bảo vệ môi trường không khí và xử lý khí thải

ĐỒ ÁN MÔN HỌC

BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG KHÔNG KHÍ
VÀ XỬ LÝ KHÍ THẢI



ĐỒ ÁN MÔN HỌC: Bảo vệ môi trường không khí và xử lý khí thải

Nhiệm vụ: Tính toán dự báo và thiếtkế hệ thống xử lý ô nhiễm môi trường
không khí từ các nguồn thải của nhà máy gạch Tuynel Từ Sơn - Hải Phòng

1. Nội dung các phần thuyết minh và tính toán:
- Phân tích các nguồn gây ô nhiễm môi trường do hoạt động sản xuất của
nhà máy gây ra.
- Tính toán tải lượng của các chất ô nhiễm từ các nguồn thải trên.
- Tính toán nồng độ phát thải của các chất ô nhiễm trên đối với từng
nguồn thải
- Kết luận so sánh với tiêu chuẩn khí thải công nghiệp: TCVN 2005
- Tính toán thiết kế hệ thống xử lý chất thải ô nhiễm trước khi phát thải
vào môi trường xung quanh
- Tính toán dự báo nồng độ của các chất ô nhiễm trên (sau khi đã lắp đặt
thiết bị xử lý) về mùa đông và mùa hè theo các hướng gió chủ đạo tại
địa điểm xây dựng nhà máy ứng với khoảng cách: cách nguồn thải từ 0
đến 40 lần chiều cao của nguồn thải

- Lập biểu đồ biểu diễn sự khuyếch tán của từng chất ô nhiễm với các
khoảng cách trên về mùa đông và mùa hè
- Xác định Cmax và Xmax, tốc độ gió nguy hiểm của từng chất ô nhiễm
với các khoảng cách trên về mùa đông và mùa hè
- Xác định Cmax và Xmax tổng cộng của tất cả các nguồn thải với từng
chất ô nhiễm về mùa đông và hè
- Kết luận so sánh với tiêu chuẩn chất lượng môi trường không khí xung
quanh TCVN 5937 – 2005
2. Phần bản vẽ
- Sơ đồ công nghệ sản xuất của nhà máy có phân tích nguồn gây ô nhiễm
- Biểu đồ biểu diễn sự khuyếch tán của từng chất ô nhiễm riêng biệt cho 2
mùa
- Tổng mặt bằng nhà máy có nguồn thải và khu vực xử lý
- Vẽ chi tiết hệ thống xử lý không khí: bao gồm mặt bằng, mặt cắt vả thiết
bị xử lý
- Triển khai các chi tiết cấu tạo của hệ thống theo chỉ dẫn của giáo viên
hướng dẫn

ĐỒ ÁN MÔN HỌC:
BẢO VỆ MÔI TRƢỜNG KHÔNG KHÍ VÀ XỬ LÝ KHÍ THẢI
GVHD: NGUYỄN QUỲNH HƢƠNG
SVTH: NGUYỄN THỊ XUÂN MSSV: 6664.48 LỚP: 48DT
1
Chương 1: KHÁI QUÁT CHUNG
1.1.Nhiệm vụ
Tính toán dự báo và thiết kế hệ thống xử lý ô nhiễm môi truờng không khí từ các
nguồn thải của nhà máy gạch Tuynel Từ Sơn công suất 25 triệu viên/năm
Địa điểm xây dựng: Hải Phòng
Các thông số khí hậu tại Hải Phòng đƣợc tra theo phụ lục 2a, 2b và phụ lục 3 gt ‘
Nhiệt và khí hậu kiến trúc’, dung ẩm của không khí đƣợc tra theo biều đồ I – d theo

nhiệt độ và độ ẩm
Bảng 1 – 1: Các thông số khí hậu xung quanh nhà máy
Mùa hè
Mùa đông
t
tb
,
o
C
 , %
d, g/kg
v
tb
, m/s
t
tb
,
o
C
 , %
d, g/kg
v
tb
, m/s
28,2
84
20
4,0
16,7
83

10,5
3,6

1.2. Nội dung tính toán
- Phân tích các nguồn gây ô nhiễm môi trƣờng do hoạt động sản xuất của nhà
máy gây ra
- Tính toán tải lƣợng của các chất ô nhiễm từ các nguồn thải trên
- Tính toán nông độ phát thải của các chất ô nhiễm trên đối với từng nguồn thải
- Kết luận so sánh với tiêu chuẩn khí thải công nghiệp TCVN 2005
- Tính toán thiết kế hệ thống xử lý chất thải ô nhiễm trƣớc khi phát thải vào môi
trƣờng xung quanh
- Tính toán dự báo nồng độ của các chất ô nhiễm trên (sau khi đã lắp đặt thiết bị
xử lý) về mùa đông và mùa hè theo các hƣớng gió chủ đạo tại địa điểm xây
dựng nhà máy ứng với khoảng cách: từ nguồn thải từ 0 đến 40 lần chiều cao
của nguồn thải
- Lập biểu đồ biểu diễn sự khuếch tán cảu từng chất ô nhiễm với các khoảng
cách trên về mùa đông và mùa hè
- Xác định C
max
và X
max
của từng chất ô nhiễm, tốc độ gió nguy hiểm về mùa
đông và mùa hè
- Xác định C
max
và X
max
tổng cộng của tất cả các nguồn thải với từng chất ô
nhiễm về mùa đông và hè
- Kết luận so sánh với tiêu chuẩn chất lƣợng môi truờng không khí xung quanh

TCVN 5937 – 2005
- Tính lƣợng nhiệt cần thiết để sấy khô gạch mộc từ độ ẩm 12% đến 5%
- Tính lƣu lƣợng, tải lƣợng chất ô nhiễm của từng ống khói
- Tính chiều cao ống khói 1, 2
1.3. Số liệu tính toán
- Nhiên liệu sử dụng: than cám có số lƣợng B = 2500 tấn/năm = 347 kg/h
- Số ngày làm việc trong 1 năm: S
n
= 300 ngày
Bảng1 – 2: Thành phần của than cám
A
p

(%)
S
p

(%)

W
p
(%)

O
p
(%)

N
p
(%)

H
p

(%)

C
p
(%)

