Đang tải... (xem toàn văn)
Đồ án tốt nghiệp tính toán thiết kế hệ thống xử lý khí thải có chứ khí Cl2 và khí HCl trong công nghệ chế biến xỉ Titan với công suất 300 tấn/năm. Khí thải phát sinh ra khỏi lò luyện xỉ Titan bao gồm khí Cl2 dư và khí HCl. Các thông số vào thiết bị xử lý khí thải: lưu lượng khí thải = 1200 m3/h, nồng độ khí Cl2 = 10500 mg/m3, nồng độ khí HCl = 625 mg/m3 và yêu cầu xư lý khí thải theo tiêu chuẩn QCVN 19:2009/BTNMT theo cột B trước khi khí thải thải ra môi trường. Công nghệ để xử lý nước thải được đề xuất thiết kể trong đồ án này là: lò luyện xỉ thiết bi trao đổi nhiệt tháp hấp thụ ống khói môi trường. Khí thải từ lò luyện xỉ thoát ra có nhiệt độ 700OC đi qua thiết bị trao đổi nhiệt xuống còn 35OC. Sau đó khí thải sẽ được hút bởi quạt hút ly tâm đi qua tháp hấp thụ, tại đây tháp hấp thụ hấp thụ giữa khí thải có chứ khí Cl2 và HCl với dung môi NaOH. Kế tiếp khí sẽ được đi ra ống khói và được thải ra môi trường. Phần dung môi sau khi hấp thụ là nước Javen, là chất tẩy rửa có giá trị sử dụng. Hiệu suất của công nghệ xử lý khí thải được đề xuất có thể đạt tới 99% hiệu quả xử lý khí thải, đảm bảo khí thải đầu ra theo yêu cầu cần phải xử lý. Thông số đầu ra như sau: nồng độ khí Cl2 đầu ra = 10 mg/m3, nồng độ khí HCl đầu ra = 50 mg/m3 và yêu cầu khí thải sau xử lý đạt theo tiêu chuẩn QCVN 19:2009/BTMT theo cột B trước khi xả thải ra môi trường.
TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG DÂY CHUYỀN THIẾT BỊ XỬ LÝ KHÍ THẢI CHỨA Cl2 VÀ HCl TRONG CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN XỈ TITAN CÔNG SUẤT 300 TẤN/NĂM TP.HỒ CHÍ MINH, THÁNG 01 NĂM 2019 TĨM TẮT Đồ án tốt nghiệp tính tốn thiết kế hệ thống xử lý khí thải có khí Cl2 khí HCl công nghệ chế biến xỉ Titan với công suất 300 tấn/năm Khí thải phát sinh khỏi lị luyện xỉ Titan bao gồm khí Cl2 dư khí HCl Các thơng số vào thiết bị xử lý khí thải: lưu lượng khí thải = 1200 m3/h, nồng độ khí Cl2 = 10500 mg/m3, nồng độ khí HCl = 625 mg/m3 yêu cầu xư lý khí thải theo tiêu chuẩn QCVN 19:2009/BTNMT theo cột B trước khí thải thải môi trường Công nghệ để xử lý nước thải đề xuất thiết kể đồ án là: lò luyện xỉ thiết bi trao đổi nhiệt tháp hấp thụ ống khói mơi trường Khí thải từ lị luyện xỉ có nhiệt độ 700OC qua thiết bị trao đổi nhiệt xuống cịn 35OC Sau khí thải hút quạt hút ly tâm qua tháp hấp thụ, tháp hấp thụ hấp thụ khí thải có khí Cl2 HCl với dung mơi NaOH Kế tiếp khí ống khói thải môi trường Phần dung môi sau hấp thụ nước Javen, chất tẩy rửa có giá trị sử dụng Hiệu suất công nghệ xử lý khí thải đề xuất đạt tới 99% hiệu xử lý khí thải, đảm bảo khí thải đầu theo yêu cầu cần phải xử lý Thông số đầu sau: nồng độ khí Cl2 đầu = 10 mg/m3, nồng độ khí HCl đầu = 50 mg/m3 yêu cầu khí thải sau xử lý đạt theo tiêu chuẩn QCVN 19:2009/BTMT theo cột B trước xả thải môi trường ABSTRACT Graduation project of calculating and designing Cl2 and HCl gas emission treatment system in Titanium slag processing technology with a capacity of 300 tons/year Emissions generated from titanium slag furnace include residual Cl2 gas and HCl gas Parameters on the waste gas treatment equipment: emissions flow = 1200 m3/h, gas concentration Cl2 = 10500 mg /m3, HCl concentration = 625 mg/m3 and requires standard emission treatment QCVN 19: 2009/BTNMT according to column B before emissions are discharged into the environment The technology for wastewater treatment proposed in this project is: Titanium slag furnace heat exchangers absorption tower Chimney environment The exhaust gas from the slag furnace exits has a temperature of 7000C passing the heat exchanger to 350C Then the exhaust gas will be sucked by centrifugal exhaust fan through the absorption tower, where the absorption tower absorbs between the flue gas containing Cl2 and HCl with NaOH solvent Next gas will be released to the chimney and discharged into the environment The solvent part after absorption is Javen water, which is a valuable detergent The performance of the proposed emission treatment technology can reach 99% of the efficiency of waste gas treatment, ensuring the required exhaust gas emissions need to be treated The output parameters are as follows: output Cl2 gas concentration = 10 mg/m3, output HCl concentration = 50 mg/m3 and the required post-treatment emissions meet QCVN 19:2009/BTMT according to the column B before discharging into the environment NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN TP.Hồ Chí Minh, ngày… tháng …… năm… CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Ký ghi rõ họ tên) (ký ghi rõ họ tên) NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN TP.Hồ Chí Minh, ngày… tháng …… năm… Giảng viên phản biện (Ký ghi rõ họ tên) Đồ án tốt nghiệp Tính tốn thiết kế hệ thống dây chuyền thiết bị xử lý khí thải chứa Cl2 HCl công nghệ chế biến xỉ Titan công suất 300 tấn/năm MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ SẢN XUẤT CÁC SẢN PHẨM TITAN THEO CÔNG NGHỆ CLO HOÁ 1.1 Công nghệ chế biến xỉ Titan .2 1.1.1 Giới thiệu 1.1.2 Ngành Titan Việt Nam 1.1.3 Công nghệ luyện xỉ Titan 1.1.4 Các phương pháp sản xuất xỉ Titan 1.2 Cơ sở lý thuyết trình sản xuất xỉ Titan 1.2.1 Q trình clorua hố 1.2.2 Cơ chế clo hoá 1.2.3 Nguyên liệu sử dụng: .16 1.2.4 Cách khía cạnh gây ảnh hưởng q trình clorua hố 18 1.2.5 Khí thải sinh từ q trình luyện xỉ Titan 19 1.2.6 Thông số công nghệ 19 CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ XỬ LÝ KHÍ THẢI, XỬ LÝ Cl2 VÀ HCl TRONG QUÁ TRÌNH CHẾ BIẾN XỈ TITAN 24 2.1 Tác hại khí Cl2 HCl đến với mơi trường .24 2.1.1 Tác hại khí Cl2 24 2.1.2 Tác hại khí HCl 25 2.1.3 Giới hạn nồng độ khí Clo khí HCl mơi trường 26 2.2 Phương pháp xử lý khí Clo HCl .27 2.2.1 Khái niệm hấp thụ .27 i Đồ án tốt nghiệp Tính tốn thiết kế hệ thống dây chuyền thiết bị xử lý khí thải chứa Cl2 HCl công nghệ chế biến xỉ Titan công suất 300 tấn/năm 2.2.2 Phân loại loại hấp thụ 27 2.2.3 Chất hấp thụ ( dung môi) 28 2.2.4 Các thiết bị hấp thụ 30 CHƯƠNG ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ 36 3.1 Thơng số nguồn khí thải lị luyện xỉ Titan 36 3.2 Đề xuất phương pháp xử lý khí 36 CHƯƠNG TÍNH TỐN THIẾT BỊ 38 4.1 Thiết kế tháp giải nhiệt 38 4.1.1 Tính khối lượng riêng hỗn hợp khí 38 4.1.2 Phương trình truyền nhiệt chất khí chuyển động ngược dần nhiệt độ thay đổi .39 4.1.3 Tính khí .41 4.2 Thiết kế tháp đệm 51 4.2.1 Thông số đầu vào 51 4.2.2 Cân vật liệu trình hấp thụ 52 4.2.3 Tính đường kính thiết bị 57 4.2.4 Tính chiều cao đệm 61 4.2.5 Tính khí .66 4.2.6 Tính ống khói 78 CHƯƠNG THIẾT KẾ SƠ ĐỒ ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ CHÍNH 80 5.1 Nội dung 80 5.2 Sơ đồ điều khiển .80 5.3 Nguyên lý hoạt động 81 5.4 Các thiết bị điều khiển 84 ii Đồ án tốt nghiệp Tính tốn thiết kế hệ thống dây chuyền thiết bị xử lý khí thải chứa Cl2 HCl công nghệ chế biến xỉ Titan công suất 300 tấn/năm KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 85 TÀI LIỆU THAM KHẢO 87 iii Đồ án tốt nghiệp Tính tốn thiết kế hệ thống dây chuyền thiết bị xử lý khí thải chứa Cl2 HCl công nghệ chế biến xỉ Titan cơng suất 300 tấn/năm MỤC LỤC BẢNG Bảng 1.1 Tóm tắt nghiên cứu động học tiến hành nguyên liệu TiO2 13 Bảng 1.2 Nguyên liệu sử dụng trình sản xuất 17 Bảng 1.3 Khối lượng Clo sử dụng trình luyện xỉ Titan 20 Bảng 2.1 Bảng thông số nồng độ C chất khí cho phép 27 Bảng 3.1 Thơng số nồng độ khí khỏi lò luyện Titan 36 Bảng 4.1 Bảng thơng số mặt bích thân .45 Bảng 4.2 Bảng thơng số mặt bích ống dẫn khí 45 Bảng 4.3 Bảng thơng số mặt bích ơng dẫn lỏng 46 Bảng 4.4 Bảng số liệu phương trình cân khí Clo 52 Bảng 4.5 Bảng số liệu phương trình cân khí HCl .54 Bảng 4.6 Bảng thơng số mặt bích thân .69 Bảng 4.7 Bảng thơng số mặt bích ống dẫn khí 70 Bảng 4.8 Bảng thơng số mặt bích ơng dẫn lỏng 71 Bảng 4.9 Bảng cho tiết thiết kế chân đỡ 73 Bảng 4.10 Bảng chi tiết thiết kế chân đỡ đĩa đỡ đệm thiết bị 74 Bảng 5.1 Bảng tên thiết bị sơ đồ điều khiển 81 iv Đồ án tốt nghiệp Tính tốn thiết kế hệ thống dây chuyền thiết bị xử lý khí thải chứa Cl2 HCl công nghệ chế biến xỉ Titan công suất 300 tấn/năm MỤC LỤC HÌNH Hình 1.1 Khống vật Titan rutil(90%TiO2) ( Hình trái) Ilmenit, FeTiO3 (59,4% TiO2) (Hình phải) Hình 1.2 Sơ đồ nguyên lý công nghệ lượng xỉ Titan nhà máy Hình 1.3 Các bước xuất TiO2 trình clorua Hình 1.4 Fe Mn loại bỏ vài phút clo (Pistorius Le Roux, 2002) 10 Hình 1.5 Tỷ lệ clo (Den Hoed Nell, 2003) 11 Hình 1.6 Clo hóa Rutile (hệ thống C-Cl2 hệ thống CO-Cl2) 15 Hình 1.7 Clo hóa Rutile (hệ thống CO-Cl2) 15 Hình 1.8 Clo hóa rutil xỉ (hệ thống CO-Cl2) 16 Hình 1.9 Clo hóa xỉ (hệ thống C-CO-Cl2 hệ thống CO-Cl2) 16 Hình 1.10 Lị điện hồ quang luyện xỉ Titan phương pháp clo hố 22 Hình 2.1 Khí Clo mơi trường khơng khí 24 Hình 2.2 Tháp đệm 31 Hình 2.3 Các loại vịng đệm 32 Hình 2.4 Tháp rửa khí rỗng 33 Hình 2.1 Nguyên lý làm việc tháp mâm 34 Hình 3.1 Sơ đồ cơng nghệ .37 Hình 4.1 Tháp giải nhiệt cooling tower TA SHIN 49 Hình 4.2 Đồ thị biểu diễn đường cân đường làm việc 53 Hình 4.3 Đồ thị biểu diễn đường cân đường làm việc khí HCl 56 Hình 5.1 Sơ đồ điều khiển tháp hấp thụ 80 Hình 5.2 Sơ đồ điều khiển mức tháp hấp thụ 82 v