Đồ án Thiết kế công trình xử lý khí SO2 trong khí thải của lò hơi

Đồ án Mơn học: Kỹ thuật Xử lý Khí thải Đề xuất, thiết kế cơng trình xử lý khí SO khí thải lò có thơng sau: Q = 5.500m3/h, nồng độ SO2 đầu vào = 2400 mg/m3, nhiệt độ T = 210oC MỤC LỤC Nhiệm vụ đồ án Lời mở đầu i Lời cảm ơn iii Nhận xét GVHD iv Nhận xét GVPB v SVTH: Vũ Thị Tuyết Mai – 0510020190 GVHD: TS Nguyễn Xn Trường Đồ án Mơn học: Kỹ thuật Xử lý Khí thải Đề xuất, thiết kế cơng trình xử lý khí SO khí thải lò có thơng sau: Q = 5.500m3/h, nồng độ SO2 đầu vào = 2400 mg/m3, nhiệt độ T = 210oC SVTH: Vũ Thị Tuyết Mai – 0510020190 GVHD: TS Nguyễn Xn Trường Đồ án Mơn học: Kỹ thuật Xử lý Khí thải Đề xuất, thiết kế cơng trình xử lý khí SO khí thải lò có thơng sau: Q = 5.500m3/h, nồng độ SO2 đầu vào = 2400 mg/m3, nhiệt độ T = 210oC DANH MỤC HÌNH SVTH: Vũ Thị Tuyết Mai – 0510020190 GVHD: TS Nguyễn Xn Trường Đồ án Mơn học: Kỹ thuật Xử lý Khí thải Đề xuất, thiết kế cơng trình xử lý khí SO khí thải lò có thơng sau: Q = 5.500m3/h, nồng độ SO2 đầu vào = 2400 mg/m3, nhiệt độ T = 210oC DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT HTXL: Hệ thống xử lý QCVN: Quy chuẩn Việt Nam BTNMT: Bộ tài ngun mơi trường SVTH: Vũ Thị Tuyết Mai – 0510020190 GVHD: TS Nguyễn Xn Trường Đồ án Mơn học: Kỹ thuật Xử lý Khí thải Đề xuất, thiết kế cơng trình xử lý khí SO khí thải lò có thơng sau: Q = 5.500m3/h, nồng độ SO2 đầu vào = 2400 mg/m3, nhiệt độ T = 210oC Chương 1: TỔNG QUAN VỀ KHÍ THẢI SO2 TRONG LỊ HƠI 1.1: Khái qt khí thải lò 1.1.1: Khái qt lò hơi: Lò nguồn cung cấp nhiệt phổ biến nhiều loại hình cơng nghệ, thường gặp cơng đoạn sấy, gia nhiệt định hình, gia nhiệt cho phản ứng hóa học, làm chín thực phẩm, khử trùng…Trong nhiều ngành sản xuất, lò thiết bị khơng thể khơng có − Lò cấp nhiệt từ nhiều nguồn khác Ở lò cơng suất nhỏ thường cấp nhiệt điện, số lò đại dùng nhiên liệu khí đốt hóa lỏng (gas-LPG) kèm theo hệ thống điều chỉnh tự động Với lò “sạch” thường khơng có vấn đề mặt khói bụi thải Tuy nhiên, thường gặp sở tiểu thủ cơng nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh lò dùng nhiên liệu đốt lò gỗ củi, than đá dầu F.O Các sản phẩm cháy việc đốt nhiên liệu thải vào khơng khí thường ngun nhân dẫn đến tình trạng nhiễm mơi trường − 1.1.2: Đặc điểm khí thải từ lò hơi: Đặc điểm khói thải loại lò khác nhau, tùy theo loại nhiên liệu sử dụng SO2 chủ yếu sinh q trình đốt nhiên liệu than đá dầu F.O  Đặc điểm khói thải lò đốt than đá Khí thải lò đốt than chủ yếu mang bụi, CO 2, CO, SO2,SO3, NOx …do thành phần hóa chất có than kết hợp với ơxy q trình cháy tạo nên − Hàm lượng lưu huỳnh than khoảng 0,5% nên khí thải có SO2 với nồng độ khoảng 1333mg/m3  Đặc điểm khói thải lò đốt dầu F.O − Khí thải lò đốt dầu F.O thường có chất sau: CO 2, CO, SO2,SO3, NOx, nước… Ngồi có hàm lượng nhỏ tro hạt tro nhỏ trộn lẫn với dầu cháy khơng hết tồn dạng sol khí mà ta thường gọi mồ hóng Bảng 1: Nồng độ chất khí thải lò đốt dầu F.O Chất gây nhiễm SO2 SO3 CO SVTH: Vũ Thị Tuyết Mai – 0510020190 GVHD: TS Nguyễn Xn Trường Nồng độ (mg/m3) 5217 - 7000 50 Đồ án Mơn học: Kỹ thuật Xử lý Khí thải Đề xuất, thiết kế cơng trình xử lý khí SO khí thải lò có thơng sau: Q = 5.500m3/h, nồng độ SO2 đầu vào = 2400 mg/m3, nhiệt độ T = 210oC Tro bụi Hơi dầu NOx 280 0,4 428 ( Trích Sổ tay hướng dẫn xử lý nhiễm mơi trường sản xuất tiểu thủ cơng nghiệp – Xử lý khói lò – Sở Khoa học, Cơng nghệ mơi trường Tp.HCM ) Bảng 2: Các chất nhiễm khói thải lò Loại lò Chất nhiễm Lò đốt củi Khói + tro bụi + CO + CO2 Lò đốt than đá Khói + tro bụi + CO + CO2 + SO2 + SO3 + NOx Lò đốt dầu F.O Khói + tro bụi + CO + CO2 + SO2 + SO3 + NOx ( Trích Sổ tay hướng dẫn xử lý nhiễm mơi trường sản xuất tiểu thủ cơng nghiệp – Xử lý khói lò – Sở Khoa học, Cơng nghệ mơi trường Tp.HCM ) 1.2: Sơ lược tính chất SO2: SO2 loại chất ô nhiễm biến sản xuất công nghiệp nh sinh hoạt người 1.2.1: Tính axít − SO2 loại thể khí không màu, có mùi chua sốc có tính kích thích mạnh − SO2 có phân tử lượng 64, nặng không khí, tỷ trọng 2,26 dễ hoà tan nước, dung dòch rượu metylic (CH3OH) rượu etylic (C2H5OH) loại este − Làm giấy quỳ hoá xanh − Ở 200oC, thể tích nước hoà tan 40 thể tích khí SO 2, hoà tan nước phần khí kết hợp với nước để tạo thành axit sunphurơ SO2 + − H2O ↔ H+ + HSO-3 Tan dung dich kiềm SO2 + OH- ↔ 0H- + HSO-3 1.2.2: Tính kiềm − Làm màu giấy tẩm dung dòch KmnO4, I2 SO2 + I2 + 2H2O SVTH: Vũ Thị Tuyết Mai – 0510020190 GVHD: TS Nguyễn Xn Trường ↔ H2SO4 + 2HI Đồ án Mơn học: Kỹ thuật Xử lý Khí thải Đề xuất, thiết kế cơng trình xử lý khí SO khí thải lò có thơng sau: Q = 5.500m3/h, nồng độ SO2 đầu vào = 2400 mg/m3, nhiệt độ T = 210oC SO2 + 2KMnO4 + 3H2O ↔ K2O + 2MnO2 + H2SO4 − Tác dụng với Cl2 SO2 + Cl2 ↔ SO2Cl2 − Tác dụng với O2 SO2 + H2O2 ↔ SO3 1.3: Tác hại hoạt tính SO2: Khí SO2 loại khí khơng màu, khơng cháy, có vị hăng cay Do q trình quang hóa hay xúc tác, khí SO2 dễ dàng bị oxy hóa biến thành SO3 khí − Khí SO2 loại khí độc hại khơng sức khỏe người, động thực vật mà ảnh hưởng nghiêm trọng đến mơi trường  Đối với sức khỏe người − SO2 chất có tính kích thích, nồng độ định gây co giật trơn khí quản Ở nồng độ lớn gây tăng tiết dịch niêm mạc đường khí quản Khi tiếp xúc với mắt, chúng tạo thành axit − Bảng 3: Liều lượng gây độc mg SO2/m3 20 - 30 50 130 - 260 1000 - 1300 Tác hại Giới hạn gây độc tính Kích thích đường hơ hấp, ho Liều nguy hiểm sau hít thở (30 - 60 phút) Liều gây chết nhanh (30 - 60 phút) SO2 xâm nhập vào thể người qua quan hơ hấp quan tiêu hóa sau hòa tan nước bọt Cuối cùng,chúng xâm nhập vào hệ tuần hồn − Khi tiếp xúc với bụi, SO tạo hạt axit nhỏ có khả xâm nhập vào huyết mạch kích thước chúng nhỏ 2-3 μm − SO2 xâm nhập vào thể qua da gây chuyển đổi hóa học Kết hàm lượng kiềm máu giảm, ammoniac bị qua đường tiểu có ảnh hưởng đến tuyến nước bọt − Trong máu, SO2 tham gia nhiều phản ứng hóa học, gây rối loạn chuyển hóa đường protein, gây thiếu vitamin B C, ức chế enzyme oxydaza, tạo methemoglobine để chuyển Fe2+ (hòa tan) thành Fe3+ (kết tủa) gây tắc nghẽn mạch máu làm giảm khả vận chuyển oxy hồng cầu, gây co hẹp dây quản, khó thở  Đối với thực vật: Các lồi thực vật nhạy cảm với khí SO rêu địa y − SVTH: Vũ Thị Tuyết Mai – 0510020190 GVHD: TS Nguyễn Xn Trường Đồ án Mơn học: Kỹ thuật Xử lý Khí thải Đề xuất, thiết kế cơng trình xử lý khí SO khí thải lò có thơng sau: Q = 5.500m3/h, nồng độ SO2 đầu vào = 2400 mg/m3, nhiệt độ T = 210oC Bảng 4: Nồng độ gây độc Nồng (ppm) độ 0,03 0,15 – 0,3 1–2 Tác hại Ảnh hưởng đến sinh trưởng rau Gây độc kinh niên Chấn thương sau vài tiếp xúc  Đối với mơi trường SO2 bị oxy hóa ngồi khơng khí phản ứng với nước mưa tạo thành axit sulfuric hay muối sulfate gây tượng mưa axit, ảnh hưởng xấu đến mơi trường  Q trình hình thành mưa axit SO − Phản ứng hố hợp lưu huỳnh điơxít hợp chất gốc hiđrơxyl: SO2 + OH· → HOSO2· − Phản ứng hợp chất gốc HOSO2· O2 cho hợp chất gốc HO2· SO3 : HOSO 2· + O2 → HO2· + SO3 − Lưu huỳnh triơxít SO3 phản ứng với nước tạo H 2SO4 Đây thành phần chủ yếu mưa axít SO 3(k) + H2O(l) → H2SO4(l)  Các tác hại mưa axit − Nước hồ bị axit hóa: mưa axit rơi mặt đất rửa trơi chất dinh dưỡng mặt đất mang kim loại độc hại xuống ao hồ, gây nhiễm nguồn nước hồ, phá hỏng loại thức ăn, uy hiếp sinh tồn lồi cá sinh vật khác nước Bảng 5: Các ảnh hưởng pH đến hệ thủy sinh vật pH[...].. .Đồ án Mơn học: Kỹ thuật Xử lý Khí thải Đề xuất, thiết kế cơng trình xử lý khí SO 2 trong khí thải của lò hơi có các thơng như sau: Q = 5.500m3/h, nồng độ SO2 đầu vào = 2400 mg/m3, nhiệt độ T = 210oC SVTH: Vũ Thị Tuyết Mai – 0510020190 GVHD: TS Nguyễn Xn Trường 11 Đồ án Mơn học: Kỹ thuật Xử lý Khí thải Đề xuất, thiết kế cơng trình xử lý khí SO 2 trong khí thải của lò hơi có các thơng... 13 Đồ án Mơn học: Kỹ thuật Xử lý Khí thải Đề xuất, thiết kế cơng trình xử lý khí SO 2 trong khí thải của lò hơi có các thơng như sau: Q = 5.500m3/h, nồng độ SO2 đầu vào = 2400 mg/m3, nhiệt độ T = 210oC Hình 1: Sơ đồ hấp thụ khí SO2 bằng hơi nước  Hấp thụ khí SO2 bằng đá vơi (CaCO3) hoặc vơi nung (CaO): − Xử lí khí SO2 bằng đá vôi là phương pháp được áp dụng rộng rãi trong công nghiệp vì hiệu quả xử. .. 31 Đồ án Mơn học: Kỹ thuật Xử lý Khí thải Đề xuất, thiết kế cơng trình xử lý khí SO 2 trong khí thải của lò hơi có các thơng như sau: Q = 5.500m3/h, nồng độ SO2 đầu vào = 2400 mg/m3, nhiệt độ T = 210oC Khí vào Chụp hút Xyclon Ca(OH)2 + H2O Tháp giải Bơm Tháp hấp Thùng chứa Bể chứa Bể lắng Cặn Xử lý Nước sau lắng Quạt Xử lý Ống khói Hình 11: Sơ đồ cơng nghệ xử lý khí SO2  Thuyết minh cơng nghệ: Khí thải. .. quá trình sunfidin và quá trình Asarco SVTH: Vũ Thị Tuyết Mai – 0510020190 GVHD: TS Nguyễn Xn Trường 26 Đồ án Mơn học: Kỹ thuật Xử lý Khí thải Đề xuất, thiết kế cơng trình xử lý khí SO 2 trong khí thải của lò hơi có các thơng như sau: Q = 5.500m3/h, nồng độ SO2 đầu vào = 2400 mg/m3, nhiệt độ T = 210oC Hình 10 : Sơ đồ HTXL khí SO2 theo q trình Synfidin  Xử lý khí SO2 bằng hỗn hợp muối nóng chảy: − Xử. .. Nhược điểm của phương pháp này là lượng phế thải lớn SVTH: Vũ Thị Tuyết Mai – 0510020190 GVHD: TS Nguyễn Xn Trường 18 Đồ án Mơn học: Kỹ thuật Xử lý Khí thải Đề xuất, thiết kế cơng trình xử lý khí SO 2 trong khí thải của lò hơi có các thơng như sau: Q = 5.500m3/h, nồng độ SO2 đầu vào = 2400 mg/m3, nhiệt độ T = 210oC Hình 5: Sơ đồ HTXL khí SO2 bằng ammoniac và vơi Xử lý khí SO2 bằng MgO: − SO2 được hấp... potas  Xử lý khí SO2 bằng ZnO: SVTH: Vũ Thị Tuyết Mai – 0510020190 GVHD: TS Nguyễn Xn Trường 24 Đồ án Mơn học: Kỹ thuật Xử lý Khí thải Đề xuất, thiết kế cơng trình xử lý khí SO 2 trong khí thải của lò hơi có các thơng như sau: Q = 5.500m3/h, nồng độ SO2 đầu vào = 2400 mg/m3, nhiệt độ T = 210oC − Xử lý khí SO2 bằng kẽm oxit (ZnO) cũng tương tự như phương pháp oxit magie tức là dùng phản ứng giữa SO2 với... bùn rồi đưa đi xử lý SVTH: Vũ Thị Tuyết Mai – 0510020190 GVHD: TS Nguyễn Xn Trường 33 Đồ án Mơn học: Kỹ thuật Xử lý Khí thải Đề xuất, thiết kế cơng trình xử lý khí SO 2 trong khí thải của lò hơi có các thơng như sau: Q = 5.500m3/h, nồng độ SO2 đầu vào = 2400 mg/m3, nhiệt độ T = 210oC CHƯƠNG 4: TÍNH TỐN THIẾT KẾ THÁP HẤP THỤ 3.1: Cân bằng vật chất: * Các thơng số ban đầu: Lưu lượng khí thải: = 5500 (... thoát khí SO 2 ra khỏi nước thì nhiệt độ của nước phải cao Ở 100oC thì SO2 bốc ra hoàn toàn và trong khí thoát ra có lẫn hơi nước Bằng phương pháp ngưng tụ người ta thu hồi được khí SO 2 với độ đậm đặc gần 100% để sản xuất axit sunfuric SVTH: Vũ Thị Tuyết Mai – 0510020190 GVHD: TS Nguyễn Xn Trường 12 Đồ án Mơn học: Kỹ thuật Xử lý Khí thải Đề xuất, thiết kế cơng trình xử lý khí SO 2 trong khí thải của lò. .. Nguyễn Xn Trường 27 Đồ án Mơn học: Kỹ thuật Xử lý Khí thải Đề xuất, thiết kế cơng trình xử lý khí SO 2 trong khí thải của lò hơi có các thơng như sau: Q = 5.500m3/h, nồng độ SO2 đầu vào = 2400 mg/m3, nhiệt độ T = 210oC 2.1.2: Phương pháp hấp phụ: − Hấp phụ là sự hút các phân tử khí, hơi bởi bề mặt chất rắn Người ta dùng phương pháp hấp phụ để làm sạch khí co hàm lượng tạp chất khí và hơi nhỏ − Vật liệu... 3.1.2 :Khí đầu vào: Nồng độ khí ban đầu: 1 P C = RT = 0,082 ( 273 + 29,4) = 0,04 (mol /l) = 40 (mol /m3) +Nồng độ khí SO2 đầu vào: SVTH: Vũ Thị Tuyết Mai – 0510020190 GVHD: TS Nguyễn Xn Trường 34 Đồ án Mơn học: Kỹ thuật Xử lý Khí thải Đề xuất, thiết kế cơng trình xử lý khí SO 2 trong khí thải của lò hơi có các thơng như sau: Q = 5.500m3/h, nồng độ SO2 đầu vào = 2400 mg/m3, nhiệt độ T = 210oC 2,4 [SO2] ... 24 Đồ án Mơn học: Kỹ thuật Xử lý Khí thải Đề xuất, thiết kế cơng trình xử lý khí SO khí thải lò có thơng sau: Q = 5.500m3/h, nồng độ SO2 đầu vào = 2400 mg/m3, nhiệt độ T = 210oC − Xử lý khí SO2. .. thuật Xử lý Khí thải Đề xuất, thiết kế cơng trình xử lý khí SO khí thải lò có thơng sau: Q = 5.500m3/h, nồng độ SO2 đầu vào = 2400 mg/m3, nhiệt độ T = 210oC Hình 10 : Sơ đồ HTXL khí SO2 theo q trình. .. 17 Đồ án Mơn học: Kỹ thuật Xử lý Khí thải Đề xuất, thiết kế cơng trình xử lý khí SO khí thải lò có thơng sau: Q = 5.500m3/h, nồng độ SO2 đầu vào = 2400 mg/m3, nhiệt độ T = 210oC Hình 4: Sơ đồ