Tính toán thiết kế hệ thống xử lý khói thải bên ngoài docx

Đồ án MTKK và XLKT GVHD: PGS-TS: Nguyễn Quỳnh Hương
- 1 L£ ANH TUÊN 49 dt
MSSV: 6269 49
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ
HỆ THỐNG XLKT BÊN NGOÀI

CHƢƠNG 1: TÍNH TOÁN NỒNG ĐỘ VÀ TẢI LƢỢNG
CÁC CHẤT ĐỘC HẠI
CHƢƠNG 2: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÔNG TRÌNH XỬ LÍ
CHƢƠNG 3: TÍNH TOÁN KHUẾCH TÁN CHẤT Ô NHIỄM










Đồ án MTKK và XLKT GVHD: PGS-TS: Nguyễn Quỳnh Hương
- 2 L£ ANH TUÊN 49 dt
MSSV: 6269 49

CHƢƠNG 1
TÍNH TOÁN NỒNG ĐỘ VÀ
TẢI LƢỢNG CÁC CHẤT Ô NHIỄM
I.1. SỐ LIỆU BAN ĐẦU
I.1.1. Nhiệm vụ
Tính toán dự báo và thiết kế hệ thống xử lý ô nhiễm môi trường không khí từ lò đốt dầu
của nhà máy thép: GIA SÀNG

I.1.2. Số liệu ban đầu
1) Địa điểm xây dựng : Hà Nội
2) Hướng mặt chính của nhà máy : hướng Nam
3) Các thông số khí hậu
Bảng 1-1: Các thông số khí hậu của môi trường xung quanh
Mùa Hè
Mùa Đông
H
TB
t

0
C
H
TB


%
H
tt
d

g/m
3
H
TB
v
m/s
Hướng
gió

D
TB
t
0
C
D
TB

%
D
tt
d

g/m
3
D
TB
v
m/s
Hướng
gió
28,8
Th.7
83
22
3,2
ĐN
16,6
Th.1
80

10
3,5
ĐB

4) Thông số nguồn thải
Đồ án MTKK và XLKT GVHD: PGS-TS: Nguyễn Quỳnh Hương
- 3 L£ ANH TUÊN 49 dt
MSSV: 6269 49
a) Nhiên liệu sử dụng :
Lò đốt dầu với mục đích tạo ra nhiệt nung nóng chảy dung dịch kẽm để mạ ống
thép, lò đốt xây dựng ngay bên dưới bể mạ kẽm, khí thải được thu lại theo đường ống dẫn ra
ngoài để xử lí trước khi ra khỏi ống khói.
Bảng 1-2: Thành phần nhiên liệu đốt bột than
Thành
Loại phần
nhiên liệu
C
p

(%)
O
p
(%)
H
p
(%)
N
p
(%)
S

p
(%)
W
p
(%)
A
p
(%)
Số lượng
B(kg/h)
2 Lò điện
61,4
2,63
1,93
0,34
0,7
7
26
1890
Lò nung phôi
61,4
2,63
1,93
0,34
0,7
7
26
2567

b) Công suất nhà máy :

+ Năng suất phôi: 650.000 tấn/năm
c) Đặc tính của nguồn thải.
Bảng 1-3: Đặc tính nguồn thải
TT
Loại
nguồn
thải
Số lượng
nguồn
thải
Chiều
cao (m)
Đường kính
miệng ống
khói (m)
Nhiệt độ
khói thải
(
0
C)
Lưu
lượng
khói thải
1
Lò điện
2
50
4,0
90

2
Lò nung
1
48
1,8
120

Đồ án MTKK và XLKT GVHD: PGS-TS: Nguyễn Quỳnh Hương
- 4 L£ ANH TUÊN 49 dt
MSSV: 6269 49

1.2. TÍNH TOÁN THỂ TÍCH KHÓI THẢI
Nhiệt trị tính theo công thức 12.7-[7] như sau:
Q
P
=81.C
p
+ 246.H
p
- 26.(O
p
- S
p
) - 6.W
p
= 81.61,4 + 246.1,93 - 26.(2,63 – 0,7) – 6.7 = 5356 (Kcal/kgNL)
-Lò điện:
Lượng nhiên liệu tiêu hao của 2 lò điện :
2 45 / 21 / 1890( / )B T h kg T kg h   

-Lò nung:
Nhiên liệu sử dụng: Q
sd
=275’000 (kcal/kgNL)
Nhiệt lượng cần cung cấp trong 1 h:
6
275000 / 50 / 13,75 10 ( / )
p
h th
Q Q Q kcal T T h kcal h     

Lượng nhiên liệu tiêu thụ trong 1h:
6
/13,75 10
2567( / )
5356 /
n
p
kcal h
Q
B kg h
Q
kcal kgnl

  

Khi đốt cháy nhiên liệu, các phản ứng oxihoa- khử (hay gọi là phản ứng cháy), tạo
ra các sản phẩm cháy. Đó hầu hết là các chất khí độc hại đối với con người, do vậy trước khi
thải ra môi trường xung quanh, nếu nồng độ chất độc hại lớn hơn tiêu chuẩn thải cho phép bắt
buộc phải xử lí. Tính toán sản phẩm cháy ở điều kiện tiêu chuẩn dựa vào bảng 12-1 [7] trong

cả 2 mùa như sau:
I.1.3. 1.2.1. Tính toán cho mùa hè
1.2.1.1Tính cho lò điện:
Bảng 1-4: Sản phẩm cháy tính cho mùa hè
Đồ án MTKK và XLKT GVHD: PGS-TS: Nguyễn Quỳnh Hương
- 5 L£ ANH TUÊN 49 dt
MSSV: 6269 49

TT
Đại lượng tính
Công thức tính toán
Kết quả
(m
3
chuẩn/
kgNL)
01
Lượng không khí khô lý
thuyết
V
0
=0,089C
p
+0,264 H
p
-0,0333(O
p
- S
p
)

=0,089.61,4+0,264.1,93-0,0333.(2,63-0,7)
5,91
02
Lượng không khí ẩm lý
thuyết d =20 g/kg
V
a
= ( 1 + 0,0016d )V
0

= ( 1 + 0,0016.22 ) .5,91
6,12
03
Lượng không khí ẩm thực
tế (α =1,4)
V
T
= α .V
a
= 1,4.6,12
8,568
04
Lượng SO
2
trong sản phẩm
cháy
V
2
SO
= 0,683.10

-2
.S
p

= 0,683.10
-2
.0,7
4,78.10
-3

05
Lượng CO trong SPC (η
=0,01
V
CO
= 1,865.10
-2
. η.C
p

=1,865.10
-2
.0,01.61,4
1,145.10
-2

06
Lượng CO
2
trong SPC (η

=0,01 )
V
2
CO
= 1,865.10
-2
.(1- η).C
p

=1,865.10
-2
.(1-0,01).61,4
1,13
07
Lượng hơi nước trong SPC
V
O
2
H
=0,111.H
p
+0,0124.W
p
+0,0016.d.V
t
=
=0,111.1,93+0,0124.7+0,0016.22.8,568
0,6
08
Lượng N

2
trong sản phẩm
cháy
V
2
N
= 0,8.10
-2
.Np+0,79. V
T
=
= 0,8.10
-2
.0,34+0,79.8,568
6,77
Đồ án MTKK và XLKT GVHD: PGS-TS: Nguyễn Quỳnh Hương
- 6 L£ ANH TUÊN 49 dt
MSSV: 6269 49
09
Lượng O
2
trong SPC
V
2
O
= 0,21.( α-1 )V
a
= 0,21.( 1,4 – 1 ).6,12
0,514
10

a) Lượng NO
x
trong sản
phẩm cháy (Xem như NO
2
)
M
NO2
= 3,953.10
-8
.(B.Q
P
)
1,18

= 3,953.10
-8
.(1890.5356)
1,18

7,3
b) Quy đổi ra m
3
tiêu
chuẩn/kgnl
ρ
NO2
=2,054kg/m
3

V
2
NO
=
2
2
7,3
. 1890.2,054
NO
NO
M
B



1,88.10
-3

c) Lượng N
2
tham gia vào
phản ứng của NO
2

V
2
N
= 0,5 .V
2
NO

= 0,5.1,88.10
-3

0,94.10
-3

d) Lượng O
2
tham gia vào
phản ứng của NO
2

V
2
O
= V
2
NO

1,88.10
-3

11
Tổng lượng sản phẩm cháy
ở đktc
V
SPC
= V
2

SO
+ V
CO
+ V
2
CO
+ V
O
2
H
+
V
2
N
+V
2
O
+V
2
NO
- V
2
N
(
2
NO
)
-V

22

(NOO
)

9,034

Vậy thể tích sản phẩm cháy của lò đốt trong mùa hè là: V
SPC
= 9,034 m
3
/h. Lưu
lượng khói thải ứng với khi đốt cháy nhiên liệu Bột than được xác định phụ thuộc vào nhiệt
độ của khói thải và được tính toán trong điều kiện thực tế theo công thức sau đây :
273
)t273(
.
3600
B.V
L
SPC
T



Do 2 lò điện nên
(273 ) 9,034 1890 (273 90)
3600.2 273 3600 2 273
H
SPC
T
VB

t
L
  
   

= 3,15( m
3
/s)
Đồ án MTKK và XLKT GVHD: PGS-TS: Nguyễn Quỳnh Hương
- 7 L£ ANH TUÊN 49 dt
MSSV: 6269 49
1.2.1.2 .Tính cho lò nung phôi
Bảng 1-5: Sản phẩm cháy tính cho mùa hè

TT
Đại lượng tính
Công thức tính toán
Kết quả
(m
3
chuẩn/
kgNL)
01
Lượng không khí khô lý
thuyết
V
0
=0,089C
p
+0,264 H

p
-0,0333(O
p
- S
p
)
=0,089.61,4+0,264.1,93-0,0333.(2,63-0,7)
5,91
02
Lượng không khí ẩm lý
thuyết d =20 g/kg
V
a
= ( 1 + 0,0016d )V
0

= ( 1 + 0,0016.22 ) .5,91
6,12
03
Lượng không khí ẩm
thực tế (α =1,4)
V
T
= α .V
a
= 1,4.6,12
8,568
04
Lượng SO
2

trong sản
phẩm cháy
V
2
SO
= 0,683.10
-2
.S
p

= 0,683.10
-2
.0,7
4,78.10
-3

05
Lượng CO trong SPC (η
=0,01)
V
CO
= 1,865.10
-2
. η.C
p

=1,865.10
-2
.0,01.61,4
1,145.10

-2

06
Lượng CO
2
trong SPC (η
=0,01 )
V
2
CO
= 1,865.10
-2
.(1- η).C
p

=1,865.10
-2
.(1-0,01).61,4
1,13
07
Lượng hơi nước trong
SPC
V
O
2
H
=0,111.H
p
+0,0124.W
p

+0,0016.d.V
t
=
=0,111.1,93+0,0124.7+0,0016.22.8,568
0,6
Đồ án MTKK và XLKT GVHD: PGS-TS: Nguyễn Quỳnh Hương
- 8 L£ ANH TUÊN 49 dt
MSSV: 6269 49
08
Lượng N
2
trong sản
phẩm cháy
V
2
N
= 0,8.10
-2
.Np+0,79. V
T
=
= 0,8.10
-2
.0,34+0,79.8,568
6,77
09
Lượng O
2
trong SPC
V

2
O
= 0,21.( α-1 )V
a
= 0,21.( 1,4 – 1 ).6,12
0,514
10
a) Lượng NO
x
trong sản
phẩm cháy (Xem như
NO
2
)
M
NO2
= 3,953.10
-8
.(B.Q
P
)
1,18

= 3,953.10
-8
.(2567.5356)
1,18

10,47
b) Quy đổi ra m

3
tiêu
chuẩn/kgnl
ρ
NO2
=2,054kg/m
3

V
2
NO
=
2
2
10,47
. 2567.2,054
NO
NO
M
B



1,99.10
-3

c) Lượng N
2
tham gia
vào phản ứng của NO

2

V
2
N
= 0,5 .V
2
NO

= 0,5.1,99.10
-3

0,99.10
-3

d) Lượng O
2
tham gia
vào phản ứng của NO
2

V
2
O
= V
2
NO

1,99.10
-3

11
Tổng lượng sản phẩm
cháy ở đktc
V
SPC
= V
2
SO
+ V
CO
+ V
2
CO
+ V
O
2
H
+ V
2
N
+V
2
O

+V
2
NO
- V
2

N
(
2
NO
)
-V

22
(NOO
)

9,034

Vậy thể tích sản phẩm cháy của lò đốt trong mùa hè là: V
SPC
= 9,034 m
3
/h. Lưu
lượng khói thải ứng với khi đốt cháy nhiên liệu Bột than được xác định phụ thuộc vào nhiệt
độ của khói thải và được tính toán trong điều kiện thực tế theo công thức sau đây :
Đồ án MTKK và XLKT GVHD: PGS-TS: Nguyễn Quỳnh Hương
- 9 L£ ANH TUÊN 49 dt
MSSV: 6269 49
273
)t273(
.
3600
B.V
L
SPC

T




(273 ) 9,034 2567 (273 120)
3600 273 3600 273
H
SPC
T
VB
t
L
  
   
= 9,27( m
3
/s)
1.2.2. Tính cho mùa đông
1.2.2.1.Tính cho lò điện
Bảng 1-6: Sản phẩm cháy tính cho mùa đông

TT
Đại lượng tính
Công thức tính toán
Kết quả
(m
3
chuẩn/
kgNL)

01
Lượng không khí khô lý
thuyết
V
0
=0,089C
p
+0,264 H
p
-0,0333(O
p
- S
p
)
=0,089.61,4+0,264.1,93-0,0333.(2,63-0,7)
5,91
02
Lượng không khí ẩm lý
thuyết d =20 g/kg
V
a
= ( 1 + 0,0016d )V
0

= ( 1 + 0,0016.10 ) .5,91
6,0
03
Lượng không khí ẩm
thực tế (α =1,4)
V

T
= α .V
a
= 1,4.6,0
8,41
04
Lượng SO
2
trong sản
phẩm cháy
V
2
SO
= 0,683.10
-2
.S
p

= 0,683.10
-2
.0,7
4,78.10
-3

05
Lượng CO trong SPC (η
=0,01)
V
CO
= 1,865.10

-2
. η.C
p

=1,865.10
-2
.0,01.61,4
1,145.10
-2

Đồ án MTKK và XLKT GVHD: PGS-TS: Nguyễn Quỳnh Hương
- 10 L£ ANH TUÊN 49 dt
MSSV: 6269 49
06
Lượng CO
2
trong SPC (η
=0,01 )
V
2
CO
= 1,865.10
-2
.(1- η).C
p

=1,865.10
-2
.(1-0,01).61,4
1,13

07
Lượng hơi nước trong
SPC
V
O
2
H
=0,111.H
p
+0,0124.W
p
+0,0016.d.V
t
=
=0,111.1,93+0,0124.7+0,0016.10.8,41
0,435
08
Lượng N
2
trong sản
phẩm cháy
V
2
N
= 0,8.10
-2
.Np+0,79. V
T
=
= 0,8.10

-2
.0,34+0,79.8,41
6,644
09
Lượng O
2
trong SPC
V
2
O
= 0,21.( α-1 )V
a
= 0,21.( 1,4 – 1 ).6,0
0,504
10
a) Lượng NO
x
trong sản
phẩm cháy (Xem như
NO
2
)
M
NO2
= 3,953.10
-8
.(B.Q
P
)
1,18

