Đang tải... (xem toàn văn)
CHƯƠNG I: ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN XỬ LÍ1.1.Kiểm tra khí cần xử lí:•Thông số đầu vào:Công suất: 45000 m3hNồng độ chất thải tại cửa ra thiết bị hútChỉ tiêuNồng độĐơn vịClo71Mgm3SO21886Mgm3H2S50Mgm3CO7781Mgm3NO21200Mgm3Bụi25000Mgm3•Thông số đầu ra:Theo QCVN 192009 BTNMT. Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về khí thải công nghiệp đối với bụi và các chất vô cơ. Áp dụng cột B.Các giả thuyết tính toán:Nhiệt độ khí thải 70 Áp suất 1 atKhối lượng riêng bụi: 2500 kgm3Hệ thống xả thải nằm trong khu vực III (Khu công nghiệp; đô thị loại V; vùng ngoại thành, ngoại thị đô thị loại II, III, IV có khoảng cách đến ranh giới nội thành, nội thị lớn hơn hoặc bằng 2 km; cơ sở sản xuất công nghiệp, chế biến, kinh doanh, dịch vụ và các hoạt động công nghiệp khác có khoảng cách đến ranh giới các khu vực này dưới 2 km .
CHƯƠNG I: ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN XỬ LÍ 1.1.Kiểm tra khí cần xử lí: • Thông số đầu vào: Công suất: 45000 m3/h Nồng độ chất thải cửa thiết bị hút Chỉ tiêu Clo SO2 H2S CO NO2 Bụi Nồng độ 71 1886 50 7781 1200 25000 Đơn vị Mg/m3 Mg/m3 Mg/m3 Mg/m3 Mg/m3 Mg/m3 • Thông số đầu ra: Theo QCVN 19-2009- BTNMT Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia khí thải công nghiệp bụi chất vô Áp dụng cột B Các giả thuyết tính toán: Nhiệt độ khí thải 70 Áp suất at Khối lượng riêng bụi: 2500 kg/m3 Hệ thống xả thải nằm khu vực III (Khu công nghiệp; đô thị loại V; vùng ngoại thành, ngoại thị đô thị loại II, III, IV có khoảng cách đến ranh giới nội thành, nội thị lớn km; sở sản xuất công nghiệp, chế biến, kinh doanh, dịch vụ hoạt động công nghiệp khác có khoảng cách đến ranh giới khu vực km • Kiểm tra khí cần xử lý: Ta có PV= nRT Trong điều kiện đẳng áp: 1 Mà = = C2 = C2: nồng độ chất thải 25 T2 = 25 , T1= 70 C1: nồng độ chất thải 70 = 81,72 ( mg/Nm3 ) C2(Clo) = = 2170 ( mg/Nm3) C2 (SO2) = = 57,55 (mg/Nm3) C2 (H2S) = C2 (CO) = = 8955,98 (mg/Nm3) C2 (NO2) = = 1381,2 (mg/Nm3) Áp dụng cột B ( QCVN 19:2009) có Cmax = KP ×KV× C C: nồng độ chất ô nhiễm cột B KV = ( khu vực loại ) KP = 0.9 (20.000 < L ≤ 100.000) Cmax(clo) = 10× 0.9× = ( mg/Nm3) Cmax(so2) = 500×0.9×1 = 450 (mg/Nm3) Cmax ( H2S) = 7.5×0.9×1= 6.75 (mg/Nm3) Cmax (CO) = 1000×0.9×1 = 900 (mg/Nm3) Cmax ( NO2) = 850×0.9×1 = 765 (mg/Nm3) Cmax (bụi) = 200×0.9×1 = 180 (mg/Nm3) So sánh với QCVN 19:2009 2 Chỉ tiêu Nồng độ Nồng độ Cmax chất ô chất ô QCVN nhiễm 70 nhiễm 25 Kết 19:2009 (mg/m3) Clo SO2 