GVHD: TH.S LÂM VĨNH SƠN
Khoa: Công nghệ sinh học – TP – MT
ĐỀ CƯƠNG ĐỒ ÁN MÔN ”KỸ THUẬT XỬ LÝ KHÍ THẢI”
HỆ: ĐẠI HỌC CHÍNH QUY
Lớp: 14DMT04
Ngành: Kỹ thuật môi trường.

Tên đề tài: Thiết kế hệ thống xử lí khí thải lò đốt vỏ hạt điều
Bộ giáo dục và đào tạo

GVHD: Ths. Lâm Vĩnh Sơn
..........$$$..........
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN MÔN HỌC
“KỸ THUẬT XỬ LÝ KHÍ THẢI”
NGÀY GIAO ĐỒ ÁN:14/02/2017
NGÀY NỘP ĐỒ ÁN : 24/05/2017

I.

NHIỆM VỤ CHUNG:

ĐƯA RA HỆ THỐNG XỬ LÝ KHÍ VÀ THIẾT KẾ MỘT CÔNG TRÌNH XỬ LÝ KHÍ
THẢI CỤ THỂ THEO YÊU CẦU CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN: Thiết kế hệ thống xử
lý khí Thải lò đốt vỏ hạt đều
II.

NỘI DUNG CHI TIẾT
I.1. Các thông số tính toán.
Công suất: 1500 kg/h ;
1

GVHD: TH.S LÂM VĨNH SƠN
Các thông số khác tự chọn
I. 2. Nhiệm vụ yêu cầu:
•

Đưa ra hệ thống xử lý khí thải tương ứng

•

Thiết kế 1 công trình xử lý khí thải cụ thể như sau: Tính toán xiclon xử lý bụi và tính
ống khói xử lý khí CO2
I. 3. Sản phẩm phải nộp

•

Bản thuyết minh chi tiết đồ án (nêu tổng quan các phướng pháp xử lý khí thải hiện
nay; nêu tính chất của chất khí thải cần tính toán và các phương pháp xử lý chúng,
thuyết minh chi tiết thiết kế các công trình đơn vị đã giao; tính toán dự toán giá
thành,….)

•

2 bản vẽ :


Bản vẽ sơ đồ hệ thống xử lý khí thải (A2)

 Bản vẽ chi tiết công trình đơn vị (có kèm theo các chi tiết cụ thể)


(A1)

GVHD:
NỘI DUNG ĐỀ CƯƠNG:
1. Lời nói đầu
2. Lời cảm ơn
3. Tổng quan
4. Phương pháp xử lí khí thải
5. Phương pháp xử lí bụi
6. Phương pháp xử lí CO2
7. Đề xuất và thuyết minh công nghệ

2

Lâm Vĩnh Sơn


GVHD: TH.S LÂM VĨNH SƠN
8. Tính toán công trình đơn vị
9. Khai toán
10. Kết luận và kiến nghị

Tài liệu tham khảo
MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU........................................................................................................................ 6
LỜI CẢM ƠN........................................................................................................................ 7
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
I.Mục đích của nghiên cứu.....................................................................................................8
II.Nhiệm vụ nghiên cứu........................................................................................................ 8
III.Tổng quan về ngành chế biến hạt điều..............................................................................9

1.Tổng quan......................................................................................................................... 9
2.Cấu tạo của hạt điều.....................................................................................................

9

3.Thành phần của hạt điều..........................................................................................

9

4.Tính chất dầu hạt điều.........................................................................................

10

IV.Tình hình chế biến hạt điều ở Việt Nam......................................................................... 11
V.Chế biến điều nhân............................................................................................................. 11
CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ KHÍ THẢI
A.XỬ LÍ KHÍ
I.Xử lí khí thải bằng phương pháp hấp phụ........................................................................... 13
II.Xử lí khí thải bằng phương pháp hấp thụ.......................................................................... 14
III.Xử lí khí thải bằng phương pháp đốt................................................................................ 15
IV.Xử lí khí thải bằng phương pháp ngưng tụ....................................................................... 16
V.Xử lí khí thải bằng phương pháp lọc............................................................................... 16
B.XỬ LÍ BỤI
I.Phương pháp xử lí bụi khô.......................................................................................

17

II.Phương pháp xử lí bụi ướt.......................................................................................

19


3


GVHD: TH.S LÂM VĨNH SƠN
III.Thiết bị lọc bụi tĩnh điện................................................................................

20

CHƯƠNG 3: TỔNG QUN VỀ KHÍ, BỤI CẦN XỬ LÍ
I.Bụi................................................................................ ..................................................

21

1.Tính chất hóa lí của bụi.................................................................................................... 21
2.Tác hại của bụi...............................................................................................................

21

3.Các nguồn tạo ra bụi......................................................................................................... 22
II.Tổng quan về CO2........................................................................................................... 23
1.Khái niệm........................................................................................................................

23

2.Tính chất hóa lí của CO2.................................................................................................

23

3.Tác hại của CO2.................................................................................................................. 24

4.Các nguồn tạo ra CO2......................................................................................................... 25
CHƯƠNG 4: ĐỀ XUẤT VÀ THIẾT KẾ SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ
I.Đề xuất công nghệ............................................................................................................... 26
II.Thuyết minh sơ đồ công nghệ.......................................................................................... 28
III.Thành phần và chức năng của hệ thống xử lý.................................................................. 28
CÂN BẰNG VẬT CHẤT......................................................................................................30
CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ
I.Cylone............................................................................................................................... 37
1.Các thông số đầu vào......................................................................................................... 37
2.Tính toán thiết kế.............................................................................................................. 37
3.Tính toán cơ khí................................................................................................................. 43
II.Ống khói..............................................................................................................................48
CHƯƠNG 6: DỰ TOÁN CÔNG TRÌNH
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ..............................................................................................55
TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................................................... 56

4


GVHD: TH.S LÂM VĨNH SƠN

Trong thời đại công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước, cuộc sống ngày càng nhộn
nhịp, dân số thế giới ngày càng tăng thì đòi hỏi sản phẩm sản xuất từ các ngành công
nghiệp, nông nghiệp cũng phải tăng để phục vụ nhu cầu của cuộc sống. Bên cạnh những lợi
ích mà con người đạt được thì cũng kèm theo đó là một số hiểm họa phát sinh từ các quá
trình hoạt động của các công ty xí nghiệp và đặc biệt là hoạt động của các khu công nghiệp
đã thải ra bầu trời một lượng khí độc ô nhiễm đáng kể như (SO x, NOx, COx, HCl, H2SO4,
H2S….).

5



GVHD: TH.S LÂM VĨNH SƠN
Các loại khí độc này là một trong những nguyên nhân làm ảnh hưởng mạnh đến sức
khỏe của con người và động vật, gây nên hiện tượng hiệu ứng nhà kính, mưa axit, làm mất
cân bằng hệ sinh thái,…
Do vậy để giảm được những mối hiểm họa đó, giúp cho môi trường sinh thái được
trong lành thì cần có những biện pháp, những quy trình xử lý có hiệu quả. Nếu không được
xử lý tốt sẽ dẫn đến hàng loạt các hậu quả môi trường không thể lường trước được.

Trong suốt gần 3 năm học tập tại trường Đại học Công Nghệ Thành Phố Hồ Chí Minh
chúng em đã được quý thầy, cô Khoa Môi Trường hết lòng giảng dạy, truyền đạt những kiến
thức hữu ích trong suốt quá trình học tập. Những phần truyền đạt những kinh nghiệm và lời
giảng dạy của thầy cô đã giúp chúng em hoàn thành tốt nhiệm vụ đồ án được giao.
Chúng em xin chân thành tỏ lòng biết ơn đối với thầy ths.LÂM VĨNH SƠN đã tận tình
hướng dẫn và tạo điều kiện tốt nhất để chúng em hoàn thành đồ án.
Cuối cùng chúng em xin chân thành cảm ơn thầy đã giúp chúng em hoàn thành tốt nhiệm vụ
được giao. Tạo tiền đề để chúng em có thêm vốn kiến thức sau này vận dụng vào quá trình
làm việc.

6


GVHD: TH.S LÂM VĨNH SƠN
Một lần nữa xin chân thành cảm ơn thầy
TP. Hồ Chí Minh, tháng 05 năm 2017
Sinh viên nhóm 4.4

I.


Mục đích của nghiên cứu

Thiết kế hệ thống xử lí khí thải lò đốt vỏ hạt điều
II.

Nhiệm vụ của nghiên cứu

- ĐƯA RA HỆ THỐNG XỬ LÝ KHÍ VÀ THIẾT KẾ MỘT CÔNG TRÌNH XỬ LÝ KHÍ
THẢI CỤ THỂ THEO YÊU CẦU CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN: Thiết kế hệ thống xử
lý khí Thải lò đốt vỏ hạt điều :
1. Các thông số tính toán.
Công suất: 1500 kg/h.
Các thông số khác tự chọn
2. Nhiệm vụ yêu cầu:
•

Đưa ra hệ thống xử lý khí thải tương ứng

7


GVHD: TH.S LÂM VĨNH SƠN
•

Thiết kế 1 công trình xử lý khí thải cụ thể như sau: Tính toán xiclon xử lý bụi và
tính ống khói xử lý khí CO2

3. Sản phẩm phải nộp
•


Bản thuyết minh chi tiết đồ án (nêu tổng quan các phướng pháp xử lý khí thải hiện
nay; nêu tính chất của chất khí thải cần tính toán và các phương pháp xử lý chúng,
thuyết minh chi tiết thiết kế các công trình đơn vị đã giao; tính toán dự toán giá
thành,….)

•

2 bản vẽ :


Bản vẽ sơ đồ hệ thống xử lý khí thải (A2)

 Bản vẽ chi tiết công trình đơn vị (có kèm theo các chi tiết cụ

thể) (A1)
III.

Tổng quan về ngành chế biến hạt điều

1. Tổng quan

Hiện nay, Việt Nam đã có gần 400.000 ha trồng điều, hơn 300.000ha đã được đưa vào khai
thác, tập trung vào các tỉnh miền Trung-Tây Nguyên và miền Đông Nam Bộ. Sản lượng hạt
điều thô ( năm 2004 đạt 97.000 tấn trong tổng số 350.000 tấn) cùng với trên 70 cơ sở nhà
máy chế biến. Ngoài ra vùng trồng điều còn tập trung ở một số tỉnh như Bình Phước, Bình
Dương, Bình Định, Bình Thuận, Bà rịa = vũng tàu,..
Cây điều có nguồn gốc từ Brazil, thân cao. Hạt điều được nhiều người biết đến trên thị
trường thế giới, hạt điều được bao phủ bằng vỏ hạt chứa rất nhiều dầu ăn mòn, phần này
thường được gọi là hạt, nó gắn kết với phần quả, phần hạt chỉ chiếm 10% tổng khối lượng cả
quả.


2. Cấu tạo của hạt điều
8


GVHD: TH.S LÂM VĨNH SƠN
Cấu tạo của hạt điều gồm 2 phần : nhân và vỏ
-

nhân chiếm khoảng 35 % của hạt, có nhiều dinh dưỡng
vỏ chiếm khoảng 65% hạt, lớp vỏ dai cứng có chứa dầu

3. Thành phần của hạt điều
•

Nhân hạt điều

Dầu béo

47,13%

Hợp chất nitơ

9,7%

Tinh bột

5,9%

•


Vỏ hạt điều

Độ ẩm

13,17%

tro

6,74%

cellulose

17,35%

Chất chứa nitơ

4,06%

Đường

20,85%

Chất hòa tan trong ete(axit anacardic)

35,1%

4. Tính chất dầu hạt điều

9



GVHD: TH.S LÂM VĨNH SƠN
- cardol chiếm khoảng 13% công thức tổng quát C24H32O2 là chất lỏng màu vàng đỏ nhạt,nếu
để ra không khí chất này chuyển thành màu nâu,hơi của chất này có tác dụng kích thích đối
với mắt,gây ho,viêm đường hô hấp.nhưng cardol không có tác dụng xấu với đường tiêu hóa
và không tan vào dịch tiêu hóa.
- Axit anacadic là một thứ bột nhuyễn màu xanh lơ,trong suốt,có vị nồng và thơm,tan được
trong rượu,cồn và ete,nóng chảy ở 260C,công thức tổng quát là C24H32O3 trong đó có 76,66%
cacbon,9,3% hydro,13,94% là oxi
- Cardol nóng chảy ở khoảng 550C là thành phần quan trọng của dầu vỏ,màu sáng.
IV.

Tình hình chế biến hạt điều ở Việt Nam

Nước ta có 90 nhà máy chế biến hạt điều với 300.000 công nhân chế biến và tổng vốn đầu tư
khoảng 1000 tỉ đồng, chưa kể sự góp mặt của hàng trăm lò tư nhân. Năng lực chế biến của
toàn bộ các nhà máy chế biến và các lò của tư nhân cần tối thiểu khoảng 500.000 tấn trên
năm nhưng sản lượng trong nước chỉ ở mức tối đa 350.000 trên năm. Tình trạng thiếu
nguyên liệu trần trọng đã đẩy các nhà máy chế biến tranh mua nguyên liệu bằng mọi giá.
Hậu quả trong mùa làm năm nay giá đầu vào của các nhà máy cao hơn đầu ra, chất lượng bị
giảm sút, rơi vào tình trạng thua lỗ nặng. Nhiều năm qua các doanh nghiệp chế biến điều
Việt Nam gần như chỉ làm một việc là nóc tách từ hạt điều thô ra nhanh để đống thùng xuất
khẩu, các nhà máy có quy mô nhỏ thì sản xuất kết hợp giữa cơ khí và thủ công nên có rất ít
doanh nghiệp đầu tư vào sản phẩm nhân tinh chế do đó sản phẩm hạt điều chế biến sẳn trên
thị trường còn đơn điệu chưa đáp ứng nhu cầu tiêu dùng.
V.
-

Chế biến điều nhân

Tồn trữ: hạt điều sau khi tách khỏi quả phải được phơi khô hoặc chế biến ngay ( hạt
điều phơi dưới ánh nắng mặt trời, bề dày lớp phơi không quá 10cm, thời gian phơi
phải trên 1 ngày mới có thẻ cất giữ trong suôt mùa thu hoạch)

-

Làm sạch và phân kích cỡ: phải được làm sạch trước khi phân loại, mỗi loại được
chứa trong một thùng khác nhau và chế biến theo từng loại một.

-

Điều hòa độ ẩm

-

Nướng hạt và li tâm: để loại bỏ dầu trong vỏ.

10


GVHD: TH.S LÂM VĨNH SƠN
-

Tách vỏ

-

Sấy khô và lột vỏ lụa

-


Phân loại và đống gói

Quy trình chế biến hạt điều

Loại bỏ vỏ lụa

Tiêu thụ

11


GVHD: TH.S LÂM VĨNH SƠN

A. XỬ LÝ KHÍ THẢI
I.

XỬ LÝ KHÍ THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP HẤP THỤ
Khái niệm: Hấp thụ khí bằng chất lỏng là quá trình chuyển cấu tử khí từ pha khí vào

trong pha lỏng thông qua quá trình hòa tan chất khí trong chất lỏng khi chúng tiếp xúc với
nhau.
Phân loại: có 2 loại:
? Hấp thu vật lý:

Không tương tác hóa học là qua trình thuận nghịch
? Hấp thu hóa học:
Có phản ứng hóa hoc xảy ra. Hấp thụ hóa học là quá trình luôn đi kèm với một hay
nhiều phản ứng hóa học và bao gồm 2 giai đoạn: giai đoạn khuếch tan và gian đoạn xảy ra
các phản ứng hóa học. Như vậy sự hấp thụ hóa học không những phụ thuộc vào tốc độ

khuếch tán của chất khí vào trong long chất lỏng mà còn phụ thuộc vào tốc độ chuyển hóa
các chất – tốc độ phản ứng các chất. Trong hấp thụ hóa học, chất được hấp thụ có thể phản
ứng ngay với các phân tử của chính chất hấp thụ xảy ra.
Cơ chế của quá trình: 3 bước sau đây:
 Khuếch tán các phân tử chất ô nhiễm thể khí trong khối khi thải đến bề mặt của dung

dịch hấp thụ.
 Thâm nhập và hòa tan chất khí đến bề mặt dung dich hấp thụ.
 Khuếch tán chất khí đã hòa tan trên bề mặt ngăn cách vào sâu trong long chất lỏng
hấp thụ.

12


GVHD: TH.S LÂM VĨNH SƠN
Các chất dùng hấp phụ phổ biến:








Nước (H2O)
Dung dịch bazơ: KOH, NaOH, Na2CO3, K2CO3, Ca(OH)2, CaCO3,…
MonoEtanolAmin(OHCH2CH2NH2),
Dietanolamin (R2NH), trietanolamin(R3N)
Dễ bay hơi nên thất thoát nhiều
Ăn mòn hoá học

Liên kết với CO2 rất bền nên khó phân hủy để hoàn nguyên…

Điều kiện lựa chọn dung dịch hấp thụ:
 Độ hoà tan chọn lọc
 Độ bay hơi tương đối thấp
 Tính ăn mòn của dung môi thấp
 Chi phí
 Độ nhớt bé, khi đó trở lực của quá trình càng nhỏ , tăng tốc độ hấp thụ và có lợi cho

quá trình truyền khối.
Thiết bị dùng trong phương pháp hấp thụ là một thiết bị trong đó dung dịch hấp thụ
và dòng khí sẽ đi qua. Thiết bị hấp thụ gồm một số loại chủ yếu sau:
Tháp đĩa
Tháp đệm
Tháp phun
Thiết bị rửa khí






XỬ LÝ KHÍ THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP HẤP PHỤ

II.

Khái niệm: Hấp phụ là sự lôi cuốn các phân tử khí, hơi (adsorbate) bởi bề mặt chất
rắn (adsorbent).
Ứng dụng phương pháp hấp phụ để làm sạch khí có hàm lượng tạp chất khí và hơi
nhỏ. Trong công nghiệp thường tiến hành quá trình hấp phụ để làm sạch và sấy khô không

khí, tách các hỗn hợp khí hay hơi thành từng cấu tử, tiến hành quá trình xúc tác dị thể trên
bề mặt phân chia pha. Đặc biệt quá trình hấp phụ được áp dụng rất phù hợp cho những
trường hợp sau:


Chất ô nhiễm không cháy được hoặc khó đốt cháy;

13


GVHD: TH.S LÂM VĨNH SƠN


Chất khí cần khử là có giá trị và cần thu hồi;



Chất khí ô nhiễm có nồng độ thấp trong khí thải mà các quá trình

khử khí khác không thể áp dụng được.
Có hai cách để áp dụng phương pháp hấp phụ xử lý chất thải công nghiệp:
? Sử dụng thiết bị hấp phụ định kỳ, tức là trên một tháp hấp phụ ta nhồi chất hấp

phụ vào và cho chất bị hấp phụ đi qua đó. Sau một thời gian khi chất hấp phụ no
(đã bão hòa chất bị hấp phụ) thì quá trình dừng lại để tháo bỏ chất hấp phụ đã no
và đưa vào lượng chất hấp phụ mới vào.
? Sử dụng thiết bị hấp phụ liên tục, trong đó chất hấp phụ được chuyển động ngược

dòng với chất bị hấp phụ.
Than hoạt tính, silicagel và nhôm hoạt tính là những chất hấp phụ thông dụng nhất.

Cacbon hoạt tính được sản xuất từ các vỏ quả hạch và sọ dừa hoặc than được xử lý bằng
cách đốt trong điều kiện không có không khí; natri silicate phản ứng với acid sulfuric tạo ra
silicagel; nhôm hoạt tính là một oxit nhôm dạng xốp ngậm nước.
Hiệu quả của thiết bị hấp phụ vào các yếu tố như diện tích bề mặt chất hấp phụ cũng
như khả năng hấp phụ của các chất được chọn.
III.

XỬ LÝ KHÍ THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐỐT
Bản chất của phương pháp đốt cháy trực tiếp là oxi hóa các cấu tử độc hại bằng oxi ở

nhiệt độ cao (450-12000C). Phương pháp này được được ứng dụng để loại bỏ bất kì khí và
hơi nào mà sản phẩm cháy của chúng ít độc hơn.
Ưu điểm của phương pháp này là thiết bị đơn giản và có khả năng ứng dụng rộng rãi
vì thành phần khí thải ít ảnh hưởng đến hoạt động của thiết bị đốt. Phương pháp này được
ứng dụng rộng rãi trong sản xuất sơn, trong quá trình điều chế một số sản phẩm hóa, điện
hóa và điện tử, trong công nghiệp hóa dầu, sản xuất metanol để xử lý khí thải.
Kết cấu và thể tích của lò đốt phải bảo đảm thời gian lưu cần thiết để đốt cháy khí
hoàn toàn hoặc đạt hiệu quả xử lý cho trước.
14


GVHD: TH.S LÂM VĨNH SƠN
Thời gian lưu thường khoảng 0,1 đến 1,0 giây nhiệt độ làm việc, trong đa số trường
hợp lớn hơn nhiệt độ tự bốc cháy từ 100 đên 1500C.

XỬ LÝ KHÍ THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP NGƯNG TỤ

IV.

Các chất dung môi hữu cơ hay hơi thải vào không khí như xăng, dầu, axeton,

xylen,... có thể thu hồi bằng phương pháp ngưng tụ. Phương pháp ngưng tụ phổ biến nhất là
phương pháp làm giảm nhiệt độ (làm lạnh). Các chất hữu cơ bay hơi được làm lạnh đến
điểm sương bị ngưng tụ và tách khỏi dòng khí thải. Có thể làm lạnh trực tiếp hay làm lạnh
gián tiếp.
 Phương pháp trực tiếp là dùng tác nhân lạnh trực tiếp tiếp xúc với khí thải gây

hiệu ứng ngưng tụ các chất ô nhiễm độc hại , sau đó tách khí độc hại đã ngưng tụ
ra khỏi tác nhân làm lạnh.
 Phương pháp gian tiếp là dùng phương tiện trao đổi nhiệt ( gián tiếp) , chất thải

độc hại ngưng tụ được thu hồi dễ dàng , không cần phải có thiết bị xử lý phân
tách.
V.

XỬ LÝ KHÍ THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP LỌC

Để thu gom và lọc bụi trước khi thải ra ngoài, ta dùng các thiết bị lọc theo nguyên lí cơ
học, hạt bụi chuyển động trong không khí, có khối lượng và vận tốc nào đó, ta thay đổi vậ
tốc chuyển động của dòng để tách các hạt bụi ra khỏi hỗn hợp khí và bụi.
Theo nguyên lý này, ta chế tạo các buồng lắng bụi kiểu quán tính, các thiết bị lọc kiểu li
tâm, với nhiều cỡ to nhỏ và các loại khác nhau, không hoặc có tưới nước, phun nước để tách
bụi và lọc bụi ra khỏi không khí.
B. XỬ LÍ BỤI
 Xử lý bụi bằng phương pháp khô
 Xử lý bụi bằng phương pháp ướt
 Thiết bị loc bụi tĩnh điện
I.

PHƯƠNG PHÁP XỬ LÍ BỤI KHÔ


Thiết bị thu bụi khô thep phương pháp trọng lưc: buồng lắng bụi

15


GVHD: TH.S LÂM VĨNH SƠN

Thiết bị thu bụi khô theo nguyên lý quán tính: buồng lắng bụi với vách phản xa
Thiết bị thu bụi khô theo nguyên lý lực ly tâm: cylone

Theo nguyên lý bám dính bắt giữ của vật liệu lọc: lọc bụi túi vải

Nguyên lý: Khi cho khí qua vách ngăn xốp, các hạt rắn được giữ lại còn khí đi xuyên qua nó
hoàn toàn.
Trong quá trình lọc bụi, các hạt bụi khô tích tụ trong các lỗ xốp hoặc tạo thành lớp
bụi trên bề mặt vách ngăn, do đó chúng trở thành môi trường lọc đối với các hạt bụi đến sau.
Tuy nhiên bụi tích tụ càng nhiều làm cho kích thước lỗ xốp và độ xốp chung của vách ngăn

16


GVHD: TH.S LÂM VĨNH SƠN
càng giảm, vì vậy sau một thời gian làm việc nào đó cần phải phá vỡ và loại lớp bụi ra. Như
vậy, quá trình lọc bụi phải kết hợp với quá trình phục hồi vật liệu lọc.
Trong quá trình làm sạch khí, các hạt bụi tiến gần đến các sợi hoặc bề mặt vật liệu
hạt, va chạm với chúng và lắng xuống do tác dụng của lực thẩm thấu, quán tính và hút tĩnh
điện.
Thiết bị lọc chia làm 3 loại, phụ thuộc vào chức năng và nồng độ bụi vào, ra:
Thiết bị tinh lọc: (Hiệu quả cao): dùng để thu hồi bụi cực nhỏ với hiệu quả rất cao
(>99%) với nồng độ đầu vào thấp (<1mg/m 3) và vận tốc lọc < 10cm/s. Thiết bị lọc này ứng

dụng để thu hồi bụi độc hại đặc biệt, cũng như để siêu lọc không khí. Vật liệu lọc không
được phục hồi.
Thiết bị lọc không khí: được sử dụng trong hệ thống thông khí và điều hòa không
khí. Chúng được dùng để lọc khí có nồng độ bụi nhỏ hơn 50 mg/m 3 với vận tốc lọc 2,5-3
m/s. Vật liệu lọc có thể được phục hồi hoặc không phục hồi.
Thiết bị lọc công nghiệp (vải, hạt, sợi thô): được sử dụng để làm sạch khí công
nghiệp có nồng độ bụi đến 60 g/m3 với kích thước hạt lớn hơn 0,5 µm, vật liệu lọc thường
được phục hồi.
II.

CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÍ BỤI ƯỚT
Quá trình thu hồi bụi theo phương pháp ướt dựa trên sự tiếp xúc của dòng khí bụi với

chất lỏng, được thực hiện bằng các biện pháp cơ bản sau:
Dòng khí bụi đi vào thiết bị và được rửa bằng chất lỏng. Các hạt bụi được tách ra
khỏi khí nhờ va chạm với các giọt nước
Chất lỏng tưới ướt bề mặt làm việc của thiết bị, còn dòng khí tiếp xúc với bề mặt này.
Các hạt bụi bị hút bởi màng nước và tách ra khỏi dòng khí
Dòng khí bụi được sục vào nước và bị chia ra thành các bọt khí. Các hạt bụi bị dính
ướt và loại ra khỏi khí.
Do tiếp xúc với dòng khí nhiễm bụi với chất lỏng hình thành bề mặt tiếp xúc pha. Bề
mặt này bao gồm các bọt khí, tia khí, tia lỏng, giọt lỏng và màng lỏng. Trong đa số thiết bị

17


GVHD: TH.S LÂM VĨNH SƠN
thu hồi bụi ướt tồn tại các dạng bề mặt khác nhau, do đó bụi được thu hồi theo nhiều cơ chế
khác nhau. Thiết bị lọc bụi ướt có các ưu điểm và nhược điểm so với các thiết bị dạng khác
như sau:

Ưu điểm:
 Hiệu quả thu hồi bụi cao;
 Có thể ứng dụng để thu hồi bụi có kích thước đến 0,1µm;
 Có thể sử dụng khi nhiệt độ và độ ẩm cao;
 Nguy hiểm cháy, nổ thấp nhất;
 Cùng với bị có thể thu hồi hơi và khí.

Nhược điểm:
ð Bụi thu được ở dạng cặn do đó phải xử lý nước thải, làm tăng giá quá trình xử lý;
ð Các giọt lỏng có khả năng bị cuồn theo khí và cùng với bụi lắng trong ống dẫn và

máy hút;
ð Trong trường hợp khí có tính ăn mòn cần phải bảo vệ thiết bị và đường ống bằng vật

liệu chống ăn mòn.
ð Chất lỏng tưới thiết bị thường là nước. Khi kết hợp quá trình thu hồi bụi với xử lý

hóa học, chất lỏng được chọn theo quá trình hấp thụ.
III.

THIẾT BỊ LỌC BỤI TĨNH ĐIỆN
Lọc bụi tĩnh điện là hệ thống lọc bỏ các hạt bụi có kích thước nhỏ khỏi dòng không

khí chảy qua buồng lọc, trên nguyên lý ion hoá và tách bụi ra khỏi không khí khi chúng đi
qua vùng có trường điện lớn. Buồng lọc bụi tĩnh điện (hay Silo lọc bụi) được cấu tạo hình
tháp tròn hoặc hình hộp chữ nhật, bên trong có đặt các tấm cực song song hoặc các dây thép
gai. Hạt bụi với kích thước nhỏ, nhẹ bay lơ lửng trong không khí được đưa qua buồng lọc có
đặt các tấm cực. Trên các tấm cực, ta cấp điện cao áp một chiều cỡ từ vài chục cho đến
100kV để tạo thành một điện trường có cường độ lớn. Hạt bụi khi đi qua điện trường mạnh
sẽ bị ion hoá thành các phân tử ion mang điện tích âm sau đó chuyển động về phía tấm cực

dương và bám vào tấm cực đó.

18


GVHD: TH.S LÂM VĨNH SƠN
Hiệu quả của hệ thống lọc bụi tĩnh điện phụ thuộc vào rất nhiều các yếu tố như: kích
thước của hạt bụi, tính chất của điện cực, thiết bị điện điều khiển điện trường, tốc độ chuyển
động và sự phân bố 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 áp 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 98%. Bụi sẽ được tách khỏi các tấm cực bằng nước rửa hoặc bằng việc rung rũ
tấm cực.
Lọc bụi tĩnh điện là thành phần không thể thiếu trong dây truyền sản xuất của các nhà
máy xi măng, luyện cán thép, chế biến khoáng sản, bông vải…Hệ thống gồm hai thành
phần: phần cơ khí như vỏ buồng lọc, dây gai bản cực, động cơ dung rũ bụi; phần mang đặc
tính điện, điện tử và điều khiển như tủ điều khiển tăng áp, cầu chỉnh lưu.

19


GVHD: TH.S LÂM VĨNH SƠN
I.

BỤI

1. Tính chất hóa lý của bụi

Bụi là hệ thống gồm hai pha: pha khí và pha rắn rời rạc, trong đó các hạt có kích
thước khoảng một phân tử tới kích thước nhìn thấy được. Bụi tồn tại ở dạng lơ lửng trong

thời gian ngắn hay dài khác nhau tùy theo kích cỡ hạt. Người ta gọi đó là tính lắng hay tính
phân tán của bụi. Bụi có kích thước > 10 μm dưới tác dụng của trọng lực nó tự rơi xuống
đất.
Trong điện trường > 3000V, bụi thể hiện tính nhiễm điện cao.
Bụi còn có tính cháy nổ, tự bốc cháy như bụi sơn, hữu cơ plastic, … Do đó cần quan
tâm đến nồng độ an toàn của các loại bụi này.
Ngoài ra tính lắng của bụi còn phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường xung quanh.
2. Tác hại của bụi

Tác hại đối với con người:
Bụi vào phổi gây kích thích cơ học, xơ hóa phổi dẫn đến các bệnh về hô hấp như khó
+

thở, ho và khạc đờm, ho ra máu, đau ngực … Bụi có đường kính d < 1 – 2 μm nếu xâm
nhập vào sâu trong phổi sẽ bị lắng đọng lại, còn đối với bụi có d < 0,5 μm bị đẩy ra ngoài
khi thở.
Bụi than: thành phần chủ yếu là hydrocacbon đa vòng (VD: 3,4-benzenpyrene), có
độc tính cao, có khả năng gây ung thư, phần lớn bụi than có kích thước lớn hơn 5 μm bị các
dịch nhầy ở các tuyến phế quản và các lông giữ lại. Chỉ có các hạt bụi có kích thước nhỏ
hơn 5 mm vào được phế nang.
Tác hại đối với động, thực vật:
Bụi làm giảm khả năng diệp lục hóa quang hợp, hô hấp và thoát hơi nước. Dẫn đến
+

cây sinh trưởng kém cỏi, làm năng suất cây giảm, làm thất thu mùa màng.
Tương tự như ảnh hưởng tới người, bụi cũng tác động xấu lên hệ hô hấp của động vật
và làm kích thích các bệnh ho, dị ứng, …
Tác hại đối với môi trường:
Nồng độ bụi lơ lửng cao trong không khí (đặc biệt là nồng độ cao của bụi PM10 +


những hạt bụi có kích thước nhỏ hơn 10 mm) sẽ làm giảm chất lượng không khí, tác động

20


GVHD: TH.S LÂM VĨNH SƠN
xấu đến môi trường không khí, chẳng hạn: làm thay đổi các phản ứng quang hoá trong
không khí (ví dụ, làm tăng tốc độ một số phản ứng trong không khí như phản ứng oxi hóa
SO2 thành SO3), lan truyền/phát tán bụi trong vùng rộng lớn hơn, hấp phụ nhiều hơn các
chất độc lên bề mặt... và khi lắng đọng xuống mặt đất, sẽ tác động bất lợi đến các hệ sinh
thái trên cạn, ...
Bụi trong không khí có tác động làm tăng cường quá trình han gỉ của kim loại, đặc
biệt là bụi than có chứ SO2 và vôi. Hợp kim nhôm có độ bền vững cao dưới tác động hóa
học của ô nhiễm không khí, tuy nhiên bề mặt của vật liệu đã hoàn thiện cũng có thể bị mài
mòn hoặc hoen ố do bụi bám.
3. Các nguồn tạo ra bụi

Bụi là chất phát thải chiếm tỉ lệ rất lớn trong quá trình sản xuất. Bụi sản xuất thường
tạo ra nhiều trong các khâu thi công làm đất đá, mìn, bốc dỡ nhà cửa, đập nghiền sàng đá và
các vật liệu vô cơ khác, nhào trộn bêtông, vôi vữa, chế biến vật liệu, chế biến vật liệu hữu cơ
khi nghiền hoặc tán nhỏ.
Khi vận chuyển vật liệu rời bụi tung ra do kết quả rung động, khi phun sơn, bụi tạo ra
dưới dạng sương, khi phun cát để làm sạch các bề mặt tường nhà.
II.

TỔNG QUAN VỀ CO2

1. Khái niệm

Điôxít cacbon hay cacbon điôxít (các tên gọi khác thán khí, anhiđrít cacbonic, khí

cacbonic) là một hợp chất ở điều kiện bình thường có dạng khí trong khí quyểnTrái Đất, bao
gồm một nguyên tử cacbon và hai nguyên tử ôxy. Là một hợp chất hóa học được biết đến
rộng rãi, nó thường xuyên được gọi theo công thức hóa học là CO2. Trong dạng rắn, nó được
gọi là băng khô.Điôxít cacbon thu được từ nhiều nguồn khác nhau, bao gồm cả khí thoát ra
từ các núi lửa, sản phẩm cháy của các hợp chất hữu cơ và hoạt động hô hấp của các sinh vật
sống hiếu khí. Cũng được một số vi sinh vật sản xuất từ sự lên men và sự hô hấp của tế bào.
Các loài thực vật hấp thụ điôxít cacbon trong quá trình quang hợp, và sử dụng cả cacbon và
ôxy để tạo ra các cacbohyđrat. Ngoài ra, thực vật cũng giải phóng ôxy trở lại khí quyển, ôxy
này sẽ được các sinh vật dị dưỡng sử dụng trong quá trình hô hấp, tạo thành một chu trình.
21


GVHD: TH.S LÂM VĨNH SƠN
Nó có mặt trong khí quyển Trái Đất với nồng độ thấp và tác động như một khí gây hiệu ứng
nhà kính. Nó là thành phần chính trong chu trình cacbon.
2. Tính chất hóa lý của CO2

Điôxít cacbon là một khí không màu mà khi hít thở phải ở nồng độ cao (nguy hiểm
do nó gắn liền với rủi ro ngạt thở) tạo ra vị chua trong miệng và cảm giác nhói ở mũi và cổ
họng. Các hiệu ứng này là do khí hòa tan trong màng nhầy và nước bọt, tạo ra dung dịch yếu
của axít cacbonic.
Tỷ trọng riêng của nó ở 25°C là 1,98 kg m−3, khoảng 1,5 lần nặng hơn không khí.
Phân tử điôxít cacbon (O=C=O) chứa hai liên kết đôi và có hình dạng tuyến tính. Nó không
có lưỡng cực điện. Do nó là hợp chất đã bị ôxi hóa hoàn toàn nên về mặt hóa học nó không
hoạt động lắm và cụ thể là không cháy.
Ở nhiệt độ dưới -78 °C, điôxít cacbon ngưng tụ lại thành các tinh thể màu trắng gọi là
băng khô. Điôxít cacbon lỏng chỉ được tạo ra dưới áp suất trên 5,1 barơ; ở điều kiện áp suất
khí quyển, nó chuyển trực tiếp từ các pha khí sang rắn hay ngược lại theo một quá trình gọi
là thăng hoa.
Nước sẽ hấp thụ một lượng nhất định điôxít cacbon, và nhiều hơn lượng này khi khí

bị nén. Khoảng 1% điôxít cacbon hòa tan chuyển hóa thành axít cacbonic. Axít cacbonic
phân ly một phần thành các ion bicacbonat (HCO3-) và cacbonat (CO32-).
3. Tác hại của CO2
+

Đối với con người

Khí CO2 không phải là một khí độc, nhưng khi nồng độ của chúng lớn thì sẽ làm
giảm nồng độ O2 trong không khí, gây nên cảm giác mệt mỏi . Khi nồng độ quá lớn có thể
dẫn tới ngạt thở , kích thích thần kinh , tăng nhịp tim và các rối loạn khác.
Bảng dưới đây trình bày mức độ ảnh hưởng của CO2 theo nồng độ của nó trong
không khí.Theo bảng này khi nồng độ CO2 trong không khí chiếm 0,5% theo thể tích là có
thể gây nguy hiểm cho con người . Nồng độ cho phép của CO2 trong không khí thường lấy
là 0,15% theo thể tích

22


GVHD: TH.S LÂM VĨNH SƠN
+

Đối với môi trường

•

CO2 cùng với hơi nước hình thành nên một lớp mỏng bao phủ trái đất , cho

nhiệt lượng từ Mặt trời phát ra đi tới mặt đất một cách dễ dàng , nhưng lại hấp thụ nhiệt
lượng từ mặt đất tán xạ vào không gian rồi lại phát nhiệt lượng đó xuống lại mặt đát. Nên
hiên tượng này gọi là hiện tượng nhà kính. CO2 tăng gấp đôi , nhiệt độ không khí trung bình

tại mặt đát liền 2-3 độ
•

Lượng khí thải CO2 tăng cao tỷ lệ thuận với sự gia tăng nồng độ axit trong

nước biển . Điều này sẽ dẫn tới " hội trứng trắng" , hay còn gọi là vôi hóa các dải san hô do
các khoáng chất nuôi dưỡng san hô bị axit phân hủy và các dải san hô có thể chết sau 1 năm
nhiễm bệnh
•

Những nghiên cứu gần đây cho thấy , CO2 trong khí quyển tăng vừa làm nhiều

dưỡng chất quan trọng của các loại cây lương thực chủ đạo giảm, đồng thời làm dư lượng
một số kim loại nặng và chất độc hại tăng lên
•

Một nghiên cứu khác của Đại học Monash, Australia cho thấy, nếu nồng độ

CO2 tăng gấp đôi hiện nay, làm lượng glycoside trong lá sắn cũng tăng gấp đôi . Glycoside
là chất tự nhiên trong cây sắn , khi phân hủy sẽ giải phóng hydrogen cyanide.
•

Ngộ độc hydroden cyanide có thể dẫn tới tử vong. Tuy lá sắn không phải là

lương thực chủ đạo. Nhưng ở nhiều địa phương châu Á và châu Phi , nó vẫn được coi như
một loại rau phổ biến trong bửa ăn hằng ngày
•

Với tốc độ tăng phát thải CO2 như hiện nay , các nhà khoa học cảnh báo ngộ


độc cyanide có thể trở thành chủ đề nóng bổng về an toàn thực phẩm theo thể tích
4. Các nguồn tạo ra CO2

CO2 thu được từ nhiều nguồn khác nhau trong tự nhiên:
-

Có sẵn trong không khí trong lành với hàm lượng là 0,04%

-

Khí thoát ra từ các miệng nùi lửa

23


GVHD: TH.S LÂM VĨNH SƠN
-

Sản phẩm cháy của các hợp chất hữu cơ

-

Hoạt động hô hấp của các sinh vật sống hiếu khí

-

Từ một số sinh vật sản sinh xảy ra từ sự lên men và hô hấp tế bào

-


Từ quá trình hấp thụ của cây xanh vào buổi tối

-

Sản phẩm cuối cùng trong cơ thể sinh vật có sự tích lũy năng lượng từu việc

phân hủy đường hay chất béo ới oxy như là một phần trao đổi chất của chúng, trong một quá
trình được biết đến với tên gọi sự hô hấp tế bào
Ngoài ra, nó có mặt trong khí quyển Trái đất với nồng độ thấp và tác động như một
khí gây hiệu ứng nhà kính. Nó là thành phần chính trong chu trình cacbon
Bên cạnh đó với sự phát triển của công nghệ hiện đại như bây giờ, con người đã sử
dụng chu trình nhân tạo để lọc và lưu trữ khí CO2: trong công nghiệp, khí CO2 được điều chế
từ các khí sinh ra khi lên men rượu bia, phân hủy chất béo, từ các khí thu được từ sản xuất
hoát chất, như sản xuất ammoniac hoặc tổng hợp methanol, hoặc từ khói các nhà máy công
nghiệp đốt than
CO2 là thành phần chính của khí quyển Sao Hỏa, và là một thành phần quan trọng của
khí quyển Sao Kim. Chất khí này đã được quan sát là có mặt ở khoảng không vũ trụ, gần
những sao thuộc thế hệ 2 hoặc thế hệ 3, nơi mà sản phẩm của quá trình phản ứng nhiệt hạch
trong các sao đã tích tụ nhiều cacbon và oxy, qua quá trình phản ứng hóa học tạo thành khí
CO2.

I.

ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ

24


GVHD: TH.S LÂM VĨNH SƠN


Chao dầu
(đốt sản xuất)

Đốt xử lý

Cyclone xử lý bụi thô

Lọc tay áo

Tháp hấp thụ CO2

Hấp phụ bằng than hoạt tính

Ống khói

Thải ra theo QCVN
19:2009/BTNMT

25