Đang tải... (xem toàn văn)
Đồ án môn học Quá trình và thiết bị trong công nghệ hóa học và thực phẩm đề tài xử lý khí thải so2, dùng thiết bị là tháp hấp thu dạng tháp đệm dung môi là nước Ngành công nghiệp nước ta ngày càng phát triển. Các nhà máy,xí nghiệp, khu công nghiệp mọc lên ngày càng nhiều, mở rộng cả về qui mô lẫn diện tích. Hàng năm công nghiệp sản xuất ra một khối lượng sản phẩm, hàng hóa rất lớn cho nhu cầu trong nước và xuất khẩu song song với lượng hàng hóa này nghành công nghiệp cũng thải ra một lượng lớn khí thải vào môi trường sống của chúng ta, chưa kể khí thải từ hoạt động nông nghiệp, giao thông cũng như các nguồn khác. Trong đó SO2 là khí thải phổ biến nhất, vấn đề ô nhiễm khí quyển bởi SO2 từ lâu đã trở thành mối hiểm họa của nhiều nước. Từ đó việc xử lý khí SO2 nói riêng và khí thải nói chung trở nên cần thiết và cấp bách hơn bao giờ hết. Công nghệ xử lý SO2 trong khí thải đã được nghiên cứu từ rất lâu và các nhà khoa học cũng đã thử nghiệm nhiều công nghệ xử lý SO2. Một trong những công nghệ đó là phương pháp hấp thu SO2 bằng tháp đệm.Sau thời gian học tại trường, được sự hướng dẫn chỉ bảo tận tình của các thầy cô trong khoa Công nghệ hóa học trường Đại học Công nghiệp Thực phẩm TP.HCM em đã hoàn thành bộ môn quá trình và thiết bị trong công nghệ hóa học. Được sự phân công của nhà trường và thầy cô trong khoa em được giao đề tài đồ án môn học:”Thiết kế tháp đệm dùng để hấp thu SO2 bằng nước với năng suất 1000m3h”Qua quá trình tìm hiểu, với sự nỗ lực của bản thân và đặc biệt là sự giúp đỡ tận tình của cô Ths Võ Phạm Phương Trang, em đã hoàn thành đồ án đúng thời hạn. Do lần đầu làm đồ án và trình độ bản thân cũng còn hạn chế nên không tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong nhận được sự góp ý kiến của quý thầy cô và các bạn để đề tài được hoàn thiện hơn.Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến cô Võ Phạm Phương Trang, các thầy cô trong khoa Công nghệ hóa học trường Đại học Công nghiệp thực phẩm TP.HCM đã giúp đỡ em trong thời gian qua.TP.HCM, ngày 20, tháng 6, năm 2015 Sinh viên thực hiện MỤC LỤCCHƯƠNG I: TỔNG QUAN I.TỔNG QUAN VỀ KHÍ SO21. Tính chất hóa lý SO2……………………………………………………..2. Tác hại của khí SO2 ……………………………………………………...3. Các nguồn tạo ra SO2..……………………….…………………………..II.CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ SO21. Hấp thụ khí SO2 bằng nước. 2. Hấp thụ khí SO2 bằng dung dịch sữa vôi 3. Xử lý khí khí SO2 bằng ammoniac………………………………………4. Xử lý khí SO2 bằng magie oxit.…………………………………………5. Xử lý khí SO2 bằng kẽm oxit….…………………………………………6. Xử lý SO2 bằng kẽm oxit kết hợp natri sunfit.……………………..……7. Xử lý khí SO2 bằng các chất hấp thụ hữu cơ.…………………………..8. Hấp phụ khí SO2 bằng than hoạt tính ………………………….………9. Hấp phụ khí SO2 bằng vôi, đá vôi, đolomit……………………...………CHƯƠNG II: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆI.CHỌN QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ………………………...……………..II.THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ…………………………….CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN QUÁ TRÌNH HẤP THỤI.CÁC THÔNG SỐ BAN ĐẦU………………………..……………………. II.TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT……………...…………………………… III.TÍNH CÂN BẰNG NĂNG LƯỢNG……………………………………….CHƯƠNG IV: TÍNH TOÁN THÁP HẤP THỤI.TÍNH KÍCH THƯỚC THÁP HẤP THU1. Tính đường kính tháp hấp thụ……………………………………………2. Tính chiều cao tháp hấp thụ………...……………………………………3. Tính trở lực tháp………………………………………………………….II.TÍNH CƠ KHÍ1. Tính thân tháp……………………………………………………………2. Tính nắp và đáy tháp……………………………………………………..3. Tính ống dẫn lỏng và ống dẫn khí………………………………………..4. Tính các bích ghép nối………………….………………………………..5. Tính lưới đỡ đệm và đĩa phân phối lỏng……...………………………….6. Tính cửa nhập liệu và tháo liệu, kính quan sát….……………………….7. Tính chân đỡ và tai đeo…………………………………………………..III.TÍNH THIẾT BỊ PHỤ1. Tính công suất quạt…….………………………………………………... CHƯƠNG V: KẾT LUẬN…………………………………………………... TÀI LIỆU THAM KHẢO……………………………………………………..11344568881010111111121517212830323334363738394243
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC Đề tài: THIẾT KẾ THÁP ĐỆM DÙNG ĐỂ HẤP THU KHÍ SO2 BẰNG NƯỚC VỚI NĂNG SUẤT 1000 m3/h GVHD : SVTH : Lớp : MSSV : Ths VÕ PHẠM PHƯƠNG TRANG NGUYỄN VŨ TRỌNG 03ĐHHH3 2004120301 TP.HCM, THÁNG 06/2015 Ngành công nghiệp nƣớc ta ngày càng phát triển. Các nhà máy,xí nghiệp, khu công nghiệp mọc lên ngày càng nhiều, mở rộng cả về qui mô lẫn diện tích. Hàng năm công nghiệp sản xuất ra một khối lƣợng sản phẩm, hàng hóa rất lớn cho nhu cầu trong nƣớc và xuất khẩu song song với lƣợng hàng hóa này nghành công nghiệp cũng thải ra một lƣợng lớn khí thải vào môi trƣờng sống của chúng ta, chƣa kể khí thải từ hoạt động nông nghiệp, giao thông cũng nhƣ các nguồn khác. Trong đó SO2 là khí thải phổ biến