Bảo vệ môi trường không khí và xử lý khí thải

ĐỒ ÁN MƠN HỌC BẢO VỆ MƠI TRƯỜNG KHƠNG KHÍ VÀ XỬ LÝ KHÍ THẢI LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ĐỒ ÁN MƠN HỌC: Bảo vệ mơi trường khơng khí xử lý khí thải Nhiệm vụ: Tính tốn dự báo thiếtkế hệ thống xử lý ô nhiễm môi trường không khí từ nguồn thải nhà máy gạch Tuynel Từ Sơn - Hải Phòng Nội dung phần thuyết minh tính tốn: - Phân tích nguồn gây nhiễm mơi trường hoạt động sản xuất nhà máy gây - Tính tốn tải lượng chất nhiễm từ nguồn thải - Tính tốn nồng độ phát thải chất ô nhiễm nguồn thải - Kết luận so sánh với tiêu chuẩn khí thải cơng nghiệp: TCVN 2005 - Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý chất thải ô nhiễm trước phát thải vào môi trường xung quanh - Tính tốn dự báo nồng độ chất nhiễm (sau lắp đặt thiết bị xử lý) mùa đông mùa hè theo hướng gió chủ đạo địa điểm xây dựng nhà máy ứng với khoảng cách: cách nguồn thải từ đến 40 lần chiều cao nguồn thải - Lập biểu đồ biểu diễn khuyếch tán chất ô nhiễm với khoảng cách mùa đông mùa hè - Xác định Cmax Xmax, tốc độ gió nguy hiểm chất nhiễm với khoảng cách mùa đông mùa hè - Xác định Cmax Xmax tổng cộng tất nguồn thải với chất ô nhiễm mùa đông hè - Kết luận so sánh với tiêu chuẩn chất lượng mơi trường khơng khí xung quanh TCVN 5937 – 2005 Phần vẽ - Sơ đồ cơng nghệ sản xuất nhà máy có phân tích nguồn gây ô nhiễm - Biểu đồ biểu diễn khuyếch tán chất ô nhiễm riêng biệt cho mùa - Tổng mặt nhà máy có nguồn thải khu vực xử lý - Vẽ chi tiết hệ thống xử lý khơng khí: bao gồm mặt bằng, mặt cắt vả thiết bị xử lý - Triển khai chi tiết cấu tạo hệ thống theo dẫn giáo viên hướng dẫn LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ĐỒ ÁN MÔN HỌC: BẢO VỆ MƠI TRƢỜNG KHƠNG KHÍ VÀ XỬ LÝ KHÍ THẢI Chương 1: KHÁI QT CHUNG 1.1.Nhiệm vụ Tính tốn dự báo thiết kế hệ thống xử lý ô nhiễm môi truờng khơng khí từ nguồn thải nhà máy gạch Tuynel Từ Sơn công suất 25 triệu viên/năm Địa điểm xây dựng: Hải Phịng Các thơng số khí hậu Hải Phòng đƣợc tra theo phụ lục 2a, 2b phụ lục gt ‘ Nhiệt khí hậu kiến trúc’, dung ẩm khơng khí đƣợc tra theo biều đồ I – d theo nhiệt độ độ ẩm Bảng – 1: Các thơng số khí hậu xung quanh nhà máy Mùa hè Mùa đông o o ttb, C d, g/kg vtb , m/s ttb, C d, g/kg vtb , m/s ,% ,% 28,2 84 20 4,0 16,7 83 10,5 3,6 1.2 Nội dung tính tốn - Phân tích nguồn gây nhiễm mơi trƣờng hoạt động sản xuất nhà máy gây - Tính tốn tải lƣợng chất nhiễm từ nguồn thải - Tính tốn nơng độ phát thải chất ô nhiễm nguồn thải - Kết luận so sánh với tiêu chuẩn khí thải cơng nghiệp TCVN 2005 - Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý chất thải ô nhiễm trƣớc phát thải vào mơi trƣờng xung quanh - Tính tốn dự báo nồng độ chất nhiễm (sau lắp đặt thiết bị xử lý) mùa đơng mùa hè theo hƣớng gió chủ đạo địa điểm xây dựng nhà máy ứng với khoảng cách: từ nguồn thải từ đến 40 lần chiều cao nguồn thải - Lập biểu đồ biểu diễn khuếch tán cảu chất ô nhiễm với khoảng cách mùa đông mùa hè - Xác định Cmax Xmax chất ô nhiễm, tốc độ gió nguy hiểm mùa đông mùa hè - Xác định Cmax Xmax tổng cộng tất nguồn thải với chất ô nhiễm mùa đông hè - Kết luận so sánh với tiêu chuẩn chất lƣợng môi truờng không khí xung quanh TCVN 5937 – 2005 - Tính lƣợng nhiệt cần thiết để sấy khô gạch mộc từ độ ẩm 12% đến 5% - Tính lƣu lƣợng, tải lƣợng chất nhiễm ống khói - Tính chiều cao ống khói 1, 1.3 Số liệu tính tốn - Nhiên liệu sử dụng: than cám có số lƣợng B = 2500 tấn/năm = 347 kg/h - Số ngày làm việc năm: Sn = 300 ngày Bảng1 – 2: Thành phần than cám Ap Sp Wp Op Np Hp Cp (%) (%) (%) (%) (%) (%) (%) 16,2 1,8 6,6 1,2 0,6 1,4 72,2 - Năng suất lò: Gnăm = 25 triệu viên/năm, trọng lƣợng G1 = 34000 tấn/năm GVHD: NGUYỄN QUỲNH HƢƠNG SVTH: NGUYỄN THỊ XUÂN MSSV: 6664.48 LỚP: 48DT LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ĐỒ ÁN MÔN HỌC: BẢO VỆ MƠI TRƢỜNG KHƠNG KHÍ VÀ XỬ LÝ KHÍ THẢI - Độ ẩm gạch mộc vào 12% Độ ẩm gạch khỏi lò sấy 5% 70% than trộn vào đất ban đầu: B1 = 0,7B = 243 kg/h 30% than đƣa vào lò nung : B2 = 0,3B = 104 kg/h Nhiệt độ lò nung: tn = 1000oC Bảng – 3: Đặc tính nguồn thải Loại nguồn thải Số lƣợng nguồn thải Lò sấy Lò nung 1 Nhiệt độ khói thải (oC) 38 87 1.4.Phân tích cơng đoạn gây ô nhiễm công nghệ sản xuất Phân tích cơng đoạn gây nhiễm mơi trƣờng sơ đồ công nghệ sản xuất gạch tuynel Từ Sơn: GVHD: NGUYỄN QUỲNH HƢƠNG SVTH: NGUYỄN THỊ XUÂN MSSV: 6664.48 LỚP: 48DT LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ĐỒ ÁN MÔN HỌC: BẢO VỆ MÔI TRƢỜNG KHÔNG KH V X Lí KH THI BÃi đất Đất vụn Cấp liệu thùng 10 m3/h Than (70%) Đất vụn Băng tải Máy nghiền xa luân 10 m3/h Đất vụn, than rơi vÃi Cấp liệu đĩa 10 m3/h Đất vụn, n-ớc thải Nuóc Băng tải Máy cán mịn 10 m3/h Đất vụn Nhào trục l-ới lọc 12 m3/h Đất vụn, n-ớc thải Máy nhào MVA 400 - 200 t/h Đất vụn Máy đùn MVA 400 - 20 t/h Đất vụn Cắt tự động Đất vụn Nuoc Băng tải Phơi nhà kính Đất vụn, n-ớc W1 = 12% ống khói bụi, n-ớc, khí thải Lß sÊy Tuynel t1 = 38oC Khãi (tn = 1000oC) Than (30%) W2 = 5% èng khãi Lß nung Tuynel bụi, n-ớc, khí thải t2 = 87oC tro xỉ bụi, gạch vỡ BÃi thành phẩm GVHD: NGUYN QUNH HƢƠNG SVTH: NGUYỄN THỊ XUÂN MSSV: 6664.48 LỚP: 48DT LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ĐỒ ÁN MƠN HỌC: BẢO VỆ MƠI TRƢỜNG KHƠNG KHÍ VÀ XỬ LÝ KHÍ THẢI Chương 2: TÍNH TỐN SẢN PHẨM CHÁY 2.1 Xác định lượng ẩm bay trình sấy vật liệu Nhiệt trị nhiên liệu đƣợc xác định theo công thức sau: Q p  81C p  246H p  26(O p  S p )  6Wp = 81.72,2 + 246.1,4 – 26(1,2 – 1,8) – 6.6,6 = 6168,6 kcal/kgNL Trọng lƣợng viên gạch: Gvg  G1 34.10   1,36 kg/viên Gnam 25.10 - Chọn thời gian làm việc năm là: N = 300 ngày - Số làm việc ngày: n = 24 Lƣợng gạch sấy nung giờ: Gh  Gnam 25.10   3472 viên/h N n 300.24 Lƣợng vật liệu mang vào hầm sấy: G1 = 34.106 kg/năm = 4722 kg/h Lƣợng ẩm bốc lò sấy: W  G1 ( w1  w2 ) 12   4722  348 kg/h 100  w2 100  Lƣợng vật liệu mang khỏi lò sấy: G2  W 100  w1 100  12  348  4374 kg/h w1  w2 12  2.2 Tính tốn lượng khí độc hại thải q trình t chỏy nhiờn liu 2.2.1 Tính toán l-ợng khí thải trình đốt cháy nhiên liệu điều kiện chn a/ Về mùa đơng Bảng2 - 1:tính tốn sản phẩm cháy đktc (t = 0oC, P = 760 mmHg), B = 347 kg/h Stt (1) Đại lượng tính (2) Lƣợng khơng khí khơ lí thuyết cần cho q trình cháy Lƣợng khơng khí ẩm lí thuyết cần cho q trình sấy (ở t = 16,7o C;  = 83%; d = 10,5 g/kg) Lƣợng khơng khí ẩm thực tế với hệ số khơng khí thừa  = 1,6 Lƣợng khí SO2 spc Lƣợng khí CO spc với hệ số cháy khơng hồn tồn hố học học  = 0,006 Đơn vị (3) Cơng thức tính (4) Vo = 0,089Cp + 0,246Hp - 0,0333(Op m chuẩn/kgNL Sp) Kết (5) 6,790 m3chuẩn/kgNL Va = (1 + 0,0016d)Vo 6,904 m3chuẩn/kgNL Vt = Va m chuẩn/kgNL VSO2 = 0,683.10-2 Sp m3chuẩn/kgNL 11,047 0,012 VCO = 1,865.10-2.Cp 0,008 -2 Lƣợng khí CO2 spc VCO2 = 1,853.10 (1m chuẩn/kgNL )Cp GVHD: NGUYỄN QUỲNH HƢƠNG SVTH: NGUYỄN THỊ XUÂN MSSV: 6664.48 1,330 LỚP: 48DT LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ĐỒ ÁN MÔN HỌC: BẢO VỆ MƠI TRƢỜNG KHƠNG KHÍ VÀ XỬ LÝ KHÍ THẢI Lƣợng nƣớc spc Lƣợng khí N2 spc Lƣợng khí O2 khơng khí thừa Lƣợng khí NOx spc (xem nhƣ NO2 với NO2 = 10 2,054 kg/m3chuẩn Quy đổi m3 chuẩn/kgNL Thể tích khí N2 tham gia vào phản ứng NOx Thể tích khí O2 tham gia vào phản ứng NOx Lƣu lƣợng khói (spc) điều 11 kiện chuẩn VH2O = 0,111Hp + m3chuẩn/kgNL 0,012Wp + 0,0016.d.Vt VN2 = 0,8.10-2Np + m chuẩn/kgNL 0,79Vt m3chuẩn/kgNL VO2 = 0,21(-1)Va kg/h MNOx = 3,953.108 (B.Qp)1,18 m chuẩn/kgNL m3chuẩn/kgNL VNOx = MNOx/(B.NOx) VN2(NOx) = 0,5VNOx 0,423 8,732 0,870 1,161 0,002 0,001 m3chuẩn/kgNL VO2(NOx) = VNOx 0,002 Vspc = (49)+11-12m chuẩn/kgNL 13 Tải lƣợng khí SO2 với SO2 = 12 2,926 kg/m3 chuẩn Tải lƣợng khí CO với CO = 13 1,25 kg/m3 chuẩn Tải lƣợng khí CO2 với CO2 = 14 1,977 kg/m3 chuẩn Lƣợng tro bụi với hệ số tro 15 bay theo khói: a = 0,5 12,535 MSO2 = (103VSO2BSO2)/3600 g/s 3,467 g/s MCO = 103VCOBCO/3600 g/s MCO2 = 103VCO2BCO2/3600 0,973 254,145 Mbui = 10a.0,3BAp/3600 g/s 2,349 b/ VỊ mïa hè Bảng2 - 2:tính tốn sản phẩm cháy đktc (t = 0oC, P = 760 mmHg), B = 347 kg/h Đại lƣợng tính Đơn vị (2) (3) Lƣợng khơng khí khơ lí thuyết cần cho q trình cháy m3chuẩn/kgNL Lƣợng khơng khí ẩm lí thuyết cần cho trình sấy (ở t = 28,2oC; u = 84%; d = m3chuẩn/kgNL 20 g/kg) Lƣợng khơng khí ẩm thực tế với hệ số m3chuẩn/kgNL khơng khí thừa  = 1,6 Stt (1) GVHD: NGUYỄN QUỲNH HƢƠNG SVTH: NGUYỄN THỊ XN MSSV: 6664.48 Cơng thức tính (4) Kết (5) Vo = 0,089Cp + 0,246Hp 0,0333(Op - Sp) 6,790 Va = (1 + 0,0016d)Vo 7,007 Vt = Va 11,212 LỚP: 48DT LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ĐỒ ÁN MÔN HỌC: BẢO VỆ MÔI TRƢỜNG KHƠNG KHÍ VÀ XỬ LÝ KHÍ THẢI Lƣợng khí SO2 spc m3chuẩn/kgNL Lƣợng khí CO spc với hệ số cháy khơng hồn tồn m3chuẩn/kgNL hố học học n = 0,01 Lƣợng khí CO2 spc m3chuẩn/kgNL Lƣợng nƣớc spc m3chuẩn/kgNL Lƣợng khí N2 spc m3chuẩn/kgNL Lƣợng khí O2 khơng khí thừa m3chuẩn/kgNL Lƣợng khí NOx spc (xem nhƣ NO2 với kg/h p NO2 = 2,054 10 kg/m3chuẩn Quy đổi m3 chuẩn/kgNL m3chuẩn/kgNL Thể tích khí N2 tham gia vào phản ứng m3chuẩn/kgNL NOx Thể tích khí O2 tham gia vào phản ứng m3chuẩn/kgNL NOx Lƣu lƣợng khói (spc) m3chuẩn/kgNL 11 điều kiện chuẩn Tải lƣợng khí SO2 với pso2 = 2,926 kg/m3 g/s 12 chuẩn Tải lƣợng khí CO với pCO = 1,25 kg/m3 g/s 13 chuẩn Tải lƣợng khí CO2 với pCO2 = 1,977 kg/m3 g/s 14 chuẩn Lƣợng tro bụi với hệ số tro bay theo khói: a g/s 15 = 0,5 GVHD: NGUYỄN QUỲNH HƢƠNG SVTH: NGUYỄN THỊ XUÂN MSSV: 6664.48 VSO2 = 0,683.10-2 Sp 0,012 VCO = 1,865.10-2.Cp 0,008 VCO2 = 1,853.10-2(1-)Cp VH2O = 0,111Hp + 0,012Wp + 0,0016.d.Vt 1,330 VN2 = 0,8.10-2Np + 0,79Vt 8,869 VO2 = 0,21(-1)Va 0,883 0,596 MNOx = 3,953.10-8.(B.Qp)1,18 1,161 VNOx = MNOx/(B.NOx) 0,002 VN2(NOx) = 0,5VNOx 0,001 VO2(NOx) = VNOx 0,002 Vspc = (49)+11-12-13 12,858 MSO2 = (103VSO2BSO2)/3600 3,467 MCO = 103VCOBCO/3600 0,973 MCO2 = 103VCO2BCO2/3600 254,145 Mbui = 10a.0,3BAp/3600 2,349 LỚP: 48DT LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ĐỒ ÁN MÔN HỌC: BẢO VỆ MÔI TRNG KHễNG KH V X Lí KH THI 2.2.2.Xác định tỉ nhiệt khói Tỉ nhiệt khói đ-ợc xác định theo công thức: Ckhoi =CCO2.XCO2 + CN2.XN2 + CO2.XO2+ CH2O.XH2O + CSO2.XSO2 + CCO.XCO + CNOx.XNOx CN2(NOx).XN2(NOx) – CO2(NOx).XO2(NOx) Trong ®ã: CCO2, CN2, CO2, CH2O, CSO2, CCO, CNOx, CN2(NOx), CO2(NOx) : nhiệt dung riêng khí, J/kg.độ XCO2, XN2, XO2, XH2O, XSO2, XCO, XNOx, XN2(NOx), XO2(NOx) : thµnh phần % khí Tra bng PV-4: Thông số vật lý số chất khí giáo trình kỹ thuật sấy Hong Văn Chước ta cỏc thơng số khí có khói thải Dựa vào tính tốn phần ta tính đƣợc thành phần % khí có khói thải lò nung Kết thể bảng sau: a/ Về mùa đông V Thành phần % C0 Thành phần khói m3chuẩn/kgNL khí J/kg.độ O2 0,870 6,940 918 N2 8,732 69,658 1040 H2O 0,423 3,373 14180 CO2 1,330 10,609 835 SO2 0,012 0,098 804 CO 0,008 0,064 835 NOx 0,002 0,013 1040 N2(NOx) 0,001 0,006 1040 O2(NOx) 0,002 0,013 918 SPC 100 12,535 1357 b/ Về mùa hè Thành phần khói O2 N2 H2O CO2 SO2 CO NOx N2(NOx) O2(NOx) SPC V m chuẩn/kgNL 0,883 8,869 0,596 1,330 0,012 0,008 0,002 0,001 0,002 12,858 GVHD: NGUYỄN QUỲNH HƢƠNG SVTH: NGUYỄN THỊ XUÂN MSSV: 6664.48 Thành phần % khí 6,867 68,972 4,635 10,342 0,096 0,063 0,013 0,006 0,013 100 C0 J/kg.độ 918 1040 14180 835 804 835 1040 1040 918 1526 LỚP: 48DT LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ĐỒ ÁN MƠN HỌC: BẢO VỆ MƠI TRƢỜNG KHƠNG KHÍ VÀ XỬ LÝ KHÍ THẢI 2.3 Phương trình cân nhiệt trình sấy Phƣơng trình cân nhiệt q trình sấy: Qcan = Qvao Trong đó:  Qcan: nhiet l-ợng cần thiết cho trình sấy, kJ/h Qcan = Q1 + Q2 +Q3 + Q4 – Q1: nhiÖt l-ợng hữu ích trình sấy, kJ/h - Q2: nhiệt l-ợng tổn thất khói mang khỏi lò sÊy, kJ/h - Q3: nhiƯt l-ỵng tỉn thÊt vËt liƯu mang khái lß sÊy, kJ/h – Q4: nhiƯt l-ợng tổn thất toả nhiệt môi tr-ờng xung quanh tõ kÕt cÊu cđa lß, kJ/h  Qvao: nhiƯt l-ợng khói từ lò nung sang lò sấy, kJ/h Qvao = L1.C1000.t1000 , kJ/h – L1: Lƣu lƣợng khói từ lò nung sang lò sấy, m3/h – C1000: tỉ nhiệt khói, kJ/kg.độ – t1000 = 1000oC: nhiệt độ khói lị nung sang lị sấy 2.3.1 TÝnh to¸n l-ợng nhiệt hữu ích trình sấy Nhiệt l-ợng hữu ích trình sấy đ-ợc xác định theo công thức: Q1 = W.ihn , kJ/h Trong đó: - W: l-ợng ẩm bốc trình sấy, W = 348 kg/h - ihn: entanpi cđa h¬i n-íc khỏi lò sấy, ihn = r + Chn.t1000 Trong đó: r = 2493 kJ/kg: nhiệt ẩn hoá n-íc  Chn = 1,97 kJ/kgoK: nhiƯt dung riªng cđa h¬i n-íc  t1000 = 1000oC: nhiƯt hố nƣớc Khi ®ã: ihn = 2493 + 1,97.1000 = 4463 kJ/kg VËy Q1 = 348.4463 = 1553124 kJ/h 2.3.2 TÝnh nhiệt l-ợng tổn thất khói mang khỏi lò sÊy NhiƯt l-ỵng tỉn thÊt khãi mang khái lò sấy đ-ợc xác định theo công thức sau: Q2 = L2.C38.(t38 tN) , kJ/h L2 :l-ợng khói thải khái lß sÊy , m3/h C38 : tØ nhiƯt cđa khãi khái lß sÊy, kJ/kg.oC t38 = 38oC: nhiệt độ khói khỏi lò sấy, oC tN: nhiệt độ khơng khí bên ngồi, oC  Mùa đông: Q2D = 1,357.(38 – 16,7).L2 = 28,9.L2 kJ/h  Mùa hè: Q2H = 1,526.(38 – 28,2).L2 = 14,95.L2 kJ/h 2.3.3 Tính lƣợng nhiệt vật liệu mang khỏi lò sấy Nhiệt lƣợng tổn thất vật liệu mang khỏi lị sấy đƣợc xác định theo cơng thức: Q3 = G2.Cgạch.(tgạch – tN) , kJ/h Trong đó: G2 = 4374 kg/h: Lƣợng vật liệu mang khỏi hầm sấy GVHD: NGUYỄN QUỲNH HƢƠNG SVTH: NGUYỄN THỊ XUÂN MSSV: 6664.48 LỚP: 48DT LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ĐỒ ÁN MÔN HỌC: BẢO VỆ MÔI TRƢỜNG KHƠNG KHÍ VÀ XỬ LÝ KHÍ THẢI Cgạch: nhiệt dung riêng gạch sau sấy, kJ/kg.độ tgạch = 70oC : nhiệt độ gạch mang lò sấy, oC tN: nhiệt độ nhà máy, oC Nhit dung riêng gạch đƣợc xác định theo công thức sau: C gach  C gk Cn 4,187.5 0,919.(100  5) w2  (100  w2 )    1,082 kJ/kg.độ 10 100 100 100  Q3 = 4374.1,082.(tg – tN) Về mùa đông tN = 16,7oC  Q3D = 4374.1,082.(70 – 16,7) = 252251 kJ/h Về mùa hè tN = 28,2oC  Q3H = 4374.1,082.(70 – 28,2) = 197826 kJ/h 2.3.4 Tính lƣợng nhiệt tổn thất môi trƣờng xung quanh Nhiệt lƣợng tổn thất môi trƣờng xung quanh đƣợc xác định nhƣ sau: Q4 = 10%(Q1 + Q2 + Q3) Về mùa đông: Q4D = 0,1.(Q1 + Q2 + Q3D) = 0,1.( 1553124 + 28,9.L2 + 252251) = 180537,5 + 2,89.L2 kJ/h H Về mùa hè: Q4 = 0,1(Q1 + Q2 + Q3H) = 0,1.( 1553124 + 14,95.L2 + 197826) = 175095 + 1,495.L2 kJ/h 2.3.5 Cõn bng nhit Vậy tổng nhiệt l-ợng cần thiết để sấy gạch khói nóng là: Qcan = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 Về mùa đông: QcanD = Q1+Q2+Q3D+Q4D = 1553124 + 28,9L2 + 252251 + 180537,5 + 2,89L2 = 31,79L2 + 1985912,5 kJ/h  VÒ mïa hÌ: QcanH = Q1 + Q2 + Q3H + Q4H = 1553124+14,95L2 + 197826 + 175095 + 1,495L2 = 16,445L2 + 1926045 kJ/h Khi ta có ph-ơng trình cân nhiệt cho lò sấy mùa là: Giả sử trình sấy tổn thất thất thoát môi tr-ờng ta có l-u l-ợng khói cấp vào L1 l-u l-ợng khói thải L2 Ta có: L1 = L2 = L (1) Về mùa đông: Qvao = QcanD 31,79L2 + 1985912,5 = 1,357.1000L1 (2) Tõ (1) vµ (2) ta cã: L = L1 = L2 = 1499 m3/h  VỊ mïa hÌ: Qvao = QcanD 16,445L2 + 1926045 = 1,526.1000.L1 (3) Tõ (1) vµ (3) ta cã: L = L1 = L2 = 1276 m3/h Và l-u l-ỵng khãi lß nung đk chuẩn (t = 0oC) lµ: Vspc B 12,535.347  1,21 m3/s 3600 3600 Vspc B 12,858.347   1,24 m3/s  Mùa hè: LC  3600 3600  Mùa đông: LC   GVHD: NGUYỄN QUỲNH HƢƠNG SVTH: NGUYỄN THỊ XUÂN MSSV: 6664.48 LỚP: 48DT LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ĐỒ ÁN MƠN HỌC: BẢO VỆ MƠI TRƢỜNG KHƠNG KHÍ V X Lí KH THI Vậy l-u l-ợng thải ống khói từ lò sấy v l-u l-ợng ca khãi tõ lß nung thải từ lị nung mùa là:  Mùa đơng: - Ống khói 1(từ lị sấy): Lok1 = 1499 m3/h = 0,42 m3/s Lcok1 = 0,42.(273+38)/273 = 0,47 m3/s - Ống khói 2(từ lị nung): Lcok2 = Lc – Lcok1 = 1,21 – 0,42 = 0,79 m3/s  Lok2 = Lcok2.(273+87)/273 = 1,04 m3/s  Mùa hè: - ỐNg khói 1: Lok1 = 1276 m3/h = 0,35 m3/s  Ltok1 = 0,35.(273+38)/273 = 0,4 m3/s - Ống khói 2: Lcok2 = Lc – Lcok1 = 1,24 – 0,35 = 0,89 m3/s  Ltok2 = 0,89.(273+87)/273 = 1,17 m3/s 2.4 Tính tốn lƣợng phát thải ống khói nhà máy 2.4.1 Tính tốn lƣợng phát thải ống khói - từ lị sấy a/ Về mùa đơng Bảng – 3: bảng tính tốn tải lƣợng phát thải ống khói Stt Đại lƣợng tính Đơn vị tính Cơng thức tính Lƣu lƣợng khói (spc) m3/s Nồng độ phát thải chất nhiễm khói Khí SO2 g/m3 CSO2 = MSO2/Lt Khí CO g/m3 CCO = MCO/Lt Khí CO2 g/m3 CCO2 = MCO2/Lt Khí NOx g/m3 CNOx = MNOx/Lt Bụi g/m CBụi = MBụi/Lt Đơn vị tính Cơng thức tính Kết Lc = 0,42 8,255 2,317 602,674 0,768 5,593 Lt = 0,47 7,377 2,070 538,560 0,686 4,998 b/ Về mùa hè Stt Đại lƣợng tính Lƣu lƣợng khói (spc) m3/s Nồng độ phát thải chất nhiễm khói Khí SO2 g/m3 CSO2 = MSO2/Lt Khí CO g/m3 CCO = MCO/Lt Khí CO2 g/m CCO2 = MCO2/Lt Khí NOx g/m3 CNOx = MNOx/Lt g/m3 CBụi = MBụi/Lt Bụi GVHD: NGUYỄN QUỲNH HƢƠNG SVTH: NGUYỄN THỊ XUÂN MSSV: 6664.48 Kết Lc = 0,35 9,906 2,780 723,209 0,921 6,711 Lt = 0,4 8,668 2,433 632,808 0,806 5,873 10 LỚP: 48DT LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ĐỒ ÁN MÔN HỌC: BẢO VỆ MƠI TRƢỜNG KHƠNG KHÍ VÀ XỬ LÝ KHÍ THẢI 2.4.2 Tính tốn lƣợng phát thải từ ống khói nhà máy a/ Về mùa đông Bảng – 5: Lƣợng phát thải ống khói Stt Đại lƣợng tính Đơn vị tính Cơng thức tính Lƣu lƣợng khói (spc) m3/s Nồng độ phát thải chất nhiễm khói Khí SO2 g/m3 CSO2 = MSO2/Lt Khí CO g/m CCO = MCO/Lt Khí CO2 g/m3 CCO2 = MCO2/Lt Khí NOx g/m3 CNOx = MNOx/Lt g/m3 CBụi = MBụi/Lt Bụi Kết Lc = 0,79 4,389 1,232 320,409 0,408 2,973 Lt = 1,04 3,896 1,093 284,408 0,362 2,639 b/ Về mùa hè Bảng – 6: Lƣợng phát thải ống khói Stt Đại lƣợng tính Đơn vị tính Cơng thức tính Lƣu lƣợng khói (spc) m3/s Nồng độ phát thải chất nhiễm khói Khí SO2 g/m3 CSO2 = MSO2/Lt Khí CO g/m3 CCO = MCO/Lt Khí CO2 g/m3 CCO2 = MCO2/Lt Khí NOx g/m CNOx = MNOx/Lt g/m3 CBụi = MBụi/Lt Bụi Kết Lc = 0,89 3,831 1,075 279,694 0,356 2,596 Lt = 1,17 2,865 0,804 209,193 0,267 1,941 2.5 So sánh với tiêu chuẩn Việt Nam Nồng độ phát thải chất gây ô nhiễm ống khói nhà máy theo mùa so sánh với tiêu chuẩn Việt Nam ta có kÕt qu¶ d-íi b¶ng sau Bảng – 7: Nồng độ phát thải ống khói Nồng độ phát thải chất nhiễm khói Đơn vị tính mùa đơng mùa hè TCVN - 2005 KÝ hiƯu Khí SO2 CSO2 500 mg/m 8255 9906 Khí CO CCO 1000 mg/m 2317 2780 Khí CO2 CCO2 mg/m 602674 723209 Khí NOx CNOx mg/m 768 921 850 Bụi CBụi 5593 6711 200 mg/m GVHD: NGUYỄN QUỲNH HƢƠNG SVTH: NGUYỄN THỊ XUÂN MSSV: 6664.48 11 LỚP: 48DT LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ĐỒ ÁN MƠN HỌC: BẢO VỆ MƠI TRƢỜNG KHƠNG KHÍ VÀ XỬ LÝ KHÍ THẢI Bảng – 8: Nång ®é phát thải ống khói Nồng độ phát thải chất nhiễm khói KÝ hiƯu Đơn vị tính mùa đơng mùa hè TCVN - 2005 Khí SO2 CSO2 4389 3831 500 mg/m Khí CO CCO 1000 mg/m 1232 1075 Khí CO2 CCO2 mg/m 320409 279694 Khí NOx CNOx 850 mg/m 408 356 Bụi CBụi mg/m 2973 2596 200 GVHD: NGUYỄN QUỲNH HƢƠNG SVTH: NGUYỄN THỊ XUÂN MSSV: 6664.48 12 LỚP: 48DT LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ĐỒ ÁN MÔN HỌC: BẢO VỆ MƠI TRƢỜNG KHƠNG KHÍ VÀ XỬ LÝ KHÍ THẢI Dựa vào bảng so sánh nồng độ phát thải chất khí thải ta thấy ngồi CO2 khơng xét có khí NOx khơng phải xử lý trƣớc thải ngồi mơi trƣờng Duy có nồng độ NOx mùa hè ống khói vƣợt tiêu chuẩn nhƣng không đáng kể nên ta không xét đến GVHD: NGUYỄN QUỲNH HƢƠNG SVTH: NGUYỄN THỊ XUÂN MSSV: 6664.48 13 LỚP: 48DT LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ĐỒ ÁN MÔN HỌC: BẢO VỆ MƠI TRƢỜNG KHƠNG KHÍ VÀ XỬ LÝ KHÍ THẢI Chƣơng 3: TÍNH TỐN CÁC CƠNG TRÌNH XỬ LÝ CHẤT THẢI 3.1 Khái quát chung phƣơng pháp xử lý Theo tính tốn ta cần phải xử lý CO, SO2 bụi Tuỳ theo chất ô nhiễm đƣợc xử lý ta có phƣơng pháp xử lý khác Sơ ta chọn phƣơng pháp đốt để xử lý CO, hấp thụ để xử lý SO2 lọc bụi để xử lý bụi 3.2 Tính tốn phƣơng pháp xử lý CO Khi đốt CO xảy phản ứng sau: 2CO + O2 = CO2 3.2.1 Đốt CO cho ống khói a/ Tính tốn lƣợng O2 cần thiết để đốt cháy khí CO Theo tính tốn lƣợng CO cần phải xử lý ống khói mùa cho m3 thể tích khói thải đƣợc ghi bảng sau:  Mùa hè: Chất ô nhiễm TCVN 5939 – 2005 Nồng độ Cần xử lý 3 mg/m mg/m mg/m3 CO 1000 2780 1780 L-ợng O2 không khí cần thiết để đốt cháy l-ợng CO tính cho m khí thảI tính cho toàn l-u l-ợng thải mùa biết để đốt cháy hết 56g CO cần 32g O 2: mH 1780 32 1017 mgO2/m3 KT 56 Với toàn l-ợng khói th¶i: MH = LH mH = 0,35.1017 = 355,95 mg/s = 1,28 kg/h Mùa đông: Chất ô nhiễm TCVN 5939 Nồng độ Cần xử lý 2005 mg/m mg/m3 mg/m3 CO 1000 2317 1317 L-ợng O2 không khí cần thiết để đốt cháy l-ợng CO tính cho m khí thải tính cho toàn l-u l-ợng thải mùa biết để đốt cháy hết 56g CO cần 32g O 2: mD  1317 32  753 mgO2/m3 KT 56 Víi toàn l-ợng khói thải: MD = LD mD = 0,42.753 = 316,26 mg/s = 1,14 kg/h Theo kÕt tính toán ta thấy l-ợng O2 cần thiết để dập CO mùa đông nhỏ mùa hè l-u l-ợng khói thải mùa đông lại lớn hơn, tính toán thiết bị đốt CO ta tính cho mùa hè kiểm tra cho mùa đông L-ợng O2 có khói thải: M = VO2.B.O2 = 0,883.347.1,428 = 437,5 kg/h Víi O2 = 1,428 kg/m3: khối l-ợng riêng O2 Ta nhận thấy l-ợng O2 có sẵn khói thải lớn nhiều so với l-ợng O2 cần thiết để đốt cháy CO có khói thải Do không cần phải cung cấp thêm O trình đốt Do để đốt CO ta cần phảI cung cấp l-ợng nhiên liệu đốt bổ sung (nhiên liệu mồi) GVHD: NGUYN QUỲNH HƢƠNG SVTH: NGUYỄN THỊ XUÂN MSSV: 6664.48 14 LỚP: 48DT LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ĐỒ ÁN MƠN HỌC: BẢO VỆ MƠI TRƢỜNG KHƠNG KHÍ VÀ X Lí KH THI b/ Tính toán buồng đốt CO Các thông số đốt cháy CO buồng đốt nh- sau: + Nhiệt độ đạt đ-ợc buồng đốt: 680 – 800oC + VËn tèc cña khÝ buång ®èt: v = – m/s + Thêi gian l-u khí thải buồng đốt: t = 0,2 0,5 s Xác định đ-ờng kính dùng để dập CO: L-u l-ợng không khí dùng để dập CO l-u l-ợng khói thải Đ-ờng kính thiết bị đ-ợc xác định theo công thức: d 4L v 4.0,35  0,3 m 3,14.5 Trong ®ã: – d: ®-êng kÝnh thiết bị, m v: vận tốc dòng khí qua thiÕt bÞ, m/s Chän v = m/s – L: l-u l-ợng khói thải mùa hè, m3/s Thời gian l-u khí thải buồng đốt lấy 0,3s Khi chiều cao buồng đốt là: H = v.t = 5.0,3 = 1,5m VËy kÝch th-íc cđa thiết bị là: + Đ-ờng kính: d = 0,3 m + ChiỊu cao h×nh trơ: H = 1,5m + ChiỊu cao hình chóp: h = 0,5m Để đảm bảo trình đốt CO không gây ô nhiễm ta dùng l-ợng điện để đốt Khi nhiệt trị cần để đốt l-ợng CO đ-ợc xác định theo công thức: Q = M.C.(t2 – t1) kcal/h Trong ®ã: – M = 1,28 kg/h: tải l-ợng CO cần đốt C= 0,296 kcal/kg.độ: nhiệt dung riêng CO t2 = 700oC: nhiệt độ cháy kiệt CO buồng đốt t1 = 120oC: nhiệt độ khói thải vào buồng đốt Khi ®ã: Q = 1,28.0,296.(700 – 120) = 219,75 kcal/h = 256 W Nh- để đốt l-ợng CO tiêu chuẩn thải cần công suất điện 256W Sau buồng đốt CO nhiệt độ khói thải cao, tr-ớc cho khói thải qua thiết bị xử lý khói thải phải đ-ợc cho qua thiết bị làm mát để đ-a nhiệt độ thích hỵp 3.3 Tính tốn xyclon ẩm cho lị sấy Khói thải sau đƣợc dập hết CO có nhiệt độ 700oC nên trƣớc đƣa vào xyclon cần đƣợc làm mát 3.3.1 Về mùa hè tN = 28,2oC  700 273  700 273  28,2 ' 273  50 0,35  28,2 L1  50 (0,35  L1' ) 273 273 273  L1’ = 30,4 m3/s Vậy lƣu lƣợng hỗn hợp khí vào xyclon là: L = L1 + L1’ = 0,35 + 30,4 = 30,75 m3/s Lƣu lƣợng thực tế hỗn hợp khí vào xyclon là: GVHD: NGUYỄN QUỲNH HƢƠNG SVTH: NGUYỄN THỊ XUÂN MSSV: 6664.48 15 LỚP: 48DT LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ĐỒ ÁN MÔN HỌC: BẢO VỆ MÔI TRƢỜNG KHÔNG KHÍ VÀ XỬ LÝ KHÍ THẢI Lt1  L 273  50 273  50  30,75  36,4 m /s 273 273 - Xác định tiết diện ngang xyclon: + Chọn tốc độ khơng khí chuyển động qua thân xyclon là:  = m/s + Diện tích tiết diện ngang xyclon đƣợc xác định theo công thức: F1  Lt1   36,4  12,13 m + Đƣờng kính xyclon: D F1   4.12,13  3,93 m 3,14 Đối với xyclon chọn đƣờng kính đảm bảo D < 1,2 m để đảm bảo yêu cầu làm khí thảiChọn xyclon mắc song song với đƣờng kính xyclon d = 1m - Xác định kích thƣớc cịn lại xyclon: + Chiều cao phần trụ: H = 6,5.d = 6,5.1 = 6,5 m + Chiều cao côn: H1 = 0,5.d = 0,5.1 = 0,5 m + Kích thƣớc ống vào: đảm bảo tốc độ không khí cửa vào 1 = 20m/s  Diện tích tiết diện ống vào: f  Lt1 36,4   0,91 m 21 2.20  Chiều cao nạp: h = 0,8d = 0,8.1 = 0,8 m  Bề rộng cửa nạp: b = f/h = 0,91/0,8 = 1,14 m - Xác định trở lực qua xyclon: Trở lực qua xyclon đƣợc xác định theo công thức: P   12 2g k Trong đó:  = 2,95 : hệ số sức cản ứng với d = 1m  k  1,293 273  28,2  1,43 kg/m 273  P = 86 N/m2 - Xác định lƣợng nƣớc phun: Nhận 0,2 l/m3 khơng khí cần làm Khi lƣợng nƣớc cần thiết là: Gn = 0,2.36,4 = 7,28 l/s - Xác định hiệu suất lọc: + Đối với xyclon ẩm tháp lọc ly tâm BTH, với d = 1m tốc độ nạp khí ống nạp vào thiết bị 20 m/s, khối lƣợng riêng bụi g/cm3 hiệu suất + lọc bụi theo cỡ hạt bụi có giá trị nhƣ bảng 3.7 (HKC) Kích thƣớc < 0,5 hạt,m % theo khối luợng Hiệu suất lọc 0,71 bụi theo đƣờng kính hạt bụi,i 0,510 1020 2030 3040 4050 5060 6070 >70 10 15 15 20 25 0,83 0,89 0,92 0,94 0,95 0,96 0,97 0,99 GVHD: NGUYỄN QUỲNH HƢƠNG SVTH: NGUYỄN THỊ XUÂN MSSV: 6664.48 16 LỚP: 48DT LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ĐỒ ÁN MƠN HỌC: BẢO VỆ MƠI TRƢỜNG KHƠNG KHÍ VÀ XỬ LÝ KHÍ THẢI + Hiệu suất lọc chung xyclon: c   ii 100  71  83.5  89.10  92.4  (94  95).15  96.20  97.25  99.5  94,19% 100 Trong đó: i: thành phần theo độ hạt, % 3.3.2 Về mùa đông tN = 16,7oC  700 273  700 273  16,7 ' 273  50 0,42  16,7 L2  50 (0,42  L'2 ) 273 273 273  L1’ = 24,7 m3/s Vậy lƣu lƣợng hỗn hợp khí vào xyclon là: L = L2 + L2’ = 0,42 + 24,7 = 25,12 m3/s Lƣu lƣợng thực tế hỗn hợp khí vào xyclon là: Lt  L 273  50 273  50  25,12  29,72 m /s 273 273 - Xác định tiết diện ngang xyclon: + Chọn tốc độ khơng khí chuyển động qua thân xyclon là:  = m/s + Diện tích tiết diện ngang xyclon đƣợc xác định theo công thức: F2  Lt   29,72  9,91 m + Đƣờng kính xyclon: D F2   4.9,91  3,55 m 3,14 Đối với xyclon chọn đƣờng kính đảm bảo D < 1,2 m để đảm bảo yêu cầu làm khí thải  Chọn xyclon mắc song song với đƣờng kính xyclon d = 0,9 m - Xác định kích thƣớc cịn lại xyclon: + Chiều cao phần trụ: H = 6,5.d = 6,5.0,9 = 5,85 m + Chiều cao côn: H1 = 0,5.d = 0,5.0,9 = 0,45 m + Kích thƣớc ống vào: đảm bảo tốc độ khơng khí cửa vào 1 = 20m/s  Diện tích tiết diện ống vào: f  Lt1 29,72   0,743 m 21 2.20  Chiều cao nạp: h = 0,8d = 0,8.0,9 = 0,72 m  Bề rộng cửa nạp: b = f/h = 0,743/0,72 = 1,03 m - Xác định trở lực qua xyclon: Trở lực qua xyclon đƣợc xác định theo công thức: P   12 2g k Trong đó:  = 2,95 : hệ số sức cản ứng với d = 1m  k  1,293 273  16,7  1,37 kg/m 273  P = 82,4 N/m2 - Xác định lƣợng nƣớc phun: Nhận 0,2 l/m3 khơng khí cần làm Khi lƣợng nƣớc cần thiết là: Gn = 0,2.29,72 = 5,944 l/s - Xác định hiệu suất lọc: GVHD: NGUYỄN QUỲNH HƢƠNG SVTH: NGUYỄN THỊ XUÂN MSSV: 6664.48 17 LỚP: 48DT LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ĐỒ ÁN MÔN HỌC: BẢO VỆ MÔI TRƢỜNG KHƠNG KHÍ VÀ XỬ LÝ KHÍ THẢI + Đối với xyclon ẩm tháp lọc ly tâm BTH, với = 1m tốc độ nạp khí ống nạp vào thiết bị 20 m/s, khối lƣợng riêng bụi g/cm3 hiệu suất + lọc bụi theo cỡ hạt bụi có giá trị nhƣ bảng 3.7 (HKC) Kích thƣớc < 0,5 hạt,m % theo khối luợng Hiệu suất lọc 0,71 bụi theo đƣờng kính hạt bụi,i 0,510 1020 2030 3040 4050 5060 6070 >70 10 15 15 20 25 0,83 0,89 0,92 0,94 0,95 0,96 0,97 0,99 + Hiệu suất lọc chung xyclon: c   ii 100  71  83.5  89.10  92.4  (94  95).15  96.20  97.25  99.5  94,19% 100 Trong đó: i: thành phần theo độ hạt, % GVHD: NGUYỄN QUỲNH HƢƠNG SVTH: NGUYỄN THỊ XUÂN MSSV: 6664.48 18 LỚP: 48DT LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ... ĐỒ ÁN MÔN HỌC: BẢO VỆ MÔI TRƢỜNG KHƠNG KHÍ VÀ XỬ LÝ KHÍ THẢI Dựa vào bảng so sánh nồng độ phát thải chất khí thải ta thấy ngồi CO2 khơng xét có khí NOx khơng phải xử lý trƣớc thải ngồi mơi trƣờng... TRƢỜNG KHÔNG KHÍ VÀ XỬ LÝ KHÍ THẢI Chƣơng 3: TÍNH TỐN CÁC CƠNG TRÌNH XỬ LÝ CHẤT THẢI 3.1 Khái qt chung phƣơng pháp xử lý Theo tính tốn ta cần phải xử lý CO, SO2 bụi Tuỳ theo chất ô nhiễm đƣợc xử lý. .. add luanvanchat@agmail.com ĐỒ ÁN MÔN HỌC: BẢO VỆ MÔI TRƢỜNG KHÔNG KHÍ VÀ XỬ LÝ KHÍ THẢI Lƣợng nƣớc spc Lƣợng khí N2 spc Lƣợng khí O2 khơng khí thừa Lƣợng khí NOx spc (xem nhƣ NO2 với NO2 = 10 2,054