TÍNH TOÁN BỒN LỌC ÁP LỰC – TÍNH TOÁN BÌNH LỌC ÁP LỰC
Tính toán bồn lọc áp lực – tính toán bình lọc áp lực như nào ? Câu hỏi này sẽ được giải đáp thông qua bài viết này. Mong rằng khi tham khảo bài viết các bạn sẽ tính toán được bình lọc áp lực để phục vụ nhu cầu trong dây chuyền lọc nước của mình.
Các thông số cần thu thập trước khi tính toán:
Trước khi tính toán một thiết nào, không chỉ riêng bồn lọc áp lực hay bình lọc áp lực. Ta phải xây dựng bài toán cho quá trình tính toán. Đối với bình lọc áp lực cần thu thập một số thông số của quá trình như sau: năng xuất lọc của hệ thống, áp suất lọc của bình, số lượng bình lọc cần dùng, công nghệ lọc song song hay lọc nối tiếp, khối lượng và chiều cao của các loại vật liệu lọc, loại thép làm bình lọc là SS400 hay thép không gỉ SUS304.
Sau khi thu thập, xây dựng các yếu tố đầu vào bài toán. Đầu ra của bài toán sẽ là: Đường kính bình lọc, chiều cao bình lọc, khối lượng và chiều cao vật liệu lọc của từng loại. Chiều dày của thân bình lọc.
Hình ảnh hệ thống bình lọc áp lực
Thu thập thông số năng suất lọc:
Thông số năng suất lọc ảnh hưởng đến kích thước của bình lọc, ảnh hưởng đến thể tích cần lọc. Ngoài ra với năng suất nhỏ thì chúng ta nên dùng 1 cụm bình lọc. Đối với hệ thống với công suất lớn, thể tích bình lọc to, nên chia ra làm nhiều cụm bình lọc. Việc chia hệ thống ra nhiều cụm bình lọc cũng có lợi cho vấn đề bảo dưỡng và thay thế vật liệu lọc sau này.
Ngoài ra năng suất lọc còn ảnh hưởng đến vận tốc lọc đi trong bình. Khi chọn được vận tốc lọc phù hợp với quá trình lọc. Sẽ tính được thể tích bình lọc cần thiết. Tính đến đây sẽ chọn được thể tích bình lọc sơ bộ. Sẽ chọn lại sau khi tính ra khối lượng và chiều cao của các lớp vật liệu lọc cần thiết cho quá trình lọc.
Thông số áp suất lọc của bình:
Thông số áp suất lọc của bình ảnh hưởng đến vận tốc lọc. Ảnh hưởng đến chiều dày làm bình lọc. Tham khảo giới hạn bền kéo, giới hạn bền của loại vật liệu làm lên bình lọc. Từ đó áp dụng các công thức tính bền cho hình trụ chịu áp suất trong để tính ra chiều dày của bồn lọc áp lực. Có thể tham khảo các công thức tính chiều dày của hình trụ chịu áp trong SỔ TAY HÓA CÔNG TẬP 2 – Nhà xuất bản giáo dục.
Yếu tố công nghệ đến quá trình tính toán:
Công nghệ lọc nối tiếp hay công nghệ lọc song song. Để chọn lựa lọc song song hay nối tiếp thì phụ thuộc yêu cầu và hiệu quả lọc của hệ thống. Tất nhiên, nếu lọc song song thì năng suất lớn nhưng ngược lại hiệu suất lọc thấp. Ngược lại, nếu lọc nối tiếp thì năng suất nhỏ, nhưng hiệu suất lọc lớn. Nếu phải chia bình lọc, thì nó ảnh hưởng đến quá trình tính toán bồn lọc áp lực của chúng ta.
Tính toán khối lượng vật liệu lọc cần thiết:
Việc tính toán khối lượng vật liệu lọc cần thiết phải biết được chất lượng nước đầu vào và đầu ra. Dựa trên nồng độ của các chất, các huyền phù, chất rắn lơ lửng cần loại bỏ để lựa chọn vật liệu lọc cho phù hợp. Cần kiểm tra lại trở lực của bình lọc để chọn áp suất đẩy của bơm.
Hiệu suất lọc:
Hiệu suất lọc phụ thuộc vào kích thước của bồn lọc. Ngoài ra phụ thuộc chủ yếu vào chiều cao của các lớp vật liệu và bản chất của lớp vật liệu lọc trong bồn lọc. Phải kể đến một số loại vật liệu lọc như: Cát thạch anh, than hoạt tính, hạt mangan, hạt ODM, hạt quặng magan, hạt MQ5 và MQ7…. Khi trọn lựa các vật liệu lọc và kích thước của vật liệu phải để ý đến chất lượng nước đầu ra. Ngoài ra còn phải tính đến các chất tạp cần loại bỏ ra khỏi nước.
Ví dụ: nếu trong nước chỉ cần loại bỏ keo sắt, mangan, cần đạt độ trong thì chỉ cần xử dụng cát lọc thanh anh, than hoạt tính, hạt mangan dioxt là đủ. Nếu trong nước còn chứa Chì, Asen, thì nên bổ sung thêm hạt ODM, hạt MQ5 hoặc MQ7.
Ví dụ 2: nếu trong nước có độ đục cao thì bồn lọc số 1 sẽ cho kích thước hạt lớn để lọc phá. Bồn số 1 chủ yếu sẽ là cát có kích thước 1-2mm và hạt magan dioxt, ODM. Đến bồn lọc số 2 ta sẽ cho loại cát có kích thước nhỏ hơn từ 0.6-1.2mm, than hoạt tính… để lọc tinh.
Số cấp lọc:
Để tăng hiệu suất lọc của quá trình nên xử dụng nhiều bình lọc để tăng số cấp lọc. Thường chọn từ 2-3 cấp lọc. Tùy thuộc vào chất lượng nước đầu vào và chất lượng nước đầu ra để chọn số cấp lọc sao cho hiệu suất lọc tốt và chi phí đầu tư lại phù hợp. Cấp lọc 1 là cấp lọc thô, lọc phá. Cấp lọc 2 là cấp lọc tinh.
Chiều cao của từng lớp vật liệu lọc:
Chiều cao của lớp vật liệu ảnh hưởng đến hiệu suất lọc. Nó có ưu và cũng có nhược điểm. Nếu chiều cao của lớp vật liệu lọc tăng thì rõ ràng là hiệu suất lọc tốt hơn. Khả năng loại bỏ tạp chất cũng tốt hơn.
Nhưng mặt khác chiều cao lớp vật liệu tăng thì trở lực của lớp vật liệu lọc cũng tăng theo, độ tăng có lũy tiến khi chiều cao tăng theo tuyến tính. Trở lực tăng thì ảnh hưởng đến lưu lượng lọc và công suất cần thiết cho bơm tăng áp lọc. Thường chiều cao của lớp vật liệu trong bình lọc áp lực thường cao khoảng 1.5-2m là đủ.
Quy trình tính toán sơ bộ sẽ gồm các bước như sau:
- Sau khi tính toán được khối lượng và chiều cao của các lớp vật liệu cần thiết.
- Sẽ chọn lại chiều cao của bình lọc cần thiết.
- Từ chiều cao và thể tích bình lọc ở phần trên sẽ tính ra đường kính của bình lọc.
- Từ đường kính của bình lọc, giới hạn bền của vật liệu, tính ra được chiều dày của thân bình
- Từ khối lượng của vật liệu, khối lượng của bình, tính bền cho chân và chọn số chân bình lọc
- Tính đường kính các cửa nước vào ra. Thường chọn vận tốc dòng nước lọc khoảng 2-5m/s
Có thể tham khảo giáo trình sau để tính toán chi tiết hơn: