CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1.1 Nhiệm vụ thiết kế 1.1 Mục tiêu: Thiết kế hệ thống xử lý khí thải, bụi cho dây chuyền công nghệ sản xuất gỗ như bản vẽ đính kèm. - Bản thuyết minh tính toán - Tính toán số lượng các thiết bị - Thống kê khối lượng vật liệu - Bản vẽ sơ đồ nối dây - Chế tạo mô hình thực tế 1.2 Ô nhiễm không khí do bụi 1.1 Định nghĩa Bụi là tập hợp nhiều hạt, có khích thước nhỏ bé, tồn tại lâu trong không khí dưới dạng bụi bay, bụi lắng và các hệ khí dung nhiều pha gồm hơi, khói, mù. Bụi bay có kích thước từ 0.001 – 10um bo gồm tro, khói và những hạt rắn được nghiền nhỏ, chuyển đọng theo kiểu bay hoặc rớt xuống đất với vận tốc không đổi. Về mặt sinh học, bụi nỳ thường gây tổn thương nặng cho cơ quan hô hấp.2 Nguồn gốc và tính chất của bụi Bụi gỗ là nguồn ô nhiễm quan trọng nhất trong công nghiệp chế biến gỗ.
Bụi phát sinh chủ yếu từ công đoạn và quá trình sau: - Cưa xẻ gỗ để tạo phôi cho các chi tiết mộc + Rọc, xẻ gỗ + Khoan, phay, bào + Chà nhám, chà nhẵn các chi tiết bề mặt Tuy nhiên, có sự khác biệt đáng về kích cỡ hạt bụi và tải lượng bụi sinh ra ở các công đoạn khác nhau.3 Tác hại của bụi Ảnh hưởng đến sức khỏe con người. Bụi với tính chất và kích thước khác nhau có thể ảnh hưởng trực tiếp hoặc gián tiếp đến sức khỏe con người và động thực vật. Gây ra các bệnh liên quan đến hô hấp (khí thủng phổi, ung thư phổi : phá hoại các mô phổi từ đó làm tắc nghẽn sự trao đổi máu và tế bào, làm ảnh hưởng khả năg tuần hoàn máu trong hệ thống tuần hoàn từ đó kéo theo một số vấn đề đáng lưu ý ở tim, đặc biệt là lớp khí ô nhiễm có nồng độ cao.) Gây ra các bệnh lien quan đến da, mắt. SVTH: Bùi Xuân Nguyên GVHD: Th.S Nguyễn Tấn Hoà 1 Bùi Thanh Sơn TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Nghiên cứu, thiết kế và giám sát hệ thống lọc bụi tự động trong nhà máy sản xuất Cản trở quá trình quang hợp và hô hấp của động thực vật Gây ô nhiễm môi trường không khí.
Ảnh hưởng đến thực vật: bụi gỗ bám quá nhiều trên vỏ hoa quả, cây củ là nguyên nhân làm giảm chất lượng của các sản phẩm này, đồng thời cũng làm tăng chi phí để làm sạch chúng, bụi lắng trên lá còn làm giảm khả năng quang hợp của cây. Bụi lắng đọng làm lấp đầy những lỗ khí khổng, bao xung quanh những hạt diệp lục thu ánh sang cần cho quá trình quang hợp, bụi cũng có thểlàm tăng khả năng nhiễm bệnh của cây cối thông qua việc làm giảm sức 1.2 Nguyên lí hoạt động các pháp xử lý bụi - Có nhiều phương pháp để xử lí bụi gỗ đạt hiệu quả cao như: + phương pháp theo trọng lực : buồng lắng + phương pháp theo quán tính: buồng lắng với vách phản xạ + phương pháp theo nguyên lý ly tâm: cyclone + dính bám bắt giữ của vật liệu lọc: lọc túi vải.1 Buồng lắng Nguyên lý hoạt động: lợi dụng trọng lực của các hạt bụi khi dòng khí chứa bụi chuyển động ngang trong thiết bị,khi đó hạt bụi chịu tác đụng đồng thời của hai lực tác dụng. Lực tác dụng theo phương ngang do chuyển động của dòng khí và trọng lực, nếu lực tác dụng ngang nhỏ, hạt bụi có thể lắng đọng trên bề mặt của thiết bị lắng bụi, để đạt được điều đó, vận tốc chuyển động ngang của hạt bụi phải nhỏ đồng thời khích thước buồng lắng bụi phải lớn để thời gian lưu bụi càng lâu càng tốt Hình 1. 