BÀI TẬP LỚN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ KHÍ THẢI VÀ TIẾNG ỒN

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (118.83 KB, 6 trang )

Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục
BÀI TẬP LỚN : CÔNG NGHỆ XỬ LÝ KHÍ THẢI VÀ TIẾNG ỒN
SINH VIÊN: ĐẶNG MỸ KIM
MSSV: 50130715
LỚP: 50CNMT
ĐỀ SỐ 33: Lò hơi đốt dầu FO tại một công ty A có các số liệu sau:
B
D
Nhiệt
C p H P O P N P S P A P W P Dung Chiều Địa
cao điểm (mm) (mm) độ khói
(%) (%) (%) (%) (%) (%) (%) ẩm d
(g/kg) ống
T K ( 0 C)
khói
(m)
77,3 3,15 3,79 2,16 2,6 4
7
15
16
Hòa 800
450
140
Bình
1. Tính toán sản phẩm cháy
2. Tính toán nồng độ chất ô nhiễm tại miệng ống khói.

3. So sánh nồng độ C

max

với các chất SO 2 ,CO, bụi với QCVN (19/2009

– BTNMT).
4. Từ đó xác định chất ô nhiễm cần phải xử lý.
5. Đề xuất ra công nghệ xử lý hoặc bụi ô nhiễm.
6. Tính toán thiết bị xử lý.
I. TÍNH TOÁN SẢN PHẨM CHÁY:
1. Lượng không khí khô lý thuyết cần cho quá trình cháy:
V 0 = 0,089C P + 0,264H P - 0,0333(O P -S P )
= 0,089. 77,3 + 0,264. 3,15 - 0,0333.( 3,79 - 2,6) = 7,67 (m 3 chuẩn/kg)
2. Lượng không khí ẩm lý thuyết cần cho quá trình cháy:
V a = (1+ 0,0016d)V 0
= (1+ 0,0016.15). 7,67= 7,85 (m 3 chuẩn/kg)

3. Lượng không khí ẩm thực tế với hệ số thừa không khí α = 1,4
V t = α .V a = 1,4. 7,85=10,99 (m 3 chuẩn/kg)

4. Lượng khí SO
V SO

2

trong SPC:
= 0,683.10 . S P = 0,683.10 −2 .2,6= 0,018 (m 3 chuẩn/kg)
2

−2

5. Lượng khí CO trong SPC với hệ số cháy không hoàn toàn về hóa học
và cơ học η = 0,025:

V CO = 1,865. 10 −2 .η .C p
= 1,865. 10 −2 . 0,025 .77,3= 0,036 (m 3 chuẩn/kg)

6. Lượng khí CO

2

trong SPC:

Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục
V CO = 1,853. 10 −2 (1- η ) C p
= 1,853. 10 −2 (1- 0,025) .77,3= 1,4 (m 3 chuẩn/kg)
7. Lượng hơi nước trong SPC:
V H O = 0,111 H P + 0,0124W P + 0,0016.d. V t
= 0,111. 3,15 + 0,0124. 7+ 0,0016.15.10,99= 0,75 (m 3 chuẩn/kg)
2

2

8. Lượng khí N

trong SPC:
V N = 0,8.10 −2 . N P + 0,79.V t
= 0,8.10 −2 .2,16 + 0,79. 10,99= 8,7 (m 3 chuẩn/kg)
2

2

9. Lượng khí O

trong không khí thừa:
V O = 0,21( α -1). V a = 0,21.(1,4-1). 7,85= 0,66 (m 3 chuẩn/kg)
10.Lượng SPC tổng cộng:
V SPC = V SO + V CO + V CO + V H O + V N + V O
= 0,018+ 0,036+ 1,4+ 0,75+ 8,7+ 0,66= 11,564 (m 3 chuẩn/kg)
11.Lượng SPC cháy ở điều kiện thực tế:
V SPC (ở t 0 C) =V SPC (đktc ) . (273+t) / 273
=11,564. (273+140) / 273= 17,49 (m 3 chuẩn/kg)
II. TÍNH TOÁN NỒNG ĐỘ CHẤT Ô NHIỄM:
2

2

2

2

2

2

2

1. Lượng khói ở (điều kiện tiêu chuẩn) t=0

0

C, P=760 mmHg
L C = (V SPC .B) / 3600= (11,564.800)/ 3600= 2,57 (m 3 /s)

2. Lượng khói SPC ở (điều kiện thực tế t

0

C):
L T =L C .(273+t) / 273= 2,57. (273+140) / 273= 3,89 (m 3 /s)

3. Lượng khói SO

khoi

với γ so =2,926 (kg/ m chuẩn)
M SO = (10 3 . V SO .B. γ so ) / 3600
= (10 3 . 0,018. 800. 2,926 )/ 3600=11,704 (g/s)
 C fthSO = M SO / L T =11,704 / 3,89=3,009 (g/ m 3 )
2

2

2

3

2

2

2

2

4. Lượng khí CO với γ

3

=1,25 (kg/ m chuẩn)
3
M CO = (10 . V CO .B. γ CO ) / 3600
= (10 3 . 0,036.800.1,25) / 3600=10 (g/s)
 C fthCO = M CO / L T =10 / 3,89=2,57 (g/ m 3 )
CO2
2

5. Lượng khí CO
M CO

2

với γ CO =1,977 (kg/ m chuẩn)
= (10 3 . V CO .B. γ CO ) / 3600
= (10 3 .1,4.800. 1,977) / 3600 = 615 (g/s)
2

3

2

2

2

6. Lượng tro bụi với hệ số tro bay theo khói: α =0,5

Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục
M bu i = (10. α .A p .B)/ 3600
= (10. 0,5. 4. 800) / 3600= 4,44 (g/s)
 C fthbui = M bu i / L T = 4,44 / 3,89= 1,14 (g/ m 3 )
Tóm tắt các thông số tính toán:
Số thứ tự
Đại lượng
Đơn vị
Kết quả
3
1
(m /kg)
7,67
V0
3
2
(m /kg)
7,85
Va
3
(m 3 /kg)
10,99
Vt
3
4

(m /kg)
0,018
V SO
5
(m 3 /kg)
0,036
V CO
6
(m 3 /kg)
1,4
V CO
7
(m 3 /kg)
0,75
VH O
8
(m 3 /kg)
8,7
VN
3
9
(m /kg)
0,66
VO
3
10
(m /kg)
11,564
V SPC
11

(m 3 /s)
2,57
LC
12
(m 3 /s)
3,89
LT
13
(g/s)
11,704
M SO
14
(g/s)
10
M CO
15
(g/s)
615
M CO
16
(g/s)
4,44
M bu i
17
(g/ m 3 )
3,009
C fthSO
18
(g/ m 3 )
2,57

C fthCO
19
(g/ m 3 )
1,14
C fthbui
III. SO SÁNH:
C fthSO = 3,009 (g/ m 3 ) > 500 (mg/ m 3 )
C fthCO = 2,57 (g/ m 3 ) > 1000 (mg/ m 3 )
C fthbui = 1,14 (g/ m 3 ) > 200 (mg/ m 3 )
NHẬN XÉT :
Nồng độ SO 2 vượt 6,018 lần.
Nồng độ CO vượt 2,57 lần.
Nồng độ bụi vượt 5,7 lần.
Cả 3 chất đều vượt tiêu chuẩn cho phép.Các chất này đều gây hại cho con
người và động thực vật vì vậy cần phải xử lý chúng trước khi thải ra môi
trường theo QCVN (19/2009- BTNMT).
2

2

2

2

2

2

2

2

2

Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục
IV. ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ KHÍ, BỤI Ô NHIỄM:
1. Sơ đồ công nghệ :

Xyclon
Liot

Tháp hấp
thụ

Buồng
đốt

2. Thuyết minh sơ đồ cộng nghệ:
A. Xyclon Liot:

-

Hỗn hợp khí gồm bụi, CO, SO 2 khí thải sau khi ra khỏi ống khói ta sẽ
dùng quạt hút vào xyclon để xử lý bụi. Không khí lẫn bụi dẫn đến
xyclon ở phần trên theo phương tiếp tuyến. Nhờ thế dòng không khí
sẽ chuyển động trong phần hình trụ theo hình xoáy ốc và hạ dần
xuống dưới đáy. Lực ly tâm xuất hiện trong chuyển động xoáy ốc như
vậy sẽ đè sát các hạt bụi vào thành xyclon. Bụi sẽ rơi xuống và được
đưa ra ngoài. Còn không khí tiếp tục chuyển động xoáy của mình bị

phần hình chóp ở dưới chặn lại thẩm thấu trở lại và theo ống lõi bốc ra
ngoài theo chiều thẳng đứng từ dưới lên trên.
- Lý do chọn Xyclon Liot:
+ Thiết bị có cấu tạo đơn giản, dễ chế tạo.
+ Năng suất cao 70-80%.
+ Lộc bụi ở dạng khô.
+ Có khả năng tái chế và tái sử dụng.

B.

Tháp hấp thụ:

Hấp thụ SO 2 bằng huyền phù CaCO 3

-

-

Hỗn hợp khí thải sau khi lọc bụi được đưa vào tháp hấp thụ để xử lý
SO 2 . Hỗn hợp khí thải sẽ qua một lớp vật lịêu đệm được tưới 1 lớp
dung dịch sữa vôi, SO 2 sẽ được dung dịch giữ lại. Khí tiếp tục qua
một lớp vật liệu lọc bụi, bụi sẽ được lọc sạch hoàn toàn. Chỉ còn khí
CO, dùng quạt hút vào buồng đốt.

Lý do chọn CaCO 3 làm vật liệu đệm:
+ Quy trình công nghệ đơn giản.
+ Chi phí hoạt động thấp.
+ Chất hấp phụ dễ tìm.
+ Có khả năng xử lý mà không cần làm nguội hoặc xử lý sơ bộ.

Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục
+ Có thể chế tạo thiết bị bằng vật liệu thông thường, không cần đến vật
liệu chống acid.
+ Không chiếm nhiều diện tích xây dựng.
+ Nguyên liệu rẻ tiền và sẵn có ở mọi nơi.
+ Hiệu suất cao.
C. Buồng đốt:
- Hỗn hợp khí sau khi đã xử lý chỉ còn lại khí CO dùng quạt hút vào
buồng đốt. Buồng đốt có dạng hình trụ và được xây dựng bằng vỏ
thép có ốp gạch chịu lửa. Đầu tiên cấp nhiên liệu bổ sung cho phản
ứng oxy hóa. Khi phản ứng oxy hóa tự duy trì được thì giảm dần
nhiên liệu bổ sung đến một giới hạn nhất định để đảm bảo quá trình
cháy được ổn định.
- Lý do chọn buồng đốt:
+ Phân hủy được hoàn toàn các chất ô nhiễm cháy.
+ Khả năng thích ứng của thiết bị đối với sự thay đổi vừa phải của lưu
lượng khí thải cũng như nồng độ chất ô nhiễm trong khí thải.
+ Hiệu quả xử lý cao đối với những chất ô nhiễm đặc biệt mà các biện
pháp xử lý khác không có hiệu quả hoặc hiệu quả thấp.
+ Không có sự suy giảm đáng kể nào về mặt chất lượng hoạt động của
thiết bị.
+ Không cần hòan nguyên như các phương pháp xử lý khác.
+ Có khả năng thu hồi, tận dụng được nhiệt thải ra trong quá trình thiêu
đốt.
V. TÍNH TOÁN THIẾT BỊ XỬ LÝ:
1. Tính Xyclon Liot:
Ta có: Lưu lượng khí thải : L=14004 (m 3 /h)
Theo bảng 3.2: thông số kỷ thuật của xyclon Liot ta có :
- Đường kính ống trụ D: 1035 (mm)

- Đường kính ống vào d : 545 (mm)
Chiều cao phần thân xyclon: H 1 =5d =5.0,545= 2,725 (m)
Chiều cao phần phễu xyclon: H 2 =4d = 4.0,545= 2,18 (m)
Đường kính ống dẫn bụi ra: d 1 =0,4d = 0,4. 0,545= 0,218 (m)
Đường kính ống tâm: d 2 =1,9d = 1,9.0,545= 1,0355 (m)
Chiều cao toàn bộ xyclon: H=11,67d = 11,67.0,545=6,4 m)
Chọn hiệu quả xử lý bụi của xyclon Liot là 70%
Nồng độ bụi còn lại sau khi ra khỏi xyclon là:
C fthbui =(1-0,7).1,14= 0,342 (g/ m 3 )= 342 (mg/ m 3 )

Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục
Vì hệ thống xử lý có kết hợp tháp hấp thụ nên bụi có thể được lọc sạch và
thải ra môi trường.
Tổn thất áp lực trong xyclon Liot: ∆ P= 50 (kg/m 2 )
Bảng tóm tắt các thông số trong xyclon:
Đường
Đường
Lưu
Vận tốc Tổn thất
Chiều
Hiệu
kính ống kính ống lượng (m
vào
áp lực ∆ cao toàn
suất %
3
trụ D
vào d
/h)

(m/s)
P (kg/m
bộ
2
(mm)
(mm)
)
xyclon
liot H
(m)
1035
545
14004
18
50
6,4
70
2. Tính toán tháp hấp thụ:
Vận tốc khí vào tháp hấp thụ : 0,8 - 1,2 (m/s)
Nồng độ SO 2 vào 3,009 (g/ m 3 ) vượt tiêu chuẩn 6 lần nên chọn V ϕ =1 (m/s)
Đường kính tháp hấp thụ:
4L

4.14004

D= π .3600.V =
= 2,23 (m) (Với L: Lưu lượng khí thải)
π .3600.1
ϕ
Chiều cao phần công tác của tháp : H 1 =2D =2.2,23= 4,5 (m)

Mỗi phần hình côn của tháp cao 0,5m
Vậy chiều cao toàn bộ của tháp : H= 0,5+ 0,5+ 4,46= 5,5 (m)
Chọn vật liệu đệm bằng sứ xếp ngẫu nhiên, kích thước : 50x50x5 mm
Chiều cao lớp vật liệu đệm: H dem =0,2H = 0,2.4,5= 0,9 (m)
Tổn thất áp lực trong tháp hấp thụ: ∆ P=50 (kg/m 2 )
Bảng tóm tắt các thông số trong tháp hấp thụ:
Vận tốc khí
Đường kính
Chiều cao
Chiều cao
Tổn thấp áp
trong tháp
tháp (m)
toàn bộ của
lớp vật liệu
lực trong
(m/s)
tháp (m)
đệm (m)
tháp (kg/m 2 )
1
2,23
5,5
0,9
50
3. Tính toán các thống số của buồng đốt:
- Chọn thời gian lưu trong buồng đốt t=2s
- Thể tích buồng đốt : V=t.L= 2.3,89= 7,78 (m 3 /s)
(Với L: lưu lượng khí thải)

BÀI TẬP LỚN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ KHÍ THẢI VÀ TIẾNG ỒN

Tài liệu liên quan

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về