Sản xuất thép là một trong những ngành công nghiệp kim khí được ưu tiên đi đầu để phát triển ngành công nghiệp nặng và nó cũng trở thành một ngành công nghiệp không thể thiếu trong đời sống con người. Tuy nhiên, do vấn đề bảo vệ môi trường đang được đặt lên hàng đầu, vì vậy, không chỉ ngành thép mà các ngành công nghiệp khác cũng bị đòi hỏi gắt gao về vấn đề môi trường. Vì vậy, việc thu hồi bụi trong sản xuất thép là yêu cầu sống còn của các nhà máy sản xuất thép. Các nhà máy luyện thép ở nước ta chủ yếu sử dụng lò luyện thép hồ quang. Trong quá trình luyện thép, lượng bụi phát sinh là rất lớn, thường từ 1420 kgtấn thép cacbon và 615 kgtấn thép hợp kim, có thành phần chủ yếu là Fe, Zn, Pb và các oxit kim loại khác được cuốn theo khói lò. Vì vậy, việc xử lý khói bụi cũng là vấn đề trọng tâm, ưu tiên hàng đầu trong các nhà máy sản xuất thép.
Mô tả ngành sản xuất thép [1]
Gang thép đóng vai trò thiết yếu trong sự phát triển của nền văn minh nhân loại suốt hàng thiên niên kỷ, nhờ vào ứng dụng rộng rãi của nó trong nông nghiệp, xây dựng, sản xuất và phân phối năng lượng, chế tạo máy móc, sản xuất hàng gia dụng, cũng như trong lĩnh vực y học và an ninh quốc phòng.
Gang thép, bên cạnh than và giấy, là một trong những vật liệu thiết yếu của cuộc cách mạng công nghiệp Do đó, sản lượng thép toàn cầu đã tăng trưởng mạnh mẽ, đặc biệt là từ nửa sau thế kỷ 20, đạt tới 1.240 triệu tấn vào năm 2006.
Hiện nay, trên thế giới, thép được sản xuất bằng hai công nghệ chính :
- Công nghệ lò cao - lò chuyển thổi ô xy - đúc liên tục
- Công nghệ lò điện hồ quang - đúc liên tục
Ngoài hai công nghệ chính nêu trên, có hai công nghệ mới phát triển là
- Hoàn nguyên trực tiếp - luyện thép lò điện – đúc liên tục.
Hai công nghệ mới trong ngành thép hiện chỉ được triển khai tại một số quốc gia như Ấn Độ, Iran và Venezuela Sản lượng từ các công nghệ này vẫn còn hạn chế, chỉ chiếm khoảng 5% tổng sản lượng thép toàn cầu Năm 2005, tổng sản lượng sắt hoàn nguyên nấu chảy và hoàn nguyên trực tiếp đạt 55,4 triệu tấn.
Ngành công nghiệp thép Việt Nam bắt đầu từ năm 1959 với việc xây dựng Khu gang thép Thái Nguyên, hiện nay là Công ty gang thép Thái Nguyên, được hỗ trợ bởi Cộng hòa nhân dân Trung Hoa với công suất thiết kế 100.000 tấn/năm Tiếp theo, vào năm 1972, nhà máy Luyện cán thép Gia Sàng được khởi công xây dựng với sự hỗ trợ của CHDC Đức, có công suất thiết kế 50.000 tấn/năm.
Sau khi thống nhất đất nước năm 1975, Công ty Thép Miền Nam tiếp quản các cơ sở luyện kim cũ với công suất khoảng 80.000 tấn/năm Từ năm 1994, nhiều nhà máy liên doanh với nước ngoài được xây dựng, góp phần phát triển ngành công nghiệp thép Việt Nam Ngành thép đã sản xuất thành công các sản phẩm như thép tròn dài, thép hình nhỏ, thép ống hàn và bắt đầu sản xuất thép tấm cán nguội.
Các nhà máy sản xuất thép tại Việt Nam chủ yếu phân bố ở miền Bắc và miền Nam, với miền Bắc tập trung tại Thái Nguyên, Hải Phòng, Hưng Yên và Bắc Ninh, trong khi miền Nam có các nhà máy ở thành phố Hồ Chí Minh, Đồng Nai và Bà Rịa-Vũng Tàu Trong tương lai, miền Trung sẽ có thêm một số nhà máy luyện kim liên hợp, bao gồm nhà máy luyện kim có công suất 4,5 triệu tấn/năm ở Hà Tĩnh và Dung Quất, Quảng Ngãi.
Trong những năm gần đây, ngành thép Việt Nam đã ghi nhận sự tăng trưởng mạnh mẽ với mức tăng trên 18% mỗi năm Năm 2006, Việt Nam sản xuất 4.743.000 tấn thép, bao gồm các loại thép thanh, thép dây, thép hình nhỏ, thép tấm lá cán nguội, thép ống hàn và thép tấm mạ, đáp ứng gần 66% nhu cầu thép trong nước Đồng thời, sản lượng phôi thép đạt khoảng 1.100.000 tấn, tương ứng với 33,4% nhu cầu phôi của cả nước, theo số liệu từ Hiệp hội thép Việt Nam.
Hình 1.1 Sản lượng thép phôi của Việt Nam
Ngành công nghiệp thép Việt Nam đang gặp phải sự mất cân đối giữa các khâu luyện gang, luyện thép và cán thép Hầu hết thép được sản xuất bằng công nghệ lò điện hồ quang – đúc liên tục, bắt đầu từ 2 lò mactanh 50 tấn/mẻ tại Công ty gang thép Thái Nguyên và 2 lò BOF 5 tấn/mẻ tại nhà máy Luyện cán thép Gia Sàng Sau một thời gian hoạt động, công ty đã chuyển sang sử dụng lò điện hồ quang, hiện tại ngành thép Việt Nam hoàn toàn áp dụng công nghệ này do thiếu nguồn gang lỏng Gần đây, nhiều nhà máy sản xuất phôi thép như Hoà Phát, Đình Vũ, Lương Tài và Vạn Lợi đã được xây dựng và đi vào hoạt động.
Các lò điện sản xuất thép tại Việt Nam hiện nay chủ yếu là quy mô nhỏ, ngoại trừ nhà máy thép Phú Mỹ với lò điện hồ quang DANARC 70 tấn/mẻ mới được đưa vào hoạt động Những lò điện này đã áp dụng nhiều tiến bộ kỹ thuật như phun oxy và than để tạo xỉ bọt, sử dụng biến thế siêu cao công suất và các loại vật liệu chịu lửa siêu bền, đồng thời sản xuất ra thép đáy lệch tâm.
Trong thời gian tới, ngành thép sẽ phát triển với việc đưa vào sử dụng các lò chuyển thổi ô xy có công suất 25 T và 50 T Đặc biệt, khi xây dựng các nhà máy luyện kim liên hợp, sẽ có lò chuyển thổi ô xy công suất lên tới 200 T.
T Lúc đó, trình độ công nghệ ngành luyện thép sẽ được nâng lên một tầm cao mới,đáp ứng được nhu cầu của công cuộc xây dựng đất nước và hội nhập kinh tế.
Quy trình sản xuất thép bằng lò điện hồ quang [1]
Quy trình sản xuất thép trong lò điện hồ quang bao gồm các bước chuẩn bị liệu, nạp liệu, nấu luyện, ra thép và xỉ, tinh luyện, thu gom xỉ và đúc liên tục Sơ đồ hình 1.2 tóm tắt các công đoạn cơ bản trong quy trình này.
Hình 1.2 Quy trình sản xuất thép lò điện hồ quang
Nguyên liệu chính cho luyện thép lò điện bao gồm sắt thép phế, sắt xốp và một lượng gang lỏng chiếm tới 50-60% ở một số quốc gia như Trung Quốc, Ấn Độ và Việt Nam Sắt thép phế được tập trung tại bãi chứa liệu, nơi được tiến hành phân loại, cắt và băm thành kích thước quy định Các tạp chất như đất cát và ống kín cũng được loại bỏ trong quá trình xử lý Sau khi hoàn tất, liệu sẽ được chất vào các thùng chứa và vận chuyển đến vị trí quy định của xưởng luyện.
Trong quá trình vận chuyển, nguyên liệu có thể được gia nhiệt thông qua nhiệt tuần hoàn hoặc trong lò điện, dẫn đến việc phát sinh khí thải độc hại Một số lò điện, như lò kiểu đứng hoặc consteel, sử dụng hệ thống sấy liệu bằng nhiệt của khí thải Tuy nhiên, việc gia nhiệt này có thể làm tăng lượng khí thải chứa các chất độc hữu cơ như polyclorin dibenzo-p-dioxin furam (PCDD/F), polyclorin biphenil (PCB) và polyciclic aromatic hydrocarbon (PAH), từ đó đòi hỏi chi phí xử lý cao hơn.
Kiểm tra các đồng vị phóng xạ trong nguyên liệu là rất quan trọng để đảm bảo an toàn Các nguyên liệu như chất tạo xỉ, hợp kim hóa, hợp kim phero, chất khử ôxy và vật liệu chịu lửa cần được lưu trữ trong thùng hoặc boongke có mái che Đặc biệt, các vật liệu dạng bột phải được chứa trong silo kín để bảo vệ chúng khỏi tác động bên ngoài.
Bảng 1.1 Tiêu hao nguyên nhiên liệu cho 1 tấn thép lò điện
Sắt thép vụn cùng với chất trợ dung như vôi và dolomit được cho vào thùng chứa liệu Khi nạp liệu, các điện cực được nâng lên và nắp lò xoay sang một bên để chuyển liệu vào lò Thông thường, lần đầu tiên nạp khoảng 50-60% liệu cho cả mẻ Sau khi đóng nắp lò, điện cực hạ xuống khoảng 20-30 mm so với liệu và bắt đầu đánh hồ quang Khi liệu đầu nóng chảy, phần liệu còn lại sẽ được cho vào lò.
Khi bắt đầu quá trình nấu chảy, cần sử dụng công suất điện thấp để bảo vệ tường lò và nắp lò khỏi bức xạ nhiệt Khi hồ quang được bao che bởi sắt thép phế, có thể tăng công suất điện cho đến khi nấu chảy hoàn toàn Hiện nay, vòi phun oxy cũng được áp dụng để tăng cường quá trình nấu luyện Ngoài điện, khí thiên nhiên và dầu cũng được sử dụng để rút ngắn thời gian nấu luyện Oxy có thể được phun vào thép lỏng qua các vòi phun đặc biệt từ dưới hoặc từ hông lò.
Oxi trong luyện thép lò điện hồ quang đã trở thành yếu tố quan trọng trong suốt 30 năm qua, không chỉ để cải thiện quy trình luyện kim mà còn nhằm nâng cao năng suất Oxi có thể được cung cấp từ bình oxi lỏng hoặc từ trạm sản xuất oxi Trong quá trình luyện kim, oxi đóng vai trò quan trọng trong việc khử cacbon của thép lỏng và loại bỏ các tạp chất không mong muốn như P, Mn, Si, S Thêm vào đó, oxi còn tham gia vào các phản ứng với cacbua hydro, tạo ra nhiệt và hỗ trợ cường hóa sản phẩm.
Việc thổi oxy có thể làm tăng khí và khói trong lò, bao gồm khí CO, C, hạt oxit sắt cực mịn và các sản phẩm khói khác Sau quá trình cháy sau (post composting), hàm lượng CO thường dưới 0,5% thể tích Để đảm bảo đồng đều về thành phần hóa học và nhiệt độ của thép, argon và các khí trơ khác có thể được phun vào thép lỏng để khuấy đảo bể thép.
1.2.4 Rót thép và ra xỉ [1]
Khi thép lỏng đạt yêu cầu thì cần tháo xỉ trước khi rót thép vào thùng để đưa
Thép lỏng được rót vào thùng chứa, hiện nay công nghệ Eccentric Bottom Tapping (EBT) được áp dụng, giúp giảm thiểu lượng xỉ phủ trên bề mặt thùng thép lỏng.
Trong các nhà máy không trang bị thiết bị tinh luyện riêng, nguyên tố hợp kim thường được bổ sung vào thép trước hoặc trong quá trình sản xuất Việc thêm các chất này không chỉ ảnh hưởng đến thành phần của thép mà còn làm gia tăng lượng khói thải trong quá trình sản xuất.
Xỉ cần được vớt ra trong quá trình nóng chảy và oxi hóa ở cuối mẻ luyện, trước khi ra thép.
Tinh luyện thép thường được thực hiện trong lò thùng (Ladle Furnace-LF) sau khi thép được lấy ra từ lò điện hồ quang Trong quá trình này, bể thép lỏng được nâng nhiệt bằng hồ quang điện, đồng thời nhiệt độ và thành phần hóa học được đồng đều hóa bằng cách thổi khí argon Việc thổi khí argon không chỉ giúp khử sâu các tạp chất khí và tạp chất phi kim loại mà còn hỗ trợ trong việc loại bỏ lưu huỳnh và ôxy thông qua việc bón thêm dây nhôm và CaSi.
Hiện nay, hơn 90% sản lượng thép toàn cầu được sản xuất bằng công nghệ đúc liên tục, nhờ vào việc nâng cao năng suất và chất lượng phôi thép Thép lỏng sau khi tinh luyện được rót vào thùng trung gian (tundish) để đúc thành các loại phôi như vuông (billet) và dẹt (slab) qua hệ thống hộp kết tinh bằng đồng, được làm mát bằng nước Việc kiểm soát tốc độ làm nguội là rất quan trọng để đảm bảo chất lượng phôi thép Để ngăn phôi thép bám dính vào thành hộp kết tinh, người ta sử dụng cơ cấu rung và bôi trơn bằng dầu thực vật Sau khi ra khỏi hộp kết tinh, phôi thép được kéo liên tục và làm mát bằng hệ thống giàn phun, sau đó được cắt theo chiều dài yêu cầu bằng máy cắt ngọn lửa.
Ô nhiễm môi trường và một số thiết bị xử lý khói bụi trong nhà máy luyện thép [1]
1.3.1 Ô nhiễm môi trường trong các nhà máy luyện thép [1]
Các nhà máy thép hiện nay không chỉ tập trung vào sản xuất mà còn phải đối mặt với vấn đề ô nhiễm môi trường từ quá trình sản xuất Việc giải quyết ô nhiễm môi trường là yếu tố sống còn cho sự phát triển bền vững của các nhà máy Do đó, lựa chọn phương pháp và thiết bị xử lý khí thải tối ưu trở thành mục tiêu hàng đầu nhằm giảm thiểu ô nhiễm môi trường.
Khí thải trong sản xuất thép lò điện chủ yếu bao gồm khí thải từ lò điện hồ quang và lò thùng tinh luyện, chiếm khoảng 95% tổng khí thải trong xưởng Ngoài ra, khí thải còn phát sinh từ quá trình vận chuyển, nạp liệu, rót và đúc thép, cũng như khói từ chế biến xỉ Để xử lý khí thải, các hệ thống lọc bụi như túi vải và lọc bụi tĩnh điện được sử dụng, cho phép thu hồi 85-90% khí thải trực tiếp thông qua lỗ bổ sung trên nắp lò điện Thành phần khí thải lò điện hồ quang rất đa dạng, bao gồm bụi, kim loại nặng, sulfur (S), nitrogen (N), carbon (C) và các chất hữu cơ bay hơi, trong đó lượng và thành phần chất hữu cơ bay hơi đặc biệt quan trọng, mặc dù dữ liệu khảo sát hiện tại vẫn còn hạn chế.
Lượng bụi phát sinh từ khí thải của lò điện hồ quang dao động từ 14-20 kg/tấn thép cacbon và 6-15 kg/tấn thép hợp kim Tại các nhà máy thép lò điện ở Châu Âu, nồng độ bụi thường nằm trong khoảng 10 mg/N đến 50 mg/N.
Bảng 1.2 Thành phần hóa học của bụi,%
Phần lớn lượng bụi được chôn lấp, một phần nhỏ được tái sử dụng.
Hàm lượng kim loại nặng trong khí thải có sự biến động đáng kể, với kẽm (Zn) là kim loại chiếm ưu thế nhất Trong khi đó, hàm lượng thủy ngân (Hg) phụ thuộc vào chất lượng của thép phế liệu được sử dụng.
S , N , CO, C : phụ thuộc vào số lượng và chất lượng nhiên liệu sử dụng.
Chất hữu cơ bay hơi, đặc biệt là benzen, có mức phát thải cao và phụ thuộc vào loại than được sử dụng trước khi cháy Than được lót trong các thùng thép phế liệu có thể dẫn đến phát thải toluen, xylen và các cacbua hydro khác Ngoài ra, các hợp chất hữu cơ chứa clo như PCB, PCDD/F và PAH cũng được ghi nhận phát thải tại một số nhà máy.
Khí thải từ quá trình vận chuyển, nạp liệu, rót thép và đúc thép thường không đáng kể và có lượng chất ô nhiễm thấp hơn so với khí thải trực tiếp từ lò điện Tuy nhiên, khói phát sinh trong quá trình xử lý xỉ lại chứa nhiều chất kiềm do thành phần chính của xỉ là CaO.
Sau đây là một số phương pháp xử lý khói, bụi được sử dụng rộng rãi hiện nay.
1.3.2 Một số thiết bị xử lý khói bụi trong các nhà máy luyện thép [1]
Lọc bụi tĩnh điện khô là thiết bị phổ biến nhất để xử lý lượng lớn khí thải, thường có ba hoặc bốn buồng liên tiếp Thiết bị này tạo ra trường tĩnh điện giúp các hạt bụi mang điện tích âm di chuyển về phía tấm thu bụi tích điện dương Trong quá trình lọc, các hạt bụi được tách ra khỏi tấm thu bụi thông qua việc gõ hoặc rung tấm theo chu kỳ nhất định, và bụi thu được sẽ được chứa trong các túi thu bụi.
Trong thiết bị lọc bụi tĩnh điện ướt, bụi được tách ra khỏi các tấm thu bụi nhờ dòng nước chảy liên tục, và bụi thu được sẽ được xử lý tiếp Để đảm bảo hiệu quả thu bụi, điện trở suất của các hạt bụi cần nằm trong khoảng 104 – 109 Ωm Mặc dù phần lớn các hạt bụi thường có điện trở suất trong khoảng này, một số hợp chất như clorua kiềm, clorua kim loại nặng và ôxit canxi có điện trở suất cao hơn nhiều, gây khó khăn trong việc loại bỏ hoàn toàn.
Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả khử bụi bao gồm lưu lượng khí thải, cường độ điện trường, tỷ lệ bụi trong khí thải, nồng độ sulfur (S), độ ẩm, cũng như hình dạng và diện tích của các điện cực.
Các cải tiến cho thiết bị lọc bụi tĩnh điện bao gồm việc sử dụng điện thế xung cao hơn và kiểm tra dòng điện cùng điện thế phản ứng nhanh Ngoài ra, việc lắp thêm hệ thống để tăng cường lực gõ hoặc rung lên đến 200 Gs và tăng năng lượng xung bằng cách mở rộng khoảng cách giữa các tấm điện cực cũng rất hiệu quả Bên cạnh đó, điều hòa lượng khí S và/hoặc hơi nước cũng góp phần nâng cao hiệu quả lọc bụi.
Mức độ giảm phát tán
Lọc bụi tĩnh điện có khả năng giảm nồng độ bụi lên đến 95 – 99% Sau khi được xử lý, lượng bụi trong khí thải từ nhà máy chỉ còn từ 20 – 160 mg/N, trong khi lọc bụi tĩnh điện với chồng năng lượng xung có thể đạt mức thấp hơn, chỉ từ 20 – 30 mg/N.
Việc sử dụng thiết bị lọc bụi tĩnh điện giúp tạo ra dòng chất thải rắn có thể tái sử dụng trong nhà máy thiêu kết Tuy nhiên, cần lưu ý rằng nếu hàm lượng kim loại nặng hoặc các hợp chất kiềm quá cao sẽ gây hại khi tái sử dụng Ngoài ra, tiêu hao năng lượng có thể tăng lên, với mức tiêu hao khoảng 300-400 kW cho nhà máy có lượng khí thải 1 MN/h, tương ứng với 0,002-0,003 GJ/t.
Lọc bụi túi vải là giải pháp hiệu quả trong việc giảm thiểu bụi, PCDD/F, HCl, HF và một phần SO2 Các túi vải được thiết kế để sử dụng áp lực nhằm làm rơi các hạt bụi thông qua ba cơ chế chính: không khí đảo chiều, rung và xung Phương pháp này phù hợp cho các nhà máy có khí thải ở nhiệt độ không cao, trong môi trường mài mòn và lượng khí thải lớn Ngoài ra, lọc bụi túi vải còn có thể được kết hợp với thiết bị lọc bụi tĩnh điện để nâng cao hiệu quả lọc.
Thiết kế lọc bụi kiểu túi vải rất phổ biến trong việc xử lý bụi mịn và khô, nhờ vào lực quán tính và ly tâm Khi không khí được thổi vào bên trong túi vải, bụi sẽ bị giữ lại trong túi, trong khi khí sạch thoát ra ngoài Hiệu quả lọc bụi của hệ thống này đạt từ 95-99%.
Lọc bụi túi vải cần được rũ bụi định kỳ để duy trì hiệu suất Quá trình rũ bụi thường sử dụng khí nén, tuy nhiên, khí ẩm phải được sấy khô trước khi lọc bụi để tránh tình trạng bết dính trên bề mặt vải lọc, điều này có thể làm tăng trở lực và giảm năng suất lọc.
Đề xuất phương án xử lý bụi cho lò luyện thép hồ quang điện [1]
Phạm vi sử dụng hợp lý của thiết bị lọc bụi phụ thuộc vào nhiều yếu tố như kích thước hạt bụi, nhiệt độ khí thải, nồng độ ban đầu và điều kiện vận hành Do đó, việc lựa chọn thiết bị lọc bụi cần dựa trên các chỉ dẫn sơ bộ để đảm bảo hiệu quả tối ưu.
Buồng lắng bụi là thiết bị cần thiết để xử lý bụi thô, đặc biệt là khi thành phần hạt lớn hơn 50 µm chiếm tỷ lệ cao Nó cũng đóng vai trò quan trọng như một cấp lọc thô trước khi đưa không khí vào các thiết bị lọc tinh đắt tiền hơn.
- Cyclon thường được sử dụng trong các trường hợp :
• Nồng độ bụi ban đầu cao > 20 mg/m 3
• Không đòi hỏi hiệu quả lọc cao Khi cần đạt hiệu quả cao hơn nên dùng cyclon ướt hoặc cyclon chùm.
- Thiết bị lọc ướt được sử dụng khi :
• Cần lọc bụi mịn với hiệu quả tương đối cao
• Kết hợp giữa lọc bụi và khử khí độc hại trong phạm vi có thể, nhất là loại khí, hơi cháy được có mặt trong khí thải.
Độ ẩm trong khí thải từ thiết bị không ảnh hưởng đáng kể đến thiết bị và các quy trình công nghệ liên quan.
- Thiết bị lọc túi vải sử dụng trong các trường hợp sau :
• Cần đạt hiệu quả lọc tương đối cao
• Cần thu hồi bụi có giá trị ở trạng thái khô
• Lưu lượng khí thải cần lọc không quá lớn
• Nhiệt độ khí thải tương đối thấp nhưng phải cao hơn nhiệt độ điểm sương.
- Thiết bị lọc bụi bằng điện sử dụng trong :
• Cần lọc bụi tinh với hiệu quả lọc rất cao
• Lưu lượng khí thải cần lọc rất lớn
• Cần thu hồi bụi có giá trị
Bụi từ lò điện luyện thép có kích thước rất mịn, vì vậy việc thu hồi bụi ở dạng khô là cần thiết Do đó, thiết bị xử lý phù hợp cho quá trình này là thiết bị túi vải dạng tay áo và thiết bị lọc điện.
Tuy nhiên thiết bị tối ưu nhất là thiết bị lọc tay áo tái sinh vải lọc bằng khí nén vì :
- Ưu điểm thiết bị lọc túi vải so với thiết bị lọc điện :
• Hệ thống xử lý tương đối đơn giản và dễ chế tạo
• Hiệu quả xử lý cao
• Vận hành gần như tự động hoàn toàn do đó giảm được số lượng nhân công vận hành
• Thiết bị lọc tĩnh điện làm việc ở áp suất cao 30 – 50 Kw rất khó khăn cho việc nối cáp và cung cấp điện
• Chi phí lắp điện của thiết bị lọc điện cao hơn hẳn so với lọc tay áo có cùng năng suất
Do đó, ta lựa chọn thiết bị lọc bụi tay áo để xử lý bụi cho lò điện luyện thép.
Thiết kế cơ cấu lọc và thành phần thiết bị lọc bụi túi [5]
Nhiều ngành công nghiệp hiện nay đang đối mặt với vấn đề khí thải bụi Để giải quyết vấn đề này, họ có thể lựa chọn giữa việc sử dụng thiết bị thu bụi hoặc hạn chế phát sinh bụi thông qua các phương pháp như lọc bụi túi, lọc bụi điện, cyclon, và tháp rửa Hiện tại, việc sử dụng hệ thống lọc bằng vải để thu bụi đang được chú trọng, đặc biệt trong các ngành như luyện thép và sản xuất xi măng, vì nó có khả năng thu hồi hiệu quả tất cả các kích cỡ hạt bụi Lọc vải hoạt động hiệu quả khi thu các hạt bụi lớn hơn phân tử khí; khi khí bụi đi qua màng lọc, các hạt bụi sẽ bị giữ lại trên màng vải, trong khi khí sạch sẽ được thải ra bên ngoài.
Hoạt động của hạt vật chất có thể được dự đoán và kiểm soát theo các định luật vật lý Các hạt từ nguồn gốc công nghiệp thường trôi nổi trong dòng khí và khi gặp vật cản, chúng sẽ va chạm và có thể bị giữ lại, tạo nên cơ chế hoạt động của máy lọc Máy lọc cho phép các phân tử khí xuyên qua, tạo thành dòng liên tục quanh cấu trúc bên trong Hạt nhỏ dễ dàng bị cuốn theo dòng khí và hoạt động ở áp suất âm, trong khi hạt lớn không thể di chuyển linh hoạt do quán tính lớn, nên chúng cần được giữ thẳng trước khi va chạm với cấu trúc, hiện tượng này được gọi là sự va chạm hoạt động.
Các hạt trung bình có quán tính kém, thường di chuyển theo dòng khí nhưng không thể duy trì chuyển động đó Thay vì tiếp tục di chuyển, chúng va chạm và rơi xuống bề mặt cấu trúc hoặc bị chặn lại Quá trình này tương tự như kỹ thuật thu bụi, được gọi là sự điều khiển mặt phẳng chắn.
Sự va chạm và điều khiển mặt phẳng chắn coi như cho gần như 99% tập hợp của cỏc hạt lớn hơn 1àm trong động lực cơ cấu lọc.
Lọc vải có khả năng thu được các hạt nhỏ hơn 1μm, mặc dù có thể nghĩ rằng chúng sẽ bị cuốn theo dòng khí Tuy nhiên, do kích thước quá nhỏ, các hạt này sẽ nảy lên và lệch không đáng kể so với hướng ban đầu khi va chạm với các phân tử khí Sự chuyển động ngẫu nhiên của các hạt là nguyên nhân khiến chúng phân tán trong chất lỏng hoặc khí, và tại một số vị trí, chúng có thể tiếp xúc với bộ lọc và bị giữ lại.
Hạt có thể bị thu lại nhờ các đặc tính của chúng trong dòng khí, với hạt trung bình thường lắng xuống bằng trọng lực và tích tụ trong phễu thu Lực trọng trường đóng vai trò quan trọng trong quá trình lắng này Khi các hạt kết hợp thành hạt lớn hơn, việc thu hồi chúng bằng máy lọc trở nên dễ dàng hơn, vì chúng dễ dàng tách ra khỏi dòng khí.
Các hạt mang điện tích có khả năng bị hút bởi các vật có điện tích trái dấu Để bộ lọc hoạt động hiệu quả, các hạt và thành bộ lọc phải có điện tích khác nhau; nếu không, chúng sẽ đẩy nhau, gây cản trở quá trình thu bụi.
2.1.2 Thành phần thiết bị lọc bụi túi [5]
Máy lọc gồm có các bộ phận hợp thành sau:
- Thùng chứa túi vải gồm vải lọc và giàn khung chống
- Thiết bị làm sạch vải
Hình 2.1 Hệ thống lọc bụi túi điển hình (thổi khí đảo chiều)
Túi vải và khung đỡ
Thiết bị thu bụi túi vải bao gồm vải lọc và khung đỡ hình trụ dài Khung này được bọc ngoài bằng vải, với quy định về cách dệt hoặc cách kết vải Vải được dệt theo mẫu có sẵn, sử dụng các sợi chỉ kết lại phù hợp Hệ thống khung vải được hỗ trợ ở đáy và trần thùng bằng hệ thống khung treo và móc.
Hình 2.2 Túi vải và khung đỡ
Bụi được thu thập trên bề mặt vải lọc phụ thuộc vào thiết kế của túi vải Túi vải bao gồm một khung kim loại hỗ trợ, giữ vải và lọc bụi, cho phép khí sạch đi qua vải lọc ra bên ngoài.
Thùng chứa hay vỏ máy lọc
Lọc tay áo có thể được thiết kế với một hoặc nhiều ngăn, tất cả đều được bao bọc trong một lớp vỏ kim loại cứng Lớp vỏ này không chỉ giúp cách ly mà còn bảo vệ các ngăn khỏi môi trường có nhiệt độ cao, đồng thời ngăn chặn sự xâm nhập của hơi ẩm và axit từ các ống hơi.
Các phễu cần lưu trữ bụi tạm thời trước khi thải ra ngoài hoặc sử dụng lại trong quy trình tiếp theo Việc tái sử dụng bụi ngay khi có thể là rất quan trọng để ngăn ngừa hiện tượng đóng khối, điều này sẽ gây khó khăn trong việc dọn dẹp Các phễu nên có độ dốc từ 55 đến 70 độ và được trang bị lỗ thông hơi để thuận tiện cho việc làm sạch, kiểm tra và bảo trì.
Thiết bị tháo bụi là yếu tố quan trọng trong việc làm sạch các phễu chứa bụi, cần phải tương thích với thiết kế của từng máy và được bảo vệ để đảm bảo hoạt động hiệu quả Các thiết bị này có thể được điều khiển bằng tay hoặc tự động thông qua thanh trượt, với hai loại chính là tháo bụi bằng bulông đôi và tháo bụi bằng trục vít xoay Bụi được thu gom và chuyển đến nơi sử dụng qua hệ thống băng tải, được trang bị cánh để kéo và vận chuyển bụi đi Bên cạnh đó, việc kiểm soát áp suất âm và áp suất dương của máy lọc cũng rất quan trọng trong quy trình này.
- Áp suất dương phát sinh khi ta dùng quạt để thổi khí +bụi vào máy lọc.
- Áp suất âm sinh ra khi ta dùng quạt để hút khí sạch ra khỏi máy lọc.
Có hai phương pháp lọc không khí: lọc bên trong và lọc bên ngoài Lọc bên trong hoạt động bằng cách đưa không khí bụi vào trong túi từ phía dưới, nơi bụi được giữ lại trên bề mặt vải, trong khi không khí sạch thoát ra ngoài qua lớp vải Ngược lại, lọc bên ngoài cho phép không khí bụi thổi từ bề mặt ngoài của túi, với bụi được giữ lại trên bề mặt vải, và không khí sạch đi vào bên trong ống túi rồi thoát ra ngoài.
Hình 2.4a Lọc bên trong Hình 2.4b Lọc bên ngoài
Từ đó, ta có một cơ cấu lọc bụi bằng phương pháp lọc bụi túi như hình sau:
Hình 2.5 Thiết bị lọc bụi túi
Làm sạch túi (Hoàn nguyên vải lọc) [5]
Trình tự làm sạch túi bao gồm hai phương pháp chính: làm sạch không liên tục (định kỳ) và làm sạch liên tục Làm sạch định kỳ thường được thực hiện bằng cách làm sạch từng ngăn một theo chu kỳ, cho phép dòng khí bẩn chuyển hướng sang các ngăn khác mà không cần dừng quá trình Đối với những lọc túi nhỏ, chỉ có một ngăn, dòng chảy khí bụi sẽ ngừng lại trong thời gian làm sạch, và quá trình này có thể yêu cầu tắt hoàn toàn thiết bị.
Làm sạch liên tục lọc túi hoàn toàn tự động, duy trì hoạt động liên tục cho vật lọc Quá trình này được thực hiện bằng luồng khí nén, gọi là làm sạch bằng vòi tạo xung (pulse-jet cleaning) Trong hệ thống này, một hàng túi luôn được làm sạch mà không cần phải tháo rời khỏi máy Ưu điểm của phương pháp này là không cần đưa lọc túi ra khỏi máy để bảo trì Đối với các lọc túi lớn, thiết kế với các ngăn giúp ngăn chặn việc tắt toàn bộ hệ thống, cho phép bảo trì dễ dàng khi cần thiết mà không ảnh hưởng đến hoạt động của các ngăn khác.
Các phương pháp làm sạch túi
Có nhiều cơ chế làm sạch hiệu quả để loại bỏ bụi khỏi các túi, trong đó bốn phương pháp phổ biến nhất bao gồm rung lắc (rũ bụi bằng cơ học), thổi khí ngược lại, vòi tạo xung và sử dụng âm thanh.
2.2.1 Rũ bụi bằng cơ học
Lắc có thể thực hiện bằng tay hoặc bằng cơ khí, đặc biệt trong hệ thống lọc túi công nghiệp Các thiết bị lọc túi nhỏ, xử lý dòng chảy khói bụi dưới 500 cfm (14.2), thường xuyên được làm sạch bằng cần gạt tay.
Làm sạch triệt để các túi lọc bụi thường khó đạt được, vì phần lớn nỗ lực chỉ tập trung vào việc loại bỏ bụi trong vài phút Hơn nữa, nhiều đơn vị lọc nhỏ không được trang bị áp kế để đo trở lực, điều này cần thiết để xác định thời điểm túi cần được làm sạch Vì vậy, việc làm sạch túi lọc bụi bằng tay không được khuyến khích cho việc kiểm soát khí thải dạng hạt từ các nguồn công nghiệp.
Rũ bụi bằng cơ khí sử dụng động cơ để quay trục nối với các túi, tạo ra quá trình năng lượng thấp nhằm nhẹ nhàng lắc các túi và loại bỏ hạt bụi lắng đọng Tốc độ và chuyển động rung lắc phụ thuộc vào thiết kế của nhà cung cấp cũng như thành phần bụi trên túi Các chuyển động này chủ yếu diễn ra theo phương nằm ngang.
Hình 2.6 Rung lắc cơ học
Các đầu túi trong hệ thống lọc túi sử dụng cơ cấu lắc được bịt kín và treo bằng móc hoặc dây đai Các túi mở ra ở dưới đáy và gắn với tấm đệm bịt kín Khi khung nơi các túi được gắn vào di chuyển, các túi sẽ gợn sóng và nhả bụi Trong quá trình làm sạch, dòng khí bụi tạm thời ngừng vào thiết bị.
Lọc túi cần được chia thành các ngăn để đảm bảo hiệu quả sử dụng liên tục Các hệ thống lọc túi sử dụng cơ cấu lắc thường áp dụng phương pháp lọc bên trong, trong đó bụi được thu gom trên bề mặt bên trong của túi.
Hình 2.7 Đồ gá lắp túi cho lọc túi làm sạch bằng cơ cấu lắc
Trong hệ thống lọc túi sử dụng cơ cấu lắc điển hình, các túi được gắn vào trục điều khiển bởi động cơ bên ngoài Quá trình rung lắc giúp bụi rơi vào phễu dưới túi, với chu kỳ làm sạch thường kéo dài khoảng 30 giây, có thể dao động từ 30 giây đến vài phút.
Tần suất làm sạch túi lọc phụ thuộc vào loại bụi, nồng độ bụi và trở lực qua vật ngăn Hệ thống lọc túi thường được thiết kế với 2 ngăn hoặc nhiều hơn, cho phép từng ngăn tạm ngưng hoạt động để thực hiện quá trình làm sạch hiệu quả.
Cơ chế lắc của lọc túi được minh họa trong Hình 2.8, trong đó các túi được bố trí theo hai hàng trên khung lọc Động cơ điều khiển thanh lắc tạo ra chuyển động rung lắc cho khung và các túi, giúp nâng cao hiệu quả lọc.
Rung lắc không nên sử dụng khi thu bụi dính kết Các lực cần để loại bỏ bụi dính kết có thể gây rách hoặc toạc thủng túi
Hình 2.8 Chi tiết một hệ thống lắc đòn bẩy
Sự mòn túi thường xảy ra ở đầu túi nơi treo vào móc và đáy túi nơi gắn vào các tấm đệm Để ngăn chặn tình trạng túi không hoạt động hiệu quả, việc làm sạch túi định kỳ là rất quan trọng Các thông số thiết kế cho phương pháp làm sạch bằng lắc được trình bày trong Bảng 2-1 Trong một số ứng dụng như lò hơi đốt than đá, làm sạch bằng lắc thường được kết hợp với phương pháp thổi khí ngược để đảm bảo túi được làm sạch triệt để.
Bảng 2.1 Các thông số phương pháp làm sạch bằng cơ cấu lắc
Tần suất Thường vài vòng trên giây, có thể điều chỉnh được
Chuyển động Hàm điều hòa hay hàm sin
Biên độ túi Khoảng từ 1 inch đến vài inchs
Cơ chế hoạt động Ngừng cấp khí bẩn vào ngăn để làm sạch
Thời lượng 10-100 vòng; 30s tới vài phút
Kích thước túi Đường kính 5-8 or 12 inchs; chiều dài 8,10,22 or 30ft
2.2.2 Rũ bụi bằng thổi khí đảo ngược
Lọc bụi túi bằng phương pháp thổi khí ngược lại được thiết kế với các ngăn độc lập, cho phép tiến hành làm sạch hiệu quả Trong quá trình này, dòng khí bẩn được ngăn lại và ngăn chứa được làm sạch bằng áp suất thấp từ dòng không khí Bụi được loại bỏ khi các túi xẹp, làm vỡ bã bụi và rơi vào phễu Không khí làm sạch được dẫn bởi một quạt riêng, thường nhỏ hơn quạt của hệ thống chính, vì chỉ một ngăn được làm sạch tại một thời điểm Các hoạt động làm sạch diễn ra nhẹ nhàng, cho phép sử dụng các loại vải có độ mài mòn thấp như sợi thủy tinh.
Hình 2.9 Lọc bụi túi thổi khí đảo ngược điển hình
Trong quá trình lọc, cả hai van điều tiết khí vào và ra đều mở Khi bắt đầu làm sạch túi, van điều tiết khí ra sẽ đóng lại để ngăn chặn dòng khí Các túi sẽ được nghỉ ngơi trong một khoảng thời gian ngắn, sau đó van khí thổi ngược ở phía trên ngăn sẽ được mở để thổi khí làm sạch túi Thời gian thổi khí ngược thường kéo dài từ 30 giây đến vài phút, trong khi đó bụi sẽ rơi vào phễu thu.
Trong hệ thống lọc túi thổi khí ngược, bụi được thu thập trên bề mặt trong của túi, với thiết kế túi mở ở đáy và được che kín bằng nắp kim loại ở đầu Các túi được kết nối với một lò xo căng, gắn vào khung phía trên để giữ chúng cố định, đồng thời cho phép chúng di chuyển nhẹ trong quá trình làm sạch Lò xo căng có thể điều chỉnh để tránh tình trạng túi bị trùng, ngăn ngừa nhăn và mòn bề mặt ngoài Đáy túi được lắp vào một ống lót và gắn chặt bằng kẹp hoặc vòng siết.
Hình 2.9 Đồ gá lắp túi Hình 2.11 Thành phần túi vải
Thông số thiết kế thiết bị lọc bụi túi [5]
2.3.1 Động lực lọc Động lực lọc (∆P), một thông số thiết kế lọc túi rất quan trọng, mô tả sự chống đỡ khi dòng khí đi qua lọc túi : trở lực cao, khả năng chống đỡ đối với dòng khí cao. Trở lực của một hệ thống (lọc vải) được xác định bằng cách đo sự khác biệt trong tổng áp suất tại hai điểm, thường là cửa vào và cửa ra Tổng trở lực của hệ thống có thể có quan hệ đến kích thước của các quạt, nó sẽ là cần thiết để hoặc đẩy hoặc kéo khí thải qua lọc túi Một lọc túi với một trở lực cao sẽ cần nhiều năng lượng hoặc có thể sẽ cần một quạt lớn để đưa khí thải qua các lọc túi.
Trong quá trình ước tính trở lực qua vải lọc, nhiều mối quan hệ khác nhau đã được áp dụng Đối với lọc túi, tổng trở lực phụ thuộc vào trở lực qua vải lọc và trở lực từ lớp bã bụi Ngoài ra, ma sát cũng góp phần tạo ra trở lực khi dòng khí di chuyển qua lọc túi.
2.3.2 Vận tốc lọc (Tỉ số A/C)
Tỉ số A/C, hay còn gọi là tỉ số G/C, được xác định là tỷ lệ giữa lưu lượng khí đi qua một đơn vị diện tích vải lọc cụ thể Đơn vị thường dùng để biểu thị tỉ số A/C là ( /min) hoặc (/sec).
Vận tốc lọc và tỉ số A/C có thể được thay thế cho nhau Công thức được sử dụng để biểu diễn vận tốc lọc là:
Trong đó : Q- Lưu lượng của dòng khí, /min],[ /sec]
- Vận tốc lọc, [ft/min], [cm/sec]
Diện tích vải lọc ảnh hưởng trực tiếp đến tỉ số A/C, với đơn vị của tỉ số này được chuyển đổi sang đơn vị vận tốc, cụ thể là ft/phút hoặc cm/giây Tỉ số A/C thực tế có mối liên hệ chặt chẽ với tổng diện tích vải lọc được sử dụng trong quá trình xử lý toàn bộ dòng khí thải.
Bảng 2.4 Tỉ số A/C điển hình ( /min)/ được lựa chọn cho các ngành CN
Ngành công nghiệp Tỉ số A/C lọc vải
Reverse-air Pulse-jet Mechanical
Sản xuất gạch 1.5-2 9-10 2.5-3.2 Đúc các vật liệu chịu lửa 1.5-2 8-10 2.5-3 Đất sét chịu lửa 1.5-2 8-10 2.5-3.2
Sản xuất chất tẩy rửa 1.2-1.5 5-6 2-2.5
Lò hò quang điện 1.5-2 6-8 2.5-3 nhà máy thức ăn chăn nuôi - 10-15 3.5-5
Các xưởng đúc gang xám 1.5-2 7-8 2.5-3
Sắt và thép(thiêu kết) 1.5-2 7-8 2.5-3
Lò thu hồi bao bì giấy Kraft - - -
Lò đốt chất thải thành phố 1-2 2.5-4 -
Xưởng đúc nhôm trung bình - 6-8 2
Xưởng đúc đồng trung bình - 6-8 -
2.3.3 Hiệu suất thu hồi bụi
Các hạt bụi siêu nhỏ (đường kính nhỏ hơn 1μm) có thể được thu gom hiệu quả bằng lọc túi, với quy định khí thải yêu cầu các ngành công nghiệp như đốt rác đô thị và lò đốt chất thải nguy hại phải hạn chế phát thải xuống 0.010 gr/dscf Các đơn vị lọc túi phổ biến có hiệu suất thu tổng thể đạt 99.9% cho nhiều kích thước hạt khác nhau Khí thải từ các lọc túi không độc hại có thể được tái sử dụng trong nhà máy để sưởi ấm Tuy nhiên, lọc túi thường không sử dụng các đường cong hiệu suất phân đoạn như một số thiết bị kiểm soát khí thải khác, mà được thiết kế để đáp ứng các tiêu chuẩn phát thải hạt và điều chỉnh chắn Mặc dù có nhiều công thức lý thuyết để ước lượng hiệu quả thu bụi, chúng thường chứa nhiều hệ số xác định bằng thực nghiệm, do đó chỉ cung cấp ước tính về hiệu suất tối ưu cho lọc túi.
Vật liệu vải lọc [5]
Vải dệt có khe hở giữa các sợi, và mẫu dệt sẽ phụ thuộc vào ứng dụng của vải lọc Kiểu dệt đơn, với các sợi được dệt xen kẽ, tạo ra mô hình bàn cờ và có khe hở nhỏ nhất, giúp giữ lại các hạt hiệu quả Tuy nhiên, kiểu dệt này ít được sử dụng do các túi thường gặp trở lực cao, ngay cả khi không có bụi bẩn.
Các vải dệt khác bao gồm vải chéo và satin Trong vải dệt chéo, sợi được dệt trên
2 và dưới 1 cho một kiểu vải chéo 2/1 và trên 3 và dưới 1 cho một kiểu vải dệt chéo 3/1.
Vải dệt chéo không giữ lại hạt tốt bằng vải dệt đơn, nhưng không có xu hướng
Làm "mà" túi là một quá trình trong đó các hạt bụi bám vào vật lọc theo thời gian và không thể loại bỏ hoàn toàn bằng các phương pháp làm sạch thông thường Vải dệt chéo có ưu điểm về tốc độ dòng chảy tốt và khả năng chống mòn cao Trong khi đó, vải satin được dệt với cấu trúc 1 trên 4 ở cả hai chiều, tuy không giữ lại hạt bụi tốt như vải dệt chéo đơn, nhưng lại cho phép bã bụi dễ dàng tách ra khi làm sạch.
Các mẫu dệt có thể thay đổi kích thước giữa các sợi, ảnh hưởng đến độ bền và tính thấm của vải Tính thấm quyết định lượng khí qua vật lọc tại một trở lực nhất định Ví dụ, kiểu dệt chặt có độ thẩm thấu thấp, giúp thu giữ các hạt bụi nhỏ hiệu quả hơn nhưng đồng thời làm tăng giá trị trở lực.
Các mặt lọc của vải dệt không chỉ nằm ở túi mà còn ở lớp bụi hoặc bã lọc Túi đơn cung cấp bề mặt thu bụi lớn hơn, với các hạt lớn được thu bằng cách nêm chặt hoặc chắn khi diện tích khe hở trong vải dệt bị đóng lại, được gọi là lọc bằng rây sàng Một số hạt có thể thoát qua vật lọc cho đến khi bã bụi được hình thành Khi bã được tích tụ, hiệu quả lọc sẽ xảy ra, tuy nhiên túi sẽ bị bịt kín và cần được làm sạch Tại thời điểm này, trở lực sẽ tăng cao, và thời gian lọc hiệu quả có thể thay đổi từ 15-20 phút đến vài giờ, tùy thuộc vào nồng độ bụi trong dòng khí.
Hình 2.19 Lớp bụi tạo thành rây sàng trên vải lọc
Nỉ lọc được tạo ra bằng cách sử dụng kim để đục lỗ và ghép một miếng vải dệt gọi là scrim Các sợi chỉ được bố trí ngẫu nhiên, khác với mẫu vải dệt xác định Nỉ lọc được liên kết với vải lót qua các phương pháp hóa học, nhiệt, nhựa hoặc khâu Để thu bụi hiệu quả, nỉ lọc cần có nhiệt độ thấp hơn so với nhiệt độ của bụi ban đầu Độ dày của nỉ lọc thường gấp 2-3 lần vải dệt, với mỗi sợi chỉ được định hướng ngẫu nhiên giúp thu hạt bụi thông qua sự lèn chặt và chắn Các hạt bụi nhỏ có thể bám trên bề mặt ngoài của vật liệu lọc.
Nỉ lọc thường được sử dụng trong hệ thống lọc túi với vòi tạo xung, mang lại hiệu suất lọc cao hơn so với các phương pháp khác như máy tạo lắc hoặc thổi khí ngược Tuy nhiên, túi nỉ không phù hợp cho môi trường có độ ẩm cao, vì các hạt hút ẩm có thể làm cho nỉ dính quánh và gây tắc nghẽn khe hở của vải, dẫn đến hiệu suất lọc giảm.
Các loại sợi chỉ được lựa chọn cho vải lọc tùy thuộc vào ứng dụng công nghiệp cụ thể Ban đầu, vật liệu lọc chủ yếu được làm từ sợi tự nhiên như cotton và len, vì chúng có chi phí thấp Tuy nhiên, những sợi này có khả năng chịu nhiệt độ hạn chế.
Sợi (F hay C) có tính chống mài mòn trung bình, trong khi cotton phổ biến trong các ứng dụng nhiệt độ thấp nhờ tính sẵn có Len có khả năng chống ẩm tốt và dễ dàng chế tạo thành tấm nỉ dày Hiện nay, sợi tổng hợp được ưa chuộng hơn sợi tự nhiên, đặc biệt sợi thủy tinh được sử dụng cho nhiệt độ cao Polypropylene là sợi tổng hợp rẻ nhất cho ứng dụng nhiệt độ thấp, thường được áp dụng trong các ngành công nghiệp như đúc, nghiền than và thực phẩm Nylon, với khả năng chống mài mòn cao, rất hữu ích trong lọc bụi mài mòn Polyesters như Dacron có tính chất tốt về chống axit, kiềm và mài mòn, đồng thời giá thành hợp lý, làm cho chúng trở thành lựa chọn lý tưởng trong nhiều quy trình công nghiệp như lò nấu chảy kim loại và xưởng đúc.
Sợi Nomex được ưa chuộng trong sản xuất túi lọc vải nhờ khả năng chống chịu nhiệt độ cao và chống mài mòn Chúng thường được sử dụng để lọc bụi trong các thiết bị làm mát xi măng, nhà máy nhựa đường, lò hợp kim và máy sấy than Ngoài ra, các sợi đăng ký nhãn hiệu như Teflon, Fiberglass, Ryton và P84, cùng với sợi cacbon, cũng được áp dụng trong môi trường có nhiệt độ rất cao Teflon nổi bật với khả năng chống ăn mòn axit (trừ Flo) và có thể chịu nhiệt liên tục lên đến 260 độ C.
C Sợi thủy tinh thường được sử dụng trong lọc túi sử dụng nhiệt độ rất cao lên tới F hay C cho sự hoạt động liên tục Khoảng 90% lọc túi hiện nay hoạt động trên nồi hơi đốt than sử dụng túi được làm từ sợi thủy tinh Sợi thủy tinh thường được bôi trơn trong một số kiểu dáng để chúng sẽ trượt lên nhau mà không vỡ hoặc cắt trong suốt chu kỳ làm sạch Graphite thường được sử dụng như một chất bôi trơn và sẽ giúp giữ giới hạn nhiệt độ trên Sợi thủy tinh có thể vỡ dễ dàng và và cần một chu kỳ làm sạch rất nhẹ nhàng Ryton là một nỉ lọc làm từ sợi poly phenylene sulfide thường được gắn với một ống lót poly fluorocarbon Ryton có thể hoạt động ở nhiệt độ cao ( F hay C) và khả năng chống chịu tốt với axit và kiềm Sợi thủy tinh, Teflon, Nomex và Ryton đã được sử dụng để loại bỏ các hạt phát thải tạo ra từ công nghiệp và lò hơi đốt than.
Another material used for making bags is Gore-Tex membrane, produced by W.L Gore and Associates, Inc The Gore-Tex membrane is an extension of PTFE membrane.
Màng Polytetrafluoroethylen được kết hợp với các sợi như Fiberglas, polyester và Nomex để sản xuất nỉ và vải dệt lọc, mang lại hiệu suất vượt trội với khả năng giảm phát thải lên đến 99,9%, trở lực thấp và tuổi thọ túi cao Vật liệu này được ứng dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp kim loại, hóa chất, thực phẩm và lò hơi than đốt Tuy nhiên, một số loại vải khác cũng có thể đạt được hiệu quả tương tự.
Trong các ứng dụng nhiệt độ cao, vật liệu lọc bằng ceramic hoặc gốm sứ đang được sử dụng rộng rãi Những vật liệu này hứa hẹn sẽ mang lại hiệu quả cao khi được áp dụng làm bộ lọc trước phần lò hơi ống bộ quá nhiệt, giúp loại bỏ bụi bẩn và cải thiện khả năng truyền nhiệt trong các ống lò hơi.
Vải thường được xử lý trước để cải thiện sự ổn định về cơ khí và kích thước, bao gồm việc sử dụng silicone để nâng cao các đặc tính của vải Đối với vải tự nhiên như len và cotton, quá trình làm co trước giúp loại bỏ túi co rút trong suốt quá trình sử dụng Ngoài ra, cả vải tổng hợp và tự nhiên đều trải qua nhiều quy trình như cán tráng, lên tuyết, đốt xém mặt ngoài, làm láng và phủ ngoài để tăng cường chất lượng.
Quá trình này không chỉ gia tăng tuổi thọ của vải mà còn cải thiện sự ổn định kích thước, giúp các túi giữ được hình dạng sau thời gian dài sử dụng và dễ dàng hơn trong việc làm sạch.
Các ứng dụng của lọc túi trong công nghiệp [5]
Vải lọc là giải pháp hiệu quả trong việc giảm phát thải hạt cho nhiều ứng dụng công nghiệp, với khả năng thu hồi hạt lên đến 99.9% Chúng thường được sử dụng để loại bỏ các hạt từ dòng không khí thải trong các quy trình công nghiệp, cho phép không khí sạch được tái sử dụng trong nhà máy, giúp tiết kiệm năng lượng cho việc làm nóng không gian Vải lọc có ứng dụng rộng rãi trong các ngành như điện, đốt rác, hóa chất, thép, xi măng, thực phẩm, kim loại, dược phẩm, tổng hợp và công nghiệp carbon đen.
Bảng 2.6 Ứng dụng công nghiệp tiêu biểu của lọc túi
Máy tạo lắc Thổi khí ngược lại Vòi tạo xung
Sàng lọc, nghiền và vận chuyển đất đá
Thép các ứng dụng nhiệt độ thấp
Hoạt động khai thác mỏ
Quy trình chế biến gỗ
Lò điện Thép Nung Thạch cao Xưởng đúc Quặng và rang xay các nhà máy Thiêu kết máy sấy Đá
Dược phẩm Công nghiệp thực phẩm Chế biến gỗ
Các nhà máy thiêu kết quặng
Lò đúc Dệt may Công nghiệp Hóa chất
Lò hơi đốt thanNhà máy nhựa đường
