Đồ Án Thiết Kế Hệ Thống Xử Lý Khí Thải Bụi Lò Hơi Đốt Trấu Công Suất 20 Tấn/h

Đồ án toán học nghiên cứu xử lý khí thải tính toán thiết kế hệ thống xử lý bụi lò hơi đốt trấu công suất 20 tấn h, thiết kế chi tiết, tính toán kỹ thuật theo tiêu chuẩn, đánh giá

Trường đại học

Trường Đại Học Kỹ Thuật

Người đăng

Ẩn danh

Thể loại

Đồ Án Tốt Nghiệp

2023

77
5
0

Phí lưu trữ

30 Point

Tóm tắt

I. Tổng quan hệ thống xử lý khí thải lò hơi đốt trấu 20 tấn h

Lò hơi công nghiệp đốt trấu công suất 20 tấn/h là một giải pháp năng lượng hiệu quả, sử dụng nhiên liệu sinh khối (biomass) dồi dào và chi phí thấp. Tuy nhiên, quá trình đốt cháy trấu tạo ra một lượng lớn khí thải lò hơi đốt trấu, chứa nồng độ bụi và tro bay cao, gây ô nhiễm môi trường không khí nghiêm trọng và ảnh hưởng đến sức khỏe con người. Do đó, việc đầu tư và thiết kế hệ thống xử lý khí thải bụi lò hơi đốt trấu là yêu cầu bắt buộc đối với các doanh nghiệp. Một hệ thống hiệu quả không chỉ giúp tuân thủ tiêu chuẩn khí thải công nghiệp, mà còn góp phần bảo vệ môi trường và tối ưu hóa quy trình sản xuất. Hệ thống này thường là sự kết hợp của nhiều công nghệ xử lý bụi khác nhau, được lựa chọn dựa trên đặc tính của nguồn thải, lưu lượng khí và yêu cầu về hiệu suất. Các phương pháp phổ biến bao gồm lắng trọng lực, lọc ly tâm, lọc túi vải, lọc ướt và lọc tĩnh điện. Đối với lò hơi đốt biomass, đặc biệt là trấu, bụi phát sinh có kích thước đa dạng và tính chất mài mòn, đòi hỏi một giải pháp xử lý đa tầng để đạt hiệu suất lọc bụi cao nhất. Một hệ thống điển hình thường bao gồm giai đoạn xử lý thô để loại bỏ các hạt bụi kích thước lớn và giai đoạn xử lý tinh để thu giữ các hạt bụi mịn trước khi thải ra môi trường qua ống khói lò hơi. Việc lựa chọn đúng công nghệ và tính toán thiết kế chính xác là yếu tố then chốt quyết định sự thành công của dự án, cần được thực hiện bởi các nhà thầu xử lý môi trường có chuyên môn và kinh nghiệm.

1.1. Giới thiệu về lò hơi đốt trấu và nguồn phát sinh ô nhiễm

Lò hơi đốt trấu là thiết bị sinh nhiệt sử dụng trấu, một phụ phẩm nông nghiệp, làm nhiên liệu chính. Đây là một giải pháp lò hơi đốt biomass phổ biến nhờ vào chi phí nhiên liệu rẻ và tính sẵn có. Quá trình hoạt động bắt đầu khi trấu được đưa vào buồng đốt thông qua hệ thống cấp liệu tự động. Tại đây, trấu được đốt cháy trong môi trường được kiểm soát để sinh ra nhiệt lượng lớn, làm nóng nước và tạo ra hơi nước áp suất cao phục vụ sản xuất. Tuy nhiên, nguồn phát sinh ô nhiễm chính từ quá trình này là khí thải lò hơi đốt trấu. Khí thải chứa một lượng lớn tro bay và các hạt bụi có kích thước không đồng đều. Theo tài liệu nghiên cứu của Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM, bụi phát sinh từ lò hơi đốt trấu có kích thước hạt dao động từ 0,1 µm đến 500 µm. Nồng độ bụi này dao động rất lớn, phụ thuộc vào thao tác của công nhân vận hành và chế độ nạp liệu. Ngoài bụi, khí thải còn chứa các thành phần khí ô nhiễm khác như SOx, NOx và CO, đòi hỏi một hệ thống xử lý khí thải lò hơi toàn diện.

1.2. Tại sao cần một hệ thống lọc bụi công nghiệp chuyên dụng

Một hệ thống lọc bụi công nghiệp chuyên dụng là yêu cầu không thể thiếu đối với các nhà máy sử dụng lò hơi đốt trấu. Thứ nhất, việc không kiểm soát khí thải sẽ dẫn đến vi phạm các quy định pháp luật về môi trường, cụ thể là QCVN 19:2009/BTNMT về khí thải công nghiệp đối với bụi và các chất vô cơ. Doanh nghiệp có thể đối mặt với các khoản phạt nặng, đình chỉ hoạt động và ảnh hưởng tiêu cực đến uy tín. Thứ hai, bụi và tro bay phát tán ra môi trường gây ra các vấn đề sức khỏe nghiêm trọng cho cộng đồng xung quanh, bao gồm các bệnh về đường hô hấp. Thứ ba, việc thu hồi bụi có thể mang lại lợi ích kinh tế, khi tro trấu có thể được tái sử dụng làm phân bón hoặc vật liệu xây dựng. Một hệ thống được thiết kế tốt giúp bảo vệ các thiết bị phía sau như quạt hút công nghiệpống khói lò hơi khỏi sự mài mòn, kéo dài tuổi thọ và giảm chi phí bảo trì. Do đó, việc tư vấn thiết kế hệ thống lọc bụi từ các đơn vị chuyên nghiệp là bước đầu tư quan trọng và cần thiết.

II. Phân tích thách thức trong xử lý khí thải lò hơi đốt trấu

Việc xử lý khí thải lò hơi đốt trấu đối mặt với nhiều thách thức kỹ thuật đặc thù. Trấu là một loại nhiên liệu sinh khối có thành phần phức tạp, khi đốt cháy tạo ra bụi với đặc tính vật lý và hóa học đa dạng. Bụi trấu có tính mài mòn cao, có thể gây hư hại nhanh chóng cho các thiết bị cơ khí nếu không được lựa chọn vật liệu phù hợp. Kích thước hạt bụi trải dài từ rất lớn đến siêu mịn, đòi hỏi phải kết hợp nhiều phương pháp lọc khác nhau để đạt hiệu suất lọc bụi mong muốn. Một thách thức lớn khác là nồng độ và lưu lượng khí thải không ổn định, thay đổi theo chế độ vận hành của lò hơi. Điều này yêu cầu hệ thống xử lý phải có khả năng đáp ứng linh hoạt. Thêm vào đó, nhiệt độ khí thải đầu ra từ lò hơi rất cao, cần có giải pháp hạ nhiệt trước khi đưa vào các thiết bị lọc như bộ lọc túi vải để tránh làm hỏng vật liệu lọc. Việc tuân thủ QCVN 19:2009/BTNMT đặt ra yêu cầu nghiêm ngặt về nồng độ bụi và các chất ô nhiễm khác sau xử lý. Việc không đáp ứng được các tiêu chuẩn khí thải công nghiệp này có thể dẫn đến các vấn đề pháp lý và phải lập lại báo cáo đánh giá tác động môi trường (ĐTM). Cuối cùng, chi phí vận hành hệ thống xử lý khí thải và chi phí bảo trì hệ thống lọc bụi cũng là một bài toán cần được cân nhắc kỹ lưỡng ngay từ giai đoạn thiết kế để đảm bảo tính bền vững cho doanh nghiệp.

2.1. Đặc tính của bụi tro bay và ảnh hưởng đến thiết kế

Bụi từ lò hơi đốt trấu chủ yếu là tro bay, bao gồm các hạt không cháy hết và tạp chất vô cơ. Đặc tính quan trọng nhất của loại bụi này là dải phân bố kích thước hạt rất rộng, từ dưới 0,1 µm đến trên 500 µm. Các hạt lớn có thể được thu hồi dễ dàng bằng các phương pháp quán tính hoặc trọng lực, nhưng các hạt bụi mịn (PM2.5, PM10) lại rất khó xử lý và có khả năng gây hại cao nhất cho sức khỏe. Bụi trấu còn có mật độ đổ đống thấp và tính mài mòn cao do chứa hàm lượng silic lớn. Yếu tố này ảnh hưởng trực tiếp đến việc lựa chọn vật liệu chế tạo thiết bị như cyclone lọc bụi và đường ống dẫn khí, yêu cầu vật liệu phải có khả năng chống mài mòn tốt. Ngoài ra, suất điện trở của bụi cũng là một thông số cần xem xét nếu lựa chọn công nghệ xử lý bụi bằng phương pháp lọc bụi tĩnh điện, mặc dù phương pháp này ít phổ biến hơn cho ứng dụng lò hơi đốt trấu so với cyclone và lọc túi vải.

2.2. Yêu cầu từ tiêu chuẩn QCVN 19 2009 BTNMT đối với lò hơi

QCVN 19:2009/BTNMT là quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về khí thải công nghiệp đối với bụi và các chất vô cơ, đóng vai trò là kim chỉ nam cho việc thiết kế bất kỳ hệ thống xử lý khí thải lò hơi nào tại Việt Nam. Quy chuẩn này quy định nồng độ tối đa cho phép của các thông số ô nhiễm trong khí thải, bao gồm tổng bụi, SO2, NOx, và CO. Đối với một lò hơi công suất 20 tấn/h, các giá trị giới hạn này cần được tuân thủ nghiêm ngặt. Ví dụ, nồng độ bụi tổng không được vượt quá ngưỡng quy định (ví dụ 200 mg/Nm³ cho cột B). Việc thiết kế hệ thống phải đảm bảo nồng độ bụi sau xử lý thấp hơn giới hạn này, có tính đến hệ số an toàn. Việc không tuân thủ quy chuẩn này không chỉ gây ra các rủi ro pháp lý mà còn cho thấy hệ thống xử lý không đạt yêu cầu kỹ thuật, đòi hỏi phải cải tạo hoặc thay thế, gây tốn kém chi phí và thời gian.

III. Hướng dẫn thiết kế Cyclone lọc bụi thô cho lò hơi đốt trấu

Cyclone lọc bụi là thiết bị không thể thiếu trong giai đoạn xử lý thô của hệ thống lọc bụi công nghiệp cho lò hơi đốt trấu. Nguyên lý hoạt động của cyclone dựa vào lực ly tâm để tách các hạt bụi có kích thước lớn ra khỏi dòng khí. Khi dòng khí thải chứa bụi được đưa vào cyclone theo phương tiếp tuyến, nó sẽ chuyển động xoáy ốc với vận tốc cao. Dưới tác động của lực ly tâm, các hạt bụi nặng hơn sẽ bị văng ra thành thiết bị, mất động năng và rơi xuống phễu chứa bên dưới. Dòng khí sạch hơn sẽ đổi chiều và thoát ra ngoài qua ống trung tâm. Ưu điểm của công nghệ xử lý bụi này là cấu tạo đơn giản, chi phí đầu tư thấp, hoạt động ổn định ở nhiệt độ cao và không có bộ phận chuyển động phức tạp, giúp giảm thiểu yêu cầu bảo trì hệ thống lọc bụi. Tuy nhiên, hiệu quả của cyclone giảm đáng kể đối với các hạt bụi có kích thước nhỏ (dưới 10 µm). Do đó, nó thường được sử dụng làm thiết bị xử lý sơ bộ, giúp giảm tải cho các thiết bị lọc tinh phía sau như bộ lọc túi vải hoặc lọc bụi tĩnh điện. Việc tính toán chính xác các kích thước hình học của cyclone như đường kính thân, chiều cao cửa vào, đường kính ống thoát khí... là yếu tố quyết định đến hiệu suất lọc bụi, dựa trên lưu lượng và đặc tính dòng khí.

3.1. Nguyên lý hoạt động và vai trò của Cyclone trong hệ thống

Vai trò chính của Cyclone lọc bụi trong hệ thống xử lý khí thải lò hơi đốt trấu là một thiết bị tiền xử lý. Nó có nhiệm vụ loại bỏ phần lớn các hạt bụi có kích thước lớn và trung bình (thường > 15-20 µm) ra khỏi dòng khí thải nóng. Điều này giúp giảm đáng kể tải lượng bụi đi vào các cấp xử lý tinh phía sau, đặc biệt là bộ lọc túi vải. Bằng cách này, cyclone giúp kéo dài tuổi thọ của túi lọc, giảm tần suất rung giũ và tiết kiệm chi phí vận hành hệ thống xử lý khí thải. Nguyên lý hoạt động dựa trên lực ly tâm. Khí thải được đưa vào theo phương tiếp tuyến, tạo ra một dòng xoáy mạnh. Các hạt bụi do có khối lượng lớn hơn phân tử khí nên có quán tính lớn, sẽ bị văng ra thành cyclone và trượt xuống đáy, trong khi dòng khí sạch hơn sẽ đi ngược lên và thoát ra ngoài. Thiết kế này đặc biệt phù hợp với đặc tính bụi của lò hơi đốt biomass.

3.2. Thông số tính toán và thiết kế Cyclone theo tài liệu

Việc tính toán thiết kế cyclone đòi hỏi độ chính xác cao để đảm bảo hiệu suất lọc bụi. Dựa trên đồ án nghiên cứu về thiết kế hệ thống xử lý bụi lò hơi đốt trấu công suất 20 tấn/h, các thông số quan trọng được xác định. Lưu lượng khí thải (Q) là thông số đầu vào cơ bản. Vận tốc khí vào cyclone thường được chọn trong khoảng 12 – 20 m/s để tối ưu hóa lực ly tâm mà không gây mài mòn quá mức. Từ đó, đường kính thân cyclone (D) được tính toán theo công thức. Các tỷ lệ hình học khác như chiều cao cửa vào (H), chiều rộng cửa vào (W), đường kính ống ra (De)... đều được chuẩn hóa theo đường kính D. Theo tài liệu tham khảo, nhóm nghiên cứu đã lựa chọn thiết kế cyclone hiệu suất trung bình, với các tỷ lệ H/D = 0.5, W/D = 0.25, De/D = 0.5. Việc lựa chọn các tỷ lệ này ảnh hưởng trực tiếp đến số vòng quay của dòng khí bên trong và hiệu quả tách bụi.

IV. Bí quyết tối ưu hệ thống lọc túi vải xử lý tro bay hiệu quả

Sau khi qua cyclone, dòng khí thải vẫn chứa một lượng lớn các hạt bụi mịn và tro bay. Để xử lý triệt để lượng bụi này và đáp ứng tiêu chuẩn khí thải công nghiệp, bộ lọc túi vải là giải pháp được ưu tiên hàng đầu. Đây là một trong những công nghệ xử lý bụi hiệu quả nhất hiện nay, có khả năng đạt hiệu suất lọc bụi trên 99% đối với cả các hạt bụi siêu mịn. Hệ thống bao gồm một buồng lọc chứa nhiều túi lọc hình trụ làm từ vật liệu chuyên dụng. Khi dòng khí đi qua, bụi được giữ lại trên bề mặt bên ngoài của túi, trong khi khí sạch xuyên qua và thoát ra ngoài. Lớp bụi tích tụ trên bề mặt túi lọc dần dần tạo thành một lớp "bánh lọc", giúp tăng cường khả năng thu giữ các hạt bụi nhỏ hơn. Tuy nhiên, lớp bánh lọc này cũng làm tăng trở lực của hệ thống. Do đó, hệ thống cần có cơ chế làm sạch (hoàn nguyên) túi lọc định kỳ, phổ biến nhất là phương pháp rung giũ cơ học hoặc xung khí nén ngược. Việc lựa chọn vật liệu túi lọc phù hợp với nhiệt độ, độ ẩm và tính chất hóa học của khí thải là yếu tố then chốt. Đối với khí thải lò hơi đốt trấu, vật liệu chịu nhiệt như Nomex, Ryton hoặc sợi thủy tinh thường được sử dụng. Tối ưu hóa hệ thống này không chỉ đảm bảo tuân thủ QCVN 19:2009/BTNMT mà còn giúp giảm thiểu chi phí vận hành hệ thống xử lý khí thải.

4.1. Cấu tạo và cơ chế thu giữ bụi của bộ lọc túi vải

Một bộ lọc túi vải tiêu chuẩn bao gồm ba phần chính: buồng khí sạch, buồng khí bẩn và phễu thu bụi. Bên trong buồng lọc là hệ thống các túi vải được treo trên một mặt sàng, mỗi túi được gia cố bằng một khung lồng thép. Dòng khí bẩn từ cyclone được quạt hút công nghiệp đưa vào buồng khí bẩn. Khí đi xuyên qua lớp vải lọc vào bên trong túi, sau đó đi lên buồng khí sạch và thoát ra ngoài. Các hạt bụi bị giữ lại trên bề mặt ngoài của túi. Cơ chế lọc bụi diễn ra qua nhiều giai đoạn: lọc quán tính, chặn trực tiếp, khuếch tán và hiệu ứng rây từ lớp bánh lọc. Theo thời gian, lớp bụi này dày lên, làm tăng hiệu quả lọc nhưng cũng làm tăng trở lực hệ thống, đòi hỏi phải có quá trình làm sạch để duy trì hoạt động ổn định.

4.2. Lựa chọn vật liệu túi lọc và phương pháp hoàn nguyên túi

Lựa chọn vật liệu cho túi lọc là quyết định quan trọng nhất trong thiết kế hệ thống lọc bụi công nghiệp dạng túi vải. Vật liệu phải tương thích với điều kiện vận hành, đặc biệt là nhiệt độ. Đối với khí thải lò hơi đốt trấu, nhiệt độ thường cao, do đó các vật liệu như Polyester (chịu được khoảng 130-150°C) có thể không phù hợp nếu không có hệ thống hạ nhiệt hiệu quả. Các lựa chọn tốt hơn bao gồm Nomex (Aramid, chịu được 200°C), Ryton (PPS, chịu được 190°C và kháng hóa chất tốt), hoặc sợi thủy tinh (Glassfiber, chịu được tới 260°C). Phương pháp hoàn nguyên (làm sạch) túi lọc phổ biến nhất là xung khí nén (pulse-jet). Một luồng khí nén áp suất cao được thổi ngược vào trong túi lọc trong một khoảnh khắc, tạo ra một sóng xung kích làm rũ bỏ lớp bánh bụi bám trên bề mặt túi, giúp bụi rơi xuống phễu thu. Phương pháp này cho phép làm sạch online (không cần dừng hệ thống) và hiệu quả hơn so với rung giũ cơ học.

V. Tích hợp hệ thống quạt hút và ống khói lò hơi đúng chuẩn

Một hệ thống xử lý khí thải lò hơi hoàn chỉnh không chỉ bao gồm các thiết bị lọc mà còn cần sự tích hợp chính xác của các bộ phận phụ trợ, trong đó quan trọng nhất là quạt hút công nghiệpống khói lò hơi. Quạt hút đóng vai trò trái tim của hệ thống, tạo ra áp lực cần thiết để hút toàn bộ khí thải từ lò hơi, đưa qua các cấp xử lý như cyclone lọc bụibộ lọc túi vải, sau đó đẩy khí sạch ra ngoài qua ống khói. Việc lựa chọn quạt phải dựa trên tính toán chính xác tổng trở lực của toàn hệ thống (bao gồm trở lực đường ống, trở lực thiết bị) và lưu lượng khí thải yêu cầu. Quạt phải có cột áp đủ lớn để thắng được trở lực và lưu lượng phù hợp để đảm bảo vận tốc dòng khí tối ưu trong các thiết bị. Vị trí lắp đặt quạt cũng rất quan trọng, thường được đặt sau cùng trong hệ thống (quạt hút) để nó chỉ làm việc với dòng khí đã được làm sạch, giúp giảm mài mòn cánh quạt và tăng tuổi thọ. Ống khói lò hơi là bộ phận cuối cùng, có nhiệm vụ phát tán khí thải đã qua xử lý lên cao để hòa loãng vào khí quyển, giảm thiểu ảnh hưởng đến môi trường xung quanh. Chiều cao và đường kính ống khói phải được tính toán theo quy định và các mô hình lan truyền chất ô nhiễm để đảm bảo tuân thủ các yêu cầu trong báo cáo đánh giá tác động môi trường (ĐTM).

5.1. Cách lựa chọn quạt hút công nghiệp phù hợp với hệ thống

Lựa chọn quạt hút công nghiệp là một bước kỹ thuật quan trọng. Đầu tiên, cần xác định hai thông số chính: lưu lượng khí (m³/h) và tổng cột áp (Pa). Lưu lượng được xác định từ công suất của lò hơi và lượng không khí cần thiết cho quá trình đốt cháy. Tổng cột áp là tổng của tất cả các tổn thất áp suất trên toàn bộ đường đi của dòng khí, bao gồm tổn thất qua cyclone lọc bụi, bộ lọc túi vải (thay đổi theo độ bám bụi), và tổn thất ma sát trên đường ống, co, cút. Dựa trên hai thông số này, nhà tư vấn thiết kế hệ thống lọc bụi sẽ lựa chọn loại quạt phù hợp, thường là quạt ly tâm do khả năng tạo ra áp suất cao. Vật liệu chế tạo cánh quạt và vỏ quạt cũng cần được xem xét để chống lại sự mài mòn từ lượng bụi còn sót lại và sự ăn mòn hóa học nếu có.

5.2. Tính toán thiết kế chiều cao ống khói lò hơi theo quy định

Thiết kế ống khói lò hơi phải tuân thủ các quy định về an toàn và môi trường. Chiều cao ống khói là yếu tố quyết định khả năng phát tán chất ô nhiễm. Nó được tính toán để đảm bảo nồng độ các chất ô nhiễm tại mặt đất không vượt quá giới hạn cho phép theo các tiêu chuẩn khí thải công nghiệp. Việc tính toán này thường dựa trên các mô hình toán học phức tạp (như mô hình Gauss), có xét đến các yếu tố như lưu lượng và nhiệt độ khí thải, vận tốc gió, điều kiện khí tượng của địa phương. Đường kính ống khói được xác định để đảm bảo vận tốc khí thoát ra đủ lớn (thường từ 10-20 m/s) nhằm tránh hiện tượng khói bị quẩn xuống chân ống khói. Một thiết kế ống khói đúng chuẩn là yêu cầu bắt buộc trong hồ sơ báo cáo đánh giá tác động môi trường (ĐTM) của dự án.

VI. Tối ưu chi phí vận hành và bảo trì hệ thống lọc bụi lò hơi

Ngoài chi phí đầu tư ban đầu, chi phí vận hành hệ thống xử lý khí thải và công tác bảo trì hệ thống lọc bụi là những yếu tố quan trọng quyết định tính kinh tế và bền vững của dự án. Chi phí vận hành chủ yếu bao gồm chi phí năng lượng cho quạt hút công nghiệp và hệ thống khí nén (cho lọc túi vải), chi phí thay thế vật tư tiêu hao (túi lọc), và chi phí nhân công. Để tối ưu hóa chi phí, việc thiết kế hệ thống với tổn thất áp suất thấp là rất quan trọng, vì nó trực tiếp làm giảm năng lượng tiêu thụ của quạt. Lựa chọn quạt có hiệu suất cao và điều khiển bằng biến tần (VSD) cũng là một giải pháp tiết kiệm điện năng hiệu quả. Công tác bảo trì định kỳ đóng vai trò then chốt trong việc duy trì hiệu suất lọc bụi và kéo dài tuổi thọ thiết bị. Một kế hoạch bảo trì cần bao gồm việc kiểm tra thường xuyên các túi lọc, hệ thống rung giũ hoặc xung khí, kiểm tra độ mài mòn của cyclone lọc bụi, và kiểm tra hoạt động của quạt. Việc này giúp phát hiện sớm các sự cố, tránh các hư hỏng lớn và đảm bảo hệ thống luôn hoạt động ổn định, tuân thủ các tiêu chuẩn khí thải công nghiệp. Hợp tác với một nhà thầu xử lý môi trường uy tín không chỉ giúp có một thiết kế tốt mà còn đảm bảo dịch vụ bảo trì chuyên nghiệp sau này.

6.1. Các yếu tố chính ảnh hưởng chi phí vận hành hệ thống

Chi phí vận hành hệ thống xử lý khí thải bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố. Lớn nhất là chi phí điện năng tiêu thụ bởi quạt hút công nghiệp. Chi phí này tỷ lệ thuận với tổng trở lực của hệ thống. Do đó, một thiết kế tối ưu với đường ống ngắn, ít co cút và thiết bị có trở lực thấp sẽ giúp tiết kiệm đáng kể. Yếu tố thứ hai là chi phí thay thế túi lọc. Tuổi thọ của túi lọc phụ thuộc vào vật liệu, điều kiện vận hành (nhiệt độ, hóa chất) và hiệu quả của hệ thống làm sạch. Thứ ba là chi phí cho khí nén dùng trong hệ thống làm sạch túi lọc xung khí. Cuối cùng là chi phí nhân công cho việc vận hành, kiểm tra và thu gom, xử lý tro bụi. Việc tính toán và dự trù các chi phí này ngay từ đầu giúp doanh nghiệp có kế hoạch tài chính phù hợp.

6.2. Lập kế hoạch bảo trì hệ thống lọc bụi định kỳ hiệu quả

Một kế hoạch bảo trì hệ thống lọc bụi hiệu quả cần được xây dựng chi tiết và tuân thủ nghiêm ngặt. Kế hoạch này nên bao gồm các hạng mục kiểm tra theo ngày, tuần, tháng và năm. Hàng ngày, cần kiểm tra áp suất chênh lệch qua bộ lọc túi vải để đánh giá tình trạng bám bụi và hoạt động của hệ thống làm sạch. Hàng tuần, kiểm tra trực quan hệ thống đường ống, phễu thu bụi và các mối nối để phát hiện rò rỉ. Hàng tháng, cần kiểm tra tình trạng của túi lọc, hệ thống khí nén, và động cơ quạt. Hàng năm, cần có một đợt bảo dưỡng tổng thể, có thể bao gồm việc thay thế các túi lọc đã hết tuổi thọ và kiểm tra độ mòn của các thiết bị cơ khí như cyclone lọc bụi. Lập kế hoạch bảo trì rõ ràng giúp ngăn ngừa sự cố, duy trì hiệu suất hệ thống và đảm bảo an toàn lao động.

10/07/2025

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1. Sơ lược về bụi 1. Khái niệm về bụi Bụi là tập hợp các loại có hạt kích thước lớn, nhỏ khác nhau, tồn tại lâu trong không khí dưới dạng: bụi bay (khi các hạt bụi lơ lửng trong không khí gọi là aerozon), bụi lắng (khi hạt bụi đọng lại trên bề mặt vật thể, gọi là aerogen) và các hệ khí dung nhiều pha như hơi, khói…Bụi là tên chung cho các hạt chất rắn có đường kính nhỏ cỡ vài micromet đến nửa milimet, tự lắng xuống theo trọng lượng của chúng nhưng vẫn có thể lơ lửng trong không khí một thời gian sau. Khi bụi phân tán mạnh trong không khí hay các chất khí nói chung, hỗn hợp khí và bụi được gọi là aerosol rắn.

Bụi thường phát sinh do yếu tố tác động môi trường bên ngoài ngoài ra còn sinh ra trong hoạt động sinh hoạt và sản xuất của con người trong quá trình gia công, chế biến nguyên liệu rắn, … Bụi hô hấp (bụi PM) là hỗn hợp phức tạp gồm các hạt bụi khô, các giọt lỏng hay những hạt bụi khô có phú những giợt lỏng có kích thước và hình dạng khác nhau. Phân loại Khi phân loại bụi ta cần dựa vào 2 yếu tố: nguồn gốc và kích thước - Theo nguồn gốc + Hữu cơ: bụi thực vật (gỗ, bông), bụi động vật (len, lông, tóc), nhân tạo (nhựa hóa học, cao su) + Vô cơ: bụi khoáng chất (thạch anh, amiang), bụi kim loại (sắt, đồng, chì). - Theo kích thước + > 10 µm: khó xâm nhập vào cơ thể do con người có cơ chế tự vệ. + < 10 µm (như phấn hoa): vào cơ thể đi sâu vào phổi và máu.

3 + < 2,5 µm (vi khuẩn, nấm, phấn hoa kích thước nhỏ): giảm khả năng hiển thị ở nhiều vùng, xâm nhập vào phổi và phé nang của phổi gây ảnh hưởng đến sức khỏe. + < 0,1 µm: phá hoại phổi, theo máu đi khắp cơ thể. Với loại bụi có kích thước nhỏ hơn 0,1 µm (khói) khi hít thở phải không được giữ trong lại trong phế nang của phổi, bụi từ (0,1 ÷ 5) µm ở lại phổi chiếm (80 ÷ 90) %, bụi từ (5 ÷10) µm khi hít vào lại được đào thải ra khỏi phổi, còn với bụi lớn hơn 10 µm thường đọng lại ở mũi. - Theo tác hại: + Bụi nhiễm độc chung (chì, thủy ngân, benzen) + Bụi gây dị ứng viêm mũi, hen, nổi 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.

Tính chất của bụi Độ tin cậy và hiệu quả làm việc của hệ thống lọc bụi phụ thuộc đáng kể vào các tính chất lý – hóa của bụi và các thông số của dòng khí mang bụi. Sau đây sẽ trình bày sơ lược các tính chất lý – hóa cơ bản của bụi ảnh hưởng đến quá trình hoạt động của hệ thống lọc và là cơ sở để chọn thiết bị lọc. Mật độ: Mật độ đổ đống (khác với mật độ thực) có tính đến các khe chứa không khí giữa các hạt. Mật độ đổ đống dùng để xác định thể tích bụi chiếm chỗ trong bunke chứa bụi.

Khi tăng các hạt cùng kích thước mật độ đổ đông giảm do thể tích tương đối của các lớp không khí tăng. Khi nén chặt, mật độ đổ đống tăng 1,2 ÷ 1,5 lần (so với khí mới đổ đống). 4 Mật độ không thực là tỷ số khối lượng các hạt và thể tích mà hạt chiếm chỗ, bao gồm các lỗ nhỏ, các khe hổng và không đều. Các hạt nguyên khối, phẳng và các hạt ban đầu có mật độ không thực trong thực tế trùng với mật độ thực.

Những hạt như thế dễ lọc trong thiết bị lọc quán tính hơn so với thiết bị lọc lỗ rỗng do khối lượng bằng khối lượng thực nên chúng ít bị tác dụng lôi kéo của không khí sạch thoát ra từ thiết bị lọc. Trái lại các hạt có mật độ không thực thấp dễ lọc trong các thiết bị lọc như ống vải, bằng vật liệu xốp vì chúng dễ bị nước hoặc vải lọc giữ lại. Mật độ không thực thường có trị số nhỏ hơn so với mật độ thực thường thấy ở bụi có xu hướng đông tụ hay thiêu kết, ví dụ : mồ hóng, oxit của các kim loại màu… 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.

Trong quá trình đông tụ, các hạt ban đầu liên kết với nhau trong thiết bị đông tụ nên chúng to dần. Do đó trong kỹ thuật lọc bụi kích thước Stoc có ý nghĩa quan trọng. Đó là đường kính của hạt hình cầu có vận tốc lắng chìm như hạt nhưng không phải hình cầu, hoặc chất keo tụ. Thành phần tán xạ là hàm lượng tính bằng số lượng hay khối lượng các hạt thuộc nhóm kích thướng khác nhau.

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 không chuyển động. 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 vào bề mặt thiết bị.

Tính mài mòn Tính mài mòn của bụi đặc trưng cho cường độ mài mòn kim loại ở vận tốc như nhau cả 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. Tính thấm: Tính thấm nước có ảnh hưởng nhất định đến hiệu quả của thiết bị lọc kiểu 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, hiệu quả lọc giảm vì các hạt khi 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. Các hạt phẳng 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. Theo đặc trưng thấm nước các vật liệu rắn chia thành 3 nhóm: - Vật liệu lọc nước: dễ thấm nước (canxi, thạch cao, phần lớn silicat và khoáng vật được oxi hóa, halogennua của kim loại kiềm) - Vật liệu kị nước: khó thấm nước (grafit, than, lưu huỳnh); - Vật liệu kị nước tuyệt đối (parafin, nhựa teflon, bitum). Tính hút ẩm và 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 các hạt bụi. Nhờ tính hút ẩm và tính hòa tan mà bụi có thể được lọc trong các thiết bị lọc kiểu ướt.

Suất điện trở của bụi: Suất điện trở của lớp bụi phụ thuộc vào tính chất của từng hạt riêng biệt (vào tính dẫn điện bề mặt và bên trong, vào hình dạng và kích thước của hạt) cũng như cấu trúc của lớp và các thông số của dòng khí. Nó ảnh hưởng đến hoạt động của thiết bị lọc bằng điện. Phụ thuộc vào suất điện trở bụi chia thành 3 nhóm như sau: - Bụi thuộc nhóm suất điện trở thấp: có suất điện trở của lớp dưới 104.cm - Bụi thuộc nhóm suất điện trở trung bình: có suất điện trở của lớp từ 104 ÷1010. - Bụi thuộc nhóm suất điện trở cao: có suất điện trở của lớp lớn hơn 1010 ÷1013.

Tính mang điện: Tính mang điện (còn gọi là tính được nạp điện) của bụi ảnh hưởng đến trạng thái của bụi trong đường ống và hiệu xuất 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. Tính cháy nổ: Bụi cháy được do bề mặt tiếp xúc với oxi trong không khí phát triển mạnh (1 m2/g) 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 và tính chất nhiệt của bụi, vào kích thước và hình dạng của các hạt, nồng độ của chúng trong không khí, vào độ ẩm và thành phần của khí, kích thước và nhiệt độ của nguồn cháy và vào hàm lượng tương đối của bụi trơ.

Ảnh hưởng của bụi đi với sức khỏe con người - Ảnh hưởng ngắn hạn: ho, hơi thở ngắn, tức ngực, kích thích mắt. - Ảnh hưởng dài hạn: giảm chức năng phổi, gây suy hô hấp ở trẻ, tăng khả năng suy hô hấp chức năng phổi thậm chí có khả năng dẫn đến tử vong. Sơ lược về lò hơi đt trấu 1. Giới thiệu lò hơi đt trấu Lò hơi đốt trấu là loại lò hơi sử dụng nhiên liệu đốt là trấu, nhiên liệu có giá thành rẻ hiện nay và dễ dàng tìm thấy trong các ngành công nghiệp.

Lò hơi giúp tận dụng được nhiên liệu trấu để đốt sinh nhiệt, biện pháp tiết kiệm chi phí cực hiệu quả. Nhiên liệu trấu được cung cấp trực tiếp khi để đốt và truyền nhiệt đến từ hệ thống cấp và phun tới buồng đốt. Cấu tạo của lò hơi đt trấu Lò hơi đốt trấu được cấu tạo bởi những trang bị công nghệ tiên tiến như: - Hệ thống lọc bụi với cyclone đa cấp cùng với tháp lọc bụi không ướt, hoặc hệ thống lọc bụi với bộ lọc túi hoặc tĩnh điện. - Hệ thống điều khiển với tính năng tự động vô cấp với biến tần, hay hệ thống hiện đại PLC-Scada.

8 Cấu tạo hiện đại tiên tiến khiến lò hơi đốt trấu có thể hoạt động với công suất 2 đến 50 tấn trên mỗi giờ. Dạng nhiên liệu cung cấp chủ yếu cho lò hơi này là dạng rời chưa được nén. Nguyên lí hoạt động của lò hơi đt trấu Trấu được vận chuyển đến nhà máy và được hút vào kho chứa trấu, từ kho chứa trấu được đưa đến phễu liệu trung gian trước lò hơi bằng hệ thống băng tải hoặc vít tải. Tiếp theo, trấu trong lò hơi đốt trấu được gia nhiệt rồi được phun vào buồng đốt bằng quạt, tốc độ nạp trấu được điều chỉnh bằng vít tải.

Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