Đồ án Xử lý bụi trấu

Mục Lục Mở đầu2 Chương 1: LƯỢT KHẢO TÀI LIỆU.. Khái niệm vhung về bụi và phân loại... 1.2 Các phương pháp xử lý bụi cơ bản... 1.2.1 Phương pháp xử lý bụi khô. 1.2.1.1 Buồng lắng bụi................................................................................ 1.2.1.2 Thiết bị lọc bụi kiểu quán tính 1.2.1.3 Cyclon - Thiết bị lọc bụi kiểu ly tâm. 1.2.1.3.1 Cyclon đơn.. 1.2.1.3.2 Cyclon tổ hợp.. 1.2.1.4 Thiết bị lọc bụi túi vải 1.2.2 Thiết bị lọc bụi bằng phương pháp ướt.. 1.2.2.1 Tháp rửa khí trần 1.2.2.2 Thiết bị rửa khí có lớp đệm 1.2.2.3 Thiết bị sủi bọt... 1.2.2.4 Thiết bị lọc điện.. CHƯƠNG 2: TỒNG QUAN VỀ PHÂN XƯỞNG ÉP TRẤU TẠO VIÊN.. 2.1 Sơ lược về phân xưởng ép trấu tạo viên.. 2.2 Quy trình công nghệ ép trấu tạo viên 2.3 Điều kiện địa lý, khí tượng và hiện trạng môi trường không của khu vực nhà máy.. 2.3.1 Điều kiện địa lý... 2.3.2 Điều kiện khí tượng........................................................................... 2.3.2.1 Nhiệt độ không khí..................................................................... 2.3.2.2 Nắng............................................................................................ 2.3.2.3 Bức xạ mặt trời 2.3.2.4 Chế độ mưa. 2.3.2.5 Độ ẩm không khí tương đối 2.3.2.6 Chế độ gió.. 2.3.2.7 Độ bền vững khí quyển... 2.3.3 Hiện trạng chất lượng môi trường không khí xung quanh. CHƯƠNG 3: NGUỒN Ô NHIỄM BỤI CỦA PHÂN XƯỞNG ÉP TRẤU TẠO VIÊN – ĐẶC ĐIỂM VÀ CÁC ẢNH HƯỞNG CỦA BỤI TRẤU... 3.1 Nguồn ô nhiễm bụi của phân xưởng ép trấu tạo viên. 3.1.1 Bụi từ công đoạn nhập liệu.. 3.1.2. Bụi từ công đoạn bằm 3.2 Đặc điểm và các ảnh hưởng của bụi trấu với con người CHƯƠNG 4. LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ BỤI VÀ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ BỤI 4.1 Lựa chọn phương pháp xử lý bụi cho phân xưởng ép trấu tạo viên.. 4.2 Tính toán thiết kế hệ thống xử lý bụi – Thiết bị lọc bụi túi vải.. 4.2.1. Diện tích bề mặt cần lọc. 4.2.2. Số túi vải cần thiết 4.2.3. Trở lực của thiết bị 4.2.4. Tính toán kích thước cho thiết bị.. 4.2.5 .Tính toán lượng bụi thu hồi. 4.2.6 .Vật liệu sử dụng cho các bộ phận của thiết bị . CHƯƠNG 5. ỨNG DỤNG VÀ VẬN HÀNH CHƯƠNG 6. KẾT LUẬN VÀ KIÊN NGHỊ 6.1 Kết luận. 6.2 Kiến nghị.. Tài liệu tham khảo Danh Sách Hình Và Bảng Số Liệu Hình 1.1. Buồng lắng bụi Hình 1.2. Thiết bị lọc bụi quán tính.. Hình 1.3. Cyclon đơn và nguyên lý làm việc Hình 1.4. Cyclon chum. Hình 1.5. Thiết bị lọc túi vải.. Hình 2.1: Qui trình công nghệ ép trấu tạo viên Bảng 2.1: Phân loại độ bền vững khí quyển (pasquill, 1961). Bảng 2.2: Kết quả phân tích chất lượng môi trường không khí xung quanh và tiếng ồn Hình 4.1 Quy trình công nghệ xử lý bụi.. MỞ ĐẦU I. Đặt vấn đề Việt Nam là nước có nền nông nghiệp lúa nước phát triển từ xa xưa và là một trong những nước xuất khẩu gạo hàng đầu thế giới hiện nay. Do đó ngành công nghiệp chế biến lúa gạo hay nói cách khác là các nhà máy xay xát, lau bóng gạo, xuất khẩu gạo đã hình thành và phát triển từ lâu. Đây là một trong những ngành công nghiệp quan trong của khu vực Đồng Bằng Sông Cửu Long. Tuy nhiên, một vấn nạn đáng quan tâm đó là vần đề ô nhiễm bụi, SO2, NOx, CO,phát sinh từ các nhà máy này, trong đó nghiêm trong nhất là ô nhiễm bụi làm ảnh hưởng đến công nhân và cộng đồng dân cư sống quanh khu vực nhà máy, gây ra các bệnh về da, mắt, đặc biệt là đường hô hấp. Vì vậy việc xử lý bụi phát sinh trong quá trình sản xuất của nhà máy là rất cần thiết. Hiện nay, sự nguồn nhiên liệu hóa thạch đang trên đà cạn kiệt, với sự phát triển của khoa học công nghệ con người tìm kiếm đến các nguồn năng lượng thay thế trong đó có năng lượng sinh khối - củi trấu. Từ đó ở các nhà máy xay xát, lau bóng lúa gạo thường có cả công nghệ ép trấu tạo viên để tận dụng nguồn nguyên liệu hoặc xuất hiện các phân xưởng ép trấu tạo viên cạnh bên. Tuy nhiên, trong quá trình sản xuất ra sản phẩm củi trấu sẽ làm phát sinh rất nhiều bụi, đặc biệt là ở công đoạn bằm trấu, làm ảnh hưởng đến sức khỏe công nhân làm việc và khu vực dân cư xung quanh. Do đó, việc thiết kế hệ thống xử lý bụi sinh ra từ công đoạn bằm trấu cho phân xưởng ép trấu tạo viện trước khi thải ra môi trường không khí là điều cần thiết để đảm bảo sức khỏe cộng đồng và môi trường xung quanh. II. Mục tiêu đồ án Tính toán và thiết kế hệ thống xử lý bụi trấu sinh ra từ công đoạn bằm trấu ở phân xưởng ép trấu tạo viên của Nhà máy xay xát, lau bóng và ép trấu tạo viên. III. Nhiệm vụ và nội dung đồ án Xác định nguồn ô nhiễm trong phân xưởng ép trấu tạo viên Các phương pháp xử lý bụi Lựa chọn thiết bị và tính toán thiết kế hệ thống xử lý bụi cho phân xưởng ép trấu tạo viên Vẽ sơ đồ công nghệ xử lý bụi CHƯƠNG 1. LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 1.1 Khái niệm chung về bụi và phân loại Các phần tử chất rắn thể rời rạc (vụn) có thể được tạo ra trong các quá trình nghiền, ngưng kết và các phản ứng hóa học khác nhau. Dưới tác dụng của các dòng khí hoặc không khí, chúng chuyển động thành trạng thái lơ lửng và trong những điều kiện nhất định chúng tạo thành thứ vật chất mà người ta gọi là bụi. Bụi là một hệ thống gồm hai pha: pha khí và pha rắn rời rạc – các hạt có kích thước nằm trong khoảng từ kích thước nguyên tử đến kích thước nhìn thấy được bằng mắt thường, có khả năng tồn tại ở dạng lơ lửng trong thời gian dài ngắn khác nhau. Về kích thước bụi được phân thành các loại sau đây: Bụi thô, cát bụi (grit): gồm từ các hạt bụi chất rắn có kích thước hạt > 75µm; Bụi (dust): hạt chất rắn có kích thước nhỏ hơn bụi thô (5 ÷ 75 µm) được hình thành từ quá trình cơ khí như nghiền, tán, đập, Khói (smoke): gồm các hạt vật chất có thể là rắn hoặc lỏng được tạo ra trong quá trình đột cháy nhiên liệu hoặc quá trình ngưng tụ có kích thước hạt 1 ÷ 5 µm. Hạt bụi cỡ này có tính khuếch tán rất ổn định trong khí quyển. Khói mịn (fume): gổm những hạt chất rắn rất mịn, kích thước hạt < 1 µm. Sương (mist): hạt chất lỏng kích thước < 10 µm. Loại bụi này ở một nồng độ đủ để làm giảm tầm nhìn thì được gọi là sương giá (fog) Có sự khác biệt đáng kể về tính chất cơ lý hóa của các hạt có kích thước nhỏ nhất và lớn nhất. Các hạt cực nhỏ thì tuân theo một cách chặt chẽ sự chuyển động của môi trường khí xung quanh, còn các hạt lớn thì rơi có gia tốc dưới tác dụng của lực trọng trường và nhờ thế chúng dễ dàng bị loại bỏ khỏi khí (dễ lọc sạch). Tuy vậy, các hạt có kích thước lớn cũng có khả năng bị cuốn đi rất xa khi điều kiện thời tiết thuận lợi. Những hạt bui có tác hại nhất đối với sức khỏe con người là khi chúng có thể thâm nhập sâu vào tận phổi trong quá trình hô hấp – tức những hạt có kích thước < 10 µm và được gọi là bụi hô hấp. (Theo Trần Ngọc Chấn, Ô nhiễm không khí và xử lý khí thải tập 2). 1.2 Các phương pháp xử lý bụi cơ bản 1.2.1 Phương pháp xử lý bụi khô Phương pháp lọc bụi khô thường dùng để thu hồi các loại bụi có thể tận dụng lại hoặc tái chế. Có nhiều phương pháp thu hồi bụi khác nhau dựa vào các cơ chế lắng khác nhau: Dựa vào nguyên tắc trọng lực: dưới tác dụng của trọng lực các hạt có xu hướng chuyển động từ trên xuống. Áp dụng với hạt có kích thước lớn. Dựa vào nguyên tắc va đập quán tính, nguyên tắc ly tâm: khi dòng khí chuyển động đổi hướng hoặc chuyển động theo đường cong, ngoài trọng lực tác dụng lên hạt còn có lực quán tính làm cho hạt có khả năng tách ra khỏi dòng khí. Áp dụng với hạt có kích thước >10 µm. 1.2.1.1 Buồng lắng bụi Nguyên lý hoạt động : dòng khí chứa bụi được dẫn vào buồng lắng bằng đường ống dẫn khí có tiết diện nhỏ hơn nhiều lần tiết diện ngang của buồng lắng để vận tốc dòng khí giảm xuống rất nhỏ, do đó hạt bụi có đủ thời gian để chạm đáy dưới tác dụng của trọng lực và bị giữ lại đó mà không bị dòng khí mang theo. Buồng lắng bụi được áp dụng để lắng bụi thô có kích thước hạt ≥ 60 – 70 µm. Tuy vậy, các hạt bụi nhỏ hơn vẫn có thể bị giữ lại trong buồng lắng, còn bụi có kích thước < 5 µm thì khả năng giữ bằng 0. Ưu điểm: Chế tạo và vận hành đơn giản Chi phí vận hành và bảo trì thiết bị thấp Trở lực thấp Nhược điểm: Thiết bị lớn, cồng kềnh, chiếm nhiều diện tích; :Hiệu suất lọc thấp Để tăng hiệu quả lọc bụi, giảm thể tích buồng xử lý người ta đưa thêm các sàn nằm ngang hoặc nằm nghiêng hoặc chắn buồng lắng thành nhiều ngăn. Hình 1.1. Buồng lắng bụi Buồng lắng bụi kiểu đơn giản nhất Buồng lắng bụi có vách ngăn Buồng lắng bụi nhiều tầng 1.2.1.2 Thiết bị lọc bụi kiểu quán tính Nguyên lý hoạt động: khi thay đổi chiều chuyển động của dòng khí , các hạt bụi dưới tác dụng của lực quán