Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục BÀI TẬP LỚN : CÔNG NGHỆ XỬ LÝ KHÍ THẢI VÀ TIẾNG ỒN SINH VIÊN: ĐẶNG MỸ KIM MSSV: 50130715 LỚP: 50CNMT ĐỀ SỐ 33: Lò đốt dầu FO tại một công ty A có các số liệu sau: B D Nhiệt C p H P O P N P S P A P W P Dung Chiều Địa cao điểm (mm) (mm) độ khói (%) (%) (%) (%) (%) (%) (%) ẩm d (g/kg) ống T K ( C) khói (m) 77,3 3,15 3,79 2,16 2,6 15 16 Hòa 800 450 140 Bình Tính toán sản phẩm cháy Tính toán nồng độ chất ô nhiễm tại miệng ống khói So sánh nồng độ C max với các chất SO ,CO, bụi với QCVN (19/2009 – BTNMT) Từ đó xác định chất ô nhiễm cần phải xử lý Đề xuất công nghệ xử lý hoặc bụi ô nhiễm Tính toán thiết bị xử lý I TÍNH TOÁN SẢN PHẨM CHÁY: Lượng không khí khô lý thuyết cần cho quá trình cháy: V = 0,089C P + 0,264H P - 0,0333(O P -S P ) = 0,089 77,3 + 0,264 3,15 - 0,0333.( 3,79 - 2,6) = 7,67 (m chuẩn/kg) Lượng không khí ẩm lý thuyết cần cho quá trình cháy: V a = (1+ 0,0016d)V = (1+ 0,0016.15) 7,67= 7,85 (m chuẩn/kg) Lượng không khí ẩm thực tế với hệ số thừa không khí α = 1,4 V t = α V a = 1,4 7,85=10,99 (m chuẩn/kg) Lượng khí SO V SO SPC: = 0,683.10 S P = 0,683.10 −2 2,6= 0,018 (m chuẩn/kg) −2 Lượng khí CO SPC với hệ số cháy không hoàn toàn về hóa học và học η = 0,025: V CO = 1,865 10 −2 η C p = 1,865 10 −2 0,025 77,3= 0,036 (m chuẩn/kg) Lượng khí CO SPC: Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục V CO = 1,853 10 −2 (1- η ) C p = 1,853 10 −2 (1- 0,025) 77,3= 1,4 (m chuẩn/kg) Lượng nước SPC: V H O = 0,111 H P + 0,0124W P + 0,0016.d V t = 0,111 3,15 + 0,0124 7+ 0,0016.15.10,99= 0,75 (m chuẩn/kg) 2 Lượng khí N SPC: V N = 0,8.10 −2 N P + 0,79.V t = 0,8.10 −2 2,16 + 0,79 10,99= 8,7 (m chuẩn/kg) 2 Lượng khí O không khí thừa: V O = 0,21( α -1) V a = 0,21.(1,4-1) 7,85= 0,66 (m chuẩn/kg) 10.Lượng SPC tổng cộng: V SPC = V SO + V CO + V CO + V H O + V N + V O = 0,018+ 0,036+ 1,4+ 0,75+ 8,7+ 0,66= 11,564 (m chuẩn/kg) 11.Lượng SPC cháy ở điều kiện thực tế: V SPC (ở t C) =V SPC (đktc ) (273+t) / 273 =11,564 (273+140) / 273= 17,49 (m chuẩn/kg) II TÍNH TOÁN NỒNG ĐỘ CHẤT Ô NHIỄM: 2 2 2 Lượng khói ở (điều kiện tiêu chuẩn) t=0 C, P=760 mmHg L C = (V SPC B) / 3600= (11,564.800)/ 3600= 2,57 (m /s) Lượng khói SPC ở (điều kiện thực tế t C): L T =L C (273+t) / 273= 2,57 (273+140) / 273= 3,89 (m /s) Lượng khói SO khoi với γ so =2,926 (kg/ m chuẩn) M SO = (10 V SO B γ so ) / 3600 = (10 0,018 800 2,926 )/ 3600=11,704 (g/s)  C fthSO = M SO / L T =11,704 / 3,89=3,009 (g/ m ) 2 2 2 Lượng khí CO với γ =1,25 (kg/ m chuẩn) M CO = (10 V CO B γ CO ) / 3600 = (10 0,036.800.1,25) / 3600=10 (g/s)  C fthCO = M CO / L T =10 / 3,89=2,57 (g/ m ) CO2 Lượng khí CO M CO với γ CO =1,977 (kg/ m chuẩn) = (10 V CO B γ CO ) / 3600 = (10 1,4.800 1,977) / 3600 = 615 (g/s) 2 Lượng tro bụi với hệ số tro bay theo khói: α =0,5 Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục M bu i = (10 α A p B)/ 3600 = (10 0,5 800) / 3600= 4,44 (g/s)  C fthbui = M bu i / L T = 4,44 / 3,89= 1,14 (g/ m ) Tóm tắt các thông số tính toán: Số thứ tự Đại lượng Đơn vị Kết quả (m /kg) 7,67 V0 (m /kg) 7,85 Va (m /kg) 10,99 Vt (m /kg) 0,018 V SO (m /kg) 0,036 V CO (m /kg) 1,4 V CO (m /kg) 0,75 VH O (m /kg) 8,7 VN (m /kg) 0,66 VO 10 (m /kg) 11,564 V SPC 11 (m /s) 2,57 LC 12 (m /s) 3,89 LT 13 (g/s) 11,704 M SO 14 (g/s) 10 M CO 15 (g/s) 615 M CO 16 (g/s) 4,44 M bu i 17 (g/ m ) 3,009 C fthSO 18 (g/ m ) 2,57 C fthCO 19 (g/ m ) 1,14 C fthbui III SO SÁNH: C fthSO = 3,009 (g/ m ) > 500 (mg/ m ) C fthCO = 2,57 (g/ m ) > 1000 (mg/ m ) C fthbui = 1,14 (g/ m ) > 200 (mg/ m ) NHẬN XÉT : Nồng độ SO vượt 6,018 lần Nồng độ CO vượt 2,57 lần Nồng độ bụi vượt 5,7 lần Cả chất đều vượt tiêu chuẩn cho phép.Các chất này đều gây hại cho người và động thực vật vì vậy cần phải xử lý chúng trước thải môi trường theo QCVN (19/2009- BTNMT) 2 2 2 2 Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục IV ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ KHÍ, BỤI Ô NHIỄM: Sơ đồ công nghệ : Xyclon Liot Tháp hấp thụ Buồng đốt Thuyết minh sơ đồ cộng nghệ: A Xyclon Liot: - Hỗn hợp khí gồm bụi, CO, SO khí thải sau khỏi ống khói ta sẽ dùng quạt hút vào xyclon để xử lý bụi Không khí lẫn bụi dẫn đến xyclon ở phần theo phương tiếp tuyến Nhờ thế dòng không khí sẽ chuyển động phần hình trụ theo hình xoáy ốc và hạ dần xuống dưới đáy Lực ly tâm xuất hiện chuyển động xoáy ốc vậy sẽ đè sát các hạt bụi vào thành xyclon Bụi sẽ rơi xuống và được đưa ngoài Còn không khí tiếp tục chuyển động xoáy của mình bị phần hình chóp ở dưới chặn lại thẩm thấu trở lại và theo ống lõi bốc ngoài theo chiều thẳng đứng từ dưới lên - Lý chọn Xyclon Liot: + Thiết bị có cấu tạo đơn giản, dễ chế tạo + Năng suất cao 70-80% + Lộc bụi ở dạng khô + Có khả tái chế và tái sử dụng B Tháp hấp thụ: Hấp thụ SO bằng huyền phù CaCO - - Hỗn hợp khí thải sau lọc bụi được đưa vào tháp hấp thụ để xử lý SO Hỗn hợp khí thải sẽ qua một lớp vật lịêu đệm được tưới lớp dung dịch sữa vôi, SO sẽ được dung dịch giữ lại Khí tiếp tục qua một lớp vật liệu lọc bụi, bụi sẽ được lọc sạch hoàn toàn Chỉ còn khí CO, dùng quạt hút vào buồng đốt Lý chọn CaCO làm vật liệu đệm: + Quy trình công nghệ đơn giản + Chi phí hoạt động thấp + Chất hấp phụ dễ tìm + Có khả xử lý mà không cần làm nguội hoặc xử lý sơ bộ Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục + Có thể chế tạo thiết bị bằng vật liệu thông thường, không cần đến vật liệu chống acid + Không chiếm nhiều diện tích xây dựng + Nguyên liệu rẻ tiền và sẵn có ở mọi nơi + Hiệu suất cao C Buồng đốt: - Hỗn hợp khí sau đã xử lý chỉ còn lại khí CO dùng quạt hút vào buồng đốt Buồng đốt có dạng hình trụ và được xây dựng bằng vỏ thép có ốp gạch chịu lửa Đầu tiên cấp nhiên liệu bổ sung cho phản ứng oxy hóa Khi phản ứng oxy hóa tự trì được thì giảm dần nhiên liệu bổ sung đến một giới hạn nhất định để đảm bảo quá trình cháy được ổn định - Lý chọn buồng đốt: + Phân hủy được hoàn toàn các chất ô nhiễm cháy + Khả thích ứng thiết bị thay đổi vừa phải lưu lượng khí thải nồng độ chất ô nhiễm khí thải + Hiệu xử lý cao chất ô nhiễm đặc biệt mà biện pháp xử lý khác hiệu hiệu thấp + Không có suy giảm đáng kể mặt chất lượng hoạt động thiết bị + Không cần hòan nguyên phương pháp xử lý khác + Có khả thu hồi, tận dụng nhiệt thải trình thiêu đốt V TÍNH TOÁN THIẾT BỊ XỬ LÝ: Tính Xyclon Liot: Ta có: Lưu lượng khí thải : L=14004 (m /h) Theo bảng 3.2: thông số kỷ thuật của xyclon Liot ta có : - Đường kính ống trụ D: 1035 (mm) - Đường kính ống vào d : 545 (mm) Chiều cao phần thân xyclon: H =5d =5.0,545= 2,725 (m) Chiều cao phần phễu xyclon: H =4d = 4.0,545= 2,18 (m) Đường kính ống dẫn bụi ra: d =0,4d = 0,4 0,545= 0,218 (m) Đường kính ống tâm: d =1,9d = 1,9.0,545= 1,0355 (m) Chiều cao toàn bộ xyclon: H=11,67d = 11,67.0,545=6,4 m) Chọn hiệu quả xử lý bụi của xyclon Liot là 70% Nồng độ bụi còn lại sau khỏi xyclon là: C fthbui =(1-0,7).1,14= 0,342 (g/ m )= 342 (mg/ m ) Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục Vì hệ thống xử lý có kết hợp tháp hấp thụ nên bụi có thể được lọc sạch và thải môi trường Tổn thất áp lực xyclon Liot: ∆ P= 50 (kg/m ) Bảng tóm tắt các thông số xyclon: Đường Đường Lưu Vận tốc Tổn thất Chiều Hiệu kính ống kính ống lượng (m vào áp lực ∆ cao toàn suất % trụ D vào d /h) (m/s) P (kg/m bộ (mm) (mm) ) xyclon liot H (m) 1035 545 14004 18 50 6,4 70 Tính toán tháp hấp thụ: Vận tốc khí vào tháp hấp thụ : 0,8 - 1,2 (m/s) Nồng độ SO vào 3,009 (g/ m ) vượt tiêu chuẩn lần nên chọn V ϕ =1 (m/s) Đường kính tháp hấp thụ: 4L 4.14004 D= π 3600.V = = 2,23 (m) (Với L: Lưu lượng khí thải) π 3600.1 ϕ Chiều cao phần công tác của tháp : H =2D =2.2,23= 4,5 (m) Mỗi phần hình côn của tháp cao 0,5m Vậy chiều cao toàn bộ của tháp : H= 0,5+ 0,5+ 4,46= 5,5 (m) Chọn vật liệu đệm bằng sứ xếp ngẫu nhiên, kích thước : 50x50x5 mm Chiều cao lớp vật liệu đệm: H dem =0,2H = 0,2.4,5= 0,9 (m) Tổn thất áp lực tháp hấp thụ: ∆ P=50 (kg/m ) Bảng tóm tắt các thông số tháp hấp thụ: Vận tốc khí Đường kính Chiều cao Chiều cao Tổn thấp áp tháp tháp (m) toàn bộ của lớp vật liệu lực (m/s) tháp (m) đệm (m) tháp (kg/m ) 2,23 5,5 0,9 50 Tính toán các thống số của buồng đốt: - Chọn thời gian lưu buồng đốt t=2s - Thể tích buồng đốt : V=t.L= 2.3,89= 7,78 (m /s) (Với L: lưu lượng khí thải) ... Khả thích ứng thiết bị thay đổi vừa phải lưu lượng khí thải nồng độ chất ô nhiễm khí thải + Hiệu xử lý cao chất ô nhiễm đặc biệt mà biện pháp xử lý khác hiệu hiệu thấp + Không có suy giảm đáng kể... theo QCVN (19/2009- BTNMT) 2 2 2 2 Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục IV ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ KHÍ, BỤI Ô NHIỄM: Sơ đồ công nghệ : Xyclon Liot Tháp hấp thụ Buồng đốt Thuyết... Quy trình công nghệ đơn giản + Chi phí hoạt động thấp + Chất hấp phụ dễ tìm + Có khả xử lý mà không cần làm nguội hoặc xử lý sơ bộ Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo