Đồ án khí thải
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI KHOA MÔI TRƯỜNG ĐỒ ÁN MÔN HỌC KĨ THUẬT XỬ LÝ KHÍ THẢI “THIẾT KẾ TRẠM XỬ LÝ KHÍ THẢI CÔNG SUẤT 20.000 M3/H” Sinh viên thực : Nguyễn Phạm Minh Châu Lớp : DH8M1 GVHD : Ths Bùi Thị Thanh Thủy Hà Nội, Tháng – 2021 MỤC LỤC CHƯƠNG I: XỬ LÝ SỐ LIỆU 1.1 Thông số đầu vào 1.2 Tính tốn nồng độ cho phép 1.3 Tính tốn nồng độ đầu vào khí thải 1.4 Hiệu suất tối thiểu để xử lý tiêu CHƯƠNG II CÔNG NGHỆ XỬ LÝ 2.1 Tính tốn lan truyền 2.2 Tính tốn khuếch tán nguồn điểm cao .8 2.3 ĐỀ XUẤT DÂY TRUYỀN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ 16 2.3.1 Lựa chọn phương pháp xử lý: 16 CHƯƠNG II: TÍNH TỐN THIẾT BỊ XỬ LÝ .29 I Xử lý bụi 29 Xử lý buồng lắng bụi: .29 Xử lý Xyclon: 33 Túi lọc bụi 37 II Xử lý khí: 39 2.2.1 Tính tốn số liệu đầu vào: 39 2.2.2 Tính tốn số liệu đầu ra: 41 2.2.3 Xây dựng đường cân đường làm việc: .44 2.2.4 Tính tốn lượng dung dịch Na2CO3 cần dùng để hấp thụ khí Cl2 NO2 45 2.2.5 Tính tốn tháp hấp thụ khí Cl2 NO2: 46 2.2.6 Tháp hấp phụ khí H2S, CO, SO2 than hoạt tính .55 CHƯƠNG I: XỬ LÝ SỐ LIỆU 1.1 Thông số đầu vào SỐ LIỆU ĐẦU BÀI A B lA lB 2/3bA bA L1 bB Kích thước nhà: - Nhà A: bA = 6m lA = 50m hA = 3m - Nhà B: bB = 40m lB = 70m hB = 5m L1 = 15m; Hô = 10m; uo =2 m/s; Tkt = 200oC; Txq = 25oC - Lưu lượng L = 20000 (m3/h) Thơng số khí thải nhà máy A: Nồng độ khí thải (mg/m3) Cl2: 40 SO2: 800 NO2: 2110 H2S: 21 CO: 3300 Bụi: - Hàm lượng bụi (g/m3): 20 - Khối lượng riêng (kg/m3): 2000 - Cỡ hạt (: Đường kính cỡ 0_5 hạt δ (μm) 5_10 10_20 20_30 30_40 40_50 50_60 60_70 Phần trăm khối 12 lượng 12 13 13 10 16 12 12 Khí trung tính (cấp D) 1.2 Tính tốn nồng độ cho phép Theo QCVN 19:2009/BTNMT – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia khí thải cơng nghiệp bụi chất vơ Cmax=C×Kp×Kv Trong đó: + Cmax: Nồng độ tối đa cho phép hạt bụi chất vơ khí thải cơng nghiệp + C: Nồng độ bụi chất vô theo cột B QCVN 19:2009/BTNMT + Hệ số lưu lượng nguồn thải Kp = tra theo bảng QCVN 19:2009/BTNMT (Lưu lượng thải nhà máy 20000 m3/h ) + Hệ số vùng, chọn Kv = 0,6 đô thị loại I Bảng 1: Nồng độ tối đa cho phép hạt bụi chất vơ khí thải cơng nghiệp STT Thành phần C (mg/m3) - cột B, QCVN 19:2009/BTNMT Cmax (mg/m3) Bụi 200 120 CO 1000 600 Cl2 10 H2S 7,5 4,5 SO2 500 300 NO2 850 510 1.3 Tính tốn nồng độ đầu vào khí thải Theo số liệu đầu vào, nồng độ chất vô (C 1) miệng khói có nhiệt độ o 200 C, nồng độ chất