TÍNH TOÁN BUỒNG LẮNG

Khối lượng riêng hạt bụi: ρb = 2500 kgm3 Khối lượng riêng của khí tại 70oC : ρk = 0,34 kgm3. Độ nhớt động lực tại 70oC : µ = 2,05.105 Pa.s Nhiệt độ của khí thải vào thiết bị : 70oC Với lưu lượng L = 45000 m3h Chọn 2 buồng lắng lắp song song => L’ = 450002 = 22500 m3h = 6.25ms Nồng độ bụi đầu vào: Cv = 25000 mgm3 Nồng độ bụi đầu ra theo QCVN19:2009BTNMT cột B : Cr = 200 mgm3 Hiệu suất tổng thể cần xử lý bụi : = . 100% = 99,2% Đường kính hạt bụi d(s) (μm) 2,5B Chọn : B = 6 (m) l = 6,5 (m) Chọn vận tốc buồng lắng u = 0,7 (ms)

TÍNH TOÁN BUỒNG LẮNG

- Khối lượng riêng hạt bụi: ρb = 2500 kg/m3

- Khối lượng riêng của khí tại 70oC : ρk = 0,34 kg/m3

- Độ nhớt động lực tại 70oC : µ = 2,05.10-5 Pa.s

- Nhiệt độ của khí thải vào thiết bị : 70oC

- Với lưu lượng L = 45000 m3/h

- Chọn 2 buồng lắng lắp song song => L’ = 45000/2 = 22500 m3/h = 6.25m/s

- Nồng độ bụi đầu vào: Cv = 25000 mg/m3

- Nồng độ bụi đầu ra theo QCVN19:2009/BTNMT- cột B : Cr = 200 mg/m3

Hiệu suất tổng thể cần xử lý bụi :

20 -30

30 -40

40 -50

50 -60

60 -70 TổngPhần trăm

50-70Phần trăm khối

Lượng bụi còn lại

sau khi qua buồng

lắng (mg/m3) 1237

5

3168.165

1123

75

2212.95

619.375

Tổng lường bụi còn lại sau lắng =8893.04 mg/m3

- Hiệu suất làm sạch của buồng lắng :

TÍNH TOÁN XICLON

- Chọn 4 xiclon làm việc song song

=> Lưu lượng tính cho mỗi xiclon là : L’= 45000/4= 11250 m3/h = 3.125 m/s

- Nồng độ bụi đầu vào: Cv = 8893,04 = 2223,3 mg/m3

- Nồng độ bụi đầu ra theo QCVN19:2009/BTNMT- cột B : Cr = 200 mg/m3

 Hiệu suất tổng thể cần xử lý bụi :

 Tính toán xiclon theo phương pháp chọn, dựa vào đường kính thân xiclon theo

Stairmand C.J ( Hình 7.8a – giáo trình: ô nhiễm không khí và xử lý khí thải – tập 2 – GS.TS Trần Ngọc Trấn):

- Đường kính thân hình trụ (đường kính xiclon): D (m)

- Bán kính thân hình trụ: r2 = 0,5.D

- Đường kính ống trung tâm : d1= 0,5.D

- Bán kính ống trung tâm: r1 = 0,5.d1 = 0,25D

- Chiều dài của miệng ống dẫn khí vào: a = 0,5D

- Chiều rộng của miệng ống dẫn khí vào: b = 0,2D

- Chiều cao của thân hình trụ: h = 1,5D

- Chiều cao thiết bị xiclon: H = 1,5D+2,5D = 4.D

- Chiều cao phần bên ngoài ống trung tâm:

h1 = 0,5 D

- Chiều cao ống trung tâm : h2 = h1+ 0,5D = D

- Đường kính trong của cửa tháo bụi:

d3=( 0,3÷0,4).D

= 15 10-6

 D = 1,2 (m)

 Chọn D = 1,2 (m)

Các thông số thiết kế xiclon:

- Đường kính thân hình trụ (đường kính xiclon): D = 1,2 m

- Bán kính thân hình trụ: r2 = 0,5.D = 0,5 1,2 = 0,6 m

- Đường kính ống trung tâm : d1= 0,5.D = 0,6 m

- Bán kính ống trung tâm: r1 = 0,5.d1 = 0,25D = 0,25 1,2 = 0,3 m

- Chiều dài của miệng ống dẫn khí vào: a = 0,5D = 0,6 m

- Chiều rộng của miệng ống dẫn khí vào: b = 0,2D = 0,24 m

- Chiều cao của thân hình trụ: h = 1,5D = 1,5 1,2 = 1,8 m

- Chiều cao thiết bị xiclon: H = 1,5D+2,5D = 4.D = 4 1,2 = 4,8 m

- Chiều cao làm việc hiệu quả của xyclon: l = H-a = 4,8 - 0,6 =4,2 m

- Chiều cao phần bên ngoài ống trung tâm: h1 = 0,5 D = 0,5 1,2 = 0,6 m

- Chiều cao ống trung tâm : h2 = D = 1,2 m

- Đường kính trong của cửa tháo bụi:

+ α = - = -

(4,6)2 4,2

 = - 1,3.1010

 Kết quả tính toán hiệu quả lọc theo cỡ hạt ɳ( ) thể hiện trong bảng sau :

Bảng 4 : Hiệu quả lọc theo cỡ hạt η( )

Bảng 5 : Bảng phân cấp cỡ hạt ban đầu của hạt bụiĐường kính

Tính toán túi lọc vải

Lưu lượng khí đầu vào: Q = 45000 (m3/h) = 750 (m3/phút)

Nồng độ bụi vào thiết bị : Cv = 3572,701 mg/m3 = 3,572 g/m3

S = = = 654,1 m2

- Chọn đường kính túi vải D = 300 mm (D =125÷300mm)

- Chiều cao túi vải h = 3 m (h = 2÷3,5 )

Diện tích túi vải : Svải = D.h = 0,3 3= 2,82 m2

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

- Khoảng cách giữa 2 đơn nguyên: d4 = 0,1 m

- Chọn đế dày của thiết bị là = 0,003 m

- Chiều dài của 1 đơn nguyên :

L1 = D.n1 + (n1 – 1).d1 + 2d3= 0,3.11 + (11 – 1).0,1 + 2.0,1 = 4,5 m

=>> chiều dài của thiết bị: L= 2 L1 + d4 =0,1 + 4,5 = 4,6 m

- Chiều rộng của 1 đơn nguyên :

B1 = D.n2 + (n2 – 1).d2 + 2d3= 0,3.11 + (11 – 1).0,1 + 2.0,1 = 4,5 m

=>> chiều rộng của thiết bị B = 4,5 m

- Chiều cao thiết bị

: chiều cao túi vải = 3m

: chiều cao bộ phận chấn động trên túi vải (thường lấy =100mm)

: chiều cao bộ phận thu hồi bụi (0÷1,5m) = 0,3m (chiều cao phần phễu

0,2m ; chiều cao phần chứa bụi 0,2m)

H= 3 + 0,1+ 0,4 = 3,5 m

- Tổn thất áp suất của thiết bị:

h: bề dày túi lọc chọn = 3,3.

D:đường kính sợi túi lọc = 10 m

Theo công thức của Kazenhi-kaman: ξ=

=54,32(N/ )

- Khối lượng bụi thu được :

- Lượng hệ khí vào ống tay áo :

Chọn thời gian lưu bụi T=8 tiếng

- khối lượng bụi cần chứa : m = Gb.T = 14,45 8 = 115,6 (kg)

- thể tích thùng chứa bụi : V= = = 0,045 (m3)

 chọn thể tích thùng chứa bụi :V=0,05 m3

 diện tích ngăn chứa bụi s= V/h =0,05/0,2 = 0,25 m

chọn chiều dài ngăn chứa bụi: l=0,5 m

chọn chiều rộng ngăn chứa bụi: b= 0,5m

Tính toán xử lí khí thải (phương pháp hấp thụ)

- Lưu lượng khí: 45000 m3/h

- Nhiệt độ khí vào tháp: 700C

- Áp suất: Pt = 1atm = 760 mmHg = 1,0133.105 Pa

- Nhiệt độ của dung dịch NaOH: 250C

- Chọn điều kiện làm việc của tháp là nhiệt độ trung bình của dòng khí

vào và dòng lỏng vào, t0 = 300C Hỗn hợp khí xử lý xem như gồm NO2, SO2, H2S

Khí cần xử lí Nồng độ đầu

- Suất lượng mol của hh khí đi vào tháp:

- Suất lượng mol của NO2, SO2, H2S

 Tổng lượng mol 3 khí đầu vào: = + +

=3,747

- Suất lượng mol của cấu tử trơ:

- Nồng độ phần mol của 3 khi trong hỗn hợp khí:

- Nồng độ phần mol tương đối: (1)

2, Đầu ra

- Suất lượng mol khí được hấp thụ:

- Suất lượng mol khícòn lại trong hỗn hợp khí ở đầu ra:

GNO2c =G NO2 đ - = 2,162 – 1,73 = 0,432 (kmol/h)

GSO2c =G SO2 đ - = 1,069 – 0,855 = 0,214 (kmol/h)

GH2Sc =G H2S đ - = 0,516 – 0,413 = 0,103 (kmol/h)

 Tổng mol 3 khí đầu ra: = GNO2c + GSO2c+ GH2Sc =0,749 kmol/h

- Suất lượng mol của khí ở đầu ra:

GBc = Gtr + GAc = 1596,193 + 0,749 = 1596,942 (kmol/h)

- Nồng độ phần mol trong hỗn hợp khí đầu ra:

- Nồng độ phần mol tương đối

Xác định phương trình đường cân bằng

Theo sách “ Các quá trình , thiết bị trong công nghệ hóa chất và thực phẩm,tập 4”

GX min= Gtr. (kmol/h)

Thông thường lượng dd hthu thực tế Gx=1,2

Thay Yd từ (1) vào phương trình đường cb (bảng 1) ta được

=5,29.10-6

=310,79

=372,94 (Kmol/h)

- Lượng dung môi cần thiết:

.10-3

(4,6.10 -3 ;1,3.10 -3 ) (0; 2,7 10 -4 )

12

(0,012; 0,668.10 -3 ) (0; 1,3 10 -4 )

10-4

(4,4.10 -4 ; 0,322 10 -3 ) (0; 0,644.10 -4 )

Tiình ðýõÌng kiình thaìp hâìp thuò

- Khối lượng riêng xốp :

( Trích Quá trình và thiết bị công nghệ hóa học và thực phẩm - Tập 3 - Truyền khối - Vũ Bá Minh)

: bề mặt riêng của đệm

Gx , Gy lượng lỏng và lượng hơi trung bình

Tính toán :

Vđ = 0,79 m3/m3

: khối lượng riêng pha khí

Khối lượng riêng của hỗn hợp khí ρ y

ρhh khí = ρNO2 vNO2 +ρSO2 vSO2 + ρH2S vH2S + ρkk vkk

(Công thức trang 5_Sổ tay quá trình, tập 1)

(Công thức trang 14_ Sổ tay quá trình, tập 1)

 Khối lượng riêng của hỗn hợp khí:

- ρy = 1,85. 1,35 10-3 +2,57 6,68 10-4 +1,37. 3,23 10-4+1,16.0,9976= 1,16(kg/m3)

- : khối lượng riêng pha lỏng

 vận tốc làm việc trong tháp ω= (0.8÷0.9) ωdp= 0,8.3,35= 2,7 m/s

lưu lượng pha lỏng: Vx= 12,5 m3/s

 đường kính tháp đệm

chọn đường kính tháp hấp thụ là: 2400 mm

Tính chiều cao của tháp

Chiều cao làm việc của tháp được xác định theo phương pháp số đơn vị chuyển khối:

Trong đó Hlv : chiều cao làm việc của tháp

: số đơn vị chuyển bậc nồng độ thực tế= (n:hiệu suất ngăn=

0,75)

hdv : chiều cao một đơn vị chuyển khối

- hdv= 200( )1,2

: bề mặt riêng của đệm

: vận tốc làm việc trong tháp: 2,7 m/s

=0,79 thể tích tự do của đệm, m3/m3

 hdv= 0,42 m => = hdv(Ntt NO2 + Ntt sO2+ Ntt H2S)= 8m

Đường ống dân khí

- Vận tốc khí trong ống khoảng 10 – 30 m/s Chọn vận tốc ống dẫn khí vào bằng vận tốc trong ống dẫn khí ra và vào: v=30 m/s

* ống dẫn khí vào

Đường kính ống dân khí vào: d= = = 0,4 m

* ống dẫn khí ra

- Lưu lượng khí ra Qra= =

=11 m3/s

- Chọn ống dẫn khí ra và vào có đường kính ống tiêu chuẩn d = 400 mm, bề dày

b = 13 mm làm bằng thép không gỉ (Theo bảng XIII.32 trang 434 sổ tay quá trình và thiết bị công nghệ hóa chất tập 2) thì chiều dài đoạn ống nối (ứng với d

= 400 mm) là 150 mm

Đường ống dẫn lỏng

*Ống dân lỏng vào

-Vận tốc chất lỏng trong ống khoảng 1 – 3 m/s.chọn vvào=1,5 m/s

-Lưu lượng lỏng vào: Qv= = 0,02 m3/s => d= 0,13

Chọn đáy và nắp elip có gờ (bảng XIII.13 trang 388 STQT và TBCNHC tập2)