Đồ án Kỹ thuật xử lý chất thải

Khí thải sau khi qua (6) được dẫn vào đáy tháp hấp thụ . Nitơ lỏng được bơm (14) bơm lên bồn cao vị (13) rồi được phân phối vào đỉnh tháp. Trong tháp hấp thụ . Nitơ lỏng và khí thải đều ở nhiệt độ khoảng 83 oK, áp suất khoảng 2,25 Mpa. Nitơ lỏng và khí chuyển động ngược chiều xảy ra qua trình tiếp xúc giữa pha lỏng và pha khí. Khi đó , CO được hấp thụ và được giữ lại trong pha lỏng. Một phần N2 khuếch tán vào pha khí. Khí sạch ( nồng độ CO đạt yêu cầu) được quạt (9) dẫn qua thiết bị trao đổi nhiệt (10). Tại đâ y, hơi N2 được ngưng tụ thành lỏng và tuần hoàn vào tháp hấp thụ.

pdf38 trang | Chia sẻ: lylyngoc | Ngày: 22/11/2013 | Lượt xem: 1683 | Lượt tải: 1download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Đồ án Kỹ thuật xử lý chất thải, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
: thôøi gian tieáp xuùc ( phuùt) - Haøm löôïng COHb trong maùu töø 2 ÷ 5 % baét ñaàu coù daáu hieäu aûnh höôûng ñeán heä thaàn kinh trung öông. Khi haøm löôïng COHb trong maùu taêng ñeán 10 ÷ 20 % caùc chöùc naêng hoaït ñoäng cuûa caùc cô quan khaùc nhau trong cô theå bò toån thöông. Neáu haøm löôïng COHb taêng ñeán ≥ 60%- töông öùng vôùi noàng ñoä khí CO trong khoâng khí = 1000 ppm thì tính maïng bò nguy hieåm vaø daãn ñeán töû vong.(xem baûng 5) - Tuy nhieân, khí CO khoâng ñeå laïi haäu quaû beänh lyù laâu daøi hoaëc gaây ra khuyeát taät naëng neà ñoái vôùi cô theå. Ngöôøi bò nhieãm CO khi rôøi khoûi nôi oâ nhieãm, noàng ñoä Cacboxy- hemoglobin trong maùu giaûm daàn do Cacbon oxit ñöôïc thaûi ra ngoaøi qua ñöôøng hoâ haáp. - Bình thöôøng noàng ñoï COHb trong maùu ñöôïc giöõ ôû möùc 0,4 % do khí CO saûn sinh beân trong cô theå khoâng phuï thuoäc vaøo nguoàn beân ngoaøi. Hình 3: Tính ñoäc cuûa khí CO Hình 4. Moái quan heä giöõa noàng ñoä khí CO vaø noâng ñoä COHb trong maùu TAI LIEU CHI MANG TINH CHAT THAM KHAO MO ITR UO NG XA NH .IN FO Ñoà aùn moân hoïc xöû lyù chaát thaûi SVTH: NGUYEÃN NHAÄT TRÖÔØNG MSSV: 90102976 6 I.1.5 Caùc giôùi haïn noàng ñoä cuûa CO trong moâi tröôøng: ü Noàng ñoä giôùi haïn cho pheùp cuûa CO: · Trong khu vöïc daân cö moät laàn toái ña : 3mg/m3 · Trung bình ngaøy ñeâm : 1 mg/m3 · Trong khu vöïc saûn xuaát : 20 mg/ m3 ü Tieâu chuaån cuûa khí CO trong moâi tröôøng xung quanh theo 5937– 1995 : · trung bình 1 giôø : 40 mg/m3 · Trung bình 8 giôø : 10 mg/m3 · Trung bình 24 giôø : 5 mg/m3 ü Tieâu chuaån ñoái vôùi khí thaûi coâng nghieäp : TCVN 5939- 1995 Giôùi haïn A ( aùp duïng cho caùc cô sôû ñang hoaït ñoäng): 1500 mg/m3 Giôùi haïn B (aùp duïng cho caùc côû sôû töø ngaøy cô quan quaûn lyù moâi tröôøng quy ñònh ) : 500 mg/m3 ü Giôùi haïn toái ña cho pheùp ñôùi vôùi khí thaûi loø ñoát chaát thaûi raén y teá : TCVN 6560- 1999 : CO : 100 mg/m3 Giôùi haïn toái ña cho pheùp ñoái vôùi khí thaûi ñoäng cô : TCVN 6438- 2001 ü Giôùi haïn cuûa CO trong khí thaûi ñoäng cô ñöôïc cho ôû baûng 4 Baûng 4. Giôùi haïn toái ña cho pheùp cuûa CO trong khí thaûi ñoäng cô Ñoäng cô xaêng Ñoäng cô Diezen OÂ toâ Moâ toâ OÂ toâ Möùc 1 Möùc 2 Möùc 3 Möùc 4 Möùc 1 Möùc 2 Möùc 1 Möùc 2 Möùc 3 CO (% theå tích) 6,5 6,0 4,5 3,5 6,0 4,5 - - - I.2 CÔ SÔÛ LYÙ THUYEÁT CUÛA CAÙC QUAÙ TRÌNH XÖÛ LYÙ KHÍ CACBON OXIT: Ñeå khöû khí ñoäc CO, coù theå duøng caùc phöông phaùp sau ñaây: I.2.1 Phöông phaùp ñoát : - Nguyeân taéc : CO + ½ O2 ------ > CO2 - Phaûn öùng xaûy ra ôû nhieät ñoä gaàn 1000oC ---- > coù theå taän duïng nhieät do phaûn öùng sinh ra. - Phaûn öùng xaûy ra khi coù xuùc taùc chöùa Cu vaø caùc kim loaïi khaùc. - Khi haøm löôïng CO thaáp, O2 cao, khí ñöôïc ñoát trong buoàng ñoát noài hôi. - Khi coù xuùc taùc , ôû nhieät ñoä gaàn 500oC, phaûn öùng giöõa CO vaø H2O nhö sau : CO + H2O ---- > CO2 + H2 + 9,5 kcal - Coù theå söû duïng xuùc taùc laø hoãn hôïp caùc oxit cuûa Fe vaø Crom ( 87% Fe2O3 vaø 65% Cr2O3 )vôùi caùc chaát MgO vaø K2O coù chöùc naêng kích thích phaûn öùng. TAI LIEU CHI MANG TINH CHAT THAM KHAO MO ITR UO NG XA NH .IN FO Ñoà aùn moân hoïc xöû lyù chaát thaûi SVTH: NGUYEÃN NHAÄT TRÖÔØNG MSSV: 90102976 7 Baûng 5: Trieäu chöùng cuûa cô theå öùng vôùi noàng ñoä Cacboxy- Hemoglobin trong maùu TT Trieäu chöùng % COHb trong maùu 1 Khoâng coù daáu hieäu gì < 1,0 2 Moät vaøi bieåu hieän khoâng bình thöôøng trong thaùi ñoä öùng xöû 1,0 ÷ 2,0 3 Aûnh höôûng ñeán heä thaàn kinh trung öông, giaûm khaû naêng phaân bieät veà khoaûng thôøi gian, keùm nhaïy caûm giaùc quan keùm phaân bieät ñoä saùng vaø moät vaøi chöùc naêng taâm kyù khaùc 2,0 ÷ 5,0 4 Chöùc naêng tim phoåi bò aûnh höôûng 5,0 ÷ 10,0 5 Ñau ñaàu nheï, giaõn maïch maùu ngoaïi vi 10,0 ÷ 20* 6 Ñau ñaàu, maáp maùy thaùi döông 20 ÷ 30 7 Ñau ñaàu nhieàu, meät moûi, hoa maét choùng maët, buoàn noân, noân möûa vaø suy suïp 30 ÷ 40 8 Suy suïp, ngaát, maïch ñaäp vaø nhòp thôû chaäm daàn 40 ÷50 9 Ngaát , giaûm maïch ñaäp vaø nhòp thôû, hoân meâ vaø co giaät töøng côn 50 ÷ 60 10 Hoân meâ, co giaät töøng côn, tim maïch suy giaûm vaø nguy cô töû vong 60 ÷ 70 11 Maïch yeáu, thôû chaäm vaø yeáu daàn roài taét thôû sau vaøi giôø 70 ÷ 80 12 Cheát trong voøng < 1 tieáng ñoàng hoà 80 ÷ 90 13 Cheát trong voøng vaøi phuùt > 90 (Nguoàn: Taøi lieäu [1]) I.2.2 Phöông phaùp haáp thuï : - Söû duïng phöông phaùp haáp thuï , söû duïng moät trong caùc dung dòch haáp thuï v Nitô loûng v Dung dòch [ Cu(NH3)m(H2O)n]+ v COCH v Dung dòch Clorua ñoàng nhoâm CuAlCl4. I.2.2.1 Haáp thuï baèng dung dòch [ Cu(NH3)m(H2O)n]+ [Cu(NH3)m(H2O)n]+ + xNH3 + yCO ↔ [Cu(NH3)m+n(CO)y(H2O)n]+ + Q - Tuøy theo töøng noàng ñoä cuûa phöùc, taêng aùp suaát cuûa CO, giaûm nhieät ñoä, thì khaû naêng haáp thuï taêng. I.2.2.2 Haáp thuï baèng Clorua ñoàng nhoâm CuAlCl4 (20- 50%) vaø (80- 90%) Toluen CuCl + AlCl3 + 2 C6H5CH3 → (CuAlCl4)( C6H5CH3)2 sau ñoù : (CuAlCl4)( C6H5CH3)2 + 2 CO → (CuAlCl4).2 CO + 2 C6H5CH3 TAI LIEU CHI MANG TINH CHAT THAM KHAO MO ITR UO NG XA NH .IN FO Ñoà aùn moân hoïc xöû lyù chaát thaûi SVTH: NGUYEÃN NHAÄT TRÖÔØNG MSSV: 90102976 8 -Caùc khí CO2, O2, N2, H2, khoâng tham gia phaûn öùng vôùi phöùc CuAlCl4 nhöng hôi nöôùc laïi phaûn öùng : CuAlCl4 + H2O → 2HCl + CuCl + CuAlCl4 .CuOCl - Vì vaäy, tröôùc khi haáp thuï khí phaûi ñöôïc saáy khoâ. Ñaây laø nhöôïc ñieåm cuûa phöông phaùp naøy. I.2.2.3 Haáp thuï baèng Nitô loûng - Khöû CO baèng phöông phaùp ñoát coù xuùc taùc laø phuø hôïp, nhöng trong doøng khí thaûi, ngoaøi CO coøn coù caùc khí khaùc coù theå laø chaát ñoäc ñoái vôùi xuùc taùc. - Quaù trình naøy ñöôïc öùng duïng trong coâng nghieäp nitô bao goàm 3 giai ñoaïn: * Laøm nguoäi sô boä vaø saáy khoâ khí. * laøm saïch khí vaø ngöng tuï moät phaàn caùc caáu töû. * Röûa khí (loïai boû CO, CO2, CH4, .... ). I.2.3 Haáp phuï baèng than hoaït tính : - Doøng khí thaûi ñöôïc daãn vaøo ôû ñaùy thaùp, ñi qua lôùp vaät lieäu haáp phuï baèng than hoaït tính, chaát oâ nhieãm CO ñöôïc giöõ laïi trong caùc khe roãng cuûa than vaø treân beà maët than. Coøn khoâng khí saïch thoaùt ra ngoaøi ñænh thaùp. - Khi than ñaõ baõo hoøa, ngöôøi ta nhaû haáp ñeå thu hoài chaát oâ nhieãm vaø ñeå than coù theå haáp phuï trôû laïi. TAI LIEU CHI MANG TINH CHAT THAM KHAO MO ITR UO NG XA NH .IN FO Ñoà aùn moân hoïc xöû lyù chaát thaûi SVTH: NGUYEÃN NHAÄT TRÖÔØNG MSSV: 90102976 9 CHÖÔNG II YEÂU CAÀU THIEÁT KEÁ II.1 NHIEÄM VUÏ THIEÁT KEÁ: - Thieát keá thaùp haáp thuï khí thaûi chöùa khí CO. II.2 CAÙC THOÂNG SOÁ CUÛA KHÍ THAÛI: II.2.1 Caùc thoâng soá cuûa khí thaûi ñaàu vaøo: - Coâng suaát xöû lyù : 10.000 m3/h. - Khí thaûi ban ñaàu chöùa : 6% CO + 4% N2. II.2.2 Caùc thoâng soá cuûa khí thaûi ñaàu ra - Noàng ñoä CO sau khi ra khoûi heä thoáng xöû lyù ñaït chuaån 1000 mg/m3 (TCVN 5939-1995) II.3 CAÙC GIAÛ THUYEÁT TRONG QUAÙ TRÌNH TÍNH TOAÙN: - Quaù trình haáp thuï laø ñaúng nhieät. - Khí thaûi goàm chuû yeáu laø H2, CO, N2 TAI LIEU CHI MANG TINH CHAT THAM KHAO MO ITR UO NG XA NH .IN FO Ñoà aùn moân hoïc xöû lyù chaát thaûi SVTH: NGUYEÃN NHAÄT TRÖÔØNG MSSV: 90102976 10 CHÖÔNG III ÑEÀ XUAÁT VAØ THUYEÁT MINH COÂNG NGHEÄ III.1 CHOÏN PHÖÔNG PHAÙP XÖÛ LYÙ: ÿ Löïa choïn coâng ngheä : phöông phaâp haáp thuï , vì: - Khöû CO baêng phöông phaùp ñoát coù xuùc taùc laø phuø hôïp, nhöng trong doøng khí thaûi, ngoaøi CO coøn coù caùc khí khaùc coù theå laø chaát ñoäc ñoái vôùi xuùc taùc. - Phöông phaùp haáp phuï baèng than hoaït tính thì chi phí cao, do than hoaït tính ñaét tieàn. - Haáp thuï baèng Clorua ñoàng nhoâm CuAlCl4, hay haáp thuï baèng Haáp thuï baèng dung dòch [ Cu(NH3)m(H2O)n]+ laø haáp thuï hoùa hoïc , phaùt sinh caùc hoùa chaát thöù caáp, caàn phaûi saáy khoâ doøng khí --- > chi phí cao, sinh caùc chaát oâ nhieãm thöù caáp. - Haáp thuï CO baèng nitô loûng laø haáp thuï vaät lyù, ñôn giaûn , chi phí thaáp. Öu ñieåm cuûa phöông phaùp haáp thuï : v Phöông phaùp haáp thuï coù theå aùp duïng khi caàn xöû lyù vôùi löu löôïng lôùn, noàng ñoä chaát oâ nhieãm cao ( > 1%). v Ñaït hieäu quaû kinh teá cao. v Coù theå thu hoài caùc chaát ñeå söû duïng tuaàn hoaøn laïi , hoaëc chuyeån sang coâng ñoaïn saûn xuaát ra saûn phaåm khaùc. Do ñoù ta löïa choïn phöông phaùp haáp thuï. III.2 SÔ LÖÔÏC VEÀ PHÖÔNG PHAÙP HAÁP THUÏ VAØ CAÙC LOAÏI THIEÁT BÒ HAÁP THUÏ: III.2.1 Sô löôïc veà phöông phaùp haáp thuï - Söï haáp thuï laø quaù trình huùt thu choïn loïc 1 hay moät soá thaønh phaàn cuûa hoãn hôïp khí baèng chaát huùt thu theå dòch, ta goïi chaát huùt thu theå dòch laø chaát haáp thuï. - Coù 2 phöông thöùc haáp thuï : Haáp thuï vaät lyù vaø haáp thuï hoùa hoïc. + Haáp thuï vaät lyù : nhöõng phaàn töû bò haáp thuï khoâng ñi vaøo nhöõng phaàn töû haáp thuï ( khoâng xaûy ra baát cöù phaûn öùng hoùa hoïc naøo), quaù trình xaûy ra do söï cheânh leäch aùp suaát rieâng phaàn cuûa chaát caàn haáp thuï trong doøng khí vaø trong dung dòch haáp thuï. TAI LIEU CHI MANG TINH CHAT THAM KHAO MO ITR UO NG XA NH .IN FO Ñoà aùn moân hoïc xöû lyù chaát thaûi SVTH: NGUYEÃN NHAÄT TRÖÔØNG MSSV: 90102976 11 + Haáp thuï hoùa hoïc : nhöõng phaàn töû bò haáp thuï seõ taùc ñoäng töông hoã hoùa hoïc vôùi caùc chaát haáp thuïvaø taïo thaønh hoãn hôïp hoùa hoïc môùi. Ñoäng hoïc cuûa quaù trình laø do cheânh leäch noàng ñoä vaø do phaûn öùng hoùa hoïc cô baûn. - Yeâu caàu cuûa chaát haáp thuï : 1. Coù khaû naêng haáp thuï cao --- > giaûm löu löôïng chaát haáp thuï --- > giaûm chi phí naêng löôïng vaø chi phí cho chaát haáp thuï. 2. Coù tính choïn loïc cao theo quan heä vôùi chaát caàn ñöôïc taùch ra --- >ñaûm baûo khaû naêng phaân ly hoaøn toaøn hoãn hôïp khí. 3. Coù theå coù tính boác hôi nhoû -- > vì khoâng caàn aùp suaát rieâng phaàn cuûa chaát haáp thuï lôùn. 4. Coù nhöõng tính chaát ñoäng hoïc toát. -- > Giaûm chieàu cao thieát bò. 5. Coù khaû naêng hoaøn nguyeân toát --- > giaûm thôøi gian hoaøn nguyeân vaø giaûm löu löôïng chaát mang nhieät. 6. Coù tính oån ñònh nhieät hoùa hoïc --- > taêng thôøi gian söû duïng chaát haáp thuï 7. Khoâng coù taùc ñoäng aên moøn thieát bò. 8. Coù giaù thaønh reû vaø deã tìm treân thò tröôøng. III.2.2 CAÙC LOAÏI THIEÁT BÒ HAÁP THUÏ: - Thieát bò haáp thuï coù chöùc naêng taïo ra beà maët tieáp xuùc giöõa hai pha khí vaø loûng caøng lôùn caøng toát. Coù nhieàu daïng thaùp haáp thu: III.2.2.1 Thaùp phun: - Laø thaùp coù cô caáu phun chaát loûng baèng cô hoïc hay baèng aùp suaát trong ñoù chaát loûng ñöôïc phun thaønh nhöõng gioït nhoû trong theå tích roãng cuûa thieát bò vaø cho doøng khí ñi qua. Thaùp phun ñöôc söû duïng khi yeâu caàu trôû löïc beù vaø khí coù chöùa haït raén. III.2.2.2 Thaùp suûi boït (thaùp maâm): - Khí ñöôïc cho qua taám ñuïc loã beân treân coù chöùa lôùp nöôùc moûng. III.2.2.3 Thaùp suïc khí: - Khí ñöôïc phaân taùn döôùi daïng caùc bong boùng ñi qua lôùp chaát loûng. Quaù trình phaân taùn khí coù theå thöïc hieän baèng caùch cho khí ñi qua taám xoáp, taám ñuïc loã hoaëc baèng caùch khuaáy cô hoïc. III.2.2.4 Thaùp ñeäm: - Chaát loûng ñöôïc töôùi treân lôùp ñeäm roãng vaø chaûy xuoáng döôùi taïo ra beà maët öôùt cuûa lôùp ñeäm ñeå doøng khí tieáp xuùc khi ñi töø döôùi leân. Thaùp ñeäm thöôøng ñöôïc söû duïng khi naêng suaát nhoû, moâi tröôøng aên moøn, tæ leä loûng: khí lôùn, khí khoâng chöùa buïi vaø haáp thuï khoâng taïo ra caën laéng. III.2.2.5 Thaùp ñóa: - Cho pheùp vaän toác khí lôùn neân ñöôøng kính thaùp töông ñoái nhoû, kinh teá hôn nhöõng thaùp khaùc. Ñöôïc söû duïng khi naêng suaát lôùn, löu löôïng loûng nhoû vaø moâi tröôøng khoâng aên moøn. TAI LIEU CHI MANG TINH CHAT THAM KHAO MO ITR UO NG XA NH .IN FO Ñoà aùn moân hoïc xöû lyù chaát thaûi SVTH: NGUYEÃN NHAÄT TRÖÔØNG MSSV: 90102976 12 Nguyeân lyù hoaït ñoäng cuûa thaùp haáp thuï (xem hình 5) Hình 5: Nguyeân lyù hoaït ñoäng cuûa thaùp haáp thuï ü Doøng khí ñöôïc daãn vaøo ôû ñaùy thaùp, dung dòch haáp thuï ñöôïc phun ôû ñænh thaùp. ü Doøng khí caàn xöû lyù tieáp xuùc vôùi dung dòch haáp thuï, chaát caàn xöû lyù ñöôïc giöõ laïi trong dung dòch haáp thuï vaø ñöôïc thu ôû ñaùy thaùp. Doøng khoâng khí saïch thoaùt ra ngoaøi treân ñænh thaùp Thaùp haáp thuï phaûi thoûa maõn nhöõng yeâu caàu sau: ü Hieäu quaû vaø coù khaû naêng cho khí ñi qua. ü Trôû löïc thaáp (<3000Pa). ü Keát caáu ñôn giaûn vaø vaän haønh thuaän tieän. ü Khoái löôïng nhoû. ü Khoâng bò taéc ngheõn bôûi caën sinh ra trong quaù trình haáp thuï. ü Dieän tích beà maët tieáp xuùc giöõa pha khí vaø pha loûng phaûi raát lôùn. III.3 ÑEÀ XUAÁT QUI TRÌNH COÂNG NGHEÄ: - AÙp duïng thöïc teá cuûa ñeà taøi : xöû lyù khí thaûi chöùa CO cuûa nhaø maùy saûn xuaát Amoniac loûng. - Sô ñoà coâng ngheä nhö sau (xem hình 6) x L y G X Ltr Y Gtr Chaát loûng vaøo Chaát loûng ra Doøng khí vaøo Doøng khí ra Z dZ TAI LIEU CHI MANG TINH CHAT THAM KHAO MO ITR UO NG XA NH .IN FO Ñoà aùn moân hoïc xöû lyù chaát thaûi SVTH: NGUYEÃN NHAÄT TRÖÔØNG MSSV: 90102976 13 B oàn ch öùa B oàn ch öùa B oàn ch öùa 90 10 29 76 TS . N G U Y EÃN P H Ö Ô ÙC D A ÂN T L SÔ Ñ O À C O ÂN G N G H EÄ H A ÁP TH U Ï K H Í C O B A ÈN G N IT Ô L O ÛN G T R O N G Q U A Ù T R ÌN H SA ÛN X U A ÁT A M O N IA ÊC L O ÛN G 7 8 6 14 4 5 2 2 1 3 11 2 10 9 12 13 N itô lo ûng N H 3 kh í N H 3 lo ûng K hí th aûi nh ie ãm C O K hí s aïc h C O N H T: 30 -0 5- 05 N N: B AÛ N V EÕ SO ÁÕ: 2 SO Á B A ÛN V EÕ: 2 SÔ Ñ O À C O ÂN G N G H E Ä NG U Y EÃ N N H A ÄT TR Ö Ô ØN G D Ö M Y Õ L EÄ SV TH G VH D CN BM TH IE ÁT K EÁ T H A ÙP H A ÁP TH U Ï K H Í C O D U ØN G D U N G M O ÂI N IT Ô L O ÛN G , C O ÂN G S U A ÁT 1 00 00 M 3/ H Ñ O À A ÙN M O ÂN H O ÏC X Ö Û L Y Ù C H A ÁT T H A ÛI TR Ö Ô ØN G Ñ AÏ I H O ÏC B A ÙCH K H O A TP . H O À C H Í M IN H K HO A M O ÂI T RÖ Ô ØN G G hi c hu ù Ñ öô øng o áng d aãn k hí sa ïch C O Ñ öô øng o áng d aãn lo ûng Ñ öô øng o áng d aãn k hí n hi eãm C O 9- Q ua ït h uùt 11 - M aùy n eùn 12 - V al ve 13 - B oàn c ao v ò c hö ùa ni tô lo ûng 14 - B ôm 1, 5- Th ie át b ò t ru ye àn nh ie ät k hí k hí 2- Bì nh ta ùch lo ûng 3, 6, 10 - T hi eát b ò t ru ye àn nh ie ät k hí lo ûng 4- Bì nh h uùt a åm (H 2O ) b aèn g si lic ag el 7- V al ve ti eát lö u 8- Th aùp m aâm ñ uïc lo ã h aáp th uï C O Hình 6: Sô ñoà coâng ngheä thaùp haáp thuï CO trong quaù trình saûn xuaát amoniaêc loûng TAI LIEU CHI MANG TINH CHAT THAM KHAO MO ITR UO NG XA NH .IN FO Ñoà aùn moân hoïc xöû lyù chaát thaûi SVTH: NGUYEÃN NHAÄT TRÖÔØNG MSSV: 90102976 14 III.4 THUYEÁT MINH QUI TRÌNH COÂNG NGHEÄ: - Khí thaûi tröôùc khi vaøo thaùp haáp thuï ñöôïc laøm nguoäi vaø laøm laïnh qua nhieàu baäc baèng chính nguoàn khí saïch ñi ra töø thaùp haáp thuï vaø baèng NH3 (amoniaêc) loûng hoùa hôi qua caùc thieát bò truyeàn nhieät kieåu oáng xoaén,voû oáng.Trong töøng baäc, moät soá thaønh phaàn trong khí ngöng tuï ñöôïc taùch ra baèng caùc bình taùch loûng, baèng caùc thieát bò huùt aåm chöùa vaät lieäu huùt aåm silicagel. - Ban ñaàu, khí thaûi (coù aùp suaát 2,8÷3 Mpa, nhieät ñoä 303÷318oK) ñöôïc daãn qua thieát bò truyeàn nhieät khí-khí (1) ñeå ñöôïc laøm laïnh baèng khí saïch ñi ra töø thaùp. - Sau ñoù, khí thaûi ñöôïc daãn qua bình taùch loûng (2) roài ñöôïc daãn tieáp qua thieát bò trao ñoåi nhieät khí-loûng (3). Taïi ñaây, khí thaûi ñöôïc laøm laïnh laàn nöõa baèng NH3 loûng. - Khí thaûi ra khoûi (3) ñöôïc taùch aåm baèng bình taùch aåm silicagel (4) vaø ñöôïc laøm laïnh laàn nöõa baèng khí saïch sau thaùp taïi thieát bò trao ñoåi nhieät khí-khí (5). Khí thaûi ñöôïc daãn tieáp qua bình taùch loûng (2/ ),roài qua thieát bò trao ñoåi nhieät khí-loûng (6). - Tröôùc khi vaøo thieát bò (6), nhieät ñoä khí thaûi khoaûng 103oK. Dung dòch röûa ôû ñaùy thaùp ñöôïc boác hôi nhôø valve tieát löu (7). Valve tieát löu coù nhieäm vuï giaûm aùp dung dòch röûa töø 2,5 Mpa xuoáng coøn khoaûng 1,64 MPa, laøm cho dung dòch röûa chuyeån thaønh hôi. Hôi naøy vaøo thieát bò (6) ñeå laøm laïnh cho khí thaûi xuoáng coøn 83o K. - Sau ñoù khí thaûi vaøo thaùp haáp thuï. Hôi dung dòch röûa ñöôïc taùch loûng baèng bình taùch loûng (2// ), ra khoûi (2// ), hôi N2 ñöôïc neùn leân aùp suaát 3 Mpa nhôø maùy neùn (11) tröôùc khi vaøo thieát bò trao ñoåi nhieät (10). - Khí thaûi sau khi qua (6) ñöôïc daãn vaøo ñaùy thaùp haáp thuï. Nitô loûng ñöôïc bôm (14) bôm leân boàn cao vò (13) roài ñöôïc phaân phoái vaøo ñænh thaùp. Trong thaùp haáp thuï. Nitô loûng vaø khí thaûi ñeàu ôû nhieät ñoä khoaûng 83oK, aùp suaát khoaûng 2,25 Mpa. Nitô loûng vaø khí chuyeån ñoäng ngöôïc chieàu xaûy ra qua trình tieáp xuùc giöõa pha loûng vaø pha khí. Khi ñoù, CO ñöôïc haáp thuï vaø ñöôïc giöõ laïi trong pha loûng. Moät phaàn N2 khueách taùn vaøo pha khí. Khí saïch ( noàng ñoä CO ñaït yeâu caàu) ñöôïc quaït (9) daãn qua thieát bò trao ñoåi nhieät (10). Taïi ñaây, hôi N2 ñöôïc ngöng tuï thaønh loûng vaø tuaàn hoaøn vaøo thaùp haáp thuï. CHÖÔNG IV TAI LIEU CHI MANG TINH CHAT THAM KHAO MO ITR UO NG XA NH .IN FO Ñoà aùn moân hoïc xöû lyù chaát thaûi SVTH: NGUYEÃN NHAÄT TRÖÔØNG MSSV: 90102976 15 TÍNH TOAÙN THIEÁT BÒ – TÍNH TOAÙN COÂNG NGHEÄ IV.1 TÍNH SOÁ BAÄC TRUYEÀN KHOÁI: - Thaønh phaàn khí thaûi coù : CO, H2, N2 vôùi noàng ñoä nhö sau : 0 06,co dy y= = ; 2 0 04,Ny = ; 2 0 9,Hy = - Khoái löôïng rieâng ôû điều kiện 0oC, 1 atm : 31 25, ( )co kg mr = ; 32 1 25, ( )N kg mr = ; 32 0 0899, ( )H kg mr = - Khoái löôïng mol hoãn hôïp ñaàu : 2 2 2 2 0 06 28 0 04 28 0 9 2 4 6, * , * , * , ( ) hh co co N N H H hh M y M y M y M kgM kmol = + + = + + = - Neáu xem hoãn hôïp ñaàu goàm khí CO(caáu töû A) vaø khí trô N2 + H2(caáu töû B) thì khoái löôïng mol caùc caáu töû trong hoãn hôïp laø: 28AM = 1 hh d A B d M y M M y - = - 4 6 0 06 28 3 106 1 0 06 , , * , ,B M -= = - - Khoái löôïng rieâng hoãn hôïp khí ôû ñk chuaån (0oC, 1 atm) laø : 2 2 0 2 2 1 d N H co N H y y y r r r r = + + 0 1 0 06 0 04 0 9 1 25 1 25 0 0899 , , , , , ,r = + + 30 0 1, ( ) kg mr = - Choïn ñieàu kieän laøm vieäc cuûa thaùp haáp thuï : § P=22.5 (at) § T=83oK (-190oC) - Khoái löôïng rieâng hoãn hôïp khí ôû 83oK: TAI LIEU CHI MANG TINH CHAT THAM KHAO MO ITR UO NG XA NH .IN FO Ñoà aùn moân hoïc xöû lyù chaát thaûi SVTH: NGUYEÃN NHAÄT TRÖÔØNG MSSV: 90102976 16 0 0 0 * * T T TP T P T r r = ; 83 3 273 22 5 7350 1 7 148 83 761 , *, * * , ( ) o K d kg mr = = - Suaát löôïng hoãn hôïp khí ban ñaàu : *d d dG Q r= ; 10000 7 148 19 86 3600 * , , ( )d kgG s= = - Phaàn khoái löôïng cuûa CO trong pha hôi : 1 . . d A d hh y M y M = ; 0 06 28 0 365 1 4 6 , * , ( ).* ,d kgCOy kg hh= = - Phaàn khoái löôïng cuûa CO trong pha hôi ban ñaàu : ( )0 365, .d kgCOy kg hhkhí= - Suaát löôïng CO ban ñaàu : * dAd dG G y= ; 19 86 0 365 7 25, * , , ( )Ad kgG s= = - Suaát löôïng khí trô : tro d AdG G G= - ; 19 86 7 25 12 61, , , ( )tro kgG s= - = - Tyû soá khoái löôïng trong hoãn hôïp ñaàu: Add tro GY G = 7 25 0 575 12 51 , , ( )., d kgCOY kg tro= = - Noàng ñoä CO cho pheùp theo tieâu chuaån: 31000( ). . cp co mgC m hh dkc= - Phaàn mol (hay phaàn theå tích) trong hoãn hôïp cuoái: 61000 10 0 0008 1 25 . , , cp co c co C y r - = = = - Phaàn khoái löôïng trong hoãn hôïp cuoái: 6 0 1000 10 0 01 0 01 . , ( )., cp co c C kgCOy kg hhr - = = = - Tyû soá khoái löôïng trong hoãn hôïp cuoái: Acc Ac tro G y G G = + ; 12 61 0 1274 1 11 1 0 01 , , ( ) , tro Ac c G kgG s y = = = - - TAI LIEU CHI MANG TINH CHAT THAM KHAO MO ITR UO NG XA NH .IN FO Ñoà aùn moân hoïc xöû lyù chaát thaûi SVTH: NGUYEÃN NHAÄT TRÖÔØNG MSSV: 90102976 17 0 1274 0 01 12 61 , , ( )., Ac c tro G kgCOY kg troG = = = - Löôïng khí CO ñöôïc haáp thuï trong thaùp: 7 25 0 1274 7 1226, , , ( )Ad Ac kgM G G s= - = - = - Phöông trình ñöôøng caân baèng : 1 * * ( ) A AB B M H XY M HM P X M P = + - - Heä soá Henry tra baûng coù: 40000( )H mmHg= - Phöông trình ñöôøng caân baèng trôû thaønh: 28 40000 28 400003 106 22 5 735 1 3 106 22 5 735 * * , , * ( ) , , * XY X = + - - Noàng ñoä CO toái ña trong N2 loûng : 2 0 229max , kgCOX kgN æ ö= ç ÷ è ø khi 0 575.dY = - Soá lieäu treân ñöôøng caân baèng : Đường cân bằng của quá trình hấp thụ 0.000 0.100 0.200 0.300 0.400 0.500 0.600 0.700 0.000 0.050 0.100 0.150 0.200 0.250 X *Y 0.000 0.000 0.020 0.049 0.040 0.097 0.060 0.147 0.080 0.196 0.100 0.246 0.120 0.296 0.140 0.346 0.160 0.397 0.180 0.448 0.190 0.474 0.200 0.499 0.210 0.525 0.220 0.551 0.229 0.575 TAI LIEU CHI MANG TINH CHAT THAM KHAO MO ITR UO NG XA NH .IN FO Ñoà aùn moân hoïc xöû lyù chaát thaûi SVTH: NGUYEÃN NHAÄT TRÖÔØNG MSSV: 90102976 18 - Löôïng N2 loûng toái thieåu caàn : 2 426min min ,m tga= = - Löôïng N2 thöïc teá : 1 2 1 2 2 426 2 9112min, * , * . ,m m= = = - Löôïng N2 loûng caàn ban ñaàu: 2 9112 12 61 36 71* , * , , ( )d tro kgL m G s= = = - Noàng ñoä CO trong N2 thöïc teá sau khi haáp thuï : 2 0 575 0 01 0 232 2 426 . , . . d cY Y kgCOX kgNm - - æ ö= = = ç ÷ è ø - Soá maâm lyù thuyeát aùp duïng cho thaùp haáp thuï CO baèng nitô loûng: 1 1 1 1 lg lglt A n A h h - -= - (Nguoàn: Taøi lieäu [4]) - Trong ñoù: A1: yeáu toá haáp thuï 21 0 133, * N long tro Z A Z = 2N long Z : suaát löôïng mol pha loûng(mol/s ;kmol/s; kmol/h) 2 2 36 71 1 311 28 , , ( )dN long N L kmolZ sM = = = troZ : suaát löôïng mol caùc chaát khí khoâng hoøa tan(mol/s ;kmol/s; kmol/h) 12 61 4 06 3 106 , , ( ) , tro tro tro G kmolZ sM = = = d c d y y y h - = : möùc ñoä taùch chaát oâ nhieãm 0 06 0 0008 0 98667 0 06 , , , , d c d y y y h - - = = = - Do ñoù: 21 1 311 2 428 0 133 0 133 4 06 , , , * . * , N long tro Z A Z = = = - Soá baäc lyù thuyeát: 2 428 0 98667 1 0 98667 1 5 28 2 428 , ,lg , , lg ,lt n - -= - = - Hieäu suaát thaùp maâm : E = 0,3 ÷ 0,8 - Choïn E = 0,6 TAI LIEU CHI MANG TINH CHAT THAM KHAO MO ITR UO NG XA NH .IN FO Ñoà aùn moân hoïc xöû lyù chaát thaûi SVTH: NGUYEÃN NHAÄT TRÖÔØNG MSSV: 90102976 19 - Soá maâm thöïc : 5 28 8 8 0 6 , , , lt th n n E = = = - Choïn soá maâm N=9 (maâm) IV.2 TÍNH ÑÖÔØNG KÍNH THAÙP HAÁP THUÏ: - Ñöôøng kính thaùp : 0 785, . . tb t th ktb G D W r = - Trong ñoù : D : ñöôøng kính thaùp (m) tbG : suaát löôïng khí trung bình qua thaùp ( kg/s) thW : vaän toác khí qua thaùp(m/s) tbr : khoái löôïng ieâng trung bình cuûa hoãn hôïp khí(kg/m 3) - Suaát löôïng khí ôû ñaàu vaøo vaø ra: 19 86 7 1226 12 74, , , ( )c d kgG G M s= - = - = - Suaát löôïng khí trung bình qua thaùp: 19 86 12 74 16 3 2 2 , , , ( )d ctb G G kgG s + + = = = - Khoái löôïng rieâng cuûa hoãn hôïp khí ôû ñaàu ra: 2 2 2 2 1 c N H dkc c co N H y y y r r r r = + + 1 0 0008 0 0426 0 9566 1 25 1 25 0 0899 . . . . . .dkccr = + + 30 0937. ( )dkcc kg mr = 0 0 0 * *T dkcc T P T P r r= 83 3 273 22 5 7350 0937 6 706 83 760 , *, * * , ( ) o K c kg mr = = - Khoái löôïng rieâng trung bình cuûa hoãn hôïp khí: 3 7 148 6 706 6 927 2 2 , , , ( )d ctb kg m r r r + + = = = - Suaát löôïng nitô loûng trung bình: 36 71 7 123 43 83, , , ( )c d kgL L M s= + = + = 36 71 43 83 40 27 2 2 , , , ( )d ctb L L kgL s + + = = = - Khoái löôïng rieâng trung bình pha loûng: 2 3 808( )ltb N long kg mr r= = - Tính vaän toác doøng khí qua thaùp: TAI LIEU CHI MANG TINH CHAT THAM KHAO MO ITR UO NG XA NH .IN FO Ñoà aùn moân hoïc xöû lyù chaát thaûi SVTH: NGUYEÃN NHAÄT TRÖÔØNG MSSV: 90102976 20 . ltb ktb ltb W C r r r - = - Choïn khoaûng caùch maâm 700 0 7( ) , ( )mamH mm m= = - Vôùi khoaûng caùch maâm naøy, tra ñoà thò ta coù C=0.075 - Neân vaän toác doøng khí qua thaùp laø: 808 6 9270 085 0 92 6 927 ,, , ( ) ,th mW s - = = - Ñöôøng kính trong cuûa thaùp laø: 16 3 1 81 0 785 0 92 6 9327 , , ( ) , * , * ,t D m= = - Choïn ñöôøng kính theo quy phaïm: 1 8 1800, ( ) ( )tD m mm= = - Tính laïi vaän toác: 20 785, * * tb ktb G W Dr = 2 16 3 0 93 0 785 6 927 1 8 , , ( ) , * , * , mW s= = - Vaäy ñöôøng kính thaùp: D=1800 (mm) = 1,8 (m) IV.3 TÍNH CHIEÀU CAO THAÙP HAÁP THUÏ - Khoaûng caùch giöõa maâm ñaàu vaø maâm cuoái laø: 1( )tong mamZ n H= - - Trong ñoù: tongn : laø toång soá maâm cuûa thaùp (maâm) 0 7, ( )mamH m= laø khoaûng caùch giöõa 2 maâm gaàn nhau (m) - Ñeå coù theå môû roäng coâng suaát sau naøy, ta choïn khoaûng troáng ñuû ñeå ñaët 2 maâm döï tröõ . - Vaäy: 11tongn = Z=(11-1). 0,7 = 7 (m) Z=7 (m) IV.4 TÍNH CÔ KHÍ: IV.4.1 Tính thaân thieát bò: - Thieát bò hoaït ñoäng döôùi aùp suaát cao, voû thieát bò ñoøi hoûi phaûi coù beà daøy ñuû ñeå chòu aùp suaát ñoù. - Thaân hình truï haøn coù theå chòu ñöôïc khoaûng aùp suaát:: 1,6.106 N/m2 ÷ (1,6+10)106 N/m2. - Aùp suaát laøm vieäc thieát bò P=22.5 at TAI LIEU CHI MANG TINH CHAT THAM KHAO MO ITR UO NG XA NH .IN FO Ñoà aùn moân hoïc xöû lyù chaát thaûi SVTH: NGUYEÃN NHAÄT TRÖÔØNG MSSV: 90102976 21 - Ñeå thieát bò hoaït ñoäng an toaøn, coù theå chòu ñöôïc caùc aùp suaát khaùc( ví duï nhö aùp suaát cuûa pha loûng), ta choïn aùp suaát laøm vieäc cuûa thaùp laø: P=24 (at) = 2.4 N/mm2 < (1,6+10)106 N/m2. Do ñoù ta choïn thieát keá thaân hình truï haøn. - Choïn theùp CT3 coù öùng suaát cho pheùp : ÖÙng suaát cho pheùp ôû 200C: [ ] 0 220 147( )C N mms = ÖÙng suaát cho pheùp ôû 2000C: [ ] 0 2200 133( )C N mms = - Vaäy öùng suaát cho pheùp ôû ñieàu kieän laøm vieäc 450C : [ ] 0 245 145( )C N mms = - Aùp löïc cöïc ñaïi cho pheùp: [ ]0 177max . *P s= 20 177 145 25 665 256 65max . * . ( ) . ( )NP atmm= = = - Beà daøy thieát bò chòu aùp suaát cao : [ ]2. t h S S C D PS Ps j ¢= + ¢ = - - Trong ñoù: S laø beà daøy thaân(mm) j : heä soá beà moái haøn 0a b cC C C C C= + + + :heä soá boå sung cho beà daøy(mm) aC : heä soá boå sung do aên moøn hoùa hoïc(mm) bC : heä soá boå sung do söï baøo moøn cô hoïc(mm) cC : heä soá boå sung do sai leäch khi cheá taïo, laép raùp(mm) 0C : heä soá boå sung do laøm troøn kích thöôùc(mm) - Haøn moät phía, 0 9.hj = . Treân thaân thieát bò coù khoeùt loã nhaäp thaùo lieäu, ñieàu naøy laøm cho heä soá beàn moái haøn bò giaûm. Do ñoù ta choïn 0 85.hj = - Choïn 0 5, ( )aC mm= - Do vaän toác doøng vaät lieäu trong thaùp töông ñoái thaáp, choïn 0bC = - Choïn 0 5, ( )cC mm= - Choïn 0 0 5, ( )C mm= - Vaäy 0 5 0 0 5 0 5 1 5, , , , ( )C mm= + + + = 1800 2 4 20 1 2 128 0 85 2 4 * , , ( ) * * , , S mm¢ = = - 20 1 1 5 21 6, , , ( )S mm= + = - Choïn S=22(mm) TAI LIEU CHI MANG TINH CHAT THAM KHAO MO ITR UO NG XA NH .IN FO Ñoà aùn moân hoïc xöû lyù chaát thaûi SVTH: NGUYEÃN NHAÄT TRÖÔØNG MSSV: 90102976 22 - Kieåm trañieàu kieän oån ñònh: 0 1,a t S C D - < - Ta coù 22 0 5 0 012 0 1 1800 , , ,a t S C D - - = = < . Do ñoù thoûa ñieàu kieän oån ñònh. - Kieåm tra ñieàu kieän beàn: [ ] [ ]2 10 1 1( ) ( % ) , ( ) h a t a S C P P P P D S C s j - = ³ + = + - - Ta coù [ ] 2 22 128 0 85 22 0 5 2 568 1 1 2 4 2 641800 22 0 5 * * , ( , ) , ( ) , * , , ( ) ( , ) N NP mm mm - = = < = + - - Nhö vaäy chöa ñuû ñieàu kieän beàn. Ta choïn laïi beà daøy thaân laø 25 mm( Kieåm tra nhö treân thoûa ñieàu kieän beàn) - Vaäy S=25 (mm) IV.4.2 Tính ñaùy vaø naép thieát bò: - Ñeå deã thaùo loûng vaø deã thoaùt khí, ta choïn thieát keá ñaùy vaø naép hình noùn. - Ñeå taêng ñoä cöùng, ta choïn kieåu hình noùn coù gôø. - Beà daøy ñaùy hình noùn coù gôø tính theo coâng thöùc: S=S/+C [ ]2 / . .cos . h D PS Pa s j = é ù-ë û 2 1 10 /min. ( cos ) . .sint tD D R Sa aé ù= - - +ë û - Choïn goùc ôû ñaùy vaø naép : 2 2 45 90* * o oa = = [ ] 128 0 85 45 33 3 2 4 * , , , h P s j = = > [ ]4 / min . . . . t h D P y S s j = - Trong ñoù: y : laø heä soá phuï thuoäc hình daïng, phuï thuoäc vaøo tæ soá t t R D vaø goùc a Caùc ñaïi löôïng khaùc ñaõ bieát - Choïn 0 15,t t R D = , tra baûng ta coù y=1,94 - Ta coù 1800 2 4 1 94 19 3 4 128 0 85 / min * , * , , ( ) * * , S mm= = D=1369 (mm) S/=21,96 (mm) TAI LIEU CHI MANG TINH CHAT THAM KHAO MO ITR UO NG XA NH .IN FO Ñoà aùn moân hoïc xöû lyù chaát thaûi SVTH: NGUYEÃN NHAÄT TRÖÔØNG MSSV: 90102976 23 S=21,96 + 1,5 = 23,46 - Beà daøy ñaùy vaø naép phaûi lôùn hôn beà daøy thaân. Tra beà daøy theùp taám coù treân thò tröôøng, ta choïn beà daøy ñaùy vaø naép : Sd=Sn=28 (mm) - Kieåm tra ñieàu kieä beàn: 2 1 2 . . .( ). , t o c h D P y S C s s j = £ - - Theùp CT3, 2240( )c N mms = Po=P + 0,3=2,4 + 0,3 = 2,7 (N/mm2) 1800 2 7 1 94 240209 3 200 7 2 28 1 5 0 85 1 2 * , * , , , * ( , ) * , , s = = > = - . - Vaäy khoâng thoûa. - Ta choïn laïi beà daøy ñaùy vaø naép Sd=Sn=30 (mm). - Kieåm tra nhö treân thaáy thoûa ñieàu kieän beàn. - Vaäy Sd=Sn=30 (mm). IV.4.3 Tính oáng daãn nhaäp thaùo lieäu: IV.4.3.1 Tính oáng daãn khí vaøo thaùp haáp thuï : - Löu löôïng khí vaøo thaùp: Qd=10000 (m3/h) = 2,778 (m3/s) - Choïn vaän toác doøng khí trong oáng daãn Wk=25 m/s - Ñöôøng kính oáng daãn khí vaøo thaùp: 4 4 2 778 0 376 3 14 25 . * , , ( ) . , * d kv k Q D m Wp = = = - Choïn ñöôøng kính oáng theo chuaån: 0 4 400, ( ) ( )kvD m mm= = - Tính laïi vaän toác 4 4 2 778 22 2 3 14 0 4 . * , , ( ) . , * , d k kv Q mW sDp = = = IV.4.3.2 Tính oáng daãn khí saïch ra khoûi thaùp: - Do theå tích chaát oâ nhieãm bò giöõ laïi trong thaùp töông ñoái nhoû, coù theå xem löu löôïng khí ra khoûi thaùp baèng löu löôïng khí vaøo thaùp 3 2 778, ( )d c mQ Q s= = . - Choïn ñöôøng kính oáng daãn khí ra khoûi thaùp 400( )kr kvD D mm= = IV.4.3.3 Tính oáng phaân phoái nitô loûng vaøo thaùp: - Löu löôïng nitô loûng caàn cung caáp