vô tối đa cho phép (C max) nhiệt độ 25oC Vậy nên, trước so sánh nồng độ để xem bụi khí thải vượt tiêu chuẩn ta cần quy đổi C1(200oC) C2 (25oC) Đây trường hợp điều kiện đẳng áp với: Áp suất p1 = p2 = 760 mmHg t1= 200oC T1= 473oF t2 = 25oC T2 = 298oF Từ phương trình khí lý tưởng: PV = nRT Trong đó: C1, T1: Nồng độ thành phần khí thải (mg/m3) nhiệt độ tuyệt đối T1 = 473oF C2, T2: Nồng độ thành phần khí thải (mg/Nm 3) nhiệt độ tuyệt đối T2 = 298oF Bảng 2: Nồng độ thành phần khói thải 25oC STT Thành phần Bụi CO Cl2 H2 S SO2 NO2 C (mg/m3) 200oC 20000 3300 40 21 800 2110 C (mg/Nm3) 25 oC 31744,97 5237,92 63,49 33,33 1269,79 3349 Kết luận: Từ tính tốn trên, Ta bảng số liệu: TT Thành phần C25 oC Cmax (mg/Nm3) mg/Nm3 Kết luận Bụi 31744,97 120 Vượt QC CO 5237,92 600 Vượt QC Cl2 63,49 Vượt QC H2S 33,33 4,5 Vượt QC SO2 1269,79 300 Vượt QC NO2 Vượt QC 3349 510 Phải xử lý bụi khí thải phát sinh (CO, Cl2, H2S, SO2, NO2) 1.4 Hiệu suất tối thiểu để xử lý tiêu Trong đó: : Hiệu suất để xử lý tiêu Cv: Hàm lượng chất nhiễm hỗn hợp khí thải vào (mg/m3) Bảng 1.6 Hiệu suất xử lý tiêu Tên Cv (mg/Nm3) Cr (mg/Nm3) Bụi 31744,97 120 99,62 CO 5237,92 600 88,54 Cl2 63,49 90,55 H2S 33,33 4,5 86,49 SO2 1269,79 300 76,37 NO2 3349 510 84,77 () CHƯƠNG II CƠNG NGHỆ XỬ LÝ 2.1 Tính tốn lan truyền Nhà A có kích thước: Chiều rộng b = m Chiều dài l = 50 m Chiều cao hA = m - Xét b = m < 2,5hA = 7,5 m => Nhà hẹp l = 50 m > 10 hA = 30 m => Nhà dài Nhà B có kích thước: Chiều rộng b = m Chiều dài l = 70 m Chiều cao hB = m - Xét b = m < 2,5hB = 12,5m => Nhà hẹp l = 70 m > 10hB = 50m => Nhà dài Ta có x1 khoảng cách mép tường sau nhà thứ đến mép tường trước nhà sau x1 = L1 = 15 m Nhà A nhà hẹp đầu hướng gió Xét x1 = 15 m < 10h = 30 m => Nhà A nhà B nhóm nhà Nhà đầu hẹp, nhà đứng nhóm nhà ta có: Hgh = 0,36(bz + x) + hB = 0,36 ( b + x) + hB = 0,36 ( + 15) + = 11,84 (m) Trong đó: bz : Khoảng cách từ mặt sau nhà đến nguồn thải Chọn độ nhám mặt đất 0,01 Khí trung tính cấp D - n = 0,12 Vận tốc gió miệng ống khói: Trong đó: u0: Vận tốc gió quan trắc chiều cao z0 = 10m Ta có u0 = m/s z: Chiều cao ống khói HƠ = 10 m - Vận tốc ban đầu luồng khói miệng ống: Trong đó: Q: Lưu lượng khí thải, Q = 20000m3/h = 5,56 m3/s D: Đường kính ống khói Chọn D = 1000mm = 1m - Độ cao nâng luồng khói áp dụng cơng thức Holland: ) m Trong đó: D đường kính ống khói Chọn D = m w: Vận tốc ban đầu luồng khói miệng ống, w = 1,77 m/s u: Vận tốc gió miệng ống khói, u = m/s TK: Nhiệt độ tuyệt đối khói miệng ống khói, K Nhiệt độ khói 80 oC TK = 200 + 273 = 473 K - : Chênh lệch nhiệt độ khói khơng khí xung quanh, o C / K Nhiệt độ khơng khí xung quanh 25 oC Txq = 25 + 273 = 298K => = TK – Txq = 473 – 298 = 175 K - Độ cao hiệu nguồn thải: Hhq = HÔ + h = 10 + 8,81 = 18,81 m Xét Hhq = 18,81 m > Hgh = 11,84 m => Nguồn thải nguồn cao 2.2 Tính tốn khuếch tán nguồn điểm cao a Nồng độ cực đại Cơng thức tính tốn tải lượng: M = C x L Trong đó: C: Là nồng độ chất ô nhiễm L: Lưu lượng khí thải, m3/s L = 5,56 m3/s * Tính tốn tải lượng phát thải bụi: - Trước xử lý: Mtxl = (g/s) - Sau xử lý: Msxl = (g/s) * Tính tốn tải lượng phát thải SO2 : - Trước xử lý: Mtxl = (g/s) - Sau xử lý: Msxl = (g/s) b Mơ hình khuếch tán Sử dụng phần mềm ENVIM 2011 với phần Cap Nhập thơng số hướng gió, vận tốc tần suất lấy theo QCXDVN 02 : 2008/BXD - QUY CHUẨN XÂY DỰNG VIỆT NAM SỐ LIỆU ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN DÙNG TRONG XÂY DỰNG (Phần I) Nhập liệu cho tháng tháng Chọn vị trí đặt ống khói cách khu dân cư 1km theo hướng gió Các thơng số liệu ống khói: Chiều cao ống: Hống = 10 m Nhiệt độ xung quanh: Txq = 250C Nhiệt độ khí thải: Tkt = 200 0C Lưu lượng L = 20000 m3/h = 5,56 m3/s Đường kính ống D = 1m Thơng số khí tượng: Đối với bụi: Các bước xây dựng mơ hình lan truyền phát thải bụi trước xử lý: - Lượng mol hỗn hợp khí cung cấp đầu vào: = = = 804,96 ( Lượng mol khí đầu vào: = ( Nồng độ phần mol tuyệt đối: = ( - Nồng độ phần mol tương đối: = ( Ta có bảng sau: Bảng 2.12: Lượng mol nồng độ phần mol đầu vào (mg/m3) Khí H2S Khí NO2 Khí SO2 Khí Cl2 Khí CO M 32,78 34 3293,83 46 1248,84 64 62,44 71 5151,49 28 Lượng mol khí trơ: ( 0,0193 1,4321 0,3903 0,0176 3,6796 ( ( 2,39.10-5 2,39.10-5 0,0017 0,00048 2,18 10-5 0,0045 0,0018 0,00048 2,18 10-5 0,0045 = = 799,42 ( 2.2.2.Tính tốn số liệu đầu ra: Ta có: + Ở 250C: PV = n1’T1’ + Ở 300C: PV = n2T2 n1’T1’ = n2T2 hay C1’T1’= C2T2 C2 = = = (Nồng độ chất khí 250C lấy theo cột B QCVN 19:2009/BTNMT) Bảng 2.13: Nồng độ chất khí 300C Nồng độ Khí H2S Đơn Vị Ở 250C Ở 300C mg/m3 7,5 7,38 Khí NO2 mg/m3 850 835,97 Khí SO2 mg/m3 500 491,75 Khí Cl2 mg/m3 10 9,83 TT Khí CO = - 983,50 mg/m3 1000 Lượng mol hỗn hợp khí đầu ra: 800,65 ( Lượng mol khí đầu ra: = ( - Nồng độ phần mol tuyệt đối: = ( -Nồng độ phần mol tương đối: = ( Ta có bảng sau: Bảng 2.14: Khối lượng mol nồng độ phần mol khí đầu (mg/m3) Khí H2S Khí NO2 Khí SO2 Khí Cl2 khí CO 7,38 835,97 491,75 9,83 983,50 M ( ( ( 34 46 64 71 28 0,004 0,363 0,154 0,003 0,702 5,4.10-6 0,00045 1,92.10-4 3,46.10-6 0,00088 5,42.10-6 0,00045 1,92.10-4 3,46.10-6 0,00088 Bảng 2.15: Hiệu suất xử lý khí Cv Khí H2S Khí NO2 Khí SO2 Khí Cl2 khí CO 32,78 3293,83 1248,84 62,44 5151,49 Cr 7,38 835,97 491,75 9,83 983,50 Lượng mol khí H2S bị hấp thụ: = = 0,0193– 0,004 = 0,015 ( Lượng mol khí NO2 bị hấp thụ: = = 1,069 ( Lượng mol khí SO2 bị hấp thụ: = = 0,237 ( % hiệu suất 77,50% 74,62% 60,62% 84,25% 80,91% Lượng mol khí Cl2 bị hấp thụ: = = 0,015 ( Lượng mol khí CO bị hấp thụ: = = 2,977 ( 2.2.3 Xây dựng đường cân đường làm việc: Xây dựng đường cân bằng: Phương trình đường cân có dạng: y* = mx Trong đó: m_Hệ số Henry (Tra bảng 3.1_Các q trình thiết bị cơng nghệ hóa chất thực phẩm-Tập trang 153) m= Với: P : áp suất (mmHg) Nhiệt độ tháp 300C Bảng 2.16: Phương trình cân chất khí: Cl2 m = = 660,53 Y* = 660,53X H2 S m = = 609,211 Y* = 609,21X NO2 m = = 2552,632 Y* = 2552,63X SO2 m= = 47,89 CO m= = 61973,7 Y* = 47,89X Y* =61973,7X Xây dựng đường làm việc: PTCB vật chất: Có = - Ta có: thay vào PTCB => : nồng độ cân ứng với nồng độ đầu hỗn hợp khí Lượng dung mơi tối thiểu q trình hấp thụ: (CT 3.6_Các q trình, thiết bị cơng nghệ hóa chất thực phẩm-Tập 4) + Chọn hệ số thừa dư thực tế 1,2 Lượng dung môi thực tế: = 1,2 Lượng dung môi cần thiết: GX= Gtr Xc = ( = Bảng 2.17: Các thông số tính tốn chất khí Khí H2S Khí NO2 Khí SO2 Khí Cl2 Khí CO Đơn vị Yđ Yc GX Xc 2,74E-05 5,42E-06 3,93E-08 4,71E+02 5,66E+02 3,28E-08 1,78E-03 4,54E-04 6,98E-07 1,90E+03 2,28E+03 5,82E-07 4,58-04 1,92E-04 1,01E-05 2,89E+01 3,47E+01 8,84E-06 2,19E-05 3,46E-06 3,31E-08 5,56E+02 6,67E+02 2,76E-08 4,59E-03 8,78E-04 7,41E-08 5,01E+04 Kmol/Kmol Kmol/Kmol Kmol/Kmol Kmol/h 6,01E+04 Kmol/h 6,17E-08 Kmol/Kmol 2.2.4 Tính toán lượng dung dịch Na2CO3 cần dùng để hấp thụ khí Cl2 NO2 Phương trình phản ứng chủ yếu xảy tháp hấp thụ: 2Cl2 + 3Na2CO3 ↔ 5NaCl + NaClO3 + 3CO2 2NO2 + Na2CO3 → NaNO3 + NaNO2 + CO2 Từ phương trình hóa học: 2Cl2 + 3Na2CO3 ↔ 5NaCl + NaClO3 + 3CO2 = = 0,034 (kg/h) Từ phương trình hóa học: 2NO2 + Na2CO3 → NaNO3 + NaNO2 + CO2 = = 1,23(kg/h) Khối lượng dung dịch Na2CO3 cần thiết để hấp thụ khí Cl2 NO2 là: = 0,034+1,23 = (kg/h) Thể tích dung dịch Na2CO3 1h cung cấp vào tháp: = = 10-3 (m3/h) (Vì 1kg1lit=10-3 m3) 2.2.5 Tính tốn tháp hấp thụ khí Cl2 NO2: (1) Vật liệu đệm: ( Bảng IX.8_Sổ tay trình thiết bị công nghệ _Tập 2_Trang 193) Chọn đệm xếp lộn xộn: Đệm vịng sứ Rasich (do khí có tính axit) Kích thước: 50 Bề mặt riêng đệm () (m2/m3): 95 Thể tích tự đệm ((m3/m3): 0,79 Khối lượng riêng đệm (: 500 Số viên đệm/1m3: 5800 (2) Đường kính tháp: D= Trong đó: Vy lưu lượng pha khí theo thể tích w vận tốc làm việc tháp: w = (0.8 – 0.9) ( CT IX.114_Sổ tay trình thiết bị công nghệ _Tập 2_Trang 187) Chọn w= 0,8 vận tốc đảo pha xác định công thức Y = 1,2 ( CT IX.114_Sổ tay trình thiết bị công nghệ _Tập 2_Trang 187) + Trong đó: X = = 1000 khối lượng riêng trung bình pha khí ( CT IX.114_Sổ tay q trình thiết bị cơng nghệ _Tập 2_Trang 187) - Ta có: /= 1,0466 (tra bảng I.56-Tại x=5% (Nội suy) _Sổ tay q trình thiết bị cơng nghệ hóa chất_Tập 1_Trang 45) = = 1,0466 = 1046,6 (CT I.6_Sổ tay q trình thiết bị cơng nghệ hóa chất_Tập 1_Trang 6) = = = 1,175 (kg/m3) (Bảng I.8_Sổ tay q trình thiết bị cơng nghệ hóa chất_tập 1_Trang 15) Ta có: = = = 0,0102 ( = = = 0,8978 ( Suất lượng trung bình pha lỏng: Gx = =( = 0,026 (kg/s) Trong : Mdd = 106 (kg dd/ kmol dd): khối lượng phân tử pha lỏng - Ta có: = = 0,0103 ( = 0,0103 2,03 (kg/s) = =0,89( = = 0,011 (kg/s) Suất lượng trung bình pha khí : Gy = = 2,03 = 0,026 (kg/s) X = = = 0,582 Y = 1,2 = 1,2 = 0,116 Mà: ( CT IX.114_Sổ tay trình thiết bị cơg nghệ _Tập 2_Trang 187) Lại có: độ nhớt pha lỏng (Tra bảng I.101_x =5%_Sổ tay q trình thiết bị cơng nghệ hóa chất_Tập 1_Trang 100) độ nhớt nước nhiệt độ 200C (Bảng I.102_Sổ tay q trình thiết bị cơng nghệ hóa chất_tập 1_Trang 95) o = 2,57(m/s) + Trong đó: Bề mặt riêng ( (m2/m3) : = 95 (m2/m3) Thể tích tự (m3/m3) : Ftd = = 0,79(m3/m3) Vậy, w = 0,8 (m Đường kính tháp : D = = (m) chọn D = 2,0 m Diện tích tiết diện ngang tháp : (3) Chiều cao tháp đệm: *Với Cl2: - Động lực trung bình đỉnh tháp hấp thụ: thay vào PTCB Y* = 660,53X ta được: = 1,82( = = = ( - Động lực trung bình đáy tháp hấp thụ: thay vào PTCB Y* = 660,53X ta được: =0( = = = ( - Động lực trung bình trình: = = = 1,37 ( - Số đơn vị truyền khối: = = = 13,38 *Với NO2 - Động lực trung bình đỉnh tháp hấp thụ: thay vào PTCB Y* = 2552,63X ta được: = 1,48*10-3 ( = = =( - Động lực trung bình đáy tháp hấp thụ: thay vào PTCB Y* = 2552,63X ta được: =0( = = = 4,54×10-4 ( - Động lực trung bình trình: = = 3,13 × ( - Số đơn vị truyền khối: = = 4,23 Chiều cao lớp đệm: H = hyny Trong đó: + H: Chiều cao đoạn đệm (m) + hy: Chiều cao đơn vị chuyển khối (m) + ny: Số đơn vị chuyển khối Chiều cao đơn vị truyền khối: + Theo Kafarov – Duneski thì: hdv = 200 ( CT 3.29_Các trình thiết bị cơng nghệ hóa chất thực phẩm-Tập Trong đó: 4_Trang 170) + : Tiết diện tự đệm (m2/m2) có trị số thể tích tự đệm + w: Vận tốc làm việc tháp (m/s) hy = 200 = 200 = 0,478 (m) Đối với Cl2: H = 0,478 7,06 = 3,37 (m) Đối với NO2: H = 0,478 2,47 = 1,18 (m) Chiều cao làm việc tháp: Hlv = + = 3,37+ 1,18 = 4,55(m) Số đệm: Ta có: hd = (2,54 m) (phụ thuộc vào đường kính tháp) Chọn hd = m Có: Hlv = n hd n = 4,55/3 = 1,5 (đoạn đệm) Chọn đoạn đệm => Hlv =3,0 m Chiều cao thực tế tháp đệm: H = HLV + ZL + ZC + (n – 1)h Trong đó: + ZL, ZC: Lần lượt khoảng cách từ lớp đệm đến nắp từ lớp đệm đến đáy tháp (m) + h: Khoảng cách lớp đệm (m) Chọn h =0,5 m Bảng 2.18: Bảng lựa chọn ZL, ZC: Đường kính, mm ZL, mm 400 – 1000 600 1200 – 2200 1000 2400 1400 ZL = 1400 (mm) Zc = 2500 (mm) H = 3,0 + + 2+ (2 – 1) 0,5 = 6,5 (m) (4) Trở lực tháp đệm: Độ nhớt hỗn hợp khí thay đổi theo nhiệt độ: = (3/2 Zc, mm 1500 2000 2500 (CT I.20_Sổ tay q trình thiết bị cơng nghệ hóa chất_Tập 1_Trang 86) Trong đó: + : Độ nhớt động lực khí nhiệt độ 00C; = 123 (N.s/m2) + T: Nhiệt độ khí, 0K; + C: Hằng số phụ thuộc loại khí (Tra bảng I.113_Sổ tay q trình thiết bị cơng nghệ hóa chất_Tập 1) Tra được:; = 351 = 123 (3/2 = 1,37 (N.s/m2) - Chuẩn số Reynol: Rey = ( CT trang 172_Các trình, thiết bị cơng nghệ hóa chất thực phẩm-Tập 4) Rey = = 9323,6 Hệ số ma sát đệm vòng đệm đổ lỗn xộn: Rey > 40 => Ở chế độ chuyển động xốy: = = = 2,57 CT 3.38_Các q trình, thiết bị cơng nghệ hóa chất thực phẩm-Tập 4_Trang 172) Trở lực đệm khô tháp đệm: Pkhơ = CT 3.36_Các q trình, thiết bị cơng nghệ hóa chất thực phẩm-Tập 4_Trang 172) Trong đó: H_Chiều cao lớp đệm, m; w_Vận tốc làm việc khí tháp, m/s; Pkhơ = = 1805,6(N/m2) (5) Đường ống dẫn khí: Vận tốc khí ống khoảng 10-30 m/s Chọn vận tốc dẫn khí vào vận tốc dẫn khí v =10 m/s Ống dẫn khí vào - Lưu lượng khí vào: - Đường kính ống dẫn khí vào: d = = = 0,59m Chọn d = 0,6 m - Chọn ống có đường kính ống tiêu chuẩn d = 1000 mm làm thép không gỉ - Để đảm bảo phân phối khí tháp ta sử dụng đĩa đục lỗ với bề dầy 5mm lỗ có đường kính 50mm bước lỗ 50 mm Ống dẫn khí ra: Trong trường hợp chọn ống dẫn khí có đường kính ống dẫn khí vào (6) Đường ống dẫn pha lỏng: - Vận tốc chất lỏng ống khoảng – m/s Ống dẫn chất lỏng vào - Chọn vận tốc ỗng dẫn lỏng vào v = m/s - Lưu lượng lỏng vào - Đường kính ống dẫn lỏng vào - Chọn đường kính tiêu chuẩn d = 100 mm - Vật liệu làm nhựa PVC Ống dẫn lỏng : Trong trường hợp chọn ống dẫn pha lỏng có đường kính ống dẫn pha lỏng vào Bảng 2.19: Kích thước chi tiết thiết bị hấp thụ: STT Thông số Chiều cao đệm Đường kính tháp Khoảng cách từ lớp đệm đến nắp Khoảng cách từ lớp đệm đến đáy Số lớp đệm Tổng chiều cao tháp hấp thụ Đường ống dẫn khí vào, Đơn vị m m m m Lớp m m Giá trị 1,5 2,0 1,4 2,5 6,5 0,6 2.2.6 Tháp hấp phụ khí H2S, CO, SO2 than hoạt tính 2.2.6.1 Tính tốn số liệu đầu vào: Vì nhiệt độ khí thải 200 0C qua trình lọc bụi nhiệt độ dịng khí thải bị giảm xuống Vậy giả sử nhiệt độ khí thải sau q trình lọc bụi bị giảm xuống 300C Bảng 2.20: Bảng nồng độ khí đầu vào Đơn vị mg/m3 mg/m3 mg/m3 Nồng độ khí H2S Nồng độ khí SO2 Nồng độ khí CO - Ở 200oC 21 800 3300 Ở 300C 32,78 1248,84 5151,49 2.2.6.2 Tính tốn số liệu đầu ra: Ta có: + Ở 250C: PV = n1’T1’ + Ở 30 C: PV = n2T2 n1’T1’ = n2T2 hay C1’T1’= C2T2 C2 = = = (Nồng độ chất khí 250C lấy theo QCVN 19:2009/BTNMT) Ta có bảng sau: Bảng 2.21: Bảng nồng độ khí đầu Nồng độ khí H2S Nồng độ khí SO2 Nồng độ khí CO - Đơn vị mg/m3 mg/m3 mg/m3 Ở 25oC 7,5 500 1000 Ở 30OC 7,38 491,75 983,50 Đối với H2S Lượng H2S bị giữ lại mH2S = Q.(Cv – Cr)= 20000 (32,78 – 7,38) = 508000(mg/h) = 0,508(kg/h) Khối lượng riêng H2S 300C = = = 1,37 (kg/m3) - Thể tích H2S bị giữ lại tháp V = = = 0,37 (m3) Đối với SO2 Lượng SO2 bị giữ lại mSO2 = Q.(Cv – Cr) = 30000(1248,84 – 491,75) = 15,14 (kg/h) - Khối lượng riêng SO2 300C = = = 2,57 (kg/m3) Thể tích SO2 bị giữ lại tháp V = = = 5,89 (m3) Đối với CO Lượng CO bị giữ lại MCO = Q.(Cv – Cr) = 30000(5151,49 – 983,5) = 83,35 (kg/h) - Khối lượng riêng CO 300C = = = 1,13 (kg/m3) Thể tích CO bị giữ lại tháp V = = = 74,02 (m3) Tính tốn than hoạt tính cần cho q trình hấp phụ CO, H2S SO2 x : khối lượng riêng than x =500 kg/m3 Độ xốp bên hạt 40 – 50% xốp lớp 37% - Khối lượng than cần dùng 1h H2S Mthan = Với a hoạt độ hấp thụ than hoạt tính với H2S; a= 0,014 (kg H2S /kg than) => mthan = = 36,28 kg/h - Khối lượng than cần dùng 1h SO2 Mthan = Với a hoạt độ hấp thụ than hoạt tính với SO2; a= 0,12 (kg SO2 /kg than) => mthan = = 126,17 kg/h - Khối lượng than cần dùng 1h CO Mthan = Với a hoạt độ hấp thụ than hoạt tính với CO; a= 0,056 (kg SO2 /kg than) => mthan = = 1488,56 kg/h + Thể tích than lớp hấp phụ v= m3 than = 500 kg/m3 ( Tra bảng X.1, T242, Sổ tay q trình cơng nghệ hóa chất tập 2, khối lượng riêng từ 160 – 560 kg/ m3) Với độ rỗng than 37% thể tích thực lớp than = 5,24 m3 Thời gian lưu khí lớp than t = = (s) Trong Vr thể tích phần rỗng than Vr = 37%, Vthan = 5,24 m3 Q lưu lượng lớp xúc tác, Q = 0,8 m3/s Tính tốn tháp hấp phụ Chọn vận tốc khí thiết bị hấp phụ m/s Đường kính tháp hấp phụ D= = =2m Tiết diện tháp hấp phụ F = = = 2,78 (m2) Xác định kích thước thiết bị Chọn tháp hấp phụ dạng hình trụ đứng, bên chứa lớp than theo hình dạng tháp nêm tiết diện ngang tháp 4,17 m, nên chiều cao lớp than Hthan = = = 2,0 m + Tiết diện ngang tháp (S): thông thường tiết diện ngang tháp lớn 15% tiết diện ngang lớp than để tạo không gian cho thiết bị phụ lắp đặt thiết bị S = 1,15.Fthan = 1,15.2,78 = 3,19 m Chọn kích thước tháp có đường kính Dt = = 2,01 m Chọn Dt = 2,5 m Chiều cao tháp H = Hthan ac Ac hệ số ảnh hưởng số tầng lớp than để tăng khả tiếp xúc tối đa than với khí thải ta chia thành tầng riêng biệt -> ac = 1,7 H = 21,7= 3,5 m Bảng 2.22: Bảng lựa chọn ZC , ZL Đường kính, mm ZL, mm Zc, mm 400 – 1000 600 1500 1200 – 2200 1000 2000 2400 1400 2500 Chọn ZL = 1,4 m : ZC = 2,5 m Chiều cao xây dựng Hxd = H + ZL + ZC = 3,5 + 1,4 + 2,5 = 7,4(m) Chiều cao lớp than xúc tác = = 0,5m Đường ống dẫn khí: - Vận tốc khí ống khoảng 10-30 m/s Chọn vận tốc dẫn khí vào vận tốc dẫn khí v=15 m/s Ống dẫn khí vào: - Lưu lượng khí vào: Qv = (m3/s) - Đường kính ống dẫn khí vào: d = = = 0,2 m Ống dẫn khí ra: - Lưu lượng khí ra: Qr Qv = (m3/s) Đường kính ống dẫn khí ra: d = = = 0,2m - Bảng 2.23: Kích thước chi tiết thiết bị hấp phụ STT Thơng số Đường kính tháp Đơn vị m Giá trị 2,5 Khoảng cách từ lớp đệm đến nắp m 1,4 ZL Khoảng cách từ lớp đệm đến đáy m 2,5 ZC Chiều cao lớp than Chiều cao tháp hấp phụ m m 0,5 7,4 ... - Có giá thành rẻ dễ kiếm sản xuất cơng nghiệp Sơ đồ quy trình cơng nghệ xử lý khí thải thuyết minh Sơ đồ quy trình cơng nghệ sau: Phương án 1: Khí thải chứa bụi Buồng lắng bụi Xyclon Lọc bụi... khí NO2, Cl2 Tháp hấp phụ khí H2S, SO2, CO Khí thải ngồi đạt cột B QCVN 19:2009/BTNMT Thuyết minh sơ đồ quy trình cơng nghệ: - Bụi khí thu gom thơng qua chụp hút bố trí máy cơng cụ, chụp hút... hấp thụ khí Cl2, NO2 Tháp hấp phụ khí CO, H2S, SO2 Khí thải đạt cột B QCVN 19:2009/BTNMT Thuyết minh sơ đồ quy trình cơng nghệ: - Bụi khí thu gom thơng qua chụp hút bố trí máy công cụ, chụp hút