THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ BỤI VÀ MÙI NHÀ MÁY CHÉ BIẾN THỨC ĂN NUÔI TÔM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁN CÔNGTÔN ĐỨC THẮNG KHOA MÔI TRƯỜNG & BẢO HỘ LAO ĐỘNG NGÀNH KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ BỤI VÀ MÙI NHÀ MÁY CHẾ BIẾN THỨC ĂN NUÔI TÔM GVHD: PGS.TS ĐINH XUÂN THẮNG SVTH : NGUYỄN HỒNG VÂN MSSV : 610637B LỚP : 06MT1N TP HỒ CHÍ MINH 9/2006 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁN CÔNGTÔN ĐỨC THẮNG KHOA MÔI TRƯỜNG & BẢO HỘ LAO ĐỘNG NGÀNH KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ BỤI VÀ MÙI NHÀ MÁY CHẾ BIẾN THỨC ĂN NUÔI TÔM SVTH : NGUYỄN HỒNG VÂN MSSV : 610637B LỚP : 06MT1N Ngày giao nhiệm vụ luận văn : Ngày hoàn thành luận văn : TPHCM, Ngày tháng Giảng viên hướng dẫn năm LỜI CÁM ƠN Lời đầu tiên, em xin chân thành cảm ơn thầy cô Khoa Môi trường Bảo hộ lao động tận tình dạy dỗ năm học trường Đại học Tôn Đức Thắng Đồng thời em xin cảm ơn Thầy Đinh Xuân Thắng tận tình hướng dẫn, bảo giúp đỡ em hoàn thành luận văn tốt nghiệp Cuối em xin cảm ơn tới ba mẹ, bạn sinh viên lớp 06MT1N nhiệt tình giúp đỡ, động viên em suốt thời gian học tập Em xin chân thành cảm ơn MỤC LỤC MỤC LỤC DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH CÁC CHỮ VIẾT TẮT MỞ ĐẦU 1.1 Sơ lược tình hình nghiên cứu ngồi nước 1.2 Tính cấp thiết đề tài 1.3 Mục tiêu luận văn 1.4 Nội dung luận văn 10 1.5 Phương pháp nghiên cứu 10 1.6 Ý nghĩa khoa học thực tiễn, kinh tế xã hộI 10 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN NHÀ MÁY CHẾ BIẾN THỨC ĂN NUÔI TÔM 11 1.1 1.2 Giới thiệu sơ lược nhà máy 12 1.1.1 Địa điểm mặt 12 1.1.2 Vị trí địa lý 12 1.1.3 Cơ sở hạ tầng 13 1.1.4 Điều kiện khí hậu 13 1.1.5 Công nghệ sản xuất 15 1.1.6 Nguyên liệu sản xuất 18 1.1.7 Nhiên liệu sản xuất 19 1.1.8 Sản phẩm nhà máy 19 1.1.9 Danh mục máy móc thiết bị 20 1.1.10 Vốn đầu tư 21 Tình trạng nhiễm mơi trường nhà máy gây 21 1.2.1 Bụi thải 21 1.2.2 Khí thải 22 1.2.3 Mùi hợp chất hữu 23 1.2.4 Nước thải 24 1.2.5 Chất thải rắn 24 1.2.6 Tiếng ồn 25 1.2.7 Ô nhiễm nhiệt 25 1.2.8 1.3 Nguy cháy nổ 25 Tác hại chất ô nhiễm ngành chế biến thức ăn gia súc người sinh thái 26 1.3.1 1.3.2 1.3.3 1.3.4 1.3.5 1.3.6 1.3.7 1.3.8 Tác hại SOx NOx 26 Tác hại bụi 27 Tác hại CO CO2 28 Tác hại mùi hôi 28 Tác hại hydro cacbon 29 Tác hại tiếng ồn 30 Tác hại nhiệt độ 30 Ảnh hưởng nước thải 30 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ KHÍ THẢI 31 2.1 2.2 2.3 2.4 Các phương pháp kiểm sốt nhiễm khơng khí .32 2.1.1 Kiểm sốt nhiễm biện pháp khuếch tán pha loãng 32 2.1.2 Kiểm soát nguồn 32 Các kỹ thuật thiết bị xử lý khí độc 33 2.2.1 Phương pháp hấp thụ 33 2.2.2 Phương pháp hấp phụ 34 2.2.3 Phương pháp xúc tác 34 2.2.4 Phương pháp đốt cháy trực tiếp 35 2.2.5 Phương pháp ngưng tụ 35 2.2.6 Phương pháp sinh hóa vi sinh 35 Biện pháp kỹ thuật thiết bị lọc bụi 36 2.3.1 Phương pháp khô 37 2.3.2 Thiết bị lọc bụi phương pháp ướt 45 2.3.3 Thiết bị lọc điện 50 Lựa chọn thuyết minh công nghệ xử lý 51 2.4.1 Lựa chọn phương án xử lý 51 2.4.2 Thuyết minh quy trình cơng nghệ 52 CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ BỤI VÀ MÙI 53 A TÍNH TỐN THIẾT KẾ 54 3.1 Tính tốn thủy lực tuyến ống 54 3.1.1 Tính tốn lưu lượng khí chụp hút 54 3.2 3.3 3.4 3.5 3.1.2 Vạch tuyến ống 54 3.1.3 Tính tốn đường ống thủy lực đường ống 55 Tính tốn thiết bị xử lý bụi 61 3.2.1 Thiết bị xiclon 61 3.2.2 Thiết bị lọc túi vải 65 Thiết bị hấp thụ 69 3.3.1 Các thông số đầu vào đầu 69 3.3.2 Tính tốn đại lượng đầu vào 69 3.3.3 Đường cân trình hấp thụ 72 3.3.4 Đường làm việc trình hấp thụ 74 3.3.5 Tính tốn tháp đệm 75 Tính tốn khí thiết bị 81 3.4.1 Thiết bị lọc túi vải 83 3.4.2 Thiết bị tháp đệm 84 Tính tốn thiết bị phụ trợ khác 93 3.5.1 Bể chứa dung dịch hấp thụ 93 3.5.2 Bể trộn Na2CO3 93 3.5.3 Máy khuấy trộn dung dịch 94 3.5.4 Tính bơm dùng để bơm dung dịch vào tháp hấp thụ 94 3.5.5 Tính quạt 95 3.5.6 Ống khói 96 B KHÁI TOÁN KINH TẾ 97 3.6 3.7 Chi phí đầu tư 97 3.6.1 Nguyên liệu 97 3.6.2 Tổng chi phí đầu tư cho toàn hệ thống xử lý 102 Chi phí quản lý vận hành hàng năm 103 KẾT LUẬN - KIẾN NGHỊ .104 TÀI LIỆU THAM KHẢO 105 DANH MỤC CÁC BẢNG STT TÊN BẢNG TRANG Bảng 1.1: Diện tích mặt nhà máy 12 Bảng 1.2 : Nhiệt độ khơng khí trung bình tháng trạm Biên Hịa 14 Bảng 1.3: Độ ẩm tương đối khơng khí (%) trạm Biên Hòa 14 Bảng 1.4: Bức xạ tổng cộng trung bình ngày trạm Biên Hịa 15 Bảng 1.5: Lượng mưa trung bình tháng trạm Biên Hịa 15 Bảng 1.6: Nhu cầu nguyên liệu nhà máy 19 Bảng 1.7: Danh mục máy móc thiết bị trang bị cho nhà máy 20 Bảng 1.8: Hệ số ô nhiễm bụi số công đoạn sản xuất 21 Bảng 1.9: Tải lượng bụi công đoạn sản xuất 22 10 Bảng 1.10: Hệ số ô nhiễm đốt dầu 22 11 Bảng 1.11: Tải lượng chất ô nhiễm đốt dầu 22 12 Bảng 1.12: Nồng độ chất ô nhiễm khói thải đốt dầu 23 13 Bảng 1.13: Mối liên quan nồng độ CO triệu chứng nhiễm độc 28 14 Bảng 2.1: Các thông số đặc trưng thiết bị thu hồi bụi khô 37 15 Bảng 3.1: So sánh hai phương án bố trí đường ống 54 16 Bảng 3.2: Kết tính tốn thủy lực hệ thống đường ống 61 17 Bảng 3.3: Hiệu lọc theo cỡ hạt () 64 18 Bảng 3.4: Bảng phân cấp cỡ hạt ban đầu hạt bụi 64 19 Bảng 3.5: Hiệu lọc theo khối lượng 64 20 Bảng 3.6 : Ưu nhược điểm thiết bị xiclon lọc túi vải 68 21 Bảng 3.7: Số liệu đường cân trình hấp thụ 73 22 Bảng 3.8: Các thông số đáy nắp 86 23 Bảng 3.9: Các thông số lưới 88 24 Bảng 3.10: Thông số đĩa phân phối 88 25 Bảng 3.11: Thơng số bích 89 26 Bảng 3.12: Thơng số bích 89 27 Bảng 3.13: Thơng số bích 90 28 Bảng 3.14: Thơng số bích 90 29 Bảng 3.15: Các thơng số chân đỡ 92 30 Bảng 3.16: Các thông số tai treo 92 31 Bảng 3.17: Hiệu suất số loại bơm 94 32 Bảng 3.18: Hệ số dự trữ theo công suất động 95 33 Bảng 3.19: Bảng chiết tính nguyên liệu làm đường ống dẫn 97 34 Bảng 3.20: Bảng chiết tính nguyên liệu làm cút - chạc ba 98 35 Bảng 3.21: Nguyên liệu làm bích đường ống 98 36 Bảng 3.22: Nguyên liệu làm bích tháp đệm 101 37 Bảng 3.23: Chi phí đầu tư hệ thống xử lý 102 38 Bảng 3.24: Chi phí đầu tư thiết bị khác 103 39 Bảng 3.25: Tổng chi phí đầu tư tồn hệ thống xử lý 103 40 Bảng 3.26: Chi phí vận hành hàng năm 103 DANH MỤC CÁC HÌNH STT TÊN HÌNH TRANG Hình 1.1: Sơ đồ cơng nghệ nhà máy 16 Hình 2.1: Các dạng buồng lắng bụi 38 Hình 2.2: Thiết bị lắng bụi quán tính 39 Hình 2.3: Thiết bị xách 39 Hình 2.4: Xiclon 41 Hình 2.5: Thiết bị lọc túi vải 44 Hình 2.6: Thiết bị rửa khí trần 47 Hình 2.7: Thiết bị rửa khí đệm 47 Hình 2.8:Thiết bị sủi bọt 48 10 Hình 2.9: Thiết bị rửa khí va đập qn tính 49 11 Hình 2.10: Thiết bị rửa khí vận tốc cao 49 12 Hình 2.11: thiết bị lọc bụi tính điện dạng ống 51 13 Hình 2.12: Sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý bụi mùi hôi 52 14 Hình 3.1: Đồ thị đường cân trình hấp thụ NH3 74 15 Hình 3.2: Đồ thị đường làm việc trình hấp thụ NH3 74 16 Hình 3.3: Các thơng số chân đỡ 92 17 Hình 3.4: Các thơng số tai treo 93 CÁC CHỮ VIẾT TẮT BOD: nhu cầu oxi sinh hóa COD: nhu cầu oxi hóa học CO: oxit cacbon CO2: carbon dioxide HNO3: acid nitric H2SO3: acid sunfurơ H2SO4: acid sunfuric H2S: hydro sunfua NH3: amoiac THC: hợp chất hữu bay TCVN: tiêu chuẩn Việt Nam D1 mm 465 Đường kính buong db mm M20 Số bulong Z Cái 16 h mm 22  Khối lượng bích: m4   D   Dn2 h.     3,14 0,5352  0,4262  0,022  7900  14,2(kg ) Chân đỡ Để chọn chân đỡ thích hợp, trước tiên ta phải chọn tải trọng toàn tháp Chọn vật liệu làm chân đỡ theo CT3 - Khối lượng riêng thép CT3 là:  = 7850kg/m3 - Khối lượng riêng thép không gỉ X18H10T  = 7900kg/m3  Khối lượng thân: mt  V     D n   Dt2 H     3,14 2,2102  2,22  3,7  7850  1005,5(kg ) [ 3-82 ] Trong đó: Dt: đường kính tháp (m), Dt = 2,2m Dn: đường kính ngồi tháp, Dn = 2,21m H: chiều cao tháp, H = 3,7 m  : khối lượng riêng thép CT3,  = 7850kg/m3  Khối lượng đáy nắp: mdn =  219 = 438 (kg)  Khối lượng đệm: D md  3,14  2,22  1,4  500  2659,6(kg ) H lv   [ 3-83 ]  Khối lượng dung dịch đệm (tính cho trường hợp ngập lụt) mdd  D H lv  ddVt  3,14  2,22  1,4  1120  0,79  4706,4(kg ) [ 3-84 ]  Khối lượng lớp tách ẩm: mdd  D hta  d  3,14  2,22  0,3  500  569,9(kg ) [ 3-85 ] Bộ phận phân phối lỏng: không đáng kể  Khối lượng lưới đỡ đệm lớp tách ẩm: mldd &ta  3.Sldd htb    3,66  0,002  7850  172,4(kg ) [ 3-86 ] 91 Trong đó: htb= 0,002 m: chiều dày trung bình Sldd = 3,66m2  Khối lượng bích: mbích = m1 + 2m2 + 2m3 + 4m4 =  121,5 +  2,62 +  21,5 +  14,2 = 469,54 (kg)  Khối lượng tổng cộng tháp: m = 9732,24kg G   m  g  9732,24  9,81  95473,3N ) Ta chọn chân đỡ gồm chân  Tải trọng chân = 95473,3  23868,3( N ) Các thông số chân đỡ (bảng XIII.355-trang 437-Sổ tay trình thiết bị cơng nghệ hóa chất, tập 2) trình bày bảng sau: Bảng 3.15: Các thông số chân đỡ L B B1 B2 260 200 225 330 H mm 400 H S L d 225 16 100 27 s h H B2 d L l B Hình 3.3: Các thông số chân đỡ  Tai treo Tính tốn tương tự chân đỡ  Tải trọng tai treo 31264N Vật liệu thép CT3 Các thông số tai treo đỡ (bảng XIII.355-trang 437-Sổ tay q trình thiết bị cơng nghệ hóa chất, tập 2) trình bày bảng sau: Bảng 3.16: Các thông số tai treo STT Đại lượng Tải trọng cho phép tai treo G.10-4 Bề mặt đỡ F.104 Đơn vị Thông số N 4,0 Mm2 297 92 Tải trọng cho phép lên bề mặt đỡ q.10-6 N/m2 1,34 L mm 190 B mm 160 B1 mm 170 H mm 280 S mm 10 L mm 80 10 A mm 25 11 D mm 30 B1 a H s a d l s L B Hình 3.4: Các thơng số tai treo 3.5 Tính tốn thiết bị phụ trợ khác 3.5.1 Bể chứa dung dịch hấp thụ  Chọn thời gian lưu nước bể 30 phút, thể tích bể chứa là: V  LT  24  0,5  12(m3 ) [ 3-87 ] Trong đó: L: lưu lượng dung dịch hấp thụ, L = 24m3/h T: thời gian lưu nước, T = 0,5h  Chọn bể hình vng, có cạnh 2,5 m Chiều cao hữu ích bể: H hi  12  1,9(m) 2,52 Chọn chiều cao bảo vệ bể 0,6 m  H = 2,5m 3.5.2 Bể trộn Na2CO3  Lượng dung dịch Na2CO3 cần dùng ngày: 26760 kg  12%  16h  51379,2(kg / ) h [ 3-88 ] 93 Nồng độ dung dịch Na2CO3 sử dụng 80% hay 800kg/m3  Lưu lượng dung dịch Na2CO3 cần cung cấp: 51379,2  64(m3 / ) 800  Chọn bể hình vng có cạnh 5m, chiều cao hữu ích bể: H hi  64  3,1(m) 4,52 Chọn chiều cao bảo vệ bể 0,4m H = 3,5 m Chọn bơm định lượng có đặc tính: Q = 2666,7 l/h, áp lực 3bar 3.5.3 Máy khuấy trộn dung dịch Nhiệm vụ hòa tan dung dịch nhanh Kiểu: phẳng Động cơ: 3pha, 380V, 50Hz, 3kW Vận hành liên tục Vật liệu: trục khuấy cánh khuấy Inox      3.5.4 Tính bơm dùng để bơm dung dịch vào tháp hấp thụ Chọn bơm bơm ly tâm  Cơng suất bơm tính sau: N QHg 1000 [ 3-89 ] Trong đó: Q: lưu lượng lỏng đầu vào thiết bị, Q = 0,0067m3/s H: chiều cao cột áp bơm (m) Chọn H = 20m : hiệu suất bơm Bảng 3.17: Hiệu suất số loại bơm 0 tl ck 0,8 – 0,94 0,9 – 0,95 0,85 – 0,96 0,8 – 0,85 0,95 – 0,96 Bơm xoáy tốc >0,8 >0,7 >0,9 Bơm khía 0,7 – 0,9 Bơm pittong Bơm ly tâm Ta có:   0  tl  ck  0,95  0,85  0,96  0,783%  N [ 3-90 ] 0,0067  20  1120  9,81  1,88(kW ) 1000  0,783 94 Bảng 3.18: Hệ số dự trữ theo công suất động Hệ số dự trữ  Ndc  50 1,1 Chọn hệ số trữ  = 1,5   Công suất bơm N b   N  1,5  1,88  2,82(kW )  3,81( Hp) [ 3-91 ] Chọn bơm có cơng suất 4Hp 3.5.5 Tính quạt  Tổn thất quạt: Pquat  Pd o  Ptuivai  Pthap  61,14  9,1  50,7  121( KG / m ) [ 3-92 ] Tổng lưu lượng quạt: L = 14400m3/h Ta chọn quạt hút  - 70 N  (phụ lục - Kỹ thuật thơng gió - Trần Ngọc Chấn)    Hiệu suất quạt q = 0,75% Số vòng quay quạt: 1100 vòng/phút Vận tốc quay: 48 m/s  Công suất máy quạt: N LP 14400  121   6,33(kW ) 3600  102  q 3600  102  0,75 [ 3-93 ] Chọn Nq = 7kW = 9,5Hp  Công suất động điện N dc  Nq td K   1,1  7,9(kW )  10,6( Hp) 0,98 [ 3-94 ] Chọn công suất máy quạt Ndc = 11Hp Trong đó: td : hệ số truyền động phụ thuộc vào nối quạt với động điện Khi nối đồng trục td = 0,95 – 0,98 Chọn ntd = 0,98 K: hệ số dự trữ công suất động Đối với quạt ly tâm, K = 1,1 95 3.5.6 Ống khói  Đường kính ống thải tính cơng thức: D Q  0,785.3600.v 14400  0,58m 0,785.3600.15 Trong đó: Q: lưu lượng khí thải, m3/h V: vận tốc dịng khí ống thải, m/s Chọn v = 15m/s Chọn D = 0,6m  Nồng độ cực đại mặt đất: Cmax   A.M F m.n H L.T  H [ 3-95 ] A.M F m.n Cmax L.T  Trong đó: A: hệ số độ ổn định khí Đối với địa phương Việt Nam, A = 200-240, chọn A = 220 Cmax : nồng độ cực đại bụi mặt đất, Cmax = 51,25.10-6 kg/m3 L: lưu lượng khí thải, L = 4m3/s M: lượng phát thải độc hại M  L  Cmax   51,25  106  2,05  104 (kg / s ) F: hệ số kể đến loại chất khuếch tán Đối với bụi, F=2, F=2,5, F=3 ứng với trường hợp lọc bụi với hiệu suất lọc  90%, 90-75%