thiết kế hệ thống xử lý khí thải nồi hơi công suất 100m3 hơi/h sử dụng than đá

Đồ án môn học xử lý chất thải-Xử lý khí thải nồi hơi đốt than
GVHD:PGS.TS Nguyễn Phước Dân 1 SVTH:Phạm Hồng Hải
THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ KHÍ THẢI NỒI HƠI CÔNG
SUẤT 100M
3
HƠI/H SỬ DỤNG THAN ĐÁ
Chương I:Yêu cầu thiết kế
I.1.Số liệu đầu vào
-Công suất nồi hơi:100 m
3
hơi/h
-Nhiệt độ khí thải:150°C [1]
-Nồng độ SO
2
:500-1333 mg/m
3

-Nồng độ bụi:200-1500 mg/m
3

-Nồng độ CO:50-150 mg/m
3

-Lưu lượng khí thải đầu vào
273
273
))1((
20
t
VVBV
oo

+
−+=
α
,m
3
/h
Trong đó: B-lượng than đá đốt trong 1 giờ,kg/h

20
o
V
-khói sinh ra khi đốt 1 kg than,m
3
/kg
lấy
20
o
V
=7,5 m
3
/kg
α-hệ số thừa không khí(α=1,25-1,53)
lấy α=1,25
V
o
-lượng không khí cần để đốt 1 kg than,m
3
/kg
lấy V
o

=7,1 m
3
/kg
t-nhiệt độ khí thải,°C
lấy t=150°C
Nguồn[1]
Tính toán lượng than đốt trong 1 giờ
Nhiệt lượng cần tiêu tốn để làm bay hơi 1 tấn nước ở 30°C(xem nước bay hơi ở
100°C)
Q=MC
∆
t,J
Trong đó: C-nhiệt dung riêng của nước,J/kg.K
M-khối lượng nước cần bay hơi,kg
Đồ án môn học xử lý chất thải-Xử lý khí thải nồi hơi đốt than
GVHD:PGS.TS Nguyễn Phước Dân 2 SVTH:Phạm Hồng Hải

∆
t-hiệu số giữa nhiệt độ cuối và đầu,°C
Q=1000*4200*(100-30)=294*10
6
J=294*10
3
=70237,47 kcal
Than An-tra-xit có nhiệt lượng là 6810 kcal/kg(Nguồn[4])
⇒lượng than đá cần dùng là
m=Q/6810=70237,47/6810=10,314 kg/tấn hơi
⇒lượng than cần để bay hơi 100 tấn nước trong 1 giờ là:10,314*100=1031,4 kg/h
Vậy B=1031,4 kg/h
V=1031,4(7,5+(1,25-1)7,1)

273
150273 +
=14822,4 m
3
/h=4,117 m
3
/s
I.2.Số liệu đầu ra
Khí thải sau khi xử lý cần đạt QCVN 19:2009/BTNMT_Quy chuẩn kỹ thuật quốc
gia về khí thải công nghiệp đối với bụi và các chất vô cơ)
Giá trị giới hạn ở cột A áp dụng cho các cơ sở đang hoạt động
Giá trị giới hạn ở cột B áp dụng cho tất cả các cơ sở kể từ ngày cơ quan quản lý
môi trường quy định. Được trích ở bảng sau:
Chất ô nhiễm Nồng độ C (mg/Nm
3
)
A B
Bụi 400 200
CO 1000 1000
SO
2
1500 500
NO
x
1000 850
Nếu so với quy chuẩn khí thải sau xử lý đạt chất lượng loại B thì hàm lượng SO
2

và bụi vượt quá giới hạn cho phép nên cần xử lý hai thành phần này.
I.3. Đề xuất và thuyết minh quy trình công nghệ

I.3.1. Đề xuất quy trình công nghệ xử lý
Xử lý bụi
Các loại than đá được sử dụng ở TP.Hồ Chí Minh đa số là than An-tra-xit.Các kết
quả nghiên cứu đã cho thấy tỷ lệ phân bố các loại hạt bụi ở các đường kính trung
bình trong khí thải nồi hơi đốt than như sau:
Đồ án môn học xử lý chất thải-Xử lý khí thải nồi hơi đốt than
GVHD:PGS.TS Nguyễn Phước Dân 3 SVTH:Phạm Hồng Hải
D
tb
(µm)
0-10 10-20 20-30 30-40 40-50 50-60 60-86 86-100 >100
% 3 3 4 3 4 3 7 6 67

(Nguồn[1])
Với kết quả nghiên cứu trên kết hợp với bảng sau:
Bảng:Các thông số đặc trưng của thiết bị thu hồi bụi khô
STT Dạng thiết bị Năng suất
tối
đa(m
3
/h)
Hiệu quả
xử lý
Trở lực(Pa) Giới hạn
nhiệt
độ(°C)
1 Buồng lắng Không giới
hạn
(>50µm)80-
90%

50-130 350-550
2 Xiclon 85000
(10µm)50-
80%
250-1500 350-550
3 Thiết bị gió xoáy 30000
(2µm)90%
đến 2000 đến 250
4 Xiclon tổ hợp 170000
(5µm)90%
750-1500 350-450
5 Thiết bị lắng quán
tính
127500
(2µm)90%
750-1500 đến 400
6 Thiết bị thu hồi bụi
động
42500
(2µm)90%
đến 400
(Nguồn[2])
ta sử dụng buồng lắng bụi để lắng các hạt bụi có kích thước >100µm,sau đó dòng
khí được dẫn qua xiclon để xử lý tiếp các hạt nhỏ hơn.
Xử lý SO
2

Trong các thiết bị dùng cho phương pháp hấp thụ thì dung dịch hấp thụ được sử
dụng có thể là nước hoặc dung dịch hoá học như dung dịch kiềm,dung dịch sữa
vôi…nếu dùng dung dịch hoá học thì hiệu suất hấp thụ các chất ô nhiễm sẽ cao

nhưng đắt tiền.Dùng nước thì rẻ tiền và anh toàn cho thiết bị nhưng hiệu suất hấp
thụ các chất ô nhiễm dạng khí sẽ kém hiệu quả hơn.
Đồ án môn học xử lý chất thải-Xử lý khí thải nồi hơi đốt than
GVHD:PGS.TS Nguyễn Phước Dân 4 SVTH:Phạm Hồng Hải
Do dòng khí thải chứa thành phần ô nhiễm chính là SO
2
nên dung dịch hấp thụ
được chọn là dung dịch Ca(OH)
2
vì các ưu điểm sau:
-Chất thải thứ cấp của nó được đưa về dạng thạch cao không gây ô nhiễm thứ cấp
cho nguồn nước và có thể tách ra khỏi nước đem chôn lấp an toàn
-Là loại dung dịch rẻ tiền,dễ kiếm
-Tính ăn mòn thiết bị yếu,ít gây nguy hại cho thiết bị xử lý
-Dung dịch này ngoài nhiệm vụ hấp thụ SO
2
còn có tác dụng làm nguội khí thải
đáp ứng tiêu chuẩn về nhiệt độ khí thải đầu ra của ống khói
Tháp hấp thụ được chọn là tháp đệm vì dòng khí có chứa bụi và tạo được bề mặt
tiếp xúc lớn nên tháp sẽ có kích thước nhỏ,kinh tế hơn.Vật liệu đệm là vòng sứ với
ưu điểm là chịu được môi trường ăn mòn tốt và chịu được nhiệt độ cao,ngoài ra
còn có tác dụng kết dính bụi trong khí thải vào dung dịch hấp thụ sau đó được tách
ra ở dạng cặn trong bể lắng.
I.3.2.Thuyết minh quy trình công nghệ
Sơ đồ xử lý khí thải nồi hơi đốt than đề xuất như sau:



Bể trộn
dung dịch

sữa vôi
Bể
lắng
Tháp hấp thụ
Buồng
lắng
X ic lo n
Ống khói
Nước thải
một phần thải
bỏ
Dd Ca(OH)
2

mới
Cặn
Môi
trường
Khí thải
Nước thải
Bụi
Bụi
Nước
bổ sung
Khí thải
Ca(OH)
2

Nước
thải

tuần
hoàn
Đồ án môn học xử lý chất thải-Xử lý khí thải nồi hơi đốt than
GVHD:PGS.TS Nguyễn Phước Dân 5 SVTH:Phạm Hồng Hải


Khí thải sau khi được thu gom bằng chụp hút sẽ được dẫn qua buồng lắng để thu
hồi bụi có kích thước lớn.Dòng khí sau khi qua buồng lắng sẽ được dẫn qua xiclon
thu hồi bụi có kích thước nhỏ hơn.Dòng khí sau khi qua xiclon sẽ được dẫn vào
tháp hấp thụ.Khí thải được đưa vào tháp từ dưới lên,dung dịch hấp thụ được đưa
lên trên thân trụ và được đĩa phân phối đều lên lớp vật liệu đệm.Dòng khí đi từ
dưới lên,dòng lỏng từ trên xuống qua lớp đệm cả hai tiếp xúc nhau và xảy ra quá
trình hấp thụ.Dung dịch SO
2
lắng xuống đáy tháp và được đưa đến bể xử lý.Khí ra
ở đỉnh tháp được thải ra ngoài qua ống khói cao.
Dung dịch sau khi qua tháp hấp thụ được sử dụng tuần hoàn.Theo thời gian,dung
dịch giảm dần pH và chứa nhiều cặn.Nước thải này được dẫn đến bể lắng để tách
bụi và các tinh thể thạch anh.Sau đó được dẫn đến bể trộn dung dịch sữa vôi.Khi
bổ sung dung dịch mới,một lượng dung dịch cũ sẽ được thải bỏ.Dung dịch mới lại
được bơm vào tháp.
Chương II:Tính toán và thiết kế
II.1.Tính toán và thiết kế buồng lắng bụi
-Diện tích mặt cắt ngang của buồng lắng
F=BH=V/u,m
2

Trong đó: u-tốc độ dòng khí đi qua thiết bị,m/s
B-chiều rộng buồng lắng,m
H-chiều cao buồng lắng,m

V-lưu lượng khí đi qua buồng lắng,m
3
/s
-Lưu lượng khí thải:
4,14822
273
150273
)1,7)125,1(5,7(4,1031 =
+
−+=V
m
3
/h=4,117 m
3
/s
-Thông thường,vận tốc tối đa của dòng khí trong buồng lắng bụi là u=3m/s,nhưng
được áp dụng phổ biến nhất và đảm bảo nhất là u=0,3m/s
Suy ra f=BH=4,117/0,3=13,72m
2

Đồ án môn học xử lý chất thải-Xử lý khí thải nồi hơi đốt than
GVHD:PGS.TS Nguyễn Phước Dân 6 SVTH:Phạm Hồng Hải
-Chiều rộng,chiều dài và chiều cao buồng lắng
Sau khi xác định tiết diện ngang f ta tự chọn chiều rộng buồng lắng B thì tìm được
chiều cao buồng lắng H và ngược lại.
-Thời gian lưu của dòng khí
τ
l
=l/u,s
Trong đó: τ

l
-thời gian lưu,s
l-chiều dài buồng lắng,m
u-vận tốc dòng khí qua buồng lắng,m/s
-Thời gian lắng của bụi
τ
o
=H/ω
o
,s
Trong đó: τ
o
-thời gian lắng,s
H-chiều cao buồng lắng,m
ω
o
-tốc độ lắng,m/s

Muốn thiết bị lắng thực hiện quá trình phân riêng được tốt,thì điều kiện cần thiết
là:
τ
l
≥τ
o
do đó:H≤Lω
o
/u
Ta có:ρ
b
=1600 kg/m

3
(Nguồn[3])
Khối lượng riêng của khí:
ρ
k
=1.293
834,0
150273
273
293,1
273
273
=
+
=
+ t
kg/m
3

Trong đó: 1,293-khối lượng riêng khí ở 0°C và 760 mmHg,kg/m
3
t-nhiệt độ khí thải,°C
-Vận tốc lắng của bụi:
ω
o
=
µ
ρρ
18
)(