tính lớn sẽ giữ hướng chuyển động ban đầu, va đập vào các vật cản rồi bị giữ lại ở đó hoặc mất động năng và rơi xuống đáy thiết bị. Ưu điểm nổi bật cúa thiết bị này là tổn thất áp suất rất nhỏ. Loại thiết bị này thường được sử dụng như một cấp lọc thô đặt trước các cấp lọc tinh như cyclon, ống lọc túi vải, Một số dạng thiết bị lắng quán tính: thiết bị lọc quán tính Venturi, thiết bị lọc quán tính kiểu màn chắn uống cong, thiết bị lá sách. b. a. Hình 1.2. Thiết bị lọc bụi quán tính a. Thiết bị lắng “lá sách” b. Thiết bị lắng quán tính kiểu lá sách hình chóp cụt 1.2.1.3 Cyclon - Thiết bị lọc bụi kiểu ly tâm Ưu điểm: Không có phần chuyển động nên tăng độ bền của thiết bị; Có thể làm việc ở nhiệt độ cao (đến 5000C); Thu hồi bụi ở dạng khô; Có khả năng thu hồi vật liệu mài mòn mà không cần bảo vệ bề mặt cyclon; Trở lực hầu như cố định và không lớn (250 – 1500 N/m2); Làm việc tốt ở áp suất cao; Năng suất cao; Hiệu suất không phụ thuộc vào sự thay đổi nồng độ; Chể tạo đơn giản, rẻ tiền. Nhược điểm: Hiệu quả vận hành kém khi bụi có kích thước < 5 µm; Không thể thu hồi bụi kết dính. 1.2.1.3.1 Cyclon đơn Cyclon đơn là thiết bị hoàn chỉnh hoạt động độc lập và có nhiều dạng khác nhau như hình trụ, hình côn. Việc sử dụng loại nào là tùy thuộc vào đặc tính của bụi và yêu cầu xử lý. Dạng hình trụ có năng suất lớn hơn, dạng hình côn có hiệu suất lớn hơn. Hình 1.3. Cyclon đơn và nguyên lý làm việc Nguyên lý làm việc: cho dòng khí lẫn bụi đi vào trong thiết bị ở phía trên theo phương tiếp tuyến với thành thiết bị. Dòng khí sẽ chuyển động xoắn ốc bên trong vỏ hình trụ và hạ dần về phía dưới. Khi gặp phần đáy hình phễu, dòng khí sạch bị đẩy ngược về phía trên và vẫn chuyển động dạng xoắn ốc trong ống hình trụ nhỏ thoát ra ngoài. Trong quá trình chuyển động xoắn ốc, các hạt bụi chịu tác dụng của lực ly tâm làm cho chúng tiến dần về phía vỏ hình trụ và đáy hình phễu rồi chạm vào thành thiết bị, giảm động năng, kết dính thành hạt lớn bám vào thành hoặc rơi xuống đáy phễu. 1.2.1.3.2 Cyclon tổ hợp Cyclon tổ hợp là một thiết bị lọc bụi gồm nhiều đơn nguyên cyclon mắc song song trong một vỏ có chung đường ống dẫn khí vào, khí ra, thùng chứa bụi. Trong cyclon tổ hợp, việc tạo nên chuyển động quay của dòng khí trong thiết bị không phải bằng cách cho dòng khí đi vào theo phương tiếp tuyến mà do các dụng cụ định hướng dạng chong chóng hoặc dạng hoa hồng đặt trong thiết bị. Do vậy kích thước của cyclon tổ hợp nhỏ hơn kích thước của cyclon đơn cùng công suất. Nguyên lý làm việc của cyclon tổ hợp tương tự như nguyên lý làm việc của cyclon đơn. Hình 1.4. Cyclon chùm 1.2.1.4 Thiết bị lọc bụi túi vải Hệ thống này bao gồm những túi vải hoặc túi sợi đan lại, dòng khí có thể lẫn bụi được hút váo trong ống nhờ một lực hút của quạt li tâm. Những túi này được đan lại hoặc chế tạo cho kín một đầu. Hỗn hợp khí bụi đi vào trong túi, kết quả là bụi được giữ lại trong túi. Bụi càng bám nhiều vào các sợi vải thì trở lực do túi lọc càng tăng. Túi lọc phải làm sạch theo dịnh ỳ, tránh quá tải cho các quạt hút, làm cho dòng khí có lẫn bụi không thể vào túi lọc. Để làm sạch túi có thể dùng biện pháp rũ túi để làm sạch bụi ra khỏi túi hoặc rũ túi bằng phương pháp đổi ngược chiều dòng khí, dùng áp lực hoặc ép từ từ. Một vài căn cứ để chọn túi lọc là nhiệt độ nung chảy, tính kháng axit hoặc kháng kiềm, tính chống mài mòn, chống co và năng suất lọc của từng loại vải. Một vài loại sợi thường được dùng bao gồm sợi bông, sợi len, nylon, sợi amiang, sợi silicon, sợi thủy tinh. Thiết bị lọc túi vải thường đặt phía sau thiết bị lọc bụi cơ học để giữ lại những hạt bụi nhỏ mà quá trình lọc cơ học không giữ lại được. Khi các hạt bụi thô hoàn toàn đã được tách ra thì lượng bụi trong túi sẽ giảm đi. Một vài ứng dụng của túi lọc là trong các nhà máy xi măng, lò đốt, lò luyện thép và máy nghiền ngũ cốc. Hình 1.5. Thiết bị lọc túi vải 1.2.2 Thiết bị lọc bụi bằng phương pháp ướt Nguyên lý làm việc Dòng khí mang bụi tiếp xúc với chất lỏng, bụi được giữ lại và thoát ra ngoài dưới dạng cặn bùn do: Bụi được tách ra khỏi khí nhờ va chạm giọt nước. Bụi bị hút bởi màng nước và tách ra khỏi dong khí. Dòng khí bị sục vào nước và bị chia ra thành các bọt khí, bụi bị ước và bị loại ra khỏi dòng khí. ưu điểm - Dể chế tạo giá thành thấp,hiểu quả cao. - Lọc bụi < 0,1 ( thiết bị lọc bụi venturi). - Có thể làm việc vơi khí nhiệt độ cao, độ ẩm cao. - Lưới lọc được khí độc. - Làm lạnh hay làm ấm khí thải. Nhược điểm - Phải xử lý bùn cạn. - Khí thoát mang theo hơi nước ,gây hen rỉ đường ống. - Khí thải chứa cá chất ăn mòn ,vì thế phải bảo vệ thiết bị. 1.2.2.1 Tháp rửa khí trần Nguyên lý làm việc Cho dòng khí lẫn bụi đi từ dưới lên, dung môi phun thành những hạt nhỏ từ trên xuống. Quá trình tiếp xúc giữa bụi và dung môi xảy ra trong toàn bộ thể tích. Các hạt bụi hoặc khí độc sẽ hòa tan hoặc không hòa tan trong dung môi sẽ rơi xuống đáy; khí bay lên trên. Dung môi bơm sau khi tuần hoàn nhiều vòng tùy thuộc vào nồng độ của bụi, người ta sẽ bỏ đi. 1.2.2.2 Thiết bị rửa khí có lớp đệm Hiệu quả của xử lý bụi phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: cường độ tưới, nồng độ bụi, độ phân tán. Hiệu quả thu hồi bụi có khích thước d ≥ 2µm trên 90%. Thực tế hạt có kích thước (2÷5)µm được thu hồi 70% còn lại hạt lớn hơn (80÷90)%. Trở lực tháp đệm phụ thuộc dạng vạt liệu đệm và điều kiện làm việc có thể lên tới 1500N/m. Nguyên lý làm việc Cho dòng khí lẫn bụi hoặc khí độc đi từ dưới lên, dung môi đi từ trên xuống tưới các lớp đệm. Quá trình hòa tan hay không hòa tan xảy ra rõ ở các lớp đệm. 1.2.2.3 Thiết bị sủi bọt Nguyên lý làm việc Phổ biến nhất là thiết bị sủi bọt với đãy chảy sụt và đĩa chảy qua .đĩa chảy sụt có thể là lổ ,đĩa rãnh .bụi được thu hồi bởi lớp bọt diển ra trong các giai đoạn sau: - Thu hồi bụi trong không gian dươi lưới do lực quan tính ,được hình thành do dòng chảy thay đổi hướng chuyển động khi đi qua đỉa .hiệu quả của giai đọan này chỉ lơn đối vơi bụi thô đường kính 10. - Lắng bụi từ tia khí ,hình thành bởi các lỗ hoặc khe hở của đĩa với vận tốc cao đạp vào lớp chất lỏng trên đĩa (cơ chế va đập). - Lắng bụi trên bề mặt trong của các bọt khí theo cơ chế quán tính rối . Ưu điểm Hiệu quả thu hồi bụi cao đối với các hạt có kích thước lơn hơn 2µm và trở lực không lớn hơn (300 ÷10000)N/m². Nhược điểm - Hạt có kích thước nhỏ hơn 2µm không được thu hồi hoàn toàn. - Cần có bộ phận tách giọt lỏng. - Không cho phép lưu lượng khí dao động lớn vì như vậy phá vơ chế độ tạo bọt . - Không cho phép nồng độ bụi trong không khí giao động lớn vì có thể làm bẩn đĩa. 1.2.2.4 Thiết bị lọc điện Nguyên lý làm việc Cho dòng điện một chiều ( u = 50.000V ) qua dây dẫn. Không khí đi vào sẽ bị nhiễm điện âm bị hút bởi thành ống nhiễm điện dương, đọng lại trên bề mặt của ống. Sau đó chúng sẽ bị mất điện rơi xuống đáy. Ưu điểm hiệu suất thu hối bụi cao, đạt tới 99%. Chi phí năng lượng thấp Có thể thu được các hạt bụi có kích thước nhỏ tới 0,1 µm và nồng độ bụi từ vài gam đến 50g/m³. Chịu được nhiệt độ cao (nhiệt độ khí thải có thể tới 500°C ) Làm việc được ở áp suất cao hoặc ở áp suất chân không. Có thể tự động hóa điều khiển hoàn toàn. Nhược điểm do độ nhạy cao nên khi có sự thay đổi dù nhỏ giữa các giá trị thực và giá trị khi tính toán của các thông số thì hiệu quả thu hồi bụi cũng bị giảm sút nhiều. Khi có sự cố cơ học dù nhỏ cũng làm ảnh hưởng tới hiệu quả thu bụi. Không sử dụng được với khí thải có chứa chất dễ nổ vì thường xuất hiện các tia lửa điện. CHƯƠNG 2. TỒNG QUAN VỀ PHÂN XƯỞNG ÉP TRẤU TẠO VIÊN 2.1 Sơ lược về phân xưởng ép trấu tạo viên Phân xưởng ép trấu tạo viên nằm trong Nhà máy xay xát, lau bóng gạo, ép trấu tạo viên, tận dụng nguồn nguyên liệu trấu từ phân xưởng xay xát kết hợp với lượng trấu mua thêm (nếu có) để ép tạo thành củi trấu. Phân xưởng sử dụng một dây chuyền công nghệ ép trấu tạo viên với 10 máy ép, công suất của một máy ép là 1÷1.5 tấn/h. Công xuất tối đa trong một ngày làm việc 3 ca của phân xưởng ép trấu tạo viên là 300 tấn/ngày. Trong đó 70% sản phẩm được xuất khẩu và 30% còn lại tiêu thụ trong nước. Hiệu suất của quá trình ép trấu tạo viên > 99%, không tạo phụ phẩm. 2.2 Quy trình công nghệ ép trấu tạo viên Trấu từ phân xưởng xay xát Băng tải Thùng chứa Máy bằm Máy ép Sàng thành phẩm Đóng gói, lưu/xuất kho Bụi Ồn Trấu mua thêm (nếu có) Bụi, ồn Đạt kích thước Không đạt kích thước Bụi Hình 2.1: Qui trình công nghệ ép trấu tạo viên Thuyết minh qui trình công nghệ Trấu được băng tải đưa vào thùng chứa. Sau đó, trấu đều đặn được băng tải đưa sang máy bằm. Các lưỡi dao kim loại trong máy bầm sẽ bằm nhuyễn vỏ trấu. Điều này tạo thuận lợi cho quá trình nén ép tạo viên sau này. Trấu bằm sẽ được đưa vào hệ thống 10 máy ép. Các thanh ru-lô sẽ tạo ra lực ép lớn để đùn trấu qua các lỗ có đường kính khoảng 8mm. Các viên trấu ép sẽ được chuyển sang thiết bị sàng. Những viên đạt kích thước sẽ theo băng tải đi vào kho chứa. Sau đó, chúng sẽ được cân đo, đóng bao bì và bán cho khách hàng. Những viên trấu ép không đạt kích cỡ sẽ được chuyển về lại máy ép để thực hiện lại quá trình ép. 2.3 Điều kiện địa lý, khí tượng và hiện trạng môi trường không của khu vực nhà máy 2.3.1 Điều kiện địa lý Dự án có vị trí tiếp giáp như sau: Phía Tây Bắc giáp: Doanh nghiệp xăng dầu Nguyên Phước, cách 100m. Phía Đông Nam giáp: đất vườn, cách nhà dân gần nhất 5m. Phía Tây Nam giáp: sông Hậu. Phía Đông Bắc giáp: Quốc lộ 54, cách nhà dân gần nhất 20m. (Ghi chú: khoảng cách được tính từ mốc là ranh giới khu đất dự án) 2.3.2 Điều kiện khí tượng 2.3.2.1 Nhiệt độ không khí Nhiệt độ trung bình năm: 26,8oC Tháng có nhiệt độ trung bình cao nhất: 26-31oC Tháng có nhiệt độ trung bình thấp nhất: 21-23,8oC Biên độ dao động trung bình: 6,8oC 2.3.2.2 Nắng Là vùng có số giờ nắng cao (208h/tháng). Tháng 3 có số giờ nắng cao nhất là 9,1 h/ngày. Bốc hơi tập trung lớn vào các tháng 3, 4, 5, 6. Lượng bốc hơi trung bình 3 – 5 mm/ngày, cao nhất 6 – 8 mm/ngày. 2.3.2.3 Bức xạ mặt trời Bức xạ tổng cộng bình quân 155,0 Kcal/km2/năm Bức xạ trực tiếp: 82 Kcal/cm2/năm Bức xạ khuếch tán: 72 Kcal/cm2/năm Bức xạ hấp thụ: 29 Kcal/cm2/năm. 2.3.2.4 Chế độ mưa Mùa mưa bắt đầu từ tháng 5 đến tháng 11, lượng mưa chiếm 90- 92 % lượng mưa cả năm, trong đó tập trung tháng và tháng 10 (30 – 40% lượng mưa năm), còn lại mùa khô chiếm 8 – 10% lượng mưa năm. Lượng mưa trung bình 1.518,6 mm/năm. Từ tháng 5 bắt đầu mưa nhiều và tập trung cao độ vào tháng 9, 10 ảnh hưởng đến thu hoạch lúa hè và thu đông. Vụ Đông Xuân hầu như không mưa nên phải bơm tưới, vụ Hè Thu gắn với mùa mưa, nhưng hàng năm thường xảy ra từ 5 – 8 đợt không mưa liên tục trong 5 ngày, tử 3 – 6 đợt không mưa liên tục trong 7 ngày và 1 – 2 đợt không mưa liên tục trong 10 ngày gây hạn bà chằn. Yêu cầu nước tưới tiêu cho vụ Hè Thu rất lớn. Việc lợi dụng nước mưa tưới là không đáng kể. Vụ Thu Đông, thường phải gặp nhóm mưa 1, 3, 5 ngày lớn nên khi mưa nhiều phải xét đến tiêu úng. Nhóm mưa X1>=50 mm, nhóm mưa X3>= 75 mm, nhóm mưa X5>=100 mm. Mặt hạn chế là mưa vụ Hè Thu ảnh hưởng đến thu hoạch, phơi, sấy lúa. Mùa khô kéo dài trong 6 tháng từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau, lượng mưa rất thấp, chỉ chiếm khoảng 8 – 10% lượng mưa năm. Trong khi đó lượng bốc hơi rất cao, nó chiếm khoảng 64 – 67% tổng lượng bốc hơi cả năm và cán cân ẩm rất cao. Mùa mưa kéo dài trong 6 tháng từ tháng 5 đến tháng 10, mưa rất tập trung, lượng mưa trong 6 tháng mùa mưa chiếm 89 – 90% tổng lượng mưa cả năm, chỉ riêng 4 tháng mưa lớn nhất, lượng mưa đã chiếm 62 – 63% lượng mưa cả năm. Ngược lại lượng bốc hơi và nền nhiệt thấp hơn mùa khô. Lượng mưa lớn và tập trung kết hợp với nước nguồn tiềm ẩn rủi ro xảy ra lũ lụt lớn trong vùng. 2.3.2.5 Độ ẩm không khí tương đối Độ ẩm bình quân cả năm 82,5%. Bình quân thấp nhất vào mùa khô là 50,3%. Trong đó tháng 3 là tháng thấp nhất có độ ẩm 32,0%. Chế độ gió Thịnh hành theo hướng Tây Nam và Đông Bắc (tháng 1 - 11), ngoài ra có gió chướng (tháng 2, 4), cá biệt mùa mưa có gió lốc xoáy. Tốc độ gió bình quân năm 2,2m/s Tốc độ gió mạnh nhất với tần suất 1%: 41m/s Hướng gió chủ đạo Tây Nam thổi theo hướng ra sông Hậu. Do đó, có thể giúp triệt tiêu ảnh hưởng của các chất ô nhiễm đến các hộ dân xung quanh. Tuy nhiên, khi gió đổi hướng theo hướng Đông Bắc, khu nhà dân hiện hữu sinh sống ở phía trước dự án (cách khu xưởng sản xuất khoảng 100m) sẽ bị ảnh hưởng bởi các tác nhân ô nhiễm không khí nếu chúng không được xử lý đạt yêu cầu. 2.3.2.7 Độ bền vững khí quyển Độ bền vững khí quyển quyết định khả năng phát tán các chất ô nhiễm lên cao. Để xác định độ bền vững khí quyển chúng ta có thể dựa vào tốc độ gió và bức xạ mặt trời vào ban ngày và độ che phủ mây vào ban đêm theo bảng phân loại của Pasquill. Đối với khu vực, độ bền vững vào những ngày nắng, tốc độ gió nhỏ là A, B, ngày có mây là C, D. Ban đêm độ bền vững khí quyển loại A, B, C hạn chế khả năng phát tán chất ô nhiễm lên cao và đi xa. Khi tính toán và thiết kế hệ thống xử lý ô nhiễm không khí cần tính cho điều kiện phân tán bất lợi nhất (loại A) và tốc độ gió nguy hiểm. Bảng 2.1: Phân loại độ bền vững khí quyển (pasquill, 1961) Tốc độ gió tại 10 m (m/s) Bức xạ ban ngày Độ che phủ mây ban đêm Mạnh (Biên độ 60) Trung bình (Biên độ 35 - 60) Yếu (Biên độ 15 - 35) Ít mây > 4/8 Nhiều mây < 3/8 < 2 A A - B B - - 2 A – B B C E F 4 B B – C C D E 6 C C – D D D D >6 D D D D D Ghi chú: A - Rất không bền vững. B - Không bền vững loại trung bình. C - Không bền vững loại yếu. D - Trung hòa. E - Bền vững yếu. F - Bền vững loại trung bình. (Nguồn: Điều kiện tự nhiên xã Tân Hòa trích từ Dự án quy hoạch sử dụng đất xã Tân Hòa thời kỳ 2010 - 2015) 2.3.3 Hiện trạng chất lượng môi trường không khí xung quanh Kết quả phân tích chất lượng môi trường không khí xung quanh ngày 27/4/2011: Bảng 2.2: Kết quả phân tích chất lượng môi trường không khí xung quanh và tiếng ồn STT Vị trí lấy mẫu Các chỉ tiêu đo đạc môi trường Bụi Lơ lửng (mg/m3) CO (mg/m3) SO2 (mg/m3) NOx (mg/m3) Ồn (dBA) 1 KK01 0,23 1,14 0,055 0,028 67,2 QCVN 05:2009/BTNMT 0,3 30 0,35 0,2 70(*) Ghi chú: QCVN 05:2009/BTNMT: Qui chuẩn kỹ thuật Quốc gia về chất lượng không khí xung quanh. (*) QCVN 26:2011/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về tiếng ồn. Đơn vị đo đạc và phân tích: Trung tâm quan trắc và kỹ thuật Tài nguyên và Môi trường tỉnh Đồng Tháp. Thời gian đo đạc: 27/4/2011 Ký hiệu: KK01- Tại cổng bảo vệ vào công ty của Chi nhánh Lai Vung, địa chỉ: tổ 58, ấp Hòa Tân, xã Tân Hòa, huyện Lai Vung, tỉnh Đồng Tháp. Nhận xét: Hiện trạng chất lượng không khí xung quanh rất tốt, các chỉ tiêu đo đạc phân tích đều đạt qui chuẩn kỹ thuật Quốc gia. Điều này phù hợp với bối cảnh chung ở khu vực này là điểm dân cư nông thôn. Mặt khác, không khí khu vực dự án rất thoáng đãng và mức độ không bền vững khí quyển rất cao (gần sông, gió nhiều). Thêm vào đó, cây xanh xung quanh cũng rất nhiều. Tất cả những phân tích trên đã góp phần giải thích cho một chất lượng môi trường không khí nền rất tốt ở đây. Tuy nhiên, 1 điểm quan trọng là hàm lượng bụi mặc dù đạt Qui chuẩn nhưng vẫn ở mức khá cao. Lý do là dự án đang trong giai đoạn thi công, nền sân chưa được bêtông hóa và xe tải thường ra vào. Trong khi vị trí lấy mẫu là ở cổng vào nên kết quả thu được là khá cao so với chất lượng nền thật sự nơi đây. CHƯƠNG 3. NGUỒN Ô NHIỄM BỤI CỦA PHÂN XƯỞNG ÉP TRẤU TẠO VIÊN – ĐẶC ĐIỂM VÀ CÁC ẢNH HƯỞNG CỦA BỤI TRẤU 3.1 Nguồn ô nhiễm bụi của phân xưởng ép trấu tạo viên Nguồn gây ô nhiễm bụi phát sinh chủ yếu từ dây chuyền sản xuất (Hình 2.1). 3.1.1 Bụi từ công đoạn nhập liệu Lượng trấu tiêu thụ khoảng 30 tấn/ngày từ nguồn trấu tự có (từ phân xưởng xay xát) và mua thêm từ thương buôn trong vùng. Băng tải vận chuyển trấu từ kho chứa ở phân xưởng xay xát sang phân xưởng ép trấu tạo viên nếu không được che chắn tốt sẽ dễ dàng bị gió mạnh thổi bay, gây ô nhiễm không khí. Nếu hướng gió thổi vào đất liền sẽ gây ảnh hưởng đến người lao động và người dân xung quanh. Nếu hướng gió thổi ra sông sẽ sa lắng xuống sông và gây ô nhiễm chất thải rắn cho đoạn sông này. Ngoài ra, băng tải vận chuyển trấu đổ vào bồn chứa theo hướng từ trên cao đổ xuống. Do đó, công đoạn này sẽ phát sinh bụi khi trấu rơi xuống và khi trấu va chạm với lớp trấu bên dưới. Thành phần của loại bụi này chủ yếu là bụi cám có trên mặt trong và mặt ngoài của vỏ trấu, các mảnh vỡ mịn của vỏ trấu được tạo ra trong công đoạn bóc vỏ của quá trình xay xát. Lượng bụi phát sinh theo khảo sát thực nghiệm như sau: M = 0,05% x 300 tấn/ngày = 150 kg/ngày. 3.1.2. Bụi từ công đoạn bằm Đây chính là công đoạn phát sinh bụi nghiêm trọng nhất trong qui trình sản xuất trấu viên. Khi trấu được băm thành các mẩu nhỏ, hoạt động băm đã làm các mảnh vỡ mịn của vỏ trấu thất thoát ra rất nhiều gây ô nhiễm bụi nghiêm trọng cho khu vực sản xuất nếu như không có giải pháp xử lý. Lượng bụi phát sinh theo khảo sát thực nghiệm như sau: M = 1% x 300 tấn/ngày = 3 tấn/ngày. Ngoài ra, một vấn đề chung đối với ô nhiễm bụi của phân xưởng xay xát lẫn phân xưởng ép trấu tạo viên là cần phải chú ý đến nguyên nhân gây bụi khách quan là gió lớn từ sông Hậu. Theo số liệu về khí tượng, trong khoảng 6 tháng đầu năm, hướng gió chủ đạo ở khu vực là gió Đông Bắc tạo điều kiện thuận lợi để gió lớn lôi cuốn bụi phát tán ra ngoài gây ô nhiễm bụi trầm trọng cho công động dân cư sinh sống xung quanh. 3.2 Đặc điểm và các ảnh hưởng của bụi trấu với con người Đối với ngành xay xát, lau bóng và ép trấu tạo viên, có thể khẳng định bụi có nguồn gốc từ vỏ trấu (có rất nhiều lông tơ trên bề mặt vỏ trấu), hạt phấn bám trên bề mặt gạo, cám gạo; chúng không gây ra các tác hại độc tính như bụi than, bụi chì, bụi silic, amiăng, Riêng đối với phân xưởng ép trấu tạo viên thì bụi chủ yếu là các mảnh vỡ mịn của vỏ trấu và bụi cám có trong mặt trong và mặt ngoài của vỏ trấu được tạo ra trong công đoạn bóc vỏ của quá trình xay xat và băm trấu. Với đặc điểm như đã nói, bụi xay xát và ép trấu tạo viên có khả năng ga kích ứng ngoài da, gây dị ứng và gây ngứa ngáy rất khó chịu, gây tổn thương cho mắt, da và có thể gây ra những bệnh hô hấp mãn tính như: ho khan, tức ngực, hắc xì khó thở. Phần lớn triệu chứng này sẽ khỏi khi công nhân nghỉ ngơi, ra khỏi vùng ảnh hưởng. Do đó, nếu không kiểm soát tốt vấn đề ô nhiễm bụi sẽ gây ra tác động tiêu cực đến công nhân sản xuât, cộng đồng dân cư xung quanh và môi trường không khí quanh khu vực nhà máy. Đặc biệt, với thiết kế xây dựng nhà xưởng cao, thoáng, trống trải mặt tiếp giáp sông Hậu là điều kiện rất thuận lợi để gió lớn phát tán bụi ra ngoài gây ô nhiễm bụi trầm trọng cho cộng đồng dân cư xung quanh. Vấn đề này sẽ trở thành mâu thuẫn giữa cộng đồng dân cư và doanh nghiệp, ảnh hưởng đến hoạt động sản xuất kinh doanh của doanh nghiệp. Tóm lại, vấn đề ô nhiễm bụi phát sinh từ phân xưởng ép trấu tạo viên rất cần có một thiết bị xử lý bụi thích hợp để khống chế ô nhiễm và thuận lợi trong việc kinh doanh của nhà máy CHƯƠNG 4. LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ BỤI VÀ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ BỤI 4.1 Lựa chọn phương pháp xử lý bụi cho phân xưởng ép trấu tạo viên Việc lựa chọn phương án xử lý tối ưu là một vấn đề hết sức quan trọng trong việc giải quyết ô nhiễm môi trường không khí nói chung và bụi nói riêng, Chọn một phương án thích hợp để sao cho vừa có thể giảm được nồng độ xuống đạt tiêu chuẩn cho pháp mà vẫn có hiệu quả kinh tế cao, phù hợp với điều kiện của nhà máy. Phương pháp lựa chọn sẻ dựa trên các nguyên tắc cơ bản sau: Thiết bị phù hợp với thành phần, kích thước, nồng độ và tính chất của hạt bụi; Hiệu quả xử lý đạt yêu cầu. Dễ dàng lắp đặt,thi công; Đạt yêu cầu về mặt kinh tế trong giai đoạn hiện nay; Phù hợp với yêu cầu khách quan khác. Qua khảo sát về tính chất của bụi trấu, các yếu tố về mặt bằng nhà máy ta đưa ra phương án xử lý bụi trấu cho phân xưởng ép trấu tạo viên như sau: Do bụi cần xử lý ở đây là bụi trấu và ta cần thu hồi bụi trấu này để làm nguyên liệu sản xuất củi trấu của phân xưởng vì thế ta chọn phương án xử lý bụi cho phân xưởng là phương pháp khô là dùng thiết bị lọc túi vải với quy trình công nghệ như sau: Chụp hút Quạt hút Thiết bị lọc túi vải Chụp hút Bụi do bằm trấu Phát tán vào khí quyển Ồng khói Bụi do nhập liệu Hình 4.1 Quy trình công nghệ xử lý bụi Thuyết minh quy trình công nghệ: Bụi được thu gom ngay tại vị trí phát sinh thông qua các chụp hút bố trí trong phân xưởng ở khu vực nhập liệu và khu vực bầm trấu. Các chụp hút được nối vào hệ thống ống dẫn, dưới tác dụng của lục hút ly tâm của quạt hút đặt sau thiết bị lọc vải bụi sẽ theo đường ống đi vào thiết bị.. Ở đây bụi được lọc với hiệu suất khá cao, khí sau khi qua thiết bị lọc túi vải được dẫn ra ống thải và được thải ra ngoài không khí. 4.2 Tính toán thiết kế hệ thống xử lý bụi – Thiết bị lọc bụi túi vải. Các thông số tính toán: Lưu lượng khí cần lọc Q = 45000 m3/h Nồng độ ban đầu của khí trước khi vào miệng thiết bị C = 12883,5 mg/m3 Nhiệt độ khí thải ở điều kiện làm việc Tkt = 33 0C Khối lượng riêng khí thải ở điều kiện chuẩn ρ0kt = 1,293 kg/m3 Áp suất của khí quyển p0 = 101325 Pa Áp suất âm trong thiết bị: ptb = 400mmHg Khồi lượng riêng khí thải ở điều kiện làm việc: Chọn vật liệu lọc là loại vải tổng hợp bán nhiều trên thị trường. Chọn thiết bị tái sinh túi vải: Rung giũ bụi bằng máy nén khí; Thời gian rủ bụi: 2s Thời gian giũa 2 lần giũ bụi là 30 phút. Lưu lượng khí nén cần để rung rũ là 0,2% lưu lượng khí cần làm sạch.là 9000m3/h. 4.2.1. Diện tích bề mặt cần lọc. Trong đó : Q: lưu lượng khí cần lọc ; Q= 45000m3/h = 750m3/ph F: diện tích bề mặt cần lọc (m2) η: hiệu suất làm việc của bề mặt lọc ( chọn η = 96%) v: cường độ lọc m3/m2.ph. Trị số v nhận được tùy thuộc vào loại vải: Vải lọc Len hoặc vải bông Vải tổng hợp Vải thủy tinh Cường độ lọc, m3/m2.ph 0.6 – 1.2 0.5 - 1.0 0.3 - .09 Ta chọn v = 1 m3/m2.ph Khi đó ta tính được F = 871,25 m2 4.2.2. Số túi vải cần thiết. Trong đó: n: số túi vải cần thiết (cái) F: diện tích bề mặt cấn lọc (m2) D: đường kính túi vải (m) L: chiều dài túi vải (m) Chọn kích thước cho một ống lọc túi vải: D = 300 mm và L = 3500 mm. Khi đó cái Chọn số túi vải thích hợp là 245 cái. Suy ra tổng diện tích bề mặt túi vải là ≥ F (thỏa mãn) 4.2.3. Trở lực của thiết bị: Trở lực của thiết bị (750 ÷ 1500 N/m2, đôi khi 2000 ÷ 2500 N/m2) ∆P = A x vn (N/m2) Trong đó: A là hệ số thực nghiệm kể đến độ ăn mòn, độ bẩn ( A = 0,25 – 0,5); n là hệ số thực nghiệm ( n = 1,25 ~ 1,3); v là cường độ lọc; Ta chọn A = 2, n = 1,3, do ta chọn loại vải sợi tổng hợp nên ta chọn v = 1 m3/m2.h Khi đó trờ lực của thiết bị là: ∆P = 2 x 601,3 = 409,85 N/m2 4.2.4. Tính toán kích thước cho thiết bị Phân bố các ống lọc tay áo trong một ngăn: 49 ống lọc tay áo được bố trí trong ngăn hình vuông. Số hàng : 7 hàng Số ống ở mỗi hàng : 7 ống Chọn khoảng cách giữa các ống tay áo là 80mm. Chọn khoảng cách giữa các hàng là 80 mm. Chọn khoảng cách giữa các ống tay áo ngoài cùng đến mặt trong của thiết bị là 100 mm. Kích thước thiết bị: Do ngăn được thiết kế hình vuông nên chiều dài và chiều rộng thiết bị bằng nhau và bằng: 7 x 300 + 6 x 80 + 2 x 100 = 2780 mm Thiết bị được thiết kế có 5 ngăn và tính cả các vách ngăn (thép ∂ = 4) ta được chiều rộng thiết bị là 13924 mm. Chiều cao của thiết bị = phần thân + phần phễu thu bụi + phần nóc thiết bị + chiều cao còn lại = 6600 mm. 4.2.5 .Tính toán lượng bụi thu hồi - Hiệu suất lọc bụi của túi vải là 96%. Nên lượng bụi thu được khi xử lý 1m3 khí : 12883,5 x 0,96 = 12368,16 mg Khối lượng bụi thu được sau 1 giờ: 12368,16 x 10-6 x 45000= 556,6 kg Khối lượng bụi sau một ca làm việc (8 giờ): 556,6 x 8 = 4452,8 kg Thể tích bụi sau 1 giờ: Vb = mb/ρb = 556,6/130 = 18,55 m3 Trong đó ρb = ρtrấu = 130 kg/m3 Thể tích bụi thu được sau 8 giờ làm việc: Vb= 18,55 x 8 = 148,4 kg 4.2.6 .Vật liệu sử dụng cho các bộ phận của thiết bị: Thiết bị ở t =350C Áp suất làm việc Pvt=1at=9,81.104N/m2 chọn vật liệu là thép cacbon thường Kí hiệu Thép CT3 Giới hạn bền :σb=380.106N/m2 Giới hạn chảy: :σc=240.106N/m2 Chiều dày tấm thép:b=4-20 mm Độ giản tương đối:δ=25% Hệ số dẫn nhiệt:λ=50W/m0C Khối lượng riêng:ρ=7850kg/m3 Chon công nghệ gia công hàn tay bằng hồ quan điện,bằng cách hàn giáp mối hai bên Hệ số chỉnh: η=1 Hệ số an toàn bền kéo: ηk=2,6 Hệ số an toàn bền chảy: ηc=1,5 CHƯƠNG 5. ỨNG DỤNG VÀ VẬN HÀNH CHƯƠNG 6. KẾT LUẬN VÀ KIÊN NGHỊ 6.1 Kết luận Lọc tui vãi là hệ thống có khả năng lọc bụi cao,có khả năng khi cho khí sạch đi qua,độ bền cơ học cao khi tiếp xúc với nhiêt độ và môi trường giá thành thấp có khả năng phục hồi. Tuy nhiên thiết bị này chỉ được sử dụng ở giai đoạn đầu của quy trình sản xuất 6.2 Kiến nghị Do công xuất chưa đạt nên phải kết hợp với các thiêt bị khác như là cylone,lọc bụi tỉnh điện trước khi cho qua lọc túi vảinhằm giảm tối đa chất thải vào môi trường Trong quá trình vận hành yêu cầu người vận hành phải thực hiện đúng quy trình,thường xuyên vệ sinh thiết bị máy móc để hệ thống làm việc có hiệu quả và tăng tuổi thọ của thiết bị. Nhà máy cần có cán bộ chuyên trách được đào tạo và vận hành hệ thống theo quy trình đã định. Khi có sự cố cần liên hệ vơi các cơ quan chuyên môn để giải quyết .mặt khác nhà máy cần có sư liện kết thường xuyên với các cơ quan chức năng để được hương dẩn cụ thể về chính sách bảo vệ môi trường và các vấn đề liên quan tơí môi trường Giáo dục ý thức về vệ sinh môi trường và vệ sinh công nghiệp cho cán bộ ,nhân viên nhá máy.chú ý công tác an toàn lao động,phòng ngừa cháy nổ ,khi vận hành thiết bị Tài liệu tham khảo