ĐỒ ÁN MÔN HỌC XỬ LÝ CHẤT THẢI THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ KHÍ CACBON MONOXIT

à ù m â ï û ù á ûi


SVTH: NGUYỄN NHẬT TRƯỜNG
MSSV: 90102976

1

G
GIỚI THIỆU TỔNG QUAN
VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ

I.1 TỔNG QUAN VỀ KHÍ CACBON MONOXIT:

I.1.1 Đặc điểm lý hóa của khí Cacbon momoxit (CO):

- Công thức phân tử : CO
- Phân tử lượng : 44
- Công thức cấu tạo : C = O
- Là chất khí : không màu, không mùi, không vò, nhẹ hơn không khí.
- Nhiệt độ sôi : - 191,5
o
C
- Giới hạn cháy trong không khí : 12 – 75 % thể tích
- Dễ cháy, cháy trong không khí với ngọn lửa màu xanh sáng
- Trọng lượng riêng:
• 1,25 g/l ở 0
o
C , 1 atm
• 1,145 g/l ở 25
o

C , 1 atm
- Tỉ trọng so với không khí : 0,967
- Hòa tan trong nước : ở
• 0
o
C , 1 atm 3,54 ml/ 100 ml
• 25
o
C , 1 atm 2,14 ml/ 100 ml
• 37
o
C, 1 atm 1,83 ml/ 100 ml
- Hòa tan trong một số dung môi hữu cơ : ethyl acetate, methyl chloride, acetic
acid, hòa tan trong methanol và ethanol gấp 7 lần trong nước
- CO là một khí độc
I.1.2 Nguồn gốc của khí cacbon oxit:

- Cacbon oxit sinh ra do quá trình đốt cháy không hoàn toàn nguyên nhiên liệu
(tức là quá trình cháy thiếu oxy)
Đốt cháy hoàn toàn
• Nguyên nhiên liệu > CO
2
+ hơi nước +
các chất khác (bụi, NO
x
, ….)



TÀI LIỆU CHỈ MANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO

MOITRUONGXANH.INFO
à ù m â ï û ù á ûi


SVTH: NGUYỄN NHẬT TRƯỜNG
MSSV: 90102976

2

Đốt cháy không hoàn toàn
• Nguyên nhiên liệu > CO
2
+ hoi
nước + CO + Các chất khác
- Nguồn phát thải khí CO :
 Nguồn nhân tạo : chủ yếu là do quá trình đốt không hoàn toàn : trong
động cơ xe máy, trong các quá trình công nghiệp, các thiết bò nhiệt, các
lò đốt ( đốt rác, lò thiêu, ), các nhà máy luyện kim, (hình 2)
 Nguồn tự nhiên : do cháy rừng, núi lửa, các phản ứng hóa học âm ó, do
các sinh vật, vi sinh vật( các tảo nâu Fucus và Neocystis, sứa Physalia
physalis)

Hình 1: Quá trình hình thành khí CO trong tự nhiên
- Lượng phát thải khí CO từ các nguồn tự nhiên và nhân tạo, lượng khí CO thải
ra do động cơ tính trên 1km đoạn đường,lượng CO phát thải trên 1 tấn nhiên
liệu, được cho ở các bảng :bảng 1, bảng 2, và bảng 3.

TÀI LIỆU CHỈ MANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO
MOITRUONGXANH.INFO
à ù m â ï û ù á ûi

SVTH: NGUYỄN NHẬT TRƯỜNG
MSSV: 90102976

3


Hình 2: Sự tạo thành khí CO do quá trình đốt không hoàn toàn

Bảng 1. Lượng phát thải CO chủ yếu từ các nguồn thiên nhiên và nhân tạo
Nguồn gây ô nhiễm
Tải lượng chất ô
nhiễm
( 10
6
tấn/năm )
Nguồn nhân tạo
chủ yếu
Nguồn thiên nhiên
Nhân
tạo
Thiên
nhiên
Cacbon
oxit
(CO)
. Đốt nhiên liệu
. Khí thải của ôtô
.Cháy rừng

.Các phản ứng hóa học
âm ó
300 > 3000
(Nguồn: Tài liệu [1])

Bảng 2: lượng khí độc hại do ô tô thải ra trên 1km đoạn đường
Lượng dộc hại, g/km đường đi
Khí độc hại
Động cơ xăng Động cơ Diezen
Khí CO
Hydrocacbon
Nitơ Oxit NO
x
Muội khói(bụi lơ lửng)
Sunfua đioxit SO
2
Chì
Xăng-piren
60,00
5,90
2,20
0,22
0,17
0,49
14.10
-6

0,69 – 2,57
0,14 – 2,07
0,68 – 1,02

1,28
0,47
-
24.10
-6

(Nguồn: Tài liệu [1])

TÀI LIỆU CHỈ MANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO
MOITRUONGXANH.INFO
à ù m â ï û ù á ûi


SVTH: NGUYỄN NHẬT TRƯỜNG
MSSV: 90102976

4

Bảng 3: lượng phát thải khí độc hại CO do đốt nhiên liệu, nhiên liệu
(kg/tấn nhiên liệu)
(Nguồn: [1])

-Nồng độ nền của CO trong tự nhiên : 0,01 ÷ 0,23 mg/m
3
( 0,01 ÷ 0,2 ppm).
Nồng độ CO trong các thành phố phụ thuộc vào thời tiết và giao thông. Nồng
độ trung bình đo trong 8 giờ ≤ 20 mg/m
3
( 17 ppm). Tuy nhiên, nồng độ cực đại
trong 8 giờ : trên 60 mg/m

3
(53ppm)
( nguồn : [7])

I.1.3 Tác hại của khí CO đối với môi trường:

- Góp phần tăng lượng khí nhà kính CO
2
: vì :
CO + ½ O
2
= CO
2

- CO là khí độc , ảnh hưởng đến sức khỏe sinh vật và con người.
I.1.4 Tác hại của khí CO lên sức khỏe con người:

- CO là khí độc.
- Nó phản ứng ( có ái lực) rất mạnh với hồng cầu trong máu tạo ra Cacboxy
Hemoglobin (COHb) :
Hb + CO ⇔ HbCO + O
2

- Hỗn hợp HbCO làm giảm lượng oxy trong máu, ngăn cản máu hấp thụ và vận
chuyển oxy nuôi cơ thể.
- Hàm lượng COHb trong máu được quan niệm như sau : thông thường trong cơ
thể con người có 5000 ml máu và cứ 100 ml máu có chứa 20 ml oxy. Nếu
khí Cacbon oxit thay thế hoàn toàn cho oxy trong máu ta gọi đó là trường
hợp máu bò bão hòa- tức hàm lượng COHb bằng 100 %.

Các nguồn đốt
trong
Các nguồn đốt ngoài
Nhiên liệu
lỏng
Than đá
Chất ô nhiễm
Động
cơ
xăng
Động
cơ
Diezen

Nhiệt
điện
Sinh
hoạt và
công
nghiệp
Nhiệt
điện
Sinh
hoạt và công
nghiệp
Khí CO 395 9 0,005 0,025 0,25 25
% COHb = ( 3.317 x 10
-

5
)
.
( ppm CO )
1.036
.
( RMV )
.
( t )


TÀI LIỆU CHỈ MANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO
MOITRUONGXANH.INFO
à ù m â ï û ù á ûi


SVTH: NGUYỄN NHẬT TRƯỜNG
MSSV: 90102976

5

Trong đó :
RMV (respiratory minute volume) lưu lượng khí hít thở vào : Lít/phút
Ppm CO : nồng độ ppm của CO
t : thời gian tiếp xúc ( phút)
- Hàm lượng COHb trong máu từ 2 ÷ 5 % bắt đầu có dấu hiệu ảnh hưởng đến
hệ thần kinh trung ương. Khi hàm lượng COHb trong máu tăng đến 10 ÷ 20
% các chức năng hoạt động của các cơ quan khác nhau trong cơ thể bò tổn
thương. Nếu hàm lượng COHb tăng đến ≥ 60%- tương ứng với nồng độ khí
CO trong không khí = 1000 ppm thì tính mạng bò nguy hiểm và dẫn đến tử

vong.(xem bảng 5)
- Tuy nhiên, khí CO không để lại hậu quả bệnh lý lâu dài hoặc gây ra khuyết
tật nặng nề đối với cơ thể. Người bò nhiễm CO khi rời khỏi nơi ô nhiễm,
nồng độ Cacboxy- hemoglobin trong máu giảm dần do Cacbon oxit được
thải ra ngoài qua đường hô hấp.
- Bình thường nồng đọ COHb trong máu được giữ ở mức 0,4 % do khí CO sản
sinh bên trong cơ thể không phụ thuộc vào nguồn bên ngoài.



Hình 3: Tính độc của khí CO


Hình 4. Mối quan hệ giữa nồng độ khí CO và nông độ COHb trong máu


TÀI LIỆU CHỈ MANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO
MOITRUONGXANH.INFO
à ù m â ï û ù á ûi


SVTH: NGUYỄN NHẬT TRƯỜNG
MSSV: 90102976

6

I.1.5 Các giới hạn nồng độ của CO trong môi trường:
 Nồng độ giới hạn cho phép của CO:
• Trong khu vực dân cư một lần tối đa : 3mg/m
3

• Trung bình ngày đêm : 1 mg/m
3

• Trong khu vực sản xuất : 20 mg/ m
3

 Tiêu chuẩn của khí CO trong môi trường xung quanh theo 5937– 1995 :
•
trung bình 1 giờ : 40 mg/m
3

• Trung bình 8 giờ : 10 mg/m
3

• Trung bình 24 giờ : 5 mg/m
3

 Tiêu chuẩn đối với khí thải công nghiệp : TCVN 5939- 1995
Giới hạn A ( áp dụng cho các cơ sở đang hoạt động): 1500 mg/m
3

Giới hạn B (áp dụng cho các cở sở từ ngày cơ quan quản lý môi trường
quy đònh ) : 500 mg/m
3

 Giới hạn tối đa cho phép đới với khí thải lò đốt chất thải rắn y tế :
TCVN 6560- 1999 : CO : 100 mg/m
3

Giới hạn tối đa cho phép đối với khí thải động cơ : TCVN 6438- 2001
 Giới hạn của CO trong khí thải động cơ được cho ở bảng 4

Bảng 4. Giới hạn tối đa cho phép của CO trong khí thải động cơ
Động cơ xăng Động cơ Diezen
Ô tô Mô tô Ô tô
Mức 1

Mức 2

Mức 3

Mức 4

Mức 1

Mức 2

Mức 1

Mức 2

Mức 3

CO
(%
thể
tích)

6,5 6,0 4,5 3,5 6,0 4,5 - - -

I.2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA CÁC QUÁ TRÌNH XỬ LÝ KHÍ CACBON
OXIT:
Để khử khí độc CO, có thể dùng các phương pháp sau đây:
I.2.1 Phương pháp đốt :

- Nguyên tắc : CO + ½ O
2
> CO
2

- Phản ứng xảy ra ở nhiệt độ gần 1000
o
C > có thể tận dụng nhiệt do phản
ứng sinh ra.
- Phản ứng xảy ra khi có xúc tác chứa Cu và các kim loại khác.
- Khi hàm lượng CO thấp, O
2
cao, khí được đốt trong buồng đốt nồi hơi.
- Khi có xúc tác , ở nhiệt độ gần 500
o
C, phản ứng giữa CO và H
2
O như sau :
CO + H
2
O > CO
2
+ H
2

+ 9,5 kcal
- Có thể sử dụng xúc tác là hỗn hợp các oxit của Fe và Crom ( 87% Fe
2
O
3

và 65% Cr
2
O
3
)với các chất MgO và K
2
O có chức năng kích thích phản
ứng.
TÀI LIỆU CHỈ MANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO
MOITRUONGXANH.INFO
à ù m â ï û ù á ûi


SVTH: NGUYỄN NHẬT TRƯỜNG
MSSV: 90102976

7


Bảng 5: Triệu chứng của cơ thể ứng với nồng độ Cacboxy- Hemoglobin trong máu
TT

Triệu chứng
% COHb

trong máu

1 Không có dấu hiệu gì < 1,0
2 Một vài biểu hiện không bình thường trong thái độ ứng xử 1,0 ÷ 2,0
3
nh hưởng đến hệ thần kinh trung ương, giảm khả năng
phân biệt về khoảng thời gian, kém nhạy cảm giác quan
kém phân biệt độ sáng và một vài chức năng tâm ký khác
2,0 ÷ 5,0
4 Chức năng tim phổi bò ảnh hưởng 5,0 ÷ 10,0
5 Đau đầu nhẹ, giãn mạch máu ngoại vi 10,0 ÷ 20
*
6 Đau đầu, mấp máy thái dương 20 ÷ 30
7
Đau đầu nhiều, mệt mỏi, hoa mắt chóng mặt, buồn nôn,
nôn mửa và suy sụp
30 ÷ 40
8 Suy sụp, ngất, mạch đập và nhòp thở chậm dần 40 ÷50
9 Ngất , giảm mạch đập và nhòp thở, hôn mê và co giật từng cơn

50 ÷ 60
10
Hôn mê, co giật từng cơn, tim mạch suy giảm và
nguy cơ tử vong
60 ÷ 70
11 Mạch yếu, thở chậm và yếu dần rồi tắt thở sau vài giờ 70 ÷ 80
12 Chết trong vòng < 1 tiếng đồng hồ 80 ÷ 90
13 Chết trong vòng vài phút > 90
(Nguồn: Tài liệu [1])
I.2.2 Phương pháp hấp thụ :

- Sử dụng phương pháp hấp thụ , sử dụng một trong các dung dòch hấp thụ
 Nitơ lỏng
 Dung dòch [ Cu(NH
3
)
m
(H
2
O)
n
]
+

 COCH
 Dung dòch Clorua đồng nhôm CuAlCl
4.


I.2.2.1 Hấp thụ bằng dung dòch [ Cu(NH
3
)
m
(H
2
O)
n
]
+

[Cu(NH
3
)
m
(H
2
O)
n
]
+
+ xNH
3
+ yCO ↔ [Cu(NH
3
)
m+n
(CO)
y
(H
2
O)
n
]
+

+ Q
- Tùy theo từng nồng độ của phức, tăng áp suất của CO, giảm nhiệt độ, thì khả
năng hấp thụ tăng.
I.2.2.2 Hấp thụ bằng Clorua đồng nhôm CuAlCl
4

(20- 50%) và (80-
90%) Toluen
CuCl + AlCl
3
+ 2 C
6
H
5
CH
3
→ (CuAlCl
4
)( C
6
H
5
CH
3
)
2

sau đó :
(CuAlCl
4
)( C
6
H
5
CH
3

)
2
+ 2 CO → (CuAlCl
4
).2 CO + 2 C
6
H
5
CH
3

TÀI LIỆU CHỈ MANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO
MOI
ONG
ANH.INFO
à ù m â ï û ù á ûi


SVTH: NGUYỄN NHẬT TRƯỜNG
MSSV: 90102976

8

-Các khí CO
2
, O
2
, N
2
, H

2
, không tham gia phản ứng với phức CuAlCl
4
nhưng
hơi nước lại phản ứng :
CuAlCl
4
+ H
2
O → 2HCl + CuCl + CuAlCl
4
.CuOCl
- Vì vậy, trước khi hấp thụ khí phải được sấy khô. Đây là nhược điểm của
phương pháp này.
I.2.2.3 Hấp thụ bằng Nitơ lỏng

- Khử CO bằng phương pháp đốt có xúc tác là phù hợp, nhưng trong dòng khí
thải, ngoài CO còn có các khí khác có thể là chất độc đối với xúc tác.
- Quá trình này được ứng dụng trong công nghiệp nitơ bao gồm 3 giai đoạn:
* Làm nguội sơ bộ và sấy khô khí.
* làm sạch khí và ngưng tụ một phần các cấu tử.
* Rửa khí (lọai bỏ CO, CO
2
, CH
4
, ).

I.2.3 Hấp phụ bằng than hoạt tính
:
- Dòng khí thải được dẫn vào ở đáy tháp, đi qua lớp vật liệu hấp phụ bằng than

hoạt tính, chất ô nhiễm CO được giữ lại trong các khe rỗng của than và trên bề
mặt than. Còn không khí sạch thoát ra ngoài đỉnh tháp.
- Khi than đã bão hòa, người ta nhả hấp để thu hồi chất ô nhiễm và để than có
thể hấp phụ trở lại.




















TÀI LIỆU CHỈ MANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO
MOI
ONG
ANH.INFO
à ù m â ï û ù á ûi

SVTH: NGUYỄN NHẬT TRƯỜNG
MSSV: 90102976

9



G
YÊU CẦU THIẾT KẾ

II.1 NHIỆM VỤ THIẾT KẾ:

- Thiết kế tháp hấp thụ khí thải chứa khí CO.

II.2 CÁC THÔNG SỐ CỦA KHÍ THẢI:

II.2.1 Các thông số của khí thải đầu vào:

- Công suất xử lý : 10.000 m
3
/h.
- Khí thải ban đầu chứa : 6% CO + 4% N
2.
II.2.2 Các thông số của khí thải đầu ra

- Nồng độ CO sau khi ra khỏi hệ thống xử lý đạt chuẩn 1000 mg/m
3

(TCVN 5939-1995)

II.3 CÁC GIẢ THUYẾT TRONG QUÁ TRÌNH TÍNH TOÁN:

- Quá trình hấp thụ là đẳng nhiệt.
- Khí thải gồm chủ yếu là H
2
, CO, N
2














TÀI LIỆU CHỈ MANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO
MOITRUONGXANH.INFO
à ù m â ï û ù á ûi


SVTH: NGUYỄN NHẬT TRƯỜNG
MSSV: 90102976

10

G
ĐỀ XUẤT VÀ THUYẾT MINH CÔNG NGHỆ



III.1 CHỌN PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ:
Lựa chọn công nghệ : phương phâp hấp thụ , vì:
- Khử CO băng phương pháp đốt có xúc tác là phù hợp, nhưng trong dòng khí
thải, ngoài CO còn có các khí khác có thể là chất độc đối với xúc tác.
- Phương pháp hấp phụ bằng than hoạt tính thì chi phí cao, do than hoạt tính
đắt tiền.
- Hấp thụ bằng Clorua đồng nhôm CuAlCl
4
, hay hấp thụ bằng Hấp thụ bằng
dung dòch [ Cu(NH
3
)
m
(H
2
O)
n
]
+
là hấp thụ hóa học , phát sinh các hóa chất
thứ cấp, cần phải sấy khô dòng khí > chi phí cao, sinh các chất ô nhiễm
thứ cấp.
- Hấp thụ CO bằng nitơ lỏng là hấp thụ vật lý, đơn giản , chi phí thấp.

Ưu điểm của phương pháp hấp thụ :
 Phương pháp hấp thụ có thể áp dụng khi cần xử lý với lưu lượng lớn, nồng
độ chất ô nhiễm cao ( > 1%).
 Đạt hiệu quả kinh tế cao.
 Có thể thu hồi các chất để sử dụng tuần hoàn lại , hoặc chuyển sang công
đoạn sản xuất ra sản phẩm khác.
Do đó ta lựa chọn phương pháp hấp thụ.

III.2 SƠ LƯC VỀ PHƯƠNG PHÁP HẤP THỤ VÀ CÁC LOẠI THIẾT BỊ HẤP
THỤ:
III.2.1 Sơ lược về phương pháp hấp thụ

- Sự hấp thụ là quá trình hút thu chọn lọc 1 hay một số thành phần của hỗn hợp
khí bằng chất hút thu thể dòch, ta gọi chất hút thu thể dòch là chất hấp thụ.
- Có 2 phương thức hấp thụ
: Hấp thụ vật lý và hấp thụ hóa học.
+ Hấp thụ vật lý
: những phần tử bò hấp thụ không đi vào những phần tử hấp
thụ ( không xảy ra bất cứ phản ứng hóa học nào), quá trình xảy ra do sự chênh
lệch áp suất riêng phần của chất cần hấp thụ trong dòng khí và trong dung dòch
hấp thụ.
TÀI LIỆU CHỈ MANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO
MOITRUONGXANH.INFO
à ù m â ï û ù á ûi


SVTH: NGUYỄN NHẬT TRƯỜNG
MSSV: 90102976

11

+ Hấp thụ hóa học : những phần tử bò hấp thụ sẽ tác động tương hỗ hóa học
với các chất hấp thụvà tạo thành hỗn hợp hóa học mới. Động học của quá trình
là do chênh lệch nồng độ và do phản ứng hóa học cơ bản.
- Yêu cầu của chất hấp thụ
:
1. Có khả năng hấp thụ cao > giảm lưu lượng chất hấp thụ > giảm chi
phí năng lượng và chi phí cho chất hấp thụ.
2. Có tính chọn lọc cao theo quan hệ với chất cần được tách ra >đảm bảo
khả năng phân ly hoàn toàn hỗn hợp khí.
3. Có thể có tính bốc hơi nhỏ > vì không cần áp suất riêng phần của chất
hấp thụ lớn.
4. Có những tính chất động học tốt. > Giảm chiều cao thiết bò.
5. Có khả năng hoàn nguyên tốt > giảm thời gian hoàn nguyên và giảm lưu
lượng chất mang nhiệt.
6. Có tính ổn đònh nhiệt hóa học > tăng thời gian sử dụng chất hấp thụ
7. Không có tác động ăn mòn thiết bò.
8. Có giá thành rẻ và dễ tìm trên thò trường.
III.2.2 CÁC LOẠI THIẾT BỊ HẤP THỤ:

- Thiết bò hấp thụ có chức năng tạo ra bề mặt tiếp xúc giữa hai pha khí và lỏng
càng lớn càng tốt. Có nhiều dạng tháp hấp thu:
III.2.2.1 Tháp phun:

- Là tháp có cơ cấu phun chất lỏng bằng cơ học hay bằng áp suất trong đó chất
lỏng được phun thành những giọt nhỏ trong thể tích rỗng của thiết bò và cho
dòng khí đi qua. Tháp phun đươc sử dụng khi yêu cầu trở lực bé và khí có chứa
hạt rắn.
III.2.2.2 Tháp sủi bọt (tháp mâm):

- Khí được cho qua tấm đục lỗ bên trên có chứa lớp nước mỏng.
III.2.2.3 Tháp sục khí:

- Khí được phân tán dưới dạng các bong bóng đi qua lớp chất lỏng. Quá trình
phân tán khí có thể thực hiện bằng cách cho khí đi qua tấm xốp, tấm đục lỗ
hoặc bằng cách khuấy cơ học.
III.2.2.4 Tháp đệm:

- Chất lỏng được tưới trên lớp đệm rỗng và chảy xuống dưới tạo ra bề mặt ướt
của lớp đệm để dòng khí tiếp xúc khi đi từ dưới lên. Tháp đệm thường được sử
dụng khi năng suất nhỏ, môi trường ăn mòn, tỉ lệ lỏng: khí lớn, khí không chứa
bụi và hấp thụ không tạo ra cặn lắng.
III.2.2.5 Tháp đóa:

- Cho phép vận tốc khí lớn nên đường kính tháp tương đối nhỏ, kinh tế hơn
những tháp khác. Được sử dụng khi năng suất lớn, lưu lượng lỏng nhỏ và môi
trường không ăn mòn.
TÀI LIỆU CHỈ MANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO
MOI
ONG
ANH.INFO
à ù m â ï û ù á ûi


SVTH: NGUYỄN NHẬT TRƯỜNG
MSSV: 90102976

12

Nguyên lý hoạt động của tháp hấp thụ (xem hình 5)

Hình 5: Nguyên lý hoạt động của tháp hấp thụ

 Dòng khí được dẫn vào ở đáy tháp, dung dòch hấp thụ được phun ở đỉnh tháp.
 Dòng khí cần xử lý tiếp xúc với dung dòch hấp thụ, chất cần xử lý được giữ lại
trong dung dòch hấp thụ và được thu ở đáy tháp. Dòng không khí sạch thoát ra
ngoài trên đỉnh tháp
Tháp hấp thụ phải thỏa mãn những yêu cầu sau:
 Hiệu quả và có khả năng cho khí đi qua.
 Trở lực thấp (<3000Pa).
 Kết cấu đơn giản và vận hành thuận tiện.
 Khối lượng nhỏ.
 Không bò tắc nghẽn bởi cặn sinh ra trong quá trình hấp thụ.
 Diện tích bề mặt tiếp xúc giữa pha khí và pha lỏng phải rất lớn.

III.3 ĐỀ XUẤT QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ:

- Áp dụng thực tế của đề tài : xử lý khí thải chứa CO của nhà máy sản xuất

Amoniac lỏng.
- Sơ đồ công nghệ như sau (xem hình 6)


x L y G
X L
tr
Y G
tr


Chất lỏng vào

Chất lỏng ra

Dòng khí vào

Dòng khí ra

Z

dZ

TÀI LIỆU CHỈ MANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO
MOITRUONGXANH.INFO
à ù m â ï û ù á ûi


SVTH: NGUYỄN NHẬT TRƯỜNG
MSSV: 90102976

13


Bồn
chứa
Bồn
chứa
Bồn
chứa
90102976
TS. NGUYỄN PHƯỚC
DÂN

TL
SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ HẤP THỤ KHÍ CO BẰNG NITƠ LỎNG TRONG QUÁ TRÌNH
SẢN XUẤT AMONIĂC LỎNG
7
8
6
14
4
5
2
2
1
3
11
2
10

9
12
13
Nitơ lỏng
NH3 khí
NH3
lỏng
Khí thải
nhiễm CO
Khí sạch CO
NHT:30-05-05

NN:

BẢN VẼ SỐÕ: 2
SỐ BẢN VẼ: 2
SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ
NGUYỄN NHẬT
TRƯỜNG
DƯ MỸ LỆ
SVTH
GVHD
CNBM
THIẾT KẾ THÁP HẤP THỤ KHÍ CO DÙNG DUNG MÔI
NITƠ LỎNG, CÔNG SUẤT 10000 M3/H
ĐỒ ÁN MÔN HỌC XỬ LÝ CHẤT THẢI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA MÔI TRƯỜNG
Ghi chú

Đường ống dẫn khí sạch CO
Đường ống dẫn lỏng
Đường ống dẫn khí nhiễm CO
9- Quạt hút
11- Máy nén
12- Valve
13- Bồn cao vò chứa nitơ lỏng
14- Bơm
1,5- Thiết bò truyền nhiệt khí khí
2- Bình tách lỏng
3,6,10- Thiết bò truyền nhiệt khí lỏng
4- Bình hút ẩm(H2O) bằng silicagel
7- Valve tiết lưu
8- Tháp mâm đục lỗ hấp thụ CO

Hình 6: Sơ đồ công nghệ tháp hấp thụ CO trong quá trình sản xuất amoniăc lỏng


TÀI LIỆU CHỈ MANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO
MOI
ONG
ANH.INFO
à ù m â ï û ù á ûi


SVTH: NGUYỄN NHẬT TRƯỜNG
MSSV: 90102976

14

III.4 THUYẾT MINH QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ:
- Khí thải trước khi vào tháp hấp thụ được làm nguội và làm lạnh qua nhiều bậc
bằng chính nguồn khí sạch đi ra từ tháp hấp thụ và bằng NH
3
(amoniăc)
lỏng hóa hơi qua các thiết bò truyền nhiệt kiểu ống xoắn,vỏ ống.Trong từng
bậc, một số thành phần trong khí ngưng tụ được tách ra bằng các bình tách
lỏng, bằng các thiết bò hút ẩm chứa vật liệu hút ẩm silicagel.
- Ban đầu, khí thải (có áp suất 2,8÷3 Mpa, nhiệt độ 303÷318
o
K) được dẫn qua
thiết bò truyền nhiệt khí-khí (1) để được làm lạnh bằng khí sạch đi ra từ
tháp.
- Sau đó, khí thải được dẫn qua bình tách lỏng (2) rồi được dẫn tiếp qua thiết bò
trao đổi nhiệt khí-lỏng (3). Tại đây, khí thải được làm lạnh lần nữa bằng
NH
3
lỏng.
- Khí thải ra khỏi (3) được tách ẩm bằng bình tách ẩm silicagel (4) và được làm
lạnh lần nữa bằng khí sạch sau tháp tại thiết bò trao đổi nhiệt khí-khí (5).
Khí thải được dẫn tiếp qua bình tách lỏng (2
/
),rồi qua thiết bò trao đổi nhiệt
khí-lỏng (6).
- Trước khi vào thiết bò (6), nhiệt độ khí thải khoảng 103
o
K. Dung dòch rửa ở đáy
tháp được bốc hơi nhờ valve tiết lưu (7). Valve tiết lưu có nhiệm vụ giảm áp
dung dòch rửa từ 2,5 Mpa xuống còn khoảng 1,64 MPa, làm cho dung dòch
rửa chuyển thành hơi. Hơi này vào thiết bò (6) để làm lạnh cho khí thải

xuống còn 83
o
K.
- Sau đó khí thải vào tháp hấp thụ. Hơi dung dòch rửa được tách lỏng bằng bình
tách lỏng (2
//
), ra khỏi (2
//
), hơi N
2
được nén lên áp suất 3 Mpa nhờ máy
nén (11) trước khi vào thiết bò trao đổi nhiệt (10).
- Khí thải sau khi qua (6) được dẫn vào đáy tháp hấp thụ. Nitơ lỏng được bơm
(14) bơm lên bồn cao vò (13) rồi được phân phối vào đỉnh tháp. Trong tháp
hấp thụ. Nitơ lỏng và khí thải đều ở nhiệt độ khoảng 83
o
K, áp suất khoảng
2,25 Mpa. Nitơ lỏng và khí chuyển động ngược chiều xảy ra qua trình tiếp
xúc giữa pha lỏng và pha khí. Khi đó, CO được hấp thụ và được giữ lại
trong pha lỏng. Một phần N
2
khuếch tán vào pha khí. Khí sạch ( nồng độ
CO đạt yêu cầu) được quạt (9) dẫn qua thiết bò trao đổi nhiệt (10). Tại đây,
hơi N
2
được ngưng tụ thành lỏng và tuần hoàn vào tháp hấp thụ.

G
TÀI LIỆU CHỈ MANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO
MOITRUONGXANH.INFO
à ù m â ï û ù á ûi


SVTH: NGUYỄN NHẬT TRƯỜNG
MSSV: 90102976

15

TÍNH TOÁN THIẾT BỊ – TÍNH TOÁN CÔNG NGHỆ

IV.1 TÍNH SỐ BẬC TRUYỀN KHỐI:
- Thành phần khí thải có : CO, H
2
, N
2
với nồng độ như sau :

0
,
cod
yy== ;
2
004
,
N
y = ;

2
,
H
y =
- Khối lượng riêng ở đi
u ki n 0
o
C, 1 atm :
3
1
,()
co
kg
m
= ;
3
2
1
,()
N
kg
m
= ;

3
2
0
,()
H
kg

m
=
- Khối lượng mol hỗn hợp đầu :

2222
00
2 0042 0 2
,*,*,*,()
hhcocoNNHH
hh
MyMyMyM
kg
M
kmol
=++
=++=

- Nếu xem hỗn hợp đầu gồm khí CO(cấu tử A) và khí trơ N
2
+ H
2
(cấu tử B) thì
khối lượng mol các cấu tử trong hỗn hợp là:

A
M
=

1
hhdA

B
d
MyM
M
y
−
=
−

4 00
3
10
,,*
,
,
B
M
−
==
−

- Khối lượng riêng hỗn hợp khí ở đk chuẩn (0
o
C, 1 atm) là :

2
2
022
1
dN

H
coNH
yy
y
=++
0
100 004
12 12 0
,,,
,,,
=++
3
0
01
,()
kg
m
=
- Chọn điều kiện làm việc của tháp hấp thụ :
 P=22.5 (at)
 T=83
o
K (-190
o
C)
- Khối lượng riêng hỗn hợp khí ở 83
o
K:
TÀI LIỆU CHỈ MANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO
MOI

ONG
ANH.INFO
à ù m â ï û ù á ûi


SVTH: NGUYỄN NHẬT TRƯỜNG
MSSV: 90102976

16

000
*
*
TTT
PT
PT
= ;

3
322
01
3
,*
,**,()
o
K
d
kg
m
==

- Suất lượng hỗn hợp khí ban đầu :

*
ddd
GQ= ;
10000
14 1
*,,()
d
kg
G
s
==
- Phần khối lượng của CO trong pha hơi :

1
.
.
dA
d
hh
yM
y
M
= ;
00
0
1
,*
,()

.
*,
d
kgCO
y
kghh
==

- Phần khối lượng của CO trong pha hơi ban đầu :

(
)
0,
.
d
kgCO
y
kghhkhí
=
- Suất lượng CO ban đầu :

*
d
Add
GGy
= ;
1 0
,*,,()
Ad
kg

G
s
==

- Suất lượng khí trơ :

trodAd
GGG
=− ;
1 2 12
,,,()
tro
kg
G
s
=−=

- Tỷ số khối lượng trong hỗn hợp đầu:

Ad
d
tro
G
Y
G
=
0
12
,
,()

.
,
d
kgCO
Y
kgtro
==

- Nồng độ CO cho phép theo tiêu chuẩn:

3
1000
()

cp
co
mg
C
mhhdkc
=
- Phần mol (hay phần thể tích) trong hỗn hợp cuối:

100010
0
1
.
,
,
cp
co

c
co
C
y
−
===

- Phần khối lượng trong hỗn hợp cuối:

0
100010
001
001
.
,()
.
,
cp
co
c
C
kgCO
y
kghh
−
===

- Tỷ số khối lượng trong hỗn hợp cuối:

Ac

c
Actro
G
y
GG
=
+
;

12
0
11
11
001
,
,()
,
tro
Ac
c
G
kg
G
s
y
===
−−

TÀI LIỆU CHỈ MANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO
MOI

ONG
ANH.INFO
à ù m â ï û ù á ûi


SVTH: NGUYỄN NHẬT TRƯỜNG
MSSV: 90102976

17


0
001
12
,
,()
.
,
Ac
c
tro
G
kgCO
Y
kgtro
G
===
- Lượng khí CO được hấp thụ trong tháp:

2 0 4

,,,()
AdAc
kg
MGG
s
=−=−=

- Phương trình đường cân bằng :

1
**
()
A
A
B
B
M HX
Y
MH
MP
X
MP
=
+−

- Hệ số Henry tra bảng có: 40000
()
HmmHg
=

- Phương trình đường cân bằng trở thành:

2 40000
2
40000
310 22
1
310
22
**
,,*
()
,,*
X
Y
X
=
+−

- Nồng độ CO tối đa trong N
2
lỏng :
2
0
max
,
kgCO
X
kgN


=


khi
0
.
d
Y =

- Số liệu trên đường cân bằng :

Đườ g
c n
bằng
của
q
trình
h p
thụ


X

*
Y

0.000 0.000
0.020 0.049
0.040 0.097
0.060 0.147

0.080 0.196
0.100 0.246
0.120 0.296
0.140 0.346
0.160 0.397
0.180 0.448
0.190 0.474
0.200 0.499
0.210 0.525
0.220 0.551
0.229 0.575
TÀI LIỆU CHỈ MANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO
MOITRUONGXANH.INFO
à ù m â ï û ù á ûi


SVTH: NGUYỄN NHẬT TRƯỜNG
MSSV: 90102976

18

- Lượng N
2
lỏng tối thiểu cần :

2
minmin
,
mtg==
- Lượng N

2
thực tế :

1212242 2
min
,*,*.,
mm===
- Lượng N
2
lỏng cần ban đầu:

2 212 13
*,*,,()
dtro
kg
LmG
s
===

- Nồng độ CO trong N
2
thực tế sau khi hấp thụ :
2
0 001
0232
2
.,
.
.
dc

YY
kgCO
X
kgN
m
−−

===



- Số mâm lý thuyết áp dụng cho tháp hấp thụ CO bằng nitơ lỏng:

1
1
1
1
lg
lg
lt
A
n
A
−
−
=−

(Nguồn: Tài liệu [4])
- Trong đó:
A

1
: yếu tố hấp thụ
2
1
0133,*
Nlong
tro
Z
A
Z
=

2
Nlong
Z : suất lượng mol pha lỏng(mol/s ;kmol/s; kmol/h)
2
2
3
1311
,
,()
d
Nlong
N
L
kmol
Z
s
M
===

tro
Z
: suất lượng mol các chất khí không hòa tan(mol/s ;kmol/s; kmol/h)

12
4
3
,
,()
,
tro
tro
tro
G
kmol
Z
s
M
===
dc
d
yy
y
−
= : mức độ tách chất ô nhiễm
00 0
0
0
,,
,

,
dc
d
yy
y
−
−
===
- Do đó:
2
1
1311
2
013301334
,
,
,*.*,
Nlong
tro
Z
A
Z
===

- Số bậc lý thuyết:
242 0
10
1
2
,,

lg
,
,
lg,
lt
n
−
−
=−=
- Hiệu suất tháp mâm : E = 0,3 ÷ 0,8
- Chọn E = 0,6
TÀI LIỆU CHỈ MANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO
MOI
ONG
ANH.INFO
à ù m â ï û ù á ûi


SVTH: NGUYỄN NHẬT TRƯỜNG
MSSV: 90102976

19

- Số mâm thực :
,
,
,
lt
th
n

n
E
===
- Chọn số mâm N=9 (mâm)

IV.2 TÍNH ĐƯỜNG KÍNH THÁP HẤP THỤ:

- Đường kính tháp :
0
,
tb
t
thktb
G
D
W
=
- Trong đó : D : đường kính tháp (m)

tb
G

: suất lượng khí trung bình qua tháp ( kg/s)

th
W
: vận tốc khí qua tháp(m/s)

tb
: khối lượng iêng trung bình của hỗn hợp khí(kg/m

3
)
- Suất lượng khí ở đầu vào và ra:

1 122 12
,,,()
cd
kg
GGM
s
=−=−=

- Suất lượng khí trung bình qua tháp:

1 12
1
22
,,
,()
dc
tb
GG
kg
G
s
+
+
===
- Khối lượng riêng của hỗn hợp khí ở đầu ra:

2
2
22
1
cN
H
dkc
ccoNH
yy
y
=++
10000 0042 0
12 12 0


dkc
c
=++
3
0
.()
dkc
c
kg
m
=
0
0
0
**

Tdkc
c
T
P
TP
=

3
322
0
3
,*
,**,()
o
K
c
kg
m
==
- Khối lượng riêng trung bình của hỗn hợp khí:

3
14
22
,,
,()
dc
tb
kg
m

+
+
===
- Suất lượng nitơ lỏng trung bình:

3 1 12343
,,,()
cd
kg
LLM
s
=+=+=

3 143
40
22
,,
,()
dc
tb
LL
kg
L
s
+
+
===
- Khối lượng riêng trung bình pha lỏng:
2
3

()
ltbNlong
kg
m
==
- Tính vận tốc dòng khí qua tháp:
TÀI LIỆU CHỈ MANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO
MOITRUONGXANH.INFO
à ù m â ï û ù á ûi


SVTH: NGUYỄN NHẬT TRƯỜNG
MSSV: 90102976

20

.
ltbktb
ltb
WC
−
=
- Chọn khoảng cách mâm
0
(),()
mam
Hmmm
==
- Với khoảng cách mâm này, tra đồ thò ta có C=0.075
- Nên vận tốc dòng khí qua tháp là:

0 0
,
,,()
,
th
m
W
s
−
==

- Đường kính trong của tháp là:

1
1
0 0 2
,
,()
,*,*,
t
Dm
==

- Chọn đường kính theo quy phạm: 1
,()()
t
Dmmm
==
- Tính lại vận tốc:

2
0,**
tb
ktb
G
W
D
=

2
1
0
0
,
,()
,*,*,
m
W
s
==

- Vậy đường kính tháp: D=1800 (mm) = 1,8 (m)

IV.3 TÍNH CHIỀU CAO THÁP HẤP THỤ

- Khoảng cách giữa mâm đầu và mâm cuối là:
1
()
tongmam
ZnH=−

- Trong đó:
tong
n
: là tổng số mâm của tháp (mâm)

,()
mam
Hm
= là khoảng cách giữa 2 mâm gần nhau
(m)
- Để có thể mở rộng công suất sau này, ta chọn khoảng
trống đủ để đặt 2 mâm dự trữ .
- Vậy:
11
tong
n
=

Z=(11-1). 0,7 = 7 (m)

(m)

IV.4 TÍNH CƠ KHÍ:
IV.4.1 Tính thân thiết bò:

- Thiết bò hoạt động dưới áp suất cao, vỏ thiết bò đòi hỏi phải có bề dày đủ để
chòu áp suất đó.
- Thân hình trụ hàn có thể chòu được khoảng áp suất::
1,6.10
6

N/m
2
÷ (1,6+10)10
6
N/m
2
.
- p suất làm việc thiết bò P=22.5 at
TÀI LIỆU CHỈ MANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO
MOITRUONGXANH.INFO
à ù m â ï û ù á ûi


SVTH: NGUYỄN NHẬT TRƯỜNG
MSSV: 90102976

21

- Để thiết bò hoạt động an toàn, có thể chòu được các áp suất khác( ví dụ như áp
suất của pha lỏng), ta chọn áp suất làm việc của tháp là:
P=24 (at) = 2.4 N/mm
2
< (1,6+10)10
6
N/m
2
. Do đó ta chọn thiết kế thân
hình trụ hàn.
- Chọn thép CT3 có ứng suất cho phép :
Ứng suất cho phép ở 20

0
C:
[
]
0
2
20
()
C
N
mm
σ
=
Ứng suất cho phép ở 200
0
C:
[
]
0
2
200
133
()
C
N
mm
σ
=
- Vậy ứng suất cho phép ở điều kiện làm việc 45
0

C :
[
]
0
2
()
C
N
mm
σ
=
- p lực cực đại cho phép:
[
]
0
max
.*P
σ
=

2
0
14 2
max
.*.().()
N
Pat
mm
===
- Bề dày thiết bò chòu áp suất cao :

[]
2.
t
h
SSC
DP
S
P
′
=+
′
=
−

- Trong đó:
S
là bề dày thân(mm)

: hệ số bề mối hàn
0
abc
CCCCC
=+++
:hệ số bổ sung cho bề dày(mm)
a
C
: hệ số bổ sung do ăn mòn hóa học(mm)
b
C

: hệ số bổ sung do sự bào mòn cơ học(mm)
c
C
: hệ số bổ sung do sai lệch khi chế tạo, lắp ráp(mm)
0
C
: hệ số bổ sung do làm tròn kích thước(mm)
- Hàn một phía,
.
h
= . Trên thân thiết bò có khoét lỗ nhập tháo liệu, điều
này làm cho hệ số bền mối hàn bò giảm. Do đó ta chọn
0
.
h
=
- Chọn
,()
a
Cmm
=
- Do vận tốc dòng vật liệu trong tháp tương đối thấp, chọn
0
b
C
=

- Chọn
,()
c

Cmm
=
- Chọn
0
,()
Cmm
=
- Vậy 0
00 0
,,,,()
Cmm
=+++=


024
201
212
0 24
*,
,()
**,,
Smm
′
==
−

2011
2
,,,()
Smm

=+=

- Chọn S=22(mm)
TÀI LIỆU CHỈ MANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO
MOI
ONG
ANH.INFO
à ù m â ï û ù á ûi


SVTH: NGUYỄN NHẬT TRƯỜNG
MSSV: 90102976

22

- Kiểm triều kiện ổn đònh:
01
,
a
t
SC
D
−
<
- Ta có
22
001201
,
,,
a

t
SC
D
−
−
==<. Do đó thỏa điều kiện ổn đònh.
- Kiểm tra điều kiện bền:
[]
[
]
2
1011
()
(%),
()
ha
ta
SC
PPPP
DSC
−
=≥+=
+−

- Ta có
[]
22
212 0 22
2 11242
022

**,(,)
,(),*,,()
(,)
NN
P
mmmm
−
==<=
+−

- Như vậy chưa đủ điều kiện bền. Ta chọn lại bề dày thân là 25 mm( Kiểm tra
như trên thỏa điều kiện bền)
- Vậy S=25 (mm)

IV.4.2 Tính đáy và nắp thiết bò:

- Để dễ tháo lỏng và dễ thoát khí, ta chọn thiết kế đáy và nắp hình nón.
- Để tăng độ cứng, ta chọn kiểu hình nón có gờ.

- Bề dày đáy hình nón có gờ tính theo công thức:
S=S
/
+C

[]
2
/
.
.cos.
h

DP
S
P
=

−


2110
/
min
.(cos) sin
tt
DDRS

=−−+


- Chọn góc ở đáy và nắp :
224
**
oo
==

[
]
12 0
4 333
24
*,

,
,
h
P
=


[]
4
/
min


t
h
DPy
S =
- Trong đó:
y : là hệ số phụ thuộc hình dạng, phụ thuộc vào tỉ số
t
t
R
D
và góc
Các đại lượng khác đã biết
- Chọn
0
,
t
t

R
D
= , tra bảng ta có y=1,94
- Ta có
0241
1
412 0
/
min
*,*,
,()
**,
Smm
==

D=1369 (mm)
S
/
=21,96 (mm)
TÀI LIỆU CHỈ MANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO
MOITRUONGXANH.INFO
à ù m â ï û ù á ûi


SVTH: NGUYỄN NHẬT TRƯỜNG
MSSV: 90102976

23

S=21,96 + 1,5 = 23,46

- Bề dày đáy và nắp phải lớn hơn bề dày thân. Tra bề dày thép tấm có trên thò
trường, ta chọn bề dày đáy và nắp : S
d
=S
n
=28 (mm)
- Kiểm tra điều kiệ bền:
212

.().,
toc
h
DPy
SC
σ
σ
=≤
−

- Thép CT3,
2
240
()
c
N
mm
σ
=
P
o

=P + 0,3=2,4 + 0,3 = 2,7 (N/mm
2
)
02 1 4240
20 320
22 1 0 12
*,*,
,,
*(,)*,,
σ
==
−
.
- Vậy không thỏa.
- Ta chọn lại bề dày đáy và nắp S
d
=S
n
=30 (mm).
- Kiểm tra như trên thấy thỏa điều kiện bền.
- Vậy S
d
=S
n
=30 (mm).

IV.4.3 Tính ống dẫn nhập tháo liệu:

IV.4.3.1 Tính ống dẫn khí vào tháp hấp thụ :

- Lưu lượng khí vào tháp: Q
d
=10000 (m
3
/h) = 2,778 (m
3
/s)
- Chọn vận tốc dòng khí trong ống dẫn W
k
=25 m/s
- Đường kính ống dẫn khí vào tháp:

4
42
0
314
.
*,
,()
.,*
d
kv
k
Q
Dm
W
===
- Chọn đường kính ống theo chuẩn: 04400
,()()
kv

Dmmm
==
- Tính lại vận tốc
4
42
222
31404
.
*,
,()
.,*,
d
k
kv
Q
m
W
s
D
===
IV.4.3.2 Tính ống dẫn khí sạch ra khỏi tháp:

- Do thể tích chất ô nhiễm bò giữ lại trong tháp tương đối nhỏ, có thể xem lưu
lượng khí ra khỏi tháp bằng lưu lượng khí vào tháp
3
2
,()
dc
m
QQ

s
==
.
- Chọn đường kính ống dẫn khí ra khỏi tháp 400
()
krkv
DDmm
==
IV.4.3.3 Tính ống phân phối nitơ lỏng vào tháp:
- Lưu lượng nitơ lỏng cần cung cấp vào tháp:

3
2
3
0
,
,()
d
N
l
L
m
Q
s
===
- Vận tốc giới hạn của chất lỏng trong ống dẫn 1÷3 m/s. Chọn vận tốc dẫn nitơ
lỏng vào tháp :
3
()
l

m
W
s
=

- Đường kính ống dẫn nitơ lỏng vào tháp :
TÀI LIỆU CHỈ MANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO
MOITRUONGXANH.INFO
à ù m â ï û ù á ûi


SVTH: NGUYỄN NHẬT TRƯỜNG
MSSV: 90102976

24


4
40
013
3143
.
*,
,()()
.,*
l
lv
l
Q
Dmmm

W
====
- Chọn đường kính theo chuẩn :
()
lv
Dmm
=
- Tính lại vận tốc
22
4
40
2
3140
.
*,
,()
.,*,
l
l
lv
Q
m
W
s
D
=== < 3. Vậy thỏa.
IV.4.3.4 Tính ống dẫn dung dòch sau khi hấp thụ ra khỏi tháp:

- Chọn lưu lượng dung dòch sau khi hấp thụ tháo ra khỏi tháp bằng với lưu
lượng nitơ lỏng vào tháp.

- Đường kính ống dẫn nitơ lỏng ra khỏi tháp :
()
lvlr
DDmm
==
IV.4.4 Tính mâm đục lỗ

- Chọn đường kính lỗ : 4
()
lo
dmm
=
- Chọn chiều cao gờ chảy tràn :
()
g
hmm
=
- Bề rộng gờ tràn là
g
b

- Chọn diện tích 2 bán nguyệt dành cho ống chảy truyền = 20 % diện tích mâm,
tức là
2
2
01
3
.,
ggmam
bhR

=
-Ta có
[ ]
2
2
2
2
g
mammam
b
RbR

+−=



- Với R
mam
là bán kính mâm
22
()
t
mam
D
Rmm
==
- Diện tích mâm :
2
2
0

4
,()
mam
mam
R
Fm
==
- Giải hệ phương trình trên ta được :

032
1
,()
,()
g
bm
bm
=
=

- Gọi
b
m
l
K = là tỉ số giữa khối lượng riêng chất lỏng bọt và khối lượng riêng
chất lỏng ở trên mâm
- Thường chọn
,
m
K =
- Theo tài liệu [3], ta có chiều cao lớp chất lỏng trên gờ tràn tính theo công

thức:

2
3
1,
l
gm
Q
h
bK

∆=




0
,()()
hmmm
∆==

- Chiều cao toàn bộ lớp chất lỏng trên mâm:
0
()
bg
hhhmm
=+∆=+=
TÀI LIỆU CHỈ MANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO
MOI
ONG

ANH.INFO
à ù m â ï û ù á ûi


SVTH: NGUYỄN NHẬT TRƯỜNG
MSSV: 90102976

25

- p lực chất lỏng lên mâm :
2
10
141
0

*,*,
,()
,
l
mam
mam
gh
N
p
m
F
===
- Bề dày mâm :
[]
141210

0423
/
*,
.,()
mamt
PK
SDmm
σ
−
===
/
()
mammam
SSCmm
=+=
- Tổng diện tích các lỗ chiếm trên mâm lấy bằng 10% diện tích mâm

22
01010 0
,*,*,,()()
lomam
FFmmm
====
∑

- Diện tích một lỗ :
2
2
2
4

31412
44
,,()
lo
lo
d
Fmm
===
- Tổng số lỗ trên một mâm :

12,
lo
lo
lo
F
N
F
===
∑

- Chọn ống chảy truyền þ100
IV.4.5 Chọn bích nối ống dẫn khí:


32
3
610
550
44

- Ta có : D
kv
= 400 mm
- Tra bảng ta có các thông số kích thước của bích :
D =610 mm D
b
= 550 mm
M30 Z = 16 h=44

IV.4.6 Chọn bích nối ống dẫn lỏng:

TÀI LIỆU CHỈ MANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO
MOITRUONGXANH.INFO