Đang tải... (xem toàn văn)
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN11.1. Tổng quan về hấp thụ11.1.1. Khái niệm11.1.2. Áp dụng của hấp thu21.1.3. Cơ chế quá trình21.1.4. Quá trình trao đổi chất31.1.5. Các phương pháp hấp thụ41.1.6. Các loại tháp hấp thụ61.1.7. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hấp thụ81.2. Tổng quan về khí HCl91.2.1. Đặc điểm lý hóa của khí hydro clorua (HCl)91.2.2. Nguồn gốc phát sinh khí HCl101.2.3. Ảnh hưởng của HCl đối với môi trường và con người10CHƯƠNG 2. QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ122.1. Thuyết minh quy trình công nghệ122.2. Quy trình công nghệ13CHƯƠNG 3. TÍNH TOÁN THIẾT BỊ143.1. Số liệu ban đầu143.2. Tính toán cân bằng vật chất143.2.1. Ký hiệu tính toán14
! "#$%& ' Giảng viên hướng dẫn: THẠC SĨ CAO THANH NHÀN Sinh viên thực hiện: TRẦN HOÀNG TỰ 10252991 Lớp: CDHD12A Khóa: 2010 – 2013 ()*+, /01)*2-)3452 ! "#$%& ' Giảng viên hướng dẫn: THẠC SĨ CAO THANH NHÀN Sinh viên thực hiện: TRẦN HOÀNG TỰ 10252991 Lớp: CDHD12A Khóa: 2010 – 2013 ()*+, /01)*2-)3452 3 LỜI CẢM ƠN Để có thể hoàn thành bài đồ án này, nhóm chúng em xin được gửi lời cảm ơn chân thành đến quý cá nhân và tập thể sau: Thạc sĩ hướng dẫn Cao Thanh Nhàn Khoa bộ môn: khoa công nghệ hóa học Thư viện trường đại học công nghiệp TP.HCM Cùng tất cả những sự hỗ trợ giúp đỡ của bạn bè trong lớp cao đẳng hóa dầu 12A. Chân thành cảm ơn. TP.HCM, ngày 31 tháng 03 năm 2013 4 NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN PHẦN ĐÁNH GIÁ: - Ý thức thực hiện: - Nội dung thực hiện: - Hình thức trình bày: - Tổng hợp kết quả: Điểm bằng số: Điểm bằng chữ: TP.HCM, ngày … tháng … năm 2013 Giảng viên hướng dẫn CAO THANH NHÀN NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN 5 PHẦN ĐÁNH GIÁ: - Ý thức thực hiện: - Nội dung thực hiện: - Hình thức trình bày: - Tổng hợp kết quả: Điểm bằng số: Điểm bằng chữ: TP.HCM, ngày … tháng … năm 2013 Giảng viên phản biện 6 MỤC LỤC 7 DANH MỤC HÌNH 8 LỜI NÓI ĐẦU Trong xu thế phát triển chung của nền công nghiệp hiện đại,vấn đề khí thải và bảo vệ môi trường đang là chủ đề nóng được sự quan tâm đặc biệt của tất cả các quốc gia trên thế giới. Đáp ứng nhu cầu đó khoa học công nghệ ngày càng phát triển, vấn đề xử lí khí thải đã được nghiên cứu và ứng dụng thành công trong đó có công nghệ xử lí khí thải HCl bằng phương pháp hấp thụ. Đây có thể xem là một phương pháp cổ điển để xử lí khí thải HCl, nó đáp ứng được những chỉ tiêu cơ bản về xử lí khí thải trong công nghiệp. Để có thể đào sâu chi tiết hơn về công nghệ xử lí khí thải HCl nay nhóm quyết định thực hiện việc tính toán,thiết kế hệ thống xử lí khí HCl bằng phương pháp hấp thụ và đó cũng chính là đề tài của đồ án học phần mà nhóm sẽ nghiên cứu./. 9 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN ..6)*789):;0<=/0> ...01?)?@4 Hấp thụ là quá trình lôi cuốn khí và hỗn hợp khí bởi chất lỏng.Cấu tử được tách ra từ hỗn hợp gọi là cấu tử mục tiêu hay cấu tử chính. Hấp thụ là quá trình khi một cấu tử của pha khí khuếch tán vào pha lỏng do sự tiếp xúc giữa hai pha khí và lỏng. Nếu quá trình xảy ra ngược lại, nghĩa là cần sự truyền vật chất từ pha lỏng vào pha khí, ta có quá trình nhả khí. Nguyên lý của hai quá trình là giống nhau. Quá trình hấp thu tách một hay nhiều chất ô nhiễm ra khỏi dòng khí thải (pha khí) bằng cách xử lý với chất lỏng (pha lỏng). Khi này hỗn hợp khí sẽ được cho tiếp xúc với chất lỏng nhằm mục đích hòa tan chọn lựa một hay nhiều cấu tử của hỗn hợp khí để tạo nên một dung dịch các cấu tử trong chất lỏng. Khí được hấp thụ gọi là chất bị hấp thụ. Chất lỏng dùng để hấp thu được gọi là dung môi (chất hấp thụ). Khí không bị hấp thụ gọi là khí trơ. Hình 1.1. Sơ đồ lọc khí độc hại trong hỗn hợp khí kiểu hấp thụ. 0A/0BC0D 1-Cửa thoát khí vào khí quyển; 2-Giàn phun; 3-Buồng thiết bị hấp thụ; 4-Thiết bị phun; 5-Không khí bẩn đi vào; 6-Bể lắng hay phin lọc; 7-Bơm 10 Cơ sở của nguyên lý: Dựa trên sự tương tác giữa chất cần hấp thụ (thường là khí hoặc hơi) với chất hấp thụ (thường là chất lỏng) hoặc dựa vào sự hòa tan khác nhau của các chất trong chất lỏng đẻ tách chất. Nguyên tắc: Cho khí thải tiếp xúc với chất lỏng, các khí này hoặc được hòa tan vào chất lỏng hoặc được biến đổi thành phần. Hiệu quả hấp thụ phụ thuộc vào: - Sự tiếp xúc giữa pha khí và pha lỏng. - Thời gian tiếp xúc. - Nồng độ môi trường hấp thụ. - Tốc độ phản ứng giữa chất hấp thụ và khí thải ..5=E>)*CF90<=/08 Trong công nghiệp hoá chất, thực phẩm, quá trình hấp thu được dùng để: - Thu hồi các cấu tử quý trong pha khí - Làm sạch pha khí - Tách hỗn hợp tạo thành các cấu tử riêng biệt - Tạo thành một dung dịch sản phẩm ..-GC0H781/IJ)0 Hấp thu là quá trình quan trọng để xử lý khí và được áp dụng trong rất nhiều quá trình khác. Hấp thu trên quá trình hấp thu truyền khối, được mô tả và tính toán dựa trên quá trình phân chia pha: pha lỏng và pha khí Quá trình chia làm 3 bước: - Khuếch tán các phân tử ô nhiễm thể khí vào trong khối khí thải đến bề mặt của chất lỏng hấp thụ. Nồng độ phân tử ở phía chất khí phụ thuộc vào cả 2 hiện tượng khuếch tán: - Khuếch tán rối có tác dụng làm nồng độ phân tử được đều đặn trong khối khí. - Khuếch tán phân tử làm cho các phân tử khí chuyển động về phía lớp biên. Trong pha lỏng cũng xảy ra hiện tượng tương tự: [...]... mol khí trong dòng lỏng đi ra tháp hấp thụ, (kmol HCl/ kmol dung môi) Yđ: Nồng độ mol tương đối của khí trong hỗn hợp khí thải vào tháp hấp thụ, (kmol HCl/ kmol khí trơ) Yc: Nồng độ mol tương đối của khí trong hỗn hợp khí thải khi đi ra tháp hấp thụ, (kmol HCl/ kmol khí trơ) xd: Phần mol khí trong pha lỏng đi vào tháp hấp thụ, (kmolHCl/kmol dung dịch) xc: Phần mol khí trong pha lỏng ra khỏi tháp hấp thụ, ... hấp thụ, (kmolHCl/kmol dung dịch) yd: Phần mol khí trong dòng khí đi vào tháp hấp thụ, (kmolHCL/kmol hỗn hợp khí) yc: Phần mol khí trong dòng khí ra khỏi tháp hấp thụ, (kmolHCL/kmol hỗn hợp khí) Ckk: nồng độ mol khí( kmol/m3) : nồng độ mol HCl vào tháp (kmol HCl/ m3) : nồng độ mol HCl ra khỏi tháp (kmol HCl/ m3) Gđ: Suất lượng trong hỗn hợp khí, (kmolhh/h) Gtr: Suất lượng khí trơ, (kmol khí trơ/h) L:... Hệ thống càng trở nên cồng kềnh phức tạp 14 1.1.6 Các loại tháp hấp thụ 1.1.6.1 Tháp đệm Tháp đệm là một tháp hình trụ gồm nhiều đoạn nối với nhau bằng mặt bích hay hàn Hình 1.2 Mô hình tháp đệm Trong tháp người ta có đổ đầy đệm, tháp đệm được ứng dụng rộng rãi trong công nghệ hóa hoc để hấp thụ, chưng cất, làm lạnh….người ta dung nhiều loại đệm khác nhau, phổ biến nhất là các loại đệm sau đây: - Đệm. .. lượng kế để theo dõi và điều chỉnh lưu lượng Hỗn hợp khí được thổi từ dưới đi lên và quá trình hấp thụ xảy ra trong tháp Khí sau khi xử lý sẽ được dẫn ra ống khói Dung dịch sau khi hấp thụ sẽ thu hồi ở đáy tháp vào bồn chứa và được đưa đi xử lý sau đó Quan sát sơ đồ công nghệ (hình 3), ta thấy được nguyên lý và cơ chế của hệ thống hấp thụ khí HCl như sau: - Đầu tiên khí HCl được quạt khí số (6) sẽ hút khí. .. lượng số (9) và lưu lượng kế số (5) đi xuống từ đỉnh tháp hấp thụ Quá trình này là quá trình mang tính chất quan trọng nhất đảm bảo hiệu suất hấp thụ vì nó chắc chắn rằng trong tháp hấp thụ nước chảy từ trên xuống tiếp xúc với dòng khí HCl thổi từ dưới lên - Trong tháp hấp thụ, khí HCl sau khi đã làm sạch bay lên đỉnh tháp và thoát ra từ ống khói, nước hấp thụ xong chảy xuống đáy tháp và được tháo ra vào... như sau: - Đầu tiên khí HCl được quạt khí số (6) sẽ hút khí thải HCl vào hệ thống, thông qua một lưu lượng kế số (5) và van chỉnh lưu lượng số (9) ta có thể quan sát, điều chỉnh lưu lượng khí hút vào hệ thống, sau khi khí HCl qua lưu lượng kế sẽ đi vào đáy tháp hấp thụ để khí HCl bay từ dưới lên tiến hành quá trình hấp thụ làm sạch khí HCl - Tiếp tục, ta có bể chứa nước số (1), tại đây nước sẽ được... nghệ Hình 2.1 Sơ đồ công nghệ 22 CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN THIẾT BỊ 3.1 Số liệu ban đầu Thông số ban đầu: lưu lượng hỗn hợp khí vào tháp là 9000 m 3/h ở 30oC, áp suất 760 mmHg Thành phần HCl ban đầu bằng 7 % thể tích Dung môi hấp thụ là nước Hiệu suất hấp thụ 90 % Các thông số khác tự chọn 3.2 Tính toán cân bằng vật chất 3.2.1 Ký hiệu tính toán Xđ: Tỷ số mol khí trong dòng lỏng vào tháp hấp thụ, (kmol HCl/ kmol... đến lớp biên hoặc từ lớp - biên đi vào pha khí Thâm nhập và hoà tan chất khí vào bề mặt của chất hấp thụ Khuếch tán chất khí đã hoà tan trên bề mặt ngăn cách vào sâu bên trong chất lỏng hấp thụ Quá trình hấp thụ phụ thuộc vào sự tương tác giữa chất hấp thụ và chất bị hấp thụ ở trong pha khí 1.1.4 Quá trình trao đổi chất Khi chất ô nhiễm vào trong chất lỏng hấp thụ thì các chất phân tử được trao đổi qua... nhiệt nên khi thiết kế, xây dựng và vận hành hệ thống thiết bị hấp thụ xử lý khí nhiều trường hợp ta phải lắp đặt thêm thiết bị trao đổi nhiệt trong tháp hấp thụ để làm nguội thiết bị hiệu quả của quá trình xử lý như vậy thiết bị sẽ trở nên cồng kềnh, vận hành phức tạp Khi làm việc hiện tượng “sặc” rất dễ xảy ra khi khống chế, điều chỉnh mật độ tưới của pha lỏng không tốt, đặc biệt khi dòng khí thải có... 23 3.2.2 Kết quả tính toán T=303K; P=1atm; A=0.9 Nhập liệu khí theo khối lượng: Gđ = 9000 m3/h Phần mol khí đầu vào: yd = 0.07 (kmolHCL/kmol hỗn hợp khí) Tỉ số mol khí đầu vào:Yd = yd/(1 – yd) = 0.0753 (kmol HCl/ kmol khí trơ) Tỉ số mol khí ra: Yc = Yd.(1-A) = 0.00753 (kmol HCl/ kmol khí trơ) Phân tử khối trung bình khí vào: M = 0.07x36,5 + 0.93x29 = 29,53 (kg/kmol); ρ yd = Khối lượng riêng khí vào: . là chất lỏng) hoặc dựa vào khả năng hoà tan khác nhau của các chất trong chất lỏng để tách chất. Tu thuộc vào bản chất của sự tương tác mà ta chia thành: <=/0>:S/%TD Hấp thụ vật lý là. số Henry tăng, hệ số góc (m) đường cân bằng tăng và đường cân bằng sẽ dịch chuyển về phía trục tung. Vậy động lực trung bình sẽ giảm, cường độ truyền khối sẽ giảm, số mâm lý thuyết sẽ tăng. Nếu. họng và phần phía trên của hệ hô hấp. Trong những trường hợp nghiêm trọng là phù phổi, tê liệt hệ tu n hoàn và tử vong. Tiếp xúc với da có thể gây mẩn đỏ, các thương tổn hay bỏng nghiêm trọng. Nó