7 hệ thống hút bụi công nghiệp và xử lý bụi thông dụng

Tổng hợp các hệ thống hút bụi công nghiệp và xử lý bụi thông dụng nhất hiện nay. Áp dụng cho hệ thống xử lý bụi gỗ, xử lý bụi máy mài, xử lý bụi xi măng, xử lý khói bụi lò hơi.

>>> Xem thêm bài viết: Quy trình xử lý nước thải sinh hoạt luôn đạt QCVN

Hệ thống hút bụi công nghiệp

Điểm quan trọng nhất trong hệ thống hút lọc bụi công nghiệp là lắp đặt các ống và chụp hút khí thải từ các điểm phát sinh. Hệ thống hút bụi công nghiệp sẽ bao gồm các thành phần chính sau:

• Quạt hút khí thải: phải lựa chọn công suất quạt hút, cột áp của quạt phù hợp với từng hệ thống riêng biệt.
• Hệ thống đường ống hút: Tuỳ theo tính chất và lưu lượng khí thải mà lựa chọn vật liệu và đường kính ống hút phù hợp.
  • Ví dụ: Đối với hệ thống hút bụi công nghiệp trong ngành sản xuất xi măng hoặc quặng khoáng sản: Do đặc tính vật liệu không có tính chất ăn mòn nên có thể lựa chọn vật liệu là thép CT3
  • 
  • Đối với hệ thống hút bụi và khí thải trong ngành sơn nhôm: lựa chọn đường ống inox, hoặc nhựa Composite hoặc PP

  • 

• Hệ thống giá đỡ đường ống
• Chụp hút tại các vị trí phát thải: Thông thường trong dây chuyền sản xuất sẽ chỉ có một vài điểm phát thải đặc trưng. Để giảm thiểu công suất quạt hút có thể lựa chọn vị trí hút gần nhất có thể với điểm phát thải bụi

Sử dụng Xyclon trong hệ thống hút bụi công nghiệp

Xyclon là hệ thống hút bụi công nghiệp lợi dụng lực ly tâm khi dòng khí chuyển động xoáy trong thiết bị. Luồng không khí chứa bụi đi vào xyclon theo phương tiếp tuyến với thân xyclon ở phần trên rồi xoáy xuống dần gặp phần ống hình phễu. Dòng xoáy này thu dần đường kính xoáy và hướng lên phía trên đi vào ống trụ ở giữa và thoát ra ngoài. Do tác dụng của lực ly tâm các hạt bụi bị văng về phía thành ống, mất dần vận tốc, rơi dần xuống phễu để đi vào hộp chứa.

Xyclon xử lý bụi có những ưu điểm sau:

• Không có bộ phận chuyển động, dòng không khí bụi tự nó tách bụi dựa vào sự chuyển động của mình.
• Làm việc được ở môi trường có nhiệt độ cao (tới 5000C ).
• Bụi thu gom ở dạng khô, có thể dùng lại được (bột mì, gạo, tinh bột,…).
• Làm việc được với áp suất cao, lắp đặt được ở đường hút hoặc đẩy.
• Sức cản khí động học ổn định.
• Nồng độ bụi tăng không ảnh hưởng đến hiệu suất làm sạch.
• Chế tạo đơn giản, vận hành dễ dàng, có thể sửa chữa thay thế từng bộ phận.

Nhược điểm của Xyclon:

• Tổn thất áp suất trong thiết bị tương đối cao.
• Hiệu quả lọc bụi giảm khi kích thước hạt bụi < 5 m.

1) Không khí chứa bụi đi vào xyclon; 2) Không khí sạch ra khỏi thiết bị; 3) Bụi thu hồi;

4) Quỹ đạo chuyển động của dòng khí chứa bụi; 5) Quỹ đạo chuyển động của dòng khí sạch.

Xyclon đơn

Là một thiết bị hoàn chỉnh, độc lập ứng với công suất lưu lượng dòng không khí vào.

Nếu lưu lượng dòng không khí lớn, ta có thể ghép song song nhiều xyclon đơn cùng hoạt động. Xyclon đơn có hai dạng: Dạng hình trụ và dạng hình côn (hình 1.2). Việc sử dụng loại nào tùy thuộc vào đặc tính của hạt bụi và yêu cầu xử lý.

Xyclon tổ hợp

Xyclon tổ hợp là một thiết bị thu gom bụi gồm một số lượng lớn các đơn nguyên xyclon hoạt động đồng thời trong một vỏ có đường cấp và đường thoát không khí, cũng như phễu thu bụi chung.

Ưu điểm của xyclon tổ hợp là có thể tăng lưu lượng không khí chứa bụi mà không tăng kích thước (D) của xyclon đơn làm ảnh hưởng đến mức độ làm sạch của thiết bị.

Đường kính của xyclon thường từ 100 250 mm. Số lượng đơn nguyên từ vài chục đến hàng trăm xyclon (hình 1.3)

Khác với những loại xyclon thường (đơn) là dòng không khí vào xyclon đơn nguyên không theo phương tiếp tuyến mà đi từ trên xuống và xoáy tròn do những lá hướng dòng ở cổ hình trụ của xyclon. Lưu lượng không khí được phân đều cho các xyclon con hoạt động như một xyclon đơn. Bụi từ xyclon con rơi từ phễu ra thùng chứa chung và được đưa ra ngoài theo chu kỳ. Không khí sạch theo các ống thoát của từng xyclon con nhập chung lên nắp thiết bị, đi ra ngoài.

Xử lý bụi bằng thiết bị lọc bụi túi vải

Vật liệu lọc:

Dùng trong thiết bị loại này là các loại vải bông, len dạ, vải sợi tổng hợp, sợi thủy tinh. Trong đó vải tổng hợp hiện nay được dùng phổ biến nhất vì các ưu điểm của nó như chịu được nhiệt độ cao, bền dưới tác dụng cơ học và hóa học, rẻ tiền. Thông số quan trọng nhất của vải lọc là tải trọng khí qua vải (m3/m2.ph).

Quá trình lọc bụi trên vải xảy ra theo 3 giai đoạn: Giai đoạn thứ nhất khi vải còn sạch, các hạt bụi lắng trên các lớp xơ nằm trên bề mặt sợi và giữa các sợi. Ở giai đoạn này hiệu suất lọc bụi còn thấp. Giai đoạn thứ hai là khi đã có một lớp bụi bám trên bề mặt vải, lớp bụi này trở thành môi trường lọc thứ 2. Hiệu suất lọc bụi của giai đoạn này rất cao. Sau một thời gian, bụi bám trên vải sẽ dày lên làm tăng trở lực đối với dòng khí, vì vậy cần thiết phải làm sạch vải lọc. Sau khi làm sạch vải lọc vẫn còn một lượng bụi nằm giữa các xơ cho nên trong giai đoạn 3 này hiệu suất lọc vẫn còn cao.

Thiết bị lọc:

Vải lọc được may thành túi hình trụ có đường kính không quá 600mm và chiều dài thường lấy bằng 16 đến 20 lần đường kính. Thông thường, phía trong túi lọc có khung đỡ bằng thép. Các túi lọc được bố trí thành từng dãy song song hoặc so le trong thiết bị lọc bụi được giới thiệu ở hình 3.6

a) Khí bẩn chứa bụi vào thiết bị b) Khí sạch ra khỏi thiết bị

1 – Ống dẫn khí nén giũ sạch bụi; 2 – Cửa kiểm tra; 3 – Túi vải; 4 – Thùng chứa bụi

Nguyên lý làm việc của thiết bị như sau:

Không khí chứa bụi theo ống dẫn vào hộp phân phối đều hướng lên trên giữa các túi vải. Bụi được giữ lại trên bề mặt ngoài ống, không khí sạch vào trong ống vải đi lên trên vào hộp góp và ra ngoài. Sau một thời gian hoạt động, bụi bám nhiều trên bề mặt túi vải làm tăng trở lực của hệ thống, thì phải tiến hành hoàn nguyên túi lọc.

