Tháp rửa rỗng có khí và dich thể chuyển động ngược chiều

LỜI MỞ ĐẦU  Trong quá trình công nghiệp hoá và hiện đại hoá đất nước, càng ngày càng có nhiều nhà máy, khu công nghiệp tập trung được xây dựng và đưa vào hoạt động tạo ra một khối lượng sản phẩm công nghiệp chiếm một tỷ trọng cao trong toàn bộ sản phẩm của nền kinh tế quốc dân. Bên cạnh đó sản xuất công nghiệp đã gây nên nhiều ảnh hưởng xấu đến môi trường trong đó có môi trường không khí.  Nếu không có biện pháp thích đáng thì môi trường nói chung và môi trường không khí nói riêng sẽ đứng trước nguy cơ bị xấu đi trầm trọng, ảnh hưởng trực tiếp đến sức khoẻ của người dân. Ô nhiễm không khí do hoạt động công nghiệp vẫn đang và sẽ là một trong những nguồn gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng nhất.  Hầu hết các ngành công nghiệp đều sử dụng các loại nguyên liệu khác nhau để làm chất đốt nhằm cung cấp năng lượng cho quá trình công nghệ khác nhau.  Các nhà máy đều sử dụng dầu để làm nguyên liệu. Nguồn thải do chất đốt dầu và nhiều nguồn nguyên liệu khác nhưng (chủ yếu là dầu FO) được coi là nguồn thải quan trọng nhất. Những khí thải này thải ra môi trường quá mức là nguyên nhân của mưa axit, hiệu ứng nhà kính, sự nóng lên của khí quyểnảnh hưởng đến đời sống con người và sinh vật.  Do vậy, cần phải có các biện pháp xử lý khí thải trước khi thải ra môi trường. Và yêu cầu đặt ra đối với các nhà máy công nghiệp là phải xây dựng các hệ thống xử lý khí thải trước khi thải ra ngoài. MỤC LỤC I. Giới thiệu:..............................................................................3 II. Phân loại : ..............................................................................4 1. Tháp rửa rỗng có khí và dich thể chuyển động ngược chiều. 4 1.1. Cấu tạo : .........................................................................4 1.2. Nguyên lý hoạt động: .....................................................5 2. Tháp rửa rỗng có khí và dịch thể chuyển động vuông góc: .5 2.1. Cấu tạo : .........................................................................5 2.2. Nguyên lý hoạt động: .....................................................6 3. Tháp rửa rỗng có khí và dịch thể chuyển động cùng chiều :6 3.1. Cấu tạo : .........................................................................6 3.2. Nguyên lý hoạt động: .....................................................7 III. Ưu nhược điểm :..................................................................8 1. Ưu điểm: .............................................................................8 2. Nhược điểm:........................................................................8 IV. Ứng dụng: ...........................................................................9 V. Tính toán :..............................................................................9 I. GIỚI THIỆU: Tháp rửa rỗng (dạng buồng phun hoặc cột phun) là tháp có hình trụ tròn hoặc hình chữ nhật, rỗng bên trong có chứa hệ thống ống dẫn phân phối khí thải và dung môi hấp thụ. Thường được làm bằng thép không gỉ: inox 201, inox 304 hoặc thép CT3 phủ sơn cách nhiệt. Lọc sạch bụi với hiệu quả tương đối cao, làm nguội khí trước khi đưa vào thiết bị lọc tĩnh điện nhằm giảm nồng độ bụi ban đầu. Các tháp rửa rỗng xử lý hiệu quả khi bụi có kích thước >10µm và kém hiệu quả khi kích thước <5µm. II. PHÂN LOẠI : Theo hướng chuyển động của khí và dịch thể, tháp phun rỗng được chia làm 3 loại:  Ngược chiều  Vuông góc  Cùng chiều 1. Tháp rửa rỗng có khí và dich thể chuyển động ngược chiều. 1.1. Cấu tạo : (1) – Vỏ thiết bị (2) – Đĩa phân phối khí (3) – Vòi phun (4) – Tấm chắn sương 1.2. Nguyên lý hoạt động:  Dòng khí thải có lẫn bụi và hơi khí độc đưa vào thiết bị nhờ ống dẫn khí đặt ở phía dưới.  Để phân bố khí đều theo tiết diện tháp thì đặt ở phần dưới tháp một lưới phân bố khí.  Nước được phun từ trên xuống dưới thông qua hệ thống vòi, phun dung dịch thành chùm các hạt nước nhỏ ngược chiều dòng khí.  Các hạt bụi được tách ra khỏi khí nhờ va chạm với các giọt lỏng, sau đó rơi xuống đáy thiết bị.  Dòng khí sạch trước khi thoát ra ngoài thiết bị phải qua bộ phận khử sương để tách các hạt nước bị cuốn theo dòng khí.  Dung dịch nước phun được thu hồi qua thiết bị lắng cặn và xử lý hóa trước khi được phun trở lại. Sau một khoảng thời gian làm việc, dung dịch được phun thải vào hệ thống xử lý nước thải.  Vận tốc của dòng khí trong thiết bị được duy trì trong khoảng 0,6 – 1.2 m/s ( nếu vận tốc dòng khí lớn hơn thì dòng khí có thể mang theo nhiều hạt nước mà bộ phận khử sương không có khả năng giữ lại) 2. Tháp rửa rỗng có khí và dịch thể chuyển động vuông góc: 2.1. Cấu tạo : (1) – Vỏ thiết bị (2) – Bộ phận hướng dòng phân phối khí (3) – Tấm chắn sương (4) – Vòi phun 2.2. Nguyên lý hoạt động:  Dòng khí thải có lẫn bụi và hơi khí độc đưa vào thiết bị nhờ ống dẫn khí đặt ở giữa thân thiết bị.  Dung dịch được phun thành chùm các hạt nước nhỏ theo chiều vuông góc dòng khí.  Các hạt bụi được tách ra khỏi khí nhờ va chạm với các giọt lỏng, sau đó rơi xuống đáy thiết bị. 3. Tháp rửa rỗng có khí và dịch thể chuyển động cùng chiều : 3.1. Cấu tạo : (1) – Vỏ thiết bị (2) – Đĩa phân phối khí (3) – Vòi phun (4) – Tấm chắn sương 3.2. Nguyên lý hoạt động:  Dòng khí thải có lẫn bụi và hơi khí độc đưa vào thiết bị nhờ ống dẫn khí đặt ở phía trên cùng hướng với chiều nước phun.  Để phân bố khí đều theo tiết diện tháp thì đặt ở phần dưới tháp một lưới phân bố khí.  Nước được phun từ trên xuống dưới thông qua hệ thống vòi, phun dung dịch thành chùm các hạt nước nhỏ ngược chiều dòng khí.  Các hạt bụi được tách ra khỏi khí nhờ va chạm với các giọt lỏng, sau đó rơi xuống đáy thiết bị.  Dòng khí sạch trước khi thoát ra ngoài thiết bị phải qua bộ phận khử sương để tách các hạt nước bị cuốn theo dòng khí.  Dung dịch nước phun được thu hồi qua thiết bị lắng cặn và xử lý hóa trước khi được phun trở lại. Sau một khoảng thời gian làm việc, dung dịch được phun thải vào hệ thống xử lý nước thải.  Vận tốc của dòng khí trong thiết bị được duy trì trong khoảng 0,6 – 1.2 m/s ( nếu vận tốc dòng khí lớn hơn thì dòng khí có thể mang theo nhiều hạt nước mà bộ phận khử sương không có khả năng giữ lại). III. ƯU NHƯỢC ĐIỂM : 1. Ưu điểm:  Thiết bị dễ chế tạo, giá thành thấp nhưng hiệu quả lọc bụi cao.  Có thể lọc bụi kích thước dưới nhỏ  Có thể làm việc với khí có nhiệt độ và độ ẩm cao  Ngoài lọc bụi, thiết bị lọc bụi có thể lọc được cả khí độc hại bằng quá trình hấp thụ, đồng thời nó còn sử dụng như thiết bị làm nguội. 2. Nhược điểm:  Bụi được thải ra dưới dạng bùn cặn do đó có thể làm phức tạp thêm cho hệ thống thoát nước và xử lý khí thải.  Dòng khí thoát ra từ thiết bị lọc có độ ẩm cao và có thể mang theo những giọt nước làm han gỉ đường ống và các bộ phận khác ở phía sau thiết bị lọc.  Trong trường hợp khí thải có các chất ăn mòn thì cần phải bảo vệ thiết bị và hệ thống đường ống bằng sơn chống gỉ hoặc được chế tạo bằng vật liệu không han gỉ (điều này có thể làm tăng chi phí đầu tư ban đầu rất cao).  Hiệu suất tách bụi của thiết bị: + Hạt bụi có d = 5μm thì H = 94% + Hạt bụi có d = 25μm thì H = 99% Như vậy, với bụi có kích thước càng lớn thì khả năng tách của thiết bị càng cao IV. ỨNG DỤNG: + Được sử dụng phổ biến để lọc bụi thô và những hạt bụi có ái lực với nước cao như hơi axit, hơi cồn,.. + Làm nguội khí như cấp lọc chuẩn bị và gia công bụi trước khi vào thiết bị lọc tiếp theo. V. TÍNH TOÁN :  Lưu lượng khí đi qua lát cắt hình chữ nhật theo một đơn vị thời gian ( Lk ) được tính theo công thức : Lk = . S (m3/s) Trong đó : : vận tốc khí , m/s S : tiết diện ngang của đáy thiết bị  Lưu lượng thể tích của nước đi qua khối hộp trong đơn vị thời gian (Ln ) được xác định : Ln = α. . S (m3/s) Trong đó : : vận tốc của những giọt nước trong buồng phun ( m/s ) α : thể tích tổng cộng của những giọt nước trong dòng khí và trong khối hộp  Số lượng giọt nước trong khối hình hộp ( N) : 3 . ....6 nd hdSN    dn : đường kính trung bình của tất cả các giọt nước phun ra  Đường kính giọt nước := . + 0,94 ( )1,5 Trong đó : : vận tốc tương đối giữa khí và nước ( m/s)  Hiệu quả lọc của thiết bị:= =1 – exp − Trong đó : C1 , C2 : nồng độ đầu và cuối của bụi trong khí đi qua bộ lọc, kg/m3 H: chiều cao làm việc của thiết bị ,m : vận tốc tương đối của hạt bụi đối với giọt nước , m/s Lk : lưu lượng dòng khí ( m3/s ) Ln : lưu lường dòng nước ( m3/s ) I. Tài liệu tham khảo: 1. Ô nhiễm không khí và xử lý khí thải của GS.TS TRẦN NGỌC CHẤN. 2. va-khi-thai-10654/ 3. va-khi-thai-38927/ 4.