Đồ án Tính toán thiết kế cyclon xử lí bụi gỗ

TRƯỜNG ÑH CÔNG NGHIỆP TP.HCM

VIỆN KH CÔNG NGHỆ & QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG

------

Đồ Án Chuyên Ngành :

Tp.HCM năm 2009

LỚP : CĐMT6LT

GVHD : ThS. Đinh Hải Hà

SVTH : Nguyễn Minh Phƣơng

Trần Thị Mai Ly

Tp.HCM,năm 2009

Mục lục :

MỞ ĐẦU ............................................................................................................................................... 3

CHƢƠNG 1 : GIỚI THIỆU SƠ LƢỢC VỀ CÔNG TY SAGACO ..................................................... 4

I) Quá Trình Thành Lập :..................................................................................................................... 4

II) Đặc Điể m T ổ Ch ứ c C ủ a Công Ty :................................................................................................ 7

II.1) Quy Trình Công Ngh ệ S ả n Xu ấ t : ........................................................................................... 7

II.2) Quy Trình Công Ngh ệ :............................................................................................................ 7

II.3) Thuy ế t Minh Công Ngh ệ :........................................................................................................ 8

III) Hi ệ n Tr ạ ng Mô i Trƣờ ng : ..............................................................................................................14

III.1) Tóm T ắ t Các Ngu ồ n Gây Ô Nhi ễ m S ả n Xu ấ t :....................................................................14

III.2) Môi Trƣờ ng Không Khí ( B ụ i ) :.............................................................................................14

Chƣơng 2 : CÁC PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ B Ụ I ...............................................................................18

I) Thu B ụ i B ằ ng Cyclon :.....................................................................................................................18

I.1) Gi ớ i thi ệ u :.................................................................................................................................18

I.3) Hi ệ u Ứ ng L ề :............................................................................................................................18

I.4) Ƣu Điể m :..................................................................................................................................19

I.5) Nhƣợc Điể m :............................................................................................................................19

II) Giao Di ện Chƣơng Trình Xác Đị nh Hi ệ u Su ấ t Cyclon :..............................................................19

Chƣơng 3 : TÍNH TOÁN THIẾ T B Ị ....................................................................................................21

I) L ự a Ch ọ n Công Ngh ệ Và Thi ế t B ị X ử Lý :....................................................................................21

I.1) Các Thông S ố Đầ u Vào :.........................................................................................................21

I.2) L ự a Ch ọ n Công Ngh ệ :............................................................................................................21

II) Tính Toán Thi ế t B ị :........................................................................................................................23

II.1) Tính Toán Công NGh ệ :..........................................................................................................23

II.2) Tính Toán Cyclon : ..................................................................................................................24

III) Giá Thành Thi ế t B ị :.......................................................................................................................26

TÀI LI Ệ U THAM KH Ả O .......................................................................................................................27

MỞ ĐẦU

Trong công nghiệp bụi đƣợc sinh ra từ các quá trìh công nghiệp nhƣ nghiền, tán

vật liệu cứng, sàn chọn vật liệu rụng rời, các quá trình mài, xử lý bề mặt, đánh bóng

sản phẩm...

Tùy theo loại vật liệu gia công chế biến và qy trình công nghệ mà bụi sinh ra có các

điểm khác nhau cho từng ngành công nghiệp nhau, mà quan trọng nhất phải đề cập

đến là khối lƣợng đơn vị của bụi và độ phân cấp cỡ hạt của nó. Các thông số này

quyết định sự lựa chọn thiết bị lọc một cách hợp lý và là cơ sở để tính toán hiệu quả

lọc của thiết bị.

Trong phạm vị hiểu biết còn hạn hẹp của chúng em, chúng em xin tìm hiểu và tính

toán thiết kế thiết bị xử lý bụi gỗ bằng Cyclon cho công ty sản xuất gỗ Sagaco.

CHƢƠNG 1 : GIỚI THIỆU SƠ LƢỢC VỀ CÔNG

TY SAGACO

I) Quá Trình Thành Lập :

Tiêu chí phát triển của Sagaco: “Sự vừa lòng của khách hàng chính là sự thành

công của chúng tôi".

Khởi đầu từ một công ty thƣơng mại chuyên về các sản phẩm gỗ công

nghiệp, Sagaco đã nhanh chóng vƣơn lên trở thành một trong những công ty dẫn

đầu về sản xuất và kinh doanh các sản phẩm gỗ công nghiệp tại Việt Nam.

