Đang tải... (xem toàn văn)
MỤC LỤC MỤC LỤC 1 MỞ ĐẦU 2 ĐỒ ÁN KHÍ THẢI 3 1. Tính toán sự khuếch tán khí thải. 3 1. Sự khuếch tán bụi và khí thải từ nhà A đến nhà B. 7 2. Sự khuếch tán khí Clo từ nhà A sang nhà B : 9 CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN CÔNG TRÌNH CHÍNH TRONG HỆ THỐNG XỬ LÝ KHÍ THẢI 15 1. Các thông số đầu vào. 15 2. Tính toán kích thước buồng lắng. 15 II. Xử lý khí thải 30 1. TÍNH TOÁN THÁP HẤP THỤ 38 1.1. TÍNH ĐƯỜNG KÍNH THÁP. 38 2.Chiều cao của tháp hấp thụ 42 3. Tính toán trở lực tháp 44 TÍNH TOÁN CƠ KHÍ : 1. Thân tháp. 46 2. Đường ống dẫn lỏng 48 TÀI LIỆU THAM KHẢO 50
GVGD: MAI QUANG TUẤN ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ THẢI MỤC LỤC SHTH: MAI ĐÌNH THÀNH Page GVGD: MAI QUANG TUẤN ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ THẢI MỞ ĐẦU Hiện vấn đề ô nhiễm không khí không vấn đề riêng lẻ quốc gia hay khu vực mà trở thành vấn đề toàn cầu Thực trạng phát triển kinh tế - xã hội quốc gia giới thời gian qua có tác động lớn đến môi trường làm cho môi trường sống người bị thay đổi ngày trở nên tồi tệ Những năm gần đây, nhân loại phải quan tâm nhiều đến vấn đề ô nhiễm môi trường không khí, : biến đổi khí hậu – nóng lên toàn cầu, suy giảm tầng ozon, mưa axit, bệnh đường hô hấp… Nguyên nhân chủ yếu phát thải khí thải từ nhà máy, khu công nghiệp, phương tiện giao thông Khí thải ngành công nghiệp gây ảnh hưởng lớn tới thành phần môi trường không khí Trái Đất Đặc biệt môi trường không khí, khí thải từ hoạt động công nghiệp chứa nhiều chất độc hại cho môi trường sức khoẻ người H2S, HF, CO, CO2, NOx,…với nồng độ vượt ngưỡng tiêu chuẩn cho phép Mỗi ngành công nghiệp có đặc tính khí thải khác nhau, dựa vào đặc tính khí thải ngành nghề mà có biện pháp hướng giải khác để hạn chế tối đa phát thải khí môi trường Tuy nhiên, nhiều nhà máy chưa đáp ứng việc giải vấn đề gây ô nhiễm môi trường, đặc biệt chưa giải tình trạng ô nhiễm không khí từ nhà máy môi trường Xuất phát từ vấn đề trên, đồ án khí thải này, em đề xuất số biện pháp xử lý khí thải cho ngành công nghiệp giúp giải vấn đề ô SHTH: MAI ĐÌNH THÀNH Page GVGD: MAI QUANG TUẤN nhiễm ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ THẢI môi trường SHTH: MAI ĐÌNH THÀNH Page không khí GVGD: MAI QUANG TUẤN ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ THẢI ĐỒ ÁN KHÍ THẢI THÔNG SỐ TÍNH TOÁN Nhà A: b = 30m, l = 70m, HA = 5m Nhà B: b = 120m, l = 90m, HB = 10m L1 = 45m, Hống = 37m, u10 = 3m/s, = 700 Q = 45000 m3/h Nồng độ khí (mg/m3) khí mg/m3 Clo 50 SO2 1559 H2S 41 CO 6431 NO2 1200 Hàm lượng bụi: 30g/m , khối lượng riêng bụi: 3500kg/m3 Cỡ hạt bụi (%) Cỡ hạt bụi ( ) 0–5 – 10 10 – 20 20 – 30 30 – 40 40 – 50 50 – 60 60 – 70 % 7 12 11 13 16 29 Tính toán khuếch tán khí thải QCVN 19:2009/ BTNMT TT Thông số Bụi tổng Clo SO2 H2S CO NO2 SHTH: MAI ĐÌNH THÀNH Page Nồng độ C (mg/Nm3) A B 400 200 32 10 1500 500 7,5 7,5 1000 1000 1000 850 GVGD: MAI QUANG TUẤN ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ THẢI Theo QCVN 19:2009/ BTNMT Nồng độ tối đa cho phép bụi chất vô khí thải công nghiệp tính theo công thức sau: Cmax = C Kp Kv Trong đó: Cmax nồng độ tối đa cho phép bụi chất vô khí thải công nghiệp ( mg/Nm3 ) C nồng độ bụi chất vô Kp: Hệ số lưu lượng ngồn thải ( quy định mục 2.3 ) Q = 45000m3/h => Kp = 0,9 Kv: Hệ số vùng, khu vực, quy định mục 2.4 Lấy Kv = Thông số C Kp Kv Bụi Cl SO2 H2S CO NO2 200 10 500 7,5 1000 850 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 1 1 1 TT Cmax ( mg/N m3 ) 180 450 6,75 900 765 Ta có : Ở 700C: C1 = = = Ở 250C : C0 = = = => = = => C0 = C1 Bảng nồng độ chất ô nhiễm nhiệt độ 25 0C ( mg/ Nm3) TT Thông số Bụi Cl SO2 SHTH: MAI ĐÌNH THÀNH Cmax ( mg/Nm3 ) 180 450 Page C0 ( mg/ Nm3) 30000 50 1559 Hiệu suất xử lý (%) 99,4 82 71,14 GVGD: MAI QUANG TUẤN ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ THẢI H2S CO NO2 6,75 900 765 41 6431 1200 Sự khuyến tán khí thải từ nhà A đến nhà B • Xét nhà A: 83,54 86,01 36,25 => b > 2,5Hnhà : Nhà rộng l > HA • : Nhà dài Nhà B : b > 2,5HB : Nhà rộng l < 10HB : Nhà ngắn Gió thổi A → B : x1 = L1 = 45m x1 > 8HA : Hai tòa nhà đứng độc lập Theo công thức 4.2 trang 149, GS,TS Trần Ngọc Chấn: Hgh = 0,36bz +Hnh Trong : SHTH: MAI ĐÌNH THÀNH Page GVGD: MAI QUANG TUẤN ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ THẢI Hgh : Chiều cao giới hạn nguồn điểm (m) bz : Khoảng cách từ mặt sau ( mặt làm chuẩn ) nhà đến nguồn thải (m) x1: khoảng cách nhà (m) Hnh: Chiều cao nhà B (m) Hgh = 0,36.20 + 1,7.5 = 15,7 m Theo Davidson W.F : =D ,m ( công thức 3.39 trang 92, GS,TS Trần Ngọc Chấn ) Trong đó: D: Đường kính miệng ống khói, m D = 1,5m w: Vận tốc ban đầu luồng khói miệng ống khói, m/s Với: L: lưu lượng nguồn thải m 3/s w= L = = 12,5 m3/s Suy ra: w = = 7,07 m/s u: Vận tốc gió, m/s u(z) = u(10) ( m/s) ( công thức 2.35 trang 69, GS,TS Trần Ngọc Chấn) Với: u(10): Vận tốc gió độ cao 10m, u(10) = 10m z: độ cao cần tính vận tốc u (z),m n: Số mũ cho bảng 2.4 ( 39 trang 92, GS,TS Trần Ngọc Chấn) Khí quyến cấp D, độ nhám phẳng => n = 0,12 Suy ra: u(z) = = 3,5 m/s Tkhói: Nhiệt độ tuyệt đối khói miệng ống khói, K : Chênh lệch nhiệt độ khói không khí xung quanh, độ C K = 1,5 = 4,54 m SHTH: MAI ĐÌNH THÀNH Page GVGD: MAI QUANG TUẤN Ta có: Hhq = Hống + = 37 + 4,54 = 41,54 m => Hhq > Hgh • ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ THẢI => Nguồn điểm cao Sự khuếch tán bụi khí thải từ nhà A đến nhà B Khuếch tán bụi từ nhà A đến nhà B : Theo Gauss sở : C = exp.exp ( công thức 3.26 trang 78, GS,TS Trần Ngọc Chấn ) Trong đó: C: Nồng độ chất ô nhiễm nơi tiếp nhận, g/m3 M: Lượng phát thải chất ô nhiễm nguồn điểm liên tục, g/s L = 6,94 (m3/s) ; Cbụi = 0,18 (g/m3) => M = L Cbụi = 1,25 g/s u: Tốc độ gió, m/s Ta có : HB = 9m => u9 = 4,94 m/s Tra hình 3.9 trang 83 GS,TS Trần Ngọc Chấn Tra hình 3.10 trang 84 GS,TS Trần Ngọc Chấn y: Tọa độ điểm tính toán theo phương vuông góc với hướng gió, chiều ngang, m z: Tọa độ điểm tính toán theo phương vuông góc với hướng gió, chiều cao, m - Sự khuếch tán bụi từ nhà A đến vách tường đầu mái nhà B: C = exp exp SHTH: MAI ĐÌNH THÀNH Page GVGD: MAI QUANG TUẤN ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ THẢI Trong : Khoảng cách từ nguồn thải tới điểm tính toán : x = b A + L1 = 20 + 45 = 65m Khí cấp D : Theo hình 3.9 trang 83 GS,TS Trần Ngọc Chấn ta có: = Theo hình 3.10 trang 84 GS,TS Trần Ngọc Chấn ta có: = ( điểm tính toán dọc theo trục hướng gió ) => Cbụi = exp = 5,32 g/ - Sự khuếch tán bụi từ nhà A đến vách tường sau mái nhà B.: C = exp exp Trong : Khoảng cách từ nguồn thải tới điểm tính toán : x = bA + L1 + bB = 30 + 45 + 120 = 165m Khí cấp D Theo hình 3.9 trang 83 GS,TS Trần Ngọc Chấn ta có: = 12 Theo hình 3.10 trang 84 GS,TS Trần Ngọc Chấn ta có: = ( điểm tính toán dọc theo trục hướng gió ) => Cbụi = exp =6,3 g/ Sự khuếch tán khí Clo từ nhà A sang nhà B : - Tính Cmax Clo mặt đất ( theo Gauss biến dạng ) : Ta có: = = = 29,37m Theo hình 3.10 trang 84 GS,TS Trần Ngọc Chấn ta có: x = SHTH: MAI ĐÌNH THÀNH Page GVGD: MAI QUANG TUẤN ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ THẢI 700m = > Vị trí có Cmax không rơi vào nhà B M = 0,01 g/m3 theo QCVN 19-2009 x = 700, Theo hình 3.9 trang 83 GS,TS Trần Ngọc Chấn ta có : = 58 => Cmax = = = 6,87.10-7 g/m3 Sự khuếch tán khí từ nguồn thải đến nhà B : • Theo Gauss biến dạng ta có : C= Trong : C: Nồng độ chất ô nhiễm nơi tiếp nhận, g/m3 M: Lượng phát thải chất ô nhiễm nguồn điểm liên tục, g/s u: Tốc độ gió, m/s Ta có : HB = 10m => u10 = 2,96m/s Tra hình 3.9 trang 83 GS,TS Trần Ngọc Chấn Tra hình 3.10 trang 84 GS,TS Trần Ngọc Chấn H: Chiều cao hiệu nguồn thải, m H = 41,54m y : Tọa độ điểm tính toán theo phương vuông góc với hướng gió, chiều ngang, m • Sự khuếch tán khí Clo từ nguồn thải A đến nhà B : - Sự khuếch tán khí Clo từ nguồn thải đến phía đầu nhà B: SHTH: MAI ĐÌNH THÀNH Page 10 GVGD: MAI QUANG TUẤN ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ THẢI LSO = 1, 2.Ltr = 1, 2.98073,15 = 117687, 78Kmol / h tt cđ X SO = Gctr 1598,844 (YSO2 − YSO2 ) = (6,856.10−4 − 1,9764.10−4 ) = 6, 629.10−6 Ltt 117687, 78 kmolSO2/ kmoldd -Đường làm việc SO2 qua điểm : cđ ( X SO ; YSO2 ) = (6, 629.10−6 ; 6,856.10−4 ) đ c ( X SO ; YSO ) = (0;1,9764.10 −4 ) 2 - H 2S X max Đối với khí H2S giao điểm đường = với đường cân Y = X - Ta có: = H2S X max H 2S X max =3,836.10-8(kmolH2S/kmol dung dịch) X Hđ S = - Nồng độ ban đầu ( coi ban đầu pha lỏng nồng độ chất xét không có) YHđ2 S − YHc2 S = - Xác định tỉ lệ Ltr Gtr ÷min L ( X Hc S − X Hđ S ) G : YHđ2 S − YHc2 S Ltr 3,3918.10 −5 − 5, 6066.10−6 = = 738, 04 ÷min = H S X max − X Hđ S 3,836.10−8 − Gtr (kmoldd/kmol khí trơ) => Sản lượng mol tối thiểu là: =738,04.Gtr ==1179201,9(kmol/h) - Sản lượng mol thực tế: (Lấy hệ số thừa dư 1,2) SHTH: MAI ĐÌNH THÀNH Page 36 GVGD: MAI QUANG TUẤN ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ THẢI LHtt S = 1, 2.Ltr = 1, 2.1179201,9 = 1415042,32( Kmol / h) Gctr 1597, 748 (YH S − YH S ) = (3,3918.10 −5 − 5, 6066.10−6 ) = 3,197.10 −8 Ltt 1415042,32 X Hcđ2 S = (kmolH2S/kmoldd) -Đường làm việc H2S qua điểm : ( X Hđ S ; YHc S ) = (0;5, 6066.10−6 ) ( X Hcđ2 S ; YH S ) = (3,197.10 −8 ;3,3918.10−5 ) Tính toán lượng dung dịch NaOH cần dùng • Đối với khí SO2 Các phản ứng xảy tháp : SO2 + 2NaOH Na2SO3 +H2O (1) Na2SO3 + SO2+ H2O 2NaHSO3 (2) SO + NaHSO3+ Na2SO3 + H2O NaHSO3 (3) • Đối với khí H2S Các phản ứng xảy tháp: H2S + 2NaOH = Na2S + 2H2O Na2S + H2S 2NaHS (5) (6) Na 2S + H2O NaHS + NaOH (7) -Khối lượng phân tử pha lỏng : Mdd = => M= 19,0476 (Kg dd/Kmol dd) SHTH: MAI ĐÌNH THÀNH Page 37 GVGD: MAI QUANG TUẤN ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ THẢI * Từ phương trình (1) ta tính mNaOH cần để hấp thụ SO2 mNaOH = = = 62,4(kg/h) - Khối lượng dung dịch NaOH 10% cần để hấp thụ SO2 = = = 624(kg/h) * Từ phương trình (5) ta tính mNaOH cần để hấp thụ H2S mNaOH = = = 3,624(kg/h) - Khối lượng dung dịch NaOH 10% cần để hấp thụ H2S = = = 36,24 (kg/h) => Vậy khối lượng dung dịch NaOH 10% cần thiết để hấp thụ khí SO2 ,H2S M= + =62,4+36,24 = 98,64( kg/h) - Khối lượng riêng dung dịch NaOH 10% 250C là: ρ dd = 0,1 + 0,9 0,1 + 0,9 = = 1010, 0,1 0,9 0,1 0, + + 1117 1000 ρ ρ NaOH H 2O (kg/m3) - Thể tích dung dịch NaOH 1h cung cấp vào tháp : = = = 0,65 (m3/h) TÍNH TOÁN THÁP HẤP THỤ 1.1 TÍNH ĐƯỜNG KÍNH THÁP - Hấp thụ SO2 dung dịch NaOH 10% khối lượng - Nhiệt độ tháp hấp thụ 50oC SHTH: MAI ĐÌNH THÀNH Page 38 GVGD: MAI QUANG TUẤN ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ THẢI Bảng : Khối lượng riêng dung dịch NaOH 10% (kg/m3 ) theo nhiệt độ ( áp suất khí ) -20oC 0oC 20oC 40oC 60oC 80oC 100oC 120oC - 1117 1109 1100 1089 1077 1064 1049 dd NaOH 10% (Trích Bảng trang 11 - Bảng tra cứu Quá trình học truyền nhiệt-Truyền khối-Nhà xuất ĐH Quốc gia Tp.HCM - 2008) Bảng: Độ nhớt động lực dung dịch NaOH 10% (Cp) theo nhiệt độ 0oC 10oC 20oC 30oC 40oC dd NaOH 1,68 1,45 1,16 10% (Trích Bảng trang 16 - Bảng tra cứu Quá trình học truyền nhiệt-Truyền khối-Nhà xuất ĐH Quốc gia Tp.HCM - 2008) Đường kính tháp hấp thụ D= = ( * ) Trong đó: lưu lượng pha khí theo thể tích + vận tốc làm việc tháp: = (0.8 – 0.9)→ chọn = 0,8 : vận tốc đảo pha xác định công thức : y = 1,2 • Vật liệu đệm ( Bảng IX.8 – Trang 193 – Sách T2) - Chọn vật liệu đệm vòng xứ Raschig đổ lộn xộn có thông số: + Kích thước : 50 (mm) SHTH: MAI ĐÌNH THÀNH Page 39 50oC 0,89 GVGD: MAI QUANG TUẤN ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ THẢI + Bề mặt riêng : = 95 ( m2 /m3 ) + Thể tích tự : Vđ = 0,79 (m3/m3 ) +Số đệm m3 : 58.102 +Khối lượng riêng đệm : =500( kg/m3) ( Trích Qúa trình thiết bị công nghệ hóa chất thực phẩm – Tập – Truyền khối- Vũ Bá Minh ) • Tính vận tốc làm việc tháp ( ) * Theo công thức : ( ***) (CT IX.114 – T187 – Sách T2) Với : Trong đó: :ωdp: vận tốc đảo pha : bề mặt riêng đệm, m2/m3 : thể tích tự đệm, m3/m3 Gx , Gy lượng lỏng lượng trung bình * Tính toán : += + Vđ = 0,79 m3/m3 +: khối lượng riêng pha khí +: khối lượng riêng pha lỏng : = 1095 (kg/m3) (tra bảng I, trang 101, STTBQT1) +: độ nhớt pha lỏng : = 0,98 10-3 (N.s/ m2 ) (Tra bảng 2) +: độ nhớt pha nước : = 1,005.10-3 (N.s/m2) +Gx : sản lượng trung bình pha lỏng • Với SO2 : SHTH: MAI ĐÌNH THÀNH Page 40 GVGD: MAI QUANG TUẤN ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ THẢI Suất lượng dòng khí : r d G + G 1599,94 + 1598,11 = = 1599, 025 G = 2 x tb + ht G SO + G SO d G SO = x 2 = 1, 096 + 0, 78 = 0,938 (kmol/h) (kmol/h) = =0,01668 (kg/s) L SO = L SO c Ta có: L SO = tb +G tt L SO + L SO tt c = ht SO = 117687, 78 + 0, 78 = 117688,56 (kmol/h) 117687, 78 + 117688,56 = 117688,17 (kmol/h) Với H2S • ht G H2S + G H2 S d G H2S = x + ht G H2S + G H2 S d G + x H2S = = = 0, 054265 + 0, 0453 = 0, 0498 0, 05427 + 0,0543 = 0,0543 (kmol/h) (kmol/h) = =5,127.10 -4 (kg/s) + + H S H S = 117687, 78 + 0, 0453 = 117687,83 L c = Ltt + G ht H S (kmol/h) H S H S H S Ltt + L c 117687, 78 + 117687,83 = = 117687,83 Ltb = 2 Sản lượng trung bình pha lỏng là: SHTH: MAI ĐÌNH THÀNH Page 41 (kmol/h) GVGD: MAI QUANG TUẤN Gx = x x G SO + G H S 2 = ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ THẢI 0, 01668 + 5,127.10 −4 = 8, 6.10−3 (kg/s) +Sản lượng trung bình pha khí: G cSO + G H S 0,316 + 8, 96.10−3 1598,844 + G tr + 2 = = 799,5(kmol / h) Gy = 2 c =799,5.=6,44(kg/s) Thay vào phương trình (***) ta có: ωdp= = = 2,4(m/s) = 0,8 nên vận tốc làm việc tháp = 0,8 2,4=1,92 (m/s) Thay vào phương trình (*) suy : D= = 2,88(m) Chọn D= 2,9 m - Diện tích tiết diện tháp: F== 6,6 (m2) 2.Chiều cao tháp hấp thụ a.Xác định số đơn vị truyền khối tổng quát pha khí NOy Vì đường cân đường thẳng nên ta tính NOy theo cách - sau: • Với SO2 - Động lực trình tháp hấp thụ : SO −4 −6 ∆Y d = Y d − Y ∗d = Y d − 86,18 X cSO , tt = 6,856.10 − 86,18.6, 629.10 3.10-4 -Động lực trình đỉnh tháp hấp thụ: SHTH: MAI ĐÌNH THÀNH Page 42 =1,14 GVGD: MAI QUANG TUẤN ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ THẢI SO −4 ∆Y c = Y c − Y ∗c = Y c − 86,18 X dSO = 1,978.10 - Động lực trung bình trình SO SO 1,143.10−4 − 1,978.10−4 SO = ∆Y d − ∆Y c = = 1,523.10−4 ∆Y TB −4 SO 1,143.10 ∆Y d ln ln 1,978.10−4 SO ∆Y c -Số đơn vị truyền khối tổng quát NOy: SO SO 6,856.10−4 − 1,978.10 −4 SO = Y d − Y c = = 3, N Oy SO 1,523.10−4 ∆TB • Với H2S - Động lực trình tháp hấp thụ H S H S −5 −8 ∆Y d = Y d − Y ∗d = Y d − 884, 21X c = 3,3918.10 − 884, 21.3,197.10 =5,65.10-6 -Động lực trình đỉnh tháp hấp thụ: H S −6 ∆Y c = Y c − Y *c = Y c − 884, 21X dH S = Y c = 5, 6066.10 - Động lực trung bình trình H S H S H S ∆Y d − ∆Y c 5,109.10−6 − 6, 092.10−6 = = 5, 628.10−6 ∆Y TB2 = H S 5,109.10−6 ∆Y d ln ln 6, 092.10−6 H S ∆Y c - Số đơn vị truyền khối tổng quát NOy: H S H2S −Y c 3,3918.10−5 − 5, 6066.10−6 H2S Y d = = 5, 03 N Oy = H S −6 , 628.10 ∆Y TB2 Chiều cao tương đương đơn vị truyền khối SHTH: MAI ĐÌNH THÀNH Page 43 GVGD: MAI QUANG TUẤN H td = 200 ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ THẢI Vd 0, 79 = 200 = 1, 032 0,4 δ (ωdp + 0,9) 95 ( 2, + 0,9 ) 0,4 Ta có: Chiều cao lớp đệm là: • Với SO2: h SO h • H2S SO = H td N Oy = 1,032 3,2=3,3024 (m) H S = H td N Oy2 = 1, 032.5, 03 = 5,19 Với H2S: (m) Chiều cao lớp đệm : HLV= hH2S =5,2 m -Chiều cao phần tách lỏng Hc đáy Hđ chọn theo bảng sau : D Hc (m) Hđ (m) 1,0-1,8 2,0-2,6 2,8-4,0 0,8 1,0 1,2 2,5 3,0 (Trích tài liệu học tập Kỹ thuật Xử Lý Khí Thải - CBGV – Dư Mỹ Lệ -Qúa trình hấp thụ ) Với D= 2,9 m chọn Hc=1m Hđ= 2m - Chiều cao tháp hấp thụ là: Ht = HLv + Hc+ Hđ =5,2+1+2= 8,2 m Tính toán trở lực tháp + Với khí SO2 : 11,6 10-6 (Pa.s); C =306 = 11,6 10-6 = 1,37 10-5 (Pa.s) + Với khí H2S : 11,6 10-6 (Pa.s); C =331 SHTH: MAI ĐÌNH THÀNH Page 44 GVGD: MAI QUANG TUẤN ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ THẢI = 11,6 10-6 = 1,38.10-5 (Pa.s) + Với không khí: : 17,3 10-6 (Pa.s); C = 124 = 17,3.10-6 = 1,98.10-5 (Pa.s) ytbSO2 = = =4,4135.10-4 (kmol/kmol) ytbH2S = = = 1,158.10-4 (kmol/kmol) Mhhk = ytbSO2 MSO2 + ytbH2S MH2S + (1 - ytbSO2 - ytbH2S) Mkk = 4,4135 10-4 64+1,158.10-4.34 + ( 1- 4,4135 10 -4-1,158.104 ).29 = 29,02 = + + = + + = 1970946,638 = 1,47.10-5 ( Pa.s) Δpk = : Tốc độ khí tính toàn diện tích tháp = = 0,045 Ar0,57 ()0,43 dtđ: đường kính tương đương dtđ = = = 0.033(m) Ar = = = 1027131078 = 0,045 10271310780,57 ()0,43 = 9864,54 (m/s) = = =5,805 (m/s) Ta có: Rey = = = 4628,87 > 400, chế độ chuyển động xoáy Hệ số ma sát: λ’= = 2,96 Δpk = = = 1272,1(N/m2) SHTH: MAI ĐÌNH THÀNH Page 45 GVGD: MAI QUANG TUẤN ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ THẢI Δpu = Δpk (1 + A ((.() Trong : A = 8,4 ; c = 0,015 ; m = 0,405 ; n = 0,225 (tra bảng IX.7 trang 189_ Sổ tay QTTBCN tập 2_NXB Hà Nội ) Δpu = 1272,1 (1 + 8,4 ( ( () = 1428,57(N/m2) TÍNH TOÁN CƠ KHÍ : Thân tháp Các thông số ban đầu tháp mà ta biết sau : Đường kính D = 2,7m = 2700mm Chiều cao tháp H = 8,2m = 8200mm Khối lượng riêng pha lỏng : = 1095 (kg/m3) Áp suất làm việc tháp : P = Pmt + Pl Trong : Pmt : áp suất pha khí thiết bị, Pmt = 1atm = 0,1013 (N/mm2) Pl : áp suất thủy tĩnh cột chất lỏng thiết bị : Pl = g H = 9,81.1095.8,2.10-6 = 0,088 (N/mm2) H lấy chiều cao tháp phòng trường hợp ngập lụt hay tắc nghẽn => P = 0,1013 + 0,088 = 0,1893 (N/mm2) Đường ống dẫn khí - Vận tốc khí ống khoảng 10 – 30 m/s Chọn vận tốc ống dẫn khí vào vận tốc ống dẫn khí v=30 m/s * ống dẫn khí vào SHTH: MAI ĐÌNH THÀNH Page 46 GVGD: MAI QUANG TUẤN ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ THẢI - Lưu lượng khí vào - Đường kính ống dẫn khí vào - Chọn ống có đường kính ống d = 700 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 = 700 mm) 150 mm - Để đảm bảo phân phối khí tháp ta sử dụng đĩa đực lỗ với bề dầy 5mm lỗ có đường kính 50mm bước lỗ 50 mm * ống dẫn khí - Lưu lượng khí - Đường ống dẫn khí - Chọn ống có đường kính ống tiêu chuẩn d = 700 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 dày đoạn ống nối (ứng với d = 700 mm) 150 mm - Để đảm bảo phân phối khí tháp ta sử dụng đĩa đực lỗ với bề dầy 5mm lỗ có đường kính 50mm bước lỗ 50 mm.\ Đường ống dẫn lỏng - Vận tốc chất lỏng ống khoảng – m/s SHTH: MAI ĐÌNH THÀNH Page 47 GVGD: MAI QUANG TUẤN ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ THẢI * ống dẫn lỏng vào - Chọn vận tốc ỗng dẫn lỏng vào v = m/s - Lưu lượng lỏng vào - Đường kính ống dẫn lỏng vào - Chọn đường kính tiêu chuẩn d = 200 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 * Ống dẫn lỏng - Chọn vận tốc ống dẫn lỏng 1,5 m/s - Lưu lượng lỏng - Đường kính ống dẫn lỏng - Chọn đường kính tiêu chuẩn d = 200 mm bề dày b =11 mm (Theo bảng XIII.32 trang 434 sổ tay trình thiết bị công nghệ hóa chất tập 2) chiều dài đoạn ống nối 130mm Nắp đáy tháp Chọn đáy nắp tháp elip có gờ với chiều cao gờ h = 50mm Tra theo bảng XIII.10 XIII.11- trang 382, 383,384 – Sổ tay trình thiết bị công nghệ hóa chất tập ht = 725mm Tính bích : SHTH: MAI ĐÌNH THÀNH Page 48 GVGD: MAI QUANG TUẤN ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ THẢI Chọn bích loại bích liền kiểu I làm thép X18H10T a Tính bích nối đáy tháp với thân Theo bảng XIII.27- trang 417-Sổ tay trình thiết bị hóa chất tập , ta có thông số đo bích sau : Đường kính : 2,9m Đường kính ngoài: 2,920 Đường kính mép vát: 2,970m Đường kính bích: 3,070m Chiều cao bích: 35mm TÀI LIỆU THAM KHẢO 1.Ô nhiễm không khí xử lý khí thải tập tập – GS.TS Trần Ngọc Chấn – NXB KH&KT năm 2001 SHTH: MAI ĐÌNH THÀNH Page 49 GVGD: MAI QUANG TUẤN ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ THẢI 2.Kiểm soát ô nhiễm không khí – PGS.TS Nguyễn Đinh Tuấn – NXB ĐHQGTPHCM năm 2007 3.Các trình thiết bị công nghệ hóa chất thực phẩm tập – GS.TSKH Nguyễn Bin – NXBKH&KT Sổ tay trình thiết bị công nghệ hóa chất, tập – Trần Xoa – NXBKH&KT HN Sổ tay trình thiết bị công nghệ hóa chất, tập – NXBKH&KT HN SHTH: MAI ĐÌNH THÀNH Page 50 [...]... để xử lý đạt quy chuẩn là : 99,83% - Từ đặc điểm bụi và hiệu suất xử lý ta chọn hệ thống xử lý bụi gồm c : Buồng lắng => SHTH: MAI ĐÌNH THÀNH Page 16 GVGD: MAI QUANG TUẤN ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ THẢI - Dựa vào dải phân cách cỡ hạt bụi trên chọn đường kính giới hạn của hạt bụi: = 50 Trong đ : : Độ nhớt của khí thải ở 70oC Hệ số nhớt động lực của khí thải ở 70oC, tính theo cơng thức gần đúng của Sutherland: Ta... còn lại sau lọc CT: (4)/∑(4)*100% 20,9 12,7 4 66,36 0 0 0 0 0 100 SHTH: MAI ĐÌNH THÀNH Page 24 GVGD: MAI QUANG TUẤN ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ THẢI Hàm lượng bụi ra khỏi thiết bị = 10239,57 - 4751,05 = 5488,52 mg/m3 - Hiệu suất xử lý của xyclon : = 100% = 53,6% Hiệu suất xử lý bụi sau khi xử lý bằng buồng lắng và xyclon : = 100% = 81,34% < Hiệu suất xử lý cần đạt được là : 99,83 % → phải xử lý tiếp bằng túi lọc... mặt túi vải: - Đường kính túi vải D = 125 - 300mm(theo sách ơ nhiễm khơng khí và xử lý khí thải của thầy Trần Ngọc Chấn tập - 2) chọn D= 300mm Chiều dài làm việc của túi lọc từ : 2000- 3500mm (theo sách ơ nhiễm khơng khí và xử lý khí thải của thầy Trần Ngọc Chấn tập 2) Chọn l= 3400mm SHTH: MAI ĐÌNH THÀNH Page 27 GVGD: MAI QUANG TUẤN - ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ THẢI Diện tích túi vải : Số túi vải : - - Chọn... SHTH: MAI ĐÌNH THÀNH Page 12 GVGD: MAI QUANG TUẤN ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ THẢI = = 2,11 g/m3 • Sự khuếch tán khí CO từ nguồn thải A đến nhà B : - Sự khuếch tán khí CO từ nguồn thải đến phía trên đầu nhà B: C= Với : M: Lượng phát thải chất ơ nhiễm tại nguồn điểm liên tục, g/s L = 12,5m3/s ; CCO = 0,9 g/m3 => M = L.CCO = 11,25 g/s = 9 ; = 5 ; y = 0 ; z = 10 ; H = 41,54 => C = = 3,08 g/m3 - Sự khuếch tán khí. .. từ nguồn thải đến phía trên cuối nhà B: = 12; = 7 ; y = 0 ; z = 10 ; H = 41,54 C= = = 2,81 g/m3 • Sự khuếch tán khí NO2 từ nguồn thải A đến nhà B : - Sự khuếch tán khí NO2 từ nguồn thải đến phía trên đầu nhà B: C= Với : M: Lượng phát thải chất ơ nhiễm tại nguồn điểm liên tục, g/s L = 12,5m3/s ; CNO2= 0,765 g/m3 => M = L.CNO2 = SHTH: MAI ĐÌNH THÀNH Page 13 GVGD: MAI QUANG TUẤN ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ THẢI 9,5625... SHTH: MAI ĐÌNH THÀNH Page 14 GVGD: MAI QUANG TUẤN ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ THẢI q QCVN05 => phải tính lại hiệu suất xử lý Theo Gauss cơ sở : C = exp.exp ( cơng thức 3.26 trang 78, GS,TS Trần Ngọc Chấn ) Với : Cbụi = 140 g/m3 ( QCVN05 ) y = 0 ; z = 10 ; = 12 ; = 7 => M = = = 0,607 g/s CBụi ở nhà A sau khi xử lý : CBụi = = = 0,05 g/m3 => Hiệu suất xử lý bụi : H = = = 99,83% SHTH: MAI ĐÌNH THÀNH Page 15 GVGD: MAI... SHTH: MAI ĐÌNH THÀNH Page 26 GVGD: MAI QUANG TUẤN ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ THẢI => = = = 2156,29(N/m2)(1N = kg.m/s2 ) Tính tốn túi lọc vải : - Lưu lượng khí thải đi vào : Q= 45000m3 /h = 750m3/phút - Khối lượng riêng của bụi là : ρb = 2000 kg/m3 - Khối lượng riêng của khí là : ρk = 1,2 kg/m3 - Nồng độ bụi vào thiết bị là : Cv = 5488,52 mg/m3 - Nồng độ bụi tối đa cho phép là : Cmax = 180 mg/m3 Hiệu suất xử lý. .. đến nhà B : - Sự khuếch tán khí SO2 từ nguồn thải đến phía trên đầu nhà B: C= Với : M: Lượng phát thải chất ơ nhiễm tại nguồn điểm liên tục, g/s L = 12,5m3/s ; CSO2= 0,45 g/m3 => M = L.CSO2 = 5,625 g/s = 9 ; = 5 ; y = 0 ; z = 10 ; H = 41,54 SHTH: MAI ĐÌNH THÀNH Page 11 GVGD: MAI QUANG TUẤN ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ THẢI => C = = 1,54 g/m3 - Sự khuếch tán khí SO2 từ nguồn thải đến phía trên cuối nhà B : = 12; =... 2,31 – 0,77 = 1,54 m với: H: Chiều cao thân hình trụ của xyclon (m) a: Chiều cao cửa vào (m) →= SHTH: MAI ĐÌNH THÀNH Page 22 GVGD: MAI QUANG TUẤN ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ THẢI = 1,2 10-5 m Hiệu quả lọc bụi theo cỡ hạt của xyclon = 100% Trong đ : : là hệ số === -1,312 109 SHTH: MAI ĐÌNH THÀNH Page 23 GVGD: MAI QUANG TUẤN ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ THẢI Bảng Phân cấp cỡ hạt ban đầu của hạt bụi ST T 1 0-5 Hàm lượng bụi... dòng khí vào và dòng lỏng vào là t0 = 500C Lượng mol hỗn hợp khí cung cấp đầu vào : kmol/h - Lượng mol khí SO2 đầu vào: = SHTH: MAI ĐÌNH THÀNH Page 31 GVGD: MAI QUANG TUẤN ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ THẢI -Nồng độ phần mol của SO2 trong hỗn hợp khí l : -Nồng độ phần mol tương đối của SO2 l : = = 6,856 - Lượng mol của cấu tử trơ l : Gtr = = 1599,94 1,096 = 1598,844 kmol/h Khối lượng riêng của pha khí ở 0oC và 1atm: