ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ THẢI Đề tài : Tính khuếch tán , xác định tình trạng ô nhiễm môi trường xung quanh từ các lò đốt nhiên liệu , đề xuất phương pháp giảm thiểu .

a) Tính toán sản phẩm cháy, xác định lượng khí thải, tải lượng các chất ô nhiễm. b) Xác định nồng độ bụi, khí SO2, CO, CO2 dọc theo trục gió đi qua chân ống khói, ở tọa độ x,y bất kỳ trên mặt đất theo chiều gió thổi qua chân nguồn thải. (Tính toán với 2 nguồn,nguồn 1 và nguồn 2 tương ứng với 3 chiều cao thay đổi).

Trang 1

THUYẾT MINH ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ THẢI

ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ THẢI

Đề tài : Tính khuếch tán , xác định tình trạng ô nhiễm môi trường xung quanh từ các lò đốt

nhiên liệu , đề xuất phương pháp giảm thiểu

CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG VÀ TÍNH TOÁN SẢN PHẨM CHÁY I/ GIỚI THIỆU CHUNG:

Nội dung tính toán:

a) Tính toán sản phẩm cháy, xác định lượng khí thải, tải lượng các chất ô nhiễm

b) Xác định nồng độ bụi, khí SO2, CO, CO2 dọc theo trục gió đi qua chân ống khói, ở tọa độx,y bất kỳ trên mặt đất theo chiều gió thổi qua chân nguồn thải (Tính toán với 2nguồn,nguồn 1 và nguồn 2 tương ứng với 3 chiều cao thay đổi)

c) Xây dựng biểu đồ thể hiện mối quan hệ:

C bụi= f(x, D, h); C bụi= f(x, y, D, h)

C Gas= f(x, D, h); C Gas= f(x, y, D, h)

d) Đề xuất các giải pháp giảm thiểu ô nhiễm

II/ THÔNG SỐ KHÍ HẬU ĐỊA PHƯƠNG:

Địa điểm xây dựng công trình: Bảo Lộc.

Mùa tính toán: Mùa Đông.

Do yêu cầu đề bài chỉ tính cho Mùa Đông nên ta có các thông số về khí hậu như sau :

GVHD: NGUYỄN HUY TIẾN

SVTH: Nguyễn Hữu Hải _ MSSV: 2747.55 1

Trang 2

III/ THÀNH PHẦN NHIÊN LIỆU VÀ CÁC THÔNG SỐ CỦA NGUỒN THẢI: 3.1.Thành phần nguyên liệu:

Nhiênliệu được sử dụng cho lò hơi là Dầu DO Với thành phần cho trong bảng sau:

Bảng 1.2:Thành phần nhiên liệu

3.2.Các thông số của nguồn thải:

Các thông số của nguồn thải được thống kê dưới bảng sau:

Bảng 1.3: Các thông số của nguồn thải

Nguồn thải kính ốngĐường

khói (mm)

Lượng dầutiêu thụ(Kg/h)

Trang 3

IV/ TÍNH TOÁN SẢN PHẨM CHÁY:

4.1.Tính sản phẩm cháy ở điều kiện tiêu chuẩn:

Điều kiện chuẩn là điểu kiện có : t = 0oC , p = 760mmHg

Trang 4

Bảng 1.4: Tính sản phẩm cháy ở điều kiện chuẩn

0,089.Cp+0,264.Hp-0,0333.(Op-Sp)

0,089 x82,3 + 0,264 x10,5 - 0,0333 x (0,25 –

3 Lượng không khí ẩm thực tế với hệ sốkhông khí thừa α∈(1,2÷1,6); chọn 1,5

m³chuẩn/Kgđơn vị

Lượng CO trong sản phẩm cháy với

hệ số cháy không hoàn toàn về hóa

học và cơ học ∈(0,01÷0,05); chọn

0,01

m³chuẩn/Kg

1,583

Trang 5

ST

8 Lượng khí N2 có trong sản phẩm cháy

m³chuẩn/Kg

Trang 6

4.2.Tính toán lượng khói thải và tải lượng các chất ô nhiễm trong khói thải ứng với lượng nhiên liệu tiêu thụ B Kg/h:

Bảng 1.5: Lượng khói thải và tải lượng các chất ô nhiễm của từng nguồn

ST

1 Lượng khói (SPC) ở đk chuẩn

5 Lượng khí CO2γco

1326,584

829,1156

Lượng tro Bụi với hệ số tro

bay theo khói a = 0,10,85, lấy

Trang 7

4.3.Tính toán nồng độ phát thải của các chất:

Bảng 1.6: Nồng độ phát thải của các chất và so sánh với tiêu chuẩn cho phép

Kíhiệu

Côngthứctínhtoán

BTNMT

110721,935

Khôngquyđịnh

4 tro BụiLượng mg/m3 CBụ

Từ bảng kết quả so sánh ta thấy nồng độ phát thải của SO2 vượt quá tiêu chuần chophép Do vậy ta phải xử lý trước khi đưa vào môi trường

Trang 8

CHƯƠNG II: XÁC ĐỊNH NỒNG ĐỘ Ô NHIỄM CỦA CÁC CHẤT TRÊN MẶT

ĐẤT,XÁC ĐỊNH NỒNG ĐỘ Ô NHIỄM CỰC ĐẠI I/ CÔNG THỨC TÍNH TOÁN PHÂN BỐ CHẤT Ô NHIỄM TỪ NGUỒN ĐIỂM CAO THEO LUẬT PHÂN PHỐI CHUẨN GAUSS:

C: Nồng độ ô nhiễm tại điểm tính toán; (mg/m3)

M: Tải lượng chất ô nhiễm ; (mg/s)

: Hệ số khuếch tán theo phương ngang y, phương đứng z; (m)

1.2.Chiều cao hiệu quả ống khói:

Chiều cao hiệu quả của ống khói được xác định theo công thức sau:

H= h+ ∆H (m)Trong đó:

H: Chiều cao thực của ống khói; (m)

∆H: Độ nâng cao của luồng khói; (m)

Trang 9

Hình 2 Chiều cao hiệu quả của ống khói

Để đơn giản trong tính toán ta chọn phương pháp xác định độ nâng cao của luồng khói

theo công thức Davidson W.F.

Độ nâng cao luồng khói được xác định theo công thức:

= hv + ht (m)Trong đó:

hv: độ nâng do vận tốc ban đầu của khói (momentun rise):

hv= D (m)

ht : độ nâng do sức nổi gây ra bởi chênh nhiệt độ (buoyancy rise) :

hv= D .

Trong đó:

D: Đường kính miệng ống khói; (m)

uh: Vận tốc gió ở chiều cao miệng ống khói ; (m/s)

Tkhói :Nhiệt độ tuyệt đối của khói tại miệng ống khói; (K)

∆T: Độ chênh nhiệt độ giữa khói thải và nhiệt độ không khí xung quanh; ℃ hoặc K

ω: Vận tốc ban đầu của luồng khói tại miệng ống khói; (m/s)

ω= =

LT: Lưu lượng khí thải; (m3/h)

Công thức xác định chiều cao hiệu quả của ống khói:

H = h + = h + D (m)Với: uh= u(m/s)

Trang 10

n: hệ số phụ thuộc vào độ gồ ghề của mặt đất Căn cứ vào bảng sau:

Ta có vận tốc u= = 3,467 Kết quả tính toán vận tốc gió tại chiều cao ống khói với 3

chiều cao khác nhau được cho dưới bảng sau:

Bảng 2.2: Vận tốc gió tại chiều cao ống khói

Vậy chiều cao hiệu quả của ống khói trong ba trường hợp cho dưới bảng sau:

Bảng 2.3: Chiều cao hiệu quả của ống khói 1 và 2

txq

(oC) Chiều cao

thực (m)

Độ nângcao vệtkhói (m)

Chiều caohiệu quả(m)

x: Khoảng cách xuôi theo chiều gió kể từ nguồn (km)

Trang 11

Các hệ số a, b, c, d tra theo bảng sau phụ thuộc vào cấp độ ổn định khí quyển và khoảng cách x xuôi theo chiều gió

Bảng 2.4:Các hệ số trong công thức của D.O.Martin

σ , σkhi cho x ϵ( 100÷1500) m Kết quả cho dưới bảng sau:

Bảng 2.5: Giá trị , khi cho x ϵ ( 100÷1500)m

Để xác định giá trị các giá trị trên ta áp dụng công thức sau: = (m)

Trang 12

Ta xác định được các giá trị xmax theo công thức:

Bảng 2.6 Thống kê các giá trị ;; x max:

Ống khói Chiều cao hiệu quả(m) σz(Cmax)(m) xmax(km) σy(Cmax) (m)1

Công thức xác định: Chh= Cx+ Cxy tương ứng với mỗi ống khói.

Trang 13

Trang 14

2.2 Nồng độ ô nhiễm trên mặt đất xuôi theo chiều gió của 2 nguồn đối với SO2:

Bảng 2.8: Xác định C x , C x,y , C hh của SO2 ở chiều cao h1

Trang 15

4 0,0879

Trang 16

0,090

6 0,1969

Trang 17

1 0,0767

Trang 18

Trang 19

9 0,0762

Trang 20

Biểu đồ thể hiện nồng độ (SO 2 ) dọc theo trục nguồn 1.

Biểu đồ thể hiện nồng độ (SO 2 ) dọc theo trục nguồn 2.

Biểu đồ thể hiện nồng độ hỗn hợp (SO 2 ) dọc theo trục nguồn 1.

Biểu đồ thể hiện nồng độ hỗn hợp (SO 2 ) dọc theo trục nguồn 2

Trang 21

2.3 Nồng độ ô nhiễm trên mặt đất xuôi theo chiều gió của 2 nguồn đối với CO:

Bảng 2.11: Xác định C x , C x,y , C hh của CO ở chiều cao h

Trang 23

Bảng 2.12: Xác định C x , C x,y , C hh của CO ở chiều cao h2

Trang 25

Bảng 2.13: Xác định C x , C x,y , C hh của CO ở chiều cao h3

Trang 26

1,2 183,62 134,2 8,527 3,91 34,656 0,0273 0,0248 0,052 5,329 3,91 34,674 0,017 0,0155 0,0325

0,0234

0,013

5 0,0281

Trang 27

Biểu đồ thể hiện nồng độ (CO) dọc theo trục nguồn 1.

Biểu đồ thể hiện nồng độ (CO) dọc theo trục nguồn 2.

Biểu đồ thể hiện nồng độ hỗn hợp (CO) dọc theo trục nguồn 1.

Biểu đồ thể hiện nồng độ hỗn hợp (CO) dọc theo trục nguồn 2.

Trang 28

2.4 Nồng độ ô nhiễm trên mặt đất xuôi theo chiều gió của 2 nguồn đối với CO2:

Bảng 2.14: Xác định C x , C x,y , C hh của CO2 ở chiều cao h1

4,040

2 8,7755

Trang 29

1,1 169,88 122,1 1327 3,91 22,568 5,1168 4,5797 9,6965 829,1 3,91 22,59 3,1979 2,8622 6,0601

4,3217

Trang 30

Trang 31

1,2 183,62 134,2 1327 3,91 28,062 4,2885 3,9002 8,1887 829,1 3,91 28,082 2,6802 2,4375 5,1177

3,6739

Trang 32

Trang 33

1,2 183,62 134,2 1327 3,91 34,656 4,2395 3,8556 8,0951 829,1 3,91 34,674 2,6496 2,4097 5,0593

3,6385

Trang 34

Biểu đồ thể hiện nồng độ (CO2) dọc theo trục nguồn 1.

Biểu đồ thể hiện nồng độ (CO2) dọc theo trục nguồn 2.

Biểu đồ thể hiện nồng độ hỗn hợp (CO2) dọc theo trục nguồn 1.

Biểu đồ thể hiện nồng độ hỗn hợp (CO2) dọc theo trục nguồn 2.

Trang 35

2.5 Nồng độ ô nhiễm trên mặt đất xuôi theo chiều gió của 2 nguồn đối với BỤI:

Bảng 2.17: Xác định C x , C x,y , C hh của Bụi ở chiều cao h1

0,103

0,0646

0,0445

0,0226

0,067

0,0278

0,0165

0,0128

0,0102

0,0087

0,018

0,0063

0,005

4 0,0118

Trang 36

1,1 169,88 122,1 1,778 3,91 22,568 0,0069 0,0061 0,013 1,111 3,91 22,59 0,0043 0,0038 0,0081

22,568

0,0058

0,005

0,0036

Trang 37

0,0733

0,0071

0,080

28,082

0,0458

Trang 38

1,2 183,62 134,2 1,778 3,91 28,062 0,0057 0,0052 0,011 1,111 3,91 28,082 0,0036 0,0033 0,0069

28,062

0,0049

0,0045

0,009

28,082

0,0031

0,002

8 0,0059

Trang 39

0,0439

0,0042

0,048

34,674

0,0274

0,0097

Trang 40

1,2 183,62 134,2 1,778 3,91 34,656 0,0057 0,0052 0,0108 1,111 3,91 34,674 0,0036 0,0032 0,0068

34,656

0,0049

0,0045

Trang 41

Biểu đồ thể hiện nồng độ (BỤI) dọc theo trục nguồn 1.

Biểu đồ thể hiện nồng độ (BỤI) dọc theo trục nguồn 2.

Biểu đồ thể hiện nồng độ hỗn hợp (BỤI) dọc theo trục nguồn 1.

Biểu đồ thể hiện nồng độ hỗn hợp (BỤI) dọc theo trục nguồn 2.

2.6 So sánh nồng độcực đại trên của bụi và các khí vô cơ trên mặt đất với QC 05/2009 – BTNMT và đưa ra giải pháp xử lý:

Nhận thấy nguồn 1 tại chiều cao h1= 17m cho nồng độ ô nhiễm mặt đất lớn nhất đối với bụi

và các chất vô cơ nên ta đi so sánh và đề xuất phương pháp xử lý cho nguồn 1 tại h1=17m

Trang 42

Từ bảng so sánh ta thấy nồng độ SO2 vượt quá tiêu chuần cho phép 5,511 lần Do đó ta cần

phải thiết kế hệ thống xử lý SO2 của ống khói 1 với chiều cao h1= 17 m.Để đạt được nồng độ theotiêu chuẩn cho phép thì hiệu quả của hệ thống xử lý SO2 phải là:

Xử lý SO2 bằng scruber có hiệu quả lọc là: = 95 %

Do đó, nồng độ SO2 sau khi xử lý:

CSO2= (1– 0,9)x1,929 = 0,19 (mg/m3) hỏa mãn tiêu chuẩn cho phép

Trang 43

PHẦN III : TÍNH TOÁN XỬ LÝ Ô NHIỄM

3.1 Phương án xử lí.

2: Scrubber 4: Ống khói

3.2 Chọn thiết bị xử lý khí thải:

Ta xử lý SO2 với hiệu suất của quá trình xử lý là = 95 % Vậy nên ta phải dùng phương pháp

xử lý SO2 bằng đá vôi CaCO3 hoặc vôi nung CaO

Lưu lượng khói thải cần phải xử lý: L = 11,981 m3/s = 43131,6 m3/h

Lượng khí SO2 có trong khói thải: M = 30,199 g/s

Vận tốc dòng không khí đi trong đường ống trước khi vào scrubơ là: v = 10 m/s

Suy ra đường kính ống là :

D= = = 1,235 m = 1235 mm

Chọn đường kính ống là D = 1250 mm

Vận tốc thực trong ống gió là: v = = = 9,75 m/s

Ta có v.γ = 1 ÷ 1,5 Kg/m2 s Nhiệt độ khói thải là 170 oC

Trọng lượng riêng của không khí đi vào scrubber là:

γ = 1,293 = 1,293 = 0,8 Kg/m3

Lưu lượng không khí theo khối lượng L’ = L γ = 11,981 x 0,8 = 9,55 Kg/s

Ta có v.γ = 1,2 Kg/m2 s, nên diện tích tiết diện ngang của scrubber:

F = L’/(v γ) = 9,55/1,2 = 7,96 m2

Đường kính của Scrubơ là: D = = =3,18 m

Trang 44

Chọn đường kính của Scrubber là 3200 mm, lúc này v.γ = 1,19 Kg/m2 s

Hệ số cảncục bộ

Tổng hệ số cảncục bộ từng bộphận

Tổng hệ sốcản cục bộđoạn ống

đến quạt

Cút 90o và R = 1,5 D;

2,00

Đoạn 2: Scrubber: Tổn thất qua scrubber là 1200 Pa = 122,32 Kg/m3

Đoạn ống lượngLưu

L (m3/h)

ĐườngkínhốngD(mm)

Chiều

dài l

(m)

Vậntốctrongống v(m/s)

Áp suấtđộng củakhông khí

pđ=

v2.γ/2.g(Pa)

Tổn thất ápsuất ma sátriêngR(Pa/m)

Tổn thấtđoạn ống

cb

P

∆

=p(Pa)

Trang 46

 Chọn quạt

Tổng tổn thất áp suất trên đường ống là :∆P = 1753,03 Pa

Lưu lượng L = 43131,6 m3/h

Hệ số dự trữ k =1,1

Lưu lượng của quạt cần chọn là L = 43131,6 x1,1 = 47444,76 m3/h

Tổn thất áp suất của quạt ∆P = 1753,03 x 1,1 = 1928,33 Pa = 196,56 Kg/m2

Tra phụ lục 5 trang 409 (sách Kỹ thuật Thông Gió) quạt li tâm ∏ 4 - 70 N0 12 với

• Tính công suất điện động cơ

Công suất điện động cơ được tính theo công thức:

trd truc

P L K N

ηη

η 102

.

• Tính lưu lượng nước vôi :

Lưu lượng nước vôi được tính G = 1 ÷ 1,5 (l/m3) KT

Lưu lượng khí thải L = 43131,6 (m3/h)

Lượng nước vôi cần phải bơm G = 1,2.43131,6 = 51757,92 (l/h)

= 14,38 (l/s)Chọn vận tốc dòng nước vôi v = 2 m/s

Diện tích tiết diện ngang của ống dẫn nước vôi F = G/v = 14,38/(1000.2) = 0,0072 m2

Đường kính ống dẫn nước vôi: D = 1000 = 1000 = 95,75 mm

Chọn đường kính dẫn nước vôi D = 100 mm

Mật độ mũi phun là n=13 mũi /m2 nên ta có tổng số mũi phun là

N = 13 × F = 13.π = 104,55 (mũi)Chọn N = 104 mũi

Loại mũi phun chọn là mũi phun góc Y-1 đường kính mũi phun là do = 6 mm, chiều hướng phun là phun ngược chiều với dòng chuyển động của không khí

Năng suất phun của mỗi mũi phun:

g = = 497,67 (l/h)

Ta xác định áp suất nước trước mũi phun dựa vào công thức (7.3a sách ĐHKK) là :

g = 38,5.P0,478.do1,38

Trong đó:

P : áp suất nước trước mũi phun (Kg/cm2)

do : đường kính lỗ ra của mũi phun (mm)

Trang 47

P = = = 1,20 (Kg/cm2)

- Đối chiếu với giới hạn áp suất nước trước mũi phun đã cho ở bảng 8.1 (Tài liệu

ĐHKK GS Trần Ngọc Chấn) ta thấy P = 1,20 (Kg/cm2) là phù hợp với quy định:

(Đối với mũi phun: P = 1 - 2,5 Kg/cm2)

Lượng nước vôi trong bể G = 51757,92 (l/h)

= 51,75792 (m3/h)Thời gian nước lưu lại trong bể là 15 phút

Dung tích của bể lúc này W = 51,75792 x = 12,94 m3

Đường kính đầu đẩy D 65

* Tính đường kính ống thải tự nhiên khi bão dưỡng hoặc sửa chữa hệ thống (Đườngbypass)

Chênh lệch độ cao của đường ống thải tự nhiên H =11 m

Tính toán kích thước ống thải tự nhiên

Điều kiện để thải tự nhiên: ∆P >∆P’

Trong đó:

∆P = h.g ∆ρ: áp suất do sức hút tự nhiên sinh ra, (Pa)

∆P’ = ∆Pms+ ∆Pcb: tổn thất áp suất không khí khi chuyển động trong đoạn ống, (Pa).+ Tính ∆P:

∆P = h.g ∆ρ = h.g.(ρ

ng-ρ

k) (Pa)Trong đó:

l: chiều dài của ống hút, (m)

Trang 48

v = = = 5,96 (m/s)Tra theo phụ lục 9 (Thông gió – Hoàng Thị Hiền, Bùi Sỹ lý) ta được R = 0,15 (Pa/m)

Định dạng
Số trang	48
Dung lượng	377,73 KB
File đính kèm	Do an xu ly khi thai.rar (328 KB)