H2S CO NO2 (mg/m3) 71 1886 50 7781 1200 (mg/m3) 81,72 2170 57,55 8955,98 1381,2 450 6,75 900 765 Không đạt Không đạt Không đạt Không đạt Không đạt Bảng cho thấy nồng độ Clo, SO 2, NO2, bụi vượt quy chuẩn cho phép 3 CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN LAN TRUYỀN Nhà A có b= 30 m > 2,5hA = 17,5m lA= 85m > 10hA = 70m nhà rộng nhà dài hA = m x1 = l1= 55m < 10hA= 70m tòa nhà đứng nhóm nhà Hgh = 0.36( bz+ x1) + hb bz= bA = 30 = 20 m Hgh = 0,36×( 20+55)+8= 35 (m) Độ nâng luồng khói: Khí cấp D với độ nhám mặt đất 0.01 U = u10× ( )n = × ( )0.12 = 5,94 (m/s) Vận tốc khí thải khỏi miệng ống khói: W= = = = 7,07 (m/s) Theo Davison W.F, độ nâng luồng khói: ∆H= D (1+ )1,4.(1+ )=1,5.( ) = 2,16(m) 4 )1,4 Hhq=Ho+∆H= 42 +2,16 = 44,16 > Hgh → Nguồn thải cao Xét nồng độ chất ô nhiễm khuếch tán với nồng độ thải đạt QCVN 06:2009 – BTNMT 5 Đối với Clo: M = Cmax QCVN× L = × 12,5 = 0,1125 (g/s) Xét điểm tường chắn gió nhà B có: x= 75 , y=0 , z= Theo Gauss: Cmax= Tra bảng = 8,7 m Cmax = = 8,219×10-6 g/m3 = 8,219 ( ) Áp dụng QCVN 06/2009-BTNMT nồng độ Clo cho phép 1h 100 ( ) nồng độ Clo nhà B đạt quy chuẩn cho phép Đối với khí SO2: M(SO2) = L× CSO2 = 12,5 = 5,625 (g/s) Xét điểm tường chắn gió nhà B có: x= 75, y= 0, z= Theo Gauss: : Cmax= 6 Tra bảng = 8,7 m Cmax = = 4,12×1 (g/m3) = 412(µg/m3) Áp dụng QCVN 05/2009-BTNMT nồng độ SO cho phép tring bình 350(µg/m3) nồng độ SO2 nhà B không đạt quy chuẩn cho phép 350×1 = M= 4,79 (g/s) C= = = 0.0,383 (g) = 383 (mg/m3) Đối với khí H2S: M = L× C= × 12,5= 0,084 (g/s) Xét điểm tường chắn gió nhà B có: x= 75, y= 0, z= Theo Gauss: Cmax= 7 Tra bảng = 8,7 m Cmax = = 5,33×1 (g/m3) = 53,3 (µg/m3) Áp dụng QCVN 06/2009-BTNMT nồng độ H2Scho phép trung bình 42(µg/m3) nồng độ H2S nhà B không đạt quy chuẩn cho phép 42×1 = M= 0,066 (g/s) C= = (g) = 5,28 (mg/m3) = 5,28×1 Đối với khí CO: M = C× L = × 12,5= 11,25 (g/s) Xét điểm tường chắn gió nhà B có: x=75, y= 0, z= Theo Gauss: : Cmax= 8 Tra bảng = 8,7 m Cmax = 8,22×1 (g/m3) = 822 µg/m3) Áp dụng QCVN 05/2009-BTNMT nồng độ CO cho phép theo trung bình 30000 µg/m3) nồng độ CO nhà B đạt quy chuẩn cho phép Đối với NO2: M = C×L = ×12,5= 9,5625 (g/s) Xét điểm tường chắn gió nhà B có: x= 75, y= 0, z= Theo Gauss: : Cmax= Tra bảng = 8,7 m Cmax = 6,98×1 (g/m3) = 698 (µg/m3) Áp dụng QCVN 05/2009-BTNMT nồng độ NO2 trung bình 200 µg/m3) nồng độ NO2 nhà B không đạt tiêu chuẩn cho phép 200×1 = M= 2,73 (g/s) C= = = 0,219 (g) = 219 (mg/m3) CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN XỬ LÍ BỤI - TÍNH TOÁN BUỒNG LẮNG Khối lượng riêng hạt bụi: ρb = 2500 kg/m3 Khối lượng riêng khí 70oC : ρk = 0,34 kg/m3 Độ nhớt động lực 70oC : µ = 2,05.10-5 Pa.s Nhiệt độ khí thải vào thiết bị : 70oC Với lưu lượng L = 45000 m3/h Chọn buồng lắng lắp song song => L ’ = 45000/2 = 22500 m3/h = 6.25m/s - Nồng độ bụi đầu vào: Cv = 25000 mg/m3 10 10 Gx = Gmin+ 20%Gmin = 1,2Gmin = 1,2×1137,14= 1364,57(kmol/h) Khối lượng dung dịch NaOH 10% thực tế cần thiết: = = 545828,6 (kg/h) Lượng dung môi tiêu hao riêng (tính theo m3 khí trơ) L= = Mà = 3,2 (kmol/h) = Y= X + Yc - Xđ = 3,2 X+ – 3,2 ×0 = 3,2 X+ => Xc = = = (kmolNO2/kmoldung môi) (Xc: nồng độ cuối pha lỏng) Phương trình đường làm việc qua điểm: A(Xđ;Yc), B(Xc;Yđ) A(0; B( • Khối lượng riêng trung bình pha khí: = ρđ, ρc: khối lượng riêng khí đầu 37 37 ; = + = + = 1,295 (kg/m3) = + = + = 1.297 (kg/m3) Khối lượng riêng trung bình: = = 1,296 (kg/m3) 38 38 TÍNH TOÁN KÍCH THƯỚC THÁP HẤP THỤ Vật liệu đệm ( theo tính toán trình, thiết bị công nghệ hóa chất thực phẩm_ GS, TSKH Nguyễn Bin) Đệm vòng Rasich đổ lộn xộn - Đệm sứ (do khí có tính axit) - Kích thước : 50x50x3 - Bề mặt riêng ( (m2/m3) :90 - Thể tích tự (m3/m3) : Vđ = 0,785 - Số đệm 1m3:6000 - Khối lượng riêng xốp : • Đường kính tháp hấp thụ: - D= Trong đó: + Vy: lưu lượng pha khí, vy = Q= 12500 m3/h= 3,47 m3/s Wk : vận tốc làm việc tháp, m/s, wk = (0,8 – 0,9)wđp ( wđp: vận tốc đảo pha) - Vận tốc dòng khí vào tháp: - Vận tốc dòng khí tháp, chọn wk = 0.85wđp - Wđp tính theo công thức: 39 39 Lg = A – 1,75 Trong đó: + σ: bề mặt riêng đệm, m2/m3 +Vđ: thể tích tự đệm, m3/m3 + ρk, ρl : khối lượng riêng pha khí pha lỏng ρl = ρNaOH10%, 30 = 1104,5 (kg/m3) – tra bảng sổ tay thiết bị công nghệ tập µx: độ nhớt pha lỏng theo nhệt độ làm việc Tra bảng, sổ tay trình thiết bị công nghệ hóa chất- tập => µx(30oC) = 1,45.10-3 (Ns/m2) +µn: độ nhớt nước 20oC; µn = 1,005×10-3 (Ns/m2) A: hệ số phụ thuộc trình, trình hấp thụ A = 0.022 - Đối với SO2: Gx = = (kmol/h) = 6,65× Gy = 0,374 (kg/s) = = = 222(Kmol/h) 40 40 = 222× = 1,79(kg/s) => Lg = 0,022 – 1,75 wđp = 4,99(m/s) wk = 0,85wđp = 0,85×3,04 =4,24(m/s) D= = = 1,02 (m) - Đối với clo: Gx = = 0.0136 (kmol/h) = 2,68× 41 = (kg/s) 41 Gy = = = 222,2(kmol/h)= 199× => =1,79(kg/s) Lg = 0,022 – 1,75 wđp = 6,1(m/s) wk = 0.85wđp = 0.85×3,53= 5,2 (m/s) D= = = 0,9 (m) - Đối với NO2: Gx = = = 0,2865 (kmol/h) = 0,005(Kg/s) 42 42 Gy = = = 222,02(kmol/h) =143.44× =1,79(kg/s) => Lg = 0,022 – 1,75 wđp = 5,5(m/s) wk = 0.85wđp = 0.85×3,09= 4,65 (m/s) D= = = 0,97 (m) Đường kính tháp: D= ; )= Max(1,02;0,9;0,97) = 1,02m Chọn D = 1,1m • Chiều cao tháp : 43 43 ; - Với Cl2: - Động lực học trung bình đáy tháp hấp thụ = yđ - = yđ – 660,5 =3,18× 660,5×4 = 5.38× - Động lực trung bình đỉnh tháp hấp thụ = yc - = yc – 660,5 Xđ = yc = 2,59× Động lực trung bình trình: = = = 1,69× - Số đơn vị truyền khối: = = = 3,03 - Với SO2: - Động lực trung bình đáy tháp hấp thụ 44 44 – = yđ - = yđ – 47.89 = 0,938× 47.89×1,63 = 1,57× - Động lực trung bình đỉnh tháp hấp thụ = yc - = yc – 47.89 Xđ = yc = 1,95× Động lực trung bình trình: = = = 7,12× - Số đơn vị truyền khối: = = = 2.52 - Với NO2: - Động lực trung bình đáy tháp hấp thụ 45 45 – = yđ - = yđ – 2552,63 = 0,891× – 2553,63×1,2 = - Động lực trung bình đỉnh tháp hấp thụ = yc - = yc – 2552,63 Xđ = yc = 4,93× Động lực trung bình trình: = = = - Số đơn vị truyền khối: = = = 2,3 Chiều cao tương đương đơn vị truyền khối: Theo Kafarov- dunesski: Htđ = 200 × 46 46 Đối với khí SO2: Htđ = 200× × Đối với khí Clo: Htđ = 200× × Đối với khí NO2: : Htđ = 200× = 0,98 = 0,9 × = 0,94 Chiều cao làm việc tháp: = Htđ× = Htđ× = 0,98×3,03 = 2,97 (m) = 0,9× 2,52= 2,268 (m) = Htđ× = 0,94× 2,3= 2,07(m) chiều cao làm việc tháp : Hlv = + + =2.97+2.268+2.07= 7,31 m Chọn Hlv = 7.4 m - Khoảng cách từ lớp đệm đến nắp đáy tháp Z L ZC, xác định theo bảng sau: Đường kính D, mm 400 – 1000 1200 – 2200 ≥ 2400 Số đệm : n= = =2 đệm ZL , mm 600 1000 1400 ( Hđ từ 2,5-4m -> chọn 3,7 m) Ta có đường kính D = 1,5 m = 1500 mm ZL = 1000 mm, Zc = 2000 mm 47 ZC , mm 1500 2000 2500 47 Vậy chiều cao thực tế tháp: H = Hlv+ ZL+ ZC + 0.5= 7.4+1+2+0.5 = 10,9m Chọn H = 11 m • Tính toán thiết bị phụ trợ: - Đường ống dẫn khí: Vận tốc dòng khí ống 10 30 m/s, chọn vận tốc khí vào 15 m/s D1= = = 0,55 m Chọn đường kính ống dẫn khí vào tháp: D1 = 600 mm= 0,6m Chọn đường kính ống dẫn khí khỏi tháp: D2= D1= 600 mm = 0,6m, làm thép không gỉ, vận tốc v = = = 12.3 m/s - Đường ống dẫn lỏng: ống lỏng vào: vận tốc lỏng vào tháp khoảng 1-3 m/s, chọn vận tốc v= 1.5 m/s = = =115141 (Kmol/h) 48 48 D3 = = = = 0,25 m Chọn D3 = 250 mm ống dẫn lỏng ra: vận tốc lỏng tháp khoảng 0.1 – 0.5 m/s, chọn v = 0,5 m/s D4 = = = =0,27m Chọn đường kính ống dẫn lỏng tháp: D4= 0,4 m = 400 mm Lưới đỡ đệm: Chọn đường kính lưới đỡ đệm theo bảng IX.22-189sổ tay trình thiết bị tập trang 230 Đường kính tháp (mm) 1100 49 Đường kính lưới D4 Chiều rộng bước b (mm) (mm) 1000 Đệm 50*50 41,5 49 Bộ phận phối lỏng: Chọn theo tiêu chuẩn thép X18H10T : dùng đĩa phân phôi loại bảng IX.22 trang 230 –sổ tay trình thiết bị tập Đường kính tháp Đĩa phân phối loại Đường kính đĩa Dd 1100 600 Ống dẫn chất lỏng d*S t Số lượng lỗ mm 44,5 70 (loại 1) Chiếc 55 TÀI LIỆU THAM KHẢO Ô nhiễm không khí xử lý khí thải – tập 1, Trần Ngọc Chấn, nhà xuất Khoa học Kỹ thuật Ô nhiễm không khí xử lý khí thải – tập 2, Trần Ngọc Chấn, nhà xuất Khoa học Kỹ thuật Ô nhiễm không khí xử lý khí thải – tập 3, Trần Ngọc Chấn, nhà xuất Khoa học Kỹ thuật 50 50 Sổ tay trình thiết bị công nghệ hóa chất – tập 1, TS Trần Xoa, TS nguyễn Trong Khuông, KS Hồ Lê Viên, Nhà xuất khoa học kỹ thuật Sổ tay trình thiết bị công nghệ hóa chất – tập 2, TS Trần Xoa, TS nguyễn Trong Khuông, TS Phạm Xuân Toản, Nhà xuất khoa học kỹ thuật Các trình thiết bị công nghệ hóa chất thực phẩm tập 1,2,3,4 – GS.TSKH Nguyễn Bin Giáo trình “ kỹ thuật xử lý khí thải 51 51 [...]... mg/m3 Hiệu suất tổng thể cần xử lý bụi : = 100% = 97.1% Tính toán xiclon theo phương pháp chọn, dựa vào đường kính thân xiclon theo Stairmand C.J ( Hình 7.8a – giáo trình: ô nhiễm không khí và xử lý khí thải – tập 2 – GS.TS Trần Ngọc Trấn): - Đường kính thân hình trụ (đường kính xiclon): D (m) - Bán kính thân hình trụ: r2 = 0,5.D - Đường kính ống trung tâm : d1= 0,5.D - Bán kính ống trung tâm: r1 =... là 92% - 450 6,75 765 79,26 91,74 44,6 Hỗn hợp khí sau khi qua xử lý bụi đến thiết bị làm mát (quạt), sau đó được đưa sang tháp hấp thụ khí SO 2, NO2, Clo bằng tháp hấp thụ với dung dịch hấp thụ là NaOH 10% Chọn điều kiện làm việc của tháp là nhiệt độ trung bình của dòng khí vào và dòng lỏng vào t= 30 I Tính toán cơ sở: • Đầu vào: - Lượng mol hỗn hợp khí cung cấp đầu vào: = 444,43(kmol/h) Nồng độ của... hợp khí: 28 = 2.93 kg/m3 28 = = 1.56× = (mol/mol) + = 1.204kg/m3 = 0.83⟶ Khối lượng riêng pha khí ở 30 , 1atm: = 1.204 = 1.08 (kg/m3) • Xác đinh đường cân bằng: y*= m.x* Thay bằng: (*) - Vì tỉ số mol trong pha khí rất bé nên: Do đó phương trình đường cân bằng được viết lại như sau: Y = mX trong đó: y* là nồng độ mol khí trong pha khí ở trạng thái cân bằng 29 29 m= là hằng số cân bằng H là hằng số Herry... = = 1358,42 (mg/m3) Đối với SO2: Lượng mol khí SO2 đầu vào: = = 416.99(mol/h) = 0,417(kmol/h) Nồng độ phần mol của SO2: = 0.938.10-3 = - Nồng độ mol tương đối của SO2 là: = = 0,938×1 - Đối với Cl2: - Lượng mol khí Cl2 đầu vào: 23 23 = = 14,15 = 0,01415 - Nồng độ phần mol của Cl2: = = = 3,18× 1 - Nồng độ phần mol tương đối của Cl2: = = = 3,18× - Đối với khí NO2: - Lượng mol khí NO2 đầu vào: = =396,136... nhớt động lực - n: số vòng quay của dòng khí trong xiclon (vòng/s) ve : vận tốc của k hí ở ống dẫn vào xiclon: ve = 15 = 15 (m/s) n= min = = 15 -6 10 (m) D = 1,2 (m) Chọn D = 1,2 (m) Các thông số thiết kế xiclon: - Đường kính thân hình trụ (đường kính xiclon): D = 1,2 m - Bán kính thân hình trụ: r2 = 0,5.D = 0,5 1,2 = 0,6 m - Đường kính ống trung tâm : d1= 0,5.D = 0,6 m - Bán kính ống trung tâm:... bụi cần chứa : m = Gb.T = 69.85 8 = 558.8 (kg) - thể tích thùng chứa bụi : V= = = 0.224 (m3) cho n thể tích thùng chứa bụi :V=0,23 m3 diện tích ngăn chứa bụi s= V/h =0.23/0,2 = 1.15 m2 cho n chiều dài ngăn chứa bụi: l=1.15 m cho n chiều rộng ngăn chứa bụi: b= 1 m CHƯƠNG IV: XỬ LÍ KHÍ THẢI Chỉ tiêu Nồng độ chất ô Nồng độ chất Cmax nhiễm ở 70 ô nhiễm ở 25 QCVN 3 (mg/m3) (mg/m ) 21... bị: ∆p= ξ (N/ ) h: bề dày túi lọc cho n = 3,3 D:đường kính sợi túi lọc = 10 m Theo công thức của Kazenhi-kaman: ξ= cho n 3,04 ∆p= =54,32(N/ ) • Khối lượng bụi thu được : - Lượng hệ khí vào ống tay áo : Gv = Q = 0,34 45000 =15300 (kg/h) - Nồng độ bụi trong hệ khí đi vào thiết bị lọc tay áo (% khối lượng) : yv = = 100 = 0,515 % - nồng độ bụi trong hệ khí ra khỏi thiết bị (%khối lượng ) :... 0,886) = 0,05871 % - lượng hệ khí ra khỏi thiết bị : 20 20 Gr = Gv = 15300 = 15230,15 (kg/h) - lượng khí sạch hoàn toàn : Gs = Gv = 15300 = 15221.205 (kg/h) - lưu lượng hệ khí đi ra khỏi thiết bị: Qr = = = 44794.6 (m3/h) - năng suất của thiết bị lọc theo lượng khí sạch hoàn toàn : Qs = = 44768.3 (m3/h) = - lượng bụi thu được : Gb = Gv – Gr = 15300 – 15230.15 = 69.85 (kg/h) Cho n thời gian lưu bụi T=8... =125÷300mm) - Chiều cao túi vải H = 3 m (h = 2÷3,5 ) Diện tích túi vải : Svải = D.h = 0,3 3= 2,82 (m2) Số túi vải: n= = = 277.77 (túi) Chọn số túi vải là 280 túi.chia làm 1 đơn nguyên,mỗi đơn nguyên 278 túi chọn hàng ngang là 20 túi, hàng dọc là 14 túi Chọn khoảng cách : - Giữa các túi là d1 = 0,1 m - Giữa các hàng là d2 = 0,1 m - Giữa túi vải ngoài cùng đến mặt trong của thiết bị là d3 = 0,1 m - Khoảng... khi qua xiclon (g/m3) - Tổng lượng bụi còn lại sau khi đi qua xiclon: 1.751g - Hiệu suất làm sạch của xiclon: = 100% =75 % TÍNH TOÁN TÚI LỌC VẢI Lưu lượng khí đầu vào: Q = 45000 (m3/h) = 750 (m3/phút) Nồng độ bụi vào thiết bị : Cv = 1751 mg/m3 = 1.751 g/m3 Hiệu suất xử lý : = 100% = 88.6 % Vì to = 70oC nên ta chọn loại túi vải tổng hợp Cường độ lọc : v = 0,3 0,9 m/phút Chọn v = 0,9 Tổng diện tích