đồ án khí thải luyện kim

Ngành công nghiệp luyện kim gồm có nhiều công đoạn sản xuất, ứng với mỗi công đoạn sẽ có một thiết bị tương ứng, ví dụ như xưởng thiêu kết, lò sản xuất cốc, lò cao để sản xuất gang, lò t

CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN

NGÀNH LUYỆN KIM – KHÍ

THẢI TỪ LUYỆN KIM

I/ Một số cơ sở của ngành luyện kim

Luyện kim là quá trình xử lý cơ lý, hóa lý để sản xuất ra kim loại từ các nguồn nguyên liệu thiên nhiên ( quặng )

Có hai vấn đề cần quan tâm trong luyện kim là quặng và năng lượng

+Vấn đề quặng : Quặng được khai thác từ lòng đất có chứa kim loại dưới dạng các hợp chất hóa học, đây là một nguồn đề sản xuất kim loại từ luyện kim

Có 3 loại quặng chủ yếu:

1, Quặng tự sinh (tự nhiên):là kim loại gần như nguyên chất có được trong vỏ trái đất Chủ yếu là đồng(Cu), vàng(Au) Loại này không kết hợp hóahọc với các tạp chất, nên chỉ cần nấu chảy chúng ra rồi đúc thành sản phẩm, không phải xử lý qúa phức tạp

2, Quặng oxýt: loại quặng này có nhiều trong tự nhiên cho cả kim loại màu và kim loại đen Chúng ở dưới dạng các hợp chất hữu cơ với oxy tạo thành các oxýt, hydroxit, muối: Fe3O4, Fe2O3, TiO2, SnO2, AlOOH, PbCO3, CuCO3,

+ Vấn đề về năng lượng luyện kim: Ngành luyện kim tiêu thụ năng lượng rất nhiều Muốn xây dựng một nhà máy luyện kim thì tìm ra nguồn năng lượng là rất quan trọng Nguồn năng lượng là than, thủy điện, dầu khí thiên nhiên, khí đồng hành, địa nhiệt Những nguồn năng lượmg này khi đốt cháy sẽ sinh ra lượng khí thải: CO, CO2, SO2, NOx,

Như vậy, trong quá trình chế biến quặng và đốt nhiên liệu, phần khí thải sinh ra là các khí oxít và bụi

Hiện nay, số lượng các nhà máy luyện kim không nhiều nhưng phân bố trênmột địa bàn khá rộng và đang có xu hướng phát triển Các nhà máy luyện kim gây

ô nhiễm rất lớn, đặc biệt là ô nhiễm khí thải

Ngành công nghiệp luyện kim gồm có nhiều công đoạn sản xuất, ứng với mỗi công đoạn sẽ có một thiết bị tương ứng, ví dụ như xưởng thiêu kết, lò sản xuất cốc, lò cao để sản xuất gang, lò thổi ôxy,… trong đó, xưởng thiêu kết là một trong những công đoạn mà lượng khí thải thoát ra nhiều nhất Thiêu kết là quá trình thiêu, được tiến hành ở nhiệt độ cao, làm thay đổi thành phần hoá học của các khoáng sản chứa trong quặng Đồng thời làm mềm và chảy lỏng một phần khoáng sản, làm chúng kết dính lại với nhau, ngoài ra quá trình còn làm tăng cỡ hạt và độ xốp của nguyên liệu, thuận tiện cho xử lý các quá trình sau này Thêm vào đó, quátrình thiêu kết còn nhằm mục đích tạo ra các hợp chất dễ xử lý đối với kim loại có ích và kìm hãm tác hại của các tạp chất trong nguyên liệu

II/ Khí thải trong luyện kim – trong xưởng thiêu kết:

 Khí bụi thải ra từ nhà máy luyện kim chiếm tỷ lệ lớn trong khí

thải công nghiệp, trong đó bụi chiếm 20%, khí CO chiếm 43%, SO2 chiếm 16%, nitơ oxít : 23% Trong các vùng phát triển luyện kim, khí quyển bị nhiễm bẩn chiếm tỉ lệ 50÷60% Bảng dưới nêu hàm lượng bụi, khí SO2, CO có trong khí đi ra từ các xưởng của nhà máy luyện kim

Vật liệu chịu lửa 2.7 0.2 0.1

Bảng: Hàm lượng bụi, SO2, CO trong khí thải của nhà máy luyện kim

(Nguồn: Kỹ thuật lọc bụi và làm sạch khí_Hoàng Kim Cơ_Trang 177)

Từ bảng trên ta thấy, xưởng thiêu kết, năng lượng có tỉ lệ chất độc hại thoát

ra nhiều nhất Các bụi khó thu hồi là bụi thoát ra từ các xưởng: lò thổi, lò máctanh.Khí thoát ra từ xưởng lò cao, khí CO chiếm tỷ lệ lớn Khi đốt nhiên liệu chứa lưu huỳnh thì lượng khí thoát ra từ xưởng năng lượng chứa lưu huỳnh

là bụi và khí CO, còn nếu thiêu kết quặng chứa lưu huỳnh thì chủ yếu là khí SO2 Khí thoát ra từ máy thiêu kết phụ thuộc vào độ thấu khí của phối liệu, lượng nhiên liệu có trong phối liệu và lượng không khí rò vào máy thiêu kết Lượng khí thoát

ra chiếm khoảng 2500 ÷ 4800 m3 cho 1 tấn quặng thiêu kết Hoặc 3000 ÷4000

m3/h Trong giới hạn đồ án này, tôi chọn một nhà máy có lưu lượng khí thải từ máythiêu kết là 3000 m3/h

 Bụi trong khí thải xưởng thiêu kết:

Bụi có trong khí thoát ra từ máy thiêu kết phụ thuộc vào lượng hạt nhỏ có trong phối liệu, độ ẩm phối liệu và việc chuẩn bị Giá trị của nó giao động trong giới hạn

5 ÷30 kg/T quặng thiêu kết Lượng bụi có trong khí thường khoảng 2 ÷ 6 g/m3 Thành phần hóa học của bụi có thể dao động và phụ thuộc vào thành phần quặng Thường trong bụi có chứa 40 ÷ 50 % Fe và oxít Fe, 9 ÷ 15% canxiôxít, 5 ÷ 6% cácbon, 2 ÷ 8% nhân ôxít, 0.5 ÷ 1.5% magiê ôxít và một số cấu tử khác Khối lượng riêng của bụi ~ 3.8 ÷ 4.0 g/cm3

Thành phần của bụi cho trong bảng sau :

Kích thước hạt bụi(µm) >40 40-30 30-20 20-10 10-5 5-0Khí thoát ra từ vùng thiêu

Khí thoát ra từ vùng làm

Để thiết kế hệ thống xử lý khí thải cho xưởng thiêu kết, tôi chọn thành phần bụi theo bảng trên và khối lượng riêng của bụi là 3.9 g/cm3

 Khí thải SO2 và CO:

Các cấu tử khí độc hại có trong khí ra từ máy thiêu kết là SO2, CO Lượng SO2trong khí ra từ nhà máy có thể tính :

Trong đó: Spl : lượng lưu huỳnh có trong quặng, kg/T quặng thiêu kết

Stk, Sb : lượng lưu huỳnh trong quặng thiêu kết và trong bụi

k : hệ số khử lưu huỳnh

Lượng SO2 thoát ra phụ thuộc vào dạng liên kết lưu huỳnh trong quặng – sunfua hoặc sunfat Nếu liên kết ở dạng sunfua ( firitFeS2) lưu huỳnh sẽ cháy ~ 90 ÷95% (k=0.9÷0.95) hoặc liên kết dạng sunfat (barit) lưu huỳnh sẽ cháy ~ 50÷ 60%

(k=0.5÷0.6) Hàm lượng khí SO2 trong dòng khí cũng phụ thuộc vào nhiên liệu đốt.Khí CO chứa trong khí ra từ nhà máy thiêu kết là 12 ÷ 15g/m3 Hàm lượng CO phụ thuộc vào thành phần quặng thiêu kết và nhiên liệu đốt

 Trong khuôn khổ đồ án này, dựa trên cớ sở lý thuyết trên, tôi tiến hành thiết kế hệ thống xử lý khí khí thải cho xưởng thiêu kết với các thông số dòng khí như sau:

 Lưu lượng dòng khí: 3000 m3/h (hay 0.83 m3/s)

 Nhiệt độ dòng khí : 100 0C

 Hàm lượng bụi : 5 g/m3

 Hàm lượng SO2 : 20 g/m3

 Aùp suất dòng khí trong hệ thống : 1 at

 Trong giới hạn đồ án này, ta không đề cập đến vấn đề xử lý khí thải CO

Chương 2: Đề xuất quy

trình công nghệ

I Các phương pháp xử lý khí thải từ máy thiêu kết hiện nay:

Để xử lý bụi thì khí thải từ hộp góp khí của nhà máy thiêu kết sẽ qua hệ thống thu bụi Cho đến nay hệ thống góp khí ứng dụng thiết bị cuối cùng của hệ thống lọc bụi là xyclon chùm Qua nghiên cứu thực nghiệm nhiều năm chỉ rõ, hệ thống thiết bị này làm việc trong nhà máy thiêu kết sẽ không thích hợp vì sự phân bố khí không đồng đều trong thiết bị do kích thước của chúng lớn, các đơn nguyên xyclon bị bào màn nhanh và dễ bị tắc bẩn, lượng không khí bị hút vào làm giảm hiệu quả thu bụi xuống 60 ÷70% Lượng khílàm sạch ra, một mặt không đạt nồng độ bụi yêu cầu trong khí ra môi trường khí quyển, mặt khác gây ăn mòn nhanh rôto, mặt khác gây ăn mòn nhanh roto của máy hút.(hình a)

Những năm gần đây, nhiều nhà máy thiêu kết đã bắt đầu áp dụng nhiều hệ thống thiết bị lọc bụi theo các phương pháp ẩm khác nhau

Một số nhà máy thiêu kết không áp dụng lọc khí sơ bộ mà ngay hộp góp khí ra từ nhà thiêu kết đặt các tháp ly tâm Mặc dù hiệu suất thu bụi đạt 0.94 ÷0.96 nhưng lượng bụi có trong khí mang ra còn 150 ÷ 250 mg/m3, còn vượt yêu cầu (80÷100 mg/m3).(hình b)

Hình c trình bày sơ đồ thiết bị lọc bụi khí dùng tháp rửa ly tâm đặt sau xyclon chùm Với hệ thống lọc khí này, ta có thể đạt được hiệu suất thu bụi đến 0.96÷0.98 và hàm lượng bụi ra khỏi hệ thống còn lại 80÷150mg/m3

Trong một số nhà máy khác chọn sơ đồ lọc bụi khí theo hình d theo sơ đồ này, tháp rửa ventuary được đặt trực tiếp sau hộp góp khí ra từ nhà máy thiêu kết, độ giảm áp qua tháp rửa venturi ~ 2.5÷3.5 kPa, suất tiêu hao nước m= 0.10÷0.15 dm3/m3, hiệu suất thu bụi đạt 0.93÷0.95 khi đó lượng bụi đi trong tháp đi ra là 200÷300 mg/m3

Như vậy hệ thống lọc bụi khí theo phương pháp ẩm, cho đến nay, không đảm bảo

đường dẫn khí bụi và roto phủ lớp bụi rắn, điều đó làm trở ngại việc vận hành của chúng Vấn đề tối ưu hóa sơ đồ làm sạch khí của nhà máy thiêu kết còn là vấn đề đang giải quyết Thêm vào đó, các công nghệ xử lý khí ô nhiễm như S02 hiện nay vẫn chưa được ứng dụng rộng rãi.

II Đề xuất và thuyết minh quy trinh công nghệ :

1 Yêu cầu thiết kế:

Thiết kế hệ thống xử lý khí thải cho dòng khí từ xưởng thiêu kết trong nghành sản xuất luyện kim đen với các thông số ô nhiễm của dòng khí như sau:

 Lưu lượng dòng khí: 3000 m3/h (hay 0.83 m3/s)

 Nhiệt độ dòng khí : 100 0C

 Hàm lượng bụi : 5 g/m3

 Hàm lượng SO2 : 20 g/m3

 Aùp suất dòng khí trong hệ thống : 1 at

Và yêu cầu của hệ thống xử lý là dòng khí ra đạt tiêu chuẩn khí thải xung quanh của khu vực đô thị : SO2 : 300 mg/m3

Bụi : 200 mg/m3

2 Đề xuất quy trình công nghệ:

Quy trình công nghệ xử lý khí thải được đề xuất như sau:

Hộp góp khí sẽ có nhiệm vụ thu dòng khí thải từ máy thiêu kết Tiếp đó đường ống dẫn khí sẽ dẫn dòng khí thải này qua xyclon để xử lý bụi Dòng khí từ xyclon sẽ được dẫn đến tháp hấp thu để xử lý SO 2 bằng dung dịch Ca(OH) 2 10% Dòng khí này đi lên qua ống khói phát tán để đạt tiêu chuẩn.

Bụi thu được từ bụi lắng đọng trên đường ống và từ đáy xyclon được đưa

đi chôn lấp cùng với cặn CaSO 3 từ bể lắng của thiết bị hấp thụ Sơ đồ công

nghệ như sau:

bụi

bụi lắng trong đường ống

07

06

05 04

03

02 01

Chôn lấp

Hệ thống xử lý nước

CaO H2O

Khí sạch

Khí thải từ máy thiêu kết

: Dòng khí : Dòng lỏng : Bụi khô và bùn từ bể lắng

Xử lý bụi được lựa chọn là 2 xyclon đơn nối tiếp Ta sử dụng xyclon đơn mà không dùng xyclon chùm vì lưu lượng của khí thải không lớn ( 3000m3/h) và nồng độ bụi rất lớn (5 g/m3) Đồng thời cũng không thể dụng các phương pháp khử bụi bằng ẩm vì trong dòng khí đi ra có chứa nhiều khí axít, việc kết hợp với nước tạo

ra các axit gây ăn mòn thiết bị Thêm vào đó, 2 xyclon đơn được thiết kế chế tạo đơn giản hơn , giá thành thấp hơn nhưng có thể xử lý bụi đạt tiêu chuẩn

 Xử lý SO2 :

Phương pháp được lựa chọn là hấp thụ SO2 bằng tháp hấp thu là tháp đệm, sử dụng dung dịch hấp thụ là vôi sữa Ca(OH)2

 Dung môi sử dụng là dung dịch sữa vôi Ca(OH)2 vì:

o Chất thải thứ cấp của nó được đưa về dạng thạch cao CaSO3 không gây

ô nhiễm thứ cấp cho nguồn nước và có thể tách ra khỏi nước đem chôn lấp an toàn(SO2 + Ca(OH)2 = CaSO3 + H2O)

o Là loại dung dịch rẻ tiền, dễ kiếm

o Tính ăn mòn thiết bị yếu ít gây nguy hại cho thiết bị xử lý

o Dung dịch này ngoài nhiệm vụ hấp thụ các acid SO2, CO2, còn có tácdụng làm nguội khí thải đáp ứng yêu cầu tiêu chuẩn về nhiệt độ khí thải đầu racủa ống khói

 Vật liệu chế tạo tháp hấp thu:

Do phải chịu tác dụng hoá học với khí thải và dung dịch có tính ăn mòn caonên vật liệu chế tạo tháp hấp thu và các đường ống dẫn khí được chọn là loại théphợp kim đặc biệt thuộc nhóm thép không gỉ, chúng có tính chống ăn mòn cao trongđiều kiện làm việc của thiết bị

Thiết bị xử ly:ù tháp hấp thu làm bằng vật liệu thép không gỉ với lớp đệmvòng sứ do:

o Có khả năng chịu đựng môi trường hoá chất và nhiệt độ cao

o Lớp đệm có tác dụng tăng diện tích và thời gian tiếp xúc giữa 2 pha khí lỏng để quá trình hấp thu xảy ra triệt để hơn Bố trí chuyển động ngược chiều: khíchuyển động từ dưới lên, dung dịch từ trên xuống

-o Ng-oài ra lớp đệm v-òng sứ c-òn c-ó tác dụng va đập, kết dính bụi và kimloại nặng trong khí thải vào dung dịch hấp thu sau đó được tách ra ở dạng cặntrong bể lắng

o Có tấm thép chống gỉ đục lỗ để đỡ và phân phối đều khí qua tiết diệnngang của tháp

Chương 3: Đường ống

1 Vật liệu chế tạo ống dẫn khí:

Việc chọn vật liệu làm ống dẫn khí phụ thuộc vào nhiệt độ và thành phần khí Vât liệu chế tạo đường ống thường là thép lá ít dùng hơn thép hợp kim, chì, titan, và chất dẻo vingla Hiện tượng gỉ đường ống xẩy ra do kết quả ngưng tụ các dịch thể có hại lên thành ống khi bị nguội Để chống gỉ, trên bề mặt thành ống được bọc lớp cao su và phủ lớp nhựa

Các lớp bọc chống gỉ chỉ làm việc ở nhiệt độ nhất định Khi bảo vệ bằng lớpbọc cao su thì nhiệt độ làm việc không qúa 70÷90 oC Nếu khí chuyển động trong đường ống có nhiệt độ cao thì lớp bảo vệ ngoài nhiệm vụ chống gỉ còn phải chịu tác dụng ở nhiệt độ cao Vì vậy phải lót thêm gạch chịu axit Tuy nhiên cần lưu ý, lớp lót có thể bị nứt, tạo khe nứt qua đó dịch thể ngưng tụ hoặc thấm sâu vào phá hoại kim loại

Khi bảo vệ kim loại chống gỉ bằng cách phủ lớp vật liệu lớp vật liệu nào đó lên thành ống nmà không có lớp lót thì cần chú ý đến chất lượng chuẩn bị bề mặt ống trước khi phủ lớp bảo vệ

Qua kinh nghiệm bảo quản cho biết, nhiều trường hợp lớp bảo vệ không đảm bảo làm việc tốt vì bề mặt lớp phủ bảo vệ trỡ nên thấm ướt nên bị tách ra khỏi bề mặt kim loại dẫn đến đường ống dễ hư hỏng

Trong trường khí thải của xưởng thiêu kết, dòng khí có nhiệt độ không cao lắm, dòng khí tuy có chứa các khí axít như SO2,CO nhưng do dòng khí không có độ ẩm nên có thể bỏ qua tính ăn mòn vật liệu của dòng khí Vì vậy, vật liệu làm ống dẫn khí có thể chọn là thép bình thường, không cần lớp phủ bảo vệ cũng như dùng kim loại chống gỉ

2 Tốc độ khí chuyển động và tiết diện ngang của ống dẫn khí:

Chọn tốc độ khí chuyển động trong đường ống dẫn khí rất quan trọng, vì nó quyết định kích thước tiết diện ngang đường ống, trở lực đường dòng và cường độ lắng bụi của khí

Với các khí bụi cơ học và do quá trình thăng hoa thì tốc độ khí được chọn ≈

10 ÷20m/s (tốc độ này do quạt gió tạo nên) Khi hút tự nhiên bởi ống khói thì tốc độ khí trong đường ống không vượt quá 5÷6 m/s nếu tốc độ khí 5÷10m/s thì bụi cơ học có thể lắng trong khi bụi thăng hoa không thể lắng Với những tốc độ khí đã chọn này thì trở lực đường ống không cao

Ta chọn vận tốc chuyển động do quạt gió tạo nên là 15m/s Tiết diện đường ống dẫn khí là:

2 0556 0 15

* 3600

m F

*







Vậy ống dẫn khí có đường kính 30cm

3, Thu bụi lắng trên đường ống dẫn khí:

Một yếu tố cần tính đến là sự lắng bụi trên đường ống dẫn khí

Ф=30 cmHat bụi

ω

Sự lắng các hạt bụi trên đường ống làm giảm tiết diện đường ống do đó làm tăng trở lực của đường ống Ta sẽ chọn phương pháp loại bỏ bụi trên đường ống bằng dây tời và chổi quét Theo phương pháp này, hành trình thải bụi được tiến hành như sau: nhờ tời kéo bằng kim loại làm dịch chuyển ống có gắn nan hoa, chổiquét Chổi quét chuyển động dọc theo đường dẫn khí về phía này hoặc phía khác, bụi lắng được xới lên chuyển vào rãnh để thải ra ngoài Hành trình chuyển động của chổi dọc theo đường dẫn khí nhờ vào hệ thống tời kéo đặt ỡ hai đầu đường dẫnkhí Khi ngừng làm việc, chổi quét được chuyển về phía đầu của đường dẫn để không làm ảnh hưởng đến sự chuyển động của khí.

Chương 4: Thiết kế

xyclon thu bụi

Thành phần của bụi cho trong bảng sau:

Kích thước hạt bụi(µm) >40 40-30 30-20 20-10 10-5 5-0Khí thoát ra từ vùng thiêu

Khí thoát ra từ vùng làm

Khối lượng riêng của bụi là : 3,9g/cm3

Lượng bụi từ xưởng thiêu kết chủ yếu là các oxít kim loại(40-50% là Fe và oxit Fe)→ có thể nghĩ đến thu hồi bụi để tái chế

Tính xyclon theo phương pháp chọn:

Chọn xyclon trụ, là loại xyclon cho năng suất cao nhưng thu hồi các bụi nhỏ kém.Phần bụi nhỏ còn lại có thể được loại bỏ hoàn toàn sau khi qua thiết bụi hấp thụ khí SO2 bằng tháp đệm

 Vận tốc chuyển động tối ưu của dòng khí trong thiết bị là từ: 2.2÷2.5 m/s Chọn v=2.4m/s

Tiết diện cần thiết của xyclon:

2 347 0 4 2

* 3600

3000

m Vopt

L

F   

Đường kính xyclon:

785 0

347 0



Vậy ta chọn thiết kế xyclon có đường kính D=700mm

Vận tốc thực tế của dòng khí trong xyclon:

s m D

L

/ 2 2 7 0

* 785 0

* 60

* 60

3000

* 785



2.4m/s điều này là chấp nhận được vì vận tốc thực tế

của xyclon không nên vượt quá 15% so với vận tốc tối

ưu đã lựa chọn

 Chọn kích thước của xylon:

Chọn loại cylon thông thường như hình vẽ

Ta có các thông số kích thước như sau:

Thông số Cyclone-conventional (3) Kích thước(mm)

 Tính hiệu suất thu bụi:

+Số vòng quay có hiệu quả:

6

* 3325 0

* 14 3

* 2 /

m m

v

R Vt

d

g p

* 014 0 4

2

* ) 95 0 3900 (

3325 0

* 10

* 9 21

* 18

* 034 0

* ) (

*

* 18

* 4 22

1 273

* 29

*

*

* 4

p T M

g

p

 =3.9g/cm3=3900kg/m3+ Kích thứơc hạt bụi được thu hồi với 50% hiệu suất

10

* 3 9 ) 95 0 3900 (

* 4 2

* 6

* 14 3

* 2

16625 0

* 10

* 9 21

* 9 )

v Ne

W d

(

1

1

pi pc

 , trong đó: dpi là đường kính trung bình của loại cỡ hạt thứ i

Ta có bảng sau:

thước(µm)

dpi trungbình

Trong đó: mi là tỉ lệ các hạt bụi trong dòng khí

Vậy hiệu suất tổng cộng của xyclon là

%7796.76

*

6 1



 Lượng bụi còn lại sau khi qua xyclon

mbụi=(1-77%)* 5000=1500Lượng bụi còn lại này được đưa qua tiếp vào xyclon thứ hai, coi như hiệu suất xyclon thứ hai này cũng là 77%, vậy lượng bụi còn lại sau khi qua xyclon thứ hai là:

m bụi =(1-0.77)*1500=345 mg/m3hàm lượng bụi này đạt tiêu chuẩn loại A

Chương 5: Thiết kế tháp

 Nhiệt độ: dòng khí có nhiệt độ 1000

sau khi qua xyclon và đường ốngdẫn khí nhiệt độ còn khoảng 80 oC

-Nhiệt độ của dung dịch hấp thụ là 20 C ,

nhiệt độ của khí đi vào là 800C,do nhiệt dung

riêng của nước lớn hơn của khí rất nhiều, do đó có

thể ước lượng nhiệt độ làm việc trung bình trong

tháp là 30 0C sau này sẽ được kiểm tra lại bằng

phương trình cân bằng nhiệt lượng Quá trình hấp thụ diễn ra trong tháp được coi làhấp thụ đẳng nhiệt

 Nồng độ khí ban đầu:

V=0.83 m3/s

P*V=n*R*T

l mol K

K mol atlit

at T

R

P V

n

) 30 273 (

* / 082 0

3

/ 1000

* / 0403 0

* 1

64 / SO2 20

mol m

lit lit

mol m

* 825 7 1

y

y

II Tính các thông số đầu ra và tính toán quá trình hấp thu:

Để tính các thông số đầu ra của dòng khí, ta xem như dòng khí đi ra được xửlý đến nồng độ đạt tiêu chuẩn loại A trong khu công nghiệp : Cc=1500mg/m3

)/

(10

*823.5/

3.40

*1

64/5,

2

4 3

2 3

m molh m

( 10

* 827 5 10

* 823 5 1

10

* 823 5

4 4

4

itro molkhongkh molSO

y

y Y

c

c c

 Xây dựng đường cân bằng:

 Hệ số Henrry của SO2 ở 30 oC tra trong bảng IX.1 trang 139 Sổ tay quá trình và thiết bị công nghệ hóa chất tập 2 là 0.0364*106mmHg

 Hệ số cân bằng pha:

895 47 760

10

* 0364

m trong đó P là áp suất tổng

 Vậy theo định luật Henry và Dalton-Clapeyron, phương trình cân bằng của

SO2 trong dung dịch là:

y=m*x ↔ * 1

X m Y

Y

↔

X

X X

m

X m

Y

* 895 47 1

* 895 47 )

1 (

d c

Y Y

m

Y

 Lưu lượng dung dịch cần thiết:

Gkhí trơ=(1-yđ)*Ghỗnhợp =( 1  y d) *V *C k 

={1-7.764*10^(-3)}*0.83m3/s*0.0403mol/lit=0.0332kmolkhông khí trơ/s

 Lưu lượng dung dịch tối thiểu tiêu tốn theo lý thuyết được tính theo công thức:

s kmolH X

Y Y G L

c

c d

10

* 621 1

10

* ) 5827 0 764 7 (

* 0332

L=1,3*Lmin=1.3*1.48=1.925 kmol H20/s-Xây dựng đường làm việc:

L

Y Y G

thuc

c d tro

2 2

4 3

/ 10

* 25 1 925

1

10

* ) 5827 0 825 7 (

* 0332 0 ) (

(trong đó, 984.35 kg/m3 là khối lượng riêng của dung dịch Ca(OH)2 theo sổtay quá trình và thiết bị hóa chất tập 2)

 Phương trình đường làm việc Y:

Y=aX+b đi qua 2 điểm: A có tọa độ X=0, Y=Yc=0.5827*10-3

B có tọa độ X=Xc=1.25*10-4, Y=Yđ=7.825*10-3Giải được phương trình đường làm việc là:

Y=58.0685*X+5.827*10-4

III Đường kính tháp hấp thụ:

Theo sổ tay quá trình thiết bị và hóa chất, đường kính tháp hấp thụ có thể tính theocông thức:

.

*

* 4

y

tb

w

V D

V V

V   , trong đó: Vd=0.83(m3/s)

824 0 10

* 823 5 1

10

* 764 7 1 83 0 1

m3/s

 Tính vận tốc khí  k :

Ta có: k = g x n Với g : vận tốc tới hạn tương ứng với điểm nghịchđảo, nghĩa là chuyển từ chế độ chảy màng sang dạng như sương, xác định theocông thức:

125 0 25 0 16

0

2 2

tb y

x x e

y g

G

L B A d

 g : gia tốc trọng trường = 9.81 (m2/s)

  : Thể tích tự do của tầng vật chêm (m3/m3)

 y, x : Khối lượng riêng trung bình của pha khí và lỏng (kg/m3)

1  4 1734 * 10 * 64 ( 1 4 1734 * 10 ) 29 29 146 ( )

10

* 1734 4 2

10

* 823 5 10

* 764 7 2

3 3

3 4

3

M y

M

y y

y

kk tb SO

tb hhk

c đ

* 4 22

273

* 146 29 )

273 (

* 4 22

273

*

m kg t

Khối lượng riêng của chất lỏng (dung dịch Ca(OH)2): x=984.35kg/m3

 x(30) ,x(20) : độ nhớt vận động của dung dịch hấp thụ ở nhiệt độ củaquá trình và ở 20oC. (x(30) =0.8007*10-3 N.s/m2 ; x(20)=1.005*10-3 N.s/m2)

 Ltb, Gtb : suất lượng trung bình của dòng lỏng và khí (kg/s)

 de: Đường kính tiết diện rãnh giữa các đệm (m)

 Gía trị của A,B trong công thức được chọn theo bảng:

Dạng ống

025,0lg.5,147,