= 3,953.10
-8
.(1890.5356)
1,18

7,3
b) Quy đổi ra m
3
tiêu
chuẩn/kgnl
ρ
NO2
=2,054kg/m
3

V
2
NO
=
2
2
7,3
. 1890.2,054
NO
NO
M
B



1,88.10
-3

c) Lượng N
2
tham gia
vào phản ứng của NO
2

V
2
N
= 0,5 .V
2
NO

= 0,5.1,88.10
-3

0,94.10
-3

d) Lượng O
2
tham gia
vào phản ứng của NO
2

V

2
O
= V
2
NO

1,88.10
-3

11
Tổng lượng sản phẩm
cháy ở đktc
V
SPC
= V
2
SO
+ V
CO
+ V
2
CO
+ V
O
2
H
+ V
2
N
+V

2
O

+V
2
NO
- V
2
N
(
2
NO
)
-V

22
(NOO
)

8,73
Đồ án MTKK và XLKT GVHD: PGS-TS: Nguyễn Quỳnh Hương
- 11 L£ ANH TUÊN 49 dt
MSSV: 6269 49

Vậy thể tích sản phẩm cháy của lò đốt trong mùa hè là: V
SPC
= 8,73 m
3
/h. Lưu lượng
khói thải ứng với khi đốt cháy nhiên liệu Bột than được xác định phụ thuộc vào nhiệt độ của

khói thải và được tính toán trong điều kiện thực tế theo công thức sau đây :
273
)t273(
.
3600
B.V
L
SPC
T



(273 ) 8,73 1890 (273 90)
3600.2 273 3600 2 273
H
SPC
T
VB
t
L
  
   

= 3,05( m
3
/s)
1.2.2.2.Tính cho lò nung phôi
Bảng 1-7: Sản phẩm cháy tính cho mùa đông

TT

Đại lượng tính
Công thức tính toán
Kết quả
(m
3
chuẩn/
kgNL)
01
Lượng không khí khô lý
thuyết
V
0
=0,089C
p
+0,264 H
p
-0,0333(O
p
- S
p
)
=0,089.61,4+0,264.1,93-0,0333.(2,63-0,7)
5,91
02
Lượng không khí ẩm lý
thuyết d =20 g/kg
V
a
= ( 1 + 0,0016d )V
0

= ( 1 + 0,0016.10 ) .5,91
6,0
03
Lượng không khí ẩm thực
tế (α =1,4)
V
T
= α .V
a
= 1,4.6,0
8,41
04
Lượng SO
2
trong sản phẩm
cháy
V
2
SO
= 0,683.10
-2
.S
p

= 0,683.10
-2
.0,7
4,78.10
-3

Đồ án MTKK và XLKT GVHD: PGS-TS: Nguyễn Quỳnh Hương
- 12 L£ ANH TUÊN 49 dt
MSSV: 6269 49
05
Lượng CO trong SPC (η
=0,01
V
CO
= 1,865.10
-2
. η.C
p

=1,865.10
-2
.0,01.61,4
1,145.10
-2

06
Lượng CO
2
trong SPC (η
=0,01 )
V
2
CO
= 1,865.10
-2

.(1- η).C
p

=1,865.10
-2
.(1-0,01).61,4
1,13
07
Lượng hơi nước trong SPC
V
O
2
H
=0,111.H
p
+0,0124.W
p
+0,0016.d.V
t
=
=0,111.1,93+0,0124.7+0,0016.10.8,41
0,435
08
Lượng N
2
trong sản phẩm
cháy
V
2
N

= 0,8.10
-2
.Np+0,79. V
T
=
= 0,8.10
-2
.0,34+0,79.8,568
6,64
09
Lượng O
2
trong SPC
V
2
O
= 0,21.( α-1 )V
a
= 0,21.( 1,4 – 1 ).6,0
0,504
10
a) Lượng NO
x
trong sản
phẩm cháy (Xem như NO
2
)
M
NO2
= 3,953.10

-8
.(B.Q
P
)
1,18

= 3,953.10
-8
.(2567.5356)
1,18

10,47
b) Quy đổi ra m
3
tiêu
chuẩn/kgnl
ủ
NO2
=2,054kg/m
3

V
2
NO
=
2
2
10,47
. 2567.2,054
NO

NO
M
B



1,99.10
-3

c) Lượng N
2
tham gia vào
phản ứng của NO
2

V
2
N
= 0,5 .V
2
NO

= 0,5.1,99.10
-3

0,99.10
-3

d) Lượng O
2

tham gia vào
phản ứng của NO
2

V
2
O
= V
2
NO

1,99.10
-3

Đồ án MTKK và XLKT GVHD: PGS-TS: Nguyễn Quỳnh Hương
- 13 L£ ANH TUÊN 49 dt
MSSV: 6269 49
11
Tổng lượng sản phẩm cháy
ở đktc
V
SPC
= V
2
SO
+ V
CO
+ V
2
CO

+ V
O
2
H
+
V
2
N
+V
2
O
+V
2
NO
- V
2
N
(
2
NO
)
-V

22
(NOO
)

8,73

Vậy thể tích sản phẩm cháy của lò đốt trong mùa hè là: V

SPC
= 8,73 m
3
/h. Lưu lượng
khói thải ứng với khi đốt cháy nhiên liệu Bột than được xác định phụ thuộc vào nhiệt độ của
khói thải và được tính toán trong điều kiện thực tế theo công thức sau đây :
273
)t273(
.
3600
B.V
L
SPC
T




(273 ) 8,73 2567 (273 120)
3600 273 3600 273
H
SPC
T
VB
t
L
  
   
= 8,96( m
3

/s)



1.2.3. Tổng kết lƣu lƣợng khói thải
Bảng 1-8 tổng kết lưu lượng của ống khói lò đốt:
TT
Loại nguồn thải
(Mùa)
Số
lƣợng
nguồn
thải
Chiều
cao
(m)
Đƣờng
kính ống
khói (m)
Nhiệt độ
khói thải
(
0
C)
Lƣu
lƣợng
(m
3
/s)
1

Lò
điện
Mùa hè
02
50
4
90
3,15
Mùa đông
3,05
Đồ án MTKK và XLKT GVHD: PGS-TS: Nguyễn Quỳnh Hương
- 14 L£ ANH TUÊN 49 dt
MSSV: 6269 49
1
Lò
nung
Mùa Hè
01
48
1,8
120
9,27
M.Đông
8,96

1.3. TÍNH TOÁN TẢI LƢỢNG CÁC CHẤT Ô NHIỄM
Tải lượng các chất ô nhiễm được tính toán và cho trong bảng tính sau :
Bảng 1-9: Tải lượng các chất ô nhiễm do đốt cháy nhiên liệu than của 1 lò điện
TT
Đại lƣợng tính

Công thức
Kết quả (g/s)
01
Tải lượng SO
2
với
2
SO

=2,926
kg/m
3
chuẩn
22
2
3
10 . . .
3600 2
SO SO
SO
VB
M



2
33
10 4,78 10 1890 2,962
3600 2
SO

M

   



3,7165
02
Tải lượng CO với
ρ
CO
=1,25 kg/m
3
chuẩn
3
10 . . .
3600 2
CO CO
CO
VB
M




33
10 11,45 10 1890 1,25
3600 2
CO
M


   



3,757
03
Tải lượng CO
2
với
2
CO

=1,977
kg/m
3
chuẩn
22
2
3
10 . . .
3600 2
CO CO
CO
VB
M




2
3
10 1,134 1890 1,977
3600 2
CO
M
  



588,5
04
Tải lượng NO
2

2
2
3
3
10 .
10 .7,3
3600 2 3600 2
NO
NO
M
M 


1,015
05

Tải lượng bụi với
a=0,5
10. . .
10.0,5.26.1890
3600 2 3600 2
P
Bui
a A B
M 


34,125
Đồ án MTKK và XLKT GVHD: PGS-TS: Nguyễn Quỳnh Hương
- 15 L£ ANH TUÊN 49 dt
MSSV: 6269 49
Chú ý: Đối với lò điện khi 1 tấn nhiên liệu đốt thì phát sinh thêm 9,75 kg CO vì vậy
tải lượng CO thực tế là:
M
tt
=M
co
+ M
ps


9,75 / 90 / 1000
243,75
3600
ps
kg T T h

M


(g/s)

3,757 243,75 247,507
tt
M   
(g/s)
Mặt khác do đốt trong lò điện có sinh thêm lượng CO nên ta cấp thêm một lượng không
khí là 40m
3
chuẩn/tấn sản phẩm
- Tính cho mùa hè:

0 0 0
90
O C O C O C
tt ps
L L L


0
33
40 /tan 90tan / 3600 /
OC
ps sp sp
L m h m h  

0
3
/3600 8525 12128
OC
tt
hLm  


0
0
90 3 3
(273 90)
16126 / 4,48 /
273
OC
C
tt
tt
m h m s
L
L

  

-Tính cho mùa đông:

0 0 0
90
O C O C O C
tt ps

L L L


0
33
40 /tan 90tan / 3600 /
OC
ps sp sp
L m h m h  


0
3
/3600 8258 11858
OC
tt
hLm  


0
0
90 3 3
(273 90)
15767 / 4,38 /
273
OC
C
tt
tt
m h m s

L
L

  


Bảng 1-9: Tải lượng các chất ô nhiễm do đốt cháy nhiên liệu than của lò nung phôi
Đồ án MTKK và XLKT GVHD: PGS-TS: Nguyễn Quỳnh Hương
- 16 L£ ANH TUÊN 49 dt
MSSV: 6269 49
TT
Đại lƣợng tính
Công thức
Kết quả (g/s)
01
Tải lượng SO
2
với
2
SO

=2,926
kg/m
3
chuẩn
22
2
3
10 . . .
3600

SO SO
SO
VB
M


2
33
10 4,78 10 2567 2,962
3600
SO
M

   


10,096
02
Tải lượng CO với
ρ
CO
=1,25 kg/m
3
chuẩn
3
10 . . .
3600
CO CO
CO
VB

M



33
10 11,45 10 2567 1,25
3600
CO
M

   


10,205
03
Tải lượng CO
2
với
2
CO

=1,977
kg/m
3
chuẩn
22
2
3
10 . . .
3600

CO CO
CO
VB
M



2
3
10 1,134 2567 1,977
3600
CO
M
  


1598,6
04
Tải lượng NO
2

2
2
3
3
10 .
10 .10,47
3600 3600
NO
NO

M
M 

2,908
05
Tải lượng bụi với
a=0,5
10. . .
10.0,5.26.2567
3600 3600
P
Bui
a A B
M 

92,7





1.4. TÍNH TOÁN NỒNG ĐỘ PHÁT THẢI CÁC CHẤT Ô NHIỄM
Nồng độ phát thải của các chất gây ô nhiễm phụ thuộc vào nguồn phát thải, đồng thời phụ
thuộc vào mùa trong năm:
1.4.1. Mùa hè
Bảng 2-0: Nồng độ các chất độc hại tính cho mùa hè

Đồ án MTKK và XLKT GVHD: PGS-TS: Nguyễn Quỳnh Hương
- 17 L£ ANH TUÊN 49 dt
MSSV: 6269 49

TT
Loại lò
Đại lƣợng tính
Công thức tính toán
Kết quả (g/s)
g/m
3

mg/m
3

01
Lò điện
Nồng độ SO
2

2
2
SO
SO
LN
T
M
C
L


0,8296
829,6
Lò nung

1,089
1089
02
Lò điện
Nồng độ CO
CO
CO
LN
T
M
C
L


55,25
55,25.10
3
Lò nung
1,1009
1100,9
03
Lò điện
Nồng độ CO
2

2
2
CO
CO
LN

T
M
C
L


131,36
131,36.10
3

Lò nung
172,45
172,45.10
3
04
Lò điện
Nồng độ NO
2

2
2
NO
NO
LN
T
M
C
L


0,226
226
Lò nung
0,314
314
05
Lò điện
Nồng độ bụi
bui
Bui
LN
T
M
C
L


7,62
7620

Lò nung
10
10
4

1.4.2. Mùa đông
Bảng 2-1: Nồng độ các chất độc hại tính cho mùa đông

TT
Loại lò

Đại lƣợng tính
Công thức tính toán
Kết quả (g/s)
g/m
3

mg/m
3

01
Lò điện
Nồng độ SO
2

2
2
SO
SO
LN
T
M
C
L


0,8485
848,5
Đồ án MTKK và XLKT GVHD: PGS-TS: Nguyễn Quỳnh Hương
- 18 L£ ANH TUÊN 49 dt
MSSV: 6269 49

Lò nung
1,127
1127
02
Lò điện
Nồng độ CO
CO
CO
LN
T
M
C
L


56,5
56,5.10
3
Lò nung
1,139
1139
03
Lò điện
Nồng độ CO
2

2
2
CO
CO

LN
T
M
C
L


134,36
134,36.10
3

Lò nung
178,4
178,4.10
3
04
Lò điện
Nồng độ NO
2

2
2
NO
NO
LN
T
M
C
L


0,232
232
Lò nung
0,3245
324,5
05
Lò điện
Nồng độ bụi
Bui
Bui
LN
T
M
C
L


7,791
7791

Lò nung
10,346
10,346.10
3

I.5. SO SÁNH VỚI TCVN VỀ NỒNG ĐỘ THẢI TẠI NGUỒN CỦA CÁC CHẤT
Ô NHIỄM
Để so sánh với tiêu chuẩn nguồn thải tại nguồn cho từng nhà máy phụ thuộc vào rất
nhiều yếu tố về các thông số nguồn thải xét ở điều kiện tiêu chuẩn, đó là:

 Công nghệ sản xuất: Cấp B
I.1.4. I.5.1.Tính cho lò điện:
 Lưu lượng khói thải: tính ở 90
0
C đổi sang ở điều kiện 0
0
C
+ Mùa hè: L
90
= 4,48 m
3
/s = 16128 m
3
/h, L
TC
=
90
273
.
273 90
L 

12129,3 m
3
/h
+ Mùa đông: L = 4,38 m
3
/s = 15768 m
3
/h, L

TC
=
90
273
.
273 90
L 

11858,6 m
3
/h
Đồ án MTKK và XLKT GVHD: PGS-TS: Nguyễn Quỳnh Hương
- 19 L£ ANH TUÊN 49 dt
MSSV: 6269 49
Do tải lượng và lưu lượng khí thải thay đổi theo nhiệt độ theo cùng một phương
trình nên nồng độ của các chất độc hại là không thay đổi.
Lưu lượng khói thải trong cả hai mùa đều có 5000 m
3
/h < L <20000→k
p
=1;
 Địa điểm xây dựng: Thuộc vùng nông thôn Hà Nội, k
v
=1,2
Dựa vào TCVN 6991-2001 đối với các chất khí độc hại, riêng đối với bụi dựa vào
tiêu chuẩn mới là TCVN 5939 -2005. So sánh với tiêu chuẩn, nếu nồng độ vượt quá tiêu
chuẩn thì bắt buộc phải xử lí trước khi thải ra môi trường xung quanh và ngược lại, nếu thấp
hơn hoặc bằng thì không cần phải xử lí. Xem xét trong cả hai mùa và lập thành bảng sau:
I.5.1.1. Xét trong mùa hè
Bảng 1-9: So sánh với TC thải cho mùa hè

TT
Chất ô nhiễm
C
max
=C.k
p
.k
v
(mg/m
3
)
Nồng độ
(mg/m
3
)
Kết luận
1
SO
2

600
829,6
Phải XL
2
CO
1200
55,25.10
3

Phải XL

3
CO
2

Không quy định
131,36.10
3

Không XL
4
NO
2

1020
226
Không XL
5
Bụi
240
7620
Phải XL


I.5.1.2. Xét trong mùa đông
Bảng 1-9: So sánh với TC thải cho mùa đông
Đồ án MTKK và XLKT GVHD: PGS-TS: Nguyễn Quỳnh Hương
- 20 L£ ANH TUÊN 49 dt
MSSV: 6269 49
TT
Chất ô nhiễm

