Nghiên cứu và mô phỏng hệ thống xử lý khí thải trong quá trình thiêu xác gia cầm bằng phần mềm Ansys Fluent

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN LÊ QUỐC KHÁNG NGHIÊN CỨU VÀ MÔ PHỎNG HỆ THỐNG XỬ LÝ KHÍ THẢI TRONG QUÁ TRÌNH THIÊU XÁC GIA CẦM BẰNG PHẦN MỀM ANSYS FLUENT S K C 0 9 NGÀNH: CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY - 605204 S KC 0 8 Tp Hồ Chí Minh, 2012 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN LÊ QUỐC KHÁNG NGHIÊN CỨU VÀ MÔ PHỎNG HỆ THỐNG XỬ LÝ KHÍ THẢI TRONG QUÁ TRÌNH THIÊU XÁC GIA CẦM BẰNG PHẦN MỀM ANSYS FLUENT NGÀNH: CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY – 10.025.204.013 Tp Hồ Chí Minh, tháng 10/2012 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN LÊ QUỐC KHÁNG NGHIÊN CỨU VÀ MÔ PHỎNG HỆ THỐNG XỬ LÝ KHÍ THẢI TRONG QUÁ TRÌNH THIÊU XÁC GIA CẦM BẰNG PHẦN MỀM ANSYS FLUENT NGÀNH: CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY - 10.025.204.013 Hướng dẫn khoa học: TS NGUYỄN THANH HÀO Tp Hồ Chí Minh, tháng 10/2012 LÝ LỊCH KHOA HỌC I LÝ LỊCH SƠ LƢỢC: Họ & tên: Nguyễn Lê Quốc Kháng Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 20/07/1981 Nơi sinh: Sóc Trăng Quê quán: Sóc Trăng Dân tộc: Kinh Chỗ riêng địa liên lạc: 448/14 Quốc Lộ 1, Phường 2, TP Sóc Trăng, Sóc Trăng Điện thoại nhà riêng: 0793.610611 E-mail:nguyenquockhanhst44@yahoo.com.vn II QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO: Đại học: Hệ đào tạo: Tại chức Thời gian đào tạo từ 09/2000 đến 05/2005 Nơi học (trường, thành phố): ĐH SPKT TP Hồ Chí Minh Ngành học: KTCN III QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC CHUYÊN MÔN KỂ TỪ KHI TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC: Thời gian Nơi công tác 2005 đến Trường THPT Hoàng Diệu – Sóc Trăng Trang i Công việc đảm nhiệm Giáo viên LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan công trình nghiên cứu Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố công trình khác Tp Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 2012 (Ký tên ghi rõ họ tên) Nguyễn Lê Quốc Kháng Trang ii LỜI CẢM TẠ Trước hết chân thành cảm ơn quý thầy trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP HCM nhiệt tình giảng dạy suốt thời gian học vừa qua trường Nhất thầy khoa Cơ khí Chế tạo máy cung cấp cho kiến thiết chuyên môn cần thiết cho hoàn thành luận văn Đặc biệt xin cảm ơn TS Nguyễn Thanh Hào trường Đại học Công nghiệp TP.HCM tận tình hướng dẫn suốt thời gian làm luận văn Thầy chuyền đạt kiến thức chuyên môn tài liệu tham khảo hữu ích cho việc hoàn thành luận văn Xin chân thành cảm ơn bạn lớp đưa ý kiến đóng góp, ổ trợ phương tiện cần thiết thực luận văn Một lần xin cảm ơn tất cả! TP.HCM, tháng 10 năm 2012 Người thực Nguyễn Lê Quốc Kháng Trang iii TÓM TẮT LUẬN VĂN Luận văn đề cập đến việc xây dựng mô hình tính toán ứng dụng phần mềm ANSYS FLUENT mô trình xử lý khí thải bên tháp hấp thụ Phương pháp mô dựa sở tình toán kết xử lý khí thải, Code Matlab kết mô ANSYS FLUENT Kết tính toán nồng độ khí thải SO2, NO2, CO2 trình thiêu đốt xác gia cầm sinh xử lý phương pháp hấp thụ với chất hấp thụ sử dụng Ca(OH) Các kết tìm được, đem phân tích đối chiếu với kết tính toán, Code Matlab kết mô ANSYS FLUENT Kết phân tích góp phần quan trọng việc tính toán tối ưu hóa hệ thống ABSTRACT The thesis refers to the formation of computational models and ANSYS FLUENT sofware application in simulation of the exhaust fumes treatment process in the obsorption tower This simulation method based on the calculation of CODE MATLAB exhaust fumes treatment results and ANSYS FLUENT simulation results The calculation result is the concentration of the exhaust fumes SO2, NO2, CO2 born in the scorching process of identify birds and handled by the absorbing method that their absorbent is Ca(OH)2 The search results are analysed and compared with CODE MATLAB calculation results and ANSYS FLUENT simulation results Analysis result played a key part to the calculation and optimization of the system Trang iv MỤC LỤC: Trang tựa TRANG Quyết định giao đề tài Lý lịch cá nhân i Lời cam đoan ii Cảm tạ iii Tóm tắt iv Mục lục v Danh sách chữ viết tắt x Danh sách bảng xii Danh sách hình xiv Chƣơng 1: TỔNG QUAN 1.1 Các kết nghiên cứu nước công bố 1.1.1 Nghiên cứu nước 1.1.1.1 Hệ thống xử lý nhiều tầng 1.1.1.2 Phương pháp loại bỏ SOx NOx từ hệ thống lò đốt 1.1.2 Các nghiên cứu nước 1.1.2.1 Lò đốt xử lý khói thải lò đốt chất thải nguy hại 1.1.2.2 Lò đốt rác y tế 1.1.3 Các vấn đề khoa học tồn cần nghiên cứu để giải 1.2 Tính cấp thiết đề tài, ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài 1.3 Xác định mục đích nghiên cứu, khách thể đối tượng nghiên cứu 1.4 Xác định nhiệm vụ nghiên cứu giới hạn đề tài 1.5 Phương pháp nghiên cứu 1.6 Kế hoạch thực 10 Chƣơng 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT QUÁ TRÌNH XỬ LÝ KHÍ THẢI 11 2.1 Xử lý khí phương pháp thiêu hủy 11 2.1.1 Thiêu hủy nhiệt 11 Trang v 2.1.2 Thiêu hủy phương pháp hóa học 11 2.1.3 Thiêu hủy phương pháp đốt 11 2.1.3.1 Đốt chất xúc tác 12 2.1.3.2 Đốt có chất xúc tác 12 2.2 Phương pháp ngưng tụ 12 2.3 Xử lý khí thải phương pháp hấp phụ 13 2.3.1 Khái quát tượng hấp phụ 13 2.3.1.1 Hấp phụ vật lý 14 2.3.1.2 Hấp phụ hóa học 14 2.3 Xử lý khí thải phương pháp hấp thụ 15 2.3.1 Nguyên lý phương pháp hấp thụ 15 2.3.1.1 Hấp thụ vật lý 15 2.3.1.2 Hấp thụ hóa học 17 2.3.1.2.1 Sự chuyển chất trình hấp thụ 17 2.3.1.2.2 Cân pha hệ khí – lỏng 18 Chƣơng 3: CHẤT HẤP THỤ TRONG QUÁ TRÌNH XỬ LÝ BẰNG PHƢƠNG PHÁP HẤP THỤ 20 3.1 Đối với NOX 20 3.1.1 Hấp thụ NOX than hoạt tính 20 3.1.2 Hấp thụ NOX silicagen 20 3.1.3 Hấp thụ NOX keo nhôm 20 3.1.4 Hấp thụ NOX than bùn có tính kiềm thiết bị tầng sôi 21 3.1.5 Hấp thụ NOx amoni cacbonat 21 3.1.6 Hấp thụ NOx nước 21 3.1.7 Hấp thụ khí NOx kiềm 22 3.2 Đối với khí SO2 22 3.2.1 Hấp thụ khí SO2 nước 22 3.2.2 Hấp thụ khí SO2 dung dịch soda 23 3.2.3 Hấp thụ khí SO2 dung dịch amoniac 23 3.2.4 Hấp thụ khí SO2 amin thơm 24 3.2.5 Hấp thụ đồng thời khí SO2 NOx NaOH Na2CO3 24 3.3 Đối với khí CO2 25 Trang vi 3.3.1 Hấp thụ khí CO2 dung dịch etanolamin 25 3.3.2 Hấp thụ khí CO2 dung dịch amoniac 25 3.3.3 Hấp thụ khí CO2 dung dịch kiềm 26 3.3.4 Hấp thụ khí CO2 nước 26 3.4 Đối với CO 27 Chƣơng 4: TÍNH HỆ THỐNG XỬ LÝ BẰNG PHƢƠNG PHÁP HẤP THỤ 29 4.1 Công suất thành phần cần thiêu hủy 29 4.2 Tính toán lượng vật chất vào lò khỏi lò 29 4.2.1 Cân vật chất 29 4.2.1.1 Lượng vật chất cấp vào lò 30 4.2.1.1.1 Lượng không khí nạp vào lò 31 4.2.1.1.2 Tổng lượng vật chất vào lò 34 4.2.1.2 Lượng vật chất khỏi lò 34 4.2.2 Cân nhiệt lượng 35 4.2.2.1 Nhiệt lượng đưa vào lò 36 4.2.2.2 Cân nhiệt lượng khỏi lò 38 4.3 Tính toán thiết kế tháp hấp thụ 40 4.4 Kết code matlab 44 Chƣơng 5: MÔ PHỎNG SỐ QUÁ TRÌNH XỬ LÝ BÊN TRONG THÁP HẤP THỤ 45 5.1 Mô hình hóa hệ thống 45 5.2 Mô tả toán điều kiện biên 46 5.2.1 Mô tả toán 46 5.2.2 Điều kiện biên 47 5.2.2.1 Điều kiện biên vận tốc vào 47 5.2.2.2 Điều kiện biên áp suất 48 5.3 Sử dung CFD ANSYS FLUENT mô trình xử lý bên tháp hấp thụ 48 5.3.1 Chia lưới tháp hấp thụ 48 5.3.2 Thiết lập điều kiện mô 50 5.3.2.1 Thiết lập điều kiện vận tốc khí thải vào 50 5.3.2.2 Thiết lập điều kiện biện vận tốc chất hấp thụ 51 Trang vii 5.3.3 Kết ảnh hưởng vận tốc đến trình hấp thụ 51 Chƣơng 6: KẾT LUẬN ĐÁNH GIÁ 54 6.1 Kết xử lý 54 6.2 Kết luận 55 PHỤ LỤC Chƣơng TÍNH HỆ THỐNG XỬ LÝ BẰNG PHƢƠNG PHÁP HẤP THỤ 57 Tính toán tháp làm nguội 57 Tính toán thiết kế xiclon 61 Tính toán thiết kế ống khói 63 Tính toán chọn bơm dung dịch Ca(OH)2 65 Tính toán chọn bơm nước vào tháp làm nguội 67 Tính toán quạt hút 70 6.1 Tính quạt hút 70 6.2 Tính quạt hút 74 Tính toán thiết bị phụ 76 7.1 Lưới đỡ đệm 76 7.2 Chọn vật liệu 77 7.3 Tính bích 77 7.4 Tính chân đỡ 79 Kiểm tra Code Matlab 80 PHỤ LỤC Chƣơng 5: MÔ PHỎNG SỐ QUÁ TRÌNH XỬ LÝ BÊN TRONG THÁP HẤP THỤ 93 5.1 Mô hình hóa hệ thống 93 5.1.1 Mô hình chi tiết tháp hấp thụ 93 5.1.2 Xuất vẽ sang file SAT 93 5.2 Mô ANSYS FLUENT 93 5.2.1 Khởi động chương trình ANSYS FLUENT 93 5.2.2 Mô hình số (Geometry) 94 5.2.3 Chia lưới 94 5.2.4 Tiến hành mô (Setup) 96 5.2.4.1 Phần cài đặt 96 5.2.4.2 Phần Solution 102 Trang viii 5.2.4.3 Phần Results 104 5.2.4.4 Tháp đường kính 780mm cao 2500mm vận tốc khí bên tháp vtháp=1,2m/s 104 5.2.4.5 Tháp đường kính 850mm cao 2800mm vận tốc khí bên tháp vtháp=1,0m/s 110 5.2.4.6 Tháp đường kính 950mm cao 3200mm vận tốc khí bên tháp vtháp=0,8m/s 115 5.2.4.7 Tháp đường kính 1100mm cao 3700mm vận tốc khí bên tháp vtháp=0,6m/s 120 5.2.5 Kết mô chiều 125 TÀI LIỆU THAM KHẢO 127 Trang ix DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT STT KÝ HIỆU TCVN DO QCVN QCVN 24:2009/BTNMT QCVN 02:2008/BTNMT 10 11 12 13 14 15 16 NXB ĐHQG ĐHBKTPHCM Gv GCT GD Gkk GO2lt GKKTT O  kk CÁCH VIẾT ĐẦY ĐỦ Tiêu chuẩn Việt Nam Diesel Oil (Dầu diesel) Quy chuẩn Việt Nam Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia nước thải công nghiệp Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia khí thải lò đốt chất thải y tế Nhà xuất Đại học Quốc gia Đại học Bách Khoa thành phố Hồ Chí Minh Lượng vật chất nạp vào lò Lượng xác gia cầm tiêu hủy Lượng dầu DO nạp vào lò Lượng không khí nạp vào lò Lượng oxi lý thuyết Lượng không khí tính toán Khối lượng riêng Oxi 17 18 19 20 21 22 23 24 GAM,KK GKKAm,TT QCT QD QKK QAM Q CCT Khối lượng riêng không khí Lượng ẩm có không khí Lượng không khí ẩm tính toán Nhiệt lượng xác gia cầm đưa vào lò Nhiệt lượng dầu DO mang vào Nhiệt lượng không khí đưa vào lò Nhiệt lượng ẩm không khí mang vào lò Nhiệt lượng chất thải cháy 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 Q CCT Qkhoi Qtro Qhoi QMo QT Cd td Chn r q dc Gbui Gtro Gk Lk D1ln H1ln h1ln Nhiệt lượng nhiên liệu cháy Nhiệt lượng khói mang Nhiệt lượng tro xỉ Nhiệt lượng nước Nhiệt lượng mát mở cửa lò đốt Nhiệt lượng mát tường lò Nhiệt dung riêng dầu DO Nhiệt độ dầu DO Nhiệt dung riêng nước Nhiệt ẩn hóa Nhiệt trị thấp dầu DO Khối lượng bụi Khối lượng tro Khối lượng khói Lưu lượng khói Đường kính tháp làm nguội Chiều cao phần hình trụ tháp làm nguội Chiều cao chóp tháp làm nguội Trang x 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 dk vk h2ln Gn dnln vnln dvln dxln D1ht H1ht h1ht h2ht 55 dddht 56 dxddht 57 vxht 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 Hh,ô Hđ,ô hh,ô hđ,ô hf Pm,h Pm,d Pc,h Pc,d Pms Pcb CMA KPH CR Co mi Mi VR Vo x T S P 81 kD 82 83 84 85 A R H Kcb Đường kính ống khói Vận tốc ống khói Chiều cao chóp đáy tháp Khối lượng nước làm nguội Đường kính ống dẫn nước vào tháp làm nguội Vận tốc nước ống Đường kính lỗ vòi phun nước Đường kính ống xả nước bể Đường kính tháp hấp thụ Chiều cao phần hình trụ tháp hấp thụ Chiều cao chóp tháp hấp thụ Chiều cao nắp đáy tháp hấp thụ Đường kính ống dẫn dung dịch Ca(OH)2 vào tháp hấp thụ Đường kính ống xả dd Ca(OH)2 bể Vận tốc dung dich Ca(OH)2 đường ống xả tháp hấp thụ Chiều cao hình học đường ống hút Chiều cao hình học đường ống đẩy Tổn thất áp suất đường ống hút Tổn thất áp suất đường ống đẩy Tổn thất áp suất vòi phun Trở kháng ma sát đường ống hút Trở kháng ma sát đường ống đẩy Trở kháng cục đường ống hút Trở kháng cục đường ống đẩy Trở lực ma sát ống dẫn khói Trở lực cục ống dẫn khói Calcium Magie Acetate Không phát Nồng độ đầu Nồng độ ban đầu Khối lượng chất i ngưng tụ Phân tử lượng chất Lưu lượng khí đầu Lưu lượng khí đầu vào Nồng độ chất khí chất lỏng Nhiệt độ làm việc Diện tích tiếp xúc hai pha Áp suất riêng phần khí pha khí Hệ số khuếch tán chất hấp thụ pha lỏng Hằng số Hằng số khí = 8,31 kJ/kmol.độ Nhiệt hòa tan khí Hằng số cân Trang xi PHỤ LỤC: DANH SÁCH CÁC BẢNG BẢNG Trang Bảng 1.1: Các yêu cầu công nghệ, thiết bị lò đốt Bảng 1.2: Kết phân tích khói thải tro lò đốt rác thải y tế Bệnh đa khoa Long Phú − Sóc Trăng Bảng 1.3: Kế hoạch thực 10 Bảng 2.1: Độ hòa tan số khí nước 18 Bảng 2.2: Độ hòa tan số khí nước áp suất thường (cm3 khí/lít nước) 19 Bảng 3.1: Thứ tự hoạt động dung dịch kiềm 22 Bảng 4.1: Thành phần hóa học xác gà theo khối lượng 29 Bảng 4.2: Thành phần dầu DO khối lượng chất có x kg dầu DO 31 Bảng 4.3: khối lượng chất tham gia trình cháy 31 Bảng 4.4: Hằng số cân hình thành NO 32 Bảng 4.5: Hằng số cân hình thành NO 32 Bảng 4.6: Nhiệt dung riêng khí nhiệt độ 11000C 38 Bảng 4.7: Lượng vật chất khỏi lò 40 Bảng 6.1: Kết tháp có đường kính 780mm vận tốc 1,2 m/s ống phun chất hấp thụ 80mm vận tốc 3m/s 54 Bảng 6.2: Kết tháp có đường kính 850mm vận tốc 1m/s ống phun chất hấp thụ 80mm vận tốc 3m/s 54 Trang xii Bảng 6.3: Kết tháp có đường kính 950mm vận tốc 0,8m/s ống phun chất hấp thụ 80mm vận tốc 3m/s 54 Bảng 6.4: Kết tháp có đường kính 1100mm vận tốc 0,6m/s ống phun chất hấp thụ 80mm vận tốc 3m/s 54 Bảng 1: Nhiệt dung riêng tỷ lệ phần trăm khối lượng thành phần hỗn hợp khí 58 Bảng 2: Giá trị thông số chất lượng môi trường không khí xung quanh có khí thải theo TCVN 5937:2005 63 Bảng 3: Thông số của qua ̣t hút 73 Bảng 4: Thông số của qua ̣t hút 76 Trang xiii DANH SÁCH CÁC HÌNH HÌNH Trang Hình 1.1: Hệ thống xử lý khí thải nhiều tầng Hình 1.2: Hệ thống xử lý khí thải Calcium Magnesium Acetate (CMA) Hình 2.1: Đường cong hấp phụ đẳng nhiệt đẳng áp 15 Hình 4.1: Sơ đồ khối cân vật chất trình cháy xác gia cầm 30 Hình 4.2: Nhập giá trị đầu vào 45 Hình 4.3: Kết Matlab 45 Hình 5.1: Các chi tiết tháp hấp thụ 47 Hình 5.2: Mô hình tính toán điều kiện biên mô hình ba chiều 48 Hình 5.3: Chia lưới tháp hấp thụ ANSYS ICEM CFD 50 Hình 5.4: Lưu lượng khí thải vị trí ống phun 51 Hình 5.5: Lưu lượng khí thải độ cao 2m 52 Hình 5.6: Lưu lượng khí thải vị trí ống khói 52 Hình 1: Nhập giá trị đầu vào 92 Hình 2: Kết Matlab 92 Trang xiv Chương 1: Tổng quan CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Các kết nghiên cứu nƣớc công bố Hiện giới có nhiều nghiên cứu lò thiêu xác động vật nhằm đạt mục làm giảm khí thải sinh qua trình thiêu đốt đến mức thấp để làm giảm ô nhiểm môi trường xung quanh xử lý khí thải thiêu đốt rác thải sinh hoạt đô thị, y tế chất thải độc hại công nghiệp, vấn đề xử lý khí thải sau thiêu đốt xác súc vật gia cầm chưa có nhiều nghiên cứu Trong trình thiêu xác động vật có số khí thải tương tự thải lò [1], hệ thống xử lý khí thải thiêu đốt xác động vật dựa thiết kế nghiên cứu lò đốt rác thải sinh hoạt lò 1.1.1 Nghiên cứu nƣớc 1.1.1.1 Hệ thống xử lý nhiều tầng Hình 1.1 Hệ thống xử lý khí thải nhiều tầng Như hình 1.1 cho thấy khí thải sau thiêu đốt từ lò thiêu đưa vào venturi, có hệ thống cung cấp không khí từ bên thổi không khí nóng vào buồng gió, không khí làm xáo trộn bụi khí thải bị bốc lên trên, tro bụi không xử lý tháo Bên có vòi phun nước kết hợp với khí thải lại bốc lên bị Nguyễn Lê Quốc Kháng Trang Chương 1: Tổng quan hấp thụ tháo ngoài, chất khí lại dẫn qua cyclone phản ứng với nước thu acid bên dưới, số khí thải bốc lên qua buồng chưng cất, chất hấp thụ phản ứng nhiệt Khí thải lại đưa đến hệ thống làm Hệ thống lò đốt rác thải dùng dầu cặn rác thải sinh hoạt làm nhiên liệu qui trình kiểm chứng với chi phí thấp cách sử dụng rác thải dạng nhiên liệu dùng để đốt lò không cần hổ trợ Phương pháp dùng để xử lý riêng dầu cặn sử dụng phối hợp xử lý chất dầu cặn chất thải sinh hoạt Sau hấp thụ nhiệt lượng nước/nhiên liệu tạo ra, hệ thống xử lý khí thải sử dụng để loại bỏ chất gây ô nhiễm không khí Trong ứng dụng khác, lên tới 97% lưu huỳnh cho vào Lò Enders Fluid Bed [2] hấp thụ vôi, cho thêm vôi lò lò cao cho nước than lưu huỳnh Bằng cách sử dụng công nghệ tầng dịch sử dụng toàn giới nhà máy hóa chất, nhà máy bột giấy nhà máy xử lý nước thải, chất thải sinh hoạt để xử lý chất thải lỏng, rắn, hầu hết thu hồi nhiệt tạo điện [2] Đối với xử lý chất thải rắn, chất thải sinh hoạt, chất dễ cháy chất thải tách cắt nhỏ theo yêu cầu cho vào lò Những chất cháy tái chế chôn lấp [2] Lò đốt đơn giản hệ thống venturi scrubber/hệ thống scrubber thứ cấp, hệ thống phức tạp lò có chứa vôi/than hoạt tính, hệ thống cung cấp vôi bột than hoạt tính, nhiệt độ khí thải lưu giữ lại ống khói Trước khí thải thường loại bỏ không lưu giữ lại ống khói, đặt biệt xử lý HCL, SO2, polychloric acid, polychlorinated dibenzo – P – dioxin, kim loại nặng khói bụi 1.1.1.2 Phƣơng pháp loại bỏ SOx NOx từ hệ thống lò đốt Phương pháp liên quan đến việc hình thành phản ứng chất hấp thụ canxi magiê acetate (CMA) [20], dùng để loại bỏ chất ô nhiễm từ khí thải hệ thống lò đốt sử dụng nhiên liệu có chứa lượng đáng kể lưu huỳnh Nguyễn Lê Quốc Kháng Trang Chương 1: Tổng quan nitơ [4] CMA dạng khô phun (trong dạng loại bột mịn), dạng khác dạng phun ướt (dạng dung dịch) môi trường nhiệt độ cao buồng đốt Kỹ thuật thứ hai khả thi CMA hình thức hòa tan nước canxi magiê Không giống hydroxit canxi nước cacbonat canxi không hòa tan nước, CMA hòa tan hoàn toàn nước nồng độ lên đến 30% tính theo trọng lượng [3] Như vậy, lớp CMA có kích thước micron hòa tan vào giọt nước phun vào lò đốt than, nước bốc acetate hữu bay đốt cháy giảm lượng NOx Theo đó, khối lượng chất thải chất hấp thụ không phản ứng giảm thiểu Trong số kết thấp chi phí mua chất hấp thụ chi phí thấp chi phí chôn lấp Hình 1.2: Hệ thống xử lý khí thải Calcium Magnesium Acetate (CMA) Trong hình 1.2 lò điển hình, bao gồm nồi 10 máy lọc nước 12, CMA cung cấp dạng sương từ giọt nước có kích cỡ micro lò 10, qua vòi phun ướt 14 đầu phun 15 Trong dòng than bột đưa vào lò thông qua đường cấp than 16 Khi nước chất hấp thụ bốc hơi, acetate hữu bay đốt cháy, phản ứng với oxit nitơ Đồng thời, hạt canxi oxit magiê oxit hình thành phản ứng với khí lưu huỳnh độc hại Các hạt phản ứng xử lý, tro rơi vào phễu tro 18 cửa lò hơi, khí thải không phản ứng qua vượt qua máy lọc 12 đường ống khói lò Nguyễn Lê Quốc Kháng Trang Chương 1: Tổng quan 20 Ngoài ra, khí thải tiếp xúc với CMA thông qua vòi phun 22 máy lọc 12, tro thu đáy phễu 24 máy lọc hơi, khí thải thoát lọc trở lại đường 26 Tùy thuộc vào nồng độ SO2, phản ứng có nhiều thuận lợi nhiệt độ lạnh lối lò Cơ chế phản ứng tổng thể là: CaO( solid )  SO2  12 O2  CaSO4 ( solid ) Khi nhiệt độ tăng lên, phản ứng nhiệt động lực học không thuận lợi sản phẩm thu hoàn thành với tốc độ nhanh Calcium acetate bay hơi/phản ứng cháy giống CMA calcium tự nhiên Ngoài ra, muối acetate cation bất kỳ, ví dụ: Na+, phản ứng hàm lượng oxit với hợp chất khí lưu huỳnh sử dụng phương pháp xử lý khói lò 1.1.2 Các nghiên cứu nƣớc 1.1.2.1 Lò đốt xử lý khói thải lò đốt chất thải nguy hại Trong năm 2001 – 2002 Trung tâm Kỹ thuật Môi trường Đô thị Khu công nghiệp, Trường Đại Học Xây dựng, Bộ KHCN & MT, Bộ KH&CN, giao cho thực đề tài "Nghiên cứu công nghệ lò đốt xử lý khói thải lò đốt chất thải công nghiệp nguy hại phù hợp với điều kiện Việt Nam" Đề tài tiến hành điều tra bổ sung đánh giá định lượng chất thải công nghiệp nguy hại Hà Nội, nghiên cứu lựa chọn công nghệ thiết kế lò đốt chất thải rắn công nghiệp nguy hại phù hợp với điều kiện Việt Nam, nghiên cứu thiết kế chế tạo thiết bị xử lý khói thải lò đốt đạt TCVN, chế tạo lắp đặt lò đốt chất thải rắn công nghiệp nguy hại thử nghiệm khu xử lý chất thải Nam Sơn, thành phố Hà Nội, đốt thử nghiệm, đốt vận hành khảo sát đo lường đánh giá chất lượng lò đốt hệ thống xử lý khói thải Theo số liệu điều tra thực tế, tổng lượng chất thải rắn công nghiệp Hà Nội năm 2001 vào khoảng 74.600 tấn/năm [5], chất thải nguy hại lớn 12.000 tấn/năm, chiếm khoảng 16,1% Trong tổng số chất thải rắn công nghiệp nguy hại Hà Nội 12.000 tấn/năm có 45,84% [5] xử lý phương pháp đóng rắn, 18,79% chôn lấp, phần đốt cháy 14,4% (khoảng 1.500 Nguyễn Lê Quốc Kháng Trang [...]... vật và gia cầm vẫn chưa có nhiều nghiên cứu Trong quá trình thiêu xác động vật có một số khí thải tương tự như thải các lò hơi [1], hệ thống xử lý khí thải trong khi thiêu đốt xác động vật dựa trên thiết kế những nghiên cứu các lò đốt rác thải sinh hoạt và lò hơi 1.1.1 Nghiên cứu nƣớc ngoài 1.1.1.1 Hệ thống xử lý nhiều tầng Hình 1.1 Hệ thống xử lý khí thải nhiều tầng Như hình 1.1 cho thấy khí thải. .. quả nghiên cứu trong và ngoài nƣớc đã công bố Hiện tại trên thế giới có nhiều nghiên cứu về các lò thiêu xác động vật nhằm đạt mục làm giảm khí thải sinh ra trong qua trình thiêu đốt đến mức thấp nhất để làm giảm ô nhiểm môi trường xung quanh và xử lý khí thải trong thiêu đốt rác thải sinh hoạt đô thị, y tế và chất thải độc hại trong công nghiệp, nhưng trong vấn đề xử lý khí thải sau khi thiêu đốt xác. .. 1.1: Hệ thống xử lý khí thải nhiều tầng 1 Hình 1.2: Hệ thống xử lý khí thải Calcium Magnesium Acetate (CMA) 3 Hình 2.1: Đường cong hấp phụ đẳng nhiệt và đẳng áp 15 Hình 4.1: Sơ đồ khối cân bằng vật chất của quá trình cháy xác gia cầm 30 Hình 4.2: Nhập giá trị đầu vào 45 Hình 4.3: Kết quả Matlab 45 Hình 5.1: Các chi tiết chính của tháp hấp thụ 47 Hình 5.2: Mô. .. giao cho thực hiện đề tài "Nghiên cứu công nghệ lò đốt và xử lý khói thải lò đốt chất thải công nghiệp nguy hại phù hợp với điều kiện Việt Nam" Đề tài đã tiến hành điều tra bổ sung đánh giá định lượng chất thải công nghiệp nguy hại của Hà Nội, nghiên cứu lựa chọn công nghệ và thiết kế lò đốt chất thải rắn công nghiệp nguy hại phù hợp với điều kiện Việt Nam, nghiên cứu thiết kế và chế tạo thiết bị xử. .. một hệ thống venturi scrubber /hệ thống scrubber thứ cấp, hoặc một hệ thống phức tạp hơn trong lò có chứa vôi/than hoạt tính, hệ thống cung cấp vôi và bột than hoạt tính, nhiệt độ khí thải vẫn còn lưu giữ lại trong ống khói Trước kia khí thải thường được loại bỏ không lưu giữ lại trong ống khói, đặt biệt xử lý là HCL, SO2, polychloric acid, polychlorinated dibenzo – P – dioxin, kim loại nặng và khói... giới trong các nhà máy hóa chất, nhà máy bột giấy và nhà máy xử lý nước thải, chất thải sinh hoạt để xử lý chất thải lỏng, rắn, hầu hết thu hồi nhiệt hoặc tạo ra điện [2] Đối với xử lý chất thải rắn, chất thải sinh hoạt, các chất dễ cháy trong chất thải đều đầu tiên là tách ra và cắt nhỏ theo yêu cầu rồi cho vào lò Những chất không thể cháy có thể tái chế hoặc chôn lấp [2] Lò đốt đơn giản như là một hệ. .. bên dưới, một số khí thải bốc lên qua buồng chưng cất, các chất được hấp thụ bằng các phản ứng nhiệt Khí thải còn lại được đưa đến hệ thống làm sạch Hệ thống lò đốt rác thải dùng dầu cặn và rác thải sinh hoạt làm nhiên liệu là một qui trình đã được kiểm chứng với chi phí thấp bằng cách sử dụng rác thải như dạng nhiên liệu dùng để đốt lò không cần hổ trợ Phương pháp này có thể dùng để xử lý riêng dầu cặn... phối hợp xử lý chất dầu cặn và chất thải sinh hoạt Sau khi hấp thụ nhiệt lượng do hơi nước/nhiên liệu tạo ra, hệ thống xử lý khí thải được sử dụng để loại bỏ bất kỳ chất gây ô nhiễm không khí Trong các ứng dụng khác, lên tới 97% lưu huỳnh cho vào Lò Enders Fluid Bed [2] có thể được hấp thụ bằng vôi, khi cho thêm vôi trên lò như trong lò cao cho hơi nước than lưu huỳnh Bằng cách sử dụng công nghệ tầng... quốc gia về khí thải lò đốt chất thải y tế Nhà xuất bản Đại học Quốc gia Đại học Bách Khoa thành phố Hồ Chí Minh Lượng vật chất nạp vào lò Lượng xác gia cầm tiêu hủy Lượng dầu DO nạp vào lò Lượng không khí nạp vào lò Lượng oxi lý thuyết Lượng không khí tính toán Khối lượng riêng của Oxi 17 18 19 20 21 22 23 24 GAM,KK GKKAm,TT QCT QD QKK QAM Q CCT Khối lượng riêng của không khí Lượng ẩm có trong không khí. .. 93 5.1 Mô hình hóa hệ thống 93 5.1.1 Mô hình chi tiết tháp hấp thụ 93 5.1.2 Xuất bản vẽ sang file SAT 93 5.2 Mô phỏng bằng ANSYS FLUENT 93 5.2.1 Khởi động chương trình ANSYS FLUENT 93 5.2.2 Mô hình số (Geometry) 94 5.2.3 Chia lưới 94 5.2.4 Tiến hành mô phỏng (Setup) 96 5.2.4.1 Phần cài đặt 96 5.2.4.2 Phần Solution ... LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN LÊ QUỐC KHÁNG NGHIÊN CỨU VÀ MÔ PHỎNG HỆ THỐNG XỬ LÝ KHÍ THẢI TRONG QUÁ TRÌNH THIÊU XÁC GIA CẦM BẰNG PHẦN MỀM ANSYS FLUENT NGÀNH: CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY - 10.025.204.013 Hướng... thải độc hại công nghiệp, vấn đề xử lý khí thải sau thiêu đốt xác súc vật gia cầm chưa có nhiều nghiên cứu Trong trình thiêu xác động vật có số khí thải tương tự thải lò [1], hệ thống xử lý khí. .. DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN LÊ QUỐC KHÁNG NGHIÊN CỨU VÀ MÔ PHỎNG HỆ THỐNG XỬ LÝ KHÍ THẢI TRONG QUÁ TRÌNH THIÊU XÁC GIA CẦM BẰNG PHẦN