Phin lọc điện thế hệ mới trong công nghiệp sản xuất xi măng

Thứ sáu, 03/03/2006 00:00

Công ty ELEX AG, Thụy Sỹ hoạt động trong lĩnh vực công nghiệp làm sạch khí gas từ năm 1934. Hơn 70 năm qua, Công ty đã có đóng góp quan trọng trong việc phát triển các loại phin lọc điện. Trên toàn thế giới, Công ty đã cung cấp trên 6000 phin lọc bụi cho lò nung, máy nghiền, lò sấy và buồng làm mát, trong số đócó 4000 phin lọc cho công nghiệp xi măng.

Cùng với các phin lọc điện, ELEX còn đề xuất các tháp điều hòa để làm ẩm và làm lạnh các khí thải trước khi đi vào phin lọc điện, chế tạo các phin tạp
chủng lai và các thiết bị xúc tác nhằm giảm bớt NOx thoát ra từ các khí thải khi đốt các chất thải trong lò để nung clinke.
Chỉ riêng năm 2004 kỷ niệm 70 năm thành lập, ELEX đã lắp đặt được: 72 phin lọc điện, 20 tháp điều hòa, 2 phin lọc tạp chủng, 3 thiết bị xúc tác để thu NOx.
Trong thời kỳ đầu mới đưa phin lọc điện vào sử dụng, thì việc đầu tiên trong kế hoạch là thu hồi lượng bụi còn dùng được trong quá trình công nghệ. Độ sạch của không khí trong thời kỳ này chỉ đóng vai trò thứ yếu. Nhưng ngày nay, cần phải tính đến tất cả các chỉ tiêu nghiêm ngặt về bảo vệ môi trường xung quanh. Do đó, các phin lọc điện đã từng bước được hiện đại hóa. Nhờ có các chỉ tiêu kỹ thuật cao trong nhiều năm qua mà các phin lọc điện đã trở thành hệ thống lọc kinh tế nhất để thu hồi bụi trong nhiều lĩnh vực ứng dụng. Nồng độ bụi ở đầu vào lên tới 1000 g/m3, có thể giảm xuống ở đầu ra từ phin lọc tới 10 mg/m3.
Mục tiêu của ELEX là đạt tới giải pháp kỹ thuật và kinh tế tối ưu đối với mỗi người tiêu dùng. Điều này đạt được là nhờ:
- Bộ môn khí động học hiện đại và đạt được sự phân bố lý tưởng các chất khí theo tiết diện của phin lọc điện;
- Kết cấu tối ưu của các điện cực và sự bố trí của chúng trong phin lọc điện, cho phép tăng khả năng giữ bụi và giảm tối thiểu các zôn được gọi là nửa hoạt động;
- Sử dụng nguồn xung điện thế cao với điều khiển bằng vi mạch, có tính đến những điều kiện vật lý thay đổi trong quá trình hoạt động. Trong đó, tiêu hao điện năng được tối thiểu tiết kiệm đạt tới 75-90%, tất cả các thông số có ảnh hưởng tới sự làm việc của phin lọc điện đều được kiểm soát và tính đến;
- Sử dụng bộ điều khiển được lập trình đối với thiết bị điện thế thấp, làm việc kết hợp với vi mạch để điều khiển thiết bị điện thế cao;
- Tối ưu hóa chu kỳ lắc của các điện cực đồng thời với sự tối thiểu hóa sự hao mòn của cơ cấu lắc;
- Kiểm tra thành phần các chất khí tại đầu vào phin lọc điện và độ bụi tại đầu ra từ phin lọc điện;
- Khả năng cạnh tranh do khối lượng kim loại thấp của các phin lọc điện và do các phần của vỏ hộp máy được chế tạo tại địa phương.

1. Nguyên lý hoạt động và cấu tạo của các phin lọc điện
Phin lọc điện rất phù hợp để tách các hạt chất rắn và chất lỏng. Các điện cực có mũ nối với điện thế âm cao một chiều phát ra các điện tử. Chúng di chuyển tới các điện cực lắng và trong đó va chạm với các phân tử khí và các hạt bụi. Các hạt bụi bằng cách hút các điện tử và được tích điện âm, dưới tác động của điện trường hiện có chúng chuyển động và bám vào các điện cực được nối tiếp đất.
Các điện cực lắng của phin lọc điện của công ty ELEX cấu tạo từ thép tấm ép định hình. Chúng tạo thành hệ thống các lối thoát hẹp, mà khí thải sẽ thoát qua đó và được lọc sạch. Các điện cực có mũ không di động kiểu RS của công ty ELEX được bố trí trên trục giữa của lối thoát khí rộng 400 mm. Các cơ cấu lắc cơ học làm sạch các điện cực lắng có vành bằng các tác động va đập theo chu kỳ. Bụi tách ra rơi xuống các phễu thu và được chuyển ra bằng các cơ cấu vận chuyển bụi.
Trong các phin lọc điện các trường riêng rẽ được phân chia bằng điện và cơ với hơn một trường khác. Bởi vì một lượng bụi khác nhau sẽ rơi vào các trường khác nhau, cho nên tương ứng các máy biến thế và các cơ cấu lắc sẽ được điều chỉnh và điều khiển theo cách khác nhau.
Ưu điểm của phin lọc điện là sự lắng bụi diễn ra có chọn lựa, tức là trong trường đầu tiên bụi được tách ra, trước hết là bụi to dễ tách ra, còn trong các trường tiếp theo là bụi nhỏ khó tách ra hơn. Công ty ELEX đề xuất một phễu riêng đặt dưới mỗi trường của phin lọc điện. Nhờ đó tạo ra khả năng tách bụi riêng ra từ các trường cuối cùng, sao cho tránh được sự tích tụ các hạt khó lắng vào bụi.
Trong các lò nung phương pháp ướt thường thấy hiện tượng bất lợi đối với quá trình công nghệ, như sự tích tụ các clorua kiềm và các sunphát kiềm, là do chúng được đưa trở lại nhiều lần vào bụi từ các phin lọc điện. Bụi với hàm lượng kiềm và lưu huỳnh cao được tách ra nhiều trong các trường tiếp sau trường đầu tiên. Tỷ lệ bụi trong các trường tiếp sau này thường nhỏ hơn 10% so với tổng lượng bụi lắng xuống. Phần bụi lớn hơn cả trên 90% được tách ra trong trường đầu tiên và có lượng kiềm và lưu huỳnh ít hơn nhiều. Bởi vậy, hợp lý hơn là lấy riêng bụi ra khỏi các trường tiếp sau trường thứ nhất và không đưa chúng trở lại lò nung. Trong trường hợp ngược lại, việc đưa toàn bộ lượng bụi quay trở lại lò nung phương pháp ướt sẽ dẫn đến làm tăng thêm lượng bụi hạt nhỏ chứa kiềm và lưu huỳnh và tạo ra sự tuần hoàn nhiều lần lượng bụi nhỏ này giữa lò nung và phin lọc. Do lượng kiềm và lưu huỳnh tăng lên mà các tính chất lắng của loại bụi này bị sút kém. Với những yêu cầu cao hơn đối với làm sạch bụi dưới 30 mg/m3 thì ảnh hưởng này còn mạnh hơn. Khi dưới các thông số khác như nhau, phin lọc phải được thiết kế trên kích thước lớn, sao cho phù hợp với số phin lọc đã được đặt hàng.

2. Xác định các thông số
Tốc độ chuyển động của các hạt theo hướng tới các cực điện lắng thu vuông góc với dòng khí, được gọi là tốc độ trôi drift được sử dụng để xác định các thông số lọc bụi bằng công thức thực nghiệm, mà nhờ đó xác định được mức độ sạch của khí thải. Sử dụng công thức của W.Deutsch đưa ra năm 1922:

' border=0 src='/image/images?img_id=com.vportal.portlet.vcms.model.VcmsArticle.2875.315' />