Lựa chọn phương án xử lý bụi của nhà máy sản xuất xi măng lưu lượng 15000 m



tải về 210.98 Kb.
Chuyển đổi dữ liệu28.07.2016
Kích210.98 Kb.

Đồ án xử lý khí thải

Lựa chọn phương án xử lý bụi của nhà máy sản xuất xi măng lưu lượng 15000 m3/h

LỜI MỞ ĐẦU


Hiện nay vấn đề ô nhiễm không khí và tác hại của nó đối với sức khoẻ con người nói riêng cũng như đối với hệ sinh thái nói chung đã trở thành vấn đề bức xúc của cả nhân loại. Vì vậy từng quốc gia đã có chương trình hành động riêng của mình để bảo vệ môi trường và đồng thời cũng đã có chương trình hành động chung của cả thế giới với mục đích là có thể đẩy lùi các hiểm họa môi trường có khả năng xảy ra trên hành tinh của chúng ta.

Môi trường không khí ở nước ta tại các khu công nghiệp, đặc biệt tại các nhà máy sản xuất hoá chất, vật liệu xây dựng, cơ khí hiện nay đang tồn tại những dấu hiệu đáng lo ngại. Phần lớn các nhà máy xí nghiệp chưa được trang bị các hệ thống xử lý bụi và khí độc hại. Nên đã thải vào bầu khí quyển một lượng khổng lồ bụi và chất độc hại làm ảnh hưởng nghiêm trọng đến chất lượng môi trường không khí

Vì thế, tôi chọn đề tài này làm đồ án xử lý không khí. Dựa trên những kiến thức đã học ở trường để lựa chọn phương án xử lý bụi của nhà máy sản xuất xi măng lưu lượng Q = 15000 m3/h.

LỜI CẢM ƠN


Trong học tập ở trường Đại học Tài nguyên và Môi trường TP. Hồ Chí Minh, tôi luôn được sự chỉ bảo và giảng dạy nhiệt tình của Quý thầy cô, đặc biệt là các giảng viên Khoa Môi trường đã truyền đạt cho tôi về lý thuyết cũng như những kinh nghiệm thực tế trong suốt thời gian học tập ở trường.

Trong thời gian thực hiện đồ án xử lý khí thải, chúng tôi nhận được sự hướng dẫn nhiệt tình của các giảng viên ngành Công nghệ Môi trường, tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến các giảng viên này.

Đặc biệt, tôi chân thành gửi lời cảm ơn đến giảng viên PGS.TS. Nguyễn Đinh Tuấn – là người đã trực tiếp hướng dẫn chúng tôi thực hiện đồ án này.

Do vẫn còn có sự hạn chế về mặt nhận thức lý luận và thời gian nghiên cứu cũng như kinh nghiệm nên không thể tránh những sai sót trong quá trình báo cáo, tôi rất mong nhận được sự góp ý của Quý thầy cô để báo cáo đồ án xử lý khí thải được hoàn thiện hơn.


NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN


…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

Trân trọng

TP. Hồ Chí Minh, Ngày……tháng…....năm 2014

Xác nhận của giáo viên hướng dẫn

PGS.TS. Nguyễn Đinh Tuấn

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN


…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

Trân trọng !

TP. Hồ Chí Minh, Ngày……tháng…....năm 2014

Xác nhận của giáo viên phản biện

MỤC LỤC


LỜI MỞ ĐẦU i

LỜI CẢM ƠN ii

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN iii

PGS.TS. Nguyễn Đinh Tuấn iv

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN v

MỤC LỤC 1

DANH MỤC HÌNH 2

DANH MỤC BẢNG 3

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT 4

CHƯƠNG 1 5

TỔNG QUAN VỀ BỤI 5

1.1. SƠ LƯỢC VỀ BỤI: 5

1.2. TÍNH CHẤT HÓA LÝ CỦA BỤI: 7

1.3. BỤI TRONG QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT XI MĂNG: 9

CHƯƠNG 2 18

TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ BỤI 18

2.1. PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ BỤI KHÔ 18

CHƯƠNG 3 26

LỰA CHỌN VÀ THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ XỬ LÝ 26

3.1. CƠ SỞ LỰA CHỌN 26

3.2. ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ 27

Hình 3.1. Sơ đồ công nghệ xử lý bụi xi măng 28

3.2.2. Thuyết minh 28

CHƯƠNG V : KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 33

5.1. KẾT LUẬN 33

5.2. KIẾN NGHỊ: 33

TÀI LIỆU THAM KHẢO 34

PHỤ LỤC 35




DANH MỤC HÌNH


Hình 1.1 Sơ đồ công nghệ sản xuất xi măng Error: Reference source not found

Hình 2.1.a. Buồng lắng bụi kiểu đơn giản nhất Error: Reference source not found

Hình 2.1.b. Buồng lắng bụi có vách ngăn Error: Reference source not found

Hình 2.1.c. Buồng lắng bụi nhiều tầng Error: Reference source not found

Hình 2.2. Cyclone Error: Reference source not found

Hình 2.3. Thiết bị lọc bụi tay áo Error: Reference source not found

Hình 2.4. a. Thiết bị lắng “lá sách” Error: Reference source not found

Hình 2.4. b. Thiết bị lắng quán tính kiểu “lá sách” hình chóp cụt Error: Reference source not found

Hình 2.5. Thiết bị rửa khí với lớp đệm chuyển động Error: Reference source not found

Hình 2.6. Thiết bị lọc bụi tĩnh điện Error: Reference source not found

Hình 3.1. Sơ đồ công nghệ xử lý bụi xi măng Error: Reference source not found

DANH MỤC BẢNG


Bảng 1.1. Phân loại theo độ bám dính Error: Reference source not found

Bảng 1.2 Bảng chi tiêu kinh tế ngành xi măng 2007 - 2010 Error: Reference source not found

Bảng 1.3 Bảng dự báo nhu cầu xi măng đến năm 2020 Error: Reference source not found

Bảng 2.1. So sánh các thiết bị lọc bụi Error: Reference source not found

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT


BTNMT

Bộ Tài nguyên & Môi trường

QCVN

Quy chuẩn Việt Nam



Quyết định

TCVN

Tiêu chuẩn Việt Nam

TT

Thông tư

WHO

Tổ chức Y tế Thế giới


CHƯƠNG 1

TỔNG QUAN VỀ BỤI

1.1. SƠ LƯỢC VỀ BỤI:

1.1.1. Các khái niệm chung về bụi:


Các phần tử chất rắn thể rời rạc (vụn) dưới tác dụng của các dòng khí hoặc không khí, chúng chuyển thành trạng thái lơ lửng và trong những điều kiện nhất định chúng tạo thành thứ vật chất mà người ta gọi là bụi.

Bụi gồm hai pha: pha khí và pha rắn rời rạc.

Hạt Bụi có kích thước từ nguyên tử đến nhìn thấy được bằng mắt thường, có khả năng tồn tại ở dạng lơ lửng trong thời gian dài ngắn khác nhau.

