ĐỒ ÁN KỸ THUẬT XỬ LÝ KHÍ THẢI: Thiết kế hệ thống xử lý bụi và xử lý khí thải.

MỤC LỤC  A. LÝ THUYẾT 4 1. Phương pháp xử bụi 4 a) Phương pháp khô 4 b) Phương pháp ướt 4 c) Lọc bụi kiểu tĩnh điện 5 2. Xử lý khí 5 a) Phương pháp hấp thụ 5 b) Phương pháp hấp phụ 6 A. TÍNH TOÁN HỆ THỐNG XỬ LÝ 6 Tính toán ô nhiễm 6 Tính toán xử lý bụi 9 2. Tính toán hấp thụ CO và SO2 bằng than hoạt tính Error Bookmark not defined. 3. Tính toán xử lý H2S bằng phương pháp hấp thụ (NH4)2CO3 19 Tài liệu tham khảo 23

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI

KHOA MÔI TRƯỜNG

ĐỒ ÁN

KỸ THUẬT XỬ LÝ KHÍ THẢI

Đề Tài:

Thiết kế hệ thống xử lý bụi và xử lý khí thải.

Sinh viên: Nguyễn Thị Quỳnh Trang Lớp : ĐH2CM3

Giáo viên HG : Mai Quang Tuấn

2 Tính toán hấp thụ CO và SO2 bằng than hoạt tính

3 Tính toán xử lý H2 S bằng phương pháp hấp thụ (NH 4 ) 2 CO 3

Tài liệu tham khảo

Lọc bụi bằng phương pháp trọng lực: buồng lắng bụi: áp dụng cho bụi có kích thước hạt d>50 μm Có ưu điểm là chế tạo đơn giản, chi phí vận hành và bảo trì thấp, giá thành thấp, rẻ tiền, nhưng buồng lắng bụi lại có diện tích lớn, hiệu suất không cao

Lọc bụi theo phương pháp li tâm có nhiều kiểu khác nhau: kiểu nằm ngang, kiểu đứng, các thiết bị thu hồi kiểu xoáy, kiểu động Thường dung thiết bị ly tâm kiểu đứng (xyclon) có hiệu suất lọc 70% đối với xyclon ướt và xyclon chùm, đường kính cỡ hạt >10 μm Có ưu điểm là sử dụng rộng rãi, giá rẻ, vận hành dễ dàng, có thể vận hành bình thường ở nhiệt độ trên 5000C, áp suất lớn, trị số tổn thất áp suất ổn định, thu hồi bụi ở dạng khô, hiệu quả xử lý không phụ thuộc vào sự thay đổi nồng độ bụi

Lọc bụi bằng lọc màng, lọc túi: áp dụng đối với bụi có d = 2 -10 μm nhưng ít được sử dụng, phải có hệ thống rung để tái sinh vải lọc

b) Phương pháp ướt

Thường sử dụng cho nơi có nồng độ ẩm cao hoặc không khí tại nơi làm việc không đồng đều về nhiệt độ và độ ẩm Có rất nhiều phương pháp như: phương pháp sủi bọt, phương pháp rửa khí ly tâm, phương pháp rửa khí kiểu Ventury, phương pháp rửa khí kiểu dòng xoáy, phương pháp rửa khí kiểu đĩa quay Các phương pháp này có ưu điểm là dễ chế tạo, giá thành thấp, hiệu quả cao nhưng phải xử lý bùn cặn, khí thoát mang theo hơi nước làm rỉ đường ống

c) Lọc bụi kiểu tĩnh điện

Biện pháp lọc bụi có 2 loại: thiết bị lọc bụi loại khô và thiết bị lọc điện loại ướt, có nhiều loại lọc bụi bằng điện khác nhau: kiểu ống, kiểu tấm bản, kiểu một vùng, kiểu hai vùng Ưu điểm của phương pháp này là hiệu suất thu hồi bụi cao, tốn ít năng lượng, có thể thu hồi bụi có kích thước nhỏ, chịu được

nhiệt độ cao, nhưng chi phí chế tạo tốn kém hơn, không áp dụng đối với trong dây chuyền xử lý không

Hấp thụ vật lý: về thực chất chỉ là sự hòa tan các chất bị hấp thụ vào trong

dung môi hấp thụ, chất khí hòa tan không tạo ra hợp chất hóa học với dungmôi, nó chỉ thay đổi trạng thái vật lý từ thể khí biến thành dung dịch lỏng ( quátrình hòa tan đơn thuần của chất khí trong chất lỏng)

Hấp thụ hóa học: trong quá trình này chất bị hấp thụ sẽ tham gia vào một số

phản ứng hóa học với dung môi hấp thụ Chất khí độc hại sẽ biến đổi về bảnchất hóa học và trở thành chất khác

Cơ cấu của quá trình này có thể chia thành ba bước:

- Khuếch tán các phân tử chất ô nhiễm thể khí trong khối khí thải đến bề mặt củachất lỏng hấp thụ

- Thâm nhập và hòa tan chất khí và bề mặt của chất hấp thụ

- Khuếch tán chất khí đã hòa tan trên bề mặt ngăn cách vào sâu trong long khốichất

Quá trình hấp thụ mạnh hay yếu là tùy thuộc vào bản chất hóa học của dungmôi và các chất ô nhiễm trong khí thải

Khác với quá trình hấp thụ, trong quá trình hấp phụ người ta dung chất rắn xốp

để hút các khí độc có trong khí thải trên bề mặt chất hấp phụ Phương pháp nàuđược dùng phổ biến nhất trong việc thu hồi các cấu tử quí để sử dụng lại trongcông nghiệp hóa chất Căn cứ vào bản chất lien kết giữa chất hấp phụ và chất

bị hấp phụ phân thành 2 loại:

Hấp phụ vật lý: là hấp phụ đa phân tử ( hấp phụ nhiều lớp), lực liên kết là lực

hút giữa các phân tử, không tạo thành hợp chất bề mặt

Hấp phụ hóa học : là hấp phụ đơn phân tử ( hấp phụ một lớp) Lực liên kết là

lực liên kết bề mặt tạo nên hợp chất bề mặt

Hhq: là độ cao hiệu quả của nguồn thải

Hô: là chiều cao thực của nguồn thải

B

A b

u1 vận tốc gió tại độ cao z = 10m => u1 = 5

z là độ cao mặt đất tới miệng ống khói z = 50Khí quyển ở mức trung tính, coi độ gồ ghề của mặt đất thấp Chọn n = 0,15

Mà H > Hgh Nguồn thải cao trong trường hợp nhà rộng đứng độc lập

3. Sự khuếch tán bụi và khí thải từ nhà A sang nhà B

- Sự khuếch tán bụi từ nhà A sang nhà B

⇒điểm có nồng độ cực đại nằm ngoài khoảng cách giữa 2 nhà và cách nhà B

một khoảng là 450,66 m về phía sau

- Nồng ðộ cực ðại tại ðiểm có khoảng cách xM so với nguồn thải là:

CM = =

= 0,011 M

⇒ giá trị của M và CM tính ðýợc theo bảng sau:

kết quả M

CM(µg/m3)

QCVN 06trung bình

C - nồng độ bụi, khí thải theo mục 2.2 QCVN 19:2009/BTNMT, cột B

Kp - hệ số lưu lượng nguồn thải, chọn Kp = 0,9

Kv - hệ số vùng, khu vực, chọn Kv = 0,8

• Nồng độ bụi đầu vào Cv = 30g/m3 = 30000 mg/m3

• Nồng ðộ bụi ðầu ra: Cr = 144 mg/m3

Hiệu suất tổng cộng cần xử lý là:

Hệ thống xử lý gồm: Buồng lắng – lọc túi tay áo

Buồng lắng bụi:

1. Tính toán buồng lắng:

Giả sử buồng lắng có thể lọc toàn bộ cỡ hạt 50mg/m3

Lưu lượng khí thải là 20000m3/h

Nhiệt độ khí thải là 1100C

Trọng lượng của bụi: 3500kg/m3

Độ nhớt của khí ở 00C, 1atm: 17,17.10-6Pa.s

Độ nhớt của khí ở 1100c:

( Theo công thức 5.14- Giáo trình Ô nhiễm không khí và xử lý khí thải, tập 2- Trần Ngọc Chấn)

Vì lượng vào của khí lớn nên ta mắc song song 6 buồng lắng giống nhau trong

đó có 5 buồng lắng làm việc đồng thời với nhau và 1 buồng lắng dự phòng :

Vậy chọn chiều rộng buồng lắng là 2m

Chọn vận tốc khí trong buồng lắng là u=0,5 m/s thì chiều cao buồng lắng là

( Theo công thức 6.1- Giáo trình Ô nhiễm không khí và xử lý khí thải, tập 2- Trần Ngọc Chấn)

Vậy chọn chiều cao của buồng lắng bằng 1,5m

Kích thước buồng lắng:

Để giảm H ta chia buồng lắng thành 2 tầng bằng nhau, bỏ qua tấm ngăn các

tầng thì lưu lượng chung cũng không thay đổi như vậy hiệu quả lọc sẽ tăng lên

2 lần

30-40

50

40-60

50-70

60-Tổngcộng

545,7

6279,276mg/m3Dải phần

cỡ hạt

của bụi

cong lại

sau khi

lọc

2. Tính toán túi lọc:

Hiệu suất cần xử lý của túi vải:

Đường kính túi lọc từ 150 ÷300mm, chiều cao từ 2÷3,5m (Giáo trình Ô nhiễm không khí và xử lý khí thải, tập 2- Trần Ngọc Chấn)

Chọn D=300mm

l=3,5m

Diện tích bề mặt một ống tay áo hoặc một đơn nguyên

q: Năng suất lọc đơn vị của vải, m3/m2.ph

Chọn vải bằng sợi thủy tinh có thể chịu nhiệt đô dòng thải 200 : q =

Khoảng cách giữa các hàng từ 8-10cm: chọn d1 = 10cm

Khoảng cách giữa các túi trong hàng từ 8-10cm: chọn d2 = 10cm

Khoảng cách các ống tay áo đến thành của thiết bị từ 8-10cm: chọn d = 10cmChiều rộng của một đơn nguyên:

B1 = n1D + (n1-1)d2 + 2d = 5.0,3 + (5-1).0,1 + 2.0,1 = 2,1mChiều dài của một đơn nguyên:

L1 = n2D + (n2-1)d1 + 2d = 8.0,3 + (8-1).0,1 + 2.0,1 = 3,3mGiả sử bề dày của thiết bị a = 3cm

Chiều rộng của thiết bị:

- Chọn vận tốc khí đi trong thiết bị hấp thụ là 1m/s

- Khối lượng than hoạt tính cần dùng cho mỗi tháp đề hấp phụ CO là

- Khối lượng than hoạt tính cần dùng cho mỗi tháp đề hấp phụ SO2 là

1.3.Tính toán tháp hấp phụ

Vì ta tính toán xử lý cả CO và SO2 đều bằng phương pháp hấp thụ sử dụng

- Chiều cao công tác của tháp H 1 = 2.D = 2,1.2 = 4,2 (m)

- Chiều cao phụ 2 đầu của tháp là h 1 = h 2 = 0,5 (m)

- Chiều cao tổng cộng của tháp là H = 4,2 + 1 = 5,2 (m)

 Tính toán than hoạt tính cần cho quá trình hấp thụ CO và SO2

- Các thông số của than là :

- Tổng chiều cao lớp vật liệu = 0,65.5 + 0,2.4 =4,05 (m)

= 384,072 (kg)

- Cửa tháo vật liệu hấp phụ, chọn hc = 0,2 (m/lớp)

- Tổng hiệu quả hấp phụ của tháp:

.(1- çSO2)

= 6626.(1- 0,87) + 1757.(1- 0,753) = 1295,359 (mg/m3)

 Tiết diện đường kính dẫn khí vào, ra khỏi tháp

- Vận tốc của khí được dẫn vào trong đường ống - chọn vo = 6m/s

- Khối lýợng H2S bị giữ lại trong một giờ: 0,775 -0,1625 = 0,6125 (kg/h)

- Khối lượng (NH4)2CO3 cần thiết để phản ứng với H2S trong 1 giờ:

- Giả sử nước ban đầu không chứa H2S,

như vậy Xd = 0 ((kmol/kmol)

- ∆yd = yc –yd*| =4,956.10-6 (kmol/kmol)

- ∆yc = yd –yc*| = 3,9.10-6(kmol/kmol)

chiều cao thực tế của tháp H = HLV +hd + hc = 0,7+ 1+2 = 3,7m

 Tiết diện đường kính dẫn khí vào, ra khỏi tháp

- Vận tốc của khí được dẫn vào trong đường ống - chọn vo = 6m/s

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Chấn – Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật.

Nguyễn Bin.

nghiệp đối với bụi và các chất vô cơ

khí xung quanh.

hại trong không khí xung quanh.