ĐỒ ÁN MÔN HỌC XỬ LÝ KHÍ THẢI CHUẨN HUNRE Các bạn có thể tải về và áp dụng công thức với những công suất khác, bản đồ án này được 10đ trong đồ án môn học, đã được làm một cách kỹ càng về cả công thức, trích nguồn cũng như tiêu chuẩn, cảm ơn các bạn đã quan tâm và chúc các bạn kết thúc môn học với điểm A. Xin cảm ơn! Nguyễn Tuấn Linh
25 ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ THẢI GVHD: Bùi Thị Thanh Thủy BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI KHOA MÔI TRƯỜNG ****************************** ĐỒ ÁN MƠN HỌC XỬ LÝ KHÍ THẢI Sinh viên : Nguyễn Tuấn Linh Mã sinh viên: 1511070123 Lớp: ĐH5M5 GVHD: Bùi Thị Thanh Thủy 31 Nhóm SVTH: Nhóm ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ THẢI GVHD: Bùi Thị Thanh Thủy BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG ĐH TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI Đốt cháy than oxy khơng khí với hệ số thừa khí 1,4 (oxy chiếm 21% khơng khí khơ, nito chiếm 79% thể tích khơng khí khơ) Độ ẩm khơng khí 0,15 mol H2O/mol khơng khí khơ Khơng khí tích phân tử 0,024 m3/mol TRƯỜNG CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ĐỘC LẬP-TỰ DO-HẠNH PHÚC Mỗi ngày nhà máy sử dụng 5,7 than để đốt lò ĐỒ ÁN MƠN HỌC KỸ THUẬT XỬ LÝ KHÍ THẢI Vị trí nhà máy nằm Tỉnh Hưng Yên Nếu lượng bụi tạo thành xác định theo công thức: M bụi (kg/kg nhiên liệu)= 10 a.A Họ tên sinh viên: Nguyễn Tuấn Linh a hệ số tro bay, chọn a=0,5 A độ tro nhiên liệu Lớp: DH5M5 Thành phần cỡ hạt bụi cho theo bảng 2: Họ tên giảng viên hướng dẫn: Bùi Thị Thanh Thủy 1- Đề xuất sơ đồ cơng nghệ tính tốn cơng trình hệ thống xử lý khí thải theo số liệu đây: Đường kính cỡ hạt δ (μm) 0_5 5_10 10_20 20_30 30_ Phần trăm khối lượng 10,8 11,3 7, Đề bài: Trọng lượng riêng bụi 2000 kg/m3 Biết độ nhớt khí thải 25,72.10-6Pa.s (kg/m.s) trọng lượng riêng khí thải 1,2 kg/m3 ; (khơng khí tích phân tử 0,024 m3/mol) Một nhà máy nằm tỉnh Hưng yên Thiết kế hệ thống xử lý khí thải cho nhà máy, biết khí thải đưa vào hệ thống xử lý gồm có nguồn thải: - Từ lò đốt - Từ chụp hút khu vực phân xưởng Thông số lò đốt: Khí trung tính (cấp D).5 Hơ=11m Dơ=1m; u10=2 m/s; Tkt=250oC; Txq=25oC.Xây KCN cách khu dân cư Than cám có thành phần % khối lượng bảng 2km theo hướng gió h phần Độ tro C H O N ối lượng 10 67 Nhóm SVTH: Nhóm 2.Khu vực phân xưởng có sử dụng quạt gió với lưu lượng quạt 40% lưu lượng khí thải tạo thành từ lò đốt ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ THẢI GVHD: Bùi Thị Thanh Thủy Thành phần nhiễm khí thải từ chụp hút cho bảng 3: Chất ô nhiễm Clo H2S PHẦN III: TÍNH TỐN CƠNG TRÌNH CHÍNH TRONG HỆ THỐNG XỬ LÝ KHÍ THẢI 11 Xử lý bụi 12 Xử lý buồng lắng bụi 12 Ống khói cao H m (tính từ mặt đất) Giả sử Xử lý Xyclon nguồn cao không chịu ảnh hưởng 15 Xử lý lưới lọc bụi từ cơng trình xung quanh 19 U CẦU CÁC SẢN PHẨM ĐẦU RA: II Xử lý khí 22 Thuyết minh tính tốn Tính tốn số liệu đầu vào -Thể tính tốn đầy đủ cơng 22 trình xử lý với tiêu chuẩn đầu thỏa Tính tốn số liệu đầu mãn quy chuẩn 19 20 23 -Dùng phần mềm mô phạm vi Xây dựng đường cân ảnh hưởng khí thải thời đường làm việc điểm khác năm 25 Tính tốn lượng dung dịch Bản vẽ hệ thống xử lý gồm 03 Na2CO3 cần dùng để hấp thụ A1 - Bản vẽ sơ đồ công nghệ xử lý khí SO2,Cl2 - Bản vẽ chi tiết cơng trình xử lý bụi 23 (theo u cầu GVHD) Tính tốn tháp hấp thụ khí - Bản vẽ chi tiết cơng trình xử lý khí SO2 Cl2 thải (theo yêu cầu GVHD) 27 Ghi chú:các vẽ phải thể (1) Vật liệu đệm theo yêu cầu vẽ tốt 27 nghiệp, chi tiết phải thể đủ (2) Đường kính tháp đệm kích thước, ghi rõ tên vẽ 27 (3) Tính chiều cao tháp MỤC LỤC đệm PHẦN I: ĐỀ XUẤT DÂY TRUYỀN 29 CÔNG NGHỆ XỬ LÝ (4) Tính trở lực đệm 31 Xử lý số liệu (5) Đường ống dẫn khí 32 PHẦN II: TÍNH TỐN LAN TRUYỀN TRONG KHƠNG KHÍ TÀI LIỆU THAM KHẢO 34 Nồng độ (mg/Nm3) 57 27,8 Phân loại nhà Tính tốn khuếch tán nguồn điểm cao Nhóm SVTH: Nhóm I ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ THẢI GVHD: Bùi Thị Thanh Thủy PHẦN I: ĐỀ XUẤT DÂY TRUYỀN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ 1.2 Bụi 21885 240 Vượt Clo 16,29 12 Vượt 7,94 Đạt Q Xử lý số liệu: H2 S Các thông số xử lý số liệu xử SO2 lý file excel đính kèm Trong đó, ta xuất liệu cuối sau: Lưu lượng nhà máy: Q = 182316,69 m3/ngày.đêm = 7600 m3/h = 2,11 m3/s 1875,86 600 Phải xử lý bụi khí( Clo & SO2) 1.2.1 Theo QCVN 19: 2009/BTNMT – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia khí thải cơng nghiệp bụi chất vơ Cmax=C×Kp×Kv Trong đó: + Cmax: Nồng độ tối đa cho phép hạt bụi chất vô khí thải cơng nghiệp + C: Nồng độ bụi chất vô theo cột B QCVN 19:2009/BTNMT + Hệ số lưu lượng nguồn thải K p=1 Vì 7600 < 20000 m3/h Vì: Lưu lượng thải nhà máy 7600 m3/h (mục 2.3-QCVN 19/2009) Tính tốn lan truyền nhiễm khơng khí Sử dụng phần mềm ENVIM 2011 với phần cap Nhập thông số Hướng gió, vận tốc tần suất lấy theo QCXDVN 02 : 2008/BXD - QUY CHUẨN XÂY DỰNG VIỆT NAM SỐ LIỆU ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN DÙNG TRONG XÂY DỰNG (Phần I) Nhập liệu cho tháng Với thông số ống khói: chiều cao 11m, đường kính chọn 1m, vị trí hứng n Nhập thơng số chạy mơ hình khuyếch tán khí Thơng số thời tiết + Hệ số vùng, khu vực nông thôn Kv=1,2 Bảng: Nồng độ tối đa cho phép hạt bụi chất vơ khí thải cơng nghiệp C(mg/Nm3) phần Cmax(mg/Nm 200 240 10 12 7,5 500 600 Kết luận: Ta bảng số liệu: Thành phần C 25oC(mg/Nm3) Nhóm SVTH: Nhóm Cmax (mg/Nm3) Với bụi Vượt ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ THẢI GVHD: Bùi Thị Thanh Thủy Với SO2 Chọn vị trí khu dân cư cách ống khói 2km theo hướng gió chính: Gió đơng Chạy mơ hình kết quả: Cmax= 0,02977 mg/m3 Với Clo Chọn vị trí khu dân cư cách ống khói 2km theo hướng gió chính: Gió đơng Chạy mơ hình kết quả: Cmax= x 10-5 mg/m3 với H2S Chọn vị trí khu dân cư cách ống khói 2km theo hướng gió chính: Gió đơng Chạy mơ hình kết quả: Cmax= 4,69 x 10-4 mg/m3 Bảng so sánh nồng độ khí với QCVN 05:2013 QCVN 06:2009 Đơn vị: /m3) Ta có kết mơ hình: Thơng số Cmax 0,469 Bụi 0,076 SO2 29,77 Clo 0,07 “_” không quy định Từ bảng ta thấy: - Các chất nhỏ nồng độ cho phép theo QCVN 06:2009/BTNMT 05:2013/BTNMT Vậy khu dân cư X tất khí thải đạt chuẩn Chọn vị trí khu dân cư cách ống khói 2km theo hướng gió chính: Gió đơng Chạy mơ hình kết quả: Cmax =7,6 x 10-5 mg/m3 Nhóm SVTH: Nhóm QCVN _ 100 50 - ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ THẢI CHƯƠNG 2: TÍNH TỐN CƠNG TRÌNH CHÍNH TRONG HỆ THỐNG XỬ LÝ KHÍ THẢI I Đề xuất dây truyền xử lý khí thải, bụi Dung dịch hấp thụ Na2CO3 GVHD: Bùi Thị Thanh Thủy cho hạt bụi lắng xuống qua thiết bị Các hạt bụi rơi vào bình chứa đưa ngồi vít tải hay băng tải Hỗn hợp khí chưa sử lý hết bụi đưa sang Xyclon Khơng khí vào Xyclon chảy xốy theo đường xoắn ốc dọc bề mặt vỏ hình trụ Xuống tới phần phễu, dòng khí chuyển động ngược lên theo đường xoắn ốc qua ống tâm ngồi Hạt bụi dòng khơng khí chảy xốy bị theo dòng Khí thải bụi động xốy Lực ly tâm gây khíchứa vào chuyển tác động làm hạt bụi rời xa tâm quay tiến vỏ Xyclon Đồng thời, hạt bụi chịu tác động sức cản khơng khí Buồng lắng bụingược với hướng chuyển động, theo chiều kết hạt bụi dịch chuyển dần vỏ Xyclon, va chạm với nó, động rơi xuống phễu thu Ở đó, hạt bụi qua thiết bị xả ngồi Hỗn Xyclon hợp khí chưa xử lý hết bụi lại tiếp tục đưa sang thiết bị lọc bụi túi vải để loại bỏ bụi khỏi dòng khí thải cho đạt QCVN 19:2009/BTNMT Lọc bụi túi - Hỗn hợpvải khí lại đưa sang tháp hấp thụ dung dịch Na2CO3 , dung dịch bơm từ thùng chứa lên tháp Dung dịch sau hấp thụ đáy tháp đưakhí bồn chứa Tại đây, dung dịch Tháp hấp thụ lỏng xử lý cho nồng độ SO 2, Cl2 nước thải đạt nồng độ cho phép để thải mơi trường II Tính tốn cơng trình xử lý bụi Khí đạt u cầu thải Tính thơng số đầu vào ngồi mơi trường Các thơng số đầu vào - Bụi khí thu gom thơng qua chụp hút bố trí máy cơng cụ, chụp hút nối vào hệ thống ống dẫn Khi vận tốc dòng khí giảm đột ngột, làm cho hạt bụi rơi xuống tác dụng trọng lực bị giữ lại buồng lắng Nhờ tác dụng lực hấp dẫn làm Nhóm SVTH: Nhóm Các đại lượng Đơn vị Lưu lượng m3/s Nồng độ bụi ban đầu mg/m3 Khối lượng riêng bụi kg/m3 Khối lượng riêng khí thải kg/m3 ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ THẢI GVHD: Bùi Thị Thanh Thủy Độ nhớt khí thải Lưu lượng nhà máy: Q = 182316,69 m3/ngày.đêm = 7600 m3/h = 2,11 m3/s L : lưu lượng khí thải, L = 2,11 (m3/s) ρb : Trọng lượng riêng bụi, ρb = 2000 kg/m3 l : Chiều dài buồng lắng (m) B: Chiều rộng buồng lắng (m) kg/m.s Dải phân cấp cỡ hạt Đường kính cỡ hạt δ (μm) 0_5 0_10 10_20 20_30 Phần trăm khối lượng 10,8 11,3 TÍNH TỐN a Xử lý buồng lắng bụi: - Lựa chọn thiết bị buồng lắng để xử lý bụi Dựa vào dải phân cấp cỡ hạt bụi Chọn nghĩa buồng lắng lọc toàn cỡ hạt d - Với cơng thức: (Sách kỹ thuật xử lý khí thải-ĐH TN MT HN_trang 86) Trong đó: + µ : Độ nhớt khí thải 250oC Hệ số nhớt động lực khí thải o 250 C, tính theo công thức gần Sutherland [trang 81]: (kg/m.s) (Sách kỹ thuật xử lý khí thải-ĐH TN MT HN_trang 73) Đề cho : Độ nhớt khí thải 250oC µ = kg/m.s - Gọi: Nhóm SVTH: Nhóm Hiệu suất tối thiểu cần để xử lý bụi: ηo=×100 = ×100 = 98,9% - Chọn buồng lắng đặt song song - Lưu lượng để tính tốn buồng hoạt động là: L1 = = = 3800 (m3/h) = 1,056(m3/s) Tính tốn cho buồng lắng: - Giả sử δmin= 50 µm - Ta có: 9,97 (m2) - => Chọn B=2,5m l=4m; Chọn vận tốc khí buồng lắng u=0,25m/s ( Chọn H = 1,7m + Với B=2,5m, l=4m, H=1,7m Vậy ta chia buồng lắng thành ngăn lắng = = = 4,99105 (m) = 49,9 (µm) + Vận tốc chuyển động bụi (vận tốc dòng khí): = = 0,23 (m/s) < 3m/s => Thỏa mãn ( Vì thơng thường vận tốc tối đa dòng khí buồng lắng u=3m/s_Sách kỹ thuật xử lý khí thải-ĐH TN MT HN_trang 87) + Thời gian lưu lại bụi buồng lắng: 17,4(s) ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ THẢI GVHD: Bùi Thị Thanh Thủy (Sách kỹ thuật xử lý khí thải-ĐH TN MT HN_trang 85) + Thời gian rơi hạt bụi vị trí phía góc trái buồng lắng đến lúc chạm đáy buồng lắng: =16,06(s) < Vậy δmin= 50 µm Những hạt bụi có đường kính ≥ 50µm lắng 100% Vậy tiết diện đứng buồng lắng a Hiệu lắng bụi buồng lắng: STT Kích Thước cỡ hạt 0_5 5_10 10_2 20 Phân cấp cỡ hạt ban đầu (%klg) 10,8 11 Lượng bụi Gi 1m3 khí thải (g/m3) 1,97 2,363 1,97 2,4 2,23 9,03 25, 2,31 1,79 1,8 24,9 19,3 19 bụi: m2 Thể tích làm việc buồng lắng bụi: 17 m3 Hiệu lắng bụi buồng lắng Hiệu lắng theo cỡ hạt Theo cỡ hạt, hiệu lắng tính theo : Trong đó: + µ : Độ nhớt khí thải 