Tính toán tải lượng ô nhiễm không khí

Tính toán tải lượng ô nhiễm không khí: 1.Đốt nhiênliệulỏng, khí: Độ ẩm tuyệt đối: Độ ẩm tương đối: Bài tập mẫu: Bài 1: Đốt cháy hoàn toàn 1mol CH4 = không khí với K= 1.2, độ ẩm không khí = 0.0116 mol H2O molk.khikhô. BiếtO2 chiếm 21% thể tích, còn lại là N2 . Coi quá trình đốt không tạo ra NOx. a Tính lượng k.khi cần thiết để đốt cháy hoàn toàn 1mol nhiên liệu trên. b Tính số mol sản phẩm cháy. c Tính thể tích sản phẩm cháy biết nhiệtđộkhíthải = 1200C, p = 1 atm. LG: a PTPU: CH4 + 2 O2 = CO2 + 2 H2O. nO2(p.u) = 2 mol ; nN2 = = 7.52 mol. Tổngsốmolkhôngkhíkhôphảnứnglà: 2+ 7.52 = 9.52 mol. nk.k.am(p.u) = nk.k.kho (1+W) = 9.52 (1+ 0.0116) = 9.63 mol. Sốmolkhôngkhíẩmthựctếlà: 9.63 1.2 = 11.56 mol. b Sốmolsảnphẩmcháy = n(CO2) + n(O2dư) + n(nước) + n(N2) n(CO2) = n(CH4) = 1 mol. n(O2dư) = (1.2 1) 2 = 0.4 mol. N(nước) = 2 + 9.520.01161.2 = 2.13 mol N(N2) = 7.52 1.2 = 9.02 mol. Sốmolsảnphẩmcháy = 1 + 0.4 + 2.13 + 9.02 = 12.55 mol. cThểtíchsảnphẩmcháy = = = 404.44(l) 2.đốt nhiênliệurắn: Bài 1: Cho than cámcó : C 62%, H 10%, O 5%, N 5%, S 8%, A = 6%, W ( độẩm) = 4%. CHáyhoàntoàntrogk.kvới K = 1.35, O2 chiếm 22% k.k, độẩmk.k = 0.075 mol H2O molk.k.k. Lượngnguyênliệudùng = 100kg. biếtsảnphẩmcháykhôngcó NOxtạothành. a Xácđịnhlượngk.kcầndùng, b Tinhthànhphầnsảnphẩmcháytheosố mol. LG a PTPU: C+ O2 = CO2 S + O2 = SO2 H2 + 0.5 O2 = H20 Xét 100 kg có: C 62% 62kg 5.17 kmol H 10 10 10 O 5 5 0.31 N 5 5 0.36 S 8 8 0.25 W 4 4 0.22 A( trơ) 6 n (O2) p.u = n(S) + n(C) + ¼ n(H) = 0.25 + 5.17 + ¼ 10 = 7.92 (kmol). Sốmol O2 trongk.kcầndùnglà: n(O2) p.u – n(O2) than = 7.92 – ½ 0.31 = 7.76 (kmol). (do O = 2O2, H = 2H2) Sốmolk.kkhôp.u = = 35.27 (kmol). Sốmolk.kkhôthựctế = 35.27 1.35 = 47.61 (kmol). Vậyk.kẩmcầndùnglà: 47.61 (1 + 0.075) = 51.18 (kmol). b sảnphẩmcháygồm: n (CO2) = 5.17 kmol n (SO2) = 0.25 kmol. n ( H2O) = ½ n(H) + n(H2O k.k) + n ( H2O than) = ½ 10 + 0.07547.61 + 0.22 = 8.79 kmol. n (N2) = n (N2 k.k) + ½ n (N than) = 0.7847.61 + ½ 0.36 = 37.32 kmol. n (O2 dư) = (1.351)7.76 = 2.72 kmol. Bài 2: nhàmáyhóachấttiêuthụ 1 năm 395000 tấndầu FO vớithànhphầncủa S = 2.9% khốilượng. Tínhlượng SO2 sinhratrong 1 nămcủanhàmáytrên. LG Lượng S đốttrong 1 nămlà: 2.9% khốilượng = 0.029 395000 = 11.455 tấn. PTPU: S + O2 = SO2 Theo phươngtrìnhtrêncứđốt 32kg S → sinhra 64kg SO2 Vậyđốt 11455 tấnS →sinhra 22910 tấn SO2. 3. Đođạctrựctiếp. 4. Tínhtoántheohệsố ô nhiễm. 5. Cấutạothiếtbịxửlýbụibằngđiệntrường: Khísạchra khísạchra khíbụivào Khíbụivào Gồmcó: vỏthiếtbị, cácđiệncực, cơcấurũbụi… Vỏ thiết bị( than lọc bụi) có cấu tạo hình trụ, chế tạo = thép hàn với nhau tạo nên buồng lắng bụi.Vỏ thiết bị có cửa dẫn khí, bụicầnxửlývào, dòngkhíđãxửlýbụithoátra, cửaxảcặn. Điệncực: 2 loạibảncựccócấutạokhácnhau. Bảncựcdươnglàbảncựckimloạibềmặtdạngtấmphẳngđểtăngdiệntíchtiếpxúcbụi. Bảncựcâmlànhữngsợidâythépgaiđểtậptrungđiệntích. Cơcấugiũbụi: làcáccánhbúaddclắptrên 1 trụcvànốivớiđộngcơ quay lắptrênđỉnhlọcbụi. Ngoàiraphầnđầucủalọcbụicònlắphệthốnglướisàngcómụcđíchphântánđềukhí, bụivàotronglọcbụi. 6.Cấutạothiếtbịxửlýbụitheophươngphápướt: Buồngphunhoặcthùngrửakhírỗng. Ghichú: 1: Vỏthiếtbị. 3: Tấmchắnnước. 2: Vòiphunước. 4: Bộphậnhướngdòngvàp.pkhí Gồmcó:Vỏthiếtbị: thânhìnhtrụrỗngbêntrong, cóđườngdẫnkhíchứabụiđivào, đườngdẫnkhísauxửlýđira, cửaxảcặn. Tấmchắnnướcbêntrên, dướicửathoátkhíđãxửlý. Giànphunnướcnhằmphânphốiđềunướctrongthiếtbị. Bộphậnhướngdòngvàphânphốikhínhằmphânphốidòngkhí, bụivànướctrảiđềutrongthiếtbị, tănghiệusuấtxửlý.

Tính toán tải lượng ô nhiễm không khí:

1.Đốt nhiênliệulỏng, khí:

-Độ ẩm tuyệt đối:

.( ) ( )

n nuoc

n k khi kho

- Độ ẩm tương đối:

.(nuoc) (k.khi.am)

n n

Bài tập mẫu:

Bài 1: Đốt cháy hoàn toàn 1mol CH 4 = không khí với K= 1.2, độ ẩm không khí = 0.0116 mol H 2 O/ molk.khikhô BiếtO 2 chiếm 21% thể tích, còn lại là N 2 Coi quá trình đốt không tạo ra NO x

a/ Tính lượng k.khi cần thiết để đốt cháy hoàn toàn 1mol nhiên liệu trên.

b/ Tính số mol sản phẩm cháy.

c/ Tính thể tích sản phẩm cháy biết nhiệtđộkhíthải = 120 0 C, p = 1 atm.

LG:

a/ PTPU: CH4 + 2 O2 = CO2 + 2 H2O

nO2(p.u) = 2 mol ; nN2 =

2 0.79 0.21

×

= 7.52 mol

Tổngsốmolkhôngkhíkhôphảnứnglà: 2+ 7.52 = 9.52 mol

nk.k.am(p.u) = nk.k.kho * (1+W) = 9.52 *(1+ 0.0116) = 9.63 mol

Sốmolkhôngkhíẩmthựctếlà: 9.63 * 1.2 = 11.56 mol

b/ Sốmolsảnphẩmcháy = n(CO2) + n(O2dư) + n(nước) + n(N2)

n(CO2) = n(CH4) = 1 mol

n(O2dư) = (1.2- 1) * 2 = 0.4 mol

N(nước) = 2 + 9.52*0.0116*1.2 = 2.13 mol

N(N2) = 7.52 * 1.2 = 9.02 mol

Sốmolsảnphẩmcháy = 1 + 0.4 + 2.13 + 9.02 = 12.55 mol

c/Thểtíchsảnphẩmcháy =

n R T p

× ×

=

12.55 0.082 120 273

1

= 404.44(l)

2.đốt nhiênliệurắn:

Bài 1: Cho than cámcó : C 62%, H 10%, O 5%, N 5%, S 8%, A = 6%, W ( độẩm)

= 4% CHáyhoàntoàntrogk.kvới K = 1.35, O2 chiếm 22% k.k, độẩmk.k = 0.075 mol H2O/ molk.k.k Lượngnguyênliệudùng = 100kg biếtsảnphẩmcháykhôngcó

NO x tạothành.

a/ Xácđịnhlượngk.kcầndùng,

b/ Tinhthànhphầnsảnphẩmcháytheosố mol.

LG

a/ PTPU: C+ O2 = CO2

S + O2 = SO2

H2 + 0.5 O2 = H20

Xét 100 kg có:

A( trơ) 6

n (O2) p.u = n(S) + n(C) + ¼ n(H) = 0.25 + 5.17 + ¼ *10 = 7.92 (kmol)

n(O2) p.u – n(O2) than = 7.92 – ½ * 0.31 = 7.76 (kmol).

(do O = 2O2, H = 2H2)

Sốmolk.kkhôp.u =

7.76 0.22 = 35.27 (kmol)

Sốmolk.kkhôthựctế = 35.27 * 1.35 = 47.61 (kmol)

Vậyk.kẩmcầndùnglà: 47.61 * (1 + 0.075) = 51.18 (kmol)

b/ sảnphẩmcháygồm:

n (CO2) = 5.17 kmol

n (SO2) = 0.25 kmol

n ( H2O) = ½ n(H) + n(H2O k.k) + n ( H2O than)

= ½ *10 + 0.075*47.61 + 0.22 = 8.79 kmol

n (N2) = n (N2 k.k) + ½ n (N than) = 0.78*47.61 + ½ * 0.36 = 37.32 kmol

n (O2 dư) = (1.35-1)*7.76 = 2.72 kmol

Bài 2: nhàmáyhóachấttiêuthụ 1 năm 395000 tấndầu FO vớithànhphầncủa S =

2.9% khốilượng Tínhlượng SO2 sinhratrong 1 nămcủanhàmáytrên.

LG

Lượng S đốttrong 1 nămlà: 2.9% khốilượng = 0.029 * 395000 = 11.455 tấn PTPU: S + O2 = SO2

Theo phươngtrìnhtrêncứđốt 32kg S → sinhra 64kg SO2

Vậyđốt 11455 tấnS →sinhra 22910 tấn SO2

3 Đođạctrựctiếp.

4 Tínhtoántheohệsố ô nhiễm.

5 Cấutạothiếtbịxửlýbụibằngđiệntrường:

_

khísạchra

khíbụivào

Khíbụivào

Gồmcó: vỏthiếtbị, cácđiệncực, cơcấurũbụi…

- Vỏ thiết bị( than lọc bụi) có cấu tạo hình trụ, chế tạo = thép hàn với nhau tạo nên buồng lắng bụi.Vỏ thiết bị có cửa dẫn khí, bụicầnxửlývào,

dòngkhíđãxửlýbụithoátra, cửaxảcặn

- Điệncực: 2 loạibảncựccócấutạokhácnhau

Bảncựcdươnglàbảncựckimloạibềmặtdạngtấmphẳngđểtăngdiệntíchtiếpxúcbụi Bảncựcâmlànhữngsợidâythépgaiđểtậptrungđiệntích

- Cơcấugiũbụi: làcáccánhbúaddclắptrên 1 trụcvànốivớiđộngcơ quay

lắptrênđỉnhlọcbụi

- Ngoàiraphầnđầucủalọcbụicònlắphệthốnglướisàngcómụcđíchphântánđềukhí, bụivàotronglọcbụi

6.Cấutạothiếtbịxửlýbụitheophươngphápướt:

1

+

Ghichú: 1: Vỏthiếtbị 3: Tấmchắnnước

2: Vòiphunước 4: Bộphậnhướngdòngvàp.pkhí

Gồmcó:-Vỏthiếtbị: thânhìnhtrụrỗngbêntrong, cóđườngdẫnkhíchứabụiđivào, đườngdẫnkhísauxửlýđira, cửaxảcặn

-Tấmchắnnướcbêntrên, dướicửathoátkhíđãxửlý

- Giànphunnướcnhằmphânphốiđềunướctrongthiếtbị

-Bộphậnhướngdòngvàphânphốikhínhằmphânphốidòngkhí,

bụivànướctrảiđềutrongthiếtbị, tănghiệusuấtxửlý