1.1.2. Phân loại bụi theo nguồn gốc:


  • Bụi tự nhiên (bụi do động đất, núi lửa…)

  • Bụi thực vật (bụi gỗ, bông, bụi phấn hoa…)

  • Bụi động vật, người (trên lông, tóc…)

  • Bụi nhân tạo (nhựa hóa học, cao su…)

  • Bụi kim loại (sắt, đồng, chì…)

  • Bụi hỗn hợp (do mài, đúc…)

1.1.3. Phân loại theo kích thước hạt bụi:


Bụi thô, cát bụi: gồm từ các hạt bụi, chất rắn có kích thước hạt lớn hơn 75

Bụi: các hạt chất rắn có kích thước nhỏ hơn bụi thô (5-75 ) được hình thành từ các quá trình cơ khí như nghiền, tán, đập...

Bụi hô hấp là những hạt bụi có kích thước nhỏ hơn 10 chúng có thể thâm nhập sâu vào tận phổi trong quá trình hô hấp.

1.1.4. Phân loại bụi theo tác hại:


Theo tác hại bụi có thể phân ra:

  • Bụi nhiễm độc chung (chì, thủy ngân, benzen)

  • Bụi gây dị ứng viêm mũi, hen, nỗi ban…(bụi bông, gai, phân hóa học, một số tinh dầu gỗ…)

  • Bụi gây ung thư (bụi quặng, crom, các chất phóng xạ…)

  • Bụi xơ hóa phổi (thạch anh, quặng amiang…)

1.2. TÍNH CHẤT HÓA LÝ CỦA BỤI:

1.2.1. Tính tán xạ:


Kích thước hạt: là thông số cơ bản của bụi, vì chọn thiết bị lọc chủ yếu dựa vào thành phần tán xạ của bụi.

Thành phần tán xạ: là hàm lượng tính bằng số lượng hay khối lượng các hạt thuộc nhóm kích thước khác nhau.

Nhóm kích thước (nhóm cỡ hạt hay nhóm hạt): là phần tương đối của các hạt có kích thước nằm trong khoảng trị số xác định được coi như giới hạn dưới và giới hạn trên.

Kích thước hạt có thể được đặc trưng bằng vận tốc treo (vt, m/s) là vận tốc rơi tự do của hạt trong không khí.


1.2.2. Tính bám dính:


Tính bám dính của hạt xác định xu hướng kết dính của chúng. Độ kết dính của hạt tăng có thể làm cho thiết bị lọc bị nghẽn do sản phẩm lọc. Kích thước hạt càng nhỏ thì chúng càng dễ bám dính vào bề mặt thiết bị. Bụi có 60 - 70% hạt có đường kính nhỏ hơn 10 được coi là bụi kết dính.

Bảng 1.1. Phân loại theo độ bám dính


Đặc trưng kết dính của bụi

Tên gọi

Không kết dính

Bụi xỉ khô, bụi thạch anh (cát khô), bụi sét khô

Kết dính yếu

Tro bay chứa nhiều sản phẩm chưa cháy, bụi than cốc, bụi magezit (MgCO3) khô, tro phiến thạch, bụi apatit khô, bụi lò cao, bụi đỉnh lò.

Kết dính vừa

Tro bay chết hết, tro than bùn, bụi than bùn, bụi magezit ẩm, bụi kim loại, bụi pirit, các oxit của chì, kẽm và thiếc, bụi xi măng khô, mồ hóng, sữa khô, bụi tinh bột, mạt cưa.

Kết dính mạnh

Bụi xi măng thoát ra từ không khí ẩm, bụi thạch cao và thạch cao mịn, phân bón, supperphotphat kép, bụi clinke, natri chứa muối, bụi sợi, tất cả các loại bụi có kích thước nhỏ hơn 10.

1.2.3. Tính mài mòn:


Tính mài mòn của bụi đặc trưng cho cường độ mài mòn kim loại ở vận tốc như nhau của khí và nồng độ như nhau của bụi. Nó phụ thuộc vào độ cứng, hình dạng, kích thước và mật độ của hạt. Tính mài mòn của bụi được tính đến khi chọn vận tốc của khí, chiều dày của thiết bị và đường ống dẫn khí cũng như chọn vật liệu ốp của thiết bị.

1.2.4. Tính thấm:


Tính thấm nước có ảnh hưởng nhất định đến hiệu quả của thiết bị lọc bụi kiêu ướt, đặc biệt khi thiết bị làm việc có tuần hoàn. Khi các hạt khó thấm tiếp xúc với bề mặt chất lỏng, chúng bị bề mặt chất lỏng bao bọc. Ngược lại đối với các hạt dễ thấm chúng không bị nhúng chìm hay bao phủ bởi các hạt lỏng, mà nổi trên bề mặt nước. Sau khi bề mặt chất lỏng bao bọc phần lớn các hạt, các hạt còn lại tiếp tục tới gần chất lỏng, do kết quả của sự va đập đàn hồi với các hạt được nhúng chìm trước đó, chúng có thể bị đẩy trở lại dòng khí, do đó hiệu quả lọc thấp.

Các hạt phẵng dễ thấm hơn so với các hạt có bề mặt không đều. Sở dĩ như vậy là do các hạt có bề mặt không đều hầu hết được bao bọc bởi vỏ khí được hấp thụ cản trở sự thấm.


1.2.5. Tính hút ẩm và tính hòa tan:


Các tính chất này của bụi được xác định trước hết bởi thành phần hóa học của chúng cũng như kích thước, hình dạng và độ nhám của bề mặt. Nhờ tính hút ẩm và tính hòa tan mà bụi có thể được lọc trong các thiết bị lọc kiểu ướt.

1.2.6. Tính mang điện:


Tính mang điện của bụi ảnh hưởng đến trạng thái của bụi trong đường ống và hiệu suất của bụi (đối với thiết bị lọc bằng điện, thiết bị lọc kiểu ướt…). Ngoài ra tính mang điện còn ảnh hưởng đến an toàn cháy nổ và tính dính bám của bụi.

1.2.7. Tính cháy nổ:


Bụi cháy được do bề mặt tiếp xúc với oxy trong không khí, có khả năng tự bốc cháy và tạo thành hỗn hợp nổ với không khí. Cường độ nổ của bụi phụ thuộc vào tính chất hóa học, tính chất nhiệt của bụi, kích thước và hình dạng của các hạt, nồng độ của chúng trong không khí, độ ẩm và thành phần của khí, kích thước và nhiệt độ nguồn cháy.

1.3. BỤI TRONG QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT XI MĂNG:

1.3.1. Vai trò và nhu cầu của xi măng


Xi măng là một trong những cơ sở công nghiệp được hình thành và phát triển sớm nhất ở Việt Nam. Cái nôi đầu tiên của Ngành xi măng Việt Nam là Nhà máy Xi măng Hải Phòng, được khởi công xây dựng ngày 25/12/1899 với nhãn mác con Rồng Xanh, Rồng Đỏ đã có mặt tại Hội chợ triển lãm Liege (Pháp) năm 1904 và hàng vạn tấn xi măng Hải Phòng đã có mặt trên thị trường tiêu thụ ở các nước như vùng Viễn đông, Vladivostoc, Java (Indonesia), Hoa Nam (Trung Quốc), Singapore... Đến nay đã có khoảng 90 Công ty, đơn vị tham gia trực tiếp sản xuất và phục vụ sản xuất xi măng trong cả nước, trong đó: khoảng 33 thành viên thuộc tổng công ty xi măng Việt Nam, 5 công ty liên doanh, và hơn 50 công ty nhỏ và các trạm nghiền khác.

Theo thống kê từ năm 1991 đến năm 1996, nhu cầu xi măng tại Việt Nam có sự tăng trưởng đột biến ở mức bình quân trên 20% mỗi năm. Trong khi ấy tăng trưởng sản lượng xi măng cả nước chỉ đạt mức bình quân 15% mỗi năm và hầu hết các nhà máy xi măng lò quay đã đạt sản lượng tối đa. Vì vậy để đáp ứng đủ nhu cầu xi măng cho xây dựng trong thời gian này, nước ta phải nhập khẩu tới 6,37 triệu tấn xi măng. Cung ứng xi măng cả nước giai đoạn từ 2007 đến 2010 bình quân mỗi năm tăng khoảng 7 triệu tấn. nhu cầu cả nước tăng khoảng 4,2 triệu tấn/năm. Tổng cung xi măng vào năm 2010 đạt khoảng 59,02 triệu tấn so với tổng cầu 49,4 triệu tấn.



Các chỉ tiêu kinh tế ngành xi măng 2007 – 2010 :

Bảng 1.2 Bảng chi tiêu kinh tế ngành xi măng 2007 - 2010




Dự báo nhu cầu xi măng đến năm 2020 :

Bảng 1.3 Bảng dự báo nhu cầu xi măng đến năm 2020





Đơn vị

Năm 2010

Năm 2015

Năm 2020

Xi măng

( triệu tấn)

59,02

88,5

112

(Theo quyết định số 121/08 QĐ-TTg)

Trong những năm qua ngành xi măng đóng góp một phần không nhỏ vào tốc độ tăng trưởng kinh tế  Việt Nam, trung bình từ 10% - 12% GDP. Vì thế Chính phủ xác định Xi măng là ngành phát triển chiến lược nhằm hỗ trợ phát triển kinh tế.


1.3.2. Dây chuyền công nghệ sản xuất xi măng:










Hình 1.1 Sơ đồ công nghệ sản xuất xi măng




  • Thuyết minh sơ đồ công nghệ:

Quá trình sản xuất xi măng trải qua các công đoạn sạu:

  • Gia công nguyên liệu:

Đá vôi, đất sét, thạch cao, phụ gia xi măng được đập sấy đạt tiêu chuẩn (150 - 300 mm) và sau đó đưa vào xilo hoặc lò chứa.

  • Nghiền phối liệu:

Sau khi được gia công nguyên liệu được trộn theo đơn phối liệu sau đó được nghiền mịn để đạt đến kích thước 0,06 – 0,07 mm.

  • Nung clinke:

Phối liệu sau khi được nghiền mịn được đưa vào nung trong lò nung. Nhưng đối với lò đứng thì phối liệu phải đưa vào lò dưới dạng cầu viên cho nên trước khi vào lò nung phối liệu phải qua máy vê viên để tạo viên có kích thước 8 -12 mm.

Trong quá trình nung, dưới tác dụng của nhiệt độ cao các cấu tử trong phối liệu phản ứng với nhau và tạo ra các thành oxit của xi măng hay còn gọi là các khoáng, có 4 khoáng chính trong xi măng: 3CaO.SiO2 (C3S); 2CaO.SiO­2 (C2S); 3CaO.Al2O3 (C3A); 4CaO.Al2O3.Fe2O3 (C4AF).

Ở các nhiệt độ khác nhau các quá trình hóa học thuận nghịch xảy ra khác nhau (nhiệt độ cao nhất là 1450 oC).

Các quá trình hóa lý xảy ra trong lò nung:

Ở 200 oC xảy ra quá trình tách nước liên kết. Sự tách nước này kết thúc ở 950 oC:





Phân hủy nguyên liệu:











Nếu trong quá trình nếu có sử dụng các chất hoạt hóa có chứa Flo thì nó sẽ tạo thành khí HF rất độc vì vậy hiện nay đã hạn chế sử dụng.

Đồng thời ở giai đoạn này còn xảy ra quá trình đốt cháy than để tạo thành khói lò.


  • Ủ clinke:

Sau khi qua giai đoạn làm lạnh clinke được ủ trong kho hoặc trong xilo chứa trong khoảng thời gian từ 10 đến 15 ngày để các CaO tự do còn lại trong clinke phàn ứng với nước trong không khí tạo thành Ca(OH)2 nhằm làm tăng thể tích và làm cho clinke dễ nghiền. Vì vậy xi măng sẽ không nở nữa nhằm làm tăng chất lượng sản phẩm.

  • Nghiền xi măng:

Clinke được được phối trộn với các hạt phụ gia xi măng và thạch cao theo công thức phối liệu của xi măng và được nghiền để tạo độ mịn nhất định.

Bột xi măng đạt được độ mịn yêu cầu sẽ cho qua thiết bị phân ly, nếu bột không đạt độ mịn yêu cầu thì quay trở lai máy nghiền.

Bột đạt độ mịn yêu cầu được gầu tải chuyển vào các xilo chứa. Trong các xilo chứa, xi măng được đảo trộn tránh hiện tượng vón cục.


  • Đóng bao cho xi măng:

Cho xi măng vào các túi 50 kg, hạt xi măng nhỏ mịn nên dễ phát tán tạo thành bụi trong môi trường không khí.

1.3.3. Nguồn phát thải bụi trong quá trình sản xuất xi măng


Công đoạn khai thác, đập và vận chuyển đá vôi về kho trong nhà máy :

Nguồn bụi sinh ra từ hoạt động nổ mìn, vận chuyển đá vôi bằng ô tô từ mỏ về nhà máy. Khi về đến nhà máy thì bụi phát sinh từ phễu tiếp nhận đá vôi (cỡ hạt < 1500µm) của máy búa và khi ra khỏi máy (cỡ hạt ≤ 50µm). Ở công đoạn này, máy búa không gây bụi mà bụi chủ yếu sinh ra do ô tô đổ đá vôi vào phễu, lượng bụi này rất lớn. Sau máy đập búa đá vôi cỡ hạt ≤ 50µm được chuyển đến kho chứa bằng hệ thống băng tải cao su và cầu rải liệu di động, giai đoạn này do quá trình đổ rót, chuyển đổi vị trí băng tải phát sinh bụi vào môi trường không khí xung quanh.



Công đoạn khai thác, đập nhỏ (bên ngoài nhà máy) và vận chuyển đất sét về kho trong nhà máy :

Nguồn bụi phát sinh từ phễu tiếp nhận đá sét (cỡ hạt ≤ 500µm) của máy đập và sau khi ra khỏi máy (cỡ hạt ≤ 50µm). Ra khỏi máy đập đá sét được vận chuyển về kho chứa trên băng tải cao su và thiết bị rải đống giữa, quá trình này phát sinh bụi từ các điểm rót tại các vị trí chuyển đổi đá sét.



