Đang tải... (xem toàn văn)
Tính toán, thiết kế thiết bị xử lý khí thải từ lò nung thép nhà máy luyện thép công suất 120000 tấn phôi thépnăm Tính toán, thiết kế thiết bị xử lý khí thải từ lò nung thép nhà máy luyện thép công suất 120000 tấn phôi thépnăm Tính toán, thiết kế thiết bị xử lý khí thải từ lò nung thép nhà máy luyện thép công suất 120000 tấn phôi thépnăm
Đồ án xử lý khí thải Tên đề tài: Tính tốn, thiết kế thiết bị xử lý khí thải từ lò nung thép nhà máy luyện thép cơng suất 120000 phôi thép/năm CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Quá trình phát triển ngành thép: Ngành thép Việt Nam manh nha từ đầu năm 60 kỷ thứ XX với mẻ gang khu liên hiệp gang thép Thái Nguyên, phía Trung Quốc trợ giúp cho lò mẻ gang vào năm 1963 Từ 1976 – 1989, ngành thép gặp nhiều khó khăn kinh tế đất nước lâm vào khủng hoảng nguồn thép nhập từ Liên Xơ nước XHCN dồi nên ngành thép khơng phát triển trì sản lượng 40.000 – 85.000 tấn/năm Từ 1989 – 1995, thực chủ trương đổi mới, Đảng ngành thép bắt đầu có tăng trưởng, sản lượng thép nước vượt ngưỡng 100.000 /năm Năm 1990, Tổng công ty thép Việt Nam thuộc Bộ Công nghiệp nặng thành lập, thống quản lý ngành sản xuất thép nước Sản lượng thép năm 1995 tăng gấp lần so với năm 1990, đạt 450.000 tấn/năm Tháng 4/1995, tổng công ty Thép Việt Nam theo mô hình Tổng cơng ty 91 thành lập sở hợp Tổng công ty Thép Việt Nam thuộc Bộ cơng nghiệp Tổng cơng ty kim khí thuộc Bộ thương mại Thời kỳ 1996 – 2003: Ngành thép giữ tốc độ tăng trưởng cao, tiếp tục đầu tư đầu tư chiều sâu, xây dựng đưa vào hoạt động nhiều dự án liên doanh.[1] Tổng sản lượng năm năm 2017 ước đạt khoảng 11,4 triệu tấn, sản xuất thép tăng trưởng mạnh đáp ứng khoảng 40% nhu cầu sắt thép nội địa, nên tiếp tục ngành nhập siêu lớn, Bộ Công thương nhận định kèm theo lượng khí thải ngày tăng nhanh khiến cho đời sống người dân bị ảnh hưởng 1.2 Các phương pháp xử lý khí thải: Việc sản xuất gang thép sử dụng nguồn tài nguyên thiên nhiên (quặng sắt, than, đá vơi, khí thiên nhiên…) sử dụng nhiệt năng, điện từ việc đốt cháy nhiên liệu hố thạch (than, dầu, khí thiên nhiên) tạo nên nguồn phát thải khí nhiễm mơi trường xung quanh khơng nhỏ Từ đó, ta đưa biện pháp xử lý sau: + Hấp thụ chất khí độc hại chất lỏng; + Hấp phụ chất ô nhiễm bề mặt vật liệu rắn; + Xử lý khí thải phương pháp đốt xúc tác Hấp thụ chất khí độc hại chất lỏng: Hấp thụ trình truyền khối mà phân tử chất khí chuyển dịch hòa tan vào pha lỏng hay nói cách khác hấp thụ khí chất lỏng q trình hồ tan 1.2.1 Đồ án xử lý khí thải Tên đề tài: Tính tốn, thiết kế thiết bị xử lý khí thải từ lò nung thép nhà máy luyện thép cơng suất 120000 phơi thép/năm chất khí chất lỏng chúng tiếp xúc với Việc khử chất khí nhiễm diễn theo giai đoạn: Khuếch tán chất khí nhiễm đến bề mặt chất lỏng Truyền ngang qua bề mặt tiếp xúc pha khí / lỏng (hòa tan) Khuếch tán chất khí hòa tan từ bề mặt tiếp xúc pha vào pha lỏng Thiết bị hấp thụ có chức tạo bề mặt tiếp xúc lớn hai pha khí lớn Có nhiều dạng thiết bị hấp thụ khác nhau, có số loại đặc trưng như: + Tháp đệm (packed tower): Là cột chất gần đầy vật liệu đệm nhằm tạo diện tích bề mặt tiếp xúc cao dòng khí dòng lỏng tiếp xúc tốt với chuyển động ngược chiều qua lớp đệm Vật liệu đệm sử dụng tháp đá nghiền, vòng Raschig, vật thể hình yên ngựa (ceramic berl saddle), than cốc, đá hình xoắn ốc (spral tile), vỉ lưới ô vuông làm gỗ loại sợi tổng hợp Hình 1.1 Tháp đệm + Tháp đĩa (plate tower): Là cột mà có bố trí số lượng định đĩa đục lỗ bít kín ngang thân thiết bị để sủi bọt khay rây chất khí thường chuyển động lên ngược chiều với chất lỏng hấp thụ Đồ án xử lý khí thải Tên đề tài: Tính tốn, thiết kế thiết bị xử lý khí thải từ lò nung thép nhà máy luyện thép cơng suất 120000 phơi thép/năm Hình 1.2 Tháp đĩa + Tháp phun (spray tower): Là tháp rỗng có tiết diện ngang hình tròn hình vng, dòng khí chuyển động xun qua tia lỏng bắn phun thành giọt mịn Đồ án xử lý khí thải Tên đề tài: Tính tốn, thiết kế thiết bị xử lý khí thải từ lò nung thép nhà máy luyện thép cơng suất 120000 phơi thép/năm Hình 1.3 Tháp phun Những ưu nhược điểm phương pháp xử lý hấp thụ: - Ưu điểm: + Rẻ, dễ ứng dụng, sử dụng dung mơi nước để hấp thụ khí độc hại SO2, H2S… + Có thể sử dụng kết hợp cần rửa khí làm bụi, khí thải có chứa bụi lẫn khí độc hại mà chất khí có khả hồ tan tốt nước rửa - Nhược điểm: + Hiệu suất làm không cao, khơng dung để xử lý dòng khí có nhiệt độ cao + Quá trình hấp thụ trình toả nhiệt nên thiết kế nhiều trường hợp phải lắp đặt thêm thiết bị trao đổi nhiệt tháp hấp thụ để làm nguội tăng hiệu trình xử lý + Khó chọn dung mơi chất khí khơng có khả tan nước + Giá thành xử lý dung mơi cao 1.2.2 Hình 1.4 Một số vật liệu đệm sử dụng hấp thụ Hấp phụ chất ô nhiễm bề mặt vật liệu rắn: Đồ án xử lý khí thải Tên đề tài: Tính tốn, thiết kế thiết bị xử lý khí thải từ lò nung thép nhà máy luyện thép cơng suất 120000 phôi thép/năm Hấp phụ tượng (quá trình) gây tăng nồng độ chất hỗn hợp chất bề mặt tiếp xúc hai pha (rắn - khí, rắn - lỏng, lỏng - khí) Q trình hấp phụ phân chia thành hấp phụ vật lý hấp phụ hoá học + Hấp phụ vật lý: Là loại hấp phụ gây tương tác yếu phân tử; giống tương tác tượng ngưng tụ Lực tương tác lực van der Waals + Hấp thụ hoá học: Là loại hấp phụ gây tương tác mạnh phân tử tạo hợp chất bề mặt bề mặt chất hấp phụ phần tử bị hấp phụ Hấp phụ hoá học tạo áp lực hố học Trong cơng nghệ xử lý môi trường, để làm khí thải người ta thường sử dụng chất hấp phụ xốp than hoạt tính, sihcagen, zeolit có hoạt độ cao dễ dàng tái sinh Bảng 1.1 Các số liệu kĩ thuật chấp hấp phụ thông dụng 1.2.2.1 Giới thiệu sơ lược than hoạt tính: Hình 1.5 Than hoạt tính Đồ án xử lý khí thải Tên đề tài: Tính tốn, thiết kế thiết bị xử lý khí thải từ lò nung thép nhà máy luyện thép công suất 120000 phôi thép/năm Than hoạt tính chất hấp phụ rắn, xốp, khơng phân cực có bề mặt riêng lớn Về chất nguyên tố, thuộc nhóm graphit - dạng thù hình cacbongồm tinh thể nhỏ có cấu trúc bất trật tự; khác vơi graphit tinh thể than hoạt tính vòng sáu nguyên tử cacbon xếp trật tự Vì than hoạt tính có cấu tạo xốp tạo nên nhiều lỗ hổng nhỏ không đồng phức tạp, Nhược điểm chủ yếu than hoạt tính bền học dễ cháy Cấu trúc lỗ xốp phức tạp bề mặt riêng khác làm cho loại than hoạt tính trở nên có khả hấp phụ khác Việc tạo loại than khác phụ thuộc chủ yếu vào cách chế tạo, Có thể chia kích thước lỗ xốp thành ba loại sau: * Dạng vi mao quản, bán kính hiệu dụng cỡ 10 Ao, có bề mặt riêng lớn (350 1000 m2/gam chiếm phần chủ yếu than hoạt tính *Dạng mao quản trung gian có bán kính hiệu dụng khoảng 100 đến 250 Ao, bề mặt riêng không lớn lắm, khoảng 100 m2/gam *Dạng mao quản lớn có bán kính hiệu dụng khoảng 1.000 đến 10.000 Ao; dạng có bề mặt riêng nhỏ, không m2/gam 1.2.2.2 Giới thiệu sơ lược Silicagel: Hình 1.6 Silicagel Silicagel gel anhydrit axit silisic có cấu trúc lỗ xốp phát triển Mạng lưới gel bao gồm nguyên tử Si nằm khối tứ diện nối với thông qua nguyên tử O phân bố đỉnh Bề mặt gel thay nguyên tử oxy nhóm hydroxyl (OH); điều định tính chất hấp phụ silicagel Đồ án xử lý khí thải Tên đề tài: Tính tốn, thiết kế thiết bị xử lý khí thải từ lò nung thép nhà máy luyện thép công suất 120000 phôi thép/năm Hạt Silicagel có khả hút nước mạnh ngồi với đặc tính xốp dung làm chất mang xúc tác, chất hấp phụ (pha tĩnh) phân tích sắc ký Silicagel chất vơ bền, không độc, bảo quản vận chuyển dễ dàng 1.2.2.3 Các chất hấp phụ khác: Trong tự nhiên có nhiều loại khống chất có khả hấp phụ sét, bentomt, diatomit Các loại khoáng chất thường làm tăng khả hấp phụ chúng lên nhiều sau xử lý biện pháp phù hợp Tính ưu việt chất hấp phụ tự nhiên chúng có giá thành thấp so với chất hấp phụ nhân tạo Các muối vô oxit kim loại dùng làm chất hấp phụ ta đưa lên chất mang đó, chẳng hạn silicagen, oxit nhơm Để làm điều đó, người ta trộn dung dịch 20-25% muối yêu cầu với chất mang sấy khô Những ưu nhược điểm phương pháp xử lý hấp phụ: - Ưu điểm: + Có khả làm cao + Chất hấp phụ sau sử dụng có khả tái sinh làm hạ giá thành xử lý - Nhược điểm: + Khơng thể sử dụng nguồn thải có tải trọng nhiễm cao Q trình xử lý thường phải thực theo phương pháp gián đoạn 1.2.3 Xử lý khí thải phương pháp đốt: Phương pháp thiêu đốt sử dụng phổ biến trường hợp lượng khí thải lớn mà nồng độ chất nhiễm cháy nhỏ Quá trình thiêu đốt áp dụng cho trường hợp: + Phần lớn chất ô nhiễm có mùi khó chịu cháy thay đổi mặt hoá học để biến thành chất có mùi + Các loại sol hữu có khói nhìn thấy + Các hơi, khí thải hữu có phản ứng với sương mù - Ưu điểm: + Phân hủy hồn tồn chất nhiễm cháy + Khả thích ứng tốt thiết bị thay đổi vừa phải lưu lượng nồng độ khí thải + Hiệu xử lý cao + Xử lý chất khó xử lý + Nhiệt thiêu đốt thu hồi cho công đoạn khác - Nhược điểm: + Chi phí đầu tư, vận hành lớn + Làm tăng tính phức tạp nhiễm khơng khí khí cần xử lý chứa nitơ, lưu huỳnh, photpho,… + Việc cấp thêm chất xúc tác trình đốt gây cản trở hoạt động thiết bị Đồ án xử lý khí thải Tên đề tài: Tính tốn, thiết kế thiết bị xử lý khí thải từ lò nung thép nhà máy luyện thép công suất 120000 phơi thép/năm Hình 1.7 Cấu tạo đầu đốt trực tiếp Ống dẫn khí thải; Vòng khống chế vận tốc khí thải; Ống góp phân phối nước; Các điểm phun hơi; Bộ phận mồi lửa; Ống cấp ga mồi; Ống cấp nước Ngồi phương pháp đốt trực tiếp, thơng thường dùng phương pháp đốt buồng đốt, phương pháp áp dụng rộng rãi cho khí thải chứa chất nhiễm dạng khí, sol khí cháy với nồng độ thấp Các phận thiết bị gồm: buồng đốt, vòi đốt, điều chỉnh trình cháy đồng hồ đo nhiệt Đồ án xử lý khí thải Tên đề tài: Tính tốn, thiết kế thiết bị xử lý khí thải từ lò nung thép nhà máy luyện thép cơng suất 120000 phơi thép/năm Hình 1.8 Buồng đốt khí thải hình trụ đứng Ống cấp khí thải; Các cửa vòi đốt; Vòng thắt vật liệu chịu lửa; Ống cấp nhiên liệu; Vỏ thép ốp vật liệu chịu lửa; Ống khói thải Hình 1.9 Buồng đốt khí thải có ngăn áp lực Ống cấp khí thải; Ống cấp nhiên liệu; Ngăn áp lực; Vòi đốt Đồ án xử lý khí thải Tên đề tài: Tính tốn, thiết kế thiết bị xử lý khí thải từ lò nung thép nhà máy luyện thép công suất 120000 phôi thép/năm CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU ĐỐI TƯỢNG 2.1 Sơ lược trình hoạt động lò nung: Trong giai đoạn nguyên liệu đầu vào như: Quặng viên(Pellet), quặng sắt( Iron ore), quặng thiêu kết, chất phụ gia than cốc (coke), đá vôi(lime stone) đưa vào lò nung (Blast furnace) Nếu phế liệu nung nóng tới nhiệt độ định để làm thành dòng kim loại nóng chảy (hot metal) Hình 2.1 Quy trình xử lý quặng vào lò nung Ngun liệu dùng để gia nhiệt cho lò nung đa dạng như: Than đá, củi, dầu FO,… Nhưng dựa vào đặc điểm kinh tế địa lý, phần lớn nhà máy sử dụng dầu để làm nhiên liệu(chủ yếu dầu FO) Trong khí thải lò nung đốt dầu FO người ta thường thấy có chất sau: CO 2, CO, NOx, SO2, SO3 nước, có hàm lượng nhỏ tro hạt tro nhỏ trộn lẫn với dầu cháy không hết tồn dạng son khí mà ta thường gọi mồ hóng 10 Đồ án xử lý khí thải Tên đề tài: Tính tốn, thiết kế thiết bị xử lý khí thải từ lò nung thép nhà máy luyện thép công suất 120000 phôi thép/năm Ltb = = = 28616,1 (kmol/h) = 829866,9 (kg/h) = 231 (kg/s) Ta có: => v = 0,9 x = 0,77 m/s Đường kính tháp: = 2,95 m => Chọn đường kính tháp D = m v = =0,75 m/s Ta có: = = 0,88 (thỏa điều kiện: v = (0,75 ÷ 0,9)vf) Tính chiều cao tháp hấp thụ: Xác định số đơn vị truyền khối tổng quát pha khí NOG Vì đường cân đường thẳng nên ta tính NOG theo cách sau: Động lực trình đáy tháp hấp thụ: Động lực trình đỉnh tháp hấp thụ: Xét tỉ số ΔYđ/ΔYc = 3,2 Động lực trung bình trình: Số đơn vị truyền khối tổng quát NOG: Nồng độ phần mol trung bình: (mol SO2/mol hh khí) Khối lượng mol hỗn hợp khí: 28 Đồ án xử lý khí thải Tên đề tài: Tính tốn, thiết kế thiết bị xử lý khí thải từ lò nung thép nhà máy luyện thép công suất 120000 phôi thép/năm Độ nhớt SO2 nhiệt độ làm việc tính theo cơng thức: (Cơng thức I.20, trang 86 – Sơ tay q trình thiết bị cơng nghệ hóa chất tập Nhà xuất Khoa học kỹ thuật) Với CSO2 = 306 (Bảng I.113, trang 115 - Sơ tay q trình thiết bị cơng nghệ hóa chất tập - Nhà xuất Khoa học kỹ thuật) : Độ nhớt SO2 nhiệt độ 0℃ Độ nhớt khơng khí nhiệt độ làm việc tính theo cơng thức: Độ nhớt pha khí tính theo cơng thức: → = = 1,928× Pa.s Xác định chiều cao tổng quát đơn vị truyền khối HOG Trong đó: m – Hệ số góc đường cân bằng; hy – Chiều cao đơn vị truyền khối theo pha khí; hx – Chiều cao đơn vị truyền khối theo pha lỏng; Tính hy: (Cơng thức IX.76, trang 177 – Sơ tay q trình thiết bị cơng nghệ hóa chất tập Nhà xuất Khoa học kỹ thuật) Trong đó: Vt – Thể tích tự đệm, m3/m3; σ – Bề mặt riêng đệm, m2/m3; 29 Đồ án xử lý khí thải Tên đề tài: Tính tốn, thiết kế thiết bị xử lý khí thải từ lò nung thép nhà máy luyện thép công suất 120000 phôi thép/năm ψ – Hệ số thấm ướt đệm b – Hệ số phụ thuộc dạng đệm Đối với vòng Raschig b = 0,123; Rek – Chuẩn số Reynolds: Prk – Chuẩn số Prandl: Hệ số khuếch tán SO2 pha khí 0oC, 1atm: Hệ số khuếch tán SO2 pha khí 40oC 1atm: s Chuẩn số Prandl: Mật độ tưới làm việc: Mật độ tưới làm việc với B hệ số phụ thuộc trình, với q trình hấp thụ B = 0,158 Trong đó: B hệ số phụ thuộc dàn trình Với trình hấp thụ B = 0,158 Tỉ số == 7,12 → Ψ = (Tra hình IX.16 trang 178 – Sơ tay q trình thiết bị cơng nghệ hóa chất, tập 2- NXB Khoa học Kỹ thuật Hà Nội) Chiều cao đơn vị truyền khối theo pha khí hy: Tính : (Cơng thức IX.77, trang 177 – Sơ tay q trình thiết bị cơng nghệ hóa chất tập Nhà xuất Khoa học kỹ thuật) Chuẩn số Reynolds: Hệ số khuếch tán SO2 pha lỏng 20oC: 30 Đồ án xử lý khí thải Tên đề tài: Tính tốn, thiết kế thiết bị xử lý khí thải từ lò nung thép nhà máy luyện thép công suất 120000 phôi thép/năm Trong đó: DL – Hệ số khuếch tán; VA, VB – Thể tích phân tử dung chất dung môi, cm3/mol; VSO2 = 44,8 cm3/mol; VB = 17,3 cm3/mol; MA, MB – Khối lượng phân tử chất tan dung môi, kg/kmol; - Độ nhớt động lực dd NaOH 10% 20 oC, mPa.s (tra bảng 3.7 đồ án ta = 1,86 Cp); A, B – Các hệ số phụ thuộc tính chất chất tan dung mơi (Chất tan khí SO2 nên A = 1, dung môi dung dịch NaOH nên B = 1; (Trang 14 Sách Quá trình thiết bị cơng nghệ hóa học thực phẩm – Bài tập truyền khối – Trịnh Văn Dũng) Thể tích phân tử SO2: VSO2 = 44,8 (cm3/mol) Thể tích phân tử dung mơi: VB = = 17,3 (cm3/mol) Hệ số khuếch tán SO2 pha lỏng 200C: Hệ số khuếch tán SO2 pha lỏng 40oC: Trong b tính theo cơng thức: Chuẩn số Prandl: Chiều cao đơn vị truyền khối theo pha lỏng hx: Chiều cao tổng quát đơn vị truyền khối HOG: 31 Đồ án xử lý khí thải Tên đề tài: Tính tốn, thiết kế thiết bị xử lý khí thải từ lò nung thép nhà máy luyện thép công suất 120000 phôi thép/năm Tính chiều cao lớp đệm H = NOG.HOG = 4,741,2 = 5,7 m Tính chiều cao tháp hấp thụ Bảng 3.2 Chiều cao phần tách lỏng Hc đáy Hđ D Hc(m) Hđ(m) 1,0 – 1,8 0,8 2,0 2,0 -2,6 1,0 2,5 2,8 – 4,0 1,2 3,0 (Nguồn: Tài liệu học tập Kỹ thuật xử lý khí thải – CBGD Dư Mỹ Lệ – Quá trình hấp thụ) Với đường kính D = m ta có chiều cao phần tách lỏng H c đáy Hđ 1,2 m m → Chiều cao tháp hấp thụ HT = H + Hc + Hđ = 5,7 + 1,2 + = 9,9 m Tính trở lực tháp: Tổn thất áp suất đệm khô Rek > 400 Tổn thất áp suất điểm ướt: Ta có: Tra bảng IX7, trang 189 – Sổ tay Q trình thiết bị cơng nghệ hố chất Tập 2, ta có: A = 10 c = 0,105 m = 0,945 n = 0,525 → = 465,1 32 Đồ án xử lý khí thải Tên đề tài: Tính tốn, thiết kế thiết bị xử lý khí thải từ lò nung thép nhà máy luyện thép cơng suất 120000 phơi thép/năm Tính khí Thân tháp − Thiết bị làm việc mơi trường ăn mòn − Nhiệt độ làm việc: t=400C − Áp suất làm việc: p = 1atm − Chọn vật liệu thép không gỉ để chế tạo thiết bị − Ký hiệu thép : X18H10T ( C 50, nên bề dày thân tháp tính theo cơng thức : 33 Đồ án xử lý khí thải Tên đề tài: Tính tốn, thiết kế thiết bị xử lý khí thải từ lò nung thép nhà máy luyện thép cơng suất 120000 phơi thép/năm S= +C Trong đó: Dt: đường kính tháp (= 3m) C = C1 + C2 +C3 C1: hệ số bổ sung ăn mòn (Đối với vật liệu bền có tốc độ ăn mòn 0,05÷0,1 mm/năm, ta chọn C1 = 1mm tính theo thời gian làm việc từ 15-20 năm) C2: hệ số bổ sung hao mòn (C2 = 0) C3: hệ số bổ sung dung sai chiều dày (Tra bảng XIII.9 – Sổ tay trình thiết bị tập 2), C3 = 0,8 mm Nên C = 1+ + 0,8 = 1,8 mm =1,8×m Bề dày thân tháp: S = + 1,8× = × →Ta chọn S = mm Kiểm tra lại ứng suất thành biết bị theo áp suất thử tính tốn: Áp suất thử tính tốn tính theo cơng thức: = + Trong đó: =1,5×=1,5× 208161 = 312241,5(N/m2) (Tính theo bảng XIII.5 – Sổ tay trình thiết bị tập 2) → = 312241,5 + 106830,9 = 419072,4 (N/m2) Ứng suất thân tháp theo áp suất thử: = = 301× (N/m2) Xét tỷ số: = = 183,33× (N/m2) < = 236× Chọn S = 6mm Ứng suất thân tháp theo áp suất thử: = = 157,8× (N/m2) Xét tỷ số: = = 183,33× (N/m2) > = 157,8× Vậy S = 6mm hợp lý 34 Đồ án xử lý khí thải Tên đề tài: Tính tốn, thiết kế thiết bị xử lý khí thải từ lò nung thép nhà máy luyện thép công suất 120000 phôi thép/năm Khối lượng thân tháp: = V×H×ρ = (×H×ρ = [4431,5 kg Nắp đáy tháp: − Chọn đáy nắp tháp elip có gờ với chiều cao gờ h = 40mm − Chọn vật liệu làm đáy nắp tháp với vật liệu làm thân tháp với chiều dày thép b = 12 mm − Chọn chiều dày nắp đáy elip S = 12 mm Theo bảng XIII XIII.17 – trang 382, 383, 384 – Số tay q trình thiết bị cơng nghệ hóa chất Tập 2, ta có thơng số đáy nắp sau: Dt mm Ht mm Bề mặt m2 Thể tích V 10-3 m3 Đường kính phơi D (mm) 3000 750 10,2 3819 3606 Khối lượng nắp elip tra bảng XIII.11 trang 384 – Sổ tay thiết bị tập với S=12mm, Dt=3000mm, gờ cao 40mm, ta M = 1036 (kg) Vật liệu làm nắp thép không gỉ nên khối lượng nắp M = 1,01×M =1046,4 (kg) Vậy, khối lượng nắp đáy elip là: M2 = 2×M1 = 2×1046,4 = 2092,8 (kg) Đường ống dẫn khí vào Vận tốc ống dẫn khí v = 10-30m/s Chọn vận tốc ống dẫn khí vào vận tốc ống dẫn khí v = 25m/s Lưu lượng khí vào: Qv = G1×Mvào = 332,5×29,04 = 9655,8 kg/h =2,68kg/s = 2,68 × 0,97 m3/s = 2,6 m3/s Đường kính ống dẫn khí vào : →Chọn d1= 400 mm, bề dày 10mm làm thép không rỉ Theo bảng XIII.32- trang 434- Sơ tay q trình thiết bị cơng nghệ hóa chất Tập chiều dài đoạn ống nối (ứng với đường kính 400mm) 140mm Tính tốn tương tự cho ống dẫn đầu ta được: d1 = d2 = 400mm 35 Đồ án xử lý khí thải Tên đề tài: Tính tốn, thiết kế thiết bị xử lý khí thải từ lò nung thép nhà máy luyện thép công suất 120000 phôi thép/năm Vận tốc dòng chất lỏng ống khoảng − m/s Ống dẫn vào: Chọn vận tốc ống dẫn lỏng vào v = m/s Lưu lượng lỏng vào tháp = = = 0,138 Đường kính ống dẫn lỏng vào d= = = 0,242 m Chọn ống với đường kính tiêu chuẩn d = 300 mm, bề dày 12 mm Vật liệu làm ống nhựa PVC Ống dẫn lỏng vào hàn vào thiết bị, bên ngồi có lắp mặt bích Theo bảng XIII.32 trang 434 – Sổ tay thiết bị tập chiều dài đoạn ống nối 140mm Ống dẫn ra: Chọn vận tốc ống dẫn lỏng vào v = 1,5 m/s Lưu lượng lỏng vào tháp = = = 0,138 Đường kính ống dẫn lỏng d= = = 0,342 m Chọn ống với đường kính tiêu chuẩn d = 400 mm, bề dày 13 mm Vật liệu làm ống nhựa PVC Ống dẫn lỏng vào hàn vào thiết bị, bên ngồi có lắp mặt bích Theo bảng XIII.32 trang 434 – Sổ tay thiết bị tập chiều dài đoạn ống nối 150mm Chọn bích Bích dùng để gắn phần thiết bị với Chọn loại bích liền kiểu I làm thép X18H10T Bích nối đáy tháp với thân tháp Chọn theo bảng XIII.27- trang 417 – Sổ tay q trình thiết bị hóa chất tập − − − Đường kính trong: Dt = 3000mm Đường kính ngồi: Dn =3010 mm Đường kính ngồi bích: D = 3170 mm 36 Đồ án xử lý khí thải Tên đề tài: Tính tốn, thiết kế thiết bị xử lý khí thải từ lò nung thép nhà máy luyện thép cơng suất 120000 phơi thép/năm Đường kính tâm bulong: Dbl = 3110 mm Đường kính mép vát: Dl = 3070 mm Đường kính bulong: db = M27 Số bulong: z = 64 Chiều cao bích: h = 40 mm Khối lượng bích: = ( × h × ρ = (×0,04×7900 = 245,4 kg Bích nối với ống dẫn thiết bị − − − − − − Chọn loại bích kim loại đen để nối Ống dẫn khí vào Chọn theo bảng XIII.26- trang 409 – Sổ tay q trình thiết bị hóa chất tập Đường kính ống: Dy = 400mm Đường kính ngồi ống: Dn = 426 mm Đường kính ngồi bích: D = 535 mm Đường kính tâm bulong: Dbl = 495 mm Đường kính mép vát: Dl = 465 mm Đường kính bulong: db = M20 Số bulong: z = 16 Chiều cao bích: h = 22 mm Khối lượng bích: = ( × h × ρ = (×0,022×7900 = 14,3kg − − − − − − − − − Ống dẫn khí Chọn theo bảng XIII.26- trang 409 – Sổ tay q trình thiết bị hóa chất tập Đường kính ống: Dy = 400mm Đường kính ngồi ống: Dn = 426 mm Đường kính ngồi bích: D = 535 mm Đường kính tâm bulong: Dbl = 495 mm Đường kính mép vát: Dl = 465 mm Đường kính bulong: db = M20 Số bulong: z = 16 Chiều cao bích: h = 22 mm Khối lượng bích: = ( × h × ρ = (×0,022×7900 = 14,3 kg − − − − − − − − − Ống dẫn lỏng vào Chọn theo bảng XIII.26- trang 409 – Sổ tay trình thiết bị hóa chất tập − Đường kính ống: Dy = 300 mm 37 Đồ án xử lý khí thải Tên đề tài: Tính tốn, thiết kế thiết bị xử lý khí thải từ lò nung thép nhà máy luyện thép công suất 120000 phôi thép/năm Đường kính ngồi ống: Dn = 325 mm Đường kính ngồi bích: D = 435 mm Đường kính tâm bulong: Dbl = 395 mm Đường kính mép vát: Dl = 365 mm Đường kính bulong: db = M20 Số bulong: z = 12 Chiều cao bích: h = 22 mm Khối lượng bích: = ( × h × ρ = (×0,022×7900 = 11,4 kg − − − − − − − − Ống dẫn lỏng Chọn theo bảng XIII.26- trang 409 – Sổ tay trình thiết bị hóa chất tập Đường kính ống: Dy = 400 mm Đường kính ngồi ống: Dn = 426 mm Đường kính ngồi bích: D = 535 mm Đường kính tâm bulong: Dbl = 495 mm Đường kính mép vát: Dl = 465 mm Đường kính bulong: db = M20 Số bulong: z = 16 Chiều cao bích: h = 22 mm Khối lượng bích: = ( × h × ρ = (×0,022×7900 = 14,3 kg Tổng khối lượng bích: M = + + + + = 1090,2kg − − − − − − − − − Lưới đỡ đệm Lưới đỡ điệm cấu tạo nửa vỉ thép không gỉ X18H10T nối với Bên có hàn lỗ tay để dễ dàng cầm nắm tháo lắp, dùng đỡ đệm có kích thước 50.50 Theo bảng IX.22- trang 230 - Sổ tay q trình thiết bị hóa chất tập 2, ta có thơng số lưới ứng với đường kính tháp m sau: − − − Khoảng cách nửa vỉ thép: mm Đường kính lưới: Dl = 2965 mm Chiều rộng bước b : 41,5 mm Khối lượng đệm: = ××××= × ×5,7×500×0,79 = 15914,9 kg Khối lượng dung dịch thấm qua đệm = [( ××) – ( ×××)]× = 4230,5 kg 38 Đồ án xử lý khí thải Tên đề tài: Tính tốn, thiết kế thiết bị xử lý khí thải từ lò nung thép nhà máy luyện thép cơng suất 120000 phôi thép/năm Đĩa phân phối Chọn dùng đĩa phân phối loại làm thép không gỉ X18H10T Theo bảng IX.22- trang 230 - Sổ tay trình thiết bị hóa chất tập 2, ta có thơng số đĩa ứng với đường kính tháp m sau: − − − − − − Đường kính đĩa: Dđ = 1875 mm Chiều dày đĩa: mm Số lượng ống dẫn chất lỏng: 70 ống Đường kính ống dẫn lỏng: d = 75 mm Bề dày ống dẫn lỏng: S = 2,5 mm Bước lỗ: t = 175 mm Cửa nhập liệu cửa tháo đệm Chọn kích thước cửa nhập liệu giống cửa tháo đệm Chọn cửa hình vng có kích thước cạnh a = 400mm Tải trọng toàn tháp Khối lượng đĩa phân phối khí, lưới đỡ đệm, cửa nhập tháo đệm, bulong…có khối lượng nhỏ so với khối lượng dung dịch tháp nên bỏ qua Khối lượng toàn tháp: = + +M+ + = 4431,5+2092,7 + 1090,2 + 15914,9 + 4230,5 = 27759,8 kg Tải trọng toàn tháp P = g×=9,81 × 27759,8 = 272323,6 N Chân đỡ Chọn tháp có chân đỡ làm thép CT3 Tải trọng đặt lên chân đỡ: G = = = 68080,9N →Chọn tải trọng cho phép chân G = 8× N Tai treo Chọn tháp có tai treo, vật liệu làm tai treo thép CT3 Tải trọng đặt lên tai treo G = = = = 68080,9 N 39 Đồ án xử lý khí thải Tên đề tài: Tính tốn, thiết kế thiết bị xử lý khí thải từ lò nung thép nhà máy luyện thép công suất 120000 phôi thép/năm Chọn tải trọng cho phép tai treo 8× N 40 Đồ án xử lý khí thải Tên đề tài: Tính tốn, thiết kế thiết bị xử lý khí thải từ lò nung thép nhà máy luyện thép công suất 120000 phôi thép/năm Tài liệu tham khảo: Sách Ơ nhiễm khơng khí xử lý khí thải – Tập – GS.TS Trần Ngọc Chấn Sách Ơ nhiễm khơng khí xử lý khí thải – Tập – GS.TS Trần Ngọc Chấn Sách Kiểm sốt nhiễm khơng khí – PGS.TS Nguyễn Đinh Tuấn (Chủ biên) – THS 10 Nguyễn Thanh Hùng Sách Kỹ thuật xử lý ô nhiễm không khí – PGS.TS Đinh Xuân Thắng – NXB ĐHQG Sổ tay q trình thiết bị cơng nghệ hóa chất - Tập – NXB Khoa học Kỹ Thuật Hà Nội Sổ tay trình thiết bị cơng nghệ hóa chất - Tập – NXB Khoa học Kỹ Thuật Hà Nội QCVN 19:2015/BTNMT Xử lý khí thải lò – Cơng nghệ mơi trường - Ngọc Lân Thiết kế hệ thống xử lý khí thải lò - Cơng nghệ mơi trường - Ngân Khoa Thiết kế hệ thống xử lý khí thải SO2 từ lò tháp đệm – Trịnh Thị Minh Châu 41 Đồ án xử lý khí thải Tên đề tài: Tính tốn, thiết kế thiết bị xử lý khí thải từ lò nung thép nhà máy luyện thép công suất 120000 phôi thép/năm 42 ... án xử lý khí thải Tên đề tài: Tính tốn, thiết kế thiết bị xử lý khí thải từ lò nung thép nhà máy luyện thép cơng suất 120000 phơi thép/ năm CHƯƠNG 3: ĐỀ XUẤT CƠNG NGHỆ XỬ LÝ, TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ... án xử lý khí thải Tên đề tài: Tính tốn, thiết kế thiết bị xử lý khí thải từ lò nung thép nhà máy luyện thép công suất 120000 phôi thép/ năm - - Hệ thống tiêu tốn nhiều xút; Còn đòi hỏi khí thải. .. Từ phương trình đường cân bằng: 25 Đồ án xử lý khí thải Tên đề tài: Tính tốn, thiết kế thiết bị xử lý khí thải từ lò nung thép nhà máy luyện thép công suất 120000 phôi thép/ năm kmolSO2/kmol khí