CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÔNG NGHỆ LỌC BỤI 1. Giới thiệu chung Ngành công nghiệp nước ta ngày càng phát triển mạnh. Nó đáp ứng được nhu cầu ngày càng cao của con người. Song song với sự phát triển đó thì môi trường sống của chúng ta ngày càng bị ô nhiễm nặng nề.
Một trong những nguyên nhân lớn là do chất thải công nghiệp. Vì thế việc thiết kế hệ thống lọc bụi là rất cần thiết và không thể thiếu khi xây dựng nhà máy xi măng, nhà máy phân đạm. Hệ thống lọc bụi sẽ đảm bảo được điều kiện làm việc của công nhân. Những vấn đề đặt ra đối với các nhà máy là chọn hệ thống lọc bụi nào cho phù hợp với từng nhà máy cụ thể.
Các phương pháp lọc bụi chủ yếu hiện nay gồm có: 1. – lọc bụi ly tâm 2. – lọc bụi ẩm 3. lọc bụi tĩnh điện Với sự phát triển vượt bậc của ngành điện đặc biệt là tự động hóa xí nghiệp, thì phương pháp lọc bụi tĩnh điện là phương pháp rất hiệu quả đối với các nhà máy công nghiệp có lượng bụi lớn như nhà máy xi măng, nhà máy phân bón v.
Ứng dụng cụ thể của các thiết bị lọc bụi điện: - Thiết bị lọc bụi kiểm YT: (loại nằm ngang được sử dụng rộng rãi trong các nhà máy luyện kim: ở các lò mac tanh, lò nung đôlômit, nồi hơi. Thiết bị lọc bụi điện loại này thường lọc được khí khô ở nhiệt độ cao, và thiết bị loại này thường được đặt ở sau hệ thống cylone để làm sạch bụi khô trong khí (trước khi thiết bị lọc bụi điện). - Thiết bị lọc bụi điện ẩm kiểu ống trụ một vùng: Thiết bị loại này cho thu hồi bụi vì khi bụi lắng thì không có hiện tượng bụi quấn theo khí ra môi trường ngoài, đồng thời điện trở suất lớp bụi giảm. Thiết bị loại này thường được đặt ở phía ngoài xưởng nên cần mái che thiết bị.
2 Luan van - Thiết bị lọc bụi lưới điện 2 vùng: Thiết bị loại này có hai vùng điện trường riêng biệt, trong đó một điện trường tích điện cho hạt bụi còn điện trường khác để lắng bụi .Thiết bị lọc bụi kiểu này chủ yếu làm sạch không khí có nhiệt độ đến 4000C khí hàm lượng bụi ban đầu ≤ 10mg/m3. Với thiết bị lọc bụi này khi được áp dụng trong công nghiệp thì có thể làm sạch khí có hàm lượng bụi ban đầu lớn 1. Ưu nhược điểm chung của thiết bị lọc bụi điện a. Ưu điểm: - Hiệu suất thu bụi cao.
Hiệu suất thu bụi đạt tới 99,9 %.chí phí điện năng thấp chỉ cần 0,3 đến 1,8 MJ cho 1000m3 khí thải. - Có thể thu được các hạt bụi có kích thước nhỏ như 0,1 ϕm và nồng độ bụi từ vài gam đến 50g/cm3. - Nhiệt độ của khí có thể đạt tới 500oC. - Thiết bị lọc bụi có thể làm việc áp với áp suất chân không hoặc áp suất cao.
- Có thể điều khiển và tự động hóa hoàn toàn. - Lọc bụi tĩnh điện chia làm hai loại: Lọc bụi tĩnh điện khô và lọc bụi tĩnh điện ướt. Lọc bụi tĩnh điện ướt: Khử bụi dạng vật liệu rắn, và được rửa khỏi bề mặt lắng bằng nước. Nhiệt độ của dòng khí chứa bụi bằng hoặc xấp xỉ nhiệt độ đọng sương của nó khi vào lọc bụi.
Ngoài ra còn được sử dụng để thu các hạt lỏng dạng sương hoặc giọt ẩm từ khí. Lọc bụi tĩnh điện khô: Khử các bụi dạng rắn và được tách ra khỏi điện cực lắng bằng cách rung gõ. Dòng khí vào có nhiệt độ cao hơn hẳn điểm đọng sương để tránh đọng nước trên bề mặt lắng và tránh oxy hóa cho các điện cực. - Dòng khí vào các điện cực có thể theo chiều ngang hoặc đứng.
Lọc bụi tĩnh điện có thể có nhiều trường để đảm bảo tính hiệu quả của nó. 3 Luan van - Lọc bụi tĩnh điện kiểu đứng: Thường chỉ có một trường vì nhiều trường sẽ rất phức tạp nên loại kiểu này có hiệu suất thấp. - Lọc bụi tĩnh điện kiểu ngang: Rất phổ biến vì những ưu việc của nó, có thể thiết kế chế tạo nhiều trường và hiệu suất cao. Hình 1: Hình dáng và các bộ phận cử thiết bị lọc khô điển hình b.
Nhược điểm: - Do các thiết bị có độ nhạy cao nên khí có sự sai khác nhỏ giữa giá trị thực tế của các thông số công nghiệp và các giá trị tính toán thiết kế thì hiệu quả thu bụi cũng giảm sút nhiều. - Những sự cố cơ học dù nhỏ cũng ảnh hưởng đến hiệu quả thu bụi. - Thiết bị lọc bụi điện không được ứng dụng để làm sạch khí có chứa các chất dễ nổ, vì trong thiết bị lọc bụi thường xuất hiện các tia lửa điện. 4 Luan van + Chi phí vốn lớn: Giá bán của một thiết bị hút bụi tĩnh điện là rất cao, thấp nhất cũng khoảng 30 triệu đồng.
Đối với các dòng máy lọc bụi tĩnh điện công suất lớn, giá thành lên đến vài trăm triệu đồng. Vì thế, khách hàng muốn sở hữu sản phẩm phải đảm bảo yêu cầu về vốn lớn. + Yêu cầu không gian lắp đặt: Kích thước các sản phẩm máy hút bụi và lọc tạp chất tĩnh điện này có kết cấu khá lớn. Vì thế yêu cầu về diện tích đặt, chứa máy cũng là lý do khiến sản phẩm bớt thông dụng.
Bên cạnh đó, người ta yêu cầu khoảng thoáng phía trước máy tối thiểu là 1 mét để đảm bảo việc bảo dưỡng vệ sinh phin lọc có thể diễn ra dễ dàng. + Không linh hoạt và không thể nâng cấp: Do kích thước sản phẩm lớn nên máy không thể di chuyển mà thường được đặt cố định. Cấu tạo phức tạp và chuyên biệt khiến sản phẩm gần như không thể can thiệp nâng cấp bên trong nữa. + Không thích hợp làm máy lọc bụi tĩnh điện gia đình: Yếu tố cao về giá cũng như kết cấu cồng kềnh.
Khiến cho việc thiết lập máy như một sản phẩm lọc khí cho gia đình là điều khó khăn. Nguyên lý hoạt động của lọc bụi tĩnh điện Nguyên lý Lọc bụi tĩnh điện là hệ thống xử lý khí thải công nghiệp được ứng dụng loại khói, dầu mỡ, hạt bụi có kích thước nhỏ khỏi dòng không khí chảy qua buồng lọc dựa trên nguyên lý ion hóa trong môi trường điện trường lớn 100kV và tách khói bụi ra khỏi không khí của chúng đi qua tấm lọc bụi, pin lọc bụi có điện tích âm, dương bằng các điện tích trái dấu. Buồng lọc bụi tĩnh điện được cấu tạo bằng hình ống tròn sắp xếp theo cấu trúc tổ ong hoặc hình hộp chữ nhật với các tấm lọc phẳng, bên trong có đặt các tấm cựu song song hoặc các dây thép gai. Hiệu quả của hệ thống lọc bụi tĩnh điện phụ thuộc vào rất nhiều các yếu tố như: Khích thước của hạt bụi, tính chất của điện cực, thiết bị điện điều 5 Luan van khiển điện trường, tốc độ chuyển động và sự phân phối đồng đều lượng không khí trong vùng điện trường.
Tùy theo lưu lượng bụi của buồng lọc mà hệ thống tự động điều chỉnh điện áp cao vào buồng lọc, sao cho đạt được hiệu suất lọc bụi cao nhất. Với điều kiện hoạt động tốt hệ thống có thể đạt hiệu suất lọc bụi đạt trên 99,9%. Bụi sẽ được tách khỏi các tấm cực bằng nước rửa hoặc bằng việc búa gõ vào tấm cực. Trong thực tế, người ta bố tri hệ thống lọc bụi tĩnh điện gồm nhiều lọc bụi trong một hệ thống lọc nhằm đảm bảo rằng không khi ra ngoài có tỉ lệ bụi rất thấp.
Các trường được thiết kế có hiệu suất lọc bụi khác nhau. Trường càng gần ống khói càng có hiệu suất lọc bụi cao, đảm bảo lượng khí ra ngoài môi trường có tỉ lệ bụi ô nhiễm ít nhất có thể được. Cấu tạo của lọc bụi tĩnh điện 1. Vỏ thiết bị lọc bụi Vỏ thiết bị lọc bụi tĩnh điện thường là hình hộp hoặc hình trụ.
Vỏ được chế tạo bằng bê tông, gạch các tấm chì hoặc các vật liệu khác. Khi chọn vật liệu làm vỏ của thiết bị phải căn cứ vào nhiệt độ của khí thải, tính ăn mòn hóa học của khí thải và môi trường nơi đặt thiết bị. Phía trong vỏ là hệ thống khung của thiết bị. Phía dưới vỏ là các bunke chứa bụi.
Vỏ phải có cấc trúc thuận lợi cho việc lắp đặt và bảo dưỡng thiết bị. Phía ngoài vỏ được bọc cách nhiệt. Cơ cấu phân phối khí vào thiết bị Cơ cấu phân phối khí vào thiết bị đóng vai trò rất quan trọng vì nó ảnh hường trực tiếp tới hiệu suất của thiết bị. Cơ cấu phân phối khí được đặt trước vùng thu bụi.
Thực chất thì cơ cấu này là hệ thống lưới hoặc tấm có đục lỗ để phân phối lượng khí đi qua bề mặt của các bản cực. Phía trước lưới là các chỉnh hướng dòng khí. Để thuận tiện cho việc sửa chữa và vận hành thì mỗi điện trường sẽ có một bunke chữa bụi. Bunke trong cơ cấu có tác dụng để hứng bụi sau khi đã được lắng ở điện cực lắng.
Cấu trúc của bunke được chọn 6 Luan van theo tính bám dính của bụi. Tuy nhiên, do bụi lắng lại bám vào bunke và mặt cực nên cần phải có cơ cấu rung, gõ theo chu kỳ vào điện cực và bunke để làm sạch điện cực không cho bụi bám vào bề mặt cực. Khi tháo bunke không tránh được việc không khí qua bunke vào thiết bị và do đó làm giảm hiệu suất hoạt động của thiết bị. Hệ thống rung, gõ cần được đặt lại vùng bụi chuyển động có hiệu quả và máy rung chỉ được phép rung khi cửa thải bụi của bunke mở và nếu bụi không chuyển động được mà máy rung cứ làm thì bụi sẽ nén chặt.
Điện cực lắng Do điện cực lắng là nơi thu bụi nên phải có hình dáng sao cho thuận tiện cho việc thu bụi và làm sạch cực. Thông thường thì có dáng hình trụ tròn đường kính 200 ÷ 300mm, chiều dài từ 3 ÷ 5 m. Đôi khi có thể sử dụng các điện cực lắng có tiết diện vuông, sáu cạnh. Các điện cực lắng là các tấm phẳng đôi khi chỉ sử dụng trong thiết bị lọc ướt vì nếu dùng trong các thiết bị khô khi rung cơ học để tách bụi thì khó tránh khỏi bụi bị cuốn theo khí ra ngoài.
Do đó người ta thường gắn thêm điện cực lắng các túi chứa hoặc máng chứa bụi. Điện cực quầng sáng Điện cực quầng sáng là nới xẩy ra các quá trình phóng điện nên phải có cấu trúc thích hợp sao cho hiệu suất của thiết bị đạt tới mức cao nhất để tạo ra sự phóng điện quầng sáng đều có cường độ lớn.