Phương pháp hoàn nguyên bộ túi vải là một yếu tố quan trọng vì nó liên quan đến vật liệu vải lọc, sức cản khí động, tải trọng không khí cần lọc và chi phí năng lượng hoàn nguyên.

Có 2 phương pháp hoàn nguyên:

• Cơ khí : Rung lắc hoặc đôi khi vặn xoắn.
• Thổi bằng nén khí: thổi ngược, thổi liên tục hoặc thổi xung.

Có thể thực hiện đồng thời cả rung lắc và thổi khí nén ngược. Hoàn nguyên đồng thời cho tất cả túi vải hoặc thay phiên nhau từng cụm một.

Mức độ làm sạch của thiết bị lọc túi vải có thể đạt 99% và cao hơn.

Lưới lọc bụi

Đây là thiết bị lọc được chế tạo thành tấm phẳng từ một vật liệu hay nhiều loại vật liệu khác nhau để tạo ra những lỗ rỗng, hai mặt căng lưới thép và giữa là vật đệm như sợi thủy tinh, sợi tổng hợp, dây kim loại, khâu nhựa, khâu sứ, … Kích thước vật liệu đệm càng bé thì lỗ rỗng càng bé và lọc được bụi mịn. Tùy theo lưu lượng không khí cần lọc ta tính được diện tích các tấm lọc và sắp xếp chúng hợp lý (đứng, nghiêng, phẳng, ngang) vào thiết bị không khí đi qua. Hình 3.7 là sơ đồ nguyên lý lắp đặt lưới lọc

1. Tấm lọc đứng 2. Tấm lọc đặt nghiêng 3. Tấm lọc nằm ngang

Mức độ làm sạch của lưới lọc bụi này phụ thuộc vào vật đệm bên trong, có thể đạt đến 95 98%. Sau một chu kỳ sử dụng, lưới lọc bị bụi bám nhiều làm tăng sức cản khí động nên phải thay thế, hoặc phải tháo rửa sạch bụi như trạng thái ban đầu.

Xử lý bụi bằng lưới lọc thùng quay

Trong công nghiệp sợi dệt, để lọc bụi bông trong không khí, ta thường dùng lưới lọc thùng quay. Cấu tạo gồm một khung tròn (2) quay xung quanh trục với vận tốc 1 2 vòng /phút. Bề mặt trụ khung căng lưới thép. Khi không khí đi qua, bụi dạng sợi được giữ lại trên mặt lưới, không khí sạch thoát ra ngoài ở 1 hoặc 2 đầu để hở. Khi trống quay, bụi bông bám trên mặt lưới được chải gỡ ra, rơi xuống hộp chứa bởi một trục quay có răng lược kiểu như bàn chải (hình 3.8). Hiệu quả lọc đạt từ 75 90%

1. Thùng bọc khung hình trống      2. Khung hình trống có lưới lọc quanh trụ trống.       3. Trục quay răng lược.

Lưới lọc bụi bằng giấy

Loại thiết bị này thường được sử dụng ở những nơi mà yêu cầu độ sạch của không khí rất cao như ở ngành y tế (mổ, vô trùng, pha chế thuốc…), ngành máy móc chính xác (quang học, vi tính, máy đo, …).

Vật liệu ở đây là giấy xốp sản xuất đặc biệt, xếp thành nhiều lớp trên giá kim loại có căng lưới thép theo hình gấp khúc (hình 3.9). Lưới thép có tác dụng bảo vệ lớp giấy lọc khỏi bị thủng rách khi áp suất dòng khí tăng cao. Các băng gấp khúc bọc giấy này được đặt vào khung hộp có kích thước nhất định, tiện lợi cho tháo lắp, thay hộp giấy lọc mới

1. Khung hộp 2. Băng gấp khúc bọc giấy lọc 3. Tay nắm khung hộp

Thiết bị lọc dạng xơ sợi

Các thiết bị lọc dạng xơ sợi bao gồm một hay nhiều lớp lọc, trong đó phân bố đồng đều các xơ sợi. Các thiết bị lọc dạng xơ sợi được sử dụng để lọc bụi có nồng độ bụi từ 0,5 – 5mg/m3 và được phân ra thành các loại sau:

Các thiết bị lọc xơ mỏng

Loại thiết bị này có thể làm sạch tinh những thể tích khí lớn. Để thu hồi bụi có kích thước nhỏ (0,1 – 5 m) với hiệu suất >99%, người ta sử dụng các thiết bị lọc dạng tấm phẳng hoặc các lớp vật liệu mỏng dạng xơ sợi có đường kính xơ sợi nhỏ hơn 5 . Vận tốc lọc từ 0,01 – 0,1 m/s. Nồng độ bụi ban đầu không lớn hơn 5mg/m3. Loại thiết bị này không tái sinh vật liệu lọc. Sau một thời gian sử dụng thì thay cả bộ lọc hoặc thay vật liệu lọc.

Thiết bị lọc thô

Để khắc phục nhược điểm của loại trên là thời gian sử dụng không dài và phải thay thế, trong nhiều trường hợp người ta sử dụng thiết bị lọc gồm nhiều lớp xơ sợi dày hơn và đường kính xơ sợi lớn hơn (từ 1 – 20 m). Với tốc độ lọc từ 0,05 – 0,1 m/s thì khả năng thu hồi bụi có kích thước trên 1 của loại bộ lọc này là rất cao.

Hệ thống hút bụi công nghiệp và xử lý bụi theo phương pháp ướt

Khái niệm xử lý bụi theo phương pháp ướt

Phương pháp ướt trong thu gom bụi được đặt ra trong tất cả các loại thiết bị thu gom bụi nếu kỹ thuật cho phép (bụi có thể thu gom dạng ướt, thiết bị không khí ẩm ướt).

Thông thường ta dùng nước. Nếu hạt bụi trơ (như bụi cao su, nhựa…), ta dùng dầu nhớt. Hiệu quả làm sạch khi dùng phương pháp ướt tăng hơn, nhưng sức cản khí động cũng tăng theo.

Buồng rửa khí

Là một loại buồng lắng bụi có dàn phun nước đặt nhiều lớp trên đường chuyển động của không khí bụi. Dòng nước có thể được phun cùng chiều, ngược chiều hoặc vuông góc với dòng khí chuyển động. Hạt bụi kết dính với nhau, giảm tốc độ chuyển động và rơi xuống phễu lắng ra ngoài. Nước lại tuần hoàn trở lại các mũi phun. Kích thước buồng lắng này sẽ nhỏ hơn buồng lắng bụi khô khi có cùng công suất. Không khí được hạ nhiệt độ và các hơi khí độc hại trong không khí cũng được khử bớt.

Để tăng hiệu suất của thiết bị, có thể bố trí các tấm chắn, các lá đục lỗ hoặc lưới. Vận tốc dòng khí chuyển động trong buồng khoảng 1,5-2,5 m/s. Thời gian lưu khí – 3s. Lượng nước phun từ 0,2-1 l/m3 không khí.

a) Không khí chứa bụi vào thiết bị; b)Khí sạch ra khỏi thiết bị

1 – Vỏ thiết bị; 2 – Mũi phun nước; 3 – Tấm đục lỗ (hoặc lưới); 4 – Tấm chắn tách nước

5 – Ống thải; 6 – Động cơ quạt; 7 – Rãnh thoát nước

Hệ thống hút bụi công nghiệp sử dụng tháp rửa khí

Đó là một thiết bị gồm một thùng hình trụ, bên trong có nhiều cánh đồng tâm để phân phối không khí đều ra xung quanh hộp. Nước được cấp vào chóp hộp thứ 2, chảy xuôi, tạo thành màng mỏng quanh hộp, dội rửa không khí xuyên qua (hình 3.11). Nước tiếp tục rơi xuống hộp thứ 3 và cũng tạo màng nước quanh hộp.

Tùy theo yêu cầu độ sạch của không khí, ta có thể dùng nhiều cấp hộp có màng nước, lúc này sức cản khí động của thiết bị cũng tăng theo.

Chúng ta có thể thấy các hộp này bằng các tâm lưới lọc bụi như ở phần 3.3.3 hoặc tạo thành các khay bên trên chứa đầy các khâu sứ hoặc nhựa, phôi kim loại, sợi rối được một dàn phun đều nước đặt trên khay thứ 2 (tính từ trên xuống). Khay thứ nhất là lớp tách ẩm, ngăn không cho hạt nước nhỏ theo dòng không khí ra ngoài. Thiết bị tổng hợp này được gọi là tháp lọc rửa khí (hình 3.14)

1. Khe hở thoát khí 2. Mâm chảy tràn 3. Ống nước vào

Xyclon ướt

Nguyên lý cấu tạo xyclon ướt giống hoàn toàn như xyclon khô. Chỉ khác là loại xyclon này nước được phun bên trong trụ xyclon tạo thành một màng mỏng từ trên xuống dưới. Khi dòng không khí bụi xoay quanh thành trụ, các hạt bụi tách khỏi dòng bám vào thành và nhờ nước kết dính làm thành hạt bụi lớn hơn và trôi theo nước rơi xuống chóp xyclon ra ngoài. Nước luôn luôn xoáy từ trên phễu. Không khí có thể xoáy từ trên xuống phễu và ngược dòng lên thẳng ra ngoài. Hoặc có thể đưa dòng không khí xoáy từ dưới lên trên và đi ra ngoài (xem hình 3.12).

1 – Lớp tách ẩm; 2 – Dàn phun nước; 3 – Lớp lọc rửa; 4 – Tấm sủi bọt

Hệ thống hút bụi công nghiệp dạng sủi bọt

Nguyên lý cấu tạo thiết bị sủi bọt dùng thu gom bụi trong không khí diễn tả ở hình 3.13. Thiết bị gồm một hoặc nhiều đĩa đục lỗ nhỏ hoặc lưới dày. Bên trên có lớp nước. Không khí bụi từ dưới thổi lên xuyên qua các lỗ rỗng tạo thành một lớp bọt bong bóng nước ngăn giữ bụi của không khí lại. Nước mang bụi nặng ra ngoài.

Hiệu quả lọc bụi của thiết bị này càng cao thì lớp bọt càng dày; cùng với sự tăng sức cản khí động. Bề dày tối ưu khoảng 80 100mm. Ứng với vận tốc của không khí trên toàn diện tích ngang của thiết bị là 2 2,5mm. Nếu diện tích này tăng cao làm phá vỡ mạnh lớp bọt nước cuốn theo dòng không khí những hạt bụi ướt. Thường đường kính lỗ d từ 6 8mm cách nhau từ 12 16mm. Diện tích trống chiếm khoảng 25%.

Để tiết kiệm nước cấp, thiết bị có từ 2 đến 3 đĩa hoặc kết hợp với tấm lọc bụi có khâu sứ. Hiệu quả lọc bụi của thiết bị khá cao, có thể đạt 99,7% với bụi có đường kính trên 5 .

Nếu cần hệ thống hút bụi công nghiệp hoặc xử lý bụi, hãy liên hệ với Công ty môi trường CCEP