Luận Văn Xử lý ô nhiễm không khí

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1. Ô nhiễm không khí do bụi
1.1. Định nghĩa bụi
Bụi là tập hợp nhiều hạt có kích thước bé, tồn tại lâu trong không khí dưới dạnh bụi bay, bụi lắng và các hệ khí dung nhiều pha gồm hơi, khói, sương mù.
Bụi bay có kích thước từ 0,002-10 bao gồm tro, muội, khói và những hạt rắn được nghiền nhỏ, chuyển động theo kiểu Brownian hoặc rơi xuống đất với vận tốc không đổi theo định luật stoke. Về mặt sinh học, bụi này thường gây tổn thương nặng cho cơ quan hô hấp, nhất là khi phổi nhiễm bụi thạch anh (siliccose) do hít phải không khí có chứa bụi bioxit silic lâu ngày.
Bụi lắng có kích thước lớn hơn 10 , thường rơi nhanh xuống đất theo định luật Newton với tốc độ tăng dần. Về mặt sinh học, bụi này thường gây tổn hại cho da, mắt, gây nhiễm trung, gây dị ứng.
1.2. Phân loại bụi theo nguồn gốc
+ Bụi tự nhiên (bụi do động đất, núi lửa )
+ Bụi thực vật (bụi gỗ, bông, bụi phấn hoa )
+ Bụi động vật, người (trên lông, tóc )
+ Bụi nhân tạo (nhựa hóa học, cao su )
+ Bụi kim loại (sắt, đồng, chì )
+ Bụi hỗn hợp (do mài, đúc )
Phân loại bụi theo tác hại
Theo tác hại bụi có thể phân ra:
+ Bụi nhiễm độc chung (chì, thủy ngân, benzen)
+ Bụi gây dị ứng viêm mũi, hen, nỗi ban (bụi bông, gai, phân hóa học, một số tinh dầu gỗ )
+ Bụi gây ung thư (bụi quặng, crom, các chất phóng xạ )
+ Bụi xơ hóa phổi (thạch anh, quặng amiang )


1.3. Tính chất hóa lí của bụi
1.3.1. Tính tán xạ
Kích thước hạt: là thông số cơ bản của bụi, vì chọn thiết bị lọc chủ yếu dựa vào thành phần tán xạ của bụi.
Thành phần tán xạ: là hàm lượng tính bằng số lượng hay khối lượng các hạt thuộc nhóm kích thước khác nhau.
Nhóm kích thước (nhóm cỡ hạt hay nhóm hạt): là phần tương đối của các hạt có kích thước nằm trong khoảng trị số xác định được coi như giới hạn dưới và giới hạn trên.
Kích thước hạt có thể được đặc trưng bằng vận tốc treo (vt, m/s) là vận tốc rơi tự do của hạt trong không khí.
1.3.2. Tính bám dính
Tính bám dính của hạt xác định xu hướng kết dính của chúng. Độ kết dính của hạt tăng có thể làm cho thiết bị lọc bị nghẽn do sản phẩm lọc. Kích thước hạt càng nhỏ thì chúng càng dễ bám dính vào bề mặt thiết bị. Bụi có 60 - 70% hạt có đường kính nhỏ hơn 10 được coi là bụi kết dính.
Bảng 1.1. Phân loại theo độ bám dính

Đặc trưng kết dính của bụi
Tên gọi

Không kết dính Bụi xỉ khô, bụi thạch anh ( cát khô), bụi sét khô

Kết dính yếu Tro bay chứa nhiều sản phẩm chưa cháy, bụi than cốc, bụi magezit (MgCO3) khô, tro phiến thạch, bụi apatit khô, bụi lò cao, bụi đỉnh lò.

Kết dính vừa Tro bay chết hết, tro than bùn, bụi than bùn, bụi magezit ẩm, bụi kim loại, bụi pirit, các oxit của chì, kẽm và thiếc, bụi xi măng khô, mồ hóng, sữa khô, bụi tinh bột, mạt cưa.


Kết dính mạnh Bụi xi măng thoát ra từ không khí ẩm, bụi thạch cao và thạch cao mịn, phân bón, supperphotphat kép, bụi clinke, natri chứa muối, bụi sợi, tất cả các loại bụi có kích thước nhỏ hơn 10 .

1.3.3. Tính mài mòn
Tính mài mòn của bụi đặc trưng cho cường độ mài mòn kim loại ở vận tốc như nhau của khí và nồng độ như nhau của bụi. Nó phụ thuộc vào độ cứng, hình dạng, kích thước và mật độ của hạt. Tính mài mòn của bụi được tính đến khi chọn vận tốc của khí, chiều dày của thiết bị và đường ống dẫn khí cũng như chọn vật liệu ốp của thiết bị.
1.3.4. Tính thấm
Tính thấm nước có ảnh hưởng nhất định đến hiệu quả của thiết bị lọc bụi kiêu ướt, đặc biệt khi thiết bị làm việc có tuần hoàn. Khi các hạt khó thấm tiếp xúc với bề mặt chất lỏng, chúng bị bề mặt chất lỏng bao bọc. Ngược lại đối với các hạt dễ thấm chúng không bị nhúng chìm hay bao phủ bởi các hạt lỏng, mà nổi trên bề mặt nước. Sau khi bề mặt chất lỏng bao bọc phần lớn các hạt, các hạt còn lại tiếp tục tới gần chất lỏng, do kết quả của sự va đập đàn hồi với các hạt được nhúng chìm trước đó, chúng có thể bị đẩy trở lại dòng khí, do đó hiệu quả lọc thấp.
Các hạt phẵng dễ thấm hơn so với các hạt có bề mặt không đều. Sở dĩ như vậy là do các hạt có bề mặt không đều hầu hết được bao bọc bởi vỏ khí được hấp thụ cản trở sự thấm.
1.3.5. Tính hút ẩm và tính hòa tan
Các tính chất này của bụi được xác định trước hết bởi thành phần hóa học của chúng cũng như kích thước, hình dạng và độ nhám của bề mặt. Nhờ tính hút ẩm và tính hòa tan mà bụi có thể được lọc trong các thiết bị lọc kiểu ướt.

1.3.6. Tính mang điện
Tính mang điện của bụi ảnh hưởng đến trạng thái của bụi trong đường ống và hiệu suất của bụi (đối với thiết bị lọc bằng điện, thiết bị lọc kiểu ướt ). Ngoài ra tính mang điện còn ảnh hưởng đến an toàn cháy nổ và tính dính bám của bụi.
1.3.7. Tính cháy nổ
Bụi cháy được do bề mặt tiếp xúc với oxy trong không khí, có khả năng tự bốc cháy và tạo thành hỗn hợp nổ với không khí. Cường độ nổ của bụi phụ thuộc vào tính chất hóa học, tính chất nhiệt của bụi, kích thước và hình dạng của các hạt, nồng độ của chúng trong không khí, độ ẩm và thành phần của khí, kích thước và nhiệt độ nguồn cháy.
1.4. Ảnh hưởng của ô nhiễm bụi
1.4.1. Ảnh hưởng đến con người
Bụi vào phổi gây kích thích cơ học và phát sinh phản ứng cơ hóa phổi gây nên những bệnh hô hấp.Những hạt bụi có kích thước nhỏ hơn 10 có thể được giữ lại trong phổi. Tuy nhiên nếu những hạt bụi này có đường kích nhỏ hơn 1 thì nó được chuyển đi như các khí trong hệ thống hô hấp. Khi có tác động củacuar các hạt bụi tới mô phổi,đa số xảy ra các hư hại sau đây:
Viêm phổi: làm tắc nghẽn các phế quản,từ đó làm giảm khả năng phân phối khí.
Khí thủng phổi: phá hoại các túi phổi từ đó làm giảm khả năng trao đổi khí oxy và CO2.
Ung thư phổi: phá hoại các mô phổi, làm tắc nghẽn sự trao đổi giữa máu và tế bào,làm ảnh hưởng khả năng của máu trong hệ thống tuần hoàn. Từ đó kéo theo một số vấn đề đáng lưu ý ở tim, đặc biệt là lớp khí ô nhiễm có nồng độ cao.
Các bệnh khác do bệnh gây ra
Bệnh ở đường hô hấp: tùy theo nguồn gốc các loại bùi mà gây ra các bệnh viêm mũi, họng, khí, phế quản khác nhau. Bụi hữu cơ như bông sợi, gai, làm dính vào niêm mạc gây viêm phù thủng, tiết nhiều niêm dịch. Bụi vô cơ rắn, cạnh sắc nhọn, ban đầu thường gây viêm mũi, tiết nhiều niêm dịch làm hít thở khó khăn, lâu ngày có thể teo mũi, giảm chức năng giữ, lọc bụi, làm bệnh phổi nhiễm bụi dễ phát sinh.
Bệnh gây ngoài da: bụi tác động đến các tuyến nhờn làm cho khô da, phát sinh các bệnh về da.
Bệnh gây tổn thương mắt: do không có kính phòng hộ, bụi bắn vào mắt gây kích thích màng tiếp hợp, viêm mi mắt, sinh ra mộng mắt, nhài mắt ngoài ra bụi còn có thể làm giảm thị lực, bỏng giác mạc, thậm chí gây mù mắt.
Bệnh tiêu hóa: bụi đường, bột có thể làm sâu răng, làm hỏng men răng. Bụi kim loại có thể làm tổn thương niêm mạc dạ dày, gây rới loạn tiêu hóa.
1.4.2. Ảnh hưởng đến thực vật
Nhìn chung, bụi không có nguy hại gì đến thực vật trừ khi chúng có tính ăn mòn cao hoặc chúng lắng đọng quá nhiều. Bụi bám quá nhiều trên vỏ hoa quả, cây củ là nguyên nhân làm giảm chất lượng của các loại sản phẩm này, đồng thời cũng làm tăng chi phí để làm sạch chúng. Bụi lắng trên lá còn ảnh hưởng đến khả năng quang hợp của cây. Bụi xi măng lắng đọng làm lấp đầy những lỗ khí khổng,bao xung quanh những hạt diệp lục thu ánh sang cần cho quá trình quang hợp. Bụi cũng có thể làm tăng khả năng nhiễm bệnh của cây cối thông qua việc làm giăm sức sống của cây, có thể làm cản trở khả năng thụ phấn của cây.

Mục lục
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN3
1. Ô nhiễm không khí do bụi 3
1.1. Định nghĩa bụi 3
1.2. Phân loại bụi 3
1.3. Tính chất hóa lí của bụi 4
1.3.1. Tính tán xạ 4
1.3.2. Tính bám dính 4
1.3.3. Tính mài mòn 5
1.3.4. Tính thấm 5
1.3.5. Tính hút ẩm và tính hòa tan 5
1.3.6. Tính mang điện 6
1.3.7. Tính cháy nổ 6
1.4. Ảnh hưởng của ô nhiễm bụi 6
1.4.1. Ảnh hưởng đến con người 6
1.4.2. Ảnh hưởng đến thực vật 7
2. Các phương pháp xử lí bụi 7
2.1. Phương pháp xử lí bụi khô 7
2.1.1. Buồng lắng bụi 7
2.1.2. Cyclon 8
2.1.3. Hệ thống lọc túi vải 9
2.1.4. Thiết bị lắng quán tính 10
2.2. Phương pháp lọc bụi ướt 11
2.3. Phương pháp lọc bụi bằng tĩnh điện 12
3. Tổng quan bụi xi măng 14
3.1. Công nghệ sản xuất xi măng 14
3.1.1. Xi măng lò đứng 15
3.1.2. Xi măng lò quay 15
3.2. Các nguồn phát sinh bụi xi măng 19
3.3.Đề xuất quy trình công nghệ xử lí bụi 20
3.3.1. Cơ sở lựa chọn 20
3.3.2. Quy trình công nghệ 20
CHƯƠNG 2: QUY HOẠCH MẶT BẰNG 22
1.Tổng quát 22
2. Quy hoạch mặt bằng 22
2.1. Nguồn nguyên liệu 22
2.2. Vị trí đặt các phân xưởng 22
2.3. Hệ thống giao thông 23
2.4. Mạng lưới điện quốc gia 23
CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG THIẾT BỊ 25
1. Thiết bị lắng quán tính 25
1.1. Nguyên lí làm việc 25
1.2. Vật liệu cản của thiết bị 25
2. Tính toán thiết bị 26
2.1. Hiệu suất thiết bị 26
2.2. Khối lượng bụi thu được 28
2.3. Tính toán thiết bị 30
2.4. Tính quạt vào thiết bị 32
2.6. Tính quạt ra thiết bị 37
3. Tính cơ khí thiết bị 40
CHƯƠNG 4: ỨNG DỤNG VÀ VẬN HÀNH 43
1. Ứng dụng 43
1.1. Tính kinhtế 43
1.2. Một số điểm cần chú ý khi vận hành thiết bị 44
2. Vận hành 45
CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 47
1. Kết luận 47
2. Kiến nghị 47
Tài liệu tham khảo 48