1 Cấu tạo của buồng lắng Buồng lắng bụi áp dụng để lắng bụi có kích thước hạt từ 60 đến 70 μm Ưu - nhược điểm Ưu điểm: SVTH: Bùi Xuân Nguyên GVHD: Th.S Nguyễn Tấn Hoà 2 Bùi Thanh Sơn TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Nghiên cứu, thiết kế và giám sát hệ thống lọc bụi tự động trong nhà máy sản xuất Chi phí đầu tư ban đầu vận hành thấp Kết cấu đơn giản Sử dụng trong xử lý khí có nồng độ bụi cao có kích thước lớn Tổn thất áp lực qua thiết bị thấp Vận tốc trong thiết bị thấp nên không gây mài mòn thiết bị Góp phần làm nguội dòng khí trước khi thải ra mmoi trường hoặc dẫn qua các thiết bị thu bụi kế tiếp Nhược điểm Nhiệt độ và áp suất giới hạn dựa vào vật liệu kết cấu Phải làm sạch thiết bị định kì Cồng kềnh chiếm diện tích cần có không gian lắp đặt lớn Một số loại buồng lắng: Hình 1.
2 Cấu tạo của một số loại buồng lắng mài mòn thiết bị 1.2 Cyclone Nguyên lí hoạt động: Dòng khí nhiễm bị được đưa vào phần trên của cyclone ống khí dẫn vào được bố trí với phương tiếp tuyến với cyclone, khí sau khí xử lý thoát ra theo ống phía trên đặt tại tâm than trụ khí vào cyclone thực hiện chuyển động xoắn ốc dịch chuyển xuống dưới và hình thành dòng xoáy ngoài các hạt bụi với tác dụng của lực ly tâm văng vào thành cyclone. Tiến gần đến đáy cho dòng khí quay ngược trở lại và chuyển động lên trên hình thành dòng xoắn trong. Các hạt bụi văng đến thành chuyển động xuống dưới nhờ lực đẩy của dòng xoáy và trọng lực Cyclone có hai dạng là cyclone đơn và cyclone tổ hợp SVTH: Bùi Xuân Nguyên GVHD: Th.S Nguyễn Tấn Hoà 3 Bùi Thanh Sơn TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Nghiên cứu, thiết kế và giám sát hệ thống lọc bụi tự động trong nhà máy sản xuất Hình 1. 3 Cấu tạo của Cyclone Ưu - nhược điểm Ưu điểm Không có phần chuyển động Có thể làm việc ở nhiệt độ cao Có khả năng thu bụi mài mịn mà không cần bảo vệ bề mặt cyclone Thu bụi ở dạng khô Trở lực gần như cố định và không lớn hơn 250 – 1500 N/m2 Làm việc ở áp suất cao, năng suất cao Chế tạo đơn giản, rẻ Hiệu quả không phụ thuộc vào sự thay đổi nồng độ bụi Nhược điểm Hiệu quả xử lý kém với bụi có kích thước nhỏ hơn 5 μm Không thể nào thu bụi có tính kết dính Cyclone đơn Cyclone đơn là thiết bị hoàn chỉnh hoạt động đọc lập và có nhiều dạng khác nhau như hình dạng trụ, hình dạng côn.
Việc sử dụng loại nào là tùy thuộc vào đặc tính của bụi và yêu cầu xử lý. Dạng hình trụ có năng suất lớn,, còn loại hình côn có hiệu suất lớn. Cyclone tổ hợp Cyclone tổ hợp là mộtthiết bị lọc bụi gồm một số lượng lớn các đơn nguyên cyclone mắc song song trong cùng một vỏ có chung đường khí dẫn vào, khí ra, thùng chứa bụi. Trong cyclone tổ hợp, việc tạo nên chuyển động quay của dòng khí trong thiết bị không phải do dòng khí được đưa vàotheo phương tiếp tuyến mà do các dụng cụ định hướng dạng chong chóng hoặc dạng hóa hồng đặt trong thiết SVTH: Bùi Xuân Nguyên GVHD: Th.S Nguyễn Tấn Hoà 4 Bùi Thanh Sơn TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Nghiên cứu, thiết kế và giám sát hệ thống lọc bụi tự động trong nhà máy sản xuất bị, do vậy kích thước của cyclone tổ hợp nhỏ hơn kích thước của cyclone đơn có cùng công suất.