250oC + L1 : Lưu lượng khí thải, L = 1,056 (m3/s) + ρb : Trọng lượng riêng bụi, ρb = 2000 kg/m3 Hiệu lọc theo cỡ hạt η (δ) % 0,25 buồng lắng Lượng bụi lại sau buồng lắng 1,96 (100-η (δ) %)*Gi/100 (g/m3) Dải phân cấp cỡ hạt bụi lại sau 21,1 lọc CT: (4)/∑(4)*100% Hiệu lắng thiết bị: = 57,55 % Như vậy, hiệu lọc buồng lắng 57,55% < hiệu suất tối thiểu cần đạt (98,9%) không thỏa mãn yêu cầu => Cần phải sử dụng đến Xyclon Kích thước chi tiết buồng lắng: Các thơng số Kí hiệu Đơn vị Chiều dài buồng lắng l m + l : Chiều dài buồng lắng (m)Chiều cao buồng lắng H m + B: Chiều rộng buồng lắngChiều rộng buồng lắng B m Tiết diện đứng buồng lắng F m2 4, Thể tích làm việc buồng V m3 (m) b Xử lý Xyclon: Nhóm SVTH: Nhóm Giá ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ THẢI GVHD: Bùi Thị Thanh Thủy Các thơng số cần thiết cho tính tốn thiết kế: + Lưu lượng khí vào Xyclon: 7600 m /h + Khối lượng riêng hạt bụi: 2000kg/m3 + Nồng độ bụi vào Xyclon: 9,29 g/m3 l=H-a= 1D; r1=0,25D; r2=0,5D - - Gọi: D đường kính Cyclon (m) b chiều rộng cửa dẫn khí vào (m) a chiều cao ống dẫn khí vào (m) h1 chiều cao thân hình trụ (m) l chiều cao làm việc hiệu Cyclon (m) r1, r2 bán kính ống trung tâm, thân hình trụ (m) µ độ nhớt khí thải (kg/m.s hay Pa.s) trọng lượng riêng bụi (kg/m ) L lưu lượng khí thải (m /s) -trọng lượng riêng khí - - Vì hàm lượng bụi có kích thước nhỏ sau qua buồng lắng chiếm tới 40% nên ta thiết kế Xyclon giống mắc dự phòng, hiệu lọc bụi chung hệ thống tương đối cao mà tổn thất áp suất nhỏ Lưu lượng khí vào xyclon 7600 m3/h Tính cho Xyclon: Theo kích thước tiêu chuẩn Xyclon theo Stairmand với loại lưu lượng khí thải nhỏ, ta có: b=0,2D; a=0,5D; H=1,5D; Nhóm SVTH: Nhóm Chọn min= 15 = 15.10-6 từ tính tốn => đường kính xyclon Ta có : chọn = = 1,241 m chọn D = 1,25 m n= Theo tiêu chuẩn stairmand hình 7.8a trang 97 sách ‘ Ơ nhiễm khơng khí Xử lý khí thải tập 2’ - Trần Ngọc Chấn có : - Chiều cao cửa khí vào a= 0,5D = 0,625 [m] ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ THẢI - GVHD: Bùi Thị Thanh Thủy Chiều rộng cửa khí vào b= 0,2D= 0,25 [m] Đường kính ống trung tâm D1 = 0,5D= 0,625 [m] Chiều cao thân hình trụ h1 = 1,5D= 1,875 [m] Chiều cao thân hình phễu h2 = 2,5D = 3,125 [m] Chiều cao xiclone H= h1+h2= 1,5D+ 2,5D=4D= [m] Như vậy, hiệu lọc buồng lắng Xyclon không thỏa mãn yêu cầu => Cần phải sử dụng đến Lưới lọc bụi Diện tích tiết diện ngang Xyclon: F = = =1,23 (m2) Trong đó: F diện tích tiết diện ngang Xyclon (m2) L lưu lượng dòng khí (m /s) Hiệu suất Xyclon bụi có đường kính δ tính sau: Vận tốc dòng khí cửa vào: Trong đó: α: hệ số - = = 13,5 (m/s) Thể tích làm việc Xyclon: V = FH= 1,23×5= 6,15(m3) Kích Hiệu xử lý bụi 0-15 Xyclon: Các thông số STT Kích Thước cỡ hạt 0_5 Phân cấp cỡ hạt ban đầu (%klg) 21,4 Lượng bụi Gi 1m3 khí thải (g/m3) 1,96 Hiệu lọc theo cỡ hạt η (δ) % xyclon Lượng bụi lại sau xyclon (100-η (δ)%)*Gi/100 (g/m3) Dải phân cấp cỡ hạt bụi lại sau lọc CT: (4)/∑(4)*100 % 0,04 Kí hiệu Đơn vị Giá b m 0, a m 0,6 h1 m 1,8 h2 m 3,1 Bán kính ống trụ trung tâm 1,79kính thân hình trụ Bán r1 m 0,3 r2 m 0,6 Chiều cao toàn phần H m Chiều rộng cửa dẫn khí vào 10_2 5_10 Chiều cao ống dẫn khí vào Chiều cao thân hình trụ 25,2 19,5 Chiều cao phần than hình phễu 2,3 0,338 100 c Túi lọc bụi - 1,96 Nhóm SVTH: Nhóm 2,3 - 46 54 thước chi tiết - Lưu lượng khí thải: L=127 (m3/ph) Trọng lượng riêng bụi: b = 2000 (kg/m3) Trọng lượng riêng khí: k = 1,2 (kg/m3) Nồng độ bụi vào thiết bị: Cv = 4,26 (g/m3) = 4260 (mg/m3) Hiệu suất tối thiểu mà túi lọc bụi cần xử lý để bụi thải đạt QCVN 19:2009/BTNMT là: η = = 94,4 % ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ THẢI - Ta chọn loại túi vải tổng hợp (vì vải tổng hợp chịu nhiệt độ cao, bền tác dụng học hóa học, rẻ tiền) Cường độ lọc V=0,51 (m3/m2ph) => chọn vận tốc lọc V=1 (m/ph) (Sách kỹ thuật xử lý khí thải-ĐH TN MT HN_trang 107) - Tổng diện tích bề mặt túi vải: S= = = 134,54 (m2) Chọn đường kính túi vải: D= (125mm - 300mm) Chọn D = 0,2m - GVHD: Bùi Thị Thanh Thủy Chiều rộng đơn nguyên: B1= Dn1 + (n1 – 1)d1 + 3d3 + B1= =3+3x0,1 + 2x0,003 = 1,406 (m) Chiều rộng thiết bị: B=2B1 - = 2,909 (m) Chiều dài thiết bị: L = 2L1 –+b = 3,909 (m) - Tổn thất áp lực thiết bị lọc bụi túi vải vào khoảng 1300-1400N/m2 ( Kỹ thuật xử lý khí thải_ĐH TN MT HN_trang 101) Kích thước chi tiết thiết bị lọc bụi túi vải: ( Ơ nhiễm khơng khí xử lý khí Các thơng số thải_tập 2_trang 162) Đường kính túi vải Chiều cao túi vải: h=(2 – 3,5 m) Chiều cao túi vải Chọn h = m Diện tích túi vải ( Ơ nhiễm khơng khí xử lý khí Tổng diện tích bề mặt túi vải cần thải_tập 2_trang 162) Diện tích túi vải: f=Dh= 3,14=1,885 Khoảng cách túi (m ) Khoảng cách hàng Số túi vải: n= = 72 (túi) Giữa3 túi vải đến mặt Chọn số túi vải 72 túi chia làm thiết bị, đơn nguyên đơn nguyên Mỗi đơn nguyên có 24 túi Chọn bề dày thiết bị, đơn chia thành hàng ngang hàng nguyên dọc Khoảng cách đơn nguyên - Chọn khoảng cách: + Giữa túi d1=0,1m Chiều dài đơn nguyên + Giữa hàng d2=0,1m Chiều rộng đơn nguyên + Giữa túi vải đến mặt Chiều rộng thiết bị thiết bị, đơn nguyên d3=0,1m +Chọn bề dày thiết bị, Chiều đơn dài thiết bị nguyên = 0,003m I Xử lý khí: + Khoảng cách đơn nguyên Xử lý khí: SO2, Cl2 b = 0,1m Các thơng số đầu vào Chiều dài đơn nguyên: L1 = Dn1 + (n1 – 1)d1 + 2d3 + Các đại lượng L1 = 5+ 2x0,1 + 2x0,003 = 1,906 (m) - Lưu lượng Nhóm SVTH: Nhóm Kí hiệu Đơn vị D m h m f m2 F m2 d1 m d2 m d3 m m G b m L1’ m B1’ m B’ m L’ m Đơn vị m3/h ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ THẢI Nồng độ SO2 ban đầu Nồng độ Cl2 ban đầu Nhiệt độ khí thải GVHD: Bùi Thị Thanh Thủy mg/m3 (mg/m3) mg/m3 1844,91 o C 16,02 TÍNH TỐN Vì nhiệt độ khí thải 2500C qua q trình lọc bụi nhiệt độ dòng khí thải bị giảm xuống.Vậy giả sử nhiệt độ khí thải sau q trình lọc bụi bị giảm xuống 300C - - 7591 71 8,57x10-4 5,9210-6 5,921 C 25oC (mg/m3) C 30oC (mg/Nm3) SO2 600 590,1 Cl2 12 11,8 Lưu lượng khí vào tháp hấp thụ: Q1 = = 3800(m3/h) Lượng mol hỗn hợp khí cung cấp đầu vào: = = = 144,9 ( Lượng mol khí đầu vào: = ( Nồng độ phần mol tuyệt đối: = ( Tại 25 - Lượng mol khí đầu ra: = ( - Nồng độ phần mol tuyệt đối: = ( - Nồng độ phần mol tương đối: = ( Ta có bảng sau: (mg/m3) 590,1 11,8 - Nhóm SVTH: Nhóm 75910-6 Thành phần Đơn vị mg/m3 mg/m3 Nồng độ phần mol tương đối: = ( Ta có bảng sau: 0,11 Ta có bảng sau: Ta có bảng sau: - 64 (Nồng độ chất khí 250C lấy theo QCVN 19:2009/BTNMT) - - ( = 144,9 - 0,11 - 8,57x10-4 = 144,79 ( Tính tốn số liệu đầu ra: - Ta có: + Ở 250C: PV = n1’T1’ + Ở 30 C: PV = n2T2 n1’T1’ = n2T2 hay C1’T1’= C2T2 C2 = = = HẤP THỤ Tính tốn số liệu đầu vào: - ( = TÍNH TỐN CHO THÁP Nồng độ khí thải Cl2 SO2 ( Lượng mol khí trơ: Vì lưu lượng khí thải vào tháp hấp thụ lớn nên chia làm tháp hấp thụ đặt song song Ta có: + Ở 250C: PV = n1T1 + Ở 30 C: PV = n2T2 n1T1 = n2T2 hay C1T1 = C2T2 C2 = = = M M ( ( 64 0,035 2,4210-4 2,42 71 6,32 x10-4 4,3510-6 4,35 Lượng mol hỗn hợp khí đầu ra: ( ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ THẢI = + = 144,79 + 0,035+ 6,32 x10-4 ( = 144,83( Bảng: Hiệu suất xử lý khí: Thành phần Khí SO2 Cv 1844,91 Khí Cl2 16,02 Lượng mol khí SO2 bị hấp thụ: = = 0,11- 0,035= 0,075 ( - Lượng mol khí Cl2 bị hấp thụ: = = 8,57x10-4- 6,32 x10-4= 2,25x10-4 ( Xây dựng đường cân đường làm việc: Xây dựng đường cân bằng: GVHD: Bùi Thị Thanh Thủy Tra hệ số henrry bảng 3.1_Các trình thiết bị cơng nghệ hóa chất thực phẩm-tập trang 153 30oC Bảng phương trình cân chất khí: SO2 Cl2 m = = 47,895 m = = 2552,632 Y* = 47,895X Y* = 660,53X Xây dựng đường làm việc: PTCB vật chất: - Có = Ta có: thay vào PTCB => _nồng độ cân ứng với nồng độ đầu hỗn hợp khí - = Điều kiện làm việc trình o hấp thụ 30 C áp suất - Lượng dung mơi tối thiểu q trình hấp thụ: 1atm Từ định luật Henrry Dalton ta có phương trình: y*=mx với m= đó: hệ số henrry, thứ nguyên áp suất mmHg (CT 3.6_Các trình, thiết bị cơng nghệ hóa chất thực phẩm-Tập 4- trang 155) Trong q trình hấp thụ, nơng độ cân ln lớn nồng độ làm việc, lượng dung môi thực tế lớn lượng dung môi tối thiểu, thường 20% Chọn hệ số thừa dư thực P: áp suất chung hệ, tế 1,2 P=1atm= 760mmHg Lượng dung môi thực tế: = 1,2 (theo cơng thức 2.8 giáo trình Q Trình CNMT - Lượng dung mơi cần thiết: 3) Phương trình đường cân có dạng: y* = mx Vì y Y nên Y* = mX Nhóm SVTH: Nhóm GX= Gtr Xc = ( Với = 144,79 ( ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ THẢI Yđ GVHD: Bùi Thị Thanh Thủy Yc Khí SO2 75910-6 24210-6 15,847 Khí Cl2 5,9210-6 8,962 Đơn vị Kmol/Kmol 4,3510-6 Kmol/Kmo l Kmol/Kmol Phương trình đường làm việc có dạng: Y = aX+b + Phương trình đường làm việc qua điểm: A( B( • Phương trình đường làm việc khí SO2: + Phương trình qua điểm: A1(0; -6 24210 ) B1(13,21; -6 75910 ) • Phương trình đường làm việc khí Cl2: + Phương trình qua điểm: A2(0; -6 4,3510 ) - B2(7,468; -6 5,9210 ) Nhóm SVTH: Nhóm ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ THẢI GVHD: Bùi Thị Thanh Thủy Số viên đệm/1m3: 5800 (2) Đường kính tháp: D= Trong đó: Vy lưu lượng pha khí theo thể tích - Tính tốn lượng dung dịch Na2CO3 cần dùng để hấp thụ khí SO2 Cl2: Phương trình phản ứng chủ yếu xảy tháp hấp thụ: 2SO2 + Na2CO3 → Na2S2O5 + CO2 Cl2 + Na2CO3 + H2O → NaCl + H2O + NaOCl + CO2 - Từ phương trình hóa học: 2SO2 + Na2CO3 → Na2S2O5 + CO2 = =3,975(kg/h) Từ phương trình hóa học: Cl2 + Na2CO3 + H2O → NaCl + H2O + NaOCl + CO2 = = 0,024(kg/h) Khối lượng dung dịch Na2CO3 cần thiết để hấp thụ khí SO2 Cl2là: = 3,795 + 0,024= 3,82 (kg/h) = = 0,00365 (m3/h) Lượng nước tối thiểu cần cung cấp: 0,00365/5%=0,73 m3/h - Với khối lượng riêng dung dịch Na CO - nước (kg/m ) lấy theo bảng I.56 sổ tay q trình cơng nghệ hóa chất tập Tại 30 oC nồng độ 5% có giá trị = 1046,6(kg/m 3) Tính tốn tháp hấp thụ khí SO2 Cl2: (1) Vật liệu đệm: ( Bảng IX.8_Sổ tay q trình thiết bị cơg nghệ _Tập 2_Trang 193) Chọn đệm xếp lộn xộn: - Đệm vòng sứ Rasich (do khí có tính axit) - Kích thước: 50 - Bề mặt riêng đệm () (m2/m3): 95 - Thể tích tự đệm ((m3/m3): 0,79 - Khối lượng riêng đệm (: 500 Nhóm SVTH: Nhóm w vận tốc làm việc tháp: w = (0.8 – 0.9) ( CT IX.114_Sổ tay trình thiết bị cơg nghệ _Tập 2_Trang 187) Chọn w= 0,8 vận tốc đảo pha xác địnhbằng công thức Y = 1,2 ( CT IX.114_Sổ tay q trình thiết bị cơg nghệ _Tập 2_Trang 187) + Trong đó: X = ( CT IX.114_Sổ tay trình thiết bị cơg nghệ _Tập 2_Trang 187) - Ta có: • /= 1,0466 (tra bảng I.56-Tại x=5%(Nội suy)_Sổ tay q trình thiết bị cơng nghệ hóa chất_Tập 1_Trang 45) = = 1,0466= 1046,6 (CT I.6_Sổ tay q trình thiết bị cơng nghệ hóa chất_Tập 1_Trang 5) • • = = = 1,175 (kg/m3) (Bảng I.8_Sổ tay q trình thiết bị cơng nghệ hóa chất_tập 1_Trang 14) - Ta có: = = =72,5( = = = 0,7585 ( Suất lượng trung bình pha lỏng : Gx = = (72,5 = 2,157(kg/s) - Ta có suất lượng khí: = = =72,5( =72,5 ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ THẢI GVHD: Bùi Thị Thanh Thủy = 1,29 (kg/s) = = = 0,7585 ( =0,7585 = 1,496 (kg/s) Suất lượng trung bình pha khí : = 1,305(kg/s) X = = = 0,485 Y = 1,2 = 1,2= 0,172 Mà: ( CT IX.114_Sổ tay q trình thiết bị cơg nghệ _Tập 2_Trang 187) - Lại có: • độ nhớt pha lỏng (Tra bảng I.101_x=5%_Sổ tay q trình thiết bị cơng nghệ hóa chất_Tập 1_Trang 100) • độ nhớt nước nhiệt độ 200C (Bảng I.102_Sổ tay trình thiết bị cơng nghệ hóa chất_tập 1_Trang 95) o = 2,787(m/s) + Trong đó: Bề mặt riêng ( (m2/m3) : = 95 (m2/m3) 3 thụ: thay vào PTCB Y* = 47,895X ta được: =1,7410-4 ( Nhóm SVTH: Nhóm - Động lực trung bình trình: = = = 2,97110-4 ( - Số đơn vị truyền khối: = = = 1,74 *Với Cl2 - Động lực trung bình đỉnh tháp hấp thụ: thay vào PTCB Y* = 660,53X ta được: = 4,933( = = = ( - Động lực trung bình đáy tháp hấp thụ: thay vào PTCB Y* = 660,53Xta được: = 0( • = = Thể tích tự (m /m ) : Ftd = = 0,79(m /m ) w = 0,8 (m Đường kính tháp : D= = (m) Diện tích tiết diện ngang tháp : (3) Chiều cao tháp đệm: *Với SO2: - Động lực trung bình đỉnh tháp hấp = 5,85( = = thụ: thay vào PTCB Y* = 47,895X ta được: = 0( = = =2,4210-4 ( Gy = = 1,28 Động lực trung bình đáy tháp hấp - =×10-6 ( Động lực trung bình trình: = = = 2,27 ( - Số đơn vị truyền khối: = = = 0,7 Chiều cao lớp đệm: H = hyny Trong đó: + H: Chiều cao đoạn đệm (m) + hy: Chiều cao đơn vị chuyển khối (m) + ny: Số đơn vị chuyển khối Chiều cao đơn vị - truyền khối: + Theo Kafarov – Duneski thì: hdv = 200 ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ THẢI GVHD: Bùi Thị Thanh Thủy ( CT 3.29_Các q trình thiết bị cơng Phần chóp nón bên cao nghệ hóa chất thực phẩm-Tập 4_Trang 200mm phần chóp bên 170) + : Tiết diện tự đệm Trong đó: (m2/m2) có trị số thể tích tự cao 250mm (4) Trở lực tháp đệm: Độ nhớt hỗn hợp khí thay đổi theo nhiệt độ: đệm = (3/2 + w: Vận tốc làm việc tháp (m/s) hy = 200 = 200 = 0,473 (m) Đối với SO2: H = 0,4731,74 = 0,82302 (m) Đối với Cl2: H = 0,473 0,7 = 0,3311 (m) Chiều cao làm việc tháp: Hlv = +=0,82302 + 0,3311= 1,15412 (m) Số đệm: - Ta có: hd = (2,54m) (phụ thuộc vào đường kính tháp) Chọn hd = 2,5m - Có: Hlv = n hd - Hlv < hd Hlv = 1hd Hlv=2,5m Chiều cao thực tế tháp đệm: H = HLV + ZL + ZC + (n – 1)h Trong đó: + ZL, ZC: Lần lượt khoảng (CT I.20_Sổ tay q trình thiết bị cơng nghệ hóa chất_Tập 1_Trang 86) Trong đó: động lực khí nhiệt độ 0C; khí (Tra bảng I.114_Sổ tay trình thiết bị cơng nghệ hóa chất_Tập 1) ta =1720 x 10 -8 N.s/m2 + T: Nhiệt độ khí, K; + C: Hằng số phụ thuộc loại khí (Tra bảng I.113_Sổ tay q trình thiết bị cơng nghệ hóa chất_Tập 1) cách từ lớp đệm đến nắp từ lớp đệm đến Tra được: = 306 đáy tháp (m) + h: Khoảng cách lớp đệm (m) Chỉ có lớp đệm - Chọn h=0,5 m - Bảng lựa chọn ZL, ZC: + : Độ nhớt = (3/2 = 1,232 (N.s/m2) Chuẩn số Reynol: Rey = ( CT trang 172_Các trình, thiết bị - cơng nghệ hóa chất thực phẩm-Tập 4) Rey = = 78491,626 Đường kính, mm ZL, mm Hệ số ma sát đệm vòng 400 – 1000 600 1200 – 2200 1000 đệm đổ lỗn xộn: 2400 1400 Rey> 40 => Ở chế độ chuyển động xoáy: = = = 1,679 ZL = 800 (mm) Zc = 1750 CT 3.38_Các q trình, thiết bị cơng (mm) (D=1100mm) nghệ hóa chất thực phẩm-Tập 4_Trang H = 2,5+ 0,8 + 1,75 + (1 – 1) 0,5 = 5,05 (m) Nhóm SVTH: Nhóm 172) ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ THẢI Trở lực đệm khơ tháp đệm: Pkhơ = CT 3.36_Các q trình, thiết bị cơng nghệ hóa chất thực phẩm-Tập 4_Trang GVHD: Bùi Thị Thanh Thủy ống nhỏ bán thị trường ơng có d=21mm nên ta chọn ống dẫn nước vào d=21mm Tiết diện ngang ống chính: 172) Trong đó: H_Chiều cao lớp đệm, m; w_Vận tốc làm việc khí tháp, m/s; Pkhơ = = 527,85 (N/m2) (5) Đường ống dẫn khí: - Vận tốc khí ống khoảng 10-30 m/s Chọn vận tốc dẫn khí vào vận tốc dẫn khí v=30 m/s Ống dẫn khí vào: - Lưu lượng khí vào: Qv = (m3/s) - Đường kính ống dẫn khí vào: d = = = 0,3m - Để đảm bảo phân phối khí tháp ta sử dụng ống đục lỗ với bề dầy 5mm lỗ có đường kính 50mm bước lỗ 50 mm Ống dẫn khí ra: - Lưu lượng khí ra: QrQv = (m3/s) - Đường kính ống dẫn khí ra: d = = = 0,3m Tính Tốn đường ống dẫn dung dịch Vận tốc nước hảy ống khoảng 1,5 – 2,5m/s ta chọn vận tốc chất lòng 1,5m/s (bảng II.2 – trang 370 Sổ tay q trình thiết bị cơng nghệ hóa chất-Tập – Trần Xoa – NXB Khoa học kỹ thuật Hà Nội.) Ta có đường kính ống: d= = = 0,014m =14mm Nhóm SVTH: Nhóm Sử dụng thập chia ống dẫn dung dịch thành nhánh tháp để dung dịch hấp thụ phân bố khắp diện tích tháp, ống nhánh ta khoan lỗ có đường kính 5mm Trên nhánh khoan hàng lỗ so loe hướng bên,hợp với phương ngang góc 45o,mỗi lỗ có đường kính 5mm Ống xả cặn đáy tháp chọn ống có đường kính 160mm Sàn đỡ vật liệu hấp thụ dày 5mm lưới lỗ 12mm Kích thước chi tiết thiết bị hấp thụ: STT Thông số Chiều cao đệm Đường kính tháp Khoảng cách từ lớp đệm đến nắp Khoảng cách từ lớp đệm đến đáy Khoảng cách lớp đệm Tổng chiều cao tháp hấp thụ Đường ống dẫn khí vào, TÀI LIỆU THAM KHẢO Kỹ thuật xử lý khí thải_Trường đại học Tài nguyên Môi trường Hà Nội, năm 2014 ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ THẢI Giáo trình Quá Trình Cơ Bản Trong CNMT 3- trường DH Tài Ngun Mơi Trường Hà Nội Ơ nhiễm khơng khí xử lý khí thải-Tập 2-GS.TS Trần Ngọc Chấn -NXB Khoa học kỹ thuật Hà Nội, năm 2001 Ơ nhiễm khơng khí xử lý khí thải-Tập 3-GS.TS Trần Ngọc Chấn -NXB Khoa học kỹ thuật, năm 2001 Các trình thiết bị cơng nghệ hóa chất thực phẩm-Tập – GS.TSKH Nguyễn Bin - NXB Khoa học kỹ thuật Hà Nội Sổ tay trình thiết bị cơng nghệ hóa chất-Tập – Trần Xoa – NXB Khoa học kỹ thuật Hà Nội Sổ tay q trình thiết bị cơng nghệ hóa chất-Tập – Trần Xoa – NXB Khoa học kỹ thuật Hà Nội QCVN 19:2009/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia khí thải cơng nghiệp bụi chất vơ Nhóm SVTH: Nhóm GVHD: Bùi Thị Thanh Thủy ...ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ THẢI GVHD: Bùi Thị Thanh Thủy BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI KHOA MÔI TRƯỜNG ****************************** ĐỒ ÁN MƠN HỌC XỬ LÝ KHÍ... n= Theo tiêu chuẩn stairmand hình 7.8a trang 97 sách ‘ Ơ nhiễm khơng khí Xử lý khí thải tập 2’ - Trần Ngọc Chấn có : - Chiều cao cửa khí vào a= 0,5D = 0,625 [m] ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ THẢI - GVHD: Bùi... Lượng mol hỗn hợp khí đầu ra: ( ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ THẢI = + = 144,79 + 0,035+ 6,32 x10-4 ( = 144,83( Bảng: Hiệu suất xử lý khí: Thành phần Khí SO2 Cv 1844,91 Khí Cl2 16,02 Lượng mol khí SO2 bị hấp