Bài giảng Kỹ thuật xử lý khí thải - Chương 3: Kỹ thuật xử lý bụi - Phạm Khắc Liệu

3.1. Đại cương 3.1.1. Đánh giá quá trình xử lý bụi  Hiệu suất xử lý bụi hay hiệu suất thu gom (collection efficiency), %:  = [(Nồng độ bụi vào – Nồng độ bụi ra)/Nồng độ bụi vào]100 C : nồng độ bụi trong khí thải đi vào thiết bị, kg/m3 Chương 3. KỸ THUẬT XỬ LÝ BỤI (3.1) 100   i ei C CC  Thiết bịCi Ce Vào Ra Thu gom Bài giảng Kỹ thuật xử lý khí thải - GV: Phạm Khắc Liệu 3-1 o Ce: nồng độ bụi trong khí thải đi ra khỏi thiết bị, kg/m 3  Lượng bụi thu gom được, kg/s = QCi/100 (3.2) Q: lưu lượng khí (m3/s)  Một thuật ngữ khác được sử dụng là mức thoát qua p = 1 – /100  Khi có n thiết bị xử lý lắp nối tiếp, hiệu suất xử lý bụi tổng cộng:  = 1 - (1 - 1)(1 - 2).(1 - n) (3.3) (với  và i biểu diễn theo số thập phân) hay p = 1- p1p2 pn Chương 3. KỸ THUẬT XỬ LÝ BỤI  Trong tính toán, hiệu suất thu gom i thường tính cho mỗi cỡ hạt di  Thực tế, do khí thải chứa hỗn hợp bụi nhiều cỡ hạt  từ i và số liệu phân bố cỡ hạt trong khí thải, tính hiệu suất tổng cộng: Bài giảng Kỹ thuật xử lý khí thải - GV: Phạm Khắc Liệu 3-2 wi là phần hạt cỡ di (3.4)  iiw 3.2. Buồng lắng trọng lực 3.2.1. Nguyên tắc và các đặc điểm  Nguyên tắc: khí thải đi vào buồng lắng có tiết diện tăng, tốc độ khí giảm đột ngột, các hạt bụi tách khỏi dòng khí dưới tác dụng của trọng lực.  Các đặc điểm: Chương 3. KỸ THUẬT XỬ LÝ BỤI Bài giảng Kỹ thuật xử lý khí thải - GV: Phạm Khắc Liệu 3-3  Lắp đặt đơn giản, chi phí đầu tư và vận hành thấp  Tổn thất áp lực: < 1,5 cm H2O  Nhiệt độ làm việc: đến 1000oC  Áp dụng: tiền xử lý loại bụi khô từ nghiền xi măng, đá vôi; thiết bị nghiền đá; thiết bị sấy than,  Cỡ hạt xử lý hiệu quả: > 50 m Chương 3. KỸ THUẬT XỬ LÝ BỤI 3.2.2. Thiết bị xử lý Buồng lắng đơn Bài giảng Kỹ thuật xử lý khí thải - GV: Phạm Khắc Liệu 3-4 Buồng lắng có vách ngăn Buồng lắng nhiều tầng Hình 3.1. Sơ đồ các dạng buồng lắng bụi Chương 3. KỸ THUẬT XỬ LÝ BỤI 3.2.3. Các công thức tính toán (1). Sơ đồ và các đại lượng L: chiều dài buồng lắng, m H: chiều cao buồng lắng, m B: chiều rộng buồng lắng, m vg: vận tốc chuyển động ngang của dòng khí, m/s Bài giảng Kỹ thuật xử lý khí thải - GV: Phạm Khắc Liệu 3-5 vs: vận tốc lắng của hạt bụi, m/s Q: lưu lượng khí thải, m3/s t: thời gian lưu, s  Vận tốc chuyển động ngang cần khống chế để không xảy ra sự bốc ngược bụi đã lắng.  Giá trị vg tùy thuộc vào loại bụi; điển hình: vg < 3,0 m/s.  Thường chọn giá trị thiết kế an toàn: vg = 0,3 m/s (2). Cỡ hạt giới hạn  Hạt  lớn, vs >vg: lắng 100%; hạt  bé, vs < vg: đi qua buồng lắng  Hạt : hạt có kích thước bé nhất bị giữ lại buồng lắng  cỡ hạt giới hạn dp,min  Từ điều kiện với hạt  : Chương 3. KỸ THUẬT XỬ LÝ BỤI gs LH v L v H tt  L, tL H, tH    với  Từ (3.6): có thể tính được BL để đáp ứng được điều kiện loại 100% bụi từ cỡ hạt dp,min trở lên 2 min 18 p,ps dρ μ g v  Bài giảng Kỹ thuật xử lý khí thải - GV: Phạm Khắc Liệu 3-6 BH Q vg  (3.5) 18 1/2 min,          BL Q gρ μ d p p (3.6) 18 2 min,ppdgρ μQ BL  Chương 3. KỸ THUẬT XỬ LÝ BỤI (2). Hiệu suất thu gom  Hiệu suất thu gom hạt có cỡ hạt dp  Buồng lắng có n tầng: (3.7) 18 2 Q BL μ dgρ Hv Lv η pp g s  (3.8) 18 2 Q BL μ dgρ n Hv Lv nη pps  Bài giảng Kỹ thuật xử lý khí thải - GV: Phạm Khắc Liệu 3-7  Công thức (3.7) chỉ đúng với điều kiện dòng chảy tầng (lamilar flow)  Ở điều kiện dòng chảy rối (thực tế):  Hiệu suất tổng cộng tính theo công thức (3.4). (3.9) 18 exp1 2          Q BL μ dgρ η pp exp1          Hv Lv η g s g Chương 3. KỸ THUẬT XỬ LÝ BỤI Ví dụ 1: Xác định kích thước buồng lắng bụi để thu gom được 100% bụi có cỡ hạt  50 m trong khí thải lò nung. Cho biết: Lưu lượng khí thải = 5000 m3/h Nhiệt độ khí thải = 200oC Khối lượng riêng hạt bụi = 1000 kg/m3 Độ nhớt không khí ở 0oC = 1,7210-5 Pa.s Giải: Bài giảng Kỹ thuật xử lý khí thải - GV: Phạm Khắc Liệu 3-8  Tính độ nhớt ở nhiệt độ T (K) theo công thức Sutherland: 0= 1,7210 -5 Pa.s T0 = 273 K S = 110,4 K  Ở 200oC = 473 K: (3.10) T T 5,1 0 0 0          ST ST T  sPa.10*57,2 273 473 4,110473 4,110273 10*72,1 5 5,1 5 200           Chương 3. KỸ THUẬT XỬ LÝ BỤI  Từ ct.(3.6):  Chọn L=10 m  B = 3 m  Độ cao H được chọn để đạt vận tốc dòng khí = 0,3 m/s. 2 263 -5 2 min, m2,26 )1050(1081,9 39,1102,571818      ppdgρ μQ BL Bài giảng Kỹ thuật xử lý khí thải - GV: Phạm Khắc Liệu 3-9  vg = Q/(BH) 0,3 = 5000/3600/3/H  H =1,5 m  Vậy buồng lắng bụi có kích thước 10 m x 3 m x 1,5 m Nếu nhiệt độ khí thải là 100oC thì kích thước buồng lắng thay đổi thế nào? Chương 3. KỸ THUẬT XỬ LÝ BỤI B = 3,3 m H = 0,75 m L = 4,6 m Bài giảng Kỹ thuật xử lý khí thải - GV: Phạm Khắc Liệu 3-10 = 2 Nm3/s = 230oC = 0,53 g/m3 Chương 3. KỸ THUẬT XỬ LÝ BỤI Bài giảng Kỹ thuật xử lý khí thải - GV: Phạm Khắc Liệu 3-11 Chương 3. KỸ THUẬT XỬ LÝ BỤI Bài giảng Kỹ thuật xử lý khí thải - GV: Phạm Khắc Liệu 3-12 Chương 3. KỸ THUẬT XỬ LÝ BỤI Bài giảng Kỹ thuật xử lý khí thải - GV: Phạm Khắc Liệu 3-13 Chương 3. KỸ THUẬT XỬ LÝ BỤI Bài giảng Kỹ thuật xử lý khí thải - GV: Phạm Khắc Liệu 3-14  Chương 3. KỸ THUẬT XỬ LÝ BỤI Bài giảng Kỹ thuật xử lý khí thải - GV: Phạm Khắc Liệu 3-15 Chương 3. KỸ THUẬT XỬ LÝ BỤI Bài giảng Kỹ thuật xử lý khí thải - GV: Phạm Khắc Liệu 3-16 Chương 3. KỸ THUẬT XỬ LÝ BỤI =1,134*10-4*dp 2 Bài giảng Kỹ thuật xử lý khí thải - GV: Phạm Khắc Liệu 3-17 Hình 3.2 – Đường biểu diễn hiệu quả thu gom theo cỡ hạt với buồng lắng Chương 3. KỸ THUẬT XỬ LÝ BỤI Ví dụ 3. Buồng lắng bụi có kích thước: LBH = 3 m1,0 m1,5 m. Khí thải có lưu lượng = 8000 m3/h, nhiệt độ T = 150oC. Khối lượng riêng của bụi = 2000 kg/m3. (1). Xác định hiệu quả thu gom của buồng lắng với bụi cỡ hạt 50 m. (2). Có thể nâng cao hiệu quả thu gom bằng cách đặt thêm Bài giảng Kỹ thuật xử lý khí thải - GV: Phạm Khắc Liệu 3-18 các tấm ngăn nằm ngang để chia buồng lắng thành nhiều tầng đều nhau theo chiều cao. Cần bao nhiêu tấm ngăn để nâng hiệu quả thu gom bụi cỡ hạt nêu trên lên đến 60%? Giả thiết: bỏ qua độ dày các tấm ngăn và lưu lượng khí thải và bụi phân bố đều trên toàn bộ tiết diện ngang ban đầu của buồng lắng. Chương 3. KỸ THUẬT XỬ LÝ BỤI Giải: (1). Xác định hiệu quả thu gom hạt cỡ 50 m Xác định  ở 150oC = 423 K theo ct. (3.10) Sử dụng công thức (3.7) tính : Pa.s102,38 273 423 4,110423 4,110273 10217 5- 5,1 5 423          , Bài giảng Kỹ thuật xử lý khí thải - GV: Phạm Khắc Liệu 3-19 (2).Xác định số tấm ngăn  Số tầng n = 4; số vách ngăn = 3 %5,15155,0 3600/80001038,218 31)105(200081,9 18 5 252       Q BL μ dgρ η pp Q BL μ dgρ nη pp 18 2  Chương 3. KỸ THUẬT XỬ LÝ BỤI 3.3. Thiết bị tách bụi ly tâm (cyclone) 3.3.1. Nguyên tắc và các đặc điểm  Nguyên tắc Dòng khí thải đi vào thiết bị theo phương tiếp tuyến với thành; khi dòng khí bị thay đổi hướng, các hạt có động năng lớn không thể đổi theo dòng khí nên sẽ va chạm vào thành và rơi xuống đáy thiết bị Bài giảng Kỹ thuật xử lý khí thải - GV: Phạm Khắc Liệu 3-20 Hình 3.3 – Nguyên tắc tách bụi của thiết bị ly tâm Chương 3. KỸ THUẬT XỬ LÝ BỤI  Các đặc điểm  Là phương pháp có chi phí tương đối thấp  Lưu lượng khí thải: 50 ~ 50,000 m3/h  Tổn thất áp lực: 1,5 ~ 20 cm H2O  Nhiệt độ làm việc: đến 1000oC  Áp dụng: Xử lý bụi lò nung xi măng và đá vôi; bụi lò Bài giảng Kỹ thuật xử lý khí thải - GV: Phạm Khắc Liệu 3-21 sấy than; bụi sản xuất chất tẩy giặt (bột giặt),  Cỡ hạt xử lý hiệu quả: > 5 m Chương 3. KỸ THUẬT XỬ LÝ BỤI 3.3.2. Cấu tạo thiết bị  3 kiểu cyclone Bài giảng Kỹ thuật xử lý khí thải - GV: Phạm Khắc Liệu 3-22 Kiểu khí vào phía trên (top inlet) Kiểu khí vào theo hường trục (axial inlet) Kiểu khí vào từ đáy (bottom inlet) Hình 3.4 – Các kiểu cyclone khác nhau Chương 3. KỸ THUẬT XỬ LÝ BỤI Bài giảng Kỹ thuật xử lý khí thải - GV: Phạm Khắc Liệu 3-23 Chương 3. KỸ THUẬT XỬ LÝ BỤI Các thông số cấu tạo điển hình (B) Bài giảng Kỹ thuật xử lý khí thải - GV: Phạm Khắc Liệu 3-24 Hình 3.5 – Các thông số kích thước của một cyclone Chương 3. KỸ THUẬT XỬ LÝ BỤI 3.3.3. Hiệu quả xử lý Bài giảng Kỹ thuật xử lý khí thải - GV: Phạm Khắc Liệu 3-25 Chương 3. KỸ THUẬT XỬ LÝ BỤI 3.3.3. Hiệu quả xử lý  Dựa trên khái niệm “cỡ hạt chia cắt” (“cut diameter”) d50 hay dcut: cỡ hạt ứng với hiệu quả thu gom bụi đạt 50%: d : cỡ hạt chia cắt, m (3.11) 2 9 2/1          ipt cut vn B d rp  Bài giảng Kỹ thuật xử lý khí thải - GV: Phạm Khắc Liệu 3-26 cut : độ nhớt khí thải, kg/s/m B: bể rộng ống khí vào, m nt: số lần đổi dòng hiệu quả (thường nt = 5 ~ 10) vi: tốc độ khí vào, m/s rp: khối lượng riêng của hạt, kg/m 3  dcut là một thông số thiết bị, khác với đường kính trung bình của hạt  Một cyclone hiệu quả cao có dcut điển hình = 5-10 m. Chương 3. KỸ THUẬT XỬ LÝ BỤI  Hiệu suất thu gom cho cỡ hạt dp xác định theo phương pháp Lapple (3- 12) hay đồ thị (hình 3.6). (3.12) )/(1 1 1 2dd  Bài giảng Kỹ thuật xử lý khí thải - GV: Phạm Khắc Liệu 3-27  Từ phân bố cỡ hạt trong khí thải, tính hiệu suất xử lý tổng cộng theo công thức (3.1). cutp Hình 3.6 – Đồ thị xác định hiệu quả thu gom theo tỷ lệ̀ dp/dcut Chương 3. KỸ THUẬT XỬ LÝ BỤI Ví dụ: Xác định hiệu suất thu gom bụi của cyclone xử lý bụi từ lò quay xi măng với các điều kiện sau:  Độ nhớt khí thải = 2 x 10-5 kg/m/s  khối lượng riêng bụi = 2.9 x 103 kg/m3  vận tốc khí vào cyclone = 15 m/s  số lần đổi hướng hiệu quả = 5  đường kính cyclone = 3 m  bề rộng ống dẫn khí vào = 0.75 m Bài giảng Kỹ thuật xử lý khí thải - GV: Phạm Khắc Liệu 3-28 Phân bố cỡ hạt như sau: Cỡ hạt TB dp, m % khối lượng 1 3 5 20 10 15 20 20 30 16 40 10 50 6 60 3 >60 7 Chương 3. KỸ THUẬT XỬ LÝ BỤI Giải:  Tính dcut theo (3.12):  Sử dụng phương trình Lapple, tính được hiệu suất thu gom tương ứng.  Từ phân bố cỡ hạt, tính được hiệu suất tổng cộng = 66,84% mmdcut 94,91094,9 15109,2514,32 75,01029 6 2/1 3 5           2/1 2 9          ipt cut vn B d rp  dp/dcut , % Dp, m wi , % wii Bài giảng Kỹ thuật xử lý khí thải - GV: Phạm Khắc Liệu 3-29 Hiệu suất xử lý tổng cộng  = 66,84% 0,1 0 0,5 20 1,0 50 2,0 80 3,0 90 4,0 93 5,0 95 6,0 98 - 100 1 0,03 0 0 5 0,2 20 4 10 0,15 50 7,5 20 0,2 80 16 30 0,16 90 14,4 40 0,1 93 9,3 50 0,06 95 5,7 60 0,03 98 2,94 >60 0,07 100 7 Chương 3. KỸ THUẬT XỬ LÝ BỤI Ví dụ 2. Đánh giá sự đáp ứng yêu cầu xử lý bụi của một thiết bị cyclone (loại tiêu chuẩn) đối với khí thải từ xưởng sấy khô bột đá nghiền với các số liệu sau: • Kích thước hạt trung bình = 7.5 m • nồng độ bụi tổng khí thải vào = 1.15 g/m3 • đường kính cyclone = 0.6 m Bài giảng Kỹ thuật xử lý khí thải - GV: Phạm Khắc Liệu 3-30 • vận tốc khí thải vào cyclone = 15 m/s • khối lượng riêng bụi = 2750 kg/m3 • số lần đổi hướng hiệu quả = 4.5 • nhiệt độ làm việc = 21oC • độ nhớt không khí ở nhiệt độ làm việc = 1.810-5 kg/m/s • nồng độ bụi tổng theo tiêu chuẩn = 0.23 g/m3 Nếu không đạt yêu cầu thì cần điều chỉnh thông số nào để nâng hiệu suất thu gom lên? Chương 3. KỸ THUẬT XỬ LÝ BỤI Giải (1). Tính hiệu quả xử lý bụi của cyclone • Với cyclone tiêu chuẩn, bề rộng ống dẫn khí B = 0.25D = 0.15 m • Tính dcut theo công thức (3.11): mm vn B d ipt cut rp  57.41057.4 1527505.414.32 0.15101.89 2 9 6 5.05- 2/1                    Bài giảng Kỹ thuật xử lý khí thải - GV: Phạm Khắc Liệu 3-31 • Tính tỷ số dp/dcut = 7.5/4.57 = 1.64 • Sử dụng phương trình Lapple (3.12) tính được hiệu quả xử lý: (2). Hiệu suất xử lý theo yêu cầu = (1.15-0.23)*100/1.15 = 80% Vậy cyclone đã cho không đạt yêu cầu %7373.0 64.11 1 1 )/(1 1 1 22      cutp dd  Chương 3. KỸ THUẬT XỬ LÝ BỤI 3.4. Thiết bị túi lọc 3.4.1. Nguyên tắc xử lý  Khí thải chứa bụi đi qua vật liệu lọc bằng sợi, các hạt bụi sẽ bị giữ lại.  Bụi bị giữ liên quan nhiều cơ chế:  Va chạm (impaction)  Chặn (interception)  Khuếch tán (diffusion)  Khác: lắng, tĩnh điện,..  Các đặc điểm:  Hiệu suất xử lý bụi > 99%  Cỡ hạt xử lý hiệu quả: > 0.5 m  Tổn thấp áp lực: 1.25 – 15 cm H2O  Nhiệt độ làm việc: tối đa 260 – 280oC  Tuổi thọ TB túi lọc: 18 tháng – 2 năm Bài giảng Kỹ thuật xử lý khí thải - GV: Phạm Khắc Liệu 3-32 Hình 3.7 – Sơ đồ cấu tạo một thiết bị túi lọc Chương 3. KỸ THUẬT XỬ LÝ BỤI 3.4.2. Cấu tạo thiết bị  Thiết bị lọc (baghouse filter) cấu tạo từ các túi lọc (fabric bags); có thể gồm từ vài trăm đến một nghìn túi lọc  Vật liệu túi lọc:  Sợi tự nhiên: bông, len  rẻ nhưng kém chịu nhiệt (<100oC)  Sợi tổng hợp: nylon, orlon, polyester,  chịu nhiệt cao hơn nhưng đắt hơn Bài giảng Kỹ thuật xử lý khí thải - GV: Phạm Khắc Liệu 3-33 Đặc biệt: sợi teflon, sợi thủy tinh chịu được 230-260oC, chịu được hơi acid nhưng rất đắt  Thường xử lý sợi trước khi chế tạo túi lọc, ví dụ xử lý với silicone để tăng khả năng nhả bánh bụi khi làm sạch  Hệ số chiếm chỗ vật liệu  < 0.1 với sợi đan ~ 0.3 với sợi ép porosity - 1 volumetotal mefiber volu  Chương 3. KỸ THUẬT XỬ LÝ BỤI  Tính chất của các loại vật liệu lọc bụi Bài giảng Kỹ thuật xử lý khí thải - GV: Phạm Khắc Liệu 3-34 Chương 3. KỸ THUẬT XỬ LÝ BỤI  Các kiểu thiết bị túi lọc:  Theo chiều dòng khí thải, phân biệt 2 kiểu thiết bị: • lọc từ bên trong • lọc từ bên ngoài  Theo cách làm sạch bụi khỏi túi lọc, phân biệt Bài giảng Kỹ thuật xử lý khí thải - GV: Phạm Khắc Liệu 3-35 3 kiểu: • Rung cơ học (Shaker) • Khí rửa ngược (Reverse air) • Phun khí theo xung (Pulse-jet) Chương 3. KỸ THUẬT XỬ LÝ BỤI Bài giảng Kỹ thuật xử lý khí thải - GV: Phạm Khắc Liệu 3-36 Túi lọc Khung đỡ Hình dạng bên ngoài thiết bị Hình 3.8 – Các bộ phận của thiết bị túi lọc Chương 3. KỸ THUẬT XỬ LÝ BỤI Frequency Several cycles/s Motion type Simple harmonic or sinusoidal Peak acceleration 1-10 gravity Amplitude Fraction to a few Bài giảng Kỹ thuật xử lý khí thải - GV: Phạm Khắc Liệu 3-37 Hình 3.9 –Làm sạch bằng rung cơ học inches Mode Off-stream Duration 10-100 cycles, 30 s to a few minutes Common bag diameter 5, 8, 12 in Chương 3. KỸ THUẬT XỬ LÝ BỤI Frequency Clean a compartment at a time, sequencing 1 compartment after another; continuous or initiated by a max.-pressure- drop switch Motion Gentle collapse of bag (concave inward) upon deflation; slowly repressurize a compartment after completion Bài giảng Kỹ thuật xử lý khí thải - GV: Phạm Khắc Liệu 3-38 Hình 3.10 - Làm sạch bằng dòng khi ngược of a backflush Mode Off stream Duration 1-2 min, incl. valve opening, closing & dust settling periods; reverse-air flow itself normally 10-30 s Bag diameter 8, 12 inch; length 22, 30 ft Bag tension 50-75 lb Chương 3. KỸ THUẬT XỬ LÝ BỤI Bài giảng Kỹ thuật xử lý khí thải - GV: Phạm Khắc Liệu 3-39 Chương 3. KỸ THUẬT XỬ LÝ BỤI Frequency A row of bags at a time; sequenced 1 row after another; can sequence such that no adjacent rows clean one after another; initiation of cleaning can be triggered by max-pressure-drop switch or may be continuous Motion Shock wave passes down bag; bag distends from cage Bài giảng Kỹ thuật xử lý khí thải - GV: Phạm Khắc Liệu 3-40 Hình 3.11 - Làm sạch bằng xung khí momentarily Mode On-stream; in difficult-to- clean applications such as coal-fired boilers, off-stream compartment cleaning being studied Duration Compressed air (100 psi) pulse duration 0.1 s; bag row effectively off-line Bag diameter 5-6 in Chương 3. KỸ THUẬT XỬ LÝ BỤI Bài giảng Kỹ thuật xử lý khí thải - GV: Phạm Khắc Liệu 3-41 Chương 3. KỸ THUẬT XỬ LÝ BỤI Bài giảng Kỹ thuật xử lý khí thải - GV: Phạm Khắc Liệu 3-42 3.4.3. Tỷ số A/C  Trong thiết kế thiết bị túi lọc, tỷ số “khí/vải” (Air/Cloth hay A/C ratio) được định nghĩa: tỷ số A/C = Q/Ac (3-13) Q: lưu lượng khí, cm3/s Ac: diện tích bề mặt túi lọc, cm 2 Tỷ số A/C: (cm3/s)/cm2 Chương 3. KỸ THUẬT XỬ LÝ BỤI Bài giảng Kỹ thuật xử lý khí thải - GV: Phạm Khắc Liệu 3-43  Giá trị A/C cũng chính là vận tốc lọc vf (cm/s).  A/C là thông số thiết kế quan trọng trong thiết kế và vận hành thiết bị túi lọc:  A/C quá cao sẽ dẫn đến nén chặt bụi trên bề mặt túi, làm tăng tổn áp; các bánh bụi sẽ bị vỡ ra dẫn đến hiệu suất thu gom giảm  A/C thấp thì kích thước thiết bị sẽ lớn Chương 3. KỸ THUẬT XỬ LÝ BỤI  Tỷ số A/C khác nhau với các cấu hình thiết bị túi lọc Tỷ số A/CPhương pháp làm sạch bụi 1 – 3 (cm3/s)/cm2Rung cơ học Bảng Tỷ số A/C điển hình với 3 loại thiết bị khác nhau về phương pháp làm sạch Bài giảng Kỹ thuật xử lý khí thải - GV: Phạm Khắc Liệu 3-44 0.5 –1.5 (cm3/s)/cm2Khí rửa ngược 2.5 – 7.5 (cm3/s)/cm2Phun khí theo xung  Với cùng lưu lượng khí thải, kích thước thiết bị làm sạch bằng phun khí theo xung sẽ nhỏ hơn thiết bị rung cơ học và rửa khí ngược Chương 3. KỸ THUẬT XỬ LÝ BỤI Ví dụ 1 – Tính số túi lọc cho xử lý khí thải với lưu lượng 4,72*106 cm3/s, vận tốc lọc 4 cm/s. Mỗi túi lọc có đường kính 0,2 m và chiều cao 3,6 m Giải: -Tỷ số A/C = vận tốc lọc = 4 (cm3/s)/cm2  Diện tích bề mặt túi AC = Q/(A/C) = 4,72*10 6/4 = 118 m2 Bài giảng Kỹ thuật xử lý khí thải - GV: Phạm Khắc Liệu 3-45 - Diện tích mỗi túi: Ab = pdh (với d: đường kính túi, h: chiều cao túi) Ab = 3,14*0,2*3,6 = 2,26 m 2 -Số túi n = AC/Ab = 118/2,26 = 52 túi Chương 3. KỸ THUẬT XỬ LÝ BỤI Ví dụ 2 – Tính thời gian làm sạch túi lọc Xác định số túi lọc cần thiết và thời gian phải làm sạch túi lọc cho một hệ thống lọc túi vải với các dữ kiện dưới đây: - Lưu lượng khí thải = 50.000 acfm (1416 m3/min) - Nồng độ bụi = 5 grains/ft3 (11,4 g/m3) - Hiệu suất lọc bụi = 98% - Tốc độ lọc = 10 ft/min (3,05 m/min) Bài giảng Kỹ thuật xử lý khí thải - GV: Phạm Khắc Liệu 3-46 - Đường kính túi lọc = 1 ft (0,3 m) - Chiều cao túi lọc = 15 ft (4,6 m) - Hệ thống được bắt đầu làm sạch khi tổn áp đạt đến 8 in (20,3 cm) H2O. - Mức tổn áp được tính theo công thức: p = 0,2vf + 5c(vf) 2t Trong đó: p = tổn áp, in H2O vf = vận tốc lọc, ft/min c = nồng độ bụi, lb/ft3 t = thời gian từ khi túi lọc được làm sạch, min Chương 3. KỸ THUẬT XỬ LÝ BỤI Giải (1).Tính số túi lọc cần - Tổng diện tích bề mặt túi lọc Ac = Q/vf = 50000/10 = 5000 ft2 - Diện tích bề mặt mỗi túi Ab = 3,14*1,0*15 = 47,12 ft 2 -Số túi lọc cần thiết n = A /A = 5000/47,12 = 106 túi Bài giảng Kỹ thuật xử lý khí thải - GV: Phạm Khắc Liệu 3-47 c b (2).Tính thời gian cần phải làm sạch - Đổi nồng độ c = 5 grains/ft3 = 0,0007143 lb/ft3 - Từ công thức: p = 0,2vf + 5c(vf) 2t 8 = 0,2*10 + 5*0,0007413*102*t - Giải ra được t = 16,8 min Chương 3. KỸ THUẬT XỬ LÝ BỤI 3.4.4. Hiệu quả xử lý (1). Hiệu quả thu gom bụi theo từng cơ chế  Cơ chế va đập  Thông số va đập KI (xem công thức 2-7, Chương 2, với đường kính vật cản = đường kính sợi df) Bài giảng Kỹ thuật xử lý khí thải - GV: Phạm Khắc Liệu 3-48  Hiệu quả thu gom do va đập theo công thức thực nghiệm của Thom: 7)-(2 18 2 f ppc I d vdC K  r  14)-(3 22,077,0 23 3   II I I KK K  Chương 3. KỸ THUẬT XỬ LÝ BỤI  Cơ chế chặn  Thông số đặc trưng hiệu quả chặn: dp: đường kính hạt, df: đường kính sợi 15)-(3 f p d d R  Bài giảng Kỹ thuật xử lý khí thải - GV: Phạm Khắc Liệu 3-49  Hiệu quả thu gom do cơ chế chặn theo công thức Ranz:  Trong đó Re: chuẩn số Reynold: 16)-(3 12 2 1ln1 Reln002,2 1            R)( R)R( R)-(R)(R )173( Re   r pfvd Chương 3. KỸ THUẬT XỬ LÝ BỤI  Cơ chế khuếch tán  Hệ số khuếch tán Dp (xem công thức 2-8, Chương 2)  Thông số khuếch tán Z theo Langmuir: 8)-(2 3 p pa c p d KTC D  18)-(3 Re)ln002,2