Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống
1
/ 80 trang
THÔNG TIN TÀI LIỆU
Thông tin cơ bản
Định dạng
Số trang
80
Dung lượng
1,02 MB
Nội dung
Đồ án MTKK và XLKT GVHD: PGS-TS: Nguyễn Quỳnh Hương
- 1 L£ ANH TUÊN 49 dt
MSSV: 6269 49
TÍNH TOÁNTHIẾTKẾ
HỆ THỐNG XLKT BÊNNGOÀI
CHƢƠNG 1: TÍNHTOÁN NỒNG ĐỘ VÀ TẢI LƢỢNG
CÁC CHẤT ĐỘC HẠI
CHƢƠNG 2: TÍNHTOÁNTHIẾTKẾ CÔNG TRÌNH XỬ LÍ
CHƢƠNG 3: TÍNHTOÁN KHUẾCH TÁN CHẤT Ô NHIỄM
Đồ án MTKK và XLKT GVHD: PGS-TS: Nguyễn Quỳnh Hương
- 2 L£ ANH TUÊN 49 dt
MSSV: 6269 49
CHƢƠNG 1
TÍNH TOÁN NỒNG ĐỘ VÀ
TẢI LƢỢNG CÁC CHẤT Ô NHIỄM
I.1. SỐ LIỆU BAN ĐẦU
I.1.1. Nhiệm vụ
Tính toán dự báo và thiết kếhệthốngxửlý ô nhiễm môi trường không khí từ lò đốt dầu
của nhà máy thép: GIA SÀNG
I.1.2. Số liệu ban đầu
1) Địa điểm xây dựng : Hà Nội
2) Hướng mặt chính của nhà máy : hướng Nam
3) Các thông số khí hậu
Bảng 1-1: Các thông số khí hậu của môi trường xung quanh
Mùa Hè
Mùa Đông
H
TB
t
0
C
H
TB
%
H
tt
d
g/m
3
H
TB
v
m/s
Hướng
gió
D
TB
t
0
C
D
TB
%
D
tt
d
g/m
3
D
TB
v
m/s
Hướng
gió
28,8
Th.7
83
22
3,2
ĐN
16,6
Th.1
80
10
3,5
ĐB
4) Thông số nguồn thải
Đồ án MTKK và XLKT GVHD: PGS-TS: Nguyễn Quỳnh Hương
- 3 L£ ANH TUÊN 49 dt
MSSV: 6269 49
a) Nhiên liệu sử dụng :
Lò đốt dầu với mục đích tạo ra nhiệt nung nóng chảy dung dịch kẽm để mạ ống
thép, lò đốt xây dựng ngay bên dưới bể mạ kẽm, khí thải được thu lại theo đường ống dẫn ra
ngoài để xử lí trước khi ra khỏi ống khói.
Bảng 1-2: Thành phần nhiên liệu đốt bột than
Thành
Loại phần
nhiên liệu
C
p
(%)
O
p
(%)
H
p
(%)
N
p
(%)
S
p
(%)
W
p
(%)
A
p
(%)
Số lượng
B(kg/h)
2 Lò điện
61,4
2,63
1,93
0,34
0,7
7
26
1890
Lò nung phôi
61,4
2,63
1,93
0,34
0,7
7
26
2567
b) Công suất nhà máy :
+ Năng suất phôi: 650.000 tấn/năm
c) Đặc tính của nguồn thải.
Bảng 1-3: Đặc tính nguồn thải
TT
Loại
nguồn
thải
Số lượng
nguồn
thải
Chiều
cao (m)
Đường kính
miệng ống
khói (m)
Nhiệt độ
khói thải
(
0
C)
Lưu
lượng
khói thải
1
Lò điện
2
50
4,0
90
2
Lò nung
1
48
1,8
120
Đồ án MTKK và XLKT GVHD: PGS-TS: Nguyễn Quỳnh Hương
- 4 L£ ANH TUÊN 49 dt
MSSV: 6269 49
1.2. TÍNHTOÁN THỂ TÍCH KHÓITHẢI
Nhiệt trị tính theo công thức 12.7-[7] như sau:
Q
P
=81.C
p
+ 246.H
p
- 26.(O
p
- S
p
) - 6.W
p
= 81.61,4 + 246.1,93 - 26.(2,63 – 0,7) – 6.7 = 5356 (Kcal/kgNL)
-Lò điện:
Lượng nhiên liệu tiêu hao của 2 lò điện :
2 45 / 21 / 1890( / )B T h kg T kg h
-Lò nung:
Nhiên liệu sử dụng: Q
sd
=275’000 (kcal/kgNL)
Nhiệt lượng cần cung cấp trong 1 h:
6
275000 / 50 / 13,75 10 ( / )
p
h th
Q Q Q kcal T T h kcal h
Lượng nhiên liệu tiêu thụ trong 1h:
6
/13,75 10
2567( / )
5356 /
n
p
kcal h
Q
B kg h
Q
kcal kgnl
Khi đốt cháy nhiên liệu, các phản ứng oxihoa- khử (hay gọi là phản ứng cháy), tạo
ra các sản phẩm cháy. Đó hầu hết là các chất khí độc hại đối với con người, do vậy trước khi
thải ra môi trường xung quanh, nếu nồng độ chất độc hại lớn hơn tiêu chuẩn thải cho phép bắt
buộc phải xử lí. Tínhtoán sản phẩm cháy ở điều kiện tiêu chuẩn dựa vào bảng 12-1 [7] trong
cả 2 mùa như sau:
I.1.3. 1.2.1. Tínhtoán cho mùa hè
1.2.1.1Tính cho lò điện:
Bảng 1-4: Sản phẩm cháy tính cho mùa hè
Đồ án MTKK và XLKT GVHD: PGS-TS: Nguyễn Quỳnh Hương
- 5 L£ ANH TUÊN 49 dt
MSSV: 6269 49
TT
Đại lượng tính
Công thức tínhtoán
Kết quả
(m
3
chuẩn/
kgNL)
01
Lượng không khí khô lý
thuyết
V
0
=0,089C
p
+0,264 H
p
-0,0333(O
p
- S
p
)
=0,089.61,4+0,264.1,93-0,0333.(2,63-0,7)
5,91
02
Lượng không khí ẩm lý
thuyết d =20 g/kg
V
a
= ( 1 + 0,0016d )V
0
= ( 1 + 0,0016.22 ) .5,91
6,12
03
Lượng không khí ẩm thực
tế (α =1,4)
V
T
= α .V
a
= 1,4.6,12
8,568
04
Lượng SO
2
trong sản phẩm
cháy
V
2
SO
= 0,683.10
-2
.S
p
= 0,683.10
-2
.0,7
4,78.10
-3
05
Lượng CO trong SPC (η
=0,01
V
CO
= 1,865.10
-2
. η.C
p
=1,865.10
-2
.0,01.61,4
1,145.10
-2
06
Lượng CO
2
trong SPC (η
=0,01 )
V
2
CO
= 1,865.10
-2
.(1- η).C
p
=1,865.10
-2
.(1-0,01).61,4
1,13
07
Lượng hơi nước trong SPC
V
O
2
H
=0,111.H
p
+0,0124.W
p
+0,0016.d.V
t
=
=0,111.1,93+0,0124.7+0,0016.22.8,568
0,6
08
Lượng N
2
trong sản phẩm
cháy
V
2
N
= 0,8.10
-2
.Np+0,79. V
T
=
= 0,8.10
-2
.0,34+0,79.8,568
6,77
Đồ án MTKK và XLKT GVHD: PGS-TS: Nguyễn Quỳnh Hương
