Công ty xi măng Bỉm Sơn sau khi hoàn thành công tác cải tạo hiện đại hoá dây
chuyền II sẽ có 4 máy nghiền ximăng, cụ thể là: Ba máy nghiền xi măng số I, II, III
làm việc theo chu trình hở do Liên Xô thiết kế, chế tạo và lắp đặt từ năm 1980. Công
suất thiết kế mỗi máy là 65 tấn/h. Ximăng sản phẩm sau mỗi máy nghiền được vận
chuyển lên các silô tồn trữ bằng các thiết bị bơm buồng. Bụi trong khí thải của mỗi
máy nghiền được xử lý bằng các lọc bụi tĩnh điện riêng biệt. Bụi thu được từ lọc bụi
tĩnh điện được xả trực tiếp vào buồng chứa bột của bơm buồng tương ứng.
Máy nghiền ximăng số 1 có kích thước f 4 x 13,5 công suất động cơ 3.150kw,
làm việc theo chu trình hở với năng suất thiết kế 65 tấn/h. Sản phẩm sau khi nghiền
được thu hồi và vận chuyển tới silô ximăng bằng hệ thống bơm buồng năng suất 80
tấn/h.
18 trang |
Chia sẻ: maiphuongdc | Lượt xem: 2048 | Lượt tải: 3
Bạn đang xem nội dung tài liệu Đề tài Thiết kế, lập quy trình chế tạo và khảo nghiệm thiết bị để sản xuất lọc bụi tĩnh điện Q = 1.230m3/ph cho nhà máy xi măng lò quay 1,4 triệu m3 /năm, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
2
Danh sách những ng−ời thực hiện
Họ và tên Chức vụ Học vị Chức danh đề
tài
Trần Hồng Lam Trung tâm TBCN Thạc sỹ Tự động hoá Chủ nhiệm
Nguyễn Vĩnh Kỳ GĐ Trung tâm KTMT Kỹ s− Chế tạo máy Thành viên
Đỗ Trọng Bình PGĐ Trung tâm KTMT Kỹ s− Nhiệt Thành viên
L−ơng Ngọc Ph−ợng PGĐ Trung tâm KTMT Kỹ s− Tự động hoá Thành viên
Trần Văn Sơn Trung tâm TBCN Kỹ s− Nhiệt Thành viên
Trần Kim Quế GĐ Trung tâm KM Kỹ s− Đo l−ờng Thành viên
Nguyễn Quý Bình GĐ Trung tâm CNC Kỹ s− Chế tạo máy Thành viên
Vũ Hoài Nam GĐ Trung tâm TBCN Kỹ s− Chế tạo máy Thành viên
D−ơng Hồng Quân Trung tâm DAĐT Kỹ s− Chế tạo máy Thành viên
3
tóm tắt
1. Mục đích của đề tài:
Sản xuất xi măng phát sinh ra nhiều bụi nếu không thu hồi thì khi phát tán ra bên ngoài
không những gây hiểm hoạ cho môi tr−ờng mà còn gây lãng phí. Để giải quyết tình
trạng này các nhà máy xi măng phải nhập các bộ lọc bụi tĩnh điện có giá thành rất cao
làm tăng chi phí cho mỗi tấn sản phẩm.Vì vậy việc nghiên cứu, thiết kế thiết bị lọc bụi,
đặc biệt là lọc bụi tĩnh điện, trong công nghiệp sản xuất xi măng để sản xuất trong
n−ớc là rất cần thiết. Mục đích của đề tài là nhằm giải quyết vấn đề bức xúc đó.
2. Ph−ơng pháp tiếp cận và thực hiện đề tài:
Trên cơ sở nghiên cứu các tài liệu về công nghệ lọc bụi tiên tiến trên thế giới, khảo sát
thực tế việc lắp đặt, vận hành Lọc bụi tĩnh điện tại trên 7 công ty xi măng ở trong n−ớc
cũng nh− khảo sát kỹ khả năng thiết kế chế tạo lọc bụi tĩnh điện ở Việt nam, nhóm đề
tài đã thực hiện các nội dung sau:
- Lập bảng thống kê so sánh các loại lọc bụi tĩnh điện, công nghệ và các đặc tính,
thông số kỹ thuật của chúng. Trên cơ sở đó phân tích kết cấu, công nghệ chế tạo và lắp
ráp của các bộ phận chủ yếu nh− điện cực lắng, điện cực phóng, bộ rung gõ bụi và đặc
biệt là bộ điều khiển.
Đánh giá phân tích quy trình công nghệ và cấu tạo thiết bị.
- Lựa chọn thông số kỹ thuật dự kiến thiết kế; Thu thập tiêu chuẩn thiết kế, ph−ơng
pháp tính toán
- Tính toán và thiết kế kỹ thuật phần cơ khí và phần điện điều khiển.
- Phân tích khả năng và đề ra ph−ơng án chế tạo thiết bị trong n−ớc.
- Lập quy trình công nghệ chế tạo, kiểm tra chất l−ợng sản phẩm, quy trình lắp dựng và
khảo nghiệm. Đặc biệt các bộ phận chủ yếu (critical parts): các điện cực lắng, điện cực
phóng, hệ rung gõ bụi theo công nghệ của hãng Lodge Cottrell.
- Nhóm đề tài đã khảo nghiệm bộ điều khiển tự động do nhóm chế tạo tại hiện tr−ờng
Công ty Xi măng Lạng Sơn.
3. Kết quả: Kết quả khảo nghiệm cho thấy bộ điều khiển lọc bụi tĩnh điện do nhóm đề
tài thiết kế chế tạo đã đạt kết quả theo mục tiêu đề tài đã đề ra.
4. Kết luận: Đề tài nghiên cứu có thể triển khai ứng dụng để thiết ké, chế tạo hệ thống
lọc bụi tĩnh điện cho các nhà máy xi măng ở trong n−ớc thay thế các thiết bị hiện đang
phải nhập ngoại.
8
Lời mở đầu:
Trong những năm gần đây để đáp ứng cho ch−ơng trình phát triền hạ tầng của đất
n−ớc, nhiều nhà máy xi măng của các doanh nghiệp trong n−ớc cũng nh− các liên
doanh n−ớc ngoài đã đ−ợc xây dựng. Tuy nhiên thiết bị của các dây chuyền công nghệ
sản xuất xi măng cũng nh− l−ợng phụ tùng thay thế hàng năm rất lớn vẫn chủ yếu đ−ợc
nhập khẩu từ Nhật bản hoặc Châu Âu. Thực hiện chủ tr−ơng nội địa hoá thiết bị, phụ
tùng thay thế và tiến tới sản xuất thiết bị đồng bộ của nhà máy sản xuất xi măng của
nhà n−ớc, trong ch−ơng trình hợp tác nghiên cứu khoa học và phát triển công nghệ
thuộc đề tài cấp Nhà n−ớc mã số KC 06-07 CN ”Nghiên cứu thiết kế, chế tạo thiết bị,
phụ tùng thay thế cho công nghiệp xi măng lò quay 1,4 triệu tấn/năm “, Nhóm đề tài
của Viện IMI đã tham gia Phần lọc bụi tĩnh điện Q= 1230 m3/phút.
Qua quá trình điều tra, khảo sát, nghiên cứu lựa chọn công nghệ từ các thiết bị lọc bụi
tĩnh điện tiên tiến của các n−ớc G7, Liên Xô kết hợp với kinh nghiệm nghiên cứu thiết
kế chế tạo lọc bụi tĩnh điện của đơn vị, nhóm đề tài đã lựa chọn đ−ợc thông số kỹ thuật
của thiết bị, tính toán, thiết kế kỹ thuật, lập quy trình chế tạo, khảo nghiệm. Đồng thời
chế tạo và khảo nghiệm bộ điều khiển tự động tại hiện tr−òng nhà máy xi măng. Đề tài
là một b−ớc khẳng định khả năng làm chủ công nghệ và hoàn toàn có thể chế tạo thiết
bị lọc bụi tĩnh điện hiệu suất cao ở trong n−ớc.
9
Ch−ơng 1
Khảo sát , thu thập và phân tích số liệu về một số hệ thống
lọc bụi tĩnh điện ở việt nam
1.1. Đặt vấn đề
Ngành sản xuất xi măng là một ngành sản xuất công nghiệp quan trọng của nền
kinh tế Việt Nam. Với nguồn nguyên liệu nh− đá vôi, thạch cao và các phụ gia khác
t−ơng đối dồi dào, công nghiệp sản xuất xi măng ở n−ớc ta có cơ sở để phát triển. Do
đòi hỏi bức bách của thị tr−ờng xây dựng n−ớc ta đã đầu t− nhiều nhà máy xi măng nh−
Hải phòng, Hà Tiên I, II, Bỉm Sơn, Hoàng Thạch, Nghi Sơn, Hoàng Mai, Chinfon... với
nhiều dây chuyền công nghệ nhập ngoại với các trình độ khác nhau từ các n−ớc nh−
Rumani, Liên Xô, Đan Mạch, Đức, Pháp, Đài Loan, Trung Quốc hoặc sản xuất trong
n−ớc. Với công nghệ khác nhau đ−ợc sử dụng nh− công nghệ sản xuất xi măng theo
ph−ơng pháp khô, ph−ơng pháp −ớt, xi măng lò quay, xi măng lò đứng...
Nh−ng do đặc thù của quá trình công nghệ, công nghiệp sản xuất xi măng phát
sinh rất nhiều nguồn bụi và khí thải gây ô nhiễm tiềm tàng cho môi tr−ờng.
Do Luật môi tr−ờng ngày càng đ−ợc áp dụng chặt chẽ đặc biệt đối với các dây
chuyền mới, các nhà đầu t− đã trang bị các thiết bị xử lý bụi nh− Cyclon, lọc bụi −ớt,
lọc bụi túi và lọc bụi tĩnh điện để giảm ô nhiễm môi tr−ờng.
Nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài là:
1. Điều tra khảo sát tình hình sử dụng lọc bụi tĩnh điện trong các nhà máy ximăng lò
quay thu thập phân tích các thông số môi tr−ờng làm việc của lọc bụi tĩnh điện.
2. Đánh giá phân tích quy trình công nghệ, cấu tạo để đ−a ra các kiểu, chủng loại thiết
bị tiêu biểu.
3. Thiết kế, lập quy trình chế tạo và khảo nghiệm thiết bị để sản xuất lọc bụi tĩnh điện
Q = 1.230m3/ph cho nhà máy xi măng lò quay 1,4 triệu m3/năm.
10
1.2. Một số hệ thống lọc bụi tĩnh điện Tại các nhà máy xi
măng ở Việt Nam
1.2.1 Lọc bụi tĩnh điện tại Công ty xi măng Bỉm Sơn
Công ty xi măng Bỉm Sơn sau khi hoàn thành công tác cải tạo hiện đại hoá dây
chuyền II sẽ có 4 máy nghiền ximăng, cụ thể là: Ba máy nghiền xi măng số I, II, III
làm việc theo chu trình hở do Liên Xô thiết kế, chế tạo và lắp đặt từ năm 1980. Công
suất thiết kế mỗi máy là 65 tấn/h. Ximăng sản phẩm sau mỗi máy nghiền đ−ợc vận
chuyển lên các silô tồn trữ bằng các thiết bị bơm buồng. Bụi trong khí thải của mỗi
máy nghiền đ−ợc xử lý bằng các lọc bụi tĩnh điện riêng biệt. Bụi thu đ−ợc từ lọc bụi
tĩnh điện đ−ợc xả trực tiếp vào buồng chứa bột của bơm buồng t−ơng ứng.
Máy nghiền ximăng số 1 có kích th−ớc φ 4 x 13,5 công suất động cơ 3.150kw,
làm việc theo chu trình hở với năng suất thiết kế 65 tấn/h. Sản phẩm sau khi nghiền
đ−ợc thu hồi và vận chuyển tới silô ximăng bằng hệ thống bơm buồng năng suất 80
tấn/h.
Bụi sau máy nghiền đ−ợc xử lý bằng lọc bụi tĩnh điện có l−u l−ợng lọc
55.000m3/h, diện tích lọc 945m2.
- Tình trạng: Lọc bụi tĩnh điện này vẫn hoạt động theo thiết kế
Tuy nhiên lọc bụi này cũng không đ−ợc sử dụng lại sau cải tạo, vì lý do sau:
- Nồng độ bụi ra theo thiết kế từ 200 ữ 250 mg/Nm3, v−ợt quá yêu cầu của Luật
định ( 100mg/ Nm3) (tiêu chuẩn khí thải công nghiệp về nồng độ bụi TCVN 5939-
1995)
- L−u l−ợng lọc không đáp ứng yêu cầu sau cải tạo là: 90.000m3/h.
Các số liệu chi tiết về hệ thống lọc bụi tĩnh điện của máy nghiền số 1 của nhà máy xi
măng Bỉm Sơn nh− sau :
- L−u l−ợng: 1.500m3/ph
- Diện tích lọc: 1.650 m2
- Tổn thất áp suất 2 mbar
- Nhiệt độ làm việc: 800C
- Động cơ:
+ Vít tải: 5,5 kw
+ Kín khí: 2,2 kw
11
- Quạt lọc bụi:
+ L−u l−ợng: 1.500 m3/ph
+ áp lực: 200mm H2O
+ Động cơ: 160 kw
1.2.2 Lọc bụi tĩnh điện tại Công ty xi măng Hà Tiên 2
- Xử lý bụi trong khí thải lò quay hệ −ớt
- Lọc bụi tĩnh điện:
+ L−u l−ợng: 136.000 m3/h
+ Nồng độ bụi đầu vào: 25g/m3
+ Nồng độ bụi đầu ra: 100 mg/ Nm3
+ Nhiệt độ vận hành: 2500C; max 3500C
+ áp suất làm việc: 200 mm H2O, max 250 mm H2O
+ Quạt IDF
L−u l−ợng: 150.000 m3/h
áp suất: 300 mm H2O
Công suất: 170 kw
Tốc độ: 780v/ph
1.2.3 Lọc bụi tĩnh điện tại Công ty Xi măng Bút Sơn
1.2.3.1 Lọc bụi tĩnh điện cho Máy nghiền than
Chỉ tiêu Đơn vị Số liệu
Số liệu quá trình L−u l−ợng khí thải Nm3/h m3/h 79.000/ 107300
Đ/K danh nghĩa Nhiệt độ khí vào 0C 95
áp suất tại đầu vào mmH2O - 80
Độ ẩm % 6,1
Nồng độ bụi g/ Nm3 42
Nồng độ bụi ra (max 50) mg/Nm3 dry 30
Tỉ trọng khí Kg/m3 1,26
Số liệu quá trình L−u l−ợng khí thải Nm3/h m3/h 82.950/ 113.000
Đ/K thiết kế Nhiệt độ khí vào 0C 95
áp suất tại đầu vào mmH2O - 120
Độ ẩm % 5 đến 8
12
