Đang tải... (xem toàn văn)
Khối lượng riêng hạt bụi: ρb = 2500 kgm3 Khối lượng riêng của khí tại 70oC : ρk = 0,34 kgm3. Độ nhớt động lực tại 70oC : µ = 2,05.105 Pa.s Nhiệt độ của khí thải vào thiết bị : 70oC Với lưu lượng L = 45000 m3h Chọn 2 buồng lắng lắp song song => L’ = 450002 = 22500 m3h = 6.25ms Nồng độ bụi đầu vào: Cv = 25000 mgm3 Nồng độ bụi đầu ra theo QCVN19:2009BTNMT cột B : Cr = 200 mgm3 Hiệu suất tổng thể cần xử lý bụi : = . 100% = 99,2% Đường kính hạt bụi d(s) (μm) 2,5B Chọn : B = 6 (m) l = 6,5 (m) Chọn vận tốc buồng lắng u = 0,7 (ms)
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 Nồng độ bụi đầu theo QCVN19:2009/BTNMT- cột B : Cr = 200 mg/m3 Hiệu suất tổng thể cần xử lý bụi : = 100% = 99,2% Đường kính hạt bụi d(s) 2,5B Chọn : * B = (m) * l = 6,5 (m) Chọn vận tốc buồng lắng u = 0,7 (m/s) 1 Tổng 100 Chiều cao H = = = u = = 1,48 (m) => chọn H=1,5 m = 0,694 (m/s) Hiệu lọc theo cỡ hạt xiclon : ɳ( ) = 5,555 = 5,555 (μm) η (%) 10 20 30 40 50 60 70 4.036 16.15 36.32 64,58 100 100 100 30-40 40- 50- 60- 50 12 60 16 70 32 Bảng phân cấp cỡ hạt bụi Đường kính cỡ hạt Lưu lượng tính cho xiclon : L’= 45000/4= 11250 m3/h = 3.125 m/s - Nồng độ bụi đầu vào: Cv = 8893,04 = 2223,3 mg/m3 - Nồng độ bụi đầu theo QCVN19:2009/BTNMT- cột B : Cr = 200 mg/m3 Hiệu suất tổng thể cần xử lý bụi : = 100% = 91% 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 xử lý khí thải – tập – 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 = 0,5.d1 = 0,25D - Chiều dài miệng ống dẫn khí vào: a = 0,5D - Chiều rộng miệng ống dẫn khí vào: b = 0,2D - Chiều cao thân hình trụ: h = 1,5D - Chiều cao thiết bị xiclon: H = 1,5D+2,5D = 4.D - Chiều cao phần bên ống trung tâm: h1 = 0,5 D - Chiều cao ống trung tâm : h2 = h1+ 0,5D = D - Đường kính cửa tháo bụi: d3=( 0,3÷0,4).D - Xác định đường kính xiclon (D) 3 Chọn min = 15 µm = 15 10-6 m = Trong : - l = H – a = 4D – 0,5D = 3,5D - µ= 2,05.10-5 (Pa.s) : độ nhớt động lực -ve : vận tốc k hí ống dẫn vào xiclon: = ve = - n: số vòng quay dòng khí xiclon (vòng/s) = (vòng/s) = 4 (m/s) = 15 10-6 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: r1 = 0,5.d1 = 0,25D = 0,25 1,2 = 0,3 m - Chiều dài miệng ống dẫn khí vào: a = 0,5D = 0,6 m - Chiều rộng miệng ống dẫn khí vào: b = 0,2D = 0,24 m - Chiều cao thân hình trụ: h = 1,5D = 1,5 1,2 = 1,8 m - Chiều cao thiết bị xiclon: H = 1,5D+2,5D = 4.D = 1,2 = 4,8 m - Chiều cao làm việc hiệu quả của xyclon: l = H-a = 4,8 - 0,6 =4,2 m - Chiều cao phần bên ống trung tâm: h1 = 0,5 D = 0,5 1,2 = 0,6 m - Chiều cao ống trung tâm : h2 = D = 1,2 m - Đường kính cửa tháo bụi: d3=( 0,3÷0,4).D = 0,36 ÷ 0,48 m => Chọn d3 = 0,4 m Hiệu lọc theo cỡ hạt xiclon : ɳ( ) = x 100% Với : = + = 4,6 (vòng/s) + α = - = - (4,6)2 4,2 = - 1,3.1010 Kết tính toán hiệu lọc theo cỡ hạt ɳ( ) thể bảng sau : Bảng : Hiệu lọc theo cỡ hạt η( (μm) η (%) ) 10 20 30 12,7 48,3 100 100 Bảng : Bảng phân cấp cỡ hạt ban đầu hạt bụi Đường kính cỡ hạt d(s) (μm) > chiều dài của thiết bị: L= L1 + d4 =0,1 + 4,5 = 4,6 m - Chiều rộng đơn nguyên : B1 = D.n2 + (n2 – 1).d2 + 2d3= 0,3.11 + (11 – 1).0,1 + 2.0,1 = 4,5 m =>> chiều rộng của thiết bị B = 4,5 m - Chiều cao thiết bị H= + + (2÷3,5m) : chiều cao túi vải = 3m : chiều cao bộ phận chấn động túi vải (thường lấy =100mm) : chiều cao bộ phận thu hồi bụi (0÷1,5m) = 0,3m (chiều cao phần phễu 0,2m ; chiều cao phần chứa bụi 0,2m) H= + 0,1+ 0,4 = 3,5 m - Tổn thất áp suất của thiết bị: ∆p= ξ (N/ ) 8 h: bề dày túi lọc chọn = 3,3 D:đường kính sợi túi lọc = 10 m Theo công thức của Kazenhi-kaman: ξ= chọn 3,04 =>> =54,32(N/ ∆p= ) - Khối lượng bụi thu : - Lượng hệ khí vào ống tay áo : Gv = Q = 0,34 45000 =15300 (kg/h) - Nồng độ bụi hệ khí vào thiết bị lọc tay áo (% khối lượng) : yv = = 100 = 0,1 % - nồng độ bụi hệ khí khỏi thiết bị (%khối lượng ) : yr = yv.(1 ) = 0,1.(1 – 0,944) = 0,0056 % - lượng hệ khí khỏi thiết bị : Gr = Gv = 15300 = 15285,55 (kg/h) - lượng khí hoàn toàn : Gs = Gv = 15300 15284,7 (kg/h) - lưu lượng hệ khí khỏi thiết bị: 9 = Qr = = 44957,5 (m3/h) = - suất thiết bị lọc theo lượng khí hoàn toàn : Qs = = = 44955 (m3/h) - lượng bụi thu : Gb = Gv – Gr = 15300 – 15285,55 = 14,45 (kg/h) Chọn thời gian lưu bụi T=8 tiếng - khối lượng bụi cần chứa : m = Gb.T = 14,45 = 115,6 (kg) - thể tích thùng chứa bụi : V= = = 0,045 (m3) chọn thể tích thùng chứa bụi :V=0,05 m3 diện tích ngăn chứa bụi s= V/h =0,05/0,2 = 0,25 m chọn chiều dài ngăn chứa bụi: l=0,5 m chọn chiều rộng ngăn chứa bụi: b= 0,5m Tính toán xử lí khí thải (phương pháp hấp thụ) - Lưu lượng khí: 45000 m3/h - Nhiệt độ khí vào tháp: 700C - Áp suất: Pt = 1atm = 760 mmHg = 1,0133.105 Pa - Nhiệt độ dung dịch NaOH: 250C - Chọn điều kiện làm việc tháp nhiệt độ trung bình dòng khí vào dòng lỏng vào, t0 = 300C Hỗn hợp khí xử lý xem gồm NO2, SO2, H2S Khí cần xử lí NO2 SO2 Nồng độ vào (mg/m3 ) 2210 1520 đầu Nồng độ đầu Hiệu suất quá (mg/m3 ) 850 500 H2S 39 Vậy hiệu suất quá trình hấp thụ là E=80% 7,5 1, Đầu vào 10 10 trình hấp thụ 61,5% 67,1% 80% - Suất lượng mol hh khí vào tháp: - Suất lượng mol NO2, SO2, H2S Tổng lượng mol khí đầu vào: = + =3,747 - Suất lượng mol cấu tử trơ: Gtr =G1 – GAđ = 1599,94 – 3,747 = 1596,193 (kmol/h) 11 11 + - - Nồng độ phần mol hỗn hợp khí: Nồng độ phần mol tương đối: (1) 12 12 2, Đầu - Suất lượng mol khí hấp thụ: - Suất lượng mol khí lại hỗn hợp khí đầu ra: GNO2c =GNO2đ - = 2,162 – 1,73 = 0,432 (kmol/h) GSO2c =GSO2đ - = 1,069 – 0,855 = 0,214 (kmol/h) GH2Sc =GH2Sđ - = 0,516 – 0,413 = 0,103 (kmol/h) = GNO2c + GSO2c+ GH2Sc =0,749 kmol/h Tổng mol khí đầu ra: - Suất lượng mol khí đầu ra: GBc = Gtr + GAc = 1596,193 + 0,749 = 1596,942 (kmol/h) - Nồng độ phần mol hỗn hợp khí đầu ra: 13 13 - Nồng độ phần mol tương đối 14 14 Xác định phương trình đường cân bằng Theo sách “ Các trình , thiết bị công nghệ hóa chất thực phẩm,tập 4” Ta có : Trong : m: số cân bằng, tính theo công thức m= +p=760 mmHg hệ số henry, tại t=30oC ΨNO2 =0,194.106 ( tra bảng 3.1) + mNO2=255,263 ΨSO2 =0,0364.106 => mSO2= 47.89 ΨH2S =0,463.106 =>> mH2S= 609,2 ta thấy y Y => Bảng Khí Phương trình đường cân bằng Y=255,263X Y=47,89X Y= 609,2X NO2 SO2 H2S Xác định phương trình đường làm việc Phương trình cân vật chất Gtrơ (Yđ- Yc) = Gx (Xc – Xđ) Vì Xđ = nên phương trình trở thành: Gtrơ (Yđ- Yc) = Gx Xc Ở tiết diện tháp phương trình đường nồng độ làm việc: + Yc Y= Giả sử Xc = Xcbc lượng dung môi tối thiểu cần để hấp thụ : 15 15 GX min= Gtr (kmol/h) Thông thường lượng dd hthu thực tế Gx=1,2 Thay Yd từ (1) vào phương trình đường cb (bảng 1) ta được =5,29.10-6 =1,43 10 -5 =5,28 10 -7 =372,94 (Kmol/h) =310,79 =72,06 = 4,56 (kg/s) =1 ,28 =60,05 =934,5 = 8,8 =778,75 Tổng lượng dung dịch hấp thụ thực tế: GX= - =1379,5 (kmol/h) Lượng dung môi cần thiết: Khí NO2 XC Pt đường làm việc Y= 0,234X+2,7.10-4 Điểm pt dlv qua =4,6 (4,6.10-3 ;1,3.10-3) (0; 2,7 10-4) 10-3 Y=0,0451X+1,3.10-4 SO2 =0,0 (0,012; 0,668.10-3) (0; 1,3 10-4) =4,4 (4,4.10-4 ; 0,322 10-3) (0; 0,644.10-4) 12 H2S Y=0,585X+0,644.10 -4 10-4 Gx= Gtr =>> Xc= Tiình ðýõÌng kiình thaìp hâìp thuò 16 16 Vật liệu ðệm (Bảng IX.8-T193-Sách T2) Đệm vòng Rasiga đổ lộn xộn - Đệm sứ (do khí có tính axit) - Kích thước : 50x50x5 - Bề mặt riêng ( (m2/m3) : 95 - Thể tích tự (m3/m3) : 0,79 - Số đệm 1m3 58.102 - Khối lượng riêng xốp : ( Trích Quá trình thiết bị công nghệ hóa học thực phẩm - Tập - Truyền khối - Vũ Bá Minh) Tính vận tốc làm việc tháp(ω) Theo công thức : (CT IX.114 – T187 – sổ tay quá trình và thiết bị công nghệ hoá chất tập 2) Với : Trong :ωdp: vận tốc đảo pha : thể tích tự đệm, m3/m3 : bề mặt riêng của đệm Gx , Gy lượng lỏng lượng trung bình Tính toán : Vđ = 0,79 m3/m3 : khối lượng riêng pha khí Khối lượng riêng hỗn hợp khí ρy Khối lượng riêng pha khí :ρy hay ρhh khí 17 17 ρhh khí = ρNO2 vNO2 +ρSO2 vSO2 + ρH2S vH2S + ρkk vkk (Công thức trang 5_Sổ tay trình, tập 1) Trong đó: ρNO2; ρSO2; ρH2S : khối lượng riêng SO2 30oC ρNO2 = = = ρSO2 = = = ρH2S 1,85 kg/m3 2,57 kg/m3 = = = 1,37 kg/m3 ρkk : khối lượng riêng không khí 30oC ρkk = = = 1.16 kg/m3 (Công thức trang 14_ Sổ tay trình, tập 1) Khối lượng riêng hỗn hợp khí: 18 18 - ρy = 1,85 1,35 10-3 +2,57 6,68 10-4 +1,37 3,23 10-4+1,16.0,9976= 1,16(kg/m3) - : khối lượng riêng pha lỏng (Tra bảng I.23 – T35– Sách T1) : độ nhớt pha lỏng tại 30oC (Tra bảng I.101 – T91 – Sách T1) độ nhớt nước tại 20oC + Gx= )/3= 4,88 (kg/s) = 29/3600= 6,43(kg/s) x= 0,396 Thay phương trình y ta có: ωdp= = =3,35(m/s) vận tốc làm việc tháp ω= (0.8÷0.9) lưu lượng pha lỏng: Vx= 12,5 m3/s 19 ωdp= 0,8.3,35= 2,7 m/s 19 đường kính tháp đệm chọn đường kính tháp hấp thụ là: 2400 mm Tính chiều cao tháp Chiều cao làm việc tháp xác định theo phương pháp số đơn vị chuyển khối: Trong Hlv : chiều cao làm việc tháp : số đơn vị chuyển bậc nồng độ thực tế= (n:hiệu suất ngăn= 0,75) hdv : chiều cao đơn vị chuyển khối - hdv= 200( )1,2 : bề mặt riêng của đệm : vận tốc làm việc tháp: 2,7 m/s =0,79 thể tích tự đệm, m3/m3 hdv= 0,42 m => = hdv(Ntt NO2 + Ntt sO2+ Ntt H2S)= 8m Đường ống dân khí - Vận tốc khí ống khoảng 10 – 30 m/s Chọn vận tốc ống dẫn khí vào vận tốc ống dẫn khí và vào: v=30 m/s * ống dẫn khí vào 20 20 = Đường kính ống dân khí vào: d= = 0,4 m * ống dẫn khí = - Lưu lượng khí Qra= =11 m3/s Đường ống dẫn khí : d= = = 0,4 m - Chọn ống dẫn khí và vào có đường kính ống tiêu chuẩn d = 400 mm, bề dày b = 13 mm làm thép không gỉ (Theo bảng XIII.32 trang 434 sổ tay trình thiết bị công nghệ hóa chất tập 2) chiều dài đoạn ống nối (ứng với d = 400 mm) 150 mm Đường ống dẫn lỏng *Ống dân lỏng vào -Vận tốc chất lỏng ống khoảng – m/s.chọn vvào=1,5 m/s = 0,02 m3/s => d= 0,13 -Lưu lượng lỏng vào: Qv= m *Ống dẫn lỏng -Chọn vra= m/s Qra= 0,02 m3/s => d=0,15m - Chọn đường kính tiêu chuẩn d = 150 mm bề dày b =11 mm - Vật liệu làm nhựa PVC - Ống dẫn lỏng hàn vào thiết bị (Theo bảng XIII.32 trang 434 sổ tay trình thiết bị công nghệ hóa chất tập 2) chiều dài đoạn ống nối 130mm Đáy và nắp thiết bị 21 21 Chọn đáy và nắp elip có gờ (bảng XIII.13 trang 388 STQT và TBCNHC tập2) hb= 600mm; h=40mm; Ft= 6,56 m2; S= 10mm Kiểu bích Chọn kiểu bích (bảng XIII.26 trang 409) Dy=10 mm; Dn= 14mm; D= 75mm; D1= 35mm; Dt= 50mm Bu lông M10 gồm cái 22 22 [...]... (Bảng IX.8-T193-Sách T2) Đệm vòng Rasiga đổ lộn xộn - Đệm bằng sứ (do các khí có tính axit) - Kích thước : 50x50x5 - Bề mặt riêng ( (m2/m3) : 95 - Thể tích tự do (m3/m3) : 0,79 - Số đệm trong 1m3 58.102 - Khối lượng riêng xốp : ( Trích Quá trình và thiết bị công nghệ hóa học và thực phẩm - Tập 3 - Truyền khối - Vũ Bá Minh) Tính vận tốc làm việc của tháp(ω) Theo công thức : (CT IX.114 – T187 – sổ tay... tay quá trình và thiết bị công nghệ hoá chất tập 2) Với : Trong đó :ωdp: vận tốc đảo pha : thể tích tự do của đệm, m3/m3 : bề mặt riêng của đệm Gx , Gy lượng lỏng và lượng hơi trung bình Tính toán : Vđ = 0,79 m3/m3 : khối lượng riêng pha khí Khối lượng riêng của hỗn hợp khí ρy Khối lượng riêng của pha khí :ρy hay ρhh khí 17 17 ρhh khí = ρNO2 vNO2 +ρSO2 vSO2 + ρH2S vH2S + ρkk vkk (Công... Nồng độ phần mol tương đối 14 14 Xác định phương trình đường cân bằng Theo sách “ Các quá trình , thiết bị trong công nghệ hóa chất và thực phẩm,tập 4” Ta có : Trong đó : m: hằng số cân bằng, tính theo công thức m= +p=760 mmHg hệ số henry, tại t=30oC ΨNO2 =0,194.106 ( tra bảng 3.1) + mNO2=255,263 ΨSO2 =0,0364.106 => mSO2= 47.89 ΨH2S =0,463.106 =>> mH2S= 609,2 ta thấy y Y => Bảng 1 Khí Phương... = =3,35(m/s) vận tốc làm việc trong tháp ω= (0.8÷0.9) lưu lượng pha lỏng: Vx= 12,5 m3/s 19 ωdp= 0,8.3,35= 2,7 m/s 19 đường kính tháp đệm chọn đường kính tháp hấp thụ là: 2400 mm Tính chiều cao của tháp Chiều cao làm việc của tháp được xác định theo phương pháp số đơn vị chuyển khối: Trong đó Hlv : chiều cao làm việc của tháp : số đơn vị chuyển bậc nồng độ thực tế= (n:hiệu