DANH MỤC HÌNH 3 DANH MỤC BẢNG 3 MỞ ĐẦU 4 CHƯƠNG 1 – TỔNG QUAN VỀ ĐẶC ĐIỂM KHÍ THẢI VÀ TÁC HẠI CỦA CÁC CHẤT Ô NHIỄM TRONG KHÍ THẢI LÒ HƠI ĐỐT DẦU FO 6 1.1. Thành phần dầu FO 6 1.2. Đặc điểm khí thải lò hơi đốt dầu FO 10 1.3. Tác hại của các chất ô nhiễm có trong khí thải lò hơi đốt dầu FO 13 CHƯƠNG 2 – HIỆN TRẠNG XỬ LÝ KHÍ THẢI LÒ HƠI ĐỐT DẦU FO VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ KHÍ THẢI LÒ HƠI ĐỐT DẦU FO 18 2.1 HIỆN TRẠNG XỬ LÝ KHÍ THẢI LÒ HƠI ĐỐT DẦU FO 18 2.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ KHÍ THẢI LÒ HƠI ĐỐT DẦU FO: 20 2.2.1 Các biện pháp quản lý ngăn ngừa ô nhiễm 20 2.2.2 Các biện pháp công nghệ ngăn ngừa, xử lý ô nhiễm 20 2.2.2.1 Kiểm soát chế độ đốt 20 2.2.2.2 Phát tán qua ống khói 21 2.2.2.3 Xử lý tại nguồn 22 CHƯƠNG 3 – ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ KHÍ THẢI LÒ HƠI ĐỐT DẦU FO VỚI S = 3%. CÔNG SUẤT LÒ HƠI 10 TẤNH 31 3.1. Các căn cứ để lựa chọn công nghệ xử lý 31 3.1.1 Về quy mô 31 3.1.2 Về tính chất khí thải và quy chuẩn xả thải 34 3.1.3 Về các biện pháp xử lý và hiệu quả xử lý 36 3.2. Công nghệ đề xuất 37 CHƯƠNG 4 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ 42 4.1.Tính toán thiết kế tháp hấp thụ 42 4.1.1.Tính cân bằng vật chất cân bằng pha 42 4.1.2.Tính đường kính tháp 45 4.1.3.Tính chiều cao tháp hấp thụ 49 4.1.4.Tính trở lực của tháp 54 4.1.5.Tính toán cơ khí 55 4.1.6.Tính các thiết bị phụ 61 4.2 Tính toán tháp rửa khí 66 4.3.Tính bơm quạt –Ống khói: 66 4.4. Bể chứa nước và bể chứa dung dịch hấp thụ 69 CHƯƠNG V.DỰ TOÁN KINH TẾ 70 5.1 Chi phí cho tháp hấp thụ và phụ kiện 70 5.2 Chi phí cho tháp rửa khí và phụ kiện 71 5.3 Tổng chi phí 72 KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ 73
Xử lý khí thải lị đốt dầu FO với S = 3% Cơng suất lị 10 tấn/h MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH DANH MỤC BẢNG MỞ ĐẦU CHƯƠNG – TỔNG QUAN VỀ ĐẶC ĐIỂM KHÍ THẢI VÀ TÁC HẠI CỦA CÁC CHẤT Ơ NHIỄM TRONG KHÍ THẢI LỊ HƠI ĐỐT DẦU FO 1.1 Thành phần dầu FO 1.2 Đặc điểm khí thải lò đốt dầu FO 10 1.3 Tác hại chất nhiễm có khí thải lị đốt dầu FO 13 CHƯƠNG – HIỆN TRẠNG XỬ LÝ KHÍ THẢI LỊ HƠI ĐỐT DẦU FO VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ KHÍ THẢI LÒ HƠI ĐỐT DẦU FO 18 2.1 HIỆN TRẠNG XỬ LÝ KHÍ THẢI LỊ HƠI ĐỐT DẦU FO 18 2.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ KHÍ THẢI LỊ HƠI ĐỐT DẦU FO: 20 2.2.1 Các biện pháp quản lý ngăn ngừa ô nhiễm 20 2.2.2 Các biện pháp công nghệ ngăn ngừa, xử lý ô nhiễm 20 2.2.2.1 Kiểm soát chế độ đốt 20 2.2.2.2 Phát tán qua ống khói 21 2.2.2.3 Xử lý nguồn 22 CHƯƠNG – ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ KHÍ THẢI LỊ HƠI ĐỐT DẦU FO VỚI S = 3% CƠNG SUẤT LỊ HƠI 10 TẤN/H 31 3.1 Các để lựa chọn công nghệ xử lý 31 3.1.1 Về quy mô 31 Trang Xử lý khí thải lị đốt dầu FO với S = 3% Cơng suất lị 10 tấn/h 3.1.2 Về tính chất khí thải quy chuẩn xả thải 34 3.1.3 Về biện pháp xử lý hiệu xử lý 36 3.2 Công nghệ đề xuất 37 CHƯƠNG - TÍNH TỐN THIẾT KẾ 42 4.1.Tính tốn thiết kế tháp hấp thụ 42 4.1.1.Tính cân vật chất- cân pha 42 4.1.2.Tính đường kính tháp 45 4.1.3.Tính chiều cao tháp hấp thụ 49 4.1.4.Tính trở lực tháp 54 4.1.5.Tính tốn khí 55 4.1.6.Tính thiết bị phụ 61 4.2 Tính tốn tháp rửa khí 66 4.3.Tính bơm- quạt –Ống khói: 66 4.4 Bể chứa nước bể chứa dung dịch hấp thụ 69 CHƯƠNG V.DỰ TOÁN KINH TẾ 70 5.1 Chi phí cho tháp hấp thụ phụ kiện 70 5.2 Chi phí cho tháp rửa khí phụ kiện 71 5.3 Tổng chi phí 72 KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ 73 TÀI LIỆU THAM KHẢO Error! Bookmark not defined PHỤ LỤC Error! Bookmark not defined Trang Xử lý khí thải lị đốt dầu FO với S = 3% Công suất lị 10 tấn/h DANH MỤC HÌNH Hình 1:Ngun lý hoạt động tháp hấp thụ 25 Hình 2: Cơng nghệ xử lý đề xuất 38 Hình 3: Biểu đồ xác định số đơn vị truyền khối 50 DANH MỤC BẢNG Bảng 1:Các tiêu khối lượng nhiên liệu lò đốt theo TCVN 6239-1997 Bảng 2: Các tiêu chuẩn chất lượng dầu F.O sử dụng Việt Nam : 10 Bảng 3: Nồng độ chất khí thải lị đốt dầu F.O : 12 Bảng 4: Thành phần dầu FO 31 Bảng 5: Nồng độ khí thải trước xử lý 35 Bảng 6: Các thơng số đo bích 61 Bảng 7: Các thông số Ống tháo đệm nhập đệm 62 Bảng 8: Bích nối ống dẫn khí thân 62 Bảng 9: Ống dẫn lỏng 62 Bảng 10: Các thông số lưới đỡ đệm 63 Bảng 11: Chi phí cho tháp hấp thụ phụ kiện kèm theo 70 Bảng 12: Chi phí cho tháp rửa khí phụ kiện kèm theo 71 Trang Xử lý khí thải lị đốt dầu FO với S = 3% Cơng suất lị 10 tấn/h MỞ ĐẦU Ngày với nhu cầu tiêu dùng hưởng thụ người ngày cao, ngành công nghiệp, dịch vụ, q trình thị hóa, tập trung dân cư… phát triển nhanh chóng, q trình cơng nghiệp hóa, đại hóa mục tiêu nhiều quốc gia.Với ngành công nghiệp phát triển chủ đạo, với ưu đãi nhà nước hàng loạt cơng ty, xí nghiệp mọc lên nhanh chóng đem lại nhiều lợi ích kinh tế cho đất nước Song song với lợi ích q trình cơng nghiệp hóa mang lại khơng thể tránh khỏi vấn đề nhiễm mơi trường q trình cơng nghiệp hóa gây là: lượng khổng lồ nước thải, khí thải, rác thải… phóng thích mơi trường Hiện nay, vấn đề nhiễm khơng khí việc đốt cháy nhiên liệu trình sản xuất thải trực tiếp môi trường mối quan tâm hàng đầu nhà quản lí mơi trường, vấn đề khí thải sinh từ lò vấn đề quan tâm đến Lò nguồn cung cấp nhiệt cho thiết bị công nghệ qua mơi chất dẫn nhiệt nước cao áp Lị thường dùng phổ biến ngành cần có q trình sấy, hấp chế biến gỗ, dệt nhuộm, thực phẩm, … Lị cấp nhiệt từ nhiều nguồn khác nhau, thường dùng loại nhiên liệu đốt lị gỗ củi, than đá dầu F.O Ngồi cịn có nhiên liệu khác bã mía, vỏ hại điều Đối với sở đại dùng lị chạy điện gas để tránh ô nhiễm môi trường Ngoại trừ lò sử dụng điện gas nhiên liệu khác dùng để đốt lị gây ô nhiễm môi trường mức cho phép quy chuẩn, tiêu chuẩn môi trường hành Việt Nam Đặc điểm khói thải loại lị khác nhau, mức độ nhiễm tùy theo loại nhiên liệu sử dụng Dầu FO loại nhiên liệu phổ biến, khí thải từ lị đốt dầu FO khơng q nhiễm khí thải từ lò đốt củi hay than đá, chi phí khơng q cao so Trang Xử lý khí thải lị đốt dầu FO với S = 3% Cơng suất lị 10 tấn/h với việc sử dụng nhiên liệu sách khác Do ngày nay, dầu FO dùng để đốt lò ngày phổ biến Đề tài “Xử lý khí thải lị đốt dầu FO với S = 3% Công suất lò 10 tấn/h” thực với nội dung liên quan sau: A Mục tiêu đề tài Xử lý khói thải từ lị đớ t dầ u FO có S = 3%, cơng suất lị hơi: 10 tấ n/giờ B Nội dung đề tài Trình bày tổng quan đặc điểm khí thải lị đốt dầu FO tác hại chất ô nhiễm khí thải lị đốt dầu FO Trình bày phương pháp xử lý khí thải lị đốt dầu FO trạng xử lý khí thải từ lò Đề xuất phương án xử lý khí thải lị đốt dầu FO với S = 3% Cơng suất lị 10 tấn/h Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý khí thải lị đốt dầu FO với S = 3% Cơng suất lị 10 tấn/h Thể vẽ cho cơng trình đơn vị hệ thống xử lý C Phương pháp nghiên cứu Phương pháp sưu tầm, tham khảo, tài liệu liên quan Phương pháp thống kê, tổng hợp, xử lý thơng tin tìm Dựa tài liệu tham khảo, kiến thức tác giả để đề xuất biện pháp xử lý phù hợp Tính tốn thiết kế dựa cơng thức có sẵn sách tác giả có chun mơn đáng tin cậy Sử dụng phần mềm Microsoft Word, Microsoft Excel, Autocad để thể nội dung đề tài Trang Xử lý khí thải lị đốt dầu FO với S = 3% Cơng suất lị 10 tấn/h D Giới hạn đề tài Đề tài trình bày khí thải lị đốt dầu FO, phương pháp xử lý khí thải tương ứng phù hợp cho loại khí thải Khơng trình bày khí thải lị đốt nhiên liệu khác Đề tài tính tốn sơ thiết bị xử lý cho hệ thống xử lý khí thải lị đốt dầu FO có hàm lượng S = 3% cơng suất lị 10 tấn/h; khơng tính chi tiết cho hệ thống thu gom Đề tài thể vẽ thiết kế cho thiết bị xử lý hệ thống Đề tài khơng tính tốn chi phí Thời gian thực hiện: từ 18/12/2011 – 30/12/2011 CHƯƠNG – TỔNG QUAN VỀ ĐẶC ĐIỂM KHÍ THẢI VÀ TÁC HẠI CỦA CÁC CHẤT Ơ NHIỄM TRONG KHÍ THẢI LỊ HƠI ĐỐT DẦU FO 1.1 Thành phần dầu FO Dầu nhiên liệu phổ biến sử dụng lị cơng nghiệp Nhiên liệu dầu đốt lò phân thành: Dầu nặng (heavy oil) dầu mazut dầu nhẹ (light oil) dầu diesel dầu hỏa (kerosen) Trang Xử lý khí thải lị đốt dầu FO với S = 3% Cơng suất lò 10 tấn/h Dầu FO hay gọi mazut phần cặn trình chưng cất dầu mỏ áp suất khí quyển, cặn chưng cất sản phẩm trình chế biến sau phân đoạn nguyên liệu dầu thô, phân tách chiết công nghệ sản xuất dầu nhờn truyền thống… Nhiệt trị dầu FO 10,175 kcal/kg tỷ trọng 0,7 – 0,97 kg/l Dầu FO có loại: Dầu FO hàng hải: Là loại nhiên liệu dùng cho nồi tàu hải quân loại F5,F-12 Liên Xô cũ dùng nước ta thời gian trước Dầu FO đốt lò: nặng dầu FO hải quân dùng cho thiết bị nồi hơi, lị nung cơng nghiệp sành sứ, thủy tinh, luyện gang thép, dệt nhôm, nhiên liệu đốt lị sấy ngành cơng nghiệp thực phẩm… Chỉ tiêu quan trọng dầu FO độ nhớt hàm lượng lưu huỳnh S Yêu cầu loại dầu đốt lị phải có độ nhớt 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 bec đốt phun giúp trình diễn hồn tồn, cho hiệu suất cao, nhiễm Nếu độ nhớt cao phải thiết kế 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 (400C) khoảng 2- cSt phù hợp Dựa vào độ nhớt động học dầu FO phân loại sau FO N01: Là loại nhiên liệu đốt có độ nhớt động học nhiệt độ 500C khơng lớn 87 cSt FO N02: Là loại nhiên liệu đốt có độ nhớt động học nhiệt độ 500C từ lớn 87 cSt đến 180 cSt.Dựa vào hàm lượng lưu huỳnh N02 chia thành loại: + FO N02A: Hàm lượng lưu huỳnh không lớn 1,5% ký hiệu FO N02A(1,5%) + FO N02B: Hàm lượng lưu huỳnh từ 1,5% đến 3% Ký hiệu FO N02B (3%) Trang Xử lý khí thải lị đốt dầu FO với S = 3% Công suất lò 10 tấn/h FO N03:Là loại nhiên liệu đốt có độ nhớt động học nhiệt độ 500C từ lớn 180 cSt đến 380 cSt Dầu FO cháy tạo khí có nhiều hợp phần S dạng SO2 SO3 Những chất có tác dụng ăn mịn kim loại gây nhiễm mơi trường Cần phải hạn chế tới mức tối thiểu Ở nước ta hàm lượng lưu huỳnh cho phép dầu FO tối đa 3% khối lượng, nhiều nước khác giới có xu hướng sử dụng dầu FO giảm đến mức thấp 0,5% khối lượng Ngồi cịn u cầu nhiên liệu lị đốt khơng chứa kim loại nặng đặc biệt vanadi Khi dầu cháy vanadi dễ kết hợp với sắt tạo thành hợp kim có nhiệt độ nóng chảy tương đối thấp (khoảng 6000C) gây nên tượng thủng lò Bảng 1:Các tiêu khối lượng nhiên liệu lò đốt theo TCVN 6239-1997 Loại nhiên liệu Stt Tên tiêu FO N01 FON02A FO N02B FO N03 Khối lượng 150C(kg/l)không lớn 0,965 0,970 0,970 0,991 Độ nhớt động học 500C (cSt) không lớn 87 180 180 380 Điểm chớp cháy cốc kín(0C)khơng nhỏ 66 66 66 66 Hàm lượng lưu huỳnh (%kl)không lớn 1,5 3,0 3,0 Điểm đông đặc(0C)không lớn +10 +21 +21 +21 Hàm lượng nước (%kl)không lớn 1 1 Trang Xử lý khí thải lị đốt dầu FO với S = 3% Cơng suất lị 10 tấn/h Hàm lượng tạp chất(%kl) không lớn 0,15 0,15 0,15 0,15 Nhiệt trị (cal/l) không nhỏ 9800 9800 9800 9800 Hàm lượng tro(%kl) không lớn 0,15 0,15 0,15 0,35 10 Cặn cacbon Coradson(%kl) không lớn 10 10 14 (Nguồn TCVN 6239-1997) Tại Việt Nam, Dầu F.O tiêu chuẩn sử dụng cho lị có thông số kỹ thuật bảng Trang Xử lý khí thải lị đốt dầu FO với S = 3% Cơng suất lị 10 tấn/h Bảng 2: Các tiêu chuẩn chất lượng dầu F.O sử dụng Việt Nam : Các thông số STT Giá trị Phương thức xác định Tỷ trọng 0,960 D 1298 Độ nhớt 170 D 445 Cặn cacbon (% W) 16 D 189 Nhiệt độ bắt lửa 65,6 oC D 93 Điểm đông đặc 20 oC D 97 Hàm lượng lưu huỳnh (% W) 3,0 D 1266 Hàm lượng nước (% V) 0,1 D 482 Hàm lượng tro (% W) 6,5 D 45 Nhiệt năng(Cal/g) 10,2 D 240 10 mg KOH /g 1,0 D 974 (Nguồn: Sổ tay hướng dẫn xử lý ô nhiễm môi trường sản xuất tiểu thủ công nghiệp - Xử lý khói lị hơi- Sở Khoa học, Cơng nghệ Mơi trường Tp Hồ Chí Minh) 1.2 Đặc điểm khí thải lị đốt dầu FO Lị sử dụng nhiên liệu dầu F.O để đốt sinh nhiệt loại phổ biến (F.O - chữ viết tắt Fuel Oil, gọi dầu đen) Dầu F.O phức hợp Hyđrô Cacbon cao phân tử Dầu F.O dạng lỏng có lượng sinh nhiệt đơn vị cao, độ tro nên ngày sử dụng rộng rãi Mặt khác vận hành lò đốt dầu F.O đơn giản kinh tế Trang 10 Xử lý khí thải lị đốt dầu FO với S = 3% Cơng suất lị 10 tấn/h 529,19 (Bảng X4.1.10-X4.1.11 trang 382-382-384 2) Tính đường kính ống dẫn khí: Vận tốc khí ống khoảng 10 – 30 m/s Chọn vận tốc ống dẫn khí vào vận tốc ống dẫn khí ra, v = 20 m/s - Ống dẫn khí vào: Lưu lượng khí đầu vào: Gd = 5,01 m3/s đường kính ống khí vào d 4.Gd v 4.5,01 0,320m = 320mm 20 Ta chọn đường kính ống tiêu chuẩn d = 350mm Bề dày ống b = (mm) Vật liệu làm thép không gỉ Chiều dài đoạn ống nối (ứng với đường kính ống 350mm)là 230mm (Bảng X4.1.32 – trang 434 2) Để đảm bảo phân phối khí tháp ta sử dụng đĩa đục lỗ (lỗ có đường kính 20mm, bước lỗ 20mm, đĩa đục lỗ dày 5mm) - Ống dẫn khí ra:Lưu lượng khí đầu đầu vào Chọn ống có kích thước ống dẫn vào (350mm) Tính đường kính ống dẫn lỏng: Vận tốc lỏng khoảng – (m/s) - Ống dẫn lỏng vào: Chọn vận tốc lỏng ống v = m/s Lượng chất lỏng cần đưa vào tháp: Ltb Lth * Mdd 44802 * 20,24 251,88kg / s 3600 3600 đường kính ống lỏng vào dl 4.Vl * 251,88kg / s 0,329m 329mm v * 984,35kg / m3 * 3m / s Trang 60 Xử lý khí thải lò đốt dầu FO với S = 3% Cơng suất lị 10 tấn/h Ta chọn đường kính ống tiêu chuẩn d = 350 mm Bề dày ống b = 8,4 (mm) Vật liệu nhựa PVC Ống dẫn lỏng hàn vào thiết bị, bên ngồii có lắp mặt bích.Chiều dài đoạn ống nối 300 mm (Bảng X4.1.32 – trang 434 2) - Ống dẫn lỏng chọn ống dẫn vào: Vật liệu làm ống nhựa PVC 4.1.6.Tính thiết bị phụ a) Tính bích nối thân đáy,nắp Bích dùng để ghép nắp với thân thiết bị để nối phần thiết bị với Chọn kiểu bích liền áp suất nhiệt độ làm việc không cao Vật liệu thép X18H10T Chọn bích kiểu I bảng X4.1.27,trang 4172, với áp suất làm việc lấy 0,1N/m2 Các thơng số đo bích sau: Bảng 6: Các thơng số đo bích P 106 Dt (N/m2) mm 1,06 2400 D 2630 Db 2560 D1 2500 D0 - đường kính bulơng db M42 số h bulơng Z 56 mm 54 Ống tháo đệm nhập đệm: Chọn ống tháo đệm dựa theo bảng X4.1.32 trang 434 2 Áp suất làm việc cho phép [P] = 1,06 N/mm2 Chọn đường kính ống tháo đệm d = 350 mm Vật liệu thép không gỉ X18H10T Theo bảng tra chiều dài đoạn ống nối 150mm Trang 61 Xử lý khí thải lị đốt dầu FO với S = 3% Cơng suất lị 10 tấn/h Ống tháo đệm hàn vào thân thiết bị, bên ngồi có lắp mặt bích(bích liền kim loại đen để nối phận thiết bị ống dẫn) Theo bảng X4.1.26 trang4142,ta có: Bảng 7: Các thơng số Ống tháo đệm nhập đệm P(N/mm2) 1,06 Dt 350 Dn D 377 500 D0 460 Dl Kiểu Bulong 430 db Z H M20 16 28 Ống dẫn khí: d= 350 chiều dài đoạn nối ống 150mm Bảng 8: Bích nối ống dẫn khí thân P(N Dt Dn D D0 Dl Kiểu Bulong /m db Z H M20 16 28 m2) 1,0 350 377 500 460 430 (Bảng X4.1.26 trang4142) Ống dẫn lỏng: Tương tự ta chọn ống dẫn lỏng vào có d=350 chiều dài đoạn ống nối 150 mm.Chọn loại bích liền kim loại đen để nối Bảng 9: Ống dẫn lỏng P(N/ Dt Dn D D0 Dl Bulong Kiểu Trang 62 Xử lý khí thải lị đốt dầu FO với S = 3% Cơng suất lị 10 tấn/h mm2) 1,06 350 377 500 460 430 db Z H M20 16 28 (Bảng X4.1.26 trang4142) Lưới đỡ đệm: thông số lưới: Bảng 10: Các thơng số lưới đỡ đệm Đường kính tháp Đường kính lưới Chiều rộng bước b(mm) (mm) D1 (mm) đệm 25x25 2400 2300 22 (Bảng IX.22 trang 230 2) Lưới đỡ đệm cấu tạo nửa vỉ thép khơng gỉ nối lại với Bên có hàn lỗ tay để dễ dàng cầm nắm tháo lắp Bề mặt lưới cấu tạo thép khơng gỉ có kích thước =2mm Chân đỡ: Để chọn chân đỡ thích hợp, trước tiên ta phải tính tải trọng tồn tháp Chọn vật liệu làm chân đỡ thép CT3 Khối lượng riêng thép CT3 là: o = 7,85.103 kg/m3 Khối lượng riêng thép không gỉ X18H10T = 1,01o = 7,93103 kg/ m3 Theo bảng X4.1.9/364 –Sổ tay trình thiết bị tập 2, ta thấy khối thép dày 10mm có khối lượng 78,40 kg/1m2 -Khối lượng thân: mt=V= ( Dn Dt2 ) H ( 2,42 2,4 ) * 7,0 * 7,93.10 4200kg 4 Trang 63 Xử lý khí thải lị đốt dầu FO với S = 3% Cơng suất lị 10 tấn/h -Khối lượng đáy: Theo bảng X4.1.11 trang 384 , ta có khối lượng đáy: mđ= 519*1,01= 524,19 kg -Khối lượng nắp: Theo bảng tra ta có : mn = 519*1,01= 524,19 kg -Khối lượng dung dịch thấm qua đệm: D mdd D h h.Vt x 2,4 2,4 * 3,5 * 3,5 * 0,75 * 984,35 3894,5kg Trong đó: D = 2,4 m h =3,5 m chiều cao lớp đệm Vt = 0,75 m3/m3 thể tích tự vật chêm l = 984,35 kg/m3 khối lượng riêng lỏng -Khối lượng đệm: mđ D h. d Vt 2,4 3,5.600.0,75 7121,52kg -Khối lượng lưới đỡ đệm: mldd d hldd 2,32 * 0,005 * 7930 164,7kg Trong đó: hldd= 0,005 m:chiều dày lưới đỡ đệm d =2300mm:đường kính lưới đỡ đệm thép = 7930 kg/m3:khối lượng riêng thép -Khối lượng bích: Tính bích nối đáy tháp với thân, chọn bích liền thép để nối thiết bị: mb d b Dn2 h. 2,630 2,560 * 0,025 * 7930 226kg Trang 64 Xử lý khí thải lị đốt dầu FO với S = 3% Cơng suất lị 10 tấn/h Tương tự, khối lượng bích nối thân với nắp 226 kg Bỏ qua khối lượng ống dẫn bích nối thân ống dẫn Khố i lươ ̣ng tổ ng cô ̣ng của tháp m m t mđay mn mdd mđem mldd mb = 4200 + 524,19 + 524,19 + 3894,5 + 7121,52 + 164,7 + 226*2 = 16881,1 kg Tải trọng toàn tháp: G m.g 16881,1 * 9,81 165603N Ta chọn chân đỡ gồm chân Tải trọng chân: 165603 55201N Bề mặt đỡ : 711.104 m2 Tải trọng cho phép bề mặt đỡ: 0,84.10-6 N/m2 Các thông số chân đỡ trình bày bảng sau: L B B1 B2 H h S l d mm 300 240 260 37 450 Dt/A 2400/900 226 18 110 34 (Bảng X4.1.35 –trang 4372) Tai treo Ta chọn tai treo Tính tốn tương tự chân đỡ tải trọng tai treo 55201 N Vật liệu: thép CT3 Bề mặt đỡ : 451.104 m2 Trang 65 Xử lý khí thải lị đốt dầu FO với S = 3% Cơng suất lị 10 tấn/h Tải trọng cho phép bề mặt đỡ: 1,33.106 N/m2 Các thơng số tai treo trình bày bảng sau: L B B1 H S l a d 230 200 205 350 12 100 25 34 (Bảng X4.1.36 –trang 4382) Khối lượng tai treo 13,2kg Khối lượng tai treo là: x 13,2 = 52,8 4.2 Tính tốn tháp rửa khí * Chức năng: chức tháp rửa khí xử lý bụi làm nguội khí thải Ngồi khí SO2 hấp thụ phần thiết bị Tuy nhiên nhiệt độ khí thải cao nên khả hấp thụ SO2 nước không cao Thiết kế lắp đặt tháp rửa khí có kích thước với tháp hấp thụ Chỉ thay dung dịch hấp thụ NaOH nước 4.3.Tính bơm- quạt –Ống khói: a) 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 tích chất có nhiều ưu điểm Cơng suất u cầu trục bơm tính sau: Q. g.H 0,25 * 984,35 * 9,81*10 N 9kw n.1000. *1000 * 0,7752 Trong đó: Q: lưu lượng lỏng đầu vào thiết bị, Q = Ld = 251,88 kg/s= 0,25 m3/s H: Chiều cao cột áp bơm Ta lấy H 10 mH20 : hiệu suất bơm tính dựa vào bảng sau: :Khối lượng riêng chất lỏng n: số bơm: chọn bơm Hiệu suất số loại bơm 0 tl ck Trang 66 Xử lý khí thải lị đốt dầu FO với S = 3% Cơng suất lị 10 tấn/h Bơm pittơng 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 (Bảng II.32 trang 439-1) Ta có: 0 tl ck 0,95 * 0,85 * 0,96 0,7752 Hệ số dự trữ Nđc 50 1.1 (Bảng II.33 trang 439-1) Chọn hệ số dự trữ = 1,2 Công suất động cơ: N đc N 1,2 * 10,8kw 10,8 14 Hp 0,746 Chọn bơm có cơng suất 14Hp Bơm tháp hấp thụ tháp rửa khí lựa chọn giống Quạt Cơng suất quạt: N Với Q.P n.1000. tr q Q: lưu lượng khí đầu vào thiết bị, Q = 5,01 m3/s P: Trở lực toàn phần thiết bị, P = 15667 N/m2 n : số quạt, chọn quạt : hiệu suất quạt tr =1: Hiệu suất truyền động lắp trực tiếp với trục động điện q : tra theo đồ thị đặc tuyến quạt ly tâm q = 0,535 N 5,01*15667 73kw *1* 0,535 *1000 Trang 67 Xử lý khí thải lị đốt dầu FO với S = 3% Cơng suất lị 10 tấn/h Cơng suất thực tế phải tính thêm hệ số dự trữ , ta chọn =1,2(bảng II.48 trang 464 1) Công suất thực tế quạt Nđc =.N=1,2*73= 87,6 kw = 127 Hp Chọn quạt có cơng suất 127Hp Tính ống khói: Dịng khí sau khỏi hệ thống xử lý khí thải có hàm lượng SO C=500mg/m3(QCVN 19:2009/BTNMT cột B), dịng khí cịn lại hàm lượng bụi nhỏ hấp thu phần qua tháp hấp thụ Vậy để đảm bảo tiêu chuẩn khơng khí xung quanh, ống khói phải thiết kế với chiều cao thích hợp cho phát tán chất thải từ nhà máy đến mặt đất đảm bảo nồng độ đạt tiêu chuẩn Để thiết kế ống khói, ta lấy SO2 làm chất khí để tính tốn Chọn vận tốc khí khỏi ống khói o=12m/s Đường kính ống khói : D 4.Q * o * 5,01 0,729m 750mm * 12 → chọn đường kính ống khói 750mm Chiều cao ống khói tính theo cơng thức: H= A.M F m.n C max (V T )1 / Trong đó: 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 Đối với địa phương đất nước ta, chọn A= 200 M: tải lượng ô nhiễm (g/s) M=0,68g/s V: lưu lượng khí thải, V = 5,01 m3/s Cmax: nồng độ khí thải cho phép đối khí thải xung quanh khu vực đô thị, giả sử nồng độ không đáng kể, Cmax=125 mg/m3=0,125g/m3 F: Hệ số vô thứ nguyên tính đến vận tốc lắng chất nhiễm khí Đối với chất nhiễm thể khí F = Trang 68 Xử lý khí thải lị đốt dầu FO với S = 3% Cơng suất lị 10 tấn/h m, n : hệ số vô thứ ngun tính đến điều kiện khí thải từ cổ ống khói Giả sử chọn m n Ta có T = 40 - 30 = 100C : hiệu số nhiệt độ khí thải nhiệt độ khí H= A.M F m.n 200 * 0,68 *1*1*1 17,18m 1/ 1/ Cmax (V T ) 0,125 * 5,01 * (40 30) Vậy chọn chiều cao ống khói 17,5m 4.4 Bể chứa nước bể chứa dung dịch hấp thụ Lượng dùng: 0,25 m3/s = Do lượng dung dịch bơm tuần hoàn từ bể lên tháp nên ta chọn kích thước bể ta chọn sau – H = 1200 mm – B = 1500 mm – L = 3000 mm – Bể chia làm ngăn chiều dài bể 0,5 x L = 1500 mm – Chiều cao vách ngăn h = 800 mm – Được xây bê tơng âm đất thể tích bể: V = L x B x H = x 1,5 x 1,2 = 5,4 m3 Xây bể, bể chứa dung dịch hấp thụ, bể chứa nước Trang 69 Xử lý khí thải lị đốt dầu FO với S = 3% Cơng suất lị 10 tấn/h CHƯƠNG V.DỰ TỐN KINH TẾ 5.1 Chi phí cho tháp hấp thụ phụ kiện Đơn vị tính : nghìn đồng Bảng 11: Chi phí cho tháp hấp thụ phụ kiện kèm theo THIẾT BỊ VẬT LIỆU SỐ LƯỢNG ĐƠN VỊ TÍNH (ĐVT) ĐƠN GIÁ (VNĐ/ĐVT) THÀNH TIỀN (VNĐ) Thân tháp Thép X18H10T 4.200 kg 60.000 252.000.000 Đáy nắp Thép X18H10T 1.048 kg 60.000 62.902.800 Thép X18H10T 1.500.000 1.500.000 Thép X18H10T 1.000.000 1.000.000 16 m3 500.000 7.912.800 452 kg 40.000 18.080.000 Bộ phận phân phối lỏng Bộ phận đỡ đệm Vật liệu đệm vòng sứ rasig (25x25x3mm) Bích Chân đỡ Thép CT3 450 kg 12.000 5.400.000 Tai treo Thép CT3 53 kg 12.000 633.600 Đường ống dẫn khí Thép X18H10T 10 m 100.000 1.000.000 Đường ống dẫn lỏng Nhựa PVC 15 m 80.000 1.200.000 Trang 70 Xử lý khí thải lị đốt dầu FO với S = 3% Cơng suất lị 10 tấn/h Bộ phận hút ẩm 1.000.000 1.000.000 Van 10.000 90.000 64 5.000 320.000 32 8.000 256.000 Máy bơm 11.000.000 11.000.000 Quạt 60.000.000 60.000.000 Bulơng cho bích ghép thân với nắp, đáy Bulơng cho bích nối ống dẫn với thiết bị TỔNG 424.295.200 5.2 Chi phí cho tháp rửa khí phụ kiện Đơn vị tính : nghìn đồng Bảng 12: Chi phí cho tháp rửa khí phụ kiện kèm theo VẬT LIỆU LOẠI QUY CÁCH SỐ LƯỢNG ĐƠN VỊ TÍNH (ĐVT) ĐƠN GIÁ (VNĐ/ĐVT) THÀNH TIỀN (VNĐ) Thân tháp Thép X18H10T 4.200 kg 60.000 252.000.000 Đáy nắp Thép X18H10T 1.048 kg 60.000 62.902.800 Thép X18H10T 1.500.000 1.500.000 Bộ phận phân phối lỏng Trang 71 Xử lý khí thải lị đốt dầu FO với S = 3% Cơng suất lị 10 tấn/h Bích 452 kg 40.000 18.080.000 Chân đỡ Thép CT3 450 kg 12.000 5.400.000 Tai treo Thép CT3 53 kg 12.000 633.600 Đường ống dẫn khí Thép X18H10T 10 m 100.000 1.000.000 Đường ống dẫn lỏng Nhựa PVC 15 m 80.000 1.200.000 Bộ phận hút ẩm 1.000.000 1.000.000 Van 10.000 90.000 64 5.000 320.000 32 8.000 256.000 cái 11.000.000 11.000.000 Bulơng cho bích ghép thân với nắp, đáy Bulơng cho bích nối ống dẫn với thiết bị Máy bơm nước TỔNG 355.382.400 5.3 Tổng chi phí Tổng chi phí cho cụm tháp: 424.295.200 + 355.382.400 = 779.677.600 đồng Chi phí phụ khác:10% chi phí vật liệu =77.967.760 đồng Tổng chi phí vật liệu 779.677.600 +77.967.760 = 857.645.360 đồng Chi phí chế tạo chi phí lắp đặt, nhân cơng, chi phí phụ khác với tổng chi phí vật liệu: 857.645.360 đồng Trang 72 Xử lý khí thải lị đốt dầu FO với S = 3% Cơng suất lị 10 tấn/h Tổng chi phí: 1.715.290.720 đồng (Một tỷ bảy trăm mười lăm triệu hai trăm chin mươi ngàn bảy trăm hai mươi đồng) KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN Đề tài trình bày tổng quan khí thải lị đốt dầu FO, cơng nghệ xử lý khí thải lị đốt dầu FO đề xuất cơng nghệ, tính tốn thiết kế hệ thống xử lý khí thải lị đốt dầu FO có hàm lượng S = 3% cơng suất lị 10 tấn/h đạt QCVN 19:2009/BTNMT loại B tính tốn ống khói phát tán chất nhiễm cho nồng độ cực đại mặt đất đạt QCVN 05:2009/BTNMT Một số kết luận rút sau: - Khí thải lị đốt dầu FO chủ yếu có hàm lượng SO2 bụi vượt tiêu chuẩn thải cho phép Theo tính tốn cho lị 10 tấn/giờ sử dụng nhiên liệu dầu FO có S = 3% Hàm lượng SO2 khói thải sau xử lý khoảng 2061,88 mg/m3, vượt chuẩn lần hàm lượng bụi khoảng 1373,25, vượt chuẩn 5,9 lần Khí thải lị ngồi chất nhiễm cịn có nhiệt độ cao (khoảng 2000C) - Các công nghệ xử lý khí thải lị áp dụng: sử dụng tách bụi phương pháp ướt hấp phụ SO2 nước, vôi sữa hay số chất hấp phụ khác Amoniac, magie; ngồi khí thải làm nguội dùng hấp thụ qua than hoạt tính Ngồi biện pháp kỹ thuật cơng nghệ áp dụng biện pháp quản lý vận hành cải tạo chế độ đốt, cách vận hành để nhiên liệu cháy hồn tồn - Đối với lị công suất 10 tấn/h, sử dụng nhiên liệu dầu FO hàm lượng S = 3%, đề tài đề xuất công nghệ xử lý sau: Khí thải Tháp rửa khí xử lý bụi làm nguội khí Tháp hấp thụ NaOH Ống khói Mơi trường - Các thơng số tính tốn cho cơng nghệ xử lý sau: Trang 73 Xử lý khí thải lị đốt dầu FO với S = 3% Công suất lị 10 tấn/h + Tháp rửa khí tháp hấp phụ thiết kế nhau: D x H = 2,5 mx 7,0m; chế tạo thép không rỉ, bề dày vật liệu 10mm + Ống khói phát tán chiều cao 17,5m; đường kính 750mm + Chi phí đầu tư cho hệ thống 1.715.290.720 đồng (Một tỷ bảy trăm mười lăm triệu hai trăm chin mươi ngàn bảy trăm hai mươi đồng) KIẾN NGHỊ Khí thải lị đốt dầu FO phát sinh khói thải có hàm lượng chất ô nhiễm vượt tiêu chuẩn nhiều lần nên việc xử lý cần thiết Khi lắp đăt lò nên lắp đặt đồng hệ thống xử lý khí thải Kết đề tài áp dụng vào thực tế cần tính tốn lại theo thơng số thiết kế thực tế hoạt động, vận hành lị để kết tính tốn xác hơn, giảm chi phí đầu tư mà đảm bảo hiệu xử lý Việc sử dụng đơi tháp rửa khí tháp hấp thụ đạt hiệu cao chi phí đầu tư lớn Việc nghiên cứu phương pháp làm mát đơn giản, tận dụng nóng lị để làm nóng nước trước vào lị giúp tiết kiệm nhiên liệu vừa làm nguội khí thải trợ giúp trình xử lý vấn đề nên nghiên cứu ứng dụng vào thực tế Trang 74 ... 17 Xử lý khí thải lò đốt dầu FO với S = 3% Cơng suất lị 10 tấn/h CHƯƠNG – HIỆN TRẠNG XỬ LÝ KHÍ THẢI LỊ HƠI ĐỐT DẦU FO VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ KHÍ THẢI LỊ HƠI ĐỐT DẦU FO 2.1 HIỆN TRẠNG XỬ LÝ KHÍ... khí thải lị đốt dầu FO trạng xử lý khí thải từ lị Đề xuất phương án xử lý khí thải lị đốt dầu FO với S = 3% Cơng suất lị 10 tấn/h Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý khí thải lị đốt dầu FO với S =... thống xử lý khí thải mà dùng biện pháp phát thải trực tiếp môi trường Trang 19 Xử lý khí thải lị đốt dầu FO với S = 3% Cơng suất lị 10 tấn/h 2.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ KHÍ THẢI LỊ HƠI ĐỐT DẦU FO: