Đồ án luận văn thiết kế hệ thống xử lý khí thải đốt dầu FO, các công trình tính toán khá chi tiết theo quá trình thiết bị và công nghệ 1 và 2, xử lý khí thải SO2 trong dầu FO, cũng như dầu DO, khí thải đốt lò hơi.
Đồ án môn học GVHD: Phan Xuân Thạnh Page Đồ án môn học Thạnh GVHD: Phan Xuân Mục lục CHƯƠNG I: TỔNG QUAN Khái quát Lò thiết bị sử dụng nhiệt lượng tỏa q trình đốt cháy nhiên liệu để đun sơi nước tạo thành nước, sử dụng trình trao đổi nhiệt bảo hòa Lò nguồn cung cấp nhiệt phổ biến nhiều loại hình cơng nghệ, thường gặp cơng đoạn sấy, gia nhiệt định hình, gia nhiệt cho phản ứng hóa học, làm chín thực phẩm, khử trùng Trong nhiều ngành sản xuất, lò thiết bị khơng thể thiếu Lò cấp nhiệt từ nhiều nguồn khác Ở lò cơng suất nhỏ thường cấp nhiệt điện, số lò đại dùng nhiên liệu khí đốt hóa lỏng (gas – LPG) kèm theo hệ thống điều chỉnh tự động Ngồi ra, lò dùng nhiên liệu đốt lò gỗ củi, than đá dầu Các sản phẩm cháy việc đốt nhiên liệu thải vào khơng khí ngun nhân dẫn đến tình trạng ô nhiễm môi trường Đặc điểm khói thải từ lò (sử dụng nhiên liệu dầu DO) Lò sử dụng nhiên liệu dầu DO để đốt sinh nhiệt loại phổ biến Dầu DO phức hợp hợp chất cao phân tử Dầu DO dạng lỏng có lượng sinh nhiệt cao Độ tro nên ngày sử dụng rộng rãi Mặt khác vận hành lò đốt dầu DO đơn giản kinh tế Khi đốt dầu DO lò hơi, người ta phun dầu qua vòi phun đặc biệt (béc phun) để tạ thành sương dầu hỗn hợp với khơng khí vào buồng đốt Các hạt sương dầu bay bị phân hủy nhiệt độ cao thành hợp chất nhẹ, dễ cháy hết buồng đốt lò Khi hạt dầu phun lớn hay buồn chứa nguội, hạt sương dầu bay phân hủy không hết tạo khói muội đen khí thải Trong khí thải lò đốt dầu DO người ta thường thấy có chất sau: CO 2, CO, NOx, SO2, SO3 nước, ngồi có hàm lượng nhỏ tro hạt tro nhỏ trộn lẫn với dầu cháy không hết tồn dạng sol khí gọi mồ hóng Page Đồ án mơn học Thạnh GVHD: Phan Xn Có thể nhận biết chất nhiễm khói thải lò bảng đây, yếu tố tơ đậm tác nhân gây nhiễm cần phải kiểm sốt loại lò Bảng Các chất nhiễm khói thải lò LOẠI LỊ HƠI CHẤT Ơ NHIỄM Lò đốt củi Khói + tro bụi + CO + CO2 Lò đốt than Khói + tro bụi + CO + CO2 + SO2 + SO3 + NOx Lò đốt dầu FO Khói + tro bụi + CO + CO2 + SO2 + SO3 + NOx (Trích Sổ tay hướng dẫn xử lý ô nhiễm môi trường sản xuất tiểu thủ cơng nghiệp – Xử lý khói lò – Sở khoa học, Cơng nghệ mơi trường Tp.HCM) Tác động chất ô nhiễm Tác hại bụi Bụi tập hợp nhiều hạt, có kích thước nhỏ bé, tồn lâu lơ lửng khơng khí Bụi góp phần vào ô nhiễm không khí, hạt lơ lửng sol khí có tác dụng hấp thụ khuếch tán ánh sáng mặt trời, làm giảm độ suốt khí Loại nhiễm vấn đề ô nhiễm không khí thành thị nghiêm trọng Với bụi có kích thước lớn, khó xâm nhập sâu vào hệ hô hấp, loại bụi thường gây tác hại cho da, mắt, gây nhiễm trùng dị ứng…mang đến cảm giác đau rát khó chịu cho Những hạt bụi nhỏ, xâm nhập sâu vào phổi tích tụ gây số bệnh nguy hiểm như: bụi phổi, khó thở, hen, xơ hóa phổi nguy hiểm dẫn đến ung thư Bụi khói tạo q trình đốt cháy nhiên liệu chứa hợp chất hữu đa vòng Tác hại CO Carbon monoxit khí khơng mùi vị, có độc tính cao với sức khỏe người nguy hiểm, việc hít thở phải lượng lớn CO dẫn tới thương tổn giảm Page Đồ án môn học Thạnh GVHD: Phan Xuân ôxy máu hay tổn thương hệ thần kinh gây tử vong Nồng độ khoảng 0,1% carbon monoxit khơng khí nguy hiểm đến tính mạng CO chất khí khơng màu, khơng mùi khơng gây kích ứng nên nguy hiểm người khơng cảm nhận diện CO khơng khí CO có lực với hemoglobin (Hb) hồng cầu mạnh gấp 230-270 lần so với ơxy nên hít vào phổi CO gắn chặt với Hb thành COHb máu chuyên chở ôxy đến tế bào Khi có từ 10 tới 30% COHb máu, người gặp triệu chứng như: đau đầu, buồn nôn, mỏi mệt choáng váng Khi mức độ COHb đạt tới 50-60%, người bị ngất, co giật dẫn đến mê chết Như với nồng độ 10000 ppm CO (1%CO) có khơng khí thở người bị chết vòng vài phút Trên giới năm có hàng ngàn người bị chết ngạt hít phải CO, chủ yếu cơng nhân làm việc điều kiện khắc nghiệt thiếu khơng khí có nguy cháy nổ cao cơng nhân hầm mỏ, lính cứu hoả kể nhà du hành vũ trụ, thợ lặn Thực vật nhạy cảm với CO người, nồng độ cao (100 – 10000pm) làm cho rụng, bị xoắn quăn, diện tích bị thu hẹp, non bị chết yểu CO có tác dụng kiềm chế hơ hấp tế bào thực vật Tác hại SO2, SO3 Khí sunfurơ chất khí khơng màu, có mùi hăng cay nồng độ khí 1ppm, sản phẩm trình đốt cháy nhiên liệu có chứa lưu huỳnh than, dầu Do q trình quang hố hay xúc tác khí SO dễ dàng bị oxy hoá biến thành SO khí Khí SO2, SO3 gọi chung SOx, khí thuộc loại độc hại khơng sức khoẻ người, động thực vật, mà tác động lên vật liệu xây dựng, công trình kiến trúc Chúng chất có tính kích thích, nồng độ định gây co giật trơn khí quản Ở nồng độ lớn gây tăng tiết dịch niêm mạc đường khí quản Khi tiếp xúc với mắt chúng tạo thành axit SO x xâm nhập vào thể người qua quan hô hấp quan tiêu hóa sau hòa tan nước bọt Và cuối chúng xâm nhập vào hệ tuần hoàn Khi tiếp xúc Page Đồ án môn học Thạnh GVHD: Phan Xuân với bụi, SOx tạo hạt axit nhỏ, hạt xâm nhập vào huyết mạch kích thước chúng nhỏ -3 µm SO2 xâm nhập vào thể người qua da gây chuyển đổi hóa học, hậu hàm lượng kiềm máu giảm, amoniac bị qua đường tiểu có ảnh hưởng đến tuyến nước bọt Hầu hết dân cư sống quanh khu vực nhà máy có nồng độ SO 2, SO3 cao mắc bệnh đường hô hấp SOx bị oxy hóa ngồi khơng khí phản ứng với nước mưa tạo thành axit sulfuric hay muối sulfate gây tượng mưa axit, ảnh hưởng xấu đến phát triển thực vật Khi tiếp xúc với mơi trường có chứa hàm lượng SO từ – 2ppm vài gây tổn thương Đối với loại thực vật nhạy cảm nấm, địa y, hàm lượng 0,15 – 0,30 ppm gây độc cấp tính Sự có mặt SO x khơng khí nóng ẩm tác nhân gây ăn mòn kim loại, bê-tơng cơng trình kiến trúc SO x làm hư hỏng, làm thay đổi tính vật lý, làm thay đổi màu sắc vật liệu xây dựng đá vôi, đá hoa, đá cẩm thạch; phá hoại tác phẩm điêu khắc, tượng đài Sắt, thép kim loại khác mơi trường khí ẩm, nóng bị nhiễm SOx bị han gỉ nhanh SOx làm hư hỏng giảm tuổi thọ sản phẩm vải, nylon, tơ nhân tạo, đồ da giấy … Tác hại NO2 NO2 khí có màu nâu đỏ có mùi gắt cay, mùi phát vào khoảng 0.12 ppm NO2 khí có tính kích thích mạnh đến đường hơ hấp Nó tác động đến hệ thần kinh phá hủy mô tế bào phổi, làm chảy nước mũi, viêm họng Khí NO2 với nồng độ 100 ppm gây tử vong cho người động vật sau phút tiếp xúc Với nồng độ ppm gây ảnh hưởng xấu đến đường hô hấp Con người tiếp xúc lâu với NO2 khoảng 0.06 ppm gây bệnh trầm trọng phổi NO2 góp phần vào hình thành khói quang học, có tác dụng làm phai màu thuốc nhuộm vải, làm hỏng vải nylon, làm han gỉ kim loại sản sinh phân tử nitrat Ngồi ra, NO2 chất góp phần gây thủng tầng Ozon Quy chuẩn kiểm sốt khí thải cơng nghiệp QCVN 19-2009/BTNMT: Quy Chuẩn Kỹ Thuật Quốc Gia khí thải cơng nghiệp bụi chất vô Page Đồ án môn học Thạnh GVHD: Phan Xuân Nồng độ C bụi chất vơ làm sở tính nồng độ tối đa cho phép khí thải cơng nghiệp Nồng độ C (mg/Nm3) TT Thông số (QCVN 19-2009/BTNMT) A B Bụi tổng 400 200 Bụi chứa silic 50 50 Amoniac hợp chất amoni 76 50 Antimon hợp chất, tính theo Sb 20 10 Asen hợp chất, tính theo As 20 10 Cadmi hợp chất, tính theo Cd 20 Chì hợp chất, tính theo Pb 10 Cacbon oxit, CO 1000 1000 Clo 32 10 10 Đồng hợp chất, tính theo Cu 20 10 11 Kẽm hợp chất, tính theo Zn 30 30 12 Axit clohydric, HCl 200 50 50 20 7,5 7,5 13 Flo, HF, hợp chất vô Flo, tính theo HF 14 Hydro sunphua, H2S Page Đồ án môn học Thạnh GVHD: Phan Xuân 15 Lưu huỳnh đioxit, SO2 1500 500 16 Nitơ oxit, NOx (tính theo NO2) 1000 850 Nitơ oxit, NOx (cơ sở sản xuất hóa chất), tính theo NO2 2000 1000 18 Hơi H2SO4 SO3, tính theo SO3 100 50 17 19 Hơi HNO3 (các nguồn khác), tính theo NO2 1000 Cột A quy định sở sản xuất, chế biến, kinh doanh, dịch vụ công nghiệp hoạt động trước ngày 16 tháng 01 năm 2007 với thời gian áp dụng đến ngày 31 tháng 12 năm 2014 Cột B quy định đối với: + Các sở sản xuất, chế biến, kinh doanh, dịch vụ công nghiệp hoạt động kể từ ngày 16 tháng 01 năm 2007; + Tất sở sản xuất, chế biến, kinh doanh, dịch vụ công nghiệp với thời gian áp dụng kể từ ngày 01 tháng 01 năm 2015 Page Đồ án môn học Thạnh GVHD: Phan Xuân CHƯƠNG II: PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ KHÍ THẢI Lựa chọn phương pháp Ngày nay, môi trường ngày ô nhiễm, để giảm thiểu nhiễm việc xử lý khí thải vấn đề đáng quan tâm tốn nhiều chi phí khơng đầu tư hiệu Các phương pháp xử lý khí thải cần đáp ứng nhiều yêu cầu, yếu tố quan trọng phải đảm bảo sau xử lý xong, nồng độ khí hạ xuống mức quy chuẩn cho phép Một số phương pháp xử lý kể đến là: phương pháp hấp phụ, phương pháp hấp thụ phương pháp đốt Tùy theo đăc trưng cấu tử cần xử lý, đặc tính nguồn thải yêu cầu chủ doanh nghiệp mà người kỹ sư nên chọn phương pháp cho phù hợp Cụ thể dòng khí thải từ lò có thành phần chủ yếu khí SO xử lý phương pháp phương pháp có hạn chế định: + Đối với phương pháp hấp phụ: q trình có hiệu suất lớn từ 95% - 99% chi phí đầu tư vào hệ thống cao Quá trình tỏa nhiều nhiệt (lớn q trình hấp thụ) khơng thể bỏ qua tính tốn Mặc khác tính tốn khó khăn khơng có phương trình đường cân bằng, giải hấp để thu hồi SO2 đem lại lợi nhuận kinh tế + Đối với phương pháp đốt: làm phức tạp thêm vấn đề nhiễm khơng khí sau đốt; khơng thể thu hồi SO2 khơng có hiệu kinh tế, chi phí đầu tư thiết bị, vận hành lớn + Đối với phương pháp hấp thụ: độ hòa tan khí chất lỏng khác nên tiến hành hấp thụ chọn lọc cấu tử SO2 hỗn hợp khí ( ngồi cấu tử SO2 thành phần khí thải lò nhiều khí khác) + SO có nồng độ cao giải hấp dễ dàng để thu hồi SO2 cung cấp cho nhà máy sản xuất acid sunfuric lưu huỳnh nguyên chất; cấu tử SO2 khơng phải cấu tử dễ bay phù hợp với phương pháp Ngoài ra, thiết bị dễ vận hành sữa chữa bảo trì, dễ dàng vận chuyển tháo lắp, dễ điều chỉnh cho phù hợp có thay đổi nồng độ chất thải Kết luận: Phương pháp khả thi để xử lý SO2 phương pháp hấp thụ Trong xử lý khí thải nói chung, mà khơng hấp thụ hấp thụ không hiệu (do cấu tử cần xử lý dễ bay hơi) tiến hành hấp phụ Page Đồ án môn học Thạnh GVHD: Phan Xn Thiết bị Hấp thụ q trình lơi chọn lọc cấu tử từ hỗn hợp khí chất lỏng Dựa vào tương tác chất hấp thụ (dung môi) chất bị hấp thụ (chất nhiễm) pha khí, phân thành loại hấp thụ: • Hấp thụ vật lý: Dựa hòa tan cấu tử pha khí pha lỏng (tương tác vật lý) Hấp thụ vật lý sử dụng rộng rãi xử lý khí thải • Hấp thụ hóa học: Cấu tử pha khí pha lỏng có phản ứng hóa học với tạo thành hợp chất hóa học khác (tương tác hóa học) Cơ chế hấp thụ + Khuếch tán phân tử chất nhiễm thể khí khối khí thải đến bề mặt dung dịch hấp thụ + Thâm nhập hòa tan chất khí vào bề mặt dung dịch hấp thụ + Khuếch tán chất khí hòa tan bề mặt ngăn cách vào sâu lòng chất lỏng hấp thụ Quá trịnh hấp thụ thực tốt hay xấu phần lớn tính chất dung mơi định, hiệu q trình phụ thuộc vào diện tích tiếp xúc bề mặt khí thải chất lỏng, thời gian tiếp xúc, nồng độ môi trường hấp thu tốc độ phản ứng chất hấp thu khí thải Q trình hấp thụ diễn mạnh mẽ điều kiện diện tích tiếp xúc pha lớn, độ hỗn loạn cao độ khuếch tán cao Vì người ta thường sử dụng thiết bị hấp thụ để tạo bề mặt tiếp xúc lớn tốt hai pha khí lỏng Có nhiều dạng kiểu thiết bị hấp thụ khác phân thành loại sau : Thiết bị hấp thụ kiểu màng chất lỏng Màng chất lỏng thiết bị hình tháp tạo thành cho chất lỏng chảy thành màng theo ống, tĩnh hay đĩa quay bố trí hợp lý tháp Chất lỏng theo màng chuyển động từ xuống khí từ lên trên; sử dụng chế độ chuyển động chiều từ lên chế, độ làm việc sử dụng tốc độ Page Đồ án mơn học Thạnh GVHD: Phan Xn dòng khí thải cao - 15 - 20 m/s) Với thiết bị màng ống màng tấm, người ta thường áp dụng cho khí thải có tốc độ trung bình từ đến m/s Thiết bị hấp thụ kiểu màng chất lỏng có ưu điểm tạo diện tích tiếp xúc pha lớn có khả tách, nhiệt tốt đồng thời với trình hấp thụ Ngày người ta dùng thiết bị hấp thụ kiểu màng ống màng Duy phổ biến trường hợp hấp thụ số khí hồ tan tốt, có nồng độ cao từ hỗn hợp khí đậm đặc đồng thời có toả nhiệt mạnh HCl, NH3… Hình : Thiết bị hấp thụ kiểu màng chất lỏng Thiết bị phun Là loại thiết bị hấp thụ đơn giản Trong tháp phun, chất lỏng phun thành bụi mù (sương) từ phía xuống, khí thường từ lên nhằm làm tăng diện tích tiếp xúc để nồng độ thực tế chất cần hấp thụ pha khí giảm dần theo chiều từ lên nồng độ chất bị hấp thụ pha lỏng tăng dần theo chiều từ xuống Quá trình có lợi cho việc tăng hiệu xử lý Hình : Thiết bị hấp thụ dạng phun Thiết bị sủi bọt khí Page 10 Đồ án mơn học Thạnh GVHD: Phan Xn Trong đó: • : chiều cao lớp đệm ( m ) • : khối lượng riêng pha khí ( kg/m3 ) • : độ nhớt động học pha khí (Pa.s) • : thể tích tự vật chêm ( m3/m3) • : vận tốc khí qua tiết diện tháp ( m/s) • a : Diện tích bề mặt riêng phần ( m2/m3 ) Sức cản thủy lực tháp đệm hệ khí – lỏng – lỏng điểm đảo pha Theo công thức IX.118 trang 189 – Sổ tay q trình thiết bị cơng nghệ hóa chất tập 2, ta có: Ta có : Theo bảng IX.7 trang 189 – Sổ tay trình thiết bị cơng nghệ hóa chất tập 2, ta có: A = 10, m = 0.945, n = 0.525, c = 0.105 Suy ra: Trở lực tháp p = max(,) = 0.033 atm Nhận xét: sức cản thủy lực tháp sức cản thủy lực điểm đảo pha 11 Tính tốn khí chọn vật liệu 11.1 Chọn vật liệu: Do phải chịu tác dụng hóa học với khí thải dung dịch có tính ăn mòn cao nên vật liệu chế tạo tháp hấp thụ đường ống dẫn khí chọn loại thép hợp kim đặc biệt thuộc nhóm thépkh ơng gỉ, bền nhiệt chịu nhiệt, chúng có tính chống ăn mòn cao điều kiện làm việc thiết bị Thiết bị làm việc mơi trường ăn mòn Page 33 Đồ án môn học Thạnh GVHD: Phan Xuân - Nhiệt độ làm việc t0 = 400C - Áp suất làm việc Plv = 9.81 N/m2 = atm - Chọn vật liệu thép không gỉ để chế tạo thiết bị: - Ký hiệu thép SUS 304( C< 0,12% , Cr 18% , N 10%) - Giới hạn bền - Giới hạn chảy - Độ dãn tương đối = 40% - Hệ số dẫn nhiệt = 16.2(W/m 0C ) - Khối lượng riêng = 8000 ( kg/m3 ) Chọn công nghệ gia công hàn tay hồ quang điện, cách hàn giáp mối bên - Hệ số hiệu chỉnh = - Hệ dố an toàn bền kéo nk=2.6 - Hệ số an toàn bề chảy: nc=1.5 - Hệ số bền mối hàn: φh = 0.95 11.2 Tính bề dày thân tháp: Xác định áp suất làm việc tháp: = 101325 + 107910 = 209235 ( N/m2) = 0.2092 ( N/mm2) Trong đó: • = 101325 N/m2 - áp suất pha khí thiết bị • : áp suất thủy tĩnh cột chất lỏng thiết bị Với: = 1000 kg/m3 khối lượng riêng pha lỏng H = 11 m: lấy chiều cao tháp để tránh ngập lụt hay tắt nghẽn Xác định ứng suất cho phép thép SS304 Page 34 Đồ án môn học Thạnh GVHD: Phan Xuân - Theo giới hạn bền: - Theo giớ hạn chảy: - Ta lấy ứng suất bé hai ứng suất làm ứng suất cho phép tiêu chuẩn Bề dày thân hình trụ hàn làm việc chịu áp suất tính theo lý thuyết vỏ mỏng: Ta có: Với φh= 0,95: hệ số bền mối hàn ( tra bảng XIII.8 trang 362 – Sổ tay q trình thiết bị cơng nghệ hóa chất tập 2) - Bề dày tối thiểu thân tháp: - Hệ số bổ sung quy tròn kích thước: Trong đó: • C1= 1.5 mm hệ số bổ sung ăn mòn hóa học thời hạn sử dụng thiết bị 15 năm với tốc độ ăn mòn 0,1mm/năm • C2= hệ số bổ sung ăn mòn học • C3= 0.8mm hệ số bổ sung dung sai âm - Bề dày thật thân thiết bị: S = S’ + C = 1.78 + 2.3 = 4.08 mm - Theo tiêu chuẩn chọn S = mm - Kiểm tra điều kiện bền: Page 35 Đồ án môn học Thạnh GVHD: Phan Xuân - Kiểm tra áp suất cho phép than thiết bị bề dày S = mm Vậy thân tháp có bề dày S = mm thỏa mãn điều kiện bền áp suất làm việc 11.3 Tính đáy nắp: Vì áp suất làm việc P = 0,2092 N/mm > 0,07 N/mm2 nên ta chọn đáy nắp tháp elip có gờ - Chọn vật liệu làm đáy nắp thiết bị với vật liệu làm thân tháp - Đáy (nắp) làm thép không gỉ SUS 304 - Elip chuẩn ht/Dt = 0,25 - Tính tỷ số: - Bề dày thực đáy ( nắp ): S = S’ + C = 1.78 + 2.3 = 4.08 mm - Chọn bề dày đáy bề dày nắp bề dày thân tháp mm - Chọn đáy nắp elip có gờ, chiều cao gờ h = 40 mm Theo bảng XIII.10 XIII.11 trang 382,383,384 – Sổ tay q trình thiết bị cơng nghệ hóa chất tập D(mm) ht(mm) Bề mặt riêng phần (m2) Thề tích đáy(m3) Đường kính phơi (mm) Khối lượng (kg) 2200 550 5.53 1.547 2667 266.7 11.4 Tính tốn đường ống: Đường ống dẫn khí Page 36 Đồ án mơn học Thạnh GVHD: Phan Xuân Vận tốc khí ống khoảng 10-30 m/s, chọn vận tốc khí vào tháp vận tốc khí khỏi tháp, v= 20 m/s Ống dẫn khí vào - Lưu lượng khí đầu vào: - Đường kính ống khí vào là: - Chọn đường kính ống tiêu chuẩn d = 300 (mm), vật liệu thép SUS 304, chiều dày ống b = mm Theo bảng VIII.32 – trang 434 – Sổ tay thiết bị hóa chất tập 2, với đường kính ống d = 300 mm chiều dài đoạn ống nối 140 mm Ống dẫn khí - Lưu lượng khí đầu ra: - Đường kính ống khí là: - Chọn đường kính ống tiêu chuẩn d = 300 (mm),vật liệu thép inox không gỉ 304, chiều dày ống b = mm Theo bảng VIII.32 – trang 434 – Sổ tay thiết bị hóa chất tập 2, với đường kính ống d = 300 mm chiều dài đoạn ống nối 140 mm Đường ống dẫn lỏng Vận tốc lỏng khoảng 1-3 (m/s) Ống dẫn lỏng vào - Chọn vận tốc lỏng ống là: v = 2,5 (m/s) - Lưu lượng lỏng đầu vào: Page 37 Đồ án môn học Thạnh GVHD: Phan Xuân - Đường kính ống dẫn lỏng đầu vào: - Chọn đường kính tiêu chuẩn d = 200 (mm), vật liệu PVC, chiều dày ống b = mm Theo bảng VIII.32 – trang 434 – Sổ tay thiết bị hóa chất tập 2, với đường kính ống d = 200 mm chiều dài đoạn ống nối 130 mm Ống dẫn lỏng Chọn vận tốc lỏng ống là: v = 1,5 (m/s) - Lưu lượng lỏng đầu ra: - Đường kính ống dẫn lỏng đầu ra: - Chọn đường kính tiêu chuẩn d = 250 (mm), vật liệu PVC, chiều dày ống b = mm Theo bảng VIII.32 – trang 434 – Sổ tay thiết bị hóa chất tập 2, với đường kính ống d = 250 mm chiều dài đoạn ống nối 140 mm 11.5 Tính bích Bích dùng để gắn nắp với thân thiết bị để nối phần thiết bị với Chọn bích loại bích liền kiểu I làm thép SUS 304 Tính bích nối đáy tháp với thân: Bảng XIII.27, trang 417 – Sổ tay trình thiết bị tập 2, với áp suất làm việc 1N/m P*106 (N/m2) Dt D Db D1 D0 2200 2350 2300 2260 2215 Đường kính bulong M24 Số bulong Z 56 H 32 Tính bích nối ống dẫn với thiết bị Ống dẫn lỏng vào Page 38 Đồ án môn học Thạnh GVHD: Phan Xuân P*106 (N/m2) Dt D Db D1 D0 0.2103 200 219 290 255 232 Đường kính bulong M16 Số bulong Z Đường kính bulong M16 Số bulong Z 12 Đường kính bulong M20 Số bulong Z 12 Đường kính bulong M20 Số bulong Z 12 H 16 Ống dẫn lỏng P*106 (N/m2) Dt D Db D1 D0 0.2103 250 273 370 335 312 H 22 Ống dẫn khí vào P*106 (N/m2) Dt D Db D1 D0 0.2103 300 325 435 395 365 H 22 Ống dẫn khí P*106 (N/m2) Dt D Db D1 D0 0.2103 300 325 435 395 365 H 22 - Tổng khối lượng bích : 11.6 Lưới đỡ đệm Lưới đỡ điệm cấu tạo nửa vỉ thép SS304 nối với Bên có hàn lỗ tay để dễ dàng cầm nắm tháo lắp, dùng đỡ đệm 25x25 Chọn đường kính lưới đỡ đệm theo bảng IX.22 – trang 230 sổ tay trình thiết bị hóa chất - tập 2: Đường kính tháp (mm) Đường kính lưới (mm) Chiều rộng bước đệm (mm) Page 39 Đồ án môn học Thạnh GVHD: Phan Xn 2200 2169 22 - Kích thước đệm: 25×25×3 - Khoảng cách nửa vỉ thép: (mm ) - Thể tích tự do: ε = 0,75 ( m3/m3) - Khối lượng riêng vật liệu đệm: ρ = 600 (kg/m3) - Chiều cao lớp đệm: Hd = 7.4 m - Đường kính tháp: D = 2.2 m - Chiều dày lưới đỡ đệm: hlưới = 20 mm - Diện tích bề mặt lưới đỡ đệm: - Khối lượng lưới đỡ đệm: - Khối lượng lớp đệm: - Khối lượng dd đệm (tính cho trường hợp ngập lụt) : - Khối lượng tổng cộng lưới đỡ đệm phải chịu: 11.7 Bộ phận phân phối lỏng Chọn dùng đĩa phân phối loại làm thép SUS 304 Theo bảng IX.22- trang 230 Sổ tay q trình thiết bị hóa chất tập 2, ta có thơng số đĩa sau: Đường kính tháp (mm) 2200 Đường kính đĩa (mm) 1200 Đĩa phân phối loại Ống dẫn lỏng d x S (mm) t (mm) 90 x 2.5 150 Số lượng 91 11.8 Cửa tháo đệm cửa nhập liệu Page 40 Đồ án môn học Thạnh GVHD: Phan Xuân - Chọn kích thước cửa nhập liệu giống cửa tháo đệm - Chọn cửa hình vng cạnh a = 400 mm 11.9 Bộ phận thu hồi sương mù (lớp tách ẩm) Ta dùng lớp tách lỏng để tách lỏng khỏi khí trước hỗn hợp ngồi qua ống dẫn khí Chọn lớp ẩm dày 300 (mm) làm vòng sứ - Khối lượng lớp tách ẩm: 11.10 Chân đỡ Để chọn chân đỡ thích hợp, trước tiên ta phải tính tải trọng toàn tháp - Tổng khối lượng tháp Trong đó: • Khối lượng thân: • • • • • • • Khối lượng nắp: mnắp = 266.7 kg khối lượng đáy: mđáy = 266.7 kg Khối lượng đệm: mđệm = 12658 kg Khối lượng dung dịch đệm: mnước = 21050 kg Khối lượng lớp tách ẩm: mta = 513 kg Khối lượng lưới đỡ đệm: mlưới = 591 kg khối lượng bích: mbích = 502 kg - Tải trọng toàn tháp - Chọn vật liệu làm chân đỡ thép CT3 có khối lượng riêng: ρ0 = 7850 (kg/m3) Theo bảng XIII.9 – trang 364 – Sổ tay q trình thiết bị cơng nghệ hóa chất- tập 2, ta có: thép dày mm có khối lượng 62,8 kg/1m2 Page 41 Đồ án môn học Thạnh GVHD: Phan Xuân Chọn chân đỡ gồm chân Tải trọng chân: G/3 = 399139/3 = 133046 (N) Theo bảng XIII.35 – trang 437 – sổ tay trình thiết bị - tập 2, ta nội suy thơng số chân đỡ trình bày bảng sau: L 270 B 240 B1 240 B2 420 H 14 h 120 S 25 l 120 d 34 11.11 Tính bơm, quạt Tính bơm Dựa vào đặc tính q trình có áp suất khơng cao nên bơm ta chọn bơm ly tâm Hơn bơm ly tâm loại bơm sử dụng rộng rãi nhiều ngành cơng nghiệp hóa chất tích chất có nhiều ưu điểm Theo trang 493- Sổ tay q trình thiết bị cơng nghệ hóa chất - Tập 1, cơng suất bơm tính sau: Trong đó: H - Chiều cao cột áp bơm Ta lấy H ≈ 20 mH2O η- Hiệu suất bơm Theo bảng II.32 trang 439- Sổ tay q trình thiết bị cơng nghệ hóa chất - Tập 1, ta có bảng hiệu suất số loại bơm: Loại bơm Bơm pittơng Bơm ly tâm Bơm xốy tốc Bơm khía η0 ηtl 0.85 – 0.96 > 0.8 0.7 – 0.9 0.8 – 0.94 0.8 – 0.85 > 0.7 - ηck 0.9 – 0.95 0.95 – 0.96 > 0.9 - Ta có: Trong đó: • η0: hiệu suất thể tích tính đến hao hụt chất lỏng chảy từ vùng áp suất cao đến vùng áp suất thấp chất lỏng rò qua chỗ hở bơm Chọn η0=0.96 Page 42 Đồ án môn học Thạnh GVHD: Phan Xuân • ηtl: hiệu suất thủy lực, tính đến ma sát tạo dòng xốy bơm Chọn ηtl=0.85 • ηck: hiệu suất khí tính đến ma sát ổ bi, ổ lót trục Chọn ηck=0.96 Hiệu suất bơm: - Công suất bơm: = 16.94 (kW) Ta chọn bơm có cơng suất lớn so với cơng suất tính tốn (lượng dự trữ dựa vào khả tải): Nb = β Theo bảng II.33 trang 440- Sổ tay trình thiết bị cơng nghệ hóa chất - Tập 1, ta có: Hệ số dự trữ β Nđc 50 β – 1.5 1.5 – 1.2 1.2 – 1.15 1.1 Chọn hệ số dự trữ β = 1,5 Công suất bơm: Nb = β = 25.41 (kW) = 34 (Hp) Chọn bơm có cơng suất Nb = 34 Hp Quạt Theo công thức II.239b trang 464 - Sổ tay q trình thiết bị cơng nghệ hóa chất Tập 1, ta có: - Cơng suất quạt: Trong đó: • Q - lưu lượng khí đầu vào thiết bị nhiệt độ làm việc t = 400C Page 43 Đồ án mơn học Thạnh GVHD: Phan Xn • ∆P - trở lực tồn phần thiết bị, • ηtr - hiệu suất truyền động Chọn ηtr = (quạt lắp trực tiếp với trục động điện) • ηq – hiệu suất quạt tra theo đồ thị đặc tuyến quạt ly tâm →ηq = 0.535 Công suất quạt: Cơng suất thực tế phải tính thêm hệ số dự trữ β, ta chọn β =1.1 → Công suất thực tế quạt N = 1.1 × 5.28 = 5.81 (kW) = 7.8 (Hp) → Chọn quạt có cơng suất Hp 11.12 Ống khói Dòng khí sau xử lý vào ống khói có: Gc = 1.5641 (kg/s), t = 30OC, p=1atm Chọn vận tốc khí ống khói v = m/s - Đường kính ống khói: Chọn đường kính ống khói D =0.6 (m) Chiều cao ống khói: Ta có ∆T = 35 - 30 = 50C – hiệu số nhiệt độ khí thải nhiệt độ khí →Đây nguồn lạnh Theo cơng thức 3.82 – trang 104 – Ơ nhiễm khơng khí xử lý khí thải – Trần Ngọc Chấn, ta có cơng thức tính nồng độ cực đại mặt đất: Chiều cao ống khói tối thiểu bảo đảm nồng độ khí sát mặt đất giới hạn cho phép tính theo cơng thức: Page 44 Đồ án mơn học Thạnh GVHD: Phan Xn Trong đó: • A: hệ số kể đến ảnh hưởng khí quyển, A = 200 - 240 Chọn A=230 cho điều kiện khí tượng miền Nam - Việt Nam • Cmax: nồng độ cực đại mặt đất • Cmax = Ccp - Cnền • Cnền = (xem nơi xây dựng nhà máy nơi địa hình trống trải chưa có thêm • • • • • nhà máy khác) Ccp = 500 mg/m3 nồng độ SO2 thải mơi trường ngồi mơi trường ngồi L = 1.38 m3/s lưu lượng khí thải vào ống khói M: tải lượng ô nhiễm, M = Gc = 1.5641 kg/s N: số nguồn thải N=1 F: hệ số vô thứ ngun tính đến vận tốc lắng chất nhiễm khí Đối với chất nhiễm thể khí F = • m, n: hệ số vơ thứ ngun tính đến điều kiện khí thải từ cổ ống khói Giả sử chọn m × n = Page 45 Đồ án môn học Thạnh GVHD: Phan Xuân CHƯƠNG TÍNH GIÁ THÀNH THÁP HẤP THU Vật liệu Số lượng Đơn giá Thành tiền Thân Tháp 4839 60.000 đồng/kg 290.340.000 Đáy 266.7 60.000 đồng/kg 16.002.000 Nắp 266.7 60.000 đồng/kg 16.002.000 Lưới đỡ đệm 591 60.000 đồng/kg 35.460.000 2.000.000 đ/ thiết bị 2.000.000 1.000.000 đ/ đĩa 1.000.000 Bộ Phận phân phối lỏng Đỉa đục lỗ Lớp tách ẩm 0.855 m3 6.000.000 đ/ m3 5.130.000 Vật liệu đệm 21 m3 6.000.000 đ/ m3 126.000.000 Bích 502 15.000 đ/kg 7.530.000 Chân đỡ 15.000 đ/kg Đường ống dẫn khí 1m 1.500.000 đ/m 1.500.000 Đường ống dẫn lỏng 10m 80.000 đ/m 800.000 Van 600.000 đ/thiết bị 600.000 Cửa thăm 500.000 đ/ cửa 500.000 Bu lông Thân – nắp 56 x 1500đ/con 168.000 Bu lông ống thiết bị 44 800đ/con 35.200 Máy bơm nước 34HP 700.000 đ/Hp 23.800.000 Quạt 8HP 600.000đ/HP 4.800.000 Tổng 531.667.200 Page 46 Đồ án môn học Thạnh GVHD: Phan Xuân Chi phí cho tháp 1.063.334.400 đồng Chi phí phụ khác = 10% chi phí vật liệu = 106.333.440 đồng Tổng chi phí vật liệu = 1.063.334.400 + 106.333.440 = 1.169.667.840 đồng Chi phí chế tạo lắp đặt với tổng chi phívật liệu = 1.169.667.840 đồng Chi phí nhân cơng 30% chi phí lắp đặt Vậy tổng chi phí 1.169.667.840 +1.169.667.840 + 30%*1.169.667.840 = 2.690 tỷ Page 47 ... tháng 01 năm 2015 Page Đồ án môn học Thạnh GVHD: Phan Xuân CHƯƠNG II: PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ KHÍ THẢI Lựa chọn phương pháp Ngày nay, môi trường ngày ô nhiễm, để giảm thiểu nhiễm việc xử lý khí thải. .. NH4)2SO4 + S + H2O Xử lý SO2 ammoniac (NH3) sử dụng cách như: Xử lý SO2 ammoniac (NH3) theo chu trình Xử lý SO2 ammoniac (NH3) có chưng áp Xử lý SO2 ammoniac (NH3) vôi Hiệu xử lý SO2 phương pháp... sau: Lưu lượng khí: 5000 m3/h Nồng độ SO2: 5000 mg/m3 Nhiệt độ khói thải: 250oC Khí thải sau xử lý đạt QCVN 19:2009/BTNMT với nồng độ sau xử lý đạt 500 mg/m3 Đề xuất công nghệ Xử lý bụi Trong