CHƯƠNG 3
THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ BỤI
-
Phương án giải quyết
-
Chất gây ô nhiễm chủ yếu là CO, SO2 và bụi .Việc xử lý khí CO rất khó khăn nên giảm thiểu CO thường là cải tiến thiết bị hoặc thay đổi công nghệ. SO2 chỉ vượt quy chuẩn trong trường hợp ống khói 1 vào mùa hè, với h = 15m. Còn tất cả các trường hợp còn lại đều nằm trong quy chuẩn cho phép (QCVN 05-2009/BTNMT). Vì vậy, trong đồ án này chỉ tập trung xử lý bụi phát sinh chủ yếu trong lò đốt, thường là bụi than có kích thước ≥ 10 µm.
-
Lưu lượng khói thải cần xử lý là:
Ống khói 1:
-
Mùa hè: 4,849 m3/s = 17456,4 m3/h
-
Mùa đông: 4,668 m3/s = 16804,8 m3/h
Ống khói 2:
-
Mùa hè: 3,540 m3/s = 12744 m3/h
-
Mùa đông: 3,407 m3/s = 12265,2 m3/h
-
Nhiệt độ khói thải : 1900 C
-
Hàm lượng bụi:
Ống khói 1:
-
CBụi(H)= 4,583 g/m3
-
CBụi(Đ)= 4,761 g/m3
Ống khói 2:
-
Ống khói 1 phát thải với lưu lượng lớn nhất nên ta thiết kế hệ thống xử lí bụi cho ống khói 1.
-
Hiệu suất của quá trình xử lý:
H = x 100% = x 100% = 95,80%
-
Lựa chọn thiết bị xử lý bụi
-
Với hiệu suất xử lý cao và không cần tái sử dụng bụi (bụi than), ta chọn thiết bị là Xyclon chùm.
-
Ưu điểm của thiết bị:
-
Hiệu suất xử lý cao, η ≥ 93% đối với bụi có kích thước lớn như bụi than.
-
Cấu tạo gọn nhẹ.
-
Chế tạo đơn giản.
-
Lọc được các hạt bụi có kích thước nhỏ ≥ 10μm.
-
Tính toán thiết bị xử lý bụi
-
Lựa chọn sơ đồ hệ thống xử lý bụi
Sơ đồ hệ thống xử lý bụi như sau:
-
Tính toán thiết bị
-
Tính chọn xyclon chùm
-
Với lưu lượng cần xử lý Lt = 4,849 m3/s = 17457,44 m3/h, chọn thiết bị là Xyclon chùm.
-
Chọn Xyclon con bằng gang, đường kính qui ước Dqu = 150 mm với cánh hướng dòng loại chân vịt 8 cánh α = 300.
-
Lưu lượng cực đại của một Xyclon con L = 294 m3/h (Bảng 7.9/128 – ÔNKK & XLKT Tập 2 – Trần Ngọc Chấn)
-
Số lượng Xyclon con : n = = 60 => chọn n = 64 chiếc
-
Bố trí các Xyclon thành 8 hàng, mỗi hàng có 8 chiếc. Kích thước mỗi cạnh tiết diện ngang hình vuông của Xyclon chùm là:
-
K = 1500 mm
-
M = 180 mm
-
N = 120 mm
(Bảng 7.10/128 – ÔNKK & XLKT Tập 2 – Trần Ngọc Chấn)
-
Bề cao của ống dẫn khí vào khi vận tốc dòng khí vào là vvào=14 m/s
I = == 0,41 m
Trong đó:
-
L (m3/s): lưu lượng khí cần lọc của xyclon chùm
-
n: số lượng xyclon con trong một dãy ngang so với chiều chuyển động của dòng khí
-
M (m), d1 (m) : các kích thước cho ở bảng 7.10, 7.8/128 – ÔNKK & XLKT Tập 2 – Trần Ngọc Chấn)
-
Vvào = 10 – 14 m/s: vận tốc dòng khí trên tiết diện sống của dãy xyclon con đầu tiên
-
Vận tốc quy ước khi đi qua Xyclon đường kính d = 150 mm
v = == 4,29 m/s
-
Vậy sức cản khí động của riêng bản thân Xyclon chùm là :
∆ P = [Pa], trong đó
= 0.464. = 0,77 kg/m 3
-
Suy ra ∆P = = 458,54 Pa = 46,74 mmH2O = 46,74 KG/m2
-
Tính toán thuỷ lực
-
Xác định tổn thất qua hệ thống
Tổn thất qua hệ thống gồm: Tổn thất cục bộ, tổn thất dọc đường và tổn thất qua thiết bị.
-
Tổn thất dọc đường (TTDĐ):
TTDĐ gồm tổn thất ma sát qua đường ống đẩy và đường ống hút
ΔPms= R.l.η.n
Trong đó:
-
R: Tổn thất ma sát trên 1[m] dài của đường ống ứng với đường kính hình tròn ở điều kiện tiêu chuẩn, xác định bằng cách tra bảng, [kG/m2.m]
-
l: chiều dài đoạn ống tính toán, [m]
-
η: hệ số hiệu chỉnh tổn thất áp suất ma sát phụ thuộc vào nhiệt độ. Với nhiệt độ khói thải t= 1900C, tra bảng 5-1/151 (Kĩ thuật thông gió - Trần Ngọc Chấn) được η = 0.76
-
n: hệ số hiệu chỉnh độ sai, n=1.
