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
Trang 1M C L C Ụ Ụ
M Đ UỞ Ầ 2
CHƯƠNG I : M C TIÊU THI T KỤ Ế Ế 3
1.1 Thông s đ u vàoố ầ 3
1.2 X lý s li uử ố ệ 3
1.4 Tính toán lan truy n ô nhi m không khíề ễ 6
CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN CÔNG TRÌNH CHÍNH TRONG H TH NG X LÝỆ Ố Ử KHÍ TH IẢ 9
2.1 X lý b iử ụ 9
1 Tính toán kích th c bu ng l ngướ ồ ắ 9
2 X lý b i b ng Xyclonử ụ ằ 12
2.2 X lý khí th iử ả 20
2.2.1.X lý SOử 2 VÀ H2S b ng ph ng pháp h p thằ ươ ấ ụ 20
1.Đ ng kính tháp h p thườ ấ ụ 27
TÍNH TOÁN C KHÍƠ 36
1 Thân tháp 36
TÀI LI U THAM KH OỆ Ả 39
Trang 2M Đ U Ở Ầ
Hi n nay v n đ ô nhi m không khí không còn là v n đ riêng l c aệ ấ ề ễ ấ ề ẻ ủ
m t qu c gia hay m t khu v c mà nó đã tr thành v n đ toàn c u Th cộ ố ộ ự ở ấ ề ầ ự
tr ng phát tri n kinh t - xã h i c a các qu c gia trên th gi i trong th iạ ể ế ộ ủ ố ế ớ ờgian qua đã có nh ng tác đ ng l n đ n môi tr ng và đã làm cho môiữ ộ ớ ế ườ
tr ng s ng c a con ng i b thay đ i và ngày càng tr nên t i t h n.ườ ố ủ ườ ị ổ ở ồ ệ ơ
Nh ng năm g n đây, nhân lo i đã ph i quan tâm nhi u h n đ n v n đữ ầ ạ ả ề ơ ế ấ ề
ô nhi m môi tr ng không khí, đó là : s bi n đ i c a khí h u – nóng lênễ ườ ự ế ổ ủ ậtoàn c u, suy gi m t ng ozon, m a axit, các b nh v đ ng hô h p…ầ ả ầ ư ệ ề ườ ấNguyên nhân ch y u là s phát th i khí th i t các nhà máy, khu côngủ ế ự ả ả ừnghi p, các ph ng ti n giao thông Khí th i trong các ngành côngệ ươ ệ ảnghi p hi n nay đã và đang gây ra nh ng nh h ng l n t i thành ph nệ ệ ữ ả ưở ớ ớ ầmôi tr ng không khí trên Trái Đ t Đ c bi t đ i v i môi tr ng khôngườ ấ ặ ệ ố ớ ườkhí, khí th i t các ho t đ ng công nghi p có th ch a nhi u ch t đ cả ừ ạ ộ ệ ể ứ ề ấ ộ
h i cho môi tr ng và s c kho con ng i nh Hạ ườ ứ ẻ ườ ư 2S, HF, CO, CO2, NOx,…
v i n ng đ v t ng ng tiêu chu n cho phép M i ngành công nghi pớ ồ ộ ượ ưỡ ẩ ỗ ệ
đ u có đ c tính khí th i khác nhau, d a vào đ c tính c a t ng khí th iề ặ ả ự ặ ủ ừ ả
c a t ng ngành ngh mà chúng ta có các bi n pháp và h ng gi i quy tủ ừ ề ệ ướ ả ếkhác nhau đ h n ch t i đa s phát th i khí ra ngoài môi tr ng.ể ạ ế ố ự ả ườ
Trang 3CH ƯƠ NG I : M C TIÊU THI T K Ụ Ế Ế 1.1 Thông s đ u vào ố ầ
a Tính toán n ng đ t i đa cho phépồ ộ ố
Theo QCVN 19:2009 /BTNMT – Quy chu n kỹ thu t qu c gia v khí th i ẩ ậ ố ề ảcông nghi p đ i v i b i và các ch t vô cệ ố ớ ụ ấ ơ
Trang 4+ KP:H s l u l ng ngu n th i Kệ ố ư ượ ồ ả P = 0,9 (Vì l u l ng c a nhà máy ư ượ ủ40000m3/ h (m c 2.3 – QCVN 19: 2009 /BTNMT )ụ
+Kv : H s vùng , Kệ ố v = 1 Khu công nghi p ; đô th lo i V; vùng ngo i ệ ị ạ ạthành, ngo i th đô th lo i II, III, IV có kho ng cách ranh gi i n i thành ạ ị ị ạ ả ớ ộ
n i th l n h n ho c b ng 2 km; c s s n xu t công nghi p, ch bi n, ộ ị ớ ơ ặ ằ ơ ở ả ấ ệ ế ếkinh doanh, d ch v và các ho t đ ng công nghi p khác có kho ng cách ị ụ ạ ộ ệ ả
đ n ranh gi i các khu v c này d i 2 km ế ớ ự ướ
B ng 1 N ng đ t i đa cho phép đ i v i h t b i và các ch t vô c ả ồ ộ ố ố ớ ạ ụ ấ ơtrong khí th i công nghi pả ệ
Theo s li u đ u vào, n ng đ các ch t vô c (Cố ệ ầ ồ ộ ấ ơ 1) t i mi ng khói ạ ệ
có nhi t đ là 100ệ ộ oC, nh ng n ng đ các ch t vô c t i đa cho phép (Cư ồ ộ ấ ơ ố max
) nhi t đ 25ở ệ ộ oC V y nên tr c khi so sánh n ng đ đ xem b i và khí ậ ướ ồ ộ ể ụ
th i nào v t tiêu chu n ta c n quy đ i ả ượ ẩ ầ ổ
Trang 6C1(100oC) → C2 (25oC)Đây là tr ng h p đi u ki n đ ng áp v i pườ ợ ề ệ ẳ ớ 1 = p2 = 760 mmHg
ở ệ ộ ệ ố 1 = 373oF
C2, T2 : N ng đ c a các thành ph n trong khí th i (mg/Nmồ ộ ủ ầ ả 3) nhi t đ tuy t đ i T
Trang 7- Nh n xét: D a vào b ng s li u ậ ự ả ố ệ Nh ng ch tiêu c n x lý tr c khiữ ỉ ầ ử ướ
x th i ra ngoài môi tr ng là : B i, SOả ả ườ ụ 2, CO, H2S, NO2, Cl
- Hi u su t t i thi u đ x lý các ch tiêuệ ấ ố ể ể ử ỉ
¿C v −C r
C v ×100 %
Trong đó:
:Hi u su t t i thi u đ x lý t ng ch tiêuệ ấ ố ể ể ử ừ ỉ
C v : Hàm l ng ch t X trong h n h p khí th i vào (mg/mượ ấ ỗ ợ ả 3)
C r : Hàm l ng ch t X trong h n h p khí th i ra ( mg/mượ ấ ỗ ợ ả 3)
B ng 3: Hi u su t t i thi u đ x lý các ch tiêuả ệ ấ ố ể ể ử ỉThành ph nầ C v
1.4 Tính toán lan truy n ô nhi m không khí ề ễ
a Xác đ nh ngu n th i là ngu n cao hay ngu n th p ị ồ ả ồ ồ ấ
Do ngu n th i là ng khói c a nhà máy A nên đây là ngu n đi mồ ả ố ủ ồ ể
Ta có: 20oC < ∆ t = t k−¿t xq = 100 – 25 = 75oC < 100oC Ngu n th i làồ ảngu n nóngồ
Xét nhà máy A:
Ta có: Chi u r ng: b = 13mề ộ
Chi u caoề : HA = 6m → 2,5 × HA = 15m
→ b < 2,5 × HA → nhà A : nhà h pẹ
Trang 8Hgh : Chi u cao gi i h n c a ngu n đi m (m)ề ớ ạ ủ ồ ể
bz : Kho ng cách t m t sau ( m t làm chu n ) c a nhà đ n ngu nả ừ ặ ặ ẩ ủ ế ồ
th i (m)ả
x1: kho ng cách c a 2 nhà (m)ả ủ
H nh ' : Chi u cao nhà B (m)ề
Hgh = 0,36 × ( 8,67 + 45 ) + 9 = 28,32 (m)
Theo công th c c a Davidson W.Fứ ủ (Giáo trình Kỹ Thu t X Lý Khí Th i – ậ ử ả
Tr ng Đ i H c Tài Nguyên Và Môi Tr ng Hà N i)ườ ạ ọ ườ ộ
Đ nâng c a lu ng khói là: ộ ủ ồ ∆h = D (ω
u)1,4
(1+ ∆ T T
K )
Trang 9Trong đó: ∆h: đ nâng c a lu ng khói,mộ ủ ồ
Trong đó: u(z): V n t c gió t i đ cao z (z= 22m ),m/sậ ố ạ ộ
u10 : v n t c gió t i đ cao đ t máy quan tr c ậ ố ạ ộ ặ ắ u10 = 4 m/s
Trong đó: Hhq : là đ cao hi u qu c a ngu n th i , m;ộ ệ ả ủ ồ ả
Hô : là chi u cao th c c a ngu n th i, Hề ự ủ ồ ả ô = 22m;;
∆ h : là đ cao nâng c a ngu n th i, ộ ủ ồ ả ∆ h = 2,98 m;
Do Hhq = 24,98 (m) <Hgh = 28,32 (m) Đây là ngu n th i th pồ ả ấ
Trang 11CH ƯƠ NG II: TÍNH TOÁN CÔNG TRÌNH CHÍNH TRONG H TH NG X Ệ Ố Ử
10-30
20-40
30-50
40-60
50-70
Trang 13Đ tăng hi u qu l c b i ta chia bu ng l ng làm 4 ngăn => chi u caoể ệ ả ọ ụ ồ ắ ề
bu ng l ng gi m 4 l n hay hi u qu l c theo c h t c a bu ng l ng tăngồ ắ ả ầ ệ ả ọ ỡ ạ ủ ồ ắ
10-30
20-40
30-50
40-60
50-70
60-T ngổtheochi uềngang
50,85
17,08
11,7
Hi u qu c a bu ng l ng b i là:ệ ả ủ ồ ắ ụ
ƞ o= 10−4,91610 × 100 = 50,84 %
Trang 14Nh v y, hi u qu l c c a bu ng l ng là 50,84% < hi u su t t i thi uư ậ ệ ả ọ ủ ồ ắ ệ ấ ố ể
c n đ t đ c (99,1%) ầ ạ ượ ti p t c x lý ti p b ng xiclonế ụ ử ế ằ
Trang 150-5 5-10 10-20 20-30 30-40
40-50
60
50-7020,3
60-4
50,85
Trang 16Ch n 2 xiclon m c song song v i nhau : L u l ng c a m i xyclon sẽ làọ ắ ớ ư ượ ủ ỗ20000m3/h L ng b i m i xyclon là 4916 mg/mượ ụ ở ỗ 3
Δ v
v tt = (3,15−3)3,15 = 4,76% < 15%
vtt= 3,15 m/s đ t yêu c uạ ầ
Tính toán xiclon theo ph ng pháp ch n, d a vào đ ng kính thânươ ọ ụ ườ
xiclon theo theo Stairmand C.J ( Hình 7.8a – giáo trình: ô nhi m không khí ễ
- Chi u cao c a vào : a = 0,5.D = 0,75 (m) ề ử
- Chi u cao ng tâm có m t bích: hề ố ặ 1 = 0,5.D = 0,75 (m)
- Chi u cao ph n hình tr : hề ầ ụ 2 = 1,5.D = 2,25 (m)
Trang 18Các
đ i l ngạ ượ 0-5 5-10
20
10-30
20-40
30-50
40-60
50-70
60-T ngổtheochiềungang
1 Phân c p ấ
ban đ u %ầ
kh i l ngố ượ
20,34
50,85
17,08
11,71
2,499
0,839
Trang 19100oC , khá b n hóa h c v i các dung môi, ch t oxi hóa và axit… )ề ọ ớ ấ
- Thi t b túi l c v i có h th ng rung l c c h c.ế ị ọ ả ệ ố ắ ơ ọ
Trang 20- Ch n s túi v i là 218 túi, chia làm 2 đ n nguyên, m i đ n nguyên ọ ố ả ơ ỗ ơ
- Chi u cao b ph n ch n đ ng trên túi v i: Hề ộ ậ ấ ộ ả 2 = 300mm
- Chi u cao thu h i b i: Hề ồ ụ 3 = 0÷1,5m Ch n Họ 3 = 1m
- Chi u cao c a thi t b là: H = Hề ủ ế ị 1 + H2 + H3 = 3,4 + 0,3 + 1 = 4,7 m
V y ch n ph ng pháp hoàn nguyên rung c h c.ậ ọ ươ ơ ọ
Th i gian l c: Th i gian rung l c 1 đ n nguyên kho ng 1 phút.ờ ọ ờ ắ ơ ảQuá trình l c 9 phút V y th i gian l c t ng c ng c a c chu trìnhọ ậ ờ ọ ổ ộ ủ ảlàm vi c ệ kho ng 10 phút.ả
Trang 21Tính l ng b i thu đ c:ượ ụ ượ
Thay vào ta đ c :ượ ρ hh= 2,89 (kg/m3)
L ng h khí đi vào ng tay áo :ượ ệ ố
Trang 22L ng b i thu đ c trong 1hượ ụ ượ
n= 1,25÷ 1,35 Ch n n= 1,25ọ
v: năng su t v i l c mấ ả ọ 3/m2/h, v= 0,8m3/m2.phút = 48m3/m2.h
∆ p= 11×481,25 = 1390 N/m2
Theo tính toán trên hi u su t x lý c a thi t b l c túi v i là ở ệ ấ ử ủ ế ị ọ ả 95,68 %
L ng b i đi ra kh i h thi t b là :ượ ụ ỏ ệ ế ị
Trang 25L ng mol h n h p khí cung c p đ u vào ượ ỗ ợ ấ ầ
Trang 260
Ở oC : ρ SO2 = 2,93(kg/m3 ), ρ H2S = 1,521 (kg/m3), ρ H2S = 1,293 (kg/m3)Suy ra ρ 1
Trang 28Xây d ng đ ự ườ ng cân b ng ằ
Trang 29- Ta có: 6,255.10-4 =86,18
= 7,258.10-6 (kmolSO2/kmol dung d ch)ị
- N ng đ ban đ u ồ ộ ầ ( coi ban đ u trong pha l ng n ng đ ch tầ ỏ ồ ộ ấđang xét không có)
-Đ ng làm vi c SOườ ệ 2 qua 2 đi m :ể
=3,461.10-8(kmolH2S/kmol dung d ch)ị
- N ng đ ban đ u ồ ộ ầ ( coi ban đ u trong pha l ng n ng đ ch tầ ỏ ồ ộ ấđang xét không có)
Trang 30-Đ ng làm vi c Hườ ệ 2S qua 2 đi m :ể
Tính toán l ượ ng dung d ch NaOH c n dùng ị ầ
Trang 31Kh i l ng phân t pha l ng :ố ượ ử ỏ
Trang 32- Nhi t đ làm vi c c a tháp h p th là 50ệ ộ ệ ủ ấ ụ 0C
B ng 1 : ả Kh i l ố ượ ng riêng c a dung d ch NaOH 10% (kg/m ủ ị 3 ) theo nhi t đ ( áp su t khí quy n) ệ ộ ở ấ ể
-20 0 C 0 0 C 20 0 C 40 0 C 60 0 C 80 0 C 100 0 C 120 0 C Dd
ω dp : là v n t c đ o pha đ c xác đ nh b ng công th c : y =ậ ố ả ượ ị ằ ứ
1,2× e−4x
V t li u đ m ( B ng IX.8 – Trang 193 – Sách T2) ậ ệ ệ ả
Trang 35= 11,6 10-6× 273+331
(50+273)+331׿ = 1,38.10-5 (Pa.s)+ V i không khí: ớ
Trang 36C họ nω = 0,8 ω dp nên v n t c làm vi c c a tháp là ậ ố ệ ủ ω= 0,8×2,70 =2,16(m/s)
Thay vào ph ng trình (*) suy ra : D= ươ √ 11,111
0,785× 2,16 = 2,57( m)
Ch n D= 2,6mọ
Di n tích ti t di n c a tháp: F=ệ ế ệ ủ π × D4 2= 5,3(m2)
Chi u cao c a tháp h p th ề ủ ấ ụ
a.Xác đ nh s đ n v truy n kh i t ng quát c a pha khí N ị ố ơ ị ề ố ổ ủ Oy
-Vì đ ng cân b ng là đ ng th ng nên ta tính Nườ ằ ườ ẳ Oy theo cách sau:
Trang 39Δ u = pΔ k (1 + A (µ x
µ y¿¿c × (G y
G x¿¿m × (ρ y
ρ x¿¿n) Trong đó : A = 8,4 ; c = 0,015 ; m = 0,405 ; n = 0,225
(tra b ng IX.7 trang 189_ S tay QTTBCN t p 2_NXB Hà N i )ả ổ ậ ộ
Trang 405 T ng chi u cao c a tháp h p thổ ề ủ ấ ụ m 6,7
Trang 41TÍNH TOÁN C KHÍ Ơ
1 Thân tháp
Các thông s ban đ u c a tháp mà ta đã bi t nh sau :ố ầ ủ ế ư
Đ ng kính D = ườ 2,6m = 2600 mm Chi u cao tháp H = 6,7m = 6700 mmề
Kh i l ng riêng pha l ng ố ượ ỏ : ρ x = 1095 (kg/m3)
Trang 42Ch n ng có đ ng kính ng tiêu chu n d = 400 mm, b dày b = 13 mmọ ố ườ ố ẩ ềlàm b ng thép không g ằ ỉ (Theo b ng XIII.32 trang 434 ả s tay quá trình và ổ
Trang 43Ch n đ ng kính tiêu chu n d = 200 mm b dày b =11 mmọ ườ ẩ ề
- V t li u làm nh a PVCậ ệ ự
- ng d n l ng đ c hàn vào thi t b Ố ẫ ỏ ượ ế ị (Theo b ng XIII.32 trang 434 ả s tay ổ
- Ch n đ ng kính tiêu chu n d = 200 mm b dày b =11 mm ọ ườ ẩ ề (Theo b ng ả
thì chi u dài đo n ng n i là 130mmề ạ ố ố
C m n th y cô giáo đã giúp em hoàn thành đ án này ả ơ ầ ồ