Đồ án môn học thiết kế kiểm soát ô nhiễm không khí

Trang 1 Đồ án môn học THIẾT KẾ KIỂM SỐT Ơ NHIỄM KHƠNG KHÍ Phạm Nguyệt Ánh E-mail: anhpn@tlu.edu.vn TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI Trang 2 Giới thiệu chung Trang 4 Giới thiệu chung - Tí

Đồ án môn học THIẾT KẾ KIỂM SOÁT

Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ

Phạm Nguyệt Ánh E-mail: anhpn@tlu.edu.vn TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI

Khoa Hoá và Môi trường – Bộ môn KT&QLMT

Giới thiệu chung

• Đồ án môn học đầu tiên

Giới thiệu chung

Giới thiệu chung

- Tính toán sản phẩm cháy (SPC)

- So sánh kết quả tính toán SPC với các

quy chuẩn tương ứng để quyết định thiết

kế công trình xử lý (bụi, khí)…

Giới thiệu chung

• Xử lý khói thải: Bụi, khí

• Các ngành công nghiệp: sản xuất

phân đạm, QTSX sử dụng lò hơi, khí thải lò đốt chất thải rắn (sinh hoạt, y tế…)

Giới thiệu chung

• Tài liệu tham khảo

Trần Ngọc Chấn (2000), Ô nhiễm không khí và xử lý khí thải: Tập 1 – Ô nhiễm không khí và tính toán khuếch tán chất ô nhiễm, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật, Hà Nội

Trần Ngọc Chấn (2001), Ô nhiễm không khí và xử lý khí thải: Tập 2 – Cơ học về bụi và phương pháp xử lý bụi, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật, Hà Nội

Trần Ngọc Chấn (2001), Ô nhiễm không khí và xử lý khí thải: Tập 3 – Lý thuyết tính toán và công nghệ xử lý khí độc hại, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật, Hà Nội

Trần Xoa, Nguyễn Trọng Khuông (2001), Sổ tay Quá trình và thiết bị

Công nghệ hoá chất: Tập 1, 2, 3 Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật,

Hà Nội

Hoàng Thị Hiền, Bùi Sỹ Lý (2009), Thông gió, Nhà xuất bản Xây dựng

Giới thiệu chung

• Yêu cầu đồ án

1 Bài thuyết minh

- Tổng quan về khu vực nghiên cứu

Giới thiệu chung

- Tiếp giáp các phía

- Hướng gió (liên quan bố trí tổng mặt bằng)

- Nhiệt độ (chú ý nhiệt độ cao nhất, thấp nhất

vì liên quan tính toán SPC)

• Điều kiện kinh tế xã hội

Chỉ tập trung những thông tin liên quan trực tiếp đến nội dung nghiên cứu

• Vị trí so với cả nước (so với tỉnh, thành phố)

• Hướng bản đồ

• Ranh giới dự án

• Các tuyến đường chính, hướng tuyến

ra các địa phương lân cận

• Tỷ lệ bản vẽ

Bản đồ khu vực nghiên cứu

Ha Noi

Ho Chi Minh

Phan Rang- Tháp Chàm

Mỹ Hải Đài Sơn

Đông Hải Đạo Long

Tấn Tài Mỹ Đông

Mỹ Hương Phủ Hà Thanh Sơn

Kinh Dinh

,

• Diện tích: 79.38 km2

• Dân số: 167,000 người (2014)

• Khí hậu: nhiệt đới gió mùa, mưa thấp

(500-800 mm/năm), bốc hơi cao (1,600 mm/năm)

• GDP theo đầu người: 1,650 USD (2010 )

• 3,084/41,590 hộ nghèo (7.42%)

Chương 1: Tổng quan

1.2 Phân tích nguồn gây ô nhiễm môi trường

do hoạt động của nhà máy thông qua các

công đoạn sản xuất

• Thông tin về nhà máy: ngành nghề, công suất, lượng nhiên liệu tiêu thụ…

• Dây chuyền công nghệ sản xuất kèm

dòng thải

Chương 2: Tính toán sản phẩm cháy

2.1 Tính tải lượng chất ô nhiễm từ các

nguồn thải trên

2.1.1 Tính toán sản phẩm cháy cho than 2.1.2 Tính toán sản phẩm cháy cho dầu 2.1.3 Tính toán lượng bụi

2.2 Đề xuất dây chuyền công nghệ xử lý các chỉ tiêu ô nhiễm

2.2.1 Các chất ô nhiễm cần xử lý (so sánh

với tiêu chuẩn/quy chuẩn liên quan) 2.2.2 Đề xuất dây chuyền công nghệ xử lý

Chương 2: Tính toán sản phẩm cháy

vào khí quyển những chất khí gây tác hại trực tiếp cho sức khỏe con người và sinh vật

Chương 2: Tính toán sản phẩm cháy

• Oxit lưu huỳnh: do trong thành phần nhiên liệu có S với tỉ lệ % khác nhau, SPC là SO2, SO3

• Trong khí đốt thiên nhiên có H2S nhưng khi chế biến người ta phải khử H2S nên trong khói thải của quá trình đốt khí thiên nhiên

không có oxit lưu huỳnh

Chương 2: Tính toán sản phẩm cháy

• Oxit nitơ NOx: NO, NO2

• NOx tức thời: nitơ và oxy có phản ứng rất

nhanh dưới tác dụng của xúc tác của hợp

chất của cacbon hình thành trong ngọn lửa

• NOx nhiệt: sinh ra do nitơ và oxy tác dụng

dưới nhiệt độ cao của ngọn lửa

• NOx nhiên liệu: sinh ra do thành phần N trong nhiên liệu

• Khí đốt thiên nhiên thường không chứa nitơ nên SPC chỉ có NOx nhiệt

Chương 2: Tính toán sản phẩm cháy

Nguyên tắc tính toán:

- SPC do thành phần các nguyên tố có trong nhiên liệu (R, L, K)

- NOX nhiệt, NOX nhiên liệu

Đối với nhiên liệu rắn và lỏng

- Thành phần: cacbon (Cp), hydro (Hp), nitơ (Np), oxy (Op), lưu huỳnh (Sp), độ tro (Ap),

độ ẩm (Wp)

Cp + Hp + N p + O p + Sp + A p + W p = 100%

Đối với nhiên liệu rắn và lỏng

𝐶𝑝 + 𝐻𝑝 + 𝑁𝑝 + 𝑂𝑝 + 𝑆𝑝 + 𝐴𝑝 + 𝑊𝑝 = 100%

1 Đối với Cacbon

- Cháy hoàn toàn

- Cháy không hoàn toàn

2 Đối với Hidro

3 Đối với Lưu huỳnh

Cháy được và tạo ra nhiệt năng

Đối với nhiên liệu rắn và lỏng

Đối với nhiên liệu rắn và lỏng

Đối với nhiên liệu rắn và lỏng

• Nhiệt năng của nhiện liệu rắn, lỏng (kcal/kgNL)

Đối với nhiên liệu rắn và lỏng

Công thức tính toán SPC ở điều kiện chuẩn

(t=0oC, P=760mmHg)

Đối với nhiên liệu rắn và lỏng

Công thức tính toán lượng khói thải và tải lượng các

chất ô nhiễm trong khói ứng với lượng nhiên liệu tiêu thụ B, kg/h

Đối với nhiên liệu rắn và lỏng

 Đối với lò hơi, lò nung

- Giả sử lượng tổn thất nhiệt cho phép

do cháy không hoàn toàn về cơ học và hoá học là qx%

- Xem SGK

Đối với nhiên liệu khí đốt

• Thành phần: CO2, CO, N2, H2, H2S, O2 và

các hydrocacbon CmHn (chủ yếu là metan)

• Nhiệt năng của nhiên liệu khí:

𝑄𝑝 = 𝑞𝐶𝑂𝐶𝑂𝑝 + 𝑞𝐻2𝐻2𝑝 + 𝑞𝐻2𝑆𝐻2𝑆𝑝

+ 𝑞𝐶𝑚𝐻𝑛𝐶𝑚𝐻𝑛𝑝 + ⋯ Trong đó

q… nhiệt tỏa ra từ các phản ứng cháy của các thành phần tương ứng trong khí đốt, kcal/m3

𝐶𝑂𝑝, 𝐻2𝑝…: thành phần làm việc của khí đốt

theo phần trăm thể tích

Phản ứng cháy, nhiệt lượng toả ra trong quá trình cháy và khối lượng đơn vị

ở điều kiện chuẩn của các thành phần khí trong khí đốt

Phát thải NOx

• Ở nhiệt độ thấp dưới 2000oC lượng NOx

hình thành do nhiên liệu là không đáng kể

• Thực tế vẫn phát hiện được NOx trong khói thải  tính toán bằng công thức thực

nghiệm gần đúng Woolrich cho từng trường hợp:

- Đối với nhiên liệu rắn (than đá)

- Đối với nhiên liệu lỏng (dầu)

- Đối với nhiên liệu khí đốt

Lượng phát thải NOx

Công thức gần đúng Woolrich:

(1) Đối với nhiên liệu R (than đá)

𝑀𝑁𝑂𝑋 = 3,953 10−8 𝑄1,18(2) Đối với nhiên liệu L (dầu)

𝑀𝑁𝑂𝑋 = 1,723 10−3 𝐵1,18(3) Đối với nhiên liệu K (khí đốt thiên nhiên)

𝑀𝑁𝑂𝑋 = 8,356 10−6 (𝑉𝐶)1,18

Q: lượng nhiệt do nhiên liệu toảr a, kcal/h

B: lượng nhiên liệu tiêu thụ, kg/h

C: thành phần cacbon trong khí đốt theo phần trăm khối lượng

Hơi, khí độc hại từ rò rỉ thiết bị

• Khe hở, mối nối của các thiết bị

trong công nghiệp hoá chất, chế

biến dầu mỏ (bình chứa, thiết bị có dung tích, đường ống áp lực )

• Cần xác định độ hở và lượng khí rò

rỉ

Chú ý

Tính toán theo nhiệt độ cao nhất và

nhiệt độ thấp nhất tùy thuộc điều kiện của địa phương đã chọn

Bảng kết quả SPC

STT SPC Nồng độ

(mg/m3)

QCVN tương ứng

Các quy chuẩn liên quan

Chương 3: Tính toán thiết kế các công trình xử lý

3.1 Tính toán và thiết kế thiết bị xử lý bụi

3.2 Tính toán và thiết kế thiết bị xử lý khí

SO2, NO, CO

3.3 Tính toán các công trình phụ trợ

Tính toán dựa trên giáo trình “Ô nhiễm

không khí và xử lý khí thải”

Bản vẽ

1 In trên khổ giấy A1

2 Các bản vẽ phải ghi kích thước,

đúng quy định về bản vẽ kỹ thuật

Đồ án môn học THIẾT KẾ KIỂM SOÁT

Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ

Phạm Nguyệt Ánh E-mail: anhpn@tlu.edu.vn TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI

Khoa Hoá và Môi trường – Bộ môn KT&QLMT

Một số nội dung về Bản vẽ kỹ thuật

(chỉnh sửa theo hướng dẫn của TS Đỗ Thuận An)

Các loại bản vẽ

• Theo bước thiết kế

• Theo vai trò của bản vẽ

• Theo nội dung bản vẽ

• Theo mục đích sử dụng

Theo bước thiết kế

• Bản vẽ quy hoạch: Định hướng quy mô, phạm vi đầu

tư

• Bản vẽ thiết kế cơ sở (Basic design): Lập dự án

(Pre/Feasibility Study), tính khối lượng sơ bộ, khái

toán giá trị gói thầu, xác định tính khả thi

• Bản vẽ thiết kế chi tiết (detailed design): Khối lượng

chi tiết, dự toán công trình, lập hồ sơ mời thầu

• Thiết kế bản vẽ thi công (Construction design):

Tính toán khối lượng, triển khai thi công, theo dõi tiến

độ

• Bản vẽ hoàn công (As-built drawings): xác định khối

lượng thanh quyết toán, lưu trữ tài liệu, quản lý vận

hành bảo dưỡng

Theo nội dung của bản vẽ

Theo nội dung của bản vẽ

• Bản vẽ các công trình đơn vị: các công trình xử

lý trong nhà máy, trạm bơm, hố ga, giếng tách…

• Bản vẽ các chi tiết khác…

Một số tiêu chuẩn về bản vẽ

• TCVN 6085:2012 Tiêu chuẩn quốc gia về Bản vẽ kỹ thuật bản vẽ xây dựng - Nguyên tắc chung để lập bản

vẽ thi công các kết cấu chế tạo sẵn

Hoàn toàn tương đương với ISO 7437:1990

• Tiêu chuẩn viện dẫn:

- TCVN 8, Bản vẽ kỹ thuật - Nguyên tắc chung về biểu diễn;

- TCVN 6084: 20121), Bản vẽ xây dựng - Cách thể hiện đơn giản cốt thép bê tông;

- TCVN 7285 : 2003, Tài liệu kỹ thuật cho sản phẩm - Khổ giấy và cách trình bày tờ giấy vẽ

- TCVN 7286 : 2003, Bản vẽ kỹ thuật - Tỷ lệ;

- TCVN 9260: 20121), Bản vẽ xây dựng - Cách thể hiện

độ sai lệch giới hạn

Một số tiêu chuẩn về bản vẽ

Kích thước bản vẽ

- Tỷ lệ 1:X tỷ lệ thu nhỏ (1:2; 1:5; 1:10; 1:50;

1:100; 1:200; 1:500; 1;1000; 1:5000; 1:10000)

Các nét vẽ thường gặp

Các nét vẽ thường gặp

Thể hiện kích thước

3 12

4

3 2

mặt bằng tổng thể nhà máy, các công trình đơn vị (theo hướng nước chảy, từ trái qua phải), đường ống kỹ thuật, các công trình phụ trợ

Một số ví dụ bản vẽ

Mặt bằng và trắc dọc tuyến ống

Chi tiết hố van, họng cứu hỏa

Sơ đồ P&ID (piping and instrumentation diagrams

Sơ đồ P&ID (piping and instrumentation diagrams

Mặt bằng tổng thể nhà máy

Định vị

Kết nối công trình

Kết nối đường ống kỹ thuật

Kết nối giao thông nội bộ

Kết nối giai đoạn phát triển

Trắc dọc

Mặt bằng đường ống kỹ thuật