Đồ án xử lý ô nhiễm không khí GVHD: Th.S Nguyễn Tấn Dũng
Mục lục
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN3
1. Ô nhiễm không khí do bụi 3
1.1. Định nghĩa bụi 3
1.2. Phân loại bụi 3
1.3. Tính chất hóa lí của bụi 4
1.3.1. Tính tán xạ 4
1.3.2. Tính bám dính 4
1.3.3. Tính mài mòn 5
1.3.4. Tính thấm 5
1.3.5. Tính hút ẩm và tính hòa tan 5
1.3.6. Tính mang điện 6
1.3.7. Tính cháy nổ 6
1.4. Ảnh hưởng của ô nhiễm bụi 6
1.4.1. Ảnh hưởng đến con người 6
1.4.2. Ảnh hưởng đến thực vật 7
2. Các phương pháp xử lí bụi 7
2.1. Phương pháp xử lí bụi khô 7
2.1.1. Buồng lắng bụi 7
2.1.2. Cyclon 8
2.1.3. Hệ thống lọc túi vải 9
2.1.4. Thiết bị lắng quán tính 10
2.2. Phương pháp lọc bụi ướt 11
2.3. Phương pháp lọc bụi bằng tĩnh điện 12
3. Tổng quan bụi xi măng 14
3.1. Công nghệ sản xuất xi măng 14
3.1.1. Xi măng lò đứng 15
3.1.2. Xi măng lò quay 15
3.2. Các nguồn phát sinh bụi xi măng 19
3.3.Đề xuất quy trình công nghệ xử lí bụi 20

Tài liệu tham khảo 48
SVTH: Dương Công Toàn - Hoàng Thị Khuyên Trang 2

Đồ án xử lý ô nhiễm không khí GVHD: Th.S Nguyễn Tấn Dũng
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1. Ô nhiễm không khí do bụi
1.1. Định nghĩa bụi
Bụi là tập hợp nhiều hạt có kích thước bé, tồn tại lâu trong không khí dưới
dạnh bụi bay, bụi lắng và các hệ khí dung nhiều pha gồm hơi, khói, sương mù.
Bụi bay có kích thước từ 0,002-10 bao gồm tro, muội, khói và những hạt
rắn được nghiền nhỏ, chuyển động theo kiểu Brownian hoặc rơi xuống đất với vận
tốc không đổi theo định luật stoke. Về mặt sinh học, bụi này thường gây tổn
thương nặng cho cơ quan hô hấp, nhất là khi phổi nhiễm bụi thạch anh (siliccose)
do hít phải không khí có chứa bụi bioxit silic lâu ngày.
Bụi lắng có kích thước lớn hơn 10 , 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 trung, gây dị ứng.
1.2. Phân loại bụi theo nguồn gốc
+ Bụi tự nhiên (bụi do động đất, núi lửa…)
+ Bụi thực vật (bụi gỗ, bông, bụi phấn hoa…)
+ Bụi động vật, người (trên lông, tóc…)
+ Bụi nhân tạo (nhựa hóa học, cao su…)
+ Bụi kim loại (sắt, đồng, chì…)
+ Bụi hỗn hợp (do mài, đúc…)
Phân loại bụi theo tác hại
Theo tác hại bụi có thể phân ra:
+ Bụi nhiễm độc chung (chì, thủy ngân, benzen)
+ Bụi gây dị ứng viêm mũi, hen, nỗi ban…(bụi bông, gai, phân hóa học, một số
tinh dầu gỗ…)
+ Bụi gây ung thư (bụi quặng, crom, các chất phóng xạ…)

3
) khô, tro phiến thạch, bụi
apatit khô, bụi lò cao, bụi đỉnh lò.
Kết dính vừa
Tro bay chết hết, tro than bùn, bụi
than bùn, bụi magezit ẩm, bụi kim
loại, bụi pirit, các oxit của chì, kẽm
và thiếc, bụi xi măng khô, mồ hóng,
sữa khô, bụi tinh bột, mạt cưa.
SVTH: Dương Công Toàn - Hoàng Thị Khuyên Trang 4

Đồ án xử lý ô nhiễm không khí GVHD: Th.S Nguyễn Tấn Dũng
Kết dính mạnh
Bụi xi măng thoát ra từ không khí
ẩm, bụi thạch cao và thạch cao mịn,
phân bón, supperphotphat kép, bụi
clinke, natri chứa muối, bụi sợi, tất
cả các loại bụi có kích thước nhỏ hơn
10 .
1.3.3. Tính mài mòn
Tính mài mòn của bụi đặc trưng cho cường độ mài mòn kim loại ở vận tốc như
nhau của 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.
1.3.4. Tính thấm
Tính thấm nước có ảnh hưởng nhất định đến hiệu quả của thiết bị lọc bụi
kiêu 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

