đề tài : Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ & XỬ LÝ KHÍ THẢI pdf

Báo cáo: ô nhiễm không khí và khống chế tiếng ồn
VIỆN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ VÀ QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG
BÁO CÁO:
THỰC HÀNH MÔN Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ &
XỬ LÝ KHÍ THẢI
GV: Trần Thị Hiền trang 1

Báo cáo: ô nhiễm không khí và khống chế tiếng ồn
MỤC LỤC
Chương 1: MỞ ĐẦU
Giới thiệu tháp phun rỗng 5
cấu tạo tháp phun rỗng 5
nguyên tác hoạt động 6
các kiểu công nghệ 6
Chương 2: XÂY DỰNG CÔNG NGHỆ CHO XỬ LÝ KHÍ THẢI NHÀ
MÁY BIA
Sơ đồ công nghệ 9
Thuyết minh sơ đồ công nghệ 10
Chương 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHO CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ
Nồng độ buị 11
Xyclon 14
Tháp Phun Rỗng 16
Tính toán tháp 16
Đường kính ống dẫn dung môi vào & ra 18
Bề dày thân 20
Đáy và nắp 23
Tính bích 24
Lượng dung môi hấp thu 27
Phương trình đường làm việc của TPR 30
Chân đỡ 32
Ống khói 33

Bể chứa bùn và dung môi 33
Chương 5. KẾT LUẬN & KIẾN NGHỊ
Kết luận 34
Kiến nghị 34
GV: Trần Thị Hiền trang 2
Báo cáo: ô nhiễm không khí và khống chế tiếng ồn
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN




















GV: Trần Thị Hiền trang 3
Báo cáo: ô nhiễm không khí và khống chế tiếng ồn
DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1: Bảng trích dẫn TCVN 5939 – 2005 về nồng độ phát thải cho phép của
một số chất độc hại
Bảng 2.1: Thông số thiết kế xyclon
Bảng 2.2: Hiệu quả thu bịu xyclon
Bảng 3.1: Thông số của bích dùng để ghép lắp với thân thiết bị
Bảng 3.2: Thông số của bích nối ống dẩn lỏng vào thân thiết bị
Bảng 3.3: Tính măt bích nối ống dẫn khí vào ra
Bảng 3.4: Bộ phận phân phối lỏng
Bảng 3.5: Các thông số về chân đỡ
GV: Trần Thị Hiền trang 4
Báo cáo: ô nhiễm không khí và khống chế tiếng ồn
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. GS.TSKH NGUYỄN BIN, PGS.TS ĐỖ VĂN ĐÀI, KS LONG THANH
HÙNG, TS. ĐINH VĂN HUỲNH, PGS.TS NGUYỄN TRỌNG KHUÔN,
TS. PHAN VĂN THƠM, TS. PHẠN XUÂN TOÀN, TS. TRẦN XOA - Sổ
tay quá trình thiết bị công nghệ hóa chất tâp 2 – Nhà xuất bản khoa học và kỹ
thuật Hà Nội
2. GS.TS TRẦN NGỌC CHẤN - Ô nhiễm không khí và xử lý khí thải – Nhà
xuất bản khoa học và kỹ thuật Hà Nội ,2004
GV: Trần Thị Hiền trang 5
Báo cáo: ô nhiễm không khí và khống chế tiếng ồn
CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU
1. Giới thiệu tháp phun rỗng:
1.1. Cấu tạo tháp phun rỗng
− Tiết diện tháp có thể là hình tròn hay hình chữ nhật.
− Dòng khí và dung dịch tưới trong tháp có thể chuyển động cùng chiều,
ngược chiều hoặc cắt nhau.
− Các mũi phun có thể bố trí một tầng hay nhiều tầng, hoặc dặt dọc theo trục
thiết bị.
− Các tháp rửa khí rỗng hoạt động có hiệu quả khi bụi có kích thước lớn hơn

10 micromet và kém hiệu quả khi bụi có kích thước nhỏ hơn 5 micromet.
− Cấu tạo tháp phun:
Vỏ thiết bị
Tấm phân phối khí
Vòi phun nước
Tấm chắn nước
GV: Trần Thị Hiền trang 6
Báo cáo: ô nhiễm không khí và khống chế tiếng ồn
1.2. Nguyên tắc hoạt động:
− Dòng khí chứa bụi đi vào thiết bị và được rửa bằng chất lỏng. Các hạt bụi
đực tách ra khỏi khí nhờ va chạm với các giọt chất lỏng.
− Chất lỏng tưới ướt bề mặt làm việc của thiết bị, còn dòng khí tiếp xúc với
bề mặt này.
− Dòng khí bụi được sục vào nước và bị chia thành các bọt khí. Các hạt bụi
dính ướt và loại ra khỏi khí.
2. Các kiểu công nghệ:
− Theo hướng chuyển động của khí và dịch thể tháp được chia làm 3 loại:
Ngược dòng
Cùng dòng
Chính giao
Tháp phun rỗng ngược dòng:
V
k
: 0,6 – 1,2 m/s
GV: Trần Thị Hiền trang 7
Khí vào
Khí ra
Dung môi
Báo cáo: ô nhiễm không khí và khống chế tiếng ồn
− Để phân bố khí dều theo tiết diện tháp đặt ở phần dưới tháp một lưới phân

bố khí.
GV: Trần Thị Hiền trang 8
Báo cáo: ô nhiễm không khí và khống chế tiếng ồn
GV: Trần Thị Hiền trang 9
Báo cáo: ô nhiễm không khí và khống chế tiếng ồn

Tháp phun rỗng cùng dòng:
Đường đi của khí và dịch thể cùng chiều nhau.
Tháp phun rỗng chính giao:
Dịch thể đưa vào dưới góc vuông với hướng của dòng khí ( loại này ít được sử
dụng).
GV: Trần Thị Hiền trang 10
Báo cáo: ô nhiễm không khí và khống chế tiếng ồn
CHƯƠNG 2: XÂY DỰNG CÔNG NGHỆ CHO XỬ LÝ KHÍ THẢI NHÀ
MÁY BIA
1. Sơ đồ công nghệ:
2. Thuyết minh sơ đồ công nghệ
GV: Trần Thị Hiền trang 11
Báo cáo: ô nhiễm không khí và khống chế tiếng ồn
Xử lý khí thải của nhà máy bia với lượng than đốt là 5kg/h thì lượng khí thải sinh
ra sẽ chứa nhiều bụi và khí SO
2
. Lượng khí này thải ra môi trường sẽ ảnh hưởng
đến sức khỏe con người, vì thế để hiệu quả xử lý đạt hiệu xuất cao chúng ta phải
cho khí thải di qua xyclon để giảm bớt lượng bụi do quá trình đốt than sinh ra. Sau
đó cho khí đi tiếp qua hệ thống xử lý tháp phun rỗng để xử lý hiệu quả khí SO
2
và
nồng độ bụi đầu ra đạt TCVN
CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHO CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ

1. Nồng độ bụi:
Xử lý khí thải của nhà máy bia với công suất 12,5 l/h. Với lượng than đốt là
5kh/h.
Cp=64,8% , H
p
=3,8% , N
p
=0,9, Op=6,7%, Sp=0,8%, A
p
=15,0%, W
p
=8%
+ Lượng nhiên liệu tiêu thụ B=5kg/h
+ Hệ số thừa không khí:
α
=1,4
+ Hệ số cháy không hoàn toàn: η=0,6%
+ Hệ số tro bụi bay theo khói : a=0,5, t
khói
=70
0
C
(nguồn sách Ô NHIỂM KHÔNG KHÍ VÀ XỦ LÝ KHÍ THẢI – tập 3)
Nhiệt năng :
81 246 26 ( ) 6
81 64,8 246 3,8 26 (6,7 0,8) 6 8 598,2
p p p p p p
Q C H O S W= × + × − × − −
= × + × − × − − × =
Lượng không khí khô lý thuyết:

V
o
= 0,089×C
p
+ 0,246×H
p
– 0,0333× (O
p
– S
p
)
( )
3
0,098 64,8 0,264 3,8 0,0333 6,7 0,8 6,574 /m kg
= × + × − × − =
Lượng không khí ẩm lý thuyết d=17g/kg (t=30
0
C, φ=65%):
3
(1 0,0016 ) ) (1 0,0016 17) 6,574 6,753 /
a o
V d V m kg= + × × = + × × =

Lượng không khí ẩm thực tế:
V
t
=α× V
a
=1,4×6,753=9,454 (m
3

/kg)
Lượng khí SO
2
trong SPC:
GV: Trần Thị Hiền trang 12
Báo cáo: ô nhiễm không khí và khống chế tiếng ồn
V so
2
=0,683×10
-2
×S
p
=(0,683×10
-2
)×0,8=5,464×10
-3
(m
3
/kg)

Lượng khí CO trong SPC η=0.006 :
V co= 1,865×10
-2
×η×C
p
= 1,865×10
-2
×0,006×64,8=7,251×10
-3
(m

3
/kg)

Lượng

khí CO
2
trong SPC:
V co
2
=1,853×10
-2
(1-
η
)×C
p
=1,853×10
-2
(1-0,006)×64,8=1,194( m
3
/kg)
Lượng hơi nước trong SPC:
V
H2O
= 111H
p
+0,0124W
p
+0,0016V
t

=
3
0,111 3,8 0,0124 8 0,0016 17 9,454 0,778( / )m kg
× + × + × × =

lượng khí N
2
trong SPC:
2 2 3
2
0,8 10 0,79 0,8 10 0,9 0,79 9,454 7,476( / )
n p t
V N V m kg
− −
= × + = × × + × =

lượng khí O
2
trong khí thừa:
2
3
0,21( 1) 0,21(1,4 1) 6,753 0,567( / )
o
V Va m kg
α
= − = − × =
lượng khí NO
X
trong SPC P
no2

=2,054 (kg/m
3
):
8 1,18 8 1,18 3
3,953 10 (5 ) 3,953 10 (5 5982) 7,558 10 ( / )
no
M Qp kg h
χ
− − −
= × × = × × = ×
Quy đổi ra m
3
/kg :
3
4 3
7,558 10
7,395 10 ( / )
5 2,053
x
NOx
NO
NOx
M
V m kg
B P
−
−
×
= = = ×
× ×

Thể tích khí N
2
tham gia vào phản ứng của NO
x.

V
N2(NOx)
= 0,5×V
NOx
= 0,5×7,359×10
4
−
=3,68×10
-4
(kg/h)
Thể tích khí O
2
tham gia vào phản ứng của NO
x
:
2
4
( )
7,359 10
x x
O NO NO
V V
−
= = ×

(kg/h)
lượng SPC :
GV: Trần Thị Hiền trang 13
Báo cáo: ô nhiễm không khí và khống chế tiếng ồn
V
SPC
= V so
2
+ V co
2
+ V
CO
+ V
H2O
+V
NO2
+ Vo
2
+V
Nox
+V
VO2(NOx)
3 3 4 4 4
5,464 10 7,251 10 1,194 0,778 7,476 0,567 7,35 10 3,679 10 7,359 10
10,03( / )kg h
− − − − −
= × + × + + + + + × + × + ×
=
Lưu lương khói SPC ở điều kiện T
khói

= 70
o
C
3
273
10.03 5 (273 70)
0,018( / )
3600 273 3600 273
SPC c
t
V B t
L m s
× +
× × +
= × = =
×
tải lượng SO
2
ρ
SO2
=2.926 kg/m3 :
3
3 3
2 2
2
10
10 5.464 10 5 2.926
0.022( / )
3600 3600
so so

so
V B P
M g s
−
× ×
× × × ×
= = =
lưu lượng CO, ρ
co
=1,25
3
3 3
2
10
10 7, 251 10 5 1,25
3,29( / )
3600 3600
co co
co
V B P
M g s
−
× × ×
× × × ×
= = =
tải lượng CO
2
, ρ
co2
=1,977(kg/m

3
)
2
3
3 4
4
10
10 7,359 10
3,64 10 ( / )
3600 3600
x
no
CO
M
M g s
−
−
×
× ×
= = = ×
tải lượng tro bụi α =0.5

10
10 0,5 15 5
0,104( / )
3600 3600
p
bui
A B
M g s

α
× × ×
× × ×
= = =
nồng độ chất ô nhiễm:
SO
2
:
2
2
3 3
0,022
1,222 / 1222( / )
0,018
so
so
t
M
C g m mg m
L
= = = =
CO:
3 3
0,013
0,72 / 720( / )
0,018
co
co
t
M

C g m mg m
L
= = = =
CO
2
:
2
2
3 3
3, 28
0,059 / 590( / )
0,018
co
co
t
m
C g m mg m
L
= = = =
NO
x
:
4
3 3
7,359 10
0,04 / 40( / )
0,018
x
x
no

no
t
M
C g m mg m
L
−
×
= = = =
Bụi:
3 3
0,104
5,78 / 5780( / )
0,018
bui
bui
t
M
C g m mg m
L
= = = =
GV: Trần Thị Hiền trang 14
Báo cáo: ô nhiễm không khí và khống chế tiếng ồn
Đối chiếu với giới hạn tối đa cho phép của bụi và các chất vô cơ trong khí thải
công nghiệp theo TCVN 5939 – 2005 được trích dẫn ở bảng 1.1 ,cơ sở sản
xuất phải đạt loại B thì Bụi và SO
2
vượt quá tiêu chuẩn cho phép
Bảng 1.1:trích dẫn TCVN 5939 – 2005 về nồng độ cho phép của một số yếu tố
độc hại
Thứ

tự
Chất Giới hạn tối đa cho phép mg/m3 đối với lọai cơ sở sản
xuất
A B
1
2
3
4
Khí SO2
Bụi
CO
NOx
1500
400
1000
1000
500
200
1000
850
2. Cyclon:
Lưu lượng bụi: L
b
= L
k
= 64,8 (m
3
/h) = 1,08 (m
3
/ph)

Nồng độ bụi: C
b
= 5,78(g/m
3
)
Chọn đường kính xyclon = 0,1 m
Khối lượng riêng của bụi = 2200 (kg/m
3
)
Khối lượng riêng của không khí = 1,01( kg/m
3
)
GV: Trần Thị Hiền trang 15
Báo cáo: ô nhiễm không khí và khống chế tiếng ồn
Mối tương quan giữa đường kính xyclon và các kích thước khác của xyclon
được cho trong bảng sau ( theo cột 5 của Lapple,1951)
Bảng 2.1:thông số thiết kế xyclon
Thông số Tỷ lệ Kết quả (m)
Đường kính D/D 1 0,1
Chiều cao ống vào H/D 0,75 0,075
Chiều rộng ống vào W/D 0,375 0,0375
Đường kính ống dẫn khí ra D
e
/D 0,75 0,075
Chiều cao ống dẫn khí ra S/D 0,875 0,0875
Chiều cao thân L
b
/D 0,15 0,15
Chiều cao phần phễu L
c

/D 0,25 0,25
Đường kính ống thu bụi D
d
/D 0,375 0,0375
Số vòng xoáy trong xyclon:
1 1 0, 25
0,15 3,6 òng 4 òng
2 0,075 2
c
e b
L
N L v v
H
 
 
= × + = × × = ⇒
 ÷
 ÷
 
 
Vận tốc dòng khí vào xyclon:
1,08
384( / ) 6,4( / )
0,0375 0,075
b
i
L
V m ph m s
W H
= = = =

× ×
Vận tốc khí ra khỏi xyclon:
2 2
4
4 1,08
2,44( / ) 0,44( / )
(0,075)
b
r
L
V m ph m s
R
π π
×
×
= = = =
× ×
Thời gian lưu khí trong xyclon:
0,1 4
0,19( )
6,4
e
t
i
D N
s
V
π
π
× ×

× ×
∆ = = =
Vận tốc dòng khí trong xyclon:
GV: Trần Thị Hiền trang 16
Báo cáo: ô nhiễm không khí và khống chế tiếng ồn
3
0,0375
7,13 10 ( / ) 0,42( / )
0,19
t
t
W
V m s m ph
−
= = = × =
∆
Đường kính phân tử mà hiệu quả thu bụi đạt 50%
6
9 9 0,075 0,0375
4,46 10 ( ) 4,46( )
2 ( ) 2 4 384 60 (2200 1,01)
pc
e i p g
W
d m m
N V
µ
µ
π ρ ρ π
−

× × × ×
= = = × =
× × × × − × × × × × −
Hiệu quả thu bụi của phân tử có kích thước bất kỳ:
1
1 ( / )
j
pc pj
d d
η
=
+
Hiệu quả thu bụi của tất cả các phân tử:
j j
m
M
η
η
∑ ×
=
Bảng 2.2: hiệu quả thu bụi của xyclon:
j
m
µ
/
pj
d m
µ
/
pj pc

d d
n
j
m
i
/µ% n
j.
m
j
/µ
%
1 0→2 1 4,46 0,05 1 0,05
2 2→4 3 1,49 0,31 9 2,79
3 4→6 5 0,89 0,56 10 5,6
4 6→10 8 0,56 0,76 30 22,8
5 10→18 14 0,32 0,91 30 27,3
6 18→36 24 0,19 0,97 14 13,58
7 30→50 40 0,11 0,99 5 4,95
8 50→10
0
75 0,06 1 1 1
78,6%
Nồng độ bụi ra ở cyclon:
3 3
(1 ) 5780 (1 0,786) 1237( / ) 1, 237( / )
buira bui
C C mg m g m
η
= × − = × − = =
Vậy nồng độ bụi vào tháp phun rỗng C

b
=1237(mg/m
3
)
GV: Trần Thị Hiền trang 17
Báo cáo: ô nhiễm không khí và khống chế tiếng ồn
3. Tháp phun rỗng:
3.1. Tính toán tháp
L
k
=0.018(m3/s)=64.8(m
3
/h)
V
k
=0.8(m/s) (0.6→1.2)
Diện tích tiết diện ngang :
)(0225.0
8.0
018.0
m
V
L
S
k
k
===
Đường kính tháp:
cmm
S

D 17)(17.0
0225.044
==
×
=
×
=
ππ
=>chọn D=20(cm)
Chiều cao tháp:
)(48.02.04.24.2 mDH
=×=×=
=>chọn H=50(cm)
Lưu lượng dung môi toàn phần để phun tưới:
Lưu lượng riêng toàn phần của dung môi m = 8 – 11( l/m
3
khí)

→ Chọn m = 8 (l/m
3
khí).
3
8 64,8 518, 4( / ) 0,5184( / )
n k
L m L l h m h
= × = × = =
Vận tốc dòng dung môi:
Chọn tỷ lệ giọt dung môi trong dòng khí α = 0,01 có.
0,5184
0,64( / )

0,01 0,0225 3600
n
n
L
V m s
S
α
= = =
× × ×
Thể tích tổng cộng của những giọt dung môi trong dòng khí:
0,5184
0,01( / )
0,64 0,0225 3600
n
n n
n
L
L V S m s
V S
α α
= × × ⇒ = = =
× × ×
Đường kính giọt dung môi đi vào thiết bị:
1,5
1,5
3 3
3
0,8 0,4 1,2( / )
5 10 5 10 0,5184
0,94 0,94 4,8 10 ( ) 4,5( )

1,2 64,8
k n b k n
n
n
k n k
V V V V m s
L
d m mm
V L
−
− −
−
−
= = + = + =
 
× ×
 
= + × = + × = × =
 ÷
 ÷
 
 
GV: Trần Thị Hiền trang 18
Báo cáo: ô nhiễm không khí và khống chế tiếng ồn
Chọn η
e
=0,8
Khối lượng bụi giữ lại trong tháp:
3
3 3 0,01 0,0225

0,8 1,237 1,2 0,5 0,042( / )
2 2 4,8 10
b e b
n
S
m C V H g s
d
α
η
−
× ×
= × × × × × = × × × × × =
×
Số giọt dung môi chứa trong tháp:
3 3 3
6 6 0,1 0,0225 0,5
23578,5
(4,8 10 )
n
S H
N
d
α
π π
−
× × × × × ×
= = =
× × ×
(giọt)
Hiệu quả lọc bụi của thiết bị:

3
3 0,8 0,5184 1,2 0,5
3
2
2 (4,5 10 ) 64,8 0,4
1 1 0,86
e n b
n k n
L V H
d L V
e e
η
η
−
 
 
− × × × ×
− × × × ×
 ÷
 ÷
 ÷
× × ×
× × × ×
   
= − = − =
Vậy hiệu suất xử lý của thiết bị là 86%
Nồng độ bụi sau xử lý:
C
bụi ra
= C

bụi
× (1- η) = 1237 × (1- 0,86) =173,2 (mg/m
3)
2 2
3
(1 ) 1222 (1 0,86) 171,1( / )
SO ra SO
C C mg m
η
= × − = × − =
→ Đạt tiêu chuẩn loại B TCVN 5939 – 2005.
Đường kính lỗ đưa dung môi vào
0,01 0,5184
0.01( ) 10( )
30 0,4
n
n
L
d m mm
n V
α
π π
×
×
= = = =
× × × ×
→ chọn d = 10 mm
3.2. Đường kính ống dẫn dung môi vào và ra:
Đường kính ống:
GV: Trần Thị Hiền trang 19

Báo cáo: ô nhiễm không khí và khống chế tiếng ồn
0,5184
0,02( ) 20( )
0,785 0,785 0,4 3600
n
n
L
d m mm
V
= = = =
× × ×
Vận tốc thực trong ống:
2 2
0,324
0,257( / )
0,875 0,875 0,02 3600
n
L
V m s
d
= = =
× × ×
Đường kính ống dẫn khí vào và ra: V
k
= 0,8
64,8
0,029( )
0,785 0,785 0,8 3600
k
k

L
d m
V
= = =
× × ×
Chọn d = 30mm
Dung môi sử dụng để xử lý bụi là Na
2
CO
3
Áp suất toàn phần cần thiết để khắc phục tất cả sức cản thủy lực trong hệ thống:
m h t k
P P P P P
∆ = ∆ + ∆ + ∆ + ∆
Khối lượng riêng của không khí ở 70
o
C:
3
1,293 1,293 760
1,033( / )
(1 0,0036 ) 760 (1 0,0036 70) 760
P kg m
t
ρ
× ×
= = =
+ × × + × ×
Chuẩn số Renol:
2
4

4 0,5184
0,03( )
0,4 3600
10 0,03 1,033
Re 1,41
0,22
n
td
n
td
L
d m
V
d P
ω
µ
×
×
= = =
×
× ×
× ×
= = =
v
k
: vận tốc khí đi trong ống v
k
= 10m/s
Áp suất khắc phục trở lực ma sát: chọn chiều dài ống L = 1(m)
2

1 1,033 10
0,02 3,4( / )
2 0,03 2
m
td
L P
P N m
d
ω
λ
× ×
∆ = × × = × × =
Áp suất cần thiết để khắc phục trở lực cục bộ:
GV: Trần Thị Hiền trang 20
Báo cáo: ô nhiễm không khí và khống chế tiếng ồn
2 2
2
10 1,033
1,1 56,8( / )
2 2
c
P
P N m
ω
ε
× ×
∆ = × = × =
Áp suất cần thiết để khắc phục áp suất thủy tĩnh:
4 3 2
5 10 9,81 0,5 2,45 10 ( / )

H
P g H N m
ρ
−
∆ = × × = × × × = ×
Áp suất cần thiết để khắc phục trở lực trong tháp:
2 3
30 147,15
t
P mmNa CO
∆ = =
Áp suất bổ sung ở cuối ống dẫn trong những trường hợp cần thiết:
0
k
P
∆ =
Vậy :
3
2
2 3
3,4 2,45 10 147,15 0 56,8
207,4( / ) 21,14( )
m h t k c
P P P P P P
N m mmNa CO
−
∆ = ∆ + ∆ +∆ + ∆ + ∆ = + × + + +
= =
Tính công suất quạt ly tâm:
1,033 64,8 0,5 9,81

1,14( )
1000 1000 0,8 3600
kk
Q H
N W
ρ
η
× ×
× × ×
= = =
× × ×
Tính công suất bơm:
4
10 7
0,648 0,5 5 10 9,81
5,5 10 ( ) 5,5 10 ( )
1000 1000 0, 3600
Q H g
N kW W
ρ
η
−
− −
× × × × × ×
= = = × = ×
× × ×
3.3. Tính bề dày thân:
Thiết bị làm việc ở 70
o
C

GV: Trần Thị Hiền trang 21
Báo cáo: ô nhiễm không khí và khống chế tiếng ồn
Áp suất làm việc P
lv
= 1at = 0,1013(N/mm
2
)
Chọn vật liệu là thép không gỉ
Kí hiệu thép: CT3
Giới hạn bền: σb = 380×10
6
(N/m
2
)
Giới hạn chảy: σc = 240×10
6
(N/m
2
)
Chiều dày tấm thép: b = 4 – 20 (mm)
Độ dãn tương đối: δ = 25%
Hệ số dẫn nhiệt: λ = 16,3 (W/m
o
C)
Khối lượng riêng: p = 7850(kg/m
3
)
Chọn công nghệ gia công là hàn bằng tay hồ quang điện bằng cách hàn giáp
mối hai bên.
Hệ số hiệu chỉnh: η = 1

Hệ số an toàn bền kéo: η
k
= 2,6
Hệ số an toàn bền chảy: η
c
= 1,5
GV: Trần Thị Hiền trang 22
Báo cáo: ô nhiễm không khí và khống chế tiếng ồn
Hệ số bền mối hàn φ: thân hình trụ hàn dọc, hàn tay bằng hồ quang điện, hàn
giáp mối một bên, đường kính D = 200mm → hệ số bền mối hàn φ
h
= 0,8 (
theo bảng XIII8 – trang 362 – sổ tay quá trình và thiết bị hóa học 2)
Xác định áp suất làm việc trong tháp:
P = P
mt
+ P
lv
Trong đó:
P
mt
: áp suất pha khí trong thiết bị, P
mt
= 1at = 0,1013 (N/mm
2
)= 101300(N/m
2
)
P
lv

: áp suất thủy tĩnh của cột chất lỏng trong thiết bị
2
9,81 7850 0,5 38504,25( / )
lv
P g P H N m
= × × = × × =
2
101300 38504,25 139804,25( / )P N m
= + =
H = 0,5(m) = 500(mm)
Xác định ứng suất cho phép của CT3
Theo giới hạn bền:
[ ]
6
6 2
380 10
1 146,15 10 ( / )
2,6
k
k
k
N m
n
σ
σ η
×
= × = × = ×
Theo giới hạn chảy:
GV: Trần Thị Hiền trang 23
Báo cáo: ô nhiễm không khí và khống chế tiếng ồn

[ ]
6
6 2
240 10
1 160 10 ( / )
1,5
c
c
c
N m
n
σ
σ η
×
= × = × = ×
→ ta chọn áp suất bé trong 2 áp suất trên 146,15( N/mm
2
)
Bề dáy thân hình trụ làm việc chịu áp suất trong, tính theo lý thuyết vỏ mỏng
[ ]
146,15
0,8 835,454 20
0,13980425
h
p
σ
ϕ
× = × = >
Bề dày tối thiểu của thân
[ ]

'
200 0,13980425
0,1195( )
2 2 146,15 0,8
h
D P
S mm
σ ϕ
× ×
= = =
× × × ×
'
S S C
= +
Tính C: C = C
1
+ C
2
+ C
3
C
1
= 10
-3
m: hệ số bổ sung bo bào mòn hóa học trong thời gian sử dụng thiết bị
15 năm, với tốc độ ăn mòn 0,06mm ( bảng XII.1 – trang 305 – sổ tay quá trình
và thiết bị hóa học tập 2)
C
2
: hệ số bổ sung do bào mòn cơ học, C

2
= 0
C
3
: hệ số bổ sung do dung sai, C
3
= 0,8×10
-3
m (bảng XIII.9 – trang 364 – sổ tay
quá trình và thiết bị hóa học tập 2)
→ C = 10
-3
+ 0,8×10
-3
= 1,8×10
-3
m
GV: Trần Thị Hiền trang 24
Báo cáo: ô nhiễm không khí và khống chế tiếng ồn
→ Bề dày thực của thiết bị

' 3
0,1195 (1,8 10 1000) 1,92( )S S C mm
−
= + = + × × =
→ Chọn S = 2(mm)
Kiểm tra điều kiện bền:
1
2 1
0,01 0,1

200
S C
D
×
×
= = <
Áp suất cho phép trong thân thiết bị khi bề dày S = 2(mm)
[ ]
[ ]
1
2
1
2 ( )
2 146,15 0,8 (2 1)
1,16( / )
( ) 200 (2 1)
k h
S C
P N mm
D S C
σ ϕ
× × −
× × × −
= = =
+ − + −
→ [P]> P(0,10375)
→ Vậy thân tháp có bề dày S = 2(mm) thỏa mãn điều kiện bền của áp suất làm
việc
3.4. Tính đáy và nắp tháp:
Ta có:

Phần lồi của đáy:
1
0,25 0,25 0,2 0,05( ) 5( )h D m cm
= × = × = =
h>=2×S nhưng không nhỏ hơn 25(mm) → chọn h = 30(mm) = 3(cm)
Chiều cao toàn thân: H = 2×(h
1
+h)+H = 2×(5+3)+50 = 66 (cm)
Bán kính cong phía trong của đỉnh đáy:
GV: Trần Thị Hiền trang 25