CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU
1.1 Lời nói đầu
Cùng với sự phát triển kinh tế là sự ô nhiễm môi trường ngày càng gia tăng. Môi
trường bị ô nhiễm sẽ có những ảnh hưởng không nhỏ đến đời sống của con người cũng
như động thực vật, phá vỡ các mối cân bằng sinh thái, cảnh quan đô thị.
Để tạo sự cân bằng sinh thái, môi trường sống trong sạch trước tiên phải kể đến môi
trường tự nhiên mà trong đó môi trường không khí đóng vai trò quan trọng nhất.
Hiện nay ô nhiễm không khí đang là một vấn đề đáng quan tâm khi số lượng các khu
công nghiệp, khu chế xuất ngày càng tăng. Vì vậy việc xử lý bụi và khí thải trong quá
trình sản xuất là bước quan trọng trong việc bảo vệ môi trường không khí.
1.2 Mục tiêu luận văn
Tính toán, thiết kế hệ thống thu gom nhà máy chế biến gỗ Mê Kông -Đồng Nai. Từ đó
có biện pháp xử lý bụi một cách hợp lý.
1.3 Nội dung luận văn
- Xác định nguồn ô nhiễm trong nhà máy chế biến gỗ Mê Kông – Đồng Nai
- Tính toán thiết kế hệ thống xử lý bụi cho nhà máy
- Tính toán kinh tế cho hệ thống xử lý.
1.4 Phương pháp nghiên cứu
- Nghiên cứu lý thuyết: đọc sách, tham khảo tài liệu,…
- Kết hợp quan sát thực tế và lý thuyết: tham quan nhà máy và so sánh với lý thuyết,
tham khảo ý kiến của các thầy, …
1.5 Sơ lược tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước
1.5.1 Tình hình ngoài nước
Ở các nước phát triển trên thế giới với nền công nghiệp hiện đại, khoa học kỹ thuật
phát triển mạnh, vốn đầu tư lớn, sản xuất có quy mô, có điều kiện nghiên cứu về từng chất
ô nhiễm, từng ngành công nghiệp khác nhau, họ đưa ra các và áp dụng nhiệu loại công
nghệ và thiết bị xử lý có hiệu quả cao, đảm bảo các tiêu chuẩn về vệ sinh môi trường.
Ngoài ra chính phủ còn khuyến khích áp dụng các công nghệ sản xuất sạch vào quá trình
sản xuất, tức là giảm thiểu đến mức thấp nhất các chất thải trong các khâu sản xuất, vừa ít
tốn nguyên nhiên liệu, năng lượng mà năng suất vẫn cao, sản phẩm vẫn đạt chất lượng, ít
gây ô nhiễm môi trường.
Hướng kinh doanh: sản xuất và kinh doanh sản phẩm đồ mộc gia dụng : tủ, bàn,
ghế, kệ, giường…
Nơi tiêu thụ: sản phẩm phục vụ cho nhu cầu nội địa (40%) và xuất khẩu (60%).
Vốn đăng ký:
Tổng vốn đầu tư: 6.000.000.000 VNĐ
Vốn cố định: 4.000.000.000 VNĐ
Vốn lưu động: 2.000.000.000 VNĐ
Số lượng công nhân trong xưởng:
Xưởng cũ: 130 người.
Xưởng mới
+ Năm thứ nhất: 130 người.
+ Năm thứ hai: 160 người.
+ Năm thứ ba: 200 người.
2.1.1.2 Mục tiêu hoạt động của công ty
Việc đầu tư thành lập xưởng chế biến gỗ gia dụng của Công ty TNHH Thương Mại
Hàng Hoá MêKông nhằm vào các mục đích như:
- Đầu tư và tiếp thu các thiết bị công nghệ hiện đại sản xuất đồ mộc gia dụng tại
Việt Nam. Sản phẩm của xưởng sẽ góp phần giải quyết nhu cầu tiêu dùng hàng trang trí
nội thất ngày càng lớn ở trong nước và đặc biệt là xuất khẩu ra nước ngoài.
3
- Hoạt động của xưởng nhằm vào việc tận dụng triệt để gỗ cao su là nguồn
nguyên liệu khá dồi dào trong nước. Hoạt động của xưởng nằm trong danh mục được nhà
nước khuyến khích và ưu tiên kêu gọi đầu tư.
- Hoạt động của xưởng thu hút nhiều lao động phổ thông, đội ngũ cán bộ công
nhân kỹ thuật và hàng loạt lao động gián tiếp từ việc thu gom phế liệu gỗ. Đào tạo và
huấn luyện đội ngũ cán bộ kỹ thuật, công nhân đạt đến trình độ kỹ thuật chuyên môn cao,
làm việc trong điều kiện máy móc thiết bị đạt mức độ cơ khí hoá và tự động hoá cao.
- Góp phần làm tăng nguồn thu cho ngân sách nhà nước thông qua các khoản
thuế doanh thu, thuế lợi tức và các chi phí bảo hiểm xã hội khác.
2.2 Quy trình công nghệ sản xuất của phân xưởng tinh chế
• 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
Gỗ sau khi được tạo dáng chính xác ở khâu tạo dáng, sau đó được đưa vào khâu
mộng để làm các mộng lắp ghép. Các mộng bao gồm: mộng âm, mộng dương, mộng đơn,
mộng đôi.
5
Công đoạn này chủ yếu sử dụng các máy tuapi, cưa mâm 2 lưỡi.
Công đoạn này phát sinh bụi do các máy cưa, máy tuapi.
• Chà nhám (đánh bóng) chi tiết hoặc sản phẩm
Ở công đoạn này, chi tiết (sản phẩm) trước hết sẽ được chà nhám thô các góc cạnh,
bề mặt. Sau đó chúng được chà tinh bằng các loại giấy nhám mịn bằng máy hoặc bằng
tay.
Công đoạn này phát sinh bụi do các máy chà nhám
• Sơn phủ bề mặt
Sau khi chà nhám tinh, sản phẩm được sơn phủ bề mặt bằng cách nhúng vào vecni
hoặc sơn bằng máy. Mục đích của sơn phủ bề mặt là để chống mối mọt và làm cho sản
phẩm thêm bóng đẹp.
Công đoạn này phát sinh bụi sơn.
được cải thiện bằng cách thay thế Urea từng phần hoặc tất cả bởi Melamine. Khả năng
chống ẩm của nhựa Melamine formaldehyde (MF) tinh khiết rất tốt nhưng do giá thành
cao nên việc sử dụng chúng không được phổ biến. Hỗn hợp của nhựa UF và MF được gọi
là nhựa Urea Melamine formaldehyde (UMF). Hàm lượng của MF trong UMF thường
khoảng 45%.
Tốc độ xử lý của nhựa UMF nói chung nhanh hơn tốc độ xử lý của nhựa UF và vì
thế thời gian ép yêu cầu sẽ lâu hơn khoảng 10%. Lượng keo yêu cầu cũng cao hơn 30%.
2.3.2.1. Sáp
Sáp lỏng thường được dùng để làm giảm độ hút nước và những chỗ lồi lõm hoặc
khuyết tật của chi tiết sản phẩm. Sáp lỏng thường được đưa vào trong hỗn hợp keo.
2.3.2.2. Các phụ gia khác
Các phụ gia khác có thể cho thêm vào trong quá trình chế biến gỗ là các chất bảo
quản nhằm chống lại sự mục nát và sự tấn công của mối cũng như làm chậm sự bắt lửa.
Nhu cầu nguyên liệu thô và các phụ gia, hoá chất sử dụng trong quá trình sản suất hàng
năm trong bảng sau:
Bảng 2.1: Nhu cầu sử dụng nguyên vật liệu hàng năm
STT Nguyên vật liệu Đơn vị tính Số lượng
1 Nguyên liệu gỗ cao su m
3
5000
2 Keo dán gỗ tấn 1
3 Sơn NC, PU tấn 28
4 Dung môi (Butyl Acetate) Kg 237,5
5 Borate tấn 3,8
6 Borite tấn 5,7
2.3.3 Máy móc thiết bị
Các máy móc thiết bị chính phục vụ cho sản xuất trong xưởng chủ yếu mua tại Việt
Nam và nhập từ Đài Loan được trình bày trong bảng 2.2 như sau:
Bảng 2.2: Các máy móc và thiết bị của phân xưởng chế biến gỗ.
7
khi cắt các tấm gỗ được
đưa qua làm mộng nhằm
ghép các thanh lại với
nhau.
1,7 x 1,0 x 1,2 11,5 3
4 D - Máy ghép dọc. 1,4 x 1,3 x 0,7 3,5 2
5 N - Máy ghép ngang. 3,5 x 3,5 x 2,0 3,5 2
6
C2
- Máy cưa đĩa 2 lưỡi tề
đầu : cắt chính xác ván
theo kích thước quy
định.
2,4 x 2,0 x 0,7 7 1
7
CN
- Máy chà nhám : chà
láng mặt ván và đây là
khâu chế biến cuối cùng.
3,5 x 2,5 x 1,2 12 1
2.4. Khả năng gây ô nhiễm từ nhà máy
2.4.1. Hiện trạng môi trường không khí tại khu vực nhà máy
Theo khảo sát và đánh giá của Trung tâm công nghệ môi trường CEFINEA về hiện
trạng phông môi trường tại khu vực xây dựng xưởng sản xuất đồ gỗ gia dụng của công ty
ngày 1/11/2004 và lân cận. Với phương pháp lấy mẫu và phân tích các chỉ tiêu không khí
dựa theo “Air Sampling and analysis". Các số liệu phân tích được thể hiện ở bảng 2.3 như
sau:
Bảng 2.3 : Các thông số vi khí hậu và độ ồn tại xưởng sản xuất gỗ
8
Vị trí đo đạc
SO
2
(mg/m
3
)
NO
2
(mg/m
3
)
CO
(mg/m
3
)
Trong xưởng. 0,014 0,085 3,34
Văn phòng 0,041 0,164 3,67
Khu vực bên ngoài 0,013 0,067 2,87
Tiêu chuẩn TCVN 5937-1995 0,300 0,400 40,00
Theo các số liệu nêu trên, bụi là yếu tố đáng quan tâm nhất trong phân xưởng. Ở tất
cả các khu vực trong phân xưởng hàm lượng bụi đều lớn hơn tiêu chuẩn cho phép, đặc
biệt là khu vực bào và chà nhám chi tiết gỗ.
Như vậy, nói chung nguồn ô nhiễm quan trọng nhất trong phân xưởng là hàm lượng
bụi. Tuy nhiên, hàm lượng bụi sẽ giảm đi khi các thiết bị xử lý bụi hoạt động có hiệu quả.
2.4.2 Các yếu tố gây ô nhiễm từ nhà máy
2.4.2.1 Bụi thải
Đây là nguồn ô nhiễm nghiêm trọng nhất trong công nghiệp chế biến gỗ, vì hiện
trong phân xưởng cũ nồng độ bụi quá cao so với tiêu chuẩn cho phép.
Bụi phát sinh chủ yếu từ các công đoạn và qúa trình sau:
+ Cưa xẻ gỗ để tạo phôi cho các chi tiết mộc.
9
3
/năm x 80% = 4000m
3
/năm = 3400 tấn/năm
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 2.6: Tải lượng ô nhiễm bụi và chất thải rắn
10
Kích thước bụi
Nguyên liệu sử
dụng trong năm
(tấn)
Hệ số ô nhiễm
Tải lượng ô nhiễm
trong năm
(kg/năm)
Cưa, tẩm sấy 4250 0.187 ( Kg/ tấn gỗ) 794,75
Bụi tinh (gia công) 3400 0.5 (Kg/tấn gỗ) 1700
Bụi tinh (chà nhám) 12.000 m
2
0.05 (Kg/m
2
) 600
2.4.2.2 Khí thải
) và Formaldehyde (Aldehyde formic – HCHO). Trong điều kiện bình thường, chúng
dễ dàng phân tán vào môi trường xung quanh kèm theo các mùi rất đặt trưng như mùi
khai của khí NH
3
và mùi sốc của Formaldehyde).
Phát sinh từ công đoạn sơn gồm bụi mù và hơi dung môi ảnh hưởng xấu đến sức
khoẻ công nhân. Tải lượng sơn phát tán vào không khí gây ô nhiễm chiếm khoảng 0,5%
lượng sơn sử dụng. Ngoài ra hơi dung môi còn phát sinh trong quá trình phết keo, tải
lượng hơi dung môi phát sinh được tính bằng 0,5% lượng sử dụng.
2.4.2.4 Tiếng ồn
11
Tiếng ồn ảnh hưởng nghiêm trọng đến thính giác con người, khi tiếp xúc với mức ồn
có cường độ cao thường xuyên, người tiếp xúc sẽ bị điếc. Thông thường trong các xí
nghiệp công nghiệp, công nhân làm việc trong các phân xưởng phát sinh tiếng ồn hay mắc
bệnh điếc nghề nghiệp.
Sau ô nhiễm không khí, ô nhiễm do tiếng ồn là loại ô nhiễm đáng chú ý ở những nhà
máy chế biến gỗ. Đặc điểm chung của hầu hết các máy móc thiết bị trong công nghệ này
đều có mức ồn cao, những máy móc gây ồn chính như: Máy bào, máy chà láng, máy
khoan.
2.4.2.5 Ô nhiễm do nhiệt
Do đặc thù của công nghệ sản xuất, tại công đoạn sấy gỗ trong dây truyền công nghệ
có sử dụng các lò đốt dùng củi. Các lò sấy này có khả năng lan truyền nhiệt ra khu vực
xung quanh do sự dẫn nhiệt qua thành lò gây ô nhiễm nhiệt cho khu vực xung quanh.
2.4.2.6 Nguy cơ gây cháy nổ
Các loại nguyên vật liệu, nhiên liệu sử dụng trong quá trình sản xuất và các sản
phẩm thành phẩm của hai Xưởng Sản Xuất Đồ Gỗ Gia Dụng rất dễ bắt lửa và gây ra cháy,
nổ. Bản chất các quá trình có khả năng gây ra cháy, nổ có thể được chia thành sáu nhóm
chính:
• Nhóm 1: Những vật liệu rắn dễ cháy, dễ bị bắt lửa như: dăm bào, mạt cưa, giấy,
gỗ
Bảng 2.8: Chất lượng nước thải màng nước phun sơn
STT Chỉ tiêu Đơn vị Hàm lượng Tải lượng(kg/ngày)
1
2
3
4
PH
SS
COD
Dầu
mg/l
mg/l
mg/l
8 – 10
100 – 150
100 – 150
20 - 30
0,5 – 0,75
0,5 – 0,75
0,01 – 0,015
Lượng nước thải chủ yếu của xưởng là nước thải sinh hoạt của công nhân (kể cả
nước thải từ nhà ăn phục vụ công nhân). Nước thải này chứa các cặn bã hữu cơ, các chất
hữu cơ hòa tan, các chất dinh dưỡng có nguồn gốc N, P và vi trùng.
2.4.2.8 Chất thải rắn
Chất thải rắn do các hoạt động của xưởng gồm hai loại chính:
• Các chất thải từ quá trình sản xuất gồm 3 dạng cơ bản:
+ Các phế liệu gỗ vụn, mùn cưa phát sinh do các công đoạn gia công chế biến
đồ mộc.
+ Bụi thu hồi từ các Xiclone.
+ Bao bì và các loại thùng đựng hoá chất.
µ
m) được xác định theo công thức sau
)(
)(
1018
7
m
g
H
b
c
µ
τρρ
µ
δ
−
×
=
[3.1]
Trong đó
µ
: độ nhớt động lực của môi trường (khí, nước), Pa.s
ρ
b
,
ρ
: khối lượng đơn vị của vật liệu bụi và môi trường, g/cm
3
H: chiều cao rơi (lắng) của hạt, cm
m. Loại hạt cỡ này ở một số
nồng độ đủ làm giảm tầm nhìn thì được gọi là sương giá (fog)
Có sự khác biệt về tính chất lý hóa của các hạt có kích thước nhỏ và lớn nhất. Các hạt
nhỏ thì tuân theo một cách chặt chẽ sự chuyển động của môi trường khí xung quanh,
trong khi đó các hạt lớn – như bụi thô chẳng hạn thì rơi có gia tốc dưới tác dụng của lực
trọng trường và nhờ thế chúng dễ dàng bị loại khỏi dòng khí (dễ lọc sạch). Tuy vậy,
những hạt bụi có kích thước lớn cũng có khả năng bị cuốn đi rất xa khi điều kiện thuận
lợi.
Những hạt bụi có tác hại nhất đối với sức khỏe con người là khi chúng có thể thâm
nhập sâu vào tận phổi trong quá trình hô hấp – tức những hạt bụi có kích thước
δ
< 10
µ
m,
người ta gọi cỡ hạt bụi này là bụi hô hấp.
3.2 Biện pháp kỹ thuật và thiết bị lọc bụi:
Nguồn bụi từ các nhà máy thải ra rất đa dạng cho nên phương pháp và thiết bị lọc
bụi sẽ được cân nhắc lựa chọn đối với từng loại hình sản xuất dựa trên nồng độ bụi, tính
chất hóa học, tính chất vật lý, nhu cầu tuần hoàn không khí… Lọc sạch bụi trong không
khí được chia thành 3 cấp:
Làm sạch thô: chỉ giữ được các hạt bụi có kích thước > 100 µm, cấp lọc này
thường để lọc sơ bộ.
Làm sạch trung bình: không chỉ giữ được các hạt to mà còn giữ được các hạt nhỏ,
nồng độ bụi sau khi lọc còn khoảng 30-50 mg/m
3
.
Làm sạch tinh: có thể lọc được các hạt bụi nhỏ hơn 10µm với hiệu suất cao, nồng
độ bụi sau thiết bị lọc còn 1-3 mg/m
3
.
%9080);50( −> m
µ
50 – 130 350 – 550
2 Xiclon 85.000
%9050);10( −> m
µ
250 – 1.500 350 – 550
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
>
Hình 3.1: Các dạng buồng lắng bụi
1. Dòng khí bẩn chứa bụi vào
buồng lắng
2. Khí sạch ra khỏi buồng lắng
3. Bụi thu hồi
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
.
Khí baån
Khí saïch
Buïi
Khí saïch
Khí baån
Buïi
Khí baån
Khí saïch
thc ht bi > 5àm. Thu hi bi trong xiclon din ra di tỏc dng ca lc ly tõm.
Nguyờn lý hot ng: Dũng khớ nhim bi c a vo phn trờn ca xiclon.
Thõn xiclon thng l hỡnh tr cú ỏy l chúp ct. ng khớ bn vo thng cú dng khi
ch nht, c b trớ theo phng tip tuyn vi thõn xiclon. Khớ vo xiclon thc hin
chuyn ng xon c, dch chuyn xung di v hỡnh thnh dũng xoỏy ngoi. Lỳc ú,
cỏc ht bi, di tỏc dng ca lc ly tõm vng vo thnh xiclon. Tin gn ỏy chúp, dũng
khớ bt u quay ngc tr li v chuyn ng lờn trờn hỡnh thnh dũng xon trong. Cỏc
ht bi vng n thnh, dch chuyn xung di nh lc y ca dũng xoỏy v trng lc
18
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 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;
cơ bản so với xiclon là trong thiết bị này có dòng khí xoáy phụ trợ.
Nguyên lý hoạt động: Khí nhiễm bụi được cho vào từ dưới, được xoáy nhờ cánh
quạt, chuyển động lên trên và chịu tác động của tia khí thứ cấp. Dòng khí thứ cấp chạy ra
từ vòi phun tiếp tuyến để tạo sự xoáy hỗ trợ cho khí. Dưới tác dụng của lực ly tâm bụi
văng ra phía ngoài, gặp dòng khí xoáy thứ cấp hướng xuống dưới, đẩy chúng vào khoảng
không gian vành khăn giữa các ống. Không gian vành khắn chung quanh ống vào được
trang bị vòng đệm chắn để bụi không quay trở lại thiết 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
20
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.
3.2.1.2 Thiết bị lọc bụi khô
Nguyên lý: Khi cho khí qua vách ngăn xốp, các hạt rắn được giữ lại còn khí đi
xuyên qua nó hoàn toàn.
Nguyên lý hoạt động: Quá trình lọc bụi trên vải lọc xảy ra theo 3 giai đoạn
21
+ 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;
+ 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;
+ Vải thủy tinh bền ở 150-350
0
C. Chúng được chế tạo từ thủy tinh nhôm
silicat không kiềm hoặc thủy tinh magezit.
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.
c) 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:
23
+ Thổi khí theo chiều ngược lại;
+ Cho dung dịch lỏng qua theo hướng ngược lại;
+ Cho hơi nóng qua;
+ Gõ hoặc nung lưới với thành phần lọc.
3.2.2 Thiết bị lọc bụi bằng phương pháp ướt
Quá trình thu hồi bụi theo phương pháp ướt dựa trên sự tiếp xúc của dòng khí bụi
với chất lỏng, được thực hiện bằng các biện pháp cơ bản sau:
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
.
b) Thiết bị rửa khí trần
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 0,5-8l/m
3
khí.
c) Thiết bị rửa khí đệm
Tháp rửa khí đệm là tháp với lớp đệm đổ đống hoặc được sắp xếp theo trật tự xác
định. Chúng được ứng dụng để thu hồi bụi dễ dính ướt, nhưng với nồng độ không cao và
khi kết hợp với quá trình hấp thụ do lớp đệm hay bị bịt kín nên loại thiết bị này ít được sử
dụng. Ngoài tháp ngược chiều, trên thực tế người ta còn ứng dụng thiết bị rửa khí với sự
tưới ngang.
Để đảm bảo độ dính ướt của bề mặt lớp đệm, chúng thường được để nghiêng 7-10
0
về hướng dòng khí, lưu lượng lỏng 0,15-0,51 l/m
3