MỞ ĐẦUHiện nay, dân số đô thị ngày càng tăng cao, các khu công nghiệp lớn và nhỏ ngàycàng được hình thành và phát triển mạnh mẽ ở khắp các tỉnh thành trên cả nước. Sự pháttriển của các ngành công nghiệp đã tạo ra rất nhiều sản phẩm phục vụ cho đời sống conngười, tuy nhiên cũng tạo ra một lượng lớn các chất thải là phá vỡ cân bằng sinh thái vàgây hại đến môi trường.Trong đó có rất nhiều nhà máy xí nghiệp sử dụng lò hơi và hầu hết các lò hơi trênđều sử dụng dầu FO làm nhiên liệu đốt. Đây là loại dầu có hàm lượng lưu huỳnh cao, khicháy sẽ thải ra một lượng lớn khí SO2 – loại khí được xem là độc hại nhất trong họ cáckhí độc hại thải ra do cháy nhiên liệuĐồ án môn học với nhiệm vụ thiết kế hệ thống xử lý khí thải SO2 lò hơi đốt dầuFO là một trong những phương án góp phần vào việc xử lý khí thải và giảm ô nhiễm môitrường.
Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý SO2 từ lị đốt FO với lưu lượng khí 2000 m3/h MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN vi MỞ ĐẦU vii CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ DẦU FO VÀ KHÍ THẢI TỪ LÒ HƠI DÙNG DẦU FO 1.1 TỔNG QUAN VỀ DẦU FO 1.2 TỔNG QUAN VỀ KHÍ SO2 1.2.1 Khái niệm khí SO2 1.2.2 Các nguồn tạo SO2 1.2.3 Tác hại 1.2.4 Ứng dụng CHƯƠNG CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ KHÍ THẢI TỪ LỊ HƠI ĐỐT DẦU FO6 2.1 PHƯƠNG PHÁP HẤP THỤ 2.1.1 Giới thiệu chung 2.1.2 Phân loại 2.1.3 Nguyên lý chung 2.1.4 Một số chất hấp thụ phổ biến .7 2.1.5 Ưu nhược điểm phương pháp hấp thụ 2.2 PHƯƠNG PHÁP HẤP PHỤ 2.2.1 Giới thiệu chung 2.2.2 Cơ chế hấp phụ .9 SVTH: Nguyễn Phạm Đình Thống GVHD: ThS Trần Anh Khoa i Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý SO2 từ lò đốt FO với lưu lượng khí 2000 m3/h 2.2.3 Phân loại 10 2.2.4 Các chất hấp phụ phổ biến 10 2.2.5 Ưu nhược điểm phương pháp hấp phụ 11 2.3 MỘT SỐ THIẾT BỊ HẤP THỤ 12 2.3.1 Tháp đĩa 12 2.3.2 Tháp đệm 13 2.3.3 Tháp mâm 15 2.4 ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ 16 CHƯƠNG TÍNH TỐN QUÁ TRÌNH HẤP THỤ 19 3.1 Thông số đầu vào đầu 19 3.2 Lượng NaOH cần thiết cho hệ thống theo phương trình hóa học 19 3.3 Cân vật chất 20 3.3.1 Đường cân pha 20 3.3.2 Đường làm việc 20 3.4 Cân lượng 23 CHƯƠNG TÍNH TỐN THIẾT BỊ THÁP HẤP THỤ (THÁP ĐỆM) 26 4.1 TÍNH ĐƯỜNG KÍNH THÁP 26 4.2 CHIỀU CAO THIẾT BỊ .29 4.2.1 Tính Rex, Rey, Prx, Pry 31 4.2.2 Chiều cao đơn vị truyền khối .32 4.2.3 Tính trở lực tháp 34 4.2.4 Tính tổng chiều cao thiết bị 35 SVTH: Nguyễn Phạm Đình Thống GVHD: ThS Trần Anh Khoa ii Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý SO2 từ lị đốt FO với lưu lượng khí 2000 m3/h 4.3 TÍNH CƠ KHÍ 35 4.3.1 Tính bề dày thiết bị 35 4.3.2 Tính bề dày nắp đáy 37 4.3.3 Tính đường kính ống dẫn khí lỏng 38 4.3.4 Tính mặt bích 38 4.3.5 Tính lưới đỡ đệm: .42 4.3.6 Tính chân đỡ tai treo 42 4.4 Tính tốn thiết bị phụ trợ 45 4.4.1 Bơm 45 4.4.2 Quạt 46 4.4.3 Tính chiều cao ống khói: 47 TÀI LIỆU THAM KHẢO 50 SVTH: Nguyễn Phạm Đình Thống GVHD: ThS Trần Anh Khoa iii Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý SO2 từ lò đốt FO với lưu lượng khí 2000 m3/h DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Cấu tạo phân tử SO2 Hình 2.1 Sơ đồ nguyên lý trình hấp thụ Hình 2.2 Sơ đồ cấu tạo tháp đĩa khơng có ống chảy truyền 13 Hình 2.3 Sơ đồ cấu tạo tháp đệm .14 Hình 2.4 Một số loại vật liệu đệm 15 Hình 2.5 Sơ đồ cơng nghệ hệ thống xử lý SO2 tháp đệm 17 Hình 3.1 Đồ thể đường cân đường làm việc 23 Hình 4.1 Đồ thể số bậc truyền khối đường cân đường làm việc 33 SVTH: Nguyễn Phạm Đình Thống GVHD: ThS Trần Anh Khoa iv Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý SO2 từ lò đốt FO với lưu lượng khí 2000 m3/h DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Phân loại nhiên liệu đốt lò (dầu FO) Bảng 1.2 Nồng độ chất khí thải lị đốt dầu FO Bảng 1.3 Ước tính tải lượng số thơng số nhiễm khơng khí từ hoạt động cơng nghiệp nước năm 2009 Bảng 1.4 Các chất ô nhiễm khói thải lị Bảng 2.1 Một số chất hấp thụ phổ biến xử lý khí thải Bảng 2.2 Các loại chất hấp phụ 10 Bảng 4.1 Bảng thơng số mặt bích thân 39 Bảng 4.2 Bảng thơng số mặt bích ống dẫn khí 40 Bảng 4.3 Bảng thơng số mặt bích ơng dẫn lỏng 40 Bảng 4.4 Bảng chi tiết thiết kế chân đỡ 43 Bảng 4.5 Bảng chi tiết thiết kế tai treo thiết bị 44 Bảng 4.6 Hiệu suất số loại bơm 45 Bảng giá trị hệ số dự trữ 45 Bảng 4.8 Hệ số trữ k 47 SVTH: Nguyễn Phạm Đình Thống GVHD: ThS Trần Anh Khoa v Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý SO2 từ lò đốt FO với lưu lượng khí 2000 m3/h LỜI CẢM ƠN Trước hết chúng em xin chân thành gửi lời cảm ơn đến quý thầy cô công tác giảng dạy khoa Môi Trường - Trường Đại học Tài Nguyên Môi Trường TP.HCM Đã tận tâm dạy bảo truyền đạt kiến thức quý báu cho bọn em suốt trình học tập Đặc biệt chúng em xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn thầy ThS Trần Anh Khoa, người hướng dẫn tận tình tạo điều kiện giúp đỡ tụi em suốt trình thực nhiệm vụ đồ án Em xin chân thành cảm ơn Thư viện trường ĐH Tài Nguyên & Môi Trường tạo điều kiện thuận lợi cho em có nguồn tài liệu cụ thể xác thực để tham khảo hoàn thành tốt đồ án giao Bên cạnh đó, em muốn chuyển lời cảm ơn sâu sắc đến bạn bè lớp 05QTTB cạnh bên ủng hộ tinh thần sát cánh bên em cần trợ giúp Một lần em xin chân thành cảm ơn Sinh viên thực hiện: Nguyễn Phạm Đình Thống SVTH: Nguyễn Phạm Đình Thống GVHD: ThS Trần Anh Khoa vi Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý SO2 từ lị đốt FO với lưu lượng khí 2000 m3/h MỞ ĐẦU Hiện nay, dân số đô thị ngày tăng cao, khu công nghiệp lớn nhỏ ngày hình thành phát triển mạnh mẽ khắp tỉnh thành nước Sự phát triển ngành công nghiệp tạo nhiều sản phẩm phục vụ cho đời sống người, nhiên tạo lượng lớn chất thải phá vỡ cân sinh thái gây hại đến mơi trường Trong có nhiều nhà máy xí nghiệp sử dụng lị hầu hết lò sử dụng dầu FO làm nhiên liệu đốt Đây loại dầu có hàm lượng lưu huỳnh cao, cháy thải lượng lớn khí SO2 – loại khí xem độc hại họ khí độc hại thải cháy nhiên liệu Đồ án môn học với nhiệm vụ thiết kế hệ thống xử lý khí thải SO2 lị đốt dầu FO phương án góp phần vào việc xử lý khí thải giảm ô nhiễm môi trường SVTH: Nguyễn Phạm Đình Thống GVHD: ThS Trần Anh Khoa vii Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý SO2 từ lò đốt FO với lưu lượng khí 2000 m3/h SVTH: Nguyễn Phạm Đình Thống GVHD: ThS Trần Anh Khoa viii Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý SO2 từ lò đốt FO với lưu lượng khí 2000 m3/h CHƯƠNG 1.1 TỔNG QUAN VỀ DẦU FO VÀ KHÍ THẢI TỪ LỊ HƠI DÙNG DẦU FO TỔNG QUAN VỀ DẦU FO Dầu FO gọi dầu nhiên liệu hay dầu Mazut phân đoạn nặng thu chưng cất dầu thơ parafin asphalt áp suất khí chân không Nhiệt trị dầu FO 10,175 kcal/kg tỷ trọng 0,7 – 0,97 kg/l Nhiên liệu dầu đốt lò phân thành loại dầu nặng (dầu mazut) dầu nhẹ (dầu diesel dầu hỏa) Chỉ tiêu quan trọng dầu FO độ nhớt hàm lượng lưu huỳnh (S) Yêu cầu: độ nhớt phải phù hợp cho trình bơm, vận chuyển dầu vào hệ thống đốt q trình phun nóng phận mỏ phun vào lị, độ nhớt nhỏ việc bơm nhiên liệu dễ dàng nhiên liệu tán sương tốt vịi phun nhờ q trình diễn hồn tồn, cho hiệu suất cao, nhiễm Nếu độ nhớt cao phải thiết bị lắp đặt thêm hệ thống hâm nóng để làm giảm độ nhớt dầu tới mức phù hợp với yêu cầu mỏ phun Trên thực tế, độ nhớt loại dầu FO (4ºC) khoảng 2- cSt phù hợp Dựa vào độ nhớt động học hàm lượng lưu huỳnh, nhiên liệu phân loại sau: Bảng 1.1 Phân loại nhiên liệu đốt lò (dầu FO) Ký hiệu FO N01 Độ nhớt động học 50ºC, cSt Đến 87 FO N02A FO N02B FO N03 Trên 87 đến 180 Trên 180 đến 380 Hàm lượng lưu huỳnh (S), % Đến 2,0 Đến 2,0 Trên 2,0 đến 3,5 Trên 2,0 đến 3,5 (Nguồn: theo TCVN 6239 – 2002) Trong khí thải lò đốt dầu FO người ta thường thấy có chất sau: CO2, CO, NOx, SO2, SO3 nước, ngồi cịn có hàm lượng nhỏ tro hạt tro SVTH: Nguyễn Phạm Đình Thống GVHD: ThS Trần Anh Khoa Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý SO2 từ lò đốt FO với lưu lượng khí 2000 m3/h nhỏ trộn lẫn với dầu cháy không hết tồn dạng son khí mà ta thường gọi mồ hóng Với dầu FO theo tiêu chuẩn chất lượng, đốt cháy lị có nồng độ chất khí thải sau: Bảng 1.2 Nồng độ chất khí thải lị đốt dầu FO Chất ô nhiễm Nồng độ (mg/m3) SO2 SO3 5.217 – 2.000 CO 50 Tro bụi 280 Hơi dầu 0,4 NOx 428 (Nguồn: Sổ tay hướng dẫn xử lý ô nhiễm môi trường sản xuất tiểu thủ công nghiệp – Xử lý khói lị – Sở Khoa học, Cơng nghệ Mơi trường Tp.HCM) 1.2 TỔNG QUAN VỀ KHÍ SO2 1.2.1 Khái niệm khí SO2 Hình 1.1 Cấu tạo phân tử SO2 Lưu huỳnh điơxit (hay cịn gọi anhiđrit sunfurơ) hợp chất hóa học với cơng thức SO2 Lưu huỳnh điơxit khí vơ khơng màu, nặng khơng khí Nó có khả làm vẩn đục nước vôi trong, làm màu dung dịch Brôm làm màu cánh hoa hồng (2 tính chất sau ứng dụng để nhận biết SO2 phân biệt với CO2) Khối lượng mol: 64,054 (g.mol-1) SVTH: Nguyễn Phạm Đình Thống GVHD: ThS Trần Anh Khoa Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý SO2 từ lò đốt FO với lưu lượng khí 2000 m3/h Vì khí thải có chứa tính axit nên chọn vật liệu thép không gỉ inox 304 Các thông số vật liệu: o Thép không gỉ inox 304 o Ứng suất [σ]* = 145 N/mm2 o Modul đàn hồi Et = 1,85 × 105 N/mm2 o Giới hạn chảy vật liệu nhiệt độ làm việc σc = 220 N/mm2 Các thông số ban đầu thiết bị: o Đường kính thiết bị D = 1000mm o Chiều cao thân thiết bị H = 8000 mm Áp suất làm việc tháp: o Áp suất làm việc tháp Plv = 1atm = 101325 N/m2 o Giả sử chiều cao cột lỏng đệm 0,3 m, chiều cao cột lỏng đáy tháp 0,5 m => tổng chiều cao cột lỏng l = 0,3 × + 0,5 = 1,1 m o Áp suất tính tốn Ptt = Pmt + Pl = 101325 + 9,81×1,1×1107 = 113271 N/m2 (= 0,113271 N/mm2) > Pkk = 101325 N/m2 => Thiết bị chịu áp suất trong: Ứng suất cho phép: [σ] = η × [σ]* = 0,95 * 145 = 137,7 N/mm2 Phương pháp hàn thiết bị hàn hồ quang tay hàn phía có lót, suy hệ số bền mối hàn φh = 0,95 Ā Bề dày tối thiểu: Ā M h C = Ca + Cb + C c + C0 SVTH: Nguyễn Phạm Đình Thống GVHD: ThS Trần Anh Khoa Ā in M gg gM⿏ g⿏n⿏ Li iii Ā inL ݉݉ in㷟L 36 Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý SO2 từ lò đốt FO với lưu lượng khí 2000 m3/h Trong đó: Mơi trường vật liệu tiếp xúc có độ ăn mịn khơng bền nên chọn độ ăn mịn hố học Ca = 0,1 mm/năm tính tốn cho 10 năm Cb = mơi trường thiết bị hố chất bỏ độ ăn mịn học Chọn sai số chế tạo, gia công thiết bị Cc = mm Đại lượng bổ sung dung sai bề dày C0 = 0,5 mm => C = 0,1 i + + + 0,5 = 2,5 mm Bề dày tính tốn Stt = S’ + C = mm; Theo sổ tay q trình thiết bị hố chất, tập – PGS.TS Trần Xoa với đường kính thiết bị 1000 mm bề dày ống trụ hàn 6,5 mm Nên ta chọn bề dày thiết bị bề dày lớn S = 6,5 mm Kiểm tra lại bề dày: Ta có: ĀR Ā M g h Ā iniiLL h g Vậy bề dày thân thiết bị S = 6,5 mm 4.3.2 g in Ā n gR Tính bề dày nắp đáy Chọn nắp đáy hình elip theo dạng tiêu chuẩn h/D = 0,25 => h = 250 mm Tra bảng XIII, trang 384, Sổ tay q trình thiết bị cơng nghệ hoá chất tập – TS Trần Xoa, PGS Trần Trọng Khuông, TS Phạm Xuân Toản: Với Dt = 1000 mm S = 6,5 mm => chiều cao gờ h = 25 mm khối lượng đáy nắp = 56 kg SVTH: Nguyễn Phạm Đình Thống GVHD: ThS Trần Anh Khoa 37 Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý SO2 từ lò đốt FO với lưu lượng khí 2000 m3/h 4.3.3 Tính đường kính ống dẫn khí lỏng Đường ống dẫn khí Vận tốc khí vào tháp từ 15 – 20 m/s, chọn vận tốc vào thiết bị khoảng 18 m/s Đường kính ống dẫn khí: Ā t g ii = 0,198 m Chọn đường kính ống dẫn khí d= 200 mm Chiều dài ống l = 130 mm (tra bảng XII1.32, tr.434 – sổ tay trình thiết bị hoá chất, tập – PGS.TS Trần Xoa – NXB khoa học k thuật, Hà Nội, 2006) Tính đường kính ống dẫn lỏng Lưu lượng dịng lỏng V = h h Ā MLng i⿏ Ā iniMg m3/s Vận tốc dòng lỏng từ – m/s, chọn vận tốc dịng lỏng v = m/s Đường kính ống dẫn lỏng Chọn loại ống phi 100 mm Ā t = 0,099 m Chiều dài ống l = 120 mm (tra bảng XII1.32, tr.434 – sổ tay trình thiết bị hoá chất, tập – PGS.TS Trần Xoa – NXB khoa học k thuật, Hà Nội, 2006) Cửa tháp nắp đổ đệm: Cửa tháp nắp đổ đệm có dạng hình vng 400×400 mm Bề dày cửa mm Chiều dài cửa 150 mm 4.3.4 Tính mặt bích Tính mặt bích nối thân với nắp đáy tháp: Chọn kiểu mặt bích theo kiểu số Vật liệu mặt bích thép inox 304 SVTH: Nguyễn Phạm Đình Thống GVHD: ThS Trần Anh Khoa 38 Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý SO2 từ lò đốt FO với lưu lượng khí 2000 m3/h Kích thước mặt bích theo (tra bảng XII1.27, tr.417 – sổ tay trình thiết bị hoá chất, tập – PGS.TS Trần Xoa – NXB Khoa học k thuật, Hà Nội, 2006) Bảng 4.1 Bảng thơng số mặt bích thân Stt Đại lượng Ký hiệu Đơn vị Thông số Áp suất p N/m2 0,1*10-6 Đường kính tháp Dt mm 1000 Đường kính ngồi tháp D0 mm 1013 Đường kính ngồi bích D mm 1140 Đường kính tâm bulong Db mm 1090 Đường kính bulong db mm M20 Đường kính ngồi mép vát D1 mm 1060 Số bulong Z 24 Chiều cao bích h mm 25 Khối lượng bích thân thiết bị: Ā t ݉ Ā iniML t ⿏iLi Tính mặt bích ống dẫn khí n hM g hMi iM g ni gM Ā Mn L 㷟 Chọn mặt bích theo kiểu số Vật liệu mặt bích thép inox 304 Kích thước mặt bích theo (tra bảng XII1.27, tr.417 – sổ tay q trình thiết bị hố chất, tập – PGS.TS Trần Xoa – NXB Khoa học k thuật, Hà Nội, 2006) SVTH: Nguyễn Phạm Đình Thống GVHD: ThS Trần Anh Khoa 39 Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý SO2 từ lò đốt FO với lưu lượng khí 2000 m3/h Bảng 4.2 Bảng thơng số mặt bích ống dẫn khí Stt Đại lượng Ký hiệu Đơn vị Thông số Áp suất p N/m2 0,1*10-6 Đường kính ống dẫn Dt mm 200 Đường kính ngồi ống dẫn D0 mm 219 Đường kính ngồi bích D mm 290 Đường kính tâm bulong Db mm 255 Đường kính bulong db mm M16 Đường kính ngồi mép vát D1 mm 202 Số bulong Z Chiều cao bích h mm 16 Khối lượng bích ống dẫn khí Ā t ini ݉M Ā t ⿏iLi Tính mặt bích ống dẫn lỏng hM g hMi inM㷟iM g inM 㷟M Ā gnL 㷟 Chọn mặt bích theo kiểu số Vật liệu mặt bích thép inox 304 Kích thước mặt bích theo (tra bảng XIII.26, tr.409 – sổ tay trình thiết bị hoá chất, tập – PGS.TS Trần Xoa – NXB Khoa học k thuật, Hà Nội, 2006) Bảng 4.3 Bảng thơng số mặt bích ơng dẫn lỏng Stt Đại lượng SVTH: Nguyễn Phạm Đình Thống GVHD: ThS Trần Anh Khoa Ký hiệu Đơn vị Thông số 40 Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý SO2 từ lị đốt FO với lưu lượng khí 2000 m3/h Áp suất p N/m2 0,1*10-6 Đường kính ơng dẫn Dt mm 100 Đường kính ngồi ống dẫn D0 mm 108 Đường kính ngồi bích D mm 215 Đường kính tâm bulong Db mm 180 Đường kính bulong db mm M16 Đường kính ngồi mép vát D1 mm 158 Số bulong Z Chiều cao bích h mm 22 Khối lượng bích ống dẫn lỏng Ā t ݉g Ā iniMM Mặt bích cửa đổ đệm t ⿏iLi hM g hMi inM LM g in iiM Ā LnL 㷟 Bề dày S = mm Đường kính bulong db = M20 Số lượng bu long 16 Kích thước ngồi mặt bích 500 × 500 Kích thước vị trí lỗ bu long 450 × 450 Khối lượng mặt bích cửa đổ đệm: mbc = 7850 × 0,005 × (0,292 – 0,212) = 1,26 kg Khối lượng lưới đỡ đệm phải chịu SVTH: Nguyễn Phạm Đình Thống GVHD: ThS Trần Anh Khoa 41 Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý SO2 từ lò đốt FO với lưu lượng khí 2000 m3/h ݉đ ݉ Ā t hM đ Ā đ t M L⿏i in⿏ Ā M㷟 㷟 mdd = (1 – Vđ) × π/4 × D2 × hl × ρ = (1-0,76) × π/4 × 12 × 0,8 × 1107= 167 kg Khối lượng lưới đỡ đệm phải chịu = 1596 kg Tải trọng đệm = m × g = 4.3.5 L㷟 M Tính lưới đỡ đệm: × 9,81 = 7828,4 N Chọn loại lưới đỡ đệm đục lỗ theo hình trịn Vật liệu lưới đỡ đệm: thép không gỉ inox 304 Đường kính lưới đỡ đệm: D = 1000mm Chiều dày lưới đỡ đệm: S = mm Kích thước lỗ d = 25 mm Khoảng cách lỗ có bước t = 50 mm Khối lượng lưới đỡ đệm m = 7850 × π/4 × 0,003 × (0,942 – 0,0252×262) = 16 kg 4.3.6 Tính chân đỡ tai treo Khối lượng thiết bị: ݉ ݉ â Ā 㷟 Ā t hM g hM Ā t ⿏n Li ni gM g ⿏iLi Khối lượng ống dẫn cửa tháo đổ đệm: t ⿏iLi in g ⿏iLi in L inM 㷟M g inMM Tổng khối lượng bích: inM M t ⿏iLi g inMM Ā Mn 㷟 in M M Ā MiM 㷟 in iiM g in M mbích = 2×m1 + 2×m2 + 2×m3 + 4×mbc = × Mn L + × gnL + × LnL + × 1,26 = 107,54 kg Khối lượng nắp đáy thiết bị: mnắp = 56 kg SVTH: Nguyễn Phạm Đình Thống GVHD: ThS Trần Anh Khoa 42 Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý SO2 từ lò đốt FO với lưu lượng khí 2000 m3/h Khối lượng cột lỏng tháp: ml = π/4 × 0,5 × 12 × 1107 = 435 kg Tổng khối lượng tháp: m = ml + mthân + mống + mbích + 2×mnắp + 2×mđệm + 2×mlưới = 435 + MiM + M 5827,34 kg + 107,54 + 2×56 + 2× L㷟 + 2×16 = Mn Trọng lực chân đỡ phải chịu = m×g = 5827,34 × 9,81 = 57166 N Chọn chân đỡ gồm chân, chân phải chịu trọng lực = 14291 N Thông số chi tiết chân đỡ trình bày bảng 4.9 (tra bảng XII1.35, tr.437 – sổ tay trình thiết bị hoá chất, tập – PGS.TS Trần Xoa – NXB Khoa học k thuật, Hà Nội, 2006) Bảng 4.4 Bảng chi tiết thiết kế chân đỡ Stt Đại lượng Ký hiệu Đơn vị Thông số Tải trọng G N 2,5*10-4 Chiều dài bảng lề L mm 250 Chiều rộng bảng lề B mm 180 Khoảng cách chân B1 mm 215 Độ rộng chân B2 mm 290 Chiều cao chân H mm 350 Khoảng cách từ bảng lề đến thiết bị h mm 185 Độ dày chân s mm 16 Khoảng cách lỗ bu long l mm 90 10 Đường kính bu long d mm 27 SVTH: Nguyễn Phạm Đình Thống GVHD: ThS Trần Anh Khoa 43 Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý SO2 từ lò đốt FO với lưu lượng khí 2000 m3/h Tai treo thiết bị: Thơng số chi tiết tai treo thiết bị trình bày bảng 4.10 (tra bảng XII1.36, tr.438 – sổ tay q trình thiết bị hố chất, tập – PGS.TS Trần Xoa – NXB Khoa học k thuật, Hà Nội, 2006) Bảng 4.5 Bảng chi tiết thiết kế tai treo thiết bị Stt Đại lượng Ký hiệu Đơn vị Thông số Tải trọng G N 0,5*10-4 chiều dài bảng lề L mm 100 chiều rộng bảng lề B mm 75 khoảng cách gân tai treo B1 mm 85 chiều cao tai treo H mm 155 độ dày tai treo S mm khoảng cách bu long l mm 40 chiều cao gờ gân tai treo a mm 15 đường kính bu long d mm 18 SVTH: Nguyễn Phạm Đình Thống GVHD: ThS Trần Anh Khoa 44 Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý SO2 từ lò đốt FO với lưu lượng khí 2000 m3/h 4.4 Tính tốn thiết bị phụ trợ 4.4.1 Bơm Dựa vào đặc tính q trình có áp suất khơng cao nên bơm ta chọn bơm ly tâm Hơn bơm ly tâm loại bơm sử dụng rộng rãi nhiều ngành cơng nghiệp hóa chất tích chất có nhiều ưu điểm Bảng 4.6 Hiệu suất số loại bơm Hiệu suất số loại bơm Thông số 0 Bơm pittông tl ck 0.8 – 0.94 0.9 – 0.95 Bơm ly tâm 0.85 – 0.96 0.8 – 0.85 0.95 – 0.96 Bơm xoáy tốc > 0.8 > 0.7 > 0.9 Bơm khía 0.7 – 0.9 (Nguồn: Theo bảng II.32 - Sổ tay trình thiết bị cơng nghệ hóa chất - Tập 1) Ta chọn thông số sau: 0 = 0,96; tl = 0,85; ck = 0,96; = 0 x tl x ck = 0,96 x 0,85 x 0,96 = 0,783 Công suất bơm tính sau: NĀ Trong đó: Q H ρ iii g Ā iniMg i iii i⿏ 㷟ni Ā MnLL kW in⿏ig Q: lưu lượng lỏng đầu vào thiết bị Ā = g nML i⿏ = 0,023 (m3/s) Chọn Hb: cột áp bơm chiều cao tháp (mH2O) Bảng giá trị hệ số dự trữ Hệ số dự trữ SVTH: Nguyễn Phạm Đình Thống GVHD: ThS Trần Anh Khoa 45 Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý SO2 từ lị đốt FO với lưu lượng khí 2000 m3/h Nđc (kW) 50 1,1 (Nguồn: Theo bảng II.33– Sổ tay trình thiết bị cơng nghệ hóa chất - Tập 1) Chọn hệ số dự trữ = 1,4 Công suất bơm: Nb = x N = 1,4 x 2,55 = 3,6 (kW) Chọn bơm có tổng cơng suất kW (5,4 HP) 4.4.2 Quạt Công suất yêu cầu quạt: N Q.P 1000. Trong đó: Q: suất quạt (m3/s) P : áp suất toàn phần (Pa) : Hiệu suất tổng cộng quạt: = 1 x 2 x 3 = 0,9 x 0,97 x 0,95 = 0,829 Trong đó: 1 : hiệu suất lý thuyết quạt 2 = (0,95-0,97): hiệu suất ổ đỡ 3 = (0,9-0,95): hiệu suất hệ truyền đai SVTH: Nguyễn Phạm Đình Thống GVHD: ThS Trần Anh Khoa 46 Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý SO2 từ lò đốt FO với lưu lượng khí 2000 m3/h Năng suất quạt: Q= 2000 m3/h= 0,56 m3/s Công suất yêu cầu quạt: 䁡Ā Công suất thực tế quạt: inL iii 䁡 = 1,15 Li㷟 Ā gn iniM㷟 = 3,96 kW (=5,31 HP) gn Bảng 4.8 Hệ số trữ k N Ly tâm Hướng trục 5 1,1 1,05 (Các trình thiết bị học - Quyển - Vũ Bá Minh - Nguyễn VănLục Hoàng Minh Nam - Trần Hùng Dũng - NXB ĐHQG Tp.HCM) 4.4.3 Tính chiều cao ống khói: Nồng độ khí tháp thải ống khói Cr=Cv x (1-ŋ) =1200 x (1-0,62) = 456 (mg/m3) Đạt chuẩn cột B - QCVN 19:2009/BTNMT Trong đó: Cv= 1200 mg/m3 nồng độ khí đầu vào ŋ: 62% hiệu suất xử lý khí Đường kính ống thải: SVTH: Nguyễn Phạm Đình Thống GVHD: ThS Trần Anh Khoa 47 Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý SO2 từ lị đốt FO với lưu lượng khí 2000 m3/h Trong đó: hĀ t inL Ā in 㷟㷟 ݉ i t Ā V: tốc độ dịng khí ống khói (v=10-20 m/s), chọn v=20 m/s Chọn D = 200 mm => v = 17,8 m/s Tính chiều cao ống khói: F Ā Trong đó: ݉ g A: Hệ số phụ thuộc phân bố nhiệt độ theo chiều cao khí quyển, chọn cho điều kiện khí tượng nguy hiểm xác định điều kiện phát tán thẳng đứng theo phương ngang chất độc hại khí quyển, tính tốn A = 200 240 Chọn A=200 F: Hệ số không thứ nguyên tính đến vận tốc lắng chất nhiễm khí Đối với chất khí F = m, n: hệ số thứ nguyên kể đến điều kiện khí thải miệng ống khói m, n = V > (m/s) t: độ chênh lệch nhiệt độ khí thải khơng khí t = 50 - 30= 20oC M: Tải lượng chất ô nhiễm (mg/s), M= Q x Cv = 0,56 x 456 = 255,36 mg/s Ccp: Nồng độ cho phép môi trường xung quanh (mg/m3) Ā g F ݉ SVTH: Nguyễn Phạm Đình Thống GVHD: ThS Trần Anh Khoa Ā Mii MLLng LLL g inL Mi Ā n ݉ 48 Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý SO2 từ lò đốt FO với lưu lượng khí 2000 m3/h So sánh với QCVN 30:2012/BTNMT xét thấy ống khói phải cao tối thiểu 20m phạm vi hoạt động nhà máy sản xuất Trường hợp phạm vi 40 m tính từ chân ống khói có vật cản lớn (như nhà, rặng cây, đồi…) ống khói phải cao tối thiểu m so với điểm cao vật cản Tuy nhiên địa hình nằm Khu cơng nghiệp khơng có cơng trình cao ống khói cao 20m Chọn chiều cao ống khói 20m SVTH: Nguyễn Phạm Đình Thống GVHD: ThS Trần Anh Khoa 49 Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý SO2 từ lò đốt FO với lưu lượng khí 2000 m3/h TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Quy chuẩn QCVN 19:2009/BTNMT [2] TS Trần Xoa, PGS.TS Nguyễn Trọng Khng, TS Phạm Xn Toản, Sổ tay q trình cơng nghệ hố chất tập 1, 2006 [3] TS Trần Xoa, PGS.TS Nguyễn Trọng Khuông, TS Phạm Xuân Toản, Sổ tay q trình cơng nghệ hố chất tập 2, 2006 [4] PGS.TS Đinh Xuân Thắng, “Giáo trình k thuật xử lý nhiễm khơng khí”, Nhà xuất Đại học Quốc gia TP.HCM, 2012 [5] Hồ Lê Viên, “Tính tốn, thiết kế chi tiết thiết bị hóa chất dầu khí”, Nhà xuất khoa học k thuật [6] Tập thể tác giả, “Quá 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 [7] Tập thể tác giả, “Giáo trình học ứng dụng”, khoa khoa học ứng dụng trường Đại học Bách Khoa TP.HCM [8] Nguyễn Hữu Tùng, “K thuật tách hỗn hợp nhiều cấu tử, tính tốn thiết kế”, Nhà xuất Bách Khoa Hà Nội, 2009 SVTH: Nguyễn Phạm Đình Thống GVHD: ThS Trần Anh Khoa 50