mình có bản vẽ autocad của tháp nhé.liên hệ để lấy ............................................................................................................................................................................
Đồ án môn học I LỜI MỞ ĐẦU Vấn đề xử lý chất nhiễm khơng khí nhận quan tâm tồn nhân loại nói chung Việt Nam nói riêng Với mục đích việc thực đồ án mơn học thực cần thiết, trình làm đồ án em hiểu phương pháp, cách tính tốn, lựa chọn thiết bị có khả ứng dụng vào thực tiễn để xử lý chất thải gây nhiễm Sau 12 tuần tìm hiểu, tính tốn nhận hướng dẫn nhiệt tình thầy cô giáo Viện Nhưng đồ án em có nhiều hạn chế tài liệu kinh nghiệm tính tốn, nên khơng thể tránh khỏi sai sót, em mong nhận ý kiến đóng ghóp thầy giáo để đồ án sau có kết tốt Em xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo, đặc biệt cô giáo Nguyễn Ánh Tuyết trực tiếp hướng dẫn, giúp em hoàn thành đồ án Hà Nội, ngày tháng 11 năm 2016 Sinh viên thực Nguyễn Xuân Thuỷ Nguyễn Xn Thuỷ Lớp : Quản lí mơi trường - K48 - ĐHBKHN Đồ án môn học MỤC LỤC I LỜI MỞ ĐẦU GIỚI THIỆU CHUNG SƠ LƯỢC VỀ KHÍ SO2 2 PHƯƠNG PHÁP XỬ LÍ KHÍ SO2 .2 THÁP ĐỆM .3 SƠ ĐỒ HỆ THỐNG HẤP THỤ SO2 THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN II TÍNH TỐN CÂN BẰNG VẬT LIỆU .6 III TÍNH TỐN KẾT CẤU THÁP TÍNH ĐƯỜNG KÍNH CỦA THÁP .9 TÍNH TỐN CHIỀU CAO LÀM VIỆC CỦA THÁP 12 TÍNH TRỞ LỰC THÁP ĐỆM 18 BẢNG MÔ PHỎNG THEO MỘT SỐ ĐIỀU KIỆN 19 IV THIẾT KẾ THIẾT BỊ PHỤ 20 BƠM CHẤT LỎNG 20 MÁY NÉN KHÍ 24 V TÍNH TỐN VÀ CHỌN CƠ KHÍ .26 THÂN THÁP 26 NẮP VÀ ĐÁY THÁP 29 CHỌN MẶT BÍCH .31 CỬA NỐI ỐNG DẪN VỚI THIẾT BỊ .33 CHÂN ĐỠ VÀ TAI TREO 33 VI - KẾT LUẬN .37 MỤC LỤC 38 TÀI LIỆU THAM KHẢO 39 Nguyễn Xuân Thuỷ Lớp : Quản lí mơi trường - K48 - ĐHBKHN Đồ án mơn học GIỚI THIỆU CHUNG SƠ LƯỢC VỀ KHÍ SO2 Trong số chát gây nhiễm khơng khí SO2 ( khí sunfurơ ) chất gây ô nhiễm điển hình Sunfurơ sản phẩm chủ yếu trình đốt cháy nguyên,nhiên liệu có chứa lưu huỳnh Các nhà máy điện thường nguồn phát sinh nhiều SO2 khí thải ,ngồi phải kể đến q trình tinh chế dầu mỏ , luyện kim, tinh luyện quặng đồng ,sản xuất ximăng giao thông vận tải nơi phát sinh nhiều khí SO2 Khí SO2 chất khí khơng màu , có mùi hăng cay nồng độ khí ppm Khí SO2 khí tương đối nặng nên thường gần mặt đất ngang tầm sinh hoạt người, có khả hồ tan nước nên dễ gây phản ứng với quan hô hấp người động vật Khi hàm lượng thấp ,SO2 làm sưng niêm mạc ,khi nồng độ cao ( > 0,5 mg/m3 ) SO2 gây tức thở ,ho, viêm noét đường hô hấp SO2 làm thiệt hại đến mùa màng, làm nhiễm độc trồng Mưa axít có nguồn gốc từ khí SO2 làm thay đổi pH đất , nước, huỷ hoại cơng trình kiến trúc ,ăn mòn kim loại.Ngồi nhiểm SO2 liên quan đến tượng mù quang hố Chính tác động khơng tích cưc mà việc giảm tải lượng nồng độ phát thải SO2vào môi trường vấn đề quan tâm PHƯƠNG PHÁP XỬ LÍ KHÍ SO2 Khí SO2 thường xử lí phương pháp hấp thụ , tác nhân sử dụng để hấp thụ thường sữa vôi , sữa vôi kết hợp với MgSO4 hoạc dung dịch kiềm Trong phạm vi đồ án ,với nhiệm vụ giao hấp thụ khí SO2 nước dây phương pháp hấp thụ vật lí nên hiệu suất hấp thụ khơng cao.Do ta phải chọn điều kiện làm việc tháp hấp thụ nhiệt độ thấp áp suất cao để nâng cao hiệu suất hấp thụ Nguyễn Xn Thuỷ Lớp : Quản lí mơi trường - K48 - ĐHBKHN Đồ án môn học THÁP ĐỆM Tháp đệm sử dụng rộng rãi công nghiệp hố chất đặc điểm dễ thiết kế, gia cơng, chế tạo vận hành đơn giản tháp đệm sử dụng trình hấp thụ, chưng luyện, hấp phụ số q trình khác Tháp có dạng hình trụ, có chứa đệm, tuỳ vào mục đích thiết kế mà đệm xếp hay đổ lộn xộn Thông thường, lớp đệm thường xếp, khoảng từ lớp thứ trở đi, đệm đổ lộn xộn Tháp đệm có ưu điểm sau: - Cấu tạo đơn giản - Bề mặt tiếp xúc pha lớn, hiệu suất cao - Trở lực tháp khơng q lớn - Giới hạn làm việc tương đói rộng Tuy nhiên, tháp có nhược điểm khó thấm ướt đệm làm giảm khả hấp thụ Nguyễn Xn Thuỷ Lớp : Quản lí mơi trường - K48 - ĐHBKHN Đồ án môn học SƠ ĐỒ HỆ THỐNG HẤP THỤ SO2 Khí 5 Khí vào 7 Lỏng Trong : Máy nén khí Bơm ly tâm Bể chứa nước Van điều chỉnh Tháp hấp thụ Chân đỡ Nguyễn Xuân Thuỷ Lớp : Quản lí mơi trường - K48 - ĐHBKHN Đồ án môn học Đồng hồ đo lưu lượng lỏng THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN: - Hỗn hợp khí cần xử lí chứa SO khơng khí máy nén khí đưa vào từ phía đáy tháp Nước từ bể bơm li tâm đưa vào tháp 6, đường ống có van điều chỉnh lưu lượng đồng hồ đo lưu lượng Nước bơm vào tháp với lưu lượng thích hợp, tưới từ xuống theo chiều cao tháp hấp thụ - Hỗn hợp khí sau qua lớp đệm xảy trình hấp thụ lên đỉnh tháp theo đường ống khí Khí sau khỏi tháp có nồng độ khí SO2 giảm, mức độ giảm tuỳ thuộc vào hiệu suất hấp thụ tháp hấp thụ - Nước sau hấp thụ SO2 xuống đáy tháp ngồi theo đường ống lỏng Nước sau hấp thụ nồng độ SO2 cao xử lí tái sử dụng II TÍNH TỐN CÂN BẰNG VẬT LIỆU Một số kí hiệu: -Xđ: nồng độ ban đầu SO2 dung môi -Xc: nồng độ cuối SO2 dung môi -Yđ: nồng độ ban đầu SO2 hỗn hợp khí -Yc: nồng độ cuối SO2 hỗn hợp khí trơ) -GY: Lượng hỗn hợp khí vào thiết bị hấp thụ -GX: Lượng dung môi vào thiết bị hấp thụ -Gtr: Lượng khí trơ vào thiết bị hấp thụ (Kmol/Kmoldm ) (Kmol/Kmol dm) (Kmol/Kmol khí trơ) (Kmol/Kmol khí (Kmol/h) (Kmol/h) (Kmol/h) Tháp làm việc : + Nhiệt độ : T = 20 0C hay T = 293 0K + Áp suất : P = at hay P = 6619,5 mmHg + Nồng độ khí thải vào tháp (phần mol): yd = 0,046 + Khi tính tốn hấp thụ ta thường dùng nồng độ phần mol tương đối: y yd 0,046 Y = − y => Yđ = − y = − 0,046 = 0,0482(kmol SO2/kmol khí trơ) d + Hiệu suất hấp thụ η = 0,905 Nguyễn Xuân Thuỷ Lớp : Quản lí mơi trường - K48 - ĐHBKHN Đồ án môn học => Yc = (1- η )Yd = (1-0,905)0,0482 = 0,00458 + Lưu lượng khí thải vào tháp: GY = 10000 (kmol SO2/kmol khí trơ) (Nm3/h) 10000 hay GY = 22,4 = 446,43 (kmol/h) + Lượng khí trơ tính theo cơng thức: Gtr = GY + Y = GY.(1-yd) d (II-141) => Gtr = 446,43(1-0,046) = 425,9 (kmol/h) Thiết lập phương trình đường nồng độ cân bằng: m X Ycb = + (1 − m ) X + Theo định luật Henrry: ycb = m.x (II-138) => tính theo nồng độ phần mol tương đối ta có: m X Ycb = + (1 − m ) X Với m = ψ SO2 ( 20 C ) P (II-138) Với ψ SO ( 20 C ) số henrry SO2 200C ψ SO2 ( 20 C ) = 0,0226.106mmHg (Tra bảng IX.1 , II-139 ) 0,0226.10 => m = = 4,018 6619,5 4,018 X => Ycb = − 3,018 X ( phương trình đường nồng độ cân bằng) Thiết lập đường nồng độ làm việc: - Tính lượng dung mơi cần thiết Gx + Lượng dung môi tối thiểu cần thiết để hấp thụ giả thiết nồng độ cuối dung môi đạt đến nồng độ cân bằng, tức Xc = Xcbmax Yd − Yc GXmin = Gtr X cb max − X d (II-141) Nguyễn Xuân Thuỷ Lớp : Quản lí mơi trường - K48 - ĐHBKHN Đồ án môn học Ycb = Yd = 0, 0482 vào phương trình đường nồng độ X = X cb max Để tính Xcbmax ta thay cân => Xcbmax= 0,0116 (kmol/kmol dung môi) => Gxmin = 425,9 0, 0482 − 0, 00458 = 1604,93 (kmol/h) 0, 0116 Trong thực tế thiết bị hấp thụ thực không đạt cân pha, nghĩa nồng độ cân lớn nồng độ thực tế nên lượng dung môi tiêu tốn lớn lượng dung môi tối thiểu: GX = GXmin β β nằm khoảng (1,2 : 2) Chọn β = 1,5 => GX =1604,93 1,5= 2407,4 (kmol/h) - Phương trình cân vật liệu cho đoạn thiêt bị: Gtr(Y - Yc) = GX(X - Xd) (II-140) GX GX => Y = G X + Yc - G Xd tr tr => Y = 2407, X + 0,00458 425.9 => Y = 5,65.X + 0,00458 (phương trình đường nồng độ làm việc) Vẽ đồ thị đường nồng độ cân đường nồng độ làm việc: Dựa vàoY giá trị Xcbmax= 0,0116 Ta có bảng số liệu : X 0.0025 0.00500 0.00750 0.0116 0.0125 0.0150 0.1 Y 0.00458 0.0187 0.03284 0.04698 0.07004 0.0752 0.0894 Y 0.09 Ycb 0.0101 0.02040 0.03084 0.04822 0.0522 0.0631 Y cb 0.08 0.07 0.06 0.05 0.04 0.03 0.02 0.01 X 0.002 0.004 0.006 0.008 0.01 0.012 0.014 0.016 Hì nh : Đ thịđ ờng nồng độ câ n ,làm việc Nguyễn Xn Thuỷ Lớp : Quản lí mơi trường - K48 - ĐHBKHN Đồ án mơn học III.TÍNH TỐN KẾT CẤU THÁP TÍNH ĐƯỜNG KÍNH CỦA THÁP a/ Công thức: 4.Vtb π 3600.ωtb D= (m) ( II-181) + Vtb: Lượng khí trung bình tháp (m3/h) + ωtb : Tốc độ khí trung bình tháp (m/s) Trong đó: b/ Tính tốn: Lượng khí trung bình tháp: Vtb = G y M ytb ρ ytb Mytb : khối lượng mol phân tử trung bình hỗn hợp khí tháp (kg/kmol) ρ ytb : Khối lượng riêng hỗn hợp khí tháp ( kg/m3 ) Với khối lượng riêng trung bình pha khí là: ρ ytb = M ytb P RT = M ytb P.T0 22,4.T P0 => Vtb = G y M ytb 22,4.T P0 M ytb P.T0 = G y 22,4.T P0 P.T0 = 446, 43.22, 4.293.1 9.273 = 1192,51 (m3/h) Tốc độ khí trung bình tháp: Chọn đệm vòng Rasiga đổ lộn xộn sứ có : Kích thước : 25 x 25 x Bề mặt riêng : σđ = 195 ( m2/m3) ( Tra bảng IX.8 , II-193 ) Thể tích tự : Vđ = 0,75 ( m3/m3) Áp dụng công thức : Y =1,2.e-4X ( II-187 ) 0,16 Với ω σ ρ µ Y = s 3d ytb x ÷ g Vd ρ xtb µn Nguyễn Xuân Thuỷ Lớp : Quản lí mơi trường - K48 - ĐHBKHN Đồ án mơn học G X = x G y 1 ρ ytb ÷ ÷ ρ ÷ xtb Trong : ựs : Tốc độ sặc ( m/s ) ϱxtb ,ϱytb : Khối lượng riêng trung bình pha lỏng, pha (kg/m3) Gx ,Gy : lượng lỏng, lượng trung bình (kg/s) µ x , µ n : Độ nhớt pha lỏng theo nhiệt độ trung bình ,của nước 20oC (Ns/m2) g : Gia tốc trọng trường (m/s2) Tính ϱytb ϱytb = ρtbSO ytbSO + ( − ytbSO ) ρtbkk ytbSO2 = ( II-183 ) ySO2d + ySO2c ySO2d = 0,046 ( kmol/kmol hh khí ) yc = yd (1 − η ) = 0, 046(1 − 0,905) = 4,37.10 −3 ( kmol/kmol hh khí ) −3 ytbSO2 = 0, 046 + 4,37.10 ( kmol/kmol hh khí ) Tra bảng ( I.7 , I-13 ) ta có : ρoSO = 2,9268 ( kg/m3 ) : Khối lượng riêng SO2 điều kiện tiêu chuẩn ρokk = 1, 2928 ( kg/m3 ) : Khối lượng riêng khơng khí điều kiện tiêu chuẩn T0 P 273.9 => ρtbSO2 (20o C ,9 at ) = ρoSO2 T P = 2,9268 293.1 = 24,54 ( kg/m3 ) ( I-5 ) ρtbkk (20o C ,9 at ) = ρ okk T0 P 273.9 = 1, 2928 = 10,841 T P0 293.1 ( kg/m3 ) ϱytb = 0, 0252.24,54 + (1 − 0, 0252).10,841 = 11,186 ( kg/m3 ) Tính: ρ xtb atbSO2 − atbSO2 + = ρ xtb ρ xtbSO2 ρ xtbH 2O ( II-183 ) atbSO2 : Phần khối lượng SO2 pha lỏng Tính atbSO2 10 Nguyễn Xuân Thuỷ Lớp : Quản lí mơi trường - K48 - ĐHBKHN Đồ án môn học => η đc :hiệu suất động điện lấy η đc = 0,95 15,7 Nđc = 0,96.0,95 = 17,2 (kW) Trên thực tế lượng dự trữ đưa vào có khả tải nên ta chọn động có cơng suất lớn cơng suất tính tốn Nđctt = β Nđc (I-439 ) β : hệ số dự trữ công suất Chọn β = 1.5 => Nđctt = 1,5.17,2 =25,8 (kW) Chọn động 26 kW MÁY NÉN KHÍ - Chọn máy nén li tâm để vận chuyển máy nén li tâm có nhiều ưu điểm + Gọn nhẹ , tốn vật liệu + Chế độ làm việc ổn định , tạo áp suất lớn - SƠ ĐỒ ĐƯA KHÍ VÀO THÁP Khí vào Van an tồn Van điều chỉnh Tháp hấp thụ Máy nén - Tính cơng suất máy nén : 25 Nguyễn Xuân Thuỷ Lớp : Quản lí mơi trường - K48 - ĐHBKHN Đồ án mơn học + Cơng nén đa biến kg khí từ áp suất P1 = 1at đến áp suất P2 = at tính theo cơng thức : m m−1 P m Ldb = RT1 ÷ − 1 P1 m− ( J/kg ) ( I-465 ) Trong Ldb : Cơng nến đa biến m : số đa biến , chọn m = 1,4 R : Hằng số khí , R = 8314 M ( J/kg.độ ) T1 : Nhịêt độ ban đầu hỗn hợp khí vào ( oK ) , chọn T1 = 25 oC = 298 oK M : Khối lượngphân tử hỗn hợp khí ( kg/kmol ) => 1,4 1,4−1 1,4 8314 Ldb = 298 ÷ − 1 =253,483.103 1,4 − 129,88 ( J/kg ) + Cơng suất lí thuyết máy nén : Nlt = Nlt = => Gy.Ldb 1000 ( kW ) ( I-466 ) 3,71.253,483 = 940 ( kW ) 1000 + Công suất thực tế máy nén : Ntt = Nlt ηck ( kW ) ηck : hiệu suất khí máy nén , chọn ηck =0,96 => Ntt = 940 = 979 ( kW ) 0,96 + Công suất động điện ; 26 Nguyễn Xn Thuỷ Lớp : Quản lí mơi trường - K48 - ĐHBKHN Đồ án môn học Ndc = β Ntt ηtrηdc ( kW ) ( I-466 ) Trong : β : Hệ số dự trữ công suất , chọn β = 1,1 ηtr :Hiệu suất truyền động , chọn ηtr = 0,98 ηdc : Hiệu suất động , chọn ηdc = 0,95 => Ndc = 1,1 979 = 1157 ( kW ) 0,98.0,95 V TÍNH TỐN VÀ CHỌN CƠ KHÍ THÂN THÁP A - CHỌN VẬT LIỆU: Do điều kiện làm việc áp suất cao khí cần hấp thụ SO2 có tính ăn mòn nên chọn vật liệu bền chịu ăn mòn hố học.Vì ta chọn thép không rỉ X18H10T làm vật liệu ,có đặc tính kĩ thuật sau : + Hàm lượng Cacbon < 0,1 % Hàm lượng Crôm = 18 % Hàm lượng Niken = 10 % Hàm lượng Titan khơng vượt q - 1,5 % +Tính chất học : Tra bảng XI.4 , II-310 Giới hạn bền kéo : δk = 550.106 ( N/m2) Giới hạn bền chảy : δch = 220.106 ( N/m2) Đối với thép có chiều dày - 25 mm có : 27 Nguyễn Xuân Thuỷ Lớp : Quản lí mơi trường - K48 - ĐHBKHN Đồ án môn học Khối lượng riêng ρ = 7900 (kg/m3) B - TÍNH CHIỀU DÀY THÂN THÁP - THƠNG SỐ CƠ BẢN CỦA THÁP : Đường kính 1,2 m Chiều cao tháp : Htp = Hd + H1 + H2 + H3 (m) Trong đó: Hd : Chiều cao lớp đệm , Hd = ( m ) H1 : chiều cao tính từ mặt đệm đến đỉnh tháp (m) H1 phải đảm bảo cho chất lỏng tưới toàn bề mặt đệm, đồng thời đảm bảo không gian tách bọt Chọn H1 = m H2 : chiều cao tính từ mặt đệm đến đáy tháp (m) H2 phải đảm bảo khí lên đặn phân bố đồng đến toàn bề mặt đệm, chất lỏng chảy từ xuống dễ dàng có khoảng khơng gian thích hợp để chất lỏng dễ dàng có ngồi Chọn H = m H3 : chiều cao bích nối, hệ thống phân phối lỏng Chọn H3 = m Vậy chiều cao tháp : Htp = + + 1+ = ( m ) Thân tháp gồm nhiều đoạn ghép lại với bích nối Mỗi đoạn tháp từ thép hàn hồ quang theo kiểu giáp nối bên có hệ số bền mối hàn: ϕ = 0,95 (Tra bảng XIII.8 , II-362) CHIỀU DÀY CỦA THÂN THÁP : S= Dt P +C 2[σ ]ϕ − P ( m) (II-360) Trong Dt - Đường kính tháp , Dt = 1,2 ( m ) P - áp suất tác dụng lên thành thiết bị P = PLV + Ptt ( N/m2 ) PLV - áp suất làm việc tháp PLV = at = 8,82.105 ( N/m2 ) 28 Nguyễn Xuân Thuỷ Lớp : Quản lí mơi trường - K48 - ĐHBKHN Đồ án môn học Ptt - áp suất thuỷ tĩnh Ptt = ρhh.gH (II-360) ρ hh : khối lượng riêng hỗn hợp lỏng, ρ hh =1001,99 (kg/m3 ) => H : Chiieù cao cột chất lỏng ,chọn H = ( m ) Ptt = 1001,99.9,81.7 = 68807 (N/m2 ) Như P = 8,82.105 + 68807 = 950807 (N/m2 ) [ σ ] : chọn dựa vào ứng suất cho phép tính theo giới hạn bền kéo dựa vào ứng suất cho phép tính theo giới hạn chảy kéo [ σk ]b: ứng suất cho phép tính theo giới hạn bền kéo (N/m2) + σ tk η ( N/m2) [ σ k ]b = nb (II-355) Với: σkt: giới hạn bền kéo, σkt = 550.106 (N/m2) η: hệ số hiệu chỉnh , η = 1,0 (II- 356) nb: hệ số an toàn theo giới hạn bền, nb = 2,6 (Tra bảng XIII.3 , II- 356) 550.106.1 = 211,5385.106 (N/m2) ⇒ [ σk ]b = 2,6 + [ σk ]c: ứng suất cho phép tính theo giới hạn chảy kéo σ tc [ σ k ]c = η nc (N/m2) (II-355) (N/m2) Với: - σct: giới hạn bền chảy , σct = 220.106 (N/m2) - nc: hệ số an toàn theo giới hạn chảy, nc = 1,5 ⇒ σ ct (Tra bảng XIII.3 , II- 356) 220.106.1 = 146,667.106 (N/m2) 1,5 29 Nguyễn Xuân Thuỷ Lớp : Quản lí mơi trường - K48 - ĐHBKHN Đồ án mơn học Để đảm bảo an tồn sản xuất ta chọn giá trị ứng suất nhỏ để tính độ [ σ ] = σct = 146,667.106 (N/m2) dày : C - Hệ số bổ xung C = C1 + C2 + C3 (II-363) + C1- hệ số bổ sung tính đến ăn mòn vật liệu mơi trường làm việc Tốc độ ăn mòn 0,1 mm/năm Chọn thời giansử dụng 10 (năm) => C1 = 0,1 10 = ( mm ) + C2- hệ số bổ sung tính đến ăn mòn ngun liệu chứa hạt rắn chuyển động thiết bị , C2 = + C3 - hệ số bổ xung dung sai chiều dày, phụ thuộc vào chiều dày thép Chọn C3 = 0,8 ( mm ) => C = + 0,8 = 1,8 ( mm ) =1,8.10-3 ( m ) Chiều dày tháp : 1,2.950807 −3 −3 S = 2.146,667.106.0,95− 950807 + 1,8.10 = 4,108.10 (m) => S = 4,108 ( mm ) Chọn S = ( mm ) Kiểm tra ứng suất theo áp suất thuỷ lực theo công thức : [ D + ( S − c) ] P0 σ tc σ= < ( N/m2 ) (II-365) 2( S − c) ϕ 1,2 Trong P0 áp suất thử tính cơng thức: P0 = Pth + Ptt Pth : áp suất thử thuỷ lực Pth = 1,5.Plv=1,5.0,882.106 = 1,323.106 ( N/m2 ) Ptt : áp suất thuỷ tĩnh nước , Ptt = 68807 (N/m2 ) 30 Nguyễn Xuân Thuỷ Lớp : Quản lí mơi trường - K48 - ĐHBKHN Đồ án môn học => P0 = 1,323.106 + 68807 =1391807 (N/m2 ) 1,2 + ( 5− 1,8) 10−3 1391807 = 1007,229.103 (N/m2 ) => σ = 2( 5− 1,8) 10−30,95 σ tc 220.106 = 183333,3.103 (N/m2 ) = 1,2 1,2 σ tc σ< 1,2 Như chứng tỏ chọn S = ( mm ) phù hợp NẮP VÀ ĐÁY THÁP A- LỰA CHỌN VẬT LIỆU, KIỂU NẮP VÀ ĐÁY THÁP - Chọn đáy nắp tháp thiết bị hình elip có gờ - Chọn vật liệu làm nắp đáy tháp : thép không rỉ X18H10T Dt h hb S B- TÍNH ĐỘ DÀY NẮP VÀ ĐÁY THÁP Chiều dày đáy nắp tháp tính theo công thức : Dt P Dt Sn,đ = 3,8.[σ ].k.ϕ − P 2h + C ( * ) k b (II-385) Trong : hb : Chiều cao phần lồi nắp đáy tháp hb = 0,25.Dt =0,25.1,2 = 0,3 (m) k : Hệ số không thứ nguyên d k =1- D t ( II-385 ) 31 Nguyễn Xn Thuỷ Lớp : Quản lí mơi trường - K48 - ĐHBKHN Đồ án mơn học d - Đường kính lớn lỗ không tăng ứng, chọn d = 0,3m 0,3 k = 1- 1,2 = 0,75 [ σk ] = 211,5385.106 (N/m2) C = 1,8.10-3 ( m ) Ta có : [ σ k ] k.ϕ P h = 211,5385 0,75.0,95 = 171 > 30 0,8822.106 Nên ta bỏ qua đại lượng P mẫu số công thức ( * ) => Dt P Dt Sn,đ = 3,8.[σ ].k.ϕ 2h + C k b Sn,đ = 1,2.0,8822.106 1,2 + C = 3,7.10−3 + C ( m ) 3,8.211,5385.0,75.0,95 2.0,3 Do Sn,đ - C = 3,7 mm < 10 mm Do ta bổ sung thêm mm so với giá trị C ban đầu, tức : C =1,8 +2 =3,8 ( mm ) => Sn,đ = 3,8 + 3,7 = 7,5 ( mm ) Chọn Sn,đ = ( mm ) Kiểm tra ứng suất theo áp suất thử thủy lực theo công thức: Dt2 + 2hb ( S − C ) P0 σ c σ = < (N/m2) ( II-386 ) 1,2 7,6.k.ϕ hb ( S − C ) Với P0 áp suất thử => P0 = 1391807 (N/m2 ) ( ) 1,22 + 2.0,3 8.10−3 − 3,8.10−3 1391,807.103 σ = = 807,803 ( N/m2 ) −3 −3 7,6.1.0,75.0,3 8.10 − 3,8.10 ( ) σc = 183,333.106 ( N/m2 ) 1,2 32 Nguyễn Xuân Thuỷ Lớp : Quản lí mơi trường - K48 - ĐHBKHN Đồ án môn học Như σ< σc 1,2 chứng tỏ chọn S = ( mm ) phù hợp CHỌN MẶT BÍCH Mặt bích phận để nối phần thân thiết bị nối phận khác với thân thiết bị Bích nối phần thân thiết bị, nối nắp đáy với thân thiết bị: Chọn kiểu bích nối liền thép kiểu có thơng số: (Tuỳ chọn) h = 48 mm H = 59 mm S1 = 16 mm Tra bảng (XIII.27, II-417) ứng với PY.10-6 N/m2 Dt mm 1200 Dt = 1200 mm ta có: Kích thước nối D Db DI mm mm mm 1400 1325 1275 Do mm 1219 Bu lông dbmm M30 Z(cái) 32 Bích nối ống dẫn với phận khác thiết bị: Chọn bích liền kim loại đen, kiểu I Tra bảng XIII.26, II -413 Ứng với ống có đường kính Dy = 125 mm, ta có thông số sau: 33 Nguyễn Xuân Thuỷ Lớp : Quản lí mơi trường - K48 - ĐHBKHN Đồ án mơn học Ống PY.10-6 N/m2 Dy 1200 Kích thước nối Dn Dδ D Bu lông db z M16 D1 mm 133 245 210 188 h mm 24 D D D t h db D y D n CỬA NỐI ỐNG DẪN VỚI THIẾT BỊ: Ta chọn ống dẫn nối với thiết bị mối ghép tháo , đoạn ống ngắn có mặt bích hay ren để nối với ống dẫn Ống dẫn ta có Dy = 125 mm, áp suất 0,8822.106 N/m2) Tra bảng XIII.32 , II434 ta chọn chiều dài đoạn ống 120 mm CHÂN ĐỠ VÀ TAI TREO: Trước hết ta xác định khối lượng toàn tháp Khối lượng toàn tháp (M)được tính bao gồm mđ,n : khối lượng đáy nắp mvỏ : khối lượng vỏ tháp mđ : khối lượng đệm mdm : khối lượng dung môi ( nước ) mbs : khối lượng bổ sung (do bu lơng, bích,…) M = mđ + mn + mvỏ + mđ + mdm + mbs (kg) 34 Nguyễn Xuân Thuỷ Lớp : Quản lí mơi trường - K48 - ĐHBKHN Đồ án môn học Khối lượng đáy nắp: Tra bảng XII.11 , II-384 với Chiều cao gờ h = 25 mm Đường kính Dt = 1,2 m Chiều dày S = mm => khối lượng : 106 kg Do nắp ,đáy làm vật liệu thép không rỉ nên khối lượng thật : 106 x 1,01 = 107,06 ( kg Tổng khối lượng đáy nắp tháp : mđ,n = 107,06 x = 214,12 ( kg ) Khối lượng vỏ tháp: mvỏ = Vvỏ.ρvỏ (kg) Trong đó: + Vvỏ : thể tích vỏ tháp (m3) Tháp có hình trụ, nên thể tích vỏ tháp xác định sau: π( D2n − D2t ) Vvỏ = Hvỏ.Svỏ = Hvỏ (m3) Hvỏ: chiều vỏ cao tháp (m), Hvỏ = 7,5 m Dn: đường kính tháp (m), Dn = D + 2Svỏ = 1,2 + 2.5.10-3 = 1,205 ⇒ Vvỏ = 7,5 ( Π 1,2052 − 1,22 ( m) ) = 0,0708 ( m3 ) + ρvỏ: khối lượng riêng vật liệu làm vỏ( vật liệu làm tháp X18H10T ) nên ρvỏ = 7900 ( kg/m3 ) => khối lượng vỏ tháp : mvỏ = 0,0708.7900 = 559,6 (kg ) Khối lượng dung môi: 35 Nguyễn Xuân Thuỷ Lớp : Quản lí mơi trường - K48 - ĐHBKHN Đồ án môn học mdm = Vtháp.ρH2O = = π D2Hth ρH2O π 1,22.7,5 998,23 = 8467,3 (kg) (kg) Khối lượng đệm: mđ = H ΠDt2 ρđ (kg) Với: + H: chiều cao lớp đệm, H = m + ρđ: khối lượng riêng đệm (kg/m3) , ρđ = 600 kg/m3 Vậy khối lượng đệm: Π.1,22 mđ = .600 = 4072 ( kg ) Khối lượng bổ sung: mbs = 500 kg ( Khối lượng dựa sở khối lượng bulông, bích, …) Vậy khối lượng tồn tháp là: M = 214 + 560 + 4072 + 8467 + 500 ⇒ M = 13816 ( kg ) Trọng lượng tương ứng: P =13816 9,81 = 135500 ( N) Nếu sử dụng chân đỡ: Thiết bị sử dụng chân đỡ, tải trọng chân đỡ phải chịu: P1 = P/4 = 135500/4 = 33875 (N) =3,3875.104 ( N ) Chọn vật liệu làm chân đỡ thép CT3 Tra bảng XIII.35 , II-437 ta thông số chân đỡ: - Bề mặt đỡ: F = 0,0514 m2 - Tải trọng cho phép lên bề mặt đỡ: q = 0,78.106 N/m2 - L = 260 mm - B = 200 mm - B1 = 225 mm 36 Nguyễn Xn Thuỷ Lớp : Quản lí mơi trường - K48 - ĐHBKHN Đồ án môn học - B2 = 330 mm - H = 400 mm - h = 225 mm - s = 16 mm - l = 100 mm - d = 27 mm Nếu sử dụng tai treo: Vật liệu làm tai treo thép CT3, chọn tai treo tải trọng tai treo phải chịu là: 3,3875.104 ( N ) Tra bảng XIII.36, II 438 ta có thơng số tai treo sau: - Bề mặt đỡ: F = 0,297 m2 - Tải trọng cho phép lên bề mặt đỡ: q = 1,34.106 N/m2 - L = 190 mm - B = 160 mm - B1 = 170 mm - H = 280 mm - S = 10 mm - l = 80 mm - a = 25 mm - d = 30 mm Hình vẽ tai treo: Chọn lót tai treo thép: Tra bảng XIII.37, II-439 ta có thơng số lót tai treo: Chiều dày tối thiểu thành thíêt bị khơng có có lót : 12 mm Chiều dày tối thiểu thành thíêt bị có có lót : mm - H = 365 mm - B = 200 mm - SH = mm 37 Nguyễn Xuân Thuỷ Lớp : Quản lí mơi trường - K48 - ĐHBKHN Đồ án môn học VI - KẾT LUẬN Tháp đệm sử dụng ngày rộng rãi cơng nghệ hố học q trình sử lí nhiễm khí nhiều ưu điểm tính kinh tế, dễ vận hành, hiệu hấp thụ tương cao… Qua phần tính tốn, em hiểu sơ cấu tạo tháp ,các phận, cách xếp đệm,cách đặt tháp, hiểu kết cấu tháp, phận phụ tạo nên độ ổn định tháp làm việc, nguyên lý vận hành, phận tạo nên dây chuyền hấp thụ, xem xét sở lý thuyết sơ lược tính kinh tế sử dụng tháp đệm 38 Nguyễn Xuân Thuỷ Lớp : Quản lí mơi trường - K48 - ĐHBKHN Đồ án mơn học Do nhiều hạn chế hiểu biết, kinh nghiệm tính tốn kinh nghiệm thực tế nên đồ án nhiều thiếu sót Em mong nhận nhận ý kiến đóng góp từ thầy cô giáo TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Bin , Sổ tay trình thiết bị cơng nghệ hố chất , tập ,Nhà xuất KHKT – 2005 Nguyễn Bin ,Sổ tay trình thiết bị cơng nghệ hố chất , tập ,Nhà xuất KHKT – 2005 Tính tốn q trình, thiết bị cơng nghệ hố chất thực phẩm –Tập - Nhà xuất KH & KT – 2001 39 Nguyễn Xuân Thuỷ Lớp : Quản lí môi trường - K48 - ĐHBKHN ... qua lớp đệm xảy trình hấp thụ lên đỉnh tháp ngồi theo đường ống khí Khí sau khỏi tháp có nồng độ khí SO2 giảm, mức độ giảm tuỳ thuộc vào hiệu suất hấp thụ tháp hấp thụ - Nước sau hấp thụ SO2 xuống... học THÁP ĐỆM Tháp đệm sử dụng rộng rãi cơng nghiệp hố chất đặc điểm dễ thiết kế, gia công, chế tạo vận hành đơn giản tháp đệm sử dụng trình hấp thụ, chưng luyện, hấp phụ số q trình khác Tháp. .. pháp hấp thụ , tác nhân sử dụng để hấp thụ thường sữa vôi , sữa vôi kết hợp với MgSO4 hoạc dung dịch kiềm Trong phạm vi đồ án ,với nhiệm vụ giao hấp thụ khí SO2 nước dây phương pháp hấp thụ vật