Đang tải... (xem toàn văn)
a) Tính toán sản phẩm cháy, xác định lượng khí thải, tải lượng các chất ô nhiễm. b) Xác định nồng độ bụi, khí SO2, CO, CO2 dọc theo trục gió đi qua chân ống khói, ở tọa độ x,y bất kỳ trên mặt đất theo chiều gió thổi qua chân nguồn thải. (Tính toán với 2 nguồn,nguồn 1 và nguồn 2 tương ứng với 3 chiều cao thay đổi).
THUYẾT MINH ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ THẢI ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ THẢI Đề tài : Tính khuếch tán , xác định tình trạng nhiễm mơi trường xung quanh từ lò đốt nhiên liệu , đề xuất phương pháp giảm thiểu CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG VÀ TÍNH TỐN SẢN PHẨM CHÁY I/ GIỚI THIỆU CHUNG: Nội dung tính tốn: a) Tính tốn sản phẩm cháy, xác định lượng khí thải, tải lượng chất ô nhiễm b) Xác định nồng độ bụi, khí SO2, CO, CO2 dọc theo trục gió qua chân ống khói, tọa độ x,y mặt đất theo chiều gió thổi qua chân nguồn thải (Tính tốn với nguồn,nguồn nguồn tương ứng với chiều cao thay đổi) c) Xây dựng biểu đồ thể mối quan hệ: C bụi= f(x, D, h); C bụi= f(x, y, D, h) C Gas= f(x, D, h); C Gas= f(x, y, D, h) d) Đề xuất giải pháp giảm thiểu nhiễm II/ THƠNG SỐ KHÍ HẬU ĐỊA PHƯƠNG: Địa điểm xây dựng cơng trình: Bảo Lộc Mùa tính tốn: Mùa Đơng Do u cầu đề tính cho Mùa Đơng nên ta có thơng số khí hậu sau : Nhiệt độ tính tốn: = [0C] Độ ẩm tính tốn := [%] Vận tốc gió := [m/s] Theo tài liệu QCVN 02-2009 ta có bảng thơng số khí hậu sau : Bảng 1.1: Các thơng số khí hậu Mùa Đơn g Nhiệt độ (ºC) 26,4 25,5 24,8 Độ ẩm (%) 25,6 79,5 GVHD: NGUYỄN HUY TIẾN SVTH: Nguyễn Hữu Hải _ MSSV: 2747.55 76,4 74,3 Vận tốc gió (m/s) 76,7 3,1 3,2 4,1 3,5 THUYẾT MINH ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ THẢI III/ THÀNH PHẦN NHIÊN LIỆU VÀ CÁC THƠNG SỐ CỦA NGUỒN THẢI: 3.1.Thành phần nguyên liệu: Nhiênliệu sử dụng cho lò Dầu DO Với thành phần cho bảng sau: Bảng 1.2:Thành phần nhiên liệu Cp (%) 82,3 Hp (%) 10,5 Op (%) 0,25 Np (%) 0,15 Sp (%) 3,4 Ap (%) 0,5 Wp (%) 2,9 3.2.Các thông số nguồn thải: Các thông số nguồn thải thống kê bảng sau: Bảng 1.3: Các thông số nguồn thải Nguồn thải Ống khói Ống khói Chiều cao ống khói ba trường hợp (m) Đường kính ống khói (mm) Lượng dầu tiêu thụ (Kg/h) tkhói (ºC) 1300 900 1600 1000 170 170 h1 h2 h3 17 17 23 23 30 30 Hình 1.khoảng cách ống khói GVHD: NGUYỄN HUY TIẾN SVTH: Nguyễn Hữu Hải _ MSSV: 2747.55 Khoảng cách ống khói ( m) 50 THUYẾT MINH ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ THẢI IV/ TÍNH TỐN SẢN PHẨM CHÁY: 4.1.Tính sản phẩm cháy điều kiện tiêu chuẩn: Điều kiện chuẩn điểu kiện có : t = 0oC , p = 760mmHg GVHD: NGUYỄN HUY TIẾN SVTH: Nguyễn Hữu Hải _ MSSV: 2747.55 THUYẾT MINH ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ THẢI Bảng 1.4: Tính sản phẩm cháy điều kiện chuẩn ST T Đại lượng tính tốn Lượng khơng khí cần thiết cho q trình cháy Lượng khơng khí cần thiết cho q trình cháy t= 25,60C; φ= 76,7%; d= 15,21 g/Kg Lượng khơng khí ẩm thực tế với hệ số khơng khí thừa α∈(1,2÷1,6); chọn 1,5 Lượng SO2 sản phẩm cháy Lượng CO sản phẩm cháy với hệ số cháy khơng hồn tồn hóa học học ∈(0,01÷0,05); chọn 0,01 Ký hiệu Cơng thức tính tốn V0 0,089.Cp+0,264.Hp0,0333.(Op-Sp) 0,089 x82,3 + 0,264 x 10,5 - 0,0333 x (0,25 – 3,4) 10,202 Va (1+0,0016.d).V0 (1 + 0,0016 x 15,21) x 10,202 10,450 Vt α Va 1,5 x 10,450 15,675 VSO2 0,683.10-2.Sp 0,683.10-2 x 3,4 0,023 m³ chuẩn/Kg đơn vị VCO 1,865.10-2 Cp 1,865.10-2 x 0,01 x 82,3 0,015 Lượng khí CO2 sản phẩm cháy m³ chuẩn/Kg đơn vị VCO2 1,853.10-2.(1-).Cp 1,853.10-2 x (1 - 0,01) x 82,3 1,510 Lượng H2O sản phẩm cháy m³ chuẩn/Kg đơn vị 0,111.Hp+0,0124.Wp +0,0016d.Vt 0,111 x 10,5 +0,0124 x 2,9 + 0,0016 x 15,21 x 15,675 1,583 GVHD: NGUYỄN HUY TIẾN SVTH: Nguyễn Hữu Hải _ MSSV: 2747.55 Đơn vị m³ chuẩn/Kg đơn vị m³ chuẩn/Kg đơn vị m³ chuẩn/Kg đơn vị m³ chuẩn/Kg đơn vị VH2O Thay số Kết THUYẾT MINH ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ THẢI ST T Đại lượng tính tốn Đơn vị Lượng khí N2 có sản phẩm cháy Lượng khí O2 có sản phẩm cháy 10 Lượng sản phẩm cháy tổng cộng GVHD: NGUYỄN HUY TIẾN SVTH: Nguyễn Hữu Hải _ MSSV: 2747.55 m³ chuẩn/Kg đơn vị m³ chuẩn/Kg đơn vị m³ chuẩn/Kg đơn vị Ký hiệu Cơng thức tính tốn Thay số Kết VN2 0,8.10-2.Np+0,79.Vt 0,8.10-2 x 0,15 + 0,79 x 15,675 12,384 VO2 0,21.(α-1).Va 0,21 x ( 1,5 – 1) x 10,450 1,097 Vspc VSO2+VCO+VCO2+VH2O+ VN2+VO2 0,023 + 0,015 + 1,510 + 1,583 + 12,384 + 1,097 16,613 THUYẾT MINH ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ THẢI 4.2.Tính tốn lượng khói thải tải lượng chất nhiễm khói thải ứng với lượng nhiên liệu tiêu thụ B Kg/h: Bảng 1.5: Lượng khói thải tải lượng chất nhiễm nguồn ST T Đại lượng tính tốn Lượng khói (SPC) đk chuẩn t = oC, P= 760 mmHg Lượng khói (SPC) đk thực tế tkhói (oC) Lượng khí SO2 với γso2 = 2,926 Kg/m3chuẩn Lượng khí CO với γco= 1,25 Kg/m3chuẩn nguồn nguồn Đơn vị Kí hiệu m3/s LC 7,383 4,615 m3/s LT 11,981 7,488 g/s MSO2 30,199 18,874 g/s MCO 8,527 5,329 829,11 1,111 Công thức Thay số Kết Lượng khí CO2 γco2 = 1,977 Kg/m3chuẩn g/s MCO2 1326,58 Lượng tro Bụi với hệ số tro bay theo khói a = 0,10,85, lấy a = 0,8 g/s MBụi 1,778 GVHD: NGUYỄN HUY TIẾN SVTH: Nguyễn Hữu Hải _ MSSV: 2747.55 Thay số Kết THUYẾT MINH ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ THẢI 4.3.Tính tốn nồng độ phát thải chất: Bảng 1.6: Nồng độ phát thải chất so sánh với tiêu chuẩn cho phép ST T Đại lượng tính tốn Lượng khí SO2 Lượng khí CO Lượng khí CO2 Lượng tro Bụi Đơn vị Kí hiệ u mg/ m3 CSO mg/ m3 CC mg/ m3 mg/ m3 CBụ Cơng thức tính tốn nguồn Thay số Kết nguồn Thay số Kết QC19/ BTN MT MSO2/LT 2520,522 2520,522 1500 MCO/LT 711,714 711,714 1000 CC MCO2/L O2 T 110721,9 35 110721,9 35 Không quy định 148,380 148,380 400 O i MBụi/LT Từ bảng kết so sánh ta thấy nồng độ phát thải SO2 vượt tiêu chuần cho phép Do ta phải xử lý trước đưa vào môi trường GVHD: NGUYỄN HUY TIẾN SVTH: Nguyễn Hữu Hải _ MSSV: 2747.55 THUYẾT MINH ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ THẢI CHƯƠNG II: XÁC ĐỊNH NỒNG ĐỘ Ơ NHIỄM CỦA CÁC CHẤT TRÊN MẶT ĐẤT,XÁC ĐỊNH NỒNG ĐỘ Ô NHIỄM CỰC ĐẠI I/ CƠNG THỨC TÍNH TỐN PHÂN BỐ CHẤT Ô NHIỄM TỪ NGUỒN ĐIỂM CAO THEO LUẬT PHÂN PHỐI CHUẨN GAUSS: 1.1 Công thức xác định nồng độ chất nhiễm: Theo “mơhình Gauss” cơng thức xác định nồng độ chất ô nhiễm điểm sau: C= M y2 × EXP(- )× 2πσ y σz 2σy (z-H)2 (z+H)2 EXP + EXP 2 2σz 2σz (1.1) Khi tính tốn nồng độ nhiễm mặt đất hay xác định nồng độ ô nhiễm điểm có tọa độ (x, y, z = 0) cơng thức 1.1 trở thành: y2 H2 M C( x,y) = × EXP - ữì EXP - ữ u yσ z y 2σ z (1.2) Trong trường hợp phân bố nồng độ mặt đất dọc theo trục gió (trục x, y = 0, z = 0), hay xác định nồng độ chất nhiễm điểm có tọa độ (x, 0, 0) cơng thức 1.1 trở thành: H2 M Cx = ì EXP - ữ u y σ z 2σ z (1.3) Trong đó: C: Nồng độ nhiễm điểm tính tốn; (mg/m3) M: Tải lượng chất ô nhiễm ; (mg/s) u: Vận tốc gió tính tốn; (m/s) H: Chiều cao hiệu ống khói ; (m) σ y σz ; : Hệ số khuếch tán theo phương ngang y, phương đứng z; (m) 1.2.Chiều cao hiệu ống khói: Chiều cao hiệu ống khói xác định theo cơng thức sau: H= h+ ∆H (m) Trong đó: H: Chiều cao thực ống khói; (m) ∆H: Độ nâng cao luồng khói; (m) GVHD: NGUYỄN HUY TIẾN SVTH: Nguyễn Hữu Hải _ MSSV: 2747.55 THUYẾT MINH ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ THẢI Hình Chiều cao hiệu ống khói Để đơn giản tính tốn ta chọn phương pháp xác định độ nâng cao luồng khói theo cơng thức Davidson W.F Độ nâng cao luồng khói xác định theo cơng thức: = hv + ht (m) Trong đó: hv: độ nâng vận tốc ban đầu khói (momentun rise): hv= D (m) ht : độ nâng sức gây chênh nhiệt độ (buoyancy rise) : hv= D Trong đó: D: Đường kính miệng ống khói; (m) uh: Vận tốc gió chiều cao miệng ống khói ; (m/s) Tkhói :Nhiệt độ tuyệt đối khói miệng ống khói; (K) ∆T: Độ chênh nhiệt độ khói thải nhiệt độ khơng khí xung quanh; ℃ K ω: Vận tốc ban đầu luồng khói miệng ống khói; (m/s) ω= = LT: Lưu lượng khí thải; (m /h) Cơng thức xác định chiều cao hiệu ống khói: H = h + = h + D (m) Với: uh= u(m/s) GVHD: NGUYỄN HUY TIẾN SVTH: Nguyễn Hữu Hải _ MSSV: 2747.55 THUYẾT MINH ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ THẢI n: hệ số phụ thuộc vào độ gồ ghề mặt đất Căn vào bảng sau: B¶ng 2.1: Sè mị n Độ gồ ghề Zocủamặt đất, m 0,01 0,10 1,00 3,00 Các cấp độ ổn định khí theo thang Pasquill - Gifford A B C D E F 0,05 0,06 0,06 0,12 0,32 0,53 0,08 0,09 0,11 0,16 0,34 0,54 0,17 0,17 0,25 0,27 0,38 0,61 0,27 0,28 0,31 0,37 0,47 0,69 Địa điểm xây dựng Bảo Lộccó độ gồ ghề mặt đấtZo =2 xét với cấp độ ổn định B Vậy ta có: n = 0,225 Ta có vận tốc u= = 3,467 Kết tính tốn vận tốc gió chiều cao ống khói với chiều cao khác cho bảng sau: Bảng 2.2: Vận tốc gió chiều cao ống khói STT utb (m/s) Hệ số n 3,467 3,467 3,467 0,225 0,225 0,225 Chiều cao ống khói (m) 17 23 30 Vận tốc uh (m/s) 3,910 4,185 4,433 Vậy chiều cao hiệu ống khói ba trường hợp cho bảng sau: Bảng 2.3: Chiều cao hiệu ống khói Ốn LT D g (m /s) (m) khó i 11,98 1,3 7,488 0,9 ω (m/s) uh tkhói (m/s) (oC ) txq ( C) o 3,910 9,027 4,185 170 25,56 4,433 3,910 11,771 4,185 170 25,56 4,433 Chiều cao thực (m) h1 h2 h3 h1 h2 h3 1.3.Xác định hệ số khuếch tán , : Công thức D.O.Martin: = a.và = b + d Trong đó: x: Khoảng cách xi theo chiều gió kể từ nguồn (km) GVHD: NGUYỄN HUY TIẾN SVTH: Nguyễn Hữu Hải _ MSSV: 2747.55 10 17 23 30 17 23 30 Độ nâng cao vệt khói (m) Chiều cao hiệu (m) 5,568 5,062 4,656 5,590 5,082 4,674 22,568 28,062 34,656 22,590 28,082 34,674 Biểu đồ thể nồng độ (CO2) dọc theo trục nguồn Biểu đồ thể nồng độ (CO2) dọc theo trục nguồn Biểu đồ thể nồng độ hỗn hợp (CO2) dọc theo trục nguồn Biểu đồ thể nồng độ hỗn hợp (CO2) dọc theo trục nguồn 2.5 Nồng độ ô nhiễm mặt đất xuôi theo chiều gió nguồn BỤI: Bảng 2.17: Xác định Cx, Cx,y, Chh Bụi chiều cao h1 h = 16m Khoảng cách σY 0 3,3 0,1 19,91 10,86 0,2 37 20,07 0,3 53,17 30,03 0,4 68,76 40,5 0,5 83,95 51,37 0,6 98,81 62,57 0,7 113,41 74,06 0,8 127,79 85,79 0,9 141,98 97,75 156 109,9 σZ M 1,77 1,77 1,77 1,77 1,77 1,77 1,77 1,77 1,77 1,77 1,77 u 3,91 3,91 3,91 3,91 3,91 3,91 3,91 3,91 3,91 3,91 3,91 Nguồn H Cx 22,56 22,56 0,077 22,56 0,103 22,56 0,068 22,56 0,044 22,56 0,030 22,56 0,021 22,56 0,016 22,56 0,012 8 22,56 0,010 22,56 0,008 Cxy Chh 2E-05 M H 3,91 22,59 3,91 22,59 1,111 3,91 22,59 1,111 3,91 22,59 1,111 3,91 22,59 1,111 3,91 22,59 1,111 3,91 22,59 1,111 3,91 22,59 1,111 3,91 22,59 1,111 3,91 22,59 1,111 3,91 22,59 1,111 0,077 1,111 0,01 0,1136 0,090 0,022 0,022 0,067 0,019 0,049 0,015 0,037 0,012 0,029 0,010 0,023 0,008 0,018 0,007 0,015 Nguồn Cx u 0,048 0,064 0,042 0,027 0,019 0,013 0,010 0,008 0,006 0,005 Cxy Chh 0 1E-05 0,006 0,013 0,014 0,012 0,009 0,0481 0,008 0,006 0,005 0,004 0,0183 0,0709 0,0564 0,0419 0,0311 0,0236 0,0145 0,0118 0,0097 1,1 169,88 122,1 1,2 183,62 134,2 1,3 197,24 146,3 1,4 210,75 158,6 1,5 224,16 170,9 1,77 1,77 1,77 1,77 1,77 3,91 3,91 3,91 3,91 3,91 22,56 22,56 22,56 22,56 22,56 0,006 0,005 0,005 0,004 0,003 0,006 0,013 1,111 0,005 0,0111 1,111 0,004 0,009 1,111 0,008 0,004 1,111 0,003 0,007 1,111 3,91 22,59 3,91 22,59 3,91 22,59 3,91 22,59 3,91 22,59 0,004 0,003 0,003 0,002 0,002 0,003 0,003 0,002 0,002 0,002 0,0081 0,0069 0,0059 0,0052 0,0045 Bảng 2.18: Xác định Cx, Cx,y, Chh Bụi chiều cao h2 h = 22m Khoảng cách σY 0 3,3 0,1 19,91 10,86 0,2 37 20,07 0,3 53,17 30,03 0,4 68,76 40,5 0,5 83,95 51,37 0,6 98,81 62,57 0,7 113,41 74,06 0,8 127,79 85,79 0,9 141,98 97,75 156 109,9 1,1 169,88 122,1 σZ M 1,77 1,77 1,77 1,77 1,77 1,77 1,77 1,77 1,77 1,77 1,77 1,77 u 3,91 3,91 3,91 3,91 3,91 3,91 3,91 3,91 3,91 3,91 3,91 3,91 Nguồn H Cx 28,06 28,06 0,023 28,06 0,073 28,06 0,058 28,06 0,040 28,06 0,028 28,06 0,021 2 28,06 0,016 28,06 0,012 28,06 0,01 28,06 0,008 2 28,06 0,006 Cxy 7E-06 0,007 0,018 0,020 0,018 0,015 0,012 0,010 0,008 0,007 0,006 Chh M u 0,023 0,080 0,077 0,061 0,047 0,036 0,028 0,022 0,018 0,015 0,012 1,111 3,91 1,111 3,91 1,111 3,91 1,111 3,91 1,111 3,91 1,111 3,91 1,111 3,91 1,111 3,91 1,111 3,91 1,111 3,91 1,111 3,91 1,111 3,91 Nguồn H Cx Cxy Chh 28,08 0 28,08 0,014 5E-06 0,0148 28,08 0,045 0,004 0,0502 28,08 0,036 0,0118 0,0484 28,08 0,025 0,013 0,0385 28,08 0,018 0,0115 0,0295 28,08 0,013 0,009 2 0,0228 28,08 0,007 0,01 0,0178 28,08 0,007 0,006 0,0142 28,08 0,006 0,005 3 0,0116 28,08 0,005 0,004 0,0096 28,08 0,004 0,003 2 0,008 1,2 183,62 134,2 1,3 197,24 146,3 1,4 210,75 158,6 1,5 224,16 170,9 1,77 1,77 1,77 1,77 3,91 3,91 3,91 3,91 28,06 28,06 28,06 28,06 0,005 0,004 0,004 0,003 0,005 0,004 0,004 0,003 0,011 0,009 0,008 0,007 1,111 3,91 1,111 3,91 1,111 3,91 1,111 3,91 28,08 28,08 28,08 28,08 0,003 0,003 0,002 0,002 0,003 0,002 0,002 0,002 0,0069 0,0059 0,0051 0,0045 Bảng 2.19: Xác định Cx, Cx,y, Chh Bụi chiều cao h3 h = 28m Khoảng cách σY 0 3,3 0,1 19,91 10,86 0,2 37 20,07 0,3 53,17 30,03 0,4 68,76 40,5 0,5 83,95 51,37 0,6 98,81 62,57 0,7 113,41 74,06 0,8 127,79 85,79 0,9 141,98 97,75 156 109,9 1,1 169,88 122,1 σZ M 1,77 1,77 1,77 1,77 1,77 1,77 1,77 1,77 1,77 1,77 1,77 1,77 u 3,91 3,91 3,91 3,91 3,91 3,91 3,91 3,91 3,91 3,91 3,91 3,91 Nguồn H Cx 34,65 34,65 0,004 34,65 0,043 34,65 0,046 6 34,65 0,036 34,65 0,026 34,65 0,020 34,65 0,015 34,65 0,012 34,65 0,009 34,65 0,008 34,65 0,006 Cxy 1E-06 0,004 0,015 0,018 0,017 0,014 0,012 0,01 0,008 0,007 0,006 Chh M u 0,004 0,048 0,061 0,054 0,043 0,034 0,027 0,022 0,018 0,015 0,012 1,111 3,91 1,111 3,91 1,111 3,91 1,111 3,91 1,111 3,91 1,111 3,91 1,111 3,91 1,111 3,91 1,111 3,91 1,111 3,91 1,111 3,91 1,111 3,91 Nguồn H Cx Cxy Chh 34,67 0 34,67 0,002 8E-07 0,0026 34,67 0,027 0,002 4 0,03 34,67 0,029 0,009 4 0,0385 34,67 0,022 0,0114 0,034 34,67 0,016 0,010 0,0273 34,67 0,012 0,009 0,0216 34,67 0,009 0,007 0,0172 34,67 0,007 0,006 0,0139 34,67 0,006 0,005 0,0113 34,67 0,004 0,005 0,0094 34,67 0,004 0,003 0,0079 1,2 183,62 134,2 1,3 197,24 146,3 1,4 210,75 158,6 1,5 224,16 170,9 1,77 1,77 1,77 1,77 3,91 3,91 3,91 3,91 34,65 34,65 34,65 34,65 0,005 0,004 0,004 0,003 0,005 0,004 0,003 0,003 0,010 0,009 0,008 0,007 1,111 3,91 1,111 3,91 1,111 3,91 1,111 3,91 34,67 34,67 34,67 34,67 0,003 0,003 0,002 0,002 0,003 0,002 0,002 0,002 0,0068 0,0059 0,0051 0,0045 Biểu đồ thể nồng độ (BỤI) dọc theo trục nguồn Biểu đồ thể nồng độ (BỤI) dọc theo trục nguồn Biểu đồ thể nồng độ hỗn hợp (BỤI) dọc theo trục nguồn Biểu đồ thể nồng độ hỗn hợp (BỤI) dọc theo trục nguồn 2.6 So sánh nồng độcực đại bụi khí vơ mặt đất với QC 05/2009 – BTNMT đưa giải pháp xử lý: Nhận thấy nguồn chiều cao h1= 17m cho nồng độ ô nhiễm mặt đất lớn bụi chất vô nên ta so sánh đề xuất phương pháp xử lý cho nguồn h 1=17m Ta có bảng so sánh sau: Bảng 2.20: Chất SO2 CO CO2 Bụi Nồng độ ô nhiễm max; (mg/m3) 1,929 0,544 84,748 0,1136 Tiêu chuần cho phép; (mg/m3) 0,35 30 Không quy định 0,3 Mức độ ô nhiễm; (lần) 5,511 0 Từ bảng so sánh ta thấy nồng độ SO2 vượt tiêu chuần cho phép 5,511 lần Do ta cần phải thiết kế hệ thống xử lý SO2 ống khói với chiều cao h1= 17 m.Để đạt nồng độ theo tiêu chuẩn cho phép hiệu hệ thống xử lý SO2 phải là: Xử lý SO2 scruber có hiệu lọc là: = 95 % Do đó, nồng độ SO2 sau xử lý: CSO2= (1– 0,9)x1,929 = 0,19 (mg/m3) hỏa mãn tiêu chuẩn cho phép PHẦN III : TÍNH TỐN XỬ LÝ Ơ NHIỄM 3.1 Phương án xử lí 1: Lị đốt 3: Máy quạt 2: Scrubber 4: Ống khói 3.2 Chọn thiết bị xử lý khí thải: Ta xử lý SO2 với hiệu suất trình xử lý = 95 % Vậy nên ta phải dùng phương pháp xử lý SO2 đá vôi CaCO3 vôi nung CaO Lưu lượng khói thải cần phải xử lý: L = 11,981 m3/s = 43131,6 m3/h Lượng khí SO2 có khói thải: M = 30,199 g/s Vận tốc dịng khơng khí đường ống trước vào scrubơ là: v = 10 m/s Suy đường kính ống : D= = = 1,235 m = 1235 mm Chọn đường kính ống D = 1250 mm Vận tốc thực ống gió là: v = = = 9,75 m/s Ta có v.γ = ÷ 1,5 Kg/m2 s Nhiệt độ khói thải 170 oC Trọng lượng riêng khơng khí vào scrubber là: γ = 1,293 = 1,293 = 0,8 Kg/m3 Lưu lượng khơng khí theo khối lượng L’ = L γ = 11,981 x 0,8 = 9,55 Kg/s Ta có v.γ = 1,2 Kg/m2 s, nên diện tích tiết diện ngang scrubber: F = L’/(v γ) = 9,55/1,2 = 7,96 m2 Đường kính Scrubơ là: D = = = 3,18 m Chọn đường kính Scrubber 3200 mm, lúc v.γ = 1,19 Kg/m2 s * Hệ số sức cản cục : Bảng 3.1: Hệ số sức cản cục Đoạn ống Mô tả Bộ phận Số Hệ số cản lượn cục g Tổng hệ số cản cục phận Chụp hút 1 Chạc nhánh thẳng 0,6 (thổi) Cút 45o R = 1,5 D; Từ lò đến 0,25 Đoạn R = 1875 mm scrubber Cút 90o R = 1,5 D; R = 0,4 1875 mm Van điều chỉnh 0,6 cánh với α = 00C Đoạn Scrubber Scrubber o Cút 90 R = 1,5 D; 0,4 R = 1875 mm Từ Loa nối vào quạt 0,1 Đoạn scrubber Phễu thu hẹp tiết diện 0,1 đến quạt Van điều chỉnh 0,6 cánh với α = 00C Phễu mở rộng tiết diện 0,33 o Cút 90 R = 1,5 D; 0,4 R = 1875 hay mm Từ Quạt Đoạn đến ống Cút 45o R = 1,5 D; 0,25 khói R = 1875 mm Chạc nhánh thẳng 0,64 (hút) Đầu ống khói hình trụ, Đoạn Ống khói 2,56 De/D = 0,1825 Đoạn 2: Scrubber: Tổn thất qua scrubber 1200 Pa = 122,32 Kg/m3 Đoạn ống Lưu lượng L (m3/h) Đường kính ống D (mm) Chiều dài l (m) Áp suất Vận động tốc khơng khí pđ= ống v v2.γ/2.g (m/s) (Pa) Tổng hệ số cản cục đoạn ống 0,6 0,25 2,66 0,4 0,6 1,2 0,1 0,1 2,00 0,6 0,33 0,4 1,62 0,25 0,64 2,56 Tổn thất áp suất ma sát riêng R (Pa/m) 2,56 Tổn thất đoạn ống ma sát ∆Pms = Rl (Pa) ∑ ξ Tổn suất đ ∆Pcb = ( Đoạn 43131,6 1250 26,3 9,75 57,10 0,569 14,96 2,66 Đoạn 43131,6 Đoạn 43131,6 1250 37,53 9,75 57,10 0,569 21,35 2,00 Đoạn 43131,6 1250 10 9,75 57,10 0,569 5,69 1,62 Đoạn 43131,6 1250 11 9,75 57,10 0,569 6,26 2,56 Tổng Tính tốn thủy lực : Chọn quạt Tổng tổn thất áp suất đường ống :∆P = 1753,03 Pa Lưu lượng L = 43131,6 m3/h Hệ số dự trữ k =1,1 Lưu lượng quạt cần chọn L = 43131,6 x1,1 = 47444,76 m3/h Tổn thất áp suất quạt ∆P = 1753,03 x 1,1 = 1928,33 Pa = 196,56 Kg/m2 Tra phụ lục trang 409 (sách Kỹ thuật Thơng Gió) quạt li tâm ∏ - 70 N0 12 với Lưu lượng 48000 m3/h Áp suất tồn phần 218 Kg/m2 Số vịng quay 960 vịng /phút Hiệu suất η = 0,78 • Tính cơng suất điện động Cơng suất điện động tính theo công thức: N= K L.P 102.η η truc η trd Trong : - K = 1,1 hệ số dự trữ - L : Lưu lượng khơng khí qua quạt (m3/s) - P : áp suất toàn phần (Kg/m2) - η : Hiệu suất quạt - ηtrục = 0,95 ÷ 0,97 - ηtrd = 0,9 ÷ 0,95 truyền động puli Vậy công suất điện quạt : N = = = 47 kW • Tính lưu lượng nước vơi : Lưu lượng nước vơi tính G = ÷ 1,5 (l/m3) KT Lưu lượng khí thải L = 43131,6 (m3/h) Lượng nước vôi cần phải bơm G = 1,2.43131,6 = 51757,92 (l/h) = 14,38 (l/s) Chọn vận tốc dịng nước vơi v = m/s Diện tích tiết diện ngang ống dẫn nước vơi F = G/v = 14,38/(1000.2) = 0,0072 m2 Đường kính ống dẫn nước vôi: D = 1000 = 1000 = 95,75 mm Chọn đường kính dẫn nước vơi D = 100 mm Mật độ mũi phun n=13 mũi /m2 nên ta có tổng số mũi phun N = 13 × F = 13.π = 104,55 (mũi) Chọn N = 104 mũi Loại mũi phun chọn mũi phun góc Y-1 đường kính mũi phun = mm, chiều hướng phun phun ngược chiều với dòng chuyển động khơng khí Năng suất phun mũi phun: g = = 497,67 (l/h) Ta xác định áp suất nước trước mũi phun dựa vào công thức (7.3a sách ĐHKK) : g = 38,5.P0,478.do1,38 Trong đó: P : áp suất nước trước mũi phun (Kg/cm2) : đường kính lỗ mũi phun (mm) P = = = 1,20 (Kg/cm2) - Đối chiếu với giới hạn áp suất nước trước mũi phun cho bảng 8.1 (Tài liệu ĐHKK GS Trần Ngọc Chấn) ta thấy P = 1,20 (Kg/cm2) phù hợp với quy định: (Đối với mũi phun: P = - 2,5 Kg/cm2) • Tính bể nước Lượng nước vơi bể G = 51757,92 (l/h) = 51,75792 (m3/h) Thời gian nước lưu lại bể 15 phút Dung tích bể lúc W = 51,75792 x = 12,94 m3 Chọn kích thước bể a x b x h = x 2,2 x 1,5 m • Chọn bơm Lưu lượng bơm L = 51,75792 m3/h = 14,38 l/s Chọn cột áp bơm 15 m Ta chọn bơm có thơng số đây: CM 50-125B hãng Pentax Lưu lượng 54 m3/h Cột áp 15,3 m Cơng suất động 4,25 kW Đường kính đầu hút D 40 Đường kính đầu đẩy D 65 * Tính đường kính ống thải tự nhiên bão dưỡng sửa chữa hệ thống (Đường bypass) Chênh lệch độ cao đường ống thải tự nhiên H =11 m Tính tốn kích thước ống thải tự nhiên Điều kiện để thải tự nhiên: ∆P >∆P’ Trong đó: ρ ∆P = h.g ∆ : áp suất sức hút tự nhiên sinh ra, (Pa) ∆P’ = ∆Pms+ ∆Pcb: tổn thất áp suất khơng khí chuyển động đoạn ống, (Pa) + Tính ∆P: ρ ρ ρ ∆P = h.g ∆ = h.g.( ng- k) (Pa) Trong đó: l: chiều dài ống hút, (m) ρ ρ ng: trọng lượng khơng khí ngồi trời: ng= 1,293 = 1,182 (Kg/m ) ρ k: trọng lượng riêng khơng khí ống: ρ k = 1,293 = 0,797 (Kg/m ) →∆P = 11.9,81.(1,182 - 0,797) = 41,55 (Pa) t.th +/ Tính tổn thất áp suất ∆P = ∆Pms+ ∆Pcb Trong đó: ∆Pms = R.l R: Hệ số ma sát đơn vị Từ lị đến ống khói Ta chọn đường kính ống thải tự nhiên 1600 mm ⇒ Vận tốc dịng khí ống v = = = 5,96 (m/s) Tra theo phụ lục (Thơng gió – Hoàng Thị Hiền, Bùi Sỹ lý) ta R = 0,15 (Pa/m) ⇒ ∆Pms = R.l = 0,15.30 = 4,5 (Pa) Tổn thất áp suất cục - ∆Pcb ∑ξ = ρ` Hệ số sức cản cục : Chụp hút → ξ = Cút 900C R = 1,5 D; R = 1875 mm; → ξ = 0,4 Van điều chỉnh cánh với α = oC → ξ = 0,6 Tổng Σξ = →∆Pcb= 0,797 = 28,31 (Pa) Tổn thất áp suất ma sát cục là: ∆P’ = ∆Pms + ∆Pcb = 4,5 + 28,31 = 32,81 (Pa) ∆P’ nên đảm bảo yêu cầu hút tự nhiên ta chọn đường kính ống d = 1600 mm .. . 11 3,4 1 7 4,0 6 0,8 12 7,7 9 8 5,7 9 0,9 14 1,9 8 9 7,7 5 156 10 9,9 1,1 16 9,8 8 12 2,1 σZ M 1,7 7 1,7 7 1,7 7 1,7 7 1,7 7 1,7 7 1,7 7 1,7 7 1,7 7 1,7 7 1,7 7 1,7 7 u 3,9 1 3,9 1 3,9 1 3,9 1 3,9 1 3,9 1 3,9 1 3,9 1 3,9 1 3,9 1 3,9 1.. . 18 3,6 2 13 4,2 1,3 19 7,2 4 14 6,3 1,4 21 0,7 5 15 8,6 1,5 22 4,1 6 17 0,9 3 0,2 3 0,2 3 0,2 3 0,2 3 0,2 3,9 1 2 2,5 68 0,1 165 0,0 98 3,9 1 2 2,5 68 0,0 84 3,9 1 2 2,5 68 0,0 72 3,9 1 2 2,5 68 0,0 63 3,9 1 2 2,5 68 0,1 04 0,0 89 0,0 7 7.. . 5,3 2 5,3 2 5,3 2 5,3 2 5,3 2 5,3 2 5,3 2 5,3 2 5,3 2 5,3 2 u H Cx 3,9 1 2 2,5 9 3,9 1 2 2,5 9 3,9 1 2 2,5 9 3,9 1 2 2,5 9 3,9 1 2 2,5 9 3,9 1 2 2,5 9 3,9 1 2 2,5 9 3,9 1 2 2,5 9 3,9 1 2 2,5 9 0,2 30 0,3 10 0,2 04 0,1 33 0,0 91 0,0 65 0,0 49