Luận án Nghiên cứu xử lý khí từ lò đốt chất thải rắn nguy hại

Từ các kết quả thực nghiệm và bằng phương pháp quy hoạch thực nghiệm nhóm nghiên cứu đã tìm ra hàm toán thống kê mô tả quan hệ giữa hiệu suất hấp thụ và các thông số ảnh hưởng: nồng độ dung dịch Ca(OH)2, lưu lượng tưới, lưu lượng khí. Đây là hàm phi tuyến và có cực đại với điểm tối ưu là: nồng độ Ca(OH)2: 7%; lưu lượng tưới: 9,88 m3/h; lưu lượng khí: 4461,58 m3/h khi đó hiệu suất xử lý khí SO2 đạt 92,217%. Như vậy bằng phương pháp quy hoạch thực nghiệm đã tìm ra được các thông số tối ưu của quá trình. Tuy nhiên để làm rõ hơn ảnh hưởng của các yếu tố độc lập tới lưu lượng SO2 được hấp thụ ở những quy mô khác nhau ta cần thiết lập mô hình vật lý.

pdf122 trang | Chia sẻ: tueminh09 | Ngày: 25/01/2022 | Lượt xem: 449 | Lượt tải: 0download
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Luận án Nghiên cứu xử lý khí từ lò đốt chất thải rắn nguy hại, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
ưởng đồng thời các biến theo phương pháp qui hoạch thực nghiệm từ đó tìm ra các thông số tối ưu cho quá trình xử lý. 92 3.2. THIẾT LẬP MÔ HÌNH THỐNG KÊ MÔ TẢ QUÁ TRÌNH XỬ LÝ KHÍ SO2 Với hệ thống thiết bị thí nghiệm và kết quả thực nghiệm quá trình xử lý khí SO2 đã khảo sát đánh giá hiệu suất ở chương 4 với các thông số ảnh hưởng: nồng độ dung dịch Ca(OH)2, lưu lượng tưới và lưu lượng khí thải. Để đánh giá mức độ ảnh hưởng của từng yếu tố trong sự tác động qua lại giữa chúng và tìm phương án phối hợp tối ưu thiết lập mô tả thống kê đa biến để tìm thông số tối ưu cho quá trình xử lý. Các thông số đưa vào nghiên cứu thực nghiệm đa biến như sau: 1. Nồng độ dung dịch Ca(OH)2: Z1 = 0,03 - 0,07 nồng độ dung dịch (phần khối lượng) 2. Lưu lượng tưới: Z2 = 3 - 10 m 3 /h 3. Lưu lượng khí: Z3= 2000 - 5000 m 3 /h 4. Hàm mục tiêu là hiệu suất xử lý khí y (%) 3.2.1. Kế hoạch bậc một hai mức tối ưu toàn phần (kế hoạch 2k) [33] Căn cứ vào các thông số thực nghiệm, mô hình thống kê có dạng: 0 1,2.. 1 2 1 , 1 ˆ ... ... k k j j ju j u k k j j u y b b x k x x b x x x         (3.1) Với k = 3 phương trình có dạng: 0 1 1 2 2 3 3 1 1 12 1 2 13 1 3 23 2 3 123 1 2 3y b b x b x b x b x b x x b x x b x x b x x x         (3.2) Tính mức cơ sở và khoảng biến đổi theo công thức 93 ax min0 ax min 2 2 jm j j jm j j Z Z Z Z Z Z      Ta có : 0 1 ax 1min 1 1 ax 1min 1 0,07 0,03 0,05 2 2 0,07 0,03 0,02 2 2 m m Z Z Z Z Z Z            Tương tự ta tính được: 0 3 3 2 2 0 3 3 3 3 6,5 / ; 3,5 / 3500 / ; 1500 / Z m h Z m h Z m h Z m h       Chuyển sang biến mã: 0 j j j j Z Z x Z    Ta có bảng ma trận kế hoạch thực nghiệm và kết quả ở bảng 3.34 94 Bảng 3.34: Ma trận kế hoạch thực nghiệm bậc 1 và các kết quả i Z1 Z2 Z3 Biến mã yi xo x1 x2 x3 1 0,03 3 2000 1 -1 -1 -1 86,90 2 0,07 3 2000 1 1 -1 -1 82,14 3 0,03 10 2000 1 -1 1 -1 85,43 4 0,07 10 2000 1 1 1 -1 88,18 5 0,03 3 5000 1 -1 -1 1 80,15 6 0,07 3 5000 1 1 -1 1 85,06 7 0,03 10 5000 1 -1 1 1 78,69 8 0,07 10 5000 1 1 1 1 91,14 Để tính toán các hệ số tương hỗ mở rộng ma trận kế hoạch ở bảng 3.35 Bảng 3.35: Ma trận kế hoạch mở rộng N 0 x0 x1 x2 x3 x1 x2 x1 x3 x2 x3 x1x2x3 yi 1 +1 -1 -1 -1 +1 +1 +1 -1 86,90 2 +1 +1 -1 -1 -1 -1 +1 +1 82,14 3 +1 -1 +1 -1 -1 +1 -1 +1 85,43 4 +1 +1 +1 -1 +1 -1 -1 -1 88,18 5 +1 -1 -1 +1 +1 -1 -1 +1 80,15 6 +1 +1 -1 +1 -1 +1 -1 -1 85,06 7 +1 -1 +1 +1 -1 -1 +1 -1 78,69 8 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 91,14 Tính các hệ số b của phương trình (3.2): 1 1 1 1 N j ji i i N ju ji ui i i b x y N b x x y N       8 0 0 1 84,711 8 i i i x y b    1 2 31,919; 1,149; 0,951b b b    8 1 2 1 12 1,881 8 i i ix x y b    Tương tự tính được: 13 23 1232,421; 0,006; 0,004b b b   Để kiểm tra tính có nghĩa của các hệ số b tiến hành các thí nghiệm lặp tại tâm kế hoạch theo bảng 3.36 95 Bảng 3.36 : Các thí nghiệm ở tâm kế hoạch a z1 z2 z3 Hàm mục tiêu 0 ay 1 0,05 6,5 3500 91,88 2 0,05 6,5 3500 91,38 3 0,05 6,5 3500 91,55 4 0,05 6,5 3500 91,06 Xác định 0 0 1 1 ( ) m a a y y m    Với 0 ay : Thí nghiệm a tại tâm m: Số thí nghiệm lặp 0y : Giá trị trung bình Ta có 0 91,88 91,38 91,55 91,06 91,47 4 y      Xác định phương sai lặp: 0 0 2 2 1 ( ) 1 m a a ll y y S m      Ta có: 2 0,118llS  Ta có độ lệch chuẩn tại tâm: 0,118 0,121 8 ll b S S N    Để đánh giá tính có nghĩa của các hệ số b ta tính giá trị của chuẩn số student: 0 0 84,711 700,1 0,121b b t S    Tương tự: 1 2 3 12 13 23 123 15,87; 9,50; 7,85 15,34; 20,01; 0,05; 0,033 t t t t t t t        Với mức có nghĩa p= 0,05; bậc tự do lặp f2 = 4-1=3 tra bảng có: t0,05;3= 3,18 Chỉ có các hệ số 0 1 2 3 12 13; ; ; ; ;b b b b b b là có nghĩa. Loại bỏ các hệ số không có nghĩa ta có phương trình hồi quy: 1 2 3 1 2 1 3ˆ 84,711 1,919 1,149 0,951 1,881 2,421y x x x x x x x      (3.3) Tính các giá trị tại điểm thí nghiệm ta có: 96 1 2 3 4 5 6 7 8 ˆ ˆ ˆ ˆ86,896; 82,13; 85,432; 88,19 ˆ ˆ ˆ ˆ80,152; 85,07; 78,688; 91,13 y y y y y y y y         Phương sai dư tính theo công thức: 8 2 2 1 u ˆ( )i i i d y y S N l      với l là số hệ số có nghĩa Thay số có: 3 2 u 0,433.10 0,00021 8 6 dS     Ta có chuẩn số Fisher: 2 u 2 0,00021 0,0018 0,118 d ll S F S    Tra bảng chuẩn số Fisher với mức có nghĩa p = 0,05 và f1 = 2; f2 = 3 ta có: 1 2; ; 0,05;2;3 9,6p f fF F  nghĩa là 1 2; ;p f fF F Như vậy phương trình (5.3) là tương hợp. Tuy nhiên thì độ cong có nghĩa 0 0 0,05;3.bb y S t  (6,759>0,385) nên vùng thực nghiệm đã là vùng tối ưu do vậy cần phải sử dụng phương trình phi tuyến bậc hai để biểu diễn. 3.2.2. Kế hoạch thực nghiệm trực giao bậc hai [33, 40] Để xác định các tham số của mô hình ta phải tiến hành thí nghiệm theo kế hoạch thực nghiệm trực giao bậc hai của Box – Wilson. + Nồng độ dung dịch Z1 = 0,03 - 0,07 (phần khối lượng) + Lưu lượng tưới Z2= 3 - 10 (m 3 /h) + Lưu lượng khí Z3= 2000 - 5000 (m 3 /h) Mô hình thống kê có dạng: 321123 2 333 2 222 2 1113223 31132112332211 xxxbxbxbxbxxb xxbxxbxbxbxbby o    (3.4) ^ y : hiệu suất xử lý, phần trăm x1: biến mã hoá nồng độ dung dịch x2: biến mã hoá lưu lượng tưới x3: biến mã hoá lưu lượng khí Kế hoạch thực nghiệm và các kết quả cho ở bảng 3.37 97 Bảng 3.37: Ma trận kế hoạch thực nghiệm bậc 2 và các kết quả i Z1 Z2 Z3 Biến mã yi xo x1 x2 x3 x1’ x2’ x3’ 1 0,03 3 2000 1 -1 -1 -1 0,27 0,27 0,27 86,90 2 0,07 3 2000 1 1 -1 -1 0,27 0,27 0,27 82,14 3 0,03 10 2000 1 -1 1 -1 0,27 0,27 0,27 85,43 4 0,07 10 2000 1 1 1 -1 0,27 0,27 0,27 88,18 5 0,03 3 5000 1 -1 -1 1 0,27 0,27 0,27 80,15 6 0,07 3 5000 1 1 -1 1 0,27 0,27 0,27 85,06 7 0,03 10 5000 1 -1 1 1 0,27 0,27 0,27 78,69 8 0,07 10 5000 1 1 1 1 0,27 0,27 0,27 91,14 9 0,0257 6,5 3500 1 -1,215 0 0 0,746 -0,73 -0,73 85,97 10 0,0743 6,5 3500 1 1,215 0 0 0,746 -0,73 -0,73 90,56 11 0,05 2,2475 3500 1 0 -1,215 0 -0,73 0,746 -0,73 87,4 12 0,05 10,7525 3500 1 0 1,215 0 -0,73 0,746 -0,73 90,1 13 0,05 6,5 1677,5 1 0 0 -1,215 -0,73 -0,73 0,746 88,4 14 0,05 6,5 5322,5 1 0 0 1,215 -0,73 -0,73 0,746 86,27 15 0,05 6,5 3500 1 0 0 0 -0,73 -0,73 -0,73 91,2 Sử dụng kết quả thí nghiệm lặp ở tâm (bảng 3.36) để xác định S2ll Sử dụng phần mềm Design – Expert 8.0 nhập số liệu ta được phương trình: ^ y = +91,42 + 1,91x1 + 1,14x2 – 0,96x3 + 1,88x1x2 + 2,42x1x3 – 0,13x2x3 – 2,14x1 2 - 1,81x22 - 2,77x32 + 0,18x1x2x3 (3.5) Biến thực ^ y = +72,36189+ 213,07486Z1 + 1,29945Z2 +4,67059E-003Z3 + 20,65476Z1Z2 +0,069131Z1Z3 – 1,13333E-004Z2Z3 –5337,91810Z12 – 0,14748Z22 – 1,22896E - 006Z32 + 1,76190E-003Z1Z2Z3 (3.6) Các hệ số của phương trình hồi quy (3.5) được tính bj theo các công thức sau       N i ijij N i io YX N b y N b 1 1 ' 1 1 ; N yxx b iui N i ji ju   1 ;      N i ij i N i ij jj x yx b 1 2' 1 ' ;      N i kiuiji ikiui N i ji juk xxx yxxx b 1 2 1 ; 98 22 222 2 111 ' 00 ... kkk XbXbXbbb  ; Trong đó: N x X N i ji j   1 2 2 ; Kiểm tra tính có nghĩa của b ta tính độ lệch chuẩn theo các công thức sau:         N u ukjuui ts jkiN u uj ts bN u ujui ts bN u uj ts b ts b xxx s s x s s xx s s x s s N s s jjijjo 1 2 2 2 1 2' 2 2 1 2 2 2 1 2 2 2 2 2' ;;;; 2222 2 22 1 2'2 ... 221100 kkbkbbbb sxsxsxss  ; 1 1 91,47 m o oi i y y m    Phương sai lặp:   2 2 1 0,118 1 m oi o i ts y y S m       Chuẩn số Student: b b b t s  Tính toán các giá trị trên ta có b Sbj tbj bo 91,42 Sbo 0,089 tbo 1027 b1 1,91 Sb1 0,104 tb1 18,365 b2 1,14 Sb2 0,104 tb2 10,962 b3 -0,96 Sb3 0,104 tb3 9,231 b12 1,88 Sb12 0,121 tb12 15,537 b13 2,42 Sb13 0,121 tb13 20 b23 -0,13 Sb23 0,121 tb23 1,074 b11 -2,14 Sb11 0,164 tb11 13,047 b22 -1,81 Sb22 0,164 tb22 11,037 b33 -2,77 Sb33 0,164 tb33 16,890 b123 0,003 Sb123 0,345 tb123 0,01 99 Tra bảng của chuẩn số Student với mức có nghĩa p=0,05; phương sai lặp f2=3 ta có t0,05,3= 3,18 Như vậy b có nghĩa khi: 0,05,3 3,18b b b t t s    ; Như vậy hệ số có nghĩa là bo, b1, b2, b3, b12, b13, b11, b22, b33. Mô hình hồi quy rút gọn được là: ^ y =+91,42+1,91x1+1,14x2–0,96x3+1,88x1x2+2,42x1x3–2,14x1 2 - 1,81x22 -2,77x32 (3.7) Biến thực ^ y = +72,36189+ 213,07486Z1 + 1,29945Z2 +4,67059E-003Z3 + 20,65476Z1Z2 +0,069131Z1Z3 –5337,91810Z12 – 0,14748Z22 – 1,22896E -006Z32 (3.8) Như vậy từ phương trình (3.7) và (3.8) nhận thấy: - Hiệu suất xử lý khí SO2 phụ thuộc phi tuyến vào các yếu tố: nồng độ dung dịch hấp thụ Ca(OH)2, lưu lượng khí và lưu lượng lỏng tưới vào thiết bị hấp thụ Venturi. - Hiệu suất xử lý khí SO2 có điểm tối ưu là điểm cực đại tương ứng với các thông số được xác định nhờ giải phương trình theo phần mềm Design – Expert 8.0: Design-Expert® Software Factor Coding: Actual y Design points above predicted value Design points below predicted value 91.88 78.34 X1 = A: Z1 X2 = B: Z2 Actual Factor C: Z3 = 3500.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.00 0.03 0.03 0.04 0.04 0.05 0.05 0.06 0.06 0.07 0.07 84 86 88 90 92 94 y A: Z1 B: Z2 Hình 3.4 Bề mặt đáp ứng 3D của hiệu suất xử lý SO2 bởi nồng độ Ca(OH)2 và lưu lượng tưới 100 Design-Expert® Software Factor Coding: Actual y Design points above predicted value Design points below predicted value 91.88 78.6853 X1 = A: Z1 X2 = B: Z3 Actual Factor C: Z2 = 0.00 -1.00 -0.50 0.00 0.50 1.00 -1.00 -0.50 0.00 0.50 1.00 80 82 84 86 88 90 92 y A: Z1 B: Z3 Hình 3.5 Bề mặt đáp ứng 3D của hiệu suất xử lý SO2 bởi nồng độ Ca(OH)2 và lưu lượng khí Design-Expert® Software Factor Coding: Actual y Design points above predicted value Design points below predicted value 91.88 78.6853 X1 = A: Z2 X2 = B: Z3 Actual Factor C: Z1 = 0.00 -1.00 -0.50 0.00 0.50 1.00 -1.00 -0.50 0.00 0.50 1.00 84 86 88 90 92 y A: Z2 B: Z3 Hình 3.6 Bề mặt đáp ứng 3D của hiệu suất xử lý SO2 bởi lưu lượng khí và lưu lượng tưới 101 Kết quả giải cụ thể với phần mềm Design – Expert 8.0 ta có ở điểm tối ưu: Z1 - nồng độ đung dịch Ca(OH)2: 7% Z2 - lưu lượng tưới: 9,88 m 3 /h Z3- lưu lượng khí: 4461,58 m 3 /h Hiệu suất xử lý đạt 92,217% Để đánh giá chính xác các kết quả, thực hiện chạy thí nghiệm tại các thông số tối ưu. Tuy nhiên so việc khống chế các thông số trên hệ thống thí nghiệm không thể chính xác được theo số liệu quy hoạch đưa ra nên nhóm nghiên tiến hành thí nghiệm khống chế các thông số trong quá trình thực nghiệm như sau: - Lưu lượng khí thải sinh ra trong quá trình nghiên cứu không đổi Q=4450 m3/h - Nồng độ sữa vôi dùng hấp thụ trong quá trình nghiên cứu không đổi N=7% - Lưu lượng tưới: 9,80 m3/h Tính toán kết quả các kết quả qua các lần đo nồng độ SO2 trước và sau xử lý ta có hiệu suất xử lý SO2 là: 92,12 %. 3.2.3. Kết luận Từ các kết quả thực nghiệm và bằng phương pháp quy hoạch thực nghiệm nhóm nghiên cứu đã tìm ra hàm toán thống kê mô tả quan hệ giữa hiệu suất hấp thụ và các thông số ảnh hưởng: nồng độ dung dịch Ca(OH)2, lưu lượng tưới, lưu lượng khí. Đây là hàm phi tuyến và có cực đại với điểm tối ưu là: nồng độ Ca(OH)2: 7%; lưu lượng tưới: 9,88 m3/h; lưu lượng khí: 4461,58 m3/h khi đó hiệu suất xử lý khí SO2 đạt 92,217%. Như vậy bằng phương pháp quy hoạch thực nghiệm đã tìm ra được các thông số tối ưu của quá trình. Tuy nhiên để làm rõ hơn ảnh hưởng của các yếu tố độc lập tới lưu lượng SO2 được hấp thụ ở những quy mô khác nhau ta cần thiết lập mô hình vật lý. 3.3. THIẾT LẬP MÔ HÌNH VẬT LÝ MÔ TẢ QUÁ TRÌNH HẤP THỤ KHÍ SO2 Qua quá trình thực nghiệm và sử dụng phương pháp quy hoạch thực nghiệm đã xác định được hàm toán thống kê mô tả mối quan hệ giữa hiệu suất xử lý và các thông số ảnh hưởng, đây là cơ sở cho việc đánh giá chính xác mức độ ảnh hưởng của các thông số tới quá trình xử lý SO2 từ đó đã tìm ra được các thông số tối ưu của quá trình. Tuy nhiên mô hình thống kê chỉ có thể xử lý tối ưu ở một vài thông số cơ bản, chưa đủ khả năng tính toán chuyển quy mô vì còn một số yếu tố khác chưa đề cập đến vì vậy sử dụng mô hình vật lý sẽ làm rõ hơn ảnh hưởng của các yếu tố độc lập tới hiệu suất của quá trình hấp thụ ở những quy mô khác nhau. Qua phân tích ở phần trước, ta xem quá trình hấp thụ hóa học dị thể giữa pha khí và pha lỏng với phản ứng 2 2 2 3 2( )SO Ca OH Ca SO H O   Phản ứng xảy ra trong vùng khuêch tán, vì về động học phản ứng trung hòa này xảy ra với tốc độ rất nhanh, vì vậy để mô tả quá trình ta có thể dùng các mô hình vật lý. Dùng các mô hình này chúng ta có thể làm rõ ảnh hưởng của các yếu tố ảnh hưởng độc lập lên các hàm mục tiêu như năng suất khí được hấp thụ, hệ số cấp khối, hiệu 102 suất quá trình hấp thụ. Từ đó có thể xác định được các hệ thống hấp thụ có quy mô nhỏ hơn hay lớn hơn tối đa là 10 lần. Đây là một phương pháp chuyển quy mô hữu hiệu cho các hệ công nghệ thực hiện các quá trình chuyển vật lý [41, 36] 3.3.1. Xác định các yếu tố ảnh hưởng lên quá trình hấp thụ hóa học Số các yếu tố ảnh hưởng độc lập lên quá trình hấp thụ hoá học chính là bậc tự do của quá trình được tính theo công thức DK NT HHF F F F   (3.9) Trong đó: FĐK là bậc tự do điều khiển, là số các yếu tố tối đa mà ta có thể thay đổi để điều khiển quá trình trong hệ; FNT Là bậc tự do nội tại, là các yếu tố biến đổi nội tại trong hệ; FHH Là bậc tự do hình học. 3.3.1.1. Xác định bậc tự do điều khiển:[34,36] Quá trình hấp thụ hóa học trong hệ là quá trình tiếp xúc hai pha bao gồm các phân tử nối tiếp nên bậc tự do điều khiển là dk ( 2)F k  (3.10) Trong đó  là hệ số pha,  = 2 k là số cấu tử quy ước trong pha, k = 2 Như vậy Fdk = 2. (2+2) = 8 Các yếu tố tham gia vào bậc tự do điều khiển là: - Lưu lượng dung dịch lỏng hấp thụ vào GL , kg/s ; - Nồng độ chất hấp thụ trong dung dịch lỏng vào Xv , kg/m 3 ; - Khối lượng riêng dung dịch lỏng vào ρL , kg/m 3 ; - Nhiệt độ dung dịch lỏng vào TL, o K ; - Lưu lượng khí vào GK , kg/s; - Nồng độ chất bị hấp thụ ( SO2) trong khí vào,yv , kg/m 3 ; - Nhiệt độ khí vào TK , o K; - Khối lượng riêng khí vào ρK , kg/m 3 . 3.3.1.2. Xác định bậc tự do nội tại Bậc tự do nội tại của quá trình hấp thụ hóa học được tính theo công thức: NT d cF F F  (3.11) Trong đó: Fd Là bậc tự do của dòng dẫn, Fd =  ( k+2) (3.11a) Fc là bậc tự do của dòng cấp, Fc = ( – 1 )( kc +2) (3.11b) Ở đây kc là số cấu tử chuyển, kc =1;  là số pha,  = 2 103 k là số cấu tử quy ước trong pha, k = 2 Như vậy, FNT = 2(2+2) + (2-1)(2+1) = 11 Các yếu tố tham gia vào bậc tự do nội tại là: + Hệ số dẫn khối của chất lỏng DL và của các cấu tử bị hấp thụ (SO2) trong chất lỏng DLi , m 2 /s; + Hệ số dẫn khối của khí Dk và của cấu tử bị hấp thụ (SO2) trong khí DKi,, m 2 /s; + Hệ số dẫn nhiệt độ của khí ak và của lỏng aL , m 2 /s ; + Độ nhớt động học của khí k và của lỏng l , m 2 /s ; + Động lực chuyển cấu tử bị hấp thụ ∆ytb, , kg/m 3 ; + Động lực chuyển vận tốc ∆tb, m/s. 3.3.1.3. Xác định bậc tự do hình học Bậc tự do hình học của hệ thực hiện quá trình hấp thụ tính theo công thức HH HHV HHTF F F  (3.12) Trong đó: FHHV - bậc tự do hình học của thiết bị venturi, FHHV = 6; FHHT - Bậc tự do hình học của tháp, FHHT =4. Như vậy FHH = 6+4 = 10 Các đại lượng tham gia vào bậc tự do hình học là: + Đối với ống Venturi: Hình 3.7- Thiết bị Venturi - Đường kính miệng vào dv, m; - Đường kính miệng ra dr, m; - Đường kính eo thắt d, m; - Chiều dài trục từ miệng vào đến miệng ra l, m; - Chiều dài trục từ miệng vào đến miệng eo thắt phía vào lv, m; - Chiều dài trục đoạn eo thắt le, m. + Đối với tháp - Đường kính tháp dt, m; 104 - Chiều cao tháp h, m; - Bề mặt tiếp xúc pha của vật liệu đệm a, m2/m3; - Phần thể tích tự do đệm V0, m 3 /m 3 ; 3.3.1.4. Số các yếu tố ảnh hưởng độc lập: Số các yếu tố ảnh hưởng độc lập được tính theo công thức (3.9) là: F = 8+ 11 +10 = 29 Đại lượng mục tiêu mà ta cần xét là một trong các yếu tố sau: - Lưu lượng cấu tử bị hấp thụ G, kg/h; - Hiệu suất hấp thụ η. 3.3.2. Thiết lập mô hình vật lý [34, 43] 3.3.2.1. Khi hàm mục tiêu là lưu lượng cấu tử bị hấp thụ G: Tổng số các yếu tố lúc này là: F + 1 = 29 + 1 = 30 a. Ta có các chuẩn số đơn giản 0 0V V  , ta xóa 0V khỏi không gian biến còn lại ; dV d d   , ta xóa d khỏi không gian biến còn lại ; r dr d d   , ta xóa dr khỏi không gian biến còn lại ; l l d   , ta xóa l khỏi không gian biến còn lại ; lv l d   , ta xóa l khỏi không gian biến còn lại ; e le l d   , ta xóa el khỏi không gian biến còn lại ; dt dt d   , ta xóa dt khỏi không gian biến còn lại ; h h d   , ta xóa h khỏi không gian biến còn lại ; L L G K G G   , ta xóa LG khỏi không gian biến còn lại ; G K G G   , ta xóa G khỏi không gian biến đổi còn lại ; L K      , ta xóa  khỏi không gian biến còn lại ; L L x K x    , ta xóa Lx khỏi không gian biến còn lại ; 105 v v y K y    , ta xóa vy khỏi không gian biến còn lại ; L L T K T T   , ta xóa LT khỏi không gian biến còn lại ; L L D K D    , ta xóa LD khỏi không gian biến còn lại ; i Li L D K D    , ta xóa iL D khỏi không gian biến còn lại ; K K D KD    , ta xóa KD khỏi không gian biến còn lại ; i Ki K D K D    , ta xóa K iD khỏi không gian biến còn lại ; K K a K a    , ta xóa Ka khỏi không gian biến còn lại ; L L a K a    , ta xóa La khỏi không gian biến còn lại ; tb tb C K C      , ta xóa tbC khỏi không gian biến còn lại ; tb tb T K T T     , ta xóa tbT khỏi không gian biến còn lại ; L L K      , ta xóa L khỏi không gian biến còn lại ; b. Thống kê các đại lượng còn lại * Các đại lượng còn lại là: - Lưu lượng khí vào GK , (kg/s) ; - Nhiệt độ khí vào TK , ( K) ; - Khối lượng riêng khí vào ρK, (kg/m 3 ) ; - Độ nhớt động học của khí k ,( m 2 /s ) ; - Động lực chuyển động lượng ∆(ρKVtb ), ( kg/m 2 s) ; - Đường kính eo thắt d, (m) ; - Bề mặt tiếp xúc pha của đệm a, (m2/m3); Như vậy tổng số các đại lượng còn lại là n' = 7 * Thứ nguyên của các đại lượng còn lại là: [GK ] = 1 1 1 1kg s M T  [TK ] = 1 1K  [ρK ] = 1 3 1 3Kg m M L  106 [ k ] = 2 1 2 1. .m s L T  [∆(ρKVtb) ] = 2 1 1 2 1. . . .kg m s M L T    [d ] = m 1 = L 1 [a ] = 1 1m L  Số thứ nguyên cơ bản là r = 4 * Ma trận thứ nguyên aiρ của các đại lượng còn lại với i = 1,7 và ρ =1,4 cho ở bảng 3.38 Bảng 3.38: Ma trận thứ nguyên aiρ của các đại lượng còn lại với hàm mục tiêu là G i ρ 1 2 3 4 5 6 7 x1 = GK x2 = ∆(ρKVtb) x3 = a x4 =d x5 = k x6 = ρK x7 = TK 1 L 0 -2 2 1 2 -3 0 2 T -1 -1 0 0 -1 0 0 3 M 1 1 0 0 0 1 0 4 θ 0 0 0 0 0 0 1 Hạng mục của ma trận thứ nguyên aiρ là r’ = 4, như vậy số chuẩn số phức hợp là p’ = n’ – r’ = 7 – 4 = 3 tức là j = 1, 'p = 1,3. c. Thiết lập hệ phương trình thứ nguyên và giải * Thiết lập hệ phương trình thứ nguyên (aiρ) (kij ) = 0 với i = 1, 'n = 1,7 và ρ = 1, 'r = 1,4 1j 2 3 4 5 6 70 2 2 1 2 3 0 0j j j j j jk k k k k k k       (1) 1j 2 3 4 5 6 71 1 0 0 1 0 0 0j j j j j jk k k k k k k        (2) 1j 2 3 4 5 6 71 1 0 0 0 1 0 0j j j j j jk k k k k k k       (3) 1j 2 3 4 5 6 70 0 0 0 0 0 1 0j j j j j jk k k k k k k       (4) * Giải hệ phương trình thứ nguyên + Giải hệ khi j = 1 chọn các nghiệm tự do k11 =1; k21 = k31 = 0 thay vào hệ phương trình (1) (2) (3) ( 4) có 41 51 61 710.1 2.0 2.0 2 3 0 0k k k k       (1’) 41 51 61 711.1 1.0 0 0 1 0 0 0k k k k        (2’) 41 611.1 1.0 0 0 0 0 0k k       (3’) 41 70.1 0 0 0 0 0 0jk k       (4’) Từ (4’) ta có 71 0k  Từ (3’) ta có 61 1k  107 Từ (2’) ta có 51 1k  Từ (1’) ta có 41 51 612 3 2 3 1k k k        Như vậy 1 0 0 1 1 1 01 1 2 3 4 5 6 7. . . . . . . . k K K G x x x x x x x d       + Giải hệ khi j = 2, chọn 22 12 321; 0k k k   thay vào hệ (1) (2) (3) ( 4) có 42 52 62 720 2.1 2.0 1 2 3 0 0k k k k       (1’’) 520 1.1 0 0 1 0 0 0k       (2’’) 620 1.1 0 0 0 1 0 0k       (3’’) 720 0 0 0 0 0 1 0k       (4’’) Từ (4’’) ta có 72 0k  Từ (3’’) ta có 62 1k   Từ (2’’) ta có 52 1k   Từ (1’’) ta có 42 52 622 3 2 2 3 2 1k k k         Như vậy 0 1 0 1 1 1 02 1 2 3 4 5 6 7 . ( ) . . . . . . . k tb k k d v x x x x x x x         + Giải hệ khi j = 3, chọn 33 23 131; 0k k k   thay vào hệ (1) (2) (3) ( 4) có : 43 53 63 73 53 63 73 0 0.1 2.1 1 2 3 0 0;(1''') 0 0 0 0 1 0 0 0;(2 ''') 0 0 0 0 0 1 0 0;(3''') 0 0 0 0 0 0 1 0;(4 ''') k k k k k k k                             Từ (4’’’) ta có 73 0k  Từ (3’’’) ta có 63 0k  Từ (2’’’) ta có 53 0k  Từ (1’’’) ta có 43 53 632 3 2 1k k k     Như vậy 0 0 1 1 0 0 0 3 1 2 3 4 5 6 7. . . . . .x x x x x x x ad    d. Thống kê các chuẩn số và thiết lập mô hình vật lý mô tả sự phụ thuộc giữa lưu lượng khí hấp thụ SO2 vào các yếu tố ảnh hưởng độc lập * Thống kê các chuẩn số + Các chuẩn số phức hợp: 1 k k k G d    ; 2 . ( ) . k tb k k d v      ; 3 ad  108 + Các chuẩn số đơn giản 4 5 6; ;L K L K G G D K K K GG G G D           ; 7 8 9; ; i i L L Kii L KL D D D K K K D DD             ; 10 11 12; ;K L K L L a a L K K K a a               ; 13 14 15; ;L L vL L x v K K K yx y              ; 16 17 18; ;tb L tb tb L C tb T K K K C T T T T T             ; 20 19 21; ;r vr d v l dd l d d d d          ; 22 23 24; ;v v e t l e t l l d l d d d d          ; 025 26 ;h D V h V d         ; e. Thiết lập mô hình vật lý mô tả quan hệ giữa lưu lượng khí được hấp thụ và các yếu tố công nghệ độc lập * Mô hình vật lý này có dạng: 3 5 6 7 8 91 2 10 13 15 16 1711 12 14 18 19 20 21 22 4 2 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( i iL Ktb KK L K L K K K K K K K K K K v tb tbK L L L L K K K K K K K K v vL r K D DdG G DG F C G d d G D y C Ta a x T d lT d l T d d d d                                           23 25 2624 0) ( ) ( ) ( ) e tl d h V d d d    (3.13) Nếu hệ thực hiện ở quá trình không thay đổi về nhiệt độ và đồng dạng hình học thì mô hình thu về có dạng: 5 6 7 8 91 2 10 13 15 1611 12 14 '' 4 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) i iL Ktb KK L K L K K K K K K K K K K v tbK L L L L K K K K K K K D DdG G DG C G d G D y Ca a x                                   (3.13a) 109 Đối với hệ được điều khiển bởi các đại lượng như lưu lượng khí, lưu lượng lỏng, nồng độ lỏng, thì mô hình thu gọn về dạng: '' ' 51 14' 4 ( ) ( ) ( ) K L L K K K K K G G xG C G d G       (3.13b) Ở dạng mô hình (3.13b) ta quan tâm tới ảnh hưởng của chế độ thủy động (thông qua Re KK k k G d   ), tỷ số giữa lưu lượng lỏng và lưu lượng khí, nồng độ tương đối pha lỏng lên chuẩn số đặc trưng cho lưu lượng SO2 bị hấp thụ. f. Xác định các tham số của mô hình vật lý (3.13b) Các tham số của mô hình (3.13b) là '' ' ' ' 4 1 5 14; ; ;C    , chúng sẽ được xác định nhờ các số liệu ở bảng 3.39 khi nhiệt độ là 2000C và áp suất khí bằng 1atm Bảng 3.39: Số liệu của các tham số ở nhiệt độ 200oC và áp suất 1atm khi hàm mục tiêu là G i G, kg/s GK, kg/s GL, kg/s xL,kg/m 3 ρL,kg/m 3 γK , m 2 /s d, m 1 32,434.10 1,24 32,74.10 70 0,757 53,21.10 0,254 2 32,7.10 1,39 32,77.10 70 0,757 53,21.10 0,254 3 31,875.10 0,972 31,81.10 74,3 0,757 53,21.10 0,254 4 31,03.10 0,555 30,83.10 30 0,757 53,21.10 0,254 Từ các số liệu ở bảng 3.39 ta sẽ tính được các giá trị tương ứng của các chuẩn số ở bảng 3.40 Bảng 3.40: Các giá trị tương ứng của các chuẩn số khi hàm mục tiêu là G i G K G G   1 K K K G d    5 L K G G   14 L K x    1 31,963.10 200903,3 0,00221 92,47 2 32,015.10 225206,1 0,00199 92,47 3 31,929.10 157482,3 0,00186 98,15 4 31,856.10 89920,4 0,0015 39,63 Thiết lập hệ phương trình xác định tham số: ' ' ' ' 4 1 1 5 5 14 14lg lg lg lg lg ; 1,4;iG i i iC i            (3.14) 110 Thay số vào ta có hệ (6.6) ở dạng: 3 ' ' ' ' 4 1 5 14lg(1,963.10 ) lg lg200903,3 lg0,00221 lg92,47C         (1’) 3 ' ' ' ' 4 1 5 14lg(2,015.10 ) lg lg225206,1 lg0,00199 lg92,47C         (2’) 3 ' ' ' ' 4 1 5 14lg(1,929.10 ) lg lg157482,3 lg0,00186 lg98,15C         (3’) 3 ' ' ' ' 4 1 5 14lg(1,856.10 ) lg lg89920,4 lg0,0015 lg39,63C         (4’) Thực hiện phép logarit ta có: ' ' ' ' 4 1 5 142,707 lg 5,303 2,656 1,966C        (1’) ' ' ' ' 4 1 5 142,696 lg 5,353 2,701 1,966C        (2’) ' ' ' ' 4 1 5 142,715 lg 5,197 2,730 1,992C        (3’) ' ' ' ' 4 1 5 142,731 lg 4,954 2,824 1,598C        (4’) Giải hệ phương trình trên bằng phần mềm Matlab ta có ' 1 0,136  ; ' 5 0.021   ; ' 14 0,094   ; ' 4 0.026C  . Như vậy dạng cụ thể của mô hình vật lý mô tả sự phụ thuộc của lưu lượng khí được hấp thụ SO2 phụ thuộc vào các yếu tố công nghệ là : 0,136 0,021 0,0940,026.Re ( ) ( )L LK K K K G xG G G    (3.15) g. Kết luận: Căn cứ vào mô hình vật lý (3.15) ta có thể nêu ra các nhận xét sau: + Chuẩn số đặc trưng cho lưu lượng khí được hấp thụ SO2 (Hệ số ' 1 0,136  ) phụ thuộc gần tuyến tính vào chuẩn số Reynolds của pha khí ( Re . . L k K G d   ); + Chuẩn số đặc trưng cho lưu lượng khí SO2 được hấp thụ ( G K G G   ) tỷ lệ nghịch với tỷ lệ giữa lưu lượng lỏng và lưu lượng khí L L G K G G   (Hệ số ' 5 0.021   ); + Chuẩn số đặc trưng cho lưu lượng khí được hấp thụ SO2 tỷ lệ nghịch với chuẩn số đặc trưng cho nồng độ của pha lỏng với hệ số tỷ lệ ' 14 0,094   111 3.3.2.2. Khi hàm mục tiêu là hiệu suất của quá trình hấp thụ η [34,36,43] Tổng số các yếu tố là: F + 1 = 29 + 1 = 30 Đại lượng mục tiêu là hiệu suất của quá trình hấp thụ η a. Các chuẩn số đơn giản 0 0V V  ; vdV d d   ; rdr d d   ; l l d   ; vlv l d   ; ele l d   ; dt dt d   ; h h d   ; L L G K G G   ;    ; L K      ; L L x K x    ; v v y K y    ; L L T K T T   ; L L D K D    ; i Li L D K D    ; K K D KD    ; i Ki K D K D    ; K K a K a    ; L L a K a    ; tb tb C K C      ; tb tb T K T T     ; L L K      . Ta xóa các đại lượng Vo; d ; d ; rd ; l ; lv ; el ; h ; td ; LG ;G;  ; vy ; LT ; LD ; iLD ; KD ; K iD ; Ka ; La ; tbC ; tbT ; L ra khỏi không gian biến còn lại. b. Thống kê các đại lượng còn lại: - Lưu lượng khí vào Gk, kg/s; - Nhiệt độ khí vào Tk, K - Khối lượng riêng khí vào ρK, (kg/m 3 ) ; - Độ nhớt động học của khí K ,( m 2 /s ) ; - Động lực chuyển động ∆(ρKVtb), (kg/m 2 s); - Đường kính eo thắt d, (m) ; - Bề mặt tiếp xúc pha của đệm a, (m2/m3) ; Vậy tổng số các đại lượng còn lại là n' = 7 * Thứ nguyên của các đại lượng còn lại là: [GK ]= 1 1 1 1kg s M T  ; [TK ] = 1 1K  ; [ρK ] = 1 3 1 3Kg m M L  ; [ K ] = 2 1 2 1. .m s L T  ; [∆(ρKVtb)] = 2 1 1 2 1. . . .kg m s M L T    ; [d] = m 1 = L 1 ;[a] = 1 1m L  . Số thứ nguyên cơ bản là r = 4 * Ma trận thứ nguyên aiρ của các đại lượng còn lại với i = 1,7 và ρ =1,4 cho ở bảng 3.41. Hạng của ma trận thứ nguyên aiρ là r’ = 4, như vậy số chuẩn số phức hợp là: 112 p’ = n’ – r’ = 7 – 4 = 3 tức là j = 1, p = 1,3. Bảng 3.41: Ma trận thứ nguyên aiρ của các đại lượng còn lại với hàm mục tiêu là  i ρ 1 2 3 4 5 6 7 x1 = GK x2 = ∆(ρKvtb) x3 = a x4 =d x5 = K x6 = ρK x7 = TK 1 L 0 -2 2 1 2 -3 0 2 T -1 -1 0 0 -1 0 0 3 M 1 1 0 0 0 1 0 4 θ 0 0 0 0 0 0 1 c. Thiết lập hệ phương trình thứ nguyên Thiết lập hệ phương trình thứ nguyên (aiρ) (kij ) = 0 với i = 1, 'n =1,7 và ρ =1, r =1,4 1j 2 3 4 5 6 70 2 2 1 2 3 0 0j j j j j jk k k k k k k       (1) 1j 2 3 4 5 6 71 1 0 0 1 0 0 0j j j j j jk k k k k k k        (2) 1j 2 3 4 5 6 71 1 0 0 0 1 0 0j j j j j jk k k k k k k       (3) 1j 2 3 4 5 6 70 0 0 0 0 0 1 0j j j j j jk k k k k k k       (4) + Giải hệ khi j = 1 chọn các nghiệm tự do k11 =1; k21 = k31 = 0 thay vào hệ phương trình thì ta có kết quả sau: 71 0k  ; 61 1k  ; 51 1k  ; 41 1k   Như vậy : 1 0 0 1 1 1 0 1 1 2 3 4 5 6 7. . . . . . . . k K K G x x x x x x x d       + Giải hệ khi j = 2, chọn các nghiệm tự do 22 12 321; 0k k k   thay vào hệ phương trình thì ta có kết quả sau: 72 0k  ; 62 1k   ; 52 1k   ; 42 1k  Như vậy 0 1 0 1 1 1 0 2 1 2 3 4 5 6 7 . ( ) . . . . . . . k tb k k d v x x x x x x x         + Giải hệ khi j = 3, chọn các nghiệm tự do 33 23 131; 0k k k   thay vào hệ phương trình thì ta có kết quả sau: 73 0k  ; 63 0k  ; 53 0k  ; 43 1k   Như vậy 0 0 1 1 0 0 0 3 1 2 3 4 5 6 7. . . . . .x x x x x x x ad    113 d. Thống kê các chuẩn số và mô tả sự phụ thuộc giữa hiệu suất hấp thụ SO2 vào các yếu tố ảnh hưởng độc lập + Các chuẩn số phức hợp: . 1 k k kG d    ; 2 . ( ) . k tb k k d v      ; 3 ad  + Các chuẩn số đơn giản : 4 5 6; ;L K L K G D K K G G D            7 8 9; ; i i L L Kii L KL D D D K K K D DD             10 11 12; ;K L K L L a a L K K K a a               13 14 15; ;L L vL L x v K K K yx y              16 17 18; ;tb L tb tb L C tb T K K K C T T T T T             20 19 21; ;r vr d v l dd l d d d d          22 23 24; ;v v e t l e t l l d l d d d d          025 26 ;h D V h V d         . e. Thiết lập mô hình vật lý mô tả quan hệ giữa hiệu suất hấp thụ và các yếu tố công nghệ độc lập Mô hình vật lý này có dạng (3.16). Nếu hệ số thực hiện quá trình không thay đổi về nhiệt độ và đồng dạng hình học thì mô hình vật lý thu về dạng (3.16a) 3 5 6 7 8 91 2 10 13 15 16 1711 12 14 18 19 20 21 22 4 2 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) i iL KK tbK L K L K K K K K K K K K v tb tbK L L L L K K K K K K K K l v vr K D Dd vG G DF C d d G D y C Ta a x T T d ld l T d d d d                                              23 25 2624 0( ) ( ) ( ) ( ) e tl d h V d d d    3.16) 5 6 7 8 91 2 10 13 15 1611 12 14 '' 4 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) i iL Ktb KK L K L K K K K K K K K K v tbK L L L L K K K K K K K D DdG G D C d G D y Ca a x                                       (3.16a) 114 Đối với hệ được điều khiển bởi đại lượng như lưu lượng khí, lưu lượng lỏng, nồng độ lỏng,..thì mô hình thu gọn về dạng: '' ' 51 14' 4 ( ) ( ) ( ) K L L K K K K G G x C d G           (3.16b) Ở dạng mô hình (3.16b) ta quan tâm tới ảnh hưởng của chế độ thủy động, ảnh hưởng của lưu lượng pha lỏng, ảnh hưởng của nồng độ pha lỏng lên hiệu suất quá trình chuyển khối. f. Xác định các tham số của mô hình vật lý Các tham số của mô hình (3.16b) là '' ' ' ' 4 1 5 14; ; ;C    , chúng sẽ được xác định nhờ các số liệu ở bảng 3.42 khi nhiệt độ khí là 2000C và áp suất khí bằng 1atm. Các giá trị tương ứng của các chuẩn số cho kết quả ở bảng 3.43.[35,39] Bảng 3.42: Số liệu của các tham số ở nhiệt độ 200oC và áp suất 1atm khi hàm mục tiêu là  i η GK, kg/s GL, kg/s xL,kg/m 3 ρK,kg/m 3 K , m 2 /s d, m 1 0,922 1,24 32,74.10 70 0,757 53,21.10 0,254 2 0,911 1,39 32,77.10 70 0,757 53,21.10 0,254 3 0,9056 0,972 31,81.10 74,3 0,757 53,21.10 0,254 4 0,87 0,555 30,83.10 30 0,757 53,21.10 0,254 Bảng 3.43: Các giá trị tương ứng của các chuẩn số khi hàm mục tiêu là  i    1 K K K G d    5 L K G G   6 L K x    1 0,922 200903,3 0,00221 92,47 2 0,911 225206,1 0,00199 92,47 3 0,9056 157482,3 0,00186 98,15 4 0,87 89920,4 0,0015 39,63 115 Thiết lập hệ phương trình xác định tham số: ' ' ' ' 4 1 1 5 5 14 14lg lg lg lg lg ; 1,4i i i iC i             Thay số và thực hiện phép logarit ta có hệ ' ' ' ' 4 1 5 140,0353 lg 5,303 2,656 1,966C        (1’) ' ' ' ' 4 1 5 140,0405 lg 5,353 2,701 1,966C        (2’) ' ' ' ' 4 1 5 140,0431 lg 5,197 2,730 1,992C        (3’) ' ' ' ' 4 1 5 140,0605 lg 4,954 2,824 1,598C        (4’) Giải hệ phương trình bằng phần mềm Matlab ta có ' ' 1 5 ' ' 14 4 0,0015; 0,0179; 0,114; 1,271C         Thay vào (3.16b) ta có mô hình vật lý cụ thể mô tả sự phụ thuộc của hiệu suất hấp thụ khí SO2 vào các yếu tố có dạng sau: 0,0015 0,0179 0,1141,271( ) ( ) ( )K L L K K K K G G x d G         (3.17) g. Kết luận - Hiệu suất hấp thụ tỷ lệ nghịch với chuẩn số Reynolds ( Re . L k K K G d   với hệ số tỷ lệ rất bé ( ' 1 0,0015  ). Như vậy ta có thể thấy rằng chế độ thủy động ảnh hưởng không đáng kể đến sự biến đổi của hiệu suất hấp thụ ở vùng tối ưu; - Hiệu suất hấp thụ phụ thuộc tỷ lệ thuận vào tỷ lệ giữa lưu lượng lỏng và lưu lượng khí với hệ số tỷ lệ đã lớn hơn nhưng cũng không phải là rất đáng kể ( ' 5 0,0179  ); - Hiệu suất hấp thụ phụ thuộc tỷ lệ thuận với chuẩn số đặc trưng cho nồng độ pha lỏng, nhưng với số mũ bé ' 14 0,114  . 116 KẾT LUẬN Qua quá trình thực hiện luận án, xin được rút ra các kết luận về đóng góp mới của luận án: 1 Luận án đã đã xây dựng, định hướng được phương pháp nghiên cứu mới phù hợp điều kiện thực tế tại Việt Nam về xử lý khí từ lò đốt chất thải rắn nguy hại đó là: Nghiên cứu tổng hợp, đánh giá các lò đốt hiện hành tại Việt Nam và phương pháp xử lý khí thải phát sinh từ lò đốt chất thải rắn từ đó tính toán thực hiện hệ thống thí nghiệm xử lý khí phát sinh; 2 Luận án đã thực hiện quá trình thực nghiệm trên hệ thống có kết cấu đơn giản, dễ vận hành, phù hợp với thực tế, đáp ứng được yêu cầu lấy thông số cho đề tài nghiên cứu. Đã xác định được các thông số ảnh hưởng tới quá trình xử lý, đã xây dựng được công thức thực nghiệm để tính toán hiệu suất xử lý tốt nhất, đảm bảo các tiêu chuẩn cho phép về khí thải hiện hành tại Việt Nam; 3 Luận án đã xây dựng được hàm số mô tả quan hệ giữa hiệu suất xử lý khí SO2 bằng phương pháp hấp thụ với các thông số ảnh hưởng tới quá trình là: nồng độ dung dịch Ca(OH)2, lưu lượng tưới, lưu lượng khí. Từ đó đã xác định được hàm số mô tả quá trình là hàm phi tuyến và có cực đại với điểm tối ưu là: nồng độ Ca(OH)2: 7%; lưu lượng tưới: 9,88 m3/h; lưu lượng khí: 4461,58 m3/h, khi đó hiệu suất xử lý khí SO2 đạt 92,217%; 4 Luận án đã xây dựng được mô hình vật lý mô tả sự phụ thuộc của lưu lượng khí SO2 vào các yếu tố công nghệ và mô hình vật lý mô tả sự phụ thuộc của hiệu suất hấp thụ khí SO2 vào các yếu tố công nghệ. Từ đó có thể tính toán thiết kế các hệ thống hấp thụ có quy mô nhỏ hơn hay lớn hơn tối đa 10 lần. Đây là một phương pháp chuyển quy mô hữu hiệu cho các hệ công nghệ thực hiện các quá trình chuyển vật lý; 5 Luận án là công trình nghiên cứu đầu tiên sử dụng các mô hình tối ưu hóa quá trình xử lý khí phát sinh từ lò đốt tĩnh hai buồng đốt xử lý chất thải rắn nguy hại Với các đóng góp trên luận án đã đánh giá và xác định được phương án tối ưu có thể áp dụng xử lý khí thải phát sinh từ lò đốt chất thải rắn nguy hại đang áp dụng phổ biến tại Việt Nam. Để nâng cao hiệu quả của quá trình xin đề xuất hướng nghiên cứu tiếp theo: 1. Nghiên cứu quy trình công nghệ và sử dụng các mô hình xác định phương án tối ưu cho toàn bộ các khí phát sinh từ lò đốt chất thải nguy hại; 2. Nghiên cứu thu hồi các nguồn nhiệt từ hệ thống thiết bị trao đổi nhiệt hiệu quả để phục vụ cho các công đoạn khác nhau. 117 CÁC CÔNG TRÌNH KHOA H C Đ CÔNG BỐ 1. Phạm Thị Thu Hoài, Ngô Quốc Khánh, Nguyễn Bin, Lê Ngọc Thụy (2007) - Nghiên cứu thực nghiệm quá trình xử lý SO2 trong khí thải từ lò đốt rác thải rắn, Tạp chí KH và CN số 45 tập 1/2007, 433-436 2. Phạm Thị Thu Hoài (2010) – Đề xuất các biện pháp kỹ thuật đối với lò đốt chất thải rắn nguy hại, Hội thảo khoa học các Trường Đại học khối kỹ thuật lần thứ 37, 50-53 3. Phạm Thị Thu Hoài (2013) – Xác định thành phần khí thải phát sinh từ lò đốt chất thải rắn nguy hại, thành phần dính dầu mỏ công nghiệp các giẻ lau dầu, Tạp chí Kinh tế sinh thái số 44, 66-70. 4. Phạm Thị Thu Hoài, Nguyễn Bin, Lê Ngọc Thụy (2013) – Quy hoạch thực nghiệm quá trình xử lý khí SO2 phát sinh từ lò đốt chất thải rắn nguy hại – Tạp chí “Hóa học & ứng dụng” số 5 (21), 32-35. 5. Phạm Thị Thu Hoài, Nguyễn Bin (2013) – Tối ưu hóa quá trình xử lý SO2 trong khí thải phát sinh từ lò đốt chất thải rắn nguy hại bằng phương pháp quy hoạch thực nghiệm – Tạp chí Khoa học và công nghệ các Trường Đại học kỹ thuật số 92, 152-156. 6. Phạm Thị Thu Hoài, Nguyễn Bin (2013) – Mô hình vật lý mô tả sự ảnh hưởng của các yếu tố độc lập tới lưu lượng khí SO2 bị hấp thụ trên thiết bị xử lý khí phát sinh từ lò đốt chất thải rắn nguy hại - Tạp chí “ Hóa học & ứng dụng” số 6/2013, 1-4. 7. Phạm Thị Thu Hoài (2013) – Quản lý chất thải rắn và đề xuất các phương pháp xử lý – Hội thảo khoa học các Trường Đại học khối kỹ thuật lần thứ 43, 65-72. 8. Phạm Thị Thu Hoài, Nguyễn Bin (2014) – Mô hình vật lý mô tả sự ảnh hưởng của các yếu tố độc lập tới hiệu suất của quá trình hấp thụ khí SO2 trên thiết bị xử lý khí phát sinh từ lò đốt chất thải rắn nguy hại – Tạp chí Khoa học và công nghệ các Trường Đại học kỹ thuật số 98, 118-123 118 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Trung tâm kỹ thuật môi trường, Công ty cổ phần thiết kế Công nghiệp hóa chất (2012) Tổng hợp báo cáo giám sát môi trường 2012. 2. Sở Tài nguyên và Môi trường các tỉnh, thành phố trực thuộc Trung ương (2009) Các báo cáo về công tác quản lý chất thải sinh hoạt, công nghiệp, y tế 3. Các báo cáo quản lý chất thải nguy hại, báo cáo giám sát môi trường định kỳ của các chủ xử lý, tiêu huỷ chất thải nguy hại, 2009. 4. Báo cáo môi trường Quốc gia (2011) Chất thải rắn. Bộ Tài nguyên và Môi trường 5. Bộ Công thương (2013) Kỷ yếu hội nghị phát triển ngành công nghệ môi trường Việt Nam 2013. 6. Lâm Minh Triết, Lê Thanh Hải (2006) Giáo trình Quản lý chất thải nguy hại. NXB Xây Dựng Hà Nội. 7. Nguyễn Đức Khiển (2003) Quản lý chất thải nguy hại. NXB Xây Dựng. 8. Trịnh Thị Thanh,Nguyễn Khắc Kinh (2005) Quản lý chất thải nguy hại. NXB ĐHQG Hà Nội. 9. Phạm Thị Thu Hoài (2005) Nghiên cứu xử lý khí từ lò đốt chất thải rắn Bệnh viện - Luận văn Thạc sĩ 10. Viện nghiên cứu chiến lược và chính dách công nghiệp (2013) Hiện trạng và định hướng phát triển ngành công nghiệp môi trường Việt Nam. 11. Bộ Tài nguyên và Môi trường, Báo cáo môi trường Quốc gia (2009) Môi trường khu công nghiệp. 12. Bộ Tài nguyên và Môi trường, Báo cáo môi trường Quốc gia (2010) Tổng quan môi trường Việt Nam 2010 13. Bộ Tài nguyên và Môi trường (2003), Chiến lược bảo vệ môi trường quốc gia đến năm 2020 và định hướng đến năm 2020. 14. Bộ xây dựng, Bộ Tài nguyên và Môi trường (2009), Chiến lược quốc gia về quản lý tổng hợp chất thải rắn đến năm 2025. 15. Bộ Tài nguyên và Môi trường (2012), Chiến lược bảo vệ môi trường Quốc gia đến năm 2020, tầm nhìn 2030. 16. Bộ xây dựng (2008) Quy hoạch xây dựng khu xử lý chất thải rắn ba vùng miền kinh tế trọng điểm Bắc Bộ, miền Trung và phía nam đến năm 2020. 17. Bộ xây dựng (2012), Quy hoạch tổng thể hệ thống xử lý chất thải rắn y tế nguy hại đến năm 2025. 18. Viện nghiên cứu Chiến lược Chính sách Công nghiệp (2007) Điều tra hiện trạng công nghiệp môi trường đề xuất giải pháp phát triển ngành công nghiệp môi trường Việt Nam 119 19. Trung tâm thông tin và khoa học công nghệ Quốc gia (2012), Tổng luận về Công nghệ xử lý chất thải rắn của một số nước tại Việt Nam 20. Tài liệu hội thảo về kinh nghiệm của Nhật Bản trong lĩnh vực tái chế, tái sử dụng, giảm thiểu chất thải (3R) (2008) 21. Bùi Sỹ Lý (2005) Nghiên cứu thực nghiệm hiệu quả hấp thụ khí SO2 trong tháp đệm bằng vật liệu sẵn có ở Việt Nam, Tuyển tập các báo cáo khoa học Hội gnhị Môi trường toàn quốc 2005 22. Lò đốt chất thải rắn không tiêu hao dầu (2012), Công ty Cổ phần đầu tư và phát triển công nghệ Đại học Xây dựng NUCETECH 23. Hệ thống lò đốt chất thải nguy hại (2012), Công ty TNHH Môi trường công nghệ xanh 24. Giới thiệu lò đốt chất thải nguy hại (2010), Công ty Khoa học Công nghệ và bảo vệ môi trường. 25. Lò đốt chất thải rắn công nghiệp độc hại VHI-18B (2012), Viện Công nghệ môi trường – Viện KH và CN Việt Nam. 26. Công ty thương mại dịch vụ xây dựng Ngân Thành, Báo cáo dự án đầu tư, 2009 27. Nguyễn Ngọc Châu (2002) Sổ tay hướng dẫn – những vẫn đề chung về chất thải nguy hại. Sở khoa học và công nghệ môi trường TP Hồ Chí Minh. 28. Tài liệu tập huấn Quản lý chất thải nguy hại do USEPA và Công ty Sonadezi tổ chức (2002) 29. Bộ Tài nguyên và Môi trường (2006), Danh mục chất thải nguy hại, ban hành kèm theo Quyết định số 23/2006/QĐ-BTNMT của Bộ trưởng Bộ Tài nguyên và Môi trường ngày 26 tháng 12 năm 2006. 30. Bộ Tài nguyên và Môi trường (2010). Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về khí thải lò đốt chất thải công nghiệp, QCVN 30:2010/BTNMT 31. Bộ Tài nguyên và Môi trường (2012) Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về khí thải lò đốt chất thải công nghiệp, QCVN 30:2010/BTNMT. 32. Trần Ngọc Chấn (2000) Ô nhiễm môi trường không khí và xử lý khí thải. Tập 1, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội. 33. Phạm Hồng Hải, Ngô Kim Chi (2007), Xử lý số liệu và quy hoạch thực nghiệm trong nghiên cứu hóa học. Nhà xuất bản khoa học tự nhiên và công nghệ. 34. Nguyễn Minh Tuyển, Phạm Văn Thiêm (2001), Kỹ thuật hệ thống công nghệ hóa học tập II, Nhà xuất bản Khoa học và kỹ thuật, Hà Nội, trang 249. 35. Nguyễn Minh Tuyển (1987), Các phương pháp triển khai công nghệ hoá học, Nhà xuất bản Khoa học và kỹ thuật, Hà Nội, trang 16-54. 36. Nguyễn Minh Tuyển, Pham Văn Thiêm (2005) Kỹ thuật hệ thống công nghệ hóa học, tập I: Cơ sở mô hình hóa quá trình công nghệ hóa học, NXB Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội (2005) 120 37. Nguyễn Minh Tuyển (2005) Quy hoạch thực nghiệm. NXB Khoa học và Kỹ thuật Hà Nội. 38. Nguyễn Bin (2007), Các quá trình và thiết bị trong công nghiệp hóa chất và thực phẩm. Tập 4, Nhà xuất bản Khoa học kỹ thuật, Hà Nội. 39. Tập thể tác giả (1999), Sổ tay quá trình và thiết bị công nghiệp hóa chất Tập 1, 2 Nhà xuất bản Khoa học kỹ thuật, Hà Nội. 40. Phần mềm Design – Expert 8.0. 41. Ngô Thị Nga (1998), Kỹ thuật phản ứng, Nhà xuất bản Khoa học kỹ thuật, Hà Nội, trang 59. 42. Trần thị Đà (2007), Cơ sở lý thuyết các phản ứng hóa học, Nhà xuất bản Giáo dục Việt nam, Hà Nội, trang 125. 43. Nguyễn Hoàng Hải, Nguyễn Khắc Kiểm, Nguyễn Trung Dũng (2003), Lập trình Matlab, Nhà xuất bản Khoa học kỹ thuật, Hà Nội. 44. Bùi Tá Long (2006) Hệ thống thông tin môi trường. NXB Đại học Quốc gia TP.HCM. 45. Michael D.LaGrega, Phillip L. Buckingham, Jeffrey C. Evans and Environmental. Resources Management "Hazardous Waste Management" Mc Graw Hill, 1st Edition 1994 and 2nd Edition 2001. 46. Harry M. Freeman " Standard Handbook of Hazardous Waste Treatment and Disposal" Mc Graw Hill, 2nd Edition 1998. 47. Calvin R. Brunner, P.E., D.E.E "Hazardous Waste Incineration" Mc Graw Hill, 2nd Edition 1993 48. U.S. Department of Transportation "2000 Emergency Response Guidebook" 49. U.S. Department of Health and Human Services " Pocket Guide to Chemical Hazards" 1997 50. Chris Kent "Basics of Toxicology" John Wiley &Sons, INC 1998 51. M.Ruchirawat, R.C. Shank " Environmental Toxicology" Vol.1,2,3 Chulabhorn Research Institute 1996. 52. Intergrated Solid Waste Management. Engineering Principles and Management Issues. George Tchobanoglous; Hilary Theisen; Samuel A. Vigil. McRaw- Hill, 1993. 53. Hazardous Waste Management. Michael D. LaGrega; Phillip L. Buckingham; Jeffrey C. Evans. McRaw- Hill, 1994 54. Handbook of environmental control, volume II: Solid Waste.Eds: Richard G. Bond; Conrad P. Straub. CRC Press, 1997 55. Industrial Pollution Prevention Handbook. Harry M. Freeman. McGraw- Hill. Inc, 1997 121 56. Industrial Waste Stream Generation. Editor Neal K. Ostler. Prentice Hall. 57. Recycling Handbook. Editor Herbert F. Lund. Second Edition. McRaw- Hill, 1997 58. Environmental sources and emmissions handbook. Marshall Sttig. Noyes Data Corporation. 1975. 59. Perry's Chemical Engineers' Handbook. Sixth edition. Robert H. Perry Don Green, 1999 60. Takashi Naejima. Semi- Distillation, Negative Pressure Combustion Type Waste Incineration Furnace. New Technology Japan, vol.26, No. 10, 1999. 61. Pyrolysis and Gasification Factsheet. Juniper Consultancy Services Ltd. 62. Briefing Pyrolysis and gasification. Friends of the earth. October 2002. 63. Combustion and pollution control in heating systems. Springer- verlag. 1993. 64. John C. Mycock; John D. Mckenne and Louis Theodore. Handbook of air pollution control engineering and technology. Lewis Publishers, 1995. 65. C.C. lee; Shun dar Lin. Hand book of environmental engineering calculations. MacGraw Hill, 1999. 66. Michael D. LaGrega; Phillip L. Buckingham; jeffrey C. Evans. The environmental resources management Group, 1994. 67. EPA air pollution control cost manual. Sixth edition. EPA-452-02-001. 2002. 68. Arthur L.Kohl,Fred C.Riesenfeld, Gas Purification, Fourth Edition, Gulf Publishing Company,1985. 69. Gerald H. Newton,John Kramlich, Roy Payne, Modeling the SO2 – slurry droplet reaction, Aiche Journal, Vol.6, No12,1990,1865 – 1872. 70. Hiderahu Yagi, Koyosuke Okamoto, Keiji Naka and Haruo Hikita, Chemical absorption of CO2 and SO2 into Ca(OH)2 slurry, chem. Eng.Commun. Vol 26,1984,1 – 9. 71. Heinz Haller, Edgar Muschelknautz, and Tilman Schultz, Chem.Eng.Technology. 12,1989,188 – 195. 72. Noel de Nevers, Air pollotion Control Engineering, McGraw – Hill,Inc,1995. 73. Noyes Building Park Ridge, Ari and gas Cleanup Equiment 1972, 186-187 74. SsRichard W.Rice, Gregory A.Bond, Plue gas desulfurization by in-duct dry scrubbing using calcium hydroxide. AicheJournal, Vol 36, No.3,1990.473 – 477. 75. E.Sada, H.Kumazawa and I.Hashizume, futher consideration on chemical absorbtion mechanism by aqueous slurries of sparingly soluble fine particles,chemical Engineering Science, Vol.36,1981, 639 – 642. 76. Pollution Engineering and Scientific Solutions, Proceedings of the First international Meeting of Society of Engineering Science held in Tel Aviv,June 12 – 17,1972, Edited by Euval S.Barrekette. 122 77. P.A.Ramanchandran and M.M.Sharma, Absorption with fast reaction in a slurry containing sparingly soluble fine particles, Chemical Engineering Science, 1969, Vol 24, 1681 – 1686. 78. P.G.Talavera,Selecting gas/liqiud separators, Hydrocarbon Processing, June 1990, 81 – 84. 79. Mew developments in acid mist elimination, Sulphur No.227, July – August 1993. 80. Paul M. Hennessey and Mark Neuman,New methods for fighting sulfuric acid mist emissions, Chemical Processing, October 1994. 81. O.H York, and E.W.Poppele,Tow – stage mist elimonators for Sunphuric acid Plants, buletin 49, Otto H. York Company, Inc. 82. Mist eliminators : Guardians of the Sulfuric acid plants fabric, performance and economics,Sulphur No.206, January – February 1990, P.22 – 36. 83. Brick mist eliminators, Monsanto envoro – chem Systems, Inc, 1993 84. David H.F. Liu, Béla G. Lipták "Environmental Engineers' Handbook" second edition, Lewis Publishers, 1997 85. Расчетная инструкция (методика) “Удельные показатели образования вредных веществ, выделяющихся в атмосферу от основных видов технологического оборудования для предприятий радиоэлектронного комплекса”. СПб., 2006 86. МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЫБРОСОВ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ В АТМОСФЕРУ ПРИ СЖИГАНИИ ТОПЛИВА В КОТЛАХ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬЮ МЕНЕЕ 30 ТОНН ПАРА В ЧАС ИЛИ МЕНЕЕ 30 ГКАЛ В ЧАС (Измененная редакция, Изм. № 1). МОСКВА 1999. 87. РАСЧЕТ ВЫБРОСОВ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ ПРИ СЖИГАНИИ ТОПЛИВА В КОТЛОАГРЕГАТАХ КОТЕЛЬНЫХ. Методическое пособие по выполнению практических занятий по курсу "Промышленная экология" для студентов специальности 320700 "Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов" Института дистанционного образования. Томский политехнический университет, 2001 88. СПРАВОЧНИК по котельным установкам малой производительности. КФ.Рoддатис, А.Н.Полтарецкий. МОСКВА ЭНЕРГОАТОМИЗДАТ, 1989. 89. МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВАЛОВЫХ ВЫБРОСОВ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ В АТМОСФЕРУ ОТ КОТЕЛЬНЫХ УСТАНОВОК ТЭС. РД 34.02.305-98, 1993

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • pdfluan_an_nghien_cuu_xu_ly_khi_tu_lo_dot_chat_thai_ran_nguy_ha.pdf
  • docBÌA LATS Pham Thi Thu Hoai.doc
  • pdfThong tin dua len mang LATS Pham Thi Thu Hoai.pdf
  • pdfTom tat LATS Pham Thi Thu Hoai.pdf
Luận văn liên quan