C
max
=C.k
p
.k
v
(mg/m
3
)
Nồng độ
(mg/m
3
)
Kết luận
1
SO
2

600
848,5
Phải XL
2
CO
1200
56,5.10
3

Phải XL
3
CO

2

Không quy định
134,36.10
3

Không XL
4
NO
2

1020
232
Không XL
5
Bụi
240
7791
Phải XL
I.1.5. I.5.2.Tính cho lò nung:
 Lưu lượng khói thải: tính ở 120
0
C đổi sang ở điều kiện 0
0
C
+ Mùa hè: L
120
= 9,27 m
3
/s = 33372 m

3
/h, L
TC
=
120
273
.
273 120
L 

23182 m
3
/h
+ Mùa đông: L
120
= 8,96 m
3
/s = 32256 m
3
/h, L
TC
=
120
273
.
273 120
L 

22407 m
3

/h
Do tải lượng và lưu lượng khí thải thay đổi theo nhiệt độ theo cùng một phương
trình nên nồng độ của các chất độc hại là không thay đổi.
Lưu lượng khói thải trong cả hai mùa đều có 20000 < L < 100000 m
3
/h→k
p
=0,9
 Địa điểm xây dựng: Thuộc vùng nông thôn Hà Nội, k
v
=1,2
Dựa vào TCVN 6991-2001 đối với các chất khí độc hại, riêng đối với bụi dựa vào
tiêu chuẩn mới là TCVN 5939 -2005. So sánh với tiêu chuẩn, nếu nồng độ vượt quá tiêu
chuẩn thì bắt buộc phải xử lí trước khi thải ra môi trường xung quanh và ngược lại, nếu thấp
hơn hoặc bằng thì không cần phải xử lí. Xem xét trong cả hai mùa và lập thành bảng sau:
Đồ án MTKK và XLKT GVHD: PGS-TS: Nguyễn Quỳnh Hương
- 21 L£ ANH TUÊN 49 dt
MSSV: 6269 49
I.5.1.1. Xét trong mùa hè
Bảng 1-9: So sánh với TC thải cho mùa hè
TT
Chất ô nhiễm
C
max
=C.k
p
.k
v
(mg/m
3

)
Nồng độ
(mg/m
3
)
Kết luận
1
SO
2

540
1089
Phải XL
2
CO
1080
1100,9
Phải XL
3
CO
2

Không quy định
172,45.10
3

Không XL
4
NO
2

918
314
Không XL
5
Bụi
216
10
4

Phải XL
I.5.1.2. Xét trong mùa đông

Bảng 1-9: So sánh với TC thải cho mùa đông
TT
Chất ô nhiễm
C
max
=C.k
p
.k
v
(mg/m
3
)
Nồng độ
(mg/m
3
)
Kết luận

1
SO
2

540
1127
Phải XL
2
CO
1080
1139
Phải XL
3
CO
2

Không quy định
178,4.10
3

Không XL
4
NO
2

918
324,5
Không XL
5
Bụi

216
10,345.10
3

Phải XL
Đồ án MTKK và XLKT GVHD: PGS-TS: Nguyễn Quỳnh Hương
- 22 L£ ANH TUÊN 49 dt
MSSV: 6269 49
1.5.3. Kết luận
Nhìn vào bảng tổng hợp số liệu ta thấy có 2 thành phần SO
2
, CO
,
bụi là phải xử lí trước
khi xả ra môi trường xung quanh xét trong cả hai mùa.
I.6 KIỂM TRA CHIỀU CAO ỐNG KHÓI :
I.1.6. I.6.1.Tính ống khói lò điện
Chiều cao ống khói được tính theo biểu thức:
0,65.( )
e o m t
H H H H  

Trong đó:
H
m
:
Là độ nâng luồng khói do khí thải phụt ở t
o
=90
o

c.
H
t
:Là độ nâng của luồng khói do trênh lệch t
o
.
H
o
:Chiều cao thực tế của ống khói.
H
e
:chiều cao ống khí tính kiểm tra.
0,795. .
2,58
1
m
QV
H
V



Trong đó :
Q :Lượng khí thải (m
3
/phut) ở điều kiện t
o
=o
o
c.

V:Tốc độ phụt của khí thải,( m/s)
2
.
2
Q
V
d






1
1
2
1
.
2
Q
V
d





=
2
4,48

4,0
.
2




=0,356 (m/s)
2
2
2
2
.
2
Q
V
d





=
2
9,27
1,8
.
2





=3,64 (m/s)
Đồ án MTKK và XLKT GVHD: PGS-TS: Nguyễn Quỳnh Hương
- 23 L£ ANH TUÊN 49 dt
MSSV: 6269 49
1
0,795 268,8 0,356
2,58
1
0,356
m
H



=0,94 m
2
0,795. 556,2 3,64
2,58
1
3,64
m
H



=20,93 m
Độ nâng của luông khói do trênh lệch t
o

:
3
1
2,01.10 . .( 288)(2,3lg 1)
t
H Q T J
J

   

Trong đó :
T: nhiệt độ tuyệt đối của khí thải ,
o
k
J:Thông số hiệu chỉnh phụ thuộc vào nhiệt độ khí thải ,J được xác định như sau:
1
. 1460 296. 1
288
.
V
J
T
QV

  




1

1 0,356
. 1460 296. 1
363 288
268,8 0,356
J

  




=150,1
13
1
2,01 10 268,8 (363 288)(2,3lg150,1 1)
150,1
t
H

      
= 162,3 m
2
1 3,64
1460 296. 1
363 288
556,2 3,64
J

   





=33,1
23
1
2,01 10 556,2(363 288)(2,3lg33,1 1)
33,1
t
H

     
= 46,1 m
Chiều cao ống khói kiểm tra lò điện:
1 1 1 1
0,65.( )
e o m t
H H H H  
=50+0,65(0,94+162,3)=156,1 m
Chiều cao ống khói kiểm tra lò nung:
2 2 2 2
0,65.( )
e o m t
H H H H  
=48+0,65(20,93+46,1)=91,57 m
Xác định hệ số thải khí mà ống khói có khả năng phát tán : q
3
.10 .
e
q k H




Đồ án MTKK và XLKT GVHD: PGS-TS: Nguyễn Quỳnh Hương
- 24 L£ ANH TUÊN 49 dt
MSSV: 6269 49
Trong đó :
K : Hệ số đặc trưng theo quy định kiểm soát môi trương không khí của Nhật :
k=17,5
31
1
.10 .
e
q k H


=
-3
17,5 10 156,1
=27,3 (N.m
3
/h)
32
2
.10 .
e
q k H


=17,5.10

-3
.91,57=16,02 (N.m
3
/h)
Xác định hệ số phát thải theo yêu cầu (đối với khí SO
2
)
0,7.( ).
100
S
qF


( N.m
3
/h)
Trong đó :
S: Hàm lượng lưu huỳnh của nhiên liệu đốt,%
F: Lượng nhiên liệu đốt, kg/h
1
11
0,7.( ).
100
S
qF


=
0,7
0,7 ( ) 1890

100

=9,26 ( N.m
3
/h)

2
22
0,7.( ).
100
S
qF


=
0,7
0,7 ( ) 2567
100

=12,57 ( N.m
3
/h)
Ta thấy q
1
> q
’
1
; q
2
> q

’
2
thỏa mãn điều kiện phát thải

CHƢƠNG II: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC
CÔNG TRÌNH XỬ LÝ
II.1. LỰA CHỌN PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ
Có rất nhiều phương pháp xử lý các chất ô nhiễm khác nhau, đó là các phương
pháp: phương pháp hấp thụ, phương pháp hấp phụ, phương pháp đốt, phương pháp ngưng tụ,
phương pháp sinh học Tuy nhiên ở đây, với những chất ô nhiễm này ta quan tâm tới 3
phương pháp xử lý đầu tiên. Sơ bộ lựa chọn phương pháp đốt để xử lý CO và phương pháp
hấp thụ để xử lý SO
2
.
Đồ án MTKK và XLKT GVHD: PGS-TS: Nguyễn Quỳnh Hương
- 25 L£ ANH TUÊN 49 dt
MSSV: 6269 49
Để xử lý đạt hiệu quả cao thì trình tự xử lý các chất sao cho phải bổ sung cho nhau.
Để rõ hơn về điều đó thì phải biết được công nghệ xử lý của từng chất.
+ Với chất CO, biện pháp tối ưu và thông dụng nhất là dùng buồng đốt để đốt kiệt,
chuyển khí ban đầu thành khí CO
2
ít độc hại hơn .
+ Với SO
2
: cũng có rất nhiều phương pháp xử lý như: phương pháp hấp thụ bằng dung
dịch sữa vôi hay nước, phương pháp hấp phụ Tuy nhiên phương pháp thông dụng và phù
hợp nhất hiện nay là hấp thụ bằng sữa vôi. Trước khi khí thải từ lò đốt CO đến tháp hấp thụ
được làm mát để giảm nhiệt độ về nhiệt độ phù hợp. Như vậy trình tự xử lý như sau: CO 
SO

2
+ Với bụi: có hai phương pháp là dùng buồng lắng hoặc dùng thiết bị lọc bụi kiểu quán
tính
II.2. PHƢƠNG PHÁP XỬ LÍ KHÍ CO
Phương pháp xử lý CO được sử dụng là phương pháp thiêu đốt có buồng đốt, do
nhiệt độ khói sau nguồn thải là 250
0
C < 800
0
C nên để đốt được phải mồi bằng không khí và ở
nhiệt độ cháy được.
Ta cũng lưu ý CO là một khí có khả năng cháy nổ cao khi đạt được một giá trị nồng
độ nằm trong khoảng cháy nổ của nó là : 12% - 74% về thể tích, mà thể tích của CO trong
khói thải rất bé trong khi lưu lượng khói thải rất lớn, do đó nồng độ CO luôn nằm dưới giới
hạn nổ.
Khi đốt cháy CO cần quan tâm phương trình phản ứng như sau:
2CO + O
2
= 2CO
2
II.2.1.1. Tính toán lƣợng Ôxi cần thiết để đốt cháy khí CO
Từ phản ứng đốt cháy ở trên, lượng O
2
cần thiết để đốt cháy hoàn toàn 1m
3
CO
bằng 0,5 m
3
. Theo đầu bài lượng khí CO cần phải xử lý ở cả hai mùa tính cho một m
3

thể tích
khói thải.
*) Lò điện