Các yếu tố ảnh hưởng hiệu suất tháp phun lốc xoáy: vận tốc khí, kích thước giọt nước, lực ly tâm
Đồng Hữu Cảnh - 17/06/2025
1. Cấu trúc tổng thể hệ tháp phun lốc xoáy
Trước khi đi sâu vào từng yếu tố, cần hiểu nguyên lý tổng thể:
Khí thải → đi vào buồng xoáy cyclone → lực ly tâm tách bụi thô.
Tại vùng xoáy → phun nước áp lực cao tạo mưa sương.
Hơi axit hòa tan vào giọt nước → tạo dung dịch hấp phụ.
Bộ tách sương (Demister) → ngăn cuốn giọt nước ra ống xả.
Nước thải → thu hồi về bể trung hòa.
Mỗi thông số kỹ thuật đều tác động trực tiếp đến 1 hoặc nhiều công đoạn trên.
2. Vận tốc khí đầu vào: “trái tim” tạo lực ly tâm
2.1 Ý nghĩa
-
Vận tốc càng cao → lực ly tâm càng lớn → tách bụi tốt hơn.
-
Vận tốc quá cao → sinh bọt khí, cuốn nước → giảm hấp phụ khí axit.
2.2 Thông số vận tốc chuẩn thiết kế
| Loại tháp | Vận tốc khí đầu vào lý tưởng |
|---|---|
| Xử lý bụi thô | 12 – 15 m/s |
| Xử lý khí axit + bụi mịn | 15 – 20 m/s |
| Tháp lốc xoáy cao áp | 20 – 25 m/s (tăng tổn thất áp lực cao) |
Tại IPF Việt Nam: đa phần hệ lốc xoáy xử lý HCl, H2SO4, NH3 được thiết kế vận tốc khí 17–18 m/s để cân bằng lực ly tâm và hấp phụ.
3. Lực ly tâm: quyết định khả năng tách bụi trước hấp phụ
Trong các hệ cyclone công nghiệp, lực ly tâm thường đạt:
300–600 lần trọng lực (300–600 G) ở tháp trung áp.
800–1000 G ở một số lốc xoáy cao áp cho bụi siêu mịn.
Nếu lực ly tâm yếu:
Hạt bụi mịn không kịp rơi, trôi lơ lửng.
Tăng tải cho hệ phun nước hấp phụ → giảm hiệu quả.
Nếu lực ly tâm quá mạnh:
Tăng ma sát → tiêu tốn điện năng quạt hút lớn.
Khó vận hành ổn định lâu dài.
👉 IPF luôn thiết kế lực ly tâm ở dải an toàn 400–600G cho hệ khí hóa chất.
4. Kích thước giọt nước phun: yếu tố "ăn điểm" khi xử lý khí axit
4.1 Tại sao giọt nước nhỏ lại quan trọng?
Tăng diện tích tiếp xúc giữa nước và khí axit.
Giúp quá trình hấp phụ diễn ra nhanh, triệt để ngay tại vùng xoáy.
Giọt nhỏ nhưng đủ nặng để không bị cuốn khí.
4.2 Bảng tham chiếu thực tế
| Đường kính giọt (µm) | Hiệu quả hấp phụ | Khả năng bị cuốn khí |
|---|---|---|
| > 300 | Hấp phụ thấp | Không cuốn khí |
| 100–200 | Tối ưu | An toàn |
| 50–100 | Lý tưởng (IPF ưu tiên dùng) | Cần kiểm soát vận tốc khí tốt |
| < 30 | Rất cao | Nguy cơ bị cuốn khí thải ra ngoài |
4.3 Cách tạo giọt mịn chuẩn:
Dùng béc xoáy dạng Venturi hoặc béc phun tán sương đa điểm.
Áp suất nước phun: 4–6 bar.
Đường ống cấp nước phải đảm bảo lưu lượng ổn định, không dao động.
5. Lưu lượng nước phun hấp phụ
5.1 Nguyên lý:
Càng nhiều nước → tăng khả năng hòa tan khí axit.
Nhưng nước dư thừa → tổn thất nước thải, tăng tải cho bể trung hòa.
5.2 Dải vận hành hợp lý theo loại khí:
| Thành phần khí thải | Lượng nước phun lý tưởng |
|---|---|
| HCl, H2SO4 (nồng độ thấp) | 10–15 lít/m³ khí |
| HCl, H2SO4 (nồng độ cao) | 15–20 lít/m³ khí |
| NH3, SO2 | 20–25 lít/m³ khí |
| Hơi dung môi kèm theo (VOC) | ≥ 25 lít/m³ khí |
Dung dịch hấp phụ:
Thêm NaOH 0.1–0.5% giúp trung hòa khí axit hiệu quả hơn.
5.3 IPF khuyến cáo:
Tối ưu lượng nước phun dựa vào:
Nồng độ khí đầu vào.
Thời gian tiếp xúc khí – nước thực tế trong vùng xoáy.
6. Bộ tách sương Demister: "Lá phổi cuối cùng" bảo vệ môi trường
Chức năng: giữ lại giọt nước siêu nhỏ sau hấp phụ, tránh cuốn ra ống xả.
Vật liệu: lưới inox 304 bọc nhựa PP, hoặc tấm đệm nhựa đúc liền.
Hiệu quả giữ sương: 95–99% với giọt nước 10–50 µm.
👉 Nếu Demister yếu → hiện tượng “sương trắng” ở ống khói → gây lỗi khi đo kiểm môi trường.
7. Các yếu tố phụ kèm theo ảnh hưởng hiệu suất
| Yếu tố | Ảnh hưởng thực tế |
|---|---|
| Nhiệt độ khí thải | Khí nóng > 50°C làm giảm hấp phụ khí axit |
| Độ ẩm ban đầu | Độ ẩm cao thuận lợi hấp phụ |
| pH dung dịch | pH 6.5–7.5 giúp hấp phụ tốt HCl, SO2 |
| Áp suất quạt hút | 800–1500 Pa là dải vận hành ổn định |
8. Tổng hợp mối liên hệ giữa các thông số kỹ thuật
| Thông số | Tăng lên → ảnh hưởng gì? |
|---|---|
| Tốc độ khí | Tăng lực ly tâm, tăng tách bụi thô nhưng dễ cuốn sương |
| Lực ly tâm | Cải thiện tách bụi mịn, nhưng tăng tải quạt |
| Giọt nước nhỏ | Tăng hấp phụ khí axit, dễ bị cuốn khí |
| Nước phun nhiều | Tăng hấp phụ, nhưng tăng tải nước thải |
| Bộ tách sương tốt | Ngăn hoàn toàn sương lơ lửng ra ngoài |
9. IPF Việt Nam tối ưu hệ thống như thế nào?
Thiết kế chuẩn bài toán thực tế:
Phân tích kỹ thành phần khí thải từng nhà máy.
Chạy mô phỏng lưu lượng thực tế → lựa chọn vận tốc, béc phun, lực xoáy phù hợp.
Gia công chính xác:
Hệ cyclone cân đối giữa lực ly tâm – tổn thất áp lực.
Béc phun nhập khẩu chất lượng cao.
Bộ tách sương lắp ghép tháo rửa dễ dàng.
Vận hành – bảo trì dễ dàng:
Vệ sinh định kỳ béc phun, demister 3–6 tháng/lần.
Kiểm soát pH nước hấp phụ liên tục.
Kiểm tra lưu lượng quạt hút hàng tháng.
10. Kết luận
Tối ưu hiệu suất tháp phun lốc xoáy không đơn thuần là mua thiết bị lớn — mà phải là bài toán thiết kế chuẩn từng thông số kỹ thuật ngay từ đầu.
Công ty cổ phần sản xuất và thương mại kỹ thuật IPF Việt Nam tự hào có kinh nghiệm thiết kế – gia công – vận hành hàng trăm hệ thống tháp lốc xoáy trong xử lý khí thải hóa chất, khí axit, khí NH3 tại Việt Nam.
Liên hệ IPF Việt Nam để nhận báo giá và mẫu thiết kế!
Địa chỉ : Ngãi Cầu - An Khánh- Hoài Đức- Hà Nội
Hotline: 0975.360.629
VIẾT BÌNH LUẬN CỦA BẠN: