Các thông số cơ bản: Thành phần nhiên liệu Cp % Hp % Op % Np % Sp % Ap % Wp % 82 10,4 0,25 0,15 3,7 0,5 3 Ống khói: + Lượng dầu tiêu thụ: 850 kgh + Đường kính ống khói: 1300 mm Chiều cao các ống khói: 19 m Nhiệt độ khói: 180 ͦ C Địa điểm: Điện Biên Tra bảng 2.2 – TCVN 022009 BXD tra được các thông số: tttH = (tT6 + tT7 + tT8) : 3 = (26 + 25,8 + 25,5) : 3 = 25,76 ( ͦ C) vttH = (vT6 + vT7 + vT8 ) : 3 = ( 1 + 0,8 +0,8) : 3 = 0,87 ( ms) φttH= ( φT6 + φT7 + φT8 ) : 3 = ( 84,6 + 86,3 + 87,4 ) : 3 = 86,1 (%) Với tttH và φttH tra biểu đồ Id, dung ẩm d = 19 gkg 1. Thành phần nhiên liệu. Thành phần nhiên liệu rắn và lỏng gồm có cacbon (Cp); hydro (Hp), Ni tơ (Np); oxy (Op); lưu huỳnh (Sp); độ tro (Ap); và độ ẩm (Wp). Các thành phần của nhiên liệu được biểu diễn bằng phần trăm trọng lượng và ký hiệu bằng các chữ cái đầu của tên thành phần với chỉ số chân p với ý nghĩa thành phần thực, làm việc. Như vậy tổng của toàn bộ các thành phần đúng bằng 100%. Cp + Hp + Np + Op + Sp + Ap + Wp =100%. (1.6) 2. Tính toán sản phẩm cháy.
Họ tên: Nguyễn Phan Mỹ Anh – MSSV: 1503063 Bài tập tính tốn sản phẩm cháy - Nhóm Các thông số bản: Thành phần nhiên liệu - Cp % Hp % Op % Np % Sp % Ap % Wp % 82 10,4 0,25 0,15 3,7 0,5 Ống khói: + Lượng dầu tiêu thụ: 850 kg/h + Đường kính ống khói: 1300 mm - Chiều cao ống khói: 19 m - Nhiệt độ khói: 180 ͦ C - Địa điểm: Điện Biên Tra bảng 2.2 – TCVN 02-2009 BXD tra thông số: - tttH = (tT6 + tT7 + tT8) : = (26 + 25,8 + 25,5) : = 25,76 ( ͦ C) - vttH = (vT6 + vT7 + vT8 ) : = ( + 0,8 +0,8) : = 0,87 ( m/s) - φttH= ( φT6 + φT7 + φT8 ) : = ( 84,6 + 86,3 + 87,4 ) : = 86,1 (%) Với tttH φttH tra biểu đồ I-d, dung ẩm d = 19 g/kg Thành phần nhiên liệu Thành phần nhiên liệu rắn lỏng gồm có cacbon (C p); hydro (Hp), Ni tơ (Np); oxy (Op); lưu huỳnh (Sp); độ tro (Ap); độ ẩm (Wp) Các thành phần nhiên liệu biểu diễn phần trăm trọng lượng ký hiệu chữ đầu tên thành phần với số chân p - với ý nghĩa thành phần thực, làm việc Như tổng toàn thành phần 100% Cp + Hp + Np + Op + Sp + Ap + Wp =100% (1.6) Tính tốn sản phẩm cháy B ng Cơng thức tính sản phẩm cháy (SPC) điều kiện chuẩn (t=0c tính s n phẩm cháy (SPC) điều kiện chuẩn (t=0m cháy (SPC) điều kiện chuẩn (t=0 điều kiện chuẩn (t=0u kiện chuẩn (t=0n chu ẩm cháy (SPC) điều kiện chuẩn (t=0n (t=0 0c, P= 760mmHg) Đơn vịn vị Ký chuẩn (t=0 u Cơng thức tính sản phẩm cháy (SPC) điều kiện chuẩn (t=0c tính tốn Thay số tính tốn tính tốn Kếtt qu Lượng khơng khí khơ lýng khơng khí khơ lý thuyết cần cho q trìnht cần cho trìnhn cho trình cháy m3chuẩn/n/ kgNL VO VO = 0,089CP + 0,264HP – 0,0333(OP – SP) VO = 0,089×82 + 0,264×10,4 – 0,0333×(0,25 – 3,7) 10.158 Lượng khơng khí khơ lýng khơng khí ẩn/m lý thuyết cần cho trìnht cần cho trìnhn cho trình cháy (ở t = 25,76 t = 25,76oC; = 86,1% d = 19 g/kg) m3chuẩn/n/ kgNL Va Va = (1 + 0,0016.d)VO Lượng khơng khí khơ lýng khơng khí ẩn/m thực tếc tết cần cho q trình với hệ số thừa khơng khí i hệ số thừa khơng khí số thừa khơng khí thừa khơng khí a khơng khí = 1,1 1,2 – chọn n = 1,4 m3chuẩn/n/ kgNL Vt Vt = Va Lượng khơng khí khơ lýng khí SO2 SPC m3chuẩn/n/ kgNL VSO2 VSO2 = 0,683.10-2SP Lượng khơng khí khơ lýng khí CO SPC với hệ số thừa khơng khí i hệ số thừa khơng khí số thừa khơng khí cháy khơng hồn tồn hố học học hoá họn c học họn c ( = 0,01 0,05) chọn n = 0,03 m3chuẩn/n/ kgNL VCO VCO = 1,865.10-2CP Lượng khơng khí khơ lýng khí CO2 SPC m3chuẩn/n/ kgNL VCO2 VCO2 = 1,853.10-2(1 )CP VCO2 = 1,853×10-2(1 – 0,03)×82 1.474 Lượng khơng khí khơ lýng hơ học i nưới hệ số thừa khơng khí c SPC m3chuẩn/n/ kgNL VH2O VH2O = 0,111HP + 0,0124WP + 0,0016dVt VH2O = 0,111×10,4 + 0,0124×3 + 0,0016×19×14,654 1.637 Lượng khơng khí khơ lýng khí N2 SPC m3chuẩn/n/ kgNL VN2 VN2=0,8.10-2Np+ 0,79Vt VN2=0,8x10-2×0,15+ 0,79×14,654 11.578 Lượng khơng khí khơ lýng khí O2 khơng khí thừa khơng khí a m3chuẩn/n/ kgNL VO2 VO2 = 0,21( - 1)Va VO2 = 0,21×(1,4 - 1)×10,467 0.879 Lượng khơng khí khơ lýng SPC tổng cộng (tứcng cộng (tứcng (tứcc lượng khơng khí khơ lýng khói thải tổng sối tổng sống tổng cộng (tứcng số thừa khơng khí m3chuẩn/n/ VSPC VSPC = VSO2 + VCO + VCO2 + VSPC = 0,025 + 0,046 + 1,474 + 15.639 TT 10 Đại lượng tính tốni lượng tính tốnng tính tốn Va = (1 + 0,0016×19)×10,16 Vt = 1,4×10,467 VSO2 = 0,683×10-2×3,7 VCO = 1,865.10-2×0,03×82 10.467 14.654 0.025 0.046 mục từ c từa khơng khí 9) kgNL VH2O + VN2 + VO2 Ghi chú: m3chuẩn/n/kg NL – mét khố thừa khơng khí i t = 25,76 điề hoá học học u kiệ số thừa khơng khí n chuẩn/n kg nhiên liệ số thừa khơng khí u 1,637 + 11,578 + 0,879 tính tốn lượng khói thải tải lượng chất nhiễm khói thải ứng với lượng nhiên liệu tiêu thụ B kg/h Bảng Tính tốn lượng khói thải tải lượng chất ô nhiễm khói thải ứng với lượng nhiên liệu tiêu thụ B kg/h Thứ tự Đại lượng tính tốn Lượng khói (SPC) điều kiện chuẩn t=0 oC; p=760mmHg Lượng khói (SPC) điều kiện thực tế tkhói oC Lượng khí SO2 với SO2 =2,926 kg/ m3chuẩn Lượng khí CO với CO =1,25 kg/ m3chuẩn Lượng khí CO2 với CO2 =1,977 kg/ m3chuẩn Lượng tro bụi với hệ số tro bay theo khói a = 0,80,85 chọn a = 0,8 Đơn vị m3/s m3/s Ký hiệu LC LT Cơng thức tính tốn Thay Số LC=VSPC.B/3600 LC=15,639×850/3600 LT = LC(273 +tkhói)/273 LT= 3,693×(273+180)/ 273 Kết 3.693 6.127 g/s MSO2 MSO2=(103VSO2.B SO2)/3600 MSO2=(103×0,025×850 ×2,926)/3600 17.459 g/s MCO MCO=(103VCO.B CO)/3600 MCO=(103×0,046×850 ×1,25)/3600 13.541 g/s MCO2 MCO2=(103VCO2.B CO2)/3600 MCO2=(103×1,474×850 ×1,977)/3600 g/s Mbụi Mbụi= 10.a.AP.B/3600 Mbụi=10×0,8×0,5×850/ 3600 Tính tốn nồng độ phát thải chất nhiễm khí SO2 CfthSO2 = MSO2/LT = (17,459/6,127)×1000 = 2849.32 mg/m3 khí CO CfthCO = MCO/LT = (13,541/6,127)×1000 = 2209.88 mg/m3 khí CO2 CfthCO2 = MCO2/LT = (687,993/6,127)×1000 = 112282.45 mg/m3 Bụi CfthBụI = Mbụi/LT = (0,944/6,127)×1000 = 154.14 mg/m3 So sánh với QCVN19-2009/BTNVMT C max = C × K p × K V Trong đó: C max: nồng độ tối đa cho phép bụi chất vơ khí thải cơng nghiệp (mmg/Nm3) C: nồng độ bụi chất vô K p: hệ số lưu lượng nguồn thải P = 6,127 × 3600 = 22057 => K p = 0,9 K v : hệ số vùng, khu vực Đối với Điện Biên => K v = 0,8 687.993 0.944 Khí SO2: C max = 500 × 0,9 × 0,8 = 360 (mmg/Nm3) < C fthSO = 2849.32 (mg/Nm3) → lớn giới hạn cho phép Khí CO: C max = 1000 × 0,9 × 0,8 = 720 (mmg/Nm3) < C fthCO = 2209.88 (mg/Nm3) → lớn giới hạn cho phép Khí CO2: C max = 1000 × 0,9 × 0,8 = 720 (mmg/Nm3) < C fthCO = 112282.45 (mg/Nm3) → lớn giới hạn cho phép Khí bụi: C max = 200 × 0,9 × 0,8 = 144 (mmg/Nm3) < C fthbụi= 154.14 (mg/Nm3) → Lớn giới hạn cho phép Hàm lượng chất thải môi trường lớn giới hạn cho phép Giải pháp khắc phục khí phát thải vượt q mức cho phép a Khí SO2 Có thể giảm thiểu phát thải SO2 việc loại bỏ (xử lý) lượng lưu huỳnh than đá Lưu huỳnh than đá nằm hai dạng: hữu vô Lưu huỳnh vô thường tồn dạng hạt pyrit sắt (FeS2) Phần trăm pyrit sắt than thay đổi tùy loại than, vị trí mỏ, song thường khoảng 40% tổng lượng S Các hạt pyrit sắt bị loại bỏ phương pháp tuyển trọng lực Với phương pháp này, loại bỏ được khoảng 1/3 tổng lượng lưu huỳnh than, tức giảm khoảng 1/3 mức phát thải SO2 nguồn b Khí CO Giảm thiểu phát thải khí CO cách điều chỉnh trình cháy cách hiệu khơng tốn để xử lý khí CO c Khí CO2 - Pha lỗng khí phát thải cách : Sử dụng ống khói cao Phát thải gián đoạn Quy hoạch vị trí đặt nhà máy d Bụi - Dùng thiết bị xử lý bụi - Giảm thiểu lượng bụi nguồn - Phương pháp khô: buồng lắng, xyclon, lắng tĩnh điện, vật liệu lọc - Phương pháp ướt: Tháp rửa, cyclon ướt, ventur Họ tên: Nguyễn Đức Bảo Mssv: 13563 Lớp: 63HK3 NHÓM Đề bài: Xác định thải lượng nồng độ chất độc hại phát sinh đốt nhiên liệu tính tốn sản phẩm cháy vào mùa hè Cho nhận xét chất độc hại phát sinh có gây nhiễm môi trường hay không? Cho giải pháp khắc phục Giới thiệu chung cơng trình, nhiệm vụ thiết kế: - Địa điểm: Lào Cai - Dựa theo QCVN 02-2009, ta tra thơng số khí hậu phục vụ tính tốn là: Nhiệt độ khơng khí mùa hè trung bình năm (Bảng 2.2): ttb = 27.7 (oC) Vận tốc gió mùa hè trung bình tháng năm (Bảng 2.15): Vtb = 1.06(m/s) Độ ẩm không khí mùa hè trung bình tháng năm (Bảng 2.10): φtb = 85.4 (%) Thành phần nhiên liệu Cp % Hp % Op % Np % Sp % Ap % Wp % 82 10,4 0,25 0,15 3,7 0,5 Thành phần nhiên liệu Thành phần nhiên liệu rắn lỏng gồm có cacbon (Cp); Hydro (Hp), Ni-tơ (Np); Oxy (Op); Lưu huỳnh (Sp); độ tro (Ap); độ ẩm (Wp) Các thành phần nhiên liệu biểu diễn phần trăm trọng lượng ký hiệu chữ đầu tên thành phần với số chân p - với ý nghĩa thành phần thực, làm việc Như tổng toàn thành phần 100% Cp + Hp + Np + Op + Sp + Ap + Wp = 100% (1.6) Tính tốn sản phẩm cháy Khi tính tốn lượng sẩn phẩm cháy điều kiện thực tế ta dùng công thức sau: VSFC(ở t0C) = VSFC(đkchuẩn)x (273+t)/273 m3TC/kgNL Xuất phát từ phản ứng cháy nêu trên, nhiệt nhiên liệu rắn lỏng xác định theo công thức Mendeleev sau: QP= 81CP + 246HP -26(OP - SP) -6WP , kcal/kgNL Bảng Cơng thức tính sản phẩm cháy (SPC) điều kiện chuẩn (t=00c, P= 760mmHg) Ký STT Đại lượng tính tốn Đơn vị Cơng thức tính tốn Thay số hiệu VO = 0.089x82 + Lượng khơng khí khơ lý thuyết cần cho m3chuẩn/ VO = 0,089CP + 0,264HP VO 0,264x10.4 – trình cháy kgNL – 0,0333(OP – SP) 0,0333(0.25 – 3.7) Lượng khơng khí ẩm lý thuyết cần cho q trình cháy (ở t = 26.8oC; = 83.1% d = 17g/kg) Lượng khơng khí ẩm thực tế với hệ số thừa khơng khí = 1,2 1,6 (chọn 1,4) m3chuẩn/ kgNL m3chuẩn/ kgNL m3chuẩn/ kgNL Kết 10.16 Va Va = (1 + 0,0016.d)VO Va = (1 + 0.0016x21.7)x10.16 10.51 Vt Vt = Va Vt = 1.4x10.51 14.71 VSO2 VSO2 = 0,683.10-2SP VSO2 = 0.683x10-2x3.7 0.025 VCO = 1.865x102 x0.03x82 0.046 Lượng khí SO2 SPC Lượng khí CO SPC với hệ số cháy khơng hồn tồn hố học học ( = 0,01 0,05) m3chuẩn/ kgNL VCO VCO = 1,865.10-2CP Lượng khí CO2 SPC m3chuẩn/ kgNL VCO2 VCO2 = 1,853.10-2(1 )CP Lượng nước SPC m3chuẩn/ kgNL VH2O VH2O = 0,111HP + 0,0124WP + 0,0016dVt Lượng khí N2 SPC m3chuẩn/ kgNL VN2 VN2=0,8.10-2Np+ 0,79Vt Lượng khí O2 khơng khí thừa m3chuẩn/ kgNL VO2 VO2 = 0,21( - 1)Va VO2 = 0,21(1,4 - 1)x 10.51 0.88 10 Lượng SPC tổng cộng (tức lượng khói thải tổng số mục từ 9) m3chuẩn/ kgNL VSPC VSPC = VSO2 + VCO + VCO2 + VH2O + VN2 + VO2 VSPC = 0.025+0.046+1.47+1.7 +11.62+0.88 15.741 VCO2 = 1,853.10-2(1 – 0,03).82 VH2O = 0,111x10,4 + 0,0124x3 + 0,0016x21.7x14.71 VN2 = 0,8x10-2x0,15+ 0,79x14.71 Ghi chú: m3chuẩn/kg NL – mét khối điều kiện chuẩn kg nhiên liệu 1.47 1.7 11.62 Bảng Tính tốn lượng khói thải tải lượng chất ô nhiễm khói thải ứng với lượng nhiên liệu tiêu thụ B kg/h ST T Đại lượng tính tốn Đơn vị Lượng khói (SPC) điều kiện chuẩn t=0 oC; p=760mmHg m3/s Lượng khói (SPC) điều kiện thực tế tkhói oC m3/s Lượng khí SO2 với SO2 =2,926 kg/m3chuẩn g/s Lượng khí CO với CO =1,25 kg/ m3chuẩn g/s Lượng khí CO2 với CO2=1,977 kg/m3chuẩn g/s Lượng tro bụi với hệ số tro bay theo khói a = 0,10,85 g/s Ký hiệu LC Cơng thức tính Thay số Kết LC=VSPC.B/3600 LC=15.741x850/3600 3.71 LT = LC(273 +tkhói)/273 LT=3.71x(273 +180)/273 6.15 MSO2 MSO2= (103VSO2.B.SO2)/3600 MSO2=(103x0.025x850x2.926)/3600 17.27 MCO MCO= (103VCO.B CO)/ 3600 MCO=(103x0.046x850x1.25)/3600 13.57 MCO2 MCO2=(103VCO2.B CO2)/3600 MCO2=(103x1.47x850x1.977)/3600 686.18 Mbụi Mbụi= 10.a.AP.B/3600 Mbụi= 10x0.8x0.5.850/3600 LT Tính tốn nồng độ phát thải chất ô nhiễm g/m3 khí SO2 CpthSO2 = MSO2/LT =(17.27/6.15)x1000= 2808.13 (1.7) khí CO CpthCO = MCO/LT = (13.57/6.15)x1000 = 2206.5 khí CO2 CpthCO2=MCO2/LT= (686.18/6.15)x1000 = 111573.9 g/m3 (1.9) Bụi CpthBụI = Mbụi/LT = (0.94/6.15)x1000 = 152.85 g/m3 (1.11) g/m3 (1.8) 0.94 Tính tốn nồng độ phát thải chất gây ô nhiễm so sánh với nồng độ phát thải cho phép theo QCVN 19:2009/BTNMT Nồng độ tối đa cho phép bụi chất vơ khí thải cơng nghiệp tính theo cơng thức: Cmax = C x Kp x Kv Trong đó: Cmax – Nồng độ tối đa cho phép bụi chất vơ khí thải công nghiệp C – Nồng độ bụi chất vô quy định mục 2.2 QCVN 19:2009 Kp – Hệ số lưu lượng nguồn thải quy định mục 2.3 QCVN 19:2009 với lưu lượng ống khói nhỏ 20000 m3/h tra Kp = Kv – Hệ số vùng, khu vực quy định mục 2.4 QCVN 19:2009, với khu vực nội thành đô thị loại đặc biệt ta chọn Kv = 0.8 Khí SO2: C max = 500 × × 0,8 = 400 (mg/Nm3) < C fthSO = 2808.13 (mg/Nm3) → lớn giới hạn cho phép Khí CO: C max = 1000 × × 0,8 = 800 (mg/Nm3) < C fthCO = 2206.5 (mg/Nm3) → lớn giới hạn cho phép Khí CO2: C max = 1000 × × 0,8 = 800 (mg/Nm3) < C fthCO = 111573.9 (mg/Nm3) → lớn giới hạn cho phép Khí bụi: C max = 200 × × 0,8 = 160 (mg/Nm3) > C fthbụi= 152.85 (mg/Nm3) → nồng độ phát thải bụi giới hạn cho phép Giải pháp khắc phục khí phát thải vượt mức cho phép a) Khí SO2 - Có thể giảm thiểu phát thải SO2 việc loại bỏ (xử lý) lượng lưu huỳnh than đá Lưu huỳnh than đá nằm hai dạng: hữu vơ Lưu huỳnh vô thường tồn dạng hạt pyrit sắt (FeS2) Phần trăm pyrit sắt than thay đổi tùy loại than, vị trí mỏ, song thường khoảng 40% tổng lượng S Các hạt pyrit sắt bị loại bỏ phương pháp tuyển trọng lực Với phương pháp này, loại bỏ được khoảng 1/3 tổng lượng lưu huỳnh than, tức giảm khoảng 1/3 mức phát thải SO2 nguồn b) Khí CO - Giảm thiểu phát thải khí CO cách điều chỉnh trình cháy cách hiệu khơng tốn để xử lý khí CO c) Khí CO2 - Pha lỗng khí phát thải cách : Sử dụng ống khói cao Phát thải gián đoạn Quy hoạch vị trí đặt nhà máy 10