- 6 L£ ANH TUÊN 49 dt
MSSV: 6269 49
09
Lượng O
2
trong SPC
V
2
O
= 0,21.( α-1 )V
a
= 0,21.( 1,4 – 1 ).6,12
0,514
10
a) Lượng NO
x
trong sản
phẩm cháy (Xem như NO
2
)
M
NO2
= 3,953.10
-8
.(B.Q
P
)
1,18
= 3,953.10
-8
.(1890.5356)
1,18
7,3
b) Quy đổi ra m
3
tiêu
chuẩn/kgnl
ρ
NO2
=2,054kg/m
3
V
2
NO
=
2
2
7,3
. 1890.2,054
NO
NO
M
B
1,88.10
-3
c) Lượng N
2
tham gia vào
phản ứng của NO
2
V
2
N
= 0,5 .V
2
NO
= 0,5.1,88.10
-3
0,94.10
-3
d) Lượng O
2
tham gia vào
phản ứng của NO
2
V
2
O
= V
2
NO
1,88.10
-3
11
Tổng lượng sản phẩm cháy
ở đktc
V
SPC
= V
2
SO
+ V
CO
+ V
2
CO
+ V
O
2
H
+
V
2
N
+V
2
O
+V
2
NO
- V
2
N
(
2
NO
)
-V
22
(NOO
)
9,034
Vậy thể tích sản phẩm cháy của lò đốt trong mùa hè là: V
SPC
= 9,034 m
3
/h. Lưu
lượng khóithải ứng với khi đốt cháy nhiên liệu Bột than được xác định phụ thuộc vào nhiệt
độ của khóithải và được tínhtoán trong điều kiện thực tế theo công thức sau đây :
273
)t273(
.
3600
B.V
L
SPC
T
Do 2 lò điện nên
(273 ) 9,034 1890 (273 90)
3600.2 273 3600 2 273
H
SPC
T
VB
t
L
= 3,15( m
3
/s)
Đồ án MTKK và XLKT GVHD: PGS-TS: Nguyễn Quỳnh Hương
- 7 L£ ANH TUÊN 49 dt
MSSV: 6269 49
1.2.1.2 .Tính cho lò nung phôi
Bảng 1-5: Sản phẩm cháy tính cho mùa hè
TT
Đại lượng tính
Công thức tínhtoán
Kết quả
(m
3
chuẩn/
kgNL)
01
Lượng không khí khô lý
thuyết
V
0
=0,089C
p
+0,264 H
p
-0,0333(O
p
- S
p
)
=0,089.61,4+0,264.1,93-0,0333.(2,63-0,7)
5,91
02
Lượng không khí ẩm lý
thuyết d =20 g/kg
V
a
= ( 1 + 0,0016d )V
0
= ( 1 + 0,0016.22 ) .5,91
6,12
03
Lượng không khí ẩm
thực tế (α =1,4)
V
T
= α .V
a
= 1,4.6,12
8,568
04
Lượng SO
2
trong sản
phẩm cháy
V
2
SO
= 0,683.10
-2
.S
p
= 0,683.10
-2
.0,7
4,78.10
-3
05
Lượng CO trong SPC (η
=0,01)
V
CO
= 1,865.10
-2
. η.C
p
=1,865.10
-2
.0,01.61,4
1,145.10
-2
06
Lượng CO
2
trong SPC (η
=0,01 )
V
2
CO
= 1,865.10
-2
.(1- η).C
p
=1,865.10
-2
.(1-0,01).61,4
1,13
07
Lượng hơi nước trong
SPC
V
O
2
H
=0,111.H
p
+0,0124.W
p
+0,0016.d.V
t
=
=0,111.1,93+0,0124.7+0,0016.22.8,568
0,6
Đồ án MTKK và XLKT GVHD: PGS-TS: Nguyễn Quỳnh Hương
- 8 L£ ANH TUÊN 49 dt
MSSV: 6269 49
08
Lượng N
2
trong sản
phẩm cháy
V
2
N
= 0,8.10
-2
.Np+0,79. V
T
=
= 0,8.10
-2
.0,34+0,79.8,568
6,77
09
Lượng O
2
trong SPC
V
2
O
= 0,21.( α-1 )V
a
= 0,21.( 1,4 – 1 ).6,12
0,514
10
a) Lượng NO
x
trong sản
phẩm cháy (Xem như
NO
2
)
M
NO2
= 3,953.10
-8
.(B.Q
P
)
1,18
= 3,953.10
-8
.(2567.5356)
1,18
10,47
b) Quy đổi ra m
3
tiêu
chuẩn/kgnl
ρ
NO2
=2,054kg/m
3
V
2
NO
=
2
2
10,47
. 2567.2,054
NO
NO
M
B
1,99.10
-3
c) Lượng N
2
tham gia
vào phản ứng của NO
2
V
2
N
= 0,5 .V
2
NO
= 0,5.1,99.10
-3
0,99.10
-3
d) Lượng O
2
tham gia
vào phản ứng của NO
2
V
2
O
= V
2
NO
1,99.10
-3
11
Tổng lượng sản phẩm
cháy ở đktc
V
SPC
= V
2
SO
+ V
CO
+ V
2
CO
+ V
O
2
H
+ V
2
N
+V
2
O
+V
2
NO
- V
2
N
(
2
NO
)
-V
22
(NOO
)
9,034
Vậy thể tích sản phẩm cháy của lò đốt trong mùa hè là: V
SPC
= 9,034 m
3
/h. Lưu
lượng khóithải ứng với khi đốt cháy nhiên liệu Bột than được xác định phụ thuộc vào nhiệt
độ của khóithải và được tínhtoán trong điều kiện thực tế theo công thức sau đây :
Đồ án MTKK và XLKT GVHD: PGS-TS: Nguyễn Quỳnh Hương
- 9 L£ ANH TUÊN 49 dt
MSSV: 6269 49
273
)t273(
.
3600
B.V
L
SPC
T
(273 ) 9,034 2567 (273 120)
3600 273 3600 273
H
SPC
T
VB
t
L
= 9,27( m
3
/s)
1.2.2. Tính cho mùa đông
1.2.2.1.Tính cho lò điện
Bảng 1-6: Sản phẩm cháy tính cho mùa đông
TT
Đại lượng tính
Công thức tínhtoán
Kết quả
(m
3
chuẩn/
kgNL)
01
Lượng không khí khô lý
thuyết
V
0
=0,089C
p
+0,264 H
p
-0,0333(O
p
- S
p
)
=0,089.61,4+0,264.1,93-0,0333.(2,63-0,7)
5,91
02
Lượng không khí ẩm lý
thuyết d =20 g/kg
V
a
= ( 1 + 0,0016d )V
0
= ( 1 + 0,0016.10 ) .5,91
6,0
03
Lượng không khí ẩm
thực tế (α =1,4)
V
T
= α .V
a
= 1,4.6,0
8,41
04
Lượng SO
2
trong sản
phẩm cháy
V
2
SO
= 0,683.10
-2
.S
p
= 0,683.10
-2
.0,7
4,78.10
-3
05
Lượng CO trong SPC (η
=0,01)
V
CO
= 1,865.10
-2
. η.C
p
=1,865.10
-2
.0,01.61,4
1,145.10
-2
Đồ án MTKK và XLKT GVHD: PGS-TS: Nguyễn Quỳnh Hương
- 10 L£ ANH TUÊN 49 dt
MSSV: 6269 49
06
Lượng CO
2
trong SPC (η
=0,01 )
V
2
CO
= 1,865.10
-2
.(1- η).C
p
=1,865.10
-2
.(1-0,01).61,4
1,13
07
Lượng hơi nước trong
SPC
V
O
2
H
=0,111.H
p
+0,0124.W
p
+0,0016.d.V
t
=
=0,111.1,93+0,0124.7+0,0016.10.8,41
0,435
08
Lượng N
2
trong sản
phẩm cháy
V
2
N
= 0,8.10
-2
.Np+0,79. V
T
=
= 0,8.10
-2
.0,34+0,79.8,41
6,644
09
Lượng O
2
trong SPC
V
2
O
= 0,21.( α-1 )V
a
= 0,21.( 1,4 – 1 ).6,0
0,504
10
a) Lượng NO
x
trong sản
phẩm cháy (Xem như
NO
2
)
M
NO2
= 3,953.10
-8
.(B.Q
P
)
1,18
= 3,953.10
-8
.(1890.5356)
1,18
7,3
b) Quy đổi ra m
3
tiêu
chuẩn/kgnl
ρ
NO2
=2,054kg/m
3
V
2
NO
=
2
2
7,3
. 1890.2,054
NO
NO
M
B
1,88.10
-3
c) Lượng N
2
tham gia
vào phản ứng của NO
2
V
2
N
= 0,5 .V
2
NO
= 0,5.1,88.10
-3
0,94.10
-3
d) Lượng O
2
tham gia
vào phản ứng của NO
2
V
2
O
= V
2
NO
1,88.10
-3
11
Tổng lượng sản phẩm
cháy ở đktc
V
SPC
= V
2
SO
+ V
CO
+ V
2
CO
+ V
O
2
H
+ V
2
N
+V
2
O
+V
2
NO
- V
2
N
(
2
NO
)
-V
22
(NOO
)
8,73
[...]... O2/m3KT 56 Do đó tính cho toàn bộ lượng khóithải thì lượng O2 là: MO 2 = L90 m = 15768m3/h 31600mg/m3 KT 10-6 = 498 kg/h Theo kết quả tínhtoán ở trên ta thấy lượng O2 cần thiết để dập CO ở 2 mùa như nhau,Mặt khác lưu lượng khóithải về mùa hè cũng lớn hơn, do đó khi tính toánthiết bị để đốt CO thì ta tính cho mùa hè, không cần kiểm tra về mùa đông Trong khi đó lượng Ôxi có trong khí thải từ lò đốt... CÔNG TRÌNH XỬLÝ II.1 LỰA CHỌN PHƢƠNG PHÁP XỬLÝ Có rất nhiều phương pháp xửlý các chất ô nhiễm khác nhau, đó là các phương pháp: phương pháp hấp thụ, phương pháp hấp phụ, phương pháp đốt, phương pháp ngưng tụ, phương pháp sinh học Tuy nhiên ở đây, với những chất ô nhiễm này ta quan tâm tới 3 phương pháp xửlý đầu tiên Sơ bộ lựa chọn phương pháp đốt để xửlý CO và phương pháp hấp thụ để xửlý SO2 -... lượng khóithải ứng với khi đốt cháy nhiên liệu Bột than được xác định phụ thuộc vào nhiệt độ của khóithải và được tínhtoán trong điều kiện thực tế theo công thức sau đây : LT H LT VSPC B (273 t) 3600 273 VSPC B (273 t ) 8, 73 2567 (273 120) = 8,96( m3/s) 3600 273 3600 273 1.2.3 Tổng kết lƣu lƣợng khóithải Bảng 1-8 tổng kết lưu lượng của ống khói lò đốt: Số TT Loại nguồn thải lƣợng... Nguyễn Quỳnh Hương Bản vẽ lò đốt CO: Tính lƣợng gas cần cung cấp cho lò đốt : Chọn nhiệt độ trong buồng đốt là 700 C ,qua thiết bị tận dụng nhiệt khóithải được sấy nóng trước khi được đưa vào buồng đốt ,khói thải từ buồng đốt qua thiết bi tận dụng nhiêt có nhiệt độ t = 150 0C (nhiệt độ giới hạn của khói khi vào thiết bị lọc bụi tiếp theo) Tính nhiệt độ của khói ra: khói kh kh kh Q700 Q90 ói Qra ói... CO, bụi là phải xử lí trước khi xả ra môi trường xung quanh xét trong cả hai mùa I.6 KIỂM TRA CHIỀU CAO ỐNG KHÓI : I.1.6 I.6.1 .Tính ống khói lò điện Chiều cao ống khói được tính theo biểu thức: H e H o 0,65.