A. Đường Đi Và Các Lực Tác Dụng Trong Cyclo Của Dòng Bụi Khí

có bụi hoặc lượng bụi đã giảm đi khá nhiều.

Hình 3.4.a. Đường đi và các lực tác dụng trong cyclo của dòng bụi khí

3.3.2. Cyclon đơn

Một eyclon đơn có thể mô phỏng theo hình 3.4.b

Hình 3.4.b. Mặt cắt đứng và mặt cắt ngang của một cyclon đơn

1. Tốc độ lắng của hạt bụi trong cycton được tính theo công thức:

trong đó:

d: Đường kính hạt bụi (m).

Pl: Khối lượng riêng của hạt (kg/m3)

P2 Khối lượng riêng của khí mang (kg/m3) v2 : Hệ số độ nhớt động học của khí (m2/s)

U: Tốc độ Vòng của dòng khí trong cyclon (m2/s)

D: Đường kính phần vỏ hình trụ của cyclon (m)

2. Đường kính phần hình trụ của cyclon được tính theo công thức:

D = 2.(R1 +δ1 +∆R) (m)

trong đó: R1 là bán kính ống dẫn khí ra (ống trong hình trụ);

δ1 là độ dày của vỏ ống dẫn khí ra; ∆R là khoảng cách tính theo bán kính giữa

ống dẫn khí ra và thân cyclon.

trong đó: V là lưu lượng khí qua hay năng suất của cyclon

wr là vận tốc dòng khí đi ra khỏi cyclon (trong công nghiệp wr thường lấy từ 4 - 8m/s).

3. Kích thước của ống vào

Ống vào thường là hình chữ nhật có chiều cao h và chiều rộng b. Thông thường tỷ lệ h/b bằng k và bằng từ 2 đến 4.

trong đó: wv là vận tốc dòng khí vào trong ống cyclon (thường bằng 18 - 20 m/s).

4. Thể tích làm việc của cyclon

VLV = V. t (m3)

trong đó t là thời gian lưu của dòng khí trong cyclon.

trong đó w là tốc độ góc của dòng khí trong cyclon,

w = wrtb/ Rtb wrtb là vận tốc trung bình dòng khí ra khỏi cyclon

pK là tỷ trọng của khí và φb là góc vào của dòng khí. R2 là bán kính vỏ phần hình trụ, Rtb là bán kính trung bình của phần hình trụ của cyclon.

5. Chiều cao của phần hình trụ Ht

trong đó

Vh: Thể tích hiệu dụng của phần hình trụ Vlv : Thể tích làm việc của cyclon

δ1: Độ dày của vỏ ống dẫn khí ra

wtb: Vận tốc trung bình của dòng bụi và khí thải trong cyclon.

R1, R2: Bán kính của ống dẫn khí ra và bán kính vỏ phần hình trụ của cyclon.

k: Hệ số phụ thuộc đặc tính của dòng khí bụi thải.

Hình 3.5.a và 3.5.b. Thiết bị dòng tiếp tuyến (a) và thiết bị dòng trục (b)

6. Chiều cao phần hình nón

trong đó:

Hn = (R2 – R0). tg α0

R0 là bán kính lỗ thoát bụi (thường là 0,2 đến 0,5 m),

α0 là góc nghiêng giữa bán kính và đường sinh (thường là 50 – 600).

Có hai cách để đưa dòng khí vào cyclon tạo ra chuyển động xoáy là dạng dòng tiếp tuyến và dạng dòng trục như trên hình vẽ 3.5.a và 3.5.b.

Trong thực tế người ta thường lắp thành tổ hợp nhiều cyclon đơn lại để tăng cường hiệu qua xử lý khí thải (xem hình 3.6). Tổ hợp cyclon thường gồm các cyclon đơn có đường kính tử 40- 250 mm, ghép thành cụm song song với nhau. Thiết bị kiểu cyclon có thể sử dụng để xử lý dòng khí bụi có nhiệt độ đến 4000 C nhưng nồng độ bụi không cao.

Nhược điểm chung của cyclon là không thể lọc sạch khí khỏi các hạt bụi rất nhỏ, nâng lượng tiêu thụ để lọc lớn và thành thiết bị bị mài mòn nhanh do đó do nhạy về tải trọng cũng sẽ giảm xuống. Ta có thể tham khảo năng suất lọc của cyclon (m3/h) ở bảng 3.3.

Bảng 3.3. Năng suất lọc bụi của cyclon đơn và cyclon tổ hợp

Loại Năng suất làm việc theo đường kính của Cyclon (mm) Cyclon

	400	500	600	700	800
Đơn	1450-1690	2270-2640	3260-3810	4400-5180	5800-6760
Kép	--	4540-5290	6520-7620	8800-10400	11600-13500
Ba	--	--	--	13200-	17400-20300
				15500
Bốn	5800-6760	9080-10600	13000-15200	17600-	23200-27000
				20700

Có thể bạn quan tâm!

Xem toàn bộ 156 trang tài liệu này.

7. Hiệu suất làm sạch bụi của cyclon

Hiệu suất làm sạch riêng phần:

trong đó:

Φi là thành phần của các loại (kích thước) bụi.

G, Gd, Gc là khối lượng bụi được xử lý, khối lượng bụi ban đầu và khối lượng bụi còn sau khi xử lý.

GRP, GRPd, GRPc là khối lượng bụi riêng phần đã được xử lý, khối lượng bụi riêng phần ban đầu và khối lượng bụi riêng phần còn lại sau xử lý.

Giản đồ hiệu quả của phương pháp thu bụi bằng cyclon được thể hiện trên hình

3.6.

Hình 3.6. Giản đô hiệu quả của thiết bị thu bụi cyclon

Ngoài thiết bị cyclon kiểu khô người ta còn có thể sử dụng thiết bị cyclon ướt để

làm sạch bụi như hình 3.7.

3.4. PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ BỤI BẰNG LỌC MÀNG, LỌC TÚI

3.4.1. Nguyên lý

Dòng khí và bụi được chặn lại bởi màng hoặc túi lọc; túi (màng) này có các khe (lỗ) nhỏ cho các phân tử khí đi qua dễ dàng nhưng giữ lại các hạt bụi. Khi lớp bụi đủ dày ngăn cản lượng khí đi qua thì người ta tiến hành rung hoặc thổi ngược đê thu hồi bụi và làm sạch màng.

3.4.2. Cấu tạo và vận hành

Màng lọc là những tấm vải (nỉ) được đặt trên một giá đỡ là những tấm cứng đan hoặc tấm cứng liền có đục lỗ.

Túi lọc bằng vải, nỉ có dạng ống một đầu hở để khí đi vào còn đầu kia khâu kín. Để túi được bền hơn người ta thường đặt trong một khung cứng bằng lưới kim loại hoặc nhựa.

Năng suất lọc của thiết bị phụ thuộc vào bề mặt lọc, loại bụi và bản chất, tính năng của vật liệu làm túi (màng).

Một bộ thiết bị tổ hợp cyclon có dạng như hình 3.8:

1. Diện tích lọc được tính theo công thức

- Đối với túi lọc:

- Đối với màng lọc: S = a.b

trong đó:

V là lưu lượng khí (năng suất lọc) qua túi (màng) (m3/s).

v là cường độ lọc của một m2 bề mặt (m3/m2.h). Thông thường v được chọn từ 15

đến 200 m3/ m2.h.

 là hiệu suất làm việc của bề mặt lọc, thông thường được lấy khoảng 85 %. D là đường kính ống lọc.

l là chiều dài ống lọc. a là chiều rộng của túi. b là chiều dài của túi.

2. Lực cản của túi (màng) được tính theo công thức

∆P = A. vn (N/m2)

trong đó A là hệ số thực nghiệm phụ thuộc vào nguyên liệu làm túi (màng), có kể đến độ bào mòn và cặn bẩn. A thường dao động từ 0,25 đến 25,00. n là hệ số thực nghiệm thông thường bằng 1,25 đến 1,30.

Tốc độ dòng cao, xp > 1 mm : quán tính Tốc độ dòng nhỏ. xp > 1 mm : khuếch tán

Hình 3.9. Mô hình đường đi của hạt bụi và thiết bị lọc bụi dạng ống lọc và túi lọc

Bộ phận chuyển động cơ khí

Hình 3. 10. Thiết bị lọc túi được sử dụng phổ biến

Sử dụng lọc bằng màng hoặc bằng túi có thể cho hiệu quả lọc đến 98-99%. Với những hạt bụi có kích thước  1 m, hiệu quả lọc tới gần 100%. Phương pháp này cũng loại được các hạt bụi nhỏ đến hàng 0,01 m.

3.5. THU BỤI BẰNG CÁC PHƯƠNG PHÁP ƯỚT

Các phương pháp ướt thường được sử dụng cho những nơi bụi mang độ ẩm cao hoặc không khí tại nơi làm việc không đồng đều về nhiệt độ và độ ẩm. Nguyên tắc của phương pháp này là dòng không khí chứa bụi phải được đi qua một môi trường lỏng hoặc màng hơi nước để tăng khả năng lắng xuống của hạt bụi. Có rất nhiều cách để áp dụng nguyên tắc này, dưới đây chúng ta sẽ xem xét một vài phương pháp hay được sử dụng trong công nghiệp.

3.5.1. Phương pháp dập bụi bằng màng chất lỏng

1. Nguyên lý

Dòng khí có chứa bụi đi qua màng chất lỏng (thường là nước). Các hạt bụi gặp nước sẽ bị dìm xuống hoặc cuốn bám theo màng nước, còn dòng khí đi qua. Nước thường được đi từ trên xuống, còn dòng khí đi từ dưới lên.

2. Cấu tạo và vận hành của thiết bị

* Dàn mưa: Đây là thiết bị đơn giản nhất để dập bụi nhưng lại có hiệu quả cao. Lượng nước phun vào có thể quay vòng trở lại sau khi lắng bùn bụi. Thiết bị này thường dùng trong các nhà máy xi măng hay các xí nghiệp nghiền quặng.

* Tháp đĩa chồng: Đây là một kiểu tháp dập bụi khác rất có hiệu quả.

Trong công nghiệp, thiết bị lọc bụi qua màng chất lỏng thường được đặt sau hệ thống buồng lắng bụi nhằm mục đích thu gom những hạt bụi quá nhỏ không bị giữ lại ở buồng lắng. Kích thước thiết bị thường có bề rộng > 1m; sâu và cao > 1,5 m; đường kính ống thải > 600 mm; chiều cao ống thải chỉ nên hạn chế < 5 m để thuận tiện làm vệ sinh. Cấu tạo cơ bản của dàn mưa và tháp đĩa chồng được mô tả trên hình 3. 1 1.

Hình 3.11. Kiểu dàn mưa (a) và kiểu thác đĩa chồng (b)

Trên cơ sở dập bụi bằng màng chất lỏng người ta đã chế ra một số thiết bị loại này có dạng như sau (hình 3.12).