Viêm phổi: làm tắc nghẽn các phế quản,từ đó làm giảm khả năng phân phối
khí.
Khí thủng phổi: phá hoại các túi phổi từ đó làm giảm khả năng trao đổi khí
oxy và CO
2
.
Ung thư phổi: phá hoại các mô phổi, làm tắc nghẽn sự trao đổi giữa máu và
tế bào,làm ảnh hưởng khả năng của máu trong hệ thống tuần hoàn. Từ đó kéo theo
một số vấn đề đáng lưu ý ở tim, đặc biệt là lớp khí ô nhiễm có nồng độ cao.
Các bệnh khác do bệnh gây ra
Bệnh ở đường hô hấp: tùy theo nguồn gốc các loại bùi mà gây ra các bệnh
viêm mũi, họng, khí, phế quản khác nhau. Bụi hữu cơ như bông sợi, gai, làm dính
SVTH: Dương Công Toàn - Hoàng Thị Khuyên Trang 6

Đồ án xử lý ô nhiễm không khí GVHD: Th.S Nguyễn Tấn Dũng
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 gây 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 mắt… ngoài ra bụi
còn có thể làm giảm thị lực, bỏng giác mạc, thậm chí gây mù mắt.
Bệnh tiêu hóa: bụi đường, bột có thể làm sâu răng, làm hỏng men răng. Bụi
kim loại có thể làm tổn thương niêm mạc dạ dày, gây rới loạn tiêu hóa.
1.4.2. Ảnh hưởng đến thực vật
Nhìn chung, bụi không có nguy hại gì đến thực vật trừ khi chúng có tính ăn
mòn cao hoặc chúng lắng đọng quá nhiều. Bụi bám quá nhiều trên vỏ hoa quả, cây
củ là nguyên nhân làm giảm chất lượng của các loại sản phẩm này, đồng thời cũng

Đồ án xử lý ô nhiễm không khí GVHD: Th.S Nguyễn Tấn Dũng
để thoát khí sach ra. Vận tốc của dòng khí đi vào thường nằm trong khoảng 17-25
m/s sẽ tạo ra dòng khí xoáy với lực li tâm rất lớn làm cho các hạt giảm động năng,
giảm quán tính khi va đập vào thành thiết bị và lắng xuống phía dưới .Phía dưới lạ
một đáy hình nón và một phễu thích hợp để thu bụi và lấy bụi ra. Dòng khí có chứa
bụi được sự trợ giúp của quạt, làm cho chúng chuyển động xoáy trong vỏ hình trụ
và chuyển động dần xuống tới phần hình nón. Dòng khí chuyển động vượt quá tới
phần hình nón, tạo ra một lực li tâm làm cho hạt bụi văng ra khỏi dòng khí, va
chạm vào vách cyclone và cuối cùng rơi xuống phễu. Cyclon có thể sử dùng dạng
đơn hoặc cyclon dạng chùm tức là bao gồm nhiều
cyclone mắc song song với nhau nhằm làm tăng
hiệu quả lọc của tập hợp thiết bị.
Một vài ứng dụng quan trọng của loại thiết bị
này là trong các nhà máy xi măng, công nghiệp sắt
thép, nghiền lúa gạo, thực phẩm, nhà máy nhựa
đường, lọc dầu.
Hình 1.2. Cyclone
2.1.3 Hệ thống lọc túi vải
Hệ thống này bao gồm những túi vải hoặc túi sợi đan lại, dòng khí có thể
lẫn bụi được hút vào trong ống nhờ một lực hút của quạt li tâm. Những túi này
được đan lại hoặc chế tạo cho kín một đầu.Hỗn hợp khí bụi đi vào trong túi, kết
quả là bụi đươc giữ lại trong túi.
SVTH: Dương Công Toàn - Hoàng Thị Khuyên Trang 9
2
4
5a
2
v
k
4

