do an tháp hấp thụ CO2

mình có bản vẽ autocad của tháp nhé.liên hệ để lấy ............................................................................................................................................................................

MỞ ĐẦU

Trong những năm gần đây, khái niệm “ ô nhiễm môi trường ” được

nhắc đến một cách thường xuyên trên các phương tiện thông tin đại

chúng, trong các hội thảo, hội nghị…Người ta đang dần quan tâm hơn

đến môi trường và không thể thờ ơ trước hiện trạng môi trường đang

ngày càng xuống dốc nghiêm trọng, ảnh hưởng trực tiếp đến chính sự

sinh tồn của họ

Môi trường công nghiệp – nơi mà hoạt động của con người diễn ra

một cách mãnh liệt tạo ra của cải phục vụ cho xã hội loài người –

đang ngày càng ô nhiễm trầm trọng gây ra bởi chính quá trình hoạt

động đó Thực tế đòi hỏi chúng ta phải quan tâm và đầu tư vào việc

quản lý, kiểm soát các quá trình sản xuất để giảm thiểu, hạn chế ô

nhiễm môi trường do các hoạt động sản xuất gây ra Bên cạnh đó,

một công việc hết sức quan trọng đó là, nghiên cứu để tìm ra những

biện phá, công nghệ nhằm xử lý các chất gây ô nhiễm, độc hại với

môi trường sống Bởi một thực tế không tránh khỏi là tất cả hoạt động

sống của con người nó chung mà đặc biệt là hoạt động công nghiệp

luôn tạo ra chất thải Những chất thải này chính là nguyên nhân chính

làm ô nhiễm môi trường của chúng ta.Thực tế cũng cho thấy rằng, các

nước càng phát triển, khoa học và công nghệ càng tiên tiến thì ô

nhiễm môi trường càng trở nên nghiêm trọng Nền công nghiệp ở

Việt Nam tuy chưa phát triển mạnh mẽ nhưng do nhiều nguyên nhân

khác nhau mà ô nhiễm do các hoạt động sản xuất công nghiệp đang là

vấn đề rất cần được chúng ta quan tâm, đặc biệt là ô nhiễm môi

trường khí

càng ngày càng tăng lên Vì vậy việc xử lý khí thải trước khi thải ra

môi trường là vô cùng cần thiết Và các nhà máy xí nghiệp đã có

thêm sự lựa chọn trong việc xử lý đó là thiết bị hấp thụ tháp đệm

Hấp thụ là quá trình hút khí bằng chất lỏng, khí được hấp thụ

gọi là chất bị hấp thụ, chất lỏng dùng để hút khí gọi là chất hấp thụ

(dung môi), khí không bị hấp thụ gọi là khí trơ Bản chất của quá

trình hấp thụ là khí hoà tan vào trong lỏng tạo thành hỗn hợp hai cấu

tử gồm hai thành phần và hai pha Hệ thống như vậy theo định luật

cân bằng pha ( = 2, k = 2, → C = 2-2+2 = 2) được coi như hỗn hợp

lỏng có hai thành phần Cân bằng pha được xác định bởi P, T, C Nếu

T = const thì độ hoà tan của khí phụ thuộc vào P theo định luật

Henry:

+ Với khí thực, m phụ thuộc vào x → đường cân bằng là đường cong

Hệ số cân bằng m = /PP

: Hệ số Henry, có thứ nguyên của P

Trước khi bắt tay vào việc thiết kế một thiết bị hay hệ thống

hấp thụ ta cần xét qua các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hấp thụ

sau:

* Lượng dung môi:

Theo phương trình chuyển khối, lượng khí bị hấp thụ được tính theo

công thức:

Trong điều kiện nhất định, G là

cũng không đổi Do đó bề mặt tiếp

xúc F chỉ thay đổi tương ứng với

Từ đồ thị suy ra khi Xđ , Yđ , Yc cố định thì nồng độ cuối của dung

Dựa vào phương trình nồng độ làm việc

Y = A.X + B

với: A = tang =

tr

x G

G

; B = Yc -

tr

x G G

nhưng thiết bị phải rất lớn (rất cao), ngược lại, nếu chọn lượng dung

bé Vậy nên, khi chọn điều kiện làm việc ta phải dựa vào chỉ tiêu kinh

t1

X

Y

BA

P2

P1

P3

P > P > P

* Nhiệt độ và áp suất:

Nhiệt độ T và áp suất P là hai yếu tố ảnh hưởng quan trọng lên

quá trình hấp thụ, mà chủ yếu ảnh hưởng lên trạng thái cân bằng và

động lực của quá trình

Từ phương trình Henry ta thấy, khi nhiệt độ tăng thì hệ số

Henry tăng nên đường cân bằng dịch chuyển về trục tung Suy ra, nếu

đường cân bằng và đường là việc cắt nhau, nên không thể đạt được

nhiên khi T tăng thì độ nhớt của dung môi giảm nên vận tốc khí tăng,

cường độ chuyển khối cũng tăng theo

Trong trường hợp tăng áp suất, ta thấy hệ số cân bằng m giảm

lên, quá trình chuyển khối tốt hơn Nhưng tăng P thì T tăng, điều này

gây ảnh hưởng xấu đến quá trình hấp thụ Mặt khác, P tăng gây khó

khăn về mặt thiết bị Do vậy, quá trình hấp thụ chỉ được thực hiện ở

áp suất cao đối với khí khó hoà tan

Các loại tháp hấp thụ:

Thiết bị loại bề mặt: đơn giản, bề mặt tiếp xúc bé nên chỉ dùng khi

chất khí dễ hoà tan trong lỏng

Thiét bị loại màng: Có loại ống, loại tấm

Thiết bị loại phun: không phù hợp với khí khó hoà tan

Thiết bị loại đệm: bề mặt tiếp xúc pha lớn, hiệu suất cao nhưng khó

làm ướt đều đệm

Thiết bị loại đĩa

I Tra và tính số liệu:

* Lập phương trình đường cân bằng:

Theo định luật Henry:

ycb = mx,

Chuyển sang nồng độ phần mol tương đối ta được:

X m

mX

Y

) 1

1

579 , 1631



Coi hỗn hợp khí vào tháp là khí lý tưởng nên tuân theo phương trình

PT

T V P

V 

đổi sang đơn vị kmol/Ph được:

Gyđ = n = RT PV = 01,082.10000.298 = 409,232 (kmol/Ph)

Nồng độ khí thải vào tháp là Yđ= 0,01 kmol/Pkmol trơ

Từ phương trình đường cân bằng ta xác định được nồng độ cuối của

dung môi đạt đến cân bằng (ứng với nồng độ đầu của khí) là:

c d tr

X X

Y Y G

) 001 , 0 01 , 0 (

14 , 405

G

Y Y

G (  )

68 , 7852

) 001 , 0 01 , 0 ( 14 ,





(kmol/Pkmolkhí trơ)

* Lập phương trình đường nồng độ làm việc của quá trình hấp thụ:

Phương trình cân bằng vật liệu viết cho một đoạn tháp tại một mặt cắt

Đối với pha khí:

Thay vào ta được:

xtb1 , xtb2 : khối lượng riêng trung bình của CO2 và của dung dịch

NaOH lấy theo nhiệt độ trung bình

Đối với pha khí: Mytb = ytbMCO2 + (1 – ytb)Mkk

* Lưu lượng trung bình:

Đối với pha khí:

CO

tb

k k

M m M

2

2 





MCO2= 44 (kg/Pkmol); Mkk =29 (kg/Pkmol) My = 29 (kg/Pkmol)

kk = 182.10-7 Ns/Pm2; CO2,25o C = 150.10-7 Ns/Pm2

Suy ra:

7 7

10 182

29 ) 0055 , 0 1 ( 10 150

44

.

3600

9955

IV Chiều cao tháp:

Công thức tính chiều cao đối với tháp đệm theo phương pháp số bậc

NHẬN XÉT QUA BẢNG MÔ PHỎNG

Ảnh hưởng khi thay đổi nhiệt độ:

Nhiệt độ tăng không có lợi cho quá trình hấp thụ Nhiệt độ tăng làm

giảm hiệu suất hấp thụ và để đạt được yêu cầu phải tăng thêm kích

thước thiết bị, tăng đường kính và chiều cao

Ảnh hưởng của áp suất:

Áp suất có ảnh hưởng tới hiệu suất hấp thụ, làm tăng hiệu suất hấp

thụ Nhưng nếu áp suất tăng thì chi phí kinh tế cũng tăng theo như là

phải lắp đặt thêm máy nén, chi phí năng lượng tăng do công suất hoạt

động của máy tăng rất mạnh

Ảnh hưởng kích thước đệm:

Đệm có kích thước lớn thì đường kính giảm chiều cao tăng, do đường

kính tỷ lệ với thể tích tự do và tỷ lệ nghịch với bề mặt riêng của đệm

Mặt khác kích thước đệm tăng sẽ làm tăng trở lực, bề mặt riêng nhỏ

hạn chế sự tiếp xúc của chất lỏng với khí

V Trở lực của toàn tháp được xác định theo công thức:

l k m

L A

Chọn bơm ly tâm để bơm chất lỏng cung cấp cho toàn bộ hệ thống

làm việc với những thông số sau:

Áp suất toàn phần do bơm tạo ra:

ΔP= ΔPP= ΔP= ΔPPđ + ΔP= ΔPPm +ΔP= ΔPPH +ΔP= ΔPPt +ΔP= ΔPPk+ ΔP= ΔPPc (II-53) (N/Pm2)

(N/Pm2)

ΔP= ΔPPt: Áp suất cần thiết để khắc phục trở lực trong (N/Pm2)

2 2





P d  N m II

) 369 (

) ( 785 ,

td m







) Re

81 , 6 ( 0 , 9

xoáy nên xác định  theo công thức trên là phù hợp

:độ nhám tuyệt đối, chọn loại ống thép mới không hàn

mm

1 , 0 06

10 1 , 0 )

1167714

81 , 6 (

3 9

, 0

58 , 1

) /P ( 2

2

td

td c

Hệ số trở lực khuỷu: 2 khuỷu 450 tạo thành sao cho a/Pb=1  α=1

 ξ3=0,38

Vậy:

56 19817 2

44 , 1047 2

H:Chiều cao từ đàu ống hút đến điểm

cao nhất, chọn chiều cao H=10 m

η: Hiệu suất bơm: Bao gồm 3 phần :

0,9

a

b

ηtl: Hiệu suất thuỷ lực do ma sát và tạo dòng xoáy, chọn ηtl = 0,85

Vậy : η=0,9.0,85.0,95 = 0,72675

Thay vào ta có:

72675 , 0 1000

4 , 33901 923 , 3

N N



Trong đó:

85 , 0 95 , 0

183





Trên thực tế ta phải chọn động cơ điện có công suất thực tế lớn

hơn để đề phòng khi bơm quá tải

A 2 Tính toán quạt thổi khí:

Chọn quạt ly tâm để vận chuyển khí vì quạt ly tâm có nhiều ưu điểm

như

Gọn, nhẹ, ít tốn vật liệu

Chế độ làm việc ổn định, tạo được áp suất lớn

Tính áp suất toàn phần do quạt tạo ra:

Công thức tính:

2

)

(

2 1

Với

H: Chiều cao cần đưa khí lên(m), chọn H=1,5m

λ : Hệ số ma sát

L: Chiều dài đường ống đẩy, chọn L=5 m

785 , 0

785 ,

d

V d

.

hh ytb

10 1 , 0

4 , 0 (

6 )

.(

3 7

/P 8

220 )

.(

220

3 8

/P 9

1153089

100 4

, 0

10 1 , 0 46 , 1 (

1 , 0 )

Re

100

Vậy 54 , 54

2

116 , 22 1894 , 1 4 , 0

5 015 ,

0,6

1894 , 1 116 , 22 2

Thay vào ta có

1000

054 , 2051 78 , 2

Thay vào ta có

85 , 0

953 , 6





tt

VII Tính toán cơ khí

I CHIỀU DÀY THÂN THÁP

tháp hình trụ, được chế tạo bằng cách uốn tấm vật liệu với kích thước

đã định sẵn, hàn ghép mối, tháp được đặt thẳng đứng

Chọn thân tháp làm bằng vật liệu X18H10T

Chọn thép không gỉ, bền nhiệt và chịu nhiệt

Thông số giới hạn bền kéo và giới hạn bền chảy của thép loại

Dt.: đường kính trong tháp, m

φ: hệ số bền của thành thân trụ theo phương dọc, với thân hay có lỗ

[II-362]

C : hệ số bổ xung do ăn mòn, bào mòn và dung sai về chiều dày, m

P: áp suất trong thiết bị ứng với sự chênh lệch áp suất lớn nhất bên

C phụ thuộc vào độ ăn mòn, độ bào mòn và dung sai của chiều dày.

Đại lượng C được xác định theo công thức:

C = C1+ C2+ C3 ,m [II-363]

Trong đó:

Như vậy là không thoả mãn.

Chọn chiều dày thân tháp S = 5 mm

II CHIỀU DÀY NẮP VÀ ĐÁY THIẾT BỊ

Nắp và đáy cũng là những bộ phận quan trọng của thiết bị,được chế

tạo cùng loại vật liệu với thân thiết bị là thép X18H10T Thiết bị đặt

thẳng đứng

nắp elip có gờ Chiều dày của nắp được xác định theo công thức sau:

Dt.P Dt

S = —————— —— + C ( m) [II-385]

3,8.[бk].k.φh - P 2.hb

Trong đó:

P : áp suất trong của thiết bị

C: đại lượng bổ sung, C = 1,5 ( mm )

Tương tự ta có thể kiểm tra ứng suất lên nắp thiết bị theo áp suất khử

thuỷ lực và kết quả cho thấy là nắp thiết bị

Do đó khối lượng của nắp tháp là: m = 283 kg (XIII.11 – ST II)

* Đáy tháp: Hoàn toàn tương tự như nắp tháp

Dt

Dmm

a Khối lượng toàn tháp:

2 2





Thay các giá trị vào ta tính được:

db

Vthân = 25 , 6

4

233 , 4 243 , 4

14

,

3

2 2

G = P:4 = 39173098,835 :4 = 979327,46 (N)

Tra bảng số liệu chuẩn XIII.35 - Sổ tay II ta được các thông số của

chân đỡ như sau: