thiết kế và tính toán hệ thống khí thải trong xưởng sản xuất bê tông cốt thép

thiết kế và tính toán hệ thống khí thải trong xưởng sản xuất bê tông cốt thép

1 ĐỒ ÁN 19 Thiết kế và tính toán hệ thống khí thải trong xưởng sản xuất bê tông cốt thép. Vị trí các thiết bị Thứ tự Thiết bị 1 Thiết bị 2 Thiết bị 3 Thiết bị 4 Thiết bị 5 Thiết bị 6 Thiết bị 7 19 Máy mài đá Khu làm khuôn Kw hóa chất Máy tiện phôi Lò hơi Lò sấy than Kw hóa chất Thông tin cần thiết cho quá trình tính toán : - Máy mài đá : có nồng độ bụi đá phát sinh 700 mg/m 3 (bụi có đường kính 100 цm) . - Máy tiện phôi : có nồng độ bụi kim loại phát sinh 600 mg/m 3 (bụi có đường kính 120 цm). - 2 KW hóa chất có các dung môi hữu cơ bay hơi (VOC, acetone, benzene,toluene…) gây nguy hại cho sức khỏe người lao động, cần hút và xử lý. - Khu làm khuôn phát sinh bụi mịn (<10 цm) có nồng độ bụi đá phát sinh 700 mg/m 3 . - Lò hơi sử dụng nhiên liệu là dầu F.O có các thông số đi kèm. - Lò sấy than sẽ sử dụng nhiên liệu đốt là than có các thông số đi kèm. - Khí thải sau xử lý đạt QCVN 19/2009-BTNMT. Thông số tính toán cho lò hơi, lò sấy than Nhiên liệu Cp (%) Hp (%) Op (%) Np (%) Sp (%) Ap( %) Wp (%) Dung ẩm d (g/kg) ố ng khói h(m) B(kg/ h) D(m m) Nhi ệ t đ ộ khói T K ( 0 C) Tham cám 65 4.15 2.79 3.16 0.9 16 8 17 15 650 550 130 Dầu FO 78.3 3.15 3.79 2.16 2.6 4 6 17 15 650 550 130 Giả sử : - Xưởng sản xuất Công ty bê tông thép từ ngày 16/1/2007 (sử dụng cột B trong QCVN 19/2009-BTNMT). - Vận tốc tại miệng hút : 2-3 m/s. - Vận tốc trong ống dẫn khí : 10-12m/s. - Chiều cao của nốc phân xưởng 10m. - Chiều cao chụp hút 500m. - Thiết bị xử lý cách bờ tường 1-2m. 2 Chương I : Tính lưu lượng 1. Thiết bị máy mài đá : Có nồng độ bụi đá phát sinh 700 mg/m 3 (bụi có đường kính 100µm) Tiết diện hình chữ nhật của chụp hút : 1500mm X 500mm. cao 1m so với mặt đất Diện tích mặt bằng F = 0,75 m 2 Lưu lượng chụp hút : L = V h .F =1,8.0,75 = 1,35m 3 /s. 2. Khu làm khuôn : Khu làm khuôn phát sinh bụi mịn (<10 цm) . Tiết diện hình chữ nhật của chụp hút : 1250mm X 500mm. cao 1m so với mặt đất Diện tích mặt bằng F = 0,625m 2 Lưu lượng chụp hút : L = V h .F =2.0,625 = 1,25m 3 /s. Máy mài đá khí vaøo 1000 500m 3 3. Kw hóa chất : 2 KW hóa chất có các dung môi hữu cơ bay hơi (VOC, acetone, benzene,toluene…) gây nguy hại cho sức khỏe người lao động, cần hút và xử lý. Đối với KW hoá chất có diện tích mặt bằng là hình thang cân thì chúng ta sẽ đặt tủ hút là hình chữ nhật với chiều dài là đáy lớn của hình thang +20mm và chiều rộng là chiều cao của hình thang +20mm. Đối với diện tích mặt bằng là hình tròn thì tủ hút sẽ có dạng hình vuông với cạnh là đường kính hình tròn +20mm. - Tủ hút đặt cách sàn 1m, cao 2m , chụp hút cao 0,5 m và vận tốc tại cửa hút là 0,2 m/s. Di ệ n tích m ặ t b ằ ng Di ệ n tích t ủ hút Di ệ n tích m ặ t b ằ ng Di ệ n tích t ủ hút 4 Tủ hút cho KW hoá chất tại vị trí 3 trên sơ đồ bản vẽ mặt bằng: Tiết diện chữ nhật của tủ hút là: (3250+40) X (2000 +40)mm =6711600 mm 2 = 6,712m 2 Thể tích làm việc của tủ hút là: (3250+40) X (2000 +40)X 2000 mm = 13,424m 3 . Lưu lượng của chụp hút: L = vF = 0,2 X 6,712 = 1,342 m 3 /s ( vận tốc tại cửa hút v =0,2m/s ). Tủ hút cho KW hoá chất tại vị trí 7 trên sơ đồ mặt bằng: Tiết diện chữ nhật của tủ hút là: (4000+40) x (4000+40) mm = 16,322 m 2 Thể tích làm việc của tủ hút là: (4000+40) x (4000+40) x 2000 mm =32,643 m 3 . Lưu lượng của chụp hút: L = vF = 0.2 x 16,322 = 3,264 m 3 /s 4. Máy tiện phôi: có nồng độ bụi kim loại phát sinh 600 mg/m 3 (bụi có đường kính 120µm). Tiết diện hình chữ nhật của chụp hút : 1500mm X 500mm. cao 1m so với mặt đất Diện tích mặt bằng F = 0,75 m 2 Lưu lượng chụp hút : L = V h .F =1,8.0,75 = 1,35m 3 /s. 5. Lò hơi (dầu FO) : Nhiệt năng của nhiên liệu theo công thức Mendeleev (12.7) : Q p = 81 *65 + 246 *4.15– 26 * (2.79 - 0.9) – 6 * 8= 6188,76 kcal/kgNL Máy tiện phôi khí vaøo 1000 mm 500 5 TT Đại lượng tính toán Ký hiệu Công thức tính toán Giá trị Đơn vị 1 Lượng không khí khô lý thuyết cần cho quá trình cháy V 0 V 0 =0,089C p +0,264H p - 0,0333(O p -S p ) 7,761 M 3 chuẩn/kgNL 2 Lượng không kkhí ẩm lý thuyết cần cho quá trình cháy (ở t=30 0 C, φ=65%→d=17g/kg) V a V a =(1+0,0016d)V 0 7,972 nt 3 Lượng không khí ẩm thực tế với hệ số thừa không khí α =1,4 V t V t =αV a =1,4. 7,972 11,161 nt 4 Lượng SO 2 trong sản phẩm cháy V SO2 V SO2 =0,683.10 - 2 S p 1,78.10 - 2 nt 5 Lượng khí CO trong SPC với hệ số cháy không hoàn toàn về hóa học và cơ học η=0,025 V CO V CO =1,865.10 - 2 ηC p 0.0365 nt 6 Lượng khí CO 2 trong SPC V CO2 V CO2 =1,865.10 - 2 (1-η)C p 1,424 nt 7 Lượng hơi nước trong SPC V H2O V H2O =0,111H P +0,0124 W P +0,0016dV t 0,728 nt 8 Lượng khí N 2 trog SPC V N2 V N2 =0,8.10 - 2 N P +0,79V t 8,834 nt 9 Lượng khí O 2 trong không khí thừa V O2 V O2 =0,21(α-1)V a 0,67 nt 10 Lượng SPC tổng cộng V SPC V SPC = V SO2 + V CO + V CO2 + V H2O + V N2 +V N2 11,71 nt 6 Tính toán nồng độ chất ô nhiễm tại miệng ống khói TT Đại lượng tính toán Ký hiệu Công thức Giá trị Đơn vị 1 Lượng khói (SPC)ở điều kiện chuẩn t=0 0 C;P=760mmHg L C L C =V SPC .B/3600 2,114 M 3 /s 2 Lượng khói (SPC)ở điều kiện thực tế t khói 0 C L T L T =L C (273+t khói )/273 3,121 M 3 /s 3 Lượng khí SO 2 với γ SO2 =2,926kg/m 3 chuẩn M SO2 M SO2 =(10 3 V SO2. B.γ SO2 )/3600 9,404 g/s 4 Lượng khí CO với γ CO =1,25kg/m 3 chuẩn M CO M CO =(10 3 V CO. B.γ CO )/3600 8,238 g/s 5 Lượng khí CO 2 với γ CO2 =1,977kg/m 3 chuẩn M CO2 M CO2 =(10 3 V CO2 B.γ CO2 )/3600 508,308 g/s 6 Lượng tro bụi với hệ số tro bay theo khói α=0,5 M bụi M bụi =10.α.A P .B/3600 3,611 g/s 7 Lượng khí NO x M NOx M Nox =1,723.10 3 .B 1.18 /3600 998.207 mg/s C maxNOx =M Nox /L T =319.836 mg/m 3 C maxSO2 =M SO2 /L T =9,404/3,121= 3,013g/m 3 =3013 mg/ m 3 C maxCO =M CO /L T = 8,238/3,121= 2,64 g/m 3 =2640 mg/ m 3 C maxCO2 =M CO2 /L T =508,308/3,121=162,867 g/m 3 =162867 mg/ m 3 C maxbui =M bụi /L T =3,611/3,121=1,157 g/m 3 =1157 mg/ m 3 - So sánh nồng độ Cmax các chất S02, C0, C02, bụi với QCVN 19/2009-BTNMT (ở đây ta so sánh với cột B). 7 TT Loại chất thải C max (mg/m 3 ) Giới hạn cho phép mg/m 3 đối với loại cơ sở sản xuất A B 1 Khí SO 2 3013 1500 500 2 Khí CO 2640 1000 1000 3 Khí CO 2 162867 Không quy định trong tiêu chuẩn Không quy định trong tiêu chuẩn 4 Bụi khói 1157 400 200 6. Lò sấy than (than cám): Nhiệt năng của nhiên liệu theo công thức Mendeleev (12.7): Q p = 81 *65 + 246 *4.15– 26 * (2.79 - 0.9) – 6 * 8= 6188,76 kcal/kgNL TT Đại lượng tính toán Ký hiệu Công thức tính toán Giá trị Đơn vị 1 Lượng không khí khô lý thuyết cần cho quá trình cháy V 0 V 0 =0,089C p +0,264H p - 0,0333(O p -S p ) 6,818 M 3 chuẩn/k gNL 2 Lượng không kkhí ẩm lý thuyết cần cho quá trình cháy (ở t=30 0 C, φ=65%→d=17g/kg) V a V a =(1+0,0016d)V 0 7,003 nt 3 Lượng không khí ẩm thực tế với hệ số thừa không khí α =1,4 V t V t =αV a 9,804 nt 4 Lượng SO 2 trong sản phẩm cháy V SO2 V SO2 =0,683.10 - 2 S p 6,147.1 0 -3 nt 5 Lượng khí CO trong SPC với hệ số cháy không hoàn toàn về V CO V CO =1,865.10 - 2 ηC p 0,03 nt 8 hóa học và cơ học η=0,025 6 Lượng khí CO 2 trong SPC V CO2 V CO2 =1,865.10 - 2 (1-η)C p 1,212 nt 7 Lượng hơi nước trong SPC V H2O V H2O =0,111H P +0,0124W P +0,0016dV t 0,827 nt 8 Lượng khí N 2 trog SPC V N2 V N2 =0,8.10 - 2 N P +0,79V t 7,77 nt 9 Lượng khí O 2 trong không khí thừa w V O2 V O2 =0,21(α-1)V a 0,588 nt 10 Lượng SPC tổng cộng V SPC V SPC = V SO2 + V CO + V CO2 + V H2O + V N2 +V N2 10,488 nt Tính toán nồng độ chất ô nhiễm tại miệng ống khói tt  Đại lượng tính toán Ký hiệu Công thức Giá trị Đơn vị 1 Lượng khói (SPC)ở điều kiện chuẩn t=0 0 C;P=760mmHg L C L C =V SPC .B/3600 1,894 M 3 /s 2 Lượng khói (SPC)ở điều kiện thực tế t khói 0 C L T L T =L C (273+t khói )/273 2,796 M 3 /s 3 Lượng khí SO 2 với γ SO2 =2,926kg/m 3 chuẩn M SO2 M SO2 =(10 3 V SO2. B.γ SO2 )/3600 3,247 g/s 4 Lượng khí CO với γ CO =1,25kg/m 3 chuẩn M CO M CO =(10 3 V CO. B.γ CO )/3600 6,771 g/s 5 Lượng khí CO 2 với γ CO2 =1,977kg/m 3 chuẩn M CO2 M CO2 =(10 3 V CO2 B.γ CO2 )/3600 432,634 g/s 6 Lượng tro bụi với hệ số tro bay theo khói α=0,5 M bụi M bụi =10.α.A P .B/3600 14,444 g/s 7 Lượng khí NO x M NOx M Nox =3,953.10 - 2 .Q 1,18 /3600 0,327 mg/s 9 C maxNOx =M Nox /L T =0,117 mg/m 3 C maxSO2 =M SO2 /L T = 1161mg/ m 3 C maxCO =M CO /L T = 2422mg/ m 3 C maxCO2 =M CO2 /L T = 154733mg/ m 3 C maxbui =M bụi /L T = 5165mg/ m 3 TT Loại chất thải C max (mg/m 3 ) Giới hạn cho phép mg/m 3 đối với loại cơ sở sản xuất A B 1 Khí SO 2 1161 1500 500 2 Khí CO 2422 1000 1000 3 Khí CO 2 154733 Không quy định trong tiêu chuẩn Không quy định trong tiêu chuẩn 4 Bụi khói 5165 400 200 10 Chương II : Vạch tuyến ống [...]... vật liệu hấp phụ là than hoạt tính Trước hết cần hiểu rõ bản chất của quá trình hấp phụ Hấp phụ là một quá trình phân ly khí dựa trên ái lực của một số chất rắn đối với một số loại khí có mặt trong hỗn hợp khí nói chung và trong khí thải nói riêng, trong quá trình đó thì các phân tử chất khí ô nhiễm trong khí thải bị giữ lại trên bề mặt của vật liệu rắn, Quan trọng nhất trong quá trình này chính là... (mg/m3) Loại chất thải QCVN loại B TT 1 Khí SO2 1161 500 2 Khí CO 2422 1000 3 Khí CO2 154733 Không quy định trong tiêu chuẩn 4 Bụi khói 5165 200 Khi trộn chung khí thải từ lò sấy than và lò đốt dầu FO, ta có nồng độ các khí thải như bảng sau: ∑ Sử dụng công thức : Cmax = ∑ = Loại chất thải ∗ ∗ Cmax (mg/m3) QCVN loại B TT 1 Khí SO2 2138 500 2 Khí CO 2537 1000 3 Khí CO2 159023 Không quy định trong tiêu chuẩn... 2: Nồng độ C của bụi và các chất vô cơ làm cơ sở tính nồng độ tối đa cho phép trong khí thải công nghiệp QCVN 19:2009/BTNMT Nồng độ C (mg/Nm3) TT Thông số A B 1 Bụi tổng 400 200 2 Bụi chứa silic 50 50 3 Amoniac và các hợp chất amoni 76 50 4 Antimon và hợp chất, tính theo Sb 20 10 5 Asen và các hợp chất, tính theo As 20 10 6 Cadmi và hợp chất, tính theo Cd 20 5 7 Chì và hợp chất, tính theo Pb 10 5 8... chuẩn kỹ thuật Quốc gia về khí thải công nghiệp đối với bụi và các chất vô cơ QCVN 19/2009-BTNMT: Theo giả thuyết và tính toán ta có Kv = 1, Kp = 1 Cmax = C * Kv * Kp Vậy giới hạn tối đa cho phép của bụi và các chất vô cơ trong khí thải công nghiệp (loại B): Bụi 200 B Nhà máy, cơ sở thuộc loại B có nồng độ phát thải bụi vượt quá tiêu chuẩn là khỏang 3,5 lần - Yêu cầu của hệ thống xử lý là (600-200)/600... ( khu lò hơi và lò than ): Khí thải ra từ lò hơi đốt dầu FO, có những tính chất và thành phần sau đây: -Nhiệt độ khói thải: 1300C -Dưới đây là bảng liệt kê các loại khí thải cần phải xử lý theo qui định của QCVN 19/2008 – BTNMT Đối với lò đốt dầu FO: lưu lượng L =3,121m3/h Loại chất thải Cmax (mg/m3) QCVN loại B TT 1 Khí SO2 3013 500 2 Khí CO 2640 1000 3 Khí CO2 162867 Không quy định trong tiêu chuẩn... , , = 3,8kW Trong đó: K: hệ số dự trữ Đối với quạt li tâm có cánh uốn cong ra trước thì có thể lấy K = 1.1-1.15 Đối với quạt li tâm có cánh uốn cong ra sau và quạt trục : K = 1.05-1.1 η : hiệu suất của động cơ Tính toán thiết bị  Chọn xiclon : chọn xiclon liot (tính toán và hình vẽ như thiết bị máy mài đá ) Lưu lượng L =4500m3/h và vận tốc v=12m/s Tra bảng.Suy ra Đường kính ống dẫn khí vào: d= 0,345m... bền cơ học cần thiết Đề xuất công nghệ xử lý: Khí thải Tháp hấp phụ bằng than hoạt tính ống khói Quạt hút Chọn quạt : Tổn thất áp suất toàn hệ thống = tổn thất áp lực đoạn ống + tổn thất áp lực thiết bị + tổn thất đoạn ống nối thiết bị với nhau 23 Tổn thất áp lực đoạn ống : 37,5kG/m2 Tổn thất áp lực thiết bị tháp hấp thụ :80kG/m2 Tra bảng phụ lục 5 Chọn quạt ly tâm : Ц Π 7 - 40 NΩ 8 Phệ thống= 37,5+... chuẩn kỹ thuật Quốc gia về khí thải công nghiệp đối với bụi và các chất vô cơ QCVN 19/2009-BTNMT: Theo giả thuyết và tính toán ta có Kv = 1, Kp = 1 Cmax = C * Kv * Kp Vậy giới hạn tối đa cho phép của bụi và các chất vô cơ trong khí thải công nghiệp (loại B): Bụi 200 B Nhà máy, cơ sở thuộc loại B có nồng độ phát thải bụi vượt quá tiêu chuẩn là khỏang 3,5 lần Quy trình công nghệ : Xyclon li-ot lọc bụi... của tháp hấp thụ là: ∆P = 50kG/m2 (Cho rằng tổn thất đường ống nối các thiết bị so với toàn hệ thống là không đáng kể) Vậy tổn thất áp suất trên toàn hệ thống xử lý (hệ thống đường ống + thiết bị xử lý): ∆P =128 + 80 + 70 + 50 = 328(kG/m2) Vì lưu lượng khí thải lớn nên ta chọn hai quạt mắc song song nhau Tra bảng phụ lục 5 Phệ thống =128 + 80 + 70 + 50 =328(kG/m2) Chọn quạt ly tâm : Ц Π.7-40 NΩ 6... lưu lượng 4860 m3/h và nồng độ bụi 700mg/m3 16 - Đối chiếu với Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về khí thải công nghiệp đối với bụi và các chất vô cơ QCVN 19/2009-BTNMT: Theo giả thuyết và tính toán ta có Kv = 1, Kp = 1 Cmax = C * Kv * Kp Vậy giới hạn tối đa cho phép của bụi và các chất vô cơ trong khí thải công nghiệp (loại B): Bụi 200 B Nhà máy, cơ sở thuộc loại B có nồng độ phát thải bụi vượt quá tiêu . ĐỒ ÁN 19 Thiết kế và tính toán hệ thống khí thải trong xưởng sản xuất bê tông cốt thép. Vị trí các thiết bị Thứ tự Thiết bị 1 Thiết bị 2 Thiết bị 3 Thiết bị 4 Thiết bị 5 Thiết bị 6 Thiết bị. 130 Giả sử : - Xưởng sản xuất Công ty bê tông thép từ ngày 16/1/2007 (sử dụng cột B trong QCVN 19/2009-BTNMT). - Vận tốc tại miệng hút : 2-3 m/s. - Vận tốc trong ống dẫn khí : 10-12m/s. -. Loại chất thải C max (mg/m 3 ) Giới hạn cho phép mg/m 3 đối với loại cơ sở sản xuất A B 1 Khí SO 2 3013 1500 500 2 Khí CO 2640 1000 1000 3 Khí CO 2 162867 Không quy định trong tiêu