Năm 2005, Công ty Cổ phần Thƣơng mại Saga đƣợc thành lập với 2 cổ đông

sáng lập, tổng nhân sự khoảng 10 ngƣời và lĩnh vực kinh doanh chính là nhập khẩu

và phân phối ván sàn gỗ công nghiệp. Trụ sở chính của công ty đặt tại số 328/22 phố

Lê Trọng Tấn, Hà Nội.

Năm 2006, chỉ sau 1 năm hoạt động công ty đã nhanh chóng khẳng định vị trí

của mình tại khu vực phí Bắc, đã triển khai đƣợc hệ thống phân phối rộng khắp khu

vực phía Bắc. Sản phẩm của công ty đã có mặt tại hầu hết các tỉnh và thành phố lớn

tại khu vực phía Bắc. Đội ngũ nhân sự cũng đã đƣợc tăng cƣờng đáng kể với trên 20

ngƣời và trụ sở chính của công ty đƣợc chuyển về P. 601 - tòa nhà CT9, Đô thị mới

Định Công, Hà Nội.

Năm 2007 đánh dấu một bƣớc ngoặt của công ty với một loạt thay đổi quan trọng:

Công ty chính thức đổi tên thành Công ty Cổ phần Saga (Nhằm phù hợp hơn với

định hƣớng mới là công ty không chỉ kinh doanh thƣơng mại mà còn mở rộng sang

các lĩnh vực đầu tƣ và sản xuất). Vốn pháp định của công ty đƣợc điều chỉnh tăng lên

3 lần với sự tham gia thêm của 1 cổ đông sáng lập thứ 3. Công ty cũng chính thức

thành lập chi nhánh tại TP. Hồ Chí Minh và Đà Nẵng. Và thị trƣờng của công ty cũng

đã đƣợc mở rộng ra phạm vi toàn quốc, sản phẩm của công ty đã có mặt tại hầu hết

các tỉnh thành trong cả nƣớc.

Trong giai đoạn này, công ty triển khai nghiên cứu một loạt dự án mở rộng sản

xuất kinh doanh nhƣ Dự án xây dựng Nhà máy sản xuất cửa gỗ công nghiệp tại

Thƣờng Tín - Hà Tây, Dự án liên doanh xây dựng Nhà máy sơ chế gỗ tại khu công

nghiệp Vũng Áng - Quảng Trị, dự án sản xuất ván sàn gỗ công nghiệp xuất khẩu tại

Hải Phòng.

Chỉ sau 3 năm, Sagaco đã trở thành một trong những công ty có tiếng trong lĩnh vực

gỗ công nghiệp tại Việt Nam. Tổng nhân sự đẵ tăng lên 35 ngƣời trong đó 22 ngƣời

tại trụ sở chính và 13 ngƣời tại các chi nhánh.

Đầu 2008, Nhà máy cửa gỗ công nghiệp Sagadoor tại Thƣờng tín - Hà Tây chính

thức đi vào hoạt động. Các lĩnh vực kinh doanh truyền thống của công ty cũng không

ngừng phát triển. Tổng nhân sự của công ty đã tăng lên 150 ngƣời trong đó có 50

ngƣời tại trụ sở chính & 2 chi nhánh và 100 ngƣời tại nhà máy. Tháng 5 năm 2008,

trụ sở chính của công ty đƣợc chuyển về tầng 5 - Khu liên cơ quan, 149 Giảng Võ,

Hà Nội. Trong 3 năm liền, công ty đã không ngừng tăng trƣởng cả về quy mô lẫn hiệu

quả, mức tăng trƣởng doanh thu và lợi nhuận trung bình đạt trên 300% một năm. Uy

tín và vị thế của công ty ngày càng đƣợc khẳng định.

Năm đã 2009 khởi đầu một cách đầy khó khăn, khủng hoảng kinh tế toàn cầu đã

ảnh hƣởng không nhỏ đến kế hoặch phát triển của công ty. Đứng trƣớc những khó

khăn đó, Ban lãnh đạo công ty đã nhanh chóng có một loạt điều chỉnh và đã giúp

công ty vững vàng vƣợt qua khó khăn

Cơ cấu tổ chức của công ty Sagaco

Những lĩnh vực kinh doanh chính mà Sagaco tập trung phát triển:

- Trồng rừng và khai thác rừng trồng;

- Xử lý và sơ chế gỗ nguyên liệu phục vụ sản xuất và xuất khẩu;

- Sản xuất ván sàn gỗ tự nhiên và công nghiệp;

- Sản xuất cửa gỗ công nghiệp;

- Sản xuất ván ép veneer / gỗ dán;

- Xuất nhập khẩu gỗ nguyên liệu;

- Nhập khẩu và phân phối sàn gỗ công nghiệp Unifloors.

II) Đặc Điểm Tổ Chức Của Công Ty :

II.1) Quy Trình Công Nghệ Sản Xuất :

Quy trình công nghệ sản xuất của Sagaco là một quá trình liên tục từ khâu

chuẩn bị nguyên liệu đến việc chế biến các loại sản phẩm đảm bảo quan hệ chặt chẽ

với nhau, không có tình trạng nguyên vật liệu hay bán thành phẩm của các khâu đi

ngƣợc chiều nhau hay chồng chéo nhau.

II.2) Quy Trình Công Nghệ :

II.3) Thuyết Minh Công Nghệ :

Gỗ đƣợc khai thác và xử lý để chuẩn bị đƣa vào sản xuất.

Gỗ đƣợc xẻ mỏng, phân loại, chuẩn bị chuyển về nhà máy chính để nghiền nhỏ và

đƣa vào sản xuất ván HDF.

Tại nhà máy chính, gỗ đƣợc nghiền nhỏ, bột gỗ đƣợc trộn với keo, phụ gia và chuyển

sang công đoạn ép.

Bột gỗ đƣợc xử lý kết hợp với các chất phụ gia làm tăng độ cứng của gỗ, chống mối

mọt, sau đó đƣợc ép dƣới áp suất cao (850-870 kg / cm2) và đƣợc định hình thành

tấm gỗ HDF (High Density Flyboard) có kích thƣớc 1220x2440mm, có độ dầy từ

6mm - 24mm tùy theo yêu cầu.

Ván gỗ HDF đƣợc chuyển tới nhà máy sản xuất Ván sàn gỗ công nghiệp (Laminate

flooring). Tại đây các tấm ván lại tiếp tục đƣợc xử lý hai mặt để làm tăng độ cứng,

chống co ngót cong vênh.

Các tấm ván HDF sau khi đã đƣợc xử lý hai mặt sẽ đƣợc chuyển sang dây chuyền

cán phủ lớp tạo vân gỗ và lớp phủ bề mặt.

Lớp phủ bề mặt thƣờng đƣợc làm bằng Melamine Resin kết hợp với sợi thủy tinh tạo

nên một lớp phủ trong suốt, giữ cho mầu sắc và vân gỗ luôn ổn định đồng thời đây

cũng là lớp chống xƣớc, bảo vệ bề mặt của ván sàn.

Các tấm ván sau khi đã đƣợc xử lý và tạo vân lại đƣợc ép dƣới nhiệt độ và áp suất

cao để đảm bảo các lớp liên kết chặt chẽ với nhau, tạo nên một khối đồng nhất và

bền vững. Sau đó các tấm ván đƣợc đánh bóng bề mặt và chuẩn bị chuyển sang dây

chuyền phay mộng.

Tại công đoạn này, các tấm ván đƣợc cắt đều theo kích thƣớc chuẩn và đƣợc soi

mộng cả 4 cạnh. Loại mộng kép là loại mộng tiên tiến nhất, yêu cầu máy soi phải

chính xác tuyệt đối, loại mộng này đã đƣợc nhiều hãng phát triển theo nhiều cách

khác nhau.

Sản phẩm sau khi đã qua dây chuyển phay mộng sẽ đƣợc chuyển qua bộ phận kiểm

tra chất lƣợng sản phẩm rồi chuyển sang dây chuyển đống gói.

Sau khi đã hoàn tất các công đoạn, hàng hóa đã sẵn sàng đến với ngƣời tiêu dùng.

III) Hiện Trạng Môi Trƣờng :

Mặc dù có nhiều cải tiến trong quá trình phát triển công nghệ, việc sản xuất gỗ

cũng không đƣợc xem là cộng nghiệp sạch. Trong quá trình sản xuất, yếu tố gây ô

nhiễm đầu tiên là bụi. Lƣợng bụi sinh ra cũng nhƣ thành phần hóa học kích thƣớc hạt

bụi theo khối gỗ ( tải lƣợng bụi) phụ thuộc nhiều vào nhiều yếu tố nhƣ quy trình sản

xuất, tính chất vật liệu, cách thu hồi .....

