Nghiên cứu mô hình xử lý bụi bằng phương pháp ly tâm quy mô phòng thí nghiệm

1.4.1. Đối với quá trình sản xuất

Trong đa số các ngành công nghiệp và nông nghiệp tại Việt Nam, phần lớn các khâu sản xuất đều phát sinh ra bụi. Bụi có thể phủ lên bề mặt các thiết bị sản xuất làm tăng khả năng ăn mòn, gây hỏng bề mặt của thiết bị sản xuất.

1.4.2. Đối với sức khỏe con người

Bụi có thể gây tổn thương đối với mắt, da hoặc hệ tiêu hóa (một cách ngẫu nhiên), nhưng chủ yếu vẫn là sự thâm nhập của bụi do hít thở.

Mũi với các ống dẫn khí uốn lượn có bề mặt bao phủ bởi chất nhầy cùng với lông mũi được xem như một nhà máy lọc bụi rất hiệu quả đối với các hạt có kích thước trên 10mm và một tỷ lệ đáng kể đối với các hạt có kích thước từ 2,5mm.

• Các hoạt động tự nhiên có thể làm tăng hàm lượng bụi tại một thời điểm và một không gian nào đó nhƣ gió lốc, bão tố mang theo bụi đất cát trên mặt đất tung vào bầu không khí.
• Núi nửa hoạt động có thể phun vào bầu khí quyển một lượng bụi khổng lồ, hay cháy rừng tại những khu vực hanh khô kéo dài cũng tạo ra một lượng bụi rất lớn.
• Những hiện tƣợng nhƣ trên không xảy ra liên tục, tốc độ phát tán lớn và phântán ra một vùng rộng lớn nên hàm lƣợng bụi giảm nhanh. Nhìn chung ô nhiễm bụi do thiên nhiên tạo ra về khối lƣợng là rất lớn, song thƣờng phân bố trong một không gian rộng, không liên tục nên ít gây nguy hại.
• Các nguồn ô nhiễm nhân tạo nguy hiểm ở chỗ rất dễ xảy ra hiện tƣợng cục bộ với nồng độ cao gây tác hại lớn đối với ngƣời và sinh vật.

• Trong những năm gần đây nền kinh tế nước ta phát triển với tốc độ cao. Do nhu cầu đi lại tăng cao lượng xe cộ trên đường bộ tăng nhanh cùng với các hoạt động khai thác cảng biển, sản xuất xi măng, xây dựng... đã kéo theo hậu quả ô nhiễm bụi ngày một trầm trọng hơn.
• Khai thác mỏ, đặc biệt là khai thác than là một trong những nguyên nhân gây ô nhiễm bụi nghiêm trọng.
• Các ngành công nghiệp như nhi���t điện, sản xuất xi măng, vật liệu xây dựng, luyện kim... cũng là những ngành gây ô nhiễm bụi nghiêm trọng vì phần lớn các nhà máy xí nghiệp chưa được trang bị hệ thống xử lý bụi ngay từ nguồn phát ra.
• Bụi trên các đường giao thông không tránh khỏi v vương vãi ra đường, mật độ phương tiện giao thông dày đặc càng làm cho hiện tượng ô nhiễm bụi trên các đường giao thông của nước ta vượt rất nhiều lần mức cho phép.

Nguyên tắc: Cho không khí lẫn bụi đi qua 1 tấm vải lọc, ban đầu các hạt bụi lớn hơn khe giữa các sợi vải sẽ bị giữ lại trên bề mặt vải theo nguyên lý rây, các hạt nhỏ hơn bám dính trên bề mặt sợi vải lọc do va chạm, lực hấp dẫn và lực hút tĩnh điện, dần dần lớp bụi thu đƣợc dày lên tạo thành lớp màng trợ lọc, lớp màng này giữ đƣợc cả các hạt bụi có kích thƣớc rất nhỏ. Hiệu quả lọc đạt tới 99,8% và lọc đƣợc cả các hạt rất nhỏ là nhờ có lớp trợ lọc. Sau 1 khoảng thời gian lớp bụi sẽ rất dày làm sức cản của màng lọc quá lớn, ta phải ngưng cho khí thải đi qua và tiến hành loại bỏ lớp bụi bám trên mặt vải.

Cấu tạo: Hệ thống này bao gồm những túi vải hoặc túi sợi đan lại, dòng khí có thể lẫn bụi đƣợc hút vào trong ống nhờ một lực hút của quạt li tâm. Những túi này đƣợc đan lại hoặc chế tạo cho kín một đầu. Hỗn hợp khí bụi đi vào trong túi, kết quả là bụi đƣợc giữ lại trong túi.

Nguyên tắc: Dòng khí có chứa bụi đƣợc sự trợ giúp của quạt, làm cho chúng chuyển động xoáy trong vỏ hình trụ và chuyển động dần xuống tới phần hình nón. Dòng khí chuyển động vƣợt quá tới phần hình nón, tạo ra một lực li tâm làm cho hạt bụi văng ra khỏi dòng khí, va chạm vào vách Cyclone và cuối cùng rơi xuống phễu.

Cấu tạo: Thiết bị bao gồm một hình trụ với một đƣờng ống dẫn khí có lẫn bụi vào thiết bị theo đƣờng tiếp tuyến với hình trụ và một đƣờng ống tại trục thiết bị dùng để thoát khí sạch ra. Vận tốc của dòng khí đi vào thƣờng nằm trong khoảng 17-25 m/s sẽ tạo ra dòng khí xoáy với lực li tâm rất lớn làm cho các hạt giảm động năng, giảm quán tính khi va đập vào thành thiết bị và lắng xuống phía dƣới. Phía dƣới là một đáy hình nón và một phễu thích hợp để thu bụi và lấy bụi ra.

2.2.1. Xử lý bằng thiết bị lọc bụi tĩnh điện

• Nguyên lý: Sử dụng lực điện trƣờng để tách bụi.

• Cấu tạo: Thiết bị lọc bụi tĩnh điện sử dụng một hiệu điện thế cực cao lắp đặt dọc theo ống hình trụ có hai cửa thu khí bẩn và thoát khí sạch ra ngoài để tách bụi, hơi, sƣơng, khói khỏi dòng khí,các hạt có khả năng mang điện.

2.2.2. Xử lý bằng buồng phun

• Nguyên lý: Cho dòng không khí có chứa bụi tiếp xúc trực tiếp với dung môi (thƣờng là nƣớc). Quá trình tiếp xúc có thể ở dang hạt (khi nƣớc đƣợc phun thành các hạt nƣớc có kích thƣớc và mật độ cao.

2.2.3. Xử lí bụi bằng phương pháp xử dụng tháp tạo bọt

• Cấu tạo: Tƣơng tự nhƣ hệ thống lọc bụi buồng lắng, tháp bọt đƣợc cấu tạo bởi ống trụ đứng, đáy hình chóp. Tuy nhiên ở giữa ống trụ ngƣời ta lắp đặt một loạt các tấm mặt sàng khoan lỗ. Hệ thống phun tia đƣa dung môi từ trên xuống.

• Nguyên lý hoạt động: Khí chứa bụi đƣợc cấp đi từ dƣới lên trên cùng với hệ thống cấp nƣớc.

Khi bụi tiếp xúc với nƣớc, bụi đƣợc giữ lại và di chuyển theo vòng xoáy của dòng nƣớc đi xuống bên dƣới và đƣợc thoát ra ở phần đáy thiết bị. Khí sạch đi từ dƣới lên trên và thoát ra bên ngoài theo ống dẫn đặt trên đỉnh của thiết bị.

4.1. Nghiên cứu xây dựng mô hình hệ thống lọc bụi Cyclone quy mô PTN