BÀI TẬP LỚN MÔN HỌC KỸ THUẬT XỬ LÝ KHÍ THẢI

Yêu cầu: Tính toán sản phẩm cháy Tính toán nồng độ chất ô nhiễm tại miệng ống khói So sánh nồng độ Cmax các chất SO2, CO, bụi với QCVN 192009BTNMT. Từ đó xác định chất ô nhiễm cần phải xử lý. Đề xuất ra công nghệ xử lý khí hoặc bụi ô nhiễm. Tính toán thiết bị xử lý. Bài làm: A. Tính toán số liệu quá trình cháy Nhiệt năng của nhiên liệu theo công thức Mendeleev: QP = 81Cp +246Hp – 26(Op – Sp) – 6Wp = 81 . 79 + 246 . 2,15 – 26(2,79 – 3,9) – 6 . 5 = 6926,76 kcalkgNL 1. Các đại lượng của quá trình cháy được tính toán như sau

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN LỚP 09CMT  BÀI TẬP LỚN MƠN HỌC KỸ THUẬT XỬ LÝ KHÍ THẢI GVHD : Sinh viên: MSSV : Cao Minh Ngọc Lã Đình Hoan 0922090 NHĨM 1: NHIÊN LIỆU DẦU F.0 CẤP ỔN ĐỊNH KHÍ QUYỂN: D Mã số đề: 32 TT Cp (%) Hp (%) Np (%) Sp (%) Ap (% ) 32 79 2,15 2,79 3,16 3,9 Op (%) Dung Wp ẩm (%) d (g/kg) 15 Chiều cao ống khói h(m) Địa điểm B (kg/h) D (mm) Nhiệt độ khói TK(0C) 16 Hà Nam 80 400 140 u cầu: - Tính tốn sản phẩm cháy - Tính tốn nồng độ chất nhiễm miệng ống khói - So sánh nồng độ Cmax chất SO2, CO, bụi với QCVN 19/2009-BTNMT - Từ xác định chất ô nhiễm cần phải xử lý - Đề xuất cơng nghệ xử lý khí bụi nhiễm - Tính tốn thiết bị xử lý Bài làm: A Tính tốn số liệu q trình cháy Nhiệt nhiên liệu theo công thức Mendeleev: QP = 81Cp +246Hp – 26(Op – Sp) – 6Wp = 81 79 + 246 2,15 – 26(2,79 – 3,9) – = 6926,76 kcal/kgNL Các đại lượng trình cháy tính tốn sau T T Đại lượng tính tốn Cơng thức Lượng khơng khí khơ lý VO = 0,089CP + 0,264HP – 0,0333(OP – SP) thuyết cần cho trình =0,089.79 + 0,264.2,15 - 0,0333.(2,79-3,9) cháy Kết 7,636 m chuẩn/kgNL Lượng khơng khí ẩm lý thuyết cần cho trình Va = (1 + 0,0016d)VO = (1 + 0,0016.15) 7,636 cháy (ở t = 30oC; ϕ = 65% → d = 17g/kg) Lượng khơng khí ẩm thực V = αV t a tế với hệ số thừa khơng khí = 1,4 7,819 α = 1,2 ÷ 1,6 7,819 m chuẩn/kgNL 10,947 m chuẩn/kgNL VSO2 = 0,683.10-2SP= 0,683 10-2 3,9 Lượng khí SO2 SPC Lượng khí CO SPC -2 với hệ số cháy khơng hồn VCO = 1,865.10 ηCP tồn hố học học = 1,865 10-2 0,03 79 η (η = 0,01 ÷ 0,05) VCO2 = 1,853.10-2(1 - η)CP Lượng khí CO2 SPC Lượng nước SPC Lượng khí N2 SPC Lượng khí O2 khơng VO2 = 0,21(α - 1)Va khí thừa = 0,21 (1,4 -1) 7,819 10 -3 1,18 Lượng khí NOx SPC M NO.= 1,723.10 B (Nhiên liệu dầu) = 1,723.10-3.801,18 11 Lượng SPC tổng cộng V = V + V + V + V + V + V SPC SO2 CO CO2 H2O N2 O2 (tức lượng khói thải = 0,027 + 0,044 + 1,42 + 0,563 + 8,673 + 0,657 tổng số mục từ ÷ 9) 12 Lượng khói (SPC) điều L = VSPC.B/3600 kiện chuẩn t= 0oC; C = 11,384.80/3600 p=760mmHg 13 Lượng khói (SPC) điều LT = LC(273 +tkhói)/273 kiện thực tế tkhói = 140oC = 0,253(273+140)/273 14 Lượng khí SO2 với γSO2 MSO2 = (10 VSO2.B γSO2)/3600 =2,926 kg/m3chuẩn = (103 0,027 80 2,926)/3600 15 Lượng khí CO với γCO =1,25 kg/m3chuẩn -2 = 1,853.10 ( 1- 0,03) 79 0,027 m chuẩn/kgNL 0,044 m chuẩn/kgNL 1,42 m chuẩn/kgNL VH2O = 0,111HP + 0,0124WP + 0,0016dVt = 0,111.2,15 + 0,0124.5 + 0,0016.15 10,947 0,563 m chuẩn/kgNL VN2 = 0,8.10-2Np+ 0,79Vt 8,673 m3chuẩn/kgNL -2 = 0,8.10 3,16+ 0,79 10,947 MCO = (103VCO.B γCO)/3600 = (103 0,044 80 1,25)/3600 16 Lượng khí CO2 với γCO2 MCO2 =(10 VCO2.B γCO2)/3600 =1,977 kg/m3chuẩn =(103 1,42 80 1,977)/3600 17 Tải lượng khí NOx (Nhiên MNOx = 103.0,303/3600 liệu Dầu) 0,657 m chuẩn/kgNL 0,303 m3kg/h 11,384 m chuẩn/kgNL 0,253 m3/s 0,383 m3/s 1378,8 m3/h 1,756 g/s 1,222 g/s 62,385 g/s 0,084 g/s 18 19 Lượng tro bụi với hệ số tro bay theo khói a= 0,1÷ 0,85 Mbụi = 10.a.AP.B/3600 = 10 0,5 80/3600 Nồng độ phát thải chất ô nhiễm CfthSO2 = MSO2/LT = 1,756 /0,383 Khí SO2 CfthCO = MCO/LT = 1,222 /0,383 Khí CO CfthCO2 = MCO2/LT = 62,385 /0,383 Khí CO2 CfthNOx = MNOx/LT = 0,084/0,383 Khí NO2 CBụi = Mbụi/LT = 0,444/0,383 Bụi So sánh số liệu với tiêu chuẩn Do lưu lượng nguồn thải (1378,8 m3/h) < 20.000 m3/h nên ta lấy hệ số Kp=1 Cơng thức tính nồng độ bụi chất vơ tối đa khí thải cơng nghiệp là: Cmax= C Kp Cơng thức khơng có Kv khơng bít tính vùng C tính theo QCVN 19-2009 lấy nồng độ theo cột B: Nồng độ CO 1000 mg/m3 Nồng độ SO2 500 mg/m3 Nồng độ bụi 200 mg/m3 Nồng độ NOx 850 mg/m3 So sánh : CfthSO2 = 4585 mg/m3 > CmaxSO2 = 500mg/m3 CfthCO = 3191 mg/m3 > CmaxCO = 1000mg/m3 Cfthbụi = 1159 mg/m3 > Cmaxbụi = 200mg/m3 CfthNOx = 219 mg/m3 < CmaxNOx = 850mg/m3 Như vậy, chất ô nhiễm cần xử lý bụi, CO SO2 SO2 vượt tiêu chuẩn 9,17 lần CO vượt tiêu chuẩn 3,191 lần Bụi vượt tiêu chuẩn 5,8 lần B Tính tốn thiết bị lọc khí thải cho nhà máy Xử lý bụi Do lưu lượng bụi không lớn nên ta dùng túi bụi để lọc 0,444 g/s 4,585 g/m3 3,191 g/m3 162,885 g/m3 0,219 g/m3 1,159 g/m3 Lượng bụi phát thải 1378,8 m3/h , theo quy chuẩn bụi cho phép 200 mg/m3 Do = 5,8 > nên ta lấy η = 80 m3/m2.h SA= = = 17,235 m2 H = 2,5 3,5 m D = 200 350 mm Chọn H = m D = 250 mm = 0,25 m S1= D.H + = 3,14 0,25 + = 2,4 m2 Số lượng túi n= = 7,18 Vậy cần số lượng túi túi Xử lý khí nhiễm SO2 Sử dụng tháp rỗng có chứa lớp đệm phun NaOH lên lớp đệm để hấp phụ SO2 Lưu lượng 1378,8 m3/h v= 0,1 ÷ 1,2 nên chọn v = m/s = 3600 m/h L= = 0,383 m = 0,698 m H = 2,5.D = 2,5 0,698 = 1,745 m Thơi gian lưu: tL = = = 4,85.10-4 h = 1,745 s Xử lý khí ô nhiễm CO Nên áp dụng phương pháp xử lý cách thiêu đốt Phương pháp phân hủy hoàn toàn CO, cho hiệu xử lý cao, khơng cần phải hồn ngun phương pháp xử lý khác Đồng thời thu hồi, tận dụng nhiệt thải trình thiêu đốt Tuy nhiên cần ý đến việc cấp thêm nhiên liệu bổ sung q trình thiêu đốt chi phí đầu tư thiết bị, vận hành tương đối lớn Phản ứng hóa học xảy q trình thiêu đốt: CO + O2 → CO2 Đầu khí CO2 khơng phải khí gây nhiễm  ... 4,85.10-4 h = 1,745 s Xử lý khí nhiễm CO Nên áp dụng phương pháp xử lý cách thiêu đốt Phương pháp phân hủy hồn tồn CO, cho hiệu xử lý cao, khơng cần phải hồn nguyên phương pháp xử lý khác Đồng thời... bụi với QCVN 19/2009-BTNMT - Từ xác định chất nhiễm cần phải xử lý - Đề xuất công nghệ xử lý khí bụi nhiễm - Tính tốn thiết bị xử lý Bài làm: A Tính tốn số liệu q trình cháy Nhiệt nhiên liệu theo... cần xử lý bụi, CO SO2 SO2 vượt tiêu chuẩn 9,17 lần CO vượt tiêu chuẩn 3,191 lần Bụi vượt tiêu chuẩn 5,8 lần B Tính tốn thiết bị lọc khí thải cho nhà máy Xử lý bụi Do lưu lượng bụi không lớn nên