2
gd
kb
−

Trong đó: ρ
b
-khối lượng riêng của bụi,kg/m
3

ρ-khối lượng riêng của khí,kg/m
3

Đồ án môn học xử lý chất thải-Xử lý khí thải nồi hơi đốt than
GVHD:PGS.TS Nguyễn Phước Dân 7 SVTH:Phạm Hồng Hải
g-gia tốc trọng trường,m/s
2

d-đường kính hạt bụi,m
µ-độ nhớt động học của khí,Pa.s
2
3
273
273







+
+
=
T
CT
C
o
µµ

Trong đó: µ
o
-độ nhớt khí ở 0°C,Pa.s
C-hằng số trong phương trình độ nhớt
T-nhiệt độ khí thải,°K
⇒µ=
2
3
6
273
150273
124)150273(
124273
10*3,17






+

++
+
−
=24,217*10
-6
Pa.s
Vậy ω
o
=
09,0
10*217,24*18
)10*50(*81,9*)834,01600(
6
26
=
−
−
−
m/s
Kiểm tra Re
Re=
⇒<==
−
−
2,0155,0
10*217,24
10*50*09,0*834,0
6
6
µ

ωρ
d
ok
chế độ lắng dòng
⇒C
d
=24/Re=24/0,155=154,84
Tính lại vận tốc lắng
ω
o
=
0899,0
84,154*834,0*3
)834,01600(*10*50*81,9*4
3
)(4
6
=
−
=
−
−
dk
kb
C
gd
ρ
ρρ
m/s
Vậy ω

o
=0,09 m/s
-Bề mặt lắng cần thiết
Bl=V/ω
o
=4,117/0,09=45,74 m
2

Tóm lại ta được: H≤0,3l
Bl=45,74 m
2

BH=13,72 m
2

Chọn B=6 m⇒l=7,6 m;H=2,28 m
Kiểm tra:0,3l=2,28 m=H⇒thỏa
-Bề mặt lắng cần thiết
Đồ án môn học xử lý chất thải-Xử lý khí thải nồi hơi đốt than
GVHD:PGS.TS Nguyễn Phước Dân 8 SVTH:Phạm Hồng Hải
F=V/ω
o
=4,117/0,09=45,74 m
2

-Thời gian lắng của hạt bụi,thời gian lưu của khí
-Thời gian lắng của hạt bụi
τ
o
=H/ω

o
=2,28/0,09=25,33 s
-Thời gian lưu
τ
l
=l/u=7,6/0,3=25,33 s
-Thể tích làm việc của buồng lắng bụi
V
lv
=Vτ
o
=4,117*25,33=104,28 m
3

II.2.Tính toán và thiết kế xiclon
-Khối lượng riêng khí
ρ=0,834 kg/m
3

-Lưu lượng dòng hỗn hợp
V
s
=4,117 m
3
/s
-Chọn xiclon của viện NIOGAS (theo Bảng 4.1 Quy chuẩn xiclon(ở Liên Xô cũ)
sách Quá trình và thiết bị công nghệ hoá học&thực phẩm_Nguyễn Văn Lụa,trang
188)
⇒Cho trước
∆

P/ρ=740 và hệ số trở lực
ξ
=160
-Tính sơ bộ tốc độ quy ước
'
q
V

04,3
160
740*22
'
==
∆
=
ξρ
P
V
q
m/s
-Đường kính sơ bộ của xiclon
31,1
04,3*14,3
117,4*44
'
'
===
q
s
V

V
D
π
m
-Điều chỉnh tốc độ quy ước,theo tiêu chuẩn D
’
=1,31 m⇒D=1,5 m
33.2
5,1*14,3
117,4*44
22
===
D
V
V
s
q
π
m
-Trở lực của xiclon:

22,362
2
33,2*834,0
160
2
2
2
===∆
q

V
P
ρ
ξ
Đồ án môn học xử lý chất thải-Xử lý khí thải nồi hơi đốt than
GVHD:PGS.TS Nguyễn Phước Dân 9 SVTH:Phạm Hồng Hải


-Các kích thước của xiclon
• Đường kính D=1,5 m
• Chiều rộng cửa vào b=0,21D=0,315 m
• Chiều cao cửa vào h=0,66D=0,99 m
• Đường kính ống tâm d
o
=0,58D=0,87 m
• Chiều cao phần trụ H
1
=1,6D=2,4 m
• Chiều cao phần nón H
2
=2D=3 m
II.3.Tính toán và thiết kế tháp hấp thụ
II.3.1.Xác định các dòng vật chất
G
d
,G
c
-suất lượng hỗn hợp khí đầu vào và ra,kmol/h
L
d

,L
c
-suất lượng Ca(OH)
2
đầu vào và ra,kmol/h
L
tr
,G
tr
-suất lượng mol của cấu tử trơ trong pha lỏng và khí,kmol/h
x
d
,x
c
-phần mol của SO
2
trong pha lỏng vào và ra,kmol SO
2
/kmol dd
y
d
,y
c
-phần mol của SO
2
trong pha khí vào và ra,kmol SO
2
/kmol hh
X
d

,X
c
-tỉ số mol của SO
2
trong pha lỏng vào và ra,kmol SO
2
/kmol dd
Y
d
,Y
c
-tỉ số mol của SO
2
trong pha khí vào và ra,kmol SO
2
/kmol hh
Ta có G
d
=Vρ
hh

Trong đó: V-thể tích hỗn hợp khí,m
3
/s
ρ
hh
-khối lượng riêng hỗn hợp khí,kg/m
3

ρ

hh
=
( )
trtrSOSO
o
o
o
otrtr
o
oSOSO
trSO
PMPM
TP
T
TP
TPM
TP
TPM
+=+=+
22
22
2
4,224,224,22
ρρ

Trong đó: T
o
-nhiệt độ pha khí ở điều kiện chuẩn,°K
T-nhiệt độ pha khí ở điều kiện đang xét,°K

2
SO
M
,
tr
M
-khối lượng phân tử SO
2
và không khí

2
SO
P
-áp suất riêng phần của SO
2
trong 1m
3
hỗn hợp khí,mmHg
Đồ án môn học xử lý chất thải-Xử lý khí thải nồi hơi đốt than
GVHD:PGS.TS Nguyễn Phước Dân 10 SVTH:Phạm Hồng Hải
1000
)273(
273
4,22
2
2
+
=
tn
P

SO
SO

Trong đó:
021,064/333,1/
2
=== MVn
SO
mol
Suy ra:
4
10*289,7
1000
)273150(
273
4,22
021,0
2
−
=
+
=
SO
P
at =0,547 mmHg
P
tr
-áp suất riêng phần của khí trơ,mmHg
P
o

-áp suất của hỗn hợp khí ở điều kiện chuẩn,mmHg
453,759547,0760
2
=−=−=
SOotr
PPP
mmHg
⇒
836,0)453,759*29547,0*64(
760)273150(4,22
273
=+
+
=
hh
ρ
kg/m
3

Vậy lưu lượng khí đầu vào
G
d
=Vρ
hh
=4,117*0,8396=3,442 kg/s
Nồng độ khí ban đầu
C
k
=
0288,0

)150273(082,0
1
=
+
=
RT
P
kmol/m
3
=28,8 mol/m
3

Nồng độ phần mol của SO
2
trong hỗn hợp khí đầu vào
y
d
=0,021/28,8=0,729*10
-3
mol SO
2
/mol hh
Tỉ số mol SO
2
trong hỗn hợp khí đầu vào
Y
d
=y
d
/(1-y

d
)=0,729*10
-3
/(1-0,729*10
-3
)=0,73*10
-3
mol SO
2
/mol hh
Giả sử ban đầu dung dịch là sạch nên X
d
=0
SO
2
đầu ra đạt tiêu chuẩn loại B(0,5g/m
3
)⇒ nồng độ SO
2
đầu ra
n=0,5/64=7,8125*10
-3
mol/m
3

Nồng độ phần mol SO
2
trong hỗn hợp khí đầu ra
y
c

=7,8125*10
-3
/28,8=0,2713*10
-3
mol SO
2
/mol hh
Tỉ số mol của SO
2
trong hỗn hợp khí đầu ra
Y
c
=y
c
/(1-y
c
)=0,2713*10
-3
/(1-0,2713*10
-3
)=0,27137*10
-3
mol SO
2
/mol hh
II.3.2.Xác định suất lượng pha lỏng cho quá trình hấp thụ, đường làm việc,
đường cân bằng
Đồ án môn học xử lý chất thải-Xử lý khí thải nồi hơi đốt than
GVHD:PGS.TS Nguyễn Phước Dân 11 SVTH:Phạm Hồng Hải
Phương trình đường cân bằng

T
TSOP
1960
10*24,2)log(87,158,3log
2
2
*
SO
2
−++=
−

Trong đó: T-nhiệt độ làm việc của tháp,°K
tối ưu là T=40+273=313°K

*
2
SO
P
-áp suất riêng phần của khí SO
2
khi cân bằng,Pa
(SO
2
)-nồng độ SO
2
cân bằng,mol/m
3

)273(4,22

273))1((
2
t
MyMy
kktbSOtb
tb
yhhkhi
+
−+
==
ρρ

với
3
3
10*5,0
2
10)2713,0729,0(
2
−
−
=
+
=
+
=
cd
tb
yy
y

mol SO
2
/mol hhkhi
8358,0
)150273(4,22
273)29)10*2289,01(64*10*5,0(
33
=
+
−+
=
−−
tb
y
ρ
kg/m
3

molkgmolg
MyMyM
kktbSOtbhhkhi
/10*008,29/008,29
29)10*2289,01(64*10*2289,0)1(
3
33
2
−
−−
==
−+=−+=

Lập bảng: Y=
*
*
2
2
SO
SO
PP
P
−
;X=
hhkhi
hhkhi
M
SO
ρ
)(
2

Nồng độ
SO
2
(mol/m
3
)
*
2
SO
P

(Pa)
X*10
-3
(mol
SO
2
/moldd)
Y*10
-3
(mol
SO
2
/mol hhkhi)
0,0050 1,0624 0,1735 0,0108
0,0125 5,8944 0,4338 0,0601
0,0200 14,1953 0,6941 0,1447
0,0275 25,7496 0,9544 0,2626
0,0350 40,4228 1,2147 0,4122
0,0425 58,1174 1,4750 0,5928
0,0500 78,7577 1,7353 0,8035
0,0575 102,2817 1,9956 1,0437
0,0650 128,6374 2,2559 1,3130
Đồ án môn học xử lý chất thải-Xử lý khí thải nồi hơi đốt than
GVHD:PGS.TS Nguyễn Phước Dân 12 SVTH:Phạm Hồng Hải
0,0725 157,7797 2,5162 1,6109
Tỷ số mol SO
2
trong dung dịch ra khỏi tháp
X
c

=
)(
cd
tr
YY
L
G
−

Với G
tr
=G
hh
(1-y
d
)
Suất lượng mol hỗn hợp đi vào tháp là
3309,427
)150273(082,0
1*4,14822
=
+
==
RT
VP
G
hh
kmol/h
Gọi nồng độ SO
2

lớn nhất trong dung dịch ra khỏi tháp theo tỉ số mol là X
cmax

X
cmax
là giao điểm giữa đường thẳng Y
d
và đường cân bằng
Y
d
=0,73*10
-3

Ta có: Y=
**
*
*
22
2
2
)(
SOSO
SO
SO
PPPY
PP
P
=−⇔
−

Pa
Y
YP
PPYPYP
SOSO
9467,72
10*73,01
10*10*73,0
1
3
53
***
SO
222
=
+
=
+
=⇔=−⇔
−
−

T
TSOP
1960
10*24,2)log(87,158,3log
2
2
*

SO
2
−++=
−

T
TPSO
1960
10*24,258,3log)log(87,1
2*
SO2
2
+−−=⇔
−

048,0)(
2
=⇔ SO
mol/m
3

3
3
max
10*6659,1
8358,0
10*008,29
048,0
−
−

==⇒
c
X

Lượng dung dịch hấp thụ tối thiểu
5604,117)
10*6659,1
10*27137,010*73,0
(0193,427)(
3
33
max
min
=
−
=
−
=
−
−−
c
cd
tr
X
YY
GL
kmol/h
Lượng dung dịch hấp thụ cần thiết
L=ϕL
min

(ϕ=1,5-1,7)
Chọn ϕ=1,5 ⇒1,5L
min
=1,5*117,5604=176,3406 kmol/h
Nồng độ SO
2
trong dung dịch ra khỏi tháp
Đồ án môn học xử lý chất thải-Xử lý khí thải nồi hơi đốt than
GVHD:PGS.TS Nguyễn Phước Dân 13 SVTH:Phạm Hồng Hải
33
10*1106,110)27137,073,0(
3406,176
0193,427
)(
−−
=−=−=
cd
tr
c
YY
L
G
X
mol SO
2
/mol dd
Vậy phương trình đường làm việc đi qua hai điểm A(X
d
,Y
c

) và B(X
c
,Y
d
)
A(0;0,27137*10
-3
) và B(1,1106*10
-3
;0,73*10
-3
)
⇒ phương trình đường làm việc :Y=0,413X+0,2714*10
-3

ĐƯỜNG CÂN BẰNG-ĐƯỜNG LÀM VIỆC
0
0.5
1
1.5
2
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3
X*10^(-3) (SỐ MOL SO2 TRONG DUNG DỊCH)
Y*10^(-3) (SỐ MOL SO2
TRONG HỖN HỢP KHÍ)
ĐƯ Ờ NG CÂN BẰNG
ĐƯỜNG LÀM VIỆC

Nồng độ phần khối lượng của SO
2

trong hỗn hợp khí đầu vào
kghhkhikgSO
yMMy
My
y
dtrSOd
SOd
d
/10*6096,1
)10*73,01(2964*10*73,0
64*10*73,0
)1(
2
3
33
3
2
2
−
−−
−
=
=
−+
=
−+
=

Lưu lượng pha khí
33

10*5402,510*6096,1*442,3
2
−−
===
dd
d
SO
yGG
kg/s
skgyGG
dd
d
tr
/4365,3)10*6096,11(*442,3)1(
3
=−=−=
−

Khối lượng SO
2
được hấp thụ bởi dung dịch Ca(OH)
2

33
10*4349,362,0*10*5402,5
2
−−
===
η
d

SO
GM
kg/s
Trong đó: η-hiệu suất quá trình hấp thụ

%6262,0
10*73,0
10*27137,010*73,0
3
33
==
−
=
−
=
−
−−
d
cd
Y
YY
η

Khối lượng SO
2
còn lại ở đầu ra
333
10*1053,210*4349,310*5402,5
22
−−−

=−=−= MGG
d
SO
c
SO
kg/s
Đồ án môn học xử lý chất thải-Xử lý khí thải nồi hơi đốt than
GVHD:PGS.TS Nguyễn Phước Dân 14 SVTH:Phạm Hồng Hải
Lưu lượng khí đầu ra
G
c
4386,34365,310*1053,2
3
2
=+=+=
−d
tr
c
SO
GG
kg/s
Lưu lượng dung dịch đầu vào
L
d
=l=176,3406 kmol/h=
624,3
3600
)2*1740(*3406,176
=
+

kg/s
Lưu lượng dung dịch đầu ra
L
c
=L
d
+M=3,6248+3,4349*10
-3
=3,6282 kg/s
II.3.3.Xác định các kích thước cơ bản của tháp hấp thụ
II.3.3.1.Xác định đường kính tháp hấp thụ
kk
tb
G
D
ρω
785.0
=

Trong đó: G
tb
-lưu lượng trung bình của pha khí,kg/s
ρ
k
-khối lượng riêng trung bình của pha khí,kg/m
3

ω
k
-vận tốc khí qua tiết diện tháp,m/s

Lưu lượng trung bình của pha khí
4403,3
2
4386,3442,3
2
=
+
=
+
=
cd
tb
GG
G
kg/s
Khối lượng riêng trung bình của pha khí
ρ
k
=
8385,0=
tb
y
ρ
kg/m
3

Vận tốc tối ưu được tính như sau
ω
k
=(0,75÷0,9) ω

gh

Trong đó: ω
gh
-vận tốc giới hạn tương ứng với điểm nghịch đảo,m/s
Vận tốc pha khí tại điểm nghịch đảo được tính theo công thức sau
125,025,0
16,0
3
2
75,1lg
















−=

















x
y
tb
tbx
xR
ygh
G
L
A
gV
ρ
ρ
µ
µ
ρ
σρω

Trong đó: σ-diện tích bề mặt riêng của vật liệu đệm,m
2
/m
3

V
R
-phần thể tích tự do (rỗng) của vật liệu đệm,m
3
/m
3

g-gia tốc trọng trường,m/s
2