Đồ án Xử lí ô nhiễm không khí

Đồ án xử lí ô nhiễm không khí GVHD: ThS. Nguyễn Tấn Dũng Tính toán – thiết kế hệ thống xử lí khí bụi bằng phƣơng pháp lọc cho nhà máy sản xuất bột mỳ với năng suất 15000m3/h Trang 1 LỜI NÓI ĐẦU Trong một vài thập kỷ gần đây, cùng với sự phát triển nhanh chóng của đất nƣớc, ngành công nghiệp Việt Nam đ c những tiến bộ không ngừng cả về số lƣợng các nhà máy cũng chủng loại các sản phẩm và chất lƣợng cũng ngày càng đƣợc cải thiện. Ngành công nghiệp phát triển đ đem lại cho nhân dân những hàng hóa rẻ hơn mà chất lƣợng không thua kém so với hàng ngoại nhập là bao nhiêu. Ngoài ra, ngành công nghiệp cũng đ ng một vai trò đáng kể trong nền kinh tế quốc dân. Bên cạnh những tác động tích cực do ngành công nghiệp mang lại thì cũng phải kể đến những tác động tiêu cực. Trong đ khí bụi phát sinh trong quá trình sản xuất của các nhà máy là một nguyên nhân gây nên ô nhiễm môi trƣờng không khí, ảnh hƣởng đến môi trƣờng sống và sức khỏe của con ngƣời. Một trong những giải pháp cải thiện điều kiện vệ sinh môi trƣờng trong các nhà máy sản xuất, các khu công nghiệp hiện nay là phát hiện, tổ chức thu gom, xử lí khí thải ở tại các nguồn phát thải. Trong phạm vi của đồ án môn học: kỹ thuật xử lí ô nhiễm không khí và dƣới sự hƣớng dẫn của thầy Nguyễn Tấn Dũng, chúng tôi đ thực hiện đồ án “ tính toán – thiết kế hệ thống xữ lí khí bụi bằng phƣơng pháp lọc cho nhà máy sản xuất bột mỳ với năng suất 15000m 3/h”. Do lần đầu thiết kế đồ án nên trong quá trình tính toán và lựa chọn công nghệ không thể tránh khỏi những sai sót, rất mong nhận đƣợc sự chỉnh sửa, ý kiến đ ng g p của tất các thầy cô để đồ án của chúng tôi đƣợc hoàn thiện hơn. Chúng tôi xin chân thành cảm ơn sự hƣớng dẫn và giúp đỡ tận tình của thầy Nguyễn Tấn Dũng đ tạo điều kiện tốt nhất cho chúng tôi hoàn thành đồ án này. NHÓM 23 Đồ án xử lí ô nhiễm không khí GVHD: ThS. Nguyễn Tấn Dũng Tính toán – thiết kế hệ thống xử lí khí bụi bằng phƣơng pháp lọc cho nhà máy sản xuất bột mỳ với năng suất 15000m3/h Trang 2 BỘ GIÁO DỤC VÀO ĐÀO TẠO CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƢỜNG ĐH SƢ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM Đập lập - Tự do - Hạnh phúc KHOA CÔNG NGHỆ HÓA & TP ---o0o--- BỘ MÔN: CÔNG NGHỆ MÔI TRƢỜNG ĐỒ ÁN MÔN HỌC 1. Môn học: Xử lí ô nhiễm không khí Mã môn học: 1210070 2. Họ và tên sinh viên: Đào Tuấn Vũ MSSV: 08115046 Nguyễn Thùy Yến MSSV: 08115050 Lớp : 081150B GVHD: ThS. Nguyễn Tấn Dũng 3. Tên đồ án: Tính toán – thiết kế hệ thống xử lí khí bụi bằng phƣơng pháp lọc cho nhà máy sản xuất bột mỳ với năng suất 15000m3/h 4. Mục đích của đồ án: Giúp sinh viên vận dụng kiến thức đ học vào tính toán ứng dụng trong thực tế 5. Nhiệm vụ: - Quy hoạch mặt bằng để lắp đặt hệ thống thiết bị. - Lựa chọn thiết bị lọc khí bụi thích hơp. - Tính toán các thông số cho thiệt bị lọc khí bụi: vận tốc lọc, tổn thất áp suất… - Thiết kế thiết bị lọc khí bụi. - Giá thành của thiết bị lọc. - Vận hành, và ứng dụng của thiết bị. - Vẽ bản vẽ hệ thống xử lí khí bụi bằng phƣơng pháp lọc. 6. Ngày nhận đồ án: 10/11/2010. Ngày nộp đồ án: 10/1/2011. Nội dung và yêu cầu Đồ án đ đƣợc thông qua Bộ môn NGƢỜI HƢỚNG DẪN Ngày tháng năm 2011 (Ký và ghi rõ họ tên) Chủ Nhiệm Bộ Môn Đồ án xử lí ô nhiễm không khí GVHD: ThS. Nguyễn Tấn Dũng Tính toán – thiết kế hệ thống xử lí khí bụi bằng phƣơng pháp lọc cho nhà máy sản xuất bột mỳ với năng suất 15000m3/h Trang 3 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN ............................................................................................................................................................................ ............................................................................................................................................................................ ............................................................................................................................................................................ ............................................................................................................................................................................ ............................................................................................................................................................................ ............................................................................................................................................................................ ............................................................................................................................................................................ ............................................................................................................................................................................ ............................................................................................................................................................................ ............................................................................................................................................................................ ............................................................................................................................................................................ ............................................................................................................................................................................ ............................................................................................................................................................................ ............................................................................................................................................................................ ............................................................................................................................................................................ ............................................................................................................................................................................ ............................................................................................................................................................................ ............................................................................................................................................................................ ............................................................................................................................................................................ ............................................................................................................................................................................ ............................................................................................................................................................................ ............................................................................................................................................................................ ............................................................................................................................................................................ ............................................................................................................................................................................ ............................................................................................................................................................................ ............................................................................................................................................................................ ..................................................................................................................................................................... Điểm bằng số: ………… Điểm bằng chữ: …………………… Tp.HCM, ngày ……. Tháng ……. Năm ………………. Giáo viên hƣớng dẫn (Ký và ghi rõ họ tên) Đồ án xử lí ô nhiễm không khí GVHD: ThS. Nguyễn Tấn Dũng Tính toán – thiết kế hệ thống xử lí khí bụi bằng phƣơng pháp lọc cho nhà máy sản xuất bột mỳ với năng suất 15000m3/h Trang 4 Mục Lục NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN ............................................................................................. 3 Chƣơng 1 .......................................................................................................................................................... 6 TỔNG QUAN VỀ BỤI VÀ PHƢƠNG PHÁP XỬ LÍ .................................................................................... 6 1.1. TỒNG QUAN VỀ BỤI .................................................................................................................... 6 1.1.1. Khái niệm chung về bụi ........................................................................................................... 6 1.1.2. Phân loại ................................................................................................................................... 6 1.1.3. Tính chất của bụi ...................................................................................................................... 8 1.2 . PHÂN LOẠI CÁC PHƢƠNG PHÁP LỌC BỤI ........................................................................... 9 1.2.1. Thiết bị thu hồi bụi khô .......................................................................................................... 10 1.2.2. Thiết bị lọc bụi ....................................................................................................................... 19 1.2.3. Thiết bị lọc bụi bằng phƣơng pháp ƣớt .................................................................................. 22 1.2.4. Thiết bị lọc bụi tĩnh điện ........................................................................................................ 25 Chƣơng 2 ........................................................................................................................................................ 27 QUY HOẠCH MẶT BẰNG LẮP ĐẶT HỆ THỐNG THIẾT BỊ ................................................................. 27 2.1. Yêu cầu cơ bản của việc quy hoạch mặt bằng ............................................................................... 27 2.2. Quy hoạch mặt bằng ....................................................................................................................... 28 Chƣơng 3 ........................................................................................................................................................ 29 TÍNH TOÁN – THIẾT KẾ THIẾT BỊ ........................................................................................................... 29 3.1. Các thông số cần thiết để tính toán ................................................................................................ 29 3.2. Sơ đồ thiết bị .................................................................................................................................. 30 3.3. Tính toán thiết bị túi vải: ................................................................................................................ 32 3.4. Tính toán ống khói – trở lực ống khói:........................................................................................... 34 3.5. Tính ứng suất của thiết bị ............................................................................................................... 36 3.5.1. Chọn vật liệu .......................................................................................................................... 36 3.5.2. Xác định ứng xuất cho phép của thép CT3 ............................................................................ 37 3.5.3. Tính toán công suất quạt: ............................................................................................................. 37 3.5.4. Tính toán công suất động cơ điện: ............................................................................................... 37 3.6. Khai toán kinh tế: ............................................................................................................................... 38 3.6.1. Tính toán thiết bị lọc túi vải: ....................................................................................................... 38 3.6.2 Tính toán ống khói: ...................................................................................................................... 39 Đồ án xử lí ô nhiễm không khí GVHD: ThS. Nguyễn Tấn Dũng Tính toán – thiết kế hệ thống xử lí khí bụi bằng phƣơng pháp lọc cho nhà máy sản xuất bột mỳ với năng suất 15000m3/h Trang 5 3.6.3. Các thiết bị khác: .......................................................................................................................... 40 3.6.4. Tổng chi phí xây dựng hệ thống xử lí: ......................................................................................... 40 Chƣơng 4 ........................................................................................................................................................ 41 VẬN HÀNH - ỨNG DỤNG .......................................................................................................................... 41 4.1. Vận hành ............................................................................................................................................ 41 4.2. Ứng dụng ........................................................................................................................................ 42 Chƣơng 5 ........................................................................................................................................................ 43 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ........................................................................................................................ 43 Tài liệu tham khảo .................................................................................................................................. 44 Đồ án xử lí ô nhiễm không khí GVHD: ThS. Nguyễn Tấn Dũng Tính toán – thiết kế hệ thống xử lí khí bụi bằng phƣơng pháp lọc cho nhà máy sản xuất bột mỳ với năng suất 15000m3/h Trang 6 Chƣơng 1 TỔNG QUAN VỀ BỤI VÀ PHƢƠNG PHÁP XỬ LÍ 1.1. TỒNG QUAN VỀ BỤI 1.1.1. Khái niệm chung về bụi Các phần tử chất rắn thể rời rạc (vụn) c thể đƣợc tạo ra trong quá trình nghiền, ngƣng kết và các phản ứng h a học khác nhau. Dƣới tác dụng của dòng khí hoặc không khí, chúng chuyển thành trạng thái lơ lửng và trong những đều kiện nhất định chúng tạo thành thứ vật chất mà ngƣời ta gọi là bụi. Bụi là một hệ thống gồm hai pha: pha khí và pha rắn rời rạc - các hạt c kích thƣớc nằm trong khoảng từ kích thƣớc nguyên tử đến kích thƣớc nhìn thấy đƣợc bằng mắt thƣờng, c khả năng tồn tại ở dạng lơ lửng trong thời gian dài ngắn khác nhau. Khi những hạt bụi lơ lửng trong không khí ngƣời ta gọi là aerozon, còn khi chúng đ lắng đọng lại trên bề mặt vật thể gọi là aerogen. Bụi thu giữa đƣợc hoặc bụi đ lắng động thƣờng đồng nghĩa với khái niệm “ bột”, tức là loại vật chất vụn, rời rạc. Kích thƣớc của hạt bụi đƣợc hiểu là đƣờng kính, độ dài cạnh của hạt hoặc lổ ray kích thƣớc lớn nhất của hình chiếu hạt. Đƣờng kính tƣơng đƣơng tđ của hạt có hình dạng bất kỳ là đƣờng kính hình cầu có thể tích bằng thể tích hạt bụi. Vận tốc lắng chìm vc của hạt bụi là vận tốc rơi của hạt trong môi trƣờng tĩnh dƣới tác dụng của trọng lực. Vận tốc lắng chìm phụ thuộc vào kích thƣớc của hạt, hình dáng và khối lƣợng đơn vị của n cũng nhƣ khối lƣợng đơn vị và độ nhớt môi trƣờng. Đƣờng kính chìm vc của hạt bụi là đƣờng kính hạt bụi hình cầu mà vận tốc rơi và khối lƣợng đơn vi của nó bằng vận tốc rơi và khối lƣợng đơn vị của hạt bụi có hình dáng ghi chuẩn đang xét. Bụi trong không khí đƣợc đánh giá bằng nồng độ – trọng lƣợng bụi trong một đơn vị thể tích của không khí, mg/l hoặc mg/m3. Ngoài ra ngƣời ta còn đánh giá bằng số lƣợng hạt bụi cũng nhƣ sự phân bố kích thƣớc của chúng trong một đơn vị thể tích không khí. 1.1.2. Phân loại  Theo nguồn gốc: bụi đƣợc phân biệt thành bụi hữu cơ (nguồn gốc động, thực vật), bụi vô cơ (bụi kim loại và bụi khoáng chât) và bụi hỗn hợp.  Theo hình dáng: c thể phân bụi thành 3 dạng + Dạng mảnh ( mỏng) Đồ án xử lí ô nhiễm không khí GVHD: ThS. Nguyễn Tấn Dũng Tính toán – thiết kế hệ thống xử lí khí bụi bằng phƣơng pháp lọc cho nhà máy sản xuất bột mỳ với năng suất 15000m3/h Trang 7 + Dạng sợi. + Dạng khối.  Theo kích thước + Bụi thô cát bụi: là những hạt rắn c kích thƣớc hạt d > 75 đƣợc hình thành trong quá trình cháy tự tự nhiên hay cơ khí nhƣ nghiền, tán, đập… + Bụi: hạt chất rắn c kích thƣớc hạt d = (5 75) đƣợc hình thành nhƣ bụi thô. + Khói: gồm các hạt thể rắn hay lỏng, đƣơc tạo ra trong quá trình đốt chảy nhiên liệu hay quá trình ngƣng tụ, c kích thƣớc hạt d = (1 5) . Đặc điểm quan trọng là c đặc tính khuếch tán rất ổn định trong khí quyển. + Khói mịn: gồm những hạt rắn c kích thƣớc d < 1 . + Sƣơng: hạt chất lỏng c kích thƣớc d < 10 . Loại hạt này ở một nồng độ nhất định làm giảm tầm nhìn, còn gọi là sƣơng giá.  Theo tính kết dính của bụi + Bụi không kết dính: xỉ khô, thạch anh, đất khô… + Bụi kết dính yếu: bụi từ lò cao, tro bụi… + Bụi có tính kết dính: bụi kim loại, than bụi tro mà không chứa chất cháy, bụi sữa, mùn cƣa… + Bụi có tính kết dính mạnh: bụi xi măng, thạch cao, sợi bông, len…  Theo độ dẫn điện + Bụi c điện trở thấp: nhanh trung hòa điện, dễ bị lôi cuốn trở lại dòng khí. + Bụi c điện trở cao: hiệu quả xử lí không cao. + Bụi c điện trở trung bình: thích hợp cho các phƣơng pháp xử lí.  Theo tác hại của bụi + Ảnh hƣởng đến thực vật: bụi làm giảm khả năng diệp lục hóa quang hợp, hô hấp và thoát hơi nƣớc. Dẫn đến cây sinh trƣởng kém, làm năng suất cây giảm, làm thất thu mùa màng… + Ảnh hƣởng đến động vật: bụi làm ảnh hƣởng đến hệ hô hấp của động vật làm kích thích với các bệnh ho, dị ứng. + Ảnh hƣởng đến con ngƣời - Bụi gây ra bệnh bụi phổi, do sự xâm nhập của những hạt c đƣờng kính d = ( 1 2 ) vào sâu trong phổi và bị lắng động trong đ , đối với những hạt d < 0.5 bị đẩy ra ngoài khi thở. Khi đ chúng gây nhiễm độc hay dị ứng bằng sự co thắt đƣờng hô hấp đ là bệnh hen suyễn. - Loại bụi của vật liệu ăn mòn hay độc tính tan trong nƣớc mà lắng động ở mũi, miệng, đƣờng hô hấp có thể gây tổn thƣơng làm rách ngăn mũi, vách miệng… - Bụi có thể gây ra nhiều loại bệnh nhƣ: bệnh dị ứng, viêm niêm mạc, nổi ban (bụi bông, gai, phân hóa học), bệnh gây nhiễm độc chung (chì, thủy ngân, bengen...), Đồ án xử lí ô nhiễm không khí GVHD: ThS. Nguyễn Tấn Dũng Tính toán – thiết kế hệ thống xử lí khí bụi bằng phƣơng pháp lọc cho nhà máy sản xuất bột mỳ với năng suất 15000m3/h Trang 8 bệnh nhiễm trùng ( bụi bông, tóc, vi khuẩn), bệnh xơ phổi ( bụi SiO2, bụi amiang), bệnh ung thƣ ( bụi quặng phóng xạ, hợp chất Crom…) Ngoài ra bụi cỏn ảnh hƣởng đến các công trình dân dụng, mỹ quan đô thị, làm tăng khả năng ăn mòn các công trình dân dụng, công nghiệp, máy m c…và ảnh hƣởng tới nguồn nƣớc. 1.1.3. Tính chất của bụi 1.1.3.1. Độ phân tán các phân tử Kích thƣớc hạt là một thông số cơ bản của nó. Việc lựa chọn các hạt bụi phụ thuộc vào thành phần phân tán của các hạt bụi tách đƣợc. Các thiết bị đặc trƣng cho kích thƣớc hạt bụi là đại lƣợng vận tốc lắng của chúng cũng nhƣ đại lƣợng đƣờng kính lắng. Các hạt bụi công nghiệp c đƣờng kính rất khác nhau, nên nếu cùng khối lƣợng sẽ lắng với các vận tốc khác nhau, hạt càng gần vơi hình cầu thì lắng càng nhanh