Tính toán tải lượng các chất ô nhiễm, dự báo và thiết kế hệ thống xử lý ô nhiễm môi trường không khí từ các nguồn thải của nhà máy tuynel từ sơn

A X L KH THI BấN NGOI CT GVHD:TS NGUYN C LNG nhiệm vụ thiết kế NHIM V THIT K I Nhim v thit k Tớnh toỏn ti lng cỏc cht ụ nhim, d bỏo v thit k h thng x lý ụ nhim mụi trng khụng khớ t cỏc ngun thi ca nh mỏy: Tuynel T Sn a im xõy dng: Ngh An V trớ nguụng thi: Kốm theo bn v c tớnh k thut ca ngun thi Cụng sut hot ng ca nh mỏy: Gnm = 15 triu viờn/nm, G1 = 26200 tn/nm Thi gian hot ng tớnh cho nm : 305 ngy/ nm Thnh phn nhiờn liu c s dng: Nhiờn liu AP (%) SP (%) WP (%) OP (%) NP (%) HP (%) CP (%) Bt than 18 7,8 9,5 1,4 0,3 61 SVTH: INH TH HIU_57DT_MSSV:208357 Page A X L KH THI BấN NGOI CT GVHD:TS NGUYN C LNG PHN TCH CễNG NGH SN XUT & Xỏc nh cỏc thụng s tớnh toỏn c bn I CHN THễNG S TNH TON BấN TRONG V BấN NGOI CHO PHN XNG VO MA MA a im xõy dng : Ngh An Thụng s tớnh toỏn bờn ngoi nh vo ma 2.1 Nhit Nhit tớnh toỏn ngoi nh vo ma l nhit trung bỡnh thỏng cao nht vo ma (t thỏng n thỏng 10) Theo bng 2.2 TCVN 02:2009/BXD ti B Ra Vng Tu cú nhit trung bỡnh thỏng cao nht ma l tM = 29,7 oC tng ng vi thỏng 2.2 m Theo bng 2.10 TCVN 02:2009/BXD ti Ngh An cú m tng i ca khụng khớ trung bỡnh thỏng ng vi thỏng ma (t thỏng n thỏng 10) l 73,4 % 2.3 Dung m Vi nhit tớnh toỏn bờn ngoi l 28,50 oC v m l 80,50%, s dng biu I-d ta tra c giỏ tr dung m vo hố ca khụng khớ bờn ngoi dM = 21,00 (g/kg) 2.4 Vn tc giú Theo bng 2.15 TCVN 02:2009 / BXD ti Ngh An, tc giú trung bỡnh ma (T thỏng n thỏng 10) l 2,70 (m/s) Hng giú ch o l Tõy Nam Tn sut giú ln nht vo ma (t thỏng n thỏng 10) ng vi tc giú l 3,20 (m/s) , tn sut trung bỡnh l 26,70% Thụng s tớnh toỏn bờn ngoi nh vo khụ 3.1 Nhit Nhit tớnh toỏn ngoi nh vo khụ l nhit trung bỡnh thỏng thp nht vo khụ (t thỏng 11 n thỏng 4) Theo bng 2.2 TCVN 02:2009/BXD ti B Ra Vng Tu cú nhit trung bỡnh thỏng thp nht khụ l tK = 17,5 oC tng ng vi thỏng 3.2 m Theo bng 2.10 TCVN 02:2009/BXD ti Ngh An cú m tng i ca khụng khớ trung bỡnh tng ng vi thỏng khụ (t thỏng 11 n thỏng 4) l 89,3 % 3.3 Dung m SVTH: INH TH HIU_57DT_MSSV:208357 Page A X L KH THI BấN NGOI CT GVHD:TS NGUYN C LNG Vi nhit tớnh toỏn bờn ngoi l 25,00 oC v m l 78,30%, s dng biu I-d ta tra c giỏ tr dung m vo hố ca khụng khớ bờn ngoi dK = 15,50(g/kg) 3.4 Vn tc giú Theo bng 2.15 TCVN 02:2009 / BXD ti Ngh An, tc giú trung bỡnh khụ (T thỏng 11 n thỏng 4) l 3,20 (m/s) Hng giú ch o l ụng Tn sut giú ln nht vo khụ (t thỏng 11 n thỏng 4) ng vi tc giú l 5,20 (m/s) , tn sut trung bỡnh l 70,50% Kt qu cỏc thụng s tớnh toỏn c th hin qua bng sau õy: Bng 1: Bng thng kờ cỏc thụng s tớnh toỏn Mựa Ma tt tN dM Mựa Khụ ( C) (%) ( C) vg (m/s) 29,7 73,4 20 2,70 0 tt tN dK Hn g giú ( C) (%) ( C) vg (m/s) Tõy Nam 17,5 89,3 11 3,20 SVTH: INH TH HIU_57DT_MSSV:208357 0 Hn g giú ụng Bc Page A X L KH THI BấN NGOI CT II GVHD:TS NGUYN C LNG PHN TCH CễNG NGH SN XUT SVTH: INH TH HIU_57DT_MSSV:208357 Page A X L KH THI BấN NGOI CT GVHD:TS NGUYN C LNG Theo bi thỡ khúi thi t lũ nung s c tn dng sy gch sau ú mi theo ng khúi thi ngoi,da vo s cụng ngh sn xut gch vi nguyờn liu u vo l bt than vi thnh phn ó nh thỡ ta xỏc nh c sn phm chỏy khúi thi chc chn cha cỏc khớ CO,CO2,SO2,NOx,hi nc, bi.Nu cỏc sn phm t quỏ trỡnh sn xut ny khụng c tớnh toỏn v x lý thỡ rt cú th s gõy ụ nhim mụi trng.Theo nhim v ca ỏn thỡ ta cn phi tớnh toỏn xem nng cỏc thnh phn ú l bao nhiờu v cú cn phi x lý khụng v x lý nh th no m bo thi mụi trng ? III C IM NGUN THI III.1 Nhiờn liu s dng quỏ trỡnh sn xut Nh mỏy sn xut Xi Mng Nghi Sn lm vic vi thi gian tớnh cho nm l 315 ngy cú s dng nhiờn liu l Bt than & Du FO c tớnh ca cỏc loi nhiờn liu c th hin qua bng sau: Bng 2: Bng thng kờ cỏc nhiờn liu s dng Nhiờn liu AP (%) SP (%) WP (%) OP (%) NP (%) HP (%) CP (%) Bt than 18 7,8 9,5 1,4 0,3 61 III.2 c tớnh ngun thi Qua vic phõn tớch cụng ngh sn xut ta cú loi ngun thi thuc hai cụng on vi cỏc thụng s k thut nh sau: Bng 3: Bng thng kờ cỏc thụng s k thut ngun thi ụ nhim Loi ngun thi S lng Chiu cao ngun thi ng kớnh ngun thi Nhit khúi thai Lũ nung (16) 19(m) 1,2 (m) 135oC Lm sy (13) 17 (m) 0,8 m 90oC SVTH: INH TH HIU_57DT_MSSV:208357 Page A X L KH THI BấN NGOI CT GVHD:TS NGUYN C LNG TíNH TOáN TảI Lợng chất gây ô nhiễm từ nguôn thải A NGUN THI T Lề NUNG (NGUN THI S 01) I TNH TON LNG NHIấN LIU CP CHO Lề NUNG THEO NH MC I.1 Tớnh toỏn lng than cn cp cho lũ nung Theo nhim v thit k cú nng sut ca lũ l 26200 tn /nm = 3,58 tn/h (vi gi thit nh mỏy lm vic l 305 ngy/nm ,24h/ngy) Lng nhờt to t chỏy kg nhiờn liu c xỏc nh theo cụng thc Mendeleev (Cụng thc 12.7 - T14 sỏch ụ nhim khụng khớ v x lý khớ thi 3) nh sau: Q = 81ì C p + 246 ì H p 26 ì (O p S p ) ì Wp Q = 81ì 61 + 246 ì 26 ì (1, 7,8) ì 9,5 = 5542,4 (kcal/kgNL) Lng nhit cn thit sn xut h vi nng sut lũ l 3,58 tn /h v nh mc tiờu th l 820 kcal/kg l: Q than = 3,58 ì 1000 ì 820 = 2935600 (kcal/h) Lng than cn dựng cho lũ nung h l BT = Q than 2935600 = = 0,53 (tn/h) = 529,64 (kg/h) Q 5542, Trong ú cú 42% l dựng than trn vo gch mc ban u v 58% than chia cho lũ nung (100% than dựng cho quỏ trỡnh sn xut) nờn lng than cn dung cho lũ nung 1h l: B = 0,58 BT = 307,19 (kg/h) II XC NH TI LNG CHT ễ NHIM T Lề NUNG SVTH: INH TH HIU_57DT_MSSV:208357 Page A X L KH THI BấN NGOI CT GVHD:TS NGUYN C LNG II.1 Tớnh toỏn lng sn phm chỏy, ti lng khớ v nng phỏt thi cỏc cht ụ nhim khúi ca qỳa trỡnh chỏy v ma & khụ Tớnh toỏn sn phm chỏy kqc (t = 25oC, p = 760 mm Hg) p dng cỏc cụng thc bng 12.1 & 12.2 _Trang 13-14 Ti liu [1] SVTH: INH TH HIU_57DT_MSSV:208357 Page A X L KH THI BấN NGOI CT GVHD:TS NGUYN C LNG Bng 4: Bng tớnh toỏn lng sn phm chỏy, ti lng khớ v lu lng khúi thi cỏc cht ụ nhim khúi t chỏy bt than v ma & khụ SVTH: INH TH HIU_57DT_MSSV:208357 Page T T i lng tớnh Phộp tớnh V0 = 0,089Cp + 0,264Hp -0,0333(Op-Sp) Lng khụng khớ m lý thuyt Va = (1+0,0016ìd)ìV Vo= 0,089ì61+0,264ì2 0,0333ì(1,4 7,8) d=20,0g/kg vi (t=29,70C,=73,4%) d=11g/kg vi (t=17,50C,=89,3%) Va = (1+0,0016ì20,0)ì6,124 Va =(1+0,0016ì17,5)ì6,123 Lng kh m thc t: i vi than bt ly h s =1,5 Vt = 1,5ì6,330 Vt = 1,5ì6,242 V t= ì V a Lng khớ SO2 SPC VSO2 = 0,683ì10 ìSp -2 Lng khớ CO SPC vi =0,03 VSO2 = 0,683ì10-2ì7,8 VCO = 1,865ì10-2ì0,03ì61 VSO2 = 0,683ì10-2ì7,8 VCO =1,865ì10-2ì0,03ì61 VCO = 1,865ì10-2 ì ì Cp Lng khớ CO2 SPC VCO2 = 1,853ì10 ì(1-)ìCp -2 Lng khớ hi nc SPC VH2O = 0,111Hp+ SVTH:0,0124Wp+0,0016d.Vt INH TH HIU_57DT_MSSV:208357 Lng khớ N2 SPC -2 VCO2 = 1,853ì10-2ì(1-0,03)ì61 0,111ì2+0,0124ì9,5+0,0016ì20ì 9,495 VCO2 = 1,853ì10-2ì(1-0,03)ì61 0,111ì2+0,0124ì9,5+0,0016ì17,5 Page VN2 = 0,8ì10-2ì0,3+0,79ì9,495 ì9,363 VN2 = 0,8ì10-2ì0,3+0,79ì9,363 Nm3/kg NL Nm3/kg NL 6,330 6,242 Nm3/kg NL Nm3/kg NL 9,363 Nm3/kg NL Nm3/kg NL 0,053 Nm3/kg NL Nm3/kg NL 0,034 Nm3/kg NL Nm3/kg NL 1,096 Nm3/kg NL Nm3/kg NL 0,644 0,505 Nm3/kg NL Nm3/kg NL 7,503 Vo= 0,089ì61+0,264ì2 0,0333ì(1,4 7,8) 6,134 1,096 Mựa khụ 6,134 0,034 GVHD:TS NGUYN C LNG Mựa khụ 0,053 Mựa ma Mựa ma 9,495 A X L KH THI BấN NGOI CT Lng khụng khớ khụ lý thuyt Kt qu 7,399 Nm3/kg Nm3/kg A X L KH THI BấN NGOI CT SVTH: INH TH HIU_57DT_MSSV:208357 GVHD:TS NGUYN C LNG Page 10 A X L KH THI BấN NGOI CT - GVHD:TS NGUYN C LNG Gi s khay cha nc cha ng lng nc thi gian l 15 phỳt, ú chiu cao phi nhn ca khay bng Hk = G ì15 6, 74 ì15 ì = ì = 0,84 (m) 60 ì D 60 ì1, 62 - Tng chiu cao ca thỏp rng bng : H = Hc.i + Hk = + 0,84 = 4,84 (m) - Xỏc nh nng sut v s lng ng phun : - Tha nhn m phun cú ng kớnh tit din l phun l 25,3 mm Khi ỏp sut nc trc m phun l 2kG/m , lu lng nc qua mi m l 18,5 m 3/h hay 5,1 kg/s, ú s lng m phun l - Ta thit k m phun - Tr lc qua thỏp rng khụng ln c tha nhn khong 15 20 mmH 2O , nhn tr lc bng 15 mmH2O = 15 kG/m2 - Tớnh toỏn hiu sut x lý ca thit b : i vi lũ nung ng kớnh ht bi - 50 65 0,56 2,23 8,91 24,75 41,83 0,377 0,747 0,926 0,972 0,983 -0,212 -0,420 -0,521 -0,547 -0,553 0,013 = 1- 30 -0,013 A=- * 15 0,023 ne 7,5 0,06 Stk = 2,5 0,191 0,267 0.295 0,324 0,376 Trong ú: Hiu sut lc bi ca thỏp rng c tớnh nh sau: = = = 54,96 % Nng bi cũn li khớ thi sau i qua thỏp rng l : SVTH: INH TH HIU_57DT_MSSV:208357 Page 27 A X L KH THI BấN NGOI CT GVHD:TS NGUYN C LNG C = Cb Cb ì67,47 % = 600 - 600ì67,47 % =270,24 mg/m3 - Tng kt c tớnh thit b Chiu di: m Chiu rng:1 m Chiu cao cú ớch : Hc.i = m Chiu cao khay cha nc Hkh = 0,84 m Tng chiu cao H = 4,84 m S lng m phun : m phun phun cú ng kớnh tit din l phun l 25,3 mm, ỏp sut nc trc m phun l kG/m2 II TNH TON X Lí BI CP I (Kiu tỳi vi) i vi thit b lc bi kiu tỳi vi hiu qu lc t ti 99,8% v lc c c cỏc ht rt nh l nh cú lp tr lc Sau khong thi gian lp bi s rt dy lm sc cn ca mng lc quỏ ln, ta phi ngng cho khớ thi i qua v tin hnh loi b lp bi bỏm trờn mt vi Thao tỏc ny c gi l hon nguyờn kh nng lc Thit b lc bi tỳi vi thng t phớa sau thit b lc bi c hc gi li nhng ht bi nh m quỏ trỡnh lc c hc khụng gi li c Khi cỏc ht bi thụ hon ton ó c tỏch thỡ lng bi gi tỳi s gim i Mt vi ng dng ca tỳi lc l cỏc nh mỏy xi mng, lũ t, lũ luyn thộp, Vt liu lc ca thit b lc bi tỳi vi: Vi bụng: cú tớnh lc tt v giỏ thp nhng khụng bn húa hc v nhit, d chỏy v cha m cao Vi len: cú kh nng cho khớ xuyờn qua ln, m bo sch n nh v d phc hi, khụng bn vi nhit Nhit ti a cho phộp l 900C Vi tng hp: Bn vi nhit v húa hc, giỏ thnh r Trong mụi trng axit cú bn cao cũn mụi trng kim bn gim Vi thy tinh: bn nhit 150 3500C Chỳng c ch to t thy tinh nhụm silicat khụng kim hoc thy tinh magezit Kớch thc tỳi lc : ng kớnh D = 200 400 (mm), chiu cao H = (2.0 3.5) m u v nhc im ca thit b: SVTH: INH TH HIU_57DT_MSSV:208357 Page 28 A X L KH THI BấN NGOI CT GVHD:TS NGUYN C LNG u im: Hiu qu lc cao t 98-99%, ng dng cho nhiu loi bi khỏc Nhc im: Khụng dựng cho bi du nhn; chi phớ u t hnh cao Tớnh toỏn thit b Sau khúi thi lũ nung i qua thit b x lớ bi thỏp rng cha t yờu cu thỡ dũng khúi thi tip tc i qua thit b x lớ bi kiu tỳi vi vi thụng s nh sau: Lu lng iu kin thc t l Vt = 6984 (m3/h) Nng bi vo thit b iu kin thc t l Cb = 1.709 (g/m3) = 1709 (mg/m3) Yờu cu cn lm sch khớ kqc l Cmax = 0.06 (g/Nm3) = 60 (mg/Nm3) Yờu cu cn lm sch khớ k thc t l Cmax = 0.0435(g/m3) = 43.5 (mg/m3) Nhit khúi thi tk = 130oC Khi lng riờng ca bi b = 2700 (kg/m3) hh Khi lng riờng ca khúi thi k = a = 0.779 (kg/m3) Hiu sut lc bi: = C 'b Cmax 1709 43.5 = = 97.45 % C 'b 1709 Vi nhit khúi thi l tk = 130oC thỡ ta chn vi lc l vi thy tinh Theo giỏo trỡnh S tay quỏ trỡnh v thit b cụng ngh húa cht thỡ hiu sut lm vic ca b mt lc thng ly v = 85% Tng din tớch b mt ca tỳi vi c xỏc nh theo cụng thc sau õy: F= Vt q ì v (m2) Trong ú: Vt : Lu lng khúi thi iu kin thc t cn lc, Vt = 4226.4 (m3/h) v : Hiu sut lm vic ca b mt lc, v = 85% q: Nng sut lc n v ca vi lc v ph thuc vo loi vi lc, m3/m2.h Theo giỏo trỡnh ễ nhim khụng khớ v x lớ khớ thi_Trn Ngc Chn_Tp thỡ i vi vi lc lm bng cht liu vi thy tinh thỡ q = (0.3 0.9) m3/m2.ph SVTH: INH TH HIU_57DT_MSSV:208357 Page 29 A X L KH THI BấN NGOI CT GVHD:TS NGUYN C LNG Thc t cho thy nhiu trng hp ti trng bi quy v cho 1m b mt lc úng vai trũ quyt nh i vi sc cn v bờn lõu ca vi lc Trong lc bi xi mng tr s ny khụng vt quỏ (1.2 1.8) g/m2.ph Khi nng bi ban u ca khúi thi vo thit b l Cb = 1.349 (g/m3) thỡ nng sut lc n v l : 1.8 1.8 = = 1.053 (m3/m2.ph) = 63.18 (m3/m2.h) C 'b 1.709 q= Nh vy, tng din tớch b mt tỳi vi l: F= 4426.4 = 78.70 (m2) 63.18 ì 0.85 Chn tỳi lc cú D = 400 (mm) v H = 3.0 (m) Din tớch tỳi lc vi l : F0 = ì D ì H = ì 0.4 ì = 3.77 (m2) S lng tỳi lc bng vi : N = F 78.70 = = 20.88 (tỳi Chn N = 21 (tỳi) F0 3.77 Chn s lng thit b lm vic ng thi (n nguyờn) l n = Khi ú s N lng tỳi vi n nguyờn l N ' = = 21 (tỳi) B trớ hng ngang n1= tỳi, hng dc n2 = tỳi Chn khong cỏch gia cỏc hng d1 = 0.1 (m) Chn khong cỏch gia tỳi vi ngoi cựng n mt thit b l d2 = 0.1(m) Chn chiu dy ca vt liu ch to thit b l = 0.003 (m) Khi ú, cỏc kớch thc ca n nguyờn nh sau: Chiu rng ca n nguyờn: B = D ì n1 + ( n1 1) ì d1 + ì d + ì = 0.4 ì + ( 1) ì 0.1 + ì 0.1 + ì 0.003 = 1.606 (m) Chn B = 1.7 (m) Chiu di ca n nguyờn: L = D ì n2 + ( n2 1) ì d1 + ì d + ì = 0.4 ì + ( 1) ì 0.1 + ì 0.1 + ì 0.003 = 3.606 (m) Chn L = 3.7 (m) Chn thi gian r bi l phỳt Tớnh toỏn lng bi thu c SVTH: INH TH HIU_57DT_MSSV:208357 Page 30 A X L KH THI BấN NGOI CT GVHD:TS NGUYN C LNG Lng khớ i vo mi thit b (n nguyờn): GV = Vt ì ahh = 4426.4 ì 0.779 = 3347.85 (kg/h) n Nng bi h thng tớnh theo % lng i vo thit b lc bi tỳi vi: yV = C 'b 1.709 ì 103 ì 100 = ì100 = 0.22 % hh a 0.779 Nng bi h thng tớnh theo % lng i thit b lc bi tỳi vi: yR = yV ì ( ) = 0.22 ì ( 0.9745 ) = 0.0056 % Lng khớ i mi thit b (n nguyờn) GR = GV ì 100 yV 100 0.22 = 3347.85 ì = 3340.7 (kg/h) 100 yR 100 0.0056 Lng khớ sch hon ton i mi thit b (n nguyờn) GS = GV ì 100 yV 100 0.22 = 3347.85 ì = 3340.5 (kg/h) 100 100 Lng bi thu c mi n nguyờn: GB = GV GS = 3347.85 3340.5 = 7.35 (kg/h) Chn thi gian lu bi l t = 8h Lng bi thu c mi n nguyờn 8h l: mb = GB ì t = 7.35 ì = 58.8 (kg) Th tớch thựng cha bi: Vb = mb 58.8 = = 0.022 (m3) b 2700 Chn chiu cao thựng cha bi H = 0.3(m) Chiu di L = 0.3(m) Chiu rng B = 0.3 (m) III X Lí SO2 T KHểI THI NGUễNG PHT SINH III.1 Tớnh toỏn x lý SO2 khúi thi l nung a Cỏc thụng s tớnh toỏn Nhit khúi thi i vo thit b x lý SO2 l tk = 130oC SVTH: INH TH HIU_57DT_MSSV:208357 Page 31 A X L KH THI BấN NGOI CT GVHD:TS NGUYN C LNG Lu lng khúi thi i vo thit b x lý SO2 ktc VOK = 0.516 (m3/s) Lu lng khúi thi khụ i vo thit b x lý SO2 tk = 150oC l VK VK = VOK ì 273 + tk 273 + 130 = 0.516 ì = 0.762 (m3/s)= 2743.2 (m3/h) 273 273 n hi hay ỏp sut riờng phõn ca SO2 khoớ thi l nung c xỏc nh qua cụng thc nh sau: P' K ( SO2 ) = P ì a SO2 Trong ú: aSO2: thnh phn % theo th tớch ca SO2 Theo tớnh toỏn phn I mc thỡ aSO2 = 0.1% P : p sut tng ca tt c cỏc khớ P = P ( i ) Tớnh toỏn P nh sau: Ta cú phng trỡnh trng thỏi ca hn hp khớ nh sau: P ì Vhh = Ghh ì RM ì T P = Ghh ì R ì T = Ghh ì 8314 ì T = ì 8314 ì T M hh Vhh Vhh M hh M hh Trong ú: Ghh : Tng lng khụ cỏc khớ thnh phn khớ thi i vo thit b Vhh : Th tớch ca cỏc khớ ụ nhim khớ thi T : Nhit ca khớ thi vo T = 130+273 =4030K p : p sut tuyt i ca hn hp khớ RM : Hng s ca hn hp khớ 00C, 760 (mmHg) =8314(J/kg.K) Mhh : Khi lng phõn t tng hp ca cỏc khớ thnh phn M hh = M ( i ) ì bi Trong ú: Mi: Phõn t gam cỏc thnh phn hn hp khớ thi, g/kg.mol bi: T l % theo trng lng cỏc thnh phn khớ hn hp khớ thi Ta cú bng tớnh toỏn t l % theo trng lng cỏc khớ cú hn hp khớ thi nh sau: SVTH: INH TH HIU_57DT_MSSV:208357 Page 32 A X L KH THI BấN NGOI CT GVHD:TS NGUYN C LNG Bng 3.7 Bng tớnh toỏn t l % theo trng lng cỏc khớ cú hn hp khớ thi STT T.phn SO2 CO CO2 NOx Tng Ti lng, g/s 0.868 3.063 115.64 0.147 119.718 % 0.725 2.60 96.6 0.075 100.00 Khi ú: M hh = ì ( 64 ì 0.725 + 28 ì 2.6 + 44 ì 96.6 + 46 ì 0.075 ) = 43.73 (g/kg.mol) 100 Nh vy: P = hh ì 8314 8.314 ì T = 1.268 ì ì 423 = 101.97 (Pa) = 0.765(mmHg) M hh 43.73 P 'K ( SO2 ) = P ì aSO2 = 0.765 ì 0.102 = 7.803 ì 10 (mmHg) 100 Hiu sut lm sch ti thiu l: = max CSO CSO 868 320 = = 63.13% CSO 868 Dung dch x lý: dựng sa vụi Ca(OH)2 ú khụng cú SO2 hũa tan Nhit trung bỡnh ca khụng khớ vo thỏp tK = 130oC p sut riờng phn ca dd hp th vo v khụng cha SO2 , PL' = ; PL'' = x1, x2 :Hm lng SO2 dung dch hp th trc v sau to thnh sn phm hp th, x1 = Phng trỡnh phn ng ca quỏ trỡnh hp th SO2 nh sau: SO2 + Ca(OH)2 => CaSO3 + H2O (1) Nng SO2 i vo l : CSO2 = 868 (mg/m3) = 0.868 10-3(g/l ) = 0.0136 10-3 (mol/l) Khi lng sn phm hp th n v th tớch l: CCaSO3 = CSO2 = 0.0136 (mol/l) = 0.0136 SVTH: INH TH HIU_57DT_MSSV:208357 10-3 120 = 0.001632 (g/l) Page 33 A X L KH THI BấN NGOI CT GVHD:TS NGUYN C LNG Theo tớnh toỏn, khớ thi cn c lm sch ti thiu l 63.13% ngha l lng khớ SO2 cũn cha khớ thi l 36.87% Vy ỏp sut riờng phn ca SO2 cha khớ thi cui quỏ trỡnh lm sch l: P ''K = 36.87 ì P 'K = 0.3687 ì 7.803 ì 104 = 2.88 ì 104 (mmHg) 100 Vy lc chuyn hp th trung bỡnh c xỏc nh theo cụng thc sau: ( P 'K P 'L ) ( P ''K P ''L ) = ( 7.803 2.88 ) ì104 = 4.94 ì 104 P = 7.803 ( P 'K P 'L ) (mmHg) ln ln 2.88 ( P ''K P ''L ) Lng SO2 hp th c tớnh toỏn nh sau: VSO = VK ( P 'K P ''K ) ì 760 = 2743.2 ( 7.803 2.88) ì104 ì 760 = 1.777 ì 103 (m3/h) Hay: GSO = VSO ì M SO 1.777 ì 103 ì 64.07 = = 5.2 ì 10 (kg/h) 64.07 vSO 2.927 Din tớch tit din ngang ca thỏp c xỏc nh theo cụng thc sau: Fng = VOK ì ( 273 + tK ) 3600 ì 273 ì wK = 0.516 ì ( 273 + 150 ) 273 ì 1.5 = 0.533 (m2) Trong ú: wK: Tc khớ thi qua thit b, wK = (1.5 2.5) m/s.Chn wK = 1.50 (m/s) Chon s n nguyờn l N = n nguyờn ng kớnh thỏp c xỏc nh theo cụng thc sau: Dth = ì Fng N ì = ì 0.533 = 0.82 (m).Chn Dth = 0.9 (m) 1ì Do tỏc dng tng h ca khớ SO2 vi Ca(OH)2 khụng to thnh sn phm cú tớnh n mũn nh phng trỡnh phn ng (1) nờn ta la chn ụ m bng g vi kớch thc dy 10 (mm) t theo phng nm ngang cú khong cỏch gia cỏc l 20 (mm) Dc chiu cao ca thỏp t ni tip cỏc t lp ny n lp khỏc Vy din 20 = 0.67 Trong 1m chiu di ca thỏp cú th tớch thoỏng ca ụ m l f ụd = 10 + 20 SVTH: INH TH HIU_57DT_MSSV:208357 Page 34 A X L KH THI BấN NGOI CT GVHD:TS NGUYN C LNG 1000 = 33 (thanh) Vi mi cú mt tip xỳc 20 + 10 vi khớ thi vy 1m3 ụ m cú din tớch tip xỳc vi khớ thi l f = 66 (m2/m3) t c s lng ụ m l N = Tc khớ qua tit diờn thoỏng ca ụ m l: w= wK 1.50 = = 2.24 (m/s) f ụd 0.67 H s hp th K c xỏc nh theo cụng thc sau: 0.0017 ì M ì w 0.75 ì ( 0.0011 ì T 0.18) K= (13.7 + 0.25 ) M ì d t.25 Trong ú: M: Khi lng phõn t ca khớ SO2, M = 64.07 w: tc ca khớ qua tit din thoỏng ca ụ m T: Nhit khớ thi , T = 403oK dt: ng kớnh tng ng ca tit din ụ m dt = ì 0.67 = 0.04 (m)= 4(cm) 66 Khi ú: K= 0.0017 ì 64.07 ì 2240.75 ì ( 0.0011ì 403 0.18 ) ( 13.7 + ) 64.07 ì 0.25 0.25 = 0.150 (kg/m2.h.mmHg) B mt hp th c xỏc nh theo cụng thc sau õy: F= GSO 5.2 ì 103 ì 10 = = 89.19 (m2) K ì P 0.150 ì 3.887 Th tớch ụ m l: Vụd = F 89.19 = = 1.35 (m3) f ụd 66 Chiu cao ca thỏp c xỏc nh nh sau: H th = V1od 1.35 = = 2.12 Chn Hth = 2.2 (m) ì Dth ì 0.92 4 Nng SO2 ban u khớ thi bng: SVTH: INH TH HIU_57DT_MSSV:208357 Page 35 A X L KH THI BấN NGOI CT Y1 = GVHD:TS NGUYN C LNG GSO G 100 5.2 ì 103 ì 100 = SO = = ì 106 (g/m3) ì VK 63.13 ì VK 63.13 ì 2743.2 Nng SO2 cú khớ thi sau x lý l: Y2 = ( ) ì Y1 = ( 0.6313) ì ì 106 = 1.11ì 106 (g/m3) Nng SO2 dung dch hp th ln lt l X1 = ; X2 = 0.00324 (g/l) Lng dung dch cn cung cp cho thit b c xỏc nh theo cụng thc sau: L= VK ì (Y1 Y2 ) 2743.2 (3 1.11) ì 10 = ì = 0.5334 (l/h) X X1 0.00324 Vy lng sa vụi cung cp cho n nguyờn l L = 0.5334(l/h) Xỏc nh cỏc kớch thc khỏc ca thỏp: Chiu cao tm chn dung dch ly s b bng: 0,3 m Khong cỏch t tm chn n mi phun ly s b bng: 0,4 m Khong cỏch t mi phun n ụ m cú tớnh ti s bn toộ ca vi phun ly s b bng: 0,6 m III.2 Tớnh toỏn x lý SO2 khúi thi l sy a Cỏc thụng s tớnh toỏn Nhit khúi thi i vo thit b x lý SO2 l tk = 90oC Lu lng khúi thi i vo thit b x lý SO2 ktc VOK = 0.561 (m3/s) Lu lng khúi thi khụ i vo thit b x lý SO2 tk = 90oC l VK VK = VOK ì 273 + tk 273 + 90 = 0.561ì = 0.746 (m3/s)= 2685.6 (m3/h) 273 273 n hi hay ỏp sut riờng phõn ca SO2 khoớ thi l nung c xỏc nh qua cụng thc nh sau: P' K ( SO2 ) = P ì a SO2 Trong ú: aSO2: thnh phn % theo th tớch ca SO2 Theo tớnh toỏn phn I mc thỡ aSO2 = 0.004% P : p sut tng ca tt c cỏc khớ P = P ( i ) SVTH: INH TH HIU_57DT_MSSV:208357 Page 36 A X L KH THI BấN NGOI CT GVHD:TS NGUYN C LNG Tớnh toỏn P nh sau: Ta cú phng trỡnh trng thỏi ca hn hp khớ nh sau: P ì Vhh = Ghh ì RM ì T P = Ghh G 8314 8314 ì RM ì T = hh ì ì T = hh ì ìT Vhh Vhh M hh M hh Trong ú: Ghh : Tng lng khụ cỏc khớ thnh phn khớ thi i vo thit b Vhh : Th tớch ca cỏc khớ ụ nhim khớ thi T : Nhit ca khớ thi vo T =90+273 =3630K p : p sut tuyt i ca hn hp khớ RM : Hng s ca hn hp khớ 00C, 760 (mmHg) =8314(J/kg.K) Mhh : Khi lng phõn t tng hp ca cỏc khớ thnh phn M hh = M ( i ) ì bi Trong ú: Mi: Phõn t gam cỏc thnh phn hn hp khớ thi, g/kg.mol bi: T l % theo trng lng cỏc thnh phn khớ hn hp khớ thi Ta cú bng tớnh toỏn t l % theo trng lng cỏc khớ cú hn hp khớ thi nh sau: Bng 3.7 Bng tớnh toỏn t l % theo trng lng cỏc khớ cú hn hp khớ thi STT T.phn SO2 CO CO2 NOx Tng Ti lng, g/s 3.52 3.64 186.56 0.29 194.01 % 1.8 1.88 96.17 0.15 100.000 Khi ú: M hh = ì ( 64 ì1.8 + 28 ì1.88 + 44 ì 96.17 + 46 ì 0.15 ) = 44.06 (g/kg.mol) 100 Nh vy: P = hh ì 8314 8.314 ì T = 1.27 ì ì 363 = 86.99 (Pa) = 0.652(mmHg) M hh 44.06 SVTH: INH TH HIU_57DT_MSSV:208357 Page 37 A X L KH THI BấN NGOI CT P 'K ( SO2 ) = P ì aSO2 = 0.652 ì GVHD:TS NGUYN C LNG 0.004 = 2.608 ì 10 (mmHg) 100 max CSO CSO 3520 320 = = 90.09% Hiu sut lm sch ti thiu l: = CSO 3520 Dung dch x lý: dựng sa vụi Ca(OH)2 ú khụng cú SO2 hũa tan Nhit trung bỡnh ca khụng khớ vo thỏp tK = 90oC p sut riờng phn ca dd hp th vo v khụng cha SO2 , PL' = ; PL'' = x1, x2 :Hm lng SO2 dung dch hp th trc v sau to thnh sn phm hp th, x1 = Phng trỡnh phn ng ca quỏ trỡnh hp th SO2 nh sau: SO2 + Ca(OH)2 => CaSO3 + H2O (1) Nng SO2 i vo l : CSO2 = 3520 (mg/m3) = 3.52 10-3(g/l ) = 0.055 10-3 (mol/l) Khi lng sn phm hp th n v th tớch l: CCaSO3 = CSO2 = 0.055 (mol/l) = 0.055 10-3 120 = 0.0066 (g/l) Theo tớnh toỏn, khớ thi cn c lm sch ti thiu l 90.09% ngha l lng khớ SO2 cũn cha khớ thi l 9.91% Vy ỏp sut riờng phn ca SO cha khớ thi cui quỏ trỡnh lm sch l: P ''K = 9.91 ì P 'K = 0.0991ì 2.608 ì 10 = 2.58 ì 106 (mmHg) 100 Vy lc chuyn hp th trung bỡnh c xỏc nh theo cụng thc sau: P = ( P 'K P 'L ) ( P ''K P ''L ) = ( 2.608 0.258 ) ì10 = 1.016 ì 105 2.608 ( P 'K P 'L ) (mmHg) ln ln 0.258 ( P ''K P ''L ) Lng SO2 hp th c tớnh toỏn nh sau: VSO = VK ( P 'K P ''K ) ì 760 = 2685.6 ( 2.608 0.258) ì105 ì 760 = 8.3 ì 105 (m3/h) Hay: SVTH: INH TH HIU_57DT_MSSV:208357 Page 38 A X L KH THI BấN NGOI CT GSO = GVHD:TS NGUYN C LNG VSO ì M SO 8.3 ì 105 ì 64.07 = = 2.43 ì104 (kg/h) 64.07 vSO 2.927 Din tớch tit din ngang ca thỏp c xỏc nh theo cụng thc sau: Fng = VOK ì ( 273 + tK ) 3600 ì 273 ì wK = 0.561ì ( 273 + 90 ) 273 ì 1.5 = 0.497 (m2) Trong ú: wK: Tc khớ thi qua thit b, wK = (1.5 2.5) m/s.Chn wK = 1.50 (m/s) Chon s n nguyờn l N = n nguyờn ng kớnh thỏp c xỏc nh theo cụng thc sau: Dth = ì Fng = ì 0.497 = 0.795 (m).Chn Dth = 0.8(m) Do tỏc dng tng h ca khớ SO2 vi Ca(OH)2 khụng to thnh sn phm cú tớnh n mũn nh phng trỡnh phn ng (1) nờn ta la chn ụ m bng g vi kớch thc dy 10 (mm) t theo phng nm ngang cú khong cỏch gia cỏc l 20 (mm) Dc chiu cao ca thỏp t ni tip cỏc t lp ny n lp khỏc Vy din 20 f ụd = = 0.67 10 + 20 tớch thoỏng ca ụ m l Trong 1m chiu di ca thỏp cú th 1000 = 33 20 + 10 t c s lng ụ m l (thanh) Vi mi cú mt tip xỳc vi khớ thi vy 1m ụ m cú din tớch tip xỳc vi khớ thi l f = 66 (m2/m3) N= Tc khớ qua tit diờn thoỏng ca ụ m l: w= wK 1.50 = = 2.24 f ụd 0.67 (m/s) H s hp th K c xỏc nh theo cụng thc sau: K= 0.0017 ì M ì w 0.75 ì ( 0.0011 ì T 0.18) (13.7 + 0.25 ) M ì d t.25 Trong ú: M: Khi lng phõn t ca khớ SO2, M = 64.07 w: tc ca khớ qua tit din thoỏng ca ụ m T: Nhit khớ thi , T = 363oK SVTH: INH TH HIU_57DT_MSSV:208357 Page 39 A X L KH THI BấN NGOI CT GVHD:TS NGUYN C LNG dt: ng kớnh tng ng ca tit din ụ m d t = ì 0.67 = 0.04 66 (m)= 4(cm) Khi ú: K= 0.0017 ì 64.07 ì 2240.75 ì ( 0.0011ì 363 0.18 ) ( ) 13.7 + 64.07 ì 40.25 0.25 = 0.140 (kg/m2.h.mmHg) B mt hp th c xỏc nh theo cụng thc sau õy: F= GSO 2.43 = = 96.43 (m2) K ì P 0.140 ì 0.18 Th tớch ụ m l: Vụd = F 96.43 = = 1.46 (m3) f ụd 66 Chiu cao ca thỏp c xỏc nh nh sau: H th = V1od 1.46 = = 2.9 Chn Hth = 2.90 (m) ì Dth ì 0.82 4 Nng SO2 ban u khớ thi bng: Y1 = GSO G 100 2.43 ì104 ì100 = SO = = 0.001ì 104 (g/m3) ì VK 90.09 ì VK 90.09 ì 2685.6 Nng SO2 cú khớ thi sau x lý l: Y2 = ( ) ì Y1 = ( 0.9009 ) ì 0.001ì 10 = 0.00991 ì10 (g/m3) Nng SO2 dung dch hp th ln lt l X1 = ; X2 = 0.00216 (g/l) Lng dung dch cn cung cp cho thit b c xỏc nh theo cụng thc sau: VK ì (Y1 Y2 ) 0.001ì104 0.00991ì106 L= = 2685.6 ì = 0.112 (l/h) X X1 0.00216 Vy lng sa vụi cung cp l L = 0.112 (l/h) Xỏc nh cỏc kớch thc khỏc ca thỏp: Chiu cao tm chn dung dch ly s b bng: 0,3 m Khong cỏch t tm chn n mi phun ly s b bng: 0,4 m SVTH: INH TH HIU_57DT_MSSV:208357 Page 40 A X L KH THI BấN NGOI CT GVHD:TS NGUYN C LNG Khong cỏch t mi phun n ụ m cú tớnh ti s bn toộ ca vi phun ly s b bng: 0,6 m SVTH: INH TH HIU_57DT_MSSV:208357 Page 41