đồ án xử lý khí HCl 12000m3

Nồng độ tối đa cho phép của khí HCl trong không khí xung quanh: QCVN 062009BTNMT: một số chất độc hại trong môi trường không khí xung quanh.Tiêu chuẩn của khí HCl đối với khí thải công nghiệp: QCVN 19:2009BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về khí thải công nghiệp đối với bụi và các chất vô cơ.

MỤC LỤC DANH SÁCH CÁC BẢNG STT TÊN MỤC TRANG Bảng 3.1.Xử lý số liệu 18 Bảng 3.2.Tính Xm 20 Bảng 4.1 Số liệu đường cân 27 Bảng 4.2.Các thông số đáy nắp 42 Bảng 4.3 Các thông số đĩa phân phối lỏng 45 Bảng 4.4 Các thông số bích 45 Bảng 4.5.Các thông số chân đỡ 48 Bảng 4.6.Kích thước tháp hấp thụ 48 Bảng 4.7 Hiệu suất số loại bơm 51 10 Bảng 5.1 Chi phí vật tư 52 DANH SÁCH CÁC HÌNH STT TÊN MỤC TRANG Hình 1.1 Cấu trúc HCl Hình 1.2 Công nghệ sản xuất tôn mạ kẽm Hình 3.1.Sơ đồ công nghệ 21 Hình 3.2.Sơ đồ công nghệ Hình 4.1 Đồ thị đường cân 22 28 Hình 4.2 Đồ thị đường làm việc 29 PHẦN MỞ ĐẦU Đặt vấn đề Trong trình công nghiệp hóa đại hóa đất nước, ngày có nhiều nhà máy, khu công nghiệp tập trung xây dựng đưa vào hoạt động tạo khối lượng sản phẩm công nghiệp chiếm tỷ trọng cao toàn sản phẩm kinh tế quốc dân Bên cạnh đó, trình sản xuất công nghiệp tạo lượng lớn khí thải độc hại ảnh hưởng đến môi trường đặc biệt HCl Nguồn thải khí clo chủ yếu số nhà máy hóa chất nhà máy sản xuất bột giặt, nhà máy mạ kẽm , chất tẩy rửa.Khi đốt than , giấy , chất dẻo nhiên liệu rắn cứng tạo khí clo HCl Khí HCl chất khí không màu, độc hại, có tính ăn mòn cao, tạo thành khói trắng tiếp xúc với ẩm Khí HCl khí thải phát sinh từ trình sản xuất cần phải xử lý trước xả thải môi trường chúng độc hại khí HCL gây kích ứng , làm hư hại , tổn thương (bỏng) phận thể tiếp xúc , va chạm gây dính : đường hô hấp, đường tiêu hóa , mắt , da, … Theo kết nghiên cứu Tổ chức Y tế giới(WHO), HCl gây ảnh hưởng hệ thống vị giác, mắt, da, mũi, mom Khi hít phải axit không khí sản phẩm axit luôn bốc khí HCl gây kích ứng đường hô hấp tác dụng với kim loại đun nóng bốc nhiều khí HCl , gây viêm phổi hóa học.HCl làm cho cối chậm phát triển , với nồng độ cao cay chết Đồng thời HCl có tác dụng làm giảm độ mỡ bóng , làm cho tế bào biểu bì bị co lại Như vậy, vấn đề xử lý HCl khí thải kiểm soát nguồn thải phát sinh HCl cần quan tâm.Vì chúng em chọn đề tài “thiết kế hệ thống xử khí thải HCl công suất 12000 m3” để hiểu rõ thêm thiết bị quy trình xử lý khí HCl khí thải 2.Yêu cầu thực tiễn mục tiêu đề tài Yêu Cầu thực tiễn: - Giải nồng độ HCl có không khí cho đảm bảo QCVN 19: 2009/BTNMT Nhằm giữ gìn sức khỏe cho người Mục tiêu: - Thiết kế hệ thống xử lý thải chưa khí HCl Đưa phương pháp xử lý khí HCl Ứng dụng vào thực tế kiến thức học Hiểu rõ tính chất tác hại HCl 3.Phạm vi đề tài - Thời gian nghiên cứu: Từ tháng 13/03/2017– 06/05/ 2017 - Đối tượng nghiên cứu : Khí thải có chứa HCl Nội dung phương pháp nghiên cứu 4.1 Nội dung - Đề xuất phương pháp xử lý - Tính toán thiết kế hệ thống xử lý khí thải có chứa HCl 4.2 Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp thu thập số liệu: Thu thập số liệu có nghiên cứu trước, sách thực tiễn có liên quan đến đề tài nghiên cứu - Phương pháp tổng hợp số liệu: tổng hợp tất tài liệu thu thập đề tài nghiên cứu - Phương pháp thống kê -Phương pháp đánh giá - Phương pháp xử lý số liệu CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 1.1 Tình hình chung Nền kinh tế sản xuất công nghiệp nước ta sau gần 20 năm đổi (kể từ 1986 đến nay) đạt thành tích quan trọng, góp phần đưa đất nước ta thoát khỏi tình trạng trì trệ, lạc hậu, phát triển với thu nhập quốc dân ngày tăng cao tăng trưởng kinh tế ổn định mức tương đối so với số nước khu vực Ngoài lợi ích kinh tế xã hội, phát triển sản xuất công nghiệp gây nhiều tác hại cho môi trường nguồn gây ô nhiễm khác nhau: bụi, khí độc hại, nước thải chất thải rắn Hiện số sở sản xuất cũ quy mô vừa nhỏ có áp dụng phương pháp xử lý bụi khí độc hại đơn giản như: buồng lắng bụi, xiclon, lọc bụi túi vải, tháp rửa khí, tháp hấp thụ vật liệu rỗng tưới nước tưới dung dịch sữa vôi Nhìn chung loại thiết bị hệ thống xử lý khí khu vực mức thấp trình độ thiết kế, chế tạo, trình độ công nhân vận hành chưa nâng cao, cộng vào ý thức chủ doanh nghiệp chưa thật tự giác việc lắp đặt vận hành hệ thống xử lý khí thải nhằm hạn chế phát thải ô nhiễm để bảo vệ môi trường Riêng số ngành công nghiệp quan trọng như: xi măng, nhiệt điện công nghiệp có vốn đầu tư nước hệ thống xử lý khí thải tương đối quy mô đồng bộ, bao gồm thiết bị lọc bụi xiclon, túi vải tĩnh điện 1.2 Hiện trạng xử lý bụi khí độc hại số nghành sản xuất 1.2.1 Tại tỉnh miền Bắc miền Trung Tình hình xử lý khí thải tỉnh thuộc vùng kinh tế trọng điểm miền Bắc miền Trung nhìn chung mức hạn chế, chủ yếu xử lý bụi số sở sản xuất quan trọng quy mô lớn nhà máy xi măng, nhiệt điện Công nghệ xử lý bụi dùng thiết bị lọc bụi xiclon khô ướt tự chế tạo Riêng ngành sản xuất ximăng, hầu hết nhà máy quy mô vừa lớn sử dụng thiết bị lọc bụi tĩnh điện nhập ngoại Hiệu xử lý bụi sở nói chung đạt yêu cầu tiêu chuẩn phát thải tiêu chuẩn môi trường không khí xung quanh cho khu vực dân cư lân cận Phần xử lý khí độc hại chưa trọng chủ yếu dựa vào khả khuyếch tán chất ô nhiễm ống khói có chiều cao cần thiết Dưới bảng thống kê công nghệ xử lý khí thải áp dụng số ngành sản xuất vùng kinh tế trọng điểm miền Bắc miền Trung đơn vị KHCN nước thiết kế, chế tạo lắp đặt (Chỉ nêu sở tiêu biểu có đầy đủ số liệu khảo Hệ thống xử lý bụi Viện KHKT Bảo hộ Lao động thiết kế lắp đặt hoạt động có hiệu Nhà máy điện Uông Bí từ năm 2003.[5] 1.2.2.Tại tỉnh miền Nam Ở tỉnh thuộc vùng kinh tế trọng điểm miền Nam, tình hình xử lý khí thải dù chưa triệt để, có bước phát triển tương đối hơn, xử lý bụi lẫn khí độc hại Sau tình hình xử lý khí thải số ngành công nghiệp chủ yếu Đối với nguồn ô nhiễm đốt nhiên liệu Theo kết điều tra, khu công nghiệp (KCN) vùng kinh tế trọng điểm miền Nam có khoảng 5% sở có lò đốt nhiên liệu lắp đặt hệ thống xử lý bụi khí độc hại, số lại xây dựng phương án xử lý Tại KCN tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu, số nhà máy có đầu tư hệ thống xử lý khí độc hại trước thải môi trường Công nghệ sử dụng hấp thụ nước Đối với nguồn ô nhiễm từ dây chuyền công nghệ Đây loại ô nhiễm mang tính chất đặc trưng, phụ thuộc vào loại ngành nghề sản xuất công nghệ mà nhà máy, xí nghiệp lựa chọn Các tỉnh Đồng Nai, Bình Dương TP Hồ Chí Minh có công nghiệp phát triển mạnh Bà Rịa - Vũng Tàu Những sở sản xuất xây dựng đại có hệ thống xử lý kèm theo dây chuyền công nghệ Còn sở sản xuất có từ trước máy móc cũ, lạc hậu gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng nên có số sở lắp đặt hệ thống xử lý khí thải cho dây chuyền công nghệ Xét theo ngành nghề, trạng xử lý ô nhiễm không khí sau: - Công nghiệp chế biến gỗ Các nhà máy chế biến gỗ tập trung nhiều khu công nghiệp thuộc tỉnh Bình Dương, Đồng Nai, số nhà máy có hệ thống xử lý bụi cấp: xiclon lọc túi vải công ty gỗ Việt Giai, xí nghiệp chế biến gỗ xuất An Bình Công nghệ xử lý bụi cấp đảm bảo tiêu chuẩn phát thải theo qui định - Công nghiệp xi măng vật liệu xây dựng Đây ngành công nghiệp với chất ô nhiễm chủ yếu bụi vô kích thước nhỏ Các nhà máy xi măng xây dựng nhà máy lớn trang bị hệ thống lọc bụi đại, hiệu suất cao (hệ thống lọc bụi tĩnh điện) Nhà máy xi măng Sao Mai Phần lớn nhà máy gạch men, sứ vệ sinh xây dựng sử dụng thiết bị lọc bụi túi vải có giũ bụi khí nén để thu hồi bụi Hiệu suất thu hồi cao (>90%) (Sơ đồ công nghệ xử lý bụi công ty xi măng gạch men cho hình 3) Trong khu vực số nhà máy thép Nhà máy thép Biên Hòa, Nhà máy khí luyện kim Công ty Thép miền Nam, Công ty thép Sun Co, Công ty thép Pomina sử dụng công nghệ xử lý khói thải từ lò hồ quang theo nguyên lý thu bụi túi vải có kết hợp khử CO Khí thải sau xử lý đạt TCVN 09:2009 (đối với nguồn loại B) - Công nghiệp mạ kim loại Đây ngành công nghiệp có xu hướng phát triển nhanh khu vực với chất ô nhiễm không khí điển hình axit (HCl), khí NH3, bụi Công nghệ xử lý khí thải cho ngành công nghiệp sử dụng phương pháp hấp thụ với thiết bị hấp thụ cấp đạt hiệu cao, sử dụng công ty tôn Phương Nam, Posvina, lưới thép Bình Tây, tôn Phước Khanh, công ty Vingal - Các ngành công nghiệp khác Trong số ngành công nghiệp khác, nhà máy tiến hành lắp đặt hệ thống xử lý ô nhiễm không khí chủ yếu bụi nhà máy sản xuất giày, may mặc, khí, thuốc bảo vệ thực vật Công nghệ chủ yếu nhà máy sử dụng để lọc bụi thường dùng xyclon, thiết bị lọc túi vải tháp rửa khí (scrubber).[5] 1.3.Tổng quan khí Hidroclorua - Hình 1.1 Cấu trúc HCl Công thức phân tử HCl (khí) - Phân tử gam: 36.4606 g/mod - Độ hòa tan nước 20oC: 720g/l - Điểm nóng chảy: -144.2oC - Điểm sôi: -85.1oC - Hòa tan nước, dung dịch NaOH, Ca(OH)2 - HCl khí độc hại, có tính ăn mòn Hợp chất hóa học hidroclorua (HCl), chất khí không màu, độc hại, có tính an mòn cao, tạo thành khói trắng tiếp xúc với ẩm Hơi trắng axit clohidrit tạo thành hiroclorua hòa tan nước hidroclorua axit clohidric hóa chất quan trọng công nghiệp hóa chất, khoa học, công nghệ Phân tử hidroclorua (HCl) phân tử hai nguyên tử đơn giản, , bao gồm nguyên tử hidro nguyen tử clo kết hợp với qua nguyên tử hidro nguyên tử clo kết hợp với thông qua liên kết đơn cộng hóa trị Do nguyên tử clo có độ âm điện cao so với nguyên tử hidro nên lien kết cộng hóa trị phân cực rỏ rang Do phân tử tổng thể có momen lưỡng cực lớn với điện tích phần âm - nguyên tử clo điện tích dương nguyên tử hidro, nên phan tử hai nguyên tử clorua hidro phân tử phân cực mạnh Vì dể hòa tan nước dung môi phân cực khác Khi tiếp xúc với nước, nhanh chóng bị oxi hóa , tạo thành cation hidronium (H3O+) anion (Cl-) thông qua phản ứng hóa học thuận nghịch sau: HCl + H2O  H3O+ + ClHCl chất khí có mùi xốc, trọng lượng riêng 1.264 17 oC ( so với KK) Nhiệt độ nóng chảy -114,7oC nhiệt độ sôi -85,2oC Nhiệt độ tới hạn 51.25oC, áp suất tới hạn 86at Tỷ trọng HCl lỏng -113oC 1.267, 110oC 1.206 kong6 khí ẩm bốc thành sa mù tạo hạt nhỏ acid clohidrit Tan nhiều nước phát nhiệt tan rượu, benzene (2% 18oC), ete (35% 0oC) Hằng số phân ly HCl oC 2.5.107 Tính chất hóa học: HCl có khả tác dụng với: - Kim loại: giải phóng khí hidro tạo muối clorua( trừ kiêm loại đứng sau hidro - dãy hoạt động hóa học Cu, Hg, Ag, Pt, Au) Fe + 2HCl  FeCl2 + H2 Oxit bazo: tạo muối clorua va nước ZnO + 2HCl  ZnCl2 + H2O Bazo: tạo muối clorua nước NaOH + HCl  NaCl +H2O Muối: tác dụng với muối có góc anion hoạt động yếu tạo muối axit CaCO3 + 2HCl  NaCl2 + H2O Ngoài ra, trong số phản ung71HCl thể tính khử cách khử số hợp chất KMnO4(đặc), MnO2, KClO3 giải phóng khí clo KMnO4(đặc) + 16HCl  2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2 + 8H2O MnO2 + 4HCl  MnCl2 + Cl2 + 2H2O Hình 1.2 Công nghệ sản xuất tôn mạ kẽm Đầu tiên tôn vận chuyển đến bể tẩy rỉ, tôn đưa qua bể rửa axit chuyển đến bể rửa sút có số tạp chất rửa axit Sau trình tẩy rỉ hợp chất bám bề mặt tôn, tôn đưa qua khâu rẩu dung dịch tẩy rửa nước Và qua công đoạn sấy khô để đảm bảo tôn hoàn toàn có bám dình nước rửa bể rửa Kế tiếp tôn đưa vào bể mạ kẽm Ở bể tôn vận chuyển với vận tốc cố định kẽm bao phủ hết 10 [: Ứng suất cho phép tiêu chuẩn, = 146.15 N/mm2 Chọn hệ số bổ sung để quy tròn kích thước C= Ca + Cb + Cc + C0 Với C0: Hệ số quy tròn kích thước, C0= 0.26mm Ca: Hệ số bổ sung bào mòn hóa học thời hạn sử dụng thiết bị 15 năm với tốc độ ăn mỏn 0.05mm/năm, Ca=0.75mm Cb: Hệ số bổ sung cho bào mỏn học, Cb =0 Cc: Hệ số bổ sung dung sai âm (lấy bảng XIII.9/[1]- Trang 364 – Sổ tay trình thiết bị công nghệ hóa chất tập 2- PTS – Trần Xoa), Cc = 0.4 mm Vậy C = 1.41mm Do đó: Bề dày thực thân thiết bị S= = + 1,41 = 2,583 mm Chọn S = mm ứng với đường kính tháp 1700 mm theo tiêu chuẩn Kiểm tra điều kiện bền Áp suất cho phép thân thiết bị bề dày S =4mm xác định công thức sau [P] = mm2 >P Với Ca: Hệ số bổ sung bào mòn hóa học thời hạn sử dụng thiết bị 15 năm với tốc độ ăn mỏn 0.05mm/năm, Ca=0.75mm S: Bề dày thực thân thiết bị, S =4mm D: Đường kính tháp: D =1700 mm : Hệ số bền mối hàn: h = 0.95 h [: Ứng suất cho phép tiêu chuẩn, = 146.15 N/mm2  Thân thấp hấp thụ có bề dày S = 4mm thỏa mãn điều kiện bền áp suất làm việc 39 4.2.3.Tính đáy nắp       Ta chọn đáy nắp tháp elip Chọn vật liệu làm dáy nắp thiết bị với vật liệu làm thân tháp Các thông số biết Đáy (nắp) làm thép CT3 C = 1.41mm = 146.15 N/mm2 Áp suất làm việc phần thân tháp, P = 0.1916 (N/m2) Đường kính tháp D=1700 mm Chọn elip tiêu chuẩn => ht/D = 0.25 Với D: Đường kính tháp, D= 1,7 m ht: Chiều cao phần lồi tháp (m) Vậy ht = D x 0.25 = 1,7 x 0.25 = 0,425 (m) • Bán kính cong phía đỉnh đáy Rt R t= Với D: Đường kính tháp, D= 1,7 m ht: Chiều cao phần lồi tháp, ht=0,425 m • Tính tỷ số Trong : Hệ số bền mối hàn: h = 0.95 h [: Ứng suất cho phép tiêu chuẩn, = 146.15 N/mm2 P: Áp suất làm việc tháp, P = 0.1916 N/mm2 Vậy • Bề dày tối thiểu đáy nắp 40 Với Rt: bán kính cong phía đỉnh đáy, Rt = 850 mm : Hệ số bền mối hàn: h = 0.95 h [: Ứng suất cho phép tiêu chuẩn, = 146.15 N/mm2 P: Áp suất làm việc tháp, P = 0.1916N/mm2 Vậy Bề dày thực tế đáy (nắp) S = = + 1,41 = 1,996 mm  Nhận xét: chọn bề dày đáy = bề dày nắp bề dày thân tháp = 4mm  Kiểm tra Vậy: Áp suất cho phép ứng với bề dày S=4mm xác định công thức [P] = mm2 >P Với Ca: Hệ số bổ sung bào mòn hóa học thời hạn sử dụng thiết bị 15 năm với tốc độ ăn mỏn 0.05mm/năm, Ca=0.75mm S: Bề dày thực thân thiết bị, S =4mm D: Đường kính tháp: D = 1700mm : Hệ số bền mối hàn: h = 0.95 h [: Ứng suất cho phép tiêu chuẩn, = 146.15 N/mm2 Vậy bề dày đáy nắp S =4mm Chọn đáy nắp elip có gờ, chiều cao gờ h = 40mm Cho ta thông số đáy theo bảng XIII.10 XXIII.11 –Trang 382,383,384 –Sổ tay trình thiết bị công nghệ hóa chất tập – PTS Trần Xoa: Bảng 4.2.Các thông số đáy nắp Đường kính D, mm 1700 Chiều cao ht,mm 425 41 Bề mặt trong, m2 3,35 Thể tích, m3 0,734 Đường kính phôi, mm 2078 Khối lượng riêng, kg/m3 7850 Khối lượng, kg 1119 (Nguồn : [9]) 4.2.4.Tính đường ống dẩn khí vào Vận tốc khí ống khoảng 10-30m/s, chọn vận tốc khí ống 20m/s Ta có đường kính ống vào (ra) d= Với G: Suất lượng hỗn hợp khí vào tháp hấp thụ, G = 12000 m3/h = 3,33 m3/s v: Vận tốc khí ống vào (ra), v = 20m/s  Chọn đường kính ống dẫn khí vào (ra) d = m =600 mm thân hình trụ rèn thép không rỉ ( lấy bảng XIII.6 –Trang 359 – Sổ tay trình thiết bị công      nghệ hóa chất tập – PTS Trần Xoa) Kiểm tra lại vận tốc khí ống vào (ra) Vận tốc khí ống: v = Chọn bề dày ống b = 3mm Vật liệu làm thép CT3 Theo bảng XIII.32 –Trang 434 – Sổ tay trình thiết bị công nghệ hóa chất tập 2- PTS Trần Xoa Thì chiều dài đoạn ống nối (ứng với đường kính ống 600 mm) 150 mm 4.2.5.Tính đường ống dẫn lỏng vào Ta chọn vận tốc dòng lỏng 2m/s (bảng II.2 –Trang 370- Sổ tay trình thiết bị công nghệ hóa chất tập 1- PTS Trần Xoa) Ta có đường kính ống d= Với 42 L: Suất lượng mol NaOH vào tháp, L = 25,55 x 10-3 m3/s v: Vận tốc dòng lỏng ống vào (ra), v = 2m/s  Chọn đường kính tiêu chuẩn d= 0,15m= 150mm Kiểm tra lại vận tốc NaOH ống Vận tốc NaOH ống: v = Bề dày ống b = 3mm Vật liệu làm tháp CT3 Theo bảng XIII.32 –Trang 434 – Sổ tay trình thiết bị công nghệ hóa chất tập 2PTS Trần Xoa Thì chiều dài đoạn ống nối (ứng với đường kính ống 150 mm) 130mm 4.2.6.Tính thiết bị khác • Lớp tách ẩm Ta dùng lớp tách ẩm để tách lỏng khỏi khí trước hỗn hợp khí thoát qua ống dẫn khí Ta chọn lớp tách ẩm dày 300mm làm vật liệu đệm loại với vật liệu đệm tháp hấp thụ • Ống tháo nhập đệm Chọn ống tháo nhập đệm dựa theo bảng XIII.32 –Trang 434- Sổ tay trình thiết bị công nghệ hóa chất tập – PTS Trần Xoa Áp suất làm việc cho phép [P] = 0.9 N/mm2 Chọn đường kính ống tháo nhập đệm d = 300mm Vật liệu thép CT3 Ống tháo nhập đệm hàn vào thân thiết bị, bên có lắp mặt bích Theo bảng tra => chiều dài ống nối 140mm • Lưới đỡ lớp tách ẩm Lưới đỡ đệm cấu tạo nửa vỉ thép CT3 nối lại với Bên có hàn lỗ tay để dễ dàng cẩm nắm tháo lắp Bề mặt lưới cấu tạo thép CT3 có kích thước b x h = x 15 mm 43 Diện tích bề mặt lưới đỡ đệm S= • Bộ phận phân phối lỏng Chọn theo tiêu chuẩn thép CT3: dùng đĩa phân phối loại bảng IX.22 –Trang 230 – Sổ tay trình thiết bị công nghệ hóa chất tập – PTS Trần Xoa Bảng 4.3 Các thông số đĩa phân phối lỏng Đường kính tháp (mm) 1700 Đĩa phân phối loại Đường kính đĩa Dd d x S ( mm) 750 44.5 x 2.5 Ống dẫn chất lỏng t 70 Số lượng ( loại ) 70 (Nguồn : [9]) Bề dày ống: 3mm Đường kính lỗ: 44.5mm Bước lỗ (khoảng cách lỗ): 70mm • Tính bích Bích dùng để ghép nắp với thân thiết bị để nối phần thiết bị với Chọn kiểu bích liền áp suất nhiệt độ làm việc không cao Vật liệu thép CT3 Các thông số đo bích sau Bảng 4.4 Các thông số bích P x106 (N/m2) Dt, mm D, mm Db,mm Dl,mm Do,mm Đường kính bulong db, mm Số bulong Z, 0.3 1700 1850 1800 1760 1715 M24 40 44 h, mm 35 (Nguồn : [9]) (Các thông số bích lấy theo bảng XIII.27 –Trang 423 – Sổ tay trình thiết bị công nghệ hóa chất tập – PTS Trần Xoa) Khối lượng bích m1= • Tính mặt bích nối ống dẫn thiết bị - Ống dẫn lỏng vào ra: d =150 mm Ống loại bích liền bẳng kim loại đen để nối, loại bích kiểu Theo bảngXIII.26- Trang 409- Sổ tay trình thiết bị công nghệ hóa chất tập –PTS Trần Xoa Đường kính Do= 159 mm Đường kính bích D= 260mm Đường kính tâm bulong Dz=225mm Đường kính mép vát Dl = 202 mm Đường kính bulong db = M16 Số bulong z= 8cái Chiều cao bích h = 16mm Khối lượng bích m2= - Ống dẫn khí vào ra: d=600 mm Chọn loại bích liền kim loại đen để nối Theo bảng XIII.27- Trang 419- Sổ tay trình thiết bị công nghệ hóa chất tập – PTS Trần Xoa, ta có thông số sau Đường kính Do= 611 mm Đường kính bích D= 740 mm Đường kính tâm bulong Dz= 690mm Đường kính mép vát Dl = 650 mm Đường kính bulong db = M20 Số bulong z= 20 Chiều cao bích h = 20 mm Khối lượng bích 45 m3= • Chân đỡ Để chọn chân đỡ thích hợp, trước tiên ta phải tính tải trọng toàn tháp Chọn vật liệu làm chân đỡ thép CT3, khối lượng riêng thép CT3 kg/m3 Khối lượng thân mt= Với Dt: Đường kính tháp, Dt =1,7 m Dn: Đường kính tháp, Dn=1,708 m H: Chiều cao tháp, H = 4,32 m : Khối lượng riêng thép CT3, kg/m3 Vậy mt= Khối lượng đáy nắp Mdn= 2x1119 = 2238 kg Khối lượng đệm mđ= Khối lượng dung dịch đệm (tính cho trường hợp ngập lụt) mdd= Khối lượng lớp tách ẩm mta= Bộ phận phân phối lỏng: không đáng kể Khối lượng lưới đỡ đệm mldd,ta= Trong htb: Chiều dày trung bình, htb= 0.002m Sldd = 2,27 m2 Khối lượng bích 46 mbích= Khối lượng tổng cộng tháp Tải trọng toàn tháp G= Ta chọn chân đỡ gồm chân Do đó: Tải trọng chân Các thông số chân đỡ trình bày bảng sau Bảng 4.5.Các thông số chân đỡ L (mm) 250 B (mm) 180 B1 (mm) 215 B2 (mm) 290 H (mm) 350 h(mm) s (mm) l (mm) 185 16 90 d(mm) 27 (Nguồn : [9]) (Các thông số chân đỡ lấy theo bảng XIII.35 –Trang 437- Sổ tay trình thiết bị công nghệ hóa chất tập –PTS Trần Xoa) Bảng 4.6.Kích thước tháp hấp thụ Bộ phận Đường kính tháp Đường kính tháp Kích thước (mm) 1700 1708 Tiết diện tháp Chiều cao lớp đệm Chiều cao toàn tháp Chiều cao nắp đáy tháp Khoảng cách hai lớp đệm 2300 2620 4320 300 500 Bề dày thân, đáy, nắp tháp Bán kính cong phía đỉnh, đáy Chiều cao đáy, nắp Đường kính ống dẫn khí vào, Bề dày ống dẫn khí vào, Chiều dài đoạn ống nối ống dẫn khí vào, 213 600 150 47 Đường kính ống dẫn lỏng vào Bề dày ống dẫn lỏng vào 150 Chiều dài đoạn ống nối ống dẫn lỏng vào, Bề dày lớp tách ẩm Đường kính ống tháo nhập đệm Chiều dài ống nối ống tháo nhập đệm 130 300 300 140 b x h = x 15 Bề mặt lưới đỡ Đĩa phân phối lỏng Bề dày ống: 3mm Đường kính lỗ: 44.5mm Bước lỗ (khoảng cách lỗ): 70mm 4.3 Tính kích thước bể chứa NaOH Chọn thời gian lưu NaOH bể 30 phút, ta tích làm việc bể V= LxT Với L: Lưu lượng NaOH vào tháp, L = 91997,01 (kg/h) = 43,19 m3/h T: Thời gian lưu NaOH, T= 0.5h Vậy V= 43,19 x 0,5=21,6 m3 Chọn bể hình vuông, có cạnh 3m Vậy chiều cao bể H= Chọn chiều cao bảo vệ bể 0.3m Tính bơm dùng để bơm NaOH vào tháp Dựa vào đặc tính trình có áp suất không cao nên bơm ta chọn bơm ly tâm Hơn bơm ly tâm loại bơm sử dụng rộng rãi nhiều ngành công nghệp hóa chất tính chất có nhiều ưu điểm Công suất bơm tính sau N= Với Q: Lưu lượng lỏng đầu vào thiết bị, Q= 11,998x10-3 m3/s 48 H: Chiều cao cột áp bơm, chọn H= 20m H2O η: Hiệu suất bơm Bảng 4.7 Hiệu suất số loại bơm Hiệu suất số loại bơm ηo ηtl Bơm pitong 0.8-0.94 Bơm ly tâm 0.85-0.96 0.8-0.85 Bơm xoáy tốc >0.8 >0.7 Bơm khía 0.7-0.9 ηck 0.9-0.95 0.95-0.96 >0.9 (Nguồn : [8]) (Theo bảng II.34- Trang 439- Sổ tay trình thiết bị công nghệ hóa chất tập 1PTS Trần Xoa) Ta có: η = ηo x ηtl x ηck = 0.95 x 0.85 x 0.96 = 0.783(%) N= Bảng 4.8.Hệ số dự trữ theo công suất động Hệ số dự trữ Nđc 50 2-1.5 1.5-1.2 1.2-1.15 1.1 (Nguồn: [8]) Theo bảng II.33 –Trang 440- Sổ tay trình thiết bị công nghệ hóa chất tập 1PTS Trần Xoa,1978) Chọn hệ số dự trữ = 1.2 Công suất bơm Nb = =>Chọn bơm có công suất 11Hp 49 CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN CHI PHÍ 5.1.Chi phí vật tư Bảng 5.1 Chi phí vật tư Bộ phận Vỏ tháp đệm Bu long Đai ốc Lưới phun lỏng Tấm chắn vật liệu đệm Ổng dẫn lỏng Ống dẫn khí vào,ra Mặt bích ống Vật liệu Thép CT3 dày mm Thép M30 100mm Thép M30 Lưới thép Đơn Kích vị thước/số tính lượng 25.0 10 10 Cái Cái Dúng lưới thép phi Đơn giá Thành tiền (VNĐ) (VNĐ) 71.000 29.300 10.200 50.000 1.775.000 293.000 102.000 50.000 15.810 79.050 Thép ống DN150 m 1.443.600 2.887.200 Thép ống DN600 m 4.084.800 8.169.600 kim loại đen Cái 227.600 455.200 Cái 7.819.200 15.638.400 Cái dẫn lỏng Mặt bích ống Mặt bích ống dẫn dẫn khí Bơm dung dịch lỏng Bơm ly tâm lỏng HVP350-17.5 20 50 20.044.00 20.044.000 Bễ chứa NaOH Đệm Bê tông dày 200mm Vòng sứ Raschig Cái Tổng cộng 2.000.000 16.000.000 78.000 2.200 171.600.000 236.087.880 (Nguồn: thông tư 06/2016/TT-BXD) 5.2.Chi phí công trình - Chi phí cho công trình = 10% chi phí vật tư = 21.446.588 VND - Chi phí nhân công : người x 7.000.000 VND/tháng x 12 = 252.000.000 VND/năm KẾT LUẬN Kết luận: - Khí HCl loại khí độc có khả gây tác động xấu đến sức khỏe người môi trường Khí HCl thải từ ngành tôn mạ kẽm mà nhiều nguồn thải trình mạ điện, đốt rác thải công nghiệp, chế biến kim loại… Chính mà phương pháp xử lí HCl tháp hấp thụ (tháp đệm) áp dụng rộng rãi việc xử lí khí SO2 từ nguồn thải khác Nhận xét phương pháp hấp thụ +Ưu điểm: - Rẻ tiền, sử dụng H2O làm dung môi hấp thụ…Các khí độc hại SO2, HCl, HF…có thể xử lí tốt với phương pháp - Có thể sử dụng kết hợp cần rửa khí làm bụi, khí thải có chứa bụi khí độc hại mà chất khí có khả tan tốt nước rửa + Nhược điểm: - Hiệu suất làm không cao, hệ số làm giảm nhiệt độ dòng khí cao nên dùng xử lí dòng khí có nhiệt độ cao 51 - Quá trình hấp thụ trình tỏa nhiệt nên thiết kế, xây dựng vận hành hệ thống, nhiều trường hợp phải lắp thêm thiết bị trao đổi nhiệt tháp hấp thụ để làm nguội thiết bị Như thiết bị trở nên cồng kềnh phức tạp - Dễ xảy tượng ngập lụt tháp ta điều chỉnh mật độ tưới pha lỏng không tốt - Khi chất khí cần xử lí khả hòa tan tốt nước việc lựa chọn dung môi khó khăn Kiến nghị: Dung môi hấp thụ có vai trò quan trọng xử lý khí thải cần phải lựa chọn dung môi hấp thụ qua số tiêu sau: - Độ hòa tan chọn lọc: hòa tan tốt cấu tử cần tách khỏi hỗn hợp khí mà không hòa tan cấu tử lại hòa tan không đáng kể - Độ bay tương đối: dung môi nên có áp suất thấp - Tính ăn mòn dung môi: dung môi nên có tính ăn mòn thấp - Chi phí: dung môi rẻ dễ tìm - Độ nhớt: dung môi có độ nhớt thấp tăng tốc độ hấp thu, độ giảm áp thấp truyền nhiệt tốt, cải thiện điều kiện ngập lụt tháp - Nhiệt dung riêng: thấp để tốn nhiệt hoàn nguyên dung môi - Nhiệt độ sôi: khác xa nhiệt độ sôi chất hòa tan dễ tách cấu tử khỏi dung môi - Nhiệt độ đóng rắn: thấp để tránh tượng đóng rắn làm tắc thiết bị 52 53 ... rắn cứng tạo khí clo HCl Khí HCl chất khí không màu, độc hại, có tính ăn mòn cao, tạo thành khói trắng tiếp xúc với ẩm Khí HCl khí thải phát sinh từ trình sản xuất cần phải xử lý trước xả thải... hệ thống xử khí thải HCl công suất 12000 m3” để hiểu rõ thêm thiết bị quy trình xử lý khí HCl khí thải 2.Yêu cầu thực tiễn mục tiêu đề tài Yêu Cầu thực tiễn: - Giải nồng độ HCl có không khí cho... Thiết kế hệ thống xử lý thải chưa khí HCl Đưa phương pháp xử lý khí HCl Ứng dụng vào thực tế kiến thức học Hiểu rõ tính chất tác hại HCl 3.Phạm vi đề tài - Thời gian nghiên cứu: Từ tháng 13/03/2017–