ĐỒ ÁN KHÍ THẢI THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ KHÍ THẢI NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN ĐỐT THAN, CÔNG SUẤT 50MW,ĐỒ ÁN KHÍ THẢI THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ KHÍ THẢI NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN ĐỐT THAN, CÔNG SUẤT 50MW,ĐỒ ÁN KHÍ THẢI THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ KHÍ THẢI NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN ĐỐT THAN, CÔNG SUẤT 50MW,ĐỒ ÁN KHÍ THẢI THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ KHÍ THẢI NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN ĐỐT THAN, CÔNG SUẤT 50MW,ĐỒ ÁN KHÍ THẢI THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ KHÍ THẢI NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN ĐỐT THAN, CÔNG SUẤT 50MW,ĐỒ ÁN KHÍ THẢI THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ KHÍ THẢI NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN ĐỐT THAN, CÔNG SUẤT 50MW
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA CƠNG NGHỆ HỐ HỌC VÀ THỰC PHẨM BỘ MÔN CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG - ĐỒ ÁN KHÍ THẢI THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ KHÍ THẢI NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN ĐỐT THAN, CÔNG SUẤT 50MW Tp Thủ Đức, tháng năm 2022 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC VÀ THỰC PHẨM BỘ MÔN CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG -oOo - NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN MÔN HỌC Họ tên sinh viên thực hiện: MSSV Tên đồ án: THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ KHÍ THẢI NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN ĐỐT THAN, CÔNG SUẤT 50MW Nội dung nhiệm vụ (Liệt kê dạng gạch đầu dịng nội dung) - Tính tốn lưu lượng nồng độ chất nhiễm có khí thải - Tính tốn thiết bị xử lý chất nhiễm có khí thải - Tính tốn thiết bị phụ trợ Thời gian thực Từ 15/03/2022 đến 20/06/2022 Cán hướng dẫn Đơn vị công tác: Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật thành phố Hồ Chí Minh TP Thủ Đức, ngày tháng năm 2022 Trưởng môn Giáo viên hướng dẫn Thiết kế hệ thống XLKT nhà máy nhiệt điện đốt than, công suất 50MW TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO BỘ MÔN CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG PHIẾU NHẬN XÉT HƯỚNG DẪN ĐỒ ÁN MÔN HỌC (Đồ án xử lý khí thải) Người nhận xét (học hàm, học vị, họ tên): Cơ quan công tác: Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật thành phố Hồ Chí Minh Họ tên sinh viên thực hiện: MSSV Tên đề tài: Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý khí thải nhà máy nhiệt điện đốt than, công suất 50MW STT Nội dung (lưu ý thang điểm nhỏ 0.5 điểm) Ý thức học tập Vắng mặt > 50% buổi gặp giáo viên hướng dẫn trễ tiến độ công việc so với yêu cầu > lần Vắng mặt 50% - 30% buổi gặp giáo viên hướng dẫn trễ tiến độ công việc so với yêu cầu - lần Vắng mặt 10 - 30% buổi gặp giáo viên hướng dẫn Tích cực làm việc, tiến độ yêu cầu Có mặt đầy đủ buổi gặp giáo viên hướng dẫn Tích cực làm việc, tiến độ yêu cầu, có sáng kiến đề xuất Mức độ am hiểu Giải thích SĐCN khơng trình bày chức nhiệm vụ cơng trình Diễn giải chi tiết chức nhiệm vụ cơng trình SĐCN Diễn giải chi tiết chức nhiệm vụ cơng trình SĐCN Thang điểm Max - 0.5 0.75 - 1.25 -1.5 1.75-2 Max - 0.5 0.75 - 1.25 - 1.5 Điểm Thiết kế hệ thống XLKT nhà máy nhiệt điện đốt than, công suất 50MW chưa giải thích cách tính tốn, chưa trình bày vẽ rõ ràng, kỹ thuật Diễn giải chi tiết chức nhiệm vụ công trình SĐCN giải thích cách tính tốn, trình bày vẽ rõ ràng, kỹ thuật 1.75 - Hình thức Max Trình bày thuyết minh không theo format chuẩn, không thống phần Trình bày thuyết minh theo format chuẩn, cịn nhiều lỗi : đề mục khơng rõ ràng, bảng biểu, hình vẽ khơng đánh số, nhiều lỗi tả, đánh máy Trình bày thuyết minh theo format chuẩn cịn vài lỗi nhỏ Trình bày thuyết minh theo format chuẩn, rõ ràng, logic Cơ sở đề xuất quy trình cơng nghệ xử lý Trình bày khơng đầy đủ sở lựa chọn công nghệ (tổng quan PP xử lý, thành phần tính chất chất thải, vấn đề môi trường cần giải quyết) đề xuất công nghệ xử lý chưa phù hợp (thuyết minh, sơ đồ, ưu nhược điểm) Trình bày đầy đủ sở lựa chọn công nghệ đề xuất công nghệ xử lý chưa phù hợp (thuyết minh, sơ đồ, ưu nhược điểm) Trình bày đầy đủ sở lựa chọn cơng nghệ đề xuất công nghệ xử lý phù hợp thuyết minh chưa rõ ràng, xác Trình bày đầy đủ sở lựa chọn công nghệ đề xuất công nghệ xử lý phù hợp (thuyết minh, sơ đồ, ưu nhược điểm) Tính tốn, thiết kế cơng trình 0.25 0.5 0.75 Max 0.25 0.5 0.75 Max Kết sai 50% nội dung tính toán - 0.5 Kết sai từ 50% - 30% nội dung tính tốn, cơng thức tính tốn 0.75 - Kết sai từ 30% - 10% bảng tính, cơng thức tính tốn 1.25 -1.5 Hiểu rõ tất bảng tính cơng thức tính toán (sai 1.75 - Thiết kế hệ thống XLKT nhà máy nhiệt điện đốt than, công suất 50MW 90%) 1.75-2 Tổng số 10 Điểm chữ Muời Nhận xét đề nghị chỉnh sửa a) Ưu điểm đồ án b) Nhược điểm đồ án Thái độ tác phong làm việc Ý kiến kết luận Đề nghị cho bảo vệ hay Không cho bảo vệ TP Thủ Đức, ngày tháng năm 2022 Giáo viên hướng dẫn (Ký ghi rõ họ tên) Thiết kế hệ thống XLKT nhà máy nhiệt điện đốt than, công suất 50MW TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO BỘ MÔN CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG PHIẾU NHẬN XÉT HƯỚNG DẪN ĐỒ ÁN MÔN HỌC (Đồ án xử lý khí thải) Người nhận xét (học hàm, học vị, họ tên Cơ quan công tác: Họ tên sinh viên thực hiện: MSSV Tên đề tài: Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý khí thải nhà máy nhiệt điện đốt than, công suất 50MW Thang Điểm STT Nội dung (lưu ý thang điểm nhỏ 0.5 điểm) điểm Hình thức Max Trình bày thuyết minh không theo format chuẩn, không thống phần Trình bày thuyết minh theo format chuẩn, cịn nhiều lỗi: 0.5 Đề mục khơng rõ ràng, bảng biểu, hình vẽ khơng đánh số, nhiều lỗi tả, đánh máy Trình bày thuyết minh theo format chuẩn cịn 0.75 vài lỗi nhỏ Trình bày thuyết minh theo format chuẩn, rõ ràng, logic Cơ sở đề xuất quy trình cơng nghệ xử lý Max Trình bày khơng đầy đủ sở lựa choṇ công nghệ (tổng quan PP xử lý, thành phần tính chất chất thải, vấn đề mơi - 0.5 trường cần giải quyết) đề xuất công nghệ xử lý chưa phù hợp (thuyết minh, sơ đồ, ưu nhược điểm) Trình bày đầy đủ sở lựa choṇ công nghệ đề xuất công nghệ xử lý chưa phù hợp (thuyết minh, sơ đồ, ưu 0.75 - nhược điểm) Trình bày đầy đủ sở lựa choṇ công nghệ đề xuất công nghệ xử lý phù hợp thuyết minh chưa rõ ràng, 1.25 - 1.5 Thiết kế hệ thống XLKT nhà máy nhiệt điện đốt than, cơng suất 50MW xác Trình bày đầy đủ sở lựa choṇ công nghệ đề xuất công nghệ xử lý phù hợp (thuyết minh, sơ đồ, ưu nhược điểm) 1.75 - Tính tốn, thiết kế cơng trình Max Kết sai 50% nội dung tính tốn có chép - 0.5 từ đồ án cũ Kết sai từ 50% - 30% nội dung tính tốn, cơng thức tính 0.75 - toán Kết sai từ 30% - 10% bảng tính, cơng thức tính tốn 1.25 - 1.5 Hiểu rõ tất bảng tính cơng thức tính tốn (sai sót) Bản vẽ kỹ thuật Bản vẽ không thống vẽ thuyết minh, vẽ sơ sài Bản vẽ xác mức đường nét bản, kích thước hình vẽ mơ tả so với tính tốn Bản thuật thể đầy đủ chi tiết thiết kế, đường nét rõ ràng, kỹ thuật (70 – 90%) Các vẽ kỹ thuật thể đầy đủ chi tiết thiết kế, đường nét rõ ràng, kỹ thuật (>90%) 1.75 - Max - 0.5 0.75 - 1.25 -1.5 1.75 - Khả phản biện Max Ít nắm bắt thơng tin câu hỏi trả lời câu hỏi nhỏ - 0.5 Trả lời khoảng 50 – 70% câu hỏi – 1.5 Trả lời đầy đủ câu hỏi với mức độ xác điṇ h - 2.5 Trả lời đầy đủ câu hỏi có phát triển mở rộng vấn đề câu hỏi 2.75 - Tổng số 10 Điểm chữ Muời Thiết kế hệ thống XLKT nhà máy nhiệt điện đốt than, công suất 50MW Ưu điểm đồ án Nhược điểm đồ án TP Thủ Đức, ngày tháng năm 2022 Người nhận xét (Ký ghi rõ họ tên) Thiết kế hệ thống XLKT nhà máy nhiệt điện đốt than, công suất 50MW LỜI CẢM ƠN Để báo cáo đạt kết tốt, nhóm em nhận hỗ trợ giúp đỡ người trực tiếp hướng dẫn đồ án khí thải nhóm em lần giảng viên phụ trách giảng dạy mơn học‘’Kỹ thuật xử lý khí thải’’.Thầy nhiệt tình dẫn giải ln theo sát đồ án trình thực Với tình cảm sâu sắc chân thành, cho phép em bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến nhà trường thầy cô, bạn bè Đặc biệt người hướng dẫn đồ án, tạo điều kiện giúp đỡ nhóm em q trình học tập hồn thiện đồ án Tuy nhiên kiến thức chun mơn cịn hạn chế thân thiếu nhiều kinh nghiệm thực tiễn nên nội dung đồ án không tránh khỏi thiếu xót, nhóm em mong nhận góp ý, bảo thêm thầy, Nhóm em xin cảm ơn quý thầy cô quan tâm, dành thời gian phải biện cho đồ án nhóm chúng em Một lần nhóm em xin chân thành cảm ơn! TP Thủ Đức, ngày … tháng năm 2022 MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1.1 VẤN ĐỀ VỀ NĂNG LƯỢNG NÓI CHUNG 1.2 HIỆN TRẠNG VÀ XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN NHIỆT ĐIỆN ĐỐT THAN Ở VIỆT NAM 1.2.1 Hiện trạng ngành nhiệt điện đốt than Việt Nam 1.2.2 Xu hướng phát triển nhiệt điện đốt than Việt Nam 1.3 VẤN ĐỀ Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG DO NHÀ MÁY NHIỆT ĐIÊN GÂY NÊN 10 1.3.1 Các đặc trưng chất thải nhà máy nhiệt điện đốt than 10 1.3.2 Các tác hại khí thải nhà máy nhiệt điện đốt than 12 CHƯƠNG 2: CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ KHÍ THẢI 16 2.1 2.1.1 2.1.2 2.1.3 TỔNG QUAN CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ KHÍ THẢI 16 Phương pháp xử lý bụi 16 Phương pháp xử lý khí SO2 22 Phương pháp xử lý khí NOX 25 2.2 GIỚI THIỆU MỘT SỐ CƠNG NGHỆ XỬ LÝ KHÍ THẢI NHIỆT ĐIỆN ĐỐT THAN HIỆN NAY Ở VIỆT NAM 26 2.2.1 Sơ đồ nhiệt điện đốt than