ĐỒ án xử lí KHÍ THẢI

ĐỒ ÁN XỬ LÍ KHÍ THẢI ĐỀ BÀI: KÍCH THƯỚC NHÀ: A B b l 12 60 b l 15 90 L1 28 30 THÔNG SỐ KHÍ THẢI NHÀ MÁY A: - Nhiệt độ khí thải: 110O C - Lưu lượng: 25000 m3 /h - Nồng độ khí (mg/m3 ): Clo SO2 H2S CO NO2 30 1065 28 4392 1120 BỤI: - Hàm lượng (g/m3 ): 25 - Khối lượng riêng: 2500 kg/m3 - Phân cấp theo cỡ hạt : Cỡ hạt 0-5 - 10 10 - 20 20 - 30 30 - 40 40 - 50 50 - 60 60 - 70 % 13 15 11 21 11 12 CÁC GIẢ THIẾT: - I Nhiệt độ môi trường: 25OC Đường kính miệng ống khói: 1m XÁC ĐỊNH MỨC ĐỘ CẦN XỬ LÍ • Xét nhà A: bA = 12m > 2.5h = 2.5 x = 7.5m => nhà A nhà rộng • • • • l = 60m > 10h = 10 x = 30m => nhà A nhà dài Xét nhóm nhà: L1=28m > 8h = 8x3 = 24m => A nhà độc lập Hgh = 0.36bz +1.7h = 0.36x8 + 1.7x3= 7.98m Vận tốc miệng ống khói: uz = u10( = 1( = 1.32 m/s ( cấp độ trung tính nên chọn n = 0.25) Tính độ cao nâng luồng khói: Theo công thức Davidson WF: Trong đó: D đường kính miệng ống khói ( D= 1m) w: vận tốc ban đầu luồng khói miệng w = = = 8.85 m/s u vận tốc gió ( 1.32m/s) TK nhiệt độ khói miệng ( K) ⧍T = tk - txq  ⧍h= 3(= 52.6m  Hhq= Hô + ⧍h = 30 +52.6 = 82.6 m Nhận xét: Hhq > Hgh => nguồn thải cần tính nguồn cao • Tính toán khuếch tán chất ô nhiễm từ nguồn điểm cao nhà B - Khoảng cách từ nguồn ( chân ống khói ) đến vị trí có nồng độ cực đại Cmax mặt đất tính theo Bosanquet & Pearson xM= = = 826m đó: H chiều cao hiệu nguồn thải p hệ số khuếch tán theo phương thẳng đứng ( chọn p= 0.05) nhận xét: vị trí có Cmax nằm xa nhà B - Để tính toán khuếch tán ô nhiễm nhà B, ta chọn điểm nằm trục gió với ống khói ta chọn điểm đầu điểm cuối nhà B hình vẽ Theo mô hình Gauss sở: C(36; 0; -75.6), D( 51; 0; -75.6) Ta có công thức: Cx,y,z= + tính �y,�z theo D.O Martin Cấp ổn định D, x < 1km => a= 68; b=33.2 ; c= 0.725; d= - 1.7 Tại C: �y= a= 68x360.894=1674.34 �z= bxc+d= 33.2x360.725-1.7=444.43 Tại D: �y=ax0.894=68x510.894=2286 �z=bxc+d= 33.2x510.725-1.7= 572.58 + tính nồng độ khuếch tán điểm C C(36;0;-75.6)= Mxexp(-=Mx1.6x10-7 mg/m3 Chỉ tiêu M(mg/s) C(mg/m3) 110oC C(mg/m3) 25oC C(QCVN 05 06) (µg/m3) Kết luận Clo 208.33 3.37x10-5 4.33x10-5 30 Đạt SO2 7395.83 1.196x10-3 1.53x10-3 50 Đạt H2S 194.44 3.146x10-5 4.04x10-5 42 Đạt CO 30500 4.93x10-3 6.3x10-3 10000 Đạt NO2 7777.77 1.25x10-3 1.6x10-3 40 Đạt Tổng bụi 173611 0.0281 0.0281 100 Đạt + tính nồng độ khuếch tán điểm D D(51;0;-75.6)= Mxexp(-=Mx9.1x10-8 mg/m3 Chỉ tiêu M(mg/s) C(mg/m3) 110oC C(mg/m3) 25oC C(QCVN 05 06) (µg/m3) Kết luận Clo 208.33 1.9x10-5 4.33x10-5 30 Đạt SO2 7395.83 6.8x10-4 1.53x10-3 50 Đạt H2S 194.44 1.7x10-5 4.04x10-5 42 Đạt CO 30500 2.8x10-3 6.3x10-3 10000 Đạt NO2 7777.77 7.1x10-4 1.6x10-3 40 Đạt Tổng bụi 173611 0.1598 0.1598 100 Đạt Nhận xét: điểm C D, nồng độ khí thải đạt tiêu chuẩn QCVN 05, 06 • Dựa vào QCVN 19 để xét nồng độ Co miệng ống khói Nồng độ tối đa cho phép bụi chất vô khí thải công nghiệp xác định theo công thức: Cmax=CxKpxKv Trong đó: Cmax nồng độ tối đa cho phép bụi chất vô khí thải công nghiệp, tính mg/Nm3 C: nồng độ bụi chất vô Kp: hệ số lưu lượng nguồn thải: P=25000 m3/h =>Kp=0.9 Kv: hệ số vùng ( giả thiết vùng loại 3)=>Kv=1 stt Thông số Nồng độ C (mg/Nm3) theo cột B Cmax(mg/Nm3) theo cột B Clo 10 SO2 500 450 H2S 7.5 6.75 CO 1000 900 NO2 1000 900 Các giả thuyết trình tính toán: - Nhiệt độ khí thải : 110oC - Áp suất : 1at - Khối lượng riêng khí: ρk = 1,2 kg/m3 - Khối lượng riêng bụi: ρb = 2500 kg/m3 - Hệ thống xả thải nằm khu vực nông thôn Kiểm tra khí cần xử lý: Ta có : PV=nRT Trong điều kiện đẳng áp: Mà C1V1=C2V2  C1T1=C2T2 hay C 2= (1.1) Trong đó: +C2 : nồng độ chất thải 25oC +T2 = 25oC +T1 = 110oC +C1 : nồng độ chất thải 110oC - Áp dụng công thức 1.1, nguồn thải: + C2 (clo) = x 30 = 38.56 (mg/Nm3) + C2 (SO2) = x 1065 = 1368.78 (mg/Nm3) + C2 (H2S) = x 28 = 35.99 (mg/Nm3) + C2 (CO) = x 4392 = 5644.75 (mg/Nm3) + C2 (NO2) = x 1120 = 1439.46 (mg/ Nm3) Áp dụng cột B (TCVN-19), ta có: Cmax = Kp.Kv.C Bảng 2: So sánh với QCVN19-2009 Chỉ tiêu Nồng độ chất ô nhiễm 110oC (mg/m ) Cmax Nồng độ chất ô nhiễm 25oC ( Theo QCVN19:2009) (mg/Nm3) (mg/Nm3) Kết Clo 30 38.56 Không đạt SO2 1065 1368.78 450 Không Đạt H2S 28 35.99 6.75 Không Đạt CO 4392 5644.75 900 Không Đạt NO2 1120 1439.46 900 Không đạt Bụi 25000 32130.87 200 Không Đạt Bảng cho thấy nồng độ thông số vượt tiêu chuẩn cho phép Vậy phải xử lí tất thông số Hiệu suất xử lí khí: η= x100% Chỉ tiêu η (%) Clo 78 SO2 68 H2S 82 CO 85 NO2 38 Tổng bụi 99.38 Tính toán xử lí bụi Đề xuất phương án xử lí bụi Ta có dải phân cấp theo cỡ hạt bụi sau: II Cỡ hạt 0-5 - 10 10 20 20 30 30 40 40 50 50 60 60 70 % 13 15 11 21 11 12 Với bụi có đường kính d ≥ 40 µm, ta chọn buồng lắng để xử lí sơ Với bụi có đường kính 10 µm ≤ d ≤ 40 µm ta chọn phương pháp xử lí xiclon Với bụi có cỡ hạt d ≤ 10 µm, ta chọn phương pháp xử lí ướt tháp hấp thụ kết hợp xử lí khí Tính toán buồng lắng bụi Chọn buồng lắng để xử lí tất hạt có d ≥ 40 µm => dmin=40 µm Lưu lượng đề 25000 m3/h ta lắp buồng lắng song song để giảm lưu lượng vào buồng giảm kích thước buồng Khi lưu lượng vào buồng : L’=== 6250 m3/h Bl===18.13 Chọn B= 2.5m l= 7.5m ta có vận tốc khí vào buồng lắng u= Chọn utối ưu=0.3m/s =>H= ==2.3m Hiệu lọc theo cỡ hạt: η= 5.5555xxd2=5.5555x= 6.5x1010xd2 d(µm) 0-5 - 10 10 - 20 20 - 30 30 - 40 % khối lượng 13 15 21 Lượng bụi m3 khí thải (mg/m3) 3250 3750 2750 2250 5250 Hq lọc theo cỡ hạt 3.7 14.6 40.6 79.6 Lượng bụi 3250 lại sau buồng lắng 3611.25 2348.5 1336.5 1071 Dải phân 28 cấp % khối lượng 31.1 20.2 11.5 9.2 ∑C= 11617.25 mg/m3 chưa đạt QCVN 19 nên phải xử lí tiếp xiclon Tính toán xiclon Ta có thành phần bụi theo khối lượng sau xử lí sơ buồng lắng d(µm) 0-5 Dải phân 28 cấp % khối lượng - 10 10 - 20 20 - 30 30 - 40 31.1 20.2 11.5 9.2 Theo thành phần bụi bảng, ta chọn xử lí xiclon hợp lí  Tính toán xiclon theo phương pháp chọn, dụa vào đường kính thân xiclon theo theo Stairmand C.J ( Hình 7.8a – giáo trình: ô nhiễm không khí xử lý khí thải – tập – GS.TS Trần Ngọc Trấn): - Đường kính thân hình trụ (đường kính xiclon): D (m) - Bán kính thân hình trụ: r2 = 0,5.D - Đường kính ống trung tâm : d1= 0,5.D - Bán kính ống trung tâm: r1 = 0,5.d1 = 0,25D - Chiều dài miệng ống dẫn khí vào: a = 0,5D - Chiều rộng miệng ống dẫn khí vào: b = 0,2D - Chiều cao thân hình trụ: h = 1,5D - Chiều cao thiết bị xiclon: H = 1,5D+2,5D = 4.D - Đường kính đáy phễu: dp = 0,25.D - Chiều cao phần bên ống trung tâm: h1 = 0,5 D - Chiều cao ống trung tâm : h2 = h1+ 0,5D = D - Đường kính cửa tháo bụi: d3=( 0,3÷0,4).D - Xác định đường kính xiclon (D) Chọn dmin = 10 µm = 10 10-6 m dmin = Trong : - l = h – a = 1,5D – 0,5D = D - µ= 18,6.10-6 (Pa.s) : độ nhớt động lực (Pa.S) - n: số vòng quay dòng khí xiclon (vòng/s) = (vòng/s) + ve : vận tốc k hí ống dẫn vào xiclon: ve = = (m/s) dmin = =10.10-6   D = 1m Các thông số thiết kế xiclon: - Đường kính thân hình trụ (đường kính xiclon): D = m - Bán kính thân hình trụ: r2 = 0,5.D = 0,5 1,25 = 0,5 m - Đường kính ống trung tâm : d1= 0,5.D = 0,5 m - Bán kính ống trung tâm: r1 = 0,5.d1 = 0,25D = 0,25 m - Chiều dài miệng ống dẫn khí vào: a = 0,5D = 0,5 m - Chiều rộng miệng ống dẫn khí vào: b = 0,2D = 0,2 m - Chiều cao thân hình trụ: h = 1,5D = 1,5 m - Chiều cao thiết bị xiclon: H = 1,5D+2,5D = 4.D = m - Đường kính đáy phễu: dp = 0,25.D = 0,25 m - Chiều cao phần bên ống trung tâm: h1 = 0,5 D = 0,5 m - Chiều cao ống trung tâm : h2 = h1+ 0,5D = D = 1m - Đường kính cửa tháo bụi: d3=( 0,3÷0,4).D => Chọn d3 = 0,4 m  Hiệu lọc theo cỡ hạt xiclon : ɳ(d) = x 100% Với : + n = = = 20.6 (vòng/s) +α= =- x 20.62x 1x = -1.73x1010  Kết tính toán hiệu lọc theo cỡ hạt ɳ(d) thể bảng sau : Bảng : Hiệu lọc theo cỡ hạt η(d) d (μm) 0-5 - 10 10 - 20 20 - 30 30 - 40 η (%) 12.5 75.6 100 100 100  Hiệu lọc theo khối lượng hệ thống : Bảng : Bảng phân cấp cỡ hạt ban đầu hạt bụi Đường kính cỡ hạt d(s) (μm) Phần trăm khối lượng 0-5 -10 10 - 20 20 -30 30 - 40 Tổng 9.2 100 11.5 28 31.1 20.2 (%) Lượng bụi 1m3 khí thải (mg/m3) 1336.5 800 3250 3611.25 2348.5 Hiệu lọc theo cỡ hạt H % lấy trung bình theo cỡ hạt 12.5 75.6 100 100 100 Lượng bụi lại sau qua xiclon (mg/m3) 2843.75 881 0 - Tổn thất áp suất xiclon: Theo Stairmand: KE = 1+ 2Ψ2.( – 1) + () + vE = = 69,44 (m/s) + AE = a.b = 0,5.0,2 = 0,1 (m2) + AS = = x 0,52 = 0,2 (m2) + rE = r2 – b/2 = 0,5 – 0,2/2 = 0,4 (m) => = = 1,6 + Af = π.D.l = π D D = πD2 = π 12 = 3.14 ( l = 2,5D + 1,5D) Chọn hệ số ma sát: λ = 0,019  = = 0,3 Chọn: = 0.3 ; = 1071 - Tra bảng 7.3 – trang 113 tâp – Kĩ thuất xử lí khí thải, Trần Ngọc Trấn =>Ψ = 1.2 KE = 1+ Ψ 2.( – 1) + () => KE = 1+ 2.1,22.( – 1) + () = 7.8 => ∆P = KE ⍴= 7,8 0,218 69,442 = 4099 (N/m3) Kiểm tra lại dmin: VTE= Ψ.vE = 1,2.69.44 =83 m/s Vm=vTE.(2r/r1)1/2=83.3,21/2=149 m/s Zo= dmin= Vậy xiclon chọn thích hợp Bảng 6: Thông số thiết kế xiclon theo tiêu chuẩn STT Thông số Giá trị Đường kính xiclon D (m) Đường kính ống khí thoát d2 (m) 0,5 Chiều cao cửa vào a (m) 0,5 Chiều dài ống dẫn khí vào (m) 0,5 Chiều cao phần thân hình trụ h (m) 1,5 Chiều cao phần thân hình nón (m) 3,125 Chiều cao phần bên ống trung tâm (m) 0,625 Chiều cao thiết bị xiclon H (m) 5,625 [...]... thuất xử lí khí thải, Trần Ngọc Trấn =>Ψ = 1.2 KE = 1+ 2 Ψ 2.( – 1) + 2 () 2 => KE = 1+ 2.1,22.( – 1) + 2 () 2 = 7.8 => ∆P = KE ⍴= 7,8 0,218 69,442 = 4099 (N/m3) Kiểm tra lại dmin: VTE= Ψ.vE = 1,2.69.44 =83 m/s Vm=vTE.(2r/r1)1/2=83.3,21/2=149 m/s Zo= dmin= Vậy xiclon đã chọn là thích hợp Bảng 6: Thông số thiết kế xiclon theo tiêu chuẩn STT Thông số Giá trị 1 Đường kính xiclon D (m) 1 2 Đường kính ống khí. .. là thích hợp Bảng 6: Thông số thiết kế xiclon theo tiêu chuẩn STT Thông số Giá trị 1 Đường kính xiclon D (m) 1 2 Đường kính ống khí thoát ra d2 (m) 0,5 3 Chiều cao cửa vào a (m) 0,5 4 Chiều dài ống dẫn khí vào (m) 0,5 5 Chiều cao phần thân hình trụ h (m) 1,5 6 Chiều cao phần thân hình nón (m) 3,125 7 Chiều cao phần bên ngoài ống trung tâm (m) 0,625 8 Chiều cao thiết bị xiclon H (m) 5,625 ... cho phép Vậy phải xử lí tất thông số Hiệu suất xử lí khí: η= x100% Chỉ tiêu η (%) Clo 78 SO2 68 H2S 82 CO 85 NO2 38 Tổng bụi 99.38 Tính toán xử lí bụi Đề xuất phương án xử lí bụi Ta có dải phân... lắng để xử lí sơ Với bụi có đường kính 10 µm ≤ d ≤ 40 µm ta chọn phương pháp xử lí xiclon Với bụi có cỡ hạt d ≤ 10 µm, ta chọn phương pháp xử lí ướt tháp hấp thụ kết hợp xử lí khí Tính toán buồng... bảng, ta chọn xử lí xiclon hợp lí  Tính toán xiclon theo phương pháp chọn, dụa vào đường kính thân xiclon theo theo Stairmand C.J ( Hình 7.8a – giáo trình: ô nhiễm không khí xử lý khí thải – tập