SVTH: Dương Công Toàn - Hoàng Thị Khuyên Trang 10

Đồ án xử lý ô nhiễm không khí GVHD: Th.S Nguyễn Tấn Dũng
những vật cản có hình dáng khác nhau. Khi dòng khí đổi hướng chuyển động thì
bụi do có sức quán tính sẽ giữ hướng chuyển động ban đầu của mình và va đập
vào các vật cản rồi bị giữ lại ở đó hoặc mất động năng và rơi xuống đáy thiết bị.
Một số dạng thiết bị lọc bụi kiểu quán tính: venture, kiểu màn chắn uốn
cong, kiểu lá sách, kiểu quán tính kết hợp với buồng lắng bụi, thiết bị lọc tro lò
hơi của Ambuco,…
Hình 1.4. a, thiết bị lắng “lá sách”
b, thiết bị lắng quán tính kiểu “lá sách” hình chóp cụt
2.2. Phương pháp lọc bụi ướt
Nguyên tắc của phương pháp lọc bụi ướt là người ta cho dòng không khí có
chứa bụi tiếp xúc trực tiếp với dung môi (thường là nước). Quá trình tiếp xúc có
SVTH: Dương Công Toàn - Hoàng Thị Khuyên Trang 11
Đồ án xử lý ô nhiễm không khí GVHD: Th.S Nguyễn Tấn Dũng
thể ở dang hạt (khi nước được phun thành các hạt nước có kích thước và mật độ
cao), dạng bề mặt khi thiết bị có sử dụng lớp đệm (nước chảy trên các bề mặt vật
liệu đệm), dạng bọt khí khi sử dụng tháp sủi bọt hay tháp mâm. Các hạt bụi có thể
kết dính lại với nhau và bị giữ lại trong dung môi nhờ cơ chế va đạp, tiếp xúc và
khuêchs tán còn dòng khí sạch sẽ đi ra khỏi thiết bị.
Hình 1.5. Thiết bị rửa khí với lớp đệm chuyển động
2.3. Phương pháp loc bụi tĩnh điện
Thiết bị lọc bụi tĩnh điện sử dụng một hiệu điện thế cưc cao để tách bụi, hơi,
sương, khói khỏi dòng khí. Có 4 bước cơ bản để được thực hiên là:
- Dòng điện làm các hạt bụi bị ion hóa
- Chuyển các ion bụi từ các bề mặt thu bụi bằng lực điện trường.
- Trung hòa điện tích của các bụi lắng trên bề mặt thu.
- Tách bụi lắng ra khỏi bề mặt thu. Các hạt bụi có thể được tách ra bởi một áp
lực hay nhờ rửa sạch.

- Có thể lọc được bụi kích
- Sinh ra cặn bùn,nước
thải.
- Chi phí bảo trì cao do
nước rò rỉ ăn mòn thiết bị.
SVTH: Dương Công Toàn - Hoàng Thị Khuyên Trang 13
3
1
2
5
4
+
_
kh«ng khÝ
s¹ch ra
kh«ng khÝ
bôi vµo
Đồ án xử lý ô nhiễm không khí GVHD: Th.S Nguyễn Tấn Dũng
thước dưới 0,1
- Vốn thấp
Lọc tĩnh điện - Hiệu suất lọc cao,tiết kiệm
năng lượng
- Thu hồi được cả bụi khô và
bụi ướt
- Sụt áp nhỏ
- Ít phải bảo trì
- Xử lí lưu lượng lớn
- Vốn lớn
- Nhạy với thay đổi dòng
khí

hơn 20µm.
- Chiếm diện tích khá
nhiều.
3. Tổng quan bụi xi măng
3.1. Công nghệ sản xuất xi măng
Nguyên liệu sản xuất clinker xi măng là đá vôi, đất sét, cát, quặng sắt được
pha trộn theo đơn phối liệu cần thiết rồi nghiền trong máy nghiền (máy nghiền
bi hoặc máy nghiền đứng). Nghiền ướt hay nghiền khô phụ thuộc công nghệ đã
SVTH: Dương Công Toàn - Hoàng Thị Khuyên Trang 14

Đồ án xử lý ô nhiễm không khí GVHD: Th.S Nguyễn Tấn Dũng
lựa chọn. Phối liệu đã mịn được đưa vào lò, nung ở nhệt độ cao (1450 ), kết
khối thành clinker. Theo nguyên lý hoạt động lò nung, ta chia công nghệ xi
măng lam hai nhóm.
+ Xi măng lò đứng
+ Xi măng lò quay
3.1.1. Xi măng lò đứng
Phối liệu vào lò được vo thành viên (10 - 20mm) với độ ẩm 12 - 16% cho
vào nung trong lò đứng tạo thành clinker. Nhiên lệu than cũng được tạo viên (2 -
5mm), đổ chung lẫn vào viên phối liệu. Tốt nhất là dùng than cốc hoặc than
antraxit( ít tro, ít chất bốc tạo lửa ngắn ). Khi cháy môi trường nung chủ yếu là môi
trường khử, trong clinker lẫn FeO, C
5
A
3
, C
6
A
x
F

Ở đầu lò cao, đưa phối liệu vào.
Nguyên liệu khai thác ở mỏ, chuyền về nhà máy. Định lượng nguyên liệu
bằng hệ thống cân và bin tiếp liệu, rồi đưa vào máy nghiền bị ướt. Phối liệu ướt,
đủ độ mịn được chứa trong những bể chứa. Bể chứa có những cánh khuấy cơ học,
đồng thời sục khí nén làm đồng đều. Hệ thống nghiền ướt và các bể chứa bùn cần
diện tích mặt bằng lớn. Khi chứa trong bể ta có thể điều chỉnh thành phần phối
liệu trước khi nung. Bùn phối liệu vào lò nung, nhiên liệu than được nghiền mịn
bằng máy nghiền phun vào lò theo hướng ngược chiều hướng hối liệu.Sau những
biến đổi hóa lý, phối liệu thành clinker ra khỏi lò quay, được làm nguội bằng thiết
bị làm nguội kiểu ghi. Silo chứa clinker. Từ đây có thể xuất clinker tới các trạm
nghiền ngoài nhà máy nhờ giao thông vận tải, hoặc nghiền với các phụ gia và
thạch cao bằng máy nghiền bi thành xi măng.
Lò quay nung clinker rất dài (120 - 150m, lò dài nhất tới 240m) tất cả các
quá trình hóa lý từ bay hơi ẩm, phản ứng pha rắn, tạo pha lỏng và kết khối clinker
xảy ra trong lò quay. Tiêu tốn năng lượng riêng (kcal/kg clinker) trong lò quay
phương pháp ướt rất cao (1300 - 1450 kcal/kg clinker). Để tăng hiệu quả sấy phối
liệu và rút ngắn chiều dài lò, người ta lắp thêm các xích sắt ở phần đầu lò hoặc
tách riêng thiết bị sấy nếu có thể khỏi lò quay.
Phương pháp khô
Nguyên liệu đá vôi, đất sét và quặng sắt được các pin tiếp liệu đưa vào
nghiền trong máy nghiền đứng, nghiền khô. Bột phối liệu mịn được đưa vào silo
dồng nhất. Bột phối liệu cao có mức đồng nhất đạt yêu cầu được bơm khí nén
chuyển vào lò nung. Do phối liệu khô, lò nung có cấu tạo hai phần: phần thiết bị
trao đổi nhiệt kiểu treo và phần lò quay. Than đá được nghiền bằng máy nghiền
phun cháy trong lò theo chiều ngược với chiều chuyển vận của bột phối liệu. Khói
lò có thể lọc qua tháp tách kiềm. Làm nguội clinker bằng thiết bị làm nguội kiểu
SVTH: Dương Công Toàn - Hoàng Thị Khuyên Trang 16

Đồ án xử lý ô nhiễm không khí GVHD: Th.S Nguyễn Tấn Dũng
ghi, sau đó chứa trong silo. Từ đây có thể xuất clinker trực tiếp theo hệ thống vận

Bụi thải
Máy xuất xi măng
Đóng bao xi măng
Bụi thải
Bụi thải
Xuất xi măng bao
Bụi thải
Đồ án xử lý ô nhiễm không khí GVHD: Th.S Nguyễn Tấn Dũng
Hình 1.8: Các nguồn phát sinh bụi trong quá trình sản xuất
Bụi phát sinh ở hầu hết các công đoạn sản xuất: nổ mìn, lấy đá, khai thác đất
sét, nghiền nguyên liệu, nghiền xi măng, vận chuyển, nung…Bụi phát sinh chủ yếu
ở khâu nghiền. Lượng bụi tạo thành trong quá trình khai thác đá là:
0,4 kg bụi/tấn đá trong công đoạn nổ mìn khai thác đá hộc.
0,14 kg bụi/tấn đá khi nghiền khô và 0,009 kg/tấn theo phương pháp ướt.
0,17 kg bụi/tấn đấ khi bốc xếp, vận chuyển.
3.3. Đề xuất quy trình công nghệ xử lí bụi
3.3.1. Cơ sở lựa chọn
- Để lựa chọn từng thiết bị thu bụi hoặc thiết bị lọc sạch bụi cần phải chú ý
các điều kiện sau:
- Tính chất của bụi:kích cỡ,hình dạng,mật độ,độ ẩm,tính hút ẩm(tức là tính
hấp thụ hoặc hút hơi nước),tính dẫn điện,tính cháy ,tính ăn mòn,độ mài mòn và
tính độc của bụi.
- Tính chất của dòng khí mang bụi:nhiệt độ,độ chứa ẩm,tính ăn mòn,tính
cháy,áp suất,độ ẩm tương đối,mật độ,tính dính, tính dẫn điện và tính độc của dòng
khí có mang theo hạt bụi.
- Các tiêu chuẩn về khí thải của nhà nước ban hành.
SVTH: Dương Công Toàn - Hoàng Thị Khuyên Trang 20

Đồ án xử lý ô nhiễm không khí GVHD: Th.S Nguyễn Tấn Dũng
- Yếu tố phát sinh: tốc độ sa lắng của bụi theo kích thước hạt bụi,lưu lượng

Ngay từ đầu, khi lập luận chứng kinh tế kỹ thuật, ta phải nghiên cứu kỹ,
tính toán dự báo tác động của công trình đó tới môi trường, phải đảm bảo khi đưa
vào vận hành sử dụng công trình đó, không gây ô nhiễm môi trường không khí, tức
là nồng độ chất độc hại do chúng thải ra, nhập với nồng độ chất độc hại của khu
vực đó, không vượt quá nồng độ cho phép.
Cần nắm rõ các đặc tính khí hậu, nhiệt độ, độ ẩm, lượng mưa hàng năm và
vị trí địa lý của mặt bằng cần quy hoạch.
2. Quy hoạch mặt bằng
2.1. Nguồn nguyên liệu
Nhà máy sản xuất xi măng được quy hoạch trong mặt bằng của khu công
nghiệp, xa khu vực dân cư, nghiên cứu về thổ nhưỡng, đặc điểm của khu vực đối
với việc sản xuất. Trong khu công nghiệp có các nhà máy khác nhau để có thể tận
dụng nguồn nguyên liệu cho sản xuất.
Thông thường các nhà máy sản xuất xi măng thường nằm trong tổng liên
doanh của các công ty dầu khí để tận dụng được nguồn khí thiên nhiên. Đồng thời
SVTH: Dương Công Toàn - Hoàng Thị Khuyên Trang 22

Ống khói
Đồ án xử lý ô nhiễm không khí GVHD: Th.S Nguyễn Tấn Dũng
được xây dựng gần các mỏ đá vôi để thuận lợi cho việc vận chuyển nguyên liệu
đến nơi chế biến.
2.2. Vị trí đặt các phân xưởng
Trong nhà máy cần phân định rõ khu sản xuất, khu phụ trợ, kho tàng, khu
hành chính phục vụ, cần sắp xếp để khi mở rộng quy mô không ảnh hưởng đến sản
xuất, tạo điều kiện để khai thác nhà máy thuận lợi đồng thời dễ dàng tập trung các
nguồn thải, các thiết bị làm sạch, các hệ thống thông gió xử lý không khí, các thiết
bị kiểm tra kiểm soát và báo động ô nhiễm môi trường.
Các khu nhà, các nhóm nhà, và trong từng ngôi nhà cần phải thông thoáng
tự nhiên tốt, chiếu sáng tự nhiên tốt. Muốn vậy phải nắm vững các quy luật về khí
động, bố trí nhà cho hợp lý, không những nhà này không che chắn nhà kia, mà còn

khói
Hệ
thống
xử lý
khí
thải
Quạt
hút
Lọc bụi
quán tính
Chụp
hút
Mạng lưới điện
Khí thải
Quạt
đẩy
Đồ án xử lý ô nhiễm không khí GVHD: Th.S Nguyễn Tấn Dũng
Hình 1.8: Sơ đồ quy hoạch mặt bằng
CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN THIẾT BỊ
1. Thiết bị lắng bụi quán tính kiểu “lá
sách”
Thiết bị lọc quán tính kiểu “lá
sách” cấu tạo của Stairmand gồm một
không gian hình trụ, bên trong có đặt các
tấm chắn đặt song song nhau và chéo góc
với hướng chuyển động ban đầu của
dòng khí, lệch một góc bằng 30
o
so với
phương ngang.