Đồ án xử lý khí thải

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI KHOA MÔI TRƯỜNG . ĐỒ ÁN MÔN HỌC XỬ LÝ KHÍ THẢI Ngành Công nghệ Kỹ thuật Môi trường Mã ngành 751 04 06 Hà Nội, tháng 9, năm 2021 TRƯỜNG ĐẠI HỌC Tài Nguyên môi trường bản vẽ cad

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI

KHOA MÔI TRƯỜNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI

KHOA MÔI TRƯỜNG

A SỐ LIỆU ĐẦU BÀI

- Sơ đồ khu vực gồm nhà máy A và khu dân cư B với các số liê ̣u kích thước

củ a A và B

- Nhà máy A có mô ̣t ống khói nằ m ta ̣i vi ̣ trí như trong hình vẽ

- Khí quyển ở mức trung tính

- Nhiệt đô ̣ môi trường 25oC

B THUYẾT MINH

1 Tính toán yêu cầu xử lý khí thải cho nhà máy A

2 Tính toán các công trình trong hê ̣ thống xử lý

3 Tính toán khuếch tán và chạy mô hình

C BẢN VẼ

- Bản vẽ sơ đồ công nghê ̣ xử lý khí thải cho nhà máy A

- Bản vẽ chi tiết công trình xử lý bu ̣i

- Bản vẽ chi tiết công trình xử lý khí

Thông số đầu vào

KÍCH THƯỚC NHÀ:

(m)

𝐻ố𝑛𝑔𝑘ℎó𝑖(m)

𝑢10(m/s) b(m) l(m) ℎ𝐴(m) b(m) l(m) ℎ𝐵(m)

- Khối lượng riêng: 4000 kg/m3

- Dải phân cấp theo cỡ hạt :

Cỡ hạt 0 - 5 5 - 10 10 - 20 20 - 30 30 - 40 40 - 50 50 - 60 60 - 70

CÁC GIẢ THIẾT:

- Nhiệt độ môi trường: 25OC

- Đường kính miệng ống khói: 0,5m

- Khí quyển ở mức độ trung bình: cấp D

CHƯƠNG I : TÍNH TOÁN HIỆU QUẢ XỬ LÝ CẦN

THIẾT VÀ ĐỀ XUẤT DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ

I Xử lý số liệu

1 Tính toán nồng độ tối đa cho phép

Theo QCVN 19:2009/BTNMT – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về khí thải công nghiệp đối với bụi và các chất vô cơ

Cmax = C x Kp x KvTrong đó:

Cmax nồng độ tối đa cho phép của bụi và các chất vô cơ trong khí thải công nghiệp, tính bằng mg/Nm3

C: nồng độ bụi và các chất vô cơ theo cột B của quy chuẩn

Kp: hệ số lưu lượng nguồn thải: vì lưu lượng P =20000 m3/h Kp=1 ( theo mục 2.3 – QCVN 19:2009/BTNMT)

Kv: hệ số vùng: Kv=1 Khu công nghiệp; đô thị loại IV, vùng ngoại thành, ngoại thị đô thị loại II, III, IV có khoảng cách ranh giới nội thành nội đô thị lớn hơn hoặc bằng 2km; cơ sở sản xuất công ngiệp, chế biến, kinh doanh, dịch vụ

và các họa động công nghiệp khác có khoảng cách đến danh giới các khu vực này dưới 2km

Bảng 1: Nồng độ tối đa cho phép đối với hạt bụi và các chất vô cơ trong khí thải công

nghiệp

2 Tính toán nồng độ đầu vào của khí thải

Theo sô liệu đầu vào, nồng độ các chất vô cơ (C1) tại miệng khói có nhiệt độ là 2000C, nhưng nồng độ các chất vô cơ tối đa cho phép (Cmax) ở nhiệt độ 250C Vậy nên trước khi so sánh nồng độ để xem bụi và khí thải nào vượt tiêu chuẩn ta cần chuyển đổi nồng

độ chuẩn sang nồng độ tại nhiệt độ khí thải

C1(2000C)  C2(250) Đây là trường hợp điều kiện đẳng áp với p1 = p2 = 760mmHg

- Nhận xét: Dựa vào bảng số liệu, ta thấy những chỉ tiêu cần xử lý trước khi

thải ra ngoài môi trường là: bụi, SO2

- Hiệu suất tối thiểu để xử lý các chỉ tiêu

µ= 𝐶𝑣 −𝐶𝑟

𝐶𝑣 x 100%

Trong đó:

µ : hiệu suất tối thiểu để xử lý từng chỉ tiêu

Cv : hàm lượng chất X trong hôn hợp khí thải vào( mg/m3)

CO 5324 900 83,1

II Tính toán lan truyền ô nhiễm không khí

1 Xác định nguồn thải là nguồn cao hay nguồn thấp

 Do nguồn thải là ống khói của nhà máyA nên đây là nguồn điểm

- Ta có: 200C <∆𝑡= tk – txq = 200 – 25 = 1750C >1000C  nguồn thải là nguồn nóng

 Khu dân cư B là khu dân cư rộng dài

- Với nhà máy A là tòa nhà rộng đứng đầu

L1= 25(m) < 8hA = 8 x 10 = 80(m)

 Nhà máy A và khu dân cư B đứng độc lập với nhau

- Với nhà máy A có chiều ngang rộng đứng độc lập

Hgh = 0,36bz + 1,7hA = 0,36 x2

3 x bA + 1,7 x hA

= 0,36 x 2

3 x 12 +1,7 x 3= 7,98(m)

- Theo công thức của Davidson W.F( Giáo trình kỹ thuật xử lý khí thải)

Độ nâng của luồng khói là:

∆h = D(𝜔

𝑢)1,4 (1 +∆𝑇

𝑇𝑘) Trong đó:

∆h: độ nâng của ống khói, (m)

D: đường kính của miệng ống khói, chọn D = 1500mm = 1,5m

𝜔: vận tốc ban đầu tại miệng ống khói m/s

u: vận tốc gió, m/s

Tk: nhiệt độ của khói tại miệng ống khói Tk = 343K

∆T: chênh lệnh nhiệt độ giữa khói và nhiệt độ xung quanh:

∆T = Tk – Txq = 200 – 25 = 1750C

- Vận tốc ban đầu của luồng khói tại miệng ống khói:

với L: lưu lượng nguồn thải, 20000m3/h = 5,5 m3/s

Trong đó:

U40: vận tốc gió tại độ cao z = 50m

u10: vận tốc gió tại độ cao đáy quan trắc ( z1= 10m) , u10 = 4m/s

n: chỉ số mũ( do khí quyển cấp D ở mứ trung tính, độ gồ ghề mặt đất là 0,01m nên tra bảng 2.1 sách giáo trình kỹ thuật xử lý khí thải ta có n = 0,12)

 Độ nâng của luồng khói

Hô : chiều cao của ống khói (m)

Hhq : chiều cao hiệu quả của nguồn thải, (m)

∆h : độ cao nâng của nguồn thải = 2,53(m)

Do Hhq = 15,53(m) > Hgh = 7,98(m)  Đây là nguồn thải cao

2 Tính toán khuếch tán chất ô nhiễm từ nguồn điểm cao

Theo QCVN 05:2009/BTNMT và QCNV 06:2009/BTNMT Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng không khí xung quanh thì nồng độ tối đa cho phép cảu một số khí độc trong không khí xung quanh là:

Thông số Thời gian trung

Trong đó:

M: lượng phát thải chất ô nhiễm tại nguồn (µg/m3), M =C×L×103

3600 , (µg s)⁄ H: chiều cao hiệu quả của nguồn thải (m)

u: vận tốc gió tại điểm đang xét, u = 2,36 m/s

p,q lần lượt là hệ số khuếch tán theo phương thẳng đứng và phương nằm ngang, không thứ nguyên, được xác định bằng thực nghiệm: p=0,02-1, q=0,04-0,16 tùy theo mức độ rối của khí quyển từ yếu đến mạnh.Giá trị trung bình của p, q ứng với mức độ rối trung bình của khí quyển là: p= 0,05; q= 0,08

Mbụi = Cmax Bụi x L = 200.10-3 x 5,5 = 1,1 (g/s)

Giá trị nồng độ cực đại trên mặt đất:

Kết luận: nồng độ chất ô nhiễm tại khu vực B có SO2 vượt quá quy chuẩn cho phép

về chất ô nhiễm, còn lại các chất đều đạt quy chuẩn về nồng độ cho phép của chất ô nhiễm tại QCVN 05,06/2009-BTNMT Vậy chất cần xử lý là SO2

III Đề xuất dây chuyền

Sơ đồ quy trình công nghệ xử lý khí thải cho nhà máy A PHƯƠNG ÁN 1

Khí thải chứa bụi

Lọc bụi túi vải Xyclon

Tháp hấp thụ khí

SO2

THUYẾT MINH PHƯƠNG ÁN 1

- Bụi và khí được thu gom thông qua các chụp hút bố trí trên các máy công cụ, các chụp hút được nối vào hệ thống ống dẫn Khi đó vận tốc dòng khí giảm đột ngột, làm cho hạt bụi rơi xuống dưới tác dụng của trọng lực và bị giữ lại trong buồng lắng Nhờ tác dụng của lực hấp dẫn làm cho các hạt bụi lắng xuống khi đi qua thiết bị Các hạt bụi này sẽ rơi vào bình chứa hoặc được đưa ra ngoài bằng vít tải hay băng tải Hỗn hợp khí chưa sử lý hết bụi được đưa sang Xyclon Không khí vào Xyclon sẽ chảy xoáy theo đường xoắn ốc dọc bề mặt trong của vỏ hình trụ Xuống tới phần phễu, dòng khí

sẽ chuyển động ngược lên trên theo đường xoắn ốc và qua ống tâm thoát ra ngoài Hạt bụi trong dòng không khí chảy xoáy sẽ bị cuốn theo dòng khí vào chuyển động xoáy Lực ly tâm gây tác động làm hạt bụi sẽ rời xa tâm quay và tiến về vỏ ngoài Xyclon Đồng thời, hạt bụi sẽ chịu tác động của sức cản không khí theo chiều ngược với hướng chuyển động, kết quả là hạt bụi dịch chuyển dần về vỏ ngoài của Xyclon, va chạm với

nó, sẽ mất động năng và rơi xuống phễu thu Ở đó, hạt bụi đi qua thiết bị xả đi ra ngoài Hỗn hợp khí chưa xử lý hết bụi lại tiếp tục được đưa sang thiết bị lọc bụi túi vải để loại

bỏ bụi ra khỏi dòng khí thải sao cho đạt QCVN 19:2009/BTNMT

- Hỗn hợp khí còn lại được đưa sang tháp hấp thụ bằng dung dịch Ca(OH)2, dung dịch được bơm từ thùng chứa lên tháp Dung dịch này sau khi hấp thụ ở đáy tháp được đưa ra bồn chứa Tại đây, dung dịch lỏng này sẽ được xử lý sao cho nồng độ của nước thải đạt được nồng độ cho phép để có thể thải ra môi trường, khí thải được đưa lên phía trên và được lọc sạch tro bụi trước khi đưa ra ngoài môi trường

Hấp thụ bằng

dung dịch KOH

Cyclon

THUYẾT MINH PHƯƠNG ÁN 2

- Bụi và khí được thu gom thông qua các chụp hút bố trí trên các máy công cụ, các chụp hút được nối vào hệ thống ống dẫn Khi đó vận tốc dòng khí giảm đột ngột, làm cho hạt bụi rơi xuống dưới tác dụng của trọng lực và bị giữ lại trong buồng lắng Nhờ tác dụng của lực hấp dẫn làm cho các hạt bụi lắng xuống khi đi qua thiết bị Các hạt bụi này sẽ rơi vào bình chứa hoặc được đưa ra ngoài bằng vít tải hay băng tải Hỗn hợp khí chưa sử lý hết bụi được đưa sang Xyclon Không khí vào Xyclon sẽ chảy xoáy theo đường xoắn ốc dọc bề mặt trong của vỏ hình trụ Xuống tới phần phễu, dòng khí

sẽ chuyển động ngược lên trên theo đường xoắn ốc và qua ống tâm thoát ra ngoài Hạt bụi trong dòng không khí chảy xoáy sẽ bị cuốn theo dòng khí vào chuyển động xoáy Lực ly tâm gây tác động làm hạt bụi sẽ rời xa tâm quay và tiến về vỏ ngoài Xyclon Đồng thời, hạt bụi sẽ chịu tác động của sức cản không khí theo chiều ngược với hướng chuyển động, kết quả là hạt bụi dịch chuyển dần về vỏ ngoài của Xyclon, va chạm với

nó, sẽ mất động năng và rơi xuống phễu thu Ở đó, hạt bụi đi qua thiết bị xả đi ra ngoài Hỗn hợp khí chưa xử lý hết bụi lại tiếp tục được đưa sang thiết bị lọc bụi túi vải để loại

bỏ bụi ra khỏi dòng khí thải sao cho đạt QCVN 19:2009/BTNMT

- Hỗn hợp khí còn lại được đưa sang tháp hấp thụ bằng dung dịch KOH, dung dịch được bơm từ thùng chứa lên tháp Dung dịch này sau khi hấp thụ ở đáy tháp được đưa ra bồn chứa Tại đây, dung dịch lỏng này sẽ được xử lý sao cho nồng độ của nước thải đạt được nồng độ cho phép để có thể thải ra môi trường, khí thải được đưa lên phía trên và được lọc sạch tro bụi trước khi đưa ra ngoài môi trường

CHƯƠNG II : TÍNH TOÁN THEO PHƯƠNG ÁN I

1 Tính toán công trình xử lý bụi

Khối lượng riêng của khí thải kg/m3 1,2

Cỡ hạt 0 - 5 5 - 10 10 - 20 20 - 30 30 - 40 40 - 50 50 - 60 60 - 70

1.1 Xử lý bằng buồng lắng bụi

- Lựa chọn thiết bị buồng lắng để xử lý bụi

- Dựa vào dải phân cấp cỡ hạt bụi trên

 Chọn đường kính giới hạn của hạt bụi: δmin= 50 µm nghĩa là buồng lắng có thể lọc toàn bộ cỡ hạt d ≥ 50 𝜇𝑚

L : lưu lượng khí thải, L = 11,2 (m3/s)

ρb : Trọng lượng riêng của bụi, ρb = kg/m3

l : Chiều dài buồng lắng (m) B: Chiều rộng buồng lắng (m)

- Hiệu suất tối thiểu cần để xử lý bụi:

ηo=Cv−Cr

Cv ×100 = 10000−180

10000 ×100 = 98,2 %

- Chọn 2 buồng lắng đặt song song

- Lưu lượng để tính toán của 1 buồng hoạt động là:

- Giả sử δmin= 50 µm

Ta có: 𝐵 𝑙 = 18 𝜇 𝐿

𝜌𝑏 𝑔 𝛿𝑚𝑖𝑛2 = 18 × 2,25 ×10−5 ×2,7

4000 ×9,81 × (50 ×10 −6 ) 2 = 11,15(m2) Với l ≥ 2,5B => Chọn B =2,2m và l = 5 m;

Chọn vận tốc khí trong buồng lắng là u = 0,8 m/s (Quy phạm ≤ 3m/s)

 Kiểm tra lại đường kính giới hạn và vận tốc chuyển động của bụi:

- Đường kính giới hạn của bụi:

2,2.2 = 0,62 (m/s) < 3m/s => Thỏa mãn yêu cầu

(Vì thông thường vận tốc tối đa của dòng khí trong buồng lắng là u=3m/s_Sách kỹ

thuật xử lý khí thải-ĐH TN và MT HN_trang 82) + Thời gian lưu lại của bụi trong buồng lắng:

𝜏. = 𝑙

𝑢 = 5

0,62= 8,06 (s) + Thời gian rơi của hạt bụi ở vị trí phía trên góc trái trên cùng của buồng lắng đến lúc chạm đáy buồng lắng:

 Hiệu quả lắng bụi của buồng lắng

a Hiệu quả lắng theo cỡ hạt

Theo cỡ hạt, hiệu quả lắng được tính theo :

+ ρb : Trọng lượng riêng của bụi, ρb = 4000 kg/m3 + l : Chiều dài buồng lắng (m)

+ B: Chiều rộng buồng lắng (m)

b Hiệu quả lắng bụi của buồng lắng:

Dải phân cấp cỡ hạt của bụi còn lại sau lọc = 𝐺

 Kích thước chi tiết của buồng lắng:

1.2 Xử lý bằng Xyclon

- Các thông số cần thiết cho tính toán và thiết kế:

+ Lưu lượng khí vào Xyclon: 20000 m3/h + Khối lượng riêng của hạt bụi: 4000 kg/m3+ Khối lượng riêng của khí: 1,2 kg/m3

 Tính toán đường kính cyclon

Chọn 2 cyclon mắc nối tiếp với nhau: lưu lượng của mỗi xyclon sẽ là 225000 m3/h

- Diện tích tiết diện ngang của xyclon là:

F = L

N × ωq = 5,5

2×2,5 = 1,1 m2Trong đó:

Theo tiêu chuẩn stairmand hình 7.8a trang 97 sách ‘Ô nhiễm không khí và Xử

lý khí thải tập 2 - Trần Ngọc Chấn có :

- Đường kính của xyclon : D = 1,5 m

- Đường kính ngoài của ống ra d1 = 0,5 × D = 0,75 m

- Đường kính trong của cửa thoát bụi là : d2 = 0,3 × D = 0,45 m

- Đường kính thùng chứa bụi : d3 = D = 1,5 m

- Chiều cao cửa vào : a = 0,5 × D = 0,75m

- Chiều cao ống tâm có mặt bích: h1 = 0,5 × D = 0,75 m

- Chiều cao phần hình trụ: h2 = 1,5 × D = 2,25 m

- Chiều cao phần hình nón: h3 = 2,5 × D = 3,75 m

- Chiều cao bên ngoài ống trung tâm: h4 = 0,5 × D = 0,75 m

- Chiều cao thùng chứa bụi: h5 = 0,5 × D = 0,75 m

- Chiều cao tổng cộng của xyclon: H = h1+ h2 + h3 + h4 + h5 = 8,25 m

- Chiều rộng cửa vào: b = 0,2 × D = 0,3 m

- Chiều dài cửa ống vào: l = 0,5 × D = 0,75 m

a Xác định đường kính giới hạn của hạt bụi

d0 = √ 4,5 × 𝜇 × 𝐿

𝜋 3 × 𝜌𝑏 ×(𝑟22 − 𝑟1) × 𝑛 2 ×𝑙 × 𝑙𝑛 (𝑟2

𝑟1) Trong đó:

L: Lưu lượng khí thải đối với 1 xyclon: L = 2,7 m3/s

𝜇 : hệ số nhớt động của bụi ở 100 C: 𝜇100 = 2,25 × 10-5 (kg/m.s)

𝜌𝑏: Khối lượng riêng của bụi, 𝜌𝑏 = 4000 ( kg/m3)

r1: bán kính ống khí sạch, r1 = 0,5 × d1 = 0,375 m

r2: Bán kính của xyclon: r2 = D/2 = 0,75 m n: Số vòng quay của dòng khí bên trong xyclon

n = ( 0,7 ÷1) × ve

3,14 ×(r 1 + r 2 ) = 0,7 × ve

3,14 ×(r 1 + r 2 ) = 0,7 × 27,8

3,14 ×(0,375+ 0,75) = 5,5 vòng/s Với: 𝑣𝑒: vận tốc của khí ở ống dẫn vào xyclon

𝑣𝑒 = L

N ×a ×b = 5,5

2×0,75 ×0,3 = 12,2 m/s

l: Chiều cao làm việc của xyclon: l = h2 – a = 2,25 – 0,75 = 1,5 m

Với: h2: Chiều cao thân hình trụ của xyclon (m) a: Chiều cao cửa vào (m)

- Hiệu suất xử lý của xyclon :

1.3 Tính toán thiết bị lọc bụi túi vải

Lý thuyết

Thiết bị lọc bụi túi vải:

Vật liệu lọc dùng trong thiết bị loại này là các loại vải bông, len dạ, vải sợi tổng hợp, vải sợi thủy tinh Trong đó vải tổng hợp hiện nay được sử dụng phổ biến nhất

vì các ưu điểm của nó như chịu được nhiệt độ cao, bền dưới tác dụng cơ học và hóa học,

rẻ tiền Thông số quan trọng nhất của vải lọc là tải trong khí qua vải (m3/m2.ph)

Quá trình lọc bụi trên vải xảy ra theo 3 giai đoạn:

- Giai đoạn thứ nhất khi vải còn sạch, các hạt bụi lắng trên các lớp xơ nằm trên

bề mặt sợi Ở giai đoạn này hiệu suất lọc bụi còn thấp

- Giai đoạn thứ 2: là khi đã có một lớp bụi bám trên bề mặt vải, lớp bụi này trở thành môi trường lọc thứ 2 Hiệu suất lọc bụi của giai đoạn này là rất cao

- Sau một thời gian, bụi bám trên vải sẽ dày lên làm tang trở lực đối với dòng khí, vì vậy cân thiết phải làm sạch vải lọc Sauk hi làm sạch vải lọc vẫn còn một lượng bụi nằm giữa các sơ cho nên trong giai đoạn 3 này hiệu suất lọc vẫn còn cao

Thiết bị lọc: Vải lọc được may thành túi hình trụ có đường kính không quá 600mm và chiều dài thường lấy bằng 16 đến 20 lần đường kính Thông thường, phía trong túi lọc có khung đỡ bằng thép Các túi lọc được bố trí thành từng dãy song song hoặc so le trong thiết bị lọc bụi

- Nguyên lý làm việc: Không khí chứa bụi theo ống dẫn vào hộp phân phối đều hướng lên trên giữa các túi vải Bụi được giữ lại trên bề mặt ngoài ống, không khí sạch vào trong ống vải đi lên trên vào hộp góp và ra ngoài Sau một thời gian hoạt động, bụi bám nhiều trên bề mặt túi vải lam tang trở lực của hệ thống, thì phải tiến hành hoàn nguyên túi lọc

Phương pháp hoàn nguyên bộ túi vải là một yếu tố quan trọng vì nó liên quan đến vật liệu vải lọc, sức cản khí động, tải trọng không khí cần lọc và chi phí năng lượng hoàn nguyên Có 2 phương pháp hoàn nguyên:

- Cơ khí: lắc rung và đôi khi vặn xoắn

- Thổi bằng nén khí: thổi ngược, thổi liên tục hoặc thổi xung

Thiết bị lọc túi vải có hiệu suất thu bụi cao đến trên 99% và tổn thất áp lực vao khoảng 1300-1400 N/m2

Trở lực khí động của vải chưa bám bụi khi lưu lượng khí từ 0,3-2 m/s thường

từ 5-40 N/m2

Nồng độ bụi sau khi lọc vải là 10-50mg/m3

1.3.1 Tính toán

 Thông số đầu vào:

- Lưu lượng khí thải đi vào: Q = 20000 m3/h = 5,5 m3/s

- Khối lượng riêng của bụi: ρb = 4000 kg/m3

- Khối lượng riêng của khí ở 100oC: ρk = 0,95 kg/m3

- Khối lượng bụi vào mb = 1283.85.4 = 5135.4 kg

- Nồng độ bụi vào = 5135.4.1000/(24.3,6.5,5) = 5306.9 mg/m3

Nhiệt độ khí đầu vào là 100oC nên ta chọn vật liệu lọc của thiết bị là nitron (do độ bền nhiệt khi tác động lâu dài 120oC và tức thời 150oC, khá bền hóa học đối với axit, chất kiềm và chất oxi hóa…)

- Thiết bị lọc túi vải có hệ thống rung lắc cơ học

- Diện tích 1 túi vải:

S túi = π × D × h = π × 0,25 × 3,5 = 2,749 m2Trong đó:

 D: Đường kính túi lọc (theo quy phạm D = 125 – 300 mm), chọn D = 250mm

 h: Chiều cao túi lọc (theo quy phạm h = 2 – 3,5 m), chọn h = 3,5 m

- Tổng diện tích bề mặt túi vải:

 Q: Lưu lượng khí vào thiết bị (m3/h)

 v: Cường độ lọc (m3/m2.h), v = 15 – 200 m3/m2.h, tùy thuộc vào khí, vải lọc, pha phân tán nhiệt độ và được xác định bằng thực nghiệm Chọn v = 110 m3/m2.h

 η: Hiệu suất của thiết bị, lấy η = 90%

- Số túi lọc:

n = S

Stúi =

202,022,749 = 74 túi Chọn số túi lọc: n = 80 túi, chia làm 5 đơn nguyên, mỗi đơn nguyên có 16 túi được chia thành

4 túi hàng dọc và 4 túi hàng ngang

Chọn khoảng cách:

 Giữa các túi: d1 = 0,1 m

 Giữa các hàng: d2 = 0,1 m

 Giữa túi vải ngoài cùng đến mặt trong của thiết bị: d3 = 0,1 m

 Chọn độ dày của đế thiết bị: 𝛿 = 0,003 m

 Chiều dài = chiều rộng của 1 đơn nguyên:

L1 = B1 = D × n1+ (n1− 1) × d1+ 2 × d3+ 2 × δ

= 0,25 × 4 + (4 − 1) × 0,1 + 2 × 0,1 + 2 × 0,003

= 1,506 m

 Chiều cao bộ phận lọc: H1 = h = 3,5 m

 Chiều cao bộ phận chấn động trên túi vải: H2 = 0,3 m

 Chiều cao thu hồi bụi: H3 = 0 – 1,5 m Chọn H3 = 1 m

 Chiều cao của thiết bị: H = H1 + H2 + H3 = 3,5 + 0,3 + 1 = 4,8 m

 Tính toán trở lực của thiết bị:

𝐶)𝑛𝑒𝑡 = 0,01 – 0,03 m/s

Mà (𝐴

𝐶)

𝑛𝑒𝑡 = 0,027 m/s

→ Vậy chọn phương pháp hoàn nguyên rung cơ học

Thời gian rung lắc 1 túi lọc khoảng 1 phút nên quá trình rung lắc của cả chu trình làm việc khoảng 10 phút

 Tính lượng bụi thu được trong 1 đơn nguyên

- Khối lượng riêng của hỗn hợp khí và bụi được tính theo công thức:

𝜌ℎℎ = 𝐶𝑏

𝜌ℎℎ × 𝜌𝑏 + (1 −

𝐶𝑏

𝜌ℎℎ) × 𝜌𝑘Trong đó:

 Khối lượng riêng của bụi là: 𝜌𝑏 = 4000 kg/m3

 Khối lượng riêng của khí ở 1000C: 𝜌𝑘 = 0,95 kg/m3

 Nồng độ bụi trong hỗn hợp khí vào:

𝐶𝑏= 5306.9 = 5306,9.10-6 kg/m3

→ 𝜌ℎℎ = 5306.9× 10−6

𝜌ℎℎ × 4000 + (1 − 5306.9× 10−6

𝜌ℎℎ ) × 0,95

Giải phương trình ta được: 𝜌ℎℎ = 5,1 kg/m3

Lượng hệ khí bụi đi vào ống tay áo:

𝐿𝑟 = 𝐺𝑟

𝜌ℎℎ = 20381,64

5,1 = 3996,4 m3/h = 1,11m3/s Lượng bụi thu được:

Chọn thùng chứa bụi có chiều cao h = 0,4, chiều rộng B = 0,5m, chiều dài l = 0,8 m

→ Kích thước thùng chứa bụi: 0,4 × 0,5 × 0,8

Như vậy hiệu suất xử lý bụi tổng cộng qua 3 thiết bị buồng lắng, xyclon, túi vải là:

η = 20000 −5306.9.10%

20000 × 100 % = 97 % Hiệu suất xử lý bụi cần đạt tới là 97 %, lượng bụi còn lại sễ được xử lý cùng với quá trình xử

lý khí thông qua tháp đệm

2 Xử lý khí

- Hấp thụ là quá trình xảy ra khi một cấu tử của pha khí khuếch tán vào pha lỏng do sự

tiếp xúc giữa hai pha khí và lỏng Nếu quá trình xảy ra ngược lại, nghĩa là cần sự truyền vật chất từ pha lỏng vào pha khí, ta có quá trình nhả khí Nguyên lý của cả hai quá trình

là giống nhau Qúa trình hấp thụ tách bỏ một hay nhiều chất ô nhiễm ra khỏi dòng khí thải (pha khí) bằng cách xử lý với chất lỏng (pha lỏng) Khi này hỗn hợp khí được cho tiếp xúc với chất lỏng nhắm mục đích hòa tan chọn lựa môt hay nhiều cấu tử của hỗn

hợp khí để tạo nên một dung dịch các cấu tử trong chất lỏng

Tháp hấp thụ

Tháp hấp thụ phải làm bằng thép không gỉ với lớp đệm vòng sứ bởi vì lớp đệm có tác dụng tăng diện tích và thời gian, tiếp xúc giữa 2 pha khí – lỏng để quá trình hấp thụ sảy

ra triệt để hơn, hiệu quả xử lý tốt, xử lý được với loại nồng độ cao

* Các thông số đầu vào

𝑦đ𝐻2𝑆 = 𝐺đ

𝐻2𝑆

𝐺đℎℎ𝑘 =

0,0133536,64= 2,48 × 10

- Khối lượng riêng của pha khí ở 0oC và 1 atm:

- Nồng độ trung bình ban đầu của hỗn hợp khí:

Tra trong bảng 1.7 Sổ tay quá trình và thiết bị tập 1

- Khối lượng riêng của pha khí ở 30oC và 1 atm:

−6( 𝑘𝑚𝑜𝑙𝑘𝑚𝑜𝑙ℎℎ𝑘)

 Nồng độ phần mol tương đối của H2S là

- Phương trình cân bằng vật chất: Gtrơ(𝑦đH2S− 𝑦𝑐H2S) = Gx (𝑥𝑐H2S− 𝑥đH2S)

𝑘𝑚𝑜𝑙𝑘𝑚𝑜𝑙)

=> Gxmin = 452×Gtrơ = 452 × 536,6117 = 242548,4884(kmol/h)

- Lấy hệ số thừa dư là 1,2

=> Lượng dung môi thực tế là: Gxtt = 1,2×Gxmin = 291058,1861(kmol/h)

1,6 × 10−3 = 2552,63 𝑥𝑚𝑎𝑥𝑁𝑂2

=> 𝑥𝑚𝑎𝑥𝑁𝑂2 = 6,2 10−7

- Nồng độ ban đầu trong pha lỏng:𝑥đ𝑁𝑂2 = 0

- Phương trình cân bằng vật chất: Gtrơ(𝑦đ𝑁𝑂2 − 𝑦𝑐𝑁𝑂2) = Gx (𝑥𝑐𝑁𝑂2 − 𝑥đ𝑁𝑂2)

𝑘𝑚𝑜𝑙𝑘𝑚𝑜𝑙)

=> Gxmin = 2573,4×Gtrơ = 1654,8 × 536.6117 = 889508,1(kmol/h)

- Lấy hệ số thừa dư là 1,2

=>Lượng dung môi thực tế là: Gxtt = 1,2×Gxmin = 1067409,72(kmol/h)

Linear (Đường cân bằng)

Linear (Đường làm việc)