Tính toán lưu lượng khí thải

CHƯƠNG 1: TÍNH TOÁN LƯU LƯỢNG 1.1 KW Hóa chất (1) KW hóa chất (1) có dạng hình hộp chữ nhật với • • • Chiều dài: a1 = 2500 mm = 2,5 m Chiều rộng: b1 = 1500 mm = 1,5 m Chiều cao: h1 = 3000 mm = m Khu vực hóa chất phải bao quanh tủ hút để ngăn chặn lan truyền khí xung quanh Yêu cầu tủ hút bao quanh cách mặt bên mặt KW hóa chất khoảng 200 (mm) Từ ta tính kích thước tủ • • • Chiều dài tủ hút: a2 = a1 + 2.200 = 2500 + 400 = 2900 (mm) = 2,9 (m) Chiều rộng tủ hút: b2 = b2 + 2.200 = 1500 + 400 = 1900 (mm) = 1,9 (m) Chiều cao tủ hút: h2 = h1 + 200 = 3000 + 200 = 3200 (mm) = 3,2 (m) Lưu lượng qua miệng chụp hút: L = A.V đó: • • • L: lưu lượng qua miệng hút (m3/h) A: tiết diện chụp hút (m2); A= a2.b2 = 2,9 1,9 = 5,51 (m2) V: Vận tốc miệng chụp hút (m/s); chọn V = 0,5 (m/s) Lưu lượng qua miệng chụp hút: L = 5,51.0,5 = 2,76 (m3/s) = 9936 (m3/h) Chọn vận tốc khí qua đường ống v = 11 m/s Sử dụng số bảng tra từ phụ lục 3, (Giáo trình Kĩ thuật thông gió GS Trần Ngọc Chấn) ta d = 565 mm, R = 0.196 kG/m2 1.2 Lò nấu nhôm Ta có lưu lượng lò nấu nhôm: L= 4000 m3/h 1.3 Cp (% ) Lò Lò sử dụng nhiên liệu dầu F.O Hp (%) Op (%) Np (%) Sp (% ) Ap Wp Dung Chiề Địa (% (% ẩm u cao điểm ) ) d ống (g/Kg khói B (Kg/h ) D (mm ) Nhiệt độ khói TK(0C) ) 80 2.6 3.2 1.1 2.9 5 16 h (m) 16 Hậu Gian g 800 400 140 1.3.1 Tính toán sản phẩm cháy Công thức STT Đại lượng tính toán VO = 0,089CP + 0,264HP – 0,0333(OP – Lượng không khí khô SP) lý thuyết cần cho =0,089.80 + 0,264.2,65 - 0,0333 trình cháy (3,29-2,9) Lượng không khí ẩm V = (1 + 0,0016d)V a O lý thuyết cần cho = (1 + 0,0016.16) 7,807 trình cháy Lượng không khí ẩm thực tế với hệ số Vt = αVa thừa không khí α = = 1,4 8,007 1,2 ÷ 1,6 Kết 7,807 m chuẩn/kgNL 8,007 m chuẩn/kgNL 11,21 m chuẩn/kgNL Lượng khí SO2 VSO2 = 0,683.10-2SP= 0,683 10-2 2,9 SPC 0,02 m chuẩn/kgNL Lượng khí CO SPC với hệ số cháy V = 1,865.10-2ηC CO P không hoàn toàn = 1,865 10-2 0,03 78 hoá học học η (η = 0,01 - 0,05) 0,045 m chuẩn/kgNL -2 Lượng khí CO2 VCO2 = 1,853.10 (1 - η)CP SPC = 1,853.10-2 ( 1- 0,03) 80 1,438 m chuẩn/kgNL Lượng SPC 0,643 m chuẩn/kgNL nước VH2O = 0,111HP + 0,0124WP + 0,0016dVt = 0,111.2,65 + 0,0124.5 + 3 3 0,0016.16.11,21 -2 Lượng khí N2 VN2 = 0,8.10 Np+ 0,79Vt SPC = 0,8.10-2.1,16+ 0,79.11,21 8,865 m chuẩn/kgNL Lượng khí O2 VO2 = 0,21(α - 1)Va không khí thừa = 0,21 (1,4 -1) 8,007 0,673 m chuẩn/kgNL 3 M NOx = 1,723.10-3.B1,18 10 Lượng khí NOx SPC (Nhiên liệu dầu) = 1,723.10-3.8001,18 = 4,591 (kg/h) => VNOx = MNOx/B.γNOx 2,794.10-3 m3 chuẩn/kg NL = 4,591/(800.2,054) 11 Lượng khí N2 tham VN2 = 0,5.VNOx gia phản ứng cháy = 0,5 2,692.10-3 12 Lượng khí O2 tham VO2 = VNOx gia phản ứng cháy Lượng cộng SPC 1.3.2 Tính toán nồng độ chất ô nhiễm Đại lượng tính toán Lưu ượng khói (SPC) điều kiện chuẩn t=0 oC; p=760mmHg Lưu lượng khói (SPC) điều kiện thực tế (t=1400) tổng Đơn vị m3chuẩn/kg NL 2,794.10-3 m3chuẩn/kg NL VSPC = VSO2 + VCO + VCO2 + VH2O + VN2 + VO2 + VNOx - (VN2 + VO2) 13 1,397.10-3 = 0,020 + 0,045 + 1,438 + 0,643 + 8,865 + 0,673 + 2,794.10-3 (1,397.10-3 + 2,794.10-3 ) Công thức tính 11,684 m chuẩn/kgNL kết LC = VSPC.B/3600 m /s = 11,684.800/3600 2.596 LT = LC.(273 +tkhói)/273 m3/s = 2,596 (273 + 140)/ 273 3.927 Lượng khí SO2 với γSO2=2,926 kg/m3chuẩn Lượng khí CO với γCO γCO=1,25 kg/m3chuẩn Lượng khí SO2 với γSO2 =1,977 kg/m3chuẩn Lượng tro bụi với hệ số tro bay theo khói a=0,1-0,85 ( chọn a=0,5) MSO2 = (103 VSO2.B.γSO2)/3600 g/s 13.004 = (10 0,02 800 2,926)/3600 MCO= (103 VCO.B γCO)/3600 g/s 12.5 = (103 0,045 800 1,25)/3600 MCO2 = (103 VCO2.B.γCO2)/3600 g/s g/s Nồng độ phát thải chất ô nhiễm miệng ống khói Khí SO2 Khí CO Khí CO2 Bụi 631.761 = (10 1,438 800 1,977)/3600 Mbụi = 10.a.Ap.B/3600 5.556 = (10 0,5.5 800)/3600 Công thức Kết Đơn vị CSO2 = MSO2/LT = 13,004/3,927 CCO = MCO/LT = 12,5/3,927 CCO2 = MCO2/LT = 631,761/3,927 CBụi = MBụi/LT = 5,556/3,927 3,311 3,183 193,437 1,415 g/m3 Vậy lưu lượng lò thải L = 3,927 m3/s = 14137,2 m3/h 1.4 KV hóa chất (4) KW hóa chất (1) có dạng hình hộp có mặt đáy hình chữ L với • • • Chiều dài: d1 = 4000 mm = m Chiều rộng: r1 = 2500 mm = 2,5 m Chiều cao: c1 = 3000 mm = m Khu vực hóa chất phải bao quanh tủ hút để ngăn chặn lan truyền khí xung quanh Yêu cầu tủ hút bao quanh cách mặt bên mặt KW hóa chất khoảng 200 (mm) Từ ta tính kích thước tủ • Chiều dài tủ hút: d2 = d1 + 2.200 = 4000 + 400 = 4400 (mm) = 4,4 (m) • • Chiều rộng tủ hút: r2 = r1 + 2.200 = 2500 + 400 = 2900 (mm) = 2,9 (m) Chiều cao tủ hút: c2 = c1 + 200 = 3000 + 200 = 3200 (mm) = 3,2 (m) Lưu lượng qua miệng hút: L = A.V đó: • • • L: lưu lượng qua miệng hút (m3/h) A: tiết diện chụp hút (m2); A= d2.r2 = 4,4 2,9 = 12,76 (m2) V: Vận tốc miệng chụp hút (m/s); chọn V = 0,5 (m/s) Lưu lượng qua miệng chụp hút: L = 12,76 0,5 = 6,38 (m3/s) = 22968 (m3/h) 1.5 Máy nghiền cám Ta có lưu lượng máy nghiền cám: L = 3000 m3/h 1.6 Máy bào gỗ Máy bào gỗ sử dụng chụp hút để thu bụi thải trình bào gỗ Miệng chụp hút có hinh chữ nhật chụp hút đặt bàn, ta có: Chiều ngang miệng chụp hút 2250 mm = 2,25 m Chiều cao miệng chụp hút ta chọn 500 mm = 0,5 m Lưu lượng qua miệng chụp hút: L = A.V Trong đó: • • • L: lưu lượng qua miệng chụp hút (m3/h) A: Diện tích mặt cắt ngang chụp hút (m2) A = 2,25.0,5 = 1,125 (m2) V: Vận tốc qua miệng hút (m/s); chọn V = (m/s) Vậy lưu lượng qua chụp hút là: L= A.V = 1,125.5 = 5,625 (m 3/s) = 20250 (m3/h) 1.7 Thiết bị sấy Ta có lưu lượng thiết bị sấy 7000 m3/h CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN THIẾT BỊ 2.1 Hệ thống xử lý khí thải KW Hóa chất (1) 2.1.1 Chọn thiết bị Khí thải từ khu vực hóa chất có dung môi hữu bay (VOC, acetone, benzen, toluen…) gây nguy hại đến sức khỏe người lao động Từ tính chất dòng khí phát sinh từ Khu hóa chất trên, ta đề biện pháp để xử lý, sử dụng tháp hấp phụ với vật liệu hấp phụ than hoạt tính Trước hết cần hiểu rõ chất trình hấp phụ Hấp phụ trình phân ly khí dựa lực số chất rắn số loại khí có mặt hỗn hợp khí nói chung khí thải nói riêng, trình phân tử chất khí ô nhiễm khí thải bị giữ lại bề mặt vật liệu rắn Quan trọng trình việc chọn lựa vật liệu hấp phụ cho phù hợp, vật liệu hấp phụ cần phải đáp ứng yêu cầu sau: Cấu trúc bên có lỗ xốp – để diện tích tiếp xúc lớn Có khả hấp phụ cao – tức hút lượng lớn khí cần khử từ pha khí Có độ bền học cần thiết Có khả hoàn nguyên dễ dàng Giá thành rẻ Từ tính chất khí thải chất hydrocacbon, mạch vòng…ta chọn than hoạt tính có đường kính mao quản 0.005 μm để hấp phụ tốt khí độc, nguy hiểm sức khỏe người, than hoạt tính có lực mạnh hydrocacbon…Mặt khác đáp ứng nhiều vấn đề khác như: Giá thành tương đối rẻ, có khả hoàn nguyên, độ bền học cần thiết Sơ đồ công nghệ Khí thải Tháp hấp phụ than hoạt tính Quạt hút 2.1.2 Thiết kế tháp rỗng hấp phụ có lớp đệm than hoạt tính Thể tích tháp hấp thụ tính theo công thức: V = L.t = D2.H Trong đó: L Lưu lượng khí đầu vào: L = 2,76 m3/s = 9936 m3/h • t thời gian lưu t = – s; ta chọn t = s => Thể tích tháp: V= t.L = 3.2,76 = 8,28 m • Ta có : V = D2.H Ống khói Với: D đường kính tháp H chiều cao tháp; H = 2,5D => V = D2.2,5.D => D = = 1,62 m => H = 2,5D = 2,5 1,62 = 4,1 m Hình 2.5: Tháp hấp thụ than hoạt tính 0,6m Lớp than hoạt tính 1,0m 1,0m 1,15m Tháp hấp phụ có đặc điểm sau : Có lớp than hoạt tính, lớp có bề dày d1 = 0,15 m • Khoảng cách giữ than hoạt tính: d2 = 1,0 m • Khoảng cách từ đáy tháp đến đáy lớp than hoạt tính thứ d3 = 1,15 m • Khoảng cách từ mặt lớp than thứ đến mặt tháp d4 = 0,6 m 2.1.3 Trở lực tháp hấp phụ có lớp đệm than hoạt tính 2.1.4 Hoàn nguyên lớp đệm than hoạt tính Sau thời gian làm việc, than hoạt tính bị bảo hòa chất ô nhiễm bám vào khe hở hạt than hoạt tính làm giảm hiệu xử lý than hoạt tính Để khắc phục tình trạng ta thay lớp than hoạt tính cho tháp tiến hành hoàn nguyên lớp than hoạt tính bảo hòa để tái sử dụng • Để hoàn nguyên than hoạt tính ta sử dụng dòng khí nóng để tách chất ô nhiễm bám khe hở than Hỗn hợp khí sau hoàn nguyên dẫn đến nơi thu hồi để tiến hành tái sử dụng hóa chất 2.2 Hệ thống xử lý khí thải khu lò nấu nhôm khu lò 2.2.1 Lựa chọn thiết bị  Khí thải Lò nấu nhôm Lò nấu nhôm phát sinh loại axit HCl (nồng độ 1300 mg/m 3), H2SO4 (nồng độ 1200 mg/m3) bụi ( đường kính d< 10 µm, nồng độ 800 mg/m3), có lưu lượng khí thải L = 4000 m3/h  Khí thải lò Lò sử dụng nhiên liệu dầu F.O có lưu lượng khí thải L = 3,927 m 3/s = 14137,2 m3/h Với nồng độ chi tiết bụi chất vô khí thải thể bảng sau: Bảng 1: Nồng độ bụi chất vô khí thải lò Các chất ô nhiễm SO2 CO CO2 Bụi Nồng độ (g/m3) 3,331 3,183 193,437 1,415 Nồng độ (mg/m3) 3331 3183 193437 1415 Khi gộp khí thải hai nhà máy để xử lý chung ta có:   Lưu lượng tổng cộng: L’ = 4000 + 14137,2 = 18137,2 m 3/h Nồng độ bụi chất vô khí thải thay đổi tính theo công thức bảo toàn tải lượng: W1 + W2 = W3 ( với W = L [m3/h] C [g/m3] ) Ví dụ: Ta tính nồng độ HCl sau gộp khí thải hai nhà máy Các khí bụi lại tính theo tương tự: Áp dụng công thức bảo toàn tải lượng HCl ta có: WHCl1 + WHCl2 = WHCl3 Trong đó: • • • WHCl1 tải lượng HCl lò nấu nhôm WHCl2 tải lượng HCl lò WHCl3 tải lượng HCl sau gộp hai lò => L1.C1 + L2.C2 = (L1 + L2).C3 => 4000.1,3 + 14137,2 = 18137,2.C (C2 = nồng độ HCl lò 0) => C3 = 0,287 g/m3 Các khí bụi lại tính tương tự có kết bảng Bảng 2: Nồng độ bụi chất vô khí thải sau gộp từ khí thải lò nấu nhôm lò Các chất ô nhiễm HCl H2SO4 SO2 CO CO2 Bụi Nồng độ (g/m3) 0,287 0,265 2,6 2,48 150,8 1,28 Nồng độ (mg/m3) 287 265 2600 2480 150800 1280  Dựa vào QCVN 19:2009/BTNMT ta tính nồng độ tối đa cho phép bụi chất vô khí thải Lò nấu nhôm Lò thải môi trường theo công thức: Cmax = C Kp Kv Trong đó: • • • • Cmax : nồng độ tối đa cho phép bụi chất vô khí thải công nghiệp, tính miligam mét khối khí thải chuẩn (mg/Nm 3) C : nồng độ bụi chất vô theo quy chuẩn; ta chọn C theo cột B Kp : hệ số lưu lượng nguồn thải; Ta có lưu lượng nguồn thải L= 18137,2 < 20000 m3/h nên ta lấy hệ số Kp = Kv : hệ số vùng, khu vực; Đồ án áp dụng cho tỉnh Hậu Giang nên K v = Theo ta có bảng Bảng 3: Nồng độ tối đa cho phép (tính theo cột B QCVN 19-2009 ) bụi chất vô khí thải Lò nấu nhôm lò C (mg/Nm3) theo cột B Cmax (mg/Nm3) 50 50 50 50 1000 1000 500 500 Không quy định quy chuẩn Bụi 200 200 Chú ý: QCVN 19:2009/BTNMT không quy định CO2 nên ta không xử Chất ô nhiễm HCl H2SO4 CO SO2 CO2 lý khí Để thuận tiện cho theo dõi việc xử lý, ta có bảng so sánh nồng độ phát thải hai lò C0 nồng độ đạt quy chuẩn xả thải Cmax Bảng 4: So sánh nồng độ phát thải hai lò C0 nồng độ Cmax 2.6.1 Lựa chọn thiết bị Do đặc tính làm việc máy sấy thùng phuy nên khí thải chất hữu có mùi khó chịu xylen, phenol Do việc xử lý khí thải khu máy sấy thùng phuy quy việc xử lý mùi tạo Để xử lý mùi ta lựa chọn hai phương án sau: Phương án 1: dùng chế phẩm sinh học Dùng chế phẩm sinh học có vi sinh vật: nguyên lý phương pháp vi sinh vất dùng chất hữu làm thức ăn nó, loại bỏ mùi khí thải Nhưng phương pháp có tính khả thi không cao điều kiện khí thải nhiệt độ, pH, độ ẩm không thật thuận lợi cho vi sinh vật phát triển Đây nguyên nhân làm giảm hiệu phương pháp Phương án 2: Sử dụng O3 để xử lý mùi O3 chất có tính oxy hóa cực mạnh, có khả oxy hóa nhiều hợp chất hữu có hợp chất hữu gây mùi xylen, phenol Đây phương pháp xử lý mùi triệt để, dễ lắp đặt vận hành hệ thống nên sử dụng rộng rãi Kết luận: Từ đặc tính ưu nhược phương pháp, em định chọn phương án để xử lý mùi hôi nhà máy sấy thùng phuy thải 2.6.2 Tính toán thiết bị 2.6.2.1 Máy phát O3 Để xử lý mùi hôi từ khí thải nhà máy sấy thùng phuy thải nồng độ O cần cung cấp G = 60 mg/m3 Công suất cung cấp O3 cho hệ thống: P = L.G Trong đó: • • L: Lưu lượng khí thải từ nhà máy sấy thùng phuy; L = 7000 m 3/h G: Nồng độ O3 cần cung cấp; GO3 = 60 mg/m3 Thế số ta được: P = 7000.60 = 420000 mg/h = 420 g/h Vậy ta chọn mua máy phát O3 có công suất 420g/h 2.6.2.2 Tháp hòa trộn 2.6.2.2.1 Giới thiệu tháp hòa trộn Để trình xử lý mùi hiệu cần điều kiện sau   Diện tích tiếp xúc phải đủ lớn để O3 tiếp xúc với toàn chất hữu khí thải Thời gian lưu phải đủ lớn để phản ứng O3 với chất hữu gây mùi khí thải xảy hoàn toàn Do để đáp ứng điều kiện tháp hòa trộn phải có hình trụ ( khí dễ lưu thông) có chắn ngang theo hình zic-zac 2.6.2.2.2 Tính toán thiết bị Tiết diện ngang tháp: S= Trong đó: • • L: lưu lượng khí thải; L = 7000 m3/h = 1,94 m3/s V: Vận tốc khí thải qua mặt cắt ngang tháp; chọn V = m/s Thế số ta được: S = = 1,94 m2 => Đường kính tháp: D = = 1,57 m Đễ dễ dàng thiết kế ta chọn D = 1,6 m => Chiều cao tháp hòa trộn: H = 2,5D = 2,5.1,6 = m Trong tháp thiết kế ngang theo zic-zac có đặc điểm sau: • • Chiều dài l = 2D/3 Khoảng cách 0,5 m 2.6.2.2.3 Tổn thất áp suất CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN THỦY LỰC 3.1 KW hóa chất (1) 3.1.1 Tổn thất áp suất đường ống Đường kính ống dẫn: D = Trong đó: • • L: lưu lượng dòng khí; L = 2,76 m3/s = 9936 m3/h v : Vận tốc dòng khí đoạn ống tính điều kiện kinh tế giảm tiếng ồn v = 10 – 20 m/s Chọn v = 15 m/s => D = = 0,484 m => chọn D = 0,5 m Khi vận tốc thực tế dòng khí ống: vt = = 14,1 m/s Với lưu lượng L = 9936 m3/h ; v = 14,1 m/s; Tra phụ lục giáo trình “Kĩ thuật thông gió” GS Trần Ngọc Chấn ta được: • • • • Tổn thất áp suất ma sát 1m chiều dài đường ống R= 0,366 kG/m2 Áp suất động = 12,16 kG/m2 Ngoặt tiết diện tròn nhiều đốt góc 900, R/D = 1,5 => = 0,4 Chụp hút có l/d = 0,8 ; = 300 => = 0,1 Chiều dài đường ống: l = 8,5 Bảng 3.1: Các chi tiết có đường ống khu vực hóa chất Chi tiết Ngoặt 900 Chụp hút Số lượng 1,6 0,1 Bảng 3.2: Bảng tính toán thủy lực đường ống khu vực hóa chất TT L l v D R (m3/h) (m) (m/s) (mm) (kG/m2) 9936 8.5 14.1 500 0.366 3.1.2 Chọn quạt R.l Σ 3.1 1.7 v2.�/2g CPcb ∆P = R.l + (kG/m2) ∆Pcb (kG/m ) 12.16 20.67 23.8 Tổn thất áp suất tháp hấp phụ than hoạt tính ∆Ptb = 100 mmH2O = 100 kG/m2 Tổn thất áp suất đường ống: ∆P = 23,8 kG/m2 Tổng tổn thất áp suất: ∆Ptổng = ∆P + ∆Ptb = 123,8 kG/m2 Lưu lượng khí thải 9936 m3/h Ta chọn quạt ly tâm Ц 4-70 Nō với thông số: • • • Hiệu suất quạt η = 0,75 Số vòng quay n = 1100 vòng/phút Vận tốc quay v = 48 m/s Công suất quạt : Nq = Trong đó: • • • • • Nq: công suất quạt (KW) K hệ số dự trữ : Đối với quạt li tâm có cánh uốn cong trước lấy K = 1,1-1,15; Đối với quạt li tâm có cánh uốn cong sau quạt trục : K = 1,05-1,1 ta chọn k = 1,1 ∆Ptổng: tổng tổn thất áp suất; ∆Ptổng = 123,8 kG/m2 η: hiệu suất quạt; η = 0,75 L: lưu lượng khí thải; L = 9936 m3/h = 2,76 m3/s => Nq = = 4,91 kW 3.2 Lò nấu nhôm lò 3.2.1 Tính toán thủy lực 3.2.1.1 Đoạn ống từ Lò nấu nhôm đến chạc ba Đường kính ống dẫn: D = Trong đó: • • L: lưu lượng dòng khí; L = 1,11 m3/s = 4000 m3/h v : Vận tốc dòng khí đoạn ống tính điều kiện kinh tế giảm tiếng ồn v = 10 – 20 m/s Chọn v = 15 m/s => D = = 0,3 m Với lưu lượng L = 4000 m3/h ; v = 15 m/s; Tra phụ lục giáo trình “Kĩ thuật thông gió” GS Trần Ngọc Chấn ta được: • • • Tổn thất áp suất ma sát 1m chiều dài đường ống R= 0,76 kG/m Áp suất động = 13,76 kG/m2 Ngoặt tiết diện tròn nhiều đốt góc 900, R/D = 1,5 => = 0,4 Chọn chạc ba hút có: • • • α = 300 F0/Ft = (D1/D2)2 = (0,3/0,6)2 = 0,25 L0/Lc = 4000/(4000 + 14137,2) = 0,22 ≈ 0,2 => = 0,33 Chiều dài đường ống: l = 5,5 + 25 = 30,5 m Bảng 3.3 Bảng thống kê chi tiết đường ống từ lò nấu nhôm đến chạc ba Chi tiết Ngoặt 900 Chạc ba hút Số lượng 0,8 0,33 Bảng 3.4 Bảng tính toán thủy lực đường ống đoạn từ lò nấu nhôm đến chạc ba TT L l v D R (m3/h) (m) (m/s) (mm) (kG/m2) 4000 30.5 15 300 0.76 R.l Σ 23.0 1.0 3.2.1.2 Đoạn ống từ Lò đến chạc ba Đường kính ống dẫn: D = Trong đó: • L: lưu lượng dòng khí; L = 3,927 m3/s = 14137,2 m3/h v2.�/2g CPcb ∆P = R.l + (kG/m2) ∆Pcb (kG/m ) 13.76 14.17 37.26 • v : Vận tốc dòng khí đoạn ống tính điều kiện kinh tế giảm tiếng ồn v = 10 – 20 m/s Chọn v = 15 m/s => D = = 0,577 m => chọn D = 0,6 m Khi vận tốc thực tế dòng khí ống: vt = = 13,9 m/s Với lưu lượng L = 14137,2 m3/h ; v = 13,9 m/s; Tra phụ lục giáo trình “Kĩ thuật thông gió” GS Trần Ngọc Chấn ta được: • • • Tổn thất áp suất ma sát 1m chiều dài đường ống R= 0,27 kG/m Áp suất động = 11,82 kG/m2 Ngoặt tiết diện tròn nhiều đốt góc 900, R/D = 1,5 => = 0,4 Chiều dài ống l = m Bảng 3.5 Bảng thống kê chi tiết đường ống từ lò đến chạc ba Chi tiết Ngoặt 900 Số lượng 0,4 Bảng 3.6 Bảng tính toán thủy lực đường ống đoạn từ lò đến chạc ba TT L l v D R (m3/h) (m) (m/s) (mm) (kG/m2) 14137 3.00 13.9 600 0.27 R.l Σ 0.8 0.4 v2.�/2g CPcb ∆P = R.l + (kG/m2) ∆Pcb (kG/m ) 11.82 4.73 5.55 3.2.1.3 Đoạn ống từ chạc ba đến khu xử lý Lưu lượng L = 4000 + 14137,2 = 18137,2 m 3/h = 5,04 m3/s Đường kính ống dẫn: D = Trong đó: • • L: lưu lượng dòng khí; L = 18137,2 m3/h = 5,04 m3/s v : Vận tốc dòng khí đoạn ống tính điều kiện kinh tế giảm tiếng ồn v = 10 – 20 m/s Chọn v = 15 m/s => D = = 0,654 m => chọn D = 0,66 m Khi vận tốc thực tế dòng khí ống: vt = = 14,7 m/s Với lưu lượng L = 18137,2 m3/h ; v = 14,7 m/s; Tra phụ lục giáo trình “Kĩ thuật thông gió” GS Trần Ngọc Chấn ta được: • • • Tổn thất áp suất ma sát 1m chiều dài đường ống R= 0,28 kG/m Áp suất động = 13,22 kG/m2 Ngoặt tiết diện tròn nhiều đốt góc 900, R/D = 1,5 => = 0,4 Chiều dài ống l = m Bảng 3.7 Bảng thống kê chi tiết đường ống từ chạc ba đến khu xử lý Chi tiết Ngoặt 900 Số lượng 0,4 Bảng 3.8 Bảng tính toán thủy lực đường ống đoạn từ chạc ba đến khu xử lý TT L l v D R (m3/h) (m) (m/s) (mm) (kG/m2) 18137 5.00 14.7 660 0.28 R.l Σ 1.4 0.4 v2.�/2g ∆Pcb ∆P = R.l + (kG/m2) ∆Pcb (kG/m ) 13.22 5.3 3.2.2 Chọn quạt Tổn thất áp suất thiết bị ∆Ptb = ∆Pbuồng đốt + ∆Pgiải nhiệt + ∆Pcyclone + ∆Ptháp hấp thụ = 50 + 200 + 132,2 + 50 = 432,2 kG/m2 Tổn thất áp suất đường ống: ∆P = ∆P1 + ∆P2 + ∆P3 = 37,26 + 5,55 + 6,7 = 49,51 kG/m2 Tổng tổn thất áp suất: ∆Ptổng = ∆Ptb + ∆P = 432,2 + 49,51 = 481,71 kG/m2 Lưu lượng khí thải L = 18137,2 m3/h Vì tổn thất áp suất hệ thống lớn nên ta chọn ba quạt ly tâm mắc nối tiếp với Khi ta có thông số tính toán quạt sau: ∆P1 = ∆P2 = ∆P3 = ∆Ptổng /3 = 160,57 kG/m2 6.7 L1 = L2 = L3 = L = 18137,2 m3/h Ta chọn quạt ly tâm Ц 4-70Nō 10 với thông số: • • • Hiệu suất quạt η = 0,65 Số vòng quay n = 1000 vòng/phút Vận tốc quay v = 52,4 m/s Công suất quạt : Nq = Trong đó: • • • • • Nq: công suất quạt (KW) K hệ số dự trữ : Đối với quạt li tâm có cánh uốn cong trước lấy K = 1,1-1,15; Đối với quạt li tâm có cánh uốn cong sau quạt trục : K = 1,05-1,1 ta chọn k = 1,1 ∆P = 160,57 kG/m2 η: hiệu suất quạt; η = 0,65 L: lưu lượng khí thải; L = 18137,2 m3/h = 5,04 m3/s => Nq = = 13,43 kW 3.3 KW hóa chất (4) 3.3.1 Tổn thất áp suất đường ống Đường kính ống dẫn: D = Trong đó: • • L: lưu lượng dòng khí; L = 6,38 m3/s = 22968 m3/h v : Vận tốc dòng khí đoạn ống tính điều kiện kinh tế giảm tiếng ồn v = 10 – 20 m/s Chọn v = 15 m/s => D = = 0,736 m => chọn D = 0,74 m Khi vận tốc thực tế dòng khí ống: vt = = 14,8 m/s Với lưu lượng L = 22968 m3/h ; v = 14,8 m/s; Tra phụ lục giáo trình “Kĩ thuật thông gió” GS Trần Ngọc Chấn ta được: • • • • Tổn thất áp suất ma sát 1m chiều dài đường ống R= 0,246 kG/m2 Áp suất động = 13,4 kG/m2 Ngoặt tiết diện tròn nhiều đốt góc 900, R/D = 1,5 => = 0,4 Chụp hút có l/d = 0,8 ; = 300 => = 0,1 Chiều dài đường ống: l = 12,5 Bảng 3.9: Các chi tiết có đường ống khu vực hóa chất Chi tiết Ngoặt 900 Chụp hút Số lượng 1,6 0,1 Bảng 3.10: Bảng tính toán thủy lực đường ống khu vực hóa chất TT L l v D R (m3/h) (m) (m/s) (mm) (kG/m2) 22968 12.5 14.8 740 0.246 R.l Σ 3.0 1.7 v2.�/2g CPcb ∆P = R.l + (kG/m2) ∆Pcb (kG/m ) 13.40 22.78 3.3.2 Chọn quạt Tổn thất áp suất tháp hấp phụ than hoạt tính ∆Ptb = 100 mmH2O = 100 kG/m2 Tổn thất áp suất đường ống: ∆P = 25,86 kG/m2 Tổng tổn thất áp suất: ∆Ptổng = ∆P + ∆Ptb = 125,86 kG/m2 Lưu lượng khí thải 22968 m3/h Ta chọn quạt ly tâm Ц 4-70 Nō 12 với thông số: • • • Hiệu suất quạt η = 0,75 Số vòng quay n = 725 vòng/phút Vận tốc quay v = 44,0 m/s Công suất quạt : Nq = 25.86 Trong đó: • • • • • Nq: công suất quạt (KW) K hệ số dự trữ : Đối với quạt li tâm có cánh uốn cong trước lấy K = 1,1-1,15; Đối với quạt li tâm có cánh uốn cong sau quạt trục : K = 1,05-1,1 ta chọn k = 1,1 ∆Ptổng: tổng tổn thất áp suất; ∆Ptổng = 125,86 kG/m2 η: hiệu suất quạt; η = 0,75 L: lưu lượng khí thải; L = 22968 m3/h = 6,38 m3/s => Nq = = 11,55 kW 3.4 Máy nghiền cám 3.4.1 Tính toán thủy lực Đường kính ống dẫn: D = Trong đó: • • L: lưu lượng dòng khí; L = 3000 m3/h = 0,83 m3/s v : Vận tốc dòng khí đoạn ống tính điều kiện kinh tế giảm tiếng ồn v = 10 – 20 m/s Chọn v = 15 m/s => D = = 0,2654 m => chọn D = 0,27 m Khi vận tốc thực tế dòng khí ống: vt = = 14,5 m/s Với lưu lượng L = 3000 m3/h ; v = 14,5 m/s; Tra phụ lục giáo trình “Kĩ thuật thông gió” GS Trần Ngọc Chấn ta được: • • • Tổn thất áp suất ma sát 1m chiều dài đường ống R= 0,833 kG/m2 Áp suất động = 12,86 kG/m2 Ngoặt tiết diện tròn nhiều đốt góc 900, R/D = 1,5 => = 0,4 Chiều dài ống l = m Bảng 3.11 Bảng thống kê chi tiết đường ống từ máy nghiền cám đến khu xử lý Chi tiết Số lượng Ngoặt 900 1,6 Bảng 3.12 Bảng tính toán thủy lực đường ống đoạn từ máy nghiền cám đến khu xử lý TT L l v D R (m3/h) (m) (m/s) (mm) (kG/m2) 3000 7.00 15.5 270 0.833 R.l Σ 5.8 1.6 v2.�/2g ∆Pcb ∆P = R.l + (kG/m2) ∆Pcb (kG/m ) 12.86 20.58 26.40 3.4.2 Chọn quạt Tổn thất áp suất lọc bụi tay áo: ∆Ptb = 52,07 kG/m2 Tổn thất áp suất đường ống: ∆P = 26,4 kG/m2 Tổng tổn thất áp suất: ∆Ptổng = ∆P + ∆Ptb = 78,47 kG/m2 Lưu lượng khí thải 3000 m3/h Ta chọn quạt ly tâm Ц 4-70 Nō với thông số: • • • Hiệu suất quạt η = 0,68 Số vòng quay n = 1400 vòng/phút Vận tốc quay v = 36,7 m/s Công suất quạt : Nq = Trong đó: • • • • • Nq: công suất quạt (KW) K hệ số dự trữ : Đối với quạt li tâm có cánh uốn cong trước lấy K = 1,1-1,15; Đối với quạt li tâm có cánh uốn cong sau quạt trục : K = 1,05-1,1 ta chọn k = 1,1 ∆Ptổng: tổng tổn thất áp suất; ∆Ptổng = 78,47 kG/m2 η: hiệu suất quạt; η = 0,68 L: lưu lượng khí thải; L = 3000 m3/h = 0,83 m3/s => Nq = = 1,03 kW 3.5 Máy bào gỗ 3.5.1 Tính toán thủy lực Đường kính ống dẫn: D = Trong đó: • • L: lưu lượng dòng khí; L = 20250 m3/h = 5,625 m3/s v : Vận tốc dòng khí đoạn ống tính điều kiện kinh tế giảm tiếng ồn v = 10 – 20 m/s Chọn v = 15 m/s => D = = 0,69 m => chọn D = 0,7 m Khi vận tốc thực tế dòng khí ống: vt = = 14,6 m/s Với lưu lượng L = 20250 m3/h ; v = 14,6 m/s; Tra phụ lục giáo trình “Kĩ thuật thông gió” GS Trần Ngọc Chấn ta được: • • • • Tổn thất áp suất ma sát 1m chiều dài đường ống R= 0,833 kG/m2 Áp suất động = 12,86 kG/m2 Ngoặt tiết diện tròn nhiều đốt góc 900, R/D = 1,5 => = 0,4 Chụp hút có l/d = 0,8 ; = 300 => = 0,1 Chiều dài ống l = 8.5 m Bảng 3.11 Bảng thống kê chi tiết đường ống từ máy nghiền cám đến khu xử lý Chi tiết Ngoặt 900 Chụp hút Số lượng 1,6 0,1 Bảng 3.12 Bảng tính toán thủy lực đường ống đoạn từ máy nghiền cám đến khu xử lý TT L (m3/h) l v D R (m) (m/s) (mm) (kG/m2) R.l Σ v2.�/2g ∆Pcb ∆P = R.l + (kG/m2) ∆Pcb (kG/m ) 20250 8.50 14.6 700 0.256 2.1 1.7 13.04 22.17 24.34 3.4.2 Chọn quạt Tổn thất áp suất thiết bị: ∆Ptb = ∆Pcyclone +∆Ptay áo = 662,4 + 52,07 = 714,47 kG/m2 Tổn thất áp suất đường ống: ∆P = 24,34 kG/m2 Tổng tổn thất áp suất: ∆Ptổng = ∆P + ∆Ptb = 738,81 kG/m2 Lưu lượng khí thải: L = 20250 m3/h Vì tổn thất áp suất hệ thống lớn nên ta chọn quạt ly tâm mắc nối tiếp với Khi cột áp lưu lượng quạt ∆P1 = ∆P2 = ∆P3 = ∆P4 = ∆Ptổng /4 = 184,7 kG/m2 L1 = L2 = L3 = L4 = L = 20250 Ta chọn quạt ly tâm Ц 4-70 Nō 12 với thông số: • • • Hiệu suất quạt η = 0,76 Số vòng quay n = 900 vòng/phút Vận tốc quay v = 56,5 m/s Công suất quạt : Nq = Trong đó: • • • • • Nq: công suất quạt (KW) K hệ số dự trữ : Đối với quạt li tâm có cánh uốn cong trước lấy K = 1,1-1,15; Đối với quạt li tâm có cánh uốn cong sau quạt trục : K = 1,05-1,1 ta chọn k = 1,1 ∆Pmỗi quạt = 184,7 kG/m2 η: hiệu suất quạt; η = 0,76 L: lưu lượng khí thải; L = 20250 m3/h = 5,625 m3/s => Nq = = 14,74 kW 3.6 Máy sấy thùng phuy 3.6.1 Tính toán thủy lực Đường kính ống dẫn: D = Trong đó: • • L: lưu lượng dòng khí; L = 7000 m3/h = 1,94 m3/s v : Vận tốc dòng khí đoạn ống tính điều kiện kinh tế giảm tiếng ồn v = 10 – 20 m/s Chọn v = 15 m/s => D = = 0,41 m Với lưu lượng L = 7000 m3/h ; v = 15 m/s; Tra phụ lục giáo trình “Kĩ thuật thông gió” GS Trần Ngọc Chấn ta được: • • • Tổn thất áp suất ma sát 1m chiều dài đường ống R= 0,533 kG/m2 Áp suất động = 13,76 kG/m2 Ngoặt tiết diện tròn nhiều đốt góc 900, R/D = 1,5 => = 0,4 Chiều dài ống l = 15 m Bảng 3.11 Bảng thống kê chi tiết đường ống từ máy nghiền cám đến khu xử lý Chi tiết Ngoặt 900 Số lượng 1,6 Bảng 3.12 Bảng tính toán thủy lực đường ống đoạn từ máy sấy thùng phuy đến khu xử lý TT L l v D R (m3/h) (m) (m/s) (mm) (kG/m2) 7000 15.0 15 410 0.533 R.l Σ 8.0 1.6 v2.�/2g ∆Pcb ∆P = R.l + (kG/m2) ∆Pcb (kG/m ) 13.76 3.4.2 Chọn quạt Tổn thất áp suất thiết bị (tháp hòa trộn): ∆Ptb = 50 kG/m2 22.02 30.01 Tổn thất áp suất đường ống: ∆P = 30,01 kG/m2 Tổng tổn thất áp suất: ∆Ptổng = ∆P + ∆Ptb = 80,01 kG/m2 Lưu lượng khí thải 7000 m3/h Ta chọn quạt ly tâm Ц 4-70 Nō với thông số: • • • Hiệu suất quạt η = 0,78 Số vòng quay n = 850 vòng/phút Vận tốc quay v = 35,6 m/s Công suất quạt : Nq = Trong đó: • • • • • Nq: công suất quạt (KW) K hệ số dự trữ : Đối với quạt li tâm có cánh uốn cong trước lấy K = 1,1-1,15; Đối với quạt li tâm có cánh uốn cong sau quạt trục : K = 1,05-1,1 ta chọn k = 1,1 ∆Ptổng: tổng tổn thất áp suất; ∆Ptổng = 80,01 kG/m2 η: hiệu suất quạt; η = 0,78 L: lưu lượng khí thải; L = 7000 m3/h = 1,94 m3/s => Nq = = 1,03 kW [...]