Đang tải... (xem toàn văn)
MỤC LỤC MỞ ĐẦU 2 CHƯƠNG II. TÍNH TOÁN HỆ THỐNG XỬ LÝ KHÍ THẢI 3 I , KHUẾCH TÁN 3 1.1. Kết luận 5 1.2. Tính toán lan truyền ô nhiễm không khí 6 1.3 Lựa chọn phương pháp xử lý 13 1.4 Sơ đồ quy trình công nghệ 16 II,Xử lý bụi 17 1.1 Các thông số đầu vào 17 1.2.Tính toán kích thước buồng lắng 17 1.3 TÚI LỌC VẢI 21 III.Xử lý SO2 VÀ H2S bằng phương pháp hấp thụ 25 TÀI LIỆU THAM KHẢO 40
GVHD : MAI QUANG TUẤN MỤC LỤC TRẦN THỊ HUYỀN –ĐH2CM2 ĐỒ ÁN KỸ THUẬT XỬ LÝ KHÍ THẢI Page GVHD : MAI QUANG TUẤN 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 H 2S, 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 nhiễm môi trường không khí TRẦN THỊ HUYỀN –ĐH2CM2 ĐỒ ÁN KỸ THUẬT XỬ LÝ KHÍ THẢI Page GVHD : MAI QUANG TUẤN CHƯƠNG II TÍNH TOÁN HỆ THỐNG XỬ LÝ KHÍ THẢI I , KHUẾCH TÁN • Tính toán sơ thống xử lý bụi khí Công suất làm việc: L=30000 m3/h =8,333m3/s Thành phần Bụi Clo SO2 H2S CO NO2 Hàm lượng (Ctt) (mg/m3) 150000 61 1264 23 5856 1640 Khối lượng riêng bụi: 3000kg/m3 Giả sử: Nhà máy sản xuất hoạt động sau ngày 16/11/2007 Nhà máy xây dựng khu vực Áp dụng QCVN 19: 2009/BTNMT khí thải công nghiệp bụi chất vô Nồng độ tối đa cho phép bụi chất vô khí thải công nghiệp tính theo công thức: Cmax = C * Kp * Kv Trong đó: -Cmax nồng độ tối đa cho phép bụi chất vô khí thải công nghiệp,(mg/m3); - C nồng độ bụi chất vô quy định mục 2.2; - Kp hệ số lưu lượng nguồn thải quỵ định mục 2.3; - Kv hệ số vùng, khu vực quỵ định mục 2.4 Do nhà máy hoại động sau ngày 16/01/2007 nên C lấy cột B, bảng1 - QCVN 19: 2009/BTNMT Nhà máy xây dựng nông thôn nên Kv = TRẦN THỊ HUYỀN –ĐH2CM2 ĐỒ ÁN KỸ THUẬT XỬ LÝ KHÍ THẢI Page GVHD : MAI QUANG TUẤN Ngoài ra, công suất làm việc nhà máy: Q= 30000 m3/h > 20000m3/h Hệ số lưu lượng nguồn thải Kp = 0,9 Ta có bảng 1: Nồng độ tối đa cho phép hạt bụi chất vô khí thải công nghiệp Thành phần Bụi Clo SO2 H2S CO NO2 Ctt (mg/m3) 15000 61 1264 23 5856 1640 Kp 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 Kv CcộtB_QCVN Cmax 1 1 1 (mg/m3) 200 10 500 7,5 1000 850 (mg/m3) 180 450 6,75 900 765 Tử bảng 1, so sánh Ctt Cmax, ta nhận thấy hàm lượng bụi Clo, SO2, H2S, CO, NO2 vượt quy chuẩn cho phép, nên cần phải xử lý trước đưa Tính toán nồng độ đầu vào khí thải Theo số liệu đầu vào, nồng độ chất vô (C 1) miệng khói có nhiệt độ • 100oC, nồng độ chất vô tối đa cho phép (C max) nhiệt độ 25oC Vậy nên, trước so sánh nồng độ để xem bụi khí thải vượt tiêu chuẩn ta cần quy đổi C1(100oC) C2 (25oC) Đây trường hợp điều kiện đẳng áp với: Áp suất p1=p2= 760 mmHg t1= 150oC T1= 423oF t2= 25oC T2=298o F Từ phương trình khí lý tưởng : PV=nRT C2 = C1 x = C1 x Trong đó: C1, T1: Nồng độ thành phần khí thải (mg/m3) nhiệt độ tuyệt đối T1=423oF TRẦN THỊ HUYỀN –ĐH2CM2 ĐỒ ÁN KỸ THUẬT XỬ LÝ KHÍ THẢI Page GVHD : MAI QUANG TUẤN Nồng độ thành phần khí thải (mg/Nm3) C2, T2 : nhiệt độ tuyệt đối T2=298oF Bảng 2.Nồng độ thành phần khói thải 25oC Thành phần C150 oC (mg/m3) Bụi 15000 Clo 61 86,59 SO2 1264 1794,2 H2S 23 32,65 CO 5856 8312,38 NO2 1640 2327,92 TT C25 oC (mg/m3) 15000 Kết luận Ta bảng số liệu: Thành C25 oC Cmax phần (mg/Nm3) mg/Nm3 180 Bụi 15000 Clo 86,59 SO2 1794,2 450 H2S 32,65 6,75 CO 8312,38 900 NO2 2327,92 765 - Nhận xét: Dựa vào bảng sô liệu Những tiêu cần xử lý Kết luận Vượt QC ~ 83,33lần Vượt QC ~ 9,62 lần Vượt QC ~ 3,99 lần Vượt QC ~ 4,83 lần Vượt QC ~ 9,24 lần Vượt QC ~ 3,04 lần trước khí xả thải môi trường là: Bụi, SO2, NO2, CO, H2S, Cl - Hiệu suất tối thiểu để xử lý tiêu Trong đó: η: Hiệu xuất tối thiểu để xử lý tiêu Cv: Hàm lượng chất X hỗn hợp khí thải vào (mg/m3) Cr: Hàm lượng chất X hỗn hợp khí thải (mg/m3) 25oC Bảng : Hiệu suất tối thiểu để xử lý tiêu Thành C150 o C TRẦN THỊ HUYỀN –ĐH2CM2 ĐỒ ÁN KỸ THUẬT XỬ LÝ KHÍ THẢI Cr (mg/m3) η (%) Page GVHD : MAI QUANG TUẤN phần (mg/m3) Bụi 15000 Clo 61 180 98,8% 85,2% SO2 1264 450 64,4% H2S 23 6,75 70,65% CO 5856 900 84,63% 765 53,35% NO2 1640 1.2 Tính toán lan truyền ô nhiễm không khí a Xác định nguồn thải nguồn cao hay nguồn thấp • • Do nguồn thải ống khói nhà máy A nên nguồn điểm Ta có: 20oC < = = 100 – 25 = 75 oC < 100oC Nguồn thải nguồn • nóng Xét nhà máy A: Ta có: bA = (m) 10hA = 10 = 30 (m) Nhà máy A tòa nhà dài Nhà máy A tòa nhà hẹp, dài • Xét khu dân cư B Ta có: bB =45 (m) > 2,5hB = 2,5 = 17,5 (m)Khu dân cư B khu dân cư rộng lB = 90 > 10hB = 10 = 70 (m) Khu dân cư B khu dân cư dài Khu dân cư B khu dân cư rộng,dài Do gió thổi từ nhà A đến nhà B mà nhà A nhà hẹp đứng đầu gió nên: x1 = L1 = 20 (m) < 10hA = 10 = 30 (m) Nhà máy A khu dân cư B nhóm nhà • Với nhà máy A có chiều ngang hẹp nhóm nhà Hgh = 0,36(bz + x) + h’ = 0,36 bA+x)+ h’ = 0,36 6+20) +7=15,64 m Trong : TRẦN THỊ HUYỀN –ĐH2CM2 ĐỒ ÁN KỸ THUẬT XỬ LÝ KHÍ THẢI Page GVHD : MAI QUANG TUẤN 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) : Chiều cao nhà B (m) • Theo công thức Davidson W.F (Giáo trình Kỹ Thuật Xử Lý Khí Thải – Trường Đại Học Tài Nguyên Và Môi Trường Hà Nội) Độ nâng luồng khói là: h = D Trong đó: h: độ nâng luồng khói,m ; D: đường kính miệng ống khói, D= 1500mm=1,5m; : vận tốc ban đầu luồng khói miệng ống khói, m/s; : vận tốc gió, m/s Tk : nhiệt độ tuyệt đối khói miệng ống khói, Tk = 373K : chênh lệch nhiệt độ khói nhiệt độ xung quanh = Tk – Txq = 100 – 25 =75oC - Vận tốc ban đầu luồng khói miệng ống khói : = = = 4,72(m/s) - Vận tốc gió miệng ống khói : = = 2= 2,23(m/s) Trong đó: u25: vận tốc gió độ cao z (z= 25m ),m/s : vận tốc gió độ cao đặt máy quan trắc (z1= 10m), = m/s n : số mũ ( Do khí mức trung tính, độ ghồ ghề mặt đất 0,01m nên tra bảng 2.1 Giáo trình kỹ thuật xử lý khí thải ta có n = 0,12 ) > Độ nâng luồng khói: h = D = 1,5 = 5,05(m) • Độ cao hiệu nguồn thải là: Hhq = Hô + = 25 + 5,05 = 30,05 (m) Trong đó: Hhq : độ cao hiệu nguồn thải , m; Hô : chiều cao thực nguồn thải, Hô = 25m; : độ cao nâng nguồn thải, = 5,05 m; Do Hhq = 30,05 (m) >Hgh = 15,64(m) Đây nguồn thải cao TRẦN THỊ HUYỀN –ĐH2CM2 ĐỒ ÁN KỸ THUẬT XỬ LÝ KHÍ THẢI Page GVHD : MAI QUANG TUẤN b.Tính toán khuếch tán chất chất ô nhiễm từ nguồn điểm cao Theo QCVN 05:2009/ BTNMT QCVN 06:2009/BTNMT Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia chất lượng không khí xung quanh nồng độ tối đa cho phép số khí độc không khí xung quanh là: Thông số Thời gian trung Nồng độ cho phép bình (µg/m3) Clo 24h 30 SO2 năm 50 H2S 1h 42 CO 24h 5000 NO2 năm 40 Bụi năm 140 • - QCVN 06:2009/BTNMT QCVN 05:2009/ BTNMT QCVN 06:2009/BTNMT QCVN 05:2009/ BTNMT QCVN 05:2009/ BTNMT QCVN 05:2009/ BTNMT - Chọn khoảng cách tính từ nguồn thải x = 100 m Dựa vào hình 2.11 hình 2.12 ta có : + hệ số khếch tán theo chiều ngang là: = 8,5 + hệ số khếch tán theo chiều đứng là: = Đối với khí Khi nhà A xả thải tuân theo QCVN 19: 2009/BTNMT B nồng độ chất ô nhiễm đạt QCVN 05,06: 2009/BTNMT Nồng độ cực đại chất ô nhiễm khuếch tán : Cmax = , * Khí Clo M= Cmax clo L = 10-3 8,33= 0,075 (g/s) H chiều cao hiệu ống khói, H = 30,05 m Cmax = = = 2,316.10-5 (g/m3) = 23,16 (/m3) Vị trí xuất Cmax - - Ta có : = = 21,249 Tra hình 2.12 trang 60 Giáo trình kỹ thuật xử lý khí thải x max 350 m => Vị trí Cmax khu dân cư B TRẦN THỊ HUYỀN –ĐH2CM2 ĐỒ ÁN KỸ THUẬT XỬ LÝ KHÍ THẢI Page GVHD : MAI QUANG TUẤN Tính toán nồng độ chất ô nhiễm điểm đầu, cuối nhà B Áp dụng công thức khuếch tán theo mô hình Gauss sở: C = exp Trong đó: : hệ số khuếch tán theo phương ngang phương đứng, có thứ nguyên độ dài m M : lượng phát thải chất ô nhiễm nguồn điểm liên tục, g/s : tốc độ gió, m/s : = 2,1 (m/s) - Lưu lượng phát thải chất ô nhiễm nguồn điểm liên tục : M= Cbụi max L = 0,18 8,33 =1,4994 (g/s) - Xét điểm nhà B có tọa độ x= 36, y= 0, z = CB = exp = 1,004 (g/m3 ) - Xét điểm nhà B có tọa độ x= 51 , y=0, z= CB = exp = 1,004 (g/m3 ) Theo QCVN 05:2009/BTNMT_ Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia chất lượng không khí xung quanh có Cbụi = 140 g/m3 Nồng độ bụi khuếch tán không đạt QCVN Đối với khí SO2 - Lưu lượng phát thải SO2 là: M = L = 0,45 8,33= 3,75(g/s) Theo Gauss biến dạng ta có : Nồng độ chất ô nhiễm từ mặt đất: C = exp - Xét điểm nhà B có tọa độ x= 36, y= 0, z = C = exp = 1,48.10-7(g/m3) ( < 50 /m3 = 10-7 g/m3 ) Nồng độ bụi không đạt QCVN 05 :2009 /BTNMT nồng độ khuếch tán • khí SO2 đạt QCVN • Đối với khí CO: - Lưu lượng phát thải COlà: M = L = 8,33= 7,5(g/s) Xét điểm nhà B có tọa độ x= 36, y= 0, z = C = exp =2,96 10-7 (g/m3) ( < 5000 /m3 = 0,05 g/m3 ) Nồng độ bụi không đạt QCVN 05 :2009 /BTNMT nồng độ khuếch tán khí CO đạt QCVN • Đối với khí NO2: - Lưu lượng phát thải NO2 M = L = 8,33=6,37(g/s) Xét điểm nhà B có tọa độ x= 36, y= 0, z = TRẦN THỊ HUYỀN –ĐH2CM2 ĐỒ ÁN KỸ THUẬT XỬ LÝ KHÍ THẢI Page GVHD : MAI QUANG TUẤN C = exp = 2,51.10-7 (g/m3) ( Sản lượng mol khí đầu ra: c Gra = Gtr + GSO + GHc S = +0,221+ 5,87.10-3= 864,51(kmol/h) - Nồng độ phần mol SO2 hỗn hợp khí đầu là: TRẦN THỊ HUYỀN –ĐH2CM2 ĐỒ ÁN KỸ THUẬT XỬ LÝ KHÍ THẢI Page 22 GVHD : MAI QUANG TUẤN y c SO2 = c GSO Gra = 0, 221 = 2,555.10−4 864, 51 (kmol/kmol hhk) - Nồng độ phần mol tương đối SO2 là: - Nồng độ phần mol H2S hỗn hợp khí đầu là: y c H2S = GHc S Gra = 5,87.10−3 = 6, 7869.10−6 864,9 (kmol/kmolhhk) - Nồng độ phần mol tương đối H2S là: • Khối lượng riêng pha khí 00C , 1atm: = + Trong đó: - Khối lượng riêng trung bình 00C, 1atm = = = 2,23 (kg/m3) - Nồng độ trung bình ban đầu hỗn hợp khí là: = (kmol/kmolhhk) + = 1,293 (kg/m3 ) Suy = > = 1,293 (kg/m3 ) -Khối lượng riêng pha khí 50 0C, 1atm.(ta xem nhiệt độ dòng khí nhiệt độ làm việc tháp) = = 1,293 = 1,093 (kg/m3) B Xây dựng đường cân Ta có : - Với : số cân Trong đó: ψ Hệ số Henry (Tra bảng 3.1- Sổ tay trình thiết bị công nghệ hóa chất- tập ) P áp suất, mmHg ( P = atm = 760 mmHg ) TRẦN THỊ HUYỀN –ĐH2CM2 ĐỒ ÁN KỸ THUẬT XỬ LÝ KHÍ THẢI Page 23 GVHD : MAI QUANG TUẤN Nhiệt độ làm việc tháp 50oC :nồng độ mol khí pha lỏng : nồng độ mol khí pha khí trạng thái cân SO2 H2S m = = (= 0,0655 ) Ta thấy y nên ta có Y = X ( = 0,672 Ta thấy yY nên ta có: Y= X Phương trình đường cân SO2 : Y = X Phương trình đường cân H2S : Y =X C.Xây dựng đường làm việc - SO2 X max Đối với khí SO2 giao điểm đường = 6,855.10-4 với đường cân Y = X - Ta có: 6,855.10-4 = SO2 X max SO2 X max = 7,954.10-6 (kmolSO2/kmol dung dịch) - Nồng độ ban đầu xét không có) đ X SO =0 ( coi ban đầu pha lỏng nồng độ chất L Yđ −Yc = ( X c − Xđ ) SO SO G SO SO TRẦN THỊ HUYỀN –ĐH2CM2 ĐỒ ÁN KỸ THUẬT XỬ LÝ KHÍ THẢI Page 24 ) GVHD : MAI QUANG TUẤN - Xác định tỉ lệ Ltr Gtr Ltr Gtr ÷min : đ c YSO − YSO 6,855.10−4 − 2,555 ×10−4 2 = = = 54, 06 ÷ SO2 đ X ma 7,954.10−6 − x − X SO2 (kmoldd/kmol khí trơ) => Sản lượng mol tối thiểu: =56,06.Gtr==48486,294 (kmol/h) -Sản lượng mol thực tế: (Lấy hệ số thừa dư 1,2) LSO = 1, 2.Ltr = 1, × 48486, 294 = 58183,5528( Kmol / h) tt cđ X SO = Gctr 864, 2875 (YSO2 − YSO2 ) = (6,855.10−4 − 2,556.10 −4 ) = 6,39.10 −6 Ltt 58183, 5528 (kmolSO2/k moldd) -Đường làm việc SO2 qua điểm : cđ ( X SO ; YSO2 ) = (6,39.10 −6 ; 6,855.10−4 ) đ c ( X SO ; YSO ) = (0; 2, 556 ×10−4 ) 2 - H2S X max Đối với khí H2S giao điểm đường = với đường cân Y = X - Ta có: = H2S X max H 2S X max =2,61.10-8(kmolH2S/kmol dung dịch) - Nồng độ ban đầu X Hđ S = ( coi ban đầu pha lỏng nồng độ chất xét không có) YHđ2 S − YHc2 S = L ( X Hc S − X Hđ S ) G TRẦN THỊ HUYỀN –ĐH2CM2 ĐỒ ÁN KỸ THUẬT XỬ LÝ KHÍ THẢI Page 25 GVHD : MAI QUANG TUẤN - Xác định tỉ lệ Ltr Gtr Ltr Gtr ÷min : YHđ2 S − YHc2 S 2,31.10−5 − 6, 7869.10 −6 = = = 625, 023 ÷ X mHa2xS − X Hđ S 2, 61.10−8 − (kmoldd/kmol khí trơ) => Sản lượng mol tối thiểu là: =625,023.Gtr ==540582,393kmol/h) - Sản lượng mol thực tế: (Lấy hệ số thừa dư 1,2) LHtt S = 1, 2.Ltr = 1, × 540582,393 = 648698,87( Kmol / h) X Hcđ2 S = Gctr 864,9 (YH S − YH S ) = (2,31.10−5 − 6, 7869.10−6 ) = 2,175.10 −8 Ltt 648698, 87 (kmolH2S/k moldd) -Đường làm việc H2S qua điểm : ( X Hcđ2 S ; YH S ) = (2,175.10−8 ; 2,31.10−5 ) ( X Hđ S ; YHc2 S ) = (0; 6, 7869.10−6 ) D Tính toán lượng dung dịch NaOH cần dùng • Đối với khí SO2 Các phản ứng xảy tháp : SO2 + 2NaOH Na2SO3 +H2O Na2SO3 + SO2+ H2O 2NaHSO3 (1) (2) SO2 + NaHSO3+ Na2SO3 +H2O NaHSO3 (3) • Đối với khí H2S Các phản ứng xảy tháp: H2S + 2NaOH = Na2S + 2H2O Na2S + H2S 2NaHS Na2S + H2O NaHS + NaOH TRẦN THỊ HUYỀN –ĐH2CM2 ĐỒ ÁN KỸ THUẬT XỬ LÝ KHÍ THẢI (5) (6) (7) Page 26 GVHD : MAI QUANG TUẤN -Khối lượng phân tử pha lỏng : Mdd = => M= 19,0476 (Kg dd/Kmol dd) * Từ phương trình (1) ta tính mNaOH cần để hấp thụ SO2 mNaOH = = = 30,52(kg/h) mNaOH = ht M NaOH G SO M SO = 40.0,3815 = 0, 2384 64 (kg/h) - Khối lượng dung dịch NaOH 10% cần để hấp thụ SO2 = = = 2,384(kg/h) * Từ phương trình (5) ta tính mNaOH cần để hấp thụ H2S - 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 0,9 + + 1117 1000 ρ ρ NaOH H 2O (kg/m3) - Thể tích dung dịch NaOH 1h cung cấp vào tháp : = = = 2,359.10-4 (m3/h) D Tính toán tháp hấp thụ 1.Đường kính tháp hấp thụ - Hấp thụ H2S dung dịch NaOH 10 % khối lượng - Nhiệt độ làm việc tháp hấp thụ 500C TRẦN THỊ HUYỀN –ĐH2CM2 ĐỒ ÁN KỸ THUẬT XỬ LÝ KHÍ THẢI Page 27 GVHD : MAI QUANG TUẤN Bảng : Khối lượng riêng dung dịch NaOH 10% (kg/m 3) theo nhiệt độ (ở áp suất khí quyển) Dd NaOH 10% -200C 00C 200C 400C 600C 800C 1000C 1200C - 1117 1109 1100 1089 1077 1064 1049 ( 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 00C 100C 200C 300C 400C 500C Dd NaOH 1,86 1,45 1,16 0,98 10% ( Trích Bảng trang 16 – Bảng tra cứu Quá trình học truyên nhiệt- Truyền khối – Nhà xuất ĐH Quốc gia Tp HCM – 2008) • 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) + 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 TRẦN THỊ HUYỀN –ĐH2CM2 ĐỒ ÁN KỸ THUẬT XỬ LÝ KHÍ THẢI Page 28 GVHD : MAI QUANG TUẤN Gx , Gy lượng lỏng lượng trung bình Tính toán : * += + Vđ = 0,79 m3/m3 +: khối lượng riêng pha khí +: khối lượng riêng pha lỏng : = 1094 (kg/m3) ( Tra Trang 35_ sổ tay trình, tập 1) +: 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 : • ht G SO + G SO d G SO = x + = 0,5925 + 0,3815 = 0, 487 (kmol/h) = =8,66.10-3 (kg/s) L SO = L SO + G SO 2 c Ta L • có: SO = tb tt L SO + L SO tt c = ht = 58183,5528 + 0,3815 = 58183,9343 (kmol/h) 58183,5528 + 58183,9343 = 58183, 74355 (kmol/h) Với H2S ht G H 2S + G H S d G + x H2S = = 0, 02 + 0, 01413 = 0, 017 (kmol/h = =1,605.10-4 (kg/s) + H S H S = 648698,87 + 0, 01413 = 648698,8841 L c = Ltt + G ht H S TRẦN THỊ HUYỀN –ĐH2CM2 ĐỒ ÁN KỸ THUẬT XỬ LÝ KHÍ THẢI (kmol/h) Page 29 GVHD : MAI QUANG TUẤN + H S H S H S Ltt + L c 648698,87 + 648698,8841 = = 648698, 4464 Ltb = 2 (kmol/h) - Khối lượng phân tử pha lỏng : Mdd = 19,0476 (Kgdd/Kmol dd) Sản lượng trung bình pha lỏng là: G SO + G H S x Gx = x = 0, 487 + 0, 017 = 0, 252 (kmol/h) -3 = = 1,33.10 (Kg/s) G SO + G H S x Gx = x = 8, 66.10−3 + 1, 605.10−4 = 4, 41.10−3 (kg/s) + Gy : Sản lượng trung bình pha khí: : 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 = 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 = = =1,31175 10-4 (kmol/kmol) + ytbH2S = = = 1,494 10-5 (kmol/kmol) Mhhk = ytbSO2 MSO2 + ytbH2S MH2S + (1 - ytbSO2 - ytbH2S) Mkk TRẦN THỊ HUYỀN –ĐH2CM2 ĐỒ ÁN KỸ THUẬT XỬ LÝ KHÍ THẢI Page 30 GVHD : MAI QUANG TUẤN = 1,31175 10-4 64 + 1,494 10-5 34 + ( 1- )29 = 29 +Sản lượng trung bình pha khí: G cSO + G H S 0, 221 + 5,87.10 −3 864, 2875 + G tr + 2 = = 432,198(kmol / h) Gy = 2 c =432,198.=3,48(kg/s) Thay vào phương trình (***) ta có: ωdp= = = 2,36(m/s) = 0,8 nên vận tốc làm việc tháp = 0,82,36 =1,888 (m/s) Thay vào phương trình (*) suy : D= = 2,37( m) Chọn D= 2,4m - Diện tích tiết diện tháp: F== 4,52(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 −4 ∆Y d = Y d − Y ∗d = Y d − 86,18 X cSO , tt = 6,855.10 − 86,18.6,39.10 = 1,348.10 -Động lực trình đỉnh tháp hấp thụ: SO −4 ∆Y c = Y c − Y ∗c = Y c − 86,18 X dSO = Y c = 2,556.10 - Động lực trung bình trình TRẦN THỊ HUYỀN –ĐH2CM2 ĐỒ ÁN KỸ THUẬT XỬ LÝ KHÍ THẢI Page 31 GVHD : MAI QUANG TUẤN SO − SO ∆Y c 5,944.10−4 − 2,15.10−4 SO = ∆Y d = = ∆Y TB SO 5,944.10−4 ∆Y d ln ln 2,15.10−4 SO ∆Y c 1,888.10-4 -Số đơn vị truyền khối tổng quát NOy: SO SO 6,855.10−4 − 2,556.10−4 SO = Y d − Y c = = 2, 277 N Oy SO 1,888.10−4 ∆Y TB • - Với H2S Động lực trình tháp H S H S −5 −8 ∆Y d = Y d − Y ∗d = Y d − 884, 21X c = 2,31.10 − 884, 21.2,175.10 hấp =3,868.10-6 -Động lực trình đỉnh tháp hấp thụ: H S −6 ∆Y c = Y c − Y *c = Y c − 884, 21X dH S = Y c = 6, 7869.10 - Động lực trung bình trình H S H S H S ∆Y d − ∆Y c 2,31.10−5 − 6, 7869.10−6 = = 1,33.10−5 ∆Y TB2 = H S − 2, 31.10 ∆Y d ln ln 6, 7869.10−6 H S ∆Y c - Số đơn vị truyền khối tổng quát NOy: H S H 2S − Y Y 2,31.10 −5 − 6, 7869.10−6 c H2S d = = 1, 23 N Oy = H S 1, 33.10−5 ∆Y TB Chiều cao tương đương đơn vị truyền khối TRẦN THỊ HUYỀN –ĐH2CM2 ĐỒ ÁN KỸ THUẬT XỬ LÝ KHÍ THẢI Page 32 thụ GVHD : MAI QUANG TUẤN H td = 200 Vd 0, 79 = 200 = 1, 04 0,4 δ (ωdp + 0,9) 95 ( 2,36 + 0,9 ) 0,4 Ta có: Chiều cao lớp đệm là: • Với SO2: h SO h • H2S = SO H td N Oy 2, 277 = 1,04 =2,4(m) H S = H td N Oy2 = 1, 04.1, 23 = 1,3 Với H2S: (m) Chiều cao lớp đệm : HLV =2,4 m -Chiều cao phần tách lỏng Hc đáy Hđ chọn theo bảng sau D 1,0-1,8 2,0-2,6 2,8-4,0 Hc (m) 0,8 1,0 1,2 Hđ (m) 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= 2,4 m chọn Hc=0,8m Hđ= 2m - Chiều cao tháp hấp thụ là: Ht = HLv + Hc+ Hđ =2,4+1+2,5= 5,9m Chọn chiều cao tháp 6m TRẦN THỊ HUYỀN –ĐH2CM2 ĐỒ ÁN KỸ THUẬT XỬ LÝ KHÍ THẢI Page 33 GVHD : MAI QUANG TUẤN 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 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 TRẦN THỊ HUYỀN –ĐH2CM2 ĐỒ ÁN KỸ THUẬT XỬ LÝ KHÍ THẢI Page 34 [...]... HUYỀN –ĐH2CM2 ĐỒ ÁN KỸ THUẬT XỬ LÝ KHÍ THẢI Page 11 Khí thải sau khi đã xử lý GVHD : MAI QUANG TUẤN Thông thường sử dụng làm sạch hấp thụ hợp lý khi nồng độ của thành phần khí độc hại trong dòng khí thải khá lớn: cao hơn 1% theo thể tích Sự hấp thụ gồm 2 phương thức: hấp thụ vật lý và hấp thụ hóa học Hình 1: Thiết bị hấp thụ Ưu và nhược điểm của phương pháp - Ưu điểm : thích hợp với các loại khí độc hại... dòch hay dễ phản ứng với các tác nhân hấp thụ chứa trong nước như là các khí SO2, NOx,HF, HCl… - Nhược điểm : nước thải của thiết bò sẽ bò nhiễm bẩn và nhiều khi phải có thiết bò xử lý nước kèm theo Xử lý các chất độc hại có trong khí thải bằng phương pháp hấp thụ được sử dụng nhiều khi lưu lượng dòng khí thải lớn với nồng độ các khí độc hại khá cao Ngoài ra khi sử dụng phương pháp này mang lại hiệu... có thể thu hồi các TRẦN THỊ HUYỀN –ĐH2CM2 ĐỒ ÁN KỸ THUẬT XỬ LÝ KHÍ THẢI Page 12 GVHD : MAI QUANG TUẤN chất sử dụng tuần hoàn hoặc chuyển sang công đoạn sản xuất ra sản phẩm khác • Xử lý CO bằng phương pháp hấp phụ bằng than hoạt tính - Quá trình hấp phụ khí bằng vật liệu rắn là một phương pháp để khử khí độc hại trong khí thải được áp dụng rất phổ biến - Hấp phụ là quá trình phân ly khí dựa trên ái... hoạt tính Tháp hấp thụ Tháp hấp phụ Khí thải sau khi đã xử lý TRẦN THỊ HUYỀN –ĐH2CM2 ĐỒ ÁN KỸ THUẬT XỬ LÝ KHÍ THẢI Page 13 GVHD : MAI QUANG TUẤN II ,Xử lý bụi Các thơng số đầu vào Bảng 3.1 .Các thơng số của bụi 1.1 Các đại lượng Đơn vị Số liệu Lưu lượng m3/s 8,33 Nồng độ bụi ban đầu mg/m3 15000 Khối lượng riêng của bụi kg/m3 3000 - Lựa chọn thiết bị buồng lắng để xử lý bụi - Dựa vào dải phân cấp cỡ hạt... 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= 2,4 m chọn Hc=0,8m và Hđ= 2m - Chiều cao của tháp hấp thụ là: Ht = HLv + Hc+ Hđ =2,4+1+2,5= 5,9m Chọn chiều cao tháp là 6m TRẦN THỊ HUYỀN –ĐH2CM2 ĐỒ ÁN KỸ THUẬT XỬ LÝ KHÍ THẢI Page 33 GVHD : MAI QUANG TUẤN TÀI LIỆU THAM KHẢO 1.Ơ nhiễm khơng khí và xử lý khí thải tập 2 và tập 3 – GS.TS Trần Ngọc Chấn... –ĐH2CM2 ĐỒ ÁN KỸ THUẬT XỬ LÝ KHÍ THẢI Page 20 GVHD : MAI QUANG TUẤN III Xử lý SO2 VÀ H2S bằng phương pháp hấp thụ Hấp thụ SO2 và H2S bằng dung mơi hấp thụ là dung mơi NaOH 10% Ta có: L = V= 30000 (m3/h ) Chọn điều kiện làm việc của tháp là nhiệt độ trung bình của dòng khí vào và dòng lỏng vào là t0 = 500C A • - Tính tốn cơ sở Đầu vào Lượng mol hỗn hợp khí cung cấp đầu vào Đối với khí SO2 - Lượng mol khí. .. chất rắn đối với một số loại khí có mặt trong hỗn hợp khí nói chung và trong khí thải nói riêng, trong quá trình đó các phân tử chất khí ô nhiễm trong khí thải bò giữ lại trên bề mặt của vật liệu rắn Vật liệu rắn sử dụng trong quá trình này được gọi là chất hấp phụ, còn chất khí bò giữ lại trong chất hấp phụ được gọi là chất bò hấp phụ 1.4 Sơ đồ quy trình cơng nghệ Khí thải Buồng lắng Thiết bị lọc... (kg/m3) Lượng hệ khí đi vào ống tay áo : Gv = ρhh.L= 5,67.30000= 170100 (kg/h) Nồng độ bụi trong hệ khí đi vào thiết bị lọc tay áo (theo % khối lượng) Yv = 100% = %= 0,16% TRẦN THỊ HUYỀN –ĐH2CM2 ĐỒ ÁN KỸ THUẬT XỬ LÝ KHÍ THẢI Page 19 GVHD : MAI QUANG TUẤN - Nồng độ bụi trong khí thải đi ra khỏi thiết bị lọc tay áo (theo % khối - lượng) Yr = Yv (1 - η) = 0,16.(1 – 0,9805) = 3,12x 10-3 % Lượng hệ khí ra khỏi... số thành phần của hỗn hợp khí bằng chất hút thu thể dòch, ta gọi chất hút thu thể dòch là chất hấp thụ Vì vậy ta có thể hiểu phương pháp hấp thụ là phương pháp làm sạch khí thải của các nhà máy, xí nghiệp để tách ra những thành phần giá trò từ dòng khí và đưa nó trở lại vào quá trình công nghệ để tiếp tục sử dụnghoặc là để tách ra những chất độc hại trong dòng khí trước khi thải vào môi trường xung... 60_70 10 4 hạt ban 62% đầu 38% (%klg) - Hiệu suất lắng bụi cần đạt được để xử lý đạt quy chuẩn là : 98,8% µ: hệ số nhớt động lực của khí thải ở 150oC : µ= µo = 23,87.10-6 Pa.s L: lưu lượng khí, L = 8,33m3/s ρb: Khối lượng riêng của bụi, ρb = 3000kg/m3 g: gia tốc trọng trường, g=9.8 m/s2 TRẦN THỊ HUYỀN –ĐH2CM2 ĐỒ ÁN KỸ THUẬT XỬ LÝ KHÍ THẢI Page 14 Tổng cộng 100% GVHD : MAI QUANG TUẤN B.l = = = 48,7 Với lưu