Đề tài Xử lý khí thải và tiếng ồn - Lọc bụi quán tính

GVHD - TRẦN ĐỨC THẢO XỬ LÝ KHÍ THẢI VÀ TIẾNG ỒN 1 MỤC LỤC I. KHÁI QUÁT VỀ BỤI ............................................................................................................................... 2 1. Định nghĩa......................................................................................................................................... 2 2. Phân loại............................................................................................................................................ 2 3. Các đặc trưng của bụi........................................................................................................................ 2 II. KHÁI QUÁT THIẾT BỊ LỌC BỤI KIỂU QUÁN TÍNH ........................................................................ 3 1. Định nghĩa......................................................................................................................................... 3 2. Cấu tạo .............................................................................................................................................. 4 3. Nguyên tắc làm việc.......................................................................................................................... 5 4. Các thông số kỹ thuật........................................................................................................................ 5 5. Phương pháp quán tính ..................................................................................................................... 5 6. Ưu, nhược điểm và ứng dụng............................................................................................................ 7 III. CÁC DẠNG CỦA THIẾT BỊ LỌC BỤI QUÁN TÍNH ......................................................................... 8 1. Thiết bị lọc bụi quán tính kiểu Ventury ............................................................................................ 8 2. Thiết bị lọc quán tính kiểu màn chắn uốn cong ................................................................................ 8 3. Thiết bị lọc quán tính kiểu “lá sách” ................................................................................................. 9 4. Thiết bị lọc bụi quán tính kết hợp với thùng lắng bụi ..................................................................... 11 5. Thiết bị lọc kiểu lá sách hình chóp cụt............................................................................................ 12 GVHD - TRẦN ĐỨC THẢO XỬ LÝ KHÍ THẢI VÀ TIẾNG ỒN 2 I. KHÁI QUÁT VỀ BỤI 1. Định nghĩa Bụi là những thành phần nhỏ rắn hoặc lỏng phân tán trong pha khí, có kích thước từ 0,002µm đến 500µm. Thời gian tồn tại vài giây đến vài tháng phụ thuộc vào tốc độ lắng cặn của bụi sinh ra do tự nhiên hay nhân tạo. Số lượng bụi trong không khí: vài trăm phân tử/cm3 đến 100.000 phân tử/cm3 cùng thành phần lớn 60µm đến 2000µm. 2. Phân loại - Bụi Silicat - Bụi than - Bụi kim loại nặng và hợp chất của nó - Bụi canxicacbonat - Bụi công nghiệp đặc biệt 3. Các đặc trưng của bụi - Kích thước và mật độ phân bố theo kích thước bụi. GVHD - TRẦN ĐỨC THẢO XỬ LÝ KHÍ THẢI VÀ TIẾNG ỒN 3 d (µm) % phân bố < 1,6 2,08 1,6 - 2,5 3,61 2,5 - 4 8,32 4 - 6,3 17,56 6,3 - 10 20,6 10 - 16 18,7 16 - 25 14,57 25 - 40 12,5 > 40 2,02 - Nồng độ của bụi. - Tính chất vật lý của bụi: tính dẫn điện và độ rắn. - Tính chất hóa học của bụi: tính mòn, khả năng cháy và khả năng phản ứng. II. KHÁI QUÁT THIẾT BỊ LỌC BỤI KIỂU QUÁN TÍNH 1. Định nghĩa Thiết bị lọc bụi kiểu quán tính là thiết bị lợi dụng lực quán tính khi đổi chiều dòng khí đế tách bụi ra khỏi luồng khí thải. GVHD - TRẦN ĐỨC THẢO XỬ LÝ KHÍ THẢI VÀ TIẾNG ỒN 4 2. Cấu tạo Cấu tạo gồm nhiều khoang ống hình chóp cụt có đường kính giảm dần xếp chồng lên nhau tạo ra các góc hợp với phương thẳng đứng khoảng và khoảng cách giữa các ống khoảng từ 5 ÷ 6mm. GVHD - TRẦN ĐỨC THẢO XỬ LÝ KHÍ THẢI VÀ TIẾNG ỒN 5 3. Nguyên tắc làm việc Nguyên tắc làm việc của loại thiết bị này là làm thay đổi chiều hướng chuyển động của dòng khí một cách liên tục, lặp đi lặp lại bằng nhiều vật cản có hình dạng khác nhau. Khi dòng khí đổi hướng chuyển động thì bụi do có sức quán tính lớn sẽ giữ hướng chuyển động ban đầu của mình và va đập vào các vật cản rồi bị giữ lại ở trong thiết bị hoặc mất động năng và rơi xuống đáy thiết bị. 4. Các thông số kỹ thuật Vận tốc khí trong thiết bị khoảng 1 m/s, còn ở ống vào khoảng 10 m/s. Hiệu quả xử lí của thiết bị dạng này từ 65 ÷ 80% với hạt 25 ÷ 30 µm. Trở lực của chúng khoảng 150 ÷ 390N/m2 5. Phương pháp quán tính Hình 1: Có vách ngăn Trong phương pháp trên người ta sử dụng tấm chắn ở cửa gió để tạo ra sự thay đổi đột ngột chiều hướng chuyển động của dòng khí, nhờ đó bụi dễ dàng tách ra khỏi dòng khí và rơi xuống phễu chứa. – hình 1 GVHD - TRẦN ĐỨC THẢO XỬ LÝ KHÍ THẢI VÀ TIẾNG ỒN 6 Hình 2: Với chỗ quay khí nhẵn Để giảm bớt tổn thất áp suất, người ta có thể thay tấm chắn bằng các ngoặt cong của các ống dẫn khí vào và khí ra. – hình 2 Hình 3: Có chop mở rộng Trong phương pháp trên thì tốc độ lắng đọng của bụi khô được tăng cường bởi dòng khí chuyển động thẳng đứng hướng xuống dưới. Ống dẫn khí có dạng hình loa với mục đích giảm bớt vận tốc của dòng khí ở sát đáy thiết bị để loại trừ khả năng làm bụi đã lắng đọng ở đáy phễu bị bốc ngược trở lên. – hình 3 GVHD - TRẦN ĐỨC THẢO XỬ LÝ KHÍ THẢI VÀ TIẾNG ỒN 7 Hình 4: Nhập khí ngang hông Cũng với mục đích vừa nêu, phương pháp này là một bước phát triển tiếp theo bằng cách cho khí vào thiết bị qua khe hình vành khăn của phễu cấp gió. – hình 4 6. Ưu, nhược điểm và ứng dụng a) Ưu điểm: - Cấu tạo đơn giản, dễ vận hành. - Thiết bị gọn nhẹ. - Tổn thất áp suất thấp so với các thiết bị khác. - Khả năng lắng cao hơn buồng lắng. b) Nhược điểm: - Hiệu quả xử lý kém với bụi bụi có đường kính d < 5 µm. - Thường sử dụng để lọc bụi khô. - Lưu lượng khí không lớn. c) Ứng dụng: Tách bụi có kích thước lớn trước khi đi vào hệ thống tiếp theo. GVHD - TRẦN ĐỨC THẢO XỬ LÝ KHÍ THẢI VÀ TIẾNG ỒN 8 III. CÁC DẠNG CỦA THIẾT BỊ LỌC BỤI QUÁN TÍNH 1. Thiết bị lọc bụi quán tính kiểu Ventury a) Cấu tạo: I. Nhìn từ trên xuống, II. Nhìn từ mặt bên: 1. dòng chảy thu hẹp tiết diện, 2. khe hở giữa hai nửa mặt cản úp vào nhau, 3. bẫy bụi-đồng thời là ống thoát khí, 4. van điều chỉnh. b) Nguyên tắc hoạt động: Khi dòng chảy của khí bị thu hẹp tiết diện thì bụi sẽ ép sát vào thành vật cản và lọt vào các khe 2 để rơi vào bẫy bụi 3. Tại đây dòng khí sẽ bị hất ngược trở lên rồi thoát ra ngoài, còn bụi trong bẫy 3 thì rơi xuống phễu chứa bụi của thiết bị. 2. Thiết bị lọc quán tính kiểu màn chắn uốn cong a) Cấu tạo: Thiết bị này có các màn chắn hình lòng máng với thành uốn cong đặt so le nhau. GVHD - TRẦN ĐỨC THẢO XỬ LÝ KHÍ THẢI VÀ TIẾNG ỒN 9 b) Nguyên tắc hoạt động: Dòng khí đi qua khe hở giữa các tấm chắn của dãy trước sẽ bị chặn lại bởi các tấm chắn của dãy đứng sau và do đó nó sẽ thay đổi hướng chuyển động theo các gờ hình vòng cung của tấm chắn để đi tiếp đến các dãy tấm chắn tiếp theo. Trong quá trình thay đổi hướng chuyển động, bụi sẽ bị giữ lại trong lòng máng và rơi xuống phễu chứa bụi của thiết bị. Tổn thất cột áp của dòng khí đi qua thiết bị vào khoảng 10 ÷ 25 Pa và các thông số kỹ thuật khác của thiết bị đạt được như sau (đối với bụi trong phân xưởng nung vôi của nhà máy ximăng): Nồng độ bụi khi đi vào thiết bị: 20 ÷ 70 g/ Cỡ bụi < 10 µm chiếm, % khối lượng: 38 % Nhiệt độ: 127 oC Lưu lượng khí cần lọc: 800 /s Chênh lệch áp suất: 16 Pa Hiệu quả lọc: 80 ÷ 91 % 3. Thiết bị lọc quán tính kiểu “lá sách” GVHD - TRẦN ĐỨC THẢO XỬ LÝ KHÍ THẢI VÀ TIẾNG ỒN 10 a) Cấu tạo: Thiết bị này có các dãy lá chắn là những tấm bản phẳng hay trục đặt song song nhau và chéo góc với hướng chuyển động ban đầu của dòng khí tương tự như các tấm hướng dòng trong các ngoặt của mương dẫn. b) Nguyên tắc hoạt động: Khí đi qua tấm chắn, đổi hướng đột ngột, các hạt bụi do quán tính chuyển động theo hướng cũ tách ra khỏi khí hoặc va đập vào các tấm phẳng nghiêng. Lắng trên đó rồi rơi xuống dòng khí bụi, kết quả khí được chia thành 2 dòng. Dòng chứa bụi nồng độ cao (10% thể tích) được hút qua xiclon để tiếp tục xử lí rồi sau đó được trộn với dòng đi qua các tấm chắn (80 % thể tích). Vận tốc khí trước tấm chắn phải đủ cao (15 m/s) để đạt hiệu quả tách bụi quán tính. Trở lực của lưới khoảng 100 ÷ 500 N/. Thiết bị lá sách thường được sử dụng để thu hồi bụi có kích thước trên 20 µm. c) Ưu, nhược điểm và ứng dụng: GVHD - TRẦN ĐỨC THẢO XỬ LÝ KHÍ THẢI VÀ TIẾNG ỒN 11 Ưu diểm nổi bật của loại thiết bị này là tổn thất áp suất nhỏ. Nhược điểm của thiết bị này là sự mài mòn các tấm chắn khi nồng độ bụi cao và có thể tạo thành trầm tích làm bít kín mặt sàng. Nhiệt độ cho phép của khí thải phụ thuộc vào vật liệu lá chắn, thường không quá 450 ÷ 600 oC Loại thiết bị lọc này thường được sử dụng như một cấp lọc thô đặt trước các cấp lọc tinh khác như xiclon, ống lọc túi vải, 4. Thiết bị lọc bụi quán tính kết hợp với thùng lắng bụi a) Cấu tạo: 1. Dòng khí chính đi vào thiết bị lọc, 2. mương thoát khí sạch, 3. sàng chắn bụi, 4. ghi lá sách, 5. thùng lắng và phễu chứa bụi, b) Nguyên tắc hoạt động: Khí cần lọc đi vào thiết bị qua bộ phận cản bụi gồm sàng chắn bụi 3 và ghi lá sách 4. Sàng chắn bụi gồm những thanh tròn xếp kề nhau với khe hở nhất định để khí sạch đi vào mương 2 và thoát ra ngoài, còn bụi bị giữ lại ở bên dưới. Ở cuối bộ phận cản bụi, dòng khí đậm đặcc bụi đi vào thùng lắng và hình thành một dòng tuần hoàn đi qua ghi lá sách 4 GVHD - TRẦN ĐỨC THẢO XỬ LÝ KHÍ THẢI VÀ TIẾNG ỒN 12 để nhập lại vào dòng khí chính. Bụi trong dòng tuần hoàn nhờ lực quán tính và trọng dòng lực rơi xuống phễu chứa 5. c) Ứng dụng: Thiết bị lọc bụi quán tính kết hợp với thùng lắng bụi áp dụng khá phổ biến để lọc tro trong khí thải lò hơi. Hình ảnh minh họa 5. Thiết bị lọc kiểu lá sách hình chóp cụt a) Cấu tạo: b) Nguyên tắc hoạt động: GVHD - TRẦN ĐỨC THẢO XỬ LÝ KHÍ THẢI VÀ TIẾNG ỒN 13 Bộ phận tách bụi được cấu tạo từ một lượng lớn các vành hình côn có đường kính thu nhỏ dần sao cho vành hình côn này bao trùm một phần vành hình côn đứng trước và tạo ra khe hở 4 ÷ 5 mm để dòng khí sạch lọt qua, còn bụi thì phản xạ trở lại do va đập vào các vành hình côn để tập trung một cách đậm đặc ở cuối của chóp lá sách.  Loại thiết bị lọc này cũng được lắp đặt cùng với xiclon như sau: Lắp đơn kết hợp với xiclon: 1-xiclon; 2-bộ lọc “lá sách”; 3-quạt tạo hiệu quả phun GVHD - TRẦN ĐỨC THẢO XỬ LÝ KHÍ THẢI VÀ TIẾNG ỒN 14 Lắp hai hoặc nhiều bộ lọc “lá sách” làm việc song song kết hợp với xiclon và thùng lắng bụi thô 4, tinh 5