Đối với các nguyên liệu như Silica, xỷ Pirit và than :

Chỉ có nguồn phát sinh bụi trong quá trình tiếp nhận và vận chuyển nguyên liệu cùng sử dụng chung dây chuyền với vận chuyển đá sét (không qua công đoạn đập) nên các vị trí phát sinh bụi tương tự vận chuyển đá sét.



Đối với thạch cao và phụ gia :

Nguồn bụi phát sinh trong quá trình bốc nguyên liệu, cấp liệu cho máy đập búa để xử lý cỡ hạt từ ≤ 500µm xuống ≤ 30µm và vị trí chuyển đổi băng tải cao su với băng rải đống di động.



Tại các kho chứa và đồng nhất nguyên liệu :

Bụi phát sinh từ các vị trí chuyển đổi của băng tải và tại các vị trí đổ rót nguyên liệu vào két định lượng.



Công đoạn tồn trữ và rút nguyên liệu cho máy nghiền :

Nguồn bụi phát sinh trong quá trình rút kho nhờ băng cào, các điểm chuyển đổi trên băng tải cao su và điểm rót vào két định lượng trước máy nghiền.



Công đoạn nghiền nguyên liệu :

Nguyên liệu từ các két định lượng qua hệ thống cân định lượng xuống băng tải chuyển vào máy nghiền. Tại các máy nghiền liên hợp chu trình kín (có sử dụng khí thải đốt than trong lò nung nguyên liệu và lò nung clinker để sấy khô nguyên liệu nâng cao hiệu suất cho quá trình nghiền) các hạt mịn được đưa tới thiết bị xử lý bụi sơ cấp. Tại các thiết bị xử lý bụi sơ cấp các hạt mịn được giữ lại còn phần khí và bụi sẽ được đưa qua các hệ thống lọc bụi tiếp theo để đảm bảo nồng độ bụi của khí thải ≤ 50mg/Nm3 và nhiệt độ khí thải ≤ 150oC. Trong trường hợp máy nghiền không hoạt động nguồn khí thải này sẽ được chuyển vào tháp điều hoà có hệ thống phun nước làm lạnh giảm nhiệt độ xuống ≤ 150oC rồi cũng đưa về thiết bị lọc bụi trước khi thải ra ngoài qua ống khói.



Công đoạn đồng nhất bột liệu và cấp liệu lò nung :

Bột phối liệu được vận chuyển lên đỉnh Silô đồng nhất bằng băng tải và cấp vào thùng cấp liệu, tại đây phát sinh bụi do bột liệu vận chuyển trên máng thuỷ lực và đổ từ băng tải vào thùng cấp liệu. Tiếp theo bột liệu được đưa vào cân định lượng tới thiết bị lọc bụi của lò nung. Tại đây bụi chủ yếu phát sinh tại vị trí bột liệu vào và ra khỏi cân.



Công đoạn nghiền và cung cấp than :

Nguồn ô nhiễm có vị trí phát sinh tương tự công đoạn nghiền phối liệu. Những vị trí phát sinh khí và bụi trong quá trình rút than từ kho, vận chuyển đổ rót vào két than thô, vào máy nghiền con lăn đứng. Tại máy sấy nghiền than, than bột được vận chuyển bằng dòng khí nóng (từ máy làm nguội clinker) tới xyclon lắng để chuyển tới két than mịn. Phần khí sau khi sấy than được sẽ đưa qua thiết bị lọc bụi rồi thải ra ngoài qua ống khói.



Công đoạn nung Clinker :

Bột liệu sau khi được Canxi hoá tại buồng phân huỷ vào lò nung để tiếp tục quá trình nung Clinker. Nguôn gây ô nhiễm chủ yếu là khí nóng toả ra xung quanh vỏ và 2 đầu lò. Toàn bộ được bao bọc kín nên khí thải sinh ra từ lò nung không thoát đựoc ra ngoài và chúng được đưa qua thiết bị làm lạnh.



Công đoạn làm nguội clinker :

Clinker từ lò nung đi ra có nhiệt độ rât cao được làm lạnh đột ngột bằng thiết bị làm lạnh nhằm làm nguội clinker từ 1350oC xuống khoảng 90oC. Hệ thống làm lạnh sử dụng các quạt gió có lưu lượng rất lớn lấy không khí bên ngoài thổi qua các ghi và xáo trộn clinker nằm trên ghi đồng thời hạ nhiệt của clinker.



Công đoạn vận chuyển và chứa clinker :

Bụi ở công đoạn này phát sinh chủ yếu do quá trình chuyển đổi trên các băng tải và đổ clinker vào Silô.



Công đoạn nghiền xi măng :

Nguồn ô nhiễm chủ yếu là bụi xi măng trong quá trình từ cân định lượng xuống hệ thống vận chuyển xi măng. Bột xi măng sau khi ra khỏi máy nghiền được chuyển tới thiết bị phân ly và tập trung vào các xyclon lắng rồi chuyển tới Silô chứa. Phần khí thải sau phân ly và phần khí thải cho thông gió máy nghiền được xử lý bằng thiết bị lọc bụi.



Công đoạn chứa và đóng bao xi măng thành phẩm :

Bụi sinh ra chủ yếu là bụi xi măng trong quá trình vận chuyển xi măng đến Silô.

Như vậy, nguồn gây ô nhiễm không khí trong nhà máy chủ yếu do khói lò hơi, các buồng đốt, bụi trong quá trình đập nghiền, vận chuyển nguyên nhiên liệu, xi măng và bụi, khí độc từ quá trình nung, làm lạnh cliker và nghiền xi măng.

1.3.4. Đặc trưng ô nhiễm bụi và khí thải của các nhà máy sản xuất xi măng:


Đặc trưng ô nhiễm từ hệ thống sản xuất đến môi trường không khí là ô nhiễm bụi (bụi than, đá sét, đá than, thạch cao, xỷ pirit, xi măng và bụi đốt dầu MFO), khí độc (SO2, NO2, CO2).

Ô nhiễm từ quá trình đốt nhiên liệu: xét tất cả các nguồn thải từ nhà máy xi măng thì khí thải lò nung nguyên liệu, lò nung clinker, khí thải từ các công đoạn sấy nguyên liệu và lò hơi là nguồn chính và có thể kiểm soát được. Tải lượng các chất ô nhiễm trong khí thải, thải qua các ống khói chính được tính toán trên cơ sở hệ số ô nhiễm của Tổ chức Y tế thế giới WHO và các thông số về thành phần than cũng như đặc điểm của các quá trình công nghệ của nhà máy

Bụi xi măng có dạng rất mịn (cỡ hạt nhỏ hơn 3m) lơ lửng trong khí thải khi hít vào phổi dễ gây bệnh về đường hô hấp. Đặc biệt, khi hàm lượng SiO2 lớn hơn 2% có thể gây bệnh silicon phổi, một bệnh được coi là bệnh nghề nghiệp nguy hiểm, phổ biến nhất của công nghệ sản xuất xi măng. Ngoài ra bụi theo gió phát tán rất xa và lắng xuống đất và nước lâu dần làm hỏng đất trồng và suy thoái hệ thực vật.

Bụi trong không khí là vấn đề nan giải nhất trong công nghiệp sản xuất xi măng. Bụi phát sinh từ hầu hết các công đoạn sản xuất : nổ mìn, lấy đá, khai thác đất sét, nghiền nguyên liệu, nghiền xi măng, vận chuyển, nung,… lượng bụi tạo thành trong quá trình khai thác là:



  • 0,4 kg bụi/tấn đá trong công đoạn nổ mìn từ khai thác đá hộc.

  • 0,14 kg bụi/tấn đá nghiền khô và 0,009 kg/tấn theo phương pháp ướt.

  • 0,17 kg bụi/tấn đá khi bốc xếp, vận chuyển.

Lượng bụi bay vào không khí khi khai thác đất sét là không đáng kể (40 tấn/năm) so với bụi do khai thác than đá, điều này được giải thích do độ ẩm tự nhiên của đất sét khá cao ( 16 – 20%) nên ít gây bụi.

Bụi đất, than vào phổi thường gây kích thích cơ học, phản ứng sơ hóa phổ, bệnh về đường hô hấp.


1.3.5. Tác hại của bụi xi măng


Như đã nhận xét ở trên thì ngành sản xuất xi măng tạo ra rất nhiều khí thải độc hại nếu như nó không được xử lý thì gây ra những tác động sau:

- Bụi: Bụi xi măng chủ yếu là bụi lơ lửng (<5m) và thành phần của bụi là đá vôi, oxit silic,… Bụi này khi phát thải vào môi trường không khí gây ra những tác hại sau:

+ Đối với con người: Bụi này gây ra các bệnh về đường hô hấp, bệnh bụi phổi, bệnh về đường tiêu hóa… và nếu trong bụi tỉ lệ silic tự do >2% thì gây nguy hại cho tính mạng của con người.

+ Đối với cây trồng: làm giảm khả năng quang hợp của cây xanh và làm cho cây chậm phát triển, làm giảm năng xuất cây trồng.

+ Đối với môi trường đất và nước: Bụi xi măng làm thay đổi thành phần chất lượng của môi trường nước, làm tăng lượng chất rắn lơ lửng trong nước, làm thay đổi pH của nước…Đồng thời với môi trường đất thì nó cũng làm thoái hóa đất, giảm độ phì nhiêu của đất. Điều đó ảnh hưởng rất lớn đến năng xuất cây trồng, như vậy cũng có nghĩa là nó tác động xấu đến ngành sản xuất nông nghiệp.

- Khí thải: Khí thải phát sinh tại lò nung chủ yếu là CO2, NOx, CO, SO2, HF. Các khí này không chỉ gây tác động xấu đến sức khỏe của con người mà nó còn gây ra tác động đến môi trường đất, nước, các công trình kiến trúc, vật liệu xây dựng và ngành sản xuất nông nghiệp. Cụ thể như sau:

+ Đối với con người: các khí này gây ra các bệnh về đường hô hấp, gây ra các bệnh về phổi, làm rối loạn chuyển hóa protein trong cơ thể, đặc biệt khí HF là một khí rất độc đối với cở thể con người.

+ Ngoài ra các khí này là nguyên nhân gây ra mưa axit và điều đó dẫn đến việc ăn mòn các công trình, vật liệu xây dựng, làm thay đổi chất lượng đất, làm thay đổi pH của nước sông, hồ và điều đó tác động không nhỏ đến thực vật và động vật.

- Ô nhiễm nhiệt: Tại lò nung clinke nhiệt độ của lò là rất lớn (1450 oC) vì thế tổn thất nhiệt là không thể tránh khỏi và điều đó cũng tác động rất lớn đối với sức khỏe của công nhân lao động tại nhà máy như mất nước, rối loạn cơ thể, mệt mỏi đau đầu…điều đó dễ gây ra tai nạn lao động và giảm năng xuất của người lao động.

- Tiếng ồn: Chủ yếu là gây tác hại đối với sức khỏe của công nhân tại nhà máy như gây ra các bệnh điếc tai, bệnh tim mạch, bênh thần kinh…

Như vậy tác động của nhà máy xi măng đối với môi trường không khí là rất lớn vì vậy việc giảm thiểu những tác động này là rất cần thiết.

CHƯƠNG 2

TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ BỤI

2.1. PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ BỤI KHÔ


Phương pháp lọc bụi khô thường dung để thu hồi các loại bụi có thể tận dụng lại hoặc tái chế.

2.1.1. Buồng lắng bụi


Cấu tạo của buồng lắng rất đơn giản – đó là một không gian hình hộp có tiết diện ngang lớn hơn nhiều lần so với tiết diên đường ống dẫn khí. Nguyên lí chung của phương pháp này là dựa vào sự thay đổi tốc độ đột ngột của dòng khí làm cho động năng của dòng khí giảm, làm cho năng lượng của hạt bụi giảm và do chúng có khối lượng lớn nên dưới tác dụng của trọng lực trái đất nó sẽ chìm xuống đáy phòng lắng.

Buồng lắng bụi được ứng dụng để lắng bụi thô có kích thước hạt từ 60-70 trở lên. Tuy vậy, các hạt có kích thước nhỏ hơn vẫn có thể bị giữ lại trong buồng lắng. Một vài ứng dụng thiết bị này là dùng trong lò vôi, lò đốt và các nhà máy chế biến thức ăn gia súc.



  • Ưu và nhược điểm của buồng lắng bụi:

Ưu điểm: Thiết bị vận hành đơn giản, chế tạo đơn giản giá thành rẻ.

Nhược điểm: Không có khả năng thu bụi có kích thước nhỏ, thiết bị chiếm diện tích lớn.


Hình 2.1.a. Buồng lắng bụi kiểu đơn giản nhất





Hình 2.1.b. Buồng lắng bụi có vách ngăn




Hình 2.1.c. Buồng lắng bụi nhiều tầng

2.1.2. Cyclon:


Thiết bị bao gồm một hình trụ với một đường ống dẫn khí có lẫn bụi vào thiết bị theo đường tiếp tuyến với hình trụ và một đường ống tại trục thiết bị dùng để thoát khí sach ra. Vận tốc của dòng khí đi vào thường nằm trong khoảng 17-25 m/s sẽ tạo ra dòng khí xoáy với lực li tâm rất lớn làm cho các hạt giảm động năng, giảm quán tính khi va đập vào thành thiết bị và lắng xuống phía dưới .Phía dưới lạ một đáy hình nón và một phễu thích hợp để thu bụi và lấy bụi ra. Dòng khí có chứa bụi được sự trợ giúp của quạt, làm cho chúng chuyển động xoáy trong vỏ hình trụ và chuyển động dần xuống tới phần hình nón. Dòng khí chuyển động vượt quá tới phần hình nón, tạo ra một lực li tâm làm cho hạt bụi văng ra khỏi dòng khí, va chạm vào vách cyclone và cuối cùng rơi xuống phễu. Cyclon có thể sử dùng dạng đơn hoặc cyclon dạng chùm tức là bao gồm nhiều cyclone mắc song song với nhau nhằm làm tăng hiệu quả lọc của tập hợp thiết bị.

Một vài ứng dụng quan trọng của loại thiết bị này là trong các nhà máy xi măng, công nghiệp sắt thép, nghiền lúa gạo, thực phẩm, nhà máy nhựa đường, lọc dầu.






Hình 2.2. Cyclone

2.1.3. Hệ thống lọc túi vải


Hệ thống này bao gồm những túi vải hoặc túi sợi đan lại, dòng khí có thể lẫn bụi được hút vào trong ống nhờ một lực hút của quạt li tâm. Những túi này được đan lại hoặc chế tạo cho kín một đầu. Hỗn hợp khí bụi đi vào trong túi, kết quả là bụi được giữ lại trong túi.

Bụi càng bám nhiều vào các sợi vải thì trở lực do túi lọc càng tăng. Túi lọc phải làm sạch theo định kỳ, tránh quá tải cho các quạt hút, làm cho dòng khí có lẫn bụi không thể vào túi lọc. Để làm sạnh túi có thể dùng biện pháp rũ túi để làm sạch bụi ra khỏi túi hoặc có thể dùng các sóng âm truyền trong không khí hoặc rũ túi bằng phương pháp đổi ngược chiều dòng khí, dùng áp lực hoặc ép từ từ.

Một vài căn cứ để chọn túi lọc là nhiệt độ nung chảy, tính kháng axit hoặc kháng kiềm, tính chống mài mòn, chống co và năng suất lọc của từng loại vải. Một vài loại sợi thường được dùng bao gồm sợi bông, sợi len, nylon, sợi amiăng, sợi silicon, sợi thủy tinh.

Thiết bị lọc bụi túi vải thường đặt phía sau thiết bị lọc bụi cơ học để giữ lại những hạt bụi nhỏ mà quá trình lọc cơ học không giữ lại được. Khi các hạt bụi thô hoàn toàn đã được tách ra thì lượng bụi trong túi sẽ giảm đi. Một vài ứng dụng của túi lọc là trong các nhà máy xi măng, lò đốt, lò luyện thép và máy nghiền ngũ cốc.



Hình 2.3. Thiết bị lọc bụi tay áo

2.1.4. Thiết bị lắng quán tính

Nguyên lí cơ bản để chế tạo thiết bị lọc bụi kiểu quán tính là làm thay đổi chiều hướng chuyển động của dòng khí một cách liên tục, lặp đi lặp lại bằng những vật cản có hình dáng khác nhau. Khi dòng khí đổi hướng chuyển động thì bụi do có sức quán tính sẽ giữ hướng chuyển động ban đầu của mình và va đập vào các vật cản rồi bị giữ lại ở đó hoặc mất động năng và rơi xuống đáy thiết bị.

Một số dạng thiết bị lọc bụi kiểu quán tính: venture, kiểu màn chắn uốn cong, kiểu lá sách, kiểu quán tính kết hợp với buồng lắng bụi, thiết bị lọc tro lò hơi của Ambuco,…




Hình 2.4. a. Thiết bị lắng “lá sách”





Hình 2.4. b. Thiết bị lắng quán tính kiểu “lá sách” hình chóp cụt

2.2. PHƯƠNG PHÁP LỌC BỤI ƯỚT:


Nguyên tắc của phương pháp lọc bụi ướt là người ta cho dòng không khí có chứa bụi tiếp xúc trực tiếp với dung môi (thường là nước). Quá trình tiếp xúc có thể ở dang hạt (khi nước được phun thành các hạt nước có kích thước và mật độ cao), dạng bề mặt khi thiết bị có sử dụng lớp đệm (nước chảy trên các bề mặt vật liệu đệm), dạng bọt khí khi sử dụng tháp sủi bọt hay tháp mâm. Các hạt bụi có thể kết dính lại với nhau và bị giữ lại trong dung môi nhờ cơ chế va đạp, tiếp xúc và khuêchs tán còn dòng khí sạch sẽ đi ra khỏi thiết bị.



Hình 2.5. Thiết bị rửa khí với lớp đệm chuyển động

2.3. PHƯƠNG PHÁP LỌC BỤI TĨNH ĐIỆN:


Thiết bị lọc bụi tĩnh điện sử dụng một hiệu điện thế cưc cao để tách bụi, hơi, sương, khói khỏi dòng khí. Có 4 bước cơ bản để được thực hiên là:

Dòng điện làm các hạt bụi bị ion hóa

Chuyển các ion bụi từ các bề mặt thu bụi bằng lực điện trường.

Trung hòa điện tích của các bụi lắng trên bề mặt thu.

Tách bụi lắng ra khỏi bề mặt thu. Các hạt bụi có thể được tách ra bởi một áp lực hay nhờ rửa sạch.

Thiết bị này có thể thu được những hạt rất nhỏ (1 – 44 ) với hiệu quả rất cao, có thể đạt tới 99,99%. Khi dòng khí chứa quá nhiều bụi trong nó thì ta đặt ta đặt một thiết bị cơ học phía trước đó,lọc bớt lượng bụi thô trước khi lọc bằng thiết bị tĩnh điện. Axit, chất thải, nhiệt độ cao và vật chất có tính ăn mòn đều có thể làm thể làm hư hại thiết bị. Thiết bị lắng tĩnh điện được ứng dụng trong các trường hợp thu bụi tại khâu tán than đá thanh bột dùng trong nhà máy nhiệt điện, nhà máy luyện thép, nghiền xi măng, sản xuất giấy.





Hình 1.6. Thiết bị lọc bụi tĩnh điện



Bảng 2.1. So sánh các thiết bị lọc bụi


Thiết bị

Ưu điểm

Nhược điểm

Cyclone


- Vốn thấp, ít phải bảo trì

- Sụt áp nhỏ (5 – 15 mmH2O­)

- Thu bụi khô

- Ít chiếm diện tích




- Hiệu suất thấp với bụi nhỏ hơn 10.

- Không thu được bụi có tính kết dính.



Rửa ướt


- Không sinh nguồn bụi thứ cấp

- Ít chiếm diện tích

- Có khả năng giữ được cả khí và bụi

- Có thể lọc được bụi kích thước dưới 0,1

- Vốn thấp


- Sinh ra cặn bùn,nước thải.

- Chi phí bảo trì cao do nước rò rỉ ăn mòn thiết bị.




Lọc tĩnh điện


- Hiệu suất lọc cao, tiết kiệm năng lượng

- Thu hồi được cả bụi khô và bụi ướt

- Sụt áp nhỏ

- Ít phải bảo trì

- Xử lí lưu lượng lớn


- Vốn lớn

- Nhạy với thay đổi dòng khí

- Khó thu bụi với những điện trở khá lớn.

- Chiếm diện tích lớn,dễ gây cháy nổ nếu khí chứ khí và bụi cháy được



Lọc bụi tay áo


- Hiệu suất rất cao

- Có thể tuần hoàn khí

- Bụi thu được ở dạng khô

- Chi phí vận hành thấp, có thể thu bụi dễ cháy

- Dễ vận hành


- Cần vật liệu riêng ở nhiệt độ cao

- Cần công đoạn rũ bụi phức tạp .

- Chi phí vận hành cao do vải dễ hỏng

- Tuổi thọ giảm trong môi trường axit, kiềm.

- Thay thế túi vải phức tạp.


Lọc bụi bằng lực quán tính


- Tổn thất áp suất rất nhỏ.

- Vốn thấp

- Thiết bị dễ chế tạo.

- Có thể thu được bụi có tính kết dính.



- Hiệu quả thấp với những loại bụi có kích thước nhỏ hơn 20µm.

- Chiếm diện tích khá nhiều.



CHƯƠNG 3

LỰA CHỌN VÀ THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ XỬ LÝ

3.1. CƠ SỞ LỰA CHỌN


Phạm vi sử dụng hợp lý của thiết bị lọc bụi phụ thuộc nhiều yếu tố như : kích thước hạt bụi, nhiệt độ khí thải, nồng độ ban đầu, điều kiện vận hành,… Do đó việc lựa chọn thiết bị lọc bụi chủ yếu được tiến hành theo cac chỉ dẫn sơ bộ sau :

- Buồng lắng bụi : cần sử dụng chắc chắn trường hợp bụi thô, thành phần cỡ hạt trên 50 μm chiếm tỷ lệ cao. Ngoài ra buồng lắng bụi được sử dụng như cấp lọc thô trước các thiết bị lọc tinh đắt tiền khác.

- Cyclon thường được sử dụng trong các trường hợp :


  • Bụi thô

  • Nồng độ bụi ban đầu cao > 20 mg/m3

  • Không đòi hỏi hiệu quả lọc cao Khi cần đạt hiệu quả cao hơn nén đứng cyclon ướt hoặc cyclon chùm.

- Thiết bị lọc ướt được sử dụng khi :

  • Cần lọc bụi mịn với hiệu quả tương đối cao

  • Kết hợp giữa lọc bụi và khử khi độc hại trong phạm vi có thể, nhất là loại khí, hơi cháy được có mặt trong khi thải.

  • Kết hợp làm nguội khí thải

  • Độ ẩm trong khi thải đi ra khỏi thiết bị không gây ảnh hưởng gì đáng kể đối với thiết bị cũng như các quá trình công nghệ liên quan.

- Thiết bị lọc túi vải sử dụng trong các trường hợp sau :

  • Cần đạt hiệu quả lọc tương đối cao

  • Cần thu hồi bụi có giá trị ở trạng thái khô

  • Lưu lượng khí thải cần lọc không quá lớn

  • Nhiệt độ khi thải tương đối thấp nhưng phải cao hơn nhiệt độ điểm sương.

- Thiết bị lọc bụi bằng điện sử dụng trong :

  • Cần lọc bụi tinh với hiệu quả lọc rất cao

  • Lưu lượng khi thải cần lọc rất lớn

  • Cần thu hồi bụi có giá trị

Do bụi xi măng rất mịn, đường kính trung bình của hạt là 5 μm,cần thiết thu hồi bụi ở dạng khô nên thiết bị xử lý thích hợp là thiết bị túi vải dạng tay áo và thiết bị lọc điện.

Tuy nhiên thiết bị tối ưu nhất là thiết bị lọc tay áo tái sinh vải lọc bằng khi nén vì:

- Ưu điểm thiết bị lọc túi vải so với thiết bị lọc điện :


  • Hệ thống xử lý tương đối đơn giản và dễ chế tạo

  • Hiệu quả xử lý cao

  • Vận hành gần như tự động hoàn toàn do đó giảm được số lượng nhân công vận hành

  • Thiết bị lọc tĩnh điện làm việc ở áp suất cao 30 – 50 KW rất khó khăn cho việc nối cấp và cung cấp điện

  • Chi phi lắp điện của thiết bị lọc điện cao hơn hẳn so với lọc tay áo có cùng năng suất

  • Do đó ta lựa chọn thiết bị lọc bụi tay áo

3.2. ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ

3.2.1. Sơ đồ công nghệ:


Hình 3.1. Sơ đồ công nghệ xử lý bụi xi măng

3.2.2. Thuyết minh

Bụi và khí thải từ các nhà xưởng, bộ phận sản xuất phát sinh khí thải sẽ được thu gom thông qua các thiết bị chụp hút bụi. Sau đó, bụi và khí thải thông qua hệ thống ống hút đi đến thiết bị lọc tay áo. Tại đây, một phần các hạt bụi sẽ được giữ lại, rơi xuống đáy thiết bị và sẽ được thu hồi vào thùng chứa bụi. Khi bụi bám nhiều trên bề mặt của ống tay áo làm cho sức cản của chúng tăng cao gây ảnh hưởng tới năng suất lọc, người ta tiến hành quá trình rũ bụi định kì để tránh tắc lọc. Khí sạch sẽ xuyên qua túi lọc để đi lên phía trên đỉnh của thiết bị và được quạt hút hút ra ngoài môi trường thông qua ống khói



CHƯƠNG IV

TÍNH TOÁN MỘT CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ

Tính toán thiết bị lọc bụi tay áo :

- Nhiệt độ không khí là tk = 350C, khối lượng riêng

- Nhiệt độ khí bụi tb = 700C, khối lượng riêng

- Lưu lượng khí cần lọc Q = 15000 ( m3/h )

- Nồng độ bụi vào thiết bị lọc Cv = 3000 ( mg/m3 )

- V : cường độ lọc, ( m3/m2.h )

Đối với bụi xi măng : v = 100 – 200 ( m3/m2.h ). Chọn v = 120 ( m3/m2.h )

- Nồng độ bụi xi măng cho phép thải ra môi trường theo QCVN 23 : 2009/BTNMT loại B2 là Ctc = 100 mg/m3. Nồng cho phép ở điều kiện chuẩn là :

Cr = Ctc x Kv x KCN x K0 = 100 x 0,8 x 1 x 0,75 = 60 ( mg/m3 )

Trong đó :

Kv : hệ số phân vùng đô thị, Kv = 0,8

KCN : hệ số theo trình độ công nghệ của thiết bị, xí nghiệp được xây dựng và vận hành, KCN = 1

K0 : hệ số theo quy mô nguồn thải, 500 m3/h Q < 20000 m3/h, K0 = 0,75

Ở điều kiện thường với nhiệt độ không khí là 350C thì nồng độ ra là :

- : hiệu suất làm việc của bề mặt lọc





- Chọn túi lọc tay áo có :

Dt = 150 ( mm )

l = 2,5 ( m )

- Diện tích một túi vải lọc :



- Diện tích bề mặt lọc :



- Số túi vải lọc :

túi

- Chọn số túi thiết kế bao gốm cả những túi hoàn lưu là 112 túi

S = St x n = 1,2 x 112 = 134,4 (m2)



- Trở lực của thiết bị :

p = A x vn

Trong đó :

A : hệ số thực nghiệm, đối với từng loại vải, kể đến độ bào mòn, bẩn… A = 0,25 – 2,5

n : hệ số thực nghiệm, n = 1,25 – 1,3

A = 0,25; n = 1,25 =>p = 0,25 x 1201,25 = 99,29 N/m2 = 10,12 mH2O

A = 2,5; n = 1,3 =>p = 2,5 x 1201,3 = 1261,47 N/m2 = 128,6 mH2O

- Chọn thiết bị lọc túi vải có hệ thống phụt khí nén kiểu xung lực để giũ bụi.

