Đồ án xử lý khí thải (Full file cad bản vẽ) THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ KHÍ THẢI CHO LÒ ĐỐT RÁC SINH HOẠT TẠI HUYỆN ĐÔNG HẢI TỈNH BẠC LIÊU CÔNG SUẤT 2.000 KGH

Full phần lý thuyết bản word + tính toán thiết kế + file CADĐồ án tính toán thiết kế hệ thống xử lý khí thải lò đốt rác sinh hoạt với công suất 1100 m3ngày.đêm với đầy đủ các chương theo yêu cầu về nội dung lẫn hình thức của đồ án môn học xử lý nước thải, đồ án cung cấp thông tin về đặc tính nước thải, các phương pháp xử lý, đề xuất công nghệ và tính toán thiết kế

Trang 1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TP HCM

KHOA MÔI TRƯỜNG

CHUYÊN NGÀNH KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG

ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ THẢI

THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ KHÍ THẢI CHO

LÒ ĐỐT RÁC SINH HOẠT TẠI HUYỆN ĐÔNG HẢI TỈNH BẠC LIÊU CÔNG SUẤT 2.000 KG/H

GVHD: PGS.TS.TÔN THẤT LÃNG SVTH: TRỊNH MINH TÂM

MSSV: 0850020027 LỚP: 08_ĐHKTMT1

TP HCM, 10/10/2022

Trang 2

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TP HCM

KHOA MÔI TRƯỜNG

CHUYÊN NGÀNH KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG

ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ THẢI

THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ KHÍ THẢI CHO

LÒ ĐỐT RÁC SINH HOẠT TẠI HUYỆN ĐÔNG HẢI TỈNH BẠC LIÊU CÔNG SUẤT 2.000 KG/H

GVHD: PGS.TS.TÔN THẤT LÃNG SVTH: TRỊNH MINH TÂM

MSSV: 0850020027 LỚP: 08_ĐHKTMT1

TP HCM, 10/10/2022

Trang 3

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN

MÔN HỌC KỸ THUẬT XỬ LÝ KHÍ THẢI

HỌ VÀ TÊN SINH VIÊN: TRỊNH MINH TÂM

3 Đầu đề đồ án: Thiết kế hệ thống xử lý khí thải cho lò đốt rác sinh hoạt tại Huyện Đông

Hải tỉnh Bạc Liêu công suất 2.000 kg/h

4 Yêu cầu:

− Trình bày tổng quan về nguồn gốc phát sinh khí thải và các phương pháp xử lý khí thải

− Đề xuất 2 phương án xử lý

− Tính toán, thiết kế ít nhất 1 thiết bị xử lý chính và các thiết bị liên quan

− Vẽ: 1 sơ đồ mặt cắt công nghệ và chi tiết ít nhất 2 thiết bị chính đã tính toán

Trang 4

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

………

Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2022 GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

PGS.TS.Tôn Thất Lãng

Trang 5

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

………

Tp Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 2022

GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

Trang 6

LỜI CẢM ƠN

Nghiên cứu và đề xuất đưa ra phương án cho một hệ thống xử lý khí thải không phải là một điều dễ dàng Là một sinh viên đang ngồi trên ghế nhà trường thì càng khó khăn hơn nữa Vì vậy, em chân thành cảm ơn nhà trường đã tạo điều kiện cho chúng em được học tập và có kiến thức thực hiện được nhiệm vụ này

Chúng em, những sinh viên ngành Kỹ thuật môi trường trong tương lai đang rất cần những đồ án như thế này để có thể thu thập và tích lũy cho mình những kiến thức cơ bản về các hệ thống xử lý khí thải Khi có được một nền kiến thức thì sẽ thực hiện được tốt công việc sau này Trong quá trình thực hiện đồ án, vì chưa có kinh nghiệm, chưa nắm vững và còn thiếu hụt về mặt kiến thức nên không thể tránh khỏi những sai sót Thời gian qua nhờ có sự hướng dẫn chỉ dạy của thầy PGS.TS.Tôn Thất Lãng đã giúp em có thêm nhiều kiến thức, kỹ năng chuyên ngành cũng như hoàn thành xong đồ án này Em cũng xin được gửi đến quý thầy cô Khoa Môi Trường – Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường TPHCM lời cảm ơn chân thành vì đã hết lòng truyền đạt những kiến thức, những kinh nghiệm quý báu để em hoàn thành được đồ án

Em xin chân thành cảm ơn!

TPHCM, ngày tháng năm 2022

SINH VIÊN THỰC HIỆN

Trịnh Minh Tâm

Trang 7

PHẦN MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU VỀ HUYỆN ĐÔNG HẢI TỈNH BẠC LIÊU 2

1.1 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN 2

1.2 ĐIỀU KIỆN KINH TẾ - VĂN HÓA – XÃ HỘI 3

1.2.1 Điều kiện kinh tế 3

1.2.2 Điều kiện văn hóa – xã hội 3

CHƯƠNG II: TỔNG QUAN VỀ CÁC CÔNG NGHỆ XỬ LÝ KHÍ THẢI 5

2.1 THÀNH PHẦN KHÍ THẢI TRONG LÒ ĐỐT RÁC THẢI SINH HOẠT 5

2.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ BỤI 5

2.2.1 Buồng lắng bụi 5

2.2.2 Thiết bị lằng bụi quán tính 6

2.2.3 Cyclone 7

2.3 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ KHÍ THẢI 10

2.3.1 Tháp hấp thụ 10

2.3.2 Tháp hấp phụ 11

CHƯƠNG III: CƠ SỞ LỰA CHỌN VÀ ĐỀ XUẤT SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ KHÍ THẢI 12

3.1 TÍNH TOÁN LƯU LƯỢNG VÀ NỒNG ĐỘ ĐẦU VÀO 12

3.2 CƠ SỞ LỰA CHỌN VÀ ĐỀ SUẤT QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 19

3.2.1 Xử lý bụi 20

3.2.2 Xử lý khí SO2 20

3.2.3 So sánh 2 phương án xử lý 26

CHƯƠNG IV: TÍNH TOÁN THIẾT BỊ XỬ LÝ KHÍ THẢI 29

4.1 THIẾT BỊ ỐNG CHÙM 29

4.2 CYCLONE 29

4.3 THÁP HẤP THỤ 35

Trang 8

4.3.2 Xác định phương trình cân bằng 38

4.3.3 Xác định phương trình đường làm việc 43

4.3.4 Tính toán kích thước tháp hấp thụ 45

4.4 CÁC CÔNG TRÌNH PHỤ TRỢ 54

4.4.1 Quạt hút 54

4.4.2 Bơm 55

4.5 TÍNH CƠ KHÍ 57

4.5.1 Tính đường ống dẫn 57

4.5.2 Tính thân tháp: 59

4.5.3 Tính nắp và đáy tháp: 60

4.5.4 Tính bích 61

4.6 TÍNH CHIỀU CAO ỐNG KHÓI 65

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 67

TÀI LIỆU THAM KHẢO 68

Trang 9

Hình 1 Huyện Đông Hải, tỉnh Bạc Liêu ([3]) 2

Hình 2 Bãi tập kết rác tại huyện Đông Hải ([4]) 4

Hình 3 Buồng lắng bụi ([5]) 6

Hình 4 Thiết bị lắng bụi quán tính ([6]) 7

Hình 5 Cyclone đơn ([7]) 8

Hình 6 Cyclone tổ hợp ([8]) 9

Hình 7 Tháp hấp thụ có đệm ([9]) 10

Hình 8 Tháp hấp phụ than hoạt tính ([10]) 11

Hình 9 Sơ đồ công nghệ xử lý của phương án 1 22

Hình 10 Sơ đồ công nghệ của phương án 2 24

Hình 11 Biểu đồ thể hiện đường cân bằng 40

Hình 12 Biểu đồ đường cân bằng (X-Y) 43

Hình 13 Biểu đồ đường cân bằng-đường làm việc 45

Trang 10

Bảng 1 Thành phần dầu DO ([14]) 12

Bảng 2 Thành phần rác sinh hoạt ([15]) 12

Bảng 3 Các đại lượng của quá trình cháy 13

Bảng 4 Tính toán các đại lượng trong quá trình đốt cháy rác 16

Bảng 5 Nồng độ chất ô nhiễm khí thải phát ra từ lò đốt rác sinh hoạt 19

Bảng 6 Thành phần và lưu lượng khí thải đầu vào từ lò đốt rác thải sinh hoạt 19

Bảng 7 So sánh 2 phương án 26

Bảng 8 Hiệu quả lọc theo cỡ hạt 𝜂(𝛿) của cyclone 32

Bảng 9 Hiệu quả lọc theo khối lượng của hệ thống 33

Bảng 10 Tổng hợp thông số thiết kế cyclone 35

Bảng 11 Độ hòa tan của SO2 trong nước ở 40oC và 1 atm ([20]) 38

Bảng 12 Nồng độ phần mol SO2 trong pha khí và pha lỏng 39

Bảng 13 Kết quả tính toán hệ số Henry 41

Bảng 14 Kết quả tính toán tỷ số phần mol 42

Bảng 15 Khối lượng riêng của dung dịch NaOH 10% (kg/m3) theo nhiệt độ (áp suất khí quyển) [21] 45

Bảng 16 Độ nhớt động lực của dung dịch NaOH 10% (Cn) theo nhiệt độ ([21]) 46

Bảng 17 Chiều cao phần tách lỏng HC và đãy Hđ ([20]) 52

Bảng 18 Tóm tắt thông số thiết kế tháp hấp thụ 53

Bảng 19 Hệ số dự trữ k ([22]) 55

Bảng 20 Hiệu suất của một số loại bơm (Bảng II.32/439/ [17]) 56

Bảng 21 Hệ số an toàn công suất  ([23]) 56

Trang 11

BTNMT : Bộ Tài nguyên Môi trường

CHC : Chất hữu cơ

CTRSH : Chất thải rắn sinh hoạt

QCVN : Quy chuẩn Việt Nam

Trang 12

Thiết kế hệ thống xử lý khí thải cho lò đốt rác sinh hoạt tại Huyện Đông Hải tỉnh Bạc Liêu công suất 2000 kg/h

GVHD: PGS.TS.Tôn Thất Lãng

SVTH: Trịnh Minh Tâm

1

PHẦN MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Chất thải rắn sinh hoạt là một vấn đề lớn trong xã hội hiện đại Mặc dù đã có những phương án để giảm thiểu, tái sử dụng và tái chế chất thải rắn, nhưng vấn đề xử lý vẫn là mối quan tâm hàng đầu của nước ta Hiện nay phương án xử lý rác bằng lò đốt rác là một trong những lựa chọn xử lý chính ở hầu hết các nước phát triển Tại Việt Nam cũng sử dụng phương pháp đốt nhiều nhất vì phương pháp này xử lý được lượng rác thải nhiều hơn CTRSH của Việt Nam có đặc trưng là độ ẩm cao (dao động trong khoảng 65 - 95%), độ tro khoảng 25 - 30% (khối lượng khô), tổng hàm lượng chất rắn bay hơi (TVS - Total Volatile Solid) dao động trong khoảng 70 - 75% (khối lượng khô), nhiệt lượng thấp (dao động trong khoảng 900 - 1.100 Kcal/kg khối lượng ướt) Thành phần chất hữu cơ có khả năng phân hủy sinh học (thực phẩm thải) trong CTRSH của hộ gia đình chiếm tỷ lệ cao hơn các thành phần khác và thành phần này đang thay đổi theo chiều hướng giảm dần [1] Phương pháp thiêu đốt đã làm giảm khối lượng rắn của chất thải ban đầu từ 80 - 85%

và thể tích khoảng 95 - 96%, nước rỉ rác gần như không có nhưng sinh ra một lượng lớn khí thải như bụi, SO2, NOx, CO, các chất hữu cơ dễ bay hơi (VOCs), khí dioxin/furan, Các khí này nếu không được xử lý đúng cách sẽ gây ô nhiễm môi trường không khí nghiêm trọng, môi trường nước, môi trường đất và ảnh hưởng vô cùng xấu tới sức khỏe con người [2] Vì lẽ đó, việc thực hiện đề tài “Thiết kế hệ thống xử lý khí thải cho lò đốt rác sinh hoạt tại Huyện Đông Hải tỉnh Bạc Liêu công suất 2.000 kg/h” mang tính thực tế cao và cấp thiết

2 Mục tiêu của đề tài

Xây dựng hệ thống xử lý khí thải cho lò đốt sinh hoạt với số lượng và chất lượng đảm bảo QCVN 61-MT:2016/BTNMT

3 Nội dung của đề tài

Nêu lên cơ sở lý thuyết của quá trình xử lý khí thải sau đó đưa ra một số thiết bị xử

lý, nêu ưu nhược điểm của từng thiết bị rồi lựa chọn một quy trình thích hợp

Tính toán các công trình đơn vị của phương án đã chọn

Vẽ các bản vẽ kỹ thuật: mặt cắt công nghệ của phương án đã chọn, chi tiết các công trình, mặt bằng bố trí công trình

Trang 13

Huyện có diện tích lớn nhất tỉnh Bạc Liêu, địa hình bằng phẳng thấp trũng ở phía Tây, đất phèn, nhiễm mặn Quốc lộ 1A chạy cắt ngang huyện Sông Gành Hào, kênh Cà Mau - Bạc Liêu là những tuyến giao thông thủy quan trọng của huyện Huyện có 23 km

bờ biển với 2 cửa sông lớn: cửa Cống Cái Cùng, cửa Gành Hào, có nhiều tiềm năng trong phát triển du lịch và kinh tế biển, đặc biệt là nghề làm muối và nuôi trồng thủy sản Tuy nhiên, hiện nay, Đông Hải vẫn là huyện nghèo, phát triển kinh tế chưa tương xứng với tiềm năng

Hình 1 Huyện Đông Hải, tỉnh Bạc Liêu ([3])

Trang 14

3

1.2 ĐIỀU KIỆN KINH TẾ - VĂN HÓA – XÃ HỘI

1.2.1 Điều kiện kinh tế

Cơ cấu kinh tế của huyện là Nông – lâm – ngư nghiệp: 62%, Công nghiệp và xây dựng: 16%, Thương mại - Dịch vụ: 22%, tăng trưởng kinh tế của huyện bình quân hằng năm tăng trên 10%

Đông Hải là huyện có chiều dài bờ biển lớn nhất tỉnh Bạc Liêu, kinh tế của huyện cũng chủ yếu dựa vào biển Người dân Đông Hải có truyền thống làm muối và nuôi trồng, khai thác thủy sản Chỉ tính riêng trong tháng 7/2022, sản lượng khai thác và nuôi trồng thủy sản của huyện ước đạt trên 17.290 tấn, nâng tổng sản lượng trong 7 tháng của năm

2022 đạt 96.058 tấn (đạt 54,6% kế hoạch và tăng 6,6% so với cùng kỳ) Hiện Phòng NN&PTNT huyện Đông Hải đang tiếp tục theo dõi diện tích thả giống, chăm sóc và thu hoạch tôm nuôi của các hộ nuôi trên địa bàn Nhìn chung, mô hình nuôi tôm siêu thâm canh đang phát triển mạnh, đạt sản lượng cao…

Về thương mại – dịch vụ: Toàn huyện hiện có 4.086 cơ sở kinh doanh thương mại - dịch vụ; 11 hợp tác xã với 1.933 xã viên, tổng vốn điều lệ khoảng 3,6 tỷ đồng với các ngành nghề kinh doanh chủ yếu: nuôi trồng thủy sản, diêm nghiệp, chăn nuôi, dịch vụ Công nghiệp và tiểu thủ công nghiệp: có 1.291 cơ sở sản xuất công nghiệp - tiểu thủ công nghiệp với các ngành nghề chính như: sản xuất nước đá, sửa chữa cơ khí, chế biến các mặt hàng thủy sản, chế biến lương thực - thực phẩm, sản xuất muối, gia công cơ khí, hầu hết các cơ sở này sản xuất kinh doanh hiệu quả Tuy nhiên về quy mô và mức độ đầu

tư chưa đáp ứng nhu cầu phát triển, chủ yếu là gia công và chế biến thô sơ, chưa có nền công nghiệp hiện đại

1.2.2 Điều kiện văn hóa – xã hội

Đông Hải là huyện nghèo, mới thành lập, cơ sở hạ tầng chưa thật sự đồng bộ Đến năm 2021, bình quân thu nhập đầu người 63,3 triệu đồng/người/năm tỷ lệ hộ nghèo của huyện giảm còn khoảng 1,15% (tức là giảm 0,21% tương đương 80 hộ) Tuy nhiên được

sự quan tâm đầu tư của các cấp chính quyền, đến nay, huyện đã cơ bản xóa được nhà ở tạm bợ, đời sống vật chất và tinh thần của nhân dân được nâng lên rõ rệt, chất lượng giáo dục, y tế có những chuyển biến tích cực, diện mạo nông thôn ngày càng khởi sắc Nhưng khi nhắc tới vấn đề chất thải rắn sinh hoạt thì lại là một bài toán nan giải cho chính quyền nơi đây

Trang 15

xử lý rác

Hiện nay, ước tính toàn tỉnh Bạc Liêu mỗi ngày thải ra hơn 400 tấn rác và tính riêng huyện Đông Hải là 48 tấn/ngày Trong khi đó, chỉ có hai lò đốt rác tập trung tại hai huyện Đông Hải và Phước Long, công suất lò đốt 500kg/giờ và các bãi chôn lấp rác tại ấp Tân Tạo (thị trấn Châu Hưng, huyện Vĩnh Lợi), huyện Hòa Bình, thị xã Giá Rai Điều đáng nói là tất cả đều không đảm bảo về vấn đề môi trường, luôn trong tình trạng quá tải trầm trọng

Hình 2 Bãi tập kết rác tại huyện Đông Hải ([4])

Trang 16

+ Hàm lượng các khí HCl, HF thấp (vì thành phần nhựa trong rác thải chủ yếu

là PE)

+ Hàm lượng CO, SOx, bụi, VOCs: không ổn định, thấp những vẫn vượt quá giới hạn cho phép

+ Hàm lượng NOx cao do đốt cháy thành phần N hữu cơ trong rác thải (khoảng

70 – 80% thành phần NOx sinh ra) và một phần tạo thành do oxi phản ứng với nito trong không khí ở nhiệt độ cao

+ Nhiệt độ và lưu lượng khí thải biến động

+ Thành phần khí thải của lò đốt rác tùy thuộc vào thành phần rác thải và các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình đốt

Với những đặc điểm trên, đặt ra yêu cầu cần phải xử lý khí thải lò đốt rác sao cho lượng khí thải tạo ra giảm thiểu đến mức tối đa sự độc hại cho môi trường và sức khỏe con người

− Có thể thu gom các hạt bụi có kích thước lớn hơn 10𝜇𝑚

− Thiết bị đơn giản, dễ chế tạo

− Chi phí vận hành và bảo trì thấp

− Thường được sử dụng để làm sạch sơ bộ

Nhược điểm:

Trang 17

− Xử lý hiệu quả các hạt > 50𝜇𝑚 Không xử lý được bụi có kích thước nhỏ

− Hiệu quả xử lý thường chỉ đạt < 70%

2.2.2 Thiết bị lằng bụi quán tính

- Nguyên lý hoạt động: Khi đột ngột thay đổi chuyển hướng chuyển động của dòng khí, các hạt bụi dưới tác dụng của lực quán tính tiếp tục chuyển động theo hướng cũ và tách ra khỏi khí, rơi vào bình chứa

- Vận tốc của khí trong thiết bị khoảng 1 m/s, còn ở ống vào khoảng 10 m/s Hiệu quả xử

lý của thiết bị này từ 65 - 80% đối với các hạt bụi có kích thước 25 – 30𝜇𝑚 Trở lực của chúng trong khoảng 150 – 390N/m2

Hình 3 Buồng lắng bụi ([5])

Trang 18

Cyclone đơn

Hình 4 Thiết bị lắng bụi quán tính ([6])

Trang 19

Hình 5 Cyclone đơn ([7])

Trang 20

Ưu điểm:

+ Không có phần chuyển động nên tăng độ bền của thiết bị

+ Có thể làm việc ở nhiệt độ cao lên đến 500oC

+ Thu hồi bụi ở dạng khô

+ Trở lực hầu như cố định và không lớn 250 – 1500 N/m2

+ Làm việc ở áp suất cao

+ Năng suất cao, rẻ

+ Có khả năng thu hồi vật liệu mài mòn mà không cần bảo vệ bề mặt cyclone

+ Hiệu suất không phụ thuộc sự thay đổi nồng độ bụi

+ Chế tạo đơn giản

Nhược điểm:

+ Hiệu quả vận hành kém khi bụi có kích thước nhỏ hơn 5𝜇𝑚

Hình 6 Cyclone tổ hợp ([8])

Trang 21

– Hấp thụ vật lý: Là quá trình dựa trên sự tương tác vật lý thuần túy; nghĩa là chỉ bao gồm

sự khuếch tán, hòa tan các chất cần hấp thụ vào trong lòng chất lỏng và sự phân bố của chúng giữa các phân tử chất lỏng

– Hấp thụ hóa học: Hấp thụ hóa học là quá trình hấp thụ luôn đi kèm với một hay nhiều phản ứng hóa học Sau quá trình khuếch tán là quá trình xảy ra các phản ứng hóa học Như vậy sự hấp thụ hóa học không những phụ thuộc vào tốc độ khuếch tán của khí sơn vào trong chất lỏng mà còn phụ thuộc vào tốc độ chuyển hóa các chất – tốc độ phản ứng của các chất

Hình 7 Tháp hấp thụ có đệm ([9])

Trang 22

Quá trình hấp phụ thông thường được tiến hành trong các buồng hấp phụ có chứa các chất có khả năng hấp phụ Khí thải chứa các chất cần hấp phụ được dẫn qua lớp chất hấp phụ Các chất cần hấp phụ sẽ được giữ lại còn khí sạch sẽ được thải ra ngoài

Ưu điểm lớn nhất của phương pháp hấp phụ đó chính là khả năng làm sạch cao, các chất hấp phụ sau khi được sử dụng đều có khả năng tái sinh Do đó, có thể làm hạ giá thành xử lý cho các lò đốt rác

Hình 8 Tháp hấp phụ than hoạt tính ([10])

Trang 23

Bảng 1 Thành phần dầu DO ([14])

Bảng 2 Thành phần rác sinh hoạt ([15])

Lượng nhiên liệu tiêu thụ: 100 lít dầu DO/ 1 tấn rác

Để đốt 1 tấn rác cần 100 lít dầu DO

Lượng dầu DO cần cho 1h:

B = 2 tấn/h 100 lít dầu = 200 lít dầu/h = 186 kg dầu/h ( 1 lít dầu = 0,93 kg dầu)

Nhiệt năng của nhiên liệu theo công thức Mendeleev:

Qd = 81.Cd + 246.Hd – 26(Od – Sd) – 6 Wd = 81.86,5 + 246.10,5 – 26(0,3 – 0,3) – 6.1,8 =

9578,7 kcal/kg Nhiệt trị của rác được xác định theo công thức (8.4/[16]) của D.I.Mendeleev:

Trang 24

13

Dữ liệu tính toán:

Lượng nhiên liệu tiêu thụ: B = 186 kg/h

Hệ số thừa không khí: 𝛼 = 1,4 (Trang 17/ [13])

Hệ số cháy không hoàn toàn: 𝜂 = 0,6% (Trang 17/ [13])

Hệ số tro bụi bay theo khói: a = 0,5 (Trang 17/ [13])

Nhiệt độ khói thải: tkhói = 150oC

Bảng 3 Các đại lượng của quá trình cháy

1 Lượng không khí khô lý thuyết

V0 = 0,089.Cd + 0,264.Hd – 0,0333.(Od – Sd) = 0,089.86,5 + 0,264.10,5 – 0,0333.(0,3 – 0,3)

1,6

m3 chuẩn/kgNL

Trang 25

b) Quy đổi ra m3 chuẩn/kg NL

c) Thể tích khí N2 tham gia vào

phản ứng của NOx

d) Thể tích khí O2 tham gia vào

phản ứng của NOx

𝑀𝑁𝑂𝑥 = 3,953.10-8.Q1,18 = 3,953.10-8.(186.9578,7)1,18

m3 chuẩn/kgNL 2,46.10-3

=10

3 2,05 10−3 186.2,926

3600

0,31 g/s

Trang 26

=10

3 1,6.186.1,9773600

𝐶𝐶𝑂 =𝑀𝐶𝑂

𝐿𝑇 =

0,6251,282

𝐶𝐶𝑂2 =𝑀𝐶𝑂2

𝐿𝑇 =

163,431,282

𝐶𝑁𝑂𝑥 =𝑀𝑁𝑂𝑥

𝐿𝑇 =

0,2611,282

𝐶𝐵ụ𝑖 =𝑀𝐵ụ𝑖

𝐿𝑇 =

0,081,282

Trang 27

1 Lượng không khí khô lý

Trang 28

VSPC = VSO2 + VCO + VCO2 + VH2O + VN2 +

VO2 + VNOx - VN2(NOx) -VO2(NOx)

Trang 29

=10

3 0,64.2000.1,9773600

702,9 g/s

16 Tải lượng khí NOx

𝑀𝑁𝑂𝑥 =10

3 2,1863600

𝐶𝐶𝑂 =𝑀𝐶𝑂

𝐿𝑇 =

2,7085,845

0,16 g/m3

0,46 g/m3

Trang 30

19

Bảng 5 Nồng độ chất ô nhiễm khí thải phát ra từ lò đốt rác sinh hoạt

Tổng lưu lượng khí thải: L = 1,28 + 5,845 = 7,125 m3/s = 25650 m3/h

3.2 CƠ SỞ LỰA CHỌN VÀ ĐỀ SUẤT QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ

Bảng 6 Thành phần và lưu lượng khí thải đầu vào từ lò đốt rác thải sinh hoạt

𝐶𝑁𝑂𝑥 =𝑀𝑁𝑂𝑥

𝐿𝑇 =

0,65,845

𝐶𝑏ụ𝑖 =𝑀𝑏ụ𝑖

𝐿𝑇 =

23,65,845

Nồng độ ô nhiễm

từ quá trình đốt cháy rác (mg/m 3 )

Nồng độ ô nhiễm tổng cộng (mg/m 3 )

Trang 31

20

3.2.1 Xử lý bụi

Cyclone được lựa chọn để xử lý tro, bụi là vì có những ưu điểm sau:

+ Độ bền cao do không có phần chuyển động

+ Có khả năng thu hồi vật liệu mài mòn mà không cần bảo vệ bề mặt cyclone + Thu hồi bụi ở dạng khô

+ Trở lực hầu như cố định và không lớn (250 – 1500N/m2 )

+ Làm việc tốt ở áp suất cao và có thể làm việc ở nhiệt độ cao (đến 500oC)

+ Chế tạo đơn giản, rẻ, và cho năng suất cao

+ Hiệu quả không phụ thuộc vào sự thay đổi nồng độ bụi

Hiệu suất của quá trình xử lý bụi:

Các dung dịch hấp thụ phổ biến và có thể sử dụng là NaOH, Ca(OH)2, nước…

Trong khói lò đốt có khí CO2 Vì thế nếu dung dịch hấp thụ là Ca(OH)2 thì lượng khí này sẽ phản ứng với dung dịch nước vôi theo phản ứng:

Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3  + H2O

Trang 32

Khí SO2 có độ hòa tan trong nước thấp, nên nếu dùng dung dịch hấp thụ là nước, thì phải dùng một lượng nước rất lớn, đồng thời thiết bị hấp thụ phải có thể tích lớn Mặt khác, để tách SO2 ra khỏi dung dịch phải nung nóng từ 100oC trở lên nên dẫn tới tốn nhiều năng lượng gây tốn kém chi phí

NaOH là chất hấp thụ có hoạt độ hấp thụ mạnh, có thể xử lý SO2 ở bất kỳ nồng độ nào Vì thế, NaOH được chọn làm dung dịch hấp thụ cho quy trình công nghệ

Phương án 1:

Trang 33

Đường khí thải Đường bụi Đường nước

Thu gom bụi chở đi xử lý

Trang 34

23

Thuyết minh quy trình công nghệ phương án 1:

Khí thải từ buồng đốt thứ cấp được dẫn vào công trình đầu tiên của hệ thống xử lý là thiết bị giải nhiệt để hạ nhiệt độ của khí thải xuống mức cho phép trước khi đi vào thiết bị tiếp theo Dòng nước nóng sau quá trình giải nhiệt được dẫn qua hệ thống giải nhiệt nước

để tuần hoàn tái sử dụng cho đầu vào của thiết bị ống chùm

Khí thải sau khi qua thiết bị giải nhiệt thì sẽ tiếp tục được dẫn vào Cyclone để xử lý tro, bụi theo cơ chế va đập quán tính Phần tro bụi tách khỏi dòng khí được thu gom vào thùng chứa và chở đi xử lý định kỳ Dòng khí sau khi tách tụi sẽ bị đẩy ngược lên và xoáy theo đường trục ở tâm cyclone thoát ra ngoài

Sau quá trình xử lý bụi tại thiết bị cyclone, khí thải được dẫn vào tháp hấp thụ từ dưới lên tiếp xúc với dòng dung dịch NaOH được phun từ trên xuống thông qua các lớp vật liệu đệm giúp tăng diện tích bề mặt tiếp xúc giữa 2 pha khí và lỏng Dòng dung dịch sau hấp thụ chứa muối tan chảy xuống đáy và dẫn vào hệ thống xử lý nước thải để hoàn nguyên dung dịch hấp thụ, sau đó tuần hoàn trở lại bể chứa dung dịch hấp thụ Dòng khí sạch tiếp tục đi lên qua màng tách nước và hút vào ống khói nhờ quạt hút ly tâm

Dòng khí sau khi xử lý được thải ra miệng ống khói đạt chất lượng theo QCVN MT:2016/BTNMT

61-Phương án 2:

Trang 35

Đường khí thải Đường bụi Đường nước

Thu gom bụi chở đi xử lý

Trang 36

25

Thuyết minh quy trình công nghệ phương án 2:

Khí thải từ buồng đốt thứ cấp được dẫn vào công trình đầu tiên của hệ thống xử lý là thiết bị giải nhiệt để hạ nhiệt độ của khí thải xuống mức cho phép trước khi đi vào thiết bị phía sau Dòng nước nóng sau quá trình giải nhiệt được dẫn qua hệ thống giải nhiệt nước

để tuần hoàn tái sử dụng cho đầu vào của thiết bị ống chùm

Khí thải sau khi qua thiết bị giải nhiệt thì sẽ tiếp tục được dẫn vào buồng lắng bụi, tại đây tro, bụi được loại bỏ theo cơ chế lắng trọng lực Phần tro bụi tách khỏi dòng khí được thu gom vào thùng chứa và chở đi xử lý định kỳ Phần khí sau khi tách bụi sẽ thu vào ống dẫn truyền sang tháp hấp thụ

Tại tháp hấp thụ rỗng, khí thải đi từ dưới lên tiếp xúc với dòng dung dịch NaOH được phun từ trên xuống với tác dụng trung hòa khí SO2 Dòng dung dịch sau hấp thụ chứa muối tan chảy xuống đáy và dẫn vào hệ thống xử lý nước thải nhằm mục đích hoàn nguyên dung dịch hấp thụ và tuần hoàn trở lại bể chứa dung dịch hấp thụ Dòng khí sạch tiếp tục đi lên qua màng tách nước và hút vào ống khói nhờ quạt hút ly tâm

Dòng khí sau khi xử lý được thải ra miệng ống khói đạt chất lượng theo QCVN MT:2016/BTNMT

Trang 37

61-Thiết kế hệ thống xử lý khí thải cho lò đốt rác sinh hoạt tại Huyện Đông Hải tỉnh Bạc Liêu công suất 2000 kg/h

- Có khả năng thu hồi vật liệu mài mòn

mà không cần bảo vệ bề mặt cyclon

- Thu hồi bụi ở dạng khô

- Trở lực cố định và không lớn (250 – 1500N/m2 )

- Làm việc tốt ở áp suất cao

- Chế tạo đơn giản, rẻ;

- Năng suất cao

- Hiệu quả không phụ thuộc vào sự

thay đổi nồng độ bụi

Tháp hấp thụ rỗng:

- Cấu tạo đơn giản và giá thành thấp

- Những tháp hấp thụ rỗng có trở lực thủy tĩnh không lớn nên có thể làm sạch khí có nhiều bụi Nếu có những vòi phun cấu tạo đặc biệt có thể dùng tác nhân hấp thụ lỏng phun tạo dạng lơ lửng

Trang 38

- Hiệu quả xử lý thường chỉ đạt <

70%

Tháp hấp thụ rỗng:

- Hiệu suất hấp thụ không cao và thể tích điền đầy chất lỏng phun bằng vòi thấp, vì vậy hệ số thể tích và hệ số truyền khối không lớn

- Tốc độ của dòng khí ≤ 1m/s để tránh hiện tượng chất lỏng bị kéo theo dòng khí

- Thiết bị hấp thụ rỗng không thích hợp khi mật độ tưới thấp, tiêu hao năng lượng để phun chất lỏng tương đối cao, từ 0,3 đến 1 kWh/m3

Lựa chọn phương án xử lý:

Nhìn chung, cả 2 phương án đều có thể xử lý khí thải cho lò đốt rác sinh hoạt với đầu

ra đạt quy chuẩn hiện hành Tuy nhiên, các thiết bị được đề xuất ở phương án 1 lại có

Trang 39

Vì thế, phương án 1 là phương án được lựa chọn để tính toán và thiết kế hệ thống xử

lý khí thải cho lò đốt rác sinh hoạt công suất 2000 kg/h

Trang 40

Tính toán cyclone:

Diện tích tiết diện ngang của cyclone:

𝐹 = 𝐿

𝑤𝑝Trong đó: F: diện tích tiết diện ngang của cyclone (m2)

Tiêu đề	Thiết kế hệ thống xử lý khí thải cho lò đốt rác sinh hoạt tại Huyện Đông Hải tỉnh Bạc Liêu công suất 2.000 kg/h
Tác giả	Trịnh Minh Tâm
Người hướng dẫn	PGS.TS. Tôn Thất Lãng
Trường học	Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường TP. Hồ Chí Minh
Chuyên ngành	Kỹ thuật Môi trường
Thể loại	Đồ án xử lý khí thải
Năm xuất bản	2022
Thành phố	TP. Hồ Chí Minh

Định dạng
Số trang	80
Dung lượng	1,39 MB
File đính kèm	Đồ án XL khí thải.rar (8 MB)