nhất, vấn đề ô nhiễm khí quyển bởi SO2 từ lâu đã trở thành mối hiểm họa của nhiều nƣớc. Từ đó việc xử lý khí SO2 nói riêng và khí thải nói chung trở nên cần thiết và cấp bách hơn bao giờ hết. Công nghệ xử lý SO2 trong khí thải đã đƣợc nghiên cứu từ rất lâu và các nhà khoa học cũng đã thử nghiệm nhiều công nghệ xử lý SO2. Một trong những công nghệ đó là phƣơng pháp hấp thu SO2 bằng tháp đệm. Sau thời gian học tại trƣờng, đƣợc sự hƣớng dẫn chỉ bảo tận tình của các thầy cô trong khoa Công nghệ hóa học trƣờng Đại học Công nghiệp Thực phẩm TP.HCM em đã hoàn thành bộ môn quá trình và thiết bị trong công nghệ hóa học. Đƣợc sự phân công của nhà trƣờng và thầy cô trong khoa em đƣợc giao đề tài đồ án môn học:”Thiết kế tháp đệm dùng để hấp thu SO2 bằng nước với năng suất 1000m3/h” Qua quá trình tìm hiểu, với sự nỗ lực của bản thân và đặc biệt là sự giúp đỡ tận tình của cô Ths Võ Phạm Phƣơng Trang, em đã hoàn thành đồ án đúng thời hạn. Do lần đầu làm đồ án và trình độ bản thân cũng còn hạn chế nên không tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong nhận đƣợc sự góp ý kiến của quý thầy cô và các bạn để đề tài đƣợc hoàn thiện hơn. Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến cô Võ Phạm Phƣơng Trang, các thầy cô trong khoa Công nghệ hóa học trƣờng Đại học Công nghiệp thực phẩm TP.HCM đã giúp đỡ em trong thời gian qua. TP.HCM, ngày 20, tháng 6, năm 2015 Sinh viên thực hiện MỤC LỤC CHƯƠNG I: TỔNG QUAN I. TỔNG QUAN VỀ KHÍ SO2 1. Tính chất hóa lý SO2…………………………………………………….. 2. Tác hại của khí SO2 ……………………………………………………... 3. Các nguồn tạo ra SO2..……………………….………………………….. II. CÁC PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ SO2 1. Hấp thụ khí SO2 bằng nƣớc. 2. Hấp thụ khí SO2 bằng dung dịch sữa vôi 3. Xử lý khí khí SO2 bằng ammoniac……………………………………… 4. Xử lý khí SO2 bằng magie oxit. ………………………………………… 5. Xử lý khí SO2 bằng kẽm oxit….………………………………………… 6. Xử lý SO2 bằng kẽm oxit kết hợp natri sunfit. ……………………..…… 7. Xử lý khí SO2 bằng các chất hấp thụ hữu cơ. ………………………….. 8. Hấp phụ khí SO2 bằng than hoạt tính ………………………….……… 9. Hấp phụ khí SO2 bằng vôi, đá vôi, đolomit……………………...……… 1 1 3 4 4 5 6 8 8 8 10 10 CHƯƠNG II: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ I. CHỌN QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ………………………...…………….. 11 II. THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ……………………………. 11 CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN QUÁ TRÌNH HẤP THỤ I. CÁC THÔNG SỐ BAN ĐẦU………………………..……………………. 11 II. TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT……………...…………………………… 12 III. TÍNH CÂN BẰNG NĂNG LƢỢNG………………………………………. 15 CHƯƠNG IV: TÍNH TOÁN THÁP HẤP THỤ I. TÍNH KÍCH THƢỚC THÁP HẤP THU 1. Tính đƣờng kính tháp hấp thụ…………………………………………… 2. Tính chiều cao tháp hấp thụ………...…………………………………… 3. Tính trở lực tháp…………………………………………………………. II. TÍNH CƠ KHÍ 1. Tính thân tháp…………………………………………………………… 2. Tính nắp và đáy tháp…………………………………………………….. 3. Tính ống dẫn lỏng và ống dẫn khí……………………………………….. 4. Tính các bích ghép nối………………….……………………………….. 5. Tính lƣới đỡ đệm và đĩa phân phối lỏng……...…………………………. 6. Tính cửa nhập liệu và tháo liệu, kính quan sát….………………………. 7. Tính chân đỡ và tai đeo………………………………………………….. III. TÍNH THIẾT BỊ PHỤ 1. Tính công suất quạt…….………………………………………………... CHƯƠNG V: KẾT LUẬN…………………………………………………... TÀI LIỆU THAM KHẢO…………………………………………………….. 17 21 28 30 32 33 34 36 37 38 39 42 43 ĐỒ ÁN QTTB GVHD: Ths VÕ PHẠM PHƯƠNG TRANG CHƢƠNG I: TỔNG QUAN I. TỔNG QUAN VỀ KHÍ SO2 1. Tính chất hóa lý SO2 : - SO2 là chất khí không màu, mùi kích thích mạnh, dễ hóa lỏng, dễ hòa tan trong nước (ở điều kiện bình thường 1 thể tích nước hòa tan 40 thể tích SO2) - Khi hòa tan trong nước tạo thành dung dịch sunfurơ và tồn tại ở 2 dạng :chủ yếu là SO2.nH2O và phần nhỏ là H2SO3. - SO2 có nhiệt độ nóng chảy ở –750 C và nhiệt độ sôi ở –100C . - Nguyên tử S trong phân tử SO2 có cặp electron hóa trị tự do linh động và ở trạng thái oxy hóa trung gian (+4) nên SO2 có thể tham gia phản ứng theo nhiều kiểu khác nhau: - Cộng không thay đổi số ôxy hóa : SO2 + H2O = H2SO3 -Thực hiện phản ứng khử : SO2 + 2CO 2CO2 + S ↓ -Thực hiện phản ứng oxy hóa : SO2 + Cl2 + H2O H2SO4 + HCl Trong môi trường không khí , SO2 dễ bị ôxy hóa và biến thành SO3 trong khí quyển. SO3 tác dụng với H2O trong môi trường ẩm và biến thành acid hoặc muối sunfat. Chúng sẽ nhanh chóng tách khỏi khí quyển và rơi xuống gây ô nhiểm môi trường đất và môi trường nước . 2. Tác hại của khí SO2 : Đối với sức khỏe con ngƣời - SO2 là chất có tính kích thích, ở nồng độ nhất định có thể gây co giật ở cơ trơn của khí quản. Ở nồng độ lớn hơn sẽ gây tăng tiết dịch niêm mạc đường khí quản. Khi tiếp xúc với mắt, chúng có thể tạo thành axit. Bảng: Liều lƣợng gây độc mg SO2/m3 Tác hại 20-30 50 130-260 1000-1300 Giới hạn gây độc tính Kích thích đường hô hấp, ho Liều nguy hiểm sau khi hít thở (30 - 60 phút) Liều gây chết nhanh (30 - 60 phút) SVTH: Nguyễn Vũ Trọng Page 1 ĐỒ ÁN QTTB GVHD: Ths VÕ PHẠM PHƯƠNG TRANG - SO2 có thể xâm nhập vào cơ thể con người qua các cơ quan hô hấp hoặc các cơ quan tiêu hóa sau khi được hòa tan trong nước bọt. Cuối cùng, chúng có thể xâm nhập vào hệ tuần hoàn. - Khi tiếp xúc với bụi , SO2 có thể tạo ra các hạt axit nhỏ có khả năng xâm nhập vào các huyết mạch nếu kích thước của chúng nhỏ hơn 2-3 μm. - SO2 có thể xâm nhập vào cơ thể qua da và gây ra các chuyển đổi hóa học. Kết quả là hàm lượng kiềm trong máu giảm, ammoniac bị thoát qua đường tiểu và có ảnh hưởng đến tuyến nước bọt. - Trong máu, SO2 tham gia nhiều phản ứng hóa học, gây rối loạn chuyển hóa đường và protein, gây thiếu vitamin B và C, ức chế enzyme oxydaza, tạo ra methemoglobine để chuyển Fe2+ (hòa tan) thành Fe3+ (kết tủa) gây tắc nghẽn mạch máu cũng như làm giảm khả năng vận chuyển oxy của hồng cầu,gây co hẹp dây thanh quản, khó thở. Đối với thực vật - Các loài thực vật nhạy cảm với khí SO2 là rêu và địa y. Bảng: Nồng độ gây độc Nồng độ Tác hại (ppm) 0,03 Ảnh hưởng đến sinh trưởng của rau quả 0,15 – 0,3 Gây độc kinh niên 1–2 Chấn thương lá cây sau vài giờ tiếp xúc Đối với môi trƣờng - SO2 bị oxy hóa ngoài không khí và phản ứng với nước mưa tạo thành axit sulfuric hay các muối sulfate gây hiện tượng mưa axit, ảnh hưởng xấu đến môi trường. * Quá trình hình thành mƣa axit của SO2 - Phản ứng hoá hợp giữa lưu huỳnh điôxít và các hợp chất gốc hiđrôxyl: SO2 + OH· → HOSO2· - Phản ứng giữa hợp chất gốc HOSO2· và O2 sẽ cho ra hợp chất gốc HO2· và SO3 : HOSO2· + O2 → HO2· + SO3 - Lưu huỳnh triôxít SO3 sẽ phản ứng với nước và tạo ra H2SO4. Đây chính là thành phần chủ yếu của mưa axít. SO3(k) + H2O(l) → H2SO4(l) * Các tác hại của mƣa axit SVTH: Nguyễn Vũ Trọng Page 2 ĐỒ ÁN QTTB GVHD: Ths VÕ PHẠM PHƯƠNG TRANG - Nước hồ bị axit hóa: mưa axit rơi trên mặt đất sẽ rửa trôi các chất dinh dưỡng trên mặt đất và mang các kim loại độc hại xuống ao hồ, gây ô nhiễm nguồn nước trong hồ, phá hỏng các loại thức ăn , uy hiếp sự sinh tồn của các loài cá và các sinh vật khác trong nước - Các ảnh hƣởng của pH đến hệ thủy sinh vật pH1 ⇒ Đệm thấm ướt tốt. Tra [2,HìnhIX.16,178] => ψ=1 Tính htG chiều cao của một đơn vị chuyển khối trong pha khí Áp dụng công thức: htG Vđ . Re 0y, 25 . Pry2 / 3 (m) a. . đ - Chuẩn số Reynolds : Re y 0,4.G y đ . y 0,4. G ytb Ft đ . y 0,4.0,3229 195,98 0,3848.95.1,8028.10 5 - Chuẩn số Prandl : Pry y y .D y Trong đó: Dy : hệ số khuếch tán của pha khí, m2/s Dy 4,3.107.T 1,5 P(v SO2 v ) 1/ 3 1/ 3 2 KK 1 1 M SO2 M kk (m 2 / s ) [3,25] ;[2,127] T : nhiệt độ K, T = 273 + 30 = 303K P = 1 atm =1,0332 at SVTH: Nguyễn Vũ Trọng Page 23 ĐỒ ÁN QTTB GVHD: Ths VÕ PHẠM PHƯƠNG TRANG M SO , M kk : khối lượng mol của SO2, không khí (kg/kmol) 2 vSO2 , vKK thể tích mol của SO2, không khí (cm3/mol) Tra [2,Bảng VIII.2,127] vSO2=44,8(cm3/mol) vkk = 29,9(cm3/mol) Dy 4,3.10 7 .3031,5 1,0332(44,81 / 3 29,91 / 3 ) 2 Pry y y .D y 1 1 1,112.10 5 m 2 / s 64 28,8 1.8028.105 1,3821 1,1730.1,112.10 5 - Chiều cao của một đơn vị chuyển khối trong pha khí htG Vđ 0,79 . Re 0y, 25 . Pry2 / 3 .195,980, 25.1,38212 / 3 0,3139m a. . đ 0,123.1.95 Tính htL chiều cao của một đơn vị chuyển khối trong pha lỏng htL 256 x x 2 3 Re 0x,25 . Prx0,5 [2, IX .77,177] - Chuẩn số Reynolds : 0,04. Re x G xtb Ft 0,04.Lx đ . x đ . x SVTH: Nguyễn Vũ Trọng 0,04.11,445 15,64 0,3848.95.0,8007.10 3 Page 24 ĐỒ ÁN QTTB GVHD: Ths VÕ PHẠM PHƯƠNG TRANG - Chuẩn số Prandl : Prx x x . Dx Trong đó: 3 ρx=ρxtb : khối lượng riêng trung bình của pha lỏng, kg/m Dx : hệ số khuếch tán trong pha lỏng, m2/s 7,4.10 12 M B .T Dx (m 2 / s ) [3,29] ; [1,136] ' 0, 6 .V A 0, 5 Trong đó: MB : khối lượng mol của dung môi, MB = MH2O =18 (kg/kmol) Φ : Hệ số kết hợp cho dung môi (Dung môi nước ϕ=2,6) T : Nhiệt độ khuếch tán (T=273+30=303oC) μ' : Độ nhớt của dung dịch (μ'=μH2O=0,8007(Cp) [1cP=10-3 Ns/m2] VA : Thể tích mol của dung chất VA =44,8 cm3/mol 7,4.10 12 2,6 18 .(273 30) Dx 1,9568.10 9 (m 2 / s ) 0, 6 0,8007(cP ).44,8 0,5 x 0,8007.10 3 Prx 410,96 x .Dx 995,7.1,9568.10 9 SVTH: Nguyễn Vũ Trọng Page 25 ĐỒ ÁN QTTB GVHD: Ths VÕ PHẠM PHƯƠNG TRANG - Chiều cao của một đơn vị chuyển khối trong pha lỏng 2 3 htL 256 x Re 0x, 25 . Prx0,5 x 0,8007.10 256 995,7 3 2 3 .15,64 0, 25410,960,5 0,8925m Tính m hệ số góc của đƣờng cân bằng Từ đồ thị đường cân bằng => hệ số góc đường cân bằng Y*=f(X): m=48,6 Lƣợng dung chất trao đổi giữa hai pha nhỏ nên từ [3,Hình 6.20,162] ta có: L Ltr Y đ Y c 0,0204 0,0005823 58,04493 G Gtr Xc 0.00034145 ⇒ Chiều cao của một đơn vị chuyển khối m.G htL [3,6.45,161] L 48,6 0,3139 0,89 1,059m 58,045 H tOG htG Xác định số đơn vị truyền khối Do cấu tử SO2 hòa tan trong dung dịch không đáng kể nên dung dịch hấp thu khá loãng phương trình có dạng sau: N tOG Yd Yc dY Y Y * [3,159] Trong đó: Y : thành phần làm việc của hơi. Y* : thành phần mol cân bằng của hơi. SVTH: Nguyễn Vũ Trọng Page 26 ĐỒ ÁN QTTB GVHD: Ths VÕ PHẠM PHƯƠNG TRANG Ta xác định số đơn vị chuyển khối theo phương pháp tích phân đồ thị. Việc tính tích phân đó có thể dựa vào việc vận dụng đồ thị 1 trong hệ toạ độ Y Y * 1 Y . Giá trị của tích phân bằng diện tích hình thang cong giới hạn bởi đồ Y Y * 1 thị và các đường Yd = 0,0204 (kmol SO2/kmol không khí), Yc=0,0005823 Y Y * (kmol SO2/kmol không khí) Bảng số liệu tích phân bằng đồ thị i 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Xi Yi 0.000000 0.000582 0.000017 0.001574 0.000034 0.002565 0.000051 0.003556 0.000068 0.004547 0.000085 0.005539 0.000102 0.006530 0.000118 0.007521 0.000135 0.008513 0.000152 0.009504 0.000169 0.010495 0.000186 0.011487 0.000203 0.012478 0.000220 0.013469 0.000237 0.014460 0.000254 0.015452 0.000271 0.016443 0.000288 0.017434 0.000305 0.018426 0.000321 0.019417 0.000338 0.020408 Y* Yi-Y* 0.000000 0.000582 0.000811 0.000763 0.001623 0.000942 0.002437 0.001119 0.003252 0.001296 0.004068 0.001471 0.004885 0.001645 0.005704 0.001817 0.006524 0.001988 0.007346 0.002158 0.008168 0.002327 0.008992 0.002494 0.009818 0.002660 0.010644 0.002825 0.011472 0.002988 0.012302 0.003150 0.013132 0.003311 0.013964 0.003470 0.014798 0.003628 0.015632 0.003784 0.016468 0.003940 1/(Yi-Y*) Si 1717.3278 1.7024 1311.3114 1.2999 1062.0202 1.0528 893.4028 0.8856 771.7627 0.7650 679.8762 0.6740 608.0227 0.6027 550.3000 0.5455 502.9174 0.4985 463.3287 0.4593 429.7605 0.4260 400.9392 0.3974 375.9273 0.3727 354.0185 0.3509 334.6712 0.3318 317.4630 0.3147 302.0595 0.2994 288.1925 0.2857 275.6446 0.2732 264.2374 0.2619 253.8236 0 ΣS = 11.7995 Diện tích miền giới hạn của đường cong S = 11,7995. Diện tích hình thang cong chính bằng số đơn vị chuyển khối là NtOG =11,7995 SVTH: Nguyễn Vũ Trọng Page 27 ĐỒ ÁN QTTB GVHD: Ths VÕ PHẠM PHƯƠNG TRANG Chiều cao cột đệm cần thiết cho quá trình hấp thu Chiều cao của lớp đệm: H = NtOG.HtOG=11,7995x1,059=12,496 m. Chọn mỗi lớp đệm khoảng 4,2m, lấy H=12,6m Đây là chiều cao lớp đệm. Chiều cao của tháp ngoài chiều cao của lớp đệm còn tính đến chiều cao từ mặt trên của đệm đến đỉnh tháp, chiều cao từ mặt dưới đệm tới đáy tháp và chiều cao giữa các lớp đệm Chiều cao tồng cộng tháp hấp thu Htháp = Hđệm + Hđệm- nắp + Hđệm- đáy+Hđệm-đệm+ Hnắp+gờ + Hđáy+gờ Hđệm-nắp = 0,4 m Hđệm-đáy = 0,4 m Hđệm-đệm = 0,3 m Hnắp+gờ = Hđáy+gờ =(0,7.0,25+0,025)=0,2 m Vậy chiều cao tháp Htháp = 12,6+0,4+0,4+0,3x2+0,3+0,2+0,2=14,4 m. (Bỏ qua bề dày đáy và nắp) 3. Tính trở lực tháp Tổn thất áp suất của đệm khô Pk '2 H y .t ' H đ y . y d tđ 2 4 Vđ3 2 2 ' [2,189] Trong đó: H=12,6m λ' : Hệ số trở lực của đệm (gồm cả trở lực ma sát và trở lực cục bộ) phụ thuộc Rey Re y y' .d tđ . y V đ . y Trong đó: ρy=1,173 kg/m3 Vđ=0,79 m3/m3 μy=1,8028.10-5 kg/m.s * Đường kính tương đương của đệm: d tđ 4.Vđ đ 4.0,79 0,0154 95 SVTH: Nguyễn Vũ Trọng Page 28 ĐỒ ÁN QTTB GVHD: Ths VÕ PHẠM PHƯƠNG TRANG ω’y : Tốc độ làm việc y' .d tđ . y 0,7148.0,0154.1,173 Re y 906,63 V đ . y 0,79.1,8028.10 5 Rey >40: chế độ xoáy => λ’= ' 16 16 4,099 0, 2 Re y 906,630, 2 Tổn thất áp suất của đệm khô khi Re>400 Pk Pk 1,56.H . 1y,8 . y0,8 . d1,2 . y0,2 [2, ( IX .121),189] Vđ3 1,56.12,6.0,71481,8.1,1730,8.951,2.(1,8028.10 5 ) 0, 2 0,79 3 657,7( N / m 2 ) [2, ( IX .121),189] Tổn thất áp suất của đệm ƣớt Tháp đệm đạt hiệu suất cao nhất khi vận tốc khí bằng vận tốc điểm đảo pha Trở lực của tháp đệm hấp thu đối với hệ khí lỏng dưới điểm đảo pha có thể xác định được bằng công thức sau: G Pu Pk 1 A x G y 0, 405 y . x . x y 0, 225 0, 045 ( N / m 2 ) [2, ( IX .1250),190] Trong đó: Gx , Gy : là lưu lượng của dòng lỏng và dòng khí kg/s Gx = Gxtb =11,5616 kg/s Gy = Gytb =0,3229 kg/s ρx , ρy : khối lượng riêng của dòng lỏng và dòng khí , ρx = 995,7 kg/m3 ρy = 1.173 kg/m3 μx = 0.8007×10-3 kg/m.s μy = 1.8028×10-5 kg/m. A=6 tra [2,(Hình IX.26),191], với tốc độ làm việc bằng 0,87 tốc độ đảo pha. 0, 045 0, 405 0, 225 0,8007.10 3 11,5616 1,173 Pu 657,71 6. 5029,7( N / m 2 ) . . 5 0 , 3229 995 , 7 1 , 8028 . 10 SVTH: Nguyễn Vũ Trọng Page 29 ĐỒ ÁN QTTB GVHD: Ths VÕ PHẠM PHƯƠNG TRANG II. TÍNH CƠ KHÍ 1. Tính thân tháp Vật liệu và các thông số vật liệu - Thiết bị làm việc ở môi trường ăn mòn - Nhiệt độ làm việc: t=30oC - Áp suất làm việc: Pmt=1at=0,1(N/m2) Chọn vật liệu là thép không gỉ để chế tạo thân thiết bị - Ký hiệu thép X18H10T ( - Chiều dày tấm thép: b=4mm - Giới hạn bền kéo: σk=550.106 N/m2 - Giới hạn bền chảy: σch=220.106 N/m2 - Độ giãn tương đối: δ=38% [2,Bảng XII.4,309] - Hệ số dãn nhiệt(20-100oC): λ=16,3 W/m.độ - Khối lượng riêng: ρ=7900 Kg/m3 [2,Bảng XII.7,313] - Chọn công nghệ gia công là hàn tay bằng hồ quang điện, kỹ thuật hàn giáp mối 2 bên - Hệ số hiệu chỉnh: η = 1 [4,26] - Hệ số an toàn bền kéo:nk=2,6 - Hệ số an toàn bền chảy:nc=1,5 - Hệ số bền mối hàn:φh=0,95 Ứng suất vật liệu theo giới hạn bền: k k 550.106 215,5.106 N / m 2 2,6 k c 220.106 146,7.106 N / m 2 1,5 nk nc Chọn giá trị σk=146,7.106 (N/m2) để tính toán. Chiều dày thân tháp - Áp suất thủy tĩnh của cột chất lỏng: pl .g.H 9,81.995,7.14 136749,44 ( N / m 2 ) (H chiều cao cột chất lỏng) SVTH: Nguyễn Vũ Trọng Page 30 ĐỒ ÁN QTTB GVHD: Ths VÕ PHẠM PHƯƠNG TRANG - Áp suất tính toán trong thiết bị; ptt p pl 1,0133.105 136749,44 238,079.103 ( N / m 2 ) - Vì [ k ] 146,7.106 h 0,95 585,37 50 nên bề dày thân tháp được tính theo công ptt 238,079.103 thức sau: S Dt . ptt C 2.[ k ]. h [2,360] Trong đó: Dt: Đường kính trong của tháp C=C1+C2+C3 C1: Hệ số bổ sung do ăn mòn (Đối với vật liệu bền 0,05-0,1mm/năm, ta lấy C1=0,1mm, thời hạn sử dụng là 20 năm. Vậy C1=2mm) C2: Hệ số bổ sung do hao mòn ( Trường hợp này C2=0) C3: Hệ số bổ sung do dung sai của chiều dày. Tra [2,Bảng XIII.9,364] được C3=0,4mm C=2+0+0,4=2,4mm - Bề dày thân tháp: S Dt . ptt 0,7.238,079.10 3 C 2,4 2,4mm 2.[ k ]. h 2.146,7.106.0,95 Chọn S=3mm Kiểm tra lại ứng suất thành thiết bị theo áp suất thử tính toán: - Áp suất thử po được tính theo công thức p0 pth pl Trong đó pth=1,5.ptt=1,5.238,079.103=357,118.103 (N/m2) [2,Bảng XIII.5,358] - Áp suất thử tính toán: po 357,118.103 136749,44 493867,94( N / m 2 ) - Ứng suất thân tháp theo áp suất thử: [ Dt S C . po 2.S C h [2, ( XIII .26),365] 0,7 3 2,4.10 493867,94 303,512.10 N / m 2.3 2,4 10 .0,95 3 6 2 3 6 - Xét tỉ số c 220.10 183,33.106 ( N / m 2 ) 1,2 1,2 SVTH: Nguyễn Vũ Trọng Page 31 ĐỒ ÁN QTTB GVHD: Ths VÕ PHẠM PHƯƠNG TRANG Chọn S=4mm 0,7 4 2,4.10 493867,94 113,98.10 N / m 2.4 2,410 .0,95 3 6 2 3 6 - Xét tỉ số c 220.10 183,33.106 ( N / m 2 ) 1,2 1,2 Vậy chọn chiều dày S=4mm là hợp lý. Khối lượng thân tháp: mth Vth . 4 ( Dn2 Dt2 ).H . 4 (0,708 2 0,7 2 ).14.7900 978,44(kg) 2. Tính nắp và đáy tháp Chọn đáy và nắp elip có gờ cao h=25mm (Áp suất trong >0,7.105 N/m2 người ta dùng đáy nắp elip có gờ) Chọn vật liệu làm đáy và nắp cùng vật liệu làm thân, chiều dày tấm thép b=5mm Chọn chiều dày nắp và đáy elip S=5mm Tra [2,trang 382+383+384] được các thông số của đáy và nắp như sau: Dt=700mm, ht=175mm, F=0,59m2, V=54,5.103 m3,D=870mm Nắp elip có khoét một lỗ không được tăng cứng với d=125 mm k 1 d 0,125 1 0,8214 Dt 0,7 - Ta có S-C=5-2,4=2,6≤10mm => C=2,4+2=4,4mm [2,386] - Kiểm tra ứng suất thành theo áp suất thử tính toán: [ Dt2 2ht ( S C )]p 7,6k .ht ( S C ) h o [0,7 2 2.0,175(5 4,4).10 3 ].484097,31 381,1.10 6 c 3 1,2 7,6.0,8214.0,175(5 4,4).10 .0,95 => Chọn bề dày S=6mm => 143,01.10 6 c 1,2 Đáy elip có khoét một lỗ không được tăng cứng với d=100 mm SVTH: Nguyễn Vũ Trọng Page 32 ĐỒ ÁN QTTB k 1 GVHD: Ths VÕ PHẠM PHƯƠNG TRANG d 0,1 1 0,857 Dt 0,7 - Ta có S-C=5-2,4=2,6≤10mm => C=2,4+2=4,4mm [2,386] - Kiểm tra ứng suất thành theo áp suất thử tính toán: [ Dt2 2ht ( S C )]p 7,6k .ht ( S C ) h o [0,7 2 2.0,175(5 4,4).10 3 ].484097,31 365,26.10 6 c 3 1,2 7,6.0,857.0,175(5 4,4).10 .0,95 => Chọn bề dày S=6mm => 137,07.10 6 3. - c 1,2 Vậy bề dày của nắp, đáy elip bằng 6mm là hợp lý Khối lượng nắp, đáy elip tra [2,Bảng XIII.11,384]: M=28 kg Đối với thép không gỉ thì khối lượng nắp, đáy elip: M=1,01.28=28,28 kg Tính ống dẫn lỏng và ống dẫn khí Ống dẫn khí Vận tốc khí trong ống khoảng 10-30m/s Đối với khí áp lực nhỏ => Chọn vận tốc v=23m/s Tính ống dẫn khí vào tháp: Đường kính ống dẫn khí vào: d 4.Qv .v 4.1000 124mm 3600. .23 Quy chuẩn d=125 mm 1000 v 36002 22,64m / s .0,125 4. - Chọn ống với đường kính tiêu chuẩn d=125mm, dày b=4mm [2,409] làm bằng thép không gỉ, chiều dài đoạn ống nối l=120 mm [2,434] Tính ống dẫn khí ra khỏi tháp: Chọn đường kính ống dẫn khí ra bằng đường kính ống dẫn khí vào d=125mm Ống dẫn lỏng Vận tốc chất lỏng trong ống khoảng 1-3m/s Tính ống dẫn lỏng vào tháp Đối với nước áp lực nhỏ chọn vận tốc trong ống dẫn lỏng vào v=1,5 m/s - Đường kính ống dẫn lỏng vào: d 4.Qv 4.41,36 98,75mm .v 3600. .1,5 SVTH: Nguyễn Vũ Trọng Page 33 ĐỒ ÁN QTTB GVHD: Ths VÕ PHẠM PHƯƠNG TRANG Chọn d=100mm 41,36 Khi đó v 4.Qv2 3600 1,46m / s .d .0,12 4. - Chọn ống với đường kính tiêu chuẩn d=100mm, dày b=4mm[2.409], làm bằng nhựa PVC - Ống dẫn d ≥10mm thường dùng bích, chiều dài đoạn ống nối l=120 mm [2,434] Tính ống dẫn lỏng ra khỏi tháp: Chọn đường kính ống dẫn lỏng ra bằng đường kính ống dẫn lỏng vào d=100mm 4. Tính các bích ghép nối Tính bích ghép thân tháp Chọn bích là loại bích liền kiểu I làm bằng thép X18H10T Theo [2,Bảng XIII.27,417] ta có các thông số của bích như sau Đường kính trong thiết bị: Dt = 700 mm Đường kính ngoài thiết bị: Dn=708 mm Đường kính ngoài của bích: D = 830 mm Đường kính tâm bu lông: Db =780 mm Đường kính mép vát: D1 =750 mm Đường kính bu long: db = 20 (M 20) Số bu long: Z = 24 cái . Chiều cao bích: h =20 Theo [2 ,BảngXIII.31 , 433] Ta có kích thước bề mặt đệm : D2 = 750 (mm) D4 = 730 (mm) SVTH: Nguyễn Vũ Trọng Page 34 ĐỒ ÁN QTTB GVHD: Ths VÕ PHẠM PHƯƠNG TRANG Khối lượng một bích: mbích _ thân 0,830 4 2 0,7082 .0,020.7900 23,28(kg) (Thân tháp được ghép từ 10 phần mỗi phần 1,4m ghép lại bởi các cặp bích, 1 cặp bích ghép thân đáy, 1 cặp ghép thân nắp => có 22 bích loại này) Tính bích nối ống dẫn khí với thân Chọn bích liền bằng kim loại đen để nối, thép CT3 có ρb=7850(kg/m3) [2,Bảng XII.7,313] Theo [2,Bảng XIII.26,409] ta có các thông số của bích: Đường kính trong ống dẫn khí Dy = 125 mm. Đường kính ngoài ống dẫn khí Dn = 133 mm. Đường kính ngoài của bích D = 235 mm . Đường kính tâm bulông Dt = 200 mm. Đường kính mép vát Dl =178 mm. Đường kính bulông dbl = 16 mm (M16). Số bulông Z = 8 con . Bề dày bích t = 14 mm . Khối lượng một bích: mbích _ ôngkhi 4 0,235 0,1332 .0,014.7850 3,24(kg) 2 (có 4 bích loại này) Tính bích nối ống dẫn lỏng với thân Chọn bích liền bằng kim loại đen để nối. Theo [2,Bảng XIII.26,409] ta có các thông số của bích: Đường kính trong ống dẫn lỏng Dy = 100 mm. Đường kính ngoài ống dẫn lỏng Dn = 108 mm. Đường kính ngoài của bích D = 205 mm . Đường kính tâm bulông Dt = 170 mm. Đường kính mép vát Dl = 148 mm. Đường kính bulông dbl =16 mm (M16) Số bulông Z = 4 con . Bề dày bích t = 14 mm . Khối lượng một bích mbích _ ônglong 0,205 4 2 0,1082 .0,014.7850 2,62(kg) (Có 2 bích loại này hàn liền thân tháp) SVTH: Nguyễn Vũ Trọng Page 35 ĐỒ ÁN QTTB 5. GVHD: Ths VÕ PHẠM PHƯƠNG TRANG Bích liền ống PVC cứng có ρ=1500kg/m3 => m=0,5 kg (Có 2 bích loại này) Tính lƣới đỡ đệm và đĩa phân phối lỏng Tính lƣới đỡ đệm Chọn vật liệu làm đệm là thép hợp kim X18H10T . Các thanh có tiết diện chữ nhật, 1 cạnh có bề rộng b =10 mm . Theo [2,Bảng IX.22,230] ứng với đường kính trong tháp : Dt = 700 mm . Đường kính lưới đỡ đệm : Dl =685 mm. Chiều rộng bước lưới : bl = 40 mm . Số thanh đỡ đệm n =Dl/bl= 685/40=17,125 => chọn n=17 thanh Diện tích lưới đỡ đệm: S1 4 Dl 2 4 .6852 368528,45 mm2 Tổng khối lượng mà lưới phải chịu: M=m1+m2 m1: khối lượng vật chêm khô m2: khối lượng dung dịch Hđ 12,5 đ 0,6852 500 1212,26( kg) 4 2 4 2 2 Hđ 12,6 m2 Vdd . dd (1 Vđ ) Dt dd (1 0,79) 0,7 2 .995,7 506,96( kg) 4 2 4 2 M 1719,22 m1 Vđ . đ Dt 2 Tải trọng lưới phải chịu trên một đơn vị diện tích: P m. g (1719,22 / 3).9,81 0,0153( N / mm 2 ) Sl 368528,45 Tải trọng lưới phải chịu trên một đơn vị chiều dài: q P 0,0153 Dl 685 0,6165( N / mm) n 17 Tính độ bền theo thanh dài nhất: Mx max q.Dl2 8 Kiểm tra bền nhân tố ở trạng thái ứng suất đơn: SVTH: Nguyễn Vũ Trọng Page 36 ĐỒ ÁN QTTB GVHD: Ths VÕ PHẠM PHƯƠNG TRANG Mx max y max [7, (6 34).111] Jx Mx max h b.h 3 . ; Jx [7, (6 17a ),105] Jx 2 12 0,6165.685 2.12 h . 2 8.10.h 3 Z max 0,9147.6852.6 146,7 Theo điều kiện bền: 8.10.h 2 h 12,16 Z max Vậy chọn chiều dày thanh: h=15mm Khối lượng lưới đỡ đệm: mluoi Dl2 .h. 0,4 0,6852.0,015.7900.0,4 17,47(kg) 4 4 (Sử dụng 3 lưới đỡ) Tính đĩa phân phối lỏng Chọn đĩa phân phối lỏng loại 1, vật liệu làm đĩa là thép X18H10T Theo [2,Bảng IX.22,230] ta có kích thước của đĩa phân phối lỏng như sau: Đường kính đĩa : Dd=500 (mm) Đường kính ống dẫn lỏng : D=44,5 (mm) Chiều dày ống dẫn lỏng : S=2,5 (mm) Bước ống t=70 (mm) Số lượng ống : n=37 ống Chiều dày đĩa loại 1 : 5 mm Khối lượng đĩa phân phối lỏng: mđia Dđ2 n.d 2 . .t 0,52 37.0,04452 7900.0,005 5,48(kg) 4 4 (Sử dụng 3 đĩa phân phối) 6. Tính cửa nhập liệu và tháo liệu, kính quan sát Chọn kính quan sát có đường kính 100 mm, ghép với thân bằng bích (cùng loại bích nối ống dẫn lỏng) Chọn kích thước cửa nhập liệu giống kích thước cửa tháo đệm Chọn cửa hình tròn đường kính 200 mm SVTH: Nguyễn Vũ Trọng Page 37 ĐỒ ÁN QTTB GVHD: Ths VÕ PHẠM PHƯƠNG TRANG Theo [2,Bảng XIII.26,409] ta có các thông số của bích: Đường kính trong của cửa Dy = 200 mm. Đường kính ngoài của cửa Dn = 219 mm. Đường kính ngoài của bích D = 290 mm . Đường kính tâm bulông Dt = 255 mm. Đường kính mép vát Dl = 232 mm. Đường kính bulông dbl =16 mm (M16) Số bulông Z = 8 con . Bề dày bích t = 16 mm . Khối lượng: m=(0,292-0,2192)0,016.7850=4,54 kg (Cần 4 cặp bích loại này) 7. Tính chân đỡ và tai đeo Tổng khối lƣợng tháo hấp thu m m_đáy+m_nắp+m_thân+m_bích+m_2lướiđỡ+m_2đĩalỏng+m_đệmkhô+m_dungdịch Σm=28,28x2+978,44+(22x23,28+4.3,24+2,62x2+0,5x2+4,54.12)+17,47x3+5,48x3+1 212,26+506,96=3408,91(kg) Tải trọng tháp P=mg=3408,91.9,81=33441,41 N Chọn tháp có 4 chân đỡ và 4 tai đeo làm bằng thép CT3 Tải trọng đặt lên 1 chân đỡ; G=P/4=8360,4 N ≈ 0,8360.104N Chọn tải trọng đặt lên một chân đỡ: G=1.104(N)>0,8360.104(N) SVTH: Nguyễn Vũ Trọng Page 38 ĐỒ ÁN QTTB GVHD: Ths VÕ PHẠM PHƯƠNG TRANG Theo [2,Bảng XIII.35,437] ta được kích thước chân đỡ: L=210 mm B=150 mm B1=180 mm B2=245 mm H=300 mm h=160 mm s=14 mm l=75 mm d=23 mm Theo [2,Bảng XIII.36,438] ta được kích thước tai đeo: L=110 mm B=85 mm B1=90 mm H=170 mm S=8 mm l=45 mm a=15 mm d=23 mm m=2 kg III. TÍNH THIẾT BỊ PHỤ 1. Tính công suất quạt Chọn quạt ly tâm. Phương trình Bernoulli cho mặt cắt ở đầu vào ống hút (mặt cắt 1-1) và mặt cắt ở đầu ra ống đẩy(mặt cắt 2-2) : P1 1 .V12 P2 2 .V22 H q Z1 Z2 H .g 2. g .g 2. g P2 P1 2 .V22 1 .V12 H q Z 2 Z1 H .g 2. g Trong đó: Z1 , Z2 : chiều cao mặt cắt (1-1) và (2-2) (m) Z2 = Z1 P1 , P2 : áp suất ở mặt cắt (1-1) và (2-2) P2 =∆Pư=10133,5 N/m2 : V1 , V2 : vận tốc dòng khí ở mặt cắt (1-1) và (2-2) , m/s Chọn đường kính ống hút bằng đường kính ống đẩy d1 = d2 = 0.125 (m) nên V = V1 = V2 = 22,64 (m/s) . ∆H : tổn thất cột áp từ mặt cắt (1-1) đến mặt cắt (2-2) , m . 1 , 2 : hệ số hiệu chỉnh động năng . Hq : cột áp của quạt , m . Chuẩn số Re V .d . 22,64.0,125.1,173 184135,2 2300 => chế độ chảy trong ống là chế 1,8028.10 5 độ chảy rối nên 1= 2 =1 SVTH: Nguyễn Vũ Trọng Page 39 ĐỒ ÁN QTTB Vậy H q GVHD: Ths VÕ PHẠM PHƯƠNG TRANG P P2 H u H .g .g Trong đó ∆H=hđ-hcb Với hđ : tổn thất dọc đường ống (m) hcb: tổn thất cục bộ tại miệng vào, miệng ra, chỗ uống, van (m) Tổn thất dọc đường : hd L1 L2 V 2 . d 2. g L1: chiều dài ống hút . Chọn L1 = 4 (m) L2 : chiều dài ống đẩy . Chọn L2 = 1 (m) . λ : hệ số tổn thất 6,81 0,9 2 lg [1,(II.65),380] 3,7 Re 1 Với d tđ : độ nhám tương đối Chọn ống thép hàn trong điều kiện có ăn mòn ít : =0,2 (mm) [1,Bảng II.15,381] 0,2 0,0016 125 6,81 0,9 0,0016 2 lg 3,7 184135,2 1 λ=0,0234 V = V1 = V2 = 22,64 (m/s) . Vậy hd L1 L2 V 2 4 1 22,64 2 . 0,0234. . 24,45(m) d 2. g 0.125 2.9,81 Tổn thất cục bộ : Chọn hệ thống ống có : theo [ ,phụ lục 3-4,236] ta có : - 4 khuỷu cong (uốn góc 90o) : hệ số tổn thất cục bộ ξkh =1.1 . - 3 van : hệ số tổn thất cục bộ ξv =0.15 . - Đầu vào ống : ξdv =0.5 . - Đầu ra (cửa vào tháp ) : ξdr =1 . SVTH: Nguyễn Vũ Trọng Page 40 ĐỒ ÁN QTTB GVHD: Ths VÕ PHẠM PHƯƠNG TRANG Ta có : hcb V2 V2 4 kh 3 v dv dr 2. g 2. g 4.1,1 3.0,15 1 0,5 22,64 2 165,89( m) 2.9,81 Cột áp của quạt : Hb = 14,1+0,2607+0,4346= 14,7953 (mH2O) . Hq Pu 10133,5 hd hcb 24,45 165,89 1070,97 (m) .g 1,173.9,81 Công suất của quạt : N lt Q.hq . . g 1000 q .tr ( KW ) [1, ( II .239),464] Trong đó : Q : lưu lượng dòng khí , m3/s . Q = 1000/3600=277,8.10-3 (m3/s) ηq : hiệu suất của quạt Chọn loại bơm ly tâm, theo [1,Bảng II.32,439], ta chọn: ηq=0,85 ηtr : hiệu suất truyền động Lắp trực tiếp động cơ ηtr=1 Thay vào (*) N lt Q.hb . . g 277,8.10 3.1070,97.1,173.9,81 4,03( KW ) 1000 q .tr 1000.0,85.1 - Công suất thực của quạt: Nth=k.Nlt [1,(II.240),464] Với k :hệ số dự trữ công suất. Theo [1,Bảng II.48,464] ta chọn k=1,15 Vậy công suất thực của bơm: Nth=1,15.4,03=4,63 (KW) =4,63.1,341(hp)=6,22(hp) Chọn Nth=6,5 (hp) SVTH: Nguyễn Vũ Trọng Page 41 ĐỒ ÁN QTTB GVHD: Ths VÕ PHẠM PHƯƠNG TRANG CHƢƠNG 5: KẾT LUẬN Nhận xét phƣơng pháp hấp thụ: - Hiệu quả hấp thu cao (97%) , tuy nhiên quá trình hấp thu tiêu tốn một lượng nước làm dung môi rất lớn (41,36m3/h). Do đó xét ở khía cạnh kinh tế phương pháp này chưa đạt yêu cầu, mặt khác lượng nước thải vào môi trường chưa được tái sử dụng => Cần phải khảo sát phương pháp hấp thu SO2 với một dung môi khác sao cho vừa đảm bảo về hiệu suất xử lý vừa đạt yêu cầu về tính kinh tế và tận dụng được sản phẩm làm nguyên liệu cho các nghành công nghiệp khác. Ưu điểm: Dung môi hấp thu rẻ, dễ tìm Cấu tạo đơn giản, dễ vận hành (khi đã khảo sát điểm lụt) Trở lực thấp Nhược điểm: Khó chế tạo kích thước lớn quy mô công nghiệp Năng suất xử lý nhỏ Để đạt hiệu quả hấp thu khí đầu vào phải được xử lý sơ bộ làm sạch bụi và hạ nhiệt độ khí. Nước hấp thu phải sạch, tránh tạo cặn cản trở dòng khí Dễ xảy ra ngập lục nếu điều chỉnh lưu lượng pha khí và lỏng không hợp lý The end… and thanks for reading !!! SVTH: Nguyễn Vũ Trọng Page 42 ĐỒ ÁN QTTB GVHD: Ths VÕ PHẠM PHƯƠNG TRANG TÀI LIỆU THAM KHẢO : [1]. Các tác giả , “ Sổ tay Quá trình & Thiết bị tập 1” , NXB KHKT Hà Nội –1999. [2]. Các tác giả , “ Sổ tay Quá trình & Thiết bị tập 2” , NXB KHKT Hà Nội –1999. [3]. Võ Văn Bang – Vũ Bá Minh , “Quá trình & Thiết bị Công nghệ hóa chất –Tập 3 – truyền khối” , ĐHBK TP.HCM – 1997 . [4]. Hồ Lê Viên , “ Thiết kế & Tính toán các chi tiết thiết bị hóa chất – tập 1 ” , NXB KHKT. [5]. Phạm Văn Bôn – Vũ Bá Minh – Hồng Minh Nam , “ Quá trình & Thiết bị Công nghệ hóa chất – Tập 10 – Ví dụ & Bài tập “ , ĐHBK TP.HCM. [6]. GS.TS Trần Ngọc Chấn, “Ô nhiễm không khí và xử lý khí thải - tập 3”, NXB KHKT Hà Nội-2001. [7]. Trương Tích Thiện-Vũ Duy Cường, “Giáo trình Cơ kỹ thuật”, ĐHBK TP.HCM SVTH: Nguyễn Vũ Trọng Page 43 [...]... sơ bộ về nhiệt và thu hồi bụi trước khi vào tháp Dung môi hấp thu yêu cầu là nước có đặc điểm rẻ, dễ tìm, không ăn mòn thiết bị Thiết bị hấp thu dạng tháp đệm nên dung môi là nước sạch đẻ không tạo ra cặn lắng làm cản trở dòng khí và lỏng THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ Dung môi hấp thu là nước , nước sạch từ bể chứa được bơm lên bồn cao vị, nước theo ống dẫn lỏng đi qua lưu lượng kế điều chỉnh lưu... dưới đệm tới đáy tháp và chiều cao giữa các lớp đệm Chiều cao tồng cộng tháp hấp thu Htháp = Hđệm + Hđệm- nắp + Hđệm- đáy+Hđệm -đệm+ Hnắp+gờ + Hđáy+gờ Hđệm-nắp = 0,4 m Hđệm-đáy = 0,4 m Hđệm -đệm = 0,3 m Hnắp+gờ = Hđáy+gờ =(0,7.0,25+0,025)=0,2 m Vậy chiều cao tháp Htháp = 12,6+0,4+0,4+0,3x2+0,3+0,2+0,2=14,4 m (Bỏ qua bề dày đáy và nắp) 3 Tính trở lực tháp Tổn thất áp suất của đệm khô Pk ... Chấn) Quá trình khử SO2 bằng đimetylanilin - Với khí thải có trên 35% (thể tích) khí SO2 thì dùng đimetylanilin làm chất hấp thụ sẽ có hiệu quả hơn dùng xyliđin (Trang 113 – Ô nhiễm không khí và xử lý khí thải, tập 3 – Trần Ngọc Chấn) SVTH: Nguyễn Vũ Trọng Page 9 ĐỒ ÁN QTTB GVHD: Ths VÕ PHẠM PHƯƠNG TRANG 8 Hấp phụ khí SO2 bằng than hoạt tính - Phương pháp này có thể áp dụng rất tốt để xử lý khói thải... điều chỉnh lưu lượng phù hợp rồi đi vào tháp hấp thu Nhờ đĩa phân phối lỏng nước được phân phối đều khắp bề mặt đệm Dòng khí thải từ lò hơi được xử lý sơ bộ: lọc bụi bằng cyclone, giải nhiệt bằng thiết bị ống chùm Sau đó được quạt thổi qua lưu lượng kế điều chỉnh lưu lượng rồi mới vào tháp hấp thu Dòng khí đi từ đáy tháp lên đỉnh tháp, dòng lỏng đi từ đỉnh xuống đáy tháp hai dòng lưu chất tiếp xúc tại... xảy ra quá trình truyền khối khí sau hấp thu đạt tiêu chuẩn loại A theo ống khí trên nắp tháp thải ra môi trường Dung dịch nước sau hấp thu chảy vào bể chứa được xử lý trung hòa trước khi thải ra môi trường =//=//=//=//=//=//=//=//=//=//= CHƢƠNG III: TÍNH TOÁN QUÁ TRÌNH HẤP THỤ I CÁC THÔNG SỐ BAN ĐẦU Lưu lượng khí thải: 1000 m3/h Nồng độ SO2 cần xử lí: 2% thể tích Nồng độ SO2 sau xử lí đạt tiêu chuẩn... khối là NtOG =11,7995 SVTH: Nguyễn Vũ Trọng Page 27 ĐỒ ÁN QTTB GVHD: Ths VÕ PHẠM PHƯƠNG TRANG Chiều cao cột đệm cần thiết cho quá trình hấp thu Chiều cao của lớp đệm: H = NtOG.HtOG=11,7995x1,059=12,496 m Chọn mỗi lớp đệm khoảng 4,2m, lấy H=12,6m Đây là chiều cao lớp đệm Chiều cao của tháp ngoài chiều cao của lớp đệm còn tính đến chiều cao từ mặt trên của đệm đến đỉnh tháp, chiều cao từ mặt dưới đệm. .. năng, có thể áp dụng được cho mọi quá trình công nghệ có thải khí SO2 một cách liên tục hay gián đoạn, cho phép làm việc được với khí thải có nhiệt độ cao (trên 1000C) - Nhược điểm: tùy thu c vào quá trình hoàn nguyên có thể là tiêu hao nhiều vật liệu hấp phụ hoặc sản phẩm thu hồi được có lẫn nhiều axit sunfuric và tận dụng khó khăn, phải xử lý tiếp mới sử dụng được (Trang 116 – Ô nhiễm không khí và... màu - Chất hấp thụ chủ yếu được dùng là xyliđin và đimetylanilin SVTH: Nguyễn Vũ Trọng Page 8 ĐỒ ÁN QTTB GVHD: Ths VÕ PHẠM PHƯƠNG TRANG Quá trình sunfiđin - Chất hấp thụ được sử dụng là hỗn hợp xyliđin và nước theo tỉ lệ 1:1 2C6H3(CH3)2NH2 + SO2 ↔2C6H3(CH3)2NH2 SO2 - Nếu khí thải có nồng độ SO2 thấp thì quy trình này không kinh tế vì tổn hao xyliđin (Trang 112 – Ô nhiễm không khí và xử lý khí thải,... của dòng khí: yđ=2%=0,02 Nồng độ ban đầu của pha khí theo tỉ số mol: Yđ yđ 0,0204 (kmol 1 yđ SO2/ kmol Khí trơ) Nồng độ cuối của pha khí theo tỉ số mol: 1500 1 ( g ) 1000 64( g / mol ) Yc 1( at ) 1 1( m 3 ).10 3 (l / m 3 ) (K ) 0,082(lit at / mol.K ) ( 273 30) 0,0005823 ( kmolSO2 / kmolkhítro) Nồng độ đầu của pha lỏng theo tỉ số mol: Chọn dung môi hấp thu là nước sạch nên: Xđ=0 (kmolSO2/kmolH2O)... nồng độ SO2 cần hấp thụ trong dung môi nước (kmol SO2/ kmol H2O) Y*: nồng độ SO2 cần hấp thu trong hỗn hợp khí (kmol SO2/ kmol khí trơ) SVTH: Nguyễn Vũ Trọng Page 12 ĐỒ ÁN QTTB GVHD: Ths VÕ PHẠM PHƯƠNG TRANG Đường cân bằng: X Ycb 0 0 0.00004 0.00180 0.00008 0.00361 0.00011 0.00543 0.00015 0.00725 0.00019 0.00908 0.00023 0.01092 0.00026 0.01276 0.00030 0.01461 0.00034 0.01646 Phương trình đường làm việc: ... KHÍ SO2 Tính chất hóa lý SO2 ………………………………………………… Tác hại khí SO2 …………………………………………………… Các nguồn tạo SO2 ……………………….………………………… II CÁC PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ SO2 Hấp thụ khí SO2 nƣớc Hấp thụ khí SO2 dung. .. nguồn khí thải SO2 từ lò Khí xử lý sơ nhiệt thu hồi bụi trước vào tháp Dung môi hấp thu yêu cầu nước có đặc điểm rẻ, dễ tìm, không ăn mòn thiết bị Thiết bị hấp thu dạng tháp đệm nên dung môi nước... 47,8947 X (1 47,8947) X Trong đó: X: nồng độ SO2 cần hấp thụ dung môi nước (kmol SO2/ kmol H2O) Y*: nồng độ SO2 cần hấp thu hỗn hợp khí (kmol SO2/ kmol khí trơ) SVTH: Nguyễn Vũ Trọng Page 12