... Thể tích không khí cần đưa vào: Vkk = 5VO2 = 5.3,3 = 16,5 L/s Đây cũng chính là lưu lượng không khí đưa vào Lkk = 0,0165 m3/s 2.2.2.2 Tính toán buồng đốt Thể tích buồng đốt được tính theo công thức: V = (L + L kk ).t = D2.H Trong đó: • • • V: thể tích buồng đốt L: lưu lượng khí thải vào; L = 18137,2 m3/h = 5,04 m3/s Lkk: lưu lượng không khí vào; Lkk = 0,0165 m3/s t: thời gian lưu khí thải trong buồng... cơ trong khí thải Thời gian lưu phải đủ lớn để phản ứng giữa O3 với các chất hữu cơ gây mùi trong khí thải xảy ra hoàn toàn Do đó để đáp ứng điều kiện trên thì tháp hòa trộn phải có hình trụ ( khí dễ lưu thông) và có các thanh chắn ngang theo hình zic-zac 2.6.2.2.2 Tính toán thiết bị Tiết diện ngang của tháp: S= Trong đó: • • L: lưu lượng khí thải; L = 7000 m3/h = 1,94 m3/s V: Vận tốc khí thải qua... 0,75 L: lưu lượng khí thải; L = 9936 m3/h = 2,76 m3/s => Nq = = 4,91 kW 3.2 Lò nấu nhôm và lò hơi 3.2.1 Tính toán thủy lực 3.2.1.1 Đoạn ống từ Lò nấu nhôm đến chạc ba Đường kính ống dẫn: D = 2 Trong đó: • • L: lưu lượng dòng khí; L = 1,11 m3/s = 4000 m3/h v : Vận tốc dòng khí trên đoạn ống được tính trên điều kiện kinh tế và giảm tiếng ồn v = 10 – 20 m/s Chọn v = 15 m/s => D = 2 = 0,3 m Với lưu lượng. .. 0,75 L: lưu lượng khí thải; L = 22968 m3/h = 6,38 m3/s => Nq = = 11,55 kW 3.4 Máy nghiền cám 3.4.1 Tính toán thủy lực Đường kính ống dẫn: D = 2 Trong đó: • • L: lưu lượng dòng khí; L = 3000 m3/h = 0,83 m3/s v : Vận tốc dòng khí trên đoạn ống được tính trên điều kiện kinh tế và giảm tiếng ồn v = 10 – 20 m/s Chọn v = 15 m/s => D = 2 = 0,2654 m => chọn D = 0,27 m Khi đó vận tốc thực tế của dòng khí trong... = 0,68 L: lưu lượng khí thải; L = 3000 m3/h = 0,83 m3/s => Nq = = 1,03 kW 3.5 Máy bào gỗ 3.5.1 Tính toán thủy lực Đường kính ống dẫn: D = 2 Trong đó: • • L: lưu lượng dòng khí; L = 20250 m3/h = 5,625 m3/s v : Vận tốc dòng khí trên đoạn ống được tính trên điều kiện kinh tế và giảm tiếng ồn v = 10 – 20 m/s Chọn v = 15 m/s => D = 2 = 0,69 m => chọn D = 0,7 m Khi đó vận tốc thực tế của dòng khí trong ống:... buồng đốt Phương trình phản ứng chuyển hóa CO thành CO2 2CO + O2 → 2CO2 Lưu lượng khí thải vào; L = 18137,2 m3/h = 5,04 m3/s Nồng độ CO trong khí thải: Cthải = 2,48 g/m3 Nồng độ CO ở khí thải cần đạt sau khi xử lý: CCO max = 1 g/m3 Thực tế ta cần xử lý CO xuống tới nồng độ khoảng: CCO t = 0,85 g/m3 Vậy tải lượng CO cần xử lý: W = L (Cthải – CCO t) = 5,04.(2,48 – 0,85) =8,22 g/s => số mol CO cần xử lý :... rộng rãi Kết luận: Từ những đặc tính ưu và nhược của 2 phương pháp, em quyết định chọn phương án 2 để xử lý mùi hôi do nhà máy sấy thùng phuy thải ra 2.6.2 Tính toán thiết bị 2.6.2.1 Máy phát O3 Để xử lý mùi hôi từ khí thải nhà máy sấy thùng phuy thải ra thì nồng độ O 3 cần cung cấp là G = 60 mg/m3 Công suất cung cấp O3 cho hệ thống: P = L.G Trong đó: • • L: Lưu lượng khí thải từ nhà máy sấy thùng phuy;... CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN THỦY LỰC 3.1 KW hóa chất (1) 3.1.1 Tổn thất áp suất trên đường ống Đường kính ống dẫn: D = 2 Trong đó: • • L: lưu lượng dòng khí; L = 2,76 m3/s = 9936 m3/h v : Vận tốc dòng khí trên đoạn ống được tính trên điều kiện kinh tế và giảm tiếng ồn v = 10 – 20 m/s Chọn v = 15 m/s => D = 2 = 0,484 m => chọn D = 0,5 m Khi đó vận tốc thực tế của dòng khí trong ống: vt = = 14,1 m/s Với lưu lượng. .. vận hành chấp nhận được Khí SO2, HCl, H2SO4 sẽ được hấp thụ bởi dung dịch xút NaOH Trong thiết bị tháp hấp thụ có lớp vật liệu đệm còn có lớp tách nước được thiết kế ở giai đoạn cuối cùng của tháp, nhờ đó khí đi ra là khí khô hoàn toàn Tiếp theo khí sẽ được quạt hút dẫn đến ống khói và thải ra môi trường 2.2.2 Tính toán thiết bị buồng đốt xử lý CO 2.2.2.1 Tính lượng không khí đưa vào buồng đốt Phương... tháp L : lưu lượng khí thải, L = 18137,2 m3/h = 5,04 m3/s v : Vận tốc khí thải qua tháp rỗng, chọn v = 0,8 m/s => đường kính tháp rỗng D= = 2.84 m => chiều cao tháp hấp thụ H = 2,5D = 7,1 m - Chọn vật liệu rỗng là các hạt sứ (trơ với axid,bazo, bền cơ học) Chiều dày lớp đệm là 100 mm 2.2.5.2 Tổn thất áp suất của tháp hấp thụ có lớp vật liệu rỗng 2.2.5.3 Tính lượng NaOH cho vào tháp rỗng  Lượng NaOH