổi nồng độ bụi
+Chế tạo đơn giản.
Nhược điểm:
+Hiệu quả vận hành kém khi bụi có kích thước nhỏ hơn 5 µm
+Không thể thu hồi bụi kết dính.
SVTH: NGUYỄN VĂN TỰ - 08115042 15
Nguyên lý hoạt động: Khí nhiễm bụi được cho vào từ dưới, được xoáy nhờ
cánh quạt, chuyển động lên trên và chịu tác động của tia khí thứ cấp. Dòng khí thứ
cấp chạy ra từ vòi phun tiếp tuyến để tạo sự xoáy hỗ trợ cho khí. Dưới tác dụng của
lực ly tâm bụi văng ra phía ngoài, gặp dòng khí xoáy thứ cấp hướng xuống dưới, đẩy
chúng vào khoảng không gian vành khăn giữa các ống. Không gian vành khắn chung
quanh ống vào được trang bị vòng đệm chắn để bụi không quay trở lại thiết bị.
Ưu điểm của thiết bị thu hồi bụi xoáy so với xiclon là:
+Hiệu quả thu hồi bụi phân tán cao hơn
+Bề mặt trong của thiết bị không bị mài mòn
+Có thể xử lý khí có nhiệt độ cao hơn do ứng dụng dòng khí thứ cấp lạnh
+Có thể điều chỉnh quá trình phân riêng bụi bằng cách thay đổi lượng khí thứ
cấp.
Nhược điểm:
+Cần có cơ cấu thổi khí phụ trợ
+Vận hành phức tạp
+Lượng khí qua thiết bị lớn.
f) Thiết bị thu hồi bụi kiểu động [2]
Quá trình xử lý bụi trong thiết bị này được thực hiện nhờ lực ly tâm và lực
coriolit, xuất hiện khi quay cuồng hút. thiết bị thu hồi bụi kiểu động tiêu thụ năng
lượng nhiều hơn quạt thông thường có cùng năng suất và cột áp.
Ưu điểm của thiết bị này so với các thiết bị thu hồi bụi ly tâm khác là: gọn, lượng
kim loại nhỏ, kết hợp máy hút bụi và xiclon vào cùng một thiết bị. Tuy nhiên, chúng
có nhiều nhược điểm như: cánh quạt bị mài mòn nhanh, có khả năng tạo thành các
trầm tích trên cánh quạt, do đó làm mất căn bằng phần quay, hiệu quả thu hồi d <
10µm kém và chế tạo phức tạp.
1.3.1.2. Thiết bị lọc bụi khô [2]
Nguyên lý: Khi cho khí qua vách ngăn xốp, các hạt rắn được giữ lại còn khí đi xuyên
qua nó hoàn toàn.
Trong quá trình lọc bụi, các hạt bụi khô tích tụ trong các lỗ xốp hoặc tạo thành lớp
bụi trên bề mặt vách ngăn, do đó chúng trở thành môi trường lọc đối với các hạt bụi
Đường kính tay áo có thể khác nhau, phổ biến nhất là (120÷300)mm và chiều
dài (2200÷3000) mm. Tỉ lệ chiều dài và đường kính tay áo thường vào khoảng (16÷20):1
Nguyên lý hoạt động: Quá trình lọc bụi trên vải lọc xảy ra theo 3 giai đoạn
+Giai đoạn 1: khi vải lọc còn sạch, các hạt bụi lắng trên các lớp xơ nằm trên bề
mặt sợi và giữa các sợi. Ở giai đoạn này, hiệu suất lọc bụi còn thấp.
+Giai đoạn 2: khi đã có một lớp bụi bám trên bề mặt vải, lớp bụi này trở thành
môi trường lọc bụi thứ 2. Hiệu suất lọc bụi ở giai đoạn này rất cao.
+Giai đoạn 3: sau một thời gian làm việc, lớp bụi bám trên vải sẽ dày lên làm
tăng trở lực của thiết bị, vì vậy phải làm sạch vải lọc. Sau khi làm sạch vải lọc vẫn còn
một lượng lớn bụi nằm giữa các xơ, cho nên trong giai đoạn 3 này hiệu suất lọc vẫn còn
cao.
Vải lọc phải thỏa mãn các yêu cầu sau đây:
+Khả năng chứa bụi cao và ngay sau khi phục hồi bảo đảm hiệu quả lọc cao;
+Giữ được khả năng cho khí xuyên qua tối ưu;
+Độ bền cơ học cao khi ở nhiệt độ cao và môi trường ăn mòn;
SVTH: NGUYỄN VĂN TỰ - 08115042 18
BÙI VĂN TƯỜNG - 08115089
ĐỒ ÁN Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ GVHD: NGUYỄN TẤN DŨNG
+Có khả năng được phục hồi;
+Giá thấp.
Vật liệu lọc phổ biến nhất lầ vải bông, len, vải tổng hợp và vải thủy tinh.
+Vải bông có tính lọc tốt và giá thấp nhưng không bền hóa học và nhiệt, dễ cháy
và chứa ẩm cao;
+Vải len có khả năng cho khí xuyên qua lớn, bảo đảm độ sạch ổn định và dễ phục
hồi nhưng không bền hóa và nhiệt, giá cao hơn vải bông; khi làm việc lâu ở nhiệt độ cao,
sợi len trở nên giòn, chúng làm việc đến 90
0
C;
+Vải tổng hợp bền nhiệt và hóa, giá rẻ hơn vải bông và vải len. Trong môi trường
axit độ bền của chúng cao, còn trong môi trường kiềm độ bền giảm;
.
Loại này không tái sinh được bộ lọc.
Thiết bị lọc thô:
Để khắc phục nhược điểm là thời gian sử dụng không dài của loại trên, trong nhiều
trường hợp người ta sử dụng các thiết bị lọc lọc gồm nhiều lớp dày và đường kính xơ lớn
hơn (1÷20)µm với vận tốc lọc từ (0,005÷0,1)m/s thì vật liệu lọc sẽ thu hồi toàn bộ các hạt
lớn hơn 1µm. Vật liệu lọc là sợi thô mới được ứng dụng cho nồng độ (5÷50) mg/m
3
, khi đó
kích thước hạt bụi chủ yếu nhỏ hơn (5÷)10µm.
Quá trình lọc trong thiết bị lọc sợi bao gồm 2 giai đoạn: Ở giai đoạn 1(lọc ổn định):
các hạt bụi không làm thay đổi cấu trúc của lớp lọc. Trong giai đoạn 2 (lọc không ổn định)
trong vật liệu lọc xảy ra sự biến đổi cấu trúc liên tục do lượng bụi tích tụ lớn. Do đó hiệu
quả xử lý và trở lực lớp lọc luôn thay đổi. Lý thuyết lọc trong các lớp lọc này chưa được
nghiên cứu đầy đủ.
1.3.1.2.3. Thiết bị lọc hạt
Được ứng dụng ít hơn thiết bị lọc sợi. Ưu điểm của lọc hạt là: vật liệu dễ kiếm,
có thể làm việc ở nhiệt độ cao và trong môi trường ăn mòn, chịu tải lực lớn và độ giảm
áp lớn. Người ta chia ra làm 2 dạng thiết bị lọc hạt: đệm và lọc hạt cứng.
Thiết bị lọc đệm: trong thiết bị này, thành phần lọc không liên kết với nhau. Đó
là lớp đệm tĩnh; lớp đệm chuyển dộng với sự dịch chuyển của vật liệu rời trong trường
trọng lực; lớp giả lỏng. Vật liệu đệm thường là cát, sỏi, đá cuội, xỉ than, than cốc,
grafit, nhựa, cao su…. Việc chọn vật liệu phụ thuộc nhiệt độ, tính ăn mòn của khí.
Thiết bị lọc hạt cứng: Trong thiết bị lọc dạng này cac hạt liên kết với nhau nhờ
thiêu kết, dập hoặc dán và tạo thành hệ thống xúng không chuyển động. Đó là sứ xốp,
kim loại xốp, nhựa xốp. Lớp lọc loại này bền chặt, chống ăn mòn và chịu tải lớn.
Chúng được ứng dụng để lọc khí nén. Nhược điểm của thiết bị này là: giá cao, trở lực
lớn, khó hồi phục. Có thể phục hồi theo phương pháp sau:
+Thổi khí theo chiều ngược lại;
+Cho dung dịch lỏng qua theo hướng ngược lại;
vật liệu chống ăn mòn.
Chất lỏng tưới thiết bị thường là nước. Khi kết hợp quá trình thu hồi bụi với xử lý
hóa học, chất lỏng được chọn theo quá trình hấp thụ.
1.3.2.1. Buồng rửa khí.
Các buồng rửa khí được chế tạo bằng kim loại, bêtông và gạch đá.
Trong buồng bố trí các dãy mũi phun để phun nước vào dòng khí chứa bụi chuyển
động qua buồng. Để tăng hiệu suất lọc bụi, trong buồng có thể bố trí các tấm chắn, các tấm
đục lỗ hoặc tưới. Cuối buồng rửa có bộ phận tách nước. Vận tốc chuyển động của khí trong
buồng khoảng 1,5-2,5 m/s. Thời gian lưu khí <3s. Lượng nước phun 0,2-1,04l/m
3
.
1.3.2.2. Thiết bị rửa khí trần.
SVTH: NGUYỄN VĂN TỰ - 08115042 21
BÙI VĂN TƯỜNG - 08115089
ĐỒ ÁN Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ GVHD: NGUYỄN TẤN DŨNG
Thiết bị rửa khí trần là tháp đứng, thường là hình trụ mà trong đó có sự tiếp xúc giữa
khí và các giọt lỏng (được tạo ra bởi các vòi phun). Theo hướng chuyển động của khí và
lỏng, tháp trần chia ra ngược chiều, cùng chiều và tưới ngang.
Tháp trần đạt hiệu quả xử lý cao đối với hạt bụi có d ≥ 10µm và kém hiệu quả khi
bụi có d < 5 µm.
Vận tốc dòng khí trong thiết bị thường trong khoảng (0,6÷1,2) m/s đối với thiết bị
không có bộ tách giọt và khoảng (5÷8) m/s đối với thiết bị có bộ tách giọt. Trở lực của tháp
trần không có bộ tách giọt và lưới phân phối khí thường không quá 250N/m
2
.
Chiều cao tháp (H) vào khoảng 2,5 lần đường kính (D). Lượng nước sử dụng được
chọn vào khoảng (0,5÷8)l/m
3
khí.
1.3.2.3. Thiết bị rửa khí đệm.
đối với bụi thô đường kính ≥ 10µm.
+Lắng bụi từ tia khí, hình thành bởi các lỗ hoặc khe hở của đĩa với vận tốc cao
đập vào lớp chất lỏng trên đĩa (cơ chế va đập).
SVTH: NGUYỄN VĂN TỰ - 08115042 22
BÙI VĂN TƯỜNG - 08115089
ĐỒ ÁN Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ GVHD: NGUYỄN TẤN DŨNG
+Lắng bụi trên bề mặt trong của các bọt khí theo cơ chế quán tính rối.
Hiệu quả của giai đoạn 2 và 3 lớn hơn giai đoạn 1 nhiều và đạt đến 90% đối với
hạt bụi (2÷5)µm.
Thiết bị sủi bọt có ưu điểm là hiệu quả thu hồi bụi cao đối với hạt có kích thước
lớn hơn 2µm và trở lực không lớn hơn (300÷1000)N/m
2
. Tuy nhiên, nó còn tồn tại
các yếu điểm sau:
+Hạt có kích thước nhỏ hơn 2µm không được thu hồi hoàn toàn;
+Cần có bộ phận tách giọt lỏng;
+Không cho phép lưu lượng khí dao động lớn vì như vậy sẽ phá vỡ chế độ tạo
bọt;
+Không cho phép nồng độ bụi trong khí dao động lớn vì có thể làm bẩn đĩa.
1.3.2. 5. Thiết bị rửa khí va đập quán tính.
Trong các thiết bị này, sự tiếp xúc của khí với nước được thực hiện do sự va đập
của dòng khí lên bề mặt chất lỏng và do sự thay đổi hướng đột ngột của dòng khí.
Kết quả của sự va đập là các giọt lỏng đường kính (300÷400)µm được tạo thành,
làm gia tăng quá trình lắng bụi.
Đối với thiết bị dạng này, mực nước cố định đóng vai trò quan trọng. Sự thay
đổi nhỏ của mực nước cũng cơ thể làm giảm hiệu quả thu hồi bụi hoặc làm tăng trở
lực của thiết bị. Hiệu quả của thiết bị thu hồi va đập quán tính đến 99,5% đối với các
hạt bụi có kích thước lớn hơn 3µm.
1.3.2. 6. Thiết bị rửa khí ly tâm
Thu hồi bụi trong thiết bị rửa khí ly tâm diễn ra dưới tác dụng của hai lực: lực
do điện thế cao nên cường độ điện trường xung quanh lớn và gây ra sự va đập ion
mãnh liệt. Dưới tác dụng của lực điện trường, các ion sẽ chuyển dịch về phía các
điện cực trái dấu và tạo nên dòng điện. Khi thổi khí thải có chứa bụi qua không gian
của hai điện cực, các ion sẽ bám dính trên bề mặt các hạt bụi và hạt bụi trở nên mang
điện. Dưới tác dụng của lực điện trường, các hạt bụi sẽ chuyển dịch tới các điện cực
trái dấu. Khi tới các điện cực, các hạt bụi được lắng lại trên bề mặt điện cực. Theo
những khoảng thời gian xác định, tùy thuộc mức độ tích tụ bụi, người ta rung lắc
điện cực hoặc xối nước điện cực rồi thu lấy bụi.
Trong công nghiệp, người ta còn sử dụng thiết bị lọc điện ướt, trong đó việc làm
sạch các điện cực được thực hiện bằng cách tưới qua vòi phun. Thiết bị lọc điện ướt
được ứng dụng để thu hồi bụi, sương các axit khác nhau.
Thiết bị lọc điện xử lý thể tích khí lớn khỏi các hạt bụi kích thước từ
(0,01÷100)µm ở nhiệt độ đến (400÷500)
0
C. Trở lực của thiết bị lọc điện khoảng
150Pa. Tiêu hao điện năng cho xử lý 100m
3
khí khoảng (0,36÷1,8)×10
6
J. Bụi có độ
dẫn điện càng cao thì hiệu quả thu hồi chúng trong thiết bị lọc điện càng lớn.Thành
phần khí và bụi ảnh hưởng đến độ dẫn của nó. Khi độ ẩm của khí tăng, điện trở riêng
phần của bụi giảm. Nếu vận tốc khí trong thiết bị lọc điện tăng thì hiệu quả xử lý
giảm và ngoài ra còn tăng khả năng lôi cuốn bụi theo dòng khí.
Hiệu quả của thiết bị lọc điện khi thu hồi hạt có kích thước 0,5µm đạt 99% và
giảm khi vận tốc dòng khí tăng.Hiệu quả của thiết bị lọc điện phụ thuộc tính chất của
SVTH: NGUYỄN VĂN TỰ - 08115042 24
BÙI VĂN TƯỜNG - 08115089
ĐỒ ÁN Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ GVHD: NGUYỄN TẤN DŨNG
bụi và khí, vận tốc và tính đồng đều phân phối dòng bụi trong tiết diện thiết bị . Hiệu