đồ án hấp thụ khí so2

LỜI MỞ ĐẦUHiện nay , do sự phát triển của các nghành công nghiệp tạo ra các sản phẩm phục vụ con người , đồng thời cũng tạo ra một lượng chất thải vô cùng lớn làm phá vỡ cân bằng sinh th

LỜI MỞ ĐẦU

Hiện nay , do sự phát triển của các nghành công nghiệp tạo ra các sản phẩm phục vụ con người , đồng thời cũng tạo ra một lượng chất thải vô cùng lớn làm phá vỡ cân bằng sinh thái gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng

Trong các loại ô nhiễm , ô nhiễm không khí ảnh hưởng trực tiếp đến con người , động vật , thực vật và các công trình xây dựng Sức khỏe và tuổi thọ con người phụ thuộc rất nhiều vào độ trong sạch của môi trường Vì vậy , trong những năm gần đây ô nhiễm không khí từ các nghành sản xuất công nghiệp ở nước ta đang là vấn đề quan tâm không chỉ của nhà nước mà còn là của toàn xã hội bởi mức độ nguy hại của nó đã lên đến mức báo động

SO2 là một trong những chất ô nhiễm không khí được sản sinh nhiều trong các nghành sản xuất công nghiệp và sinh hoạt Việc xử lý SO2 có nhiều phương pháp khác nhau Phương pháp nào được áp dụng để xử lý tùy thuộc vào hiệu quả và tính kinh tế của phương pháp Ví vậy , đồ án môn học với nhiệm vụ thiết kế tháp đệm hấp thu SO2 là một trong những phương án ghóp phần vào việc xử lý khí thải ô nhiễm

Trong đồ án này sẽ đi khảo sát một phương án : Xử lý SO2 bằng phương pháp hấp thu với dung môi là nước Nhằm tìm hiểu xem quá trình xử lý có đạt hiệu quả và kinh tế không , để có thể đưa vào hệ thống xử lý khí thải trong các nghành sản xuất công nghiệp và sinh hoạt

Nội dung khảo sát : thiết kế tháp đệm xử lý SO2 với năng suất 2000m3/h , nồng độ SO2 trong dòng khí đầu vào là 1% thể tích , nồng độ SO2 trong dòng khí đầu ra đạt tiêu chuẩn loại A (1500mg/m3) thải vào môi trường

Em xin chân thành biết ơn cô Cao Thị Nhung , các thầy cô bộ môn Máy & Thiết bị đã tận tình hướng dẫn và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho em hoàn thành đồ án môn học này

CHƯƠNG I

MỞ ĐẦU PHẦN A TỔNG QUAN VỀ KHÍ SO 2

I.1 Tính chất hóa lý SO 2 :

SO2 là chất khí không màu, mùi kích thích mạnh, dễ hóa lỏng, dễ hòa tan trong nước (ở điều kiện bình thường 1 thể tích nước hòa tan 40 thể tích SO2) Khi hoà tan trong nước tạo thành dung dịch sunfurơ và tồn tại ở 2 dạng : chủ yếu là

SO2.nH2O và phần nhỏ là H2SO3

SO2 có nhiệt độ nóng chảy ở – 750 C và nhiệt độ sôi ở – 100C

Nguyên tử S trong phân tử SO2 có cặp electron hóa trị tự do linh động và ở trạng thái oxy hóa trung gian (+4) nên SO2 có thể tham gia phản ứng theo nhiều kiểu khác nhau:

- Cộng không thay đổi số ôxy hóa :

SO2 + H2O = H2SO3-Thực hiện phản ứng khử :

SO2 + 2CO 500o C 2CO2 + S↓-Thực hiện phản ứng oxy hóa :

I.2 Tác hại của khí SO 2 :

-SO2 trong khí thải công nghiệp là một thành phần gây ô nhiểm không khí Nồng độ cho phép khí SO2 có trong môi trường xung quanh chúng ta là rất

nhỏ(<300mg/m3) Nó ảnh hưởng rất nhiều đến sức khỏe, các hoạt động của con người, cũng như động vật, thực vật và bầu khí quyển

-Đối với con người và động vật : khi hít phải khí SO2 có thể gây ra các bệnh về đường hô hấp như: viêm phế quản, viêm phổi, giản phổi , suy tim , hen xuyển Nếu hít phải SO2 với nồng độ cao có thể gây tử vong

-Đối với vật liệu và công trình xây dựng :

+ Khí SO2 có khả năng biến thành acid sunfuric , là chất phản ứng mạnh Do đó chúng làm hư hỏng , làm thay đổi tính năng vật lý hay thay đổi màu sắc các vật liệu xây dựng như đá vôi , đá hoa , đá cẩm thạch cũng như phá hoại các sản phẩm điêu khắc , các tượng đài

+ Sắt , thép ,các kim loại khác , các công trình xây dựng cũng dễ dàng

bị gỉ , bị ăn mòn hóa học và điện hóa

- Đối với thực vật :

+ Khí SO2 xâm nhập vào các mô của cây và kết hợp với nước để tạo thành acid sunfurơ gây tổn thương màng tế bào và làm giảm khả năng quang hợp của cây Cây chậm lớn , vàng úa và chết

+ Khí SO2 làm cây cối chậm lớn , nhiều bệnh tật , chất lượng giảm, hiệu quả thu hoạch kém

- Mưa acid : khí SO2 trong khí quyển khi gặp các chất oxy hóa hay dưới tác động của nhiệt độ, ánh sáng chúng chuyển thành SO3 nhờ O2 có trong không khí Khi gặp H2O , SO3 kết hợp với nước tạo thành H2SO4 Đây chính là nguyên nhân tạo ra các cơn mưa acid mà thiệt hại của mưa acid gây ra là rất lớn Mưa acid làm tăng tính acid của trái đất , hủy diệt rừng và mùa màng , gây nguy hại đối với sinh vật nước , đối với động vật và cả con người Ngoài ra , còn phá hủy các nhà cửa, công trình kiến trúc bằng kim loại bị ăn mòn Nếu H2SO4 có trong nước mưa với nồng độ cao sẽ làm bỏng da người hay làm mục nát áo quần

I.3 Các nguồn tạo ra SO 2 :

- Khí SO2 tạo ra là do sự đốt cháy các hợp chất chứa lưu huỳnh hay nguyên tử lưu huỳnh

Ví dụ : các hợp chất hữu cơ chứa lưu huỳnh trong than , dầu mỏ, quặng Pirit (FS2) , hơi đốt chứa nhiều khí H2S , các quặng sunfua

- Khí SO2 là loại chất gây ô nhiểm phổ biến nhất trong sản xuất công nghiệp và sinh hoạt Nguồn thải SO2 chủ yếu từ :

+ Các nhà máy nhiệt điện + Các lò nung , nồi hơi đốt bằng nhiên liệu than đá , khí đốt , dầu hỏa và khí đốt có chứa lưu huỳnh

+ SO2 sinh ra từ các nghànhsản xuất công nghiệp : nhà máy lọc dầu , nhà máy luyện kim , lò đúc , nhà máy sản xuất H2SO4

+ Khí thải giao thông

I.4 Các phương án xử lý SO 2 :

I.4.1 Phương pháp hấp thụ :

Để hấp thụ SO2 ta có thể sử dụng nước, dung dịch hoặc huyền phù của muối kim loại kiềm hoặc kiềm thổ

+ Hấp thụ bằng nước:

SO2 + H2O < ===== > H+ + HSO3

-Do độ hòa tan của SO2 trong nước thấp nên phải cần lưu lượng nước lớn và thiết bị hấp thụ có thể tích lớn

+ Hấp thụ bằng huyền phù CaCO3

Ưu điểm của phương pháp này là quy trình công nghệ đơn giản chi phí hoạt động thấp, chất hấp thụ dể tìm và rẽ, có khả năng xữ lý mà không cần làm nguội và xử lý sơ bộ

Nhược điểm: thiết bị đóng cặn do tạo thành CaSO4 và CaSO3.+ Phương pháp Magie (Mg):

SO2 được hấp thụ bởi oxit – hydroxit magie, tạo thành tinh thể ngậm nước Sunfit magie

Ưu điểm : làm sạch khí nóng , không cần lọc sơ bộ, thu được sản phẩm tận dụng là H2SO4 ; MgO dể kiếm và rẻ , hiệu quả xử lý cao

Nhược điểm :vận hành khó, chi phí cao tốn nhiều MgO

+ Phương pháp kẽm : trong phương pháp này chất hấp thụ là kẽm

+ Hấp thụ bằng chất hấp thụ trên cơ sở Natri :

Ưu điểm : của phương pháp này là ứng dụng chất hấp thụ hóa học không bay, có khả năng hấp thụ lớn

+ Phương pháp Amoniac : SO2 được hấp thụ bởi dung dịch Amoniac hoặc dung dịch Sunfit-biSunfit amôn

Ưu điểm : của phương pháp này là hiệu quả cao, chất hấp thụ dễ kiếm , thu được sản phẩm cần thiết (Sunfit và biSunfit amon)

+ Hấp thụ bằng hổn hợp muối nóng chảy:

Xử lý ở nhiệt độ cao dùng hổn hợp Cacbonat kim loại kiềm có thành phần như sau:

LiCO3 32%, Na2CO3 33%, K2CO3 35%

+ Hấp thụ bằng các Amin thơm :

Để hấp thụ SO2 trong khí thải của luyện kim màu (nồng độ SO2khoảng 1-2% thể tích)

Người ta sử dụng dung dịch:

C6H3(CH3)2 NH2 (tỉ lệ C6H3(CH3)2 NH2 : nước = 1- 1)

C6H3(CH3)2 NH2 không trộn lẩn với nước nhưng khi liên kết với SO2 tạo thành (C6H3(CH3)2 NH2)2 SO2 tan trong nước

I.4.2 Phương pháp hấp phụ :

SO2 được giữ lại trên bề mặt chất rắn , thu được dòng khí sạch khi đi qua bề mặt rắn

Chất hấp phụ công nghiệp cơ bản là than hoạt tính , silicagen , zeonit và ionit (chất trao đổi ion)

Nhược điểm : cần thiết phải tái sinh chất hấp phụ để thu hồi cấu tử bị hấp phụ và phục hồi khả năng hấp phụ của chất hấp phụ Chi phí tái sinh chiếm

khoảng 40 – 70% tổng chi phí của quá trình làm sạch khí

I.4.3 Xử lý SO2 bằng phương pháp nhiệt và xúc tác :

Bản chất của quá trình xúc tác để làm sạch khí là thực hiện các tương tác hóa học , nhằm chuyển hóa tạp chất độc thành sản phẩm khác với sự có mặt của chất xúc tác đặt biệt

I.5 Chọn qui trình công nghệ :

Chọn nguồn xử lý khí là từ ống khói của nhà máy sản xuất acid H2SO4 Khí được xử lý sơ bộ trước khi vào tháp

Chọn dung môi hấp thu là nước vì nước là dung môi hấp thu rẻ tiền , dễ tìm , không ăn mòn thiết bị

Tháp hấp thu là tháp đệm nên dung môi hấp thu là nước sạch để không tạo

ra cặn lắng làm cản trở dòng khí và lỏng

I.6 Thuyết minh qui trình công nghệ :

Dòng khí thải từ nhà máy thải ra được xử lý sơ bộ Sau đó được quạt thổi qua lưu lượng kế đo lưu lượng và đi vào tháp đệm thực hiện quá trình hấp thu Tháp hấp thu làm việc nghịch dòng

Dung môi hấp thu là nước Nước sạch từ bể chứa được bơm lên bồn cao vị Sau đó đi qua lưu lượng kế đo lưu lượng dòng chảy và đi vào tháp hấp thu , nước được chảy từ trên xuống Khí SO2 được thổi từ đáy tháp lên , quá trình hấp thu được thực hiện

Khí sau khi hấp thu đạt TCVN được thải phát tán ra môi trường Dung dịch nước sau khi hấp thu được cho chảy vào bể chứa thực hiện quá trình trung hòa và thải ra môi trường

CHƯƠNG II

TÍNH TOÁN CÔNG NGHỆ II.1 Các thông số ban đầu :

Lưu lượng khí thải : 2000 m3/h

Nồng độ SO2 ban đầu là 1% thể tích

Nồng độ SO2 sau khi xử lý đạt tiêu chuẩn loại A :1500 mg/m3

Chọn nhiệt độ của nước hấp thu là 30oC

II.2 Tính cân bằng vật chất :

Phương trình cân bằng của dung dịch hấp thu SO2 bằng H2O được biểu diễn theo định luật Henri :

y* : nồng độ phân mol của SO2 trong dòng khí ở điều kiện cân bằng

x : nồng độ phân mol khí hòa tan trong pha lỏng

P : áp suất riêng phần của cấu tử khí hòa tan khi cân bằng

Pt : áp suất tổng của hệ hấp thu

H : hệ số Henry

Ở 30oC : H = 0.0364*106 (mmHg) [2,Bảng IX.1,p.139]

m : hệ số phân bố

Nồng độ thể tích ban đầu của dòng khí :

yđ = 1% = 0.01Nồng độ đầu của pha khí theo tỷ số mol :

Yc =

K K

mol at lit

at m

lit m

mol g g

o

o (273 30))

./.(082.0

1

*)/(10

*)(1

)/(64

1

*)(5.13 3

Yc =0.000582 (KmolSO2/Kmolkhítrơ)Hấp thu SO2 bằng nước , chọn dung môi sạch khi vào tháp nên : Xđ = 0 Với Xđ : nồng độ đầu của pha lỏng , KmolSO2/KmolH2O

Lượng dung môi tối thiểu được sử dụng :

d

c d

tr X X

Y Y G

Gtr : suất lượng dòng khí trơ trong hỗn hợp

X* : nồng độ pha lỏng cân bằng tương ứng với Xđ

Từ đồ thị đường cân bằng ta xác định được :

X* = 0.00021 (KmolSO2/KmolH2O) Suy ra : min 0.01010.000210.0005820

Với Ltr : lượng dung môi không đổi khi vận hành , kmol/h

Suy ra :

tr tr

tr

G

L G

*2.1

= = 1.2*45.324 = 54.3888Lưu lượng hỗn hợp khí vào tháp hấp thu :

)30273(

*082.0

2000

*1

=+

=

RT

PV

(Kmol/h)Suất lượng dòng khí trơ trong hỗn hợp :

Gtr = Ghh*(1-yđ ) = (1-0.01)*80.496 = 79.691 (Kmol/h)Suất lượng dung môi làm việc :

Ltr = 54.3888*Gtr = 54.3888*79.691 = 4334.298 (KmolH2O/h)Phương trình cân bằng vật chất có dạng ;

Gtr*Yđ + Ltr*Xđ = Gtr*Yc + Ltr*XcSuy ra :

d c

c d tr

tr

X X

Y Y G

c d

G L

Y

Y −

3888.54

000582

00101

0 − = (molSO2/KmolH2O)

G tr Y đ

G tr Y c L tr X đ

L tr X c

Xc : nồng độ cuối của pha lỏng

ΙΙ.3 Cân Bằng Năng Lượng :

Ký hiệu :

Gđ , Gc – lượng hổn hợp khí đầu và cuối

Lđ , Lc - lượng dd đầu và cuối

tc , tc – nhiệt độ khí ban đầu và cuối , o C

Tđ , Tc – nhiệt độ dung dịch đầu và cuối , o C.

Iđ , Ic – entanpi hỗn hợp khí ban đầu và cuối , kj/kg

Q0 – nhiệt mất mát , kj/h

Phương trình cân bằng nhiệt lượng có dạng :

GđIđ + LđCđTđ + Qs = GcIc + LcCcTc + Q0Với Qs – nhiệt lượng phát sinh do hấp thụ khí , kj/h

Để đơn giản hoá vấn đề tính toán , ta có thể giả thiết như sau :

- Nhiệt độ mất mát ra môi trường xung quanh không đáng kể ,

d d

c c

c c d d d c

d

C L

L q C

L

I G I G t L

Đồng thời ta cũng có thể bỏ qua mức độ biến đổi nhiệt của pha khí , tức là :

0

C L

L q T

Phương trình hấp thu của SO2 trong dung môi nước

SO2 + H2O ⇔ H+ + HSO3Theo sổ tay hóa lý , nhiệt sinh của :

-SO2 : ∆ΗSO2 = -70.96 (kcal/mol)

H2O : ∆ΗH2O= - 68.317 (kcal/mol)

H+ : ∆ΗH+ = 0 (kcal/mol) HSO3- : ∆Η −

3

HSO = -12157.29 (kcal/mol) Nhiệt phát sinh của 1 mol cấu tử SO2 bị hấp thu :

q = (-70.96 - 68.317) – ( 0 – 12157.29) = 12018.013 (kcal/mol) Nhiệt độ cuối của dung dịch ra khỏi tháp :

c d (X c X d)

C

q T

= 30 + *0.000175

18

*4200

10

*18.4

*013

= 30.12oCNhư vậy : Tc ≈ Tđ = 30oC

Ta xem quá trình hấp thu là đẳng nhiệt

II.4 Tính kích thước tháp hấp thu :

II.4.1 Các thông số vật lý của dòng khí :

- Lưu lượng khí trung bình đi trong tháp hấp thu :

2

c d ytb

V V

=

+

(m3/h) KLR trung bình của pha khí :

T

M y M

ytb

*4.22

273

*

*1

=ρTrong đó :

+ M1 , M2 : Khối lượng mol của SO2 và không khí

+ T : nhiệt độ làm việc trung bình của tháp hấp thu

T = 300C

+ ytb1 : nồng độ phần mol của SO2 lấy theo giá trị trung bình

2

1 1

tb

y y

Với yd1 , yc1 : nồng độ phần mol của SO2 vào và ra khỏi tháp

01.0

d y y

00058.0000582

01

000582

01

+

=+

=

c

c

c c

Y

Y y

2

00058.001.0

273

*8.28

*00529.0164

*00529

+

−+

kg/m3Độ nhớt trung bình pha khí ( của hổn hợp khí ) :

2

2 2

1

1

µµ

µ

M m M m M

0128.0

00529.00.64986.28

−

×+

-Lưu lượng khối lượng pha khí trung bình :

2

c d ytb

G G

, kg/s

Gd , Gc : lưu lượng khí vào và ra khỏi tháp , kg/s

0101.064691.798.28691.79

064691.798.28691.79

Suy ra : 0.645

2

638.0652.0

II.4.2 Các thông số vật lý của dòng lỏng :

- Vxtb : lưu lượng dòng lỏng trung bình

Do lượng cấu tử hoà tan trong dung dịch nhỏ , xem quá trình hấp thu không làm thay đổi đáng kể thể tích nên :

tr tr tr tr xtb V L M V

ρtr= 995 (kg/m3)

Mtr : khối lượng phân tử của H2O , kg/kmol

Ltr : lưu lượng nước , kmol/h

995

118298

V , Vtb2 : thể tích trung bình của SO2 , H2O trong pha lỏng

Do lượng SO2 hoà tan trong dung dịch nhỏ nên : Vtb1 ≈ 0

- Độ nhớt trung bình của pha lỏng :

Do lượng cấu tử SO2 hoà tan trong dung dịch nhỏ nên có thể xem :

G G

*298.4334

0

*298.433418

*298.4334

+ xc

xd G G

(kg/s) II.4.3 Tính đường kính tháp hấp thu :

Tốc độ bắt đầu tạo nhũ tương , còn gọi là tốc độ đảo pha W’s (m/s ) được xác định theo công thức :

1

4 1 16

0

3

2 '

*)(

*75.1

*

*

*

*lg

x n

x xtb d

ytb d s

G

G A

V

ρµ

µρ

ρσωVới :

+ Gx , Gy : lưu lượng dòng lỏng và khí trung bình , kg/s

1 16

0

*645.0

675.21

*75.1022.010

*005.1

10

*8007.0

*995

*79.0

Chọn tốc độ làm việc : ωtb =0.9×ωs' =0.513 (m/s)

Đường kính tháp được xác định theo công thức :

513.03600

6.199043600

π tb tb

V

Chọn D = 1.2 m

II.4.4 Xác định chiều cao một đơn vị chuyển khối :

-Chiều cao tương ứng một đơn vị truyền khối :

Y G l h L

m h

Trong đó :

hG : chiều cao một đơn vị truyền khối tương ứng pha khí , m

hL : chiều cao một đơn vị truyền khối tương ứng pha lỏng , m

m : hệ số góc đường cân bằng

l : lượng dung môi tiêu tốn riêng , l =

tr

tr

G L

-hG và hL được xác định dựa vào các công thức thực nghiệm sau :

3

2 25

t G

3 0 25 0 5

2

PrRe

x

x L

Với : Vt = 0.79 m3/m3 , là thể tích tự do của đệm

σ = 95 m2/m3 , là bề mặt riêng của đệm

a là hệ số phụ thuộc dạng đệm , đệm vòng Raschig a = 0.123

ρx = ρxtb = 995 kg/m3 , là khối lượng riêng pha lỏng

y y

D

×

=ρ

µ

Pr

x x

x x

D

×

=ρ

2 2

645

67.21

F

G

+ µy = 1.81*10-5 kg/m.s , là độ nhớt pha khí

+ρy = ρytb = 1.166 kg/m3 là khối lượng riêng pha khí

+ Dx , Dy : là hệ số khuếch tán trong pha khí và trong pha lỏng , m2/s

II.4.4.1 Hệ số khuếch tán trong pha lỏng :

( )

6 0 '

5 0 12

*

*

*10

*4.7

A

B x

V

T M

φ là hệ số kết hợp cho dung môi , φ = 2.6 cho dung môi là nước

T = 273 + 30 = 3030K , nhiệt độ khuếch tán

VA = 44.8 cm3/mol , là thể tích mol của dung chất

µ’: là dộ nhớt của dung dịch

µ’ = µH2O =0.8007 (Cp)

6 0

3 0 12

10

*9568.18

.44

*8007.0

303

*18

*6.210

*4

2 1

2 3

1 3 1

*3.4







+







+

B A B

A

y

M M V

V P

T D

[4,(2-36),25]

Trong đó : T = 273 +30 = 3030K

P = 1 at , Aùp suất khuếch tán

MA , MB : là khối lượng mol khí SO2 và không khí

2 3

1 3

1

2

3 7

10148.18.28

164

19

.298.44

*1

303

*10

*3

*95

*1304.1

67.21

*04.004

.0

x x

F

G

µσ

10

*81.195

*1304.1

645.04.04

.0

y y

F

G

µσ

411.24

10

*9568.1995

10

*8007.0

x x

D

ρµ

1.352

10

*148.1

*166.1

10

*81.01

y y

D

ρµII.4.4.4 Tính hệ số thấm ướt ψ :

41.78

365.69

Dựa vào đồ thị hình IX.16 [ 2.178 ] , ta chọn ψ = 1 để dung môi thấm ướt đều lên đệm

II.4.4.5 Tính hG , hL

951123.0

79.0Pr

2 25

σ

5 0 25

0 3

2 3 5

0 25 0 3 2

24.4419

.4995

108007.0256Pr

h

ρµ

0

000582

00101

tr

X

Y Y G

L G

L l

Suy ra : 0.6922 0.716

38.54

3.481016

=

Y

II.4.5 Xác định số đơn vị truyền khối mY :

Do cấu tử SO2 hoà tan trong dung dịch không dáng kể nên dung dịch hấp thu khá loãng , phương trình tính mY có dạng như sau :

Y Y

dY

Bảng số liệu tính tích phân :

II.5 Tính trở lực của lớp đệm :

-Tổn thất áp suất của đệm khô :

24

2

2 '

3

' 2

d

d t

y td k

V

H d

Trong đó : H = 6.5 m , là chiều cao lớp đệm

λ’ là hệ số trở lực của đệm , bao gồm cả trở lực do ma sát và trở lực cục bộ , phụ thuộc chuẩn số Rey :

d y

y td y y

V

d W

Rey > 40 : chế độ xoáy , λ 0 2

'Re

16

y

=

Rey < 40 : chế độ dòng ,

y

Re

140' =λVới : ρy = 1.166 kg/m3

Vd = 0.79 m3/m3

µy = 1.81×10-5 kg/m.s

dtd = 4× = 4×950.79

d d

166.10154.0513.0

162 0

λNhư vậy , thay số ta được :

2

166.1513.079.0

955.64

343

y

x k

v

G

G A P P

µ

µρ

1

y y

ρ

= 1.4 > 0.5Theo [2,bảng(IX.7),189] ta có : A = 10 , n = 0.525 , m=0.945 , c = 0.105Thay số vào ta được :

×

=

105 0

5

3 525

0 945

0

1081.1

108007.0995

166.1645

.0

675.211015.500

CHƯƠNG III

TÍNH TOÁN CƠ KHÍ

III.1 Tính chiều dày thân tháp :

Thiết bị làm việc ở môi trường ăn mòn , nhiệt độ làm việc 300C , Pmt = 1 at = 0.1 N/m2 Nên ta chọn vật liệu là thép không rỉ để chế tạo thiết bị

Chọn thép : X18H10T

- Ứng suất cho phép tiêu chuẩn đối với thép X18H10T ở 300C :

[σ]* = 146 N/mm2 [9,hình1-2,22]

hệ số hiệu chỉnh η = 1 [9,26]

Ứng suất cho phép là :

[σ] = 1×146 = 146 N/mm2

- Aùp suất tính toán : P tt =P lv +ρ×g×h

Plv : áp suất làm việc của môi trường

[ ] 2 146 0.95 0.4

091.012002

Ca : là hệ số bổ sung do ăn mòn hoá học của môi trường

Thời hạn sử dụng là 20 năm , tốc độ ăn mòn là 0.1mm/ năm

Vậy : Ca = 0.1×20 = 2 (mm)

Cb : là hệ số bổ sung do bào mòn cơ học của môi trường

Đối với TB hoá chất : Cb = 0 (mm)

Cc là hệ số bổ sung do sai lệch khi chế tạo , lắp ráp , có thể bỏ qua

C0 là hệ số bổ sung để quy tròn kích thước , mm

C0 = 1 mm

Thay vào ta được : C = 2 + 0 + 1 = 3 (mm)

- Bề dày thực của thân trụ :

S = S’ + C = 0.4 + 3 = 3.4 (mm) Chọn bề dày thân S = 4 (mm)

- Kiểm tra điều kiện : − ≤0.1

t

a

D

C S

Suy ra : 0.00167 0.1

1200

24

≤

=

−

: thỏa điều kiện

- Aùp suất tính toán cho phép ở bên trong thiết bị :

[P] = 2*[ ]* ( *( ) )

a t

a h

C S D

C S

−+

−ϕ

σ

[9,(5-11),131]

)24(1200

)24(

*95.0

*146

*

−+

−

(N/mm2) > 0.091 (N/mm2) , thỏa điều kiện

Vậy chiều dày thân được chọn là S = 4 (mm)

III.2 Tính chiều dày đáy , nắp :

- Chọn đáy nắp elip tiêu chuẩn

- Chọn chiều dày đáy , nắp bằng chiều dày thân

Suy ra : 0.00167 0.1

1200

2

4− = ≤ 25 : thỏa điều kiện

- Kiểm tra áp suất dư cho phép tính toán theo công thức :

[P] = 2*[ ]* ( *( ) )

a t

a h

C S R

C S

−+

−ϕ

)24(

*95.0

*146

*

−+

−

(N/mm2) > 0.091 (N/mm2) , thỏa điều kiện

III.3 Tính ống dẫn lỏng , ống dẫn khí :

III.3.1 Tính ống dẫn khí vào tháp :

Đường kính ống dẫn khí :

π , (m)

Trong đó :

Q : lưu lượng thể tích của khí , m3/s

Q = 2000 m3/h

V : vận tốc dòng khí , m/s

Đối với khí áp lực nhỏ , chọn V = 18 (m/s)