Đang tải... (xem toàn văn)
Xử lý khí thải lò hơi đốt dầu FO bằng các biện pháp và công nghệ thích hợp nhằm giảm tải các thành phần ô nhiễm ảnh hưởng chất lượng môi trường và xã hội.. Đối với dòng khí thải từ lò hơ
GVHD: Ths Phan Xuân Thạnh Đồ án môn học Kỹ thuật xử lý khí thải LỜI CẢM ƠN Trong quá trình thực hiện đồ án môn học, bên cạnh sự nỗ lực của bản thân, chúng em đã nhận được rất nhiều sự quan tâm và giúp đỡ từ Thầy Cô Chúng em xin gửi lời biết ơn sâu sắc đến thấy ThS Phan Xuân Thạnh đã hết lòng hướng dẫn và giúp đỡ cho chúng em hoàn thành đồ án môn học này Xin chân thành cảm ơn các Thầy, Cô của Khoa Môi trường, Trường Đại học Bách Khoa Thành phố Hồ Chí Minh đã truyền đạt kiến thức, kinh nghiệm và những góp ý cho chúng em trong quá trình học tập TP Hồ Chí Minh, Ngày 7 tháng 7 năm 2020 TRẦN THỊ NGỌC HÂN PHAN TRUNG HIẾU Trần Thị Ngọc Hân 1711244 Phan Trung Hiếu 1711306 i GVHD: Ths Phan Xuân Thạnh Đồ án môn học Kỹ thuật xử lý khí thải LỜI NÓI ĐẦU Trong khi nền công nghiệp ngày càng phát triển, nhiều ngành công nghiệp như nhà máy sản xuất, chế tạo, xây dựng và khai thác không ngừng có bước tiến quan trọng và đưa ra nhiều sản phẩm vượt trội thì môi trường đang đứng trước nguy cơ ô nhiễm nghiêm trọng Xử lý khí thải lò hơi đốt dầu FO bằng các biện pháp và công nghệ thích hợp nhằm giảm tải các thành phần ô nhiễm ảnh hưởng chất lượng môi trường và xã hội Ngày nay, khi rất nhiều khu công nghiệp mới ra đời, xử lý khí thải là vấn đề rất đáng quan tâm và đôi khi tốn khá nhiều chi phí nếu không được đầu tư hiệu quả Hệ thống xử lý khí thải cần đáp ứng nhiều yêu cầu, trong đó yếu tố quan trọng nhất là phải đảm bảo sau khi xử lý xong nồng độ khí hạ thấp xuống mức quy chuẩn cho phép Bên cạnh đó, hệ thống xử lý khí thải cần đảm bảo tiết kiệm chi phí, dễ thi công, lắp đặt và vận hành Đối với dòng khí thải từ lò hơi này do yêu cầu hiệu suất xử lý đạt 90% và trong hỗn hợp khí chỉ chứa thành phần ô nhiễm chính là SO2 nên ta chọn: - Phương pháp xử lý là phương pháp hấp thụ vì phương pháp này có hiệu suất xử lý cao; thiết bị nhỏ gọn dễ chế tạo, dễ vận hành cũng như sửa chữa bảo trì; trở lực thiết bị thấp, hoạt động tốt trong môi trường ăn mòn và dễ điều chỉnh cho phù hợp khi có sự thay đổi về nồng độ chất thải - Dung dịch hấp thụ là dung dịch Ca(OH)2 vì chất thải thứ thải thứ cấp có thể đưa về dạng thạch cao CaSO4 không gây nhiễm thứ cấp cho nguồn nước và có thể tách ra khỏi nước đem chôn lấp an toàn; đây là loại dung dịch rẻ tiền, dễ kiếm; tính ăn mòn thiết bị yếu ít gây nguy hại cho thiết bị xử lý, dung dịch này ngoài nhiệm vụ hấp thụ SO2 còn có tác dụng làm nguội khí thải đáp ứng yêu cầu tiêu chuẩn về nhiệt độ khí thải đầu ra của ống khói - Tháp hấp thụ là tháp mâm xuyên lỗ vì thiết bị này tạo được bề mặt tiếp xúc lớn nên tháp có kích thước nhỏ, lợi về kinh tế; tháp mâm xuyên lỗ chế tạo đơn giản, vệ sinh dễ dàng, trở lực thấp hơn so với tháp mâm chóp, ít tốn kim loại Trần Thị Ngọc Hân 1711244 Phan Trung Hiếu 1711306 ii GVHD: Ths Phan Xuân Thạnh Đồ án môn học Kỹ thuật xử lý khí thải MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i LỜI NÓI ĐẦU ii KÝ HIỆU – VIẾT TẮT v DANH MỤC HÌNH ẢNH vi DANH MỤC BẢNG BIỂU .vii CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 1 1.1 Nồi hơi 1 1.1.1 Khái niệm 1 1.1.2 Công dụng 1 1.2 Dầu FO 1 1.2.1 Giới thiệu 1 1.2.2 Công dụng 2 1.3 Chất ô nhiễm khí thải SO2 2 1.3.1 Tính chất của SO2 2 1.3.2 Các nguồn phát thải SO2 2 1.3.3 Tác hại của khí thải SO2 3 CHƯƠNG II: CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ 4 CHƯƠNG III: ĐỀ XUẤT VÀ THUYẾT MINH QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ 9 CHƯƠNG IV: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ THIẾT BỊ 13 4.1 Dòng khí: 13 4.2 Dung môi hấp thụ………………………………………………………………….17 4.3 Xác định đường kính của mâm 23 4.4 Tính toán thiết kế chi tiết tháp mâm xuyên lỗ 26 4.5 Tính cơ khí 31 4.5.1 Chiều dày thân tháp 31 4.5.2 Nắp và đáy tháp 34 4.5.3 Ống dẫn nạp tháo liệu 35 4.5.4 Tính bích 37 4.5.5 Khối lượng tháp 38 Trần Thị Ngọc Hân 1711244 Phan Trung Hiếu 1711306 iii GVHD: Ths Phan Xuân Thạnh Đồ án môn học Kỹ thuật xử lý khí thải 4.5.6 Chân đỡ 41 4.5.7 Tai treo 42 4.6 Tính các thiết bị phụ trợ 43 4.6.1 Bơm 43 4.6.2 Quạt 44 4.6.3 Ống khói 45 TÀI LIỆU THAM KHẢO 46 Trần Thị Ngọc Hân 1711244 Phan Trung Hiếu 1711306 iv GVHD: Ths Phan Xuân Thạnh Đồ án môn học Kỹ thuật xử lý khí thải KÝ HIỆU – VIẾT TẮT QCVN: Qui chuẩn Việt Nam BTNMT: Bộ Tài nguyên môi trường Cbụi: Nồng độ bụi CSO2: Nồng độ khí SO2 𝐿𝑚𝑖𝑛:Lưu lượng pha lỏng nhỏ nhất 𝐿𝑡𝑟𝑜:Lưu lượng pha lỏng trơ 𝐺𝑡𝑟𝑜:Lưu lượng pha khí trơ Trần Thị Ngọc Hân 1711244 Phan Trung Hiếu 1711306 v GVHD: Ths Phan Xuân Thạnh Đồ án môn học Kỹ thuật xử lý khí thải DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 2.1: Hấp thu SO2 bằng nước Hình 2.2: Hấp thu SO2 bằng dung dịch Ca(OH)2 Hình 2.3: Hấp thu SO2 bằng dung dịch CaCO3 Hình 2.4: Hấp phụ SO2 bằng than hoạt tính Hình 3.1: Sơ đồ qui trình công nghệ Hình 3.2: Sơ đồ sự thay đổi nồng độ SO2 Hình 4.1: Đường cân bằng và đường làm việc Hình 4.2: Mối quan hệ của khoảng cách giữa các mâm và hệ số hiệu chỉnh đường kính mâm Hình 4.3: Thiết bị sủi bọt hạ tầng Hình 4.4: Những số liệu cơ bản của để chọn thiết bị sủi bọt hai tầng Hình 4.5: Cấu tạo chân đỡ Hình 4.6: Cấu tạo tai treo Trần Thị Ngọc Hân 1711244 Phan Trung Hiếu 1711306 vi GVHD: Ths Phan Xuân Thạnh Đồ án môn học Kỹ thuật xử lý khí thải DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 4.1: Số liệu lập đường cân bằng Bảng 4.2: Thông số khoảng cách giữa các mâm, hệ số kinh nghiệm Bảng 4.3: Số liệu phương trình làm việc Bảng 4.4: Thông số nắp và đáy tháp Bảng 4.5: Thông số ống dẫn nạp liệu Bảng 4.6: Thông số ống dẫn khí ra Bảng 4.7: Thông số ống dẫn lỏng vào và ra Bảng 4.8: Thông số bích Bảng 4.9: Thông số chân đỡ Bảng 4.10: Thông số tai treo Trần Thị Ngọc Hân 1711244 Phan Trung Hiếu 1711306 vii GVHD: Ths Phan Xuân Thạnh Đồ án môn học Kỹ thuật xử lý khí thải CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 1.1 Nồi hơi 1.1.1 Khái niệm Nồi hơi là thiết bị sử dụng các nhiên liệu như (than, củi, trấu, dầu FO…) để có thể đun sôi nước tạo thành hơi nước mang nhiệt để có thể phục vụ cho nhu cầu về nhiệt trong lĩnh vực công nghiệp như giặt là khô, sấy gỗ, sấy quần áo … Tùy theo mục đích sử dụng mà tạo ra nguồn hơi có nhiệt độ và áp suất phù hợp đủ để đáp ứng nhu cầu Để vận chuyển nguồn năng lượng có nhiệt độ và áp suất cao này người ta sử dụng các ống chịu được nhiệt và chịu được áp suất cao chuyên dùng cho nồi hơi 1.1.2 Công dụng Nồi hơi công nghiệp để làm nguồn cung cấp nhiệt và cung cấp hơi, dẫn nguồn nhiệt, nguồn hơi đến với các hệ thống máy móc cần sử dụng Nồi hơi được sử dụng nhiều trong hầu hết các ngành công nghiệp, mỗi ngành đều có nhu cầu sử dụng nhiệt ở mức độ và công suất khác nhau 1.2 Dầu FO 1.2.1 Giới thiệu Dầu FO còn được gọi là dầu nhiên liệu hay dầu Mazut, là phân đoạn nặng thu được khi chưng cất dầu thô parafin và asphalt ở áp suất khí quyển và trong chân không.Các dầu FO có điểm sôi cao Trong kĩ thuật đôi khi người ta còn chia thành dầu FO nhẹ và FO nặng.Vì thế,các đặc trưng hoá học của dầu mazut có những thay đổi đáng kể nhưng không phải tất cả các đặc trưng này ảnh hưởng tới việc sử dụng chúng làm nhiên liệu và các kỹ thuật sử dụng để đạt hiệu quả cao Dầu FO được sử dụng làm nhiên liệu đốt lò trong công nghiệp nồi hơi, lò nung, lò đốt dạng bay hơi, dạng ống khói hoặc cho các loại động cơ đốt trong của tàu biển, Trần Thị Ngọc Hân 1711244 Phan Trung Hiếu 1711306 1 GVHD: Ths Phan Xuân Thạnh Đồ án môn học Kỹ thuật xử lý khí thải 1.2.2 Công dụng Dầu FO được sử dụng làm nhiên liệu đốt lò trong công nghiệp nồi hơi, lò nung, lò đốt dạng bay hơi, dạng ống khói hoặc cho các loại động cơ đốt trong của tàu biển 1.3 Chất ô nhiễm khí thải SO2 1.3.1 Tính chất của SO2 Lưu huỳnh là thành phần không thể thiếu trong dầu FO, khi nảy sinh ra SO2 và gây ra 99% tình trạng ăn mòn thiết bị và kim loại.Là chất khí vô cơ không màu, có mùi hắc, do có mùi hắc nên có tác hại rất lớn tới hệ hô hấp nếu như tiếp xúc quá lâu trong môi trường SO2.SO2 nặng hơn không khí(MSO2=64>Mkk=29).Điểm nóng chảy của nó là -72,4oC và điểm sôi là -10oC.Tính chất hóa học đặc trưng nhất của SO2: là khả năng làm đục nước vôi trong(Ca(OH)2) và dung dịch nước Brom(Br2) Nguồn phát thải SO2 là từ các hoạt động đốt nguyên liệu hằng ngày( than đá, khí, gỗ và các chất hữu cơ như phân khô, rơm, rác…), đặc biệt là hoạt động của các nhà máy công nghiệp, phát thải ra lượng SO2 rất lớn 1.3.2 Các nguồn phát thải SO2 Khí SO2 sinh ra do đốt cháy các nguyên tử lưu huỳnh hay hợp chất của lưu huỳnh Ví dụ: các hợp chất hữu cơ chứa lưu huỳnh trong than, dầu mỏ, quặng Pirit (FS2) , hơi đốt chứa nhiều khí H2S , các quặng sunfua Khí SO2 là loại chất gây ô nhiễm phổ biến nhất trong sản xuất công nghiệp và sinh hoạt Nguồn thải SO2 chủ yếu từ:Các nhà máy nhiệt điện; các lò nung , nồi hơi đốt bằng nhiên liệu than đá, khí đốt, dầu hoả và khí đốt có chứa lưu huỳnh; SO2 sinh ra từ các ngành sản xuất công nghiệp, nhà máy luyện kim, lò nung , nhà máy sản xuất H2SO4 ; khí thải giao thông Trần Thị Ngọc Hân 1711244 Phan Trung Hiếu 1711306 2 GVHD: Ths Phan Xuân Thạnh Đồ án môn học Kỹ thuật xử lý khí thải 1.3.3 Tác hại của khí thải SO2 Khí SO2, SO3 gọi chung là SOx, là những khí thuộc loại độc hại không chỉ đối với sức khoẻ con người, động thực vật, mà còn tác động lên các vật liệu xây dựng, các công trình kiến trúc, là một trong những chất gây ô nhiễm môi trường Khi gặp H2O, SO3 kết hợp với nước tạo thành H2SO4 Đây chính là nguyên nhân tạo ra các cơn mưa acid mưa axit ăn mòn các công trình, làm cho thực vật, động vật bị chết hoặc chậm phát triển, biến đất đai thành vùng hoang mạc Khí SO2 gây ra các bệnh viêm phổi, mắt, da Nếu H2SO4 có trong nước mưa với nồng độ cao làm bỏng da người hay làm mục nát quần áo Trần Thị Ngọc Hân 1711244 Phan Trung Hiếu 1711306 3