TỔNG QUAN VỀ NGUỒN NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NH3

ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ GVHD: VÕ THỊ THU NHƯ
MỤC LỤC
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NGUỒN NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NH3...............................1
CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ THÁP MÂM XUYÊN LỖ.......................................................................12
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NGUỒN NGUYÊN
LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NH
3
1.1Tính chất
1.1.1 Amoniac là gì?
Thuật ngữ 'amôniăc' có nguồn gốc từ một liên kết hoá học có tên là 'clorua ammoni'
được tìm thấy gần đền thời thần Mộc tinh Ammon ở Ai Cập.Người đầu tiên chế ra
amôniăc nguyên chất là nhà hoá học Dzozè Prisly.Ông đã thực hiện thành công thí nghiệm
của mình vào năm 1774 và khi đó người ta gọi amôniăc là 'chất khí kiềm'.
1.1.2 Tính chất vật lí
Amôniăc là một chất không màu, mùi khai và xốc, nhẹ hơn không khí (Khối lượng
riêng D = 0,76g/l. Amôniăc hoá lỏng ở -34
o
C và hoá rắn ở -78
o
C. Trong số các khí,
amôniăc tan được nhiều nhất trong nước. Một lít nước ở 20
o
C hoà tan được 800 lít NH3.
Hiện tượng tan được nhiều giải thích do có tương tác giữa NH
3
và H
2
O, là những chất đều
có phân tử phân cực.
1.1.3 Tính chất hóa học
Sự phân huỷ như đã biết, phản ứng tổng hợp NH

3
là thuận nghịch. Điều này có
nghĩa, amôniăc có thể phân huỷ sinh ra các đơn chất N
2
và H
2
. Amôniăc phân huỷ ở nhiệt
độ 600 – 700
o
C và áp suất thường. Phản ứng phân huỷ là phản ứng thu nhiệt và cũng
thuận nghịch.
2NH
3
 3H
2
+ N
2
1.1.4 Tính bazo
SVTH: TRẦN VĂN BÉ BA-NGUYỄN PHÚC THỊNH TRANG 1
ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ GVHD: VÕ THỊ THU NHƯ
Nhúng hai đũa thuỷ tinh vào hai bình đựng dung dịch HCl đặc và dung dịch NH3
đặc sau đó đưa hai đầu đũa thủy tinh lại gần nhau thì sẽ thấy khói màu trắng. Khói màu
trắng là những hạt nhỏ của tinh thể muối amoni clorua . Chất này được tạo do hai khí HCl
và NH
3
hoá hợp với nhau theo phương trình phản ứng:
NH
3
+ HCl  NH
4

Cl
1.1.5 Tác dụng với O
2
Đốt amôniăc trong oxi, nó cháy với ngọn lửa màu vàng tươi NH
3
bị oxi hoá bởi oxi
tạo ra N
2
và H
2
O .
4NH
3
+ 3O
2
 2N
2
+ 6H
2
O + Q
Trong thí nghiệm hỗn hợp NH
3
và O
2
được dẫn đi qua ống đựng chất xúc tác Pt
nung nóng. Khí NO sinh ra, đi tới bình cầu là nơi có nhiệt độ thường, thì hoá hợp với trong
không khí tạo ra khí NO2 màu nâu đỏ.
NH
3
+ 5O

2
 4NO + 6H
2
O
NO
2
2NO + O
2
1.1.6 Tác dụng với khí Clor
Dẫn khí NH
3
vào bình khí Cl
2
, hỗn hợp khí tự bốc cháy tạo ra ngọn lửa có khói
trắng . Phương trình phản ứng:
2NH
3
+ 3Cl
2
 6HCl + N
2
Khói trắng là những hạt nhỏ tinh thể NH
4
Cl được tạo nên do HCl sau khi sinh ra
lại hoá hợp ngay với NH
3
: NH
3
+ HCl  NH
4

Cl .
1.1.7 Tính acid
Như ta đã biết NH
3
là một bazơ tuy nhiên nó còn là một acid:
Li
3
N(s)+ 2NH
3
(l)  3Li
+
(am) + 3 NH
2
−
(am)
NH
3
như là Ligand Tetraamminecopper(II), [Cu(NH
3
)
4
]
2
+
, có màu xanh dương đậm
khi thêm ammonia vào trong dung dịch muối đồng (II). Diamminesilver(I), [Ag(NH
3
)
2
]

+
,
được gọi là tác chất Tollens' reagent.
1.1.8 Điều chế
 Tổng hợp từ thiên nhiên:
Trong không khí có một lượng amôniăc không đáng kể sinh ra do quá trình phân rã
của động vật và thực vật.
NH3 được sản xuất từ N
2
trong không khí dưới xúc tác của các enzim nitrogenases.
SVTH: TRẦN VĂN BÉ BA-NGUYỄN PHÚC THỊNH TRANG 2
ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ GVHD: VÕ THỊ THU NHƯ
Trong cơ thể các động vật trong quá trình trao đổi chất sinh ra NH
3
và nó ngay lập
tức chuyển thành Urê.
 Tổng hợp hoá học
NH
3
được sản xuất bằng cách chưng cất than tạo muối amôni sau đó đem tác dụng
với vôi sống:
2 NH
4
Cl + 2 CaO  CaCl
2
+ Ca(OH)
2
+ 2 NH
3

Trong công nghiệp người ta điều chế NH
3
từ H
2
(được điều chế bằng nhiều cách
khác nhau) sau đó đem tác dụng với N
2
lấy từ không khí. Phản ứng xảy ra thuận nghịch
nên phải thêm xúc tác để cho sản phẩm và hiệu suất mong muốn
3H
2
+ N
2
 2 NH
3

1.2 Ứng dụng
a. Làm phân bón
NH3 được xem như là thành phần của phân bón. NH3 có thể được bón trực tiếp lên
ruộng đồng bằng cách trộn với nước tưới mà không cần thêm một quá trình hoá học nào.
NH3 tác dụng với acid (HCl, HNO
3
…) tạo muối là thành phần chính của phân bón
hoá học. Amôni Sunphat là một loại phân bón tốt. Amôni Nitrat cũng được sử dụng như
một loại phân bón và còn như một dạng thuốc nổ.
Khi cho amôniăc tác dụng với CO
2
ở nhiệt độ 180-200
o
C, dưới áp suất khoảng

200atm ta điều chế Urê (NH
2
)
2
CO là chất rắn màu trắng, tan tốt trong nước, chứa khoảng
46%N :
CO
2
+ 2NH
3
 (NH
2
)
2
CO + H
2
O
Trong đất dưới tác dụng của các vi sinh vật urê bị phân hủy cho thoát ra amoniac,
hoặc chuyển dần thành muối amonicacbonat khi tác dụng với nước:
(NH
2
)
2
CO + 2H
2
O  (NH
4
)
2
CO

3
b. Kỹ nghệ làm lạnh
NH
3
là chất thay thế CFCs, HFCs bởi vì kém độc và ít bắt cháy. Trong phòng thí
nghiệm và phân tích NH
3
được xem như là hỗn hợp khí chuẩn cho việc kiểm soát phát thải
môi trường, kiểm soát vệ sinh môi trường,các phương pháp phân tích dạng vết.
c. Kỹ nghệ điện tử
NH3 được sử dụng trong công nghệ sản xuất chất bán dẫn và một số vật liệu cao
cấp khác thông qua sự ngưng tụ silicon nitride (Si
3
N
4
) bằng phương pháp ngưng tự bốc hơi
hoá học: Chemical Vapor Deposition (CVD).
SVTH: TRẦN VĂN BÉ BA-NGUYỄN PHÚC THỊNH TRANG 3
ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ GVHD: VÕ THỊ THU NHƯ
d. Một số ứng dụng khác
NH
4
Cl được sử dụng trong công nghệ hàn, chế tạo thức ăn khô và trong y học…
NH
3
được sử dụng trong công nghiệp dầu khí, thuốc lá, và trong công nghệ sản xuất các
chất gây nghiện bất hợp pháp.
1.3 Độc tính
a. Độc tính của amôniăc
Trong phần này chúng tôi nói tới độc tính chung cho 3 dạng của amoniac:

• Khí amoniac (NH
3
).
• Khí amoniac hóa lỏng.
• Dung dich amoniac (NH
4
OH).
b. Đối với động vật thuỷ sinh
NH
3
được xem như là một trong những “kẻ giết giết hại” chính thế giới thuỷ sinh,
sự nhiễm độc NH
3
thường xảy ra đối với những hồ nuôi mới hoặc những hồ nuôi cũ nhưng
có mật độ nuôi lớn.
c. Triệu chứng
Cá thở dốc trên mặt nước, mang cá bị tím hoặc đỏ bầm, Cá bị hôn mê và mất phản
xạ, Cá bị chết chìm ở đáy nước, Cá bị ghẻ xước ở vây hoặc cơ thể.
 Đối với người: Khi hít phải hoặc tiếp xúc trực tiếp với NH
3
. Thở khó, ho, hắt
hơi khi hít phải, Cổ họng bị rát, mắt, môi và mũi bị phỏng, tầm nhìn bị hạn chế, Mạch máu
bị giảm áp nhanh chóng, Da bị kích ứng mạnh hoặc bị phỏng.Trong một số trường hợp nếu
hít phải NH
3
nồng độ đậm đặc có thể bị ngất, thậm chí bị tử vong.
 Nhiễm độc cấp tính: Nồng độ khí NH
3
trên 100 mg/m
3

gây kích ứng đường
hô hấp rõ rệt.Trị số giới hạn cho phép làm việc với đủ phương tiện phòng hộ trong một giờ
là từ 210-350 mg/m
3
.
1.4Cấp cứu và điều trị
Trong trường hợp hít phải NH3 cần đưa nhanh nạn nhân ra khỏi môi trường độc
hại, cho nằm nghỉ, thở oxi, điều trị triệu chứng; quan sát y học liên tục 24giờ trở lên để
phát hiện các biến đổi hô hấp.
Trường hợp bị ô nhiễm da cần nhanh chóng rửa sạch bằng nước hoặc dung dịch có
tác dụng trung hòa để bảo vệ da, điều trị triệu chứng.Trường hợp bị ô nhiễm mắt phải khẩn
trương rửa mắt thật kỹ.
1.5 Các vấn đề môi trường liên quan đến NH
3
- Trong quá trình nuôi tôm ,cá, các quá trình xử lý nước thải: nước thải, khí thải và
bùn do phân hữu cơ, xác động vật, xác(vỏ) tôm sau khi tiêu hoá thức ăn thì chúng được
SVTH: TRẦN VĂN BÉ BA-NGUYỄN PHÚC THỊNH TRANG 4
ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ GVHD: VÕ THỊ THU NHƯ
thải ra trong điều kiện kỵ khí dưới sự tác dụng của vi khuẩn trong nước xuất hiện H2S,
NH3, CH4 … các chất này rất độc cho ao nuôi và các động vật thuỷ sinh.
- Các trường học trước đây thường không quan tâm đến vấn đề vệ sinh môi trường
trong việc thiết kế và vận hành các nhà vệ sinh (ô nhiễm NH
3
trầm trọng) gây ảnh hưởng
đến sức khoẻ và tâm sinh lý của học sinh.
- Các vụ rò rĩ khí NH
3
từ các nhà máy phân bón, SX nước đá, đông lạnh… cũng ảnh
hưởng lớn đến sức khoẻ công nhân và cộng đồng xung quanh....
a. Nguồn phát thải

 Làm phân bón.
 Kỹ nghệ làm lạnh.
 Kỹ nghệ điện tử.
 NH
4
Cl được sử dụng trong công nghệ hàn.
 NH
3
được sử dụng trong công nghiệp dầu khí, thuốc lá, và trong công
nghệ sản xuất các chất gây nghiện bất hợp pháp.
b. Các cộng nghệ xử lý:
 Xử lý hoá học
Dựa vào tính chất hoá học của NH3 ta có thể xử lý NH
3
bằng các phun các dung
dịch acid loãng (HCl, H
2
SO
4
..) để hấp thụ hoá học NH
3
.
2NH
3
+ H
2
SO
4
= (NH
4

)
2
SO
4
 Xử lý sinh học
Bể sinh học màng vi lọc (MBR) xử lý nitơ, ammonia trong nước thải. Việc khử chất
ô nhiễm này chỉ thực hiện duy nhất một quá trình là khử nitrit. “Quá trình này gồm hai giai
đoạn chính đó là giai đoạn nitrit hóa bán phần và khử nitrit thông qua hệ thống màng vi
lọc”.Trong đề tài “ Bước đầu nghiên cứu phân lập vi khuẩn có khả năng sử dụng NH
3
, H
2
S
trong khí thải như là nguồn cơ chất để dinh dưỡng” sử dụng chủng vi khuẩn arthobacter
cho việc xử lý NH
3
.
Xử lý NH
3
bằng hồ tuỳ tiện có thêm các chất trao đổi ion như Zeolit. NH
3
là một khí
độc, và cũng là một khí có nhiều ứng dụng trong kỹ nghệ.Tuy nhiên so với những chất khí
thải khác thì NH3 ít độc hại và xử lý tương đối đơn giản. Vấn đề quan trọng là trong kỹ
thuật làm lạnh chúng ta cố gắng hạn chế tối đa sự cố môi trường xảy ra, đồng thời luôn có
biện pháp đối phó để giảm thiểu thiệt hại và ảnh hưởng môi trường xung quanh.
 Xử lý cơ học
Nhờ vào khả năng hoà tan tốt trong H
2
O, Khi sự cố môi trường xảy ra (rò rĩ khí

amoniac) thì biện pháp đơn giản nhất đó là cách ly người dân và phun nước pha loãng.
SVTH: TRẦN VĂN BÉ BA-NGUYỄN PHÚC THỊNH TRANG 5
ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ GVHD: VÕ THỊ THU NHƯ
1.6Các loại tháp hấp thụ
1.6.1 tháp đĩa
a. Tháp đĩa có ống chảy chuyền
1. Tháp mâm chóp
Tháp đĩa thường cấu tạo gồm thân hình trụ thẳng đứng, bên trong có đặt các tấm
ngăn (đĩa) cách nhau một khoảng nhất định. Trên mỗi đĩa hai pha chuyển động ngược hoặc
chéo chiều:lỏng từ trên xuống (hoặc đi ngang), khí đi từ dưới lên hoặc xuyên qua chất lỏng
chảy ngang; ở đây tiếp xúc pha xảy ra theo từng bậc là đĩa.Tùy thuộc cấu tạo của đĩa chất
lỏng trên đĩa có thể là khuấy lý tưởng hay là dòng chảy qua. Trên đĩa có cấu tạo đặc biệt để
lỏng đi từ đĩa trên xuống đĩa dưới theo đường riêng gọi là ống chảy chuyền, đĩa cuối cùng
ống chảy chuyền ngập sâu trong khối chất lỏng đáy tháp tạo thành van thủy lực ngăn
không cho khí (hơi hay lỏng) đi theo ống lên đĩa trên.
Pha khí (hơi hay lỏng) xuyên qua các lỗ, khe chóp, khe lưới,hay khe xupap sục vào
pha lỏng trên đĩa. Để phân phối đều chất lỏng người ta dùng tấm ngăn điều chỉnh chiều cao
mức chất lỏng trên đĩa.
+ Ưu điểm: Hiệu suất truyền khối cao, hoạt động ổn định, làm việc với chất lỏng
bẩn, ít tiêu hao năng lượng.
+ Nhược điểm: cấu tạo hức tạp, trở lực lớn, nặng.
SVTH: TRẦN VĂN BÉ BA-NGUYỄN PHÚC THỊNH TRANG 6
ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ GVHD: VÕ THỊ THU NHƯ
2. Tháp mâm lỗ
Tháp đĩa lưới hình trụ, bên trong có nhiều đĩa, có
lỗ tròn, hoặc rảnh. Chất lỏng chảy từ trên xuống qua
các ống chảy chuyền. Khi đi từ dưới lên qua các lỗ
hoặc rảnh đĩa. Đĩa có thể lấp cân bằng hoặc xuyên
một góc với độ dóc 1/45- 1/50.
+ Ưu điểm: chế tạo đơn giản, vệ sing dễ dàng, trở lực ít hơn tháp chớp, ít tốn kim

loại hơn tháp chớp.
+ Nược điểm: yêu cấu lấp đặt cao, mâm lấp phải rất phẳn.
b. Tháp đĩa không có ống chảy chuyền
Trong trường hợp này khí và lỏng cùng chảy
qua một lỗ trên đĩa, vì vậy không có hiện
tượng giảm chiều cao chất lỏng trên đĩa như
trong các loại tháp có ống chảy chuyền, và tất
cả bề mặt đĩa dều làm việc, nên hiệu quả của
đĩa cao hơn. Vì vậy trong những năm gần đây
loại tháp này được sử dụng rộng rải.
Tháp đĩa không có ống chảy chuyền cũng có
nhiều loại nhưng chủ yếu có hai loại: đĩa lỗ
và đĩa rảnh. Đĩa lỗ được cấu tạo bởi các tấm
ngăn và tấm phẳng, trên có nhiều lỗ tròn
được bố trí đều. Lỗ có đường kính 2-8mm
phụ thuộc vào chất lỏng. Tháp đĩa rãnh là đĩa
gồm nhiều thanh hoặc là nhiều ống ghép lại
với nhau tạo thành các khe hở 3-4mm . ngoài ra đĩa còn có cấu tạo hình sống, trên có lỗ.
Các sống gần nhau hợp thành góc 90
0
. Hơi đi từ dưới lên qua lỗ ở phần sống lồi, còn lỏng
đi từ trên xuống qua phần sống lõm.
SVTH: TRẦN VĂN BÉ BA-NGUYỄN PHÚC THỊNH TRANG 7
ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ GVHD: VÕ THỊ THU NHƯ
1.6.2 Tháp phun
Loại này gồm thân và 1 ống vòi phun 2.
Những hạt chất lỏng sẻ được phun ra và tiếp
xúc với dòng khí đi từ dưới lên và quá trình
hấp thụ xảy ra. Loại thiết bị này không phù
hợp với các loại khí khó hoà tan.

Ngoài ra còn có những loại hấp thu cơ
học. Chất lỏng bắn ra trong các phễu, ở đó khí
sẻ đươc tiếp xúc với chất lỏng và có quá trình
hấp thụ. Khí chuyển động qua thiết bị theo đường ngoằn ngoèo giữa các bậc. Chất lỏng
chảy từ trên xuống và lấy ra ở đáy. Bộ phận bắn tung chất lỏng được gắn vào một trục
quay, có tác dụng trì hoãn sự chảy của chất lỏng trong phễu, tạo khả năng tiếp xúc tốt với
pha khí.
+ Ưu điểm: Tháp hấp thụ rỗng được thiết kế để dòng khí chuyển động theo tuyến
đặc biệt và vòi phun đặt dọc theo chiều cao tháp có thể đạt hiệu quả hấp thụ rất cao.
+ Khuyết điểm: yêu cấu lấp đặt cao, mâm lấp phải rất phẳn.
SVTH: TRẦN VĂN BÉ BA-NGUYỄN PHÚC THỊNH TRANG 8
ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ GVHD: VÕ THỊ THU NHƯ
1.6.3 Tháp đệm
Cấu tạo gồm: thân tháp rỗng bên trong đổ đầy đệm làm từ vật liệu khác nhau (gỗ,
nhựa, kim loại, gốm,..) với những hình dạng khác nhau (trụ, cầu, tấm, yên ngựa, lò xo,.. );
lưới đỡ đệm, ống dẫn khí và lỏng vào ra. Để phân phối đều lỏng lên khối đệm chứa trong
tháp, người ta dùng bộ phận phân phối dạng: lưới phân phối (lỏng đi trong ống – khí ngoài
ống; lỏng và khí đi trong cùng ống); màng phân phối, vòi phun hoa sen (dạng trụ, bán cầu,
khe); bánh xe quay (ống có lỗ, phun quay, ổ đỡ);...
Các phần tử đệm được đặc trưng bằng: đường kính d, chiều cao h, bề dày δ. Đối với
đệm trụ, h = d chứa được nhiều phần tử nhất trong 1 đơn vị thể tích.
- Khối đệm được đặc trưng bằng các kích thước: bề mặt riêng a (m2/m3); thể tích tự do ε
(m3/m3); đường kính tương đương d(tđ) = 4r(thủy lực) = 4.S/n = 4 ε/a; tiết diện tự do S
(m2/m3).
Khi chọn đệm cần lưu ý: thấm ướt tốt chất lỏng; trở lực nhỏ, thể tích tự do và và tiết
diện ngang lớn; có thể làm việc với tải trọng lớn của lỏng và khí khi ε và S lớn; khối lượng
riêng nhỏ; phân phối đều lỏng; có tính chịu ăn mòn cao, rẻ tiền, dễ kiếm... Để làm việc với
chất lỏng bẩn nên chọn đệm cầu có khối lượng riêng nhỏ.
Ưu – nhược điểm - ứng dụng
+Ưu: cấu tạo đơn giản; trở lực theo pha khí (hoạt động ở chế độ màng/quá độ) nhỏ.

+Nhược: hoạt động kém ổn định, hiệu suất thấp; dễ bị sặc; khó tách nhiệt, khó thấm
ướt.
+Ứng dụng:
- Dùng trong các trường hợp năng suất thấp: tháp hấp thụ khí, tháp chưng cất,...
- Dùng trong các hệ thống trở lực nhỏ (như hệ thống hút chân không,...).
SVTH: TRẦN VĂN BÉ BA-NGUYỄN PHÚC THỊNH TRANG 9
ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ GVHD: VÕ THỊ THU NHƯ
1.6.4 Tháp màng
Bề mặt tiếp xúc pha là bề mặt chất lỏng chảy thành màng theo bề mặt vật rắn
thường là thẳng đứng. Bề mặt vật rắn có thể là ống, tấm song song hoặc đệm tấm.
a. Tháp màng dạng ống:
Có cấu tạo tương tự thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống
chùm, gồm có ống tạo màng được giữ bằng hai vĩ ống ở hai
đầu, khoảng không giữa ống và vỏ thiết bị để tách khi cần
thiết. Chất lỏng chảy thành màng theo thành ống từ trên
xuống, chất khí (hơi) đi theo khoảng không gian trong màng
chất lỏng từ dưới lên.
SVTH: TRẦN VĂN BÉ BA-NGUYỄN PHÚC THỊNH TRANG 10
ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ GVHD: VÕ THỊ THU NHƯ
b. Tháp màng dạng tấm phẳng:
Các tấm đệm đặt ở dạng thẳng đứng được làm từ những vật liệu khác nhau (kim
loại, nhựa, vải căng treo trên khung...) đặt trong thân hình trụ. Để đảm bảo thấm ướt đều
chất lỏng từ cả 2 phía tấm đệm ta dùng dụng cụ phân phối đặc biệt có cấu tạo răng cưa.
c. Tháp màng dạng ống khi lỏng và khí đi cùng chiều:
Cũng có cấu tạo từ các ống cố định trên 2 vỉ, khí đi qua thân gồm các ống phân
phối tương ứng đặt đồng trục với ống tạo màng. Chất lỏng đi vào ống tạo màng qua khe
giữa 2 ống. Khi tốc độ khí lớn sẽ kéo theo chất lỏng từ dưới lên chuyển động dưới dạng
màng theo thành ống tạo màng. Khi cần tách nhiệt có thể cho tác nhân lạnh đi vào khoảng
không gian giữa vỏ và ống. Để nâng cao hiệu suất người ta dùng thiết bị nhiều bậc giống
nhau.

-Thủy động lực trong thiết bị dạng màng:
+ Khi Re < 300 – chảy màng , bề mặt pha nhẵn trơn
+ Khi 300 < Re < 1600 – chảy màng bắt đầu có gợn sóng
+ Khi Re > 1600 – chảy rối
Khi có dòng khí chuyển động ngược chiều sẽ ảnh hưởng lớn đến chế độ chảy
của màng. Khi đó, do lực ma sát giữa khí và lỏng sẽ có cản trở mạnh của dòng khí làm bề
dày màng tăng lên, trở lực dòng khí tăng. Tiếp tục tăng vận tốc dòng khí sẽ dẫn đến cân
bằng giữa trọng lực của màng lỏng và lực ma sát và dẫn đến chế độ sặc (nhiều khi pha khí
chỉ 3-6m/s đã xảy ra sặc). Khi tốc độ vượt qua tốc độ sặc sẽ làm kéo chất
lỏng theo pha khí ra ngoài.
- Ưu và nhược điểm của tháp màng:
+ Ưu:
- trở lực theo pha khí nhỏ.
- có thể biết được bề mặt tiếp xúc pha (trong trường hợp chất lỏng chảy thành màng).
- có thể thực hiện trao đổi nhiệt.
+ Nhược:
- năng suất theo pha lỏng nhỏ.
- cấu tạo phức tạp, khi vận hành dễ bị sặc.
+ Ứng dụng:
- trong phòng thí nghiệm
- trong trường hợp có năng suất thấp
- trong những hệ thống cần trở lực thấp (hệ thống hút chân không,...)
CHƯƠNG 2: SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ
Thiết minh quy trình công nghệ:
SVTH: TRẦN VĂN BÉ BA-NGUYỄN PHÚC THỊNH TRANG 11
ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ GVHD: VÕ THỊ THU NHƯ
Khí xử lý khí NH
3
được lấy từ các nhà máy sản xuất phân bón , sản xuất phân Ure, sẽ
được thu lại rồi sau đó dùng quạt thổi khí vào tháp hấp thụ (tháp mâm xuyên lỗ). Dung

dịch dùng hấp thụ là nước. Tháp hấp thụ làm việc nghịch chiều: nước được bơm lên bồn
cao vị mục đích là để ổn định lưu lượng, từ đó cho vào tháp từ trên đi xuống, hỗn hợp khí
được thổi từ dưới lên và quá trình hấp thụ xảy ra.
Hấp thụ xảy ra trong đoạn tháp có bố trí các mâm. Hỗn hợp khí trơ đi ra ở đỉnh tháp
sẽ được cho đi qua ống khói để phát tán khí ra ngoài không gây ảnh hưởng đến công nhân.
Dung dịch sau hấp thụ ở đáy tháp được cho ra bồn chứa. Tại đây, dung dịch lỏng này
sẽ được xử lỳ để sao cho nồng độ của nước thải đạt được nồng độ cho phép để có thể thải
ra môi trường.
CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ THÁP MÂM
XUYÊN LỖ
3.1Số liệu thiết kế ban đầu
SVTH: TRẦN VĂN BÉ BA-NGUYỄN PHÚC THỊNH TRANG 12
ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ GVHD: VÕ THỊ THU NHƯ
- Năng suất lò hơi 5000 m
3
/h.
- Nhiệt độ đầu vào của tháp 30
o
C.
- Nhiệt độ ra 30
o
C.
- Áp suất khí thải: p = 1atm = 760mmHg.
3.2Tính toán các số liệu thiết kế
3.2.1 Sơ đồ cân bằng vật chất của tháp mâm xuyên lỗ
DÒNG KHÍ RA DÒNG LỎNG VÀO
G, G
tr
, y
r

L, L
tr
, x
v
, X
v
DÒNG KHÍ VÀO DÒNG LỎNG RA
G, G
tr
, y
v
L, L
tr
, x
r
, X
r
Ý nghĩa các kí hiệu tính toán:
X
v
- Tỷ số mol khí trong dòng lỏng vào tháp hấp thụ ( kmolNH
3
/kmolH
2
O ).
X
r
- Tỷ số mol khí trong dòng lỏng ra tháp hấp thụ ( kmolNH
3
/kmolH

2
O ).
Y
v
- Tỷ số mol khí trong hỗn hợp khí thải vào tháp hấp thụ (kmolNH
3
/kmolkk ).
Y
r
- Tỷ số mol khí trong hỗn hợp khí thải ra tháp hấp thụ (kmolNH
3
/kmolkk ).
x
v
- Phần mol khí trong pha lỏng đi vào tháp hấp thụ (kmolNH
3
/kmolhh ).
x
r
- Phần mol khí trong pha lỏng ra khỏi tháp hấp thụ (kmolNH
3
/kmolhh ).
y
v
- Phần mol khí trong dòng khí khi đi vào tháp hấp thụ (kmolNH
3
/kmolhh ).
y
r
- Phần mol khí trong dòng khí khi đi ra tháp hấp thụ (kmolNH

3
/kmolhh ).
G - Suất lượng hỗn hợp khí ( kmolhh/h ).
G
tr
-Suất lượng khí trơ (kmoltrơ/h ).
L - Suất lượng nước (kmolH
2
O/h ) .
L
tr
- Suất lượng cấu tử lỏng trơ (kmoltrơ/h ).
3.2.2 Đường cân bằng
( tra sổ tay qttb tập 2)
SVTH: TRẦN VĂN BÉ BA-NGUYỄN PHÚC THỊNH TRANG 13

THÁP HẤP THU
ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ GVHD: VÕ THỊ THU NHƯ
Y* =
Với m =
Trong đó:
H là hằng số Henry phụ thuộc vào nhiệt độ của chất khí, mmHg
P áp suất của khí đang xét, mmHg
Ở nhiệt độ t = 30
o
C
H×10
-6
= 0.00241 mmHg
P = 760 mmHg

 m = 0.00241×10
-6
÷ 760 = 3.17
 Đường cân bằng của NH
3
ở 30
o
C có dạng Y
*
=
X 0 0.0002 0.0006 0.001 0.0014
Y
*
0 0.000634 0.0019 0.003163 0.004425
 Phương trình đường làm việc tương đương có dạng: Y
*
= 3.16×X+10
-6
3.2.3 Đường cân bằng vật chất
3.2.3.1 Tính cho 1m
3
SVTH: TRẦN VĂN BÉ BA-NGUYỄN PHÚC THỊNH TRANG 14