MỤC LỤC CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 8 I. KHÁI QUÁT 8 1. Rác thải công nghiệp thông thường 8 2. Dầu diesel (DO) 8 II. TÁC HẠI CỦA BỤI 8 III. TÁC HẠI CỦA SO2 9 IV. CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ BỤI 10 1. Phương pháp khô 10 2. Phương pháp ướt 16 V. CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ SO2 17 1. Phương pháp hấp thụ 17 2. Phương pháp hấp phụ 20 CHƯƠNG II: ĐỀ XUẤT VÀ THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 21 A. TÍNH TOÁN LƯU LƯỢNG VÀ NỒNG ĐỘ ĐẦU VÀO 22 B. ĐỀ XUẤT VÀ THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 26 1. Cơ sở lựa chọn công nghệ 26 2. Quy trình công nghệ đề xuất 27 CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN THIẾT BỊ XỬ LÝ 29 A. CYCLON 29 B. THÁP HẤP THỤ 34 C. TÍNH CÁC CÔNG TRÌNH PHỤ TRỢ 51 D. TÍNH CƠ KHÍ 53 E. TÍNH CHIỀU CAO ỐNG KHÓI 62 CHƯƠNG IV: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 64 I. KẾT LUẬN 64 II. KIẾN NGHỊ 64 LỜI CẢM ƠN Trong ba năm học tập tại trường, em chân thành cảm ơn các thầy cô đã tận tình dạy dỗ và truyền đạt cho em rất nhiều kiến thức vô cùng quý báu. Giúp bản thân em nhận thức rõ hơn về ý nghĩa của ngành Môi Trường và trách nhiệm trong tương lai. Để hoàn thành đồ án môn học này, trước hết em xin chân thành cảm ơn thầy PGS. TS Lê Hoàng Nghiêm là giảng viên hướng dẫn trực tiếp, đã quan tâm và tận tình hướng dẫn em trong suốt quá trình thực hiện đồ án. Đồng thời, em cũng xin gửi lời cảm ơn đến các thầy cô trong Khoa Môi Trường đã tạo điều kiện tốt nhất cho chúng em học tập và nghiên cứu. Do thiếu kinh nghiệm thực tế và kiến thức của cá nhân còn hạn chế nên trong quá trình làm bài còn gặp nhiều sai sót. Vì vậy, em mong nhận được sự góp ý của thầy cô để em có thể bổ sung kiến thức cho bản thân mình. Thay mặt cho các sinh viên đang học tập và nghiên cứu, em xin chân thành cảm ơn đến nhà trường và quý thầy cô. NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN DANH MỤC HÌNH VÀ BẢNG Hình 1.1: Các dạng buồng lắng bụi Hình 1.2: Thiết bị lắng bụi quán tính Hình 1.3: Thiết bị lá sách Hình 1.4: Xiclon Hình 1.5: Tháp đệm Hình 1.6: Tháp đĩa Bảng 1.1: Tác hại của SO2 đối với người và động vật Bảng 1.2: Các thông số đặc trưng của thiết bị thu hồi bụi khô Bảng 2.1: Thành phần dầu DO(%) Bảng 2.2: Thành phần rác công nghiệp thông thường (%) Bảng 2.3: Thành phần các chất phát sinh trong quá trình cháy khi đốt nhiên liệu Bảng 2.4: Thành phần các chất phát sinh trong quá trình cháy khi đốt rác Bảng 2.5: Nồng độ các chất ô nhiễm từ lò đốt Bảng 3.1: Hiệu quả lọc theo cỡ hạt của xiclon Bảng 3.2: Hiệu quả lọc theo khối lượng của hệ thống Bảng 3.3: Bảng thể hiện độ hòa tan của SO2 trong nước ở 40oC và áp suất 1 atm Bảng 3.4: Bảng kết quả hệ số Henry Nồng độ phần mole SO2 trong pha khí và pha lỏng Bảng 3.5: Bảng kết quả hệ số Henry Bảng 3.6: Khối lượng riêng của dung dịch NaOH 10% (kgm3) theo nhiệt độ (ở áp suất khí quyển) Bảng 3.7: Độ nhớt động học của dung dịch NaOH 10% theo nhiệt độ Bảng 3.8: Chiều cao phần tách lỏng(Hc) và đáy (Hđ¬¬) Bảng 3.9: Hệ số dự trữ k Bảng 3.10: Hiệu suất của một số loại bơm Bảng 3.11: Hệ số an toàn công suất MỞ ĐẦU Ngày nay, kinh tế của đất nước ngày càng phát triển, đi cùng với sự phát triển đó là các khu công nghiệp, khu chế xuất được đầu tư rất nhiều. Trong đó, các khu công nghiệp có sử dụng lò đốt rác để phục vụ cho việc sản xuất. Các đốt rác phần lớn sử dụng các loại nhiên liệu như: dầu DOFO…. Các loại nhiên liệu đốt của lò tạo ra tro bụi, CO, CO2, SO2, NO2,.... Ở Việt Nam, hầu hết các lò đốt rác đều sử dụng dầu DO làm nhiên liệu đốt. Đây là loại dầu có hàm lượng lưu huỳnh cao, khi cháy sẽ thải ra một lượng lớn khí SO2 – loại khí được xem là độc hại nhất trong họ các khí độc hại thải ra do cháy nhiên liệu. Trong khi đó các nhà đầu tư và các doanh nghiệp vẫn chưa quan tâm lắm đến việc xử lý khí thải, do vậy đa số các lò trên vẫn hoạt động mà không có hệ thống xử lý khí thải, từng giờ từng ngày vẫn thải vào môi trường không khí hàng ngàn hàng triệu tấn các chất khí độc hại gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng. Do đó, có thể nói đề tài “ Lựa chọn phương án công nghệ và tính toán, thiết kế hệ thống xử lý bụi và khí thải lò đốt rác công nghiệp thông thường công suất 3 tấnh” là một đề tài rất hay để nghiên cứu và học tập.
BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TP HCM KHOA MÔI TRƯỜNG ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ THẢI LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN CƠNG NGHỆ VÀ TÍNH TỐN, THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ BỤI VÀ KHÍ THẢI LỊ ĐỐT RÁC CƠNG NGHIỆP THƠNG THƯỜNG CƠNG SUẤT TẤN/H GVHD: PGS TS Lê Hồng Nghiêm SVTH: Phạm Đăng Minh MSSV: 0250020237 Lớp: 02_ĐHKTMT_1 Tháng năm 2016 GVHD: PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm SVTH: Phạm Đăng Minh MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN Trong ba năm học tập trường, em chân thành cảm ơn thầy tận tình dạy dỗ truyền đạt cho em nhiều kiến thức vô quý báu Giúp thân em nhận thức rõ ý nghĩa ngành Môi Trường trách nhiệm tương lai Để hồn thành đồ án mơn học này, trước hết em xin chân thành cảm ơn thầy PGS TS Lê Hoàng Nghiêm giảng viên hướng dẫn trực tiếp, quan tâm tận tình hướng dẫn em suốt trình thực đồ án Đồng thời, em xin gửi lời cảm ơn đến thầy cô Khoa Môi Trường tạo điều kiện tốt cho chúng em học tập nghiên cứu Do thiếu kinh nghiệm thực tế kiến thức cá nhân hạn chế nên q trình làm gặp nhiều sai sót Vì vậy, em mong nhận góp ý thầy để em bổ sung kiến thức cho thân Thay mặt cho sinh viên học tập nghiên cứu, em xin chân thành cảm ơn đến nhà trường q thầy GVHD: PGS.TS Lê Hồng Nghiêm SVTH: Phạm Đăng Minh NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN GVHD: PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm SVTH: Phạm Đăng Minh NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN GVHD: PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm SVTH: Phạm Đăng Minh DANH MỤC HÌNH VÀ BẢNG Hình 1.1: Các dạng buồng lắng bụi Hình 1.2: Thiết bị lắng bụi qn tính Hình 1.3: Thiết bị sách Hình 1.4: Xiclon Hình 1.5: Tháp đệm Hình 1.6: Tháp đĩa Bảng 1.1: Tác hại SO2 người động vật Bảng 1.2: Các thông số đặc trưng thiết bị thu hồi bụi khô Bảng 2.1: Thành phần dầu DO(%) Bảng 2.2: Thành phần rác công nghiệp thông thường (%) Bảng 2.3: Thành phần chất phát sinh trình cháy đốt nhiên liệu Bảng 2.4: Thành phần chất phát sinh trình cháy đốt rác Bảng 2.5: Nồng độ chất ô nhiễm từ lò đốt Bảng 3.1: Hiệu lọc theo cỡ hạt xiclon Bảng 3.2: Hiệu lọc theo khối lượng hệ thống Bảng 3.3: Bảng thể độ hòa tan SO2 nước 40oC áp suất atm Bảng 3.4: Bảng kết hệ số Henry Nồng độ phần mole SO2 pha khí pha lỏng Bảng 3.5: Bảng kết hệ số Henry Bảng 3.6: Khối lượng riêng dung dịch NaOH 10% (kg/m3) theo nhiệt độ (ở áp suất khí quyển) Bảng 3.7: Độ nhớt động học dung dịch NaOH 10% theo nhiệt độ Bảng 3.8: Chiều cao phần tách lỏng(Hc) đáy (Hđ) Bảng 3.9: Hệ số dự trữ k Bảng 3.10: Hiệu suất số loại bơm GVHD: PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm SVTH: Phạm Đăng Minh Bảng 3.11: Hệ số an tồn cơng suất β MỞ ĐẦU Ngày nay, kinh tế đất nước ngày phát triển, với phát triển khu công nghiệp, khu chế xuất đầu tư nhiều Trong đó, khu cơng nghiệp có sử dụng lò đốt rác để phục vụ cho việc sản xuất Các đốt rác phần lớn sử dụng loại nhiên liệu như: dầu DO/FO… Các loại nhiên liệu đốt lò tạo tro bụi, CO, CO 2, SO2, NO2, Ở Việt Nam, hầu hết lò đốt rác sử dụng dầu DO làm nhiên liệu đốt Đây loại dầu có hàm lượng lưu huỳnh cao, cháy thải lượng lớn khí SO – loại khí xem độc hại họ khí độc hại thải cháy nhiên liệu Trong nhà đầu tư doanh nghiệp chưa quan tâm đến việc xử lý khí thải, đa số lò hoạt động mà khơng có hệ thống xử lý khí thải, từng ngày thải vào môi trường khơng khí hàng ngàn hàng triệu chất khí độc hại gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng Do đó, nói đề tài “ Lựa chọn phương án cơng nghệ tính tốn, thiết kế hệ thống xử lý bụi khí thải lò đốt rác cơng nghiệp thông thường công suất tấn/h” đề tài hay để nghiên cứu học tập GVHD: PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm SVTH: Phạm Đăng Minh CHƯƠNG I: TỔNG QUAN I 1.1 1.2 2.1 2.2 II KHÁI QUÁT Rác thải công nghiệp thông thường Khái niệm -Rác thải công nghiệp rác thải từ nhà máy, khu công nghiệp, khu chế xuất,… khơng có giá trị người sử dụng -Rác thải công nghiệp bao gồm: rác từ q trình sinh hoạt cơng nhân, nhân viên (túi, bao bì ni lơng, hộp đựng thức ăn, thức ăn dư thừa…) rác từ trình sản xuất nhà máy Hiện trạng rác thải công nghiệp -Năm 2009, theo kết khảo sát Tổng cục Môi trường, lượng chất thải rắn thông thường phát sinh nước vào khoảng 28 triệu tấn/năm, chất thải rắn công nghiệp thông thường 6,88 triệu tấn/ năm Dầu diesel (DO) Dầu DO gì? -Dầu Diesel ( DO – Diesel Oil) loại nhiên liệu lỏng, nặng dầu lửa xăng, sử dụng chủ yếu cho động Diesel phần sử dụng cho tuabin khí Nhiên liệu Diesel sản xuất từ phân đoạn gasoil sản phẩm trình chưng cất trực tiếp dầu mỏ Ơ nhiễm khơng khí đốt rác cơng nghiệp thơng thường dầu DO -Gần nước ta, xử lý CTR công nghiệp phương pháp thiêu đốt áp dụng phổ biến Tuy nhiên, vấn đề nảy sinh phải xử lý lượng khí thải vơ lớn -Q trình đốt cháy: CTR thông thường + O2 sản phẩm cháy + Q (nhiệt) Sản phẩm: bụi, NOx, SOx, CO2, THC, HCl, HF tro TÁC HẠI CỦA BỤI Bụi phần tử vật chất nhỏ phân tán khơng khí, gồm loại: bụi hữu cơ, bụi vô bụi hỗn hợp Bụi phát sinh từ hoạt động sinh hoạt (ăn ở, vui chơi, học tập ), từ sản xuất, từ giao thông, người Đặc biệt, sản xuất công nghiệp, bụi nguồn thải phổ biến Bụi làm ảnh hưởng đến sức khỏ môi trường sống Đối với sức khỏe người -Gây ảnh hưởng đến sức khoẻ: hệ hô hấp (gây viêm phổi, ung thư phổi), da giảm tầm nhìn Đối với mơi trường tự nhiên -Có khả ăn mòn vật liệu kết hợp với chất khí có tính ăn mòn -Bụi khơng có khả gây hại cho thực vật trừ bụi có tính ăn mòn cao, lắng đọng q nhiều làm giảm khả quang hợp cho Ví dụ: bụi xi măng lắp đầy lỗ GVHD: PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm SVTH: Phạm Đăng Minh khí khổng, bao quanh hạt diệp lục làm giảm khả quang hợp, tăng khả nhiễm bệnh, giảm sức sống, giảm khả thụ phấn -Gây ô nhiễm nguồn nước TÁC HẠI CỦA SO2 -Khí sunfurơ chất khí khơng màu, có mùi hăng cay nồng độ khí 1ppm, sản phẩm q trình đốt cháy nhiên liệu có chưa lưu huỳnh -SO2 có tỷ trọng d=2,92, tan nhiều nước nên dễ phản ứng với quan hô hấp người động vật III -Tác hại SO2 hình thành axid H2SO3, H2SO4 Bảng 1.1 : Tác hại SO2 người động vật 20-30 mg SO2/m3 Giới hạn độc tính 50 mg SO2/m3 Tác hại đường hô hấp, ho 130-260 mg SO2/m3 Liều nguy hiểm sau hít thở (30-60 phút) 260-1000 mg SO2/m3 Liều gây chết nhanh (30-60 phút) Đối với người động vật: -Độc tính làm rối loạn chuyển hóa protein đường, gây thiếu vitamin B, C, ức chế enzyme, tạo methemoglobine để chuyển Fe2+ (hoà tan) thành Fe3+(kết tủa) gây tắc nghẽn mạch máu làm giảm khả vận chuyển ôxy hồng cầu, gây co hẹp dây quản, khó thở -Hít lượng lớn SO2 có nồng độ từ 260-1000 mg/m3 vòng 30-60 phút gây tử nhanh -Gây bệnh cho người viêm phổi, mắt -SO2 nhiễm độc qua da làm giảm dự trữ kiềm máu, đào thải amoniac nước tiểu kiềm nước bọt Đối với thực vật: GVHD: PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm SVTH: Phạm Đăng Minh -Ảnh hưởng đến sinh trưởng rau (nồng độ SO2 0,03 ppm) -Các loại thực vật nhạy cảm với SO2 : rêu, địa y…lá vàng úa bị rụng -Mưa axit gây tổn thương cho cối, cản trở sinh trưởng phận rễ, suy giảm khả chống bệnh sâu hại Làm axit hóa đất , giải phóng ion kim loại đất gây độc cho thực vật IV CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ BỤI Phương pháp khô 1.1 Thiết bị thu hồi bụi Bảng 1.2 Các thông số đặc trưng thiết bị thu hồi bụi khô STT Thiết bị Năng suất tối đa (m3/h) Hiệu xử lý Trở lực (Pa) Giới hạn nhiệt độ ( 0C) a) Buồng lắng Không giới hn (> 50àm);80 90% 50 ữ 130 350 ữ 550 Xiclon 85.000 (> 10àm);50 90% 250 ữ 1.500 350 ÷ 550 Thiết bị gió xốy 30.000 (> µm);90% 5àm);90% 750 ữ 1.500 350 ữ 450 Thiết bị lắng qn tính 127.500 (> µm);90% 750 ÷ 1.500 < 400 Thiết bị thu hồi bụi động 42.500 ( > µm );90% < 400 Buồng lắng bụi Thu gom bụi hoạt động theo nguyên lý sử dụng lực hấp dẫn, trọng lực để lắng đọng phần tử bụi khỏi khơng khí Ưu điểm: • • • • Có thể thu gom hạt bụi có kích thước lớn 10 Thiết bị đơn giản, dễ chế tạo Chi phí vận hành bảo trì thấp Thường sử dụng để làm sơ GVHD: PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm SVTH: Phạm Đăng Minh àm Nhc im Buồng có kích thước lớn, thiết bị cồng kềnh Khó dọn vệ sinh Vận tốc dòng khí nhỏ 1-2 m/s µm Xử lý hiệu hạt > 50 Khơng xử lý bụi có kích thước nhỏ Hiệu xử lý thường đạt < 70% Một số dạng buồng lắng bụi: a a c c a) Buồng đơn b) Buồng có vách ngăn c) Buồng nhiều tầng Hình 1.1:Các dạng buồng lắng bụi b) Thiết bị lắng quán tính -Nguyên lý hoạt động: Khi đột ngột thay đổi chuyển hướng chuyển động dòng khí, hạt bụi tác dụng lực quán tính tiếp tục chuyển động theo hướng cũ tách khỏi khí, rơi vào bình chứa -Vận tốc khí thiết bị khoảng m/s, ống vào khoảng 10 m/s Hiệu xử lý thiết bị dạng từ (65÷80)% hạt bụi có kích thc (25ữ30 )àm Tr lc ca chỳng khong (150ữ390) N/m2 GVHD: PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm SVTH: Phạm Đăng Minh 10 ∆H: tổn thất cục tổn thất dọc đường bơm Áp suất toàn phần (bỏ qua trở lực đường ống) (mdd)=(mH2O) Hiệu suất tổng cộng bơm η = η0ηtlη ck = 0,95.0,83.0,93 = 0,733 Bảng 3.10: Hiệu suất số loại bơm ηtl η0 Loại bơm ηck Bơm pittong 0,8-0,94 0,9-0,95 Bơm ly tâm 0,85-0,96 0,8-0,85 0,92-0,96 Bơm xoáy lốc >0,8 >0,7 >0,9 Bơm khía 0,7-0,9 ( Trích Bảng II.32, trang 439, Sổ tay Q trình thiết bị cơng nghệ hóa chấtTập 1- NXB Khoa học Kỹ thuật ) Công suất yêu cầu bơm 0,353.8,52.1106 ,75.9,81 = 44,5kW 1000.0,733 N= Công suất làm việc bơm: N tt = β N = 1,16.44,5 = 51,62kW Bảng 3.11: Hệ số an tồn cơng suất N(kW) β β 50 1,1 (Trích Bảng 1.1, trang 8-Bài tập Các trình học - Nguyễn Văn Lục Hồng Minh Nam - NXB ĐHQG Tp.HCM) D TÍNH CƠ KHÍ GVHD: PGS.TS Lê Hồng Nghiêm SVTH: Phạm Đăng Minh 49 I Tính đường ống dẫn Đường ống dẫn khí vào tháp giải nhiệt, vào xiclon Chọn vận tốc khí vào xiclon v=20 m/s Dx = 31608 π 20.3600 = 0,75m Chọn Dx =750mm Đường ống dẫn khí vào tháp hấp thụ Vận tốc khí ống khoảng 10 – 30 m/s, ta chọn vận tốc dòng khí vào vận tốc dòng khí v1 = v2 = 20 (m/s) Khối lượng phân tử pha khí đầu vào Lưu lượng khí vào Đường kính ống dẫn khí vào tháp hấp thụ D1 = Qvào 4,4 = = 0,53m π 0,785.20 v1 Khối lượng phân tử pha khí đầu Lưu lượng khí Đường kính ống dẫn khí tháp hấp thụ GVHD: PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm SVTH: Phạm Đăng Minh 50 D2 = Q = π v 4,2 = 0,52 0,785.20 (m) Chọn đường kính ống dẫn D1 = D2 = 550 (mm) Đường ống dẫn lỏng vào tháp hấp thụ Vận tốc lỏng khoảng – (m/s) Chọn vận tốc ống dẫn lỏng vào v3 = 2,5 (m/s) - Khối lượng riêng NaOH 10% 250C: p = 1109 + - Lưu lượng lỏng vào: Qv = m3/s Đường kính ống dẫn lỏng vào Chọn đường kính ống dẫn D3 =300 (mm) Đường ống dẫn khí tháp hấp thụ Chọn vận tốc ống dẫn lỏng v4 = (m/s) - Lưu lượng lỏng ra: Qr= m3/s Đường kính ống dẫn lỏng vào Chọn đường kính ống D4 = 350 (mm) II Tính thân tháp Với D= 2800 mm Ta chọn thép X18H10T, vật liệu có ứng suất cho phép tiêu chuẩn sau: Ứng suất kéo tiêu chuẩn : σk = 550.106 N/m2 Ứng suất chảy tiêu chuẩn : σc = 220.106 N/m2 Thân thiết bị gia công phương pháp hàn Hệ số hiệu chỉnh η=1 Hệ số an toàn bền kéo: nk = 2,6 Hệ số an toàn bền chảy: nc= 1,5 GVHD: PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm SVTH: Phạm Đăng Minh 51 Hệ số bền mối hàn: ϕh = 0,95 thép (Nguồn: Sổ tay q trình thiết bị hóa chất tập 2) Ứng suất cho phép tiêu chuẩn: [σ k ] = σ k ⋅ η = 550.10 ⋅ = 211,5.106 N nk 2,6 [σ k ] = σ c ⋅ η = 220.10 nc 1,5 ( m) ) ⋅ = 146,7.10 ( N mm Lấy giá trị nhỏ hơn, [σk] = 146,7.106 N/m2 để tính tốn tiếp Áp suất tính tốn: Plàm việc = 1at = 1,0133.105 N/m2 P = Plàm việc + Pthuỷ tĩnh = Plàm việc + ρ.g.H =1,0133.105 +1100.9,81.8,2=1,9.105 N/m2 [σ ] ⋅ ϕ P h 146,7.10 = ⋅ 0,95 = 733,5 > 50 1,9.10 Khi bề dày thân tháp tính theo cơng thức: S= Dt ⋅ Pt +C ⋅ [σ k ] ⋅ ϕ h Trong đó: : đường kính tháp (= 1,2 m) C = C + C2 + C3 C1: hệ số bổ sung ăn mòn (Đối với vật liệu bền có tốc độ ăn mòn 0,05-0,1 mm/năm,ta chọn C1 = 1mm tính theo thời gian làm việc từ 15-20 năm) C2: hệ số bổ sung hao mòn (C2 = 0) C3: hệ số bổ sung dung sai chiều dày (Tra bảng XIII.9 – Sổ tay trình thiết bị tập 2) C3 = 0,8 mm C = 1+ + 0,8 = 1,8 mm =1,8.10-3 mm - Bề dày thân tháp: S= ⋅ 1,9.105 + 1,8.10 −3 = 4,53.10 −3 m = 4,53mm ⋅ 146,7.10 ⋅ 0,95 GVHD: PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm SVTH: Phạm Đăng Minh 52 Chọn S=8 mm Kiểm tra điều kiện : S − Ca − = = 0,0025 < 0,1 Dt 2800 2.[σ k ].ϕ h ( S − C a ) 2.146,7.10 6.0,95.( − 1).10 −3 [ P] = = = 6,95.10 > 1,9.10 −3 Dt + ( S − C a ) 2,8 + (8 − 1).10 → Kiểm tra lại áp suất thành thiết bị theo áp suất thử tính tốn Áp suất thử P0 tính theo công thức bảng XIII – –tập Sổ tay thiết bị: P0 = 1,5.P = 1,5.1,9.105 = 28,5.104 (N/m2) Ứng suất theo thành áp suất thử tính tốn: [ D + ( S − C )].P σ= 2.( S − C ).ϕ h [2,8 + (8 − 1,8).10 ].28,5.10 = −3 2.( − 1,8).10 0,95 σ c 220.10 = = 183,33.10 1,2 1,2 Xét: −3 = 6,79.10 (N/m2) (N/m2) > σ Vậy S = mm hợp lý Khối lượng thân tháp M1 = π π ( Dn − Dt2 ) H ρ = ( 2,816 − 2,8 ).8,2.7,9 × 10 = 4571,7 4 Tính nắp đáy tháp III Chọn nắp đáy thiết bị dạng elip tiêu chuẩn, có gờ Tra bảng XIII – 11 –tập sổ tay thiết bị, ta có Chiều cao gờ h = 40 mm - Bề mặt F = 8,87 m2 Tra bảng XIII – 10 tập sổ tay thiết bị, ta có hb = 700 mm Chiều dày nắp, đáy GVHD: PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm SVTH: Phạm Đăng Minh 53 kg k = 1− S= d 400 = 1− = 0,857 Dt 2800 Dt P D 2,8.1,9.105 2,8 t +C = + C = 2,35.10 −3 + C 3,8.[σ k ].k ϕ h 2.hb 3,8.146,7.10 0,857.0,95 2.0,7 Lấy C giống bề dày thân S = 2,35 + 1,8 = 4,15 (mm) Chọn S = 12 mm Kiểm tra ứng suất cho phép theo áp suất thử P0 σ= [ Dt + 2.hb ( S − C )].P 7,6.k ϕ h hb ( S − C ) = [2,8 + 2.0,7.(12 − 1,8).10 ].28,5.10 −3 7,6.0,857.0,95.0,7.(12 − 1,8).10 −3 = 17,8.10 σ / 1,2 < Vậy chọn S=12 (mm) hợp lý Khối lượng nắp elip tra bảng XIII 11 trang 384 - Sổ tay trình thiết bị hóa chất tập 2, ta có M=842 kg Đối với thép khơng gỉ khối lượng nắp elip M=1,01.842=850,42 kg Khối lượng nắp đáy elip M2=2.850,42=1700,84 kg IV Tính bích Tính bích nối đáy tháp với thân, chọn bích liền thép để nối thiết bị Theo bảng XIII.27- trang 417- Sổ tay trình thiết bị hóa chất tập 2, ta có thơng số đo bích sau: Đường kính trong: Dt =2800 mm Đường kính ngồi Dn=2800+2.8=2816(mm) Đường kính ngồi bích :D =2970 Đường kính tâm bu lon:Dbl=2910 mm Đường kính mép vát :Dl=2870 mm GVHD: PGS.TS Lê Hồng Nghiêm SVTH: Phạm Đăng Minh 54 Đường kính Bulon: db=M27 Số bulon :z=60 Chiều cao bích: h = 40 mm Khối lượng bích: (kg) π π ( D − Dn2 ).h.ρ = ( 2,97 − 2,816 ).0,04.7,9 × 10 = 221,15 4 m1 = kg Tính mặt bích nối ống dẫn thiết bị Ống dẫn lỏng vào: D3 = 300 mm Chọn loại bích liền kim loại đen để nối Theo bảng XIII.26- trang 417- Sổ tay trình thiết bị hóa chất tập 2, ta có thơng số đo bích sau: Đường kính ngồi Dn =325 mm Đường kính ngồi bích :D =435 mm Đường kính tâm bu long:Dbl =395 mm Đường kính mép vát :Dl= 365 mm Đường kính Bulon: db=M20 Số bulon: z=12 Chiều cao bích: h = 22 mm m2 = π π ( D − Dn2 ).h.ρ = ( 0,4352 − 0,3252 ).0,022.7,9 × 10 = 11,41 4 (kg) Ống dẫn lỏng ra: D4 = 350 mm Chọn loại bích liền kim loại đen để nối Theo bảng XIII.26- trang 417- Sổ tay trình thiết bị hóa chất tập 2, ta có thơng số đo bích sau: Đường kính ngồi Dn =377 mm Đường kính ngồi bích :D =485 mm Đường kính tâm bu long:Dbl =445 mm Đường kính mép vát :Dl= 415 mm Đường kính Bulon: db=M20 GVHD: PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm SVTH: Phạm Đăng Minh 55 Số bulon: z=12 Chiều cao bích: h = 22 mm m3 = π π ( D − Dn2 ).h.ρ = ( 0,4852 − 0,3772 ).0,022.7,9 × 10 = 12,71 4 (kg) Ống dẫn khí vào ra: D1= D2 = 550 mm Chọn loại bích liền thép để nối Theo bảng XIII.27- trang 417- Sổ tay trình thiết bị hóa chất tập 2, ta có thơng số đo bích sau: Đường kính ngồi Dn =580 mm Đường kính ngồi bích :D =680 mm Đường kính tâm bu lon:Dbl =630 mm Đường kính mép vát :Dl= 600 mm Đường kính Bulon: db=M20 Số bulon: z=20 Chiều cao bích: h = 20 mm m4 = π π ( D − Dn2 ).h.ρ = ( 0,68 − 0,582 ).0,02.7,9 × 10 = 15,64 4 (kg) Tính tổng khối lượng bích: mb = 2m1 + 2m2 + 2m3+ 4m4 = 553,1 (kg) Đĩa phân phối Đường kính tháp Dt = 2800 mm Tra bảng IX.22 trang 230- Sổ tay q trình thiết bị hóa chất tập 2, ta có: • Đường kính đĩa Dđ = 1750 mm • Ống dẫn chất lỏng d×S = 95 × 2,5 • Chọn dùng đĩa phân phối loại làm thép khơng gỉ X18H10T • Số lượng ống dẫn chất lỏng = 70 • Bước lỗ t =160 mm GVHD: PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm SVTH: Phạm Đăng Minh 56 Lưới đỡ đệm Tra bảng IX.22 trang 230- Sổ tay q trình thiết bị hóa chất tập 2, ta có: Từ đường kính Dt = 2800 mm Chọn đường kính lưới Dl = 2760 mm Chiều rộng bước b = 41,5 (đệm 50×50) Tính tai treo đỡ đệm Khối lượng đệm kg mddđ Khối lượng dung dịch thấm qua đệm π D π D = ( hđ ) − ( hđ Vt ).ρ l π 2,8 π 2,8 = ( 4) − ( 4.0,79).1100 2 =5689,55 (kg) Khối lượng đĩa phân phối khí, lưới đỡ đệm, cử nhập tháo đệm, bu long có khối lượng nhỏ so với khối lượng dung dịch tháp nên bỏ qua Suy khối lượng toàn tháp = M1+M2+mb +mđ+ mddđ =22244,07 kg ⇒ tải trọng tồn tháp P = ∑m× g = 22244,07.9,81=218214,33 (N) Chọn tháp có chân đỡ làm thép CT3 ⇒ Tải trọng đặt lên chân đỡ • G= P 218214,33 = = 54553,58( N / m ) 4 Chọn tải trọng cho phép chân đỡ G=8.104 N/m2 Tra bảng sổ tay tập ta L B B1 B2 320 265 270 400 GVHD: PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm SVTH: Phạm Đăng Minh H mm 500 57 h S l d 275 22 120 34 • Tai Treo Chọn tháp có tai treo, vật liệu làm tai treo thép CT3 Suy tải trọng đặt lên tai treo P 218214,33 = = 54553,58( N / m ) 4 G= Chọn tải trọng cho phép tai treo G = 8×104 N Tra bảng ta L B B1 H S l a d 14 120 25 34 mm 270 E 240 240 420 TÍNH CHIỀU CAO ỐNG KHĨI Chọn đường kính ống khói : D = 0,75 m Vận tốc khí ống khói : v= 4.Q 4.31585 = = 20 π D π 3600.0,752 (m/s) Chiều cao ống khói : Đối với nguồn nóng, nồng độ cực đại mặt đất C max = A.M F m.n H ( Q.∆T ) / ( CT 3.82 – Ơ nhiễm khơng khí XL khí thải 1) → A.M F m.n C max ( Q.∆T ) / H= Trong : A : hệ số kể đến độ ổn định khí GVHD: PGS.TS Lê Hồng Nghiêm SVTH: Phạm Đăng Minh 58 ÷ Đối với phần lớn địa phương Việt Nam, A = 200 240 Chọn A = 220 Cmax : nồng độ tiêu chuẩn thải SO2 : Cmax = 0,15 ( g/m3 ) Q : lưu lượng khí thải = 31585 ( m3/h) = 8,77 (m3/s) M : lượng chất thải ống khói giây : M = Cmax Q = 0,15 31585 = 4737,75 (g/h) = 1,32 (g/s) F : hệ số kể đến loại chất khuyếch tán Đối với khí , F = ΔT : hiệu số nhiệt độ khí thải nhiệt độ khí : ΔT = 40 – 30 = 10oC ( Coi khí có T = 30oC) m, n : hệ số không thứ nguyên kể đến điều kiện khí thải miệng ống khói : Chọn chiều cao ống khói H =12 (m) f + 0,34.3 f ) −1 + m = ( 0,67 + 0,1 f = 10 mà w D 20 0,75 = 10 = H ∆T 12 2.10 m = ( 0,67 + 0,1 208,3 208,3 + 0,34.3 208,3 ) −1 = 0,24 + Đối với nguồn nóng : VM = 0,65 Vì 0,3 n=3- Q ∆ T 8,77.10 = 0,65.3 = 1,26 H 12 ≤ VM ≤ (m/s) nên (V M − 0,3)( 4,36 − V M ) = 1,27 Thay giá trị m, n vào biểu thức tính chiều cao ống khói : GVHD: PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm SVTH: Phạm Đăng Minh 59 220.1,32.1.0,242.1,27 = 11,57 0,15.( 8,77.10)1 / H= (m) Kiểm tra : (H-Hchọn )/Hchọn = (12-11,57)/12 = 3,58% < % Vậy chọn chiều cao ống khói H = 12 m Tuy nhiên chiều cao hiệu dụng ống khói phải cao chiều cao nhà vùng lân cận Tuỳ theo vị trí đặt nhà máy mà chiều cao ống khói cao chiều cao vừa chọn Thường chọn H = 20 m GVHD: PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm SVTH: Phạm Đăng Minh 60 CHƯƠNG IV: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ I KẾT LUẬN Khi đốt rác với nhiên liệu dầu DO thành phần khí thải sinh chủ yếu là: SO2 SO3, CO, tro bụi, dầu, NOx Trong đó, ta đặc biệt ý đến khí SO2 thành phần dầu DO chứa lượng lưu huỳnh đáng kể Tháp hấp thụ thiết bị phổ biến có nhiều ưu điểm nên dùng phổ biến để xử lý SO2 Cơng nghệ xử lý khí thải đề xuất phù hợp với đặc điểm tính chất nguồn khí thải Nồng độ chất nhiễm sau quy trình xử lí đạt Cột B QCVN 30:2012/BTNMT Cơng nghệ đánh giá hiệu suất xử lý, khả áp dụng, giá thành, khả vận hành với điều kiện thực tế kinh tế nước ta Việc dung dịch hấp thụ tuần hoàn mang lại lợi ích kinh tế q trình xử lý II KIẾN NGHỊ Dầu DO ngày sử dụng rộng rãi lò đốt rác cơng nghiệp Vì việc đầu tư hệ thống xử lý khí thải đặc biệt khí SO2 cần thiết Đối với hệ thống xử lý khí thải nói chung khí thải từ lò đốt dùng nhiên liệu dầu DO cơng tác kiểm tra, theo dõi phải thực thường xuyên để đảm bảo chất lượng khí thải đầu GVHD: PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm SVTH: Phạm Đăng Minh 61 TÀI LIỆU THAM KHẢO Quá trình thiết bị cơng nghệ hóa học thực phẩm, tập – Khuấy, Lắng lọc – Nguyễn Văn Lụa – NXB ĐHQG Tp.HCM Q trình thiết bị cơng nghệ hóa học thực phẩm, tập – Truyền khối – Vũ Bá Minh – NXB ĐHQG Tp.HCM Ơ nhiễm khơng khí xử lí khí thải, tập – Lý thuyết tính tốn cơng nghệ xử lí khí độc hại – Trần Ngọc Chấn – NXB Khoa học Kỹ thuật Hà Nội Kỹ thuật xử lí khí thải cơng nghiệp – Phạm Văn Bơn – Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM Quá trình thiết bị cơng nghệ hóa học thực phẩm - Bài tập Các trình học– Nguyễn Văn Lục, Hồng Minh Nam – NXB ĐHQG Tp.HCM Q trình thiết bị cơng nghệ hóa học thực phẩm - Bài tập Truyền khối – Trịnh Văn Dũng– NXB ĐHQG Tp.HCM Q trình thiết bị cơng nghệ hóa học thực phẩm – Bảng tra cứu Quá trình học Truyền nhiệt, truyền khối– NXB ĐHQG Tp.HCM Sổ tay q trình thiết bị cơng nghệ hóa chất, tập – Trần Xoa – NXB Khoa học Kỹ thuật Hà Nội Sổ tay trình thiết bị cơng nghệ hóa chất, tập – NXB Khoa học Kỹ thuật Hà Nội 10 Tài liệu học tập mơn Kỹ thuật xử lí khí thải –Quá trình hấp thụ - CBGD Dư Mỹ Lệ 11 Sổ tay hướng dẫn Xử lí nhiễm mơi trường sản xuất tiểu thủ công nghiệp – tập 2, Xử lí khói thải lò – Sở Khoa học, Cơng nghệ Mơi Trường Tp.HCM 12 Kiểm sốt ô nhiễm không khí – PGS.TS.Nguyễn Đinh Tuấn (Chủ biên) – THS Nguyễn Thanh Hùng GVHD: PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm SVTH: Phạm Đăng Minh 62 http://moitruongsach.vn/van-hanh-he-thong-xu-ly-nuoc-thai-nhung-van-de-thuong-gap-va-cach-khacphuc/ http://hoanganhjsc.com.vn/bai-viet/Cong-nghe-xu-ly-SBR-149-202-698.html http://moitruongsach.vn/xu-ly-nuoc-thai-bang-cong-nghe-sbr-2014/ http://congtycaonguyenxanh.com/thiet-ke-thi-cong/xu-ly-nuoc-thai-nganh-san-xuat-bia.html http://www.kythuatxulymoitruong.com/2016/08/thiet-ke-van-hanh-be-phan-ung-uasb.html http://www.kythuatxulymoitruong.com/2016/04/be-uasb-xu-ly-nuoc-thai-cong-nghe-ky-khi.html GVHD: PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm SVTH: Phạm Đăng Minh 63 ... Nm3/kg rác 0,00082 Nm3/kg rác 0,0 036 9 Nm3/kg rác 0,60782 VCO GVHD: PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm SVTH: Phạm Đăng Minh 23 Nm3/kg rác 0,96226 Nm3/kg rác 3, 09271 Nm3/kg rác 0, 136 79 10 Nm3/kg rác 0,0 035 4... 0,0 035 4 11 Nm3/kg rác 0,00177 12 Nm3/kg rác 0,0 035 4 14 Nm3/kg rác 4,80 232 m3/s 6, 93 16 g/s 1,999 43 17 g/s 6,9 833 3 18 g/Nm3 0,288 19 g/Nm3 1,008 15 Lt Bảng 2.5: Nồng độ chất ô nhiễm từ lò đốt Chỉ... rác đốt 30 00kg Với cách tính tốn tương tự ta có kết bảng Bảng 2.4: Nồng độ chất phát sinh trình cháy đốt rác STT Thông số Đơn vị Kết V0 Nm3/kg rác 3, 170 63 Va Nm3/kg rác 3, 25687 Vt Nm3/kg rác 3, 90824