vaøo thaùp: 3 2 36 71 0 0454 808 , , ( )dN l L mQ sr = = = - Vaän toác giôùi haïn cuûa chaát loûng trong oáng daãn 1÷3 m/s. Choïn vaän toác daãn nitô loûng vaøo thaùp : 3( )l mW s= - Ñöôøng kính oáng daãn nitô loûng vaøo thaùp : TAI LIEU CHI MANG TINH CHAT THAM KHAO MO ITR UO NG XA NH .IN FO Ñoà aùn moân hoïc xöû lyù chaát thaûi SVTH: NGUYEÃN NHAÄT TRÖÔØNG MSSV: 90102976 24 4 4 0 0454 0 139 139 3 14 3 . * , , ( ) ( ) . , * l lv l Q D m mm Wp = = = = - Choïn ñöôøng kính theo chuaån : 150( )lvD mm= - Tính laïi vaän toác 2 2 4 4 0 0454 2 57 3 14 0 15 . * , , ( ) . , * , l l lv Q mW sDp = = = < 3. Vaäy thoûa. IV.4.3.4 Tính oáng daãn dung dòch sau khi haáp thuï ra khoûi thaùp: - Choïn löu löôïng dung dòch sau khi haáp thuï thaùo ra khoûi thaùp baèng vôùi löu löôïng nitô loûng vaøo thaùp. - Ñöôøng kính oáng daãn nitô loûng ra khoûi thaùp : 150( )lv lrD D mm= = IV.4.4 Tính maâm ñuïc loã - Choïn ñöôøng kính loã : 4( )lod mm= - Choïn chieàu cao gôø chaûy traøn : 50( )gh mm= - Beà roäng gôø traøn laø gb - Choïn dieän tích 2 baùn nguyeät daønh cho oáng chaûy truyeàn = 20 % dieän tích maâm, töùc laø 22 0 1 3 . , . .g g mamb h Rp= -Ta coù [ ] 2 2 2 2 g mam mam b R b R é ù + - =ê ú ë û - Vôùi Rmam laø baùn kính maâm 1800 900 2 2 ( )tmam DR mm= =; - Dieän tích maâm : 2 20 707 4 , ( )mammam R F m p = = - Giaûi heä phöông trình treân ta ñöôïc : 0 32 1 47 , ( ) , ( )g b m b m = = - Goïi bm l K r r = laø tæ soá giöõa khoái löôïng rieâng chaát loûng boït vaø khoái löôïng rieâng chaát loûng ôû treân maâm - Thöôøng choïn 0 8,mK = - Theo taøi lieäu [3], ta coù chieàu cao lôùp chaát loûng treân gôø traøn tính theo coâng thöùc: 2 3 1 85, . . l g m Qh b K é ù D = ê ú ê úë û 0 076 76, ( ) ( )h m mmD = = - Chieàu cao toaøn boä lôùp chaát loûng treân maâm: 50 76 126( )b gh h h mm= + D = + = TAI LIEU CHI MANG TINH CHAT THAM KHAO MO ITR UO NG XA NH .IN FO Ñoà aùn moân hoïc xöû lyù chaát thaûi SVTH: NGUYEÃN NHAÄT TRÖÔØNG MSSV: 90102976 25 - Aùp löïc chaát loûng leân maâm : 2 808 9 81 0 126 1412 6 0 707 . . * , * , , ( ) , l mam mam g h Np mF r = = = - Beà daøy maâm : [ ] 61412 10 0 51800 4 23 128 / . . * ,. , ( )mam t P KS D mm s - = = = 5/ ( )mam mamS S C mm= + = - Toång dieän tích caùc loã chieám treân maâm laáy baèng 10% dieän tích maâm 2 20 1 0 1 0 707 0 0707 70700, * , * , , ( ) ( )lo mamF F m mm= = = =å - Dieän tích moät loã : 2 2 243 14 12 56 4 4 , , ( )lolo dF mmp= = = - Toång soá loã treân moät maâm : 70700 5629 12 65, lo lo lo F N F = = =å - Choïn oáng chaûy truyeàn þ100 IV.4.5 Choïn bích noái oáng daãn khí: 32 3 610 550 44 - Ta coù : Dkv = 400 mm - Tra baûng ta coù caùc thoâng soá kích thöôùc cuûa bích : D =610 mm Db = 550 mm M30 Z = 16 h=44 IV.4.6 Choïn bích noái oáng daãn loûng: TAI LIEU CHI MANG TINH CHAT THAM KHAO MO ITR UO NG XA NH .IN FO Ñoà aùn moân hoïc xöû lyù chaát thaûi SVTH: NGUYEÃN NHAÄT TRÖÔØNG MSSV: 90102976 26 - Ta coù : Dlv = Dlr = 150 mm 22 3 300 250 30 - Tra baûng ta coù caùc thoâng soá kích thöôùc cuûa bích: D = 300 mm Db = 250 mm M22 Z = 8 h = 30 IV.4.7 Tính sô boä khoái löôïng thaùp IV.4.7.1 Khoái löôïng thaân: - Dieän tích theùp thaân: 23 14 1 8 7 2 51. . , * , *( ) ( )th tF D H mp= = + = - Theùp laøm thaân daøy 25 mm, khoái köôïng 2196( / )kg mr = - Khoái löôïng theùp laøm thaân : 196 51 9996. * ( )thM F kgr= = = IV.4.7.2 Khoái löôïng ñaùy vaø naép: - Dieän tích theùp ñaùy = dieän tích theùp naép = 24 413, ( )d nF F m= = - Theùp ñaùy vaø naép daøy 30 mm, 2235 5, ( / )kg mr = - Khoái löôïng ñaùy = khoái löôïng naép = 235 5 4 413 1040, . , * , ( )d n dM F kgr= = = IV.4.7.3 Khoái löôïng maâm: - Dieän tích maâm 2 2 23 14 1 8 2 5 4 4 , * , , ( )tm DF mp= = = - Theùp maâm daøy 5 mm, 239 2, ( / )kg mr = - Toång khoái löôïng maâm=9*2,5*39,2=882(kg) IV.4.7.4 Khoái löôïng sô boä thaùp TAI LIEU CHI MANG TINH CHAT THAM KHAO MO ITR UO NG XA NH .IN FO Ñoà aùn moân hoïc xöû lyù chaát thaûi SVTH: NGUYEÃN NHAÄT TRÖÔØNG MSSV: 90102976 27 - Vaäy khoái löôïng sô boä cuûa thaùp : 9996 1040 882 11918( )M kg= + + =å - Tính ñeán khoái löôïng bích, buloong, khoái löôïng nitô loûng, oáng chaûy truyeàn,...xem khoái löôïng thaùp laø 20000(kg) = 20 taán. IV.4.8 Tính tai treo - Toång taûi troïng : Gmax = 20000 kg =2. 105 N - Choïn 4 tai treo. - Taûi troïng leân moät tai treo : 5 42 10 5 10 4 4 max . .GG N= = = - Tra baûng ,choïn tai treo : 40 0 12 20 2012 D D D-D 200 Þ34 65 IV.4.9 Voû ñôõ - Choïn voû ñoõ coù beà daøy = beà daøy ñaùy= 30mm - Treân voû ñôõ coù khoeùt loã ñeå daãn oáng ra ngoaøi. - Ñöôøng kính loã choïn þ1000 - Chi tieát voû ñoõ xem baûn veõ IV.4.10 Tính trôû löïc qua thaùp - Trôû löïc qua moät maâm : mam b kP P P PsD = D + D + D Trôû löïc maâm khoâ : 2 2 l ktb k VP rxD = - Dieän tích töï do( dieän tích loã) 10%, neân 1 82,x = - Vaän toác khí qua loã: 0 93 9 3 10 0 1 , , ( ) % ,l W mV s= = = TAI LIEU CHI MANG TINH CHAT THAM KHAO MO ITR UO NG XA NH .IN FO Ñoà aùn moân hoïc xöû lyù chaát thaûi SVTH: NGUYEÃN NHAÄT TRÖÔØNG MSSV: 90102976 28 2 2 9 3 6 9271 82 545 2 2 , * ,, * , ( )k NP mD = = Trôû löïc do söùc caêng beà maët : 34 4 8 5 10 8 5 0 004 . * , . , ( ) ,lo NP mds s - D = = = - Söùc caêng beà maët cuûa nitô loûng ôû -196oC laø 38 5 10, . ( )N ms -= Trôû löïc thuûy löïc qua lôùp chaát loûng boït treân maâm: 2 1 3 1 3 0 126 0 8 808 9 81 1037 , . . . , * , * , * * , ( ) b b l b P h K g NP m rD = D = = - Trôû löïc toång coäng qua 1 maâm : 2545 2 8 5 1037 1590 7, , , ( ) mam b k mam P P P P NP m sD = D + D + D D = + + = -Toång trôû löïc qua thaùp 211 1590 7 17497 8. * , , ( )thap tong mam NP n P mD = D = = - Vaän toác nhoû nhaát ñeå ñaûm baûo caùc loã treân maâm hoaït ñoäng bình thöôøng : 9 81 808 0 1260 65 0 65 6 9 1 82 6 927min . . , * * ,, , , ( ) . , * , l b ktb g h mV s r x r = = = 9 3 6 9min, ( ) , ( )l m mV Vs s= > = - Do ñoù loã hoaït ñoäng bình thöôøng. IV.5 TÍNH CAÙC THIEÁT BÒ PHUÏ IV.5.1 Quaït huùt: - Löu löôïng : 10.000 m3/h - Trôû löïc qua thaùp : 211 1590 7 17497 8. * , , ( )thap tong mam NP n P mD = D = = - Chieàu cao toång coäng cuûa thaùp tính caû phaàn ñaùy vaø naép : 12465 12 5,thapH mm m= » - Toån thaát aùp löïc vaän chuyeån hoãn hôïp khí töø ñaùy ñeán ñænh thaùp : . .k thapP g HrD = = 7,148 * 9,81*12,5 =877 (N/m 2) - Toång toån thaát sô boä : 17497,8 + 877 = 18374,8 (N/m2) - Coät aùp töông öùng : H=1,84 mH2O - Coâng suaát quaït: 1000 . ( ) .q Q PN kw h D = - Choïn 2 quaït, moãi quaït coù löu löôïng 5000 m3/h - Choïn hieäu suaát quaït 0 6.h = TAI LIEU CHI MANG TINH CHAT THAM KHAO MO ITR UO NG XA NH .IN FO Ñoà aùn moân hoïc xöû lyù chaát thaûi SVTH: NGUYEÃN NHAÄT TRÖÔØNG MSSV: 90102976 29 - Coâng suaát moãi quaït : 5000 18374 8 43 59 3600 1000 0 6 * , ( ) ( ) * * ,q N kw HP= = = IV.5.2 Bôm: - Löôïng nitô loûng caàn : 36,71 (kg/s)=164 (m3/h) - Thaùp cao 12,465 m, ñeå buø vaøo toån thaát ma saùt treân ñöôøng oáng, toån thaát cuïc boä treân caùc co, cuùt, choïn bôm coù coät aùp H=15 mH2O. - Coâng suaát bôm : 1000 . . . . g Q HN r h = (kw) - Choïn hieäu suaát bôm 0 7,h = 808 9 81 164 15 7 74 10 6 1000 3600 0 7 * , * * , ( ) , ( ) * * , N kw HP= = = - 5<N= 7,74 (kw) < 50. Do ñoù choïn heä soá an toaøn coâng suaát 1 2,b = - Coâng suaát bôm yeâu caàu : 1 2 7 74 9 3 12 7. , * , , ( ) , ( )ycN N kw HPb= = = = - Choïn 2 bôm, moät caùi hoaït ñoäng, moät caùi döï phoøng, moãi caùi coù: Q=200 m3/h H=15 mH2O N= 15 HP TAI LIEU CHI MANG TINH CHAT THAM KHAO MO ITR UO NG XA NH .IN FO Ñoà aùn moân hoïc xöû lyù chaát thaûi SVTH: NGUYEÃN NHAÄT TRÖÔØNG MSSV: 90102976 30 CHÖÔNG V TÍNH KINH TEÁ - Chi phí phuï cho coâng trình= 10 % chi phí vaät tö =22.558.800 (ñ) - Chi phí nhaân coâng=chi phí vaät tö + chi phí phuï = 225.588.000 + 22.558.800 = 248.146.800 (ñ) Toång chi phí = chi phí vaät tö + chi phí phuï + chi phí nhaân coâng = 248.146.800 + 248.146.800 =496.293.600 (ñ) TAI LIEU CHI MANG TINH CHAT THAM KHAO MO ITR UO NG XA NH .IN FO Ñoà aùn moân hoïc xöû lyù chaát thaûi SVTH: NGUYEÃN NHAÄT TRÖÔØNG MSSV: 90102976 31 Th aøn h tie àn (ñ oàn g) 79 .9 68 .0 00 15 .6 00 .0 00 20 .5 50 .0 00 70 0. 00 0 7. 65 0. 00 0 2. 50 0. 00 0 60 0. 00 0 82 0. 00 0 40 .0 00 .0 00 54 .0 00 .0 00 1. 20 0. 00 0 1. 00 0. 00 0 1. 00 0. 00 0 22 5. 58 8. 00 0 G ia ù/1 ñ ôn vò (ñ oàn g) 80 00 7 50 0 75 00 70 00 85 00 50 .0 00 20 00 82 00 20 .0 00 .0 00 27 .0 00 .0 00 30 0. 00 0 50 .0 00 50 .0 00 So á lö ôïn g 99 96 2x 10 4 0 27 40 10 0 9x 10 0 50 30 0 10 0 2 2 4 20 20 Ñ ôn vò K g K g K g K g K g K g C on K g B oä B oä C aùi K g K g Lo aïi – Q ui c aùc h Th eùp ta ám C T3 -2 5m m Th eùp ta ám C T3 - 3 0m m Th eùp ta ám C T3 - 3 0 m m Th eùp C T3 - 5 5 m m Th eùp C T3 - 5 m m Th eùp C T3 -3 m m Th eùp Th eùp C T3 -1 2 m m Q =2 00 m 3 /h , H =1 5 m H 2O N = 15 H P Q =5 00 0 m 3 /h , H = 3 m H 2O N = 65 H P B eât oân g V aät li eäu Th eùp la øm th aân Th eùp ñ aùy , n aép V oû ñô õ B íc h M aâm O Áng d aãn , o áng c ha ûy ch uy eàn B ul oo ng G aân c hò u lö ïc, ta i t re o B ôm Q uạ t l y ta âm M oùn g bô m , q ua ït Sô n ch oán g gæ Sô n m aøu ST T 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 To ång TAI LIEU CHI MANG TINH CHAT THAM KHAO MO ITR UO NG XA NH .IN FO Ñoà aùn moân hoïc xöû lyù chaát thaûi SVTH: NGUYEÃN NHAÄT TRÖÔØNG MSSV: 90102976 32 KEÁT LUAÄN 1. Öu ñieåm : - Tính höõu ích cuûa coâng trình : ñoù laø söû duïng chính nguoàn saûn phaåm phuï laø nitô loûng sinh ra trong quaù trình saûn xuaát amoniaêc loûng ñeå haáp thuï chaát CO trong khí thaûi. Ñieàu naøy giuùp tieát kieäm chi phí cho hoùa chaát ñeå xöû lyù khí thaûi cuûa nhaø maùy. Coù theå thu hoài CO,chuyeån sang daïng loûng phuïc vuï cho caùc nhu caàu khaùc. - Thaùp cheá taïo ñôn giaûn,vaän haønh deã daøng. 2. Caùc thay ñoåi coù theå phaùt sinh: - Caùc thoâng soá cuûa khí thaûi coù theå thay ñoåi khaùc ñi so vôùi quaù trình tính toaùn,do ñoù thaùp seõ khoâng hoaït ñoäng vôùi hieäu suaát khaùc ñi. - Giaù caû caùc vaät tö coù theå thay ñoåi, neân chi phí cho coâng trình coù theå thay ñoåi. TAI LIEU CHI MANG TINH CHAT THAM KHAO MO ITR UO NG XA NH .IN FO Ñoà aùn moân hoïc xöû lyù chaát thaûi SVTH: NGUYEÃN NHAÄT TRÖÔØNG MSSV: 90102976 33 TAØI LIEÄU THAM KHAÛO [1] OÂ nhieãm khoâng khí vaø xöû lyù khí thaûi taäp 1- GS. Traàn Ngoïc Chaán-NXB Khoa hoïc vaø kyõ thuaät [2] OÂ nhieãm khoâng khí vaø xöû lyù khí thaûi taäp 3- GS. Traàn Ngoïc Chaán-NXB Khoa hoïc vaø kyõ thuaät [3] Kyõ thuaät thoâng gioù- GS. Traàn Ngoïc Chaán-NXB Xaây döïng [4] Kyõ thuaät xöû lyù khí thaûi coâng nghieäp- PGS.PTS. Phaïm Vaên Boân [5] Ví duï vaø baøi taäp (taäp 10)- PGS.PTS. Phaïm Vaên Boân-Vuõ Baù Minh- Hoaøng Minh Nam [6] Tieâu chuaån Vieät Nam- Haø Noäi-2002 [7] AirQuality Guiderline for Europe [8] Thieát keá tính toaùn caùc chi tieát thieát bò hoùa chaát - Hoà Leâ Vieân - NXB khoa hoïc vaø kyõ thuaät [9] Soå tay quaù trình vaø thieát bò coâng ngheä hoùa chaát taäp II –PTS. Traàn Xoa- PGS.PTS Nguyeãn Troïng Khuoân- PTS. Phaïm Xuaân Toaûn – NXB Khoa hoïc vaø kyõ thuaät Haø Noäi- 1999 MUÏC LUÏC TAI LIEU CHI MANG TINH CHAT THAM KHAO MO ITR UO NG XA NH .IN FO Ñoà aùn moân hoïc xöû lyù chaát thaûi SVTH: NGUYEÃN NHAÄT TRÖÔØNG MSSV: 90102976 34 Chöông I : GIÔÙI THIEÄU TOÅNG QUAN VAØ CAÙC PHÖÔNG PHAÙP XÖÛ LYÙ.............................................1 I.1 TOÅNG QUAN VEÀ KHÍ CACBON MONOXIT .........................................1 I.1.1 Ñaëc ñieåm lyù hoùa cuûa khí Cacbon momoxit (CO) ..............................1 I.1.2 Nguoàn goác cuûa khí cacbon oxit ....................................................1 I.1.3 Taùc haïi cuûa khí CO ñoái vôùi moâi tröôøng .........................................4 I.1.4 Taùc haïi cuûa khí CO leân söùc khoûe con ngöôøi ..............................4 I.1.5 Caùc giôùi haïn noàng ñoä cuûa CO trong moâi tröôøng ..............................6 I.2 CÔ SÔÛ LYÙ THUYEÁT CUÛA CAÙC QUAÙ TRÌNH XÖÛ LYÙ KHÍ CACBON OXIT......6 I.2.1 Phöông phaùp ñoát..............................................................................6 I.2.2 Phöông phaùp haáp thuï........................................................................7 I.2.2.1 Haáp thuï baèng dung dòch [ Cu(NH3)m(H2O)n]+...........................7 I.2.2.2 Haáp thuï baèng Clorua ñoàng nhoâm CuAlCl4 (20- 50%) vaø (80-90%) Toluen...................................................................7 I.2.2.3 Haáp thuï baèng Nitô loûng..........................................................8 I.2.3 Haáp phuï baèng than hoaït tính.............................................................8 Chöông II : YEÂU CAÀU THIEÁT KEÁ........................................................................................................................................9 II.1 NHIEÄM VUÏ THIEÁT KEÁ .................................................................................9 II.2 CAÙC THOÂNG SOÁ CUÛA KHÍ THAÛI..................................................................9 II.2.1 Caùc thoâng soá khí thaûi ñaàu vaøo...........................................................9 II.2.2 Caùc thoâng soá ñaàu ra..........................................................................9 II.3 CAÙC GIAÛ THUYEÁT TRONG QUAÙ TRÌNH TÍNH TOAÙN................................. 9 TAI LIEU CHI MANG TINH CHAT THAM KHAO MO ITR UO NG XA NH .IN FO Ñoà aùn moân hoïc xöû lyù chaát thaûi SVTH: NGUYEÃN NHAÄT TRÖÔØNG MSSV: 90102976 35 Chöông III : ÑEÀ XUAÁT VAØ THUYEÁT MINH COÂNG NGHEÄ...................................................................................10 III.1 CHOÏN PHÖÔNG PHAÙP XÖÛ LYÙ ............................................................10 III.2 SÔ LÖÔÏC VEÀ PHÖÔNG PHAÙP HAÁP THUÏ VAØ CAÙC LOAÏI THIEÁT BÒ HAÁP THUÏ........................................................10 III.2.1 SÔ LÖÔÏC VEÀ PHÖÔNG PHAÙP HAÁP THUÏ........................................10 III.2.2 CAÙC LOAÏI THIEÁT BÒ HAÁP THUÏ........................................................11 III.2.2.1 Thaùp phun.........................................................................11 III.2.2.2 Thaùp suûi boït (thaùp maâm)...................................................11 III.2.2.3 Thaùp suïc khí......................................................................11 III.2.2.4 Thaùp ñeäm..........................................................................11 III.2.2.5 Thaùp ñóa............................................................................ 11 III.3 ÑEÀ XUAÁT QUI TRÌNH COÂNG NGHEÄ..........................................................12 III.4 THUYEÁT MINH QUI TRÌNH COÂNG NGHEÄ.................................................14 Chöông IV: TÍNH TOAÙN THIEÁT BÒ TÍNH TOAÙN COÂNG NGHEÄ ....................................................................15 IV.1 TÍNH SOÁ BAÄC TRUYEÀN KHOÁI....................................................................15 IV.2 TÍNH ÑÖÔØNG KÍNH THAÙP HAÁP THUÏ.........................................................19 IV.3 TÍNH CHIEÀU CAO THAÙP HAÁP THUÏ............................................................20 IV.4 TÍNH CÔ KHÍ..............................................................................................20 IV.4.1 TÍNH THAÂN THIEÁT BÒ.................................................................... 20 IV.4.2 TÍNH ÑAÙY VAØ NAÉP THIEÁT BÒ..........................................................22 IV.4.3 TÍNH OÁNG DAÃN NHAÄP THAÙO LIEÄU................................................23 IV.4.3.1 Tính oáng daãn khí vaøo thaùp haáp thu....................................23 TAI LIEU CHI MANG TINH CHAT THAM KHAO MO ITR UO NG XA NH .IN FO Ñoà aùn moân hoïc xöû lyù chaát thaûi SVTH: NGUYEÃN NHAÄT TRÖÔØNG MSSV: 90102976 36 IV.4.3.2 Tính oáng daãn khí saïch ra khoûi thaùp....................................23 IV.4.3.3 Tính oáng phaân phoái nitô loûng vaøo thaùp..............................23 IV.4.3.4 Tính oáng daãn dung dòch sau khi haáp thuï ra khoûi thaùp........24 IV.4.4 TÍNH MAÂM ÑUÏC LOÃ.......................................................................24 IV.4.5 CHOÏN BÍCH NOÁI OÁNG DAÃN KHÍ.....................................................25 IV.4.6 CHOÏN BÍCH NOÁI OÁNG DAÃN LOÛNG.................................................26 IV.4.7 TÍNH KHOÁI LÖÔÏNG SÔ BOÄ THAÙP...................................................26 IV.4.7.1 Khoái löôïng thaân ............................................................26 IV.4.7.2 Khoái löôïng ñaùy vaø naép.......................................................26 IV.4.7.3 Khoái löôïng maâm................................................................26 IV.4.7.4 Khoái löôïng sô boä thaùp........................................................27 IV.4.8 TÍNH TAI TREO...............................................................................27 IV.4.9 VOÛ ÑÔÕ.............................................................................................27 IV.4.10 TÍNH TRÔÛ LÖÏC QUA THAÙP...........................................................27 IV.5 TÍNH CAÙC THIEÁT BÒ PHUÏ..........................................................................28 IV.5.1 QUAÏT HUÙT......................................................................................28 IV.5.2 BÔM...............................................................................................29 Chöông V : TÍNH KINH TEÁ...................................................................................................................................................30 Keát luaän.........................................................................................................................32 Taøi lieäu tham khaûo........................................................................................................33 TAI LIEU CHI MANG TINH CHAT THAM KHAO MO ITR UO NG XA NH .IN FO

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • pdfkhi_co_5055.pdf
Luận văn liên quan