MỤC LỤC CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VÀ TÍNH TOÁN SẢN PHẨM CHÁY 4 1.1. NHIỆM VỤ VÀ SỐ LIỆU THIẾT KẾ 4 1.1.1. Nhiệm vụ thiết kế 4 1.1.1.1. Nội dung tính toán 4 1.1.1.2. Bản vẽ 4 1.1.2. Số liệu thiết kế 4 1.2. TÍNH TOÁN SẢN PHẨM CHÁY 5 1.2.1. Xác định thông số khí hậu tính toán 5 1.2.2. Tính toán sản phẩm cháy 6 1.2.2.1. Tính toán sản phẩm cháy ở điều kiện chuẩn (t= 0oC, P= 760 mmHg) 6 1.2.2.2. Tính toán lượng khói thải và tải lượng các chất ô nhiễm trong khỏi thải ứng với lượng nhiên liệu tiêu thụ của các nguồn thải (B kgh) 7 1.2.2.3. Tính toán nồng độ phát thải các chất ô nhiễm của nguồn thải và so sánh với QCVN 19:2009BTNVMT 12 CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN NỒNG ĐỘ Ô NHIỄM CÁC CHẤT TRÊM MẶT ĐẤT 17 2.1. PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN VÀ CÔNG THỨC TÍNH TOÁN 17 2.1.1. Tính toán phân bố chất ô nhiễm từ nguồn điểm cao theo mô hình Gauss 17 2.1.1.1. Tính toán phân bố nồng độ chất ô nhiễm 17 2.1.1.2. Xác định chiều cao hiệu quả của nguồn cao điểm (He m) theo công thức Davidson W.F 17 2.1.1.3. Tính toán hệ số khuếch tán Gauss σy và σz 21 2.1.2. Xác định nồng độ cực đại của chất ô nhiễm (Cmax) trên mặt đất và khoảng cách (Xmax) theo phương pháp gần đúng 21 2.2. TÍNH TOÁN NỒNG ĐỘ CHẤT Ô NHIỄM TRÊN MẶT ĐẤT THEO CHIỀU GIÓ THỔI QUA CHÂN ỐNG KHÓI 23 2.2.1. Tính toán đối với khí SO2 23 2.2.2. Tính toán đối với khí CO 27 2.2.2. Tính toán đối với khí CO2 30 2.2.4. Tính toán đối với khí bụi 34 2.3. Thống kê tính toán và vẽ đồ thị cho từng nguồn theo mùa đông 37 2.3.1. Kết quả tính toán cho nguồn 1. 37 2.3.1.1. Tính toán cho SO2 . 37 2.3.1.3. Tính toán cho CO2. 45 2.3.1.4. Tính toán cho bụi. 51 2.3.2. Kết quả tính toán cho nguồn 2. 55 2.3.2.1. Tính toán cho SO2. 55 2.3.2.2. Tính toán cho CO. 60 2.3.2.3. Tính toán cho CO2. 63 2.3.2.4. Tính toán cho bụi. 67 CHƯƠNG 3: PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ VÀ TÍNH TOÁN THIẾT BỊ 73 3.1. Phương án xử lý: 73 3.2. Tính toán thiết bị: 74 3.2.1. Tính toán xiclon Liot có màng nước. 74 3.2.2. Tính toán xiclon Liot có màng nước. 76 3.2.3. Tính toán tháp đệm hấp thụ SO2 bằng dung dịch Ca(OH)2 78 3.2.3.1. Tính toán đường kính tháp 78 3.2.3.2. Tính toán lưu lượng dung dịch hấp thụ 79 3.2.3.3. Tính toán bể chứa dung dịch 81 3.2.4. Tính toán thiết bị giải nhiệt 81 3.2.4.1. Tính toán lượng nước giải nhiệt. 82 3.2.4.2. Tính toán kích thước thiết bị làm mát. 83 3.2.4.3. Tính toán bể chứa nước giải nhiệt. 84 3.3. Tính toán thủy lực. 84 3.4. TÍNH TOÁN CHỌN BƠM 95 3.4.1. Bơm phun nước cho thiết bị làm mát. 95 3.4.2. Bơm phun Ca(OH)2 cho tháp đệm. 97 3.4.3. Bơm phun cho tháp Xyclone màng nước. 98 MỤC LỤC CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VÀ TÍNH TOÁN SẢN PHẨM CHÁY 4 1.1. NHIỆM VỤ VÀ SỐ LIỆU THIẾT KẾ 4 1.1.1. Nhiệm vụ thiết kế 4 1.1.1.1. Nội dung tính toán 4 1.1.1.2. Bản vẽ 4 1.1.2. Số liệu thiết kế 4 1.2. TÍNH TOÁN SẢN PHẨM CHÁY 5 1.2.1. Xác định thông số khí hậu tính toán 5 1.2.2. Tính toán sản phẩm cháy 6 1.2.2.1. Tính toán sản phẩm cháy ở điều kiện chuẩn (t= 0oC, P= 760 mmHg) 6 1.2.2.2. Tính toán lượng khói thải và tải lượng các chất ô nhiễm trong khỏi thải ứng với lượng nhiên liệu tiêu thụ của các nguồn thải (B kgh) 7 1.2.2.3. Tính toán nồng độ phát thải các chất ô nhiễm của nguồn thải và so sánh với QCVN 19:2009BTNVMT 12 CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN NỒNG ĐỘ Ô NHIỄM CÁC CHẤT TRÊM MẶT ĐẤT 17 2.1. PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN VÀ CÔNG THỨC TÍNH TOÁN 17 2.1.1. Tính toán phân bố chất ô nhiễm từ nguồn điểm cao theo mô hình Gauss 17 2.1.1.1. Tính toán phân bố nồng độ chất ô nhiễm 17 2.1.1.2. Xác định chiều cao hiệu quả của nguồn cao điểm (He m) theo công thức Davidson W.F 17 2.1.1.3. Tính toán hệ số khuếch tán Gauss σy và σz 21 2.1.2. Xác định nồng độ cực đại của chất ô nhiễm (Cmax) trên mặt đất và khoảng cách (Xmax) theo phương pháp gần đúng 21 2.2. TÍNH TOÁN NỒNG ĐỘ CHẤT Ô NHIỄM TRÊN MẶT ĐẤT THEO CHIỀU GIÓ THỔI QUA CHÂN ỐNG KHÓI 23 2.2.1. Tính toán đối với khí SO2 23 2.2.2. Tính toán đối với khí CO 27 2.2.2. Tính toán đối với khí CO2 30 2.2.4. Tính toán đối với khí bụi 34 2.3. Thống kê tính toán và vẽ đồ thị cho từng nguồn theo mùa đông 37 2.3.1. Kết quả tính toán cho nguồn 1. 37 2.3.1.1. Tính toán cho SO2 . 37 2.3.1.3. Tính toán cho CO2. 45 2.3.1.4. Tính toán cho bụi. 51 2.3.2. Kết quả tính toán cho nguồn 2. 55 2.3.2.1. Tính toán cho SO2. 55 2.3.2.2. Tính toán cho CO. 60 2.3.2.3. Tính toán cho CO2. 63 2.3.2.4. Tính toán cho bụi. 67 CHƯƠNG 3: PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ VÀ TÍNH TOÁN THIẾT BỊ 73 3.1. Phương án xử lý: 73 3.2. Tính toán thiết bị: 74 3.2.1. Tính toán xiclon Liot có màng nước. 74 3.2.2. Tính toán xiclon Liot có màng nước. 76 3.2.3. Tính toán tháp đệm hấp thụ SO2 bằng dung dịch Ca(OH)2 78 3.2.3.1. Tính toán đường kính tháp 78 3.2.3.2. Tính toán lưu lượng dung dịch hấp thụ 79 3.2.3.3. Tính toán bể chứa dung dịch 81 3.2.4. Tính toán thiết bị giải nhiệt 81 3.2.4.1. Tính toán lượng nước giải nhiệt. 82 3.2.4.2. Tính toán kích thước thiết bị làm mát. 83 3.2.4.3. Tính toán bể chứa nước giải nhiệt. 84 3.3. Tính toán thủy lực. 84 3.4. TÍNH TOÁN CHỌN BƠM 95 3.4.1. Bơm phun nước cho thiết bị làm mát. 95 3.4.2. Bơm phun Ca(OH)2 cho tháp đệm. 97 3.4.3. Bơm phun cho tháp Xyclone màng nước. 98
TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG KHOA KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ THẢI Giảng viên hướng dẫn: Họ tên: MSSV: Lớp: Hà Nội, tháng năm 2022 MỤC LỤC CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VÀ TÍNH TỐN SẢN PHẨM CHÁY 1.1 NHIỆM VỤ VÀ SỐ LIỆU THIẾT KẾ 1.1.1 Nhiệm vụ thiết kế 4 1.1.1.1 Nội dung tính tốn 1.1.1.2 Bản vẽ 1.1.2 Số liệu thiết kế 1.2 TÍNH TỐN SẢN PHẨM CHÁY 1.2.1 Xác định thơng số khí hậu tính tốn 1.2.2 Tính tốn sản phẩm cháy 1.2.2.1 Tính tốn sản phẩm cháy điều kiện chuẩn (t= 0oC, P= 760 mmHg) 1.2.2.2 Tính tốn lượng khói thải tải lượng chất nhiễm khỏi thải ứng với lượng nhiên liệu tiêu thụ nguồn thải (B- kg/h) 1.2.2.3 Tính tốn nồng độ phát thải chất ô nhiễm nguồn thải so sánh với QCVN 19:2009/BTNVMT 12 CHƯƠNG 2: TÍNH TỐN NỒNG ĐỘ Ơ NHIỄM CÁC CHẤT TRÊM MẶT ĐẤT 17 2.1 PHƯƠNG PHÁP TÍNH TỐN VÀ CƠNG THỨC TÍNH TỐN 2.1.1 Tính tốn phân bố chất nhiễm từ nguồn điểm cao theo mơ hình Gauss 2.1.1.1 Tính tốn phân bố nồng độ chất nhiễm 17 17 17 2.1.1.2 Xác định chiều cao hiệu nguồn cao điểm (H e - m) theo công thức Davidson W.F 17 2.1.1.3 Tính tốn hệ số khuếch tán Gauss σy σz 21 2.1.2 Xác định nồng độ cực đại chất ô nhiễm (C max) mặt đất khoảng cách (Xmax) theo phương pháp gần 21 2.2 TÍNH TỐN NỒNG ĐỘ CHẤT Ơ NHIỄM TRÊN MẶT ĐẤT THEO CHIỀU GIÓ THỔI QUA CHÂN ỐNG KHÓI 23 2.2.1 Tính tốn khí SO2 23 2.2.2 Tính tốn khí CO 27 2.2.2 Tính tốn khí CO2 30 2.2.4 Tính tốn khí bụi 34 2.3 Thống kê tính tốn vẽ đồ thị cho nguồn theo mùa đông 2.3.1 Kết tính tốn cho nguồn 37 37 2.3.1.1 Tính tốn cho SO2 37 2.3.1.3 Tính tốn cho CO2 45 2.3.1.4 Tính tốn cho bụi 51 2.3.2 Kết tính tốn cho nguồn 55 2.3.2.1 Tính tốn cho SO2 55 2.3.2.2 Tính tốn cho CO 60 2.3.2.3 Tính tốn cho CO2 63 2.3.2.4 Tính tốn cho bụi 67 CHƯƠNG 3: PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ VÀ TÍNH TỐN THIẾT BỊ 73 3.1 Phương án xử lý: 73 3.2 Tính tốn thiết bị: 74 3.2.1 Tính tốn xiclon Liot có màng nước 74 3.2.2 Tính tốn xiclon Liot có màng nước 76 3.2.3 Tính tốn tháp đệm hấp thụ SO2 dung dịch Ca(OH)2 78 3.2.3.1 Tính tốn đường kính tháp 78 3.2.3.2 Tính tốn lưu lượng dung dịch hấp thụ 79 3.2.3.3 Tính tốn bể chứa dung dịch 81 3.2.4 Tính tốn thiết bị giải nhiệt 81 3.2.4.1 Tính tốn lượng nước giải nhiệt 82 3.2.4.2 Tính tốn kích thước thiết bị làm mát 83 3.2.4.3 Tính tốn bể chứa nước giải nhiệt 84 3.3 Tính tốn thủy lực 84 3.4 TÍNH TỐN CHỌN BƠM 95 3.4.1 Bơm phun nước cho thiết bị làm mát 95 3.4.2 Bơm phun Ca(OH)2 cho tháp đệm 97 3.4.3 Bơm phun cho tháp Xyclone màng nước 98 CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VÀ TÍNH TỐN SẢN PHẨM CHÁY 1.1 NHIỆM VỤ VÀ SỐ LIỆU THIẾT KẾ 1.1.1 Nhiệm vụ thiết kế 1.1.1.1 Nội dung tính tốn - Tính tốn sản phẩm cháy, xác định lượng khí thải, tải lượng chất ô nhiễm - Xác định nồng độ bụi, khí SO2, CO, CO2, dọc theo trục gió qua chân ống khói tọa độ x, y mặt đất theo chiều gió thổi qua chân nguồn thải Tính tốn với hai nguồn (ống khói ống khói tương ứng với chiều cao thay đổi) - Xây dựng biểu đồ thể mối quan hệ: Cbụi= f(x, D, h); Cbụi= f(x, y, D, h); CSO2= f(x, D, h); CSO2= f(x, y, D, h); CCO= f(x, D, h); CCO= f(x, y, D, h); CCO2= f(x, D, h); CCO2= f(x, y, D, h); CNOx= f(x, D, h); CNOx= f(x, y, D, h); - Đề xuất giải pháp giảm thiểu ô nhiễm 1.1.1.2 Bản vẽ - Bản vẽ mặt bằng, mặt cắt thể toàn hệ thống xử lý khói thải - Bản vẽ chế tạo thiết bị lọc bụi hấp thu khí SO2 1.1.2 Số liệu thiết kế - Đề số: 02; - Nhiên liệu đốt: Than cám; - Địa điểm: Quảng Trị; - Mùa: Hè; - Cấp độ ổn định khí quyển: B; độ gồ ghề mặt đất: chọn zo = 1; - Khoảng cách nguồn nguồn 2: y = 150 (m); - Kích thước nguồn thải, lượng nhiên liệu nhiệt độ khói thải: Bảng 1.1 Thơng số nguồn thải Ống khói số Ống khói số Lượng than Đường Lượng than Đường cám tiêu thụ, kính, cám tiêu thụ, kính, kg/h mm kg/h mm 1150 600 650 400 Chiều cao ống Nhiệt độ khói theo trường khói thải, o hợp, m C 15; 25; 30 160 - Thành phần nhiên liệu than cám: Bảng 1.2 Thành phần nhiên liệu than cám Thành phần nhiên liệu than cám Đề Cp, % Hp , % Op , % Np , % Sp, % Ap, % Wp, % 02 69 2,15 2,59 0,88 0,8 16 Trong đó: Cp, Hp, Op, Np, Sp, Ap, Wp - thứ tự nồng độ cacbon, hidro, oxi, nito, lưu huỳnh, tro nước sản phẩm cháy 1.2 TÍNH TỐN SẢN PHẨM CHÁY 1.2.1 Xác định thơng số khí hậu tính tốn - Địa điểm tính tốn Quảng Trị vào mùa Hè thơng số khí hậu tính tốn xác định sau: Bảng 1.3 Bảng cơng thức xác định thơng số khí hậu tính tốn Nhiệt độ tính tốn ttt, oC t H tt t 6tt +t 7tt +t 8tt = Vận tốc gió tính tốn vtt, m/s v H tt v 6tt + v 7tt + v 8tt = Độ ẩm tính toán φ H tt φ tt , % φ6tt +φ 7tt +φ8tt = Trong đó: ttt6, ttt7, ttt8 - Nhiệt độ trung bình tháng 6, tháng tháng 8; vtt6, vtt7, vtt8 - Vận tốc gió trung bình tháng 6, tháng tháng 8; φtt6, φtt7, φtt8 - Độ ẩm tương đối trung bình tháng 6, tháng tháng Nhiệt độ, vận tốc gió độ ẩm trung bình tháng 6, tháng tháng Quảng Trị xác định theo QCVN02: 2009/BXD Tra QCVN02: 2009/BXD theo địa danh cơng trình Đơng Hà - Quảng Trị ta có bảng: ● Bảng 2.2, trang 33: Nhiệt độ khơng khí trung bình tháng năm, oC; ● Bảng 2.10, trang 57: Độ ẩm tương đối khơng khí trung bình tháng năm, %; ● Bảng 2.15, trang 81: Vận tốc gió trung bình tháng năm, m/s; Ta số liệu nhiệt độ, vận tốc gió độ ẩm trung bình tháng 6, 8; Đồng thời tính tốn thơng số khí hậu tương ứng bảng: Bảng 1.4 Bảng thể hiện thơng số khí hậu tính tốn ST T Thơng số Tháng Tháng Tháng Thơng số khí hậu tính tốn Nhiệt độ, oC 29,6 29,7 28,9 29,4 Độ ẩm tương đối, % 72,5 70,5 74,4 72,5 Vận tốc gió, m/s 3,5 3,8 3,3 3,5 - Dung ẩm khơng khí (d- g/kg.k.k.khơ): Dựa vào nhiệt độ tính tốn ttt = 29,4 (oC) độ ẩm tính tốn ϕtt = 72,5 (%) ta tra "Biểu đồ I-d khơng khí ẩm - Tài liệu Thơng Gió - T.S.Bùi Sỹ Lý - GVC Hoàng Hiền " dung ẩm khơng khí tương ứng là: d= 19 (g/kg) 1.2.2 Tính tốn sản phẩm cháy 1.2.2.1 Tính tốn sản phẩm cháy điều kiện chuẩn (t= 0oC, P= 760 mmHg) - Tính tốn sản phẩm cháy cho 1kg nhiên liệu với đại lượng sau: ● Lượng khơng khí cần cho q trình cháy (Vo); ● Lượng khơng khí ẩm cần cho q trình cháy (Va); ● Lượng khơng khí ẩm thực tế cần cho q trình cháy (Vt) ● Lượng SO2 sản phẩm cháy (VSO2); ● Lượng CO sản phẩm cháy (VCO); ● Lượng CO2 sản phẩm cháy (VCO2); ● Lượng H2O sản phẩm cháy (VH20); ● Lượng N2 sản phẩm cháy (VN2); ● Lượng O2 khơng khí thừa (VO2); ● Lượng sản phẩm tổng cộng (VSPC) - Lựa chọn thông số tính tốn: ● Thành phần nhiên liệu than cám lấy theo Bảng 1.2; ● Hệ số dư thừa không khí: α= 1,2 – 1,6 ta chọn lựa α= 1,2 để tính tốn; ● Hệ số cháy khơng hồn tồn mặt hóa học học nhiên liệu: η= 0,010,05 Ta chọn lựa η= 0,05 để tính tốn - Cơng thức tính tốn, kết tính tốn thể Bảng 1.5; 1.2.2.2 Tính tốn lượng khói thải tải lượng chất nhiễm khỏi thải ứng với lượng nhiên liệu tiêu thụ nguồn thải (B- kg/h) - Tính tốn thơng số: ● Lượng khói thải điều kiện chuẩn (Lc); ● Lượng khói điều kiện thực tế (Lt): nhiệt độ khói thải tkhói = 160oC; ● Lượng khí SO2 (MSO2); ● Lượng khí CO (MCO); ● Lượng khí CO2 (MCO2); ● Lượng tro bụi (Mbụi); - Chú ý: Lượng tro bay theo khói a= 0,8 – 0,85, ta chọn a= 0,8 để tính tốn - Cơng thức tính tốn, tính tốn kết thể Bảng 1.5 Bảng 1.6 sau: Bảng 1.5 Bảng tính tốn sản phẩm cháy (SPC) điều kiện tiêu chuẩn t= 0oC, P= 760 mmHg (đơn vị: m3chuẩn/kg nhiên liệu) TT Đại lượng tính tốn Lượng khơng khí khơ lý thuyết cần cho q trình cháy Lượng khơng khí ẩm lý thuyết cần cho trình cháy (ở tttH = 29,4 (oC); ϕ = 72,5% → d = 19 (g/kg)) Lượng khơng khí ẩm thực tế với hệ số thừa khơng khí, lấy α = 1,2 Lượng khí SO2 SPC Ký hiệu Cơng thức tính tốn Thay số Kết VO = 0,089CP + 0,264HP – VO = 0,089×69 + 0,264×2,15 – 0,0333(OP – SP) 0,0333×(2,59 – 0,8) Va Va = (1 + 0,0016.d)VO Va = (1 + 0,0016×19)×6,65 Vt Vt = αVa Vt = 1,2×6,85 VSO2 VSO2 = 0,683.10-2SP VSO2 = 0,683.10-2×0,8 VCO VCO = 1,865.10-2ηCP VCO = 1,865.10-2×0,05×69 VCO2 = 1,853.10-2(1 - η)CP VCO2 = 1,853.10-2×(1 – 0,05)×69 VH2O = 0,111HP + 0,0124WP + VH2O = 0,111×2,15 + 0,0124×8 + 0,59 0,0016×19×8,22 VN2 = 0,8.10-2×0,88 + 0,79×8,22 6,50 VO 6,65 6,85 8,22 0,005 Lượng khí CO SPC với hệ số cháy khơng hồn tồn hố học 0,06 học η (η = 0,05) 1,21 Lượng khí CO2 SPC VCO2 Lượng nước SPC VH2O Lượng khí N2 SPC VN2 0,0016dVt VN2=0,8.10-2Np+ 0,79Vt Lượng khí O2 khơng khí thừa VO2 VO2 = 0,21(α - 1)Va VO2 = 0,21×(1,2 - 1)×6,85 0,29 10 a, Lượng khí NOx sản phẩm MNOx MNOx = 3,953.10-8.(B.Qp)1,18 MNox(1) = 3,953×10-8×(1150×6023,36)1,18 4,66 10