Nồng độ bụi g/ Nm3 Max 75
Nồng độ bụi ra (max 50) mg/Nm3 dry 50
Tỉ trọng khí Kg/m3
V di chuyển dòng DN/TK cm/s 7,65/ 7,79
Thông số chung Nguồn gốc xuất xứ LODGE COTRELL/FLS
Kiểu M400 LCS
Số tr−ờng 3
Số đ−ờng khí (giữa 2 điện cực
cùng dấu)
15
Chiều rộng 1 đ−ờng khí mm 400
Diện tích điện cực lắng TK/TT m2 2.839/ 3.492
Số bộ nguồn cao áp/ Nơi đặt 3/ nóc
Điện áp kV 110
C−ờng độ dòng điện mA 400
Số bộ dẫn động TB rung gõ bụi kW 3 x 0,25
Kiểu điện cực phóng Thanh dẹt có răng c−a
Độ dày điện cực lắng mm 1,2
Độ dày tấm vỏ thân mm 5
Tổn thất áp giữa đầu vào, ra mm H2O 30
Bảo ôn -Diện tích m2 1.210
-Chiều dày mm 100
Thu hồi bụi Xích Bộ 2
Van tháo bụi Cái 6
Khối l−ợng Khối l−ợng toàn bộ Kg 174.000
1.2.3.2 Lọc bụi tĩnh điện cho Máy nghiền xi măng
Chỉ tiêu Đơn vị Số liệu
Số liệu quá trình L−u l−ợng khí thải DN/TK Nm3/h m3/h 44.440/ 86.700
L−u l−ợng khí thải DN/TK Nm3/h m3/h 32.560/ 60.000
Nhiệt độ khí vào DN/TK 0C 92/ 100
áp suất tại đầu vào DN/TK mmH2O -200/-300
Độ ẩm % 10
Nồng độ bụi g/ Nm3 45
13
Nồng độ bụi ra (max 50) mg/Nm3 dry 50
Hiệu suất % 99,99
Tỉ trọng khí Kg/m3 1,28
L−u l−ợng khí thải Nm3/h m3/h 82.950/ 113.000
V di chuyển hạt bụi cm/s 11,12
V dòng khí m/s 0,62
Thông số chung Nguồn gốc xuất xứ LODGE COTRELL/FLS
Kiểu M400 LCS
Số tr−ờng 3
Số đ−ờng khí (giữa 2 điện cực
cùng dấu)
10
Chiều rộng 1 đ−ờng khí mm 400
Diện tích điện cực lắng TK/TT m2 1.893/2.328
Số bộ nguồn cao áp/ Nơi đặt 3/ nóc
Điện áp kV 110
C−ờng độ dòng điện mA 200
Số bộ dẫn động TB rung gõ bụi kW 3 x 0,25
Kiểu điện cực phóng Thanh dẹt có răng c−a
Độ dày điện cực lắng mm 1,2
Độ dày tấm vỏ thân mm 5
Tổn thất áp giữa đầu vào, ra mm H2O 30
Bảo ôn -Ddiện tích m2 900
-Chiều dày mm 100
Thu hồi bụi Vít tải Bộ 1
Van tháo bụi Van xoay
Khối l−ợng Khối l−ợng toàn bộ Kg 113.000
14
1.2.4 Các hệ thống lọc bụi điện của các dự án xi măng
Công ty xi măng và
LBĐ sử dụng
L−u l−ợng
m3/h
Diện
tích lọc
m2/
Số
tr−ờng
điện
Số
tr−ờng
cơ
Nồng độ
bụi vào
(g/Nm3)
Nồng độ
bụi ra
(mg/Nm3)
Điện áp
làm việc
Kv
Tốc độ
lắng
(m/s)
Nhiệt chịu
đựng
(0C/2h)
Quạt
EP
(Kw)
Lò
Cooler
H
o
à
n
g
T
h
ạ
c
h
2
F
L
S
c
h
m
i
d
t
Than
Lò 474.000 (1160C) 7.088 3 1 70/55 50 111 1,15-1,25 400
Cooler 396.000 (3450C) 7.088 3 1 30 50 111 1,03 400
B
ỉ
m
S
ơ
n
s
a
u
c
ả
i
t
ạ
o
L
u
r
g
i
Than 73.000 (800C) 2 1 80 50 111 0,95 200
Lò 369.000 8.410 3 1 100 50 111 1,27 300
Cooler 288.000 9.846 3 1 29 50 111 1,27 400
Than 96.000 2.897 2 1 36 50 111 0,82
H
o
à
n
g
M
a
i
L
u
r
g
i
XM 182.360 4.575 3 1 130 50 111 0,80 160
Lò 450.000 3 2 67 30 0,8 400
N
g
h
i
S
ơ
n
L
u
r
g
i
Cooler 320.000 3 1 20 30 11 0,8 400
Lò 466.000 (1500C) 7.938 3 1 80 50 111 0,93 2.500
Cooler 480.000 (2050C) 9.072 3 1 25 50 111 0,99
Than 110.000 (1000C) 2.700 3 1 80 50 111 0,59 450
B
ú
t
S
ơ
n
L
o
d
g
e
C
o
t
t
r
e
l
l
XM 86.000 (960C) 1.638 3 1 300 50 111 0,77 160
Lò 576.000 (1500C) 12.740 4 1 900 50 110 2.000
C
h
i
n
f
o
n
Cooler 612.000 (2400C) 8.352 3 1 20 50 80 370
15
Ch−ơng 2
Tổng quan về bụi và lọc bụi tĩnh điện
2.1 Những tính chất cơ bản của bụi
2.1.1 Khối l−ợng riêng
Khối l−ợng riêng đ−ợc chia làm 3 khái niệm: khối l−ợng riêng thật, khối l−ợng
riêng xếp đống và khối l−ợng riêng cảm nhận.
Khối l−ợng riêng thật là khối l−ợng riêng của các hạt bụi xếp sát vào nhau,
không có khe hở, còn khối l−ợng riêng xếp đống là khối l−ợng riêng của các hạt bụi
có tính đến các khe hở giữa chúng. Khi bụi bị bám dính, khối l−ợng riêng xếp đống
tăng từ 1,2 - 1,5 lần.
2.1.2 Phân loại hạt theo kích th−ớc
Kích th−ớc hạt bụi là một thông số cơ bản để xác định thiết bị thu bụi. Bụi
đ−ợc phân loại theo kích th−ớc tính bằng micromet (àm) và từng nhóm kích th−ớc
bằng phần trăm (%).
2.1.3 Tính bám dính của bụi
Trong đa số các thiết bị lọc bụi cần xác định giới hạn sử dụng phụ thuộc vào
độ bám dính của các hạt bụi.
Các hạt bụi có kích th−ớc nhỏ sẽ có độ bám dính lớn. Trong bụi có 60-70% các
hạt có đ−ờng kính nhỏ hơn 10 àm sẽ là bám dính mặc dù các hạt khác lớn hơn, có độ
xốp.
2.1.4 Khả năng gây mài mòn của bụi
Phải tính đến sự gây mài mòn do bụi khi chọn vận tốc dòng khí chứa bụi, độ
dày của thành thiết bị và vật liệu phủ bề mặt thiết bị.
2.1.5 Khả năng hút ẩm và hoà tan của bụi
Xác định bởi thành phần hoá học và kích th−ớc, hình dạng, độ nhẵn bề mặt của
hạt bụi.
2.1.6 Điện trở suất của lớp bụi
Là yếu tố ảnh h−ởng lớn đến hoạt động của lọc bụi tĩnh điện. Đ−ợc chia ra làm
3 nhóm vật liệu theo điện trở suất:
16
- Nhóm I: ρ < 104Ω.cm. Khi lắng vào các điện cực, các hạt bụi bị mất điện tích
ngay nên có thể bị cuốn đi lần nữa theo khí.
- Nhóm II: ρ = 104 ữ 1010Ω.cm. Lọc bụi tĩnh điện khử tốt nhất, vì lắng vào điện
cực, các hạt không bị mất tĩnh điện ngay nên có đủ thời gian tạo thành lớp.
- Nhóm III: ρ ≥ 10 ữ 13 Ω.cm. Lọc bụi tĩnh điện khử rất khó. Bụi thuộc nhóm này
khi lắng vào điện cực sẽ tạo thành lớp bụi xốp cách điện. Khi c−ờng độ điện
tr−ờng tăng lên đến giá trị tới hạn nào đó sẽ xảy ra phóng điện qua lớp bụi xốp để
tạo thành rãnh nhỏ chứa đầy các ion d−ơng. Tiếp theo sẽ là hiện t−ợng phóng điện
vầng quang ng−ợc làm giảm hiệu suất của lọc bụi tĩnh điện.
2.2 Đặc tính điện của một số khoáng chất
Bảng thông số về đặc tính dẫn điện của một số loại vật liệu và khoáng chất nh− d−ới
đây
Tên khoáng
Công thức hoá
học
Điện trở suất
Ω.m Mức độ dẫn điện
Kim c−ơng 1014 Không dẫn điện
Apatit 1016 Không dẫn điện
Mica đen Bán dẫn
Vonframit 7.107 Bán dẫn
Galênit Pbs 3.105 Dẫn điện
Gematit Fe2O3 3.10
6 Dẫn điện
Thạch cao - Không dẫn điện
Garaphit 7.104 Dẫn điện
Disten - Không dẫn điện
Vàng - Dẫn điện
Inmênhit - Dẫn điện
Canxit CaCO3 1011 ữ 1016 Không dẫn điện
Caxiterit SnO2 8.10
4 Dẫn điện
Thạch anh SiO2 1016 ữ 1021 Không dẫn điện
Manhêtit Fe3O4 1.10
2 Dẫn điện
17
Mônaxit 1014 Không dẫn điện
Môlipden Mo 103 Dẫn điện
Pirit FeS2 4.10
3 Dẫn điện
Bạch kim Pt - Dẫn điện
Rutil TiO2 - Dẫn điện
Siđêrit FeCO3 10
4 Dẫn điện
Silimanit - Không dẫn điện
Sfen - Bán dẫn
Tantalit 106 Dẫn điện
Titannômanhêtit 1,2.102 Dẫn điện
Tuốcmalin - Không dẫn điện
Fluôrit CaF2 5.10
14 Không dẫn điện
Crômit FeOCr2O3 - Dẫn điện
Ziricon ZrSiO4 10
14 Không dẫn điện
Xepuxit PbCO3 - Dẫn điện
Selit CaWO4 4.10
15 Không dẫn điện
Bụi ximăng 104 ữ 1012 Bán dẫn
2.3 đặc tính của Bụi và khí thảI trong nhà máy ximăng
2.3.1 Đặc tính vật liệu của bụi trong các nhà máy xi măng
Trong công nghiệp xi măng, nhiều loại lọc bụi tĩnh điện đ−ợc sử dụng để hấp thu
các loại vật liệu bụi ở những công đoạn sản xuất khác nhau trong nhà máy xi măng:
Lọc bụi tĩnh điện cho máy nghiền than
Lọc bụi tĩnh điện cho lò sấy
Lọc bụi tĩnh điện cho lò nung
Lọc bụi tĩnh điện cho máy nghiền liệu
Lọc bụi tĩnh điện cho máy nghiền xi măng.
Đối với các thành phần bụi khác nhau, có tính chất lý hoá và đặc biệt là điện trở
suất khác nhau, thì ảnh h−ởng của chúng đến chế độ làm việc và hiệu suất của lọc bụi
tĩnh điện cũng khác nhau.
18
) Đối với các máy nghiền liệu (xỉ lò cao, đất sét, đá vôi, thạch cao hay các phụ
gia khác) hoặc than, do liệu hay than ở đầu vào còn có ẩm nên trong quá trình
nghiền phải hút thêm không khí để làm thoát hơi ẩm của vật liệu. Bụi liệu hoặc
than có trong khí thải vào lọc bụi tĩnh điện đều nằm trong khoảng điện trở suất
thích hợp cho lọc bụi tĩnh điện làm việc ổn định:
- Nhiệt độ khí thải: 30 - 600C.
- Điện trở suất: 1,8.109 Ω m đối với than và 0,7.1010- 6,3.1011 Ω m đối với
liệu
) Đối với máy nghiền xi măng, l−ợng ẩm trong khí thải vào lọc bụi tĩnh điện
thấp và nhiệt độ cao hơn:
- Nhiệt độ khí thải: từ 80 - đến 1200C.
- Điện trở suất:0,4.107 Ω m
) Đối với lò sấy tang quay để sấy than hoặc vật liệu, nhiệt độ khí thải cao hơn
1000C nh−ng th−ờng phải cao hơn nhiệt độ đọng s−ơng 40 – 500C:
- Nhiệt độ khí thải: từ 100 - đến 1500C.
- Điện trở suất:107 - đến 108 Ω m.
) Đối với lò quay công nghệ −ớt:
- Nhiệt độ khí thải: từ 160 - đến 2500C tuỳ theo chiều dài của lò.
- Điện trở suất:1,4.107 - đến 3.109 Ω m.
Các quá trình công nghệ trong nhà máy sản xuất xi măng nh− nghiền, phân ly,
sấy, nung, tải liệu đều gồm các loại chất liệu có chứa các chất rắn bay theo (bụi).
- Kích th−ớc các hạt bụi (đ−ờng kính quy đổi) trung bình : ở quá trình nghiền 7 ữ 10
àm (T1 - trang 18).
- L−ợng bụi trong khí thải: 23,3 ữ 268 g/m3.
- Nhiệt độ không khí chứa bụi: 64 ữ 1300C.
- Độ ẩm: 4 ữ 5%; < 10% (T1 - bảng 47 - trang 296).
- Điện trở suất của bụi trong khoảng to = 60 ữ 950C và 10% độ ẩm: 1010 ữ 1011Ω.m.
- Phân loại hạt bụi: àm/% ở đầu ra máy nghiền.
19
Kích th−ớc
bụi (àm) 0ữ10 10ữ20 20ữ30 30ữ40 40ữ60 60ữ90 90ữ200 ữ200
Kiểu th−ờng 30,2 19,9 19,8 13,6 7,4 7,6 1,3 0,03
Kiểu hầm 60,6 15,7 11,8 3,6 7,5 0,8 - -
Thực tế đã xác định, hoạt động (sự làm việc của lọc bụi tĩnh điện để làm sạch
khí thải cho các máy nghiền xi măng rất khó khăn vì điện trở suất của bụi cao, độ
bám dính lớn gây trở ngại cho rung gõ các điện cực. Vì thế dòng điện trong tr−ờng có
thể chỉ đạt 10 ữ 15mA, còn hiệu suất lọc bụi chỉ đạt 85 ữ 95%.
Ng−ời ta thí nghiệm để giảm điện trở suất của bụi bằng cách bổ sung n−ớc vào
khí thải nh−ng không đem lại kết quả khả quan.
Tăng chế độ điện của lọc bụi tĩnh điện để nâng hiệu quả làm việc của chúng đã
có kết quả tốt khi thay đổi các điện cực phóng dạng phẳng bằng các điện cực phóng
dạng gai.
- Nồng độ bụi: Vào lọc bụi tĩnh điện: 60 ữ 350 g/Nm3.
Ra 0,1 g/Nm3.
- Nhiệt độ: 70 ữ 850C.
- Vận tốc: 0,8 ữ 1,0 m/s
- Trở lực: 60 kg/m2.
- Tiêu hao điện năng cho 1.000m3 khí trong 1 giờ:
* Cho lọc bụi tĩnh điện: 0,33 Kwh.
* Cho trở lực: 0,34 Kwh
Bụi trong đ−ờng ống từ máy nghiền ximăng vào lọc bụi tĩnh điện đã đ−ợc đo đạc và
phân tích: khối l−ợng riêng ρ = 2,49 T/m3.; nồng độ bụi = 40 ữ 45 g/m3 và phân loại
nh− sau:
Kích th−ớc (àm)
Min
0 ữ 5 5 ữ 10 10 ữ 20 20 ữ 40 40 ữ 60 >60
Tỉ lệ % 7,60 9,02 23,10 22,60 15,14 18,54
Vận tốc phát tán (cm/s) 0,193 0,773 3,08 10,5 23,2 -
20
Cỡ hạt bụi của các thiết bị nhà máy xi măng
Số l−ợng % theo khối l−ợng cỡ hạt (àm)
Tên thiết bị
0-10 10-20 20-30 30-40 40-60 60-90
90-
200
>200
Lò quay chiều dài trên
100m sản xuất theo
ph−ơng pháp −ớt
18-50 18-33 5-22 3-12 12-17 2-12 2-6
0,1-
1,8
Lò quay chiều dài với
chiều dài nhỏ hơn 100m
20-30 23-32 17-23 6-14 5-14 2-7 2-4
0,1-
0,2
Lò quay làm việc theo p.p
khô
45-50 20-30 8-10 5-7 5-7 0,5-1
0,2-
0,5
0,2-
0,5
Lò quay có đặc 28-37 16-19 14-17 9-10 3-8 12-13 5-11
0,3-
0,5
Lò quay với bộ trao đổi
nhiệt xyđôn
80-82 4-6 3-4 2-4 5-6 - - -
Máy nghiền ximăng 28-45 23-25 12-14 9-11 11-12 1,6 0,1-4
0,1-
0,4
Thiết bị sấy kiểu tang quay
Than ......................... 18-50 15-23 11-23 10-16 9-18 1-13 0,5-2
0,1-
0,5
Xỉ ................................ 10-18 11-16 10-30 11-14 5-7 11-12 7-8
0,2-
0,5
Vật liệu khác ............ 75 12 10
Trên 40àm tới 3%
2.3.2 Tính chất của khí thải trong nhà máy xi măng
Ngoài điện trở suất của bụi thì một số đặc tính khác của khí thải nh−: nhiệt độ,
độ ẩm, tỷ trọng, thành phần hoá học (kể cả các tạp chất khối l−ợng nhỏ nh−ng có ảnh
h−ởng đến quá trình nh− SO3) cũng có ảnh h−ởng lớn đến quá trình lọc bụi tĩnh điện.
21
ảnh h−ởng của nhiệt độ và độ ẩm của khí cần làm sạch đến hiệu quả lọc bụi đ−ợc
xác định bằng sự liên quan của các yếu tố này tới điện áp tới hạn và điện trở suất của
lớp bụi.
Điện áp tới hạn tăng lên theo sự tăng của tỷ trọng khí. Bởi vậy khi nhiệt
độ hạ xuống, tỷ trọng khí lớn lên và điện áp tới hạn cũng tăng theo, đảm
bảo hoạt động ổn định của lọc bụi tĩnh điện ở điện áp cao. Còn hơi n−ớc
có trong thành phần của khí cũng làm tăng điện áp tới hạn và nh− thế sẽ
làm tăng hiệu quả lọc bụi.
Điện trở suất của lớp bụi th−ờng giảm khi nhiệt độ tăng lên, nên trong
một số tr−ờng hợp, để giảm điện trở suất của lớp bụi xuống d−ới mức
t−ơng ứng với điện áp cực quang ng−ợc, chỉ cần lọc bụi ở nhiệt độ cao
hơn.
Đối với các vật liệu có điện trở suất cao, hiệu suất lọc bụi tĩnh điện cao trong
khoảng nhiệt độ thấp gần với nhiệt độ đọng s−ơng và trong khoảng nhiệt độ t−ơng đối
cao để điện trở suất của lớp bụi nhỏ. Trong khí thải đi vào lọc bụi tĩnh điện nếu có
một l−ợng thành phần SO3 , NH3 … sẽ có ảnh h−ởng tích cực đến hiệu suất lọc bụi.
Bởi vì lớp bụi sẽ có điện trở suất nhỏ hơn khi hấp phụ các khí này, đặc biệt khi nhiệt
độ dòng khí gần với nhiệt độ đọng s−ơng (trong các lọc bụi tĩnh điện cho các lò sấy).
Cỡ hạt bụi chung của các khí thải
Kích th−ớc hạt ( àm ) Tỷ lệ % so với khối l−ợng chung
<1,6 2,08
1,6 - 2,5 3,61
2,5 – 4 8,32
4 - 6,3 17,56
6,3 – 10 20,60
10 – 16 18,74
16 – 25 14,57
25 – 40 12,50
> 40 2,02
22
2.4 Phân loại lọc bụi tĩnh điện
Lọc bụi tĩnh điện ngày nay đ−ợc sử dụng rộng rãi để lọc các chất rắn và lỏng vì
tính đa năng và hiệu suất cao. Hiệu suất lọc bụi tĩnh điện có thể tới hơn 99,9% và lọc
đ−ợc các hạt bụi siêu nhỏ từ nồng độ bụi ban đầu tới hơn 50g/m3.
Lọc bụi tĩnh điện đ−ợc sử dụng trong vùng nhiệt độ tới 4500C, d−ới tác dụng
của môi tr−ờng ăn mòn, với áp suất d−ơng hoặc chân không (áp suất âm).
Lọc bụi tĩnh điện có −u điểm lớn là chi phí vận hành thấp, trở lực nhỏ (không
lớn hơn 250Pa) nên tiêu hao năng l−ợng lọc cho 1.000m3 khí chỉ bằng 0,1 ữ 0,5 Kwh.
Nh−ng lọc bụi cũng cần có vốn đầu t− lớn, suất đầu t− cho các bộ lọc bụi tĩnh
điện với năng suất càng nhỏ lại càng lớn và ng−ợc lại.
Lọc bụi tĩnh điện có nh−ợc điểm là hiệu quả sẽ thấp khi dùng để khử bụi có
điện trở suất quá cao; không sử dụng đ−ợc cho những loại khí tạo thành hợp chất nổ
nguy hiểm; và cần có chế độ làm việc, lắp đặt, căn chỉnh rất nghiêm ngặt.
Lọc bụi tĩnh điện đ−ợc chia làm hai loại: Lọc bụi tĩnh điện khô và lọc bụi tĩnh
điện −ớt.
i. Lọc bụi tĩnh điện −ớt: lọc bụi tĩnh điện −ớt dùng để khử bụi dạng vật
liệu rắn và đ−ợc rửa khỏi bề mặt lắng bằng n−ớc. Nhiệt độ của dòng khí
chứa bụi cần bằng hoặc xấp xỉ nhiệt độ đọng s−ơng của nó khi vào lọc
bụi tĩnh điện. Ngoài ra lọc bụi −ớt đ−ợc sử dụng để thu các hạt lỏng
dạng s−ơng hoặc giọt ẩm từ dòng khí. Trong các tr−ờng hợp này có thể
không cần đến việc rửa bề mặt lắng mà các hạt dạng lỏng tự tích tụ và
chảy xuống d−ới.
ii. Lọc bụi tĩnh điện khô: Lọc bụi tĩnh điện khô th−ờng dùng để khử các
bụi dạng rắn và đ−ợc tách ra khỏi điện cực lắng bằng cách rung gõ.
Dòng khí vào lọc bụi tĩnh điện khô phải có nhiệt độ cao hơn hẳn điểm
đọng s−ơng để tránh đọng n−ớc trên bề mặt lắng và tránh ôxy hoá cho
các điện cực.
Dòng khí vào vùng tích cực của lọc bụi tĩnh điện có thể theo chiều
ngang hoặc chiều đứng vì thế lọc bụi tĩnh điện đ−ợc chia ra làm: Lọc
bụi tĩnh điện ngang và lọc bụi tĩnh điện đứng. Lọc bụi tĩnh điện có thể
có nhiều tr−ờng để đảm bảo tính hiệu quả làm việc của nó.
23
Lọc bụi tĩnh điện đứng th−ờng chỉ có một tr−ờng vì làm nhiều tr−ờng sẽ rất
phức tạp và vì thế hiệu suất lọc bụi đứng th−ờng thấp.
Lọc bụi tĩnh điện ngang rất phổ biến vì những −u việt của nó. Có thể thiết
kế chế tạo nhiều tr−ờng và hiệu suất cao.
) Do vậy chủ tr−ơng thiết kế lọc bụi tĩnh điện ngang, nhiều tr−ờng dạng lọc bụi
tĩnh điện khô là h−ớng chính để nghiên cứu.
H1. Hình dáng và các bộ phận của một thiết bị lọc bụi tĩnh điện khô, kiểu
ngang điển hình đ−ợc thể hiện nh− hình vẽ d−ới đây:
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- locbuitinhdien2_pdf0037_9892.pdf