Công nghệ xử lí khí thải và chống ồn - Đề tài Phương pháp lọc bụi tĩnh điện

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC VÀ KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG MÔN HỌC: CÔNG NGHỆ XỬ LÍ KHÍ THẢI VÀ CHỐNG ỒN Đề tài Phương pháp lọc bụi tĩnh điện GVHD: Th.S Trần Đức Thảo Nhóm thực hiện: 10 Họ và tên MSSV Phân công công việc Trần Thị Ngọc Vàng 2009120102 Tìm tài liệu Power point, thuyết trình, phần 1. Phạm Thị Tốt 2009120063 Tìm tài liệuThuyết trình, phần 2. Nguyễn Xuân Thuyền 2009120050 Tìm tài liệu, ứng dụng. Trương Quang Phúc 2009120005 Tìm tài liệuPhần 3, thuyết trình Phan Ngọc Dũng 2009120090 Tìm tài liệuHình ảnh power point. Nguyễn Trường Mãi 2009120062 Tìm tài liệu, thuyết trình. DANH SÁCH NHÓM Cơ sở lí thuyết Các yếu tố ảnh hưởng Ứng dụng, ưu & nhược điểm NỘI DUNG CƠ SỞ LÍ THUYẾT Lọc bụi tĩnh điện là hệ thống loại bỏ các hạt bụi có kích thước siêu nhỏ ( 0.01 − 10 ), trên nguyên lí ion hóa và tách hết bụi ra khỏi không khí khi chúng đi qua vùng có điện trường lớn. 1. Khái niệm CƠ SỞ LÍ THUYẾT 2. Nguyên tắc Sử dụng năng lượng điện (một chiều) trực tiếp để lọc bụi. Trong thiết bị lọc bụi tĩnh điện, các hạt bụi được lắng dưới tác dụng của lực tĩnh điện. CƠ SỞ LÍ THUYẾT Sơ đồ nguyên lí CƠ SỞ LÍ THUYẾT Nguyên lí hoạt động Cực phóng được nối với điện cực âm có điện áp cao có thể lên đến 120kV, tạo điện trường rất mạnh làm cho điện cực phóng luôn luôn ở trạng thái phóng điện. Khi dòng khí mang bụi đi vào trong thiết bị thì hạt bụi ( có kích lớn hay nhỏ, trung hòa hoặc không trung hòa) đi vào từ trường (âm) lập tức bị nhiễm điện. CƠ SỞ LÍ THUYẾT Nguyên lí hoạt động Cực lắng là những tấm hoặc những ống bằng kim loại được nối với điện cực dương và nối đất. Nó là một điện cực trung hòa. Nó trung hòa điện tích của các hạt bụi bị nhiễm điện. Khi các hạt bụi bị nhiễm điện tiếp xúc với điện cực lắng lập tức mất hết điện tích và bám kín vào bề mặt của tấm điện cực lắng, tạo nên những mảng bụi lớn. CƠ SỞ LÍ THUYẾT Nguyên lí hoạt động Khi lượng bụi bám đủ dày trên cực lắng, sẽ được định kì tháo ra ngoài bằng hệ thống búa gõ, gõ vào cực lắng tạo ra rung động mạnh (dùng phương pháp ướt, rửa bụi) và làm cho bụi rơi vào trong boongke chứa bụi. Khí sau khi xử lí sẽ đi ra ngoài CƠ SỞ LÍ THUYẾT 3. Dòng điện trong chất khí Sự ion hóa khí  Khí ở điều kiện bình thường là nguồn ion hóa và có khả năng dẫn điện.  Các ion và electron chuyển động trong không khí sẽ tạo nên dòng điện.  Quá trình ion hóa dưới tác dụng của các electron và ion chuyển động gọi là sự ion hóa va đập. CƠ SỞ LÍ THUYẾT 4. Quầng sáng trong các thiết bị Giá trị cường độ điện trường phát sinh quầng sáng được tính theo công thức Pich: E0 = 3,04.( β + 0,0311. ).106 (V/m)  : Tỷ số giữa khối lượng đơn vị của khí ở điều kiện làm việc và điều kiện chuẩn. = ± ( + ), . ( + )  B: áp suất khí quyển (N/m2).  pk: áp suất dư của khí (N/m2).  t: nhiệt độ khí (0C)  r: Bán kính điện cực quầng sáng (m). CƠ SỞ LÍ THUYẾT 5. Sự tích điện của các hạt bụi Bắn phá ion dưới tác dụng của điện trường Chuyển động nhiệt làm các ion tiếp xúc với hạt bụi Hạt bụi có kích thước > 1 Hạt bụi có kích thước < 1 CƠ SỞ LÍ THUYẾT 6. Mức độ thu bụi lí thuyếtɳ = − = 1 - . = −  : tốc độ chuyển động của hạt bụi chứa điện tích về phía cực lắng (m/s).  L: chiều dài hữu ích của điện trường trong thiết bị (m).  : tốc độ dòng khí qua thiết bị lọc (m/s).  D: khoảng cách giữa điện cực lắng và điện cực quầng sáng (m). CƠ SỞ LÍ THUYẾT Hạt bụi phân bố đều theo tiết diện ngang của thiết bị. Bụi trên điện cực lắng không bị khí cuốn ra ngoài. Không tính ảnh hưởng gió điện. Mức độ thu bụi lí thuyết CƠ SỞ LÍ THUYẾT 7. Công suất điện N = . . ∅., . + N1 (KW)  Um: điện áp biên độ của nguồn điện cấp (KV)  ITB: cường độ trung bình của dòng điện (A)  k∅: hệ số dạng đường cong của dòng điện (1,2 ÷ 1,5)  ηe: hiệu suất của thiết bị (=0,8)  Cos = 0,7 ÷ 0,75  N1: công suất của các cơ cấu giũ bụi và các thiết bị phụ trợ khác (kể cả công suất quạt) • LBTĐ kiểu ống • LBTĐ kiểu tấm Hình dạng điện cực lắng • LBTĐ một điện trường • LBTĐ hai hay nhiều điện trường Số điện trường trong thiết bị 8. Phân loại •LBTĐ kiểu đứng •LBTĐ kiểu ngang Theo chiều dòng khí •LBTĐ kiểu ướt •LBTĐ kiểu khô Trạng thái bụi 8. Phân loại • LBTĐ một vùng • LBTĐ hai vùng Theo bố trí vùng nạp điện tích và lắng bụi 8. Phân loại CƠ SỞ LÍ THUYẾT Thiết bị lọc bụi bằng điện một vùng CƠ SỞ LÍ THUYẾT Thiết bị lọc bụi bằng điện kiểu ống, đứng CƠ SỞ LÍ THUYẾT Sơ đồ nguyên lí của thiết bị lọc bụi bằng điện kiểu tấm bản CƠ SỞ LÍ THUYẾT Thiết bị lọc bụi bằng điện một vùng Hệ thống lọc bụi tĩnh điện 9. Các bộ phận chính Điện cực phóng 9. Các bộ phận chính Các yêu cầu kĩ thuật  Có hình dạng xác định để tạo ra sự phóng điện mạnh và cùng dấu.  Có độ cứng và độ bền cơ học cao.  Được chế tạo từ kim loại bền: thép cường độ cao, thép silic, đồng, nhôm, 8. Các bộ phận chính Cực ion hóa Không có điểm phóng điện xác định Dây thép gai_điểm phóng điện xác định Điện cực lắng 8. Các bộ phận chính Các yêu cầu kĩ thuật  Có độ cứng và độ bền cơ học cần thiết.  Có tính chất khí động tốt và chịu được sức rung khi giũ bụi.  Được chế tạo từ tôn, thép chất lượng cao.  Dày 1÷ 1,5 . 8. Các bộ phận chính Kiểu chữ M Kiểu chữ C ( = 1,5 2 m/s) Tấm phẳng nhẵn ( 1m/s) CƠ SỞ LÍ THUYẾT Hệ thống lọc bụi tĩnh điện khô CƠ SỞ LÍ THUYẾT Ưu điểm • Hiệu quả lọc bụi cao. • Lọc bụi trong khí thải lò nung, lò hơi, lò nhiệt điện. Nhược điểm • Khó khăn khi xử lí khí có độ ẩm cao. • Bụi có thể tung trở vào dòng khí khi giũ bụi. CƠ SỞ LÍ THUYẾT Hệ thống lọc bụi tĩnh điện ướt CƠ SỞ LÍ THUYẾT Hệ thống lọc bụi tĩnh điện ướt CƠ SỞ LÍ THUYẾT + Hiệu quả lọc bụi cao. + Lọc được bụi có kích thước < 0,01 . + Làm việc được với khí có nhiệt độ và độ ẩm cao, làm nguội khí. + Lọc được cả khí độc. - Bụi được thải ra dưới dạng bùn nên làm phức tạp cho các công trình xử lí khác. - Dòng khí ra có thể làm hăng gỉ đường ống, ống khói. Các nhân tố ảnh hưởng Tính chất của khí cần làm sạch Tính chất của bụi và lớp bụi trên điện cực lắng Hàm lượng bụi ban đầu trong khí Tốc độ và sự phân bố khí Cường độ của điện trường Các nhân tố ảnh hưởng 1. Tính chất của khí cần làm sạch  Khi tăng nhiệt độ khí điện thế giảm, duy trì không có sự xuyên thủng.  Tăng độ ẩm khí tăng khả năng của điện thế xuyên thủng.  Thành phần hóa học của khí thường là các tạp chất mang điện âm cũng được duy trì ổn định như điện tích dương ở quầng sáng. Các nhân tố ảnh hưởng 2. Tính chất của bụi và lớp bụi trên điện cực lắng  Hạt có điện trở thấp < rất dễ tích điện nhưng cũng rất nhanh mất điện tích.  Hạt có = − điện tích mất dần khi chạm vào cực hút, tạo thành lớp dày ở cực lắng.  Hạt có điện trở lớn ≥ tạo thành lớp cách điện trên bề mặt cực hút. Các nhân tố ảnh hưởng 2. Tính chất của bụi và lớp bụi trên điện cực lắng Kích thước hạt bụi  Kích thước hạt = 1 thì hiệu suất đạt 90 95%.  Kích thước hạt = 0,1 thì hiệu suất đạt đến 99% hoặc cao hơn. Để tăng hiệu quả làm việc của thiết bị lọc bụi đối với bụi có điện trở suất lớn thường áp dụng phương pháp điều tiết khí, nghĩa là khí được làm nguội bằng nước, nhiệt độ giảm, độ ẩm tăng, điện trở suất trong bụi sẽ giảm. Các nhân tố ảnh hưởng 3. Hàm lượng bụi ban đầu trong khí Sơ đồ phân bố đường sức trong thiết bị lọc bụi điện kiểu ống trụ Các nhân tố ảnh hưởng Khi không có các hạt bụi, các đường sức nối trực tiếp giữa 2 điện cực. Khi có hạt bụi, đường sức chỉ nối giữa hạt bụi và cực lắng. Khi tăng số lượng hạt bụi trong điện trường sẽ tăng số điện tích không gian. Kết quả làm giảm hiệu suất thu bụi. Khắc phục bằng cách: giảm tốc độ khí, tăng thế hiệu trên điện cực quầng sáng để tăng thế hiệu điện trường, tăng tốc độ chuyển động của các hạt bụi chứa điện tích và tăng cường độ tạo thành ion. Các nhân tố ảnh hưởng 4. Tốc độ và sự phân bố khí * Khi tăng tốc độ khí đến một giới hạn các hạt bụi đã lắng trên điện cực có thể bị văng ra và bị cuốn ra khỏi thiết bị. Sử dụng các thiết bị phân bố khí: cánh dẫn hướng và lưới phân bố. Các nhân tố ảnh hưởng 5. Cường độ của điện trường ►Cường độ dòng điện tăng khi tăng điện thế là đặc điểm thuận lợi của chế độ điện. ►Quầng sáng ngược xuất hiện cũng làm tăng cường độ dòng điện nhưng hiệu quả thu bụi giảm. ►Không cho phép cấp nguồn thế hiệu xoay chiều vào điện cực quầng sáng. Ưu điểm Hiệu suất thu bụi có thể đạt đến 99,9% Lọc được bụi có kích thước siêu nhỏ (0,01 và nồng độ bụi giảm từ vài gam đến 50g/cm2 Nhiệt độ khí có thể đến 5000C, công suất lọc lớn. Ưu điểm Có thể làm việc với áp suất chân không và áp suất cao, bụi khô hay bụi ướt. Có thể điều khiển và tự động hóa hệ thống hoàn toàn. Chi phí vận hành thấp, trở lực nhỏ. Nhược điểm Cồng kềnh, chiếm nhiều diện tích. Không được sử dụng để làm sạch các khí có chứa chất gây cháy nổ. Vốn đầu tư cao, cần có chế độ làm việc, lắp đặt rất nghiêm ngặt. Không thích hợp cho xí nghiệp vừa và nhỏ. Độ nhạy cao, khi thay đổi các thông số công nghệ thì hiệu quả thu bụi giảm sút nhiều. Xi măng Phân bón Luyện kim Gốm sứ Dầu mỏ Giấy Ứng dụng ỨNG DỤNG THỰC TẾ Thiết bị lọc bụi tĩnh điện ở nhà máy sản xuất xi măng Hoàng Thạch ỨNG DỤNG THỰC TẾ Chuẩn bị nguyên liệu Nghiền nguyên liệu Nung Nghiền xi măng Đóng bao, xuất ỨNG DỤNG THỰC TẾ Nguồn phát sinh bụi Chụp hút Ống khói thải ra ngoài Đường ống dẫn bụi Quạt hút Quạt đẩy Thiết bị lọc bụi tĩnh điện Thùng chứa bụi Bụi