1. Ba Thông Số Thiết Kế Sống Còn Khi Tính Toán Tháp Hấp Phụ
Để tính toán chính xác, kỹ sư cần nắm rõ 3 đại lượng đầu vào quan trọng sau:
- Lưu lượng khí thải cần xử lý ($Q$ – tính bằng $m^3/h$): Dựa theo thông số thiết kế của quạt hút ly tâm hoặc diện tích chụp hút tại nhà xưởng.
- Vận tốc dòng khí đi qua lớp than ($v$ – tính bằng $m/s$):
- Đối với Than hoạt tính tổ ong Canopy: Vận tốc thiết kế tối ưu là $0.8 – 1.2text{ m/s}$ (nhờ cấu trúc rãnh thông suốt trở lực thấp).
- Đối với Than hoạt tính dạng trụ 4mm / Than hạt GAC: Vận tốc thiết kế chỉ từ $0.3 – 0.5text{ m/s}$ để tránh tạo trở lực cản gió quá lớn.
- Thời gian lưu khí (Contact Time / Empty Bed Contact Time – $t$): Khuyến nghị từ $1.0 – 2.0text{ giây}$ đối với khí thải buồng sơn, in ấn và từ $2.0 – 3.0text{ giây}$ đối với khí độc đậm đặc.
2. Các Bước Tính Toán Chi Tiết Bằng Công Thức Kỹ Thuật
Bước 1: Tính Diện Tích Tiết Diện Hữu Dụng Của Tháp ($S$)
Diện tích bề mặt đón gió của tháp than được tính theo công thức:
$$S = frac{Q}{3600 times v} quad (m^2)$$
Ví dụ: Với quạt hút lưu lượng $Q = 20.000text{ m}^3text{/h}$, nếu dùng Than tổ ong Canopy ($v = 1.0text{ m/s}$):
$$S = frac{20.000}{3600 times 1.0} approx 5.56text{ m}^2$$
Kích thước mặt tháp có thể thiết kế dạng hình chữ nhật: $Rộng 2.8text{m} times Cao 2.0text{m}$.
Bước 2: Tính Thể Tích & Chiều Dày Tầng Than ($V, L$)
Tổng thể tích than cần nạp vào tháp dựa theo thời gian lưu khí $t$:
$$V = frac{Q times t}{3600} quad (m^3)$$
Ví dụ: Với $t = 1.2text{ giây}$:
$$V = frac{20.000 times 1.2}{3600} approx 6.67text{ m}^3$$
Chiều dày tầng than $L = V / S = 6.67 / 5.56 = 1.2text{ m}$ (tương đương xếp chồng 12 lớp than tổ ong 100mm hoặc 3 tầng khay 400mm).
3. Bảng Tra Nhanh Khối Lượng Than Cần Nạp Cho Các Dải Công Suất Quạt Phổ Biến
| Lưu Lượng Quạt ($m^3/h$) | Tiết Diện Mặt Tháp Khuyến Nghị ($m^2$) | Khối Lượng Than Tổ Ong Cần Nạp (Viên 100mm) | Khối Lượng Than Trụ 4mm Cần Nạp (kg) |
|---|---|---|---|
| 5.000 | 1.4 – 1.6 | 1.500 – 1.800 viên (~550 kg) | 800 – 1.000 kg |
| 10.000 | 2.8 – 3.2 | 3.000 – 3.600 viên (~1.100 kg) | 1.600 – 2.000 kg |
| 20.000 | 5.5 – 6.0 | 6.000 – 7.200 viên (~2.200 kg) | 3.200 – 4.000 kg |
| 35.000 | 9.5 – 10.5 | 10.500 – 12.000 viên (~3.800 kg) | 5.500 – 7.000 kg |
| 50.000 | 14.0 – 15.0 | 15.000 – 18.000 viên (~5.500 kg) | 8.000 – 10.000 kg |