Bảng 3.1. Tính tổn thất dọc đường (tổn thất ma sát) qua hệ thống xử lý bụi
Thông số
|
LT (m3/h)
|
Tổng chiều dài l (m)
|
Tổn thất ma sát
đơn vị R (kg/m2.m)
|
Hệ số hiệu chỉnh
tổn thất áp suất ma sát η khi nhiệt độ thay đổi
|
ΔPms (kG/m2)
= R.l.η
|
Ống hút
|
17457,44
|
11,3
|
0,109
|
0,76
|
0,94
|
Ống đẩy
|
17457,44
|
5
|
0,109
|
0,76
|
0,41
|
Tổng tổn thất dọc đường:
ΔPms = ΔPmsh + ΔPmsđ = 0,94 + 0,41 = 1,35 kG/m2
-
Tổn thất cục bộ (TTCB):
Công thức xác định TTCB:
ΔPcb =Σξ..γ
Trong đó:
-
Σξ: Tổng hệ số sức cản cục bộ của đoạn ống tính toán, tra bảng phụ lục 4.
-
.γ: áp suất động, tra bảng phụ lục 3.
Bảng 3.2. Thống kê hệ số sức cản cục bộ thiết bị trong hệ thống xử lý bụi
Đoạn ống
|
Chi tiết
|
ξ
|
Số lượng
|
Σξ
|
Tổng
|
Hút
|
Ngoặc 90 (R = 1,5D)
|
0,40
|
4
|
1,60
|
|
|
Phễu thu hẹp
|
0,10
|
2
|
0,20
|
|
|
Phễu mở rộng
|
0,05
|
1
|
0,05
|
|
|
Loa (nối vào quạt)
|
0,10
|
1
|
0,10
|
|
|
Van điều chỉnh 5 cánh
(nghiêng 200)
|
0,65
|
1
|
0,65
|
2,65
|
Đẩy
|
Ngoặc 60 (R = 1,5D)
|
0,30
|
1
|
0,30
|
|
|
Loa (nối vào quạt)
|
0,10
|
1
|
0,10
|
0,40
|
Bảng 3.3. Tính tổn thất cục bộ qua hệ thống xử lý bụi
Thông số
|
LT (m3/h)
|
Đường kính ống D (mm)
|
Vận tốc v (m/s)
|
ΔPđ (kg/m2)
|
Σξ
|
ΔPcb (kG/m2)
= ΔPđ.Σξ
|
Ống hút
|
17.457,44
|
620
|
16
|
6,12
|
2,65
|
16,22
|
Ống đẩy
|
17.457,44
|
620
|
16
|
6,12
|
0,40
|
2,45
|
Tổng tổn thất áp suất cục bộ trên đường ống hút và trên đường ống đẩy:
∑∆Pcb = 16,22 + 2,45 = 18,67 kG/m2
-
Tổn thất qua thiết bị:
-
Tổn thất qua Xyclon chùm được tính theo cách chọn thiết bị ở trên là ∆P = 46,74 kG/m2
-
Tổn thất áp suất toàn phần của hệ thống
∆ PHT = ∆Pms + ∆Pcb + ∆Ptb = 1,35 + 18,67 + 46,74 = 66,76 kG/m2
-
Chọn quạt: L = 17457,44 m3/h, ΔPtp= 66,76 kG/m2.
-
Chọn loại quạt li tâm Ц 4-70 N0 8.
-
Dựa vào biểu đồ đặc tính của quạt, ta xác định được các thông số như sau:
-
Hiệu suất làm việc của quạt: η = 75%
-
Số vòng quay: n = 850 (v/ph)
-
Các kích thước của quạt
Quạt Ц 4-70 N08
|
H
|
B
|
b1
|
b2
|
b3
|
b4
|
b5
|
L
|
|
1236
|
890
|
518
|
616
|
870
|
365
|
926
|
1455
|
c
|
c1
|
c2
|
c3
|
c4
|
l
|
b6
|
d
|
520
|
1040
|
1255
|
350
|
74
|
776
|
110
|
400
|
Miệng thổi
|
Miệng hút
|
A
|
A1
|
A2
|
Số lỗ
|
D
|
D1
|
D2
|
Số lỗ
|
560
|
636
|
600
|
16
|
720
|
760
|
800
|
16
|
-
Công suất động cơ của quạt:
N = [kW]
Trong đó:
-
ηq: hiệu suất của quạt, 75%
-
Lq: lưu lượng quạt, 17457,44 m3/h = 4,849 m3/s
-
∆Pq: áp lực của quạt, 66,76 kG/m2
V ậy N = = 4,23 kW
Chia sẻ với bạn bè của bạn: |