ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA --------------- NGUYỄN HOÀNG BẢO HƯNG NGHIÊN CỨU CÁC THÔNG SỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN HIỆU SUẤT LỌC KHÓI HÀN BẰNG PHƯƠNG PHÁP LỌC TĨNH ĐIỆN STUDY THE FACTORS AFFECTING PERFORMANCE OF WELDING FUMES FILTER BY ELECTROSTATIC PRECIPITATOR METHOD Chuyên ngành: Kỹ thuật Cơ khí Mã ngành: 8520103 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 01 năm 2021 CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA –ĐHQG -HCM Cán bộ hướng dẫn khoa học: PGS.TS BÙI TRỌNG HIẾU. Cán bộ chấm nhận xét 1: PGS. TS NGUYỄN HUY BÍCH.
Cán bộ chấm nhận xét 2: TS HỒ TRIẾT HƯNG. Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp. HCM ngày 22 tháng 01 năm 2021. Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị của Hội đồng chấm bảo vệ luận văn thạc sĩ) 1.
Chủ tịch: PGS.TS LƯU THANH TÙNG 2. Phản biện 1: PGS.TS NGUYỄN HUY BÍCH 3. Phản biện 2: TS HỒ TRIẾT HƯNG 4. Uỷ viên: TS NGUYỄN HỮU THỌ 5.
Thư ký: TS LÊ THANH LONG Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV và Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau khi luận văn đã được sửa chữa (nếu có). CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỞNG KHOA CƠ KHÍ i ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập – Tự do – Hạnh phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: NGUYỄN HOÀNG BẢO HƯNG MSHV: 1870214 Ngày, tháng, năm sinh: 17/06/1991 Nơi sinh: Lâm Đồng Chuyên ngành: Kỹ Thuật Cơ Khí Mã số: 8520103 I. TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU CÁC THÔNG SỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN HIỆU SUẤT LỌC KHÓI HÀN BẰNG PHƯƠNG PHÁP LỌC TĨNH ĐIỆN NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: - Nghiên cứu các thông số ảnh hưởng đến hiệu suất lọc khói hàn bằng phương pháp lọc tĩnh điện. - Quy hoạch thực nghiệm trên mô hình thực tế để tìm ra bộ thông số tối ưu.
NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 24/02/2020 III. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 21/06/2020 IV. CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: PGS.TS BÙI TRỌNG HIẾU Tp.HCM, ngày…tháng…năm 20… CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO (Họ tên và chữ ký) TẠO (Họ tên và chữ ký) TRƯỞNG KHOA CƠ KHÍ (Họ tên và chữ ký) ii LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên tôi xin cảm ơn Thầy PGS. Bùi Trọng Hiếu đã giúp đỡ, hướng dẫn và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi thực hiện luận văn này.
Trong thời gian thực hiện luận văn, Thầy đã cố vấn cho tôi những lời khuyên thiết thực giúp tháo gỡ những khó khăn trong quá trình nghiên cứu để kịp thời hoàn thành luận văn này đúng thời hạn. Đồng thời tôi cũng xin gửi lời cảm ơn đến quý Thầy/Cô trong Khoa Cơ Khí, trường Cao Đẳng Kỹ Thuật Cao Thắng đã luôn giúp đỡ và tạo điều kiện cho tôi thực hiện các thí nghiệm. Đồng thời, tôi cũng xin cảm ơn quý Thầy/Cô trong khoa Cơ Khí đã tham gia giảng dạy chương trình Thạc sĩ trong thời gian tôi theo học ở trường. Thầy/Cô đã trang bị cho tôi những kiến thức để có thể hoàn thành luận văn.