III.1) Tóm Tắt Các Nguồn Gây Ô Nhiễm Sản Xuất :

STT

1

Công Đoạn

Xẻ mỏng gỗ

Ép gỗ

Tính Chất Công Việc

Chất Thải

Xẻ mỏng gỗ đế phân loại và Bụi gỗ, tiếng ồn.

nghiền thành bột.

2

Thêm chất phụ gia để chống Khí thải, hơi dung

mối mót và ép dƣới áp suất môi.

cao để định hình.

3

4

Xử lý 2 mặt

Tạo vân

Làm tăng độ cứng, chống co Chất thải rắn,bụi.

ngót cong vênh

Giữ cho mầu sắc và vân gỗ Chất thải rắn, sợi

luôn ổn định đồng thời đây thủy tinh rơi vãi.

cũng là lớp chống xƣớc, bảo

vệ bề mặt của ván sàn.

5

6

Đánh bóng bề Tạo bề mặt bóng đẹp.

mặt

Hơi dung môi, khí

thải.

Phôi mộng

Căt ván theo kích thƣớc tiêu Chất thải rắn, bụi

chuẩn và soi mộng 4 cạnh. gỗ.

III.2) Môi Trƣờng Không Khí ( Bụi ) :

Với đặc tính chung của các loại hình chế biến gỗ thì bụi là một yếu tố đáng quan

tâm nhất. Nó phát sinh hầu hết trong các công đoạn của quy trình chế biến gỗ. Bụi

này là bụi thảo mộc, lƣợng phát sinh của nó trong thực tế sản xuất là nhiều, kèm theo

các điều kiện khác nhƣ là nhẹ, khí hậu nóng, nắng, gió và cả các điều kiện thông

thông gió ớ mái ( quạt hút), thông gió cục bộ...trong không gian sản xuất.

Lƣợng khí luôn luôn bị khuấy động làm khả năng phát tán của bụi vào môi

trƣờng không khí riêng của sản xuất và không khí chung của toàn xí nghiệp cũng

bị ô nhiễm theo .

Đế đánh giá mức độ tác động của bụi do hoạt động sản xuất của xí nghiệp, xí

nghiệp đã phối hợp với Trung Tâm Vệ Sinh – Phòng Dịch Tỉnh đo đạc mức độ ô

nhiễm bụi tại khu vực với giá trị nhƣ sau :

Bụi trọng lượng :

STT

VỊ TRÍ ĐO

KẾT

QUẢ

ĐỘ

ĐO,

BỤI

GHI CHÚ

NỒNG

(mg/m²)

1

2

Tại văn phòng

2.47

9.52

Xƣởng lắp ghép

ngoài

3

Xƣởng lắp ghép

9.48

trong

4

5

Xƣởng tinh chế

Xƣởng phôi

9.70

9.76

12

TCYT

TCVN 5937 - 1995

Đối với sản

xuất khu

Kết quả đo bụi ở khu vực xí nghiệp chế biến ván ép HDF của Sagaco

Bụi hô hấp < 7 m :

STT

1

Vị trí đo

Kết quả (Hạt /cm³)

Ghi chú

790

Tại văn phòng

835

838

2

Xƣởng lắp ghép ngoài

Xƣởng lắp ghép trong

Xƣởng tinh chế

3

4

839

842

5

Xƣởng phôi

3000

TCYT

Đối với con người :

Bụi là môi trƣờng thuận tiện cho việc phát tán các tác nhân vi sinh vật tiềm ẩn gây

tác động xấu đến sức khỏe con ngƣời. Mặc khác bụi còn ảnh hƣởng trực tiếp đến

hệ hô hấp với kích thƣớc hạt từ 0.1 – 10m, khi tiếp xúc sẽ gây nên những kích

thích cơ học và phát sinh phản ứng sơ hóa phổi. Trong các thao tác vận hành thiết

bị, bụi là một trong những nguyên nhân có thể dân đến tôn thƣơng mắt nếu không

có biện pháp bảo vệ mắt.

Đối với hệ thực vật :

Bụi bám vào lá cây làm giảm khả năng quang hợp và hô hấp của lá, ức chế quá

trình sinh trƣởng và phát triển của thực vật.

Đối với nguồn nước :

Bụi làm tăng hàm lƣợng tống các chất hữu cơ trong nƣớc, làm đục nƣớc...làm suy

thoái nguồn nƣớc.

Tiếng ồn :

Cũng nhƣ bụi tiếng ồn là một đặc trƣng gây ô nhiễm không khí của loại hình

chế biến gỗ, tiếng ồn do hoạt động sản xuất của xí nghiệp sản xuất ván HDF phát

sinh hầu hết trong các công đoạn chế biến, gia công của sán xuất. Tùy thuộc vào

trình độ công nghệ thiết bị, quy mô sản xuất và loại hình sản xuất...Tất cả những

tiếng ồn cộng hƣởng chung thành tiếng ồn cho từng khu vực.

Kết quả đo tiếng ồn của xƣởng sản xuất ván sàn gỗ HDF

STT

Vị Trí Đo

Kết quả

Ghi chú

I.Xƣởng lắp ghép

1

Đầu phân xƣởng

76

2

3

Giữa phân xƣởng

Cuối phân xƣởng

78

II. Xƣởng tinh chế

1

2

3

4

5

Xẻ gỗ

80

82

84

88

94

Ép gỗ

Phòng kiểm tra - kỹ thuật

Máy phay định hình

Máy rong tay

III.Xƣởng phôi

1

2

3

4

Tại nhà máy bào

92

90

82

83

Tại máy rong tự động

Tại cƣa lƣợng

Giữa phân xƣởng phôi

IV.Khu vực khác

1

2

3

Ngoài trời

60

61

Văn phòng

Cổng bảo vệ

58

TCYT

TCVN 5937-1995

Đối với sản xuất

Đối với sinh hoạt

75 ; 90

Chƣơng 2 : CÁC PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ BỤI

Các biện pháp xử lý bụi thích hợp gồm có :

Các buồng lắng bụi quán tính.

Cyclon lọc bụi khô.

Lọc túi vải, lọc sơ, lọc hạt, lọc dầu...

Lọc tĩnh điện.

I) Thu Bụi Bằng Cyclon :

I.1) Giới thiệu :

Cyclon thu bụi là một cấu trúc không có những chi tiết động trong đó dòng khí

vào sẽ bị chuyển hƣớng bắt buộc tạo thành một dòng khí xoáy. Lực ly tâm đƣợc

sinh ra và tác dụng lên các hạt lơ lững, đấy các hạt vào thành cyclon.

Các thành phần hạt lơ lửng trong khí thải phần nào vẫn chiu tác dụng của lực

ly tâm. Vận dụng tính chất này, ngƣời ta có thu gom bụi bằng cách cho dòng khí

đổi hƣớng một cách đột ngột. Lực ly tâm là là cơ chế học chủ yếu để thu gom bụi

trong Cyclon cũng nhƣ trong một số thiết bị thu gom bằng lực quán tính. Lực quán

tính và lực ly tâm cũng đóng một vai trò quan trọng trong các thiết bị nhƣ lọc, hấp

thu cũng nhƣ nhiều phƣơng pháp làm sạch khí thải khác, mặc dù những cơ chế

khác cũng quan trọng không kém.

I.2) Cơ Chế :

Cơ chế chủ yếu của một Cyclon là dòng khí xoáy. Do đó ngã vào của dòng

khí thải phải làm sao tạo đƣợc dòng khí xoáy. Thƣờng ngƣời ta thiết kế ngõ vào ở

trên đỉnh, theo phƣơng pháp tiếp tuyến với thành cyclon hình trụ để tạo dòng khí

xoáy xuống. Dòng xoáy này đƣợc gọi là dòng xoáy chính. Khi đó, lực ly tâm đƣợc

sinh ra và tác động lên các hạt bụi, làm cho chúng văng ra về phía thành của

Cyclon và đƣợc tách ra khỏi dòng khí. Khí sạch tiếp tục chuyển động xoáy và khí

gần đến đáy của Cyclon sẽ chuyển hƣớng đi lên ( nhƣng vẫn giữ nguyên chiều

cao ) để thoát ra khỏi ống khí thải. Dòng xoáy này gọi là dòng xoáy trục. Nhƣ vậy

dòng xoáy này đƣợc gọi là dòng xoáy trục. Nhƣ vậy, dòng xoáy trục nằm bên

trong dòng xoáy chính, có chung chiều xoay nhƣng ngƣợc chiều chuyển động.

Ống thải đƣợc đặt theo phƣơng trục của Cyclon.

Các hạt bụi sau khi đến thành của Cyclon , với tác động của dòng chuyển

động và trọng lực sẽ đẩy về bộ phận thu gom. Nhiệm vụ của bộ phận thu gom là

thu gom bụi, đồng thời ngăn không co bụi tham gia trở lại dòng khí sạch.

I.3) Hiệu Ứng Lề :

Trong vùng không gian giữa thân Cyclon và ống thoát, gần đỉnh của Cyclon

nơi ống dẫn khí thoát vào có hiện tƣợng dòng xoáy phụ. Dòng khí vào có vận tốc

tăng dần từ thành Cyclon cho đến thành của ống thoát khí và sinh ra một dòng khí

đi xuống. Ngoài ra, do bán kính của ống thoát lớn hơn bán kính có dòng xoáy có

vận tốc lớn nhƣ dòng khí thoát. Thêm vào đó, có dòng khí đi lên dọc theo thành

của Cyclon ở gần đỉnh của phần hình trụ. Hai dòng khí này tạo nên một dòng xoáy

phụ ngoài ý muốn. Nó mang khí và cả những hạt bụi di chuyển trong vùng giữa

không gian giữa thành Cyclon và thành ống thải làm giảm hiệu suất thu gom bụi.

I.4) Ƣu Điểm :

Thiết bị thu bụi bằng dòng không khí xoáy Cyclon đã đƣợc sử dụng rộng rãi,

và lý thuyết về dòng khí xoáy là cơ sở thiết kế các thiết bị thu gom bụi quán tính.

Ngoài ra, thiết bị Cyclon vừa có cấu trúc đơn giản, giá thành rẽ, không có các

chi tiết truyền động phức tạp, vận hành dẽ dàng, có thể sử dụng bất kỳ vật liệu nào

cũng thích hợp. Cyclon thích hợp và thƣờng đƣợc chọn trọng việc xử lý bụi không

cao cấp và phức tạp, bụi có kích thƣớc lớn và không độc hại. Vật liệu chế tạo

Cyclon không bị bó hẹp nên Cyclon có thể dùng trong những điều kiện đặc biệt

nhƣ chóng ăn mòn, mài mòn mà các thiết bị khác không thể khắc phục đƣợc.

Ngoài ra, Cyclon có thể vận hành bình thƣờng ở nhiệt độ lên đến 500⁰C, thu

hồi dễ dàng các loại bụi có tính ăn mòn. Cyclon có thể làm việc với áp suất lớn, trọ

số tổn thất áp lực ổn định, hiệu quả không giảm cho dòng khí có nồng độ bụi cao.

I.5) Nhƣợc Điểm :

Mặc dù vậy, Cyclon vẫn còn một số nhƣợc điểm chƣa khắc phục đƣợc, đó là

tổn thất áp lực tƣơng đối, hiệu quả thấp đối với những hạt bụi có kích thƣớc nhỏ

hơn 5m.

Hiệu suất Cyclon phụ thuộc vào tốc độ dòng khí, tổn thất áp lực, đƣờng kính

Cyclon. Theo lý thuyết, hiệu suất tỉ lậ thuận với tổn thất áp lực và tỉ lệ nghịch với

đƣờng kính Cyclon.

II) Giao Diện Chƣơng Trình Xác Định Hiệu Suất Cyclon :

Chƣơng trình đƣợc thử nghiệm với đƣờng kính thay đổi từ D= 250mm – 1000

mm, vận tốc từ V= 15m/s – 25 m/s. Kết quả đƣợc hiển thị nhƣ sau :

Hình 1- Đồ thị 1 loại Cyclon khi D tăng

Hình 3 – So sánh các Cyclon khi D tăng

Hình 5 – Đồ thị đối với 1 cỡ hạt

Hình 2- Đồ thị 1 loại Cyclon khi V tăng

Hình 4 – So sánh các Cyclon khi V tăng

Hình 6 – Đồ thị nhiều cỡ hạt

Trong mọi trƣờng hợp hiệu suất của Cyclon đều giảm khi đƣờng kính D

của Cyclon tăng. Nên sử dụng Cyclon có đƣờng kính không quá 500mm

để đạt hiệu suất cao. Nếu lƣu lƣợng lớn, không nên tăng đƣờng kính

Cyclon, để đảm bảo lƣu lƣợng nên sử dụng Cyclon chùm hoặc ghép các

Cyclon song song với nhau.

Hiệu suất Cyclon tăng không nhiều khi tăng vận tốc dòng khí V vào

Cyclon.

Chƣơng 3 : TÍNH TOÁN THIẾT BỊ

I) Lựa Chọn Công Nghệ Và Thiết Bị Xử Lý :

I.1) Các Thông Số Đầu Vào :

Qua khảo sát hoạt động của công ty gỗ Sagaco, ta đƣợc các thông số sau ;

Lƣu lƣợng dòng khí thải : V_ok= 9000 m³/h.

Khối lƣợng riêng của bụi gỗ : p_k= 1.2kg/ m³

Nhiệt độ khí trong hệ thống xử lý : T_k= 30 32⁰C.

Có 10 vị trí đặ chụp hút, nồng độ bụi tại mỗi vị trí : C_b= 3mg/ m³

Độ phân cấp cỡ của bụi gỗ đƣợc cho theo bản sau :

<10

10

10 25

40

25

35

> 35

20

Đƣờng kính (m)

Phần trăm trọng

lƣợng

30

I.2) Lựa Chọn Công Nghệ :

Lựa chọn công nghệ và thiết bị căn cứ vào các điều kiện sau :

Thiết bị phải đáp ứng yêu cầu kỹ thuật :

Hiệu quả tách bụi cao.

Đúng với yêu cầu của từng loại bụi cần tách.

Thiết bị phải kinh tế :

Giá thành

Vốn đầu tƣ.

Công suất điện.

Không gian xây dựng.

Khi chọn thiết bị cần quan tâm đến các trị số cơ bản :



Thiết bị xử lý bụi trên cơ chế lắng bụi do trọng lực , quán tính, ly tâm là rẻ

nhất nhƣng chỉ thu hồi bụi thô. Chúng chỉ đóng vai trò xử lý bụi sơ bộ.

Đa số thiết bị lắng ƣớt có thể cho hiệu quả cao hơn khi kích thƣớc bụi

trung bình. Muốn thu hồi bụi mịn hơn phải tăng lƣu lƣợng nƣớc. Ngoài ra còn

phải xử lý nƣớc thải và chống ăn mòn thiết bị.



So với các loại bụi thải trong công ngiệp khác, bụi gỗ nói chung dễ xử lý

hơm vì không có xảy ra phản ứng hóa hoạc với môi trƣờng xung quanh. Tuy

nhiên, trong bụi gỗ lại chứa bụi tinh ( đƣờng kính nhỏ hơn 10 m) rất nguy

hiểm cho ngƣời lao động. Do đó công nghệ xử lý bụi gỗ tại Sagaco là bằng

thiết bị lọc ly tâm Cyclon kết hợp với thiết bị lọc bụi túi vải. Khí sau khi xử lý

đƣợc thải qua ống thải cao để không ảnh hƣởng môi trƣờng.

Sơ Đồ Công Nghệ Xử Lý

Bụi sinh ra từ quá trình hoạt động của các phân xƣởng ( xẻ gỗ, xƣởng phôi, xƣởng

tinh chế..Bụi này chủ yếu là trong quá trình cƣa bào, bào mịn). Bụi này thu gom nhờ

các chụp hút hút vào đƣờng ống dẫn khí đƣa đến thiết bị Cyclon để xử lý. Nhờ quạt

hút đƣợc thiết kế trƣớc Cyclon, bụi sẽ đƣợc đƣa vào Cyclon để xử lý bụi thô, còn lại

bụi mịn hơn sẽ tiếp tục đi qua thiết bị lọc bụi túi vải để xử lý tiếp đợt 2, kkhi1 thải sau

khi oạc qua túi vải đạt chỉ tiêu ( TCYT, TCVN 5937 – 1995) và thải ra ngoài môi

trƣờng.

II) Tính Toán Thiết Bị :

II.1) Tính Toán Công NGhệ :



 Chọn hiệu suất lọc : =80%

 Nồng độ bụi vào cyclon:

Cv = 10x03 = 30 (mg/m3) = 30.106 (kg/m3)

Với 10 nhánh :



= 3, nồng độ tại mỗi vị trí :

 Khối lƣợng khí đi vào cyclon



Gv = ^kxQ = 1,2 x 9000 = 10800 (kg/h)

Trong đó ;

Q : lƣu lƣợng không khí đi qua cyclon, m3/h



^k: khối lƣợng riên của khí bụi

Nồng độ bụi trong hệ thóng đi vào cyclon :

30.10⁶

C_v

 0.0025%

 _v

_k

1.2

=

 Nồng độ bụi trong hệ thống ra khỏi cyclon:

y_R y_v(1)  0.0025%(1 0.8)  0.0005%

 Khối lƣợng không khí ra khỏi cyclon:

100 _v

100 _r

100  0.0025

100  0.0005

G_R= G_v=

10800.

10799,8(kg / h)

 Khối lƣợng khí sạch hoàn toàn:

100 _v

100 0.0025

10800

10799,7(kg / h)

G_S G_v

100

=



Lƣợng bụi gỗ thu đƣợc :

G_b= G_v– G_r= 10800 – 10799,8 (kg/h)



Lƣu lƣợng khí ra khỏi cyclon:

G_R10799,8

Q_R



 8999,8(m³/ h)

_K

1,2

 Lƣợng bụi gỗ lọc đƣợc mỗi ngày:

m_x G_b.24  0.2x24  4.8

(kg/ngày)

 Thể tích bụi thu trong 1 giờ :

G_b0.2

V =

(m³)

 0.17



p_k1.2

 Thể tích bụi thu trong 1 ngày

m_x4.8

V_x=

(m³)

 4



p_k1.2

II.2) Tính Toán Cyclon :

 Đƣờng kính cyclon đƣợc tính theo công thức:

Q

1/2

D = (

)

0.785.3600.v_m

Trong đó

Q: lƣu lƣợng không khí đi qua cyclon, m³/h

v_m: vận tốc ƣu của dòng khí đi qua cyclon, m/s

(với cyclone staimandm, v_tu=3.5÷4.5. choïn v_tu=4)

Q

Vậy:

D =(

)

^1/2=0.9(m)

0.785.3600.v_m

 Chọn D = 1(m), vậy vận tốc thực của dòng khí là :

9000

0.785.3600.D²0785.3600.1²

Q

v=



 3.1(m/ s)

Vận tốc trên thỏa mãn yêu cầu về vận tốc tối ƣu của dòng khí bên trong

cyclon. Từ đƣờng kính D ta tính đƣợc các trị số khác nhƣ sau :



Kích thƣớc cửa vào:

b₁= 0.75D = 0.75(m)

b₂= 0.375D = 0.375(m)

Đƣờng kính ống thoát khí sạch:

d₁= 0.75D = 0.75(m)



Độ dài phần lắng:

2.5D = 2.5 (m)

Độ dài phần hình trụ:

1.5 D = 1.5(m)

Độ dài ống thoát khí bên trong :

0.875 D = 0.875(m)



Hệ số trở lực của cyclon:  = 60

Tình toán trở lực của cyclon :

P = 0.5..v²=0.5.60.(3.5)²= 441Pa

D(m)

b₁(m)

b₂(m)

d(m)

Độ dài

phần

Độ dài

phần

hình

Độ dài

ống

Chiều

cao

lắng(m)

thoát

tổng

(m)

trụ(m)

khí bên

trong(m)

0.875

1

0.75

0.375

0.75

2.5

1.5

7

Đƣờng kính cyclon: b₁, b₂: kích thƣớc cửa vào

d: đƣờng kính ống thoát khí sạch.

H: chiều cao tổng cộng.

 Tính bề dày thiết bị :

 ứng suất cho phép theo giới hạn bền :

_k: n_k)x= (380.10⁶:2,6) x 10 = 146,10⁶N/m²

k = (

C = C₁+ C₂+ C₃= (1 + 0 + 0.8) x10^-3

S = ( Dx ) : (2x _k]x - ) = 1,8mm

Chọn bề dày thiết bị là 2mm.

III) Giá Thành Thiết Bị :

• Thể tích 1 tấm thép :1.5x6x0.003=0.027m³

• Khối lƣợng 1 tấm thép:

m=V._t=0.027x7850 kg

Vật liệu

Kích thƣớc

Số lƣợng

Đơn vị

Đơn giá

Thành tiền (

triệu đồng)

1.Thép tấm 1.5x6x0.003 1484

Kg

6

8.904

0,726

2. Thép góc 60x60

121

6

điều cạnh

3.Betong

mác 200

0,5x0,5x0,5

0,5

m³

800

0.4

1

5.Thùng

1

Cái

Kg

1000

chứa bụi

6.Que hàn

32

12

0.384

Tổng cộng = 14,44 triệu đồng

Tiền thi công bằng 50% giá trị = 7.22 triệu đồng

Tổng cộng :21,66 triệu

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Kỹ thuật thông gió và xử lý khí thải (tập 2) – Trần Ngọc Chấn.

Kỹ Thuật Thông Gió – Nguyễn Duy Động.

Sổ tay Quá trình thiết bị tập II.

www.sagaco.net.

Đồ án Tính toán thiết kế cyclon xử lí bụi gỗ - Công ty Sagaco