16,2
1,8
6,6
1,2
0,6
1,4
72,2
- Năng suất lò: G
năm
= 25 triệu viên/năm, trọng lƣợng G
1
= 34000 tấn/năm
ĐỒ ÁN MÔN HỌC:
BẢO VỆ MÔI TRƢỜNG KHÔNG KHÍ VÀ XỬ LÝ KHÍ THẢI
GVHD: NGUYỄN QUỲNH HƢƠNG
SVTH: NGUYỄN THỊ XUÂN MSSV: 6664.48 LỚP: 48DT
2
- Độ ẩm gạch mộc vào 12%
- Độ ẩm gạch ra khỏi lò sấy là 5%
- 70% than trộn vào đất ban đầu: B

1
= 0,7B = 243 kg/h
- 30% than đƣa vào lò nung : B
2
= 0,3B = 104 kg/h
- Nhiệt độ lò nung: t
n
= 1000
o
C

Bảng 1 – 3: Đặc tính nguồn thải
Loại nguồn thải
Số lƣợng nguồn thải
Nhiệt độ khói thải
(
o
C)
Lò sấy
1
38
Lò nung
1
87

1.4.Phân tích các công đoạn gây ô nhiễm của công nghệ sản xuất
Phân tích các công đoạn gây ô nhiễm môi trƣờng trên sơ đồ công nghệ sản xuất
gạch tuynel Từ Sơn:
N MễN HC:
BO V MễI TRNG KHễNG KH V X Lí KH THI

GVHD: NGUYN QUNH HNG
SVTH: NGUYN TH XUN MSSV: 6664.48 LP: 48DT
3
tro xỉ
bụi, gạch vỡ
bụi, hơi n-ớc, khí thải
bụi, hơi n-ớc, khí thải
Đất vụn, hơi n-ớc
Đất vụn
Đất vụn
Đất vụn
Đất vụn, n-ớc thải
Đất vụn
Đất vụn, n-ớc thải
Đất vụn, than rơi vãi
Đất vụn
Đất vụn
t2 = 87oC
ống khói 2
ống khói 1
t1 = 38oC
Khói (tn = 1000oC)
W2 = 5%
W1 = 12%
Than (30%)
Băng tải 4
Nuoc
Nuóc
Than (70%)
Băng tải 2

Băng tải 1
Bãi đất
Cấp liệu thùng 10 m3/h
Máy nghiền xa luân 10 m3/h
Bãi thành phẩm
Lò nung Tuynel
Lò sấy Tuynel
Phơi trong nhà kính
Cắt tự động
Máy đùn MVA 400 - 20 t/h
Máy nhào MVA 400 - 200 t/h
Nhào 2 trục l-ới lọc 12 m3/h
Máy cán mịn 10 m3/h
Cấp liệu đĩa 10 m3/h

N MễN HC:
BO V MễI TRNG KHễNG KH V X Lí KH THI
GVHD: NGUYN QUNH HNG
SVTH: NGUYN TH XUN MSSV: 6664.48 LP: 48DT
4

Chng 2:
TNH TON SN PHM CHY

2.1. Xỏc nh lng m bay hi trong quỏ trỡnh sy vt liu
Nhit tr ca nhiờn liu c xỏc nh theo cụng thc sau:
p
W6)(2624681
ppppp
SOHCQ

= 81.72,2 + 246.1,4 26(1,2 1,8) 6.6,6 = 6168,6 kcal/kgNL
Trng lng 1 viờn gch:
36,1
10.25
10.34
6
6
1

nam
vg
G
G
G
kg/viờn
- Chn thi gian lm vic trong 1 nm l: N = 300 ngy
- S gi lm vic trong 1 ngy: n = 24 gi
Lng gch sy nung trong 1 gi:
3472
24.300
10.25
.
6

nN
G
G
nam
h

viờn/h
Lng vt liu mang vo hm sy: G
1
= 34.10
6
kg/nm = 4722 kg/h
Lng m bc hi trong lũ sy:
348
5100
512
4722
100
)(
2
21
1







w
ww
GW
kg/h
Lng vt liu mang ra khi lũ sy:
4374
512

12100
348
100
21
1
2







ww
w
WG
kg/h

2.2. Tớnh toỏn lng khớ c hi thi ra trong quỏ trỡnh t chỏy nhiờn liu
2.2.1. Tính toán l-ợng khí thải trong quá trình đốt cháy nhiên liệu ở điều kiện chuẩn
a/. V mựa ụng
Bng2 - 1:tớnh toỏn sn phm chỏy ktc (t = 0
o
C, P = 760 mmHg), B = 347 kg/h
Stt
i lng tớnh
n v
Cụng thc tớnh
Kt qu
(1)

(2)
(3)
(4)
(5)
1
Lng khụng khớ khụ lớ thuyt
cn cho quỏ trỡnh chỏy
m
3
chun/kgNL
V
o
= 0,089Cp +
0,246Hp - 0,0333(Op -
Sp)
6,790
2
Lng khụng khớ m lớ thuyt
cn cho quỏ trỡnh sy ( t =
16,7
o
C; = 83%; d = 10,5
g/kg)
m
3
chun/kgNL

V
a
= (1 + 0,0016d)V

o
6,904
3
Lng khụng khớ m thc t
vi h s khụng khớ tha =
1,6
m
3
chun/kgNL

V
t
= V
a
11,047
4
Lng khớ SO2 trong spc
m
3
chun/kgNL
V
SO2
= 0,683.10
-2
Sp
0,012
5
Lng khớ CO trong spc vi
h s chỏy khụng hon ton v
hoỏ hc v c hc = 0,006

m
3
chun/kgNL


V
CO
= 1,865.10
-2
.C
p

0,008
6
Lng khớ CO
2
trong spc
m
3
chun/kgNL
V
CO2
= 1,853.10
-2
(1-
)C
p
1,330
ĐỒ ÁN MÔN HỌC:
BẢO VỆ MÔI TRƢỜNG KHÔNG KHÍ VÀ XỬ LÝ KHÍ THẢI

GVHD: NGUYỄN QUỲNH HƢƠNG
SVTH: NGUYỄN THỊ XUÂN MSSV: 6664.48 LỚP: 48DT
5
7
Lƣợng hơi nƣớc trong spc
m
3
chuẩn/kgNL
V
H2O
= 0,111H
p
+
0,012W
p
+ 0,0016.d.V
t

0,423
8
Lƣợng khí N
2
trong spc
m
3
chuẩn/kgNL
V
N2
= 0,8.10
-2

N
p
+
0,79V
t

8,732
9
Lƣợng khí O
2
trong không khí
thừa
m
3
chuẩn/kgNL
V
O2
= 0,21(-1)V
a

0,870
10
Lƣợng khí NOx trong spc
(xem nhƣ NO
2
với 
NO2
=
2,054 kg/m3chuẩn
kg/h

M
NOx
= 3,953.10
-
8
.(B.Q
p
)
1,18

1,161

Quy đổi ra m
3
chuẩn/kgNL
m
3
chuẩn/kgNL
V
NOx
= M
NOx
/(B.
NOx
)
0,002

Thể tích khí N2 tham gia vào

phản ứng của NOx
m
3
chuẩn/kgNL

V
N2(NOx)
= 0,5V
NOx

0,001

Thể tích khí O2 tham gia vào
phản ứng của NOx
m
3
chuẩn/kgNL

V
O2(NOx)
= V
NOx

0,002
11
Lƣu lƣợng khói (spc) ở điều
kiện chuẩn
m
3
chuẩn/kgNL

V
spc
= (49)+11-12-
13

12,535
12
Tải lƣợng khí SO2 với 
SO2
=
2,926 kg/m3 chuẩn
g/s

M
SO2
=
(10
3
V
SO2
B
SO2
)/3600

3,467
13
Tải lƣợng khí CO với 
CO
=

1,25 kg/m3 chuẩn
g/s

M
CO
=
10
3
V
CO
B
CO
/3600

0,973
14
Tải lƣợng khí CO2 với 
CO2
=
1,977 kg/m3 chuẩn
g/s

M
CO2
=
10
3
V
CO2
B

CO2
/3600

254,145
15
Lƣợng tro bụi với hệ số tro
bay theo khói: a = 0,5
g/s

M
bui
= 10a.0,3BA
p-
/3600

2,349

b/. VÒ mïa hè
Bảng2 - 2:tính toán sản phẩm cháy ở đktc (t = 0
o
C, P = 760 mmHg), B = 347 kg/h
Stt
Đại lƣợng tính
Đơn vị
Công thức tính
Kết quả
(1)
(2)
(3)
(4)

(5)
1
Lƣợng không khí khô
lí thuyết cần cho quá
trình cháy
m
3
chuẩn/kgNL
V
o
= 0,089Cp + 0,246Hp -
0,0333(Op - Sp)
6,790
2
Lƣợng không khí ẩm lí
thuyết cần cho quá
trình sấy (ở t =
28,2oC; u = 84%; d =
20 g/kg)
m
3
chuẩn/kgNL

V
a
= (1 + 0,0016d)V
o
7,007
3
Lƣợng không khí ẩm

thực tế với hệ số
không khí thừa  = 1,6
m
3
chuẩn/kgNL

V
t
= V
a
11,212
ĐỒ ÁN MÔN HỌC:
BẢO VỆ MÔI TRƢỜNG KHÔNG KHÍ VÀ XỬ LÝ KHÍ THẢI
GVHD: NGUYỄN QUỲNH HƢƠNG
SVTH: NGUYỄN THỊ XUÂN MSSV: 6664.48 LỚP: 48DT
6
4
Lƣợng khí SO2 trong
spc
m
3
chuẩn/kgNL
V
SO2
= 0,683.10
-2
Sp
0,012
5
Lƣợng khí CO trong

spc với hệ số cháy
không hoàn toàn về
hoá học và cơ học n =
0,01
m
3
chuẩn/kgNL


V
CO
= 1,865.10
-2
.C
p

0,008
6
Lƣợng khí CO2 trong
spc
m
3
chuẩn/kgNL
V
CO2
= 1,853.10
-2
(1-)C
p
1,330

7
Lƣợng hơi nƣớc trong
spc
m
3
chuẩn/kgNL
V
H2O
= 0,111H
p
+ 0,012W
p
+
0,0016.d.V
t

0,596
8
Lƣợng khí N2 trong
spc
m
3
chuẩn/kgNL
V
N2
= 0,8.10
-2
N
p
+ 0,79V

t

8,869
9
Lƣợng khí O2 trong
không khí thừa
m
3
chuẩn/kgNL
V
O2
= 0,21(-1)V
a

0,883
10
Lƣợng khí NOx trong
spc (xem nhƣ NO2 với
p NO2 = 2,054
kg/m3chuẩn
kg/h


M
NOx
= 3,953.10
-8
.(B.Q
p
)

1,18

1,161

Quy đổi ra m3
chuẩn/kgNL
m
3
chuẩn/kgNL
V
NOx
= M
NOx
/(B.
NOx
)
0,002

Thể tích khí N2 tham
gia vào phản ứng của
NOx
m
3
chuẩn/kgNL

V
N2(NOx)
= 0,5V
NOx

0,001

Thể tích khí O2 tham
gia vào phản ứng của
NOx
m
3
chuẩn/kgNL

V
O2(NOx)
= V
NOx

0,002
11
Lƣu lƣợng khói (spc)
ở điều kiện chuẩn
m
3
chuẩn/kgNL

V
spc
= (49)+11-12-13

12,858
12
Tải lƣợng khí SO2 với
pso2 = 2,926 kg/m3

chuẩn
g/s

M
SO2
= (10
3
V
SO2
B
SO2
)/3600

3,467
13
Tải lƣợng khí CO với
pCO = 1,25 kg/m3
chuẩn
g/s

M
CO
= 10
3
V
CO
B
CO
/3600

0,973
14
Tải lƣợng khí CO2 với
pCO2 = 1,977 kg/m3
chuẩn
g/s

M
CO2
= 10
3
V
CO2
B
CO2
/3600

254,145
15
Lƣợng tro bụi với hệ
số tro bay theo khói: a
= 0,5
g/s

M
bui
= 10a.0,3BA
p
/3600

2,349
N MễN HC:
BO V MễI TRNG KHễNG KH V X Lí KH THI
GVHD: NGUYN QUNH HNG
SVTH: NGUYN TH XUN MSSV: 6664.48 LP: 48DT
7
2.2.2.Xác định tỉ nhiệt của khói
Tỉ nhiệt của khói đ-ợc xác định theo công thức:
C
khoi
=C
CO2
.X
CO2
+ C
N2
.X
N2
+ C
O2
.X
O2
+ C
H2O
.X
H2O
+ C
SO2
.X
SO2

+ C
CO
.X
CO
+ C
NOx
.X
NOx
-
C
N2(NOx)
.X
N2(NOx)
C
O2(NOx)
.X
O2(NOx)

Trong đó:
- C
CO2
, C
N2
, C
O2
, C
H2O
, C
SO2
, C

CO
, C
NOx
, C
N2(NOx)
, C
O2(NOx)
: nhiệt dung riêng
của các khí, J/kg.độ
- X
CO2
, X
N2
, X
O2
, X
H2O
, X
SO2
, X
CO
, X
NOx
, X
N2(NOx)
, X
O2(NOx)
: thành phần %
của các khí
Tra bng PV-4: Thông số vật lý của một số chất khí giáo trình kỹ thuật sấy

của Hong Văn Chớc ta đợc cỏc thụng s ca cỏc khớ cú trong khúi thi
Da vo tớnh toỏn cỏc phn trờn ta tớnh c thnh phn % cỏc khớ cú trong
khúi thi ca lũ nung
Kt qu c th hin trong bng sau:
a/. V mựa ụng
Thnh phn ca khúi
V
m
3
chun/kgNL
Thnh phn %
ca cỏc khớ
C
0

J/kg.
O
2

0,870
6,940
918
N
2

8,732
69,658
1040
H
2

O
0,423
3,373
14180
CO
2

1,330
10,609
835
SO
2

0,012
0,098
804
CO
0,008
0,064
835
NOx
0,002
0,013
1040
N2(NOx)
0,001
0,006
1040
O2(NOx)
0,002

0,013
918
SPC
12,535
100
1357

b/. V mựa hố
Thnh phn ca khúi
V
m
3
chun/kgNL
Thnh phn %
ca cỏc khớ
C
0

J/kg.
O
2

0,883
6,867
918
N
2

8,869
68,972

1040
H
2
O
0,596
4,635
14180
CO
2

1,330
10,342
835
SO
2

0,012
0,096
804
CO
0,008
0,063
835
NOx
0,002
0,013
1040
N2(NOx)
0,001
0,006

1040
O2(NOx)
0,002
0,013
918
SPC
12,858
100
1526
N MễN HC:
BO V MễI TRNG KHễNG KH V X Lí KH THI
GVHD: NGUYN QUNH HNG
SVTH: NGUYN TH XUN MSSV: 6664.48 LP: 48DT
8
2.3. Phng trỡnh cõn bng nhit ca quỏ trỡnh sy
Phng trỡnh cõn bng nhit ca quỏ trỡnh sy:
Q
can
= Q
vao

Trong ú:
Q
can
: nhiet l-ợng cần thiết cho quá trình sấy, kJ/h
Q
can
= Q
1
+ Q

2
+Q
3
+ Q
4
Q
1
: nhiệt l-ợng hữu ích của quá trình sấy, kJ/h
- Q
2
: nhiệt l-ợng tổn thất do khói mang ra khỏi lò sấy, kJ/h
- Q
3
: nhiệt l-ợng tổn thất do vật liệu mang ra khỏi lò sấy, kJ/h
Q
4
: nhiệt l-ợng tổn thất do toả nhiệt ra môi tr-ờng xung quanh
từ kết cấu của lò, kJ/h
Q
vao
: nhiệt l-ợng của khói từ lò nung sang lò sấy, kJ/h
Q
vao
= L
1
.C
1000
.t
1000
, kJ/h

L
1
: Lu lng khúi t lũ nung sang lũ sy, m
3
/h
C
1000
: t nhit ca khúi, kJ/kg.
t
1000
= 1000
o
C: nhit khúi ca lũ nung sang lũ sy

2.3.1. Tính toán l-ợng nhiệt hữu ích của quá trình sấy
Nhiệt l-ợng hữu ích của quá trình sấy đ-ợc xác định theo công thức:
Q
1
= W.i
hn
, kJ/h
Trong đó:
- W: l-ợng ẩm bốc hơi trong quá trình sấy, W = 348 kg/h
- i
hn
: entanpi của hơi n-ớc ra khỏi lò sấy, i
hn
= r + C
hn
.t

1000

Trong đó:
r = 2493 kJ/kg: nhiệt ẩn hoá hơi của n-ớc
C
hn
= 1,97 kJ/kg
o
K: nhiệt dung riêng của hơi n-ớc
t
1000
= 1000
o
C: nhiệt hoỏ hi ca nc
Khi đó: i
hn
= 2493 + 1,97.1000 = 4463 kJ/kg
Vậy Q
1
= 348.4463 = 1553124 kJ/h

2.3.2. Tính nhiệt l-ợng tổn thất do khói mang ra khỏi lò sấy
Nhiệt l-ợng tổn thất do khói mang ra khỏi lò sấy đ-ợc xác định theo công thức sau:
Q
2
= L
2
.C
38
.(t

38
t
N
) , kJ/h
- L
2
:l-ợng khói thải ra khỏi lò sấy , m
3
/h
- C
38
: tỉ nhiệt của khói khi ra khỏi lò sấy, kJ/kg.
o
C
- t
38
= 38
o
C: nhiệt độ của khói khi ra khỏi lò sấy,
o
C
- t
N
: nhit khụng khớ bờn ngoi,
o
C
Mựa ụng: Q
2
D
= 1,357.(38 16,7).L

2
= 28,9.L
2
kJ/h
Mựa hố: Q
2
H
= 1,526.(38 28,2).L
2
= 14,95.L
2
kJ/h

2.3.3. Tớnh lng nhit do vt liu mang ra khi lũ sy
Nhit lng tn tht do vt liu mang ra khi lũ sy c xỏc nh theo cụng thc:
Q
3
= G
2
.C
gch
.(t
gch
t
N
) , kJ/h
Trong ú:
- G
2
= 4374 kg/h: Lng vt liu mang ra khi hm sy

N MễN HC:
BO V MễI TRNG KHễNG KH V X Lí KH THI
GVHD: NGUYN QUNH HNG
SVTH: NGUYN TH XUN MSSV: 6664.48 LP: 48DT
9
- C
gch
: nhit dung riờng ca gch sau khi sy, kJ/kg.
- t
gch
= 70
o
C : nhit ca gch mang ra lũ sy,
o
C
- t
N
: nhiệt độ ngoài của nhà máy,
o
C
Nhit dung riờng ca gch c xỏc nh theo cụng thc sau:
082,1
100
)5100.(919,0
100
5.187,4
)100(
10010
22

w
C
w
C
C
gk
n
gach
kJ/kg.
Q
3
= 4374.1,082.(t
g
t
N
)
V mựa ụng t
N
= 16,7
o
C Q
3
D
= 4374.1,082.(70 16,7) = 252251 kJ/h
V mựa hố t
N
= 28,2
o
C Q

3
H
= 4374.1,082.(70 28,2) = 197826 kJ/h

2.3.4. Tớnh lng nhit do tn tht ra mụi trng xung quanh
Nhit lng tn tht ra mụi trng xung quanh c xỏc nh nh sau:
Q
4
= 10%(Q
1
+ Q
2
+ Q
3
)
V mựa ụng: Q
4
D
= 0,1.(Q
1
+ Q
2
+ Q
3
D
) = 0,1.( 1553124 + 28,9.L
2
+ 252251)
= 180537,5 + 2,89.L
2

kJ/h
V mựa hố: Q
4
H
= 0,1(Q
1
+ Q
2
+ Q
3
H
) = 0,1.( 1553124 + 14,95.L
2
+ 197826)
= 175095 + 1,495.L
2
kJ/h

2.3.5. Cõn bng nhit
Vậy tổng nhiệt l-ợng cần thiết để sấy gạch bằng khói nóng là:
Q
can
= Q
1
+ Q
2
+ Q
3
+ Q
4

Về mùa đông:
Q
can
D
= Q
1
+Q
2
+Q
3
D
+Q
4
D
= 1553124 + 28,9L
2
+ 252251 + 180537,5 + 2,89L
2

= 31,79L
2
+ 1985912,5 kJ/h
Về mùa hè:
Q
can
H
= Q
1
+ Q

2
+ Q
3
H
+ Q
4
H
= 1553124+14,95L
2
+ 197826 + 175095 + 1,495L
2

= 16,445L
2
+ 1926045 kJ/h
Khi đó ta có ph-ơng trình cân bằng nhiệt cho lò sấy về 2 mùa là:
Giả sử trong quá trình sấy không có tổn thất hoặc thất thoát ra ngoài môi tr-ờng khi
đó ta có l-u l-ợng khói cấp vào L
1
bằng l-u l-ợng khói thải ra L
2

Ta có: L
1
= L
2
= L (1)
Về mùa đông:
Q
vao

= Q
can
D

31,79L
2
+ 1985912,5 = 1,357.1000L
1
(2)
Từ (1) và (2) ta có: L = L
1
= L
2
= 1499 m
3
/h
Về mùa hè:
Q
vao
= Q
can
D

16,445L
2
+ 1926045 = 1,526.1000.L
1
(3)
Từ (1) và (3) ta có: L = L
1

= L
2
= 1276 m
3
/h
V l-u l-ợng khói ca lò nung k chun (t = 0
o
C) là:
Mựa ụng:
21,1
3600
347.535,12
3600
.

BV
L
spc
C
m
3
/s
Mựa hố:
24,1
3600
347.858,12
3600
.

BV

L
spc
C
m
3
/s
ĐỒ ÁN MÔN HỌC:
BẢO VỆ MÔI TRƢỜNG KHÔNG KHÍ VÀ XỬ LÝ KHÍ THẢI
GVHD: NGUYỄN QUỲNH HƢƠNG
SVTH: NGUYỄN THỊ XUÂN MSSV: 6664.48 LỚP: 48DT
10
VËy l-u l-îng th¶i cña èng khãi 2 tõ lß sÊy và l-u l-îng của khãi tõ lß nung thải từ lò
nung cả 2 mùa là:
 Mùa đông:
- Ống khói 1(từ lò sấy): L
ok1
= 1499 m
3
/h = 0,42 m
3
/s
L
c
ok1
= 0,42.(273+38)/273 = 0,47 m
3
/s
- Ống khói 2(từ lò nung): L
c
ok2

= L
c
– L
c
ok1
= 1,21 – 0,42 = 0,79 m
3
/s
 L
ok2
= L
c
ok2
.(273+87)/273 = 1,04 m
3
/s
 Mùa hè:
- ỐNg khói 1: L
ok1
= 1276 m
3
/h = 0,35 m
3
/s
 L
t
ok1
= 0,35.(273+38)/273 = 0,4 m
3
/s

- Ống khói 2: L
c
ok2
= L
c
– L
c
ok1
= 1,24 – 0,35 = 0,89 m
3
/s
 L
t
ok2
= 0,89.(273+87)/273 = 1,17 m
3
/s

2.4. Tính toán lƣợng phát thải của từng ống khói của nhà máy
2.4.1. Tính toán lƣợng phát thải của ống khói 1 - từ lò sấy
a/. Về mùa đông
Bảng 2 – 3: bảng tính toán tải lƣợng phát thải của ống khói 1
Stt
Đại lƣợng tính
Đơn vị
tính
Công thức tính
Kết quả

1

Lƣu lƣợng khói (spc)
m
3
/s

L
c
= 0,42
L
t
= 0,47
2
Nồng độ phát thải các chất ô nhiễm trong khói

Khí SO2
g/m
3

C
SO2
= M
SO2
/L
t

8,255
7,377
Khí CO
g/m
3

C
CO
= M
CO
/Lt
2,317
2,070
Khí CO2
g/m
3

C
CO2
= M
CO2
/Lt
602,674
538,560
Khí NOx
g/m
3

C
NOx
= M
NOx
/Lt
0,768
0,686

Bụi
g/m
3

C
Bụi
= M
Bụi
/Lt
5,593
4,998

b/. Về mùa hè
Stt
Đại lƣợng tính
Đơn vị
tính
Công thức tính
Kết quả

1
Lƣu lƣợng khói (spc)
m
3
/s

L
c
= 0,35
L

t
= 0,4
2
Nồng độ phát thải các chất ô nhiễm trong khói

Khí SO2
g/m
3

C
SO2
= M
SO2
/L
t

9,906
8,668
Khí CO
g/m
3

C
CO
= M
CO
/Lt
2,780
2,433
Khí CO2

g/m
3

C
CO2
= M
CO2
/Lt
723,209
632,808
Khí NOx
g/m
3

C
NOx
= M
NOx
/Lt
0,921
0,806
Bụi
g/m
3

C
Bụi
= M
Bụi
/Lt

6,711
5,873
ĐỒ ÁN MÔN HỌC:
BẢO VỆ MÔI TRƢỜNG KHÔNG KHÍ VÀ XỬ LÝ KHÍ THẢI
GVHD: NGUYỄN QUỲNH HƢƠNG
SVTH: NGUYỄN THỊ XUÂN MSSV: 6664.48 LỚP: 48DT
11

2.4.2. Tính toán lƣợng phát thải từ ống khói 2 của nhà máy
a/. Về mùa đông
Bảng 2 – 5: Lƣợng phát thải của ống khói 2
Stt
Đại lƣợng tính
Đơn vị
tính
Công thức tính
Kết quả

1
Lƣu lƣợng khói (spc)
m
3
/s

L
c
= 0,79
L
t
= 1,04

2
Nồng độ phát thải các chất ô nhiễm trong khói

Khí SO2
g/m
3

C
SO2
= M
SO2
/L
t

4,389
3,896
Khí CO
g/m
3

C
CO
= M
CO
/Lt
1,232
1,093
Khí CO2
g/m
3

C
CO2
= M
CO2
/Lt
320,409
284,408
Khí NOx
g/m
3

C
NOx
= M
NOx
/Lt
0,408
0,362
Bụi
g/m
3

C
Bụi
= M
Bụi
/Lt
2,973
2,639

b/. Về mùa hè
Bảng 2 – 6: Lƣợng phát thải của ống khói 2
Stt
Đại lƣợng tính
Đơn vị
tính
Công thức tính
Kết quả

1
Lƣu lƣợng khói (spc)
m
3
/s

L
c
= 0,89
L
t
= 1,17
2
Nồng độ phát thải các chất ô nhiễm trong khói

Khí SO2
g/m
3

C
SO2
= M
SO2
/L
t

3,831
2,865
Khí CO
g/m
3

C
CO
= M
CO
/Lt
1,075
0,804
Khí CO2
g/m
3

C
CO2
= M
CO2
/Lt
279,694

209,193
Khí NOx
g/m
3

C
NOx
= M
NOx
/Lt
0,356
0,267
Bụi
g/m
3

C
Bụi
= M
Bụi
/Lt
2,596
1,941

2.5. So sánh với tiêu chuẩn Việt Nam
Nồng độ phát thải các chất gây ô nhiễm của cả 2 ống khói của nhà máy theo từng
mùa vµ so s¸nh víi tiªu chuÈn ViÖt Nam ta cã kÕt qu¶ d-íi b¶ng sau
Bảng 2 – 7: Nồng độ phát thải của ống khói 1
Nồng độ phát thải các chất ô nhiễm trong khói

KÝ hiÖu
Đơn vị tính
mùa đông
mùa hè
TCVN - 2005
Khí SO2
C
SO2

mg/m
3
8255
9906
500
Khí CO
C
CO

mg/m
3

2317
2780
1000
Khí CO2
C
CO2

mg/m
3

602674
723209
-
Khí NOx
C
NOx

mg/m
3

768
921
850
Bụi
C
Bụi

mg/m
3

5593
6711
200
ĐỒ ÁN MÔN HỌC:
BẢO VỆ MÔI TRƢỜNG KHÔNG KHÍ VÀ XỬ LÝ KHÍ THẢI
GVHD: NGUYỄN QUỲNH HƢƠNG
SVTH: NGUYỄN THỊ XUÂN MSSV: 6664.48 LỚP: 48DT
12

Bảng 2 – 8: Nång ®é phát thải của ống khói 2
Nồng độ phát thải các chất ô nhiễm trong khói

KÝ hiÖu
Đơn vị tính
mùa đông
mùa hè
TCVN - 2005
Khí SO2
C
SO2

mg/m
3
4389
3831
500
Khí CO
C
CO

mg/m
3

1232
1075
1000
Khí CO2
C

CO2

mg/m
3

320409
279694
-
Khí NOx
C
NOx

mg/m
3

408
356
850
Bụi
C
Bụi

mg/m
3

2973
2596
200
ĐỒ ÁN MÔN HỌC:
BẢO VỆ MÔI TRƢỜNG KHÔNG KHÍ VÀ XỬ LÝ KHÍ THẢI

GVHD: NGUYỄN QUỲNH HƢƠNG
SVTH: NGUYỄN THỊ XUÂN MSSV: 6664.48 LỚP: 48DT
13
Dựa vào bảng so sánh nồng độ phát thải của các chất khí thải ra ta thấy ngoài CO
2

không xét thì có khí NOx không phải xử lý trƣớc khi thải ra ngoài môi trƣờng.
Duy có nồng độ NOx trong mùa hè của ống khói 1 là vƣợt quá tiêu chuẩn nhƣng
không đáng kể nên ta không xét đến.

N MễN HC:
BO V MễI TRNG KHễNG KH V X Lí KH THI
GVHD: NGUYN QUNH HNG
SVTH: NGUYN TH XUN MSSV: 6664.48 LP: 48DT
14

Chng 3: TNH TON CC CễNG TRèNH X Lí CHT THI

3.1. Khỏi quỏt chung v cỏc phng phỏp x lý
Theo tớnh toỏn trờn thỡ ta cn phi x lý CO, SO

2
v bi. Tu theo cht ụ nhim
c x lý thỡ ta cú cỏc phng phỏp x lý khỏc nhau. S b ta chn phng phỏp
t x lý CO, hp th x lý SO
2
v lc bi x lý bi

3.2. Tớnh toỏn phng phỏp x lý CO
Khi t CO xy ra phn ng sau: 2CO + O
2
= CO
2

3.2.1. t CO cho ng khúi 1
a/. Tớnh toỏn lng O
2
cn thit t chỏy khớ CO
Theo tớnh toỏn trờn thỡ lng CO cn phi x lý ca ng khúi 1 c 2 mựa cho 1
m
3
th tớch khúi thi c ghi trong bng sau:
Mựa hố:
Cht ụ nhim
TCVN 5939 2005
mg/m
3

Nng
mg/m
3

Cn x lý
mg/m
3

CO
1000
2780
1780

L-ợng O
2
và không khí cần thiết để đốt cháy l-ợng CO tính cho 1 m
3
khí thảI và tính
cho toàn bộ l-u l-ợng thải trong cả 2 mùa biết để đốt cháy hết 56g CO thì cần 32g O
2
:
1017
56
32
.1780
H
m
mgO
2
/m
3
KT
Với toàn bộ l-ợng khói thải: M

H
= L
H
. m
H
= 0,35.1017 = 355,95 mg/s = 1,28 kg/h
Mùa đông:
Chất ô nhiễm
TCVN 5939
2005
mg/m
3

Nồng độ
mg/m
3

Cần xử lý
mg/m
3

CO
1000
2317
1317

L-ợng O
2
và không khí cần thiết để đốt cháy l-ợng CO tính cho 1 m
3

khí thải và tính
cho toàn bộ l-u l-ợng thải trong cả 2 mùa biết để đốt cháy hết 56g CO thì cần 32g O
2
:
753
56
32
.1317
D
m
mgO
2
/m
3
KT
Với toàn bộ l-ợng khói thải: M
D
= L
D
. m
D
= 0,42.753 = 316,26 mg/s = 1,14 kg/h
Theo kết quả tính toán ta thấy l-ợng O
2
cần thiết để dập CO ở mùa đông nhỏ hơn mùa
hè trong khi l-u l-ợng khói thải về mùa đông lại lớn hơn, do đó khi tính toán thiết bị
đốt CO thì ta tính cho mùa hè và kiểm tra cho mùa đông.
L-ợng O
2
có trong khói thải: M = V

O2
.B.
O2
= 0,883.347.1,428 = 437,5 kg/h
Với
O2
= 1,428 kg/m
3
: khối l-ợng riêng của O
2

Ta nhận thấy l-ợng O
2
có sẵn trong khói thải lớn hơn nhiều so với l-ợng O
2
cần thiết
để đốt cháy CO có trong khói thải. Do đó không cần phải cung cấp thêm O
2
trong quá
trình đốt. Do vậy để đốt CO ta chỉ cần phảI cung cấp một l-ợng nhiên liệu đốt bổ
sung (nhiên liệu mồi).

N MễN HC:
BO V MễI TRNG KHễNG KH V X Lí KH THI
GVHD: NGUYN QUNH HNG
SVTH: NGUYN TH XUN MSSV: 6664.48 LP: 48DT
15
b/. Tính toán buồng đốt CO
Các thông số khi đốt cháy CO trong buồng đốt nh- sau:
+ Nhiệt độ đạt đ-ợc trong buồng đốt: 680 800

o
C
+ Vận tốc của khí trong buồng đốt: v = 5 8 m/s
+ Thời gian l-u khí thải trong buồng đốt: t = 0,2 0,5 s
Xác định đ-ờng kính dùng để dập CO:
L-u l-ợng không khí dùng để dập CO chính là l-u l-ợng khói thải
Đ-ờng kính thiết bị đ-ợc xác định theo công thức:
3,0
5.14,3
35,0.4
.
4

v
L
d

m
Trong đó:
d: đ-ờng kính thiết bị, m
v: vận tốc dòng khí qua thiết bị, m/s. Chọn v = 5 m/s
L: l-u l-ợng khói thải về mùa hè, m
3
/s
Thời gian l-u của khí thải trong buồng đốt lấy bằng 0,3s. Khi đó chiều cao của buồng
đốt sẽ là: H = v.t = 5.0,3 = 1,5m
Vậy kích th-ớc của thiết bị là:
+ Đ-ờng kính: d = 0,3 m
+ Chiều cao hình trụ: H = 1,5m
+ Chiều cao hình chóp: h = 0,5m

Để đảm bảo quá trình đốt CO không gây ô nhiễm ta dùng năng l-ợng điện để đốt. Khi
đó nhiệt trị cần để đốt l-ợng CO đ-ợc xác định theo công thức:
Q = M.C.(t
2
t
1
) kcal/h
Trong đó:
M = 1,28 kg/h: tải l-ợng CO cần đốt
C= 0,296 kcal/kg.độ: nhiệt dung riêng của CO
t
2
= 700
o
C: nhiệt độ cháy kiệt CO trong buồng đốt
t
1
= 120
o
C: nhiệt độ của khói thải vào buồng đốt
Khi đó: Q = 1,28.0,296.(700 120) = 219,75 kcal/h = 256 W
Nh- vậy để đốt l-ợng CO về tiêu chuẩn thải cần công suất điện bằng 256W
Sau buồng đốt CO nhiệt độ khói thải rất cao, do đó tr-ớc khi cho khói thải qua thiết bị
xử lý tiếp theo thì khói thải phải đ-ợc cho qua thiết bị làm mát để đ-a về nhiệt độ
thích hợp.

3.3. Tớnh toỏn xyclon m cho lũ sy
Khúi thi sau khi c dp ht CO cú nhit 700
o
C nờn trc khi a vo xyclon

cn c lm mỏt.
3.3.1. V mựa hố
t
N
= 28,2
o
C

)35,0(
273
50273
50
273
2,28273
2,2835,0.
273
700273
700
'
1
'
1
LL






L

1
= 30,4 m
3
/s
Vy lu lng hn hp khớ vo xyclon l: L = L
1
+ L
1
= 0,35 + 30,4 = 30,75 m
3
/s
Lu lng thc t ca hn hp khớ vo xyclon l:
ĐỒ ÁN MÔN HỌC:
BẢO VỆ MÔI TRƢỜNG KHÔNG KHÍ VÀ XỬ LÝ KHÍ THẢI
GVHD: NGUYỄN QUỲNH HƢƠNG
SVTH: NGUYỄN THỊ XUÂN MSSV: 6664.48 LỚP: 48DT
16
4,36
273
50273
.75,30
273
50273
.
1




 LL

t
m
3
/s
- Xác định tiết diện ngang của xyclon:
+ Chọn tốc độ không khí chuyển động qua thân xyclon là:  = 4 m/s
+ Diện tích tiết diện ngang của xyclon đƣợc xác định theo công thức:

13,12
3
4,36
1
1


t
L
F
m
2

+ Đƣờng kính của xyclon:

93,3
14,3
13,12.4
4
1



F
D
m
Đối với xyclon chọn đƣờng kính đảm bảo D < 1,2 m để đảm bảo yêu cầu làm sạch
khí thảiChọn 4 xyclon mắc song song với đƣờng kính của mỗi xyclon là d = 1m
- Xác định kích thƣớc còn lại của xyclon:
+ Chiều cao phần trụ: H = 6,5.d = 6,5.1 = 6,5 m
+ Chiều cao côn: H
1
= 0,5.d = 0,5.1 = 0,5 m
+ Kích thƣớc của ống vào: đảm bảo tốc độ của không khí tại cửa vào 
1
= 20m/s
 Diện tích tiết diện ống vào:
91,0
20.2
4,36
2
1
1


t
L
f
m
2

 Chiều cao nạp: h = 0,8d = 0,8.1 = 0,8 m
 Bề rộng cửa nạp: b = f/h = 0,91/0,8 = 1,14 m

- Xác định trở lực qua xyclon:
Trở lực qua xyclon đƣợc xác định theo công thức:
k
g
P



2
2
1


Trong đó:  = 2,95 : hệ số sức cản ứng với d = 1m

43,1
273
2,28273
293,1 


k

kg/m
3

 P = 86 N/m
2

- Xác định lƣợng nƣớc phun:

Nhận 0,2 l/m
3
không khí cần làm sạch
Khi đó lƣợng nƣớc cần thiết là: G
n
= 0,2.36,4 = 7,28 l/s
- Xác định hiệu suất lọc:
+ Đối với xyclon ẩm và tháp lọc ly tâm BTH, với d = 1m và tốc độ nạp khí tại
ống nạp vào thiết bị là 20 m/s, khối lƣợng riêng của bụi là 2 g/cm
3
thì hiệu suất
+ lọc bụi theo cỡ hạt bụi có giá trị nhƣ trong bảng 3.7 (HKC)

Kích thƣớc
hạt,m
< 0,5
0,510
1020
2030
3040
4050
5060
6070
>70
% theo khối
luợng
1
5
10
4

15
15
20
25
5
Hiệu suất lọc
bụi theo
đƣờng kính
hạt bụi,
i
0,71
0,83
0,89
0,92
0,94
0,95
0,96
0,97
0,99

ĐỒ ÁN MÔN HỌC:
BẢO VỆ MÔI TRƢỜNG KHÔNG KHÍ VÀ XỬ LÝ KHÍ THẢI
GVHD: NGUYỄN QUỲNH HƢƠNG
SVTH: NGUYỄN THỊ XUÂN MSSV: 6664.48 LỚP: 48DT
17
+ Hiệu suất lọc chung của xyclon:
%19,94
100
5.9925.9720.9615).9594(4.9210.895.8371
100





ii
c




Trong đó: 
i
: thành phần theo độ hạt, %

3.3.2. Về mùa đông
t
N
= 16,7
o
C

)42,0(
273
50273
50
273
7,16273
7,1642,0.
273
700273

700
'
2
'
2
LL 






 L
1
’ = 24,7 m
3
/s
Vậy lƣu lƣợng hỗn hợp khí vào xyclon là: L = L
2
+ L
2
’ = 0,42 + 24,7 = 25,12 m
3
/s
Lƣu lƣợng thực tế của hỗn hợp khí vào xyclon là:
72,29
273
50273
.12,25
273

50273
.
2




 LL
t
m
3
/s
- Xác định tiết diện ngang của xyclon:
+ Chọn tốc độ không khí chuyển động qua thân xyclon là:  = 4 m/s
+ Diện tích tiết diện ngang của xyclon đƣợc xác định theo công thức:

91,9
3
72,29
2
2


t
L
F
m
2

+ Đƣờng kính của xyclon:

55,3
14,3
91,9.4
4
2


F
D
m
Đối với xyclon chọn đƣờng kính đảm bảo D < 1,2 m để đảm bảo yêu cầu làm
sạch khí thải  Chọn 4 xyclon mắc song song với đƣờng kính của mỗi xyclon là
d = 0,9 m
- Xác định kích thƣớc còn lại của xyclon:
+ Chiều cao phần trụ: H = 6,5.d = 6,5.0,9 = 5,85 m
+ Chiều cao côn: H
1
= 0,5.d = 0,5.0,9 = 0,45 m
+ Kích thƣớc của ống vào: đảm bảo tốc độ của không khí tại cửa vào 
1
= 20m/s
 Diện tích tiết diện ống vào:
743,0
20.2
72,29
2
1
1



t
L
f
m
2

 Chiều cao nạp: h = 0,8d = 0,8.0,9 = 0,72 m
 Bề rộng cửa nạp: b = f/h = 0,743/0,72 = 1,03 m
- Xác định trở lực qua xyclon:
Trở lực qua xyclon đƣợc xác định theo công thức:
k
g
P



2
2
1


Trong đó:  = 2,95 : hệ số sức cản ứng với d = 1m

37,1
273
7,16273
293,1 



k

kg/m
3

 P = 82,4 N/m
2

- Xác định lƣợng nƣớc phun:
Nhận 0,2 l/m
3
không khí cần làm sạch
Khi đó lƣợng nƣớc cần thiết là: G
n
= 0,2.29,72 = 5,944 l/s
- Xác định hiệu suất lọc:
ĐỒ ÁN MÔN HỌC:
BẢO VỆ MÔI TRƢỜNG KHÔNG KHÍ VÀ XỬ LÝ KHÍ THẢI
GVHD: NGUYỄN QUỲNH HƢƠNG
SVTH: NGUYỄN THỊ XUÂN MSSV: 6664.48 LỚP: 48DT
18
+ Đối với xyclon ẩm và tháp lọc ly tâm BTH, với d
o
= 1m và tốc độ nạp khí tại
ống nạp vào thiết bị là 20 m/s, khối lƣợng riêng của bụi là 2 g/cm
3
thì hiệu suất
+ lọc bụi theo cỡ hạt bụi có giá trị nhƣ trong bảng 3.7 (HKC)

Kích thƣớc

hạt,m
< 0,5
0,510
1020
2030
3040
4050
5060
6070
>70
% theo khối
luợng
1
5
10
4
15
15
20
25
5
Hiệu suất lọc
bụi theo
đƣờng kính
hạt bụi,
i
0,71
0,83
0,89
0,92

0,94
0,95
0,96
0,97
0,99

+ Hiệu suất lọc chung của xyclon:
%19,94
100
5.9925.9720.9615).9594(4.9210.895.8371
100




ii
c




Trong đó: 
i
: thành phần theo độ hạt, %