Cuối cùng, xin gửi lời biết ơn sâu sắc đến tất cả những người thân trong gia đình, bạn bè, đồng nghiệp (nơi tôi đang làm việc) đã luôn thông cảm, giúp đỡ, tạo điều kiện và động viên trong quá trình học tập và nghiên cứu tại trường đại học Bách khoa TP. Tôi xin chân thành cảm ơn! Tp. Hồ Chí Minh, 03 tháng 08 năm 2020 Học Viên Nguyễn Hoàng Bảo Hưng iii TÓM TẮT Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học công nghệ, của cải vật chất được sản xuất với số lượng và chất lượng ngày càng tăng, điều này đồng nghĩa với các nhà máy, xí nghiệp thải ra nhiều chất độc hại hơn, gây tiêu cực đến chất lượng cuộc sống của con người và các loài sinh vật khác. Môi trường sống bị ô nhiễm không còn là mối quan tâm của riêng từng quốc gia trên thế giới mà là vấn đề chung của cả nhân loại.
Nhà nước ta đã và đang siết chặt các vấn đề về môi trường thông qua việc ban hành các quy chuẩn khí thải nhằm nâng cao ý thức trách nhiệm của doanh nghiệp cũng như từng cá nhân người lao động trong công tác bảo vệ môi trường. Lọc bụi tĩnh điện (ESP) là bước tiến quan trọng về lĩnh vực xử lý khí thải trong thập niên qua và là “một công nghệ xanh” do hiệu quả năng lượng và bảo vệ môi trường. Lọc bụi tĩnh điện có hiệu suất cao, được ứng dụng trong rất nhiều lĩnh vực như lọc bụi xi măng, bụi than trong nhà máy nhiệt điện, nhà máy luyện kim, lọc khói bếp, khói hàn cắt kim loại. Có rất nhiều yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất lọc bụi tĩnh điện, trong nghiên cứu này tiến hành thực nghiệm lọc khói hàn điện với các thông số vận tốc dòng khí, đường kính ống lọc và công suất điện nhằm tìm ra bộ thông số hợp lý.
Chất lượng không khí đầu ra được đo bằng máy đo nồng độ bụi và phương pháp Box - Behnken được sử dụng để xác định mối quan hệ giữa các thông số thực nghiệm. Các thông số của hệ thống lọc được tối ưu hoá để đạt hiệu suất lọc 99%. Từ khóa: Electrostatic precipitator system (ESP), lọc bụi tĩnh điện, lọc bụi điện trường, phin lọc tổ ong. iv ABSTRACT Along with the strong development of science and technology, material wealth is produced with increasing quantity and quality, which means factories emit more harmful substances, causing negative impacts on the quality of life of humans and other creatures.
Polluted living environment is no longer a concern of each nation in the world but a common problem of all humanity. Our State has been tightening environmental issues through the promulgation of emission standards to raise the sense of responsibility of enterprises as well as individual workers in environmental protection. Electrostatic precipitator (ESP) has been a major step forward in the field of waste gas treatment over the past decade and is a "green technology" for energy efficiency and environmental protection. Electrostatic precipitator has high efficiency, is used in many fields such as filtering cement dust, coal dust in thermal power plants, metallurgical plants, kitchen smoke filters, metal cutting welding fumes.
Many factors affect the efficiency of electrostatic precipitator filtration, in this study, we experimented welding fumes filter with parameters of air flow velocity, filter pipe diameter and power capacity to find the appropriate parameters. The outlet air quality was measured with a dust concentration gauge and the Box - Behnken method was used to determine the relationship between experimental parameters. The filter parameters are optimized to achieve 99% filtration efficiency. Key words: Electrostatic precipitator system (ESP), tubular precipitator.
v LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn thạc sĩ “Nghiên cứu các thông số ảnh hưởng đến hiệu suất lọc khói hàn bằng phương pháp tĩnh điện” là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu và tài liệu trong luận văn là trung thực và chưa được công bố trong bất kỳ công trình nghiên cứu nào. Tất cả những tham khảo và kế thừa đều được trích dẫn và tham chiếu đầy đủ. Học viên Nguyễn Hoàng Bảo Hưng vi MỤC LỤC ---------- ---------- NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ.
ii LỜI CẢM ƠN .v LỜI CAM ĐOAN. vi MỤC LỤC. vii DANH SÁCH HÌNH VẼ. ix DANH SÁCH BẢNG BIỂU.
Tổng quan tình hình nghiên cứu. Ứng dụng lọc bụi tĩnh điện để lọc khói hàn. Mục tiêu và nội dung nghiên cứu. Lợi ích và ý nghĩa của đề tài.
CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ GIẢ THUYẾT KHOA HỌC. Khái niệm chung về bụi và phân loại. Ảnh hưởng của khí và bụi sinh ra trong quá trình hàn. Kích cỡ phân tử ảnh hưởng đến sức khoẻ của thợ hàn.
Các nguồn phát sinh khí và bụi trong quá trình hàn. Thành phần hoá học trong khói hàn. Lọc bụi tĩnh điện. Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý làm việc của thiết bị lọc bụi bằng tĩnh điện.
Đặc điểm và phân loại lọc bụi tĩnh điện khô. Hiệu suất lọc bụi bằng tĩnh điện. Phương trình của phương pháp lọc bụi bằng tĩnh điện. Hiệu suất lọc theo cỡ hạt của thiết bị lọc bụi tĩnh điện.
Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất lọc bụi tĩnh điện. Ảnh hưởng của tính chất khí cần làm sạch. Ảnh hưởng của điện trở suất lớp bụi. Ảnh hưởng của hàm lượng bụi vào.
Ảnh hưởng của nhiệt độ tới hiệu suất lọc. Ảnh hưởng của nhiệt độ tới hiệu suất lọc. Ảnh hưởng của vận tốc di chuyển phần tử bụi tới hiệu suất lọc. Một số giải pháp nâng cao hiệu suất thiết bị lọc bụi tĩnh điện.
PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU. Thông số thí nghiệm. Mô hình thí nghiệm. Thiết bị dùng để thí nghiệm.
Phôi và dụng cụ thí nghiệm. Các bước tiến hành thí nghiệm. Phương pháp kiểm tra độ bụi. Phương pháp phân tích kết quả.
Kết quả và thảo luận. KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN. Hướng phát triển. 50 TÀI LIỆU THAM KHẢO .51 LÝ LỊCH TRÍCH NGANG .53 viii DANH SÁCH HÌNH VẼ Hình 1.
Bộ lọc kém chất lượng, thường xuyên bị ngẹt lớp than hoạt tính. Khói hàn được xả thẳng ra môi trường không qua hệ thống lọc. Thiết bị lọc khói hàn bằng công nghệ lọc tĩnh điện tại Trường Cao Đẳng Kỹ Thuật Cao Thắng. Màng lọc bụi.
Kết qua đếm hạt bụi khi máy lọc hoạt động. Sơ đồ nguyên lý cấu tạo của thiết bị lọc bụi bằng điện kiểu ống [1]. Thiết bị lọc bụi tĩnh điện kiểu tấm bản [1]. Sơ đồ nguyên lý của thiết bị lọc bụi bằng điện hai vùng [1]:.
Sơ đồ phối cảnh của thiết bị lọc bụi tĩnh điện hai vùng [1]. Phân loại lọc bụi tĩnh điện khô [1]. Sơ đồ tính toán thiết bị lọc bụi kiểu ống. Sơ đồ tính toán hiệu suất lọc của thiết bị kiểu tấm bản [1].
Vận tốc di chuyển ω của hạt bụi phụ thuộc vào đường kính δ [1]. Ảnh hưởng của kích thước hạt bụi tới hiệu suất lọc của một số dạng bản cực [1]. Đồ thị ảnh hưởng điện trở suất tới hiệu suất thu bụi [1]. Đồ thị sự ảnh hưởng của nhiệt độ tới hiệu suất lọc bụi [2].
Đồ thị tương quan giữa hiệu suất và độ ẩm [1]. Sơ đồ các thông số ảnh hưởng đến hiệu suất lọc tĩnh điện. Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất lọc bụi tĩnh điện. Biểu đồ thực hiện.
Mô hình thí nghiệm. Điện cực phóng có gai và phin lọc tổ ong bằng vật liệu inox 304. Quạt hút ly tâm TJF. Máy hàn WIM AC300.
Máy đo vận tốc gió HT-9818. Phôi và que hàn. Kết nối hệ thống hút với mô hình thí nghiệm. Phin lọc sau khi kết thúc một thí nghiệm.
Đo độ bụi đầu ra của máy bằng thiết bị đo HT-9600.