Cơng Ty TNHH Hồ Bình Xanh 26 2.2.2 Sơ đồ nhiệt điện đốt than Cơng Ty TNHH Hồ Bình Xanh 28 CHƯƠNG 3: ĐỀ XUẤT CƠNG NGHỆ XỬ LÝ, TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ 30 3.1 TÍNH TỐN THƠNG SỐ ĐẦU VÀO 30 3.2 ĐỀ XUẤT VÀ THUYẾT MINH SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ 34 3.2.1 Cơ sở lựa chọn 34 3.2.2 Sơ đồ công nghệ 34 3.2.3 Thuyết minh sơ đồ công nghệ 36 CHƯƠNG 4: TÍNH TỐN CÁC THIẾT BỊ XỬ LÝ KHÍ THẢI NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN ĐỐT THAN 38 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 79 5.1 KẾT LUẬN 79 5.2 KIẾN NGHỊ 79 TÀI LIỆU THAM KHẢO 80 Thiết kế hệ thống XLKT nhà máy nhiệt điện đốt than, công suất 50MW 𝑥 0,03 𝑥 Ld d=√ =√ 𝜋𝑥𝑣 = 0,2 (m) 𝜋 𝑥 1,5 Chọn d = 200 (mm) Bề dày ống b= 5mm Vật liệu làm từ nhực PVC ❖ Lưới đỡ đệm Chọn đường kính lưới đỡ đệm theo bảng IX.22- trang 230 - Sổ tay trình thiết bị tập → Các thơng số lưới: Đường kính tháp (mm) Đường kính lưới Dl Chiều rộng bước b (mm) (mm) 3165 50 3200 Lưới đỡ đệm cấu tạo nửa vỉ thép không gỉ nối lại với Bên có hàn lỗ tay để dễ dàng cầm nắm tháo lắp Bề mặt lưới cấu tạo thép không gỉ Khối lượng riêng vật liệu đệm d = 600 kg/m3 Chiều cao lớp đệm hd = m Đường kính tháp D = 3,2 m Kích thước đệm: 30 x 30 x 3,5 (mm) Thể tích tự Vt = 0.76 m3/m3 Khối lượng đệm: 2 mđ = 𝜋 𝑥 𝐷 𝑥 ℎ 𝑑 𝑥 𝜌𝑑 𝑥 𝑉𝑡 = 𝜋 𝑥 3,2 𝑥 𝑥 600 𝑥 0,76 = 3667,37 (kg) 4 Khối lượng dung dịch đệm (tính cho trường hợp ngập lụt): Mdd = 𝜋 𝑥 𝐷2 𝑥 ℎ 𝑑 𝑥 𝜌𝑑𝑑 𝑥 𝑉𝑡 = 𝜋 𝑥 3,2 𝑥 𝑥 1000 𝑥 0,76 = 6112,28 (kg) Khối lượng tổng cộng mà lưới đỡ đệm phải chịu: m = mđ + mdd = 9779,65 (kg) Diện tích bề mặt lưới đệm: Thiết kế hệ thống XLKT nhà máy nhiệt điện đốt than, công suất 50MW 𝑆= 𝜋 × 𝐷𝑙2 = 𝜋 × 3,1652 = 7,86 (𝑚2) ❖ Đĩa phân phối Chọn đĩa có phân phối loại làm inox 304No1 (Theo bảng IX.22 – trang 230 – Sổ tay trình thiết bị cơng nghệ hóa chất tập 2), ta có thơng số lưới ứng với đường kính tháp 3,2 m sau: Đường kính đĩa: Dd = 2500mm Chiều dày đĩa: 4mm Số lượng ống dẫn chất lỏng: 70 (d x S= 44,5x2,5) Đường kính ống dẫn lỏng: d= 90mm Bề dày ống dẫn lỏng: S = 2,5mm Bước lỗ: 150mm Khối lượng đĩa phân phối: mđĩa = 𝜋 𝑥 (𝐷𝑑 − 70𝑑2) 𝑥 𝑆 𝑥 𝜌 = 𝜋 𝑥 (2,52 − 70𝑥 0,004452) 𝑥 0,025 𝑥 7900 = 96,9(kg) ❖ Tải trọng toàn tháp Khối lượng đĩa phân phối khí, lưới đỡ đệm, cửa nhập liệu tháo đệm, bulong có khối lượng nhỏ so với tồn tháp nên bỏ qua Khối lượng toàn tháp: ∑m = M1 + M + md + mdd đệm = 11052,55(kg) Tải trọng toàn tháp: P = G x ∑m = 9,81 x 11052,55 = 108314,99 (N) ❖ Lớp tách ẩm Ta dùng lớp tách ẩm để tách lỏng khỏi khí trước hỗn hợp khí ngồi qua ống dẫn khí Ta chọn lớp tách ẩm dày 300mm làm tôn dập xéo (hoặc ta dùng vật liệu đệm cho vào được) Thể tích lớp tách ẩm = 𝜋×𝐷 × ℎ = 𝜋×3,22 × 0,3 = 2,4 (𝑚3) Thiết kế hệ thống XLKT nhà máy nhiệt điện đốt than, công suất 50MW ❖ Chân đỡ: Chọn chân tháp có chân đỡ làm thép CT3 Tải trọng đặt lên chân đỡ: G = 𝑃 = 27078,75 (N) Chọn tải trọng cho phép chân đỡ: G = x 104 (N) ( Trích theo bảng XIII.35 – trang 437 Sổ tay Qúa trình thiết bị cơng nghệ hóa chất tập 2) L B B1 B2 H h S l d 275 22 129 34 mm 320 265 270 400 500 1.3 Tính tốn thiết bị phụ trợ 1.3.1 Bơm Dựa vào đặc tính q trình có áp suất không cao nên chọn bơm ly tâm Hơn bơm ly tâm loại bơm sử dụng rộng rãi nhiều ngành cơng nghệ hóa chất ưu điểm Theo, Sổ tay Qúa trình thiết bị, tập – trang 493, cơng suất bơm tính: 𝑄×𝐻 × 𝜌 ×𝑔 𝑁= 1000 × 𝜂 Trong đó: Q = Ltb – Lưu lượng thiết bị, L = 33,28(kg/s)=0.03 m3/s H – Chiều cao cột áp bơm, chọn H = 20 mH2O 𝜂 – Hiệu suất bơm - Hệ suất số loại bơm Thiết kế hệ thống XLKT nhà máy nhiệt điện đốt than, công suất 50MW Hiệu suất số loại bơm 0 tl 0.8 – 0.94 0.85 – 0.96 0.8 – 0.85 > 0.8 > 0.7 0.7 – 0.9 Bơm pittơng Bơm ly tâm Bơm xốy tốc Bơm khía ck 0.9 – 0.95 0.95 – 0.96 > 0.9 Theo bảng II.32 trang 439- Sổ tay trình thiết bị cơng nghệ hóa chất - Tập 1,ta chọn Chọn bơm ly tâm Ta có: 𝜂 = 𝜂0 × 𝜂𝑑 × 𝜂𝑐𝑘 = 0.96 × 0.85 × 0.96 = 0.783 - Hệ số dự trữ Hệ số dự trữ Nđc 50 – 1.5 1.5 – 1.2 1.2 – 1.15 1.1 Theo bảng II.33 trang 439- Sổ tay trình thiết bị cơng nghệ hóa chất - Tập 1,ta chọn Chọn hệ số dự trữ 𝛽 = 1.4 𝑁= 20 ×1000 ×9.8×0.03 1000 ×0.783 = 7,5kW Cơng suất bơm: Nb = β × N = 1.4 × 7,5 = 10,5 kW = 14,3 Hp Chọn bơm INTER CM 2019 Dải lưu lượng 6- 210 m3/h Dải cột áp 15-90.5 m Công suất 1.5kW – 37kW Điện áp 380V – 50V Thiết kế hệ thống XLKT nhà máy nhiệt điện đốt than, công suất 50MW 1.3.2 Ống khói Tính đường kính ống khói ❖ Lưu lượng khói 40oC ( 40oC nhiệt độ dịng khói sau tháp hấp thụ ) Q = 225972 × 273 + 40 = 259081,45 𝑚3 273 ❖ = 71,97 𝑚3/𝑠 ℎ Tiết diện ngang ống khói : s = 𝑄, với 𝜔 tốc độ dòng khí chi chuyển ống khói, 𝜔 = 10 − 30 𝑚/𝑠 𝜔 Ta chọn 𝜔 = 10 𝑚/𝑠 Vậy S = 𝑄 𝜔 = 71,97 = 7,2𝑚2 10 Đường kính ống khói : D = √ ×𝑆 𝜋×𝜔 - ×7,2 = √ 𝜋×𝜔 = 0,95 𝑚 Chiều cao ống khói: Ta có: ∆𝑇 = 40𝑜𝐶 − 30𝑜𝐶 – Hiệu số nhịệt độ khí thải và nhiệt độ khí ∆𝑇 < → Nguồn nóng Chiều cao ống khói tối thiểu đảm bảo nồng độ khí nằm sát mặt đất giới hạn, xác định bằng: 𝐴 ×𝑀 ×𝐺 ×𝑚 × 𝑛 𝐶𝑐𝑓−𝐶𝑛𝑒𝑛 H=√ × √ 𝑁 ∆𝑇 ×𝐿 Trong đó: Ta có T = 40 - 30 = 100C : hiệu số nhiệt độ khí thải nhiệt độ khí A : hệ số phục thuộc sư phân bố nhiệt độ theo chiều cao khí chọn cho điều kiện khí tượng nguy hiểm, phần lớn địa phương Việt Nam, A = 200 Cnền : xem nơi xây dựng nhà máy nơi địa hình trống trải chưa có thêm nhà máy khác, Cnền = Ccf : tiêu chuẩn khí SO2, Ccf = 500 mg/ m3 M : tải lượng chất ô nhiễm, M = 2.100 g/s L : lưu lượng khí thải L = 71,97 m3/s Thiết kế hệ thống XLKT nhà máy nhiệt điện đốt than, công suất 50MW N : số nguồn khí thải, N =1 F : hệ số vơ thứ ngun tính đến vận tốc lắng chất ô nhiễm Đối với chất ô nhiễm thể khí, F =1 m,n : hệ số vơ thứ ngun tính đến điều kiện khí thải từ cổ ống khói, m × n =1 Vậy H = √𝐴 ×𝑀 ×𝐹 ×𝑚 ×𝑛 × 3√ 𝐶 −𝐶 𝑐𝑓 𝑛𝑒𝑛 200 ×2.1×103 × ×1 𝑁 =√ ∆𝑇 ×𝐿 × 3√ 500 10 ×71,97 = 9,68 m Chọn H = 10 m m,n xác định theo công thức 𝑓= 𝑚= 103 × 𝜔2 × 𝐷 = 𝐻2 × ∆𝑇 103 × 102 × 0,95 102 × 10 = 0,67 + 0,1 × √𝑓 + 0,34 × 3√𝑓 𝐿 × ∆𝑇 𝑉𝑀 = 0,65 × √ 𝐻 = 95 ( 𝑚2 𝑠 ) < 100 0,67 + 0,1 × √95 + 0,34 × √95 = 0,41 7,2 × 10 = 0,65 × √ = 1,25 10 ➔ 0,5 < VM < ➔ n = – √(𝑉𝑚 − 0,3)(4,36 − 𝑉𝑚 ) = − √(1,25 − 0,3)(4,36 − 1,25) = 1,28 Tính lại H với m, n vừa tìm được: 𝐴 ×𝑀 ×𝐹 ×𝑚 × 𝑛 𝐶𝑐𝑓−𝐶𝑛𝑒𝑛 H=√ 𝑁 × √ ∆𝑇 × 𝐿 200 ×2.1×103 × 0,41 ×1,28 =√ 500 × 3√ 10 ×71,97 Kiểm tra lại 10−9,56 × 100 = 4,4 % < 5% 10 Vậy chọn chiều cao ống khói 10m STT Bảng 4.5: Thơng số thiết kế ống khói Thơng số Đơn vị Số liệu Đường kính ống khói m 0,95 Chiều cao ống khói m 10 = 9,56 m Thiết kế hệ thống XLKT nhà máy nhiệt điện đốt than, công suất 50MW 1.3.3 Quạt hút Chọn quạt hút ly tâm để vận chuyển dịng khí tồn hệ thống Loại quạt sử dụng rộng rãi hệ thống thơng gió, lị sưởi, vận chuyển cơng khí khí khơng ăn mịn khác ❖ Tính tổn thất áp suất tồn hệ thống • Tổn thất áp suất trao đổi nhiệt nước: Đối với thiết bị trao đổi nhiệt nước tổn thất áp suất khoảng ∆𝑝 = 2𝑚𝑏𝑎𝑟 = 200 ( N/m2),tổn thất áp suất qua trao đổi nhiệt khoảng 500 N/ m2 Tổng tổn thất áp suất qua hai thiết bị trao đổi nhiệt là: ∆𝑃 = 700 𝑁/𝑚2 • Tổn thất áp suất thiết bị lắng bụi tĩnh điện: Trong thiết bị lắng bụi tĩnh điện, ∆𝑃 𝑡ℎườ𝑛𝑔 < 500 𝑁 𝑚2 ➔ Chọn ∆P2 = 400 N/m2 Trở lực tháp rửa rỗng không vượt 20 mmH2O nên bỏ qua : ➔ ∆P3 = • Tổn thất áp suất qua ống khói: Trong : ∆𝑃4 = ∆𝑃𝑚𝑠 + ∆𝑃𝑐𝑏 + ∆𝑃𝑑 + ∆𝑃𝑛 ∆𝑃𝑑 – áp suất cần thiết tạo dịng chuyển động ống khói; Δ𝑃𝑑 = 𝜌 × 𝜔2 ∆𝑃𝑚𝑠 – áp suất cần thiết để thắng trở lực ma sát bên ống; Δ𝑃𝑚𝑠 = 𝜆 × 𝐿1 ×𝜌 × 𝜔2 ×𝑑 ∆𝑃𝑐𝑏- áp suất cần thiết dể thắng trở lực cục đường ống; 𝜔2 × 𝜌 ∆𝑃𝑐𝑏 = 𝜉 × ∆𝑃𝑛 – áp suất để nâng dịng khí lên đến miệng ống khói; ∆𝑃𝑛 = (𝜌𝑘𝑘 − 𝜌𝑘) × 𝑔 × ℎ Trong đó: ρ – khối lượng riêng khói 70.5oC, ρ = 1.1225 (kg/ m3) ω – vận tốc ống khí, ω = 12 m/s L – chiều dài ống khói L = 10 m Thiết kế hệ thống XLKT nhà máy nhiệt điện đốt than, cơng suất 50MW d – đường kính ống khói, d = 0,95 m ρkk – khối lượng riêng khơng khí 25oC , ρkk = 1.184 kg/ m3 g = 9.81 m/s 𝜆 – hệ số trở lực ma sát Xét chuẩn số Raynol dịng khí : Re = 𝜔𝑑 = 𝜇 12 ×0,95 = 76510,07 > 104 0.000149 Dịng khí chuyển động xốy bên ống, nên: 6.81 = −2𝑙𝑔 [( 0.9 + ) √𝜆 𝑅𝑒 ∆ ] (1) 3.7 Trong đó: ∆ - độ nhám tương đối ống, ∆ = 𝜀 𝑑 𝜀 – độ nhám tuyệt đối thép Chọn 𝜀 = 0.0002 m Thay vào (1) → 𝜆 = 0.019 m 𝜉 – hệ số trở lực cục bộ, 𝜉 = 1.3 Thay tất giá trị ta được: Δ𝑃𝑑 = Δ𝑃 𝜌 × 𝜔2 =𝜆 × = 80.82 ( N/m2) 𝐿1 ×𝜌 × 𝜔2 𝑚𝑠 = 149,84 ( N/m2) ×𝑑 ∆𝑃𝑐𝑏 = 𝜉 × 𝜔2 × 𝜌 = 105.1 ( N/ m2) ∆𝑃𝑛 = (𝜌𝑘𝑘 − 𝜌𝑘) × 𝑔 × ℎ = 6,6 (N/m2) ➔ Tổn thất qua ống khói : 𝚫𝑷𝟒 • = 𝟑𝟒𝟐, 𝟑𝟔 ( 𝑵 𝒎𝟐 ) Tổn thất áp suất đường ống: Tổn thất áp suất đường ống bao gồm tổn thất áp suất ma sát tổn thất áp suất cục vấp suất cần thiết để tạo dòng chuyển động bên ống ∆𝑃5 = ∆𝑃𝑚𝑠 + ∆𝑃𝑐𝑏 + ∆𝑃𝑑 Tổn thất áp suất đường ống trước trao đổi nhiệt với nước nhỏ đường kính lớn ống ngắn nên bỏ qua Ta cần tính: Thiết kế hệ thống XLKT nhà máy nhiệt điện đốt than, công suất 50MW ∆𝑃1′: tổn thất áp suất đường ống sau trao đổi nhiệt với nước đến trao đổi nhiệt ống trùm ∆𝑃2′: sau thiết bị trao đổi nhiệt ống chum đến tháp hấp thụ đế ống khói ∆𝑃𝑑 : tổn thất áp suất cần thiết để tạo dòng chuyển động toàn hệ thống ∆𝑃𝑛: tổn thất áp suất để nâng dịng khí thải lên đế miệng ống ➢ Tính ∆𝑷𝟏′ Trong khoảng nhiệt độ khí thay đổi khơng nhiều ta chọn nhiệt độ trung bình khí 362.5oC, ta có độ nhớt động khí v = 97,3 × 10−6 ( m2/s); khối lượng riêng khí 𝜌 = 0.5595 𝑘𝑔/𝑚3 ; đường kính ống dẫn d = 0.76 m - Chuẩn số Raynol khí: Re = ➔ - 12 ×0.76 0.000097333 = 93698 > 104 Dịng khí di chuyển xốy ống dẫn Tính ∆Pms 𝐿 × 𝜌 × 𝜔2 ×𝑑 Δ𝑃𝑚𝑠 = 𝜆 × Trong đó: L1 – tổng chiều dài ống khoảng ∆𝑃1′, L1 = 10 m 𝜌1 − khối lượng riêng khí thải, 𝜌1 = 0.5595 𝑘𝑔/𝑚3 𝜔 – vận tốc dịng khí trung bình đoạn ống, 𝜔 = 14.5 m/s d1 – đường kính ống dẫn, d1 = 0.76 m 𝜆1 – hệ số ma sát chế độ chảy xốy tính hệ số ma sát theo công thức: 6.81 0.9 ∆ = −2lg [( ) + ] (2) Trong đó: √λ Re ∆ - độ nhám tương đối ống, ∆ = 3.7 𝜀 𝑑 𝜀 – độ nhám tuyệt đối thép Chọn 𝜀 = 0.0002 m → ∆= 2,63 10−4 Thay vào (2) → 𝜆 = 0.0188 m Δ𝑃𝑚𝑠 = 𝜆 × 𝐿1 ×𝜌 × 𝜔2 ×𝑑 = 14,55 (N/m2) Thiết kế hệ thống XLKT nhà máy nhiệt điện đốt than, cơng suất 50MW - Tính ΔPcb: 𝜔2 × 𝜌2 ∆𝑃𝑐𝑏 = 𝜉 × 𝜉 – hệ số trở lực cục đoan ống, gồm ống nối ren 90o với 𝜉 = 0.4 ➔ 𝜉1 = × 0.4 = 2.4 Fo - tiết diện ngang ống, Fo = 0.4536 m2 F1TĐN – tiết diện ngang thiết bị trao đổi nhiệt, F1TĐN = 0.9 × 1.2 = 1.08 m2 ➔ 𝐹𝑜 = 0.42 → 𝜉 = 0.3 𝐹1 F1,ESP – tiết diện ngang lắng bụi, F1,ESP = 2.2 × 3.5 = 7.7 m2 → 𝐹𝑜 𝐹1 ➔ 0.059 𝜉3 = F1,ống chùm – tiết diện ngang trao đổi nhiệt, F1, ống chum = 9.4 × 1.46 = 13.724 ➔ 𝐹𝑜 = 0.03 → 𝜉 = 𝐹1 Vậy : 𝜉 = 𝜉1 +𝜉2 +𝜉3 +𝜉4 = 4.7 ∆𝑃𝑐𝑏 =𝜉 × 𝜔2 × 𝜌 = 276.44 ( N / m2) Vậy: Δ𝑃1′ = Δ𝑃𝑚𝑠 + ∆𝑃𝑐𝑏 = 290,99 ( N/m2) ➢ Tính 𝚫𝑷𝟐′ Tổn thất áp suất đoạn ống từ thiết bị trao đổi nhiệt đến ống khói Trong khoảng này, có chùng đường kính ống dẫn khí, đơn giản hơn, ta thấy nhiệt độ dịng khí 120oC Độ nhớt khí v = 24.3.10-6( m2/s), khối lượng riêng khí 𝜌 = 0.89 kg/m3, đường kính ống dẫn d = 0.6 m Tiết diện ngang ống Fo = 0.2827 m2 Tốc độ thực dịng khí 𝜔 = 14.15 m/s Chiều dài ống kể chiều dài ống khói L1 = 100 m - Chuẩn số Raynol khí: Re = 𝜔𝑑 𝑣 = 14.15 ×0.6 0.0000243 = 349383 > 104 → Dịng khí chuyển động xốy ống dẫn - Tính ∆𝑃𝑚𝑠 Δ𝑃𝑚𝑠 = 𝜆 × 𝐿1 ×𝜌 × 𝜔2 ×𝑑 (N/m2) Thiết kế hệ thống XLKT nhà máy nhiệt điện đốt than, công suất 50MW Trong đó: L1 – tổng chiều dài ống khoảng ∆𝑃2′, L1 = 100 m 𝜌1 − khối lượng riêng khí thải, 𝜌1 = 0.89 𝑘𝑔/𝑚3 𝜔 – vận tốc dịng khí trung bình đoạn ống, 𝜔 = 14.5 m/s d1 – đường kính ống dẫn, d1 = 0.6 m 𝜆1 – hệ số ma sát chế độ chảy xốy tính hệ số ma sát theo công thức: 6.81 0.9 ∆ = −2lg [( ) + ] (3) √λ Trong đó: 3.7 Re ∆ - độ nhám tương đối ống, ∆ = 𝜀 𝑑 𝜀 – độ nhám tuyệt đối thép Chọn 𝜀 = 0.0002 m → ∆= 3,33 10−4 Thay vào (3) → 𝜆 = 0,02m Δ𝑃𝑚𝑠 = 𝜆 × ∆𝑃𝑐𝑏 = 𝜉 × - 𝑚𝑠 + ∆𝑃 𝑐𝑏 = 297 (N/m2) ×𝑑 Tính ∆𝑃𝑐𝑏 Vậy ∆𝑃′ = Δ𝑃 𝐿1 ×𝜌 × 𝜔2 𝜔2 × 𝜌 = 311,85 = 608,85 ( 𝑁 ) 𝑚2 Tính ∆𝑃𝑛 ∆𝑃𝑛 = 0.89 × 9.81 × 100 = 873.09 ( N/m2) Vậy ∆𝑃5 = 1772,93 (N/m2) Tổng tổn thất áp suất hệ thống: ∆𝑃= 3215,29 (N/m2) ❖ Tính quạt hút: Chọn quạt hút ly tâm để vận chuyển dịng khí toàn hệ thống Loại quạt sử dụng rộng rãi hệ thống thơng gió, lị sưởi, vận chuyển cơng khí khí khơng ăn mịn khác Áp suất tồn phần hệ thống 3215,29 N/m2 Thiết kế hệ thống XLKT nhà máy nhiệt điện đốt than, công suất 50MW nhiệt độ làm việc 40oC phù hợp với điều kiện làm việc quạt ly tâm ( ∆𝑃 < 15000 𝑁 𝑚62 nhiệt độ làm việc , 180oC) - Công suất quạt: N= 𝑄𝑝 × 𝑝 𝑦𝑇 Trong đó: QP – suất quạt, Qp = 1.1× 𝑄 = 1.1 × 112986 = 124284,6 ( m3/h) = 34,52( m3/s) P – tổn thất áp suất quạt, P = 3215,29 N/m3 𝜂𝑇 - hiệu suất thủy lực quạt 𝜂𝑇 = 0.75 Vậy : N = 34,52 ×3215,29 = 147989,08 (𝑊) = 148(𝑘𝑊) 0.75 - Công suất động điện: Nđc = k × 𝑁 Với k – hệ số dự trữ công suất, quạt ly tâm Chọn k =1.1 Vậy Nđc = 1.1 × 148 = 162,8 ( kW) = 218,32 Hp Chọn quạt ly tâm trung áp CPL-2-NoI Dải lưu lượng 700 – 100.000m3/h Áp suất 400 – 4000 Pa Công suất 0,37kW – 200kW Điện áp 220V – 380V Vật liệu Thép CT3 – Inox Thiết kế hệ thống XLKT nhà máy nhiệt điện đốt than, công suất 50MW CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1 KẾT LUẬN Nhà máy nhiệt điện đốt than ln sinh lượng khí thải gây ô nhiễm nghiêm trọng cho bầu khí Đối với SO2, NOx, bụi có nhiều biện pháp xử lý khác phụ thuộc vào công cụ điều kiện nhà máy (sản xuất đặc điểm, kinh tế, kỹ thuật, ) mà lựa chọn phương pháp xử lý phù hợp Với đề tài: "Thiết kế hệ thống xử lí khí thải nhà máy nhiệt điện đốt than công suất 50MW", khí thải thải mơi trường đạt QCVN 19: 2009 / BTNMT Quy trình cơng nghệ xuất phổ biến, không kết phức tạp mặt công nghệ kỹ thuật nên tiết kiệm xây dựng chi tiết vận hành, sửa chữa so với cơng nghệ tiền nước ngồi, phù hợp với điều kiện khí hậu, thổ nhưỡng khu vực; việc đề xuất công nghệ dựa sở lý thuyết, không kết hợp với khu vực khảo sát, thiếu kinh nghiệm thực thi, cịn nhiều sai sót Q trình làm việc giải giúp tìm hiểu cụ thể cổ điển kiến thức môn học, nên biết thêm nhiều kiến thức nhiều kinh nghiệm thiết kế lựa chọn công nghệ xử lý khí thải, kỹ sử dụng luật văn ngành, tiếp cận luyện tập kỹ thuật trình bày báo cáo, thực vẽ, sở để thực nghiên cứu sâu lĩnh vực nghiên cứu khoa học tương lai công việc thực tế sau 5.2 KIẾN NGHỊ Trong trình vận hành, yêu cầu người vận hành phải thực quy trình, thường xuyên vệ sinh thiết bị, máy móc để hệ thống làm việc có hiệu cao Nhà máy cần có chuyên trách quản lý đào tạo vận hành hệ thống theo quy chế, Khi có cố xảy cần thiết phải có hệ thống quản lý với quan chun mơn giải Ngồi ra, nhà máy cần có liên kết thường xuyên với quan chức để hướng dẫn cụ thể sách bảo vệ mơi trường vấn đề liên quan Thiết kế hệ thống XLKT nhà máy nhiệt điện đốt than, công suất 50MW TÀI LIỆU THAM KHẢO Trần Xoa – Sổ tay trình thiết bị cơng nghệ hóa chất, tập 1, NXB Khoa học Kỹ thuật Hà Nội – 2006 Trần Xoa - Sổ tay q trình thiết bị cơng nghệ hóa chất, tập 2, NXB Khoa học Kỹ thuật Hà Nội -2010 GS Trần Ngọc Chấn – Ơ nhiễm khơng khí xử lý khí thải, tập 3,Lý thuyết tính tốn cơng nghệ xử lý khí độc hại – NXB Khoa học Kỹ thuật Hà Nội năm 2001 GS Trần Ngọc Chấn, Kỹ thuật thơng gió, NXB Xây dựng PGS.TS Nguyễn Đình Tuấn vad Ths Nguyễn Thanh Hùng, Kiểm sốt nhiễm khơng khí, NXB Đại học Quốc Gia, TP Hồ Chí Minh Frank Keith, Air Pollution Control Technology Handbook Thiết kế hệ thống XLKT nhà máy nhiệt điện đốt than, công suất 50MW ... cần thiết Thiết kế hệ thống XLKT nhà máy nhiệt điện đốt than, cơng suất 50MW Chính lý nhóm chúng em định chọn đề tài ‘‘ Thiết kế hệ thống xử lý khí thải nhà máy nhiệt điện đốt than, công suất 50MW? ??’... thi công 3.2.2 Sơ đồ công nghệ Thiết kế hệ thống XLKT nhà máy nhiệt điện đốt than, công suất 50MW Thiết kế hệ thống XLKT nhà máy nhiệt điện đốt than, công suất 50MW 3.2.3 Thuyết minh sơ đồ cơng... Xanh Thiết kế hệ thống XLKT nhà máy nhiệt điện đốt than, cơng suất 50MW Hình 2.6: Sơ đồ công nghệ nhà máy nhiệt điện đốt than Thuyết minh quy trình cơng nghệ xử lý khí thải nhà máy nhiệt điện Khí