TÍNH TOÁN CÔNG TRÌNH CHÍNH TRONG HỆ THỐNG XỬ LÝ KHÍ THẢI

MỤC LỤC MỞ ĐẦU 2 CHƯƠNG I : MỤC TIÊU THIẾT KẾ 3 1.1. Thông số đầu vào 3 1.2. Xử lý số liệu 3 1.4. Tính toán lan truyền ô nhiễm không khí 6 CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN CÔNG TRÌNH CHÍNH TRONG HỆ THỐNG XỬ LÝ KHÍ THẢI 9 2.1. Xử lý bụi 9 1. Tính toán kích thước buồng lắng 9 2. Xử lý bụi bằng Xyclon 12 2.2 Xử lý khí thải 20 2.2.1.Xử lý SO2 VÀ H2S bằng phương pháp hấp thụ 20 1.Đường kính tháp hấp thụ 27 TÍNH TOÁN CƠ KHÍ 36 1. Thân tháp. 36 TÀI LIỆU THAM KHẢO 39

MỤC LỤC Page 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 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 H2S, 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 Page CHƯƠNG I : MỤC TIÊU THIẾT KẾ 1.1 Thông số đầu vào A l 50 b 13 b 21 B l 100 L1 45 22 - Lưu lượng nguồn thải: L = 40000 m3/ h = 11,111 (m3/s ) - Hàm lượng bụi 20 g/m3 = 20000 mg/m3 -Thành phần chất khí: Thành phần Bụi SO2 CO H2S NO2 Cl Hàm lượng ( mg/m3 ) 20000 1812 7288 31 2572 71 - Khối lượng riêng bụi : 2000 kg/m 0-5 5-10 13 10-20 Cỡ hạt m ( % ) 20-30 30-40 21 40-50 18 50-60 11 60-70 19 - Nhiệt độ khí thải miệng ống khói :100oC - 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 Page + KP:Hệ số lưu lượng nguồn thải KP = 0,9 (Vì lưu lượng nhà máy 40000m3/ 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 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 QCVN 19/2009 Cmax ( mg/Nm3) Bụi 200 180 SO2 500 450 CO 1000 900 H2S 7,5 6,75 NO2 850 765 Cl 10 b Tính toán nồng độ đầu vào khí thải Theo số liệu đầu vào, nồng độ chất vô (C 1) miệng khói có nhiệt độ 100oC, nồng độ chất vô tối đa cho phép (C max ) nhiệt độ 25oC Vậy nên trước so sánh nồng độ để xem bụi khí thải vượt tiêu chuẩn ta cần quy đổi Page C1(100oC) C2 (25oC) Đây trường hợp điều kiện đẳng áp với p1 = p2 = 760 mmHg t1 = 100oC T1 = 373oC t2 = 25oC T2 = 298oC Từ phương trình trạng thái khí lý tưởng : PV = nRT Trong : C1, T1 : Nồng độ thành phần khí thải (mg / m ) nhiệt độ tuyệt đối T1 = 373oF C2, T2 : Nồng độ thành phần khí thải (mg/Nm3) nhiệt độ tuyệt đối T2 = 298oF Bảng Nồng độ thành phần khói thải STT Cmax Thành ( mg/Nm3 ( mg/Nm Kết luận phần (mg/m ) Bụi 20000 20000 180 SO2 1812 2268 450 Vượt QC lần CO 7288 9122 900 Vượt QC 10 lần H2S 31 38,8 5,74 Vượt QC 6,7 lần NO2 2571 3218,06 765 Vượt QC 4,2 lần Cl 71 88,86 Vượt QC 10 lần ) ) Vượt QC 111 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/m 3) : Hàm lượng chất X hỗn hợp khí thải ( mg/m 3) Bảng 3: Hiệu suất tối thiểu để xử lý tiêu Page Thành phần ( mg/Nm3 ) (mg/m3) ηmin Bụi 20000 180 (%) 99,1 SO2 CO H2S NO2 Cl 1812 7288 31 2572 71 450 900 6,75 765 75,16 87,65 78,2 70,25 87,32 1.4 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 Ta có: 20oC < = = 100 – 25 = 75oC < 100oC Nguồn thải nguồn nóng Xét nhà máy A: Ta có: Chiều rộng: b = 13m Chiều cao : HA = 6m → 2,5 HA = 15m → b < 2,5 HA → nhà A : nhà hẹp Chiều dài: l = 50m Chiều cao: HA = 6m → → nhà A : nhà ngắn l < 10 HA → 10 HA = 60m  Nhà máy A tòa nhà hẹp, ngắn • • Xét khu dân cư B Chiều rộng: b = 21m Chiều cao : HB = 9m → → → b < 2,5 HB 2,5 HB = 22,5m nhà B : nhà hẹp Chiều dài: l = 100m Chiều cao: HB = 9m → 10 HB = 90m → nhà B : nhà dài l > 10 HB →  Nhà B tòa nhà hẹp, dài Với nhà máy A tòa nhà hẹp đứng đầu : x1 = L1 = 45 (m) < 10.hA = 10.6 = 60 (m)  Nhà máy A khu dân cư B đứng nhóm nhà Ta có : Hgh = 0,36 ( bz + x1 ) + Page (Công thức 4.3 trang 149, GS,TS Trần Ngọc Chấn) 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 ( 8,67 + 45 ) + = 28,32 (m) 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: h = D Trong đó: h: độ nâng luồng khói,m D: đường kính miệng ống khói, D=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, T k = 373K : chênh lệch nhiệt độ khói nhiệt độ xung quanh = Tk – Txq = 100 – 25 =75oC - Vận tốc ban đầu luồng khói miệng ống khói : = = = 6,29 (m/s) - Vận tốc gió miệng ống khói : u(z) = u(10) , m/s Trong đó: u(z): Vận tốc gió độ cao z (z= 22m ),m/s : vận tốc gió độ cao đặt máy quan trắc = 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) Suy ra: u(z) = = 4,39 m/s Vậy độ nâng luồng khói là: h = D = 1,5 = 2,98(m) Page • Độ cao hiệu nguồn thải là: Hhq = Hô + = 22 + 2,98 = 24,98 (m) Trong đó: Hhq : độ cao hiệu nguồn thải , m; Hô : chiều cao thực nguồn thải, Hô = 22m;; : độ cao nâng nguồn thải, = 2,98 m; Do Hhq = 24,98 (m) chiều cao buồng lắng giảm lần hay hiệu lọc theo cỡ hạt buồng lắng tăng lần: (δ) =0,16 % Ta có bảng sau STT Cỡ hạt Các đại lượng Tổng 0-5 5- 10- 20- 30- 40- 50- 60- 10 20 30 40 50 60 70 theo chiều ngan g Phân cấp ban đầu % khối 13 21 18 11 19 100 2,6 1,6 4,2 3,6 2,2 3,8 10 lượng Lượng bụi có m3 khí thải Page 10 = (kmol/kmolhhk) + = 1,293 (kg/m3 ) Suy = > = 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 = 1,093 (kg/m 3) 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 50oC :nồng độ mol khí pha lỏng : nồng độ mol khí pha khí trạng thái cân SO2 m = = (= 0,0655 )  Có y nên Y = X H2S ( = 0,672 )  Có yY nên : Y= X Xây dựng đường làm việc Đối với khí SO2 Page 22 SO - X max giao điểm đường = 6,255.10-4 với đường cân Y = X SO2 - Ta có: 6,255.10-4 = X max SO  X max = 7,258.10-6 (kmolSO2/kmol dung dịch) - Nồng độ ban đầu đ X SO =0 ( coi ban đầu pha lỏng nồng độ chất L Yđ −Yc = ( X c − Xđ ) SO SO G SO SO xét không có)  Ltr  - Xác định tỉ lệ  Gtr  ÷min  : c YSOđ − YSO  Ltr  6, 255.10 −4 − 2,15 × 10 −4 = = 56,56  ÷min = SO2 đ X max − X SO 7, 258.10−6 −  Gtr  (kmoldd/kmol khí trơ) => Sản lượng mol tối thiểu: =56,56.Gtr==73930,70(kmol/h) -Sản lượng mol thực tế: (Lấy hệ số thừa dư 1,2) LSO = 1, 2.Ltr = 1, × 73930, 70 = 88716,84( Kmol / h) tt cđ X SO = Gctr 1307,12 (YSO2 − YSO2 ) = (3, 061.10−5 − 6, 092.10 −6 ) = 3, 612.10 −7 Ltt 88716, 84 (kmolSO2/k moldd) -Đường làm việc SO2 qua điểm : cđ ( X SO ; YSO2 ) = (3,612.10−7 ; 6, 255.10−4 ) đ c ( X SO ; YSO ) = (0; 2,15 × 10−4 ) 2 Đối với khí H2S H2S - X max giao điểm đường = với đường cân Y = X H2S - Ta có: = X max H2S  X max =3,461.10-8(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 = L ( X Hc S − X Hđ S ) G Page 23  Ltr   ÷min Gtr   - Xác định tỉ lệ :  Ltr   Gtr YHđ2S − YHc2 S  3, 061.10 −5 − 6, 092.10 −6 = = = 708, 40 ÷ 3, 461.10 −8 − X mHax2 S − X Hđ S  (kmoldd/kmol trơ) => Sản lượng mol tối thiểu là: =708,40.Gtr ==925963,80(kmol/h) - Sản lượng mol thực tế: (Lấy hệ số thừa dư 1,2) LHtt S = 1, 2.Ltr = 1, × 925963,80 = 1111156,56( Kmol / h) X Hcđ2 S = Gctr 1307,12 (YH S − YH S ) = (3, 061.10−5 − 6, 092.10 −6 ) = 2,884.10 −8 Ltt 1111156,56 (kmolH2S/kmoldd) -Đường làm việc H2S qua điểm : ( X Hcđ2 S ; YH S ) = (2,884.10−8 ; 3,061.10 −5 ) ( X Hđ S ; YHc2S ) = (0; 6, 092.10−6 ) Tính toán lượng dung dịch NaOH cần dùng Đối với khí SO2 Các phản ứng xảy tháp : SO2 + 2NaOH Na2SO3 +H2O (1) Na2SO3 + SO2+ H2O 2NaHSO3 (2) SO + NaHSO3+ Na2SO3 +H2O NaHSO3 (3) Đối với khí H2S Các phản ứng xảy tháp: H2S + 2NaOH = Na2S + 2H2O Na 2S + H2S 2NaHS Na 2S + H2O NaHS + NaOH Khối lượng phân tử pha lỏng : Page 24 (5) (6) (7) khí Mdd = => M= 19,0476 (Kg dd/Kmol dd) Từ phương trình (1) ta tính mNaOH cần để hấp thụ SO2 mNaOH = = = 29,36(kg/h) Khối lượng dung dịch NaOH 10% cần để hấp thụ SO2 = = = 293,6 (kg/h) Từ phương trình (5) ta tính mNaOH cần để hấp thụ H2S mNaOH = = = 1,904(kg/h) - Khối lượng dung dịch NaOH 10% cần để hấp thụ H2S = = = 19,04 (kg/h) => Vậy khối lượng dung dịch NaOH 10% cần thiết để hấp thụ khí SO ,H2S M= + = 293,6 + 19,04 = 312,64 ( kg/h) - Khối lượng riêng dung dịch NaOH 10% 250C là: ρ dd = 0,1 + 0,9 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 : = = = 0,309 (m3/h) Tính toán tháp hấp thụ 1.Đường kính tháp hấp thụ - Hấp thụ SO2 H2S dung dịch NaOH 10 % khối lượng - Nhiệt độ làm việc tháp hấp thụ 500C Bảng : Khối lượng riêng dung dịch NaOH 10% (kg/m 3) theo nhiệt độ (ở áp suất khí quyển) -200C 0C 200C 400C 600C 800C 1000C 1200C - 1117 1109 1100 1089 1077 1064 1049 Dd NaOH Page 25 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% (C P ) theo nhiệt độ 0C 100C 200C 300C 400C 500C Dd NaOH 10% 1,86 1,45 1,16 0,98 ( Trích Bảng trang 16 – Bảng tra cứu Quá trình học truyên nhiệtTruyền 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 : 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 (mm) + Bề mặt riêng : = 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 : Page 26 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 +: khối lượng riêng pha khí +: khối lượng riêng pha lỏng : = 1095 (kg/m 3) ( Tra Trang 9_ sổ tay trình, tập 1) +: độ nhớt pha lỏng : = 0,98 10-3 (N.s/ m2 ) (Tra bảng 2) +: độ nhớt pha nước : = 1,005.10-3 (N.s/m2) +Gx : sản lượng trung bình pha lỏng • Với SO2 : ht + x G SO = d G SO + G SO 2 2 = 88716,84 + 0,3675 = 44358, (kmol/h) L SO = L SO Ta L • có: SO = tb c L SO + L SO tt c = tt +G ht SO = 88716,84 + 0,3675 = 88717, 20 (kmol/h) 88716,84 + 88717, 20 = 88717, 02 (kmol/h) Với H2S ht G H2S + G H2S d + x G H 2S = = 1111156, 56 + 0, 0238 = 555578, 29 (kmol/h ) H S H S = 1111156,56 + 0, 0238 = 1111156, 584 L c = L tt + G ht H S + (kmol/h) Page 27 H S H S H S L tt + L c 1111156,56 + 1111156,584 = = 1111156,572 L tb = 2 + (kmol/h) - Khối lượng phân tử pha lỏng :   Mdd = 19,0476 (Kgdd/Kmol dd) Sản lượng trung bình pha lỏng là: Gx = x x G SO + G H S 2 = 44358, + 555578, 29 = 299968, 445 (kmol/h) = = 1587,133 (Kg/s) + Gy : Sản lượng trung bình pha khí: : 11,6 10-6 (Pa.s); C =306 = 11,6 10-6 = 1,37 10-5 (Pa.s) + Với khí H2S : 11,6 10-6 (Pa.s); C =331 = 11,6 10-6 = 1,38.10-5 (Pa.s) + Với không khí: : 17,3 10-6 (Pa.s); C = 124 = 17,3.10-6 = 1,98.10-5 (Pa.s) + ytbSO2 = = =4,2005 10-4 (kmol/kmol) + ytbH2S = = = 1,835 10-5 (kmol/kmol) Mhhk = ytbSO2 MSO2 + ytbH2S MH2S + (1 - ytbSO2 - ytbH2S) Mkk = 4,2005 10-4 64 + 1,835 10-5 34 + ( 1- )29 = 28,99   Gy = = = 66023,895 (kmol /h) Gy = = 531,67(kg/s) Page 28 Thay vào phương trình (***) ta có:  ωdp= = = 2,70(m/s) = 0,8 nên vận tốc làm việc tháp = 0,82,70 =2,16 (m/s) Thay vào phương trình (*) suy : D= = 2,57( m) Chọn D= 2,6m  Diện tích tiết diện tháp: F== 5,3(m2) Chiều cao tháp hấp thụ a.Xác định số đơn vị truyền khối tổng quát pha khí N Oy - • Vì đường cân đường thẳng nên ta tính NOy theo cách sau: Với SO2 - Động lực trình tháp hấp thụ : SO −4 −7 ∆Y d = Y d − Y ∗d = Y d − 86,18 X cSO , tt = 6, 255.10 − 86,18.3, 612.10 =5,944.10-4 -Động lực trình đỉnh tháp hấp thụ: SO −4 ∆Y c = Y c − Y ∗c = Y c − 86,18 X dSO = Y c = 2,15.10 - Động lực trung bình trình SO − SO ∆Y c 5,944.10 −4 − 2,15.10 −4 SO = ∆Y d = = ∆Y TB SO 5,944.10−4 ∆Y d ln ln 2,15.10−4 SO ∆Y c 3,73.10-4 - Số đơn vị truyền khối tổng quát NOy: SO SO 6, 255.10−4 − 2,15.10 −4 SO = Y d − Y c = = 1,10 N Oy SO 3, 73.10−4 ∆ TB • Với H2S - Động lực trình tháp hấp thụ   H S H S −5 −8 ∆Y d = Y d − Y ∗d = Y d − 884, 21X c = 3, 061.10 − 884, 21.2,884.10 =5,109.10-6 Page 29 - 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, 092.10 - Động lực trung bình trình   H S H S H S ∆Y d − ∆Y c 5,109.10−6 − 6, 092.10 −6 = = 5,586.10−6 ∆Y TB2 =   H S 5,109.10−6 ∆Y d ln ln 6, 092.10−6 H S ∆Y c Số đơn vị truyền khối tổng quát NOy: H S   H S − Y Y c 3, 061.10−5 − 6, 092.10 −6 H2S d = = 4,39 N Oy = H S −6 5,586.10 ∆Y TB2 Chiều cao tương đương đơn vị truyền khối H td = 200 Vd 0, 79 = 200 = 0, 73 0,4 δ (ωdp + 0, 9) 95 ( 7, 03 + 0, ) 0,4 Ta có: Chiều cao lớp đệm là: Với SO2: h SO h Với H2S: SO = H td N Oy = 0,73 1,10 =0,8 (m) H S = H td N Oy2 = 0, 73.4,39 = 3, (m) Chiều cao lớp đệm : HLV= hH2S =3,2 m H2S Chiều cao phần tách lỏng Hc đáy Hđ chọn theo bảng sau D 1,0-1,8 2,0-2,6 Hc (m) 0,8 1,0 Page 30 Hđ (m) 2,5 2,8-4,0 1,2 3,0 (Trích tài liệu học tập Kỹ thuật Xử Lý Khí Thải - CBGV – Dư Mỹ Lệ -Qúa trình hấp thụ ) Với D= 2,6 m chọn Hc=1m Hđ= 2,5m Chiều cao tháp hấp thụ là: Ht = HLv + Hc+ Hđ =3,2+1+2,5= 6,7 m Tính toán trở lực tháp: = + + = + +  = 1474475,851  = 1,96.10-5 ( Pa.s) Δpk = : Tốc độkhí tính toàn diện tích tháp = = 0,045 Ar0,57 ()0,43  dtđ: đường kính tương đương dtđ = = = 0.033(m) Ar = = = 1027131078 = 0,045 10271310780,57 ()0,43 = 9864,54 (m/s) = = =5,805 (m/s) Ta có: Rey = = = 4628,87 > 40, chế độ chuyển động xoáy Hệ số ma sát: λ’= = 0,18 Δpk = = = 893,65 (N/m2) Δpu = Δpk (1 + A ( ( () Page 31 Trong : A = 8,4 ; c = 0,015 ; m = 0,405 ; n = 0,225 (tra bảng IX.7 trang 189_ Sổ tay QTTBCN tập 2_NXB Hà Nội )  Δpu = 893,65 (1 + 8,4 ( ( () = 1248,83(N/m2) Bảng 3: Các thông số thiết bị hấp thụ Stt Thông số Chiều cao đệm Đường kính tháp Chiều cao tách lỏng Hc Chiều cao phía đáy Tổng chiều cao tháp hấp thụ Page 32 Đơn vị m m m m m Giá trị 3,2 2,6 2,5 6,7 TÍNH TOÁN CƠ KHÍ Thân tháp Các thông số ban đầu tháp mà ta biết sau : Đường Chiều kính cao D = tháp H = 2,6m = 2600 mm 6,7m = 6700 mm Khối lượng riêng pha lỏng : = 1095 (kg/m3) Áp suất làm việc tháp : P = Pmt + Pl Trong : Pmt : áp suất pha khí thiết bị, Pmt = 1atm = 0,1013 (N/mm2) Pl : áp suất thủy tĩnh cột chất lỏng thiết bị : Pl = g H = 9,81.1095.6,7.10-6 = 0,072 (N/mm2) H lấy chiều cao tháp phòng trường hợp ngập lụt hay tắc nghẽn => P = 0,1013 + 0,072 = 0,1733 (N/mm2) Đường ống dẫn khí Vận tốc khí ống khoảng 10 – 30 m/s Chọn vận tốc ống dẫn khí vào vận tốc ống dẫn khí v=25 m/s Ống dẫn khí vào: Lưu lượng khí vào Đường kính ống dẫn khí vào Chọn ống có đường kính ống tiêu chuẩn d = 400 mm, bề dày b = 13 mm làm thép không gỉ (Theo bảng XIII.32 trang 434 sổ tay trình thiết Page 33 bị công nghệ hóa chất tập 2) chiều dài đoạn ống nối (ứng với d = 400 mm) 150 mm - 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 Ống dẫn khí ra: - Đường ống dẫn khí Chọn ống có đường kính ống tiêu chuẩn d = 400 mm, bề dày b = 13 mm làm thép không gỉ (Theo bảng XIII.32 trang 434 sổ tay trình thiết bị công nghệ hóa chất tập 2) chiều dày đoạn ống nối (ứng với d = 400 mm) 150 mm - 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 Đường ống dẫn lỏng - Vận tốc chất lỏng ống khoảng – m/s ống dẫn lỏng vào - Chọn vận tốc ỗng dẫn lỏng vào v = 2,5 m/s - Lưu lượng lỏng vào - Đường kính ống dẫn lỏng vào Chọn đường kính tiêu chuẩn d = 200 mm bề dày b =11 mm - Vật liệu làm nhựa PVC - Ống dẫn lỏng hàn vào thiết bị (Theo bảng XIII.32 trang 434 sổ tay trình thiết bị công nghệ hóa chất tập 2) chiều dài đoạn ống nối 130mm Page 34 ống dẫn lỏng ra: Chọn vận tốc ống dẫn lỏng 1,5 m/s - Lưu lượng lỏng - Đường kính ống dẫn lỏng - Chọn đường kính tiêu chuẩn d = 200 mm bề dày b =11 mm (Theo bảng XIII.32 trang 434 sổ tay trình thiết bị công nghệ hóa chất tập 2) chiều dài đoạn ống nối 130mm Cảm ơn thầy cô giáo giúp em hoàn thành đồ án Page 35 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1.Ô nhiễm không khí xử lý khí thải tập tập – GS.TS Trần Ngọc Chấn – NXB KH&KT năm 2001 2.Kiểm soát ô nhiễm không khí – PGS.TS Nguyễn Đinh Tuấn – NXB ĐHQGTPHCM năm 2007 3.Các trình thiết bị công nghệ hóa chất thực phẩm tập – GS.TSKH Nguyễn Bin – NXBKH&KT Sổ tay trình thiết bị công nghệ hóa chất, tập – Trần Xoa – NXBKH&KT HN Sổ tay trình thiết bị công nghệ hóa chất, tập – NXBKH&KT HN Page 36 [...]... 1390 N/m2 Tính toán hiệu quả xử lý bụi của cả hệ thống Theo tính toán ở trên hiệu suất xử lý của thiết bị lọc túi vải là Lượng bụi đi ra khỏi hệ thiết bị là : mr = mv ×(1- 0,9568)= 4169 (1- 0,9568 ) = 180,1 (mg/m 3) Suy ra: Hiệu suất xử lý bụi của buồng lắng bụi ,xyclon và thiết bị lọc bụi túi vải là: η= mv − mr ×100% mv = = 99,1% ( = Hiệu suất tối thiểu cần xử lý ) Page 17  Hiệu quả lọc của hệ thống. .. lọc của hệ thống đã đạt yêu cầu xử lý của hệ thông theo quy chuẩn Page 18 2.2 Xử lý khí thải Các thông số đầu vào Công suất (Q) Nồng độ SO2 đầu vào Nồng độ H2S đầu vào Nồng độ CO đầu vào Hiệu suất tối thiểu xử lý SO2 Đơn vị m3/h mg/m3 mg/m3 mg/m3 Hiệu suất tối thiểu xử lý H2S Hiệu suất tối thiểu xử lý CO Dung dịch hấp thụ (NaOH ) Khối lượng riêng của than hoạt % % % % tính Đường kính hạt than Độ xốp... 0,1733 (N/mm2) Đường ống dẫn khí Vận tốc khí trong ống khoảng 10 – 30 m/s Chọn vận tốc ống dẫn khí vào bằng vận tốc trong ống dẫn khí ra v=25 m/s Ống dẫn khí vào: Lưu lượng khí vào Đường kính ống dẫn khí vào Chọn ống có đường kính ống tiêu chuẩn d = 400 mm, bề dày b = 13 mm làm bằng thép không gỉ (Theo bảng XIII.32 trang 434 sổ tay quá trình và thiết Page 33 bị công nghệ hóa chất tập 2) thì chiều dài... nhiễm không khí và xử lý - khí thải của thầy Trần Ngọc Chấn tập 2)  chọn D= 300mm Chiều dài làm việc của túi lọc từ : 2000- 3500mm (theo sách ô nhiễm không - khí và xử lý khí thải của thầy Trần Ngọc Chấn tập 2)  Chọn l = 3400mm Diện tích túi vải : - Số túi vải: - Chọn số túi vải là 218 túi, chia làm 2 đơn nguyên, mỗi đơn nguyên 109 túi Chọn hàng ngang 10 túi, hàng dọc 11 túi Lưu lượng khí cần lọc... Trần Ngọc Chấn – NXB KH&KT năm 2001 2.Kiểm soát ô nhiễm không khí – PGS.TS Nguyễn Đinh Tuấn – NXB ĐHQGTPHCM năm 2007 3.Các quá trình thiết bị trong công nghệ hóa chất và thực phẩm tập 4 – GS.TSKH Nguyễn Bin – NXBKH&KT 4 Sổ tay quá trình và thiết bị công nghệ hóa chất, tập 1 – Trần Xoa – NXBKH&KT HN 5 Sổ tay quá trình và thiết bị công nghệ hóa chất, tập 2 – NXBKH&KT HN Page 36 ... pha khí ở 50 0C, 1atm.(ta xem như nhiệt độ dòng khí ra bằng nhiệt độ làm việc của tháp) = = 1,293 = 1,093 (kg/m 3) Xây dựng đường cân bằng Ta có : - Với : là hằng số cân bằng Trong đó: ψ là Hệ số Henry (Tra bảng 3.1- Sổ tay quá trình thiết bị công nghệ hóa chất- tập 2 ) P là áp suất, mmHg ( P = 1 atm = 760 mmHg ) Nhiệt độ làm việc trong tháp là 50oC :nồng độ mol khí ở pha lỏng : nồng độ mol khí. .. của xyclon : D = = =1,5 m Page 12 - Tốc độ thực tế của khí trong xyclon vtt = = = 3,15m/s Với N là số đơn nguyên, chọn N=2 -Độ sai lệch so với tốc độ ưu = = 4,76% < 15%   vtt= 3,15 m/s đạt yêu cầu 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 và xử lý khí thải – tập 2 – GS.TS Trần Ngọc Trấn): - Đường kính Xyclon... 25 1 2.2.1 .Xử lý SO2 VÀ H2S bằng phương pháp hấp thụ Hấp thụ SO2 và H2S bằng dung môi hấp thụ là dung môi NaOH 10% Ta có: L = V= 40000 (m3/h ) Chọn điều kiện làm việc của tháp là nhiệt độ trung bình của dòng khí vào và dòng lỏng vào là t0 = 500C A Tính toán cơ sở Đầu vào Lượng mol hỗn hợp khí cung cấp đầu vào Đối với khí SO2 Lượng mol khí SO2 đầu vào: Nồng độ phần mol của SO2 trong hỗn hợp khí là: Page... 0,8 1,0 Page 30 Hđ (m) 2 2,5 2,8-4,0 1,2 3,0 (Trích tài liệu học tập Kỹ thuật Xử Lý Khí Thải - CBGV – Dư Mỹ Lệ -Qúa trình hấp thụ ) Với D= 2,6 m chọn Hc=1m và Hđ= 2,5m Chiều cao của tháp hấp thụ là: Ht = HLv + Hc+ Hđ =3,2+1+2,5= 6,7 m Tính toán trở lực tháp: = + + = + +  = 1474475,851  = 1,96.10-5 ( Pa.s) Δpk = : Tốc đ khí tính trên toàn bộ diện tích tháp = = 0,045 Ar0,57 ()0,43  dtđ: đường kính tương... tính theo công thức: do = - - r  4,5.µ L ln 2  2 2 2 π ρ b r2 − r1 n l  r1  3 ( ) Trong đó : L : lưu lượng khí thải đối với 1 xyclon : L = 5,555 m 3 /h µ : hệ số nhớt động học của bụi , ở 1000 là (kg/m.s) ρ b : khối lượng riêng của bụi , ρ b = 2000 (kg/m3) r1 : Bán kính ống thoát khí sạch, r1 = d1/2 = 0,375 (m) r2 : bán kính xiclon , r2 = D/2 = 0,75 (m) n : số vòng quay của dòng khí bên trong