Thiết kế và nâng cao chất lượng hệ thống tự động khống chế nồng độ khí thải (CO) trong môi trường

Ở việt nam hiện nay, việc khống chế nồng độ khí CO trong giới hạn cho phép vẫn chưa được quan tâm đúng mức, hầu hết các hệ thống xử lý khí độc còn thô sơ, lạc hậu chưa đảm bảo chất lượng. Bài báo đưa ra giải pháp thiết kế hệ thống tự động khống chế nồng độ khí thải CO và nâng cao chất lượng của hệ thống.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Thiết kế và nâng cao chất lượng hệ thống tự động khống chế nồng độ khí thải (CO) trong môi trườngNguyễn Thanh Hà và csTạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ59(11): 37 - 41THIẾT KẾ VÀ NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG HỆ THỐNG TỰ ĐỘNGKHỐNG CHẾ NỒNG ĐỘ KHÍ THẢI (CO) TRONG MÔI TRƯỜNGNguyễn Thanh Hà‫٭‬, Hoàng Thị Thu GiangĐại học Thái Nguyên, Trường ĐH Kỹ Thuật Công Nghiệp – Đại học Thái NguyênTÓM TẮTKhí CO là một loại khí không mùi, không mầu, không kích thích và không gây tổn thươngniêm mạc do đó giác quan ít phát hiện ra khí này. Nếu môi trường không khí có nồng độkhí CO tăng đến một giá trị nhất định thì có thể xẩy ra hiện tượng ngộ độc làm ảnhhưởng đến sức khoẻ của người lao động. Mức độ ngộ độc khí CO phụ thuộc vào ba yếutố; nồng độ khí CO trong môi trường, khoảng thời gian tồn tại nồng độ đó và cường độlàm việc hay tốc độ tốc độ hít thở của mỗi người. Khi người lao động làm việc trong môitrường mà nồng độ khí CO trong khoảng 80ppm đến 700ppm hoặc lớn hơn có thể xẩy racác triệu chứng tăng dần như: làm giảm cường độ làm việc, tức ngực, loạn nhịp tim,nhức đầu, buồn nôn, đầu óc kém minh mẫn, hệ thống thần kinh trung ương bị tê liệt, hônmê và có thể dẫn đến tử vong. Ở việt nam hiện nay, việc khống chế nồng độ khí COtrong giới hạn cho phép vẫn chưa được quan tâm đúng mức, hầu hết các hệ thống xử lýkhí độc còn thô sơ, lạc hậu chưa đảm bảo chất lượng.Bài báo đưa ra giải pháp thiết kế hệ thống tự động khống chế nồng độ khí thải CO vànâng cao chất lượng của hệ thống.Từ khoá: nồng độ khí CO, bộ điều khiển PID, bộ điều khiển mờ.ĐẶT VẤN ĐỀViệc tăng năng suất lao động, nâng caochất lượng sản phẩm luôn phải được gắnliền với việc bảo đảm an toàn trong laođộng sản xuất, nâng cao điều kiện vàchất lượng môi trường làm việc cho côngnhân. Khí CO là một loại khí độc hại chocon người khi hít phải, đồng thời cũng làyếu tố gây nên hiệu ứng nhà kính vì vậycần được lưu ý loại trừ và giảm thiểu.Do tính chất độc hại của khí CO nên mộtsố tổ chức an toàn và sức khoẻ trên thếgiới và các quốc gia đã đặt ra các tiêuNguyễn Thanh Hà, Tel: 0913073591Email: nguyenthanhha@tnut.edu.vnchuẩn, giới hạn cho phép của nồng độkhí CO tại nơi làm việc, nhà xưởng, khucông nghiệp cũng như khu dân cư nhưsau:Tại Việt nam:- Nồng độ tối đa cho phép của khí độcCO trong không khí ở cơ sở sản xuất là0,030mg/l.- Nồng độ cho phép của khí độc CO trongkhông khí ở khu vực dân cư là:+ Từng lần đo tối đa 3mg/m3+ Trung bình trong ngày đêm là 1mg/m3Tại Hoa Kỳ:- Tổ chức an toàn vệ sinh Hoa Kỳ(OSHA) đưa ra giới hạn chấp nhận đượcSố hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyênhttp://www.Lrc-tnu.edu.vnNguyễn Thanh Hà và csTạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆđối với nồng độ khí CO là 65 ppm trongsuốt thời gian làm việc.-Viện an toàn sức khoẻ quốc gia Mỹ(NIOSHA) đề nghị giới hạn khí CO là35ppm trong suốt thời gian làm việc. âýHiện nay ở một số cơ sở sản xuất quymô vừa và nhỏ có áp dụng các phươngpháp xử lý khí độc đơn giản như: tháprửa khí, tháp hấp thụ bằng vật liệu rỗngtưới nước hoặc dung dịch sữa vôi,nhưng nhìn chung các thiết bị và hệthống xử lý khí ở các khu công nghiệpnày còn ở mức thấp do trình độ thiết kế,chế tạo, trình độ vận hành của công nhânvà ý thức tự giác của doanh nghiệp. Theokết quả điều tra tại các khu công nghiệpở các tỉnh phía Nam có khoảng 5% cáccơ sở sản xuất công nghiệp có lò đốtnhiên liệu được lắp đặt hệ thống xử lý khíđộc hại. Chỉ có một số rất ít các cơ sởsản xuất mới xây dựng hiện đại có cáchệ thống xử lý kèm theo dây truyền côngnghệ, số còn lại hiện nay mới chỉ xâydựng phương án hoặc áp dụng các biệnpháp truyền thống như sử dụng các hệthống thông gió trong nhà xưởng hoặctrồng nhiều cây xanh nên không thể hoànđộ của khí độc này.Vì vậy việc thiết hế một hệ thống tự độngkhống chế nồng độ khí CO tại các khucông nghiệp theo các tiêu chuẩn đã đưara ở trên là vấn đề cấp thiết đặt ra chocác nhà nghiên cứu, thiết kế.CẤU TRÚC HỆ THỐNG, TÍNH TOÁNMÔ PHỎNG HỆ THỐNGGiả thiết ta chọn đối tượng để thiết kế hệthống là một nhà xưởng có diện tíchkhoảng 2000m2, cao 7m, trong nhàxưởng này có các thiết bị mà quá trìnhlàm việc của chúng có thể thải ra khí COlàm tăng nồng độ khí CO trong môitrường và có khả năng gây nguy hiểmcho người tham gia lao động tại nhàxưởng. Nếu nồng độ khí CO trong nhàxưởng vượt quá giá trị cho phép thì hệthống sẽ tự động điều khiển mở van đểbơm khí Oxi vào nhằm làm giảm nồng độkhí CO xuống mức cho phép. Ở điều kiệnbình thường thành phần không khí như59(11): 37 - 41sau: Khí Nitơ: 78,030%, khí Oxy:20,990%;khíArgon:0,933%;khíCacbonic:0,030%; khí Hydro: 0,01%Với dung tích nhà xưởng là 14.000m3 thìở điều kiện bình thường dung tích khíOxy là 2.940m3 và dung tích khí CO là4,2m3. Như vậy ta thấy rằng ở điều kiệnbình thường thì nồng độ khí CO là rấtnhỏ, vì vậy khi lượng khí CO tăng lên, đểlàm giảm nồng độ khí CO xuống giá trịcho phép ta phải bơm vào một lượng đủlớn khí Oxy. Do vậy để rút ngắn thời gian ...