( H m Ht ) Trong đó: Hm: Là độ nâng luồng khói do khí thải phụt ở to=90oc Ht:Là độ nâng của luồng khói do trênh lệch to Ho:Chiều cao thực tế của ống khói He:chiều cao ống khí tính kiểm tra... dụng với O 2 tao thành CO 2 được thải ra ngoài - 28 -MSSV: 6269 49 L£ ANH TUÊN 49 dt Đồ án MTKK và XLKT GVHD: PGS-TS: Nguyễn Quỳnh Hương Theo tínhtoán trên lưu lượng khóithải đem đi đốt tại nhiệt độ khói 90 0 C là L = 4,48 (m3/s) = 268,8 (m3/phút) = 16128 (m3/h),để chọn thiết bị đốt ta dựa vào lưu lượng khí thảitính thêm 5 % lưu lượng dự trữ cho thiết bị Dựa vào bảng thông số kĩ... của CO trong khóithải rất bé trong khi lưu lượng khóithải rất lớn, do đó nồng độ CO luôn nằm dưới giới hạn nổ Khi đốt cháy CO cần quan tâm phương trình phản ứng như sau: 2CO + O2 = 2CO2 II.2.1.1 Tínhtoán lƣợng Ôxi cần thiết để đốt cháy khí CO Từ phản ứng đốt cháy ở trên, lượng O2 cần thiết để đốt cháy hoàn toàn 1m3 CO bằng 0,5 m3 Theo đầu bài lượng khí CO cần phải xửlý ở cả hai mùa tính cho một... hạ xuống đáy thiết bị không khí bị đẩy lên và tiếp tục chuyển động xoắn ốc, thoát ra ngoài qua ống giữa Trong quá trình dòng không khí chuyển động xoắn ốc, các hạt bụi do lực li tâm sẽ văng ra khỏi dòng không khí, đập vào thành thiết bị và rơi xuống đấy hình phễu Tính toánthiết bị : Theo tínhtoán ở trên, ta thấy hàm lượng bụi ở các lò vào mùa đông lớn hơn mùa hè, do vậy ta sẽ tính toánthiết bị cho... Lưu lượng khóithải ứng với khi đốt cháy nhiên liệu Bột than được xác định phụ thuộc vào nhiệt độ của khóithải và được tínhtoán trong điều kiện thực tế theo công thức sau đây : LT H LT VSPC B (273 t) 3600 273 VSPC B (273 t ) 8, 73 1890 (273 90) = 3,05( m3/s) 3600.2 273 3600 2 273 1.2.2.2 .Tính cho lò nung phôi Bảng 1-7: Sản phẩm cháy tính cho mùa đông Kết quả TT Đại lượng tính Công... bằng sữa vôi Trước khi khí thải từ lò đốt CO đến tháp hấp thụ được làm mát để giảm nhiệt độ về nhiệt độ phù hợp Như vậy trình tự xửlý như sau: CO SO2 + Với bụi: có hai phương pháp là dùng buồng lắng hoặc dùng thiết bị lọc bụi kiểu quán tính II.2 PHƢƠNG PHÁP XỬ LÍ KHÍ CO Phương pháp xửlý CO được sử dụng là phương pháp thiêu đốt có buồng đốt, do nhiệt độ khói sau nguồn thải là 2500C < 8000C nên để .
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ
HỆ THỐNG XLKT BÊN NGOÀI
CHƢƠNG 1: TÍNH TOÁN NỒNG ĐỘ VÀ TẢI LƢỢNG
CÁC CHẤT ĐỘC HẠI
CHƢƠNG 2: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÔNG TRÌNH XỬ.
CHƢƠNG 1
TÍNH TOÁN NỒNG ĐỘ VÀ
TẢI LƢỢNG CÁC CHẤT Ô NHIỄM
I.1. SỐ LIỆU BAN ĐẦU
I.1.1. Nhiệm vụ
Tính toán dự báo và thiết kế hệ thống xử lý ô nhiễm