tính toán thiết kế hệ thống xử lý khói thải bên ngoài

Lưu lượng khói thải ứng với khi đốt cháy nhiên liệu Bột than được xác định phụ thuộc vào nhiệt độ của khói thải và được tính toán trong điều kiện thực tế theo công thức sau đây : 273 t27

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ

HỆ THỐNG XLKT BÊN NGOÀI

CHƯƠNG 1: TÍNH TOÁN NỒNG ĐỘ VÀ TẢI LƯỢNG

CÁC CHẤT ĐỘC HẠI

CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÔNG TRÌNH XỬ LÍ

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN KHUẾCH TÁN CHẤT Ô NHIỄM

CHƯƠNG 1

TÍNH TOÁN NỒNG ĐỘ VÀ TẢI LƯỢNG CÁC CHẤT Ô NHIỄM

I.1 SỐ LIỆU BAN ĐẦU

I.1.1 Nhiệm vụ

Tính toán dự báo và thiết kế hệ thống xử lý ô nhiễm môi trường không khí từ lò đốt dầu

của nhà máy thép: GIA SÀNG

I.1.2 Số liệu ban đầu

1) Địa điểm xây dựng : Hà Nội

2) Hướng mặt chính của nhà máy : hướng Nam

3) Các thông số khí hậu

Bảng 1-1: Các thông số khí hậu của môi trường xung quanh

d g/m3

H TB

v

m/s

Hướng gió

D TB

t 0C

D TB



%

D tt

d g/m3

D TB

v

m/s

Hướng gió

a) Nhiên liệu sử dụng :

Lò đốt dầu với mục đích tạo ra nhiệt nung nóng chảy dung dịch kẽm để mạ ống

thép, lò đốt xây dựng ngay bên dưới bể mạ kẽm, khí thải được thu lại theo đường ống dẫn ra

ngoài để xử lí trước khi ra khỏi ống khói

Bảng 1-2: Thành phần nhiên liệu đốt bột than

Thành

Loại phần

nhiên liệu

Cp(%)

Op (%)

Hp (%)

Np (%)

Sp (%)

Wp (%)

Ap (%)

Số lượng B(kg/h)

2 Lò điện 61,4 2,63 1,93 0,34 0,7 7 26 1890

Lò nung phôi 61,4 2,63 1,93 0,34 0,7 7 26 2567

b) Công suất nhà máy :

+ Năng suất phôi: 650.000 tấn/năm

c) Đặc tính của nguồn thải

Bảng 1-3: Đặc tính nguồn thải

TT

Loại nguồn thải

Số lượng nguồn thải

Chiều cao (m)

Đường kính miệng ống khói (m)

Nhiệt độ khói thải (0C)

Lưu lượng khói thải

1.2 TÍNH TOÁN THỂ TÍCH KHÓI THẢI

Nhiệt trị tính theo công thức 12.7-[7] như sau:

Nhiên liệu sử dụng: Qsd=275’000 (kcal/kgNL)

Nhiệt lượng cần cung cấp trong 1 h:

Khi đốt cháy nhiên liệu, các phản ứng oxihoa- khử (hay gọi là phản ứng cháy), tạo

ra các sản phẩm cháy Đó hầu hết là các chất khí độc hại đối với con người, do vậy trước khi

thải ra môi trường xung quanh, nếu nồng độ chất độc hại lớn hơn tiêu chuẩn thải cho phép bắt

buộc phải xử lí Tính toán sản phẩm cháy ở điều kiện tiêu chuẩn dựa vào bảng 12-1 [7] trong

cả 2 mùa như sau:

I.1.3 1.2.1 Tính toán cho mùa hè

1.2.1.1Tính cho lò điện:

Bảng 1-4: Sản phẩm cháy tính cho mùa hè

TT Đại lượng tính Công thức tính toán

Kết quả (m3chuẩn/

VNO2= 2

2

7,3 1890.2, 054

NO NO

Vậy thể tích sản phẩm cháy của lò đốt trong mùa hè là: VSPC = 9,034 m3/h Lưu

lượng khói thải ứng với khi đốt cháy nhiên liệu Bột than được xác định phụ thuộc vào nhiệt

độ của khói thải và được tính toán trong điều kiện thực tế theo công thức sau đây :

273

)t273(.3600

B.V

1.2.1.2 Tính cho lò nung phôi

Bảng 1-5: Sản phẩm cháy tính cho mùa hè

TT Đại lượng tính Công thức tính toán

Kết quả (m3chuẩn/

VNO2= 2

2

10, 47 2567.2, 054

NO NO

Vậy thể tích sản phẩm cháy của lò đốt trong mùa hè là: VSPC = 9,034 m3/h Lưu

lượng khói thải ứng với khi đốt cháy nhiên liệu Bột than được xác định phụ thuộc vào nhiệt

độ của khói thải và được tính toán trong điều kiện thực tế theo công thức sau đây :

)t273(.3600

B.V

Bảng 1-6: Sản phẩm cháy tính cho mùa đông

TT Đại lượng tính Công thức tính toán

Kết quả (m3chuẩn/

VNO2= 2

2

7,3 1890.2, 054

NO NO

Vậy thể tích sản phẩm cháy của lò đốt trong mùa hè là: VSPC = 8,73 m3/h Lưu lượng

khói thải ứng với khi đốt cháy nhiên liệu Bột than được xác định phụ thuộc vào nhiệt độ của

khói thải và được tính toán trong điều kiện thực tế theo công thức sau đây :

273

)t273(.3600

B.V

1.2.2.2.Tính cho lò nung phôi

Bảng 1-7: Sản phẩm cháy tính cho mùa đông

TT Đại lượng tính Công thức tính toán

Kết quả (m3chuẩn/

NO NO

Vậy thể tích sản phẩm cháy của lò đốt trong mùa hè là: VSPC = 8,73 m3/h Lưu lượng

khói thải ứng với khi đốt cháy nhiên liệu Bột than được xác định phụ thuộc vào nhiệt độ của

khói thải và được tính toán trong điều kiện thực tế theo công thức sau đây :

273

)t273(.3600

B.V

1.2.3 Tổng kết lưu lượng khói thải

Bảng 1-8 tổng kết lưu lượng của ống khói lò đốt:

TT Loại nguồn thải

(Mùa)

Số lượng nguồn thải

Chiều cao (m)

Đường kính ống khói (m)

Nhiệt độ khói thải ( 0 C)

Lưu lượng (m 3 /s)

1.3 TÍNH TOÁN TẢI LƢỢNG CÁC CHẤT Ô NHIỄM

Tải lượng các chất ô nhiễm được tính toán và cho trong bảng tính sau :

Bảng 1-9: Tải lượng các chất ô nhiễm do đốt cháy nhiên liệu than của 1 lò điện

a A B

Chú ý: Đối với lò điện khi 1 tấn nhiên liệu đốt thì phát sinh thêm 9,75 kg CO vì vậy

tải lượng CO thực tế là:

Mtt =Mco + Mps

9,75 / 90 / 1000

243,753600

16126 / 4, 48 /273

15767 / 4,38 /273

TT Đại lƣợng tính Công thức Kết quả (g/s)

2

3

10 3600

a A B

1.4 TÍNH TOÁN NỒNG ĐỘ PHÁT THẢI CÁC CHẤT Ô NHIỄM

Nồng độ phát thải của các chất gây ô nhiễm phụ thuộc vào nguồn phát thải, đồng thời phụ

thuộc vào mùa trong năm:

1.4.1 Mùa hè

Bảng 2-0: Nồng độ các chất độc hại tính cho mùa hè

TT Loại lò Đại lƣợng tính Công thức tính toán

SO

T

M C

CO

T

M C

NO

T

M C

L

1.4.2 Mùa đông

Bảng 2-1: Nồng độ các chất độc hại tính cho mùa đông

TT Loại lò Đại lƣợng tính Công thức tính toán

L

T

M C

NO

T

M C

Để so sánh với tiêu chuẩn nguồn thải tại nguồn cho từng nhà máy phụ thuộc vào rất

nhiều yếu tố về các thông số nguồn thải xét ở điều kiện tiêu chuẩn, đó là:

 Công nghệ sản xuất: Cấp B

I.1.4 I.5.1.Tính cho lò điện:

 Lưu lượng khói thải: tính ở 900C đổi sang ở điều kiện 00

Do tải lượng và lưu lượng khí thải thay đổi theo nhiệt độ theo cùng một phương

trình nên nồng độ của các chất độc hại là không thay đổi

Lưu lượng khói thải trong cả hai mùa đều có 5000 m3

/h < L <20000→kp=1;

 Địa điểm xây dựng: Thuộc vùng nông thôn Hà Nội, kv=1,2

Dựa vào TCVN 6991-2001 đối với các chất khí độc hại, riêng đối với bụi dựa vào

tiêu chuẩn mới là TCVN 5939 -2005 So sánh với tiêu chuẩn, nếu nồng độ vượt quá tiêu

chuẩn thì bắt buộc phải xử lí trước khi thải ra môi trường xung quanh và ngược lại, nếu thấp

hơn hoặc bằng thì không cần phải xử lí Xem xét trong cả hai mùa và lập thành bảng sau:

I.5.1.1 Xét trong mùa hè

Bảng 1-9: So sánh với TC thải cho mùa hè

I.5.1.2 Xét trong mùa đông

Bảng 1-9: So sánh với TC thải cho mùa đông

I.1.5 I.5.2.Tính cho lò nung:

 Lưu lượng khói thải: tính ở 1200C đổi sang ở điều kiện 00

Do tải lượng và lưu lượng khí thải thay đổi theo nhiệt độ theo cùng một phương

trình nên nồng độ của các chất độc hại là không thay đổi

Lưu lượng khói thải trong cả hai mùa đều có 20000 < L < 100000 m3

/h→kp=0,9

 Địa điểm xây dựng: Thuộc vùng nông thôn Hà Nội, kv=1,2

Dựa vào TCVN 6991-2001 đối với các chất khí độc hại, riêng đối với bụi dựa vào

tiêu chuẩn mới là TCVN 5939 -2005 So sánh với tiêu chuẩn, nếu nồng độ vượt quá tiêu

chuẩn thì bắt buộc phải xử lí trước khi thải ra môi trường xung quanh và ngược lại, nếu thấp

hơn hoặc bằng thì không cần phải xử lí Xem xét trong cả hai mùa và lập thành bảng sau:

I.5.1.1 Xét trong mùa hè

Bảng 1-9: So sánh với TC thải cho mùa hè

I.5.1.2 Xét trong mùa đông

Bảng 1-9: So sánh với TC thải cho mùa đông

1.5.3 Kết luận

Nhìn vào bảng tổng hợp số liệu ta thấy có 2 thành phần SO2, CO, bụi là phải xử lí trước

khi xả ra môi trường xung quanh xét trong cả hai mùa

I.6 KIỂM TRA CHIỀU CAO ỐNG KHÓI :

I.1.6 I.6.1.Tính ống khói lò điện

Chiều cao ống khói được tính theo biểu thức:

Ho:Chiều cao thực tế của ống khói

He:chiều cao ống khí tính kiểm tra

0, 795

2, 581

m

Q V H

Q V

Q V

Q V

  

 

=3,64 (m/s)

1 0, 795 268,8 0, 356

2, 581

T: nhiệt độ tuyệt đối của khí thải ,ok

J:Thông số hiệu chỉnh phụ thuộc vào nhiệt độ khí thải ,J được xác định như sau:

1

288

V J

0, 65.( )

H H  H H =48+0,65(20,93+46,1)=91,57 m Xác định hệ số thải khí mà ống khói có khả năng phát tán : q

3

.10 e

S: Hàm lượng lưu huỳnh của nhiên liệu đốt,%

F: Lượng nhiên liệu đốt, kg/h

Ta thấy q1 > q’1 ; q2 > q’2 thỏa mãn điều kiện phát thải

CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC

CÔNG TRÌNH XỬ LÝ

II.1 LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ

Có rất nhiều phương pháp xử lý các chất ô nhiễm khác nhau, đó là các phương

pháp: phương pháp hấp thụ, phương pháp hấp phụ, phương pháp đốt, phương pháp ngưng tụ,

phương pháp sinh học Tuy nhiên ở đây, với những chất ô nhiễm này ta quan tâm tới 3

phương pháp xử lý đầu tiên Sơ bộ lựa chọn phương pháp đốt để xử lý CO và phương pháp

hấp thụ để xử lý SO2

Để xử lý đạt hiệu quả cao thì trình tự xử lý các chất sao cho phải bổ sung cho nhau

Để rõ hơn về điều đó thì phải biết được công nghệ xử lý của từng chất

+ Với chất CO, biện pháp tối ưu và thông dụng nhất là dùng buồng đốt để đốt kiệt,

chuyển khí ban đầu thành khí CO2 ít độc hại hơn

+ Với SO2 : cũng có rất nhiều phương pháp xử lý như: phương pháp hấp thụ bằng dung

dịch sữa vôi hay nước, phương pháp hấp phụ Tuy nhiên phương pháp thông dụng và phù

hợp nhất hiện nay là hấp thụ bằng sữa vôi Trước khi khí thải từ lò đốt CO đến tháp hấp thụ

được làm mát để giảm nhiệt độ về nhiệt độ phù hợp Như vậy trình tự xử lý như sau: CO 

SO2

+ Với bụi: có hai phương pháp là dùng buồng lắng hoặc dùng thiết bị lọc bụi kiểu quán

tính

II.2 PHƯƠNG PHÁP XỬ LÍ KHÍ CO

Phương pháp xử lý CO được sử dụng là phương pháp thiêu đốt có buồng đốt, do

nhiệt độ khói sau nguồn thải là 2500

C < 8000C nên để đốt được phải mồi bằng không khí và ở nhiệt độ cháy được

Ta cũng lưu ý CO là một khí có khả năng cháy nổ cao khi đạt được một giá trị nồng

độ nằm trong khoảng cháy nổ của nó là : 12% - 74% về thể tích, mà thể tích của CO trong

khói thải rất bé trong khi lưu lượng khói thải rất lớn, do đó nồng độ CO luôn nằm dưới giới

hạn nổ

Khi đốt cháy CO cần quan tâm phương trình phản ứng như sau:

2CO + O2 = 2CO2

II.2.1.1 Tính toán lượng Ôxi cần thiết để đốt cháy khí CO

Từ phản ứng đốt cháy ở trên, lượng O2 cần thiết để đốt cháy hoàn toàn 1m3 CO

bằng 0,5 m3

Theo đầu bài lượng khí CO cần phải xử lý ở cả hai mùa tính cho một m3

thể tích khói thải

*) Lò điện

Mùa Chất ô nhiễm C max (mg/m 3 )

Nồng độ (mg/m 3 )

Cần XL (mg/m 3 )

Cần XL (mg/m 3 )

Lượng O2 và không khí cần thiết để đốt cháy lượng CO tính cho 1m3 khí thải và tính

cho toàn bộ lưu lượng thải trong cả hai mùa, biết để đốt cháy hết 56 g CO thì cần 32 g O2:

Do đó tính cho toàn bộ lượng khói thải thì lượng O2 là:

2

O

M = L90m = 16128m /h 30886mg/m3  3KT10 -6 = 498 kg/h

m = 55300.

56

32 = 31600 mg O2/m3KT

Do đó tính cho toàn bộ lượng khói thải thì lượng O2 là:

2

O

M = L90m = 15768m /h 31600mg/m3  3KT10 -6 = 498 kg/h

Theo kết quả tính toán ở trên ta thấy lượng O2 cần thiết để dập CO ở 2 mùa như

nhau,Mặt khác lưu lượng khói thải về mùa hè cũng lớn hơn, do đó khi tính toán thiết bị để đốt

CO thì ta tính cho mùa hè, không cần kiểm tra về mùa đông

Trong khi đó lượng Ôxi có trong khí thải từ lò đốt ở điều kiện nhiệt độ khói thải:

0,86.B.273 90

273

 = 0,86.1890.273 90

273

 = 2191,2 m3/h

Biết khối lượng riêng của O2 là: = 1,428 kg/m3 , khối lượng Ôxi có trong khí thải là:

M = Vx = 2191,21,428 = 3086,2 kg/h

Ta nhận thấy lượng Ôxi có sẵn trong khói thải lớn hơn nhiều so với lượng Ôxi cần

thiết để đốt cháy CO có trong khói thải, do đó không cần phải cung cấp thêm Ôxi trong quá

trình đốt Để CO cháy được phải cung cấp một lượng nhiên liệu đốt bổ sung (nhiên liệu mồi)

Do đó tính cho toàn bộ lượng khói thải thì lượng O2 là:

Do đó tính cho toàn bộ lượng khói thải thì lượng O2 là:

2

O

M = L.m = 22407 m3/h.33,710-6 kgO2/m3KT = 0,75 kg/h

Theo kết quả tính toán ở trên ta thấy lượng O2 cần thiết để dập CO ở mùa hè nhỏ

hơn so với mùa đông, trong khi lưu lượng khói thải về mùa hè lại lớn hơn, do đó khi tính

toán thiết bị để đốt CO thì ta tính cho mùa hè, đồng thời kiểm tra về mùa đông

Trong khi đó lượng Ôxi có trong khí thải từ lò đốt ở điều kiện nhiệt độ khói thải:

0,86.B.273 120

273

 = 0,86.2567.273 120

273

 = 3178 m3/h

Biết khối lượng riêng của O2 là: = 1,428 kg/m3 , khối lượng Ôxi có trong khí thải là:

M = Vx = 31781,428 = 4538,2 kg/h

Ta nhận thấy lượng Ôxi có sẵn trong khói thải lớn hơn nhiều so với lượng Ôxi cần

thiết để đốt cháy CO có trong khói thải, do đó không cần phải cung cấp thêm Ôxi trong quá

trình đốt Để CO cháy được phải cung cấp một lượng nhiên liệu đốt bổ sung (nhiên liệu mồi)

II.2.1.2 Tính toán cho buồng đốt CO

Các thông số khi đốt cháy CO trong buồng đốt như sau [7]:

 Nhiệt độ trong buồng đốt khi chất đốt là CO bằng 680-8000

C

 Vận tốc của khí trong buồng đốt dao động trong khoảng 5-8 m/s

 Thời gian lưu khí thải trong buồng đốt : 0,2- 0,5 s

Xét lò điện

*) Xác định đường kính của thiết bị khử CO

Lưu lượng không khí dùng để dập CO chính là lưu lượng khói thải.Sử dụng công nghệ

đốt của Nhật ,nguyên lí hoạt động của thiết bị như sau : Khí CO được sấy nóng trước khi cho

vào buồng đốt qua thiết bị tận dụng nhiệt (Waste heat recovery box) , tại đây CO được trộn

cùng khí nhiên liệu (gas).Gas được đưa vào buồng đốt qua mỏ đốt ,hỗn hợp gas ,CO được đốt

cháy trong buồng đốt đến nhiệt độ 600-800 C.Taị đây CO tác dụng với O2 tao thành CO2

Theo tính toán trên lưu lượng khói thải đem đi đốt tại nhiệt độ khói 900C là

L = 4,48 (m3/s) = 268,8 (m3/phút) = 16128 (m3/h),để chọn thiết bị đốt ta dựa vào lưu

lượng khí thải tính thêm 5 % lưu lượng dự trữ cho thiết bị

Dựa vào bảng thông số kĩ thuật của nhà sản xuất cung cấp ta chon đươc buồng đốt hợp lí

Bản vẽ lò đốt CO:

Tính lƣợng gas cần cung cấp cho lò đốt :

Chọn nhiệt độ trong buồng đốt là 700 C ,qua thiết bị tận dụng nhiệt khói thải được sấy

nóng trước khi được đưa vào buồng đốt ,khói thải từ buồng đốt qua thiết bi tận dụng nhiêt có

nhiệt độ t = 150 0C (nhiệt độ giới hạn của khói khi vào thiết bị lọc bụi tiếp theo)

Tính nhiệt độ của khói ra:

tL =700 0C nhiệt độ buồng đốt lò

ck = 1,239 kj/kg.K = 1, 239 0, 296

4,187 Kcal/kg.0C

Để đảm bảo quá trình đốt CO không gây ô nhiễm ở đây ta đốt bằng gas ,nhiệt trị cần để

đốt lượng CO về tiêu chuẩn cho phép là:

Q = M.C p (t 2 -t 1 ) , ( Kcal/h )

Trong đó :

- M là tải lượng CO cần đốt (kg/h), M = 871,97 kg/h;

- Cp là nhiệt dung riêng của CO ở điều kiện thực tế 7000C(kcal/kg.độ) lấy bằng giá trị

của khói thải (bảng 3-phụ lục II sách thông gió và kỹ thuật xử lý khí thải):

Cp = 1,239 kJ/kg.K =

187,4

239,1 = 0,296 Kcal/kg.độ

- t1, t2 là nhiệt độ khói thải đi vào buồng đốt và nhiệt độ cháy kiệt CO trong buồng đốt

do tận dụng nhiệt nên : t1 =300 0C, t2 = 700 0C

Q = 871,97 0,296 (700-300) =103241,2 (kcal/h) 

Đổi ra năng lượng điện ta có :

Q = 103241,2 (kcal/h) 1,163 =120069,5 W = 120,069 KW

II.3 Tính toán lọc bụi

II.3.1 Lựa chọn phương pháp xử lý :

- Buồng lắng bụi

- Thiết bị lọc bụi kiểu quán tính

- Thiết bị lọc bụi kiểu li tâm – xyclon

- Lưới lọc bụi bằng vải, lưới thép, giấy, vật liệu rỗng bằng khâu sứ

- Thiết bị lọc bụi bằng điện

Các nhóm thiết bị trên đều có 2 loại : khô và ướt

Trong các thiết bị trên thì thiết bị lọc bụi bằng xyclon được sử dụng rộng rãi, có hiệu

quả lọc bụi cao đồng thời chi phí vận hành thấp, đảm bảo các yêu cầu đề ra, do vây, ta

chọn thiết bị xyclon làm thiết bị xử lý bụi trong nhà máy này

Xyclon là thiết bị lọc bụi trong đó hình thành lực ly tâm để tách bụi ra khỏi không

khí Không khí vào phần trên của xyclon với vận tốc lớn theo chiều tiếp tuyến với vỏ

hình trụ , do đó dòng không khí chuyển động xoắn ốc Khi hạ xuống đáy thiết bị không

khí bị đẩy lên và tiếp tục chuyển động xoắn ốc, thoát ra ngoài qua ống giữa Trong quá

trình dòng không khí chuyển động xoắn ốc, các hạt bụi do lực li tâm sẽ văng ra khỏi dòng

không khí, đập vào thành thiết bị và rơi xuống đấy hình phễu

Tính toán thiết bị :

Theo tính toán ở trên, ta thấy hàm lượng bụi ở các lò vào mùa đông lớn hơn mùa hè,

do vậy ta sẽ tính toán thiết bị cho mùa đông

Chất ô nhiễm Lò điện Cần XL Lò nung Cần XL

II.3.2 Lò điện :

Với lưu lượng L = 15768 m3/h ở 300 C, sơ bộ thấy đây là bụi thải ra là từ nhiên

liệu than nên cỡ hạt bụi từ 1m -100 m Từ những số liệu sơ bộ ban đầu ta chọn thiết bị

xử lý bụi là Xiclon kiểu chùm Xiclon là thiết bị lọc bụi trong đó hình thành lực ly tâm

để tách bụi ra khỏi không khí

 Tính toán Xiclon kiểu chùm

Để tính toán một số kích thước và thông số chính của xiclon, ta nhận các giả thiết

sau:

- Hạt bụi có dạng hình cầu

- Lực ly tâm tác dụng lên hạt bụi theo hướng bán kính của xiclon và bỏ qua tác dụng của

trọng lực

- Hạt bụi coi như được tách ra khỏi không khí sau khi chạm vào thành xiclon

* Các số liệu ban đầu :

- Lượng khí cần lọc L = 15768 m3/h ở 300 0

C

- Độ chứa hơi nước của khí d = 20 g/m3

- Áp suất khí quyển B = 760 mmHg

- Trở lưc cho phép qua xiclon p  40 mmH20

- Áp suất khí vào xyclon p = -30 mmH2O= -2 mmHg

- Khối lượng riêng của bụi trong khí b=2300 g/m3

- Khối lượng riêng của không khí khô gkk=1,29 kg/m3

- Hàm lượng bụi trong khói vào : Cbụi = 7791 mg/m3 tại 900C ,tại nhiệt độ khói t= 300

Xuất phát từ độ phân tán bụi cho phép,chon đường kính xiclon chum còn hàm lượng bụi

trong không khí để chọn chi tiết định hướng

Từ bảng phân tán bụi than tra phu lục bảng11.3 tập 2 xử lí khí thải,phần lớn các hạt bụi

có kích thước 10m nên chọn đơn nguyên xyclon có đường kính D = 150 mm.Căn cứ vào

nồng độ bụi cho phép có trong xyclon (bảng 2.11)và đường kính của đơn nguyên xyclon,chọn

chi tiết kiểu chân vịt 8 cánh 0hệ số trở lực  = 60.Khi hệ số trở lực cho phép của

xiclon chùm 40 mmH20 và theo công thức :

Trong đó v là tốc độ quy ước, chọn vận tốc qua xyclon v = 4.64 (m/s) (tốc độ qua tiết

diên ngang của xyclon có đường kính D)

Lượng khí cần làm sạch qua một đơn nguyên xyclon :

7.10 sách xử kí khí thải tập 2 ta được các kích thước cuả xyclon chùm : M =280 mm, N = 170

mm ,chiều rộng B = 1180 mm , chiều dài L = 1460 mm

Chiều cao của ống dẫn khí vào xyclon chum được xác định theo công thức :

I =

]06.0)[(M d n

v

L

vao

, m Trong đó :

L lưu lượng khí cần lọc của xyclon chùm , m3

*)133.028.0[(

3600

*10

Xác định hiệu suất lọc bụi của xyclon chùm:

Hiệu suất lọc bụi ở điều kiện chuẩn hóa tính theo công thức :

Đường cong hiệu quả lọc theo cỡ hạt () % của xiclon chùm

Hiệu suất lọc bụi của xyclon chùm ở điều kiện thực tế được xác điịnh theo biểu đồ 2.8

- Trở lưc cho phép qua xiclon p  40 mmH20

- Áp suất khí vào xyclon p = -30 mmH2O= -2 mmHg

- Khối lượng riêng của bụi trong khí b=2300 g/m3

- Khối lượng riêng của không khí khô gkk=1,29 kg/m3

- Hàm lượng bụi trong khói vào : Cbụi = 10345 mg/m3 tại 900C ,tại nhiệt độ khói t= 300

0

C hàm lựong bụi :

   

0 0

120

300 273 120 10345 273 120

C bui C bui

Xuất phát từ độ phân tán bụi cho phép,chon đường kính xiclon chum còn hàm lượng bụi

trong không khí để chọn chi tiết định hướng

Từ bảng phân tán bụi than tra phu lục bảng11.3 tập 2 xử lí khí thải,phần lớn các hạt bụi

có kích thước 10m nên chọn đơn nguyên xyclon có đường kính D = 100 mm.Căn cứ vào

nồng độ bụi cho phép có trong xyclon (bảng 2.11)và đường kính của đơn nguyên xyclon,chọn

chi tiết kiểu chân vịt 8 cánh 0hệ số trở lực  = 60.Khi hệ số trở lực cho phép của

xiclon chùm 40 mmH20 và theo công thức :

Trong đó v là tốc độ quy ước, chọn vận tốc qua xyclon v = 4.64 (m/s) (tốc độ qua tiết

diên ngang của xyclon có đường kính D)

Lượng khí cần làm sạch qua một đơn nguyên xyclon :

hàng ,mỗi hàng có 10 xiclon con.Tra bảng 7.10 sách xử kí khí thải tập 2 ta được các kích

thước cuả xyclon chùm : M =280 mm, N = 170 mm ,chiều rộng B = 1180 mm , chiều dài L =

1460 mm

Chiều cao của ống dẫn khí vào xyclon chum được xác định theo công thức :

I =

]06.0)[(M d n

v

L

vao

, m Trong đó :

L lưu lượng khí cần lọc của xyclon chùm , m3

*)133.028.0[(

3600

*10

11032





Kiểm tra lại trở lực qua xyclon chùm :

Khối lượng riêng của khí ở điều kiện thưc tế :

546.0)300273)(

35.0804.0(

)2760)(

35.03.1(289.0)273)(

804

0

(

))(

(289

p B d

h

h k k

d là độ chứa hơi,khí khô ở điều kiện chuẩn (d h20=0.35 kg/m3)

p :áp suất khí quyển vào xyclon chùm , p = -2 mmHg

B là áp suất của khí quyển , B = 760 mmHg

t là nhiệt độ của khí thải 3000

.0

40

 m Cột này nằm trong giới hạn cho phép

Xác định hiệu suất lọc bụi của xyclon chùm:

Hiệu suất lọc bụi ở điều kiện chuẩn hóa tính theo công thức :

Đường cong hiệu quả lọc theo cỡ hạt () % của xiclon chùm

Hiệu suất lọc bụi của xyclon chùm ở điều kiện thực tế được xác điịnh theo biểu đồ 2.8

sách “tính toán lọc bụi và làm sạch khí”

Hiệu quả thực tế D = 250 mm ,t = 300,  = 300,v = 3.1 (m/s) , k=1.3 kg/m3,b=2300

kg/m3

 95 %

II.4 Tính toán thiết bị làm nguội khí:

Để làm nguội khí thải trước khi đưa vào các thiết bị khác có thể dùng tháp rỗng

hay tháp có ô đệm, tuy nhiên trong trường hợp làm nguội đơn thuần, để giảm trở lực trên

đường đi của khí ta nên dùng tháp rỗng phun nước Về nguyên tắc khói thải và nước phun

chuyển động ngược chiều nhau: nước phun từ trên xuống còn khí từ dưới lên

 Sơ đồ tháp như sau:

c h ó t h Ýc h

3

1 2

6

4 5

9

7 8

Tính toán thiết bị này dựa vào mục 3.1- Tính toán lọc bụi và làm sạch khí- PGS, TS:

Hoàng Kim Cơ

II.4.1 Tính cho lò điện:

Các thông số tính toán tháp rỗng làm nguội đoạn nhiệt không khí như sau:

 Nhiệt độ nước vào tháp làm nguội: tn = 30 0C;

 Độ chứa hơi nước ban đầu của không khí: d’H20 = 0,025 kg/m3

Tính toán thiết bị như sau:

Lượng nhiệt cần lấy đi của khí để truyền cho nước được xác định theo công thức

sau: Q = V 0K [C v (t’ – t”) + ( i’ H20 – i” H20 )], W

Trong đó:

- V0K: Lượng khí khô cần làm nguội ở điều kiện chuẩn, m3

/s

- i’K, i”K: entanpi của khí vào và ra khỏi tháp, J/m3

- CV: nhiệt dung riêng thể tích của khí khô ở điều kiện chuẩn, J/m3.độ

Trước tiên cần xác định giá trị các đại lượng có trong công thức :

Dựa vào phụ lục 4a trang 185 sách tính toán kỹ thuật lọc bụi và làm sạch khí của PGS TS

Hoàng Kim Cơ, xác định nhiệt dung riêng theo thể tích các khí thành phần ở nhiệt độ trung

bình:

280 90 0

1852

Xác định nhiệt độ của nhiệt kế ẩm và nhiệt độ nước được nung:

Biết độ chứa hơi ban đầu d’H20 = 25 g/m3 và nhiệt độ của khí vào tháp t’K = 280 0C

căn cứ vào bảng 3.1 trang 58 suy ra được nhiệt độ của nhiệt kế ẩm tM = 570C

Nhiệt độ của nước ra khỏi tháp được chọn nhỏ hơn 5 đến 10 độ so với nhiệt độ của nhiệt

kế ẩm, lấy nhiệt độ nứơc ra khỏi tháp sẽ nhỏ hơn nhiệt độ nhiệt kế ẩm là 9 độ, khi đó:

t”H20 = 57 - 9 = 480C Xác định độ chứa hơi nước d”H20 ra khỏi tháp ( ở nhiệt độ nhiệt kế ẩm) theo công thức 3.5

p = B + p = 101308 + 49000 = 150308 N/m2

Áp suất riêng phần của hơi nước bão hoà theo nhiệt độ nhiệt kế ẩm( tM = 570C) : Theo

phụ lục 5a, căn cứ vào nhiệt độ nhiệt kế ẩm 570C, xác định áp suất bão hoà của hơi nước:

pbh = 17,4126 kN/m2 = 17412 N/m2Vậy độ độ chứa hơi nước khi ra khỏi tháp: