báo cáo ô nhiễm không khí và khống chế tiếng ồn

VIỆN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ VÀ QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNGBÁO CÁO: THỰC HÀNH MÔN Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ & XỬ LÝ KHÍ THẢI... Cấu tạo tháp phun rỗng − Tiết diện tháp có thể là hình tròn hay hình chữ nhật..

VIỆN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ VÀ QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG

BÁO CÁO:

THỰC HÀNH MÔN Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ &

XỬ LÝ KHÍ THẢI

MỤC LỤC

Chương 1: MỞ ĐẦU

Giới thiệu tháp phun rỗng 5

cấu tạo tháp phun rỗng 5

nguyên tác hoạt động 6

các kiểu công nghệ 6

Chương 2: XÂY DỰNG CÔNG NGHỆ CHO XỬ LÝ KHÍ THẢI NHÀ MÁY BIA Sơ đồ công nghệ 9

Thuyết minh sơ đồ công nghệ 10

Chương 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHO CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ Nồng độ buị 11

Xyclon 14

Tháp Phun Rỗng 16

Tính toán tháp 16

Đường kính ống dẫn dung môi vào & ra 18

Bề dày thân 20

Đáy và nắp 23

Tính bích 24

Lượng dung môi hấp thu 27

Phương trình đường làm việc của TPR 30

Chân đỡ 32

Ống khói 33

Bể chứa bùn và dung môi 33

Chương 5 KẾT LUẬN & KIẾN NGHỊ Kết luận 34

Kiến nghị 34

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1: Bảng trích dẫn TCVN 5939 – 2005 về nồng độ phát thải cho phép của

một số chất độc hại

Bảng 2.1: Thông số thiết kế xyclon

Bảng 2.2: Hiệu quả thu bịu xyclon

Bảng 3.1: Thông số của bích dùng để ghép lắp với thân thiết bị

Bảng 3.2: Thông số của bích nối ống dẩn lỏng vào thân thiết bị

Bảng 3.3: Tính măt bích nối ống dẫn khí vào ra

Bảng 3.4: Bộ phận phân phối lỏng

Bảng 3.5: Các thông số về chân đỡ

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1 GS.TSKH NGUYỄN BIN, PGS.TS ĐỖ VĂN ĐÀI, KS LONG THANHHÙNG, TS ĐINH VĂN HUỲNH, PGS.TS NGUYỄN TRỌNG KHUÔN,

TS PHAN VĂN THƠM, TS PHẠN XUÂN TOÀN, TS TRẦN XOA - Sổtay quá trình thiết bị công nghệ hóa chất tâp 2 – Nhà xuất bản khoa học và kỹthuật Hà Nội

2 GS.TS TRẦN NGỌC CHẤN - Ô nhiễm không khí và xử lý khí thải – Nhàxuất bản khoa học và kỹ thuật Hà Nội ,2004

CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU

1 Giới thiệu tháp phun rỗng:

1.1 Cấu tạo tháp phun rỗng

− Tiết diện tháp có thể là hình tròn hay hình chữ nhật

− Dòng khí và dung dịch tưới trong tháp có thể chuyển động cùng chiều, ngược chiều hoặc cắt nhau

− Các mũi phun có thể bố trí một tầng hay nhiều tầng, hoặc dặt dọc theo trục thiết bị

− Các tháp rửa khí rỗng hoạt động có hiệu quả khi bụi có kích thước lớn hơn

10 micromet và kém hiệu quả khi bụi có kích thước nhỏ hơn 5 micromet

− Cấu tạo tháp phun:

Vỏ thiết bịTấm phân phối khíVòi phun nướcTấm chắn nước

− Để phân bố khí dều theo tiết diện tháp đặt ở phần dưới tháp một lưới phân

bố khí

CHƯƠNG 2: XÂY DỰNG CÔNG NGHỆ CHO XỬ LÝ KHÍ THẢI NHÀ

MÁY BIA

1 Sơ đồ công nghệ:

2 Thuyết minh sơ đồ công nghệ

Xử lý khí thải của nhà máy bia với lượng than đốt là 5kg/h thì lượng khí thải sinh

ra sẽ chứa nhiều bụi và khí SO2 Lượng khí này thải ra môi trường sẽ ảnh hưởng đến sức khỏe con người, vì thế để hiệu quả xử lý đạt hiệu xuất cao chúng ta phải cho khí thải di qua xyclon để giảm bớt lượng bụi do quá trình đốt than sinh ra Sau

đó cho khí đi tiếp qua hệ thống xử lý tháp phun rỗng để xử lý hiệu quả khí SO2 và nồng độ bụi đầu ra đạt TCVN

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHO CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ

+ Hệ số cháy không hoàn toàn: η=0,6%

+ Hệ số tro bụi bay theo khói : a=0,5, tkhói=700C

(nguồn sách Ô NHIỂM KHÔNG KHÍ VÀ XỦ LÝ KHÍ THẢI – tập 3)

O NO NO

lượng SPC :

VSPC= V so2+ V co2+ VCO+ VH2O+VNO2 + Vo2+VNox+VVO2(NOx)

5,464 10 7,251 10 1,194 0,778 7,476 0,567 7,35 10 3,679 10 7,359 1010,03( / )kg h

so so

co co

x x

no no

Đối chiếu với giới hạn tối đa cho phép của bụi và các chất vô cơ trong khí thải công nghiệp theo TCVN 5939 – 2005 được trích dẫn ở bảng 1.1 ,cơ sở sản xuất phải đạt loại B thì Bụi và SO

2 vượt quá tiêu chuẩn cho phép

Bảng 1.1:trích dẫn TCVN 5939 – 2005 về nồng độ cho phép của một số yếu tố độc hại

150040010001000

5002001000850

2 Cyclon:

Lưu lượng bụi: Lb = Lk = 64,8 (m3/h) = 1,08 (m3/ph)

Nồng độ bụi: Cb = 5,78(g/m3)

Chọn đường kính xyclon = 0,1 m

Khối lượng riêng của bụi = 2200 (kg/m3)

Khối lượng riêng của không khí = 1,01( kg/m3)

Mối tương quan giữa đường kính xyclon và các kích thước khác của xyclon được cho trong bảng sau ( theo cột 5 của Lapple,1951)

Bảng 2.1:thông số thiết kế xyclon

Số vòng xoáy trong xyclon:

b r

i

D N

s V

π × × π × ×

Vận tốc dòng khí trong xyclon:

0,0375

7,13 10 ( / ) 0, 42( / ) 0,19

018 0

m V

L S k

Lưu lượng dung môi toàn phần để phun tưới:

Lưu lượng riêng toàn phần của dung môi m = 8 – 11( l/m3 khí)

S H N

→ Đạt tiêu chuẩn loại B TCVN 5939 – 2005

Đường kính lỗ đưa dung môi vào

0,01 0,5184

0.01( ) 10( )

30 0, 4

n n

0,02( ) 20( ) 0,785 0,785 0, 4 3600

n n

k k

Dung môi sử dụng để xử lý bụi là Na2CO3

Áp suất toàn phần cần thiết để khắc phục tất cả sức cản thủy lực trong hệ thống:

n td

2 2

2

10 1, 033 1,1 56,8( / )

Áp suất làm việc P

lv = 1at = 0,1013(N/mm

2)Chọn vật liệu là thép không gỉ

Kí hiệu thép: CT3

Giới hạn bền: σb = 380×10

6 (N/m

2)Giới hạn chảy: σc = 240×10

6 (N/m

2)Chiều dày tấm thép: b = 4 – 20 (mm)

Độ dãn tương đối: δ = 25%

Hệ số dẫn nhiệt: λ = 16,3 (W/m

oC)Khối lượng riêng: p = 7850(kg/m

3)Chọn công nghệ gia công là hàn bằng tay hồ quang điện bằng cách hàn giáp mối hai bên

Hệ số hiệu chỉnh: η = 1

Hệ số an toàn bền kéo: η

k = 2,6

Hệ số an toàn bền chảy: η

c = 1,5

Hệ số bền mối hàn φ: thân hình trụ hàn dọc, hàn tay bằng hồ quang điện, hàn giáp mối một bên, đường kính D = 200mm → hệ số bền mối hàn φ

h = 0,8 (

theo bảng XIII8 – trang 362 – sổ tay quá trình và thiết bị hóa học 2)

Xác định áp suất làm việc trong tháp:

2 )= 101300(N/m

2)P

lv

: áp suất thủy tĩnh của cột chất lỏng trong thiết bị

29,81 7850 0,5 38504,25( / )

k

k

k

N m n

σ

σ = × = η × × = ×

Theo giới hạn chảy:

[ ] 240 106 6 2

1 160 10 ( / ) 1,5

c

c

c

N m n

σ

σ = × = η × × = ×

→ ta chọn áp suất bé trong 2 áp suất trên 146,15( N/mm

2)

Bề dáy thân hình trụ làm việc chịu áp suất trong, tính theo lý thuyết vỏ mỏng

[ ] 146,15

0,8 835, 454 20 0,13980425

2 + C3

C

1

= 10

-3

m: hệ số bổ sung bo bào mòn hóa học trong thời gian sử dụng thiết bị

15 năm, với tốc độ ăn mòn 0,06mm ( bảng XII.1 – trang 305 – sổ tay quá trình

3

: hệ số bổ sung do dung sai, C

3 = 0,8×10

-3 = 1,8×10

-3m

→ Bề dày thực của thiết bị

Phần lồi của đáy: h1 = 0, 25 × =D 0, 25 0, 2 0,05( ) 5( × = m = cm)

h>=2×S nhưng không nhỏ hơn 25(mm) → chọn h = 30(mm) = 3(cm)

Chiều cao toàn thân: H = 2×(h1+h)+H = 2×(5+3)+50 = 66 (cm)

Bán kính cong phía trong của đỉnh đáy:

h k

Bảng 3.1:Thông số của bích dùng để ghép nắp với thân thiết bị

Chọn kiểu bích I (bảng XIII-27-trang 417- sồ tay quá trình và thiết bị hóa chất tập 2):

Bảng 3.2: Thông số của bích nối ống dẫn lỏng vào thiết bị:

Chọn loại bích liền bằng khối lượng để nối

Chọn bích I (bảng XIII 26-trang 410-sổ tay quá trình vả thiết bị hóa chất 2)

h D D

4

14 , 3 )

(

4

2 2

2 0

2

Bảng 3.3: Tính mặt bích nối ống dẫn khí vào ra : d = 30(mm)

Đại lượng Thông số Đơn vị

Chọn theo tiêu chuẩn thép CT3, dùng đĩa phân phối loại 2 (bảng IX 22 - trang

230 - sổ tay quá trình và thiết bị hóa học tập 2)

Đĩa phân phối loại 2

Đk

tháp

Đk đĩa Dd

ống dẫn chất lỏng Đường kính lưới đỡ đệm

d × S t (mm) Số lượng loại

2 (chiếc)

Đường kính lưới D

Chiều rộng của bước đệm

3.6. Tính lượng dung môi hấp thu:

Lưu lượng khí đầu vào:

2

h V

G đ = × ϕ ×

Với V: thể tích hỗn hợp khí

0 0

0

4 , 22

) (

4 , 22 4

, 22

2 2 2

2

P M P

M T P T

T P M P

T

T P

tr tr SO

SO tr

+ +

ϕ

Trong đó:

T0 : là nhiệt độ pha khí ở đk chuẩn 2730k

T : là nhiệt độ pha khí ta đang xét 700 + 273= 3430k

MSO2 , Mtr : phân tử gam của SO2 và không khí

PSO2 : áp suất riêng phần của SO2 trong 1m3 không khí

1000

) 273 60 ( 273

4 , 22

2 2

đ SO

273 1, 21 10 ( ) 0,912( )1000

SO

Ptr: áp suất riêng phần của khí trơ

P0: áp suất của hỗn hợp khí ở d0k chuẩn = 760(mmHg)

G = × −

Nồng độ đầu và cuối của SO2 trong pha khí Yđ-Yc

Lượng dung môi cần thiết: L= ϕ ×Lmin

Xác định tỉ số mol của SO2 trong hỗn hợp khí đầu vào Yđ

Nồng độ khí ban đầu :

3

1

0,036( / ) 36( / ) 0,082 (70 273)

Xđ: phần mol SO2 trong pha lỏng

Giả sử ban đầu là khí dd sạch nên Xđ=0

Đầu ra SO2 yêu cầu phải đạt T/c loại B (QCVN 19.2009 CSO2=0,5(g/m3))

nồng độ mol của SO2 đầu ra:

cb cb

x x

x m

x m y

×

− +

×

=

) 75 , 4 1 ( 1

75 , 4 y

) 1 ( 1

Y

Y y



cb

cb x

x

×

− +

×

=

× −

) 75 , 4 1 ( 1

75 , 4 10

trđ c c

Phương trình làm việc đi qua 2 điểm:

A(Xđ , Yc) và B(Xc , Yđ)

Phương trình có dạng : y= ax + b

3

3 0 , 717 10 10

Nồng độ phần khối lượng của SO2 trong hh khí đầu vào:

3

3 2

2 3

2

1,19 10 64

2,619328 10 ( / ) 1,19 10 64 29

Để chon được chân đỡ thích hợp, trước tiên ta phải tính tải trọng của toàn tháp Chọn vật liệu chân đỡ là thép CT3.

Khối lượng của thép CT3 là:

Ta chọn chiều cao ống khói là: H = 20(m)

3.10 Bể chứa bùn và dung môi:

• Lưu lượng bụi: