Đồ án môn học xử lý chất thải

TAI LIEU CHI MANG TINH CHAT THAM KHAO Đồ án môn học xử lý chất thải CHƯƠNG I GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ I.1 TỔNG QUAN VỀ KHÍ CACBON MONOXIT: I.1.1 Đặc điểm lý hóa khí Cacbon momoxit (CO): - Công thức phân tử : CO - Phân tử lượng : 44 - Công thức cấu tạo : C = O - Là chất khí : không màu, không mùi, không vị, nhẹ không khí - Nhiệt độ sôi : - 191,5 oC - Giới hạn cháy không khí : 12 – 75 % thể tích - Dễ cháy, cháy không khí với lửa màu xanh sáng - Trọng lượng riêng: · 1,25 g/l 0oC , atm · 1,145 g/l 25oC , atm - Tỉ trọng so với không khí : 0,967 - Hòa tan nước : · 0oC , atm 3,54 ml/ 100 ml · 25oC , atm 2,14 ml/ 100 ml · 37oC, atm 1,83 ml/ 100 ml - Hòa tan số dung môi hữu : ethyl acetate, methyl chloride, acetic acid, hòa tan methanol ethanol gấp lần nước - CO khí độc I.1.2 Nguồn gốc khí cacbon oxit: - Cacbon oxit sinh trình đốt cháy không hoàn toàn nguyên nhiên liệu (tức trình cháy thiếu oxy) Đốt cháy hoàn toàn · Nguyên nhiên liệu > CO2 + nước + chất khác (bụi, NOx, ….) O F N I H O U M X G N N A R T I O SVTH: NGUYỄN NHẬT TRƯỜNG MSSV: 90102976 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com TAI LIEU CHI MANG TINH CHAT THAM KHAO Đồ án môn học xử lý chất thải Đốt cháy không hoàn toàn · Nguyên nhiên liệu > CO2 + hoi nước + CO + Các chất khác - Nguồn phát thải khí CO : v Nguồn nhân tạo : chủ yếu trình đốt không hoàn toàn : động xe máy, trình công nghiệp, thiết bị nhiệt, lò đốt ( đốt rác, lò thiêu, ), nhà máy luyện kim, (hình 2) v Nguồn tự nhiên : cháy rừng, núi lửa, phản ứng hóa học âm ó, sinh vật, vi sinh vật( tảo nâu Fucus Neocystis, sứa Physalia physalis) O F N I H O U M X G N N A R T I O Hình 1: Quá trình hình thành khí CO tự nhiên - Lượng phát thải khí CO từ nguồn tự nhiên nhân tạo, lượng khí CO thải động tính 1km đoạn đường,lượng CO phát thải nhiên liệu, cho bảng :bảng 1, bảng 2, bảng SVTH: NGUYỄN NHẬT TRƯỜNG MSSV: 90102976 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com TAI LIEU CHI MANG TINH CHAT THAM KHAO Đồ án môn học xử lý chất thải O F N Hình 2: Sự tạo thành khí CO trình đốt không hoàn toàn I H Bảng Lượng phát thải CO chủ yếu từ nguồn thiên nhiên nhân tạo Tải lượng chất ô nhiễm Nguồn gây ô nhiễm ( 10 tấn/năm ) Cacbon Nguồn nhân tạo Nhân Thiên Nguồn thiên nhiên oxit chủ yếu tạo nhiên (CO) Cháy rừng Đốt nhiên liệu Các phản ứng hóa học 300 > 3000 Khí thải ôtô âm ó O U X G N N A R T I O (Nguồn: Tài liệu [1]) Bảng 2: lượng khí độc hại ô tô thải 1km đoạn đường Lượng dộc hại, g/km đường Khí độc hại Động xăng Động Diezen 60,00 0,69 – 2,57 Khí CO 5,90 0,14 – 2,07 Hydrocacbon Nitơ Oxit NOx 2,20 0,68 – 1,02 Muội khói(bụi lơ lửng) 0,22 1,28 Sunfua đioxit SO2 0,17 0,47 Chì 0,49 Xăng-piren 14.10-6 24.10-6 (Nguồn: Tài liệu [1]) M SVTH: NGUYỄN NHẬT TRƯỜNG MSSV: 90102976 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com TAI LIEU CHI MANG TINH CHAT THAM KHAO Đồ án môn học xử lý chất thải Bảng 3: lượng phát thải khí độc hại CO đốt nhiên liệu, nhiên liệu (kg/tấn nhiên liệu) Các nguồn đốt Chất ô nhiễm Khí CO Động xăng Động Diezen 395 Các nguồn đốt Nhiên liệu lỏng Sinh Nhiệt hoạt điện công nghiệp 0,005 Than đá 0,025 Nhiệt điện Sinh hoạt công nghiệp O F N 0,25 25 I H (Nguồn: [1]) -Nồng độ CO tự nhiên : 0,01 ÷ 0,23 mg/m3 ( 0,01 ÷ 0,2 ppm) Nồng độ CO thành phố phụ thuộc vào thời tiết giao thông Nồng độ trung bình đo ≤ 20 mg/m3 ( 17 ppm) Tuy nhiên, nồng độ cực đại : 60 mg/m3 (53ppm) ( nguồn : [7]) O U X G N N A I.1.3 Taùc hại khí CO môi trường: - Góp phần tăng lượng khí nhà kính CO2 : : CO + ½ O2 = CO2 - CO khí độc , ảnh hưởng đến sức khỏe sinh vật người I.1.4 Tác hại khí CO lên sức khỏe người: - CO khí độc - Nó phản ứng ( có lực) mạnh với hồng cầu máu tạo Cacboxy Hemoglobin (COHb) : Hb + CO Û HbCO + O2 - Hỗn hợp HbCO làm giảm lượng oxy máu, ngăn cản máu hấp thụ vận chuyển oxy nuôi thể - Hàm lượng COHb máu quan niệm sau : thông thường thể người có 5000 ml máu 100 ml máu có chứa 20 ml oxy Nếu khí Cacbon oxit thay hoàn toàn cho oxy máu ta gọi trường hợp máu bị bão hòa- tức hàm lượng COHb 100 % M R T I O % COHb = ( 3.317 x 10-5 ) ( ppm CO )1.036 ( RMV ) ( t ) SVTH: NGUYỄN NHẬT TRƯỜNG MSSV: 90102976 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com TAI LIEU CHI MANG TINH CHAT THAM KHAO Đồ án môn học xử lý chất thải Trong : RMV (respiratory minute volume) lưu lượng khí hít thở vào : Lít/phút Ppm CO : nồng độ ppm CO t : thời gian tiếp xúc ( phút) - Hàm lượng COHb máu từ ÷ % bắt đầu có dấu hiệu ảnh hưởng đến hệ thần kinh trung ương Khi hàm lượng COHb máu tăng đến 10 ÷ 20 % chức hoạt động quan khác thể bị tổn thương Nếu hàm lượng COHb tăng đến ≥ 60%- tương ứng với nồng độ khí CO không khí = 1000 ppm tính mạng bị nguy hiểm dẫn đến tử vong.(xem bảng 5) - Tuy nhiên, khí CO không để lại hậu bệnh lý lâu dài gây khuyết tật nặng nề thể Người bị nhiễm CO rời khỏi nơi ô nhiễm, nồng độ Cacboxy- hemoglobin máu giảm dần Cacbon oxit thải qua đường hô hấp - Bình thường nồng đọ COHb máu giữ mức 0,4 % khí CO sản sinh bên thể không phụ thuộc vào nguồn bên O F N I H O U X G N N A Hình 3: Tính độc khí CO M R T I O Hình Mối quan hệ nồng độ khí CO nông độ COHb máu SVTH: NGUYỄN NHẬT TRƯỜNG MSSV: 90102976 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com TAI LIEU CHI MANG TINH CHAT THAM KHAO Đồ án môn học xử lý chất thải I.1.5 Các giới hạn nồng độ CO môi trường: ü Nồng độ giới hạn cho phép CO: · Trong khu vực dân cư lần tối đa : 3mg/m3 · Trung bình ngày đêm : mg/m3 · Trong khu vực sản xuất : 20 mg/ m3 ü Tiêu chuẩn khí CO môi trường xung quanh theo 5937– 1995 : trung bình : 40 mg/m3 · · Trung bình : 10 mg/m3 · Trung bình 24 : mg/m3 ü Tiêu chuẩn khí thải công nghiệp : TCVN 5939- 1995 Giới hạn A ( áp dụng cho sở hoạt động): 1500 mg/m3 Giới hạn B (áp dụng cho cở sở từ ngày quan quản lý môi trường quy định ) : 500 mg/m3 ü Giới hạn tối đa cho phép đới với khí thải lò đốt chất thải rắn y tế : TCVN 6560- 1999 : CO : 100 mg/m3 Giới hạn tối đa cho phép khí thải động : TCVN 6438- 2001 ü Giới hạn CO khí thải động cho bảng O F N I H X G N N A Bảng Giới hạn tối đa cho phép CO khí thải động CO Động xăng Động Diezen (% Ô tô Mô tô Ô tô thể Mức Mức Mức Mức Mức Mức Mức Mức Mức tích) 6,5 6,0 4,5 3,5 6,0 4,5 - I.2 O U R T I O CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA CÁC QUÁ TRÌNH XỬ LÝ KHÍ CACBON OXIT: Để khử khí độc CO, dùng phương pháp sau đây: I.2.1 Phương pháp đốt : - Nguyên tắc : CO + ½ O2 > CO2 - Phaûn ứng xảy nhiệt độ gần 1000oC > tận dụng nhiệt phản ứng sinh - Phản ứng xảy có xúc tác chứa Cu kim loại khác - Khi hàm lượng CO thấp, O2 cao, khí đốt buồng đốt nồi - Khi có xúc tác , nhiệt độ gần 500oC, phản ứng CO H2O nhö sau : CO + H2O > CO2 + H2 + 9,5 kcal - Có thể sử dụng xúc tác hỗn hợp oxit Fe Crom ( 87% Fe2O3 65% Cr2O3 )với chất MgO K2O có chức kích thích phản ứng M SVTH: NGUYỄN NHẬT TRƯỜNG MSSV: 90102976 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com TAI LIEU CHI MANG TINH CHAT THAM KHAO Đồ án môn học xử lý chất thải Bảng 5: Triệu chứng thể ứng với nồng độ Cacboxy- Hemoglobin máu % COHb TT Triệu chứng máu Không có dấu hiệu < 1,0 Một vài biểu không bình thường thái độ ứng xử 1,0 ÷ 2,0 nh hưởng đến hệ thần kinh trung ương, giảm khả phân biệt khoảng thời gian, nhạy cảm giác quan 2,0 ÷ 5,0 phân biệt độ sáng vài chức tâm ký khác Chức tim phổi bị ảnh hưởng 5,0 ÷ 10,0 Đau đầu nhẹ, giãn mạch máu ngoại vi 10,0 ÷ 20* Đau đầu, mấp máy thái dương 20 ÷ 30 Đau đầu nhiều, mệt mỏi, hoa mắt chóng mặt, buồn nôn, 30 ÷ 40 nôn mửa suy sụp Suy sụp, ngất, mạch đập nhịp thở chậm dần 40 ÷50 Ngất , giảm mạch đập nhịp thở, hôn mê co giật 50 ÷ 60 Hôn mê, co giật cơn, tim mạch suy giảm 10 60 ÷ 70 nguy tử vong 11 Mạch yếu, thở chậm yếu dần tắt thở sau vài 70 ÷ 80 12 Chết vòng < tiếng đồng hồ 80 ÷ 90 13 Chết vòng vài phút > 90 (Nguồn: Tài liệu [1]) I.2.2 Phương pháp hấp thụ : - Sử dụng phương pháp hấp thụ , sử dụng dung dịch hấp thụ v Nitơ lỏng v Dung dòch [ Cu(NH3)m(H2O)n]+ v COCH v Dung dòch Clorua đồng nhôm CuAlCl4 O F N I H O U M X G N N A R T I O I.2.2.1 Hấp thụ dung dịch [ Cu(NH3)m(H2O)n]+ [Cu(NH3)m(H2O)n]+ + xNH3 + yCO ↔ [Cu(NH3)m+n(CO)y(H2O)n]+ + Q - Tùy theo nồng độ phức, tăng áp suất CO, giảm nhiệt độ, khả hấp thụ tăng I.2.2.2 Hấp thụ Clorua đồng nhôm CuAlCl4 (20- 50%) vaø (8090%) Toluen CuCl + AlCl3 + C6H5CH3 → (CuAlCl4)( C6H5CH3)2 sau : (CuAlCl4)( C6H5CH3)2 + CO → (CuAlCl4).2 CO + C6H5CH3 SVTH: NGUYỄN NHẬT TRƯỜNG MSSV: 90102976 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com TAI LIEU CHI MANG TINH CHAT THAM KHAO Đồ án môn học xử lý chất thải -Các khí CO2, O2, N2, H2, không tham gia phản ứng với phức CuAlCl4 nước lại phản ứng : CuAlCl4 + H2O → 2HCl + CuCl + CuAlCl4 CuOCl - Vì vậy, trước hấp thụ khí phải sấy khô Đây nhược điểm phương pháp I.2.2.3 Hấp thụ Nitơ lỏng - Khử CO phương pháp đốt có xúc tác phù hợp, dòng khí thải, CO có khí khác chất độc xúc tác - Quá trình ứng dụng công nghiệp nitơ bao gồm giai đoạn: * Làm nguội sơ sấy khô khí * làm khí ngưng tụ phần cấu tử * Rửa khí (lọai bỏ CO, CO2, CH4, ) O F N I.2.3 Hấp phụ than hoạt tính : - Dòng khí thải dẫn vào đáy tháp, qua lớp vật liệu hấp phụ than hoạt tính, chất ô nhiễm CO giữ lại khe rỗng than bề mặt than Còn không khí thoát đỉnh tháp - Khi than bão hòa, người ta nhả hấp để thu hồi chất ô nhiễm để than hấp phụ trở lại I H O U M X G N N A R T I O SVTH: NGUYỄN NHẬT TRƯỜNG MSSV: 90102976 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com TAI LIEU CHI MANG TINH CHAT THAM KHAO Đồ án môn học xử lý chất thải CHƯƠNG II YÊU CẦU THIẾT KẾ O F N II.1 NHIỆM VỤ THIẾT KẾ: - Thiết kế tháp hấp thụ khí thải chứa khí CO II.2 CÁC THÔNG SỐ CỦA KHÍ THẢI: II.2.1 Các thông số khí thải đầu vào: - Công suất xử lý : 10.000 m3/h - Khí thải ban đầu chứa : 6% CO + 4% N2 II.2.2 Các thông số khí thải đầu - Nồng độ CO sau khỏi hệ thống xử lý đạt chuẩn 1000 mg/m3 (TCVN 5939-1995) II.3 O U X G N I H N A CÁC GIẢ THUYẾT TRONG QUÁ TRÌNH TÍNH TOÁN: - Quá trình hấp thụ đẳng nhiệt - Khí thải gồm chủ yếu H2, CO, N2 M R T I O SVTH: NGUYỄN NHẬT TRƯỜNG MSSV: 90102976 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com TAI LIEU CHI MANG TINH CHAT THAM KHAO Đồ án môn học xử lý chất thải CHƯƠNG III ĐỀ XUẤT VÀ THUYẾT MINH CÔNG NGHỆ III.1 ÿ CHỌN PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ: Lựa chọn công nghệ : phương phâp hấp thụ , vì: - Khử CO băng phương pháp đốt có xúc tác phù hợp, dòng khí thải, CO có khí khác chất độc xúc tác - Phương pháp hấp phụ than hoạt tính chi phí cao, than hoạt tính đắt tiền - Hấp thụ Clorua đồng nhôm CuAlCl4, hay hấp thụ Hấp thụ dung dịch [ Cu(NH3)m(H2O)n]+ hấp thụ hóa học , phát sinh hóa chất thứ cấp, cần phải sấy khô dòng khí - > chi phí cao, sinh chất ô nhiễm thứ cấp - Hấp thụ CO nitơ lỏng hấp thụ vật lý, đơn giản , chi phí thấp Ưu điểm phương pháp hấp thụ : v Phương pháp hấp thụ áp dụng cần xử lý với lưu lượng lớn, nồng độ chất ô nhiễm cao ( > 1%) v Đạt hiệu kinh tế cao v Có thể thu hồi chất để sử dụng tuần hoàn lại , chuyển sang công đoạn sản xuất sản phẩm khác Do ta lựa chọn phương pháp hấp thụ O F N I H O U III.2 - M X G N N A R T I O SƠ LƯC VỀ PHƯƠNG PHÁP HẤP THỤ VÀ CÁC LOẠI THIẾT BỊ HẤP THỤ: III.2.1 Sơ lược phương pháp hấp thụ Sự hấp thụ trình hút thu chọn lọc hay số thành phần hỗn hợp khí chất hút thu thể dịch, ta gọi chất hút thu thể dịch chất hấp thụ Có phương thức hấp thụ : Hấp thụ vật lý hấp thụ hóa học + Hấp thụ vật lý : phần tử bị hấp thụ không vào phần tử hấp thụ ( không xảy phản ứng hóa học nào), trình xảy chênh lệch áp suất riêng phần chất cần hấp thụ dòng khí dung dịch hấp thụ SVTH: NGUYỄN NHẬT TRƯỜNG MSSV: 90102976 10 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com TAI LIEU CHI MANG TINH CHAT THAM KHAO Đồ án môn học xử lý chất thải - Kiểm triều kiện ổn định: - Ta coù S - Ca < 0,1 Dt S - Ca 22 - 0, = = 0, 012 < 0,1 Do thỏa điều kiện ổn định Dt 1800 - Kiểm tra điều kiện bền: [ P] = [s ]j h ( S - Ca ) Dt + ( S - Ca ) ³ ( P + 10% P) = 1,1P * 128 * 0, 85(22 - 0, 5) = 2, 568( N ) < 1,1 * 2, = 2, 64( N ) mm mm 1800 + (22 - 0, 5) - Nhö chưa đủ điều kiện bền Ta chọn lại bề dày thân 25 mm( Kiểm tra thỏa điều kiện bền) - Vậy S=25 (mm) - Ta có [ P ] = O F N IV.4.2 Tính đáy nắp thiết bị: - Để dễ tháo lỏng dễ thoát khí, ta chọn thiết kế đáy nắp hình nón - Để tăng độ cứng, ta chọn kiểu hình nón có gờ N A - Bề dày đáy hình nón có gờ tính theo công thức: S=S/+C D.P S/ = 2.cos a éë[s ] j h - P ùû X G N I H / D = Dt - éë Rt (1 - cos a ) + 10.S sin a ùû O U - Choïn góc đáy nắp : * a = * 45o = 90o [s ]jh = 128 * 0,85 = 45, 33 > P 2, D P y / S = t 4.[s ] j h M R T I O - Trong đó: y : hệ số phụ thuộc hình dạng, phụ thuộc vào tỉ số Rt góc a Dt Các đại lượng khác biết R - Chọn t = 0,15 , tra bảng ta có y=1,94 Dt 1800 * 2, * 1, 94 / = = 19, 3(mm) - Ta coù S * 128 * 0, 85 D=1369 (mm) S/=21,96 (mm) SVTH: NGUYỄN NHẬT TRƯỜNG MSSV: 90102976 22 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com TAI LIEU CHI MANG TINH CHAT THAM KHAO Đồ án môn học xử lý chất thải S=21,96 + 1,5 = 23,46 - Bề dày đáy nắp phải lớn bề dày thân Tra bề dày thép có thị trường, ta chọn bề dày đáy nắp : Sd=Sn=28 (mm) Dt Po y s s= £ c - Kiểm tra điều kiệ bền: 2.(S - C ).j h 1, - Theùp CT3, s c = 240( N ) mm Po=P + 0,3=2,4 + 0,3 = 2,7 (N/mm2) 1800 * 2, * 1, 94 240 s= = 209, > = 200, * (28 - 1, 5) * 0, 85 1, - Vậy không thỏa - Ta chọn lại bề dày đáy nắp Sd=Sn=30 (mm) - Kiểm tra thấy thỏa điều kiện bền - Vậy Sd=Sn=30 (mm) O F N I H IV.4.3 Tính ống dẫn nhập tháo liệu: IV.4.3.1 Tính ống dẫn khí vào tháp hấp thụ : - Lưu lượng khí vào tháp: Qd=10000 (m3/h) = 2,778 (m3/s) - Chọn vận tốc dòng khí ống dẫn Wk=25 m/s - Đường kính ống dẫn khí vào thaùp: 4.Qd * 2, 778 Dkv = = = 0, 376(m) p Wk 3,14 * 25 O U X G N N A - Chọn đường kính ống theo chuaån: Dkv = 0, 4(m) = 400(mm) 4.Qd * 2, 778 = = 22, 2(m ) - Tính lại vận tốc Wk = s p Dkv 3,14 * 0, R T I O IV.4.3.2 Tính ống dẫn khí khỏi tháp: - Do thể tích chất ô nhiễm bị giữ lại tháp tương đối nhỏ, xem lưu lượng khí khỏi tháp lưu lượng khí vào tháp Qd = Qc = 2, 778(m ) s - Chọn đường kính ống dẫn khí khỏi tháp Dkr = Dkv = 400(mm) M IV.4.3.3 Tính ống phân phối nitơ lỏng vào tháp: - Lưu lượng nitơ lỏng cần cung cấp vào tháp: L 36, 71 = 0, 0454(m ) QN = d = s rl 808 - Vận tốc giới hạn chất lỏng ống dẫn 1÷3 m/s Chọn vận tốc dẫn nitơ lỏng vào tháp : Wl = 3(m ) s - Đường kính ống dẫn nitơ lỏng vào tháp : SVTH: NGUYỄN NHẬT TRƯỜNG MSSV: 90102976 23 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com TAI LIEU CHI MANG TINH CHAT THAM KHAO Đồ án môn học xử lý chất thải Dlv = 4.Ql = p Wl * 0, 0454 = 0,139(m) = 139(mm) 3,14 * - Chọn đường kính theo chuẩn : Dlv = 150(mm) - Tính lại vận tốc Wl = 4.Ql * 0, 0454 = = 2, 57(m ) < Vaäy thỏa s p Dlv 3,14 * 0,152 IV.4.3.4 Tính ống dẫn dung dịch sau hấp thụ khỏi tháp: - Chọn lưu lượng dung dịch sau hấp thụ tháo khỏi tháp với lưu lượng nitơ lỏng vào tháp - Đường kính ống dẫn nitơ lỏng khỏi tháp : Dlv = Dlr = 150(mm) IV.4.4 Tính mâm đục lỗ - Chọn đường kính lỗ : dlo = 4(mm) - Chọn chiều cao gờ chảy tràn : hg = 50(mm) O F N I H - Bề rộng gờ tràn bg - Chọn diện tích bán nguyệt dành cho ống chảy truyền = 20 % diện tích mâm, 2 tức bg hg = 0,1.p Rmam X G N éb ù 2 -Ta coù ê g ú + [ Rmam - b ] = Rmam ë2û - Với Rmam bán kính mâm Rmam ; O U N A Dt 1800 = = 900(mm) 2 p Rmam = 0, 707(m2 ) - Giải hệ phương trình ta : b = 0, 32(m) bg = 1, 47(m) - Diện tích mâm : Fmam = M R T I O rb tỉ số khối lượng riêng chất lỏng bọt khối lượng riêng rl chất lỏng mâm - Thường chọn K m = 0, - Goïi K m = - Theo tài liệu [3], ta có chiều cao lớp chất lỏng gờ tràn tính theo công thức: é ù Ql Dh = ê ú ëê1, 85.bg K m ûú Dh = 0, 076(m) = 76(mm) - Chieàu cao toàn lớp chất lỏng mâm: hb = hg + Dh = 50 + 76 = 126(mm) SVTH: NGUYEÃN NHẬT TRƯỜNG MSSV: 90102976 24 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com TAI LIEU CHI MANG TINH CHAT THAM KHAO Đồ án môn học xử lý chất thải - p lực chất lỏng lên mâm : pmam = rl g h 808 * 9, 81 * 0,126 = = 1412, 6( N ) m Fmam 0, 707 - Bề dày mâm : / S mam = Dt P.K 1412.10-6 * 0, = 1800 = 4, 23(mm) 128 [s ] / S mam = S mam + C = 5(mm) - Tổng diện tích lỗ chiếm mâm lấy 10% diện tích mâm å Flo = 0,1 * Fmam = 0,1 * 0, 707 = 0, 0707(m2 ) = 70700(mm2 ) dlo2 42 = 3,14 = 12, 56(mm ) 4 - Tổng số lỗ mâm : å Flo = 70700 = 5629 N lo = 12, 65 Flo - Diện tích loã : Flo = p - O F N I H Choùn oỏng chaỷy truyen ỵ100 IV.4.5 Choùn bớch nối ống dẫn khí: X G N N A 610 550 R T I O 44 M O U 32 - Ta coù : Dkv = 400 mm - Tra bảng ta có thông số kích thước bích : D =610 mm Db = 550 mm M30 Z = 16 h=44 IV.4.6 Chọn bích nối ống dẫn lỏng: SVTH: NGUYỄN NHẬT TRƯỜNG MSSV: 90102976 25 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com TAI LIEU CHI MANG TINH CHAT THAM KHAO Đồ án môn học xử lý chất thải - Ta có : Dlv = Dlr = 150 mm 300 250 30 O F N 22 X G N I H N A - Tra bảng ta có thông số kích thước bích: D = 300 mm Db = 250 mm M22 Z=8 h = 30 IV.4.7 Tính sơ khối lượng tháp IV.4.7.1 Khối lượng thân: - Diện tích thép thân: Fth = p Dt H = 3,14 *1, *(7 + 2) = 51(m ) O U R T I O - Thép làm thân dày 25 mm, khối kượng r = 196(kg / m ) - Khối lượng thép làm thân : M = r Fth = 196 * 51 = 9996(kg ) IV.4.7.2 Khối lượng đáy nắp: - Diện tích thép đáy = diện tích thép naép = Fd = Fn = 4, 413(m ) M - Thép đáy nắp dày 30 mm, r = 235, 5(kg / m ) - Khối lượng đáy = khối lượng nắp = M d ,n = r Fd = 235, * 4, 413 = 1040(kg ) IV.4.7.3 Khối lượng mâm: p Dt2 3,14 *1, 82 - Diện tích mâm Fm = = = 2, 5(m ) 4 - Thép mâm dày mm, r = 39, 2(kg / m ) - Toång khối lượng mâm=9*2,5*39,2=882(kg) IV.4.7.4 Khối lượng sơ tháp SVTH: NGUYỄN NHẬT TRƯỜNG MSSV: 90102976 26 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com TAI LIEU CHI MANG TINH CHAT THAM KHAO Đồ án môn học xử lý chất thải - Vậy khối lượng sơ tháp : å M = 9996 + 1040 + 882 = 11918(kg ) - Tính đến khối lượng bích, buloong, khối lượng nitơ lỏng, ống chảy truyền, xem khối lượng tháp 20000(kg) = 20 IV.4.8 Tính tai treo - Tổng tải troïng : Gmax = 20000 kg =2 105 N - Chọn tai treo G 2.105 - Tải trọng lên moät tai treo : G = max = = 5.104 N 4 - Tra bảng ,chọn tai treo : D D-D 12 400 12 O U D O F N 20 X G N I H N A 20 65 Þ34 200 R T I O IV.4.9 Vỏ đỡ - Chọn vỏ đõ có bề dày = bề dày đáy= 30mm - Trên vỏ đỡ có khoét lỗ để dẫn ống - Đường kính lỗ chọn þ1000 - Chi tiết vỏ đõ xem vẽ M IV.4.10 Tính trở lực qua tháp - Trở lực qua mâm : DPmam = DPb + DPs + DPk Vl r ktb - Diện tích tự do( diện tích lỗ) 10%, nên x = 1, 82 W 0, 93 = = 9, 3(m ) - Vận tốc khí qua lỗ: Vl = s 10% 0,1 Trở lực mâm khô : DPk = x SVTH: NGUYỄN NHẬT TRƯỜNG MSSV: 90102976 27 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com TAI LIEU CHI MANG TINH CHAT THAM KHAO Đồ án môn học xử lý chất thải 9, 32 * 6, 927 DPk = 1, 82 * = 545, 2( N ) m 4.s * 8, 5.10 -3 = = 8, 5( N ) m 0, 004 d lo - Sức căng bề mặt nitơ lỏng ôû -196oC laø s = 8, 5.10-3 ( N ) m Trở lực thủy lực qua lớp chất lỏng bọt mâm: DPb = 1, 3hb K rl g Trở lực sức căng bề mặt : DPs = DPb = 1, * 0,126 * 0, * 808 * 9, 81 = 1037( N - Trở lực tổng cộng qua mâm : DPmam = DPb + DPs + DPk DPmam = 545, + 8, + 1037 = 1590, 7( N m2 m2 ) O F N ) I H -Tổng trở lực qua tháp DPthap = ntong DPmam = 11*1590, = 17497, 8( N ) m2 - Vận tốc nhỏ để đảm bảo lỗ mâm hoạt động bình thường : g rl hb 9, 81 * 808 * 0,126 Vmin = 0, 65 = 0, 65 = 6, 9(m ) s x r ktb 1, 82 * 6, 927 X G N N A Vl = 9, 3(m ) > Vmin = 6, 9(m ) s s - Do lỗ hoạt động bình thường IV.5 O U TÍNH CÁC THIẾT BỊ PHỤ IV.5.1 Quạt hút: - Lưu lượng : 10.000 m3/h - Trở lực qua tháp : DPthap = ntong DPmam = 11*1590, = 17497, 8( N M R T I O m2 ) - Chiều cao tổng cộng tháp tính phần đáy nắp : H thap = 12465mm » 12, 5m - Tổn thất áp lực vận chuyển hỗn hợp khí từ đáy đến đỉnh tháp : DP = r k g H thap = 7,148 * 9,81*12,5 =877 (N/m2) - Toång toån thất sơ : 17497,8 + 877 = 18374,8 (N/m2) - Cột áp tương ứng : H=1,84 mH2O - Công suất quạt: Q.DP Nq = (kw) 1000.h - Chọn quạt, quạt có lưu lượng 5000 m3/h - Chọn hiệu suất quạt h = 0.6 SVTH: NGUYỄN NHẬT TRƯỜNG MSSV: 90102976 28 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com TAI LIEU CHI MANG TINH CHAT THAM KHAO Đồ án môn học xử lý chất thải - Công suất quạt : N q = 5000 * 18374, = 43(kw) = 59( HP ) 3600 * 1000 * 0, IV.5.2 Bơm: - Lượng nitơ lỏng cần : 36,71 (kg/s)=164 (m3/h) - Tháp cao 12,465 m, để bù vào tổn thất ma sát đường ống, tổn thất cục co, cút, chọn bơm có cột áp H=15 mH2O r g Q.H (kw) - Công suất bơm : N = 1000.h - Chọn hiệu suất bơm h = 0, 808 * 9, 81 * 164 * 15 N= = 7, 74(kw) = 10, 6( HP) 1000 * 3600 * 0, - 5