Đang tải... (xem toàn văn)
MỤC LỤC CHƯƠNG I: ĐỀ XUẤT DÂY TRUYỀN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ 1 1.Xử lý số liệu: 1 1.1Tính toán nồng độ cho phép: 1 1.2 Tính toán nồng độ đầu vào của khí thải: 2 1.3 Đề xuất và thuyết minh sơ đồ công nghệ. 3 1.4 Tính toán lan truyền chất ô nhiễm 5 CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN HỆ THỐNG XỬ LÝ BỤI 10 I.BUỒNG LẮNG BỤI. 10 1.Tính toán kích thước buồng lắng bụi 10 2.Hiệu suất lọc bụi của buồng lắng 12 II.XYCLON CHÙM 14 CHƯƠNG III: XỬ LÝ KHÍ 19 1.Tính toán số liệu đầu vào: 19 2.Tính toán số liệu đầu ra: 20 3.Xây dựng đường cân bằng và đường làm việc: 22 4.Tính toán lượng dung dịch Na2CO3 cần dùng để hấp thụ khí H2S và NO2: 24 5.Tính toán tháp hấp thụ khí H2S và NO2: 24
Đồ án kỹ thuật xử lý khí thải GVHD: Nguyễn Thu Huyền SỐ LIỆU ĐẦU BÀI - Kích thước nhà: Nhà A: - Nhà B: bA=6m bB=40m lA=25m lB=40m hA=3m hB=5m L1 = 20m; Hô=10m; uo=5 m/s; Tkt=80oC; Txq=25oC - Lưu lượng L =35000 (m3/h) • Thông số khí thải nhà máy A: Nồng độ khí thải (mg/m3) Cl2: 67 • - SO2: 1331 NO2: 1452 H2S: 19 CO: 4114 Bụi: Hàm lượng bụi (g/m3): 10 Khối lượng riêng (kg/m3): 4000 Cỡ hạt (: Đường kính cỡ hạt δ (μm) 0_5 5_10 10_2 20_30 30_40 40_50 Phần trăm khối lượng 13 21 11 12 11 Khí trung tính (cấp D) SVTH: Lê Thị Hằng 50_60 60_70 12 12 Đồ án kỹ thuật xử lý khí thải GVHD: Nguyễn Thu Huyền MỤC LỤC SVTH: Lê Thị Hằng Đồ án kỹ thuật xử lý khí thải GVHD: Nguyễn Thu Huyền CHƯƠNG I: ĐỀ XUẤT DÂY TRUYỀN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ Xử lý số liệu: 1.1 Tính toán nồng độ 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 + Hệ số lưu lượng nguồn thải Kp=0,9 Vì 20000 < 35000 < 100000 m3/h (Lưu lượng thải nhà máy 35 000 m3/h) (mục 2.3-QCVN 19/2009) + Hệ số vùng, Kv=1 Khu công nghiệp; đô thị loại V; vùng ngoại thành, ngoại đô thị loại II, III, IV có khoảng cách đến ranh giới nội thành, nội thị lớn hoặc bằng km; sở sản xuất công nghiệp, chế biến, kinh 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 SVTH: Lê Thị Hằng Đồ án kỹ thuật xử lý khí thải GVHD: Nguyễn Thu Huyền 1.2 Tính toán nồng độ đầu vào khí thải: Theo số liệu đầu vào, nồng độ chất vô (C 1) miệng khói có nhiệt độ 80oC, nồng độ chất vô tối đa cho phép (C max) ở nhiệt độ 25oC Vậy nên, trước so sánh nồng độ để xem bụi hoặc khí thải vượt tiêu chuẩn ta cần quy đổi C1(80oC) C2 (25oC) Đây trường hợp điều kiện đẳng áp với: Áp suất p1=p2= 760 mmHg t1= 80oC T1= 353oF t2=25oC T2=298oF Từ phương trình khí lý tưởng : PV=nRT Trong đó: C1, T1: Nồng độ thành phần khí thải (mg/m3) ở nhiệt độ tuyệt đối T1=353oF C2, T2 : Nồng độ thành phần khí thải (mg/Nm 3) ở nhiệt độ tuyệt đối T2=298oF Bảng: Nồng độ thành phần khí thải 25oC - TT Thông số Cmax ( mg/Nm3) C0 ( mg/ Nm3) Kết luận Bụi 180 10000 Vượt QC Cl2 67 Vượt QC SO2 450 1331 Vượt QC H2 S 6,75 19 Vượt QC CO 900 4114 Vượt QC NO2 765 1452 Vượt QC Nhận xét: Dựa vào bảng số liệu ta thấy tiêu cần xử lý trước thải môi trường là: Bụi, Cl2, SO2, H2S, CO, NO2 1.3 Đề xuất thuyết minh sơ đồ công nghệ SVTH: Lê Thị Hằng Đồ án kỹ thuật xử lý khí thải GVHD: Nguyễn Thu Huyền Khí thải chứa bụi Buồng lắng bụi Xyclon chùm Lọc bụi điện Hấp thụ dung dịch Na2CO3 Tháp hấp thụ khí H2S, NO2 Khí đạt yêu cầu thải môi trường Thuyết minh: Bụi khí thu gom thông qua chụp hút bố trí máy công cụ, chụp hút nối vào hệ thống ống dẫn Khi vận tốc dòng khí giảm đột ngột, làm cho hạt bụi rơi xuống tác dụng trọng lực bị giữ lại SVTH: Lê Thị Hằng Đồ án kỹ thuật xử lý khí thải GVHD: Nguyễn Thu Huyền buồng lắng Nhờ tác dụng lực hấp dẫn làm cho hạt bụi lắng xuống qua thiết bị Các hạt bụi rơi vào bình chứa hoặc đưa bằng vít tải hay băng tải Hỗn hợp khí chưa sử lý hết bụi đưa sang Xyclon Không khí vào Xyclon chảy xoáy theo đường xoắn ốc dọc bề mặt vỏ hình trụ Xuống tới phần phễu, dòng khí chuyển động ngược lên theo đường xoắn ốc qua ống tâm thoát Hạt bụi dòng không khí chảy xoáy bị theo dòng khí vào chuyển động xoáy Lực ly tâm gây tác động làm hạt bụi rời xa tâm quay tiến vỏ Xyclon Đồng thời, hạt bụi chịu tác động sức cản không khí theo chiều ngược với hướng chuyển động, kết hạt bụi dịch chuyển dần vỏ Xyclon, va chạm với nó, động rơi xuống phễu thu Ở đó, hạt bụi qua thiết bị xả Hỗn hợp khí chưa xử lý hết bụi lại tiếp tục đưa sang thiết bị lọc bụi túi vải để loại bỏ bụi khỏi dòng khí thải cho đạt QCVN 19:2009/BTNMT Hỗn hợp khí lại đưa sang tháp hấp thụ bằng dung dịch Na 2CO3 , dung dịch bơm từ thùng chứa lên tháp Dung dịch sau hấp thụ ở đáy tháp đưa bồn chứa Tại đây, dung dịch lỏng xử lý cho nồng độ nước thải đạt nồng độ cho phép để thải môi trường SVTH: Lê Thị Hằng Đồ án kỹ thuật xử lý khí thải GVHD: Nguyễn Thu Huyền 1.4 Tính toán lan truyền chất ô nhiễm a Xác định nguồn thải nguồn cao hay nguồn thấp - Do nguồn thải ống khói nhà máy A nên nguồn điểm Ta có: 20oC < = = 80 – 25 = 55oC < 100oC Nguồn thải nguồn nóng Xét nhà A Ta có: Chiều rộng: b = 6m< 2,5 HA = 2,5 = 7,5m → nhà A : nhà hẹp Chiều dài: l = 25m< 10 HA = 10 = 30m → nhà A : nhà ngắn → Nhà A: Nhà hẹp, ngắn Xét nhà B Ta có: Chiều rộng: b = 40m > 2,5 HB = 2,5 = 12,5m → Nhà B: nhà rộng Chiều dài: l = 40m < 10 HB = 10 = 50m → Nhà B: nhà ngắn → Nhà B: Nhà rộng, ngắn Gió thổi A → B Khoảng cách từ nhà A đến nhà B: L1(m) Ta có: L1 = 20m < 10 HA = 30m → nhóm nhà Ta có : Hgh = 0,36 (bz + x1) + Trần Ngọc Chấn) (Công thức 4.3 trang 149, GS,TS Trong : • • • • - Hgh : Chiều cao giới hạn nguồn điểm (m) bz: Khoảng cách từ mặt sau (mặt làm chuẩn) nhà đến nguồn thải (m) x1: khoảng cách nhà (m) : Chiều cao nhà B (m) → Hgh = 0,36 ( + 20 ) + = 13,64 (m) Theo Davidson W.F: = D , m (Công thức 3.39 trang 92, GS,TS Trần Ngọc Chấn) Trong đó: • • D: Đường kính miệng ống khói, m D = 1m w: Vận tốc ban đầu luồng khói miệng ống khói, m/s w= Với: L: lưu lượng nguồn thải m3/s SVTH: Lê Thị Hằng Đồ án kỹ thuật xử lý khí thải GVHD: Nguyễn Thu Huyền L = = 9,72 m3/s Suy ra: • • • w = = 12,38 m/s u: Vận tốc gió u(z) = u(10) = m/s (Do Hô = 10m) Tkhói: Nhiệt độ tuyệt đối khói miệng ống khói, K : Chênh lệch nhiệt độ khói không khí xung quanh, độ C hoặc K → = = 4,11 m Ta có: Hhq = Hống + = 10 + 4,11 = 14,11 m Do: Hhq > Hgh→ Đây nguồn thải cao - Sự khuếch tán bụi khí từ nhà A sang nhà B Xét nồng độ chất ô nhiễm khuếch tán với nồng độ thải ra: C(x,y) = EXP [-(] Theo công thức Bosanquet Pearson, nồng độ cực đại chất ô nhiễm mặt đất tính sau: Cmax = 0,216 Trong đó: • • • - M – lượng phát thải chất ô nhiễm nguồn điểm liên tục, g/h H – chiều cao hiệu nguồn thải, m p,q – hệ số khuếch tán theo chiều đứng chiều ngang p = 0,05; q = 0,08 (Vì khí ở mức trung tính (cấp D), tức khí có độ rối trung bình (Trang 48_Kỹ thuật XLKT-ĐH TN MT HN) Khoảng cách từ nguồn (chân ống khói) đến vị trí có nồng độ cực đại C max mặt đất là: (CT 2.23_trang 48_Kỹ thuật XLKT-ĐH TN MT HN) xM = = = = 141,1 (m) SVTH: Lê Thị Hằng Đồ án kỹ thuật xử lý khí thải Chỉ tiêu Cmax cho phép ( theo QCVN09: 2009) (mg/Nm ) - GVHD: Nguyễn Thu Huyền Tải lượng chất ô nhiễm (g/s) Cmax mặt đât (g/m3) Cmax = M= L×C= Nồng độ cho phép theo quy chuẩn 05:201306:2009 Kết Cl2 8,75.103 1,28 30 Đạt SO2 450 4,37 644,2 50 Không đạt H2S 6,75 6,56 9,67 42 Đạt CO 900 8,75 1289,8 5000 Đạt NO2 765 7,43 1095,2 40 Không đạt Bụi 180 1,74 106 256,5 100 Không đạt Theo bảng ta thấy khí SO 2, NO2 bụi có nồng độ vượt giá trị cho phép QCVN 05:2013 QCVN 06:2009 Nhưng xM lại nằm xa khu dân cư B nên ta tính nồng độ chất ô nhiễm NO , SO2 , bụi vị trí đầu cuối khu dân cư B dọc theo trục hướng gió = exp[] (CT 2.21_trang 48_Kỹ thuật XLKT-ĐH TN MT HN) - Vị trí đầu khu dân cư B: x1 = 2/3 bA + L1 = 24 (m) - Vị trí cuối khu dân cư B: x2 = 2/3 bA + L1 + bB = 64 (m) NO2 : +Đầu khu dân cư B: = exp( SVTH: Lê Thị Hằng Đồ án kỹ thuật xử lý khí thải GVHD: Nguyễn Thu Huyền = exp( = 2,210-6 (g/m3) = 2,2 (g/m3) + Cuối khu dân cư B: = exp( = exp( = 4,7810-6 (g/m3) = 4,78(g/m3) SO2: + Đầu khu dân cư B: = exp( = exp( = 1,310-6 (g/m3) = 1,3 (g/m3) + Cuối khu dân cư B: = exp( = exp( = 2,810-4 (g/m3) = 280(g/m3) Bụi: + Đầu khu dân cư B: = exp( = exp( = 5,1210-7 (g/m3) = 0,512 (g/m3) + Cuối khu dân cư B: = exp( = exp( = 1,12 10-4 (g/m3) = 112(g/m3) SVTH: Lê Thị Hằng 10 Đồ án kỹ thuật xử lý khí thải GVHD: Nguyễn Thu Huyền %)*Gi/100 (g/m3) Dải phân cấp cỡ hạt bụi lại sau lọc 22,69 35,78 CT: (5)/∑(5)*100 % 12,74 14,48 10,65 3,66 0 Hiệu lắng thiết bị: = 42,7% Như vậy, hiệu lọc buồng lắng 42,7% < hiệu suất tối thiểu cần đạt (98,2%) không thỏa mãn yêu cầu => Cần phải sử dụng đến Xyclon SVTH: Lê Thị Hằng 15 Đồ án kỹ thuật xử lý khí thải ST T II Các thông số GVHD: Nguyễn Thu Huyền Kí hiệu Đơn vị Giá trị Chiều dài buồng lắng l m 7,5 Chiều cao buồng lắng H m 2,0 Chiều rộng buồng lắng B m 2,5 Tiết diện đứng buồng lắng F m2 5 Thể tích làm việc buồng V m3 37,5 XYCLON CHÙM Các thông số đầu vào Các đại lượng Đơn vị Số liệu m3/h 35000 Nồng độ bụi ban đầu mg/m3 5730 Khối lượng riêng bụi kg/m3 4000 Lưu lượng Kích thước xyclon Chọn xyclon bằng gang có đường kính quy ước D qư = 150mm với cánh hướng dòng loại chân vịt α = 25° Lưu lượng cực đại xyclon con: L qư = 250 m3/h - • • • • - Số lượng xiclon là: n = => Chọn 144 chiếc Tổ hợp 144 xyclon thành 12 dãy, dãy 12 chiếc Lúc kích thước cạnh tiết diện ngang hình vuông xyclon chùm K = 2220mm Bề cao ống dẫn khí vào nhận vvào = 10m/s: I = = = 0,8 m Trong đó: L: lưu lượng khí vào xyclon chùm, L = 9,72m3/h n: số lượng xyclon dãy, n = 12 M = 180mm = 0,18 m (theo bảng 7.10 trang 128 GT Ô Nhiễm Không Khí Xử Lý Khí thải tập – Trần Ngọc Chấn) d1 = 83mm = 0,083 m (theo bảng 7.8 trang 126 GT Ô Nhiễm Không Khí Xử Lý Khí thải tập – Trần Ngọc Chấn) Vận tốc quy ước khí qua 144 xyclon có đường kính d = 150mm: SVTH: Lê Thị Hằng 16 Đồ án kỹ thuật xử lý khí thải GVHD: Nguyễn Thu Huyền • • v = = = 3,8 m/s Vậy sức cản khí động riêng thân xyclon chùm là: ∆p = ξ v2 = 90 3,82 = 649,8 Pa Trong đó: ξ: hệ số sức cản cục Với cánh hướng dòng chân vịt α = 25°, ξ = 90 �: khối lượng đơn vị khí thải ở điều kiện 80 °C, áp suất dư xyclon • chùm mmHg: � = 0,464 = 0,464 = kg/m3 V: vận tốc quy ước khí, v = 3,8 m/s Tính toán số liệu chi tiết xyclon theo kích thước tiêu chuẩn - Stairmand C.J ta có: - Đường kính xyclon : D = 0,15 m - Đường kính ống d1 = 0,5 D = 0,075 m - Đường kính cửa thoát bụi : d2 = 0,3 D = 0,045 - Đường kính thùng chứa bụi : d3 = D = 0,15 m - Chiều cao cửa vào : a = 0,5 D = 0,075 m - Chiều cao ống tâm có mặt bích: h1 = 0,5 D = 0,075 m - Chiều cao phần hình trụ: h2 = 1,5 D = 0,225 m - Chiều cao phần hình nón: h3 = 2,5 D = 0,375 m - Chiều cao bên ống trung tâm: h4 = 0,5 D = 0,075 m - Chiều cao thùng chứa bụi: h5 = 0,5 D = 0,075 m - Chiều cao tổng cộng xyclon: H = h2 + h3 + h4 + h5 = 0,75 m - Chiều rộng cửa vào: b = 0,2 D = 0,03 m - Chiều dài cửa ống vào: l = 0,5 D = 0,075 m Xác định đường kính giới hạn hạt bụi - Đường kính giới hạn hạt bụi: δ0 = SVTH: Lê Thị Hằng 17 m Đồ án kỹ thuật xử lý khí thải GVHD: Nguyễn Thu Huyền Trong đó: L: Lưu lượng khí thải xyclon: L = 250 m3/h = 0,07 m3/s : hệ số nhớt động bụi ở 800 C: = 2,110-5 (kg/m.s) : Khối lượng riêng bụi, = 4000 ( kg/m3) r1: bán kính ống khí sạch, r1 = 0,5 d1 = 0,0375 m r2: Bán kính xyclon: r2 = D/2 = 0,075 m n: Số vòng quay dòng khí bên xyclon n = = = = 20 vòng/s Với: : vận tốc khí ở ống dẫn vào xyclon, ve = 10 m/s l: Chiều cao làm việc xyclon: l = H – a = 0,225 – 0,075 = 0,15 m Với: H: Chiều cao thân hình trụ xyclon (m) a: Chiều cao cửa vào (m) → = = 1,21 10-5 m Hiệu lọc bụi theo cỡ hạt xyclon = 100% Trong đó: : hệ số = = - × π3 × × 602 × 0,15 × = - 8,5 × 1010 Bảng phân cấp cỡ hạt hạt bụi 0-5 Hàm lượng bụi (mg/m ) Hiệu lọc 5-10 1296,75 2052,75 41,2 SVTH: Lê Thị Hằng 99,2 10-20 20-30 30-40 40-50 50-60 60-70 728 825 100 100 18 611,88 208,78 100 100 0 - - Tổng cộng 5723,16 Đồ án kỹ thuật xử lý khí thải GVHD: Nguyễn Thu Huyền theo cỡ hạt trung bình(%) Lượng bui bị giữ lai 534,26 2036,33 xyclon (mg) 728 825 611,88 208,78 - - 4944,25 Lượng bụi 762,49 lai sau xyclon 16,62 0 0 - - 779,11 Dải phân cấp cỡ hạt bụi lại sau lọc 97,87 bằng xyclon (%) 2,13 0 0 0 100 - Hiệu suất xử lý xyclon : = 100% = 86,4 % Hiệu suất xử lý bụi sau xử lý bằng buồng lắng xyclon : = 100% = 92,2 %< Hiệu suất xử lý cần đạt : 98,2 % → phải xử lý tiếp bằng thiết bị lọc bụi bằng điện SVTH: Lê Thị Hằng 19 Đồ án kỹ thuật xử lý khí thải GVHD: Nguyễn Thu Huyền CHƯƠNG III: XỬ LÝ KHÍ Xử lý khí: NO2 H2S Các thông số đầu vào Các đại lượng Đơn vị Số liệu m3/h 35000 Nồng độ H2S ban đầu mg/m3 19 Nồng độ NO2 ban đầu mg/m3 1452 Lưu lượng o Nhiệt độ khí thải C 80 TÍNH TOÁN Vì lưu lượng khí thải vào tháp hấp thụ lớn nên chia làm tháp hấp thụ đặt song song TÍNH TOÁN CHO THÁP HẤP THỤ Tính toán số liệu đầu vào: Vì nhiệt độ khí thải 800C qua trình lọc bụi nhiệt độ dòng khí thải bị giảm xuống Vậy giả sử nhiệt độ khí thải sau trình lọc bụi bị giảm xuống 300C Ta có: + Ở 800C: PV = n1T1 + Ở 300C: PV = n2T2 n1T1 = n2T2 hay C1T1 = C2T2 C2 = = = - Ta có bảng sau: - Đơn vị Ở 80°C Ở 30°C NO2 mg/m3 1452 1691,6 H2S mg/m3 19 22,1 Lưu lượng khí vào tháp hấp thụ: Q1 = = 8750(m3/h) Lượng mol hỗn hợp khí cung cấp đầu vào: SVTH: Lê Thị Hằng 20 Đồ án kỹ thuật xử lý khí thải GVHD: Nguyễn Thu Huyền = = = 352,2 ( - Lượng mol khí đầu vào: = ( - Nồng độ phần mol tuyệt đối: = ( - Nồng độ phần mol tương đối: = ( Ta có bảng sau: (mg/m3) M ( ( ( Khí H2S 22,1 34 5,7.10-3 1,610-5 1,610-5 Khí NO2 1691,6 46 0,3 8,510-4 8,51×10-3 Lượng mol khí trơ: = = 352,2 – 5,7.10-3 – 0, = 351,9 ( Tính toán số liệu đầu ra: - Ta có: + Ở 250C: PV = n1’T1’ + Ở 300C: PV = n2T2 n1’T1’ = n2T2 hay C1’T1’= C2T2 C2 = = = (Nồng độ chất khí ở 250C lấy theo QCVN 19:2009/BTNMT) Ta có bảng sau: - Đơn vị Ở 25°C Ở 30°C NO2 mg/m3 850 835,97 H2S mg/m3 7,5 7,38 Lượng mol hỗn hợp khí đầu ra: = 352,03 ( - Lượng mol khí đầu ra: = ( - Nồng độ phần mol tuyệt đối: = ( SVTH: Lê Thị Hằng 21 Đồ án kỹ thuật xử lý khí thải - GVHD: Nguyễn Thu Huyền Nồng độ phần mol tương đối: = ( Ta có bảng sau: (mg/m3) M Khí NO2 835,97 56 Khí H2S 7,38 34 ( 10-3 ( ( 3,710-4 3,7×10-4 5,410-6 5,4×10-6 Bảng: Hiệu suất xử lý khí: Cv Cr ɳ Khí H2S 22,1 7,38 66,6% Khí NO2 1691,6 835,97 50,58% - Lượng mol khí H2S bị hấp thụ: = = 5,7× 10-3 – 1,9 ×10-3= 3,8 × 10-3 ( - Lượng mol khí NO2 bị hấp thụ: = = 0, 3– = 0,17 ( Xây dựng đường cân đường làm việc: Xây dựng đường cân bằng: - Phương trình đường cân bằng có dạng: y* = mx Vì y Y nên Y* = mX m= Trong đó: �: Hệ số Hery (Tra bảng 3.1_Các trình thiết bị công nghệ hóa chất thực phẩm-Tập 4) P: áp suất (mmHg) Nhiệt độ tháp 300C Bảng phương trình cân bằng chất khí: H 2S NO2 m = = 609,211 m = = 2552,632 Y* = 609,211X Y* = 2552,632X SVTH: Lê Thị Hằng 22 Đồ án kỹ thuật xử lý khí thải GVHD: Nguyễn Thu Huyền Xây dựng đường làm việc: PTCB vật chất: Có = - Ta có: thay vào PTCB => _nồng độ cân bằng ứng với nồng độ đầu hỗn hợp khí Lượng dung môi tối thiểu trình hấp thụ: (CT 3.6_Các trình, thiết bị công nghệ hóa chất thực phẩm-Tập 4) + Chọn hệ số thừa dư thực tế 1,2 Lượng dung môi thực tế: = 1,2 - Lượng dung môi cần thiết: GX= Gtr Xc = ( Yđ Yc GX Xc Khí H2S 1,6×10-5 5,4×10-6 2,6 143466,9 172160,28 2,2 Khí NO2 8,51×10-3 3,7×10-4 3.4 84249000 101098800 2,8 Đơn vị Kmol/Kmol Kmol/Kmo l Kmol/Kmo l Kmol/h Kmol/h Kmol/Kmol Phương trình đường làm việc có dạng: Y = aX+b + Phương trình đường làm việc qua điểm: A( B( + Tìm a,b: a, b nghiệm hệ phương trình: =a+b =a+b • Phương trình đường làm việc khí H2S: + Phương trình qua điểm:A2(0; 5,4×10-6) B2(2,2; 1,6×10-5) Giải hệ phương trình ta được: a = 481,8; b = 5,4×10-6 Phương trình làm việc có dạng: Y= 481,8X+5,4 × 10-6 - SVTH: Lê Thị Hằng 23 Đồ án kỹ thuật xử lý khí thải GVHD: Nguyễn Thu Huyền Phương trình đường làm việc khí NO2: + Phương trình qua điểm:A3(0; 3,7×10-4) B3(2,8; 8,51×10-3) Giải hệ phương trình ta được: a=290714,3; b=3,7×10-4 Phương trình làm việc có dạng: Y=290714,3 X+3,7×10-4 • Tính toán lượng dung dịch Na2CO3 cần dùng để hấp thụ khí H2S NO2: Phương trình phản ứng chủ yếu xảy tháp hấp thụ: H2S + Na2CO3 ↔ NaHS + NaHCO3 2NO2 + Na2CO3 → NaNO3 + NaNO2 + CO2 - Từ phương trình hóa học: H2S + Na2CO3 ↔ NaHS + NaHCO3 = 3,8 10-3 = 0,4028(kg/h) - Từ phương trình hóa học: 2NO2 + Na2CO3 → NaNO3 + NaNO2 + CO2 = = 9,01(kg/h) Khối lượng dung dịch Na2CO3 cần thiết để hấp thụ khí H2S NO2 là: = 0,4028 + 9,01= (kg/h) = = = 10-3 (m3/h) Tính toán tháp hấp thụ khí H2S NO2: (1) Vật liệu đệm: ( Bảng IX.8_Sổ tay trình thiết bị công nghệ _Tập 2_Trang 193) Chọn đệm xếp lộn xộn: - Đệm vòng sứ Rasich (do khí có tính axit) - Kích thước: 50 - Bề mặt riêng đệm () (m2/m3): 95 - Thể tích tự đệm ((m3/m3): 0,79 - Khối lượng riêng đệm (: 500 - Số viên đệm/1m3: 5800 - Đường kính tháp: D= Trong đó: Vy lưu lượng pha khí theo thể tích w vận tốc làm việc tháp: w = (0.8 ÷ 0.9) ( CT IX.114_Sổ tay trình thiết bị côg nghệ _Tập 2_Trang 187) Chọn w= 0,8 vận tốc đảo pha xác định bằng công thức Y = 1,2 ( CT IX.114_Sổ tay trình thiết bị công nghệ _Tập 2_Trang 187) SVTH: Lê Thị Hằng 24 Đồ án kỹ thuật xử lý khí thải GVHD: Nguyễn Thu Huyền + Trong đó: X = ( CT IX.114_Sổ tay trình thiết bị công nghệ _Tập 2_Trang 187) - Ta có: • /= 1,0466 (tra bảng I.56-Tại x=5%(Nội suy) _Sổ tay trình thiết bị công nghệ hóa chất_Tập 1_Trang 45) = = 1,0466 = 1046,6 (CT I.6_Sổ tay trình thiết bị công nghệ hóa chất_Tập 1_Trang 6) • • = = = 1,175 (kg/m ) (Bảng I.8_Sổ tay trình thiết bị công nghệ hóa chất_tập 1_Trang 15) - Ta có: = = =3,8( = = = 0,01075 ( Suất lượng trung bình pha lỏng : Gx = =( = 3,28(kg/s) Ta có: = = = 3,8 ( = 3,8 3,59 (kg/s) = = = 0,215( = 0,215 = 2,75 (kg/s) Suất lượng trung bình pha lỏng : - Gy = = 3,59 + 2,75 = 2,7859 × 10-3 (kg/s) X = = = 0,445 Y = 1,2 = 1,2 = 0,2 Mà: ( CT IX.114_Sổ tay trình thiết bị côg nghệ _Tập 2_Trang 187) - Lại có: • độ nhớt pha lỏng (Tra bảng I.101_x=5%_Sổ tay trình thiết bị công nghệ hóa chất_Tập 1_Trang 100) • độ nhớt nước ở nhiệt độ 20 C SVTH: Lê Thị Hằng 25 Đồ án kỹ thuật xử lý khí thải GVHD: Nguyễn Thu Huyền (Bảng I.102_Sổ tay trình thiết bị công nghệ hóa chất_tập 1_Trang 95) • = (m/s) + Trong đó:Bề mặt riêng ( (m2/m3) : = 95 (m2/m3) (2) - Thể tích tự (m3/m3) : Ftd = = 0,79(m3/m3) w = 0,8 (m Đường kính tháp : D= = (m) chọn D = 1,2m Diện tích tiết diện ngang tháp : Chiều cao tháp đệm: *Với H2S: Động lực trung bình đỉnh tháp hấp thụ: thay vào PTCB Y* = 609,211X ta được: = 1,34( = = = ( Động lực trung bình đáy tháp hấp thụ: thay vào PTCB Y* = 609,211X ta được: = 0( = = - = ( Động lực trung bình trình: = = = 3,83 ( - Số đơn vị truyền khối: = = = 2,77 Với NO2 - Động lực trung bình đỉnh tháp hấp thụ: thay vào PTCB Y* = 2552,632X ta được: = 7,15( = = - = ( Động lực trung bình đáy tháp hấp thụ: thay vào PTCB Y* = 2552,632X ta được: = 0( = = - SVTH: Lê Thị Hằng 26 Đồ án kỹ thuật xử lý khí thải GVHD: Nguyễn Thu Huyền = ×10-4 ( Động lực trung bình trình: = = = 2,58 ( Số đơn vị truyền khối: = = = 3,155 Chiều cao lớp đệm: H = hyny • • - - - Trong đó: + H: Chiều cao đoạn đệm (m) + hy: Chiều cao đơn vị chuyển khối (m) + ny: Số đơn vị chuyển khối Chiều cao đơn vị truyền khối: + Theo Kafarov – Duneski thì: hdv = 200 ( CT 3.29_Các trình thiết bị công nghệ hóa chất thực phẩm-Tập 4_Trang 170) Trong đó: + : Tiết diện tự đệm (m2/m2) có trị số bằng thể tích tự đệm + w: Vận tốc làm việc tháp (m/s) hy = 200 = 200 = 0,45 (m) Đối với H2S: H = 0,45 2,77 = 1,2465 (m) Đối với NO2: H = 0,45 3,155 = 1,42 (m) Chiều cao làm việc tháp: Hlv = + HNO2 = 1,2465 +1,42 = 2,6665 (m) Số đệm: Ta có: hd = (2,54m) (phụ thuộc vào đường kính tháp) Chọn hd = 2,5m Có: Hlv = n hd n = 2,6665:2,5 = 1,0666 (đoạn đệm) => Chọn đoạn đệm => Lấy Hlv=2,5m Chiều cao thực tế tháp đệm: H = HLV + ZL + ZC + (n – 1)h Trong đó: + ZL, ZC: Lần lượt khoảng cách từ lớp đệm đến nắp từ lớp đệm đến đáy tháp (m) + h: Khoảng cách lớp đệm (m) Chọn h=0,5 m Bảng lựa chọn ZL, ZC: Đường kính, mm ZL, mm Zc, mm 400 – 1000 1200 – 2200 2400 600 1000 1400 1500 2000 2500 SVTH: Lê Thị Hằng 27 Đồ án kỹ thuật xử lý khí thải GVHD: Nguyễn Thu Huyền ZL = 1000 (mm) Zc = 2000 (mm) H = 2,5 + + + (1 – 1) 0,5 = 5,5 (m) (3) Trở lực tháp đệm: Độ nhớt hỗn hợp khí thay đổi theo nhiệt độ: = (3/2 (CT I.20_Sổ tay trình thiết bị công nghệ hóa chất_Tập 1_Trang 86) Trong đó: + : Độ nhớt động lực khí ở nhiệt độ 00C; + T: Nhiệt độ khí, 0K; + C: Hằng số phụ thuộc loại khí (Tra bảng I.113_Sổ tay trình thiết bị công nghệ hóa chất_Tập 1) Tra được: = 331 = C - = (3/2 = 6,15 (N.s/m2) Chuẩn số Reynol: Rey = ( CT trang 172_Các trình, thiết bị công nghệ hóa chất thực phẩm Tập 4) Rey = = 191,3 Hệ số ma sát đệm vòng đệm đổ lỗn xộn: Rey > 40 => Ở chế độ chuyển động xoáy: = = = 5,6 CT 3.38_Các trình, thiết bị công nghệ hóa chất thực phẩm-Tập 4_Trang 172) Trở lực đệm khô tháp đệm: Pkhô = CT 3.36_Các trình, thiết bị công nghệ hóa chất thực phẩm-Tập 4_Trang 172) Trong đó: H_Chiều cao lớp đệm, m; w_Vận tốc làm việc khí tháp, m/s; (4) - Pkhô = = 2262,7 (N/m2) Đường ống dẫn khí: Vận tốc khí ống khoảng 10-30 m/s Chọn vận tốc dẫn khí vào bằng vận tốc dẫn khí v=10 m/s Ống dẫn khí vào: Lưu lượng khí vào: SVTH: Lê Thị Hằng 28 Đồ án kỹ thuật xử lý khí thải - GVHD: Nguyễn Thu Huyền Qv = (m3/s) Đường kính ống dẫn khí vào: d = = = 0,5m Để đảm bảo phân phối khí tháp ta sử dụng đĩa đục lỗ với bề dày 5mm lỗ có đường kính 50mm bước lỗ 50 mm Ống dẫn khí ra: Lưu lượng khí ra: Qr Qv = (m3/s) Đường kính ống dẫn khí ra: d = = = 0,5m Để đảm bảo phân phối khí tháp ta sử dụng đĩa đực lỗ với bề dầy 5mm lỗ có đường kính 50mm bước lỗ 50 mm Kích thước chi tiết thiết bị hấp thụ: STT Thông số Đơn vị Giá trị Chiều cao đệm m 2,5 Đường kính tháp m 1,2 Khoảng cách từ lớp đệm đến nắp m Khoảng cách từ lớp đệm đến đáy m Khoảng cách lớp đệm m 0,5 Tổng chiều cao tháp hấp thụ m 5,5 Đường kính ống dẫn khí vào, m 0,5 SVTH: Lê Thị Hằng 29 [...]... suất xử lý cần đạt được là : 98,2 % → phải xử lý tiếp bằng thiết bị lọc bụi bằng điện SVTH: Lê Thị Hằng 19 Đồ án kỹ thuật xử lý khí thải GVHD: Nguyễn Thu Huyền CHƯƠNG III: XỬ LÝ KHÍ Xử lý 2 khí: NO2 và H2S Các thông số đầu vào Các đại lượng Đơn vị Số liệu m3/h 35000 Nồng độ H2S ban đầu mg/m3 19 Nồng độ NO2 ban đầu mg/m3 1452 Lưu lượng o Nhiệt độ khí thải C 80 TÍNH TOÁN Vì lưu lượng khí thải. . .Đồ án kỹ thuật xử lý khí thải SVTH: Lê Thị Hằng GVHD: Nguyễn Thu Huyền 11 Đồ án kỹ thuật xử lý khí thải GVHD: Nguyễn Thu Huyền CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN HỆ THỐNG XỬ LÝ BỤI Các thông số đầu vào Các đại lượng Đơn vị Giá trị m3/s 9,72 Nồng độ bụi ban đầu mg/m3 10000 Khối lượng riêng của bụi kg/m3 4000 Độ nhớt của không khí ở 0oC kg/m.s 17,17.10-6 Lưu lượng Bảng:... 9,72m3/h n: số lượng xyclon con trong một dãy, n = 12 M = 180mm = 0,18 m (theo bảng 7.10 trang 128 GT Ô Nhiễm Không Khí và Xử Lý Khí thải tập 2 – Trần Ngọc Chấn) d1 = 83mm = 0,083 m (theo bảng 7.8 trang 126 GT Ô Nhiễm Không Khí và Xử Lý Khí thải tập 2 – Trần Ngọc Chấn) Vận tốc quy ước của khí khi đi qua 144 xyclon con có đường kính d = 150mm: SVTH: Lê Thị Hằng 16 Đồ án kỹ thuật xử lý khí thải GVHD:... Hằng 17 m Đồ án kỹ thuật xử lý khí thải GVHD: Nguyễn Thu Huyền Trong đó: L: Lưu lượng khí thải đối với 1 xyclon: L = 250 m3/h = 0,07 m3/s : hệ số nhớt động của bụi ở 800 C: = 2,110-5 (kg/m.s) : Khối lượng riêng của bụi, = 4000 ( kg/m3) r1: bán kính ống khí sạch, r1 = 0,5 d1 = 0,0375 m r2: Bán kính của xyclon: r2 = D/2 = 0,075 m n: Số vòng quay của dòng khí bên trong xyclon n = = = = 20 vòng/s Với: :... khí trong tháp, m/s; (4) - Pkhô = = 2262,7 (N/m2) Đường ống dẫn khí: Vận tốc khí trong ống khoảng 10-30 m/s Chọn vận tốc dẫn khí vào bằng vận tốc dẫn khí ra v=10 m/s Ống dẫn khí vào: Lưu lượng khí vào: SVTH: Lê Thị Hằng 28 Đồ án kỹ thuật xử lý khí thải - GVHD: Nguyễn Thu Huyền Qv = (m3/s) Đường kính ống dẫn khí vào: d = = = 0,5m Để đảm bảo phân phối khí đều trong tháp ta sử dụng đĩa đục lỗ với. .. mỗi buồng lắng bụi: B l= (Công thức 6.11_trang 63_ Ô nhiễm không khí và xử lý khí thải, Trần Ngọc Chấn, T2) SVTH: Lê Thị Hằng 12 Đồ án kỹ thuật xử lý khí thải GVHD: Nguyễn Thu Huyền Trong đó: • • • • B: chiều rộng một buồng lắng, m l : chiều dài một buồng lắng, m L1: lưu lượng khí mỗi buồng, L1 = 4,86 m3/s µ: hệ số nhớt động lực của khí thải ở 80oC µ= µo = 17,17 10-6= 2,1 10-5 Pa.s • • • ρb: Khối lượng... 14 Đồ án kỹ thuật xử lý khí thải GVHD: Nguyễn Thu Huyền %)*Gi/100 (g/m3) 5 Dải phân cấp cỡ hạt của bụi còn lại sau lọc 22,69 35,78 CT: (5)/∑(5)*100 % 12,74 14,48 10,65 3,66 0 0 Hiệu quả lắng của thiết bị: = 42,7% Như vậy, hiệu quả lọc của buồng lắng là 42,7% < hiệu suất tối thiểu cần đạt được (98,2%) không thỏa mãn yêu cầu => Cần phải sử dụng đến Xyclon SVTH: Lê Thị Hằng 15 Đồ án kỹ thuật xử lý. .. lượng khí vào một tháp hấp thụ: Q1 = = 8750(m3/h) Lượng mol hỗn hợp khí cung cấp đầu vào: SVTH: Lê Thị Hằng 20 Đồ án kỹ thuật xử lý khí thải GVHD: Nguyễn Thu Huyền = = = 352,2 ( - Lượng mol khí đầu vào: = ( - Nồng độ phần mol tuyệt đối: = ( - Nồng độ phần mol tương đối: = ( Ta có bảng sau: (mg/m3) M ( ( ( Khí H2S 22,1 34 5,7.10-3 1,610-5 1,610-5 Khí NO2 1691,6 46 0,3 8,510-4 8,51×10-3 Lượng mol khí. .. 5723,16 Đồ án kỹ thuật xử lý khí thải GVHD: Nguyễn Thu Huyền theo cỡ hạt trung bình(%) Lượng bui bị giữ lai trong 534,26 2036,33 xyclon (mg) 728 825 611,88 208,78 - - 4944,25 Lượng bụi còn 762,49 lai sau xyclon 16,62 0 0 0 0 - - 779,11 Dải phân cấp cỡ hạt của bụi còn lại sau lọc 97,87 bằng xyclon (%) 2,13 0 0 0 0 0 0 100 - Hiệu suất xử lý của xyclon : = 100% = 86,4 % Hiệu suất xử lý bụi sau khi xử lý. .. toán số liệu đầu ra: - Ta có: + Ở 250C: PV = n1’T1’ + Ở 300C: PV = n2T2 n1’T1’ = n2T2 hay C1’T1’= C2T2 C2 = = = (Nồng độ các chất khí ở 250C là lấy theo QCVN 19:2009/BTNMT) Ta có bảng sau: - Đơn vị Ở 25°C Ở 30°C NO2 mg/m3 850 835,97 H2S mg/m3 7,5 7,38 Lượng mol hỗn hợp khí đầu ra: = 352,03 ( - Lượng mol khí đầu ra: = ( - Nồng độ phần mol tuyệt đối: = ( SVTH: Lê Thị Hằng 21 Đồ án kỹ thuật xử lý khí