- Lý làm việc của Cyclone tổ hợp: khi bụi đi vào ống nối và sau đó đi vào hộp phân phối, từ đó đi vào các không gian giữa vỏ đơn nguyên và ống xả. Trong khoảng không này có đặt các dụng cụ định hướng để táoự chuyển động xoáy. Bụi sau khi tách đi qua lỗ tháo bụi vào thùng chứa. 4 Cấu tạo của cyclone đơn và cyclone nhóm 1.3 Lọc bụi túi vải Nguyên lý hoạt động: Nguyên lý lọc bụi của vải trong xử lý khí thải như sau: Cho không khí lẫn bụi đi qua 1 tấm vải lọc, ban đầu các hạt bụi lớn hơn khe giữa các sợi vải sẽ bị giữ lại trên bề mặt vải theo nguyên lý rây, các hạt nhỏ hơn bám dính trên bề mặt sợi vải lọc do va chạm, lực hấp dẫn và lực hút tĩnh điện, dần dần lớp bụi thu được dày lên tạo thành lớp màng trợ lọc, lớp màng này giữ được cả các hạt bụi có kích thước rất nhỏ.
Hiệu quả lọc đạt tới 99,8% và lọc được cả các hạt rất nhỏ là nhờ có lớp trợ lọc. Sau 1 khoảng thời gian lớp bụi sẽ rất dày làm sức cản của màng lọc quá lớn, ta phải ngưng cho khí thải đi qua và tiến hành loại bỏ lớp bụi bám trên mặt vải.Thao tác này được gọi là hoàn nguyên khả năng lọc. Vải lọc có thể là vải dệt hay vải không dệt, hay hỗn hợp cả 2 loại. Nó thường được làm bằng sợi tổng hợp để ít bị ngấm hơi ẩm và bền chắc .Chiều dày vải lọc càng cao thì hiệu quả lọc càng lớn.
Loại vải dệt thường dùng các loại sợi có độ xe thấp, đường kính sợi lớn, dệt với chỉ số cao theo kiểu dệt đơn. Chiều dày tấm vải thường trong khoảng 0,3mm.Trọng lượng khoảng 300~500 g/m2. Loại vải không dệt thường làm từ sợi len hay bông thô. Người ta trải sợi thành các màng mỏng và đưa qua máy định hình để tạo ra các tấm vải thô có chiều dày 3~5mm.
SVTH: Bùi Xuân Nguyên GVHD: Th.S Nguyễn Tấn Hoà 5 Bùi Thanh Sơn TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Nghiên cứu, thiết kế và giám sát hệ thống lọc bụi tự động trong nhà máy sản xuất Loại vải hỗn hợp là loại vải dệt, sau đó được xử lý bề mặt bằng keo hay sợi bông mịn.Đây là loại vải nhập ngoại thông dụng hiện nay. Chúng có chiều dày 1,2~5mm. Vải lọc thường được may thành túi lọc hình tròn đường kính D=125~250 mm hay lớn hơn và có chiều dài 1,5 đến 2 m. Cũng có khi may thành hình hộp chữ nhật có chiều rộng b=20~60mm; Dài l=0,6~2m.
Trong một thiết bị có thể có hàng chục tới hàng trăm túi lọc. Với túi lọc tròn – dài, người ta thường may kín một đầu túi, đầu kia để trống. Khi làm việc, đầu để trống được liên kết với cổ dẫn khí lọc vào túi trên mặt sàng phân cách của buồng lọc bụi. Khi cho không khí trước khi lọc đi vào trong túi qua cổ, dòng khí đi xuyên qua túi vải ra khoang khí sạch và thoát ra ngoài.Chiều đi này sẽ làm túi vải tự căng ra thành bề mặt lọc hình trụ tròn.
Với sơ đồ này, miệng túi nối với mặt sàng thường được quay xuống phía dưới để tháo bụi ra khỏi túi khi làm sạch mặt vải.