TÍNH TOÁN HỆ THỐNG LỌC BỤI TĨNH ĐIỆN

 

Thiết bị lọc bụi tĩnh điện được biết đến là phương pháp hữu hiệu giải quyết triệt để bụi mịn. Thiết bị này hoạt động dựa trên nguyên lý nạp điện tích âm cho các hạt bụi trong dòng khí thải sau đó sử dụng điện trường điện áp cao kéo các hạt bụi này về cực thu dương, tách chúng khỏi dòng khí thải.

 

Phương pháp tính toán hệ thống lọc bui tĩnh điện có phần khá phức tạp, và phụ thuộc nhiều vào yếu tố kỹ thuật và môi trường làm việc cụ thể, bài viết dưới đây Thiên Long sẽ giới thiệu cho các bạn các công thức cơ bản mang tính định hướng khi tính toán hệ thống lọc bụi tĩnh điện.

 

>>> Xem thêm: 5+ Thiết bị lọc bụi tĩnh điện

 

Các yếu tố chính cần quan tâm khi tính toán hệ thống lọc bụi tĩnh điện

 

Để tính toán hệ thống lọc bụi tĩnh điện cần các thông số từ dữ liệu quan trắc đo đạc hoặc lấy theo quy chuẩn môi trường.

 

• Lưu lượng dòng khí thải L (m³/h)
• Nồng độ bụi (mg/m³)
• Kích thước hạt bụi  (μm)
• Độ nhớt khí μ (kg/m.s)
• Điện tích hạt bụi q (C)
• Hiệu suất lọc bụi mong muốn η: thường là 90 – 99%

 

Chi tiết tính toán hệ thống lọc bụi tĩnh điện

 

(1) Điện lượng mà hạt bụi có thể tích được

 

Điện lượng q mà hạt bụi hình cầu đường kính  ≥ 0,5 μm tích được trong điện trường cường độ E_c được xác định theo công thức:

Trong đó:

•  mà D là hằng số tĩnh điện của hạt bụi. Đa số loại bụi D nằm trong khoảng 2÷8 và p = 1,5÷2,4.
• ε_o là hệ số thẩm thấu điện,  (C/V.m)
• E_c là cường độ của điện trường ion hóa tức độ thay đổi điện áp trên đơn vị chiều dài, V/m
• q là điện lượng, (C)
•  là đường kính hạt bụi, m

Đối với hạt bụi đường kính  ≤ 0,2 μm:

q ≈ 10⁸ . e .

Trong đó: e là điện tích của electron, e = 1,6.10^-19C

 

(2) Vận tốc di chuyển của hạt bụi về phía điện cực ω

 

Vận tốc di chuyển của hạt trong điện trường ω phụ thuộc vào khả năng di chuyển của hạt F_c , F_e và cường độ điện E.

Cường độ điện trường hút bụi F_e:

Lực cản F_c tác dụng lên hạt bụi:

Cân bằng lực hút F_e và lực cản F_c ta thu được vận tốc chuyển động của hạt bụi về phía cực hút bụi.

Gía trị của E có thể do yêu cầu công suất phóng điện và cấu hình của điện cực xác định

Trong đó:

• μ là độ nhớt động lực của khí, Pa.s
• K_c là hệ số điều chỉnh cho sát với định luật stokes đối với bụi có đường kính dưới 10 μm, được gọi là hệ số Cunningham.

•  là bước tự do của phân tử khí

•  là vận tốc trung bình của phân tử, m/s

• M là phân tử gam của chất khí, kg/kmol
•  là hằng số vạn năng của chất khí, J/kmol.K (= 8314,4 J/kmol.K)
•  là khối lượng đơn vị của khí, kg/m³
• Ở nhiệt độ 25^oC và áp suất 1atm ta có  = 467 m/s và  = 0,067 μm

 

(3) Vận tốc của dòng khí khi đi giữa thiết bị lọc (đường ống hoặc khung bản)

 

Trong đó:

• L là lưu lượng dòng khí thải (m³/h) đi qua đường ống hoặc khe hở giữa 2 tấm bản
• n là số đơn vị ống lọc hoặc khung bản
• S là tiết diện thiết bị lọc. S = π . R² đối với kiểu ống và S = 2a.h đối với kiểu tấm (với 2a là khoảng cách 2 tấm bản, h là chiều cao khung bản)

 

(4) Tính toán chiều dài thiết bị lọc

 

Đối với thiết bị lọc dạng ống

Đối với thiết bị lọc dạng tấm bản

 

(5) Tính toán hiệu suất thu bụi

 

Đối với kiểu tấm bản:

Đối với kiểu ống hình trụ: 

Tổng quát đối với cả 2 kiểu: 

Trong đó:

• η là hiệu suất thu bụi
•  là hệ số tỷ lệ đối với mọi mặt cắt bất kỳ, giả thiết rằng quy luật phân bố nồng độ trên mặt cắt không thay đổi theo x.

 

(6) Tính diện tích thu điện A

 

Đối với bộ lọc kiểu tấm bản: A = 2.l.h

Đối với bộ lọc kiểu ống: A = 2.π.R.l

Trong đó:

• A là tổng diện tích bề mặt bộ thu điện (m²)

 

(7) Tính điện áp và cấu hình hệ thống phóng điện

 

Cường độ tới hạn của điện trường E_o:

Trong đó:

• R₁ là bán kính của dây điện cực ion hóa, m
• β là tỉ số giữa khối lượng đơn vị của khí trong điều kiện làm việc tiêu chuẩn (t = 20^oC, p = 1,013.10⁵ N/m²)

 là áp suất khí quyển, N/m²

 là áp suất dư tương đối của khí trong thiết bị lọc N/m², khi thiết bị lọc làm việc trên đường đẩy của ống quạt p_K > 0 và trên đường ống hút p_K < 0

t nhiệt độ khí, ^OC

 

Điện áp tới hạn U_o:

Đối với thiết bị lọc kiểu ống:

R₂ là bán kính ống cực thu bụi, m

Đối với thiết bị lọc kiểu khung bản:

 

Cường độ đơn vị của dòng điện I_o

I_o = Z . U . (U- U_o), A/m

Trong đó:

• U là điện áp đấu vào cực âm của thiết bị lọc bụi bằng điện, V
• Z là hằng số phụ thuộc vào thiết bị

Đối với kiểu ống:

• Đối với kiểu tấm bản:

Trong đó:

•  là hệ số phụ thuộc vào vị trí tương đối của cực ion hóa và cực thu bụi thuộc kiểu tấm bản (tra bảng)

 

>>> Xem thêm: Các phương pháp xử lý khí thải phổ biến hiện nay

 

Dịch vụ xử lý môi trường – Công ty TNHH Đầu Tư Phát triển TMXD Thiên Long

 

Với phương châm “Uy tín tạo nên chất lượng” mỗi sản phẩm, mỗi dự án lắp đặt cho khách hàng đều được Thiên Long thực hiện bằng cả tâm huyết. Chúng tôi cam kết tất cả sản phẩm Thiên Long được làm từ nguyên liệu chất lượng, ứng dụng công nghệ và giải pháp tiên tiến nhất hiện nay. Khách hàng muốn tính toán hệ thống lọc bụi tĩnh điện, hãy mang đến Thiên Long bài toán môi trường của mình, Thiên Long sẽ gửi lại lời giải tiết kiệm và tối ưu nhất cho khách hàng.

 

Qúy doanh nghiệp có nhu cầu hợp tác công ty để thi công lắp đặt hệ thống xử lý vấn đề môi trường, tính toán hệ thống lọc bụi tĩnh điện hoặc quan tâm đến các hạng mục khác, hãy liên hệ với chúng tôi qua HOTLINE: 0965 565 579.