ĐỒ án KHÍ THẢI xây DỰNG hệ THỐNG xử lý KHÍ THẢI

ĐỒ ÁN KHÍ THẢI GVHD: Th.s MAI QUANG TUẤN MỤC LỤC MỞ ĐẦU Hiện vấn đề ô nhiễm không khí không vấn đề riêng lẻ quốc gia hay khu vực mà trở thành vấn đề toàn cầu Thực trạng phát triển kinh tế - xã hội quốc gia giới thời gian qua có tác 1 SVTH: PHÍ ĐỨC QUANG ĐỒ ÁN KHÍ THẢI GVHD: Th.s MAI QUANG TUẤN động lớn đến môi trường làm cho môi trường sống người bị thay đổi ngày trở nên tồi tệ Những năm gần đây, nhân loại phải quan tâm nhiều đến vấn đề ô nhiễm môi trường không khí, : biến đổi khí hậu – nóng lên toàn cầu, suy giảm tầng ozon, mưa axit, bệnh đường hô hấp… Nguyên nhân chủ yếu phát thải khí thải từ nhà máy, khu công nghiệp, phương tiện giao thông Khí thải ngành công nghiệp gây ảnh hưởng lớn tới thành phần môi trường không khí Trái Đất Đặc biệt môi trường không khí, khí thải từ hoạt động công nghiệp chứa nhiều chất độc hại cho môi trường sức khoẻ người H 2S, HF, CO, CO2, NOx,…với nồng độ vượt ngưỡng tiêu chuẩn cho phép Mỗi ngành công nghiệp có đặc tính khí thải khác nhau, dựa vào đặc tính khí thải ngành nghề mà có biện pháp hướng giải khác để hạn chế tối đa phát thải khí môi trường Tuy nhiên, nhiều nhà máy chưa đáp ứng việc giải vấn đề gây ô nhiễm môi trường, đặc biệt chưa giải tình trạng ô nhiễm không khí từ nhà máy môi trường Xuất phát từ vấn đề trên, đồ án khí thải này, em đề xuất số biện pháp xử lý khí thải cho ngành công nghiệp giúp giải vấn đề ô nhiễm môi trường không khí CHƯƠNG I : MỤC TIÊU THIẾT KẾ 1.1 Thông số đầu vào - Lưu lượng nguồn thải: L = 25000 m3/ h = 6,94 (m3/s ) - Hàm lượng bụi 20000 mg/m3 = 20 g/m3 2 SVTH: PHÍ ĐỨC QUANG ĐỒ ÁN KHÍ THẢI GVHD: Th.s MAI QUANG TUẤN -Thành phần chất khí: Thành phần Bụi SO2 CO H2S NO2 Cl Hàm lượng ( mg/m3 ) 15000 1683 7795 30 2183 66 - Khối lượng riêng bụi : 3000 kg/m3 0-5 11 5-10 Cỡ hạt 10-20 20-30 11 14 m(%) 30-40 40-50 11 50-60 21 60-70 16 - Nhiệt độ khí thải miệng ống khói :110oC - Nhiệt độ môi trường : 25oC 1.2 Xử lý số liệu a Tính toán nồng độ tối đa cho phép Theo QCVN 19:2009 /BTNMT – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia khí thải công nghiệp bụi chất vô Cmax = C Kp Kv Trong đó: + Cmax : Nồng độ tối đa cho phép hạt bụi chất vô khí thải công nghiệp + C : Nồng độ bụi chất vô theo cột B QCVN 19:2009 /BTNMT + KP:Hệ số lưu lượng nguồn thải KP = 0,9 (Vì lưu lượng nhà máy 25000m3/ h (mục 2.3 – QCVN 19: 2009 /BTNMT ) +Kv : Hệ số vùng , Kv = Khu công nghiệp ; đô thị loại V; vùng ngoại thành, ngoại thị đô thị loại II, III, IV có khoảng cách ranh giới nội thành nội thị lớn km; sở sản xuất công nghiệp, chế biến, kinh 3 SVTH: PHÍ ĐỨC QUANG ĐỒ ÁN KHÍ THẢI GVHD: Th.s MAI QUANG TUẤN doanh, dịch vụ hoạt động công nghiệp khác có khoảng cách đến ranh giới khu vực km Bảng Nồng độ tối đa cho phép hạt bụi chất vô khí thải công nghiệp Thành phần C (mg/Nm3) – cột B Cmax ( mg/Nm3) 180 450 900 6,75 765 QCVN 19/2009 Bụi 200 SO2 500 CO 1000 H2S 7,5 NO2 850 Cl 10 b Tính toán nồng độ đầu vào khí thải Theo số liệu đầu vào, nồng độ chất vô (C1) miệng khói có nhiệt độ 110oC, nồng độ chất vô tối đa cho phép (Cmax ) nhiệt độ 25oC Vậy nên trước so sánh nồng độ để xem bụi khí thải vượt tiêu chuẩn ta cần quy đổi C1(100oC) C2 (25oC) Đây trường hợp điều kiện đẳng áp với p1 = p2 = 760 mmHg t1 = 110oC T1 = 383oC t2 = 25oC T2 = 298oC Từ phương trình trạng thái khí lý tưởng : PV = nRT Trong : C1, T1 : Nồng độ thành phần khí thải (mg / m3 ) nhiệt độ tuyệt đối T1 = 383oF C2, T2 : Nồng độ thành phần khí thải (mg/Nm3) nhiệt độ tuyệt đối T2 = 298oF Bảng Nồng độ thành phần khói thải 4 SVTH: PHÍ ĐỨC QUANG ĐỒ ÁN KHÍ THẢI ST GVHD: Th.s MAI QUANG TUẤN Cmax Thành 3 (mg/m ) ( mg/Nm ) ( mg/Nm3 Kết luận T phần Bụi 15000 15000 180 Vượt QC 84lần SO2 1683 2163 450 Vượt QC 4,8 lần CO 7795 10018,4 900 Vượt QC 11,1 H2S 30 38,55 6,75 NO2 2183 2805,66 765 Cl 66 84,64 ) lần Vượt QC 5,71lần Vượt QC 3,67 lần Vượt QC 9,4 lần - Nhận xét: Dựa vào bảng số liệu  Những tiêu cần xử lý trước xả thải môi trường : Bụi, SO2, CO, H2S, NO2, Cl - Hiệu suất tối thiểu để xử lý tiêu Trong đó: η :Hiệu suất tối thiểu để xử lý tiêu : Hàm lượng chất X hỗn hợp khí thải vào (mg/m3) : Hàm lượng chất X hỗn hợp khí thải ( mg/m3) 5 SVTH: PHÍ ĐỨC QUANG ĐỒ ÁN KHÍ THẢI GVHD: Th.s MAI QUANG TUẤN Bảng 3: Hiệu suất tối thiểu để xử lý tiêu η Thành phần (mg/m3) (mg/m3) (%) Bụi 15000 180 98,8 SO2 CO H2S NO2 Cl 1683 7795 30 2183 66 450 900 6,75 765 73,2 88,45 77,5 64,95 86,36 1.3 Tính toán lan truyền ô nhiễm không khí a Xác định nguồn thải nguồn cao hay nguồn thấp • • Do nguồn thải ống khói nhà máy A nên nguồn điểm Xét nhà máy A: Ta có: bA = 10 (m) < 2,5hA = 2,5 = 12,5 (m)  Nhà máy A tòa nhà hẹp lA = 60 (m) > 10hA = 10 = 50 (m)  Nhà máy A tòa nhà dài  Nhà máy A tòa nhà hẹp, dài • Xét khu dân cư B Ta có: bB =110 (m) > 2,5hB = 2,5 10 = 25 (m) Khu dân cư B khu dân cư rộng lB = 120 > 10hB = 10 10 = 100 (m)  Khu dân cư B khu dân cư dài  Khu dân cư B khu dân cư rộng,dài • Với nhà máy A tòa nhà hẹp đứng đầu : x1 = L1 = 55 (m) > 10hA = 10 = 50 (m)  Nhà máy A khu dân cư B đứng độc lập với • Với nhà máy A có chiều ngang rộng đứng độc lập Hgh = 0,36bz + 1,7hA = 0,36 + 1,7 bA+1,7 hA= 0,36 10 = 10,9 (m) SVTH: PHÍ ĐỨC QUANG ĐỒ ÁN KHÍ THẢI • GVHD: Th.s MAI QUANG TUẤN Theo công thức Davidson W.F (Giáo trình Kỹ Thuật Xử Lý Khí Thải – Trường Đại Học Tài Nguyên Và Môi Trường Hà Nội) Độ nâng luồng khói là: Trong đó: h=D h: độ nâng luồng khói,m ; D: đường kính miệng ống khói, D= 1500mm=1,5m; : vận tốc ban đầu luồng khói miệng ống khói, m/s; : vận tốc gió, m/s Tk : nhiệt độ tuyệt đối khói miệng ống khói, Tk = 383K : chênh lệch nhiệt độ khói nhiệt độ xung quanh = Tk – Txq = 110 – 25 =85oC - Vận tốc ban đầu luồng khói miệng ống khói : = = = 3,93 (m/s) - Vận tốc gió miệng ống khói : = =1 = 1,08(m/s) Trong đó: :vận tốc gió độ cao z (z= 19m ),m/s : vận tốc gió độ cao đặt máy quan trắc (z1= 10m), m/s n : số mũ ( Do khí mức trung tính, độ ghồ ghề mặt đất 0,01m nên tra bảng 2.1 Giáo trình kỹ thuật xử lý khí thải ta có n = 0,12 ) > Độ nâng luồng khói: h=D = 1,5 = 11,18(m) 7 SVTH: PHÍ ĐỨC QUANG = ĐỒ ÁN KHÍ THẢI • GVHD: Th.s MAI QUANG TUẤN Độ cao hiệu nguồn thải là: Hhq = Hô + = 19 + 11,18 = 30,18 (m) Trong đó: Hhq : độ cao hiệu nguồn thải , m; Hô : chiều cao thực nguồn thải, Hô = 19 m; : độ cao nâng nguồn thải, = 11,18 m; Do Hhq = 30,18 (m) >Hgh = 10,9 (m)  Đây nguồn thải cao b.Tính toán khuếch tán chất chất ô nhiễm từ nguồn điểm cao Theo QCVN 05:2009/ BTNMT QCVN 06:2009/BTNMT Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia chất lượng không khí xung quanh nồng độ tối đa cho phép số khí độc không khí xung quanh là: Thông số Thời gian trung bình Nồng độ cho phép (µg/m3) Clo 24h 30 SO2 năm 50 H2S 1h 42 CO 24h 5000 NO2 24h 100 QCVN 06:2009/BTNMT QCVN 05:2009/ BTNMT QCVN 06:2009/BTNMT QCVN 05:2009/ BTNMT QCVN 05:2009/ BTNMT - Chọn khoảng cách tính từ nguồn thải x = 100 m Dựa vào hình 2.11 hình 2.12 ta có: + hệ số khếch tán theo chiều ngang là: + hệ số khếch tán theo chiều đứng là: = 8,5 =5 Đối với khí - Khi nhà A xả thải tuân theo QCVN 19: 2009/BTNMT B nồng độ - chất ô nhiễm đạt QCVN 05,06: 2009/BTNMT Nồng độ cực đại chất ô nhiễm khuếch tán : Cmax = , SVTH: PHÍ ĐỨC QUANG ĐỒ ÁN KHÍ THẢI * GVHD: Th.s MAI QUANG TUẤN Khí Clo M= Cmax clo L = 10-3 6,94 = 0,0625 (g/s) H chiều cao hiệu ống khói, H = 30,18 m - Cmax = = = 3,74.10-5 (g/m3) = 37,4 ( /m3) Vị trí xuất Cmax - Ta có :  = = 21,34 Tra hình 2.12 trang 60 Giáo trình kỹ thuật xử lý khí thải xmax 500 m => Vị trí Cmax khu dân cư B Tính toán nồng độ chất ô nhiễm điểm đầu, cuối nhà B Tính theo công thức Gauss biến dạng ta có: C= Tùy thuộc vào độ xa nồng độ chất ô nhiễm điểm nhà khác - nhau, khoảng cách nhà 55m Hc = 1m Hđ = 2,5m =>Chiều cao tháp hấp phụ : H= Hlv+Hc+Hđ = 3+1+2,5=6,5 m Chọn chiều cao tháp hấp phụ H=6,5 m - Chọn số tầng vật liệu hấp phụ: Chiều cao tầng 0,6m => Khoảng cách tầng = = 0,2m 2.2.1.5 Tính toán khí • Tính đường ống dẫn - Ống dẫn khí vào tháp hấp phụ - Lưu lượng khí vào tháp Q = 6,94m3/s - Vận tốc khí ống dẫn wk=10-30m/s => Chọn vận tốc ống dẫn khí vào vận tốc ống dẫn khí wk=25m/s a) Ống dẫn khí vào 23 23 SVTH: PHÍ ĐỨC QUANG ĐỒ ÁN KHÍ THẢI GVHD: Th.s MAI QUANG TUẤN Đường kính ống dẫn khí vào tháp d= 4Q × 6,94 = = 0,59( m) π ×w 3,14 × 25 Chọn ống với đường kính tiêu chuẩn d=600mm, bề dày b=13mm, làm thép không gỉ Chọn chiều dài ống nối 300mm b) Ống dẫn khí Chọn ống với đường kính tiêu chuẩn 600mm, bề dày 13mm, làm thép không gỉ Chọn chiều dài ống nối 300 mm 24 24 SVTH: PHÍ ĐỨC QUANG ĐỒ ÁN KHÍ THẢI GVHD: Th.s MAI QUANG TUẤN c) Ống xả chất hấp phụ Chọn ống với đường kính tiêu chuẩn 300mm • Tính bích (Theo bảng XIII.27.trang 423 –STQTTB tập 2) có thông số bích sau: Đường kính Dt = 2000mm Đường kính Dn= 2160mm Đường kính bulong db=M27mm Số bulong Z = 48 Chiều dày bích hbích= 40mm • Cửa tháp Chọn cửa tháp với kịch thước 1x1 m cách bích phía 1m Các thông số thiết kế tháp hấp phụ STT 10 11 Các thông số thiết kế Đường kính tháp Chiều cao công tác Chiều cao tổng cộng tháp Chiều cao vật liệu đệm Số tầng vật liệu hấp phụ Diện tích cửa tháp Khoảng cách từ mép cửa tháp đến mặt bích Khoảng cách từ mép ống dẫn khí vào đến mặt bích Đường kính ống dẫn khí vào Đường kính ống dẫn khí Đường kính ống xả chất hấp phụ Đơn vị m m m m Tầng m2 Giá trị 6,5 0,6 m 1m m 0,5m m m m 0,6m 0,6m 0,3m Hoàn nguyên vật liệu hấp phụ : Sau than hoạt tính bão hòa SO2 chuyển qua bunke  - đưa vào tháp giải hấp phụ 25 25 SVTH: PHÍ ĐỨC QUANG ĐỒ ÁN KHÍ THẢI GVHD: Th.s MAI QUANG TUẤN - Ở nhiệt độ 400 – 5000C khí SO2 thoát khỏi than hoạt tính Khí SO2 - thoát từ trình hoàn nguyên có nồng độ 40-50% Lượng than hoạt tính sau hoàn nguyên loại bỏ số không đạt yêu cầu bổ sung thêm lượng than hoạt tính trước đưa tuần hoàn trở lại tháp hấp phụ nhiều tầng 2.2.2.Xử lý H2S phương pháp hấp thụ Hấp thụ H2S dung môi hấp thụ dung môi NaOH 10% Ta có: L = V= 25000 (m3/h ) Chọn điều kiện làm việc tháp nhiệt độ trung bình dòng khí vào dòng lỏng vào t0 = 550C A • - Tính toán sở Đầu vào Lượng mol hỗn hợp khí cung cấp đầu vào - Lượng mol H2S đầu vào là: - Nồng độ phần mol H2S là: - Nồng độ phần mol tương đối H2S là: = 26 26 SVTH: PHÍ ĐỨC QUANG ĐỒ ÁN KHÍ THẢI GVHD: Th.s MAI QUANG TUẤN - Lượng mol cấu tử trơ là: • Khối lượng riêng pha khí 00C , 1atm : = + + = = 0,773 = 1,293 (kg/m3 ) > -Khối lượng riêng pha khí 1100C, 1atm = = 1,293 = 0,922 (kg/m3) • Đầu - Sản lượng mol H2S hấp thụ là: GHht2 S = % H H S G dH2S = 0, 775.0, 02206 = 0, 017 (kmol/h) - Sản lượng mol H2S lại hỗn hợp khí đầu ra: GHc S = G d H S − GHht2 S = 0, 02206 − 0, 017 = 5, 06.10 −3 (kmol/h) => Sản lượng mol khí đầu ra: Gra = Gtr + GHc S = +5,06.10-3= 796,005(kmol/h) - Nồng độ phần mol H2S hỗn hợp khí đầu là: y c H2S = GHc S Gra 5, 06.10 −3 = = 6,36.10−6 796, 005 (kmol/kmolhhk) - Nồng độ phần mol tương đối H2S là: 27 27 SVTH: PHÍ ĐỨC QUANG ĐỒ ÁN KHÍ THẢI 28 GVHD: Th.s MAI QUANG TUẤN 28 SVTH: PHÍ ĐỨC QUANG ĐỒ ÁN KHÍ THẢI • GVHD: Th.s MAI QUANG TUẤN Khối lượng riêng pha khí 00C , 1atm: = + = + = 0,773 = 1,293 (kg/m3 ) > -Khối lượng riêng pha khí 50 0C, 1atm.(ta xem nhiệt độ dòng khí nhiệt độ làm việc tháp) = = 1,293 = 1,076 (kg/m3) B Xây dựng đường cân Ta có : - Với : số cân Trong đó: ψ Hệ số Henry (Tra bảng 3.1- Sổ tay trình thiết bị công nghệ hóa chất- tập ) P áp suất, mmHg ( P = atm = 760 mmHg ) Nhiệt độ làm việc tháp 55oC :nồng độ mol khí pha lỏng : nồng độ mol khí pha khí trạng thái cân Suy ra: ( = 0,672 )  Ta thấy y Y nên ta có: Y= X Phương trình đường cân H2S : Y = 29 29 X SVTH: PHÍ ĐỨC QUANG ĐỒ ÁN KHÍ THẢI GVHD: Th.s MAI QUANG TUẤN C.Xây dựng đường làm việc H2S X max giao điểm đường cân Y =  với đường X - Ta có: H2S X max = H2S X max = =3,13.10-8(kmolH2S/kmol dung dịch) - Nồng độ ban đầu X Hđ S = ( coi ban đầu pha lỏng nồng độ chất xét không có) YHđ2 S − YHc2 S =  Ltr  G - Xác định tỉ lệ  tr  Ltr   Gtr L ( X Hc S − X Hđ S ) G  ÷min  : YHđ2 S − YHc2 S  2, 77.10−5 − 6,36.10−6 = = 681, 79 ÷min = H S đ −8 X − X 3,1 3.10 − max H2S  (kmoldd/kmol khí trơ) 30 30 SVTH: PHÍ ĐỨC QUANG ĐỒ ÁN KHÍ THẢI GVHD: Th.s MAI QUANG TUẤN => Sản lượng mol tối thiểu là: =681,79.Gtr = = 542704,84(kmol/h) - Sản lượng mol thực tế: (Lấy hệ số thừa dư 1,2) LHtt S = 1, 2.Ltr = 1, × 563886, = 651245,808( Kmol / h) X Hcđ2 S = Gctr 796 (YH S − YH S ) = (2, 77.10−5 − 6, 36.10−6 ) = 2, 608.10−8 Ltt 651245,808 (kmolH S/kmoldd) -Đường làm việc H2S qua điểm : ( X Hcđ2 S ; YH S ) = (2, 608.10 −8 ; 2, 77.10 −5 ) ( X Hđ S ; YHc2 S ) = (0; 6,36.10−6 ) D Tính toán lượng dung dịch NaOH cần dùng Các phản ứng xảy tháp: H2S + 2NaOH  Na2S + 2H2O Na2S + H2S (5) 2NaHS Na2S + H2O (6) NaHS + NaOH (7) - Từ phương trình (5) ta tính mNaOH cần để hấp thụ H2S mNaOH = ht M NaOH G H S M H 2S = 40.0, 016 = 0, 019 34 (kg/h) - Khối lượng dung dịch NaOH 10% cần để hấp thụ H2S M= = = 0,19 (kg/h) - Khối lượng riêng dung dịch NaOH 10% 250C là: ρ dd = 0,1 + 0, 0,1 + 0,9 = = 1010, 0,1 0,9 0,1 0,9 + + 1117 1000 ρ ρ NaOH H 2O (kg/m3) - Thể tích dung dịch NaOH 1h cung cấp vào tháp : 31 31 SVTH: PHÍ ĐỨC QUANG ĐỒ ÁN KHÍ THẢI GVHD: Th.s MAI QUANG TUẤN = = = 1,88.10-4 (m3/h) E Tính toán tháp hấp thụ 1.Đường kính tháp hấp thụ - Hấp thụ H2S dung dịch NaOH 10 % khối lượng - Nhiệt độ làm việc tháp hấp thụ 500C Bảng : Khối lượng riêng dung dịch NaOH 10% (kg/m3) theo nhiệt độ (ở áp suất khí quyển) -200C 00C 200C 400C 600C 800C 1000C 1200C - 1117 1109 1100 1089 1077 1064 1049 Dd NaOH 10% ( Trích Bảng trang 11- Bảng tra cứu Quá trình học truyền nhiệt – Truyền khối – Nhà xuất ĐH Quốc Gia Tp.HCM -2008 ) Bảng : Độ nhớt động lực dung dịch NaOH 10% (CP ) theo nhiệt độ 00C 100C 200C 300C 400C 500C Dd NaOH 1,86 1,45 1,16 0,98 10% ( Trích Bảng trang 16 – Bảng tra cứu Quá trình học truyên nhiệt- Truyền khối – Nhà xuất ĐH Quốc gia Tp HCM – 2008)  Đường kính tháp hấp thụ D= Trong đó: + = ( * ) lưu lượng pha khí theo thể tích vận tốc làm việc tháp: = (0.8 – 0.9) → chọn = 0,8 32 32 SVTH: PHÍ ĐỨC QUANG ĐỒ ÁN KHÍ THẢI GVHD: Th.s MAI QUANG TUẤN : vận tốc đảo pha xác định công thức : y = 1,2 • Vật liệu đệm ( Bảng IX.8 – Trang 193 – Sách T2) - Chọn vật liệu đệm vòng xứ Raschig đổ lộn xộn có thông số: + Kích thước : 50 + Bề mặt riêng : (mm) = 95 ( m2 /m3 ) + Thể tích tự : Vđ = 0,79 (m3/m3 ) +Số đệm m3 : 58.102 +Khối lượng riêng đệm : =500( kg/m3) ( Trích Qúa trình thiết bị công nghệ hóa chất thực phẩm – Tập – Truyền khối- Vũ Bá Minh ) • Tính vận tốc làm việc tháp ( * Theo công thức : ) ( ***) (CT IX.114 – T187 – Sách T2) Với : Trong đó: :ωdp: vận tốc đảo pha : bề mặt riêng đệm, m2/m3 : thể tích tự đệm, m3/m3 Gx , Gy lượng lỏng lượng trung bình * + Tính toán : = + Vđ = 0,79 m3/m3 + 33 : khối lượng riêng pha khí 33 SVTH: PHÍ ĐỨC QUANG ĐỒ ÁN KHÍ THẢI GVHD: Th.s MAI QUANG TUẤN + = 1095 (kg/m3) ( Tra bảng ) : khối lượng riêng pha lỏng : = 0,98 10-3 (N.s/ m2 ) (Tra bảng 2) + : độ nhớt pha lỏng : + : độ nhớt pha nước : = 1,005.10-3 (N.s/m2) +Gx : sản lượng trung bình pha lỏng Suy ra: ht G H 2S + G H2S d G H2S = x  GHx S = = 0, 02206 + 0, 016 = 0, 01903 (kmol/h) 0, 01903 × 34 = 1,8 × 10 −4 3600 (kg/s) H S H S = 651245,808 + 0, 016 = 651245,824 L c = Ltt + G ht H S (kmol/h) H S H S H S Ltt + L c = 651245,816 L tb = (kmol/h) +Sản lượng trung bình pha khí: c Gy = G tr + G H S  Gy = 796 + 5, 06.10−3 = = 398, 002(kmol / h) 398, 002 × 29 = 3, 21 3600 (kg/s) Thay vào phương trình ωdp ta có: 1, 2e −4 x × g × Vd3 × ρ x ωdp= µ σ × ρy ×  x µ  n 0,16  ÷ ÷  = 0,8 = 1, 2e −4.0,036 × 9,81 × 0, 793 ×1095 0,16  0, 98.10 −3  95 ×1, 0075 ×  −3 ÷  1, 005.10  = 7,6 (m/s) nên vận tốc làm việc tháp = 0,8 7,6=6,08 (m/s) Thay vào phương trình D suy : D= 1,454(m) 34 34 = SVTH: PHÍ ĐỨC QUANG ĐỒ ÁN KHÍ THẢI GVHD: Th.s MAI QUANG TUẤN Chọn D= 1,5 m - Diện tích tiết diện tháp: F= = 1,77 (m2) 2.Chiều cao tháp hấp thụ a.Xác định số đơn vị truyền khối tổng quát pha khí NOy - Vì đường cân đường thẳng nên ta tính NOy theo cách sau: - Động lực trình đáy tháp hấp thụ H S H S −5 −8 ∆Y d = Y d − Y ∗d = Y d − 884, 21X c = 2, 77.10 − 884, 21× 2, 608.10 =4,64.10-5 -Động lực trình đỉnh tháp hấp thụ: H S −6 ∆Y c = Y c − Y *c = Y c − 884, 21X dH S = Y c = 6,36.10 - Động lực trung bình trình H S H S H S ∆Y d − ∆Y c 4, 64.10 −5 − 6,36.10 −6 = = 2, 01.10−5 ∆Y TB = −5 H S 4, 64.10 ln ∆Y d 6,36.10−6 ln H S ∆Y c - Số đơn vị truyền khối tổng quát NOy: H S H2S −Y c 4, 64.10 −5 − 6, 36.10−6 H2S Y d = = 1,99 N Oy = H S −5 2, 01.1 ∆Y TB2  Chiều cao tương đương đơn vị truyền khối H td = 200 Vd 0, 79 = 200 = 0, 71 0,4 δ (ωdp + 0,9) 95 ( 7, + 0, ) 0,4 Ta có: Chiều cao lớp đệm là: H S h = H td N Oy2 = 0, 71.1, 99 = 1, (m) -Chiều cao phần tách lỏng Hc đáy Hđ chọn theo bảng sau D Hc (m) Hđ (m) 35 35 SVTH: PHÍ ĐỨC QUANG ĐỒ ÁN KHÍ THẢI GVHD: Th.s MAI QUANG TUẤN 1,0-1,8 2,0-2,6 2,8-4,0 0,8 1,0 1,2 2,5 3,0 (Trích tài liệu học tập Kỹ thuật Xử Lý Khí Thải - CBGV – Dư Mỹ Lệ -Qúa trình hấp thụ ) Với D= 1,5 m chọn Hc=0,8m Hđ= 2m - Chiều cao tháp hấp thụ là: Ht = + Hc+ Hđ =1,4+0,8+2= 4,2 m Tính toán trở lực tháp A= 8,4 Chọn : m= 0,405 (Tra bảng IX.7 STTBQT2) n= 0,225 c= 0,015 1,56 × h × ω1,8 × ρ y0,8 × σ 1,2 × µ k0,2 = Vt = 1,56 × × 6,081,8 ×1, 0075 × 951,2 × (17,7.10 −6 ) 0.2 0,793 = 500,16 (Pa) Suy 0,405 0,015 0,225   1,8.10−4   0,98.10 −3    1, 0075   500,16 1 + 8,  ÷ × ÷ × −6 ÷  1095    3, 21   17, 7.10   = 517,73 (Pa) Các thông số thiết bị hấp thụ Stt 36 Thông số Chiều cao đệm Đường kính tháp Chiều cao tách lỏng Hc Chiều cao phía đáy Đơn vị m m m m 36 Giá trị 1,4 1,5 0,8 SVTH: PHÍ ĐỨC QUANG ĐỒ ÁN KHÍ THẢI GVHD: Th.s MAI QUANG TUẤN Tổng chiều cao tháp hấp thụ m 4,2 TÀI LIỆU THAM KHẢO Giáo trình kỹ thuật xử lý khí thải – Đại học Tài nguyên môi trường Hà Nội Ô nhiễm không khí xử lý khí thải – Tập 2, – Trần Ngọc Chấn – NXB KH&KT Sổ tay trình thiết bị công nghệ hóa chất – Tập 1, - NXB KH&KT Các trình thiết bị công nghệ hóa chất thực phẩm – Tập – GS.TSKH Nguyễn Bin Quy chuẩn quốc gia khí thải công nghiệp bụi QCVN 19:2009/BTNMT Quy chuẩn kỹ thuật quốc gian chất lượng không khí xung quanh QCVN 05:2009/BTNMT Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia số chất độc hại không khí xung quanh QCVN 06:2009/BTNMT Sách Kỹ thuật môi trường – Hoàng Kim Cơ – NXB KH&KT Giáo trình kiểm soát ô nhiễm không khí PGS.TS Nguyễn Đinh Tuấn TS Nguyễn Thanh Hùng 10 37 Giáo trình xử lý khí thải Th.S Lâm Vĩnh Sơn 37 SVTH: PHÍ ĐỨC QUANG [...]... ĐỨC QUANG ĐỒ ÁN KHÍ THẢI GVHD: Th.s MAI QUANG TUẤN CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN CÔNG TRÌNH CHÍNH TRONG HỆ THỐNG XỬ LÝ KHÍ THẢI 2.1 Xử lý bụi 2.1.1 Các thông số đầu vào Các đại lượng Đơn vị Số liệu m3/s 6,94 mg/m3 15000 % 55 Khối lượng riêng của bụi kg/m3 3000 Khối lượng riêng của khí thải kg/m3 1,2 Độ nhớt của không khí ở 0oC kg/m.s 17,7.10-6 Lưu lượng Nồng độ bụi ban đầu Độ ẩm Thành phần bụi của khí thải từ... 2.2 Xử lý khí thải 2.2.1 Xử lý SO2 bằng phương pháp hấp phụ Các thông số đầu vào Công suất (Q) Nồng độ SO2 đầu vào Nồng độ SO2 đầu ra Hiệu suất xử lý tối thiểu Khối lượng riêng của Đơn vị m3/h mg/m3 mg/m3 % than hoạt tính Đường kính hạt than Độ xốp lớp hấp thụ Nhiệt độ khí thải vào Áp suất kg/m3 m % o C atm Giá trị 25000 2163 450 79,19 500 0,004 37 110 1 2.2.1.1 Giới thiệu về phương pháp Hệ thống xử lý. .. thiết bị xử lý bụi 12 12 SVTH: PHÍ ĐỨC QUANG ĐỒ ÁN KHÍ THẢI GVHD: Th.s MAI QUANG TUẤN Hiệu suất cần đạt được để xử lý đạt quy chuẩn là : ɳ= Chọn thiết bị xử lý là Xyclon 2.1.2 Đặc điểm của Xyclon + Thiết bị xyclon được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp có hiệu quả cao khi kích thước hạt bụi > 5 µm Thu hồi bụi trong xyclon diễn ra dưới tác dụng của lực ly tâm + Nguyên lý hoạt động: Dòng khí nhiễm... 2.1.3 Tính toán Xyclon Chọn số Xyclon n=5 Khi đó lưu lượng khí cho mỗi Xyclon Qk = 6,94 = 1,388 5 (m3/s) a) Diện tích tiết diện Cyclon F ( m2 ) F= Qk ωq ( m2 ) Trong đó : - Qk là lưu lượng dòng khí ( m3/s) là vận tốc dòng khí trong Cyclon ( 2,2 – 5 m/s ) Chọn = 2,5 m/s F=  1,388 = 2,5 0,552 ( m2 ) ( Theo giáo trình “ Xử lý khí thải của Th.s Lâm Vĩnh Sơn) 14 14 SVTH: PHÍ ĐỨC QUANG ĐỒ ÁN KHÍ THẢI b) GVHD:... • Kết quả tính toán hiệu quả lọc theo cỡ hạt thể hiện trong bảng sau Ðýờng kính cỡ hạt bụi (µm) 1 − exp(αδ 2 ) 2,5 7,5 15 25 35 45 55 65 0,146 0,759 0,997 1 1 1 1 1 100 100 100 100 1 − exp(αδ 02 ) η (δ ) • 17 ,% 0,75 19,47 9 100 100 100 Hiệu quả lọc theo khối lý ng của hệ thống 17 SVTH: PHÍ ĐỨC QUANG ĐỒ ÁN KHÍ THẢI Ðýờng kính cỡ hạt bụi Phần trãm khối lý ng % Lý ng bụi trong 1m3 khí thải, g/m3 Hiệu...ĐỒ ÁN KHÍ THẢI GVHD: Th.s MAI QUANG TUẤN So sánh với QCVN 05: 2009/BTNMT Quy chuẩn này quy định nồng độ tối đa cho phép của một số chất độc hại trong không khí xung quanh  /m3) < 30 C = 0,063 ( /m3 Vậy với nồng độ của Clo trong khí thải tại nhà A đạt QCVN 09:2009 / BTNMT thì khi khuếch tán đến nhà B đạt QCVN 06:2009/BTNMT Tính toán tương tự đối với các khí còn lại : SO2 , H2S, CO,NO2 Bảng tính toán... tính có sơ đồ đơn giản và được áp dụng cho nhiều ngành công nghiệp thải ra khí SO2 khác nhau Hệ thống này có ưu điểm là có thể làm việc được với khí thải có nhiệt độ cao trên 1000C 19 19 SVTH: PHÍ ĐỨC QUANG ĐỒ ÁN KHÍ THẢI GVHD: Th.s MAI QUANG TUẤN Nhược điểm của phương pháp này tùy thuộc vào quá trình hoàn nguyên, quá trình này có thể làm tiêu hao nhiều vật liệu hấp phụ hoặc sản phẩm thu hồi là khí SO2... H2S trong hỗn hợp khí đầu ra là: y c H2S = GHc 2 S Gra 5, 06.10 −3 = = 6,36.10−6 796, 005 (kmol/kmolhhk) - Nồng độ phần mol tương đối của H2S là: 27 27 SVTH: PHÍ ĐỨC QUANG ĐỒ ÁN KHÍ THẢI 28 GVHD: Th.s MAI QUANG TUẤN 28 SVTH: PHÍ ĐỨC QUANG ĐỒ ÁN KHÍ THẢI • GVHD: Th.s MAI QUANG TUẤN Khối lượng riêng của pha khí ở 00C , 1atm: = + = + = 0,773 = 1,293 (kg/m3 ) > -Khối lượng riêng pha khí ở 50 0C, 1atm.(ta... tốc khí trong ống dẫn wk=10-30m/s => Chọn vận tốc trong ống dẫn khí vào bằng vận tốc trong ống dẫn khí ra wk=25m/s a) Ống dẫn khí vào 23 23 SVTH: PHÍ ĐỨC QUANG ĐỒ ÁN KHÍ THẢI GVHD: Th.s MAI QUANG TUẤN Đường kính ống dẫn khí vào tháp d= 4Q 4 × 6,94 = = 0,59( m) π ×w 3,14 × 25 Chọn ống với đường kính tiêu chuẩn d=600mm, bề dày b=13mm, làm bằng thép không gỉ Chọn chiều dài ống nối là 300mm b) Ống dẫn khí. .. SO2 ] r 7, 03.10 −3 = = 31,8 Ck 2,21.10-4 (mol SO2/mol hh khí) - Tỷ số mol: Yr = y 1− y = r r 2, 21.10−4 = 2, 21.10−4 −4 1 − 2, 21.10 (mol SO2/mol khí) -Tỉ số khối lượng đầu ra: M Y = Y (1 − ).M Y SO2 r r r kk 9, 79.10−4.28 = = (1 − 9, 79.10−4 ).29 2,134.10-4(kgSO2/kg khí thải) -Phần khối lượng khí đầu ra: 21 21 SVTH: PHÍ ĐỨC QUANG ĐỒ ÁN KHÍ THẢI y r = GVHD: Th.s MAI QUANG TUẤN y M y M r r SO2 SO2 + ... Đạt QC Đạt QC 11 SVTH: PHÍ ĐỨC QUANG ĐỒ ÁN KHÍ THẢI GVHD: Th.s MAI QUANG TUẤN CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN CÔNG TRÌNH CHÍNH TRONG HỆ THỐNG XỬ LÝ KHÍ THẢI 2.1 Xử lý bụi 2.1.1 Các thông số đầu vào Các... 100 Hiệu lọc theo khối lý ng hệ thống 17 SVTH: PHÍ ĐỨC QUANG ĐỒ ÁN KHÍ THẢI Ðýờng kính cỡ hạt bụi Phần trãm khối lý ng % Lý ng bụi 1m3 khí thải, g/m3 Hiệu lọc theo cỡ hạt, % Lý ng bụi lại sau qua... 2.2.1.1 Giới thiệu phương pháp Hệ thống xử lý SO2 than hoạt tính có sơ đồ đơn giản áp dụng cho nhiều ngành công nghiệp thải khí SO2 khác Hệ thống có ưu điểm làm việc với khí thải có nhiệt độ cao 1000C