Đồ án tốt nghiệp: Tính toán và thiết kế hệ thống xử lý, thu hồi NH3 trong khí phóng không của nhà máy sản xuất Amoniac

Vấn đề xử lý khí thải trong công nghiệp nói chung và trong công nghiệp hóa chất nói riêng đang rất được quan tâm trong giai đoạn hiên nay. Xuất phát từ thực tế đó mà Đồ án tốt nghiệp: Tính toán và thiết kế hệ thống xử lý, thu hồi NH3 trong khí phóng không của nhà máy sản xuất Amoniac đã được thực hiện.

§å ¸n tèt nghiƯp Líp QT&TB – K46 Mơc lơc Lời nói đầu PhÇn I.Tỉng quan .7 Chơng I Ô nhiễm không khí khí thải công nghiệp hoá chất .7 I.Các nguồn gây ô nhiễm khí công nghiệp sản xuất hoá chất .7 1.C«ng nghiệp sản xuất axit Sunfuric 2.Công nghiƯp s¶n xt axit Nitric 3.Công nghiệp sản xuất giấy 4.Công nghiệp sản đồ nhựa 5.Công nghiệp lọc hoá dầu 6.Công nghiệp sản xuất phân bón 10 7.Công nghiệp sản xuất xi măng 10 8.Công nghiệp sản xuất lu huỳnh 10 II.Lợng khí độc hại rò rỉ từ thiết bị công nghệ .11 III.Tác hại chất gây ô nhiễm khí 15 1.KhÝ CO 15 2.KhÝ Nit¬ oxit 16 3.KhÝ SO2 17 4.KhÝ H2S .17 5.KhÝ Clo 18 6.KhÝ Amoniac .18 IV.Một số phơng pháp xử lý khí thải công nghiệp hoá chất19 Một số phơng pháp xử lý khí thải công nghiệp hoá chất19 Phơng pháp hấp thụ xử lý khí thải chứa NH .22 Đào Xuân Huần Trang Đồ án tốt nghiệp Lớp QT&TB K46 a.Nguyên lý trình 22 b.Các yếu tố ảnh hởng đến trình 23 Chơng II.Công nghệ sản xuất NH3 24 I.Lịch sử phát triển công nghệ tỉng hỵp NH 24 II.Giíi thiƯu chung vỊ trình tổng hợp Amoniac24 III.Tính chất Amoniac .25 IV.Cơ sở lý luận trình tổng hợp NH3 27 V.Dây chuyền sản xuất NH3… .33 VI.ThuyÕt minh lu tr×nh công nghệ .36 Chơng III.Tính cân vật chất trình phóng không .38 I.Cân vật chất cho tháp tổng hợp NH3 40 II.Cân vật chất cho thiết bị làm lạnh H2O 43 III.Cân vật chất cho trình phóng không 47 IV.Tính cân vật chất cho trình phóng không theo suất phân xởng 51 Phần II Quá trình xử lý thu hồi NH3 khí phóng không.53 Chơng I Lập luận tính kinh tế trình xử lý thu hồi NH3 khí phóng không 53 Chơng II Dây chuyền công nghệ trình hÊp thơ NH3 khÝ phãng kh«ng 54 Chơng III.Tính toán trình hấp thơ NH3 khÝ phãng kh«ng… .56 I.Tính toán thiết bị .56 II.Tính toán khí 66 III.TÝnh to¸n thiÕt bị phụ .75 IV.Tính cân nhiệt lợng cho trình hấp thụ 88 V.Tính cân vật chất cho trình nhả hấp thụ 90 Đào Xuân Huần Trang Đồ án tốt nghiƯp Líp QT&TB – K46 KÕt ln 91 Tµi liƯu tham kh¶o .92 LờI NóI ĐầU Bảo vệ môi trờng vấn đề sống đất nớc , nhân loại, nhiệm vụ có tính xã hội sâu sắc , gắn liền với đấu tranh xóa đói giảm nghèo nớc , với đấu tranh hòa bình tiến xã hội phạm vi toàn giới Đó lời mở đầu Bản thị số 36-CT/TW ngày 25/6/1998 Bộ Chính trị Ban Chấp hành Trung ơng Đảng Cộng Sản Việt Nam khoá Quán triệt tinh thần nội dung thị nêu , từ công tác bảo vệ môi trờng, chống suy thoái môi trờng lĩnh vực đời sống, công nghiệpđã đợc ngành cấp , ngời dân, sở sản xuất công nghiệp quan tâm Mặc dù môi trờng nói chung môi trờng không khí nói riêng, đặc biệt khu công nghiệp có dấu hiệu ô nhiễm đáng lo ngại Phần lớn nhà máy xí nghiệp cha đợc trang bị trang bị thiếu đồng hệ thống xử lý khí thải, bụi, nớc thải hàng ngày thải vào bầu khí lợng khổng lồ chất độc hại gây ô nhiễm nghiêm trọng vùng rộng lớn quanh nhà máy Do đặc thù công nghiệp hoá chất, khí thải nhà máy hoá chất chứa nhiều khí độc hại nồng độ chúng vợt nhiều lần tiêu chuẩn cho phép Theo tính chất hoá lý ngời ta phân loại khí thải làm hai nhóm : Nhóm vô bao gồm khí SO , SO3 , Đào Xuân Huần Trang Đồ án tèt nghiƯp Líp QT&TB – K46 H2S , CO , CO2 , NOX , NH3 , HCl , H2SO4 , HFNhóm hữu bao gồm : Benzen , butan , axeton , axit hữu , dung môi hữu Tuỳ theo thành phần khối lợng khí thải để tiến hành phơng pháp xử lý phù hợp, đảm bảo kỹ thuật xử lý tính kinh tế ph ơng pháp Khi lựa chọn thiết bị làm khí thải cần phải tính đến hiệu làm sạch, chi phí đầu t ban đầu , chi phí trình vận hành , tuổi thọ hệ thống xử lý, đơn giản vận hành , dễ dàng kiểm tra sửa chữa , chi phí điện hợp lý Trong nội dung thiết kế tốt nghiệp này, em tiến hành tính to¸n, thiÕt kÕ hƯ thèng xư lý , thu håi khí NH khí phóng không nhà máy sản xuất NH3 Dù cố gắng nhng tính toán thiết kế nhiều hạn chế , em mong đợc thầy cô hớng dẫn bảo thêm Sinh viên Đào Xuân Huần Đào Xuân Huần Trang Đồ án tốt nghiệp Lớp QT&TB K46 Phần i.Tổng quan Chơng I Ô nhiễm không khí khí thải công nghiệp hoá chất I.Các nguồn gây ô nhiễm công nghiệp hoá chất Công nghệ hoá chất bao gồm nhiều loại nhà máy, sản xuất nhiều loại sản phẩm khác nhau, phục vụ cho đời sống, công nghiệp, quốc phòng, khía cạnh ô nhiễm khí có nhiều vấn đề chuyên môn riêng biệt đa dạng Một số nguồn ô nhiễm khí điển hình công nghệ hoá chất nh sau: 1.Công nghiệp sản xuất Axit sunfuric Axit sunfuric H2SO4 đợc sản xuất từ lu huỳnh đơn chất ( S đợc thu từ khí đốt thiên nhiên), từ Sunfua Sắt, quặng FeS2 , ph¶n øng x¶y nh sau: Tõ lu huúnh S + O2 SO2 Tõ qng Pirit FeS2 + 1102 Đào Xuân Huần Fe2O3 + 8SO2 Trang Đồ án tốt nghiệp Lớp QT&TB K46 Sunfua đioxit thu đợc từ trình nung đốt thờng có hàm lợng từ 44% đợc cho tiếp xúc với chất xúc tác nhiệt độ 4500C để oxi ho¸ SO2 SO2 + O2 SO3 TiÕp theo SO3 đợc hấp thụ H2SO4 loãng để đạt đợc độ đậm đặc theo yêu cầu: SO3 + H2O H2SO4 Trong thiết bị oxi hoá xúc tác nhiều lớp (4 chuyển hoá 96 lớp) tỷ lệ SO2 đợc 98%, phần lại đợc phát thải vào khí Đối với nhà máy công suất 1500 H 2SO4/ ngày, lợng phát thải ( nhờ nâng cao hiệu chuyển đổi ) hạ xuống từ 44 xuống / ngày, từ làm tăng thêm 54 H2SO4/ ngày Nồng độ SO2 thải dây chuyền sản xuất H 2SO4 đại đạt 1,33g/ m3 2.Công nghệ sản xuất axit nitric: HNO Phơng pháp phổ biến để điều chế axit nitric đốt có xúc tác Amôniac không khí Các ph¶n øng x¶y nh sau: 4NH3 + O2 2NO + O2 3NO2 + H2O NO + H2O + Q NO2 + Q 2HNO3 + NO + Q Chất ô nhiễm phát thải vào khí chủ yếu NO (nồng độ phát thải ống khói dao động khoảng 1500 3000ppm), có NO, NH3 Công nghệ tiên tiến cho phép hạ nồng độ khí NOx phát thải xuống 300 ppm 3.Công nghiệp sản xuất giấy Chất gây ô nhiễm chủ yếu thoát từ công nghiệp sản xuất giấy khí SO2 , H2S, mùi hôi thối , buồn nôn Giấy sản phẩm thu đợc cách ép lớp sợi Xenlulozơ Nguyên liệu làm giấy gỗ Đào Xuân Huần Trang Đồ án tốt nghiệp Lớp QT&TB K46 Dăm gỗ đợc ngâm nấu dới áp suất cao xút (NaOH) natri sunfua (NaS) Kết thu đợc dung dịch bột giấy màu đen có chứa lợng nhỏ chất H2S hợp chất Sunfua hữu tạo mùi hôi thối khó chịu Ngoài hoàn nguyên dung dịch nấu bột giấy để tái sử dụng cách cho bốc hơi, cặn bã đợc đốt lò đặc biệt để tạo thành tro natrisunfit Na 2SO3 natri cacbonnat Na 2CO3 Trong trình thoát nhiều khí H 2S chất CH3HS , (CH3)2S , (CH3)2S2 có mùi hôi thối khó chịu đặc trng cho công nghiệp giấy Đào Xuân Huần Trang Đồ án tốt nghiệp Lớp QT&TB K46 4.Công nghiệp sản xuất đồ nhựa: Công nghiệp sản xuất gia công đồ nhựa nguồn ô nhiễm lớn, nhiên lại đa dạng khác dây chuyền sản xuất, nguyên liệu, máy móc thiết bị Tại công đoạn chế biến: Polime hoá nguyên liệu ban đầu (mônôme) đợc tiến hành thùng kín, nguy gây ô nhiễm hầu nh bị triệt tiêu Khi sửa chữa loại thùng chứa, đồ nhựa polime, dọn dẹp thiết bị phản ứng làm bốc số hơi, khí có mùi gây khó chịu, dị ứng, cho công nhân vận hành giai đoạn Tại công đoạn ép khuôn: Để tạo sản phẩm có chất lợng cao, ngời ta trộn vào polyme nhiều loại phụ gia có tính độc hại cao nh khoáng chất có gốc Chì, Cadimi độc hại cho sức khoẻ 5.Công nghệ lọc hoá dầu Công nghệ chế biến dầu mỏ có bớc phát triển mạnh mẽ từ nhiều thập kỷ trớc Giai đoạn đầu trình lọc dầu trình chng áp - phân ly dầu thô thành nhiều cấp có tỷ trọng khác - trình Cracking Một số sản phẩm thu đợc sau trình cracking sử dụng ngay, phần lại đòi hỏi phải chế biến tiếp Khí thải nhà máy lọc dầu gồm có: a Hơi Hidrocacbon rò rỉ từ khe hở , nắp đậy không kín thiết bị, thùng chứa b Khí thải lò nung, bếp đun, vòi đốt sử dụng cho qúa trình chng cất, có SO2 đốt tạp chất có S c Khí có chứa hợp chất S nh H2SO4 thoát từ tầng tháp chng cất , khí thải hợp chất S từ phần cất đợc Đào Xuân Huần Trang 10 Đồ án tốt nghiệp Lớp QT&TB K46 d Bụi với thành phần có hạt mịn thoát từ trình hoàn nguyên chất xúc tác Đây chất gây ô nhiễm chủ yếu nhà máy lọc dầu Đào Xuân Huần Trang 11 Đồ án tốt nghiệp Lớp QT&TB K46 6.Công nghiệp sản xuất phân bón ( phân đạm, phân Supephotphat) Công nghiệp sản xuất phân bón gốc nitơ gây ô nhiễm không khí khí CO, H2S, SO2 , NH3 Sản xuất phân Supephotphat đợc tiến hành theo phơng pháp cho axit Sunfuric tác dụng với Phốt phát thiên nhiên (quặng apatit,phôtphat canxi ) Trong quặng có thành phần flo ( %) Các hợp chất chứa flo phản ứng với H 2SO4 thải HF SiF Lợng phát thải khí độc hại nhiều công đoạn làm đông thổi không khí axit photphoric Không khí thoát từ trình có chứa khoảng 10 g/m flo Sau lọc khí thải nồng độ khí flo giảm xuống 0,2 g/m 7.Ô nhiễm không khí công nghiệp sản xuất xi măng Chất gây ô nhiễm chủ yếu bụi Bụi thoát môi trờng xung quanh từ công đoạn sau đây: Vận chuyển chứa kho loại vật liệu nh đá vôi, đất sét , phụ gia Nếu thao tác trình với nguyên liệu ẩm bụi toả đợc giảm thiểu đáng kể Sấy nung: Toả nhiều bụi khí SO có nguồn gốc từ nhiên liệu Nghiền trữ Klinker gây toả bụi 8.Ô nhiễm không khí công nghiệp sản xuất S Lu huỳnh (S) đợc sản xuất sở điện phân muối alcalin (kim loại kiềm: liti, natri, kali) dung dịch nớc trạng thái nung chảy Nguy gây ô nhiễm không khí thờng Cl2, HCl bị thải ống khói Đào Xuân Huần Trang 12 Đồ án tốt nghiệp Lớp QT&TB – K46 m1, m2, m3, m4 , m5 : PhÇn thể tích khí hỗn hợp 82, 70 C Cã: M1 = 17 (NH3) ; m1 = 9,25% ; NH 82 , C M2 = 28 (N2) ; m2 = 19,48% ; N2 82, 70 C M3 = 40 (Ar) ; m3 = 1,82% ; Ar H2 M5=16(CH4) ; CH 10,68 9,25%.17 117.10 hh = 253 10-7 Ns/m2 = 990 10-8 Ns/m2 82 , C m 5=11%; 19,48%.28 2017.10 = 2017 10-8 Ns/m2 82 , C M4 = (H2) ; m4 = 58,45% ; 1,82%.40 253.10 = 117 10-7 Ns/m2 127.10-7 Ns/m2 58,45%.2 990.10 11%.16 127.10 = 1,547.10-5 Ns/m2 yhh *Khèi lợng riêng hỗn hợp khí: = hhk y NH NH + N2 yN + Ar yAr + y H2 H2 + CH yCH Khối lợng riêng khí 82,7 0C đợc xác định theo T0 P T P0 Víi T- NhiƯt ®é tut ®èi cđa khÝ, 0K T0=2730K P, P0: ¸p st cđa khÝ ë điều kiện làm việc điều kiện tiêu chuẩn (atm) VËy T0 P T P0 273.8,16 (273 82,7).1 6,3 Kết tính toán đợc tổng hợp bảng sau Khí yi(Phần NH3 N2 Ar H2 CH4 mol) 0,0925 0,1948 0,0182 0,5845 0,11 Đào Xuân HuÇn 103(kg/l) 0,7708 1,2517 2,134 00898 0,7167 103(kg/l) 4,86 7,88 13,44 0,57 4,52 103.yi 0,45 1,54 0,245 0,333 0,497 3,065 Trang 89 Đồ án tốt nghiệp Lớp QT&TB K46 =3,065.10-3 kg/l VËy hhk =3,065 kg/m3 hhk *HÖ sè dẫn nhiệt hỗn hợp khí = 1y1+ 2y2+ 3y3+ 4y4+ 5y5 hhk víi , , , , : hƯ sè dÉn nhiƯt cđa c¸c khÝ thành phần y1, y2, y3, y4, y5: Nồng độ phần mol cấu tử có hỗn hợp Mặt khác 273 C T T C 273 1, ,W/m.®é :HƯ sè dÉn nhiƯt cđa khÝ ë O0C Víi T=273+82,7=355,70K Víi NH3 =0,0172;C=626; =2,34.10-2 Víi H2 =0,1370;C=94; =0,166 Víi N2 =0,0209;C=102; =2,55.10-2 =3,88.10-2 Víi Ar =7,02.10-2 Với CH4 Kết tổng hợp bảng sau KhÝ NH3 N2 Ar H2 CH4 yi(phÇn mol) 0,0925 0,1948 0,0182 0,5845 0,11 (W/m.®é) 0,0172 0,0209 0,1370 (W/m.®é) -2 2,34.10 2,55.10-2 3,88.10-2 0,166 7,02.10-2 yi(W/m.®é ) 0,216.10-2 0,497.10-2 0,071.10-2 0,097 0,772.10-2 0,11256 =0,11256 W/m.độ hhk Đào Xuân Huần Trang 90 Đồ án tốt nghiệp Lớp QT&TB K46 *Tính nhiệt dung riêng hỗn hợp khí T=82,7 0C STT NH3 N2 Ar H2 CH4 yi(%) 9,25 19,48 1,82 58,45 11 100 Ci(kcal/kg ®é) 0,583 0,2507 0,489 3,452 0,567 yi.Ci 0,054 0,049 0,0088 2,02 0,062 2,194 NhiÖt dung riêng hỗn hợp khí Chhk=2,194 kcal/kg Chhk=9,17 kJ/kg độ VËy : Re max t 2,24.0,004.3,065 1,547.10 17750 b ChuÈn sè Pr Cp Pr Trong ®ã : : ®é nhớt hỗn khí Ns/m3 : Hệ số dẫn nhiệt khí W/m ®é VËy : Pr 9,17.10 3.1,547.10 0,11256 CP 0,03 Suy : Nu 0,116( 0,004 ) , 54 ( 0,01 ) 0,004 1,26 ,14 (17750) 0, 72 1,14 0, Nu = 43 Mặt khác : Nu => bk k Nu t k 43.0,11256 0,004 l k t 1210 W/m.®é 978 W/m.®é c HƯ sè cÊp nhiƯt cđa níc Nu 0,021 Re 0,8 Pr 0, 43 ( Ta cã : H = 2m Pr 0, 25 ) Pr t H dn 0,03 50 1 d = 0,03m Gi¶ sư : Re H O 10 ( níc ë chÕ ®é xoáy ) Đào Xuân Huần Trang 91 Đồ án tèt nghiƯp PrH 2O (82,7 C ) Líp QT&TB K46 Thay công thức Nu = 0,021.1.104.0,8 20,43.10,25 = 44,839 suy : H 2O Nu d tr 44,839.0,6761 1165,98 W/m.®é 26.10 H 2O Trong ®ã : H 2O (82,7 C ) 0,618 W/m.®é d Xác định bề mặt truyền nhiệt + Fng = Fcanh + Fkhông cánh Fng (l Fng ( 499.1.10 ).3,14.30.10 499.2 n Ftrong g ) d ng (0,05 n g D g n.2 ( D g2 d ng2 ) 499.1.10 3.3,14.50.10 0,03 ) 1,4765(m ) 3,14.26.10 3.2 d l 0,1633 VËy : HƯ sè trun nhiƯt 1 K bk H 2O K Fng (w/m ®é) Ftrong 1 1,4765 978 1165,98 0,1633 114 (w/m độ) Bề mặt truyền nhiệt F Q k t tb 825093 114.50,2 144(m ) f Xác định số ống số ngăn a Số ống : n F Fng 144 1,4765 98 èng b Sè èng t¹o thµnh mét hµng n' n 14 98 14 ( ống) Đào Xuân Huần Trang 92 Đồ án tốt nghiệp Lớp QT&TB K46 c Số ngăn - Vận tốc thùc tÕ H Gn d t n 4.0,0096 98.3,14.0,026 0,1846(m / s) VËn tèc gi¶ sư (Re = 104) gs Re d H 2O (32,5 C ) H 2O (32,5 ) => gs 0,7601.10 ( Ns / m ) 995(kg / m ) 10 4.0,7601.10 0,026.995 gs vËy : sè ngăn m tt 0,294(m / s ) 0,294 0,1846 1,59 (ngăn) Vậy thiết bị đợc chia thành hai ngăn Bơm vận chuyển chất lỏng Để vận chuyển chất lỏng lên tháp với lu lợng yêu cầu ta dùng bơm pit tông Sơ đồ bơm Pit tông để vận chuyển chất lỏng Đào Xuân Huần Trang 93 Đồ án tốt nghiệp Lớp QT&TB K46 Thùng chứa ; 2- Rọ chắn rác; 3- Bơm pittong; 4- Van tiết lu; 5-Tháp hấp thụ áp suất toàn phần bơm tạo P2 H P1 g H0 hm (m) H : áp suất toàn phần bơm tạo P1: áp suất bề mặt chất lỏng không gian hút P = Pkq =1at P2 : áp suất vào P2 = Plv = 8,16 at : KLR dung m«i = 994,06 kg/m3) g = 9,81 (m/s2) H0: Chiều cao đẩy bơm (m) hm : Chiều cao (áp suất ) tiêu tốn để thắng toàn trở lực ống đẩy (m) a) Chọn chiều cao hình học mặt thoáng bể chứa dung môi đến cửa vào chất lỏng tháp H0 = 5(m) b) áp suất tiêu tốn để thắng trë lùc ®êng èng hm p (m) g p : áp suất toàn phần để khắc phục tất søc c¶n thủ lùc hƯ thèng p pw pm ph pc Trong : p w : áp suất tiêu tốn để tạo vận tốc dòng p m : áp suất tạo để thắng trở lực ma sát dòng chảy chuyển động ống p h : áp suất cần thiết để khắc phục áp suất thuỷ tĩnh p c : áp suất cần thiết để thắng trë lùc côc bé + Pw (N / m2 ) Trong : vận tốc lu thÓ èng chän = 3m/s = 994,06 (kg/m3) Đào Xuân Huần Trang 94 Đồ án tốt nghiệp Vậy : Líp QT&TB – K46 32.994,06 Pm L d + Pm 4473,27( N / m ) L Pw d Trong ®ã : L : Chiều dài đờng ống dẫn ( chọn L = 15 m) d : Đờng kính tơng đơng ống d = 80 mm d Ta cã : Re 3.0,08.994,06 0,7225.10 330,206.10 10 : §é nhít cđa H2O ë 250C : = 0,7225.10-3 (Ns/m2) => HÖ sè ma sát đợc tính theo công thức sau : lg ( 6,81 0,9 ) Re Trong ®ã : độ nhám tơng đối, đợc xác định 0,1.10 0,08 d td 3,7 1,25.10 : Độ nhám tuyệt đối Suy : lg ( = 0,1 (mm) ( èng tr¸ng kÏm) 6,81 ) 0,9 330,206.10 1,25.10 3,7 = 0,021 L Pw d VËy : Pm + Pc + Pc 0,021.15 4473,27 17613,5 N / m 0,08 Pw ( N / m ) Pw ( N / m ) : HÖ sè trở lực cục Trên đờng ống ta thiết kế hai đoạn ống cong 90 0, van tiêu chuẩn (bố trí trớc sau bơm ) đột mở ë cưa chÊt láng HƯ sè trë lùc đoạn ống cong gây A.B.C 90 R/®td = A=1 B = 0,15 Chän tØ sè a/b = => C=1 = 1.0,15.1 = 0,15 Đào Xuân Huần Trang 95 Đồ án tốt nghiệp Lớp QT&TB – K46 HƯ sè trë lùc ®ét më g©y = 0,25 ( tû sè f2/f1 = 0,5) HƯ sè trë lùc van g©y 4,9 vËy Pc Pc Ph P (2 ) Pw =(2.0,15+0,25+4,9).4473,27 gH Pm Pw 994,06.9,81.5 = 24379,32 (N/m 2) 48758,64( N / m ) Ph PC 17613,5 48758,64 24379,22 => hm P g 90751,36 9,81.994,06 90751,36( N / m ) 9,3(m) áp suất toàn phần bơm tạo P1 H P2 g H0 hm 8,16.0,98.10 0,98.10 994,06.9,81 9,3 86(m) - Công suất trục bơm Q gH (kW ) 1000 N tr Trong ®ã : Q : Năng suất bơm 12,502.18 Q = 3600.994,06 0,6.10 (m3/s) : Khối lợng riêng chất lỏng (kg/m3) : Hiệu suất bơm lt ck Trong : HiƯu st thĨ tÝch tÝnh ®Õn sù hao hụt chất lỏng từ vùng áp suất cao đến vùng áp suất thấp chất lỏng rò chỗ hở bơm = 0,9 tl :Hiệu suất thuỷ lực, tính đến ma sát tạo dòng xoáy đoạn bơm tl = 0,8 Đào Xuân Huần Trang 96 Đồ án tốt nghiệp ck Lớp QT&TB K46 : Hiệu suất khí tính đến ma sát tạo dòng xoáy bơm ck = 0,94 = 0,9.0,8.0,94 = 0,6768 0,610 3.994,06.9,81.86 1000.0,6768 Q gH 1000 VËy : N tr 0,75 kW N tr = 0,75 Kw - Công suất động hữu ích - N hi N tr ck 0,75.0,94 0,705( kW ) Công suất động điện N dc N hi 0,705 0,6768 1,04(kW ) Để làm việc an toàn ngời ta thờng chế tạo động có công suất tính toán N tt N dc Trong : Đào Xuân HuÇn = 1,1 N tt 1,1.1,04 1,15(kW ) Trang 97 Đồ án tốt nghiệp Lớp QT&TB K46 Phần IV.Tính cân nhiệt lợng cho trình hấp thụ Lợng nhiệt Q (Kcal/h) cấp cho hấp thụ đợc tính theo phơng trình cân nhiệt G.iG+ L.iL+ qa=G.iG + L.i’’L + Q Rót Q = G.i’G + L.i’L + qa- G.iG - L.iL Trong :i, i :hàm nhiệt khí lỏng vào tháp , kcal/kg G, L :Lợng khí lỏng tháp , kg/h CG, CL:Nhiệt dung tơng ứng , kcal/kg độ tG, tL:Nhiệt độ khí lỏng vào tháp ,oC tG , tL:Nhiệt độ khí lỏng tháp ,oC w: Lợng chất đợc hấp thụ ,kg/h qa: Nhiệt hoà tan kcal/kg Ta cã G=697 kg/h L= Gx.M H O=12,502.18=225 kg/h o t’G =35 C t’L=35oC t’’G=70oC t’’L=700C w =107,1kg/h qa=496 kcal/kg Nớc vào tháp 350C : iL= 35 kcal/kg Níc th¸p ë 700C : i’’L= 70 kcal/kg C H 0=0,99859 Kcal/kg Đào Xuân Huần Trang 98 Đồ án tốt nghiệp Lớp QT&TB K46 Hỗn hợp khí vào tháp: STT NH3 N2 Ar H2 CH4 Vi(%) ai(%) 9,25 14,72 19,48 51,05 1,82 6,81 58,45 10,94 11 16,47 100 100 ’ VËy iG =449,0855 kJ/kg iG’=107,26 kcal/kg Hỗn hợp khí tháp ii(kJ/kg) 1374,0 199,4 163,0 455 511 Vi(%) ai(%) ii’’(kJ/kg) 1,68 1456,0 21,25 58,87 226 1,98 7,84 180 63,76 12,62 480 12 18,99 610 100 100 Hỗn hợp khí tháp có: iG=348,034 kJ/kg iG=83,1225 cal/kg Tính nhiệt dung riêng hỗn hợp khí th¸p STT NH3 N2 Ar H2 CH4 aii’i 202,2558 101,7937 11,1063 49,777 84,1617 449,0855 aii’’i 24,4608 133,0462 14,112 60,576 115,839 348,039 STT NH3 N2 Ar H2 CH4 xi(%) CiG(kcal/kg ®é xi.CiG 9,25 0,517 0,0478 19,48 0,2491 0,0485 1,82 0,452 0,008 58,45 3,41 1,993 11 0,522 0,057 100 2,1543 NhiÖt dung riêng hỗn hợp khí tháp CG=2,1543 kcal/kg Nh Q = 697.107,26+225.35+496-697.83,1225-225.70=9444,84 kcal/h Đào Xuân Huần Trang 99 Đồ án tốt nghiệp Lớp QT&TB K46 Phần V: Cân vật chất cho trình nhả hấp thụ Các số liệu ban đầu : Năng suất thiết bị tính theo hỗn hợp đầu: F = 225kg/h Nồng độ cấu tử dễ bay Hỗn hợp đầu : xF = 14,42% (mol) Sản phẩm đỉnh : xP = 98%(mol) Sản phấm đáy : xW = 2%(mol) Chuyển đổi phần mol sang phần khối lợng xF=14,42% (mol) aF=13,73 %(khèi lỵng) xP=98%(mol) aP=97,88 %(khèi lỵng) xW=2%(mol) aW=1,89 %(khèi lỵng) Phơng trình cân vật liệu chung cho toàn hệ thống F=P+W Đối với cấu tử dễ bay : F.aF=P.aP+W.aW Từ : aF Lợng sản phấm đỉnh : P=F a P aW 13,73 1,89 = 225 =27,75 kg/h aW 97,88 1,89 Lợng sản phẩm đáy : W= F- P = 225-27,75= 197,2 kg/h Đào Xuân Huần Trang 100 §å ¸n tèt nghiƯp Líp QT&TB – K46 KÕt ln Trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp , qua trình tìm hiểu nghiên cứu nghiêm túc với giúp đỡ tận tình thầy cô giáo , em hoàn thành nội dung thiết kế tốt nghiệp Tính toán thiết kế hệ thống xö lý , thu håi NH khÝ phãng không nhà máy sản xuất Amoniac Vấn đề xử lý khí thải công nghiệp nói chung công nghiệp hoá chất nói riêng đợc quan tâm giai đoạn hiên Khí thải công nghiệp nguyên nhân lớn làm cho môi trờng bị ô nhiễm nghiêm trọng , ảnh hởng trùc tiÕp ®Õn ®êi sèng cđa ngêi VÊn ®Ị thay đổi công nghệ mới, sử dụng lợng nhằm giảm lợng phát thải chất khí gây ô nhiễm , chất khí gây hiệu ứng nhà kính, gây ma axit cần đợc thực trớc môi trờng bị suy thoái nghiêm trọng Với nội dung thiết kế tốt nghiệp , em tiến hành tính toán lợng phát thải khí NH khí phóng không trình tổng hợp NH3 Đồng thời tÝnh to¸n thiÕt kÕ mét hƯ thèng xư lý , nhằm thu hồi lại lợng NH3 Phơng pháp xử lý NH khí phóng không đợc sử dụng phơng pháp hấp thụ nớc; phơng pháp đơn giản nhng đạt hiệu kinh tế cao Trong thực tế trình xử lý đợc áp dụng có hiệu Công ty Phân đạm hoá chất Hà Bắc , góp phần làm giảm thiểu ô nhiễm môi trờng khu vực nhà máy khu dân c phụ cận Với khả thời gian có hạn , kinh nghiệm thùc tÕ Ýt , dï ®· hÕt søc cè gắng nhng thiết kế nhiều thiếu sót, em mong đợc thầy cô giáo môn , hội đồng bảo vệ thiết kế tốt nghiệp hớng dẫn, bảo để thiết kế đợc hoàn thiện Một lần em xin chân thành cám ơn thầy giáo GS TSKH Nguyễn Bin toàn thể thầy cô giáo hội đồng bảo vệ quan tâm giúp đỡ em hoàn thành thiết kế tốt nghiệp Đào Xuân Huần Trang 101 Đồ án tốt nghiệp Lớp QT&TB K46 Hà Nội ,ngày 25 tháng năm 2002 Sinh viên Đào Xuân Huần Tài liệu tham khảo I Lê Thị Tuyết Công nghệ sản xuất hợp chất Nitơ Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội 2000 II Tập thể tác giả Sổ tay trình thiết bị công nghệ hoá chất Tập Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật Hà Nội 1992 III Tập thể tác giả Sổ tay trình thiết bị công nghệ hoá chất Tập Nhà xuất Khoa học Kỹ tht Hµ Néi 2005 IV GS.TS Ngun Bin TÝnh toán trình thiết bị công nghệ hoá chất thực phẩm Tập Nhà xuất Khoa häc vµ Kü thuËt Hµ Néi 1999 V GS.TS Nguyễn Bin Tính toán trình thiết bị công nghệ hoá chất thực phẩm Tập Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật Hà Nội.2000 VI .GS.TS Nguyễn Bin Các trình thiết bị công nghệ hoá chất thực phẩm Tập Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật Hà Néi 2004 VII .GS.TS Ngun Bin C¸c qu¸ trình thiết bị công nghệ hoá chất thực phẩm Tập Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật Hà Nội 2005 VIII PGS.TS Phạm Xuân Toản Các trình thiết bị công nghệ hoá chất thực phẩm Tập Nhà xuất Khoa häc vµ Kü tht Hµ Néi 2003 IX Ngun Thị Minh Hiền Chế biến khí tự nhiên khí đồng hành Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội 2000 Đào Xuân Huần Trang 102 Đồ án tốt nghiệp Lớp QT&TB K46 X Bùi Hữu Cờng , Trịnh Văn Công Công nghệ tổng hợp Amoniac Công ty Phân Đạm hoá chất Hà Bắc Trung tâm ứng dụng công nghệ hoá học Tập I Hà Bắc 1994 XI Bùi Hữu Cờng ,Trịnh Văn Công Công nghệ tổng hợp Amoniac Công ty Phân Đạm hoá chất Hà Bắc Trung tâm ứng dụng công nghệ hoá học Tập II Hà Bắc 1994 XII Bùi Hữu Cờng ,Trịnh Văn Công Công nghệ tổng hợp Amoniac Công ty Phân Đạm hoá chất Hà Bắc Trung tâm ứng dụng công nghệ hoá học Tập III Hà Bắc 1994 XIII.PTS Nguyễn Duy Động Thông gió kỹ thuật xử lý khí thải Nhà xuất Giáo Dục 1999 XIV GS.TS Trần Ngọc Chấn Ô nhiễm không khí xử lý khí thải Nhà xuất Khoa học Kü thuËt TËp 2000 XV GS.TS TrÇn Ngäc ChÊn Ô nhiễm không khí xử lý khí thải Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật Tập ,Tập 2003 XVI.Hoàng Kim Cơ Kỹ thuật lọc bụi làm khí Nhà xuất Giáo Dục Hà Nội 1999 XVII Tăng Văn Đoàn, Trần Đức Hạ Giáo trình kĩ thuật môi trờng Nhà xuất Giáo Dục Hà Nội 1997 Đào Xuân Huần Trang 103 ... Phần II Quá trình xử lý thu hồi NH3 khí phóng không. 53 Chơng I Lập luận tính kinh tế trình xử lý thu hồi NH3 khí phóng không 53 Chơng II Dây chuyền công nghệ trình hÊp thơ NH3 khÝ phãng kh«ng... khí NH khí phóng không nhà máy sản xuất NH3 Dù cố gắng nhng tính toán thiết kế nhiều hạn chế , em mong đợc thầy cô hớng dẫn bảo thêm Sinh viên Đào Xuân Huần Đào Xuân Huần Trang Đồ án tốt nghiệp... 54 Chơng III .Tính toán trình hấp thơ NH3 khÝ phãng kh«ng… .56 I .Tính toán thiết bị .56 II .Tính toán khí 66 III.TÝnh to¸n thiÕt bị phụ .75 IV .Tính cân nhiệt lợng