Thiết kế hệ thống xử lý khí thải từ lò hơi sử dụng dầu DO làm nhiên liệu đốt với năng suất 5 tấnh của nhà máy sản xuất mì gói

Đồ án khí thải Tên đề tài: Thiết kế hệ thống xử lý khí thải từ lò sử dụng dầu DO làm nhiên liệu đốt với suất tấn/h nhà máy sản xuất mì gói : TỞNG QUAN 1.1 Khái quát Quy trình sản xuất mì gói: Chuẩn bị ngun liệu Phối trộn Cán bột, tạo sợi Hơi nước từ lò Hấp Ướp gia vị Tạo hình chiên Bổ sung gói gia vị Đóng gói Hình 1 Quy trình sản xuất mì gói SVTH: Huỳnh Thị Kiều An – MSVV: 0350020270 GVHD: Trần Anh Khoa Đồ án khí thải Tên đề tài: Thiết kế hệ thống xử lý khí thải từ lò sử dụng dầu DO làm nhiên liệu đốt với suất tấn/h nhà máy sản xuất mì gói Để sản xuất mì gói cần trải qua nhiều giai đoạn quan trọng Thứ khâu chuẩn bị nguyên liệu, tất nguyên liệu chọn lọc kiểm tra theo quy trình nghiêm ngặt trước nhập kho, đưa vào sản xuất Tiếp theo giai đoạn phối trộn loại ngun liệu với theo cơng thức thích hợp tùy với loại sản phẩm Sau cán bột tạo sợi nhờ thiết bị đại Tiếp giai đoạn hấp, cơng đoạn sử dụng nước từ lò để hấp chín mì, giai đoạn quan trọng việc cần phải xử lý khí thải từ lò tạo Sau sợi mì hấp chín ướp gia vị, tạo hình chiên giúp cho trình bảo quản lâu tạo độ giòn cho sản phẩm Cuối cùng, vắt mì chuyển qua khâu thành phẩm bổ sung gói gia vị đóng gói Lò Lò (hay gọi nồi hơi) công nghiệp thiết bị sử dụng nhiên liệu than đá, dầu DO, FO, để đun sôi nước, tao thành nước mang nhiệt để phục vụ cho yêu cầu nhiệt lĩnh vực công nghiệp như: sấy, đun nấu, để chạy tuabin máy phát điện,… Tùy theo nhu cầu sử dụng mà người ta tạo nguồn có nhiệt độ áp suất phù hợp để đáp ứng cho loại công nghệ khác Điều đặc biệt lò mà khơng thiết bị thay tạo nguồn lượng an tồn khơng gây cháy để vận hành thiết bị động nơi cần cấm lửa cấm nguồn điện Lò sử dụng nhiều hầu hết ngành công nghiệp, ngành có nhu cầu sử dụng nhiệt mức độ công suất khác Đặc biệt nhà máy thường sử dụng lò hơi: Nhà máy sản xuất mì gói – mì ăn liền sử dụng lò cho cơng đoạn hấp chín mì Nhà máy chế biến thức ăn gia súc, nhà máy sản xuất bánh kẹo nhà máy sử dụng lò để sấy sản phẩm Một số nhà máy sử dụng lò để đun nấu, trùng nhà máy sản xuất nước giải khát, nhà máy nước mắm, sữa tươi Hình Thiết bị lò SVTH: Huỳnh Thị Kiều An – MSVV: 0350020270 GVHD: Trần Anh Khoa Đồ án khí thải Tên đề tài: Thiết kế hệ thống xử lý khí thải từ lò sử dụng dầu DO làm nhiên liệu đốt với suất tấn/h nhà máy sản xuất mì gói Dầu diesel (DO) Khi chưng cất sơ cấp dầu thô ta thu phân đoạn sôi 200 oC 320oC Phân đoạn gọi gas oil hay dầu diesel Nhiên liệu diesel (Diesel fuel) có khoảng nhiệt độ chưng cất (200 ÷ 320 oC) dầu gas oil dĩ nhiên chúng nhiên liệu sử dụng cho động nén – nổ (được gọi động diesel) chúng gọi nhiên liệu diesel Các động diesel có nhiều dạng tốc độ, sử dụng khoảng rộng nhiên liệu từ distillat dầu thô đến phân đoạn chưng cất dầu than đá dầu thực vật Nguyên lí động diesel dựa nhiệt nén làm bốc cháy nhiên liệu Nhiên liệu tiêm vào buồng nén mà khơng khí nén tới áp lực từ 41,5 – 45,5 kg/cm đạt tới nhiệt độ 500oC Nhiệt độ đủ để làm bốc cháy nhiên liệu khí dãn nở làm tăng áp lực lên tới 70 kg/cm Áp lực tác động lên piston làm động chuyển động Trong chu trình làm việc động diesel, nhiên liệu tự bốc cháy điều kiện nhiệt độ áp suất tới hạn, không cần mồi lửa từ bugi Dầu DO tiêu chuẩn có thơng số bảng 1.1 Bảng 1 Các thông số kỹ thuật dầu DO Các tiêu chuẩn chất lượng nhiên liệu Diesel Loại nhiên liệu Diesel DO 0,5% S DO 1,0% S 50 45 Chỉ số cetan Phương pháp thử ATSM D976 Thành phần chưng cất ở, t0C 2800C 50% chưng cất 2800C TCVN 2693 – 95 90% chưng cất 370 C 370 C Độ nhớt động học 200C (đơn vị cST: xenti-Stock) 1,8 5,0 1,8 5,0 ASTN D445 Hàm lượng S (%) 0,5 ASTM D2622 Độ tro (% kl) 0,01 0,01 TCVN 2690 – 95 Độ kết cốc (%) 0,3 0,3 TCVN6 324 – 97 Hàm lượng nước, tạp chất học (%V) 0,05 0,05 TCVN 2693 – 95 SVTH: Huỳnh Thị Kiều An – MSVV: 0350020270 GVHD: Trần Anh Khoa Đồ án khí thải Tên đề tài: Thiết kế hệ thống xử lý khí thải từ lò sử dụng dầu DO làm nhiên liệu đốt với suất tấn/h nhà máy sản xuất mì gói Ăn mòn mảnh đồng 500C N0 N0 TCVN 2694 – 95 Nhiệt độ đông đặc, t0C 5 TCVN 3753 – 95 10 Tỷ số A/F 14,4 14,4 1.2 Đặc điểm khí thải từ lò đốt dầu DO Nhiệt từ thiết bị cơng nghệ tạo từ lò sử dụng dung môi nước nhiên liệu sử dụng từ nhiều loại khác Khói thải lò sinh chủ yếu từ trình đốt cháy nhiên liệu Quá trình đốt cháy sinh lượng nhiệt lớn, kèm theo lượng khí bụi, hợp chất khí độc hại H2S, NOx, SO2, CO… Nhiệt độ khí thải khỏi lò thường cao Trong q trình hoạt động hệ thống lò đốt dầu DO sinh chất khí nhiễm đặc trưng bụi, COx, NOx, SOx, 1.3 Tác động SO2 đến môi trường người SO2 loại chất ô nhiễm phổ biến sản xuất công nghiệp cũng hoạt động sinh hoạt người Nguồn phát thải SO2 chủ yếu từ trung tâm nhiệt điện, loại lò nung, lò đốt nhiên liệu than, dầu khí đốt có chứa lưu huỳnh hợp chất lưu huỳnh Tính độc hại Khí SO2, SO3 gọi chung SOx, khí thuộc loại độc hại khơng với sức khỏe người, động thực vật mà tác động lên vật liệu xây dựng, cơng trình kiến trúc, chất gây ô nhiễm môi trường Trong khí quyển, khí SO gặp chất oxy hóa tác động nhiệt độ, ánh sáng chúng chuyển thành SO3 nhở có oxy khơng khí Khi gặp H2O, SO3 kết hợp với nước tạo thành H2SO4 Đây nguyên nhân tạo mưa axit ăn mòn cơng trình, làm cho thực vật, động vật chết chậm phát triển, biến đất đai thành vùng hoang mạc Khí SO2 gây bệnh viêm phổi, mắt, da Nếu H 2SO4 có nước mưa có nồng độ cao làm bỏng da người làm mục nát quần áo Đối với người SOx hợp chất SO2 chất có tính kích thích, nồng độ định gây co giật trơn khí quản Ở nồng độ lớn gây tăng tiết dịch niêm mạc khí quản Khi tiếp xúc với mắt chúng thành axit SOx thâm nhập vào thể người qua quan hô hấp quan tiêu hóa sau hòa tan nước bọt Và cuối chúng thâm nhập vào hệ tuần hoàn Khi tiếp xúc với bụi, SOx tạo hạt axit nhỏ, hạt có thể xâm nhập vào huyết mạch kích thước chúng nhỏ - 3µm SO2 xâm nhập vào thể người qua da gây chuyển đổi hóa học, kết hàm lượng kiềm máu giảm, ammoniac bị thoát qua đường tiểu SVTH: Huỳnh Thị Kiều An – MSVV: 0350020270 GVHD: Trần Anh Khoa Đồ án khí thải Tên đề tài: Thiết kế hệ thống xử lý khí thải từ lò sử dụng dầu DO làm nhiên liệu đốt với suất tấn/h nhà máy sản xuất mì gói có ảnh hưởng đến tuyến nước bọt Hầu hết dân cư sống quanh khu vực nhà máy có nồng độ SO2, SO3 cao mắc bệnh đường hô hấp Nếu hít phải SO nồng độ cao gây tử vong Bảng Độc tính SO2 Theo Henderson – Haggard Triệu chứng mg/m3 Chết nhanh 30’ – 1h 1300 – 1000 260 – 130 50 30 – 20 13 – Nguy hiểm sau hít thở 30’ – 1h Kích ứng đường hơ hấp, ho Giới hạn độc tính Giới hạn ngửi thấy mùi Ppm 500 – 400 100 – 50 20 12 – –3 Đối với thực vật SOx bị oxy hóa ngồi khơng khí phản ứng với nước mưa tạo thành axit sulfuric tác nhân 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 tính cấp Đối với cơng trình xây dựng Sự có mặt SOx khơng khí ẩm tạo thành axit tác nhân gây ăn mòn kim loại, bê-tơng công tr.nh kiến trúc SO x làm hư hỏng, làm thay đổi tính vật liệu, 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 cũng làm hư hỏng giảm tuổi thọ sản phẩm vải, nylon, tơ nhân tạo, đồ da giấy 1.4 Các phương pháp xử lý SO2 Phương pháp hấp thụ Nguyên tắc việc hấp thụ khí tạo tiếp xúc dòng khí chứa chất nhiễm hạt dung dịch hấp thụ thường phun với kích thước nhỏ mật độ lớn Các chất ô nhiễm tách việc hòa tan chất lỏng hấp thụ phản ứng hóa học chất nhiễm dung dịch hấp thụ  Hấp thụ khí SO2 nước -Là phương pháp đơn giản áp dụng sớm để loại bỏ khí SO khí thải, khói từ lò cơng nghiệp -Ưu điểm: rẻ tiền, dễ tìm, hồn ngun SVTH: Huỳnh Thị Kiều An – MSVV: 0350020270 GVHD: Trần Anh Khoa Đồ án khí thải Tên đề tài: Thiết kế hệ thống xử lý khí thải từ lò sử dụng dầu DO làm nhiên liệu đốt với suất tấn/h nhà máy sản xuất mì gói -Nhược điểm: độ hòa tan khí SO2 nước thấp nên thường phải dùng lượng nước lớn thiết bị hấp thụ phải tích lớn Hình Sơ đồ hệ thống xử lý khí SO2 nước 1-tháp hấp thụ; 2-tháp giải khí SO2; 3-thiết bị ngưng tụ; 4,5-thiết bị trao đổi nhiệt; 6-bơm  Hấp thụ khí SO2 CaCO3 (Đá vôi), CaO (Vôi nung) hoặc vôi sữa Ca(OH)2 - Xử lý SO2 vôi phương pháp áp dụng rộng rãi công nghiệp với hiệu xử lý cao, nguyên liệu rẻ tiền có sẵn nơi - Các phản ứng hóa học xảy q trình xử lý sau: CaCO3 + SO2  CaCO3 + CO2 CaO + SO2  CaSO3 2CaSO3 + O2  2CaSO4 SVTH: Huỳnh Thị Kiều An – MSVV: 0350020270 GVHD: Trần Anh Khoa Đồ án khí thải Tên đề tài: Thiết kế hệ thống xử lý khí thải từ lò sử dụng dầu DO làm nhiên liệu đốt với suất tấn/h nhà máy sản xuất mì gói Hình Sơ đồ hệ thống xử lý SO2 sữa vôi 1-tháp hấp thu, 2- phận tách tinh thể, 3-bộ lọc chân không, 4,5- máy bơm, 6-thùng trộn sữa vôi - Hiệu hấp thụ SO2 sữa vơi đạt 98% Sức cản khí động hệ thống không vượt 20 mm H2O Nguyên liệu vôi sử dụng cách hoàn toàn, cụ thể cặn bùn từ hệ thống xử lý thải sử dụng làm chất kết dính xây dựng sau chuyển sunfit thành sunfat lò nung Ưu điểm: Cơng nghệ đơn giản, chi phí đầu tư ban đầu khơng lớn, chế tạo thiết bị vật liệu thông thường, không cần đến vật liệu chống axit khơng chiếm nhiều diện tích xây dựng Nhược điểm: Đóng cặn thiết bị tạo thành CaSO4 CaSO3 gây tắc nghẽn đường ống ăn mòn thiết bị  Hấp thụ khí SO2 Magie Oxit (MgO) - SO2 hấp thụ oxit – hydroxit magiê, tạo thành tinh thể ngậm nước sunfit magiê Trong thiết bị hấp thụ xảy phản ứng sau: MgO + SO2  MgSO3 MgO + H2O  Mg(OH)2 MgSO3 + H2O + SO2  Mg(HSO3)2 SVTH: Huỳnh Thị Kiều An – MSVV: 0350020270 GVHD: Trần Anh Khoa Đồ án khí thải Tên đề tài: Thiết kế hệ thống xử lý khí thải từ lò sử dụng dầu DO làm nhiên liệu đốt với suất tấn/h nhà máy sản xuất mì gói Mg(OH)2 + Mg(HSO3)2  2MgSO3 + 2H2O - Độ hòa tan sunfit magiê nước bị giới hạn, nên lượng dư dạng MgSO3.6H2O MgSO3.3H2O rơi xuống thành cặn lắng  Hấp thụ khí SO2 Zn - Xử lí khí SO2 kẽm oxit (ZnO) cũng tương tự phương pháp oxit magiê tức dùng phản ứng SO2 với kẽm oxit để thu muối sunfit bisunfit, sau dùng nhiệt để phân ly thành SO2 ZnO - Trong phương pháp này, chất hấp thụ kẽm Phản ứng hấp thụ sau: SO2 + ZnO + 2,5H2O  ZnSO3.2,5 H2O + Khi nồng độ SO2 lớn 2SO2 + ZnO + H2O  Zn(HSO3)2  Sunfit kẽm tạo thành không tan nước tách xyclon nước sấy khô Tái sinh ZnO cách nung sunfit 350oC ZnSO3.2,5H2O  SO2 + ZnO + 2,5H2O - SO2 chế biến tiếp tục ZnO quay lại hấp thụ  Hấp thụ khí SO2 natri sunfit (Na2SO3) - Ưu điểm phương pháp: ứng dụng chất hấp thụ hóa học khơng bay có khả hấp thụ lớn Phương pháp ứng dụng để loại SO khỏi khí với nồng độ Có nhiều phương án khác Nếu dùng soda để hấp thụ ta thu sunfit bisunfit natri Na2SO3 + SO2 + H2O  2NaHSO3 - Khí tham gia phản ứng với sunfit bisunfit làm tăng nồng độ bisunfit SO2 + NaHCO3 + Na2SO3 + H2O  3NaHSO3 - Dung dịch hình thành tác dụng với kẽm tạo thành sunfit kẽm NaHSO3 + ZnO  ZnSO3 + NaOH Phương pháp hấp phụ - Quá trình hấp phụ sử dụng rộng rãi để khử ẩm không khí loại bỏ chất gây mùi, dung mơi, chất màu, ion hòa tan nước Có hai phương thức hấp phụ: + Hấp phụ vật lý: Các phần tử khí bị giữ lại bề mặt chất hấp phụ nhờ lực liên kết phần tử Q trình có toả nhiệt, độ nhiệt toả phụ thuộc vào cường độ lực liên kết phân tử + Hấp phụ hố học: Khí bị hấp phụ có phản ứng hóa học với vật liệu hấp phụ, lực liên kết phân tử trường hợp mạnh hấp phụ vật lý Do lượng nhiệt toả lớn hơn, cần lượng nhiều SVTH: Huỳnh Thị Kiều An – MSVV: 0350020270 GVHD: Trần Anh Khoa Đồ án khí thải Tên đề tài: Thiết kế hệ thống xử lý khí thải từ lò sử dụng dầu DO làm nhiên liệu đốt với suất tấn/h nhà máy sản xuất mì gói  Phương pháp hấp thụ amin thơm - Để hấp thụ SO2 khí thải luyện kim màu (nồng độ SO khoảng 1-2% thể tích) người ta sử dụng dung dịch C 6H3(CH3)NH2, tỉ lệ C6H3(CH3)2NH2 : nước = 1:1) C6H3(CH3)2NH2 không trộn lẫn với nước liên kết với SO thành (C6H3(CH3)2NH2)2.SO2 tan nước  Phương pháp CaCO3 - Quá trình hấp thụ huyền phù CaCO 3, diễn theo giai đoạn Ưu điểm phương pháp là: Quy trình cơng nghệ đơn giản, chi phí hoạt động thấp, chất hấp thụ dễ tìm rẻ, có khả xử lí khí mà khơng cần làm nguội xử lí sơ - Q trình hấp thụ thực nhiều tháp khác nhau: tháp đệm, tháp chảy màng, tháp đĩa, tháp phun, tháp sủi bọt tháp tầng sơi  Xử lí khí SO2 chất hấp phụ thể rắn - Các trình xử lí khí SO2 chất hấp thụ theo phương pháp ướt có nhược điểm nhiệt độ khí thải bị hạ thấp, độ ẩm lại tăng cao gây han rỉ thiết bị máy móc,hệ thống cồng Để khắc phục yếu điểm nhu cầu hoàn nguyên vật liệu hấp phụ làm khí thải khỏi bụi vật liệu hấp phụ người ta kết hợp q trình khơ ướt ngày trở nên thiết thực • • • • • Hấp phụ khí SO2 than hoạt tính Xử lí khí SO2 than hoạt tính có tưới nước - Q trình LURGI Xử lí SO2 nhơm oxit kiềm hóa Xử lí khí SO2 mangan oxit (MnO) Xử lí SO2 vôi dolomit trộn vào than nghiền SVTH: Huỳnh Thị Kiều An – MSVV: 0350020270 GVHD: Trần Anh Khoa Đồ án khí thải Tên đề tài: Thiết kế hệ thống xử lý khí thải từ lò sử dụng dầu DO làm nhiên liệu đốt với suất tấn/h nhà máy sản xuất mì gói CHƯƠNG : ĐỀ XUẤT VÀ THUYẾT MINH QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ 2.1 Tính tốn lưu lượng nồng độ đầu vào • Tính tốn lưu lượng Bảng Thành phần dầu DO (%) Nguyên tố C H O N S A W %m 86,3 10,5 0,3 0,3 0,5 0,3 1,8 (Nguồn [3]) Năng suất: GN = tấn/h = 5000 kg/h Áp suất: at Nhiệt độ nước: 25 °C; ts = 132,9 °C ( Bảng 41, trang 37, [7]) Nhiệt độ hóa hơi: rhh = 2171 ( Bảng 1.251, trang 315,[1] ) Nhiệt dung riêng nước: CN= 4200×10-3 (J/kg.K) Hiệu suất làm việc: H = 90% QH 2O = Q1 + Q2 = GN × CN × t + GN × rhh = 5000 × 4200 × 10-3 × ( 132,9 - 25 ) + 5000 × 2171 = 12,9106( kJ/h ) Hiệu suất đạt 90%: ( kJ/h ) Nhiệt trị nhiên liệu: LHVDO = 339C + 1256H + 108,8 (O - S) - 25,1 (W - 9H) Trong đó: C,H,O,S,W,H thành phần cacbon, hydro, oxy, lưu huỳnh, nước trọng tự nhiên (%) (Trang 55,[4]) LHVDO = 339×86,3 + 1256×10,5 - 108,8×(0,3 - 0,5) - 25,1×(1,8+9×10,5) = 40048,33 (kJ/kg) GDO = QDO LHVDO 14,3 ×106   40048,33 = = 357,1 (k g/h) SVTH: Huỳnh Thị Kiều An – MSVV: 0350020270 GVHD: Trần Anh Khoa 10 Đồ án khí thải Tên đề tài: Thiết kế hệ thống xử lý khí thải từ lò sử dụng dầu DO làm nhiên liệu đốt với suất tấn/h nhà máy sản xuất mì gói Vậy S = mm hợp lý − Khối lượng tháp Trong đó: Dt, Dn: Đường kính ngồi tháp × Dn = Dt +2S = 0,8 + 0,005 = 0,81 (m) H: Chiều cao thân tháp (m) 4.2 Tính chiều dày đáy, nắp tháp − Chọn đáy nắp elip tiêu chuẩn − Chọn chiều dài đáy, nắp chiều dày thân Sn = Sđ = S = mm − Kiểm tra điều kiện: S − Ca ≤ 0,125 Dt 5−2 = 0, 004 ≤ 0,125 800 (6.10, trang 126,[6]) : thỏa điều kiện − Kiểm tra áp suất dư cho phép tính tốn theo công thức: [ σ ] ϕ h ( S − Ca ) [ P] = Rt + ( S − Ca ) (6.11, trang 126,[6]) Đáy nắp elip tiêu chuẩn Rt = Dt = 800 mm [ P] = ×146 ×1(5 − 2) = 1, 091 800 + (5 − 2) (N/mm2) > 0,2 (N/mm2), thỏa điều kiện Vậy chiều dày đáy nắp mm Chiều cao gờ: h = 25 mm (Tra bảng XIII.11, trang 384,[2]) Khối lượng nắp elip (Tra bảng XIII.11, trang 384,[2]), ta có: M = 30,2 kg Đối với thép khơng gỉ khối lượng nắp elip × M=1,01 30,2 = 30,502 (kg) Khối lượng nắp đáy elip × M2 = 30,502 = 61,004 (kg) 4.3 Tính ống dẫn lỏng, ống dẫn khí  Ống dẫn khí vào tháp: Đường kính ống dẫn khí: SVTH: Huỳnh Thị Kiều An – MSVV: 0350020270 GVHD: Trần Anh Khoa 28 Đồ án khí thải Tên đề tài: Thiết kế hệ thống xử lý khí thải từ lò sử dụng dầu DO làm nhiên liệu đốt với suất tấn/h nhà máy sản xuất mì gói d= V 0, 785 × ω (m) (II.36, trang 369, [2]) Trong đó: V: Lưu lượng thể tích khí (m3/s) 5873, = 1, 6315 3600 V=5873,4 (m3/h) = ω : vận tốc dòng khí (m/s) Đối với dòng khí với áp suất thường, ta chọn d= (m3/s) ω = 25 (m/s) 1, 6315 = 0,3 0, 785 × 25 Vậy (m) = 300 (mm) Với d = 300 mm, vận tốc dòng khí ống dẫn: ω= 4V ×1, 6315 = = 23,1 πd π × 0,32 (m/s)  Ống dẫn khí khỏi tháp: Chọn đường kính ống dẫn khí khỏi tháp ống dẫn khí vào tháp: d = 300 mm  Ống dẫn lỏng vào tháp: Đường kính ống dẫn lỏng: d= V 0, 785 × ω (m) (II.36, trang 369, [2]) Trong đó: V: Lưu lượng thể tích khí (m3/s) 0, 66 = 0, 0002 3600 V= 0,66 (m3/h) = ω : vận tốc dòng lỏng (m/s) (m3/s) Đối với dòng lỏng ống hút đẩy bơm, ta chọn d= 0, 0002 = 0, 02 0, 785 × 0, (m) = 20 (mm) Với d = 20 mm, vận tốc dòng lỏng ống dẫn: ω= 4V × 0, 0002 = = 0, πd π × 0, 022 (m/s)  Ống dẫn lỏng khỏi tháp: SVTH: Huỳnh Thị Kiều An – MSVV: 0350020270 GVHD: Trần Anh Khoa 29 ω = 0, (m/s) Đồ án khí thải Tên đề tài: Thiết kế hệ thống xử lý khí thải từ lò sử dụng dầu DO làm nhiên liệu đốt với suất tấn/h nhà máy sản xuất mì gói Chọn đường kính ống dẫn lỏng khỏi tháp ống dẫn lỏng vào tháp: d = 20 mm 4.4 Tính mối ghép bích  Bích ghép thân tháp Theo (Bảng XIII.27, trang 417,[2]) ta có thơng số đo bích sau: Đường kính trong: Dt = 800 mm Đường kính ngồi: Dn = 800 + 2.5 = 810 mm Đường kính ngồi bích: D = 930 mm Đường kính tâm bulon: Db = 880 mm Đường kính mép vát: Dl = 850 mm Đường kính Bulon: db=M20 Số bulon: z = 20 Chiều cao bích: h = 20 mm Chọn vật liệu chế tạo bích thép X18H10T Khối lượng bích (kg): m1 = π π ( D − Dn2 ) × h × ρ = ( 0, 932 − 0,812 ) × 0, 02 × 7, ×103 = 25,91 4 (kg)  Bích nối đường ống dẫn lỏng vào với thân Chọn bích liền kim loại đen Theo (Bảng XIII.26, trang 412,[2], ta có thơng số đo bích sau: Đường kính ống dẫn lỏng: Dy = 20 mm Đường kính ngồi: Dn = 25 mm Đường kính ngồi bích: D = 90 mm Đường kính tâm bulong: Db = 65 mm Đường kính mép vát: Dl = 50 mm Đường kính Bulon: db = M10 Số bulon: z = Chiều cao bích: h = 12 mm Khối lượng bích (kg): m2 = π π ( D − Dn2 ) × h × ρ = ( 0,092 − 0,0232 ) × 0,012 × 7,9 ×103 = 0,6 4  Bích nối ống dẫn khí vào với thân: SVTH: Huỳnh Thị Kiều An – MSVV: 0350020270 GVHD: Trần Anh Khoa 30 (kg) Đồ án khí thải Tên đề tài: Thiết kế hệ thống xử lý khí thải từ lò sử dụng dầu DO làm nhiên liệu đốt với suất tấn/h nhà máy sản xuất mì gói Chọn loại bích liền thép để nối Theo (Bảng XIII.26, trang 415,[2]) ta có thơng số đo bích sau: Đường kính ống dẫn khí: Dt = 300 mm Đường kính ngồi: Dn = 325 mm Đường kính ngồi bích: D = 435 mm Đường kính tâm bulon: Db = 395 mm Đường kính mép vát: Dl= 365 mm Đường kính Bulon: db = M20 Số bulon: z = 12 Chiều cao bích: h = 22 mm m3 = π π ( D − Dn2 ) × h × ρ = ( 0, 4352 − 0,3252 ) × 0,022 × 7,9 ×103 = 14, 4 (kg)  Bích cửa nạp đệm, tháo đệm: Đường kính trong: Dy = 300 mm Theo (Bảng XIII.26, trang 415,[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 lon: Db = 395 mm Đường kính mép vát: Dl= 365 mm Đường kính Bulon: db = M20 Số bulon: z = 12 Chiều cao bích: h = 22 mm m4 = π π ( D − Dn2 ) × h × ρ = ( 0, 4352 − 0,3252 ) × 0,022 × 7,9 ×103 = 14, 4  Tổng khối lượng bích: mb = 8m1 + 2m2 + 2m3 + 8m4 = 352,48 (kg) 4.5 Đĩa phân phối Đường kính tháp: Dt = 800 mm (Tra bảng IX.22, trang 230,[2]) ta có: Đường kính đĩa: Dđ = 500 mm Ống dẫn chất lỏng: d×S = 44,5 × 2,5 SVTH: Huỳnh Thị Kiều An – MSVV: 0350020270 GVHD: Trần Anh Khoa 31 (kg) Đồ án khí thải Tên đề tài: Thiết kế hệ thống xử lý khí thải từ lò sử dụng dầu DO làm nhiên liệu đốt với suất tấn/h nhà máy sản xuất mì gói Chọn dùng đĩa phân phối loại làm thép không gỉ X18H10T Số lượng ống dẫn chất lỏng: Loại 1: 37 chiếc; Loại 2: 28 Bước lỗ: t =70 mm Khối lượng đĩa phân phối lỏng loại 1: π π md = ( Dd − 37.d ) ρ × S = (0,52 − 37 × 0, 04452 ) × 7900 × 0, 0025 = 2, 74 4 (kg) Khối lượng đĩa phân phối lỏng loại 2: md = ⇒ π π Dd − 28d ) ρ × S = (0,52 − 28 × 0, 04452 ) × 7900 × 0, 0025 = 3, 02 ( 4 (kg) Khối lượng đĩa: mđĩa = md1 + md2 = 2,74 + 3,02 = 5,76 (kg) 4.6 Lưới đỡ đệm (Tra bảng IX.22, trang 230,[2]) ta có: Từ đường kính trong: Dt = 800 mm Chọn đường kính lưới: Dl = 785 mm Chiều rộng bước: b = 30 (đệm 35 x 35) Chọn vật liệu thép Các có tiết diện chữ nhật cạnh có bề rộng 5mm Số đỡ đệm: n = DI 780 = = 22 bI (30 + 5) ⇒ S1 = Diện tích lưới đỡ đệm: Chọn n = 22 π × DI π × 7802 = = 477836 4 Tổng khối lượng mà lưới phải chịu: mđ = m1 + m2 Trong đó: m1: khối lượng vật chêm khô (kg) m2: Khối lượng dung dịch (kg) m1 = V × ρ d V= với π Dt H d × ρd = 520 kg/m3 thể tích đệm (m3) SVTH: Huỳnh Thị Kiều An – MSVV: 0350020270 GVHD: Trần Anh Khoa 32 (mm2) Đồ án khí thải Tên đề tài: Thiết kế hệ thống xử lý khí thải từ lò sử dụng dầu DO làm nhiên liệu đốt với suất tấn/h nhà máy sản xuất mì gói π × Dt × H d π × 0,82 × 6, m1 = × ρd = × 520 = 540, 12 Suy ra: m2 = Vdd × ρdd = Vd × 12 (kg) H π 0, 78π × 0,82 × 6, × 992 × Dt × d × ρ dd = 12 = 804 (kg) Vậy mđ = m1 + m2 = 1344,2 kg  Khối lượng dung dịch thấm qua đệm  π × D2   π × 0,82  π × D2 π × 0,82 mddđ = ( × hđ ) − ( × hđ × Vt )  × ρ l = ( × 6, 2) − ( × 6, × 0, 78)  × 992 4 4     = 680 (kg) Khối lượng đĩa phân phối khí, lưới đỡ đệm, cửa 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 = 3415 kg ⇒ tải trọng toàn tháp P = ∑m× g = 3415×9,81= 33502 (N)  Chọn tháp có chân đỡ làm thép CT3 ⇒ Tải trọng đặt lên chân đỡ G= P 33502 = = 8376( N / m ) 4 Chọn tải trọng cho phép chân đỡ G = 1×104 N (Tra bảng XIII.35, trang 437,[2]) ta được: Bảng Chân đỡ thiết bị L B B1 B2 H mm SVTH: Huỳnh Thị Kiều An – MSVV: 0350020270 GVHD: Trần Anh Khoa 33 h S l d Đồ án khí thải Tên đề tài: Thiết kế hệ thống xử lý khí thải từ lò sử dụng dầu DO làm nhiên liệu đốt với suất tấn/h nhà máy sản xuất mì gói 210 150 180 245 300 SVTH: Huỳnh Thị Kiều An – MSVV: 0350020270 GVHD: Trần Anh Khoa 34 160 14 75 23 Đồ án khí thải Tên đề tài: Thiết kế hệ thống xử lý khí thải từ lò sử dụng dầu DO làm nhiên liệu đốt với suất tấn/h nhà máy sản xuất mì gói CHƯƠNG TÍNH TỐN THIẾT BỊ PHỤ Tính cơng suất bơm Viết phương trình Bernoulli cho mặt thống chất lỏng (mặt cắt 1-1) mặt cắt (2-2) H b + Z1 + p1 α1V12 p α V2 + = Z2 + + 2 + hf ρ g 2g ρ g 2g P2 − P1 α 2V22 − α 2V22 → H b = ( Z − Z1 ) + + + hf ρg 2g Trong đó: Z1, Z2: chiều cao mặt cắt (1-1) (2-2) (m) Chọn = 10 m P1, P2: áp suất mặt cắt (1-1) áp suất mặt cắt (2-2) Xem P = P2 = Pkq V1,V2: vận tốc dòng chảy mặt cắt (1-1) mặt cắt (2-2) V1= 0, V2= 0,6 m/s Hf: tổn thất cột áp từ mặt cắt (1-1) đến mặt cắt (2-2) (m) α1 , α : hệ số hiệu chỉnh động Hb: cột áp bơm, mH2O Re = Chuẩn số Re = Suy ra: ri nờn Vd 0, ì 0, 02 × 992 = 18146 > 2300 0, 656 ×10−3 → Chế độ chảy ống chế độ chảy α2 = H b = Z − Z1 + V2 + hf 2g Trong đó: hf = hd + hcb Với hd (m): Tổn thất dọc đường ống hcb (m): Tổn thất cục miệng vào, miệng ra, chỗ uốn, va SVTH: Huỳnh Thị Kiều An – MSVV: 0350020270 GVHD: Trần Anh Khoa 35 Đồ án khí thải Tên đề tài: Thiết kế hệ thống xử lý khí thải từ lò sử dụng dầu DO làm nhiên liệu đốt với suất tấn/h nhà máy sản xuất mì gói Tổn thất dọc đường ống (hd) L V2 hd = λ × × d 2g Trong đó: L (m): Chiều dài đường ống Chọn L = 15 m d = 0,02 (m): Đường kính ống dẫn lỏng Hệ số tổn thất: ∆= Với ε d  6,81 0,9 ∆  = −2 log   ÷ + 3,  λ  Re  (II.65, trang 380,[1]) : Độ nhám tương đối Chọn ống thép hàn điều kiện có ăn mòn: = 0,2 mm (Bảng II.15, trang 381,[1]) Δ = 0, = 0, 01 20  6,81 0,9 0, 01  = −2 log  ÷ + 3,  λ  9073,17     0,045 hd = 0, 045 × Vậy 15 0, 62 × = 0, 62(m) 0, 02 × 9,81 ζ : Hệ số tổn thất cục Chọn hệ thống ống có: (Phụ lục 3-4, trang 236, [7]) - khuỷu cong (uổn góc 90°): ζkh = 1,1 - van: ζv = 0,15 - Đầu vào ống: ζđv = 0,5 - Đầu (cửa vào tháp): ζđr = SVTH: Huỳnh Thị Kiều An – MSVV: 0350020270 GVHD: Trần Anh Khoa 36 Đồ án khí thải Tên đề tài: Thiết kế hệ thống xử lý khí thải từ lò sử dụng dầu DO làm nhiên liệu đốt với suất tấn/h nhà máy sản xuất mì gói Ta có: hcb = v2 v2 0, 62 ζ = ζ + ζ + ζ + ζ dr = × ( ×1,1 + × 0,15 + 0,5 + 1) = 0, 073( m) ( ) ∑ g kh v dv 2g × 9,81 Cột áp bơm V22 V22 H b = ( Z1 − Z ) + + h f = ( Z − Z1 ) + + hd + hcb 2g 2g = 10 + 0, 62 × 9,81 + 0,15 + 0,073 = 10,24 (mH2O) Công suất bơm Nb = Q × Hb × ρ × g 1000η Q= Trong đó: (kW) (II.189, trang 439,[1]) Vtr 0, 66 = = 0, 0002 3600 3600 (m3/s): Lưu lượng bơm η = ηo ×ηtl ×ηck = 0, 96 × 0,85 × 0,96 = 0, 783 : Hiệu suất bơm Với , = 0,96 : Lần lượt hiệu suất thể tích, hiệu suất thủylực hiệu suất khí loại bơm ly tâm (Bảng II.32, trang 439,[1]) → → Nb = 0, 0002 ×10 × 992 × 9,81 = 0, 025 1000 × 0, 783 Cơng suất thực bơm = = (kW) 1, × 0, 025 = 1,425 (kW) (II.191, trang 439,[1]) → = 1,4: Hệ số dự trữ công suất (Bảng II.33, trang 440,[1]) Chọn công suất thực bơm là: 1,5 (kW) Tính cơng suất quạt Chọn quạt ly tâm SVTH: Huỳnh Thị Kiều An – MSVV: 0350020270 GVHD: Trần Anh Khoa 37 Đồ án khí thải Tên đề tài: Thiết kế hệ thống xử lý khí thải từ lò sử dụng dầu DO làm nhiên liệu đốt với suất tấn/h nhà máy sản xuất mì gói Viết phương trình Bernoulli cho mặt cắt (mặt cắt 1-1) mặt cắt ống thổi khí vào đáy tháp (mặt cắt 2-2) H q + Z1 + P1 α1V12 P α V2 + = Z + + 2 + ∆H ρ g 2g ρ g 2g → H q = ( Z − Z1 ) + P2 − P1 α 2V22 − α 2V22 + + ∆Η ρg 2g Trong đó: Z1, Z2 (m): Chiều cao mặt cắt (1-1) (2-2) Chọn P1, P2: Áp suất dòng khí ống hút ống đẩy Chọn P1 = 0; P2 = Pư = 8392 (N/m2) = 1,13 (kg/m3): Khối lượng riêng dòng khí V1, V2 (m/s): Vận tốc dòng chảy mặt cắt (1-1) (2-2) Chọn đường kính ống hút đường kính ống đẩy nên V1 = V2 = V = 23,1 (m/s) , : Hệ số hiệu chỉnh động Hq (mH2O): Cột áp quạt Re = Ta có: Chuẩn số → V × d × 23,1ì 0,3 ì1,13 = = 7792 > 2300 1, 005 ×10−3 : Chế độ chảy rối = => P P2 + ∆Η = u + ∆Η ρg → ρg Trong đó: = hd + hcb Với hd (m): Tổn thất dọc đường ống hcb (m): Tổn thất cục miệng vào, miệng ra, chỗ uốn, van Tổn thất dọc đường L V2 hd = λ × × d 2g Trong đó: L (m): Chiều dài ống dẫn khí Chọn L = 10 m d = 0,3 (m): Đường kính ống dẫn khí SVTH: Huỳnh Thị Kiều An – MSVV: 0350020270 GVHD: Trần Anh Khoa 38 Đồ án khí thải Tên đề tài: Thiết kế hệ thống xử lý khí thải từ lò sử dụng dầu DO làm nhiên liệu đốt với suất tấn/h nhà máy sản xuất mì gói Hệ số tổn thất: ∆= Với ε d  6,81 0,9 ∆  = −2 log   ÷ + 3,  λ  Re  (II.65, trang 380, [1]) : Độ nhám tương đối Chọn ống thép hàn điều kiện có ăn mòn: = 0,2 mm (Bảng II.15, trang 381,[1]) ∆=  0, = 0, 0006 300  6,81  0,9 0, 0006  = −2 log   ÷ + 3,  λ  4945    0,04 Vậy 10 23,12 hd = 0, 04 × × = 36,3(m) 0, × 9,81 Tổn thất cục (hcb) ζ : Hệ số tổn thất cục Chọn hệ thống ống có: (Phụ lục 3-4, trang 236, [7]) - khuỷu cong (uổn góc 90°): ζkh = 1,1 - van: ζv = 0,15 - Đầu vào ống: ζđv = 0,5 - Đầu (cửa vào tháp): ζđr = hcb = v2 v2 ζ = ∑ g ( 2ζ kh + 2ζ v + ζ dv + ζ dr ) 2g Ta có: 23,12 = × (4 × 1,1 + × 0,15 + 0,5 + 1) = 173 × 9,81 Cột áp bơm SVTH: Huỳnh Thị Kiều An – MSVV: 0350020270 GVHD: Trần Anh Khoa 39 (m) Đồ án khí thải Tên đề tài: Thiết kế hệ thống xử lý khí thải từ lò sử dụng dầu DO làm nhiên liệu đốt với suất tấn/h nhà máy sản xuất mì gói Η q = hcb + hd + ∆Pu 8392 = 173 + 36,3 + = 966,3( m) ρg 1,13 × 9,81 Cơng suất bơm Nq = Q × H q × ρk × g 1000η Q= Trong đó: (kW) (II.189, trang 439,[1]) VKT 5873, = = 1, 6315 3600 3600 (m3/s): Lưu lượng dòng khí = : Hiệu suất bơm Với , = 0,95 : Lần lượt hiệu suất lý thuyết quạt, hiệu suất ổ đỡ hiệu suất hệ truyền đai (trang 10,[8]) Nq =  1, 6315 × 966, ×1,13 × 9,81 = 24, 1000 × 0, 722 (kW)  Cơng suất thực bơm = = 1,15 24,2 = 27,83 (kW) (trang 153,[8]) k = 1,15: Hệ số dự trữ thêm cho động với quạt ly tâm có 2,01 (kW) (Bảng II.33, trang 440,[1])  Chọn = 30 (kW) SVTH: Huỳnh Thị Kiều An – MSVV: 0350020270 GVHD: Trần Anh Khoa 40 Đồ án khí thải Tên đề tài: Thiết kế hệ thống xử lý khí thải từ lò sử dụng dầu DO làm nhiên liệu đốt với suất tấn/h nhà máy sản xuất mì gói KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Khí SO2 loại khí độc có khả gây tác động xấu đến sức khỏe người cũng gây ô nhiễm mơi trường Khí SO2 khơng thải từ lò mà từ nhiều nghành cơng nghiệp khác Chính mà phương pháp xử lý khí SO tháp hấp thụ ( tháp đệm) áp dụng rộng rãi việc xử lý khí SO2 từ nguồn khác Dầu DO ngày sử dụng rộng rãi lò 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 nói riêng cơng tác kiểm tra, theo dõi phải thực thường xuyên để đảm bảo chất lượng khí thải đầu SVTH: Huỳnh Thị Kiều An – MSVV: 0350020270 GVHD: Trần Anh Khoa 41 Đồ án khí thải Tên đề tài: Thiết kế hệ thống xử lý khí thải từ lò sử dụng dầu DO làm nhiên liệu đốt với suất tấn/h nhà máy sản xuất mì gói TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Trần Xoa, Nguyễn Trọng Khuông, Hồ Lê Viên “ Sổ tay q trình thiết bị cơng nghệ hóa chất – tập 1”, Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội 1999 [2] Trần Xoa, Nguyễn Trọng Khng, Phạm Xn Toản “ Sổ tay q trình thiết bị cơng nghệ hóa chất – tập 2”, Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội 1999 [3] Tập thể tác giả, “Tính tốn kỹ thuật nhiệt lò cơng nghiệp – Tập 1”, Nhà xuất khoa học kỹ thuật [4] Đinh Xuân Thắng, “ Giáo trình kỹ thuật lò đốt chất thải nguy hại”, Nhà xuất Đại học Quốc gia TP.HCM, 2012 [5] Đinh Xuân Thắng, “ Giáo trình kỹ thuật xử lý nhiễm khơng khí”, Nhà xuất Đại học Quốc gia TP.HCM, 2012 [6] Hồ Lê Viên, “Tính tốn, thiết kế chi tiết thiết bị hóa chất dầu khí”, Nhà xuất khoa học kỹ thuật [7] Tập thể tác giả, “Q trình thiết bị cơng nghệ hóa học thực phẩm – Bảng tra cứu trình Cơ học – Truyền nhiệt – Truyền Khối”, Nhà xuất Đại học Quốc gia TP.HCM, 2011 [8] Tập thể tác giả, “Giáo trình học ứng dụng”, khoa khoa học ứng dụng trường Đại học Bách Khoa TP.HCM [9] Nguyễn Hữu Tùng, “Kỹ thuật tách hỗn hợp nhiều cấu tử, tính tốn thiết kế”, Nhà xuất Bách Khoa Hà Nội, 2009 SVTH: Huỳnh Thị Kiều An – MSVV: 0350020270 GVHD: Trần Anh Khoa 42 ...Đồ án khí thải Tên đề tài: Thiết kế hệ thống xử lý khí thải từ lò sử dụng dầu DO làm nhiên liệu đốt với suất tấn/h nhà máy sản xuất mì gói Để sản xuất mì gói cần trải qua nhiều... 0 350 020270 GVHD: Trần Anh Khoa Đồ án khí thải Tên đề tài: Thiết kế hệ thống xử lý khí thải từ lò sử dụng dầu DO làm nhiên liệu đốt với suất tấn/h nhà máy sản xuất mì gói Hình Sơ đồ hệ thống xử. .. 0 350 020270 GVHD: Trần Anh Khoa 12 - Đồ án khí thải Tên đề tài: Thiết kế hệ thống xử lý khí thải từ lò sử dụng dầu DO làm nhiên liệu đốt với suất tấn/h nhà máy sản xuất mì gói Lưu lượng khí thải: