Đồ án Môn học: Thiết kế hệ thống xử lý khí thải lò hơi dùng dầu FO công suất hơi 5T/h

Lò hơi đốt củi, lò hơi đốt than, lò hơi đốt dầu luôn sinh ra một lượng khí thải gây ô nhiễm nghiêm trọng bầu khí quyển. Nhìn chung, các phương pháp xử lý khí thải lò hơi hiệu quả nhất là phương pháp hấp thụ. Thông thường, việc xử lý khí CO2 và CO không quan trọng do khí CO2 không có tiêu chuẩn quy định, khí CO có thể kiểm soát trong quá trình đốt để đảm bảo đạt tiêu chuẩn cho phép. Đối với khí SO2, có rất nhiều biện pháp xử lý khác nhau bằng phương pháp hấp thụ. Tuy nhiên, tùy thuộc vào điều kiện cụ thể của nhà máy (đặc điểm sản xuất, kinh tế, kỹ thuật ) mà lựa chọn phương pháp xử lý phù hợp. Với đề tài: “Nghiên cứu đề xuất phương án xử lý khí SO2 từ lò hơi với công suất 10000 m3/h”, đề xuất phương án hấp thụ SO2 bằng tháp đệm với chất hấp thụ là dung dịch NaOH 10%, hiệu quả xử lý đạt 91,67%, khí thải sau khi xử lý thải ra môi trường không khí đạt tiêu chuẩn QCVN 19:2009/BTNMT, cột B.

pdf54 trang | Chia sẻ: lylyngoc | Ngày: 22/08/2014 | Lượt xem: 6342 | Lượt tải: 60download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Đồ án Môn học: Thiết kế hệ thống xử lý khí thải lò hơi dùng dầu FO công suất hơi 5T/h, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
các khí độc hại như SO 2 ,H2S...rất hiệu quả. Có thể sử dụng kết hợp khi cần rửa khí làm sạch bụi,khi trong khí thải có chứa cả bụi lẫn các khí độc hại mà các chất khí có khả năng hòa tan tốt trong nước rửa.  Nhược điểm: Hiệu suất làm sạch không cao,không dùng để xử lý dòng khí có nhiệt độ cao. Quá trình hấp thụ là quá trình tỏa nhiệt nên khi thiết kế nhiều trường hợp cần phải lắp đặt thêm thiết bị trao đổi nhiệt trong tháp hấp thụ để làm nguội tăng hiệu Đồ án môn học: Thiết kế hệ thống xử lý khí thải lò hơi dùng dầu FO công suất hơi 5T/h 14 GVHD:PGS.TS. Nguyễn Đinh Tuấn SVTT: Đặng Quốc Cường (msvs:0510020031) quả quá trình xử lý như vậy thiết bị sẽ trở nên cồng kềnh,vận hành phức tạp. Việc lưc chọn dung môi thích hợp để xứ lý rất kho khăn khi chất khí không có khả năng hoà tan trong nước. Phải tiến hành tái sinh dung môi khi dung môi đắt tiền để giảm giá thành xử lý mà công việc này là rất khó khăn. II.2. Phương pháp hấp phụ  Ưu điểm: Điều chỉnh quá trình tinh vi hơn. Có thể sử dụng kết cấu tối ưu và kích thước tối ưu cho từng đoạn của thiết bị. Tiết kiệm được chất hấp phụ ,sử dụng tối đa năng suất hấp phụ. Quá trình thực hiện liên tục dẫn đến hiệu suất cao. Chất hấp phụ dễ kiếm và khá rẻ tiền,thường dùng nhất là than hoạt tính hấp phụ được nhiều chất hữu cơ.  Nhược điểm: Kết cấu phức tạp. Chất hấp phụ bị mài mòn nên phải xử lý bụi Cường độ hấp phụ thấp do vận tốc dòng khí thấp do vận tốc khí nhỏ và không có sự xáo trộn mãnh liệt than. Hiệu quả hấp phụ kém nếu nhiệt độ khí thải cao. Không hiệu quả khi dòng khí ô nhiễm chứa cả bụi lẫn chất ô nhiễm thể hơi hay khí vì bụi dễ gây nên tắc thiết bị và làm giảm hoạt tính hấp phụ của chất hấp phụ (lúc này nếu muốn sử dụng ta phải lọc bụi trước khi cho dòng khí vào thiết bị hấp phụ). II.3. Phương pháp đốt  Ưu điểm: Phân hủy hoàn toàn các chất ô nhiễm cháy được Thích ứng được với sự thay đổi lưu lượng và tải lượng chất ô nhiễm trong khí thải. Hiệu quả cao với những chất khó xử lý bằng phương pháp khác. Có thể thu hồi nhiệt thải ra trong quá trình đốt. Trong những trường hợp khí thải có nhiệt độ cao có thể không cần phải gia nhiệt trước khi đưa vào đốt. Phương pháp đốt hoàn toàn phù hợp với việc xử lý các khí thải độc hại không cần thu hồi hay khả năng thu hồi thấp, khí thu hồi không có giá trị kinh tế cao. Có thể tận dụng nhiệt năng trong quá trình xử lý vào mục đích khác  Nhược điểm: Chi phí đầu tư thiết bị ,vận hành lớn. Có thể làm phức tạp thêm vấn đề ô nhiễm không khí sau đốt có chlorine,N,S. Có thể cần cấp thêm nhiên liệu bổ sung,xúc tác gây trở ngại cho việc vận hành Đồ án môn học: Thiết kế hệ thống xử lý khí thải lò hơi dùng dầu FO công suất hơi 5T/h 15 GVHD:PGS.TS. Nguyễn Đinh Tuấn SVTT: Đặng Quốc Cường (msvs:0510020031) thiết bị. Đối với dòng khí này phương pháp lựa chọn để xử lý thích hợp nhất là phương pháp hấp thụ. III. Một số phương pháp hấp thụ S0 2 Để hấp thụ SO 2 ta có thể sử dụng nước, dung dịch hoặc huyền phù của muối kim loại kiềm hoặc kiềm thổ. - Hấp thụ bằng nước: Là phương pháp đơn giản được áp dụng sớm nhất để loại bỏ khí SO 2 ra khỏi khí thải từ các lò công nghiệp. Nhược điểm: do độ hòa tan của SO 2 trong nước thấp nên phải cần lưu lượng nước lớn và thiết bị hấp phụ có thể tích lớn, quá trình hấp thụ tốn nhiều năng lượng chi phí nhiệt lớn. Ưu điểm: rẻ tiền, dễ tìm, hoàn nguyên được. SO 2 + H 2 O -> H + + HSO 3 -Hấp thụ bằng huyền phù CaCO 3 sữa vôi: Ưu điểm: của phương pháp này là quy trình công nghệ đơn giản chi phí hoạt động thấp, chất hấp thụ dễ tìm, có khả năng xử lý mà không cần làm nguội và xử lý sơ bộ. Có thể chế tạo thiết bị bằng vật liệu thông thường, không cần đến vật liệu chống acid và không chiếm nhiếu diện tích xây dựng. Nhược điểm: Thiết bị đóng cặn do tạo thành CaSO 4 và CaSO 3 , gây tắc các đường ống và ăn mòn thiết bị. - Phương pháp Magie (Mg): SO 2 được hấp thụ bởi oxít – hydro magie, tạo thành tinh thể ngậm nước Sunfit magie Ưu điểm: làm sạch khí nóng, không cần lọc sơ bộ, thu được sản phẩm tận dụng là H 2 SO 4 ; MgO dễ kiếm và rẻ, hiệu quả xử lý cao. Nhược điểm: vận hành khó, chi phí cao tốn nhiều MgO. - Phương pháp kẽm: Trong phương pháp này chất hấp thụ là kẽm SO 2 + ZnO + 2,5 H 2 SO 4 -> ZnSO 3 + H 2 O Ưu điểm: của phương pháp này là khả năng xử lý ở nhiệt độ cao (200 – 250 0 C) Nhược điểm: có thể hình thành ZnSO 4 làm cho việc tái sinh ZnO bất lợi về kinh tế nên phải thường xuyên tách chúng và bổ sung thêm ZnO. - Hấp thụ bằng chất hấp thụ trên cơ sở Natri Ưu điểm: Ứng dụng chất hấp thụ hóa học không bay hơi, có khả năng hấp thụ Đồ án môn học: Thiết kế hệ thống xử lý khí thải lò hơi dùng dầu FO công suất hơi 5T/h 16 GVHD:PGS.TS. Nguyễn Đinh Tuấn SVTT: Đặng Quốc Cường (msvs:0510020031) lớn.Phương pháp có thể thể được ứng dụng để loại các S0 2 ra khỏi khí ở các nồng độ khác nhau. - Phương pháp Amoniac - Hấp thu bằng hổn hợp muối nóng chảy - Hấp thụ bằng các Amin thơm... Đồ án môn học: Thiết kế hệ thống xử lý khí thải lò hơi dùng dầu FO công suất hơi 5T/h 17 GVHD:PGS.TS. Nguyễn Đinh Tuấn SVTT: Đặng Quốc Cường (msvs:0510020031) CHƯƠNG III ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ 3.1Tính toán tải lượng các chất ô nhiễm do đốt dầu FO 3.1.1 Lựa chọn phương pháp xác định tải lượng Phương pháp xác định tải lượng các chất ô nhiễm không khí do đốt dầu FO được chọn tính là phương pháp tính theo hệ số phát tán ô nhiễm, phương pháp này cho kết quả có thể tin cậy được và phù hợp với thực tế, cách tính nhanh và đơn giản. 3.1.2. Lựa chọn hệ số phát thải ô nhiễm Hiện nay có nhiều hệ số phát thải ô nhiễm theo các tài liệu khác nhau của các nước trên thế giới. Trong đồ án sử dụng hệ số phát thải ô nhiễm theo kết quả nghiên cứa trong luận án tiến sĩ của tiến sĩ Nguyễn Đinh Tuấn. 3.1.3. Tính tải lượng và nồng độ  Khối lượng dầu FO cần sử dụng q= 𝑸(𝒉𝒈−𝒉𝒇)×𝟏𝟎𝟎 𝜼×𝑮𝑪𝑽 (hướng dẫn sử dụng năng lượng hiệu quả trong ngành công nghiệp Châu Á- Thiết bị nhiệt: lò hơi và thiết bị gia nhiệt) Trong đó : q : lượng dầu cần sử dụng kg/h Q : công suất nồi hơi (5T/h=5000kg/h) Hg : etanpi của hơi nước ở áp suất 10kg/cm2 (665 kCal/kg) Hf : etanpi của nước cấp (85kCal/kg) η : hiệu suất lò hơi chọn 85% GCV : năng suất tỏa nhiệt của than (9800kCal/kg) q= 𝟓𝟎𝟎𝟎.(𝟔𝟔𝟓−𝟖𝟓).𝟏𝟎𝟎 𝟖𝟓%.𝟗𝟖𝟎𝟎 =348kg/h  Lượng dầu cần đốt 348kg/h=330 l/h (1 lít dầu=0,95kg dầu F Bảng 3.1 Hệ số phát thải ô nhiễm do đốt dầu FO Chất khí Hệ số phát thải(g/l) Công thức Tải lượng(g/h) SO2 18,8S 18,8.2,8.330 17371,2 SO3 0,24S 0,24.2,8.330 221,76 NO2 8,62 8,62.330 2844,6 CO2 0,24 0,24.330 79,2 Bụi 1,79 1,79.330 590,7 Với S là lượng lưu huỳnh của dầu FO tính theo % khối lượng  Nồng độ ô nhiễm của các chất ô nhiễm trong khối thải Lượng khí cần thiết để đốt cháy 1kg dầu FO Lt=11,53C + 34,4(H- 𝑶𝟐 𝟖 )+4,29S (1) Đồ án môn học: Thiết kế hệ thống xử lý khí thải lò hơi dùng dầu FO công suất hơi 5T/h 18 GVHD:PGS.TS. Nguyễn Đinh Tuấn SVTT: Đặng Quốc Cường (msvs:0510020031) Trong đó: C,H,O 2 ,S là hàm lượng tĩnh của các nguyên tố cacbon, hidro, oxy, lưu hùynh có trong dầu FO và được lấy bằng 0,853; 0,109; 0,0035; 0,028. Thế vào phương trình (1) L t = 11,53x0,853 + 34,4(0,109- 0,0035/8) + 4,29x0,028 = 13,69kgkk/kgdầu\ Lượng không khí ở điều kiện chuẩn (1at, 273 0 K) được tính theo công thức L k0 = ( mf – mNC) + Lt, kg (2) mf= 1 , mNC = 0,008 là hàm lượng tro trong dầu. Thay vào (2) L k0 = ( 1- 0,008) + 13,69 = 14,68 kg kk/kg dầu = 13,9m 3 kk/kgdầu (𝛿𝐹𝑂 = 0,95) khói thải khi đốt 1kg dầu được tính theo công thức L k = L k0 x α ( 273 + T khói )/ 273 (3) Thế các giá trị vào (3) L k = 13,9 x 1,2 (273+ 200) / 273 = 25,43 m 3 /kgdầu lượng khối thải ở 2000C : 25,43 m3/kgdầu x 330 l/h x 0,95 kg/l= 7972,31 m3/h lưu lượng khối ở 25 0C V2=V1 x 𝑇1 𝑇2 = 7972,31 x 273+25 273+200 = 5001,5 m3/h Lựa chọn lưu lượng cần xử lí: 5000 m3/h Bảng 3.2. Nồng độ các chất ô nhiễm trong khí thải lò hơi Chất Nồng độ(mg/m3) = 𝑡ả𝑖 𝑙ượ𝑛𝑔 ( 𝑔 ℎ ) 𝑙ư𝑢 𝑙ượ𝑛𝑔 ( 𝑚3 ℎ ) QCVN19-2009/BTNMT cột B SO2 2179 500 SO3 27,8 50 NO2 356,8 500 CO2 9,9 1000 Bụi 74 200 3.2.Đề xuất quy trình công nghệ xử lý Trong các thiết bị dùng cho phương pháp hấp thụ thì dung dịch hấp thu được sử dụng có thể là nước hoặc dung dịch hóa học như dung dịch kiềm,dung dịch sữa vôi… Nếu dùng dung dịch hóa học thì hiệu suất hấp thụ các chất ô nhiễm sẽ cao nhưng đắt tiền. Dùng nước thì rẻ tiền và an toàn cho thiết bị nhưng hiệu suất hấp thụ các chất ô Đồ án môn học: Thiết kế hệ thống xử lý khí thải lò hơi dùng dầu FO công suất hơi 5T/h 19 GVHD:PGS.TS. Nguyễn Đinh Tuấn SVTT: Đặng Quốc Cường (msvs:0510020031) nhiễm dạng khí sẽ kém hiệu quả hơn. Đối với dòng khí này do yêu cầu hiệu suất xử lý đạt 95% và trong hỗn hợp khí chứa thành phần ô nhiễm chính là S0 2 nên dung dịch hấp thụ được chọn dung dịch NaOH . vì các ưu điểm sau:  Chất thải thứ cấp của nó được đưa về dạng muối không gây ô nhiễm thứ cấp cho nguồn nước và có thể tách ra khỏi nước đem chôn lấp an toàn.  Là loại dung dịch rẻ tiền, dễ kiếm.  Tính ăn mòn thiết bị yếu ít gây nguy hại cho thiết bị xử lý.  Dung dịch này ngoài nhiệm vụ hấp thụ các acid SO 2 , CO 2 , ... còn có tác dụng làm nguội khí thải đáp ứng yêu cầu tiêu chuẩn về nhiệt độ khí thải đầu ra của ống khói.  Tháp hấp thụ được chọn là tháp đệm vì dòng khí có chứa bụi và tạo được bề mặt tiếp xúc lớn nên tháp sẽ có kích thước nhỏ kinh tế hơn.Vật liệu đệm là vòng sứ với ưu điểm là chịu được môi trường ăn mòn tốt và chịu đuợc nhiệt độ cao,ngoài ra còn còn tác dụng kết dính bụi và kim loại nặng trong khí thải vào dung dịch hấp thu sau đó được tách ra ở dạng cặn trong bể lắng. Đồ án môn học: Thiết kế hệ thống xử lý khí thải lò hơi dùng dầu FO công suất hơi 5T/h 20 GVHD:PGS.TS. Nguyễn Đinh Tuấn SVTT: Đặng Quốc Cường (msvs:0510020031) Hình 2.2 Sơ đồ tháp đệm Đồ án môn học: Thiết kế hệ thống xử lý khí thải lò hơi dùng dầu FO công suất hơi 5T/h 21 GVHD:PGS.TS. Nguyễn Đinh Tuấn SVTT: Đặng Quốc Cường (msvs:0510020031) 3.3.Thuyết minh quy trình công nghệ Sơ đồ xử lý khí thải do đốt dầu FO được đề xuất như sau Khí thải từ quá trình đốt dầu FO có nhiệt độ 2000C sẽ được đưa qua tháp giải nhiệt, nhiệt độ khí thải trước khi vào tháp hấp thu chỉ còn 250C. Sau đó dung quạt hút khí từ tháp giải nhiệt vào tháp hấp thu từ dưới lên. Dung dịch hấp thu NaOH được hệ thống ống dẫn bơm lên phía trên thân trụ và được đĩa phân phốitưới đều lên lớp vật liệu đệm. Dòng khí đi từ dưới lên, dòng chất lỏng đi từ trên xuống qua lớp vật liệu đệm, cả hai tiếp xúc với nhau và xảy ra quá trình hấp thụ. Dung dịch sau hấp thụ được đưa đến hệ thông xử lý nước thải. Khí thải ra khỏi tháp được đẩy ra ngoài ống khói cao để phát tán. Khí thải Thiết bị làm nguội Tháp hấp thụ Quạt ly tâm Ống khói Hệ thống xử lý nước thải Khí thải đạt QCVN19- 2009/BTNMT Đồ án môn học: Thiết kế hệ thống xử lý khí thải lò hơi dùng dầu FO công suất hơi 5T/h 22 GVHD:PGS.TS. Nguyễn Đinh Tuấn SVTT: Đặng Quốc Cường (msvs:0510020031) - Các phản ứng xảy ra trong tháp: SO2 + 2NaOH  Na2SO3 + H2O Na2SO3 + SO2 + H2O  2NaHSO3 SO2 + NaHSO3 + Na2SO3  3NaHSO3 Dung dịch sau khi hấp thụ có chứa nhiều natri sunfit, natri bisunfit và khói bụi. Một phần dung dịch được bơm trở lại thùng chứa qua van điều chỉnh lưu lượng và tiếp tục được bơm lên tháp tưới cho vật liệu đệm nếu lượng dung dịch NaOH còn dư nhiều. Phần dung dịch còn lại được đưa đến bể lắng để lắng các cặn bẩn. Cặn sau lắng được đem chôn lấp, còn nước sau lắng được đưa đi xử lý rồi mới thải ra môi trường. Hiệu suất của quá trình xử lý bằng hấp thụ Hình 2.2 Sơ đồ tháp đệm ŋ = 2180 − 500 2180 × 100% = 77% Đồ án môn học: Thiết kế hệ thống xử lý khí thải lò hơi dùng dầu FO công suất hơi 5T/h 23 GVHD:PGS.TS. Nguyễn Đinh Tuấn SVTT: Đặng Quốc Cường (msvs:0510020031) CHƯƠNG IV TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ THIẾT BỊ 4.1 TÍNH TOÁN QUÁ TRÌNH HẤP THỤ Lưu lượng khí: 5000 m3/h, Nồng độ SO2 đầu vào: 2180 mg/m3, Nhiệt độ khí vào tháp: 55oC, Áp suất: 1atm = 760mmHg = 1,0133.105 Pa Nồng độ SO2 đầu ra: 500 mg/m3, Nhiệt độ dung dịch NaOH: 25 oC, Chọn điều kiện làm việc của tháp là nhiệt độ trung bình của dòng khí vào và dòng lỏng vào: 40oC. 4.1.1 Đầu vào Suất lượng mol của hỗn hợp khí đi vào tháp: Gđ = P. V R. T = 1.5000 0,082. (273 + 55) = 185,9(kmol/h) Suất lượng mol của SO2: G𝐴 đ = 𝐶𝑆𝑂2 đ . 𝑉 𝑀𝑆𝑂2 = 2180.5000 64 = 170(mol/h) = 0,17(kmol/h) Suất lượng mol của cấu tử trơ: 𝐺𝐵 đ = 𝐺đ − 𝐺𝐴 đ = 185,9 − 0,074 = 185,826(kmol/h) Nồng độ phân mol của SO2 trong hỗn hợp khí đầu vào: yA đ = GA đ G1 = 0.17 185,9 = 9,1. 10−4(mol SO2/mol hhkhí) Tỉ số mol: 𝑌đ = yA đ 1 − yA đ = 9,1. 10−4 1 − 9,1. 10−4 = 9,1. 10−4 𝐺𝑡𝑟 = 𝐺đ 1+𝑌đ = 185,9 1+19,1.10−4 = 185,73(kmol/h) Đồ án môn học: Thiết kế hệ thống xử lý khí thải lò hơi dùng dầu FO công suất hơi 5T/h 24 GVHD:PGS.TS. Nguyễn Đinh Tuấn SVTT: Đặng Quốc Cường (msvs:0510020031) 4.1.2 Đầu ra Suất lượng mol của SO2 được hấp thụ: M = ŋ. GA đ = 0,77.0,074 = 0,056(kmol/h) Suất lượng mol của SO2 còn lại trong hỗn hợp khí đầu ra: GA c = GA đ − M = 0,17 − 0,056 = 0,114(kmol/h) Suất lượng mol của khí ở đầu ra: GB c = GB đ + GA c = 185,826 − 0,114 = 185,721(kmol/h) Nồng độ phân mol của SO2 trong hỗn hợp khí đầu ra: yA c = GA c GB c = 0,114 185,712 = 6,13. 10−4(mol SO2/mol hhkhí) Tỉ số mol: 𝑌𝑐 = yA c 1−yA c = 6,13.10−4 1−6,13.10−4 = 6,13. 10−4 Pha khí: Khối lượng riêng của pha khí ở 0oC và 1atm: 1 ρ0 đ = yA đ ρSO2 + 1 − yA đ ρkk = 9,1. 10−4 2,93 + 1 − 9,1. 10−4 1,293 = 0,772 → ρ0 đ = 1,295 (kg/m3) 1 ρ0 c = yA c ρSO2 + 1 − yA c ρkk = 6,13. 10−4 2,93 + 1 − 6,13. 10−4 1,293 = 0,773 → ρ0 đ = 1,293 (kg/m3) Khối lượng riêng của pha khí ở 55oC và 1atm: ρhh đ = ρ0 đ. P P0 . T0 T = 1,295. 1 1 . 273 273 + 55 = 1,078 (kg/m3) Khối lượng riêng của pha khí ở 40oC và 1atm: ρhh c = ρ0 c . P P0 . T0 T = 1,293. 1 1 . 273 273 + 55 = 1,128 (kg/m3) Khối lượng riêng trung bình của pha khí: ρytb = ρhh đ + ρhh c 2 = 1,078 + 1,128 2 = 1,103 (kg/m3) Pha lỏng: Đồ án môn học: Thiết kế hệ thống xử lý khí thải lò hơi dùng dầu FO công suất hơi 5T/h 25 GVHD:PGS.TS. Nguyễn Đinh Tuấn SVTT: Đặng Quốc Cường (msvs:0510020031) Khối lượng riêng trung bình của pha lỏng: ρxtb = 1051,84 (kg/m 3) 4.1.3. Xác định phương trình cân bằng Điều kiện làm việc của quá trình hấp thụ là nhiệt độ T = 40oC và áp suất Pt = 760mmHg, đường cân bằng thu được từ quá trình thực nghiệm: logPSO2 ∗ = 3,58 + 1,87logCSO2 + 2,24. 10 −2. T − 1960 T Trong đó: PSO2 ∗ - Áp suất riêng phần của SO2 trong pha khí CSO2- Nồng độ SO2 trong pha lỏng Vẽ đồ thị với các trục tọa độ là: Y = PSO2 ∗ P − PSO2 ∗ và X = CSO2 . Mkhí ρkhí ρkhí = ρy tb = [ytb. MSO2 + (1 − ytb). Mkkhí]. 273 22,4. (273 + 55) = [1,485. 10−4. 64 + (1 − 1,485. 10−3). 29]. 273 22,4. (273 + 55) = 1,077(kg/m3) ytb = yđ − yc 2 = 9,1. 10−4 − 6,13. 10−4 2 = 1,485. 10−4(molSO2/mol khí) Mkhí = ytb. MSO2 + (1 − ytb). Mkkhí = 1,485. 10−4. 64 + (1 − 1,485. 10−4). 29 = 29,005(g/mol) Bảng 4.1 Hệ cân bằng của quá trình hấp thụ CSO2(mol/m 3) P∗SO2 X.10 -3 Y.10-3 0,0050 1,0624 0,1354 0,0108 Đồ án môn học: Thiết kế hệ thống xử lý khí thải lò hơi dùng dầu FO công suất hơi 5T/h 26 GVHD:PGS.TS. Nguyễn Đinh Tuấn SVTT: Đặng Quốc Cường (msvs:0510020031) 0,0125 5,8944 0,3358 0,0610 0,0200 14,1953 0,5416 0,1447 0,0275 25,7496 0,7447 0,2626 0,0350 40,4228 0,9478 0,4122 0,0425 58,1174 1,1508 0,5928 0,0500 78,7577 1,3539 0,8035 0,0575 102,2817 1,5570 1,0437 0,0650 128,6374 1,7601 1,3130 0,0725 157,7797’ 1,9632 1,6109 Phương trình đường cân bằng: y = 0,8787x – 0,2963 Từ đồ thị đường cân bằng tính được: Xc.max= 4,135.10-4(kmol SO2/kmol dd) y = 0.8787x - 0.2963 R² = 0.9543 0.0000 0.2000 0.4000 0.6000 0.8000 1.0000 1.2000 1.4000 1.6000 1.8000 0.0000 0.5000 1.0000 1.5000 2.0000 2.5000 Y ( m o l S O 2 /m o l k h í tr ơ ) X (mol SO2/mol NaOH) Đường cân bằng Đường cân bằng Linear (Đường cân bằng) Đồ án môn học: Thiết kế hệ thống xử lý khí thải lò hơi dùng dầu FO công suất hơi 5T/h 27 GVHD:PGS.TS. Nguyễn Đinh Tuấn SVTT: Đặng Quốc Cường (msvs:0510020031) 4.1.4. Xác định phương trình đường làm việc Suất lượng mol cấu tử trơ: Gtr = Gđ. (1 − yđ) = 185,826. (1 − 9,1. 10 −4) = 185,656(kmol/h) Lượng dung môi tối thiểu Lmin = Gtr. Yđ − Yc Xc.max = 185,656. 9,1. 10−4 − 6,13. 10−4 4,135. 10−4 = 133,3(kmol/h) Vì trong các thiết bị hấp thu không bao giờ đạt được cân bằng giữa các pha, điều đó có nghĩa nồng độ cân bằng luôn lớn hơn nồng độ thực tế do đó: Ltt = φ. Lmin Chọn φ = 1,5 → Ltt = 1,5. 133,3 = 199,95 (kmol/h) Nồng độ dung dịch ra khỏi tháp: Xc = Gtr Ltt . (Yđ − Yc) = 185,656 199,95 . (9,1. 10−4 − 6,13. 10−4) = 2,757. 10−4(kmol SO2/kmol dung dịch) Đường làm việc của tháp đi qua hai điểm có toạ độ (Xđ, Yc) và (Xc, Yđ). y = 1.1378x + 0.2 R² = 1 0.000 0.500 1.000 1.500 2.000 2.500 3.000 3.500 4.000 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 Y ( m o l S O 2 /m o l k h í tr ơ ) X (mol SO2/mol NaOH) Đường làm việc Đường làm việc Linear (Đường làm việc) Đồ án môn học: Thiết kế hệ thống xử lý khí thải lò hơi dùng dầu FO công suất hơi 5T/h 28 GVHD:PGS.TS. Nguyễn Đinh Tuấn SVTT: Đặng Quốc Cường (msvs:0510020031) Phương trình đường làm việc: y = 1,1378x +0,2 Nồng độ phần khối lượng của SO2 trong hỗn hợp khí đầu vào: yđ̅ = Yđ. MSO2 Yđ. MSO2 + Mtr = 9,1. 10−4. 64 9,1. 10−4. 64 + 29 = 2,004. 10−3(kgSO2/kg khí) Lưu lượng hỗn hợp khí đầu vào: Gđ = V. ρhh = 5000 3600 . 1,103 = 1,532(kg/s) Lưu lượng cấu tử phân tán: 𝐺𝑆𝑂2 đ = 𝐺đ. yđ̅ = 1,532. 2,004. 10 −3 = 3,070. 10−3(kg/s) 𝐺𝑡𝑟 đ = 𝐺đ. (1 − yđ̅) = 1,532. (1 − 2,004. 10 −3) = 1,530(kg/s) Khối lượng cấu tử SO2 phân tán được hấp thụ bởi dung dịch NaOH: M = GSO2 đ . ŋ = 3,070. 10−3. 77% = 2,363. 10−3(kg/s) Khối lượng cấu tử SO2 phân tán còn lại trong hỗn hợp khí ở đầu ra: GSO2 c = GSO2 đ − M = 3,070. 10−3 − 2,363. 10−3 = 0,707. 10−3(kg/s) Lưu lượng khí đầu ra: Gc = GSO2 c + Gtr đ = 0,707. 10−3 + 1,530 = 1,5307(kg/s) Lượng NaOH đầu vào: Lđ = Ltt. MNaOH 3600 = 199,95.40 3600 = 2,221 (kg/s) Lượng NaOH đầu vào: Lc = Lđ + M = 2,221 + 2,363. 10 −3 = 2,223(kg/s) Đồ án môn học: Thiết kế hệ thống xử lý khí thải lò hơi dùng dầu FO công suất hơi 5T/h 29 GVHD:PGS.TS. Nguyễn Đinh Tuấn SVTT: Đặng Quốc Cường (msvs:0510020031) 4.2. TÍNH TOÁN THÁP HẤP THỤ 4.2.1 Chọn vật liệu đệm Vòng sứ Raschig xếp ngẫu nhiên có các thông số(sổ tay quá trình công nghệ hóa tập 2, NXB khoa học kỹ thuật) - Kích thước: 35×35×40 mm - Diện tích bề mặt riêng phần: σđ = 135 (m2/m3) - Diện tích tự do tầng vật chêm: Vt = 0,78 (m3/m3) - Số đệm trong 1 m3: 185.102/1m2 - Khối lượng riêng vật liệu đệm: ρ = 500 (kg/m3) 4.2.2 Vận tốc khí đi trong tháp Vận tốc biểu kiến của pha khí ws ứng với điểm đảo pha (chuyển từ chế độ chảy màng sang dạng sương) tính bằng công thức thực nghiệm: log [ ws 2. σ. ρytb g. Vt 3. ρxtb . ( μx μl ) 0,16 ] = A − 1,75. ( Ltb Gtb ) 0,25 . ( ρytb ρxtb ) 0,125 Trong đó: g – Gia tốc trọng trường, g = 9,81 (m2/s) σ – Diện tích bề mặt riêng phần, σ = 135 (m2/m3) Vt – Diện tích tự do tầng vật chêm, Vt = 0,78 (m3/m3) ρytb, ρxtb – Khối lượng riêng trung bình của pha khí và pha lỏng (kg/m3) µx, µl – Độ nhớt vận động của nước ở nhiệt độ dòng khí ở 40oC và ở 20oC lần lượt là 0,653.10-3 và 1,002.10-3 (N.s/m2) Ltb, Gtb – Suất lượng trung bình của dòng lỏng và khí (kg/s) A – Hệ số phụ thuộc dạng quá trình, đối với quá trình hấp thụ A = 0,022 + Suất lượng trung bình của dòng lỏng và khí: 𝐿𝑡𝑏 = 𝐿đ+𝐿𝑐 2 = 2,221+2,223 2 = 2,222 (kg/s) 𝐺𝑡𝑏 = 𝐺đ+𝐺𝑐 2 = 1,532+1,5307 2 =1,527 (kg/s) + vận tốc khí trung bình khi đi qua tháp: 𝜔 = 𝑛𝜔𝑠 Suy ra: 𝑙𝑜𝑔 [ 𝑤𝑠 2. 𝜎. 𝜌𝑦𝑡𝑏 𝑔. 𝑉𝑡 3. 𝜌𝑥𝑡𝑏 . ( 𝜇𝑥 𝜇𝑙 ) 0,16 ] = 𝐴 − 1,75. ( 𝐿𝑡𝑏 𝐺𝑡𝑏 ) 0,25 . ( 𝜌𝑦𝑡𝑏 𝜌𝑥𝑡𝑏 ) 0,125 Đồ án môn học: Thiết kế hệ thống xử lý khí thải lò hơi dùng dầu FO công suất hơi 5T/h 30 GVHD:PGS.TS. Nguyễn Đinh Tuấn SVTT: Đặng Quốc Cường (msvs:0510020031) ↔ 𝑙𝑜𝑔 [ 𝑤𝑠 2. 135.1,103 9,81. 0.783. 1051,84 . ( 0,653. 10−3 1,002. 10−3 ) 0,16 ] = 0,022 − 1,75. ( 2,222 1,527 ) 0,25 . ( 1,103 1051,84 ) 0,125 ↔ 𝑙𝑜𝑔 0,028. 𝑤𝑠 2 = −0,793 ↔ 𝑤𝑠 = 2,3 (𝑚/𝑠) Chọn vận tốc khí đi qua tiết diện tháp bằng 85% vận tốc biểu kiến wk = 90% .ws = 85% . = 1,955 (m/s) 4.2.3 Tính đường kính tháp hấp thụ Đường kính tháp: D=√ 4𝑉𝑡𝑏 𝑤𝑡𝑏𝜋.3600 (tr181, sổ tay quá trình công nghệ và quá chât tập 2, NXB khoa học kỹ thuật) Trong đó V tb : lưu lượng khối dòng khí trung bình đi trong tháp 2 d c tb V V V   trong đó: Vd = 5000 m3/h Vc:lượng khí thải đi ra khỏi tháp Vc=𝑉đ 1−𝑌đ 1−𝑌𝑐 =5000 1−8,13.10−4 1−5,6.10−4 =4998 m3/h  Vtb=4999 m3/h D=√ 4×4999 3,14×3600×1,955 =0,951(m) Lấy D≈1(m) Tính lại vận tốc trong tháp 𝜔𝑐 = 4𝑉𝑡𝑏 𝜋.3600.𝐷2 = 4×4999 3,14×3600×12 = 1,76 m/s Đồ án môn học: Thiết kế hệ thống xử lý khí thải lò hơi dùng dầu FO công suất hơi 5T/h 31 GVHD:PGS.TS. Nguyễn Đinh Tuấn SVTT: Đặng Quốc Cường (msvs:0510020031) 4.2.4 Tính chiều cao tháp hấp thụ Chiều cao tháp hấp thụ bao gồm: HT = H + Hđ + Hc (m) Trong đó: H – Chiều cao lớp đệm (m) Hđ – Chiều cao phần đáy (m) Hc – Chiều cao phần tách lỏng (m) a. Tính chiều cao lớp đệm H = NOG . HOG (m) Trong đó: NOG – Số đơn vị truyền khối tổng quát pha khí HOG – Chiều cao tổng quát của đơn vị truyền khối a1. Số đơn vị truyền khối tổng quát pha khí Với đường cân bằng Y = 0,8787X-0,2963 là đường thẳng thực hiện các phép tính, Động lực của quá trình tại đáy tháp hấp thụ: ∆𝑌đ = 𝑌đ − 0,8787. 𝑋𝑐 − 0,2963 = 9,1. 10 −4 − (0,8787 − 0,2963). 10−3 = 3,276. 10−4 Động lực của quá trình tại đáy tháp hấp thụ: ∆𝑌𝑐 = 𝑌𝑐 − 56,39. 𝑋đ = 6,13. 10 −4 − 0 = 6,13. 10−4 Động lực trung bình của quá trình: ∆𝑌𝑡𝑏 = ∆𝑌đ − ∆𝑌𝑐 𝑙𝑛 ∆𝑌đ ∆𝑌𝑐 = 3,276. 10−4 − 6,13. 10−4 𝑙𝑛 3,276. 10−4 6,13. 10−4 = 4,55. 10−4 Số đơn vị truyền khối tổng quát pha khí: 𝑁𝑂𝐺 = 𝑌đ − 𝑌𝑐 ∆𝑌𝑡𝑏 = 9,1. 10−4 − 6,13. 10−4 4,55. 10−4 = 0,654 a2. Chiều cao tổng quát của đơn vị truyền khối Chiều cao của một đơn vị truyền khối phụ thuộc đặc tính đệm, chế độ thủy động lực của tháp và tính chất hóa lý của các pha, thay đổi theo chiều cao thiết bị vì vậy được xác định theo công thức: Đồ án môn học: Thiết kế hệ thống xử lý khí thải lò hơi dùng dầu FO công suất hơi 5T/h 32 GVHD:PGS.TS. Nguyễn Đinh Tuấn SVTT: Đặng Quốc Cường (msvs:0510020031) 𝐻𝑂𝐺 = ℎ𝑦 + 𝑚. 𝐺𝑡𝑏 𝐿𝑡𝑏 . ℎ𝑥 (𝑚) Trong đó: hy, hx – Chiều cao đệm tương ứng với một đơn vị truyền khối theo pha khí và pha lỏng m – Hệ số góc đường tiếp tuyến với đường cân bằng  Chiều cao đệm tương ứng với một đơn vị truyền khối theo pha khí: ℎ𝑦 = 𝑉𝑡 𝜎. 𝜔. 𝑏 . 𝑅𝑒𝑘 0,25. 𝑃𝑟𝑘 0,67 Với: 𝜔 – Hệ số thấm ướt của đệm, ta có: 𝑈 𝑈𝑡𝑢 = 𝑀ậ𝑡 độ 𝑡ướ𝑖 𝑙à𝑚 𝑣𝑖ệ𝑐 𝑀ậ𝑡 độ 𝑡ướ𝑖 𝑡ố𝑖 ư𝑢 = 9,687 21,33 = 0,45 - Mật độ tưới thực tế: 𝑈 = 3600. 𝐿𝑡𝑏 𝜌𝑙 . 𝜋. 𝐷2 4 = 3600.2,222 1051,84. 𝜋. 12 4 = 9,687(𝑚3/𝑚2. ℎ) 𝜌𝑙: 𝑘ℎố𝑖 𝑙ượ𝑛𝑔 𝑟𝑖ê𝑛𝑔 𝑡𝑟𝑢𝑛𝑔 𝑏ì𝑛ℎ 𝑐ủ𝑎 𝑝ℎ𝑎 𝑙ỏ𝑛𝑔 𝑈𝑡𝑢 = 𝐵. 𝜎 = 0,158.135 = 21,33 (𝑚 3/𝑚2. ℎ) 𝐵: giá trị hệ số tra bảng IX, T 175, sổ tay quá trình và thiết bị công nghệ hóa chất tập 2. σ : diện tích bề mặt riêng phần → 𝜔 = 0,47 (tra đồ thị IX.16 trang 178 sổ tay quá trình và công nghệ hóa chất tập 2) 𝑏 – Hệ số phụ thuộc dạng đệm, đối với vòng Raschig b = 0,123 𝑅𝑒𝑘 – Chuẩn số Reynold của pha khí 𝑅𝑒𝑘 = 0,4. 𝑤𝑘 . 𝜌𝑘 𝜇𝑘 . 𝜎 𝜇𝑘 – Độ nhớt trung bình của pha khí, tính 𝜇𝑘: Đồ án môn học: Thiết kế hệ thống xử lý khí thải lò hơi dùng dầu FO công suất hơi 5T/h 33 GVHD:PGS.TS. Nguyễn Đinh Tuấn SVTT: Đặng Quốc Cường (msvs:0510020031) -khí ở điều kiện làm việc 400C ( tra đồ thị I-35 trang 117 sổ tay quá trình và công nghệ thiết bị hóa chất tập 1) + Độ nhớt của SO2 là: 𝜇𝑆𝑂2 40 =0,0122.10-3 + Độ nhớt của không khí ở điều kiện làm việc: 𝜇𝑘𝑘 40=0,017.10-3 Độ nhớt trung bình của pha khí: 𝜇𝑘 = 𝑀ℎℎ𝑘 𝑦𝑡𝑏 . 𝑀𝑆𝑂2 𝜇𝑆𝑂2 40 + (1 − 𝑦𝑡𝑏). 𝑀𝑘𝑘 𝜇𝑘𝑘 40 = 29,005 1,485. 10−4. 64 0,0122. 10−3 + (1 − 1,485. 10−4). 29 0,017. 10−3 = 1,7. 10−5(𝑃𝑎. 𝑠) Độ nhớt của pha lỏng: 𝜇𝑙=1,16 mPa.s 𝑅𝑒𝑘 = 0,4.𝑤𝑘.𝜌𝑘 𝜇𝑘.𝜎 = 0,4.1,76.1,103 1,7.10−5.135 = 338,349 𝑃𝑟𝑘 – Chuẩn số Prandy của pha khí 𝑃𝑟𝑘 = 𝜇𝑘 𝜌𝑘. 𝐷𝑘 = 1,7. 10−5 1,103.1,264. 10−5 = 1,219 𝐷𝑘 – Hệ số khuếch tán của SO2 trong pha khí ở điều kiện làm việc 𝐷𝑘 = 𝐷0. 𝑃0 𝑃 . ( 𝑇 𝑇0 ) 1,5 = 10,3. 10−6. 1 1 . ( 273 + 40 273 ) 1,5 = 1,264. 10−5(𝑚2/𝑠) Suy ra: ℎ𝑦 = 𝑉𝑡 𝜎. 𝜔. 𝑏 . 𝑅𝑒𝑘 0,25. 𝑃𝑟𝑘 0,67 = 0,78 135.0,47.0,123 . 0338,3490,25. 1,2190,67 = 0,43(𝑚)  Chiều cao đệm tương ứng với một đơn vị truyền khối theo pha khí: Đồ án môn học: Thiết kế hệ thống xử lý khí thải lò hơi dùng dầu FO công suất hơi 5T/h 34 GVHD:PGS.TS. Nguyễn Đinh Tuấn SVTT: Đặng Quốc Cường (msvs:0510020031) ℎ𝑥 = 256. ( 𝜇𝑥 𝜌𝑥 ) 2 3 . 𝑅𝑒𝑥 0,25. 𝑃𝑟𝑥 0,5 𝑅𝑒𝑥 – Chuẩn số Reynold của pha lỏng 𝑅𝑒𝑥 = 4. 𝐿𝑡𝑏 𝜋. 𝐷2 4 . 𝜇𝑥 . 𝜎 = 4.2,222 𝜋. 12 4 . 1,16. 10 −3. 135 = 72,300 o μ𝑥=1,16.10 -3N.s/m2 (tra bảng I.107, trang 100 sổ tay quá trình thiết bị và công nghệ hóa chất tập 1) 𝑃𝑟𝑥 – Chuẩn số Prandy của pha lỏng Hệ số khuếch tán SO2 trong pha lỏng ở 20oC: 𝐷20 = 10−6 𝐴. 𝐵. 𝜇𝑙 1 2⁄ . (𝑉𝑆𝑂2 1 3⁄ + 𝑉𝐻2𝑂 1 3⁄ ) 2 . [ 1 𝑀𝑆𝑂2 + 1 𝑀𝐻2𝑜 ] 1 2⁄ = 10−6 1.1. 1,86 1 2⁄ . (44,8 1 3⁄ + 17,3 1 3⁄ ) 2 . [ 1 64 + 1 19,048 ] 1 2⁄ = 5,080. 10−9 (𝑚2/𝑠) Hệ số khuếch tán SO2 trong pha lỏng ở 40oC: 𝐷𝑥 = 𝐷20. [1 + 0,2𝜇𝑙 1 2⁄ . 𝜌𝑙 −1 3⁄ . (𝑡 − 20)] = 5,080. 10−9. [1 + 0,2. 1,16 1 2⁄ . 1100 −1 3⁄ . (40 − 20)] = 7,765. 10−9 (m2/s) Chuẩn số Prandy của pha lỏng: 𝑃𝑟𝑥 = 𝜇𝑥 𝜌𝑥 . 𝐷𝑥 = 1,16. 10−3 1051,84.7,765. 10−9 = 142,025 Suy ra: Đồ án môn học: Thiết kế hệ thống xử lý khí thải lò hơi dùng dầu FO công suất hơi 5T/h 35 GVHD:PGS.TS. Nguyễn Đinh Tuấn SVTT: Đặng Quốc Cường (msvs:0510020031) ℎ𝑥 = 256. ( 𝜇𝑥 𝜌𝑥 ) 2 3 . 𝑅𝑒𝑥 0,25. 𝑃𝑟𝑥 0,5 = 256. ( 1,16. 10−3 1051,84 ) 2 3 . 72,3000,25. 142,0250,5 = 0,949 (𝑚) Kết quả: 𝐻𝑂𝐺 = ℎ𝑦 + 𝑚. 𝐺𝑡𝑏 𝐿𝑡𝑏 . ℎ𝑥 = 0,43 + 0,8787.1,49 2,222 . 0,949 = 0,989 (𝑚) Chiều cao lớp đệm: H = NOG . HOG = 0,654 . 0,989 = 0,65 (m) Kiểm tra: 𝐻 𝐷 = 0,65 1 = 0,65 < 4𝐷 = 4𝑚 (𝑡ℎỏ𝑎 đ𝑖ề𝑢 𝑘𝑖ệ𝑛) Chọn H = 0,65 m. b. Chiều cao phần đáy và phần tách lỏng Chiều cao phần đáy và phần tách lỏng được chọn theo bảng sau, phụ thuộc vào đường kính tháp. Bảng 4.2 Chiều cao cần thiết của phần đáy và phần tách lỏng D (m) Hc (m) Hđ (m) 1,0 – 1,8 0,8 2,0 2,0 – 2,6 1,0 2,5 2,8 – 4,0 1,2 3,0 Với D = 1 m chọn Hc = 0,8 m và Hđ = 2 m Kết luận: Chiều cao tháp hấp thụ: HT = H + Hđ + Hc = 0,65 + 2 + 0,8 = 3,45 (m) Đồ án môn học: Thiết kế hệ thống xử lý khí thải lò hơi dùng dầu FO công suất hơi 5T/h 36 GVHD:PGS.TS. Nguyễn Đinh Tuấn SVTT: Đặng Quốc Cường (msvs:0510020031) 4.2.5 Tính trở lực tháp a. Tổn thất áp suất đệm khô Là trở lực qua lớp chắn lỏng hay trở lực qua lớp vòng đệm khô tách lỏng khi Rek > 400, được tính theo công thức: ∆𝑃𝑘 = 1,56. 𝐻. 𝑤𝑘 1,8. 𝜌𝑘 0,8. 𝜎1,2. 𝜇𝑘 0,2 𝑉𝑡 3 = 1,56.3,45.1,9551,8. 1,1030,8. 1351,2. (1,7. 10−5)0,2 0,783 = 1641,628 (𝑃𝑎) b. Tổn thất áp xuất đệm ướt Là sức cản thủy lực của tháp đệm đối với hệ khí – lỏng và hơi – lỏng ở điểm đảo pha, được tính theo công thức: ∆𝑃𝑢 = ∆𝑃𝑘 . [1 + 𝐴. ( 𝐺𝑡𝑏 𝐿𝑡𝑏 ) 𝑚 . ( 𝜌𝑦 𝜌𝑥 ) 𝑛 . ( 𝜇𝑙 𝜇𝑘 ) 𝑐 ] = 1641,628. [1 + 8,4. ( 1,531 2,222 ) 0,405 . ( 1,103 1051,84 ) 0,225 . ( 1,16. 10−3 1,7. 10−5 ) 0,015 ] = 4447,225(𝑁/𝑚2) trong đó: A=8,4 c=0,015 m=0,405 n=0,225 (tra bảng IX.7 , trang 189 sổ tay quá trình và thiets bị công nghệ hóa chất tập 2- NXB khoa học và kỹ thuật HN) 4.3 Tính các công trình phụ trợ 4.3.1 Tính bơm Khối lượng riêng của NaOH 10% ở 25oC: 𝜌 = 1109 + 25 − 20 40 − 20 . (1100 − 1109) = 1106,75 (𝑘𝑔/𝑚3) Bỏ qua trở lực trên đường ống, áp suất toàn phần của bơm: 𝐻 = 𝑝2 − 𝑝1 𝜌𝑔 + 𝐻𝑜 = (1,03 − 1,03). 105 1106,75.9,8 + 3,45 . 1106,75 1000 = 3,81 (𝑚 𝐻2𝑂) Công suất bơm: 𝑁 = 𝑄. 𝐻. 𝜌. 𝑔 1000. ŋ = 2. 10−3. 20.1106,75.9,81 1000.0,775 = 0,56 (𝑘𝑤) = 0,76 (𝐻𝑝) Với: Đồ án môn học: Thiết kế hệ thống xử lý khí thải lò hơi dùng dầu FO công suất hơi 5T/h 37 GVHD:PGS.TS. Nguyễn Đinh Tuấn SVTT: Đặng Quốc Cường (msvs:0510020031) Lưu lượng lỏng đầu vào thiết bị: 𝑄 = 𝐿𝑡𝑏 = 73,276 (𝑘𝑔/𝑠) = 2,222 1106,75 = 2.10−3 (𝑚3/𝑠) Chiều cao cột áp của bơm: H = 11,28 (𝑚 𝐻2𝑂) Hiệu suất của bơm: (chọn bơm ly tâm) ŋ = ŋ𝑜 . ŋ𝑡𝑙 . ŋ𝑐𝑘 = 0,95.0,85.0,96 = 0,775 Bảng 4.3 Hiệu suất một số loại bơm ŋ𝑜 ŋ𝑡𝑙 ŋ𝑐𝑘 Bơm pittong 0,8 – 0,94 0,9 – 0,95 Bơm ly tâm 0,85 – 0,96 0,8 – 0,85 0,95 – 0,96 Bơm xoáy tốc > 0,8 > 0,7 > 0,9 Bơm răng khía 0,7 – 0,9 (tra bảng II.32 , trang 439 sổ tay quá trình và thiết bị công nghệ hóa chất tập 1- NXB khoa học và kỹ thuật HN) Công suất làm việc của bơm: 𝑁𝑏 = 𝑁. 𝛽 = 0,76.1,5 = 1,14 (𝐻𝑝) Chọn bơm có công suất 1,5(Hp) Với 𝛽 là hệ số dự trữ được cho theo bảng: Bảng 4.4 Hệ số dự trữ 𝜷 N (Hp) 𝛽 < 1 2 – 1,5 1 – 5 1,5 – 1,2 5 – 50 1,2 – 1,15 > 50 1,1 (trích bảng 1.1 trang 8-bài tập các quá trình cơ học – Nguyễn Văn Lục và Hoàng Minh Nam – NXB ĐHQG Tp HCM) Đồ án môn học: Thiết kế hệ thống xử lý khí thải lò hơi dùng dầu FO công suất hơi 5T/h 38 GVHD:PGS.TS. Nguyễn Đinh Tuấn SVTT: Đặng Quốc Cường (msvs:0510020031) 4.3.2 Tính quạt Công suất yêu cầu của quạt: 𝑁 = 𝑄. ∆𝑃 1000. ŋ = 5000.4447,221 3600.1000.0,8035 = 7,6 (𝑘𝑊) = 10,45 (𝐻𝑝) Hiệu suất của bơm η = η1 x η2 x η3 = 0,8 x 0,96 x 0,93 = 0,8035 η1 : Hiệu suất ký thuyết của quạt, η1=0,9 η2 : Hiệu suất ổ đỡ, η2=(0,95-0,97) η3: Hiệu suất truyền động, η3= (0,9-0,95) Công suất thực tế của quạt: Nq = N. k = 10,045.1,1 = 11,5 (Hp) Chọn quạt công suất 10 Hp. Hệ số dữ liệu k cho trong bảng sau Bảng 4.5 hệ số tính công suât quạt N Ly tâm Hướng trục 0,5 1,5 1,2 0,51 – 1 1,2 1,15 1,01 – 2 1,2 1,1 2,01 – 5 1,15 1,05 >5 1,1 1,05 ( Trích các quá trình và thiết bị cơ học – Quyển 2 – Nguyễn Bá Minh- Nguyễn Văn Lục – Trần Hùng Dũng- NXB ĐHQG Tp.HCM) Đồ án môn học: Thiết kế hệ thống xử lý khí thải lò hơi dùng dầu FO công suất hơi 5T/h 39 GVHD:PGS.TS. Nguyễn Đinh Tuấn SVTT: Đặng Quốc Cường (msvs:0510020031) 4.4 TÍNH TOÁN CƠ KHÍ Chọn vật liệu: Do phải chịu tác dụng hóa học với khí thải và dung dịch có tính ăm mòn cao nên vật liệu chế tạo tháp hấp thụ và các đường ống dẫn khí được chọn là loại thép hợp kim thuộc nhóm thép không gỉ, bền nhiệt và chịu nhiệt, có tính chống ăn mòn cao trong điều kiện làm việc của thiết bị. - Thiết bị làm việc ở môi trường ăn mòn - Nhiệt độ làm việc t = 40oC - Áp suất làm việc Plv= 1atm Chọn vật liệu là thép không gỉ X18H10T để chế tạo thiết bị: - Ký hiệu thép: X18H10T (C  0,12%, Cr 18%, N 10%, T nằm trong khoảng 1 – 1,5%). - Giới hạn bền: σk = 550.10 6 (N/m2) - Giới hạn chảy: σc = 220.10 6 (N/m2) - Chiều dày tấm thép: b = 8 (mm) - Độ giãn tương đối: δ = 38% (bảng XII.4 tr309, sổ tay quá trình thiết bị công nghệ hóa chất, tập 2) - Hệ số dẫn nhiệt:  = 16,3 (W/m.oC) - Khối lượng riêng: ρ = 7900 (kg/m3) (bảng XII.7 tr313 sổ tay quá trình và thiết bị công nghệ hóa chất, tập 2) Chọn công nghệ gia công là hàn tay bằng hồ quang điện, bằng cách hàn giáp mối 2 bên. - Hệ số hiệu chỉnh: η=1 - Hệ số an toàn bền kéo: nk = 2,6 - Hệ số an toản bền chảy: nc = 1,5 Đồ án môn học: Thiết kế hệ thống xử lý khí thải lò hơi dùng dầu FO công suất hơi 5T/h 40 GVHD:PGS.TS. Nguyễn Đinh Tuấn SVTT: Đặng Quốc Cường (msvs:0510020031) 4.4.1 Tính bề dày thân tháp Các thông số ban đầu của tháp mà ta đã biết như sau: - Đường kính tháp: D = 1m = 1 mm - Chiều cao tháp: H = 3,45m = 3450 mm - Khối lượng riêng của pha lỏng: ρl = 1100 kg/m3 - Tốc độ ăn mòn: 0,01 mm/năm - Hệ số bền mối hàn φ: Thân hình trụ hàn dọc, hàn tay bằng hồ quang điện, hàn giáp mối 2 bên, đường kính thân lớn hơn 700mm. Do đó, hệ số bên mối hàn φh = 0,95 (lấy bảng XIII.8 – Trang 362 – Sổ tay quá trình và thiết bị công nghệ hóa chất tập 2) - Hệ số hiệu chỉnh: η = 1(thiết bị thuộc nhóm 2 và loại II) (Lấy bảng XIII.2 – Trang 356 – Sổ tay quá trình và thiết bị công nghệ hóa chất tập 2) a. Xác định ứng suất cho phép của thép X18H10T Theo giới hạn bền: [σk] = σk nk . η = 550. 106 2,6 . 1 = 211,54. 106(N/m2) Theo giới hạn chảy: [σc] = σc nc . η = 220. 106 1,5 . 1 = 146,67. 106(N/m2) Ứng suất cho phép của thép (ứng suất cho phép tiêu chuẩn) b. Xác định áp suất làm việc trong tháp Áp suất thủy tĩnh của cột chất lỏng trong thiết bị: Pl = g. ρl. H = 9,8.1100.3,45 = 37191 (N/m 2)=0,0372(N/mm2) Áp suất pha khí trong thiết bị: Plv= 1atm = 0,0372 (N/mm2) Áp suất làm việc trong tháp: P = Pl + Plv = 0,1099 + 0,0372 = 0,1471 (N/mm2) [σ] = min ( [σk]; [σc] ) = 146,67. 10 6(N/m2) Đồ án môn học: Thiết kế hệ thống xử lý khí thải lò hơi dùng dầu FO công suất hơi 5T/h 41 GVHD:PGS.TS. Nguyễn Đinh Tuấn SVTT: Đặng Quốc Cường (msvs:0510020031) c. Bề dày thân hình trụ hàn làm việc chịu áp suất trong tính theo lý thuyết vỏ mỏng S = Dt . P 2. [σ]. φh + C = 1000.0,1471 2.146,67.0,95 + 1,8 = 2,32 mm Hệ số bổ sung để quy tròn kích thước: C = C1 + C2 + C3 = 1 + 0 + 0,8 = 1,8mm Trong đó: C1 – Hệ số bổ sung do bào mòn hóa học trong thời hạn sử dụng thiết bị là 15- 20 năm với tốc độ ăn mỏn 0,05-0,1 mm/năm, C1= 1 mm C2 – Hệ số bổ sung cho bào mòn cơ học, Cb = 0 mm C3 – Hệ số bổ sung do dung sai âm (tra bảng XIII.9 – Trang 364 – Sổ tay quá trình và thiết bị công nghệ hóa chất tập 2), Cc = 0,8 mm Chọn S = 8mm ứng với đường kính tháp D ∈ (1000; 2000) mm theo tiêu chuẩn. Kiểm tra điều kiện bền S − Ca Dt = 8 − 1,5 1000 = 0,0065 < 0,1 (thỏa điều kiện) Kiểm tra ứng suất theo áp suất thử: Áp suất thử: P0 = Pth + Pl = 1,5P + Pl = 1,5.0,1471 + 0,0372 = 0,25785 (N/mm2) Ứng suất theo áp suất thử tính toán: σ = [Dt + (S − C]. P0 2(S − C). φh = [1000 + (8 − 1,8)]. 0,25785 2(8 − 1,8). 0,95 = 85,025(N/mm2) Xét: 𝜎𝑐 1,2 = 220. 106 1,2 = 183,33. 106 > 𝜎 = 85,025. 106(N/m2) Vậy S = 8 mm là hợp lý. Đồ án môn học: Thiết kế hệ thống xử lý khí thải lò hơi dùng dầu FO công suất hơi 5T/h 42 GVHD:PGS.TS. Nguyễn Đinh Tuấn SVTT: Đặng Quốc Cường (msvs:0510020031) 4.4.2 Tính nắp và đáy thiết bị Chọn đáy và nắp của tháp là elip; Chọn vật liệu làm đáy và nắp thiết bị cùng với vật liệu làm thân tháp; Các thông số đã biết: - Đáy (nắp) làm bằng thép X18H10T - C = 3,35 mm - [𝜎] = 146,67 (N/mm2) - Áp suất làm việc phần dưới thân tháp, P = 0,2112 (N/mm2) - Đường kính tháp D = 1000 mm - Chọn elip tiêu chuẩn → ht/D = 0,25( trang 381 sổ tay tập 2) Chiều cao phần lồi của tháp: ht = 0,25.1000 = 250 (mm) Bán kính cong phía trong ở đỉnh đáy: Rt = D2 4. ht = 10002 4.475 = 1000 (mm) Tính tỷ số: [σ] P × φh = 146,67 0,1471 . 0,95 = 9414,16 > 50 Bề dày tối thiểu của đáy và nắp: S, = Rt × P 2 × [σ] × φh = 1000.0,1471 2.146,67.0,95 = 0,52(mm) Bề dày thực tế của đáy và nắp: S = S` + C = 1,44 + 1,8 = 3,24 mm Nhận xét: Chọn bề dày đáy = bề dày nắp và bằng bề dày thân tháp = 8 mm. Áp suất cho phép ứng với bề dày S = 8 mm được xác định: [P] = 2. [σ]. φh. (S − Ca) D + (S − Ca) = 2.146,67.0,95. (8 − 1,5) 1000 + (8 − 1,5) = 1,357 (N/mm2) > P Vậy bề dày của đáy và nắp là S = 8 mm Đồ án môn học: Thiết kế hệ thống xử lý khí thải lò hơi dùng dầu FO công suất hơi 5T/h 43 GVHD:PGS.TS. Nguyễn Đinh Tuấn SVTT: Đặng Quốc Cường (msvs:0510020031) Chọn đáy và nắp elip có gờ, chiều cao gờ h = 25mm. Cho ta các thông số của đáy như sau: Bảng 4.6 Các thông số của đáy và nắp Đường kính D, mm 1000 Chiều cao ht, mm 250 Bề mặt trong, m2 1,16 Thể tích V.10-3 m3 162 Đường kính phôi, mm 1254 Khối lượng riêng, kg/m3 7930 Khối lượng, kg 143,42 (Nguồn - bảng XIII.10 và XXIII.11 –Trang 382,383,384 –Sổ tay quá trình và thiết bị công nghệ hóa chất tập 2 – PTS Trần Xoa) 4.4.3 Tính đường ống dẫn khí vào ra Vận tốc khí trong ống khoảng 10 – 30m/s, chọn vận tốc khí đi vào bằng vận tốc khí đi ra trong ống là 20m/s. Ống dẫn khí vào: Lưu lượng khí đầu vào: Qv=Gl.Mv= 185,826.29,12=5411,253 (kg/h)=1,15(kg/s)=1,1 m3/s Đường kính ống khí vào: d = √ 4. 𝑄𝑣 π. v = √ 4.1,1 π. 20 = 0,264 (m) chọn đường kính ống tiêu chuẩn : d=250 mm, bề dày: b=13 mm, làm bằng thép không gỉ. Chiều dài đoạn ống nối l=140mm, để đảm bảo phân phối khí đều trong tháp ta sử dụng đĩa đục lỗ với đường kính 30mm, bước lỗ 50 mm. ( bảng XIII.32. trang 434 sổ tay quá trình thiết bị công nghệ hóa tập 2- NXB Hà Nội) Đồ án môn học: Thiết kế hệ thống xử lý khí thải lò hơi dùng dầu FO công suất hơi 5T/h 44 GVHD:PGS.TS. Nguyễn Đinh Tuấn SVTT: Đặng Quốc Cường (msvs:0510020031) Ống dẫn khí ra: - Khối lượng phân tử khí đầu ra Mra=yc.𝑀𝑠𝑜2+(1-yc).Mkk= 2,69.10 -5.64+(1- 2,69.10-5).29= 29(kg/kmol) - Lưa lượng khí đầu ra Qr= 𝐺𝑐𝑀𝑟𝑎 𝜌𝑐 = 185,821.29 1,128 =4777,21 m3/h=1,327(m3/s) Đường kính ống khí ra: d = √ 4. 𝑄𝑟 π. v = √ 4.1,327 π. 20 = 0,291 (m) Ta chọn đường kính ống tiêu chuẩn d = 250 mm, bề dày ống 13mm, vật liệu làm là thép không gỉ, chiều dài đoạn ống nối 140 mm. Để đảm bảo phân phối khí đều trong tháp ta sử dụng đĩa đục lỗ, lỗ có đường kính 20mm, bước lỗ 20 mm, đĩa đục lỗ dày 5mm. 4.4.4 Tính đường ống dẫn lỏng vào ra Vận tốc dòng lỏng khoảng 1 – 3 m/s, ta chọn vận tốc dòng lỏng là 2,5 m/s  Ống dẫn lỏng vào: Lưu lượng lỏng đầu vào: Qv = 𝐿𝑡𝑏(kg/s) ρ(kg/m3) = 2,221 1106,75 = 0,0021(m3/s) Đường kính ống khí vào: d = √ 4. 𝑄𝑣 π. v = √ 4.0,0021 π. 2,5 = 0,032 (m) Ta chọn đường kính ống tiêu chuẩn d = 40 mm, bề dày ống 12 mm, vật liệu làm là nhựa PVC, chiều dài đoạn ống nối 60 mm. Đồ án môn học: Thiết kế hệ thống xử lý khí thải lò hơi dùng dầu FO công suất hơi 5T/h 45 GVHD:PGS.TS. Nguyễn Đinh Tuấn SVTT: Đặng Quốc Cường (msvs:0510020031)  Ống dẫn lỏng ra: - Chọn vận tốc v=1,5m/s Lưu lượng lỏng đầu ra: Qv = 𝐿𝑡𝑏(kg/s) ρ(kg/m3) = 2,223 1106,75 = 0,0021(m3/s) Đường kính ống khí vào: d = √ 4. 𝑄𝑟 π. v = √ 4.0,0021 π. 1,5 = 0,032 (m) Ta chọn đường kính ống tiêu chuẩn d = 40 mm, bề dày ống 13 mm, vật, chiều dài đoạn ống nối 60 mm. 4.4.5 Tính bích Bích được dùng để ghép nắp với thân thiết bị và để nối các phần của thiết bị với nhau; Chọn kiểu bích liền vì áp suất và nhiệt độ làm việc không cao; Vật liệu là thép X18H10T; Chọn bích kiểu I ở bảng XIII.27 – Trang 417 – Sổ tay quá trình và thiết bị công nghệ hóa chất tập 2, với áp suất làm việc 1 atm. Các thông số đo của bích như sau: a) Tính bích nối đáy tháp với thân, chọn bích liền bằng thép để nối thiết bị: Đường kính trong: Dt = 1000 mm Đường kính ngoài: Dn = 1000 + 2.8 = 1016 mm=1,016(m) Tra bảng XIII.27 – Trang 417 – Sổ tay quá trình và thiết bị công nghệ hóa chất tập 2, ta có: Đường kính ngoài của bích, D = 1140 mm Đường kính tâm bulong, Dbl = 1090 mm Đồ án môn học: Thiết kế hệ thống xử lý khí thải lò hơi dùng dầu FO công suất hơi 5T/h 46 GVHD:PGS.TS. Nguyễn Đinh Tuấn SVTT: Đặng Quốc Cường (msvs:0510020031) Đường kính mép vát, Dl = 1060 mm Đường kính bulong, db = M20 Số bulong, z = 28 cái Chiều cao bích, h = 22mm Khối lượng bích: m1 = π 4 . (D2 − Dn 2). h. 7930 = π 4 . (1,1402 − 1,0162). 0,022.7930 = 36,613(kg) b) Tính mặt bích nối ống dẫn và thiết bị  Ống dẫn lỏng vào và ra: d =40mm Chọn loại bích liền bằng kim loại đen để nối Theo bảng XIII.26 – Trang 415 – Sổ tay quá trình và thiết bị công nghệ hóa chất tập 2, ta có: Đường kính ngoài: Dn = 45 mm Đường kính ngoài của bích, D = 130 mm Đường kính tâm bulong, Dbl = 100 mm Đường kính mép vát, Dl = 80 mm Đường kính bulong, db = M12 Số bulong, z = 12 cái Chiều cao bích, h = 12 mm Khối lượng bích: m2 = π 4 . (D2 − Dn 2). h. ρ = π 4 . (0,1302 − 0,0452). 0,019.7930 = 1,111(kg) m2 = π 4 . (D2 − Dn 2). h. ρ = π 4 . (0,3702 − 0,2732). 0,022.7900 = 9(kg)  Ống dẫn khí vào và ra: d = 400 mm Đồ án môn học: Thiết kế hệ thống xử lý khí thải lò hơi dùng dầu FO công suất hơi 5T/h 47 GVHD:PGS.TS. Nguyễn Đinh Tuấn SVTT: Đặng Quốc Cường (msvs:0510020031) Chọn loại bích liền bằng kim loại đen để nối Theo bảng XIII.26 – Trang 412 – Sổ tay quá trình và thiết bị công nghệ hóa chất tập 2, ta có: Đường kính ngoài: Dn = 426 mm Đường kính ngoài của bích, D = 535 mm Đường kính tâm bulong, Dz = 495 mm Đường kính mép vát, Dl = 465 mm Đường kính bulong, db = M20 Số bulong, z = 16 cái Chiều cao bích, h = 22 mm Khối lượng bích: m3 = π 4 . (D2 − Dn 2). h. ρ = π 4 . (0,5352 − 0,4262). 0,022.7930 = 14,345(kg) 4.4.6 Tính các thiết bị phụ khác a. Lưới tách ẩm Ta dùng lớp tách ẩm này để tách hơi lỏng ra khỏi khí trước khi hỗn hợp khí thoát ra ngoài qua ống dẫn khí ra Ta chọn lớp tách ẩm dày 300mm và làm bằng vật liệu đệm cùng loại với vật liệu đệm trong tháp hấp thụ. Thể tích lớp tách ẩm: π. D2 4 . h = π. 12 4 . 0,3 = 0,2355(m3) b. Ống tháo đệm và ống nhập liệu Chọn ống tháo và nhập đệm dựa theo bảng XIII.32 –Trang 434 – Sổ tay quá trình và thiết bị công nghệ hóa chất tập 2. Đồ án môn học: Thiết kế hệ thống xử lý khí thải lò hơi dùng dầu FO công suất hơi 5T/h 48 GVHD:PGS.TS. Nguyễn Đinh Tuấn SVTT: Đặng Quốc Cường (msvs:0510020031) Áp suất làm việc cho phép P = 0,1733 N/mm2 Chọn đường kính ống tháo và nhập đệm d = 150 mm Vật liệu là thép X18H10T Ống tháo và nhập đệm được hàn vào thân thiết bị, bên ngoài có lắp mặt bích Theo bảng tra → chiều dài ống nối là 130mm c. Lưới đỡ đệm Các thông số của lưới: Bảng 4.4 Các thông số của lưới Đường kính tháp D, mm 1000 Đường kính lưới D1, mm 980 Chiều rộng bước đệm 25×25, mm 22 (Nguồn bảng IX.22 – Trang 230 – Sổ tay quá trình và thiết bị công nghệ hóa chất tập 2) Lưới đỡ đệm được cấu tạo 2 nửa vỉ thép CT3 nối lại với nhau. Bên trên có hàn các lỗ tay để có thể dễ dàng cẩm nắm khi tháo lắp. Bề mặt lưới được cấu tạo bởi các thanh thép CT3 có kích thước b × h = 5 × 15 mm Diện tích bề mặt lưới đỡ đệm: S = π × D1 2 4 = π × 0,982 4 = 0,75 (m2) d. Bộ phận phân phối lỏng Chọn theo tiêu chuẩn thép X18H10T: Dùng đĩa phân phối loại 2 bảng IX.22 –Trang 230 – Sổ tay quá trình và thiết bị công nghệ hóa chất tập 2. Bảng 4.7 Các thông số của đĩa phân phối lỏng Đường kính tháp Đĩa phân phối loại 2 Đường kính đĩa Dd Ống dẫn chất lỏng d × S Bước t Số lượng lỗ (loại 2) mm Chiếc Đồ án môn học: Thiết kế hệ thống xử lý khí thải lò hơi dùng dầu FO công suất hơi 5T/h 49 GVHD:PGS.TS. Nguyễn Đinh Tuấn SVTT: Đặng Quốc Cường (msvs:0510020031) 1000 600 44,5 × 2,5 70 55 Bề dày ống: 5 mm Đường kính lỗ: 44,5mm Bước lỗ (khoảng cách giữa các lỗ): 70 mm e. Chân đỡ Để chọn được chân đỡ thích hợp, trước tiên ta phải tính tải trọng của toàn tháp, Chọn vật liệu làm chân đỡ là thép CT3, Khối lượng riêng của thép CT3 là: ρo = 7,85. 10 3 (kg/m3) Khối lượng riêng của thép X18H10T: ρ = 1,01. ρo = 1,01.7,85. 10 3 = 7,93. 103(kg/m3) Khối lượng thân: mt = π 4 . (Dn 2 − Dt 2). H. ρ = π 4 . (1,0162 − 12). 7.7,93. 103 = 1405,560(kg) Khối lượng đáy và nắp: mdn = 143,42.2 =286,840 kg Khối lượng đệm: md = π. D2 4 . Hd. ρd = π. 1 4 . 0,65.500 = 255 (kg) Khối lượng dung dịch đệm (tính cho trường hợp ngập lụt): mdd = π. D2 4 . Hđ. ρx. Vt = π. 1 4 . 0,65.1051,84.0,78 = 418,627 (kg) Khối lượng lớp tách ẩm: Đồ án môn học: Thiết kế hệ thống xử lý khí thải lò hơi dùng dầu FO công suất hơi 5T/h 50 GVHD:PGS.TS. Nguyễn Đinh Tuấn SVTT: Đặng Quốc Cường (msvs:0510020031) mta = π. D2 4 . ht. ρd = π. 1 4 . 0,3.500 = 117,75 (kg) Bộ phận phân phối lỏng: Không đáng kể Khối lượng lưới đỡ đệm: mlđ = 3. Sld. htb. ρ = 3.0,75.0,005.7850 = 88,2125(kg) Khối lượng các bích mb = 4. m1 + 4. m2 + 4. m3 = 4.36,612 + 4.0,147 + 4.14,325 = 200,844(kg) Khối lượng tổng cộng của tháp: ∑ 𝑚 = 2781,102(kg) Tải trọng toàn tháp: G = ∑ m. g = 11462,56.9,81 = 27254,79 (N) Ta chọn chân đỡ gồm 3 chân, tải trọng trên một chân: 9084,933 N Chọn tải trọng cho phép trên 1 chân là 2,5.10-4 N Theo bảng XIII.35 – Trang 437 – Sổ tay quá trình và thiết bị công nghệ hóa chất tập 2, các thông số về chân đỡ được trình bày ở bảng sau: Bảng 4.8 Các thông số về chân đỡ Bề mặt đỡ, F.10-4 (m2) 444 Tải trọng trên bề mặt đỡ, q.10-6 (N/m2) 0,56 L (mm) 250 B (mm) 180 B1 (mm) 215 B2 (mm) 290 H (mm) 350 h (mm) 185 Đồ án môn học: Thiết kế hệ thống xử lý khí thải lò hơi dùng dầu FO công suất hơi 5T/h 51 GVHD:PGS.TS. Nguyễn Đinh Tuấn SVTT: Đặng Quốc Cường (msvs:0510020031) s (mm) 16 l (mm) 90 d (mm) 27 f. Tai treo Tính toán tương tự chân đỡ, tải trọng trên một tai treo là 2,5.10-4 N; Vật liệu là thép CT3; Theo bảng XIII.36 – Trang 438 – Sổ tay quá trình và thiết bị công nghệ hóa chất tập 2; Các thông số về tai treo được trình bày ở bảng sau Bảng 4.9 Các thông số về tai treo Tải trọng cho phép trên một tai treo G.10-4 (N) 2,5 Bề mặt đỡ F.104, m2 173 Tải trọng cho phép lên bề mặt đỡ q.10-6 1,45 L,mm 150 B, mm 120 Bl, mm 130 H, mm 215 S, mm 8 l, mm 60 a, mm 20 d, mm 30 Đồ án môn học: Thiết kế hệ thống xử lý khí thải lò hơi dùng dầu FO công suất hơi 5T/h 52 GVHD:PGS.TS. Nguyễn Đinh Tuấn SVTT: Đặng Quốc Cường (msvs:0510020031) CHƯƠNG V KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1 . KẾT LUẬN Lò hơi đốt củi, lò hơi đốt than, lò hơi đốt dầu… luôn sinh ra một lượng khí thải gây ô nhiễm nghiêm trọng bầu khí quyển. Nhìn chung, các phương pháp xử lý khí thải lò hơi hiệu quả nhất là phương pháp hấp thụ. Thông thường, việc xử lý khí CO2 và CO không quan trọng do khí CO2 không có tiêu chuẩn quy định, khí CO có thể kiểm soát trong quá trình đốt để đảm bảo đạt tiêu chuẩn cho phép. Đối với khí SO2, có rất nhiều biện pháp xử lý khác nhau bằng phương pháp hấp thụ. Tuy nhiên, tùy thuộc vào điều kiện cụ thể của nhà máy (đặc điểm sản xuất, kinh tế, kỹ thuật…) mà lựa chọn phương pháp xử lý phù hợp. Với đề tài: “Nghiên cứu đề xuất phương án xử lý khí SO2 từ lò hơi với công suất 10000 m3/h”, đề xuất phương án hấp thụ SO2 bằng tháp đệm với chất hấp thụ là dung dịch NaOH 10%, hiệu quả xử lý đạt 91,67%, khí thải sau khi xử lý thải ra môi trường không khí đạt tiêu chuẩn QCVN 19:2009/BTNMT, cột B. Quy trình công nghệ được đề xuất khá phổ biến, không quá phức tạp về mặt công nghệ và kỹ thuật nên tiết kiệm được chi phí xây dựng cũng như vận hành, sữa chữa so với công nghệ đắt tiền của nước ngoài, phù hợp với điều kiện khí hậu, thổ nhưỡng của khu vực; việc đề xuất công nghệ chỉ dựa trên cơ sở lý thuyết, chưa kết hợp với khảo sát khu vực, thiếu kinh nghiệm thực tế nên còn nhiều sai sót. Quá trình làm đồ án giúp tìm hiểu cụ thể và củng cố được các kiến thức trong môn học, biết thêm được nhiều kiến thức mới và nhiều kinh nghiệm trong thiết kế cũng như lựa chọn công nghệ xử lý khí thải, kỹ năng sử dụng các văn bản pháp luật trong ngành, tiếp cận và rèn luyện các kỹ năng trình bày báo cáo, thực hiện bản vẽ; là cơ Đồ án môn học: Thiết kế hệ thống xử lý khí thải lò hơi dùng dầu FO công suất hơi 5T/h 53 GVHD:PGS.TS. Nguyễn Đinh Tuấn SVTT: Đặng Quốc Cường (msvs:0510020031) sở để thực hiện các nghiên cứu sâu hơn trong lĩnh vực và các nghiên cứu ngành trong tương lai cũng như công việc thực tế sau này. Kiến thức lý thuyết của bản thân chưa vững nên còn nhiều thiếu sót, chưa xác định được định hướng triển khai đúng đắn trong quá trình làm đồ án gây sai sót, mất thời gian. 5.2 . KIẾN NGHỊ Việc đề xuất công nghệ chỉ dựa trên cơ sở lý thuyết, chưa kết hợp với khảo sát khu vực, thiếu kinh nghiệm thực tế nên còn thiếu sót. Cần có các khảo sát thực tế làm cơ sở cụ thể để thiết kế công nghệ, kiểm tra chất lượng, hiệu quả của quy trình xử lý. Cần nắm vững, tìm hiểu kỹ, tham khảo tài liệu để xây dựng cơ sở lý thuyết giúp lựa chọn thiết kế quy trình chính xác, đúng mục tiêu; cần tham khảo ý kiến của thầy cô hướng dẫn tìm ra hướng đi đúng đắn, tiếp thu các góp ý của thầy cô để thực hiện đồ án tốt hơn. Đồ án môn học: Thiết kế hệ thống xử lý khí thải lò hơi dùng dầu FO công suất hơi 5T/h 54 GVHD:PGS.TS. Nguyễn Đinh Tuấn SVTT: Đặng Quốc Cường (msvs:0510020031) TÀI LIỆU THAM KHẢO Kỹ thuật môi trường – GS.TS Lâm Minh Triết (2007) – NXB Đại học Quốc Gia Tp.Hồ Chí Minh. Sổ tay hướng dẫn xử lý ô nhiễm môi trường trong sản xuất tiểu thủ công nghiệp, tập 2 – Xử lý khói lò hơi – GS.TS Nguyễn Thiện Nhân (1998) – NXB Sở Khoa học, Công nghệ và Môi trường Tp.HCM. Sổ tay quá trình và thiết bị công nghệ hóa chất, tập 2 – TS. Trần Xoa (2006) – NXB Khoa học và Kỹ thuật Hà Nội. Ô nhiễm không khí và xử lý khí thải, tập 3 – Lý thuyết tính toán và công nghệ xử lý khí độc hại – GS.TS Trần Ngọc Chấn (2001) – NXB Khoa học và Kỹ thuật Hà Nội.

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • pdfso2_903.pdf
Luận văn liên quan