Đánh giá công nghệ sản xuất axit sunfuric nhằm giảm thiểu ô nhiễm môi trường

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Nguyễn Thành Cơng ĐÁNH GIÁ CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT AXIT SUNFURIC NHẰM GIẢM THIỂU Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG Hà Nội, 2006 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Nguyễn Thành Cơng ĐÁNH GIÁ CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT AXIT SUNFURIC NHẰM GIẢM THIỂU Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG Chuyên ngành: Kỹ thuật môi trường NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: ĐẶNG KIM CHI H Ni, 2006 Mở đầu Công nghiệp phát triển đà đưa lại nhiều sản phẩm phục vụ người đồng thời đưa đến cạn kiệt tài nguyên thiên nhiên phát sinh chất thải gây ô nhiễm môi trường Công nghiệp phát triển, sản phẩm thu nhập nhiều môi trường sống lại ô nhiễm nghiêm trọng Trong năm gần công nghiệp giới đà phát triển đến trình độ kỹ thuật cao người đà ý thức phát triển cộng đồng, lâu dài - phát triển bền vững xà hội Mối quan hệ "Phát triển kinh tế " "Bảo vệ môi trường" đà quan tâm đến vấn đề mang tính cấp thiết, có ý nghĩa toàn cầu Việc tìm giải pháp làm hài hoà hai mặt hướng mà nhà nghiên cứu cần phải giải Đánh giá công nghệ môi trường hướng phù hợp để giải vấn đề Tuy nhiên việc áp dụng công cụ đánh giá công nghệ môi trường vào thực tế đòi hỏi phải có kiến thức trình độ khoa học kỹ thuật định phải có đầu tư tài nhân lực Công nghệ vừa nguyên nhân vừa phận quan trọng hoạt động đánh giá tác động ảnh hưởng đến môi trường Nhờ đánh giá công nghệ môi trường, ta thấy lên hai mục đích chính: Thứ nhận dạng hệ mong muốn không mong muốn việc sử dụng công nghệ phạm vi rộng lớn, thứ hai khai thác hướng khả thi để phát triển áp dụng công nghệ Quy trình đánh giá công nghệ môi trường công cụ thực cụ thể số giải pháp nhằm tập trung vào việc giảm thiểu chất thải nguồn thông qua việc phân tích, đánh giá nội dung, cải tiến thiết bị thay đổi công nghệ Việc thực đánh giá công nghệ môi trường thường tiến hành ®èi víi mét ®èi t­ỵng thĨ, ®ã cã thĨ chủng loại sản phẩm, loại hình công nghệ sở sản xuất cụ thể Trong năm gần đây, quan tâm đầu tư nhà nước, sản lượng axít sunfuric nước ta không ngừng tăng lên Tới năm 2005 công suất sở sản xuất axít sunfuric nước ta 360.000 tấn/năm Do xu hội nhập giới chủ trương đổi công nghệ sản xuất, phát triển sản xuất axít sunfuric điều tất yếu Song xét công nghiệp hoá chất nói riêng sản xuất axít sunfuric nói riêng cần phải quan tâm đến tác động tới môi trường Do công nghệ sản xuất axít sunfuric phức tạp có nhiều chất thải độc hại gây ô nhiễm môi trường, đặc biệt môi trường kh«ng khÝ (bơi, khÝ SO , SO ) nên việc khai thác hết công suất, cải tiến mắt xích yếu dây truyền, giảm tiêu hao vật chất chi phí quản lý cho đơn vị sản phẩm, đảm bảo chất lượng sản phẩm theo tiêu chuẩn quốc tế đồng thời cải thiện điều kiện lao động môi trường yếu tố cần thiết người quản lý vận hành dây truyền axít sunfuric nước ta Những nhiệm vụ sáng tạo đòi hỏi phải nắm vững chất lý thuyết thành tựu cuả công nghệ, thiết bị sản xuất axít sunfuric giới Để phát triển bền vững ngành công nghiệp hoá chất nói chung sản xuất axít sunfuric nói riêng cần thiết phải có bước đánh giá toàn diện phát triển sản xuất ảnh hưởng môi trường đề giải pháp phòng ngừa, giảm thiểu ô nhiễm, xem xét hội áp dụng công nghệ vào sản xuất Nhiệm vụ Luận văn Thạc sỹ là: Đánh giá quan hệ công nghệ môi trường đề xuất biện pháp giảm thiểu ô nhiễm môi trường cho công nghệ sản xuất axít sunfuric: Mục tiêu nghiên cứu: ã Xây dựng phương pháp luận đánh giá công nghệ môi trường, áp dụng thực tế cho điều kiện số ngành công nghiệp Việt Nam ã Đánh giá công nghệ sản xuất axít sunfuric sở xác định tác động môi trường, đánh giá định lượng chất thải công nghệ sản xuất gây ã Phân tích đánh giá quan hệ công nghệ chất thải loại hình công nghệ sản xuất axít sunfuric ã Phân tích, đánh giá đề xuất biện pháp giảm thiểu ô nhiểm môi trường sản xuất đồng thời xem xét hội áp dụng biện pháp vào thực tế sản xuất Xí nghiệp axít - Công ty Supe Phốt phát Hoá chất Lâm Thao Mặc dù trình thực hiện, đà cố gắng nhiều việc tìm tài liệu nghiên cứu, tham khảo điều kiện thực tế, trình bày khoa học logic, song tránh khỏi thiếu sót Vì mong nhận ý kiến đóng góp quý báu bạn đọc, đặc biệt thầy cô giáo để Luận văn tốt nghiệp hoàn thiện Mục lục Mục lục Mở đầu Chương 1: Phương pháp luận đánh giá công nghệ môi trường I.1 Đánh giá công nghệ môi trường I.1.1 Định nghĩa I.1.2 Đối tượng áp dụng I.1.3 Tính chất đặc điểm I.1.4 Mục đích đánh giá công nghệ môi trường I.2 Quan hệ EnTA công cụ đánh giá quản lý môi trường khác I.2.1 Phân tích vòng đời sản phẩm đánh giá công nghệ môi trường I.2.2 Đánh giá tác động môi trường đánh giá công nghệ môi trường I.2.3 Đánh giá công nghệ môi trường sản xuất 10 I.3 Trình tự đánh giá công nghệ môi trường 14 I.3.1 Chuẩn bị đánh giá công nghệ môi trường 15 I.3.2 Mô tả công nghệ 16 I.3.3 Xác định tác động môi trường 17 I.3.4 Đánh giá lựa chọn công nghệ 18 I.3.5 Kết luận kiến nghị 19 I.3.6 Hoàn thiện đánh giá công nghệ môi trường 19 I.4 Nhận xét Chương 2: Công nghệ sản xt axit sunfuric II.1 Tỉng quan vỊ s¶n xt axit sunfuric 20 21 21 II.1.1 TÝnh chÊt cña axit Sunfuric 22 II.1.2 ứng dụng 23 II.2 Nguyên liệu sản xuất axit sunfuric 23 II.2.1 Pyrit 23 II.2.2 L­u huúnh 24 II Cơ sở lý thuyết trình sản xt II.3.1 T¹o khÝ SO 25 25 II.3.2 Chun hoá SO thành SO 25 II.3.3 Hấp thụ SO thành H SO 27 II.4 Mô tả công nghệ sản xuất axit sunfuric 27 II.4.1 Công nghệ sản xuất từ nguyên liệu quặng pyrit 27 II.4.2 Công nghệ sản xuất từ nguyên liệu lưu huỳnh 34 II.5 Các vấn đề môi trường sản xuất axit sunfuric 40 II.5.1 Khí thải 40 II.5.2 Chất thải rắn 40 II.5.3 Nước thải 41 II.5.4 Các dạng ô nhiễm khác II.5.5 Sự ảnh hưởng dạng chất thải tới môi trường sức khoẻ cộng đồng II.6 Nhận xét đánh giá 41 41 Chương III: Phân tích đánh giá quan hệ công nghệ chất thải 44 III.1 Đặc trưng chất thải từ trình sản xuất axit sunfuric 44 43 III.1.2 Xác định dòng thải 44 III.1.2 Định lượng chất thải 45 III.2 Phân tích quan hệ công nghệ - chất thải 46 III.2.1 Chất thải từ công nghệ PMT 46 III.2.2 Chất thải từ công nghệ SMT 49 III.2.3 Các dạng chất thải tương tự 49 III.3 Đánh giá lựa chọn kỹ thuật 51 III.3.1 Phân tích lựa chọn nguyên liệu 51 III.3.2 Phân tích đánh giá so sánh thiết bị 52 III.3.3 Đánh giá so sánh định mức lượng nguyên liệu 53 III.3.4 Đánh giá so sánh hiệu sử dụng lượng 54 III.3.5 Đánh giá phân bố áp suất pha khí 56 III.4 Đánh giá nhu cầu nhân lực 57 III.5 Đánh giá hiệu kinh tế 58 III.6 Đánh giá so sánh tác động môi trường 60 III.7 Đánh giá khả cung cấp đáp ứng công nghệ 61 III.8 Nhận xét đánh giá 62 Chương IV: Phân tích đánh giá giải pháp giảm thiểu ô nhiễm môi trường 63 IV.1 Phương pháp tiếp cận để giảm thiểu ô nhiễm môi trường 63 IV.2 Phân tích đề xuất giải pháp 64 IV.3 Đánh giá lựa chọn giải pháp giảm thiểu ô nhiễm môi trường 65 IV.3.1 Phân tích đánh giá công đoạn hoá lỏng lưu huỳnh 65 IV.3.2 Phân tích đánh giá phận lò đốt nồi 65 IV.3.3 Phân tích đánh giá lực phận tiếp xúc 68 IV.3.4 Đánh giá lực phận sấy - hấp thụ 76 IV.4 Đề xuất giải pháp xử lý chất thải 81 IV.4.1 Các dòng thải cần xử lý 81 IV.4.2 Đề xuất phương án xử lý chất thải 81 IV.5 Sử dụng hiệu lượng 86 IV.6 Công tác quản lý nội vi 87 IV.7 Giải pháp tổng thể công nghệ nhằm giảm thiểu ô nhiễm môi trường từ sản xuất Axit Sunfuric 88 IV.7.1 Sơ đồ công nghệ phù hợp thân thiện với môi trường 88 IV.7.2 Mô tả thuyết minh sơ đồ công nghệ 89 Kết luận Tài liệu tham khảo Phụ lục 90 Tài liệu tham khảo Trung tâm Bồi dưỡng Đào tạo Sau đại học, Một số hướng dẫn chung Luận văn cao học, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội - 2006 Đỗ Bình, Công nghệ Axit sunfuric, Khoa Công nghệ hoá học - Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội - 2001 Đặng Kim Chi, Hoá học môi trường, Nhà xuất khoa häc kü tht - 2003 Ngun Bin, C¸c trình, thiết bị công nghệ hoá chất thực phẩm, Tập Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật- 2002 Đặng Kim Chi, Nguyễn Thị Thu Hiền, Xây dựng tiêu chí đánh giá công nghệ xử lý ô nhiễm môi trường làng nghề sở sản xuất nhỏ Việt Nam, Viện Khoa học Công nghệ Môi trường Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Công ty Supe phốt phát Hóa chất Lâm Thao, Báo cáo đánh giá tác động môi trường 1995, 2001 Công ty Supe phốt phát Hóa chất Lâm Thao, Bản dẫn vận hành kỹ thuật dây chuyền sản xuất Lâm Thao tháng 6/2004 Công ty Supe phốt phát Hóa chất Lâm Thao, Báo cáo nghiên cứu xử lý lưu huỳnh công đoạn hoá lỏng Lâm Thao tháng 5/2004 Công ty Supe phốt phát Hóa chất Lâm Thao, Dự án đầu tư cải tạo dây chuyền Axit số sang tiếp xúc kép, Tổng Công ty Hoá chất Việt Nam, Công ty thiết kế Công nghiệp Hoá chất -CECO 6-2006 10 Institute of Environmental Technology, Environmental Technlogy in Water Pollution Prevention - Hanoi, Viet Nam 2004 11 John E Hay, Anticipating the Environmental Effects of Technology, United Nations Environment Programme – Division of Technology, Industry and Economics 12 International Environmental Technology Centre – UNEP, EnTA – User’s Guide, Osaka, Japan – 2002 13 United Nations Environment Programme – Division of Technology, Industry and Economics, Environmental Technology Assessment (EnTA), Manila, Republic of the Philippines February 2000 14 Luận văn thạc sỹ khoa học Nguyễn Thành Công Chương I Phương pháp luận đánh giá công nghệ môI trường Cùng với tăng trưởng xà hội, việc ứng dụng công nghệ sản xuất vào thực tế nhằm đáp ứng nhu cầu phát triển thoả mÃn đòi hỏi khắt khe môi trường ngày cần thiết Các công nghệ công nghệ có hướng tới mục tiêu bảo vệ môi trường, phát triển bền vững, ổn định kinh tế xà hội Để đạt mục tiêu đòi hỏi phải hoàn thiện công nghệ tại, thay công nghệ cũ kỹ lạc hậu tạo loại hình công nghệ thân thiện với môi trường Công nghệ thân thiện với môi trường công nghệ hướng tới giảm thiểu ô nhiễm, bảo vệ môi trường, sử dụng hiệu hợp lý nguồn tài nguyên thiên nhiên, tuần hoàn tái chế chất thải sản phẩm Hơn nữa, việc áp dụng công nghệ thân thiện với môi trường thúc đẩy phát triển kinh tế - văn hoá - xà hội môi trường Những loại hình công nghệ hệ thống bao hàm biện pháp kỹ thuật, sản phẩm dịch vụ, thiết bị việc tổ chức quản lý sản xuất Để có công nghệ cần thiết phải có đánh giá, chuyển đổi thay công nghệ tại, đáp ứng yêu cầu phát triển nguồn nhân lực, chuẩn bị sở vật chất, khoa học kỹ thuật yêu cầu khác Các công nghệ công nghệ cải thiện luôn xem xét ưu tiên ứng dụng tiến hành đầu tư cho dự án mới, đặc biệt xét đến khía cạnh giảm thiểu tác động an toàn sức khoẻ người, ô nhiễm môi trường Tuy nhiên việc nghiên cứu tạo loại hình công nghệ hoàn toàn công việc khó khăn cần phải có đầu tư lâu dài Chính vậy, có phương pháp phù hợp để đánh giá, tính toán đặc điểm công nghệ nhằm tối ưu hoá điều kiện sản xuất, chế độ kỹ thuật, xây dựng phương pháp quản lý tổ chức sản xuất phù hợp, tạo công nghệ sở công nghệ có tác động đến môi trường nhỏ Điều có nghĩa ta đà có công nghệ phù hợp thân thiện với môi trường Đánh giá công nghệ - môi trường phương pháp áp dụng để xây dựng nên loại hình công nghệ thân thiện với môi trường Viện Khoa học Công nghệ Môi trường - Đại học Bách Khoa Hà Nội Luận văn thạc sỹ khoa học Nguyễn Thành Công Tổn 7006,73 g 5442 100 Thành phần hỗn hợp khí vào lớp III: m N2 = 24249 + 5373,7 = 29622,7 kg/h; V N2 = 19399,3 + 4299 = 23698,3 Nm3/h m O2 = 2741+ 1632,6 = 4373,6 kg/h; V O2 = 1919,05 +1142,8 = 3061,85 Nm3/h m H2O = 1,98 + 0,43 = 2,41 kg/h V H2O = 2,46 + 0,54 = Nm3/h SO SO O2 N2 H2O m (kg/h) 442 7340,3 4373,6 29622,7 2,41 V (Nm3/h) 154,7 2055,3 3061,85 23698,3 Lượng SO chuyển hoá tạo thành SO ë líp xóc t¸c III chIII ttIII V SO = V SO2 ( X − X ) = 2210.(0,96 − 0,93) = 66,3( Nm / h) = V SO chIII m SO = 66,3 ttIII m SO = 66,3 64 = 189,43(kg / h) 22,4 80 = 236,8(kg / h) 22,4 Tổng lượng SO tạo thành lớp: ttIII V SOIV3 = V SOIII3 + V SO = 2055,3 + 66,3 = 2121,6( Nm / h) IV III ttIII m SO = m SO +m SO = 7340,3 +236,8 = 7577,1(kg / h) 3 Lượng SO lại: CIII CII chIII V SO = V SO − V SO = 154,7 − 66,3 = 88,4( Nm / h) 2 CIII CII chIII = m So − m SO = 442 − 189,43 = 243,57(kg / h) m So 2 Lượng O phản ứng lớp III: chIII VOchIII = V SO = 66,3 = 33,15( Nm / h) 2 2 mOchIII = 33,15 Lượng O lại: Lớp Cao học Kü thuËt M«i tr­êng 2004 - 2006 32 = 47,36(kg / h) 22,4 Luận văn thạc sỹ khoa học Nguyễn Thành Công = VOIII2 VOchIII = 3061,85 33,15 = 3028,7( Nm / h) VCCIII 2 = mOIII2 − mOchIII = 4373,6 − 47,36 = 4326,24(kg / h) mOCIII 2 Lượng chất vào Thành Lượng chất kg/h Nm3/h %V SO N2 O2 H2O SO 442 29622,7 4373,6 2,41 7340,3 154,7 23698,3 3061,85 2055,3 0,53 81,79 10,57 0,01 7,09 Tæng 41781 28972,8 100 phần Thành kg/h Nm3/h %V SO N2 O2 H2O SO 252,57 29622,7 4326,24 2,41 7577,1 88,4 23698,3 3028,7 2121,6 0,31 81,89 10,46 0,01 7,33 Tæng 41781 28939,3 100 phần Công đoạn hấp thụ lần 1: Số liệu đầu vào tính toán: - Nhiệt độ khí vào: 1500C - NhiƯt ®é khÝ ra: 1000C - NhiƯt ®é axit t­íi: 450C - L­u l­ỵng axit t­íi: 320 m3/h; - Nång ®é axit t­íi: 98,3% H SO - Nhiệt độ axit chảy: 650C - Hiệu suất hấp thụ: = 99,97% Lượng khí vào hấp thụ lượng khí khỏi tháp tiếp xúc lần Lượng khí SO hấp thụ: ht = m VSO3 0,9997 = 7577,1.0,9997 = 7574,83(kg / h) m SO ht V SO = 7574,83 22,4 = 2120,95m / h 80 Lượng axit vào: m tAX = 320 1810,9 = 579488 kg/h Với 1810,9/kgm3 khối lượng riêng axit 98,3% 450C (tra sổ tay hoá công tập 1) Lượng SO axit vào: m VSO3 = 579488 80.0,983 = 465009,5(kg / h) 98 L­ỵng n­íc axit vào: Lớp Cao học Kỹ thuật Môi trường 2004 - 2006 Luận văn thạc sỹ khoa học Nguyễn Thành Công t t m SO m VH 2O = m ax = 579488 − 465009,5 = 114478,4(kg / h) Lượng khí SO theo hỗn hợp khÝ ra: d ht m SO = mVSO3 − m SO = 7577,1 – 7574,83 = 2,27(kg/h) 3 d V SO = 2,27 22,4 = 0,64( Nm / h) 80 L­ỵng SO axit ra: c t ht = m SO + m SO = 7574,83 + 465009,5 = 472584,33(kg / h) m SO 3 L­ỵng axit ra: c c m ax = m Ht 2O +m SO = 114478,4 + 472584,33 = 587062,7(kg / h) Hàm lượng SO axit ra: % SO3 = c m SO m c ax 100 = 472584,33 100 = 80,5% 587062,7 øng víi axit: 98,61% Lượng chất vào Lượng chất Thành phần kg/h Nm3/h %V Thành phần kg/h Nm3/h %V SO 252,57 88,4 0,31 SO 252,57 88,4 0,33 N2 29622,7 23698,3 81,9 N2 29622,7 23698,3 88,4 O2 4326,24 3028,7 10,5 O2 4326,24 3028,7 11,3 H2O 2,41 0,01 H2O 2,41 0,01 SO 7577,1 2121,6 7,33 SO 2,27 0,64 0,002 Axit 579488 - - Axit 587062,7 - - Tæng 621269 28939,3 100 Tổng 621269 26819 100 Công đoạn tiếp xúc lần Lượng chất vào tháp tiếp xúc = lượng chất khỏi tháp hấp thụ - Nhiệt độ khí vào lớp xúc tác IV: 4260C - Hiệu suất chuyển hoá: 85% Để đảm bảo tiêu kỹ thuật khí sau hấp thụ phải đưa qua trao đổi nhiệt để nâng nhiệt độ khí đến nhiệt độ hoạt tính xúc tác Lượng SO chuyển hoá tạo thành SO ch tt V SO = 88,4.0,85 = 75,14( Nm / h) = V SO Líp Cao häc Kü thuật Môi trường 2004 - 2006 Luận văn thạc sỹ khoa học Nguyễn Thành Công ch = 75,14 m SO 64 = 214,7(kg / h) 22,4 tt = 75,14 m SO 80 = 268,4(kg / h) 22,4 Tæng lượng SO khỏi tháp tiếp xúc là: c = 2,27 + 268,4 = 270,67(kg / h) m SO C V SO = 270,67 22,4 = 75,8( Nm / h) 80 Lượng SO l¹i: C = 88,4 − 75,14 = 13,26( Nm / h) V SO c = 13,26 m SO 64 = 37,9(kg / h) 22,4 L­ỵng oxy tham gia ph¶n øng: 75,14 = 37,57( Nm / h) 32 = 37,57 = 53,67(kg / h) 22,4 VOch2 = mOch2 L­ỵng oxy theo khÝ ra: VOc2 = 3028,7 − 37,57 = 2993,13( Nm / h) mOc = 4326,24 − 53,67 = 4272,57(kg / h) L­ỵng chất vào Lượng chất Thành phần kg/h Nm3/h %V Thành phần kg/h Nm3/h %V SO 252,57 88,4 0,33 SO 37,9 13,26 0,05 N2 29622,7 23698,3 88,4 N2 29622,7 23698,3 88,5 O2 4326,24 3028,7 11,3 O2 4272,57 2993,13 11,2 H2O 2,41 0,01 H2O 2,41 0,01 SO 2,27 0,64 0,002 SO 270,67 75,8 0,28 Tæng 34206,2 26819 100 Tổng 34206,2 26783,5 100 Công đoạn hấp thụ lần 2: Số liệu tính toán: - Nhiệt ®é axit t­íi: 450C - L­ỵng axit l­u l­ỵng axit t­íi: 160 m3 /h Líp Cao häc Kü tht M«i trường 2004 - 2006 Luận văn thạc sỹ khoa học Nguyễn Thành Công - Nồng độ axit tưới: 98,3% H SO - HiƯu st hÊp thơ: 99,97% L­ỵng khí vào tháp hấp thụ = lượng khí khỏi tháp tiếp xúc 2: Lượng khí SO hÊp thô: ht = 270,67.0,9997 = 270,59(kg / h) m SO ht = 270,59 V SO 22,4 = 75,8(kg / h) 80 Lượng axit vào: t = 160.1810,9 = 289744(kg / h) m ax L­ỵng SO axit vµo: t m SO = 289744 80 98,3 = 232504,8(kg / h) 98 100 L­ỵng n­íc axit vµo: m H2O = 289744 – 232504,8 = 57239,2 (kg/h) Lượng khí SO theo khí khỏi tháp hÊp thô 2: d m SO = 270,67 − 270,59 = 0,08(kg / h) d V SO = 0,08 22,4 = 0,0224( Nm / h) 80 L­ỵng SO axit ra: c m SO = 270,59 + 232504,8 = 232775,39(kg / h) L­ỵng axit ra: c m ax = 57239,2 + 232775,39 = 290014,6(kg / h) Hàm lượng SO axit ra: % SO3 = c m SO m c ax 100 = 232775,39 100 = 80,26% 290014,6 øng víi axit: 98,32% Trong pha khí: Lượng SO khí thải là: C SO2 = 37,9.1000000 = 1419 (mg/m3) 26707,7 L­ỵng SO khÝ th¶i: C SO3 = 0,08.1000000 = 2,99 (mg/m3) 26707,7 Líp Cao häc Kü tht M«i tr­êng 2004 - 2006 Luận văn thạc sỹ khoa học Nguyễn Thành Công Lượng mù H SO khí thải (khoảng 30% lượng ẩm pha khí tạo mù axit với SO ): C H2SO = 2,41.98.0,3.1000000 = 147 (mg/m3) 18.26707,7 Lượng chất vào Lượng chất Thành phần kg/h Nm3/h %V Thành phần kg/h Nm3/h %V SO 37,9 13,26 0,05 SO 37,9 13,26 0,05 N2 29622,7 23698,3 88,5 N2 29622,7 23698,3 88,7 O2 4272,57 2993,13 11,2 O2 4272,57 2993,13 11,2 H2O 2,41 0,01 H2O 2,41 0,01 SO 270,67 75,8 0,28 SO 0,08 0,0224 10-4 Axit 289744 - - Axit 290014,6 - - Tỉng 323950,3 26783,5 100 Tỉng 323950,3 26707,7 100 Th¸p sấy không khí: Số liệu tính toán: - Khí vào cã nhiƯt ®é: 250C - KhÝ cã nhiƯt ®é: 500C - Axit t­íi cã nhiƯt ®é: 400C - L­u lượng axit tưới: 320m3/h - Nồng độ axit tưới: 98,3% H SO - Nhiệt độ axit chảy: 500C Lượng không khí khô sấy: L V = Vkkk +VBX = 24556 + 5441,7 = 29997,7 (Nm3/h) Thùc tÕ thường lấy 10% để tiện cho vận hành, khống chÕ: Vtt = 29997,7 1,1 = 32997,5 (Nm3/h) Khèi lượng kkk sấy: mtt = 32997,5 1,2929 = 42662,4 (kg/h) Lượng nước mang theo không khí vào sÊy: m H2O = mtt.d = 42662,4 17,34.10-3 = 739,8 (kg/h) Víi d = 17,34.10-3kgH O/kgkkk - Hµm Èm không khí t = 250C độ ẩm ϕ = 85% V = 739,8 22,4 = 920,6( Nm / h) 18 Líp Cao häc Kü tht M«i trường 2004 - 2006 Luận văn thạc sỹ khoa học Nguyễn Thành Công Lượng nước khỏi tháp sấy: V HR2O V +V tt = R H 2O 0,01 100 => 100 VHR O = 0,01 Vtt + 0,01 VHR O 2 99,99 VHR O = 0,01.Vtt V HR2O = 0,01.V tt 0,01.32997,5 = = 3,3( Nm / h) 99,99 99,99 m HR 2O = 3,3 18 = 2,65(kg / h) 22,4 L­ỵng H O hấp thụ tháp sấy: m Hht2O = m H 2O − m HR 2O = 739,8 − 2,65 = 737,15(kg / h) t = 320.1815,7 = 581024(kg / h) m ax Lượng axit vào: Với 1815,7 kg/m3 khối lượng riêng axit 98,3% 400C (tra sổ tay hoá công tập 1) t Lượng SO axit vµo: m SO = 581024 80 98,3 c = 466242(kg / h) = m SO 98 100 Lượng nước axit vào: m Ht O = 581024 − 466242 = 114782(kg / h) t = 737,15 + 466242 + 114782 = 581761,15(kg / h) L­ỵng axit ra: m axC = m Hht O +m Ht O + m SO 2 Hàm lượng SO axit ra: % SO3 = C m SO m C ax 100 = 466242 100 = 80,143% 581761,15 ứng với axit: 98,17% Lượng chất vào Lượng chất Thành phần kg/h Nm3/h %V Thành phần kg/h Nm3/h %V Không khí Hơi nước Axit 42662,4 739,8 581024 32997,5 920,6 - 97,3 2,7 - Không khí Hơi nước Axit 42662,4 2,65 581761 32997,5 3,3 - 99,99 0,01 - Tæng 624426,2 33918,1 100 Tỉng 624426,2 33000,8 100 Líp Cao häc Kü thuật Môi trường 2004 - 2006 Luận văn thạc sỹ khoa học Nguyễn Thành Công II Cân Nước dây chuyền II.1 Cân nước làm mát Các số liệu ban đầu đưa bảng sau: Tên thiÕt bÞ N­íc t­íi A xÝt TO V TO R TO V TO R Nồng độ % Tháp sấy không khÝ 25 45 65 55 98,17 L­u l­ỵng kg/h 581761 Th¸p hÊp thơ Mono 25 45 70 55 98,5 587062,7 Th¸p hÊp thơ Mono 25 45 70 55 98,5 290014,6 Cơ sở để tính toán : Đây thiết bị trao đổi nhiệt kiểu tấm: Lượng nhiệt cần rút cụm trao đổi nhiệt: Q= m (i tv - i tr ) m: L­ỵng a xít cần làm mát: kg/h i tv ,i tr : Entanpi a xít nhiệt độ tương ứng: KCal/kg Lượng nước cần tưới: mn = Q G n (i nV − i nR ) TVo − TRo Trong đó: Q: Lượng nhiệt cần rút Gn: Lượng n­íc bay h¬i KCal/h Kg/h i n : Enthalpi cđa nước nhiệt độ không khí (t0 =28oC) KCal/h TO V , TO R : nhiƯt ®é cđa n­íc vào 0C Thực tế lượng nước bay khó xác định, xác định sau G n (i nV – i nR ) =0,01÷0,03Q : Chän b»ng: 0,02 Q VËy: m n = 0,98.Q 0,98.m.(iiv − iiir ) (kg/h) = TVo − TRo TVo TRo Lượng nước cần sử dụng là: Vn = mn ρn (m3 /h) : ρ n: KLR cđa n­íc t0 TB Sau tra giá trị Entanpi axit nhiệt độ tương ứng tính toán ta có lượng nước làm mát cho toàn dây chuyền là: Lớp Cao học Kỹ thuật Môi trường 2004 - 2006 Luận văn thạc sỹ khoa học TT Nguyễn Thành Công Nước tưới Tên thiết bị Lượng nhiệt Lưu lượng TO V TO R Kcal/h kg/h m3/h Tháp sấy không khí 25 45 161.224,5 158.000 158 Tháp hÊp thô Mono 25 45 170.408,2 167.000 167 Th¸p hÊp thơ Mono 25 45 85.714,3 84.000 84 447.347 409.000 409 Tổng II.2 Cân nước nồi 6,5 tấn/h Tổng lượng nước cấp cho nồi hơi: Q T = 9,5 m3/h m3/h Lưu lượng tạo thành: Q h = 8,5 tấn/h, áp suất P = at Lượng nước xả cặn nồi hơi: Q c = m /h 8,5 tÊn/h 9,5 m3/h Nåi Lượng cấp tiêu thụ: 6,5 tấn/h, áp suất P = at Lượng ngưng tụ tuần hoàn: tấn/h = 2m3/h m3/h Lượng nước cấp vào phận nồi hơi: 7,5 m3/h III Tổng hợp kết kiểm toán chất thải Dạng vật chất Đơn vị Lượng chất vào Lượng chất Lưu huỳnh kg/h 3161,9 - N­íc c«ng nghƯ bỉ xung kg/h 38,1 - Nm3/h 33.000 - Axit sunfuric H S0 kg/h - 9523,8 Cặn lưu huỳnh thải kg/h - 4,74 Nm3/h - 1.200 mg/m3 - 500 Nm3/h - 26.707 SO mg/m3 - 1419 SO mg/m3 - 2,99 H SO mg/m3 - 147 Nước làm mát m3/h 409 409 N­íc cÊp cho nåi h¬i m3/h 7,5 - H¬i nước cấp sử dụng tấn/h 6,5 Nước xả cặn nồi m3/h Không khí vào Hơi hoá lỏng l­u hnh H2S KhÝ th¶i Líp Cao häc Kü tht Môi trường 2004 - 2006 Luận văn thạc sỹ khoa học Nguyễn Thành Công Phụ lục Một số hình ảnh dây chuyền sản xuất axit sunfuric từ nguyên liệu l­u hnh Líp Cao häc Kü tht M«i tr­êng 2004 - 2006 Luận văn thạc sỹ khoa học Nguyễn Thành Công Lò đốt lưu huỳnh hoá lỏng nằm ngang Lớp Cao häc Kü thuËt M«i tr­êng 2004 - 2006 LuËn văn thạc sỹ khoa học Nguyễn Thành Công Lò đốt lưu huỳnh hoá lỏng đứng Lớp Cao học Kỹ thuật Môi trường 2004 - 2006 Luận văn thạc sỹ khoa học Nguyễn Thành Công Thiết bị hấp thụ axit dạng tháp đệm Thiết bị trao đổi nhiệt làm lạnh axit dạng Lớp Cao học Kỹ thuật Môi trường 2004 - 2006 Luận văn thạc sỹ khoa học Nguyễn Thành Công Thiết bị trao đổi nhiệt làm lạnh axit dạng giàn tưới Quan hệ công nghệ môi trường sản xuất axit sunfuric Lớp Cao học Kỹ thuật Môi trường 2004 - 2006 Luận văn thạc sỹ khoa học Nguyễn Thành Công Hệ thống xử lý hoá lỏng lưu huỳnh Khí thải cuối dây chuyền sản xuất Lớp Cao häc Kü thuËt M«i tr­êng 2004 - 2006 ... đánh giá công nghệ môi trường I.2.3 Đánh giá công nghệ môi trường sản xuất 10 I.3 Trình tự đánh giá công nghệ môi trường 14 I.3.1 Chuẩn bị đánh giá công nghệ môi trường 15 I.3.2 Mô tả công nghệ. .. công nghệ, xem xét quan hệ công nghệ với môi trường nhằm giảm thiểu tác động môi trường hậu môi trường phát sinh từ công nghệ So với công cụ đánh giá, quản lý môi trường khác, đánh giá công nghệ. .. luận đánh giá công nghệ môi trường để đánh giá công nghệ sản xuất axít sunfuric nhằm giảm thiểu ô nhiễm môi trường - đề xuất loại hình công nghệ phù hợp thân thiện với môi trường Viện Khoa học Công