- Tính thời gian lọc :



Vận tốc khí ra ở mỗi ống tay áo : = 0,018 (m/s)

Nồng độ bụi vào thiết bị lọc tay áo : Cb = 3.10-3 (kg/m3)

Tỉ lệ thể tích bụi/thể tích hỗn hợp bụi :

Ta có :



Tra đồ thị ( đồ thị 22 – Air Pollution Control Equipment ), ta xác định được tỉ số :

Với v : hệ số nhớt động học, v = 15,95.10-6m2/s

=> Thời gian lọc :

phút

- Chọn máy nén :

Thời gian rũ bụi rất ngắn, thường chỉ vài giây đối với thiết bị rũ bụi bằng khí nén. Ta chọn thời gian rũ bụi là 5s.

Quá trình rũ bụi được điều khiển tự động bằng các valve điện tử được gắn trực tiếp trên mỗi hàng ống dẫn khí ( tám hàng ống dẫn khí, mỗi hàng gồm có 14 ống thổi thẳng vào túi vải ). Lưu lượng rũ bụi cho mỗi túi vải vào khoảng 4l/s, áp suất là 5atm.



Lưu lượng cho mỗi lần rũ bụi :

Q = 14 x 4 = 56 (l/s) = 201,6 (m3/h)

Một chu kỳ rũ bụi cho một hàng túi là 40 phút.

Nguyên tắc rũ bụi : sau khi rũ bụi cho hàng thứ nhất xong, sau 2 phút valve khí tại hàng thứ hai sẽ hoạt động, rũ bụi cho hàng thứ hai. Quá trình này sẽ được lặp đi lặp lại hàng túi vải cuối cùng, khi đó một chu kỳ rũ bụi mới cho hàng thứ nhất lại bắt đầu.

Lượng khí nén trong 2 phút :

V = Q x t = 56 x 2 x 60 = 6720 (l) = 6,72 (m3)



Ta chọn máy nén có các thông số sau :

- Áp suất : 5atm

- Lưu lượng khí nén : 201,6 m3/h

- Chọn vải tổng hợp để làm túi vải

- Phân bố túi lọc tay áo : 8 x 14 ( 8 túi theo hàng ngang, 14 theo hàng dọc )

- Lượng hệ khí đi vào thiết bị làm sạch :

Gv = Q x= 15000 x 1,146 = 17707,8 (kg/h)

- Nồng độ bụi trong hệ khí tính theo phần trăm khối lượng đi vào thiết bị tay áo :



- Nồng độ bụi trong hệ kín tính theo phần trăm khối lượng đi ra thiết bị tay áo:



- Lượng khí đi ra khỏi thiết bị :



Lưu lượng khí sạch hoàn toàn :



Lượng bụi thu được :

Gb = Gv – Gr = 17707,8 – 17662,2 = 45,6 (kg/h)

- Phân bố túi vải làm 8 hàng, mỗi hàng gồm 14 túi

- Chọn khoảng cách :

+ Giữa các túi là 80 mm

+ Giữa các hàng là 80 mm

+ Giữa ống tay áo ngoài cùng đến mặt trong của thiết bị là 80 mm



- Diện tích bề mặt thiết bị :

ST = [2 x (4 x 0,15 + 5 x 0,08)] x [2x (7 x 0,15 + 8 x 0,08)] = 6,76 (m2)



- Kích thước thiết bị :

+ Chiều dài : 3380 mm

+ Chiều ngang : 2000 mm

+ Chiều cao = phần thân + phần phễu thu bụi + chiều cao còn lại = 3850 + 1150 + 500 = 5500 mm

+ Đường kính qui đổi : Dt = 2,93 (m)

CHƯƠNG V : KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

5.1. KẾT LUẬN


Xử lý ô nhiễm bụi từ công đoạn sản xuất xi măng là vấn đề cần thiết nhằm giải quyết ô nhiễm do bụi gây ra.

Trên cơ sơ lý thuyết kết hợp thực nghiệm, đồ án đã tính toán và thiết kế hệ thống xử lý bụi xi măng bằng thiết bị lọc túi vải. Nồng độ bụi sau khi xử lý đảm bảo nhỏ hơn tiêu chuẩn cho phép trước khi thải vào môi trường.

Để xử lý bụi nhằm giảm thiểu ô nhiễm cho môi trường, ngoài biện pháp kỹ thuật đã tính toán, việc thường xuyên giáo dục ý thức bảo vệ môi trường cho công nhân nhà máy đòi hỏi phải thực hiện thường xuyên thông qua vận động, tuyên truyền và giáo dục, chế độ khen thưởng hợp lý trong công tác bảo vệ môi trừng chung cho nhà máy

5.2. KIẾN NGHỊ:


Trong quá trình vận hành, yêu cầu người vận hành phải thực hiện đúng quy trình thường xuyên vệ sinh thiết bị máy móc để hệ thống hoạt động đạt được hiệu quả cao và nâng tuổi thọ của công trình.

Nhà máy cần có cán bộ chuyên trách được đào tạo và vận hành hệ thống theo quy trình đã định.

Khi gặp sự cố cần liên hệ với đơn vị có chuyên môn để giải quyết. Ngoài ra nhà máy cần cập nhật liên tục các chính sách và luật bảo vệ môi trường để thực hiện theo đúng yêu cầu nhằm hạn chế các tác hại đến môi trường xung quanh.

Mặc dù hiệu suất lọc của thiết bị lọc bụi tay áo rất cao nhưng cũng cần kết hợp với các biện pháp xử lý khác như Cyclon, thiết bị lọc tĩnh điện nhằm hạn chế tối đa chất ô nhiễm ảnh hưởng đến môi trường


TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] : Sổ tay quá trình thiết bị công nghệ hóa chất - tập 1, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật Hà Nội.

[2]: Trần Ngọc Chấn – Ô Nhiễm Không khí và Xử Lý Bụi – Tập 2.

[3]: Bài giảng thầy Biện Văn Tranh.



[4]: QCVN 23: 2009/ BTNMT Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về khí thải công nghiệp sản xuất xi măng.

PHỤ LỤC





  1. Bản vẽ sơ đồ công nghệ

  2. Bản vẽ mặt cắt công nghệ hoàn chỉnh

  3. Bản vẽ chi tiết thiết bị lọc bụi tay áo

SVTH: Phan Thanh Dũng

GVHD: PGS.TS. Nguyễn Đinh Tuấn





Cơ sở dữ liệu được bảo vệ bởi bản quyền ©hocday.com 2019
được sử dụng cho việc quản lý

    Quê hương