Thiết kế hệ thống xử lý khí thải từ lò hơi sử dụng dầu DO làm nhiên liệu đốt với năng suất 5 tấnh của nhà máy sản xuất mì gói
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (657.95 KB, 33 trang )
Đồ án khí thải Tên
đề tài: Thiết kế hệ thống xử lý khí thải từ lò hơi sử dụng dầu DO làm nhiên liệu đốt với
năng suất 5 tấn/h của nhà máy sản xuất mì gói.
: TÔNG QUAN
̉
1.1 Khái quát
1.1.1
Quy trình cơ bản về sản xuất mì gói:
Hình 1. Quy trình cơ bản về sản xuất mì gói.
Để sản xuất mì gói cần trải qua nhiều giai đoạn quan trọng. Thứ nhất là khâu chuẩn
bị nguyên liệu, tất cả nguyên liệu đều được chọn lọc và kiểm tra theo quy trình nghiêm
ngặt trước khi nhập kho, đưa vào sản xuất. Tiếp theo là giai đoạn phối trộn các loại
nguyên liệu với nhau theo công thức thích hợp tùy với mỗi loại sản phẩm. Sau đó sẽ cán
bột và tạo sợi nhờ các thiết bị hiện đại. Tiếp đó là giai đoạn hấp, công đoạn này sử dụng
hơi nước từ lò hơi để hấp chín mì, đây là giai đoạn quan trọng trong việc cần phải xử lý
khí thải từ lò hơi tạo ra. Sau đó sợi mì đã được hấp chín sẽ được ướp gia vị, tạo hình và
chiên giúp cho quá trình bảo quản lâu và tạo độ giòn cho sản phẩm. Cuối cùng, các vắt mì
sẽ được chuyển qua khâu thành phẩm bổ sung các gói gia vị và đóng gói.
1.1.2
Lò hơi
Lò hơi (hay còn gọi là nồi hơi) công nghiệp là thiết bị sử dụng nhiên liệu như than đá,
dầu DO, FO,... để đun sôi nước, tao thành hơi nước mang nhiệt để phục vụ cho các yêu
cầu về nhiệt trong các lĩnh vực công nghiệp như: sấy, đun nấu, hơi để chạy tuabin máy
phát điện,… Tùy theo nhu cầu sử dụng mà người ta tạo ra nguồn hơi có nhiệt độ và áp
suất phù hợp để đáp ứng cho các loại công nghệ khác nhau. Điều đặc biệt ở lò hơi mà
không thiết bị nào thay thế được là tạo ra nguồn năng lượng an toàn không gây cháy để
vận hành các thiết bị hoặc động cơ nơi cần cấm lửa và cấm nguồn điện. Lò hơi được sử
dụng nhiều trong hầu hết các ngành công nghiệp, mỗi ngành đều có nhu cầu sử dụng
nhiệt ở mức độ và công suất khác nhau. Đặc biệt các nhà máy thường sử dụng lò hơi: Nhà
máy sản xuất mì gói – mì ăn liền sử dụng lò hơi cho công đoạn hấp chín mì bằng hơi. Nhà
máy chế biến thức ăn gia súc, nhà máy sản xuất bánh kẹo các nhà máy này sử dụng lò hơi
để sấy các sản phẩm. Một số nhà máy thì sử dụng lò hơi để đun nấu, thanh trùng như các
nhà máy sản xuất nước giải khát, nhà máy nước mắm, sữa tươi...
SVTH: Huỳnh Thị Kiều An – MSVV: 0350020270
GVHD: Trần Anh Khoa
1
Đồ án khí thải Tên
đề tài: Thiết kế hệ thống xử lý khí thải từ lò hơi sử dụng dầu DO làm nhiên liệu đốt với
năng suất 5 tấn/h của nhà máy sản xuất mì gói.
Hình 1. Thiết bị lò hơi.
1.1.3
Dầu diesel (DO)
Khi chưng cất sơ cấp dầu thô ta thu được phân đoạn sôi giữa 200oC và 320oC.
Phân đoạn này được gọi là gas oil hay dầu diesel. Nhiên liệu diesel (Diesel fuel) có
cùng một khoảng nhiệt độ chưng cất (200 ÷ 320 oC) như dầu gas oil và dĩ nhiên
chúng là cùng một nhiên liệu nhưng được sử dụng cho động cơ nén – nổ (được gọi
là động cơ diesel) vì thế chúng được gọi là nhiên liệu diesel. Các động cơ diesel có
rất nhiều dạng và tốc độ, sử dụng một khoảng rất rộng các nhiên liệu từ các
distillat của dầu thô đến các phân đoạn chưng cất dầu than đá và các dầu thực vật.
Nguyên lí cơ bản của động cơ diesel là dựa trên nhiệt nén làm bốc cháy nhiên liệu.
Nhiên liệu được tiêm vào buồng nén mà ở đó không khí đã được nén tới 1 áp lực từ
41,5 – 45,5 kg/cm2 và đạt tới nhiệt độ ít nhất là 500oC. Nhiệt độ này đủ để làm bốc
cháy nhiên liệu và khí dãn nở làm tăng áp lực lên tới trên 70 kg/cm2. Áp lực này tác
động lên piston và làm động cơ chuyển động. Trong chu trình làm việc của động cơ
diesel, nhiên liệu tự bốc cháy trong điều kiện nhiệt độ và áp suất tới hạn, không
cần mồi lửa từ bugi.
Dầu DO đúng tiêu chuẩn có các thông số như trong bảng 1.1
Bảng 1. Các thông số kỹ thuật của dầu DO
Các tiêu chuẩn
chất lượng của
nhiên liệu
Diesel
Loại nhiên liệu
Diesel
DO 0,5% S
Phương pháp thử
DO 1,0% S
Chỉ số cetan
1
2
50
Thành phần chưng cất ở, t0C
SVTH: Huỳnh Thị Kiều An – MSVV: 0350020270
GVHD: Trần Anh Khoa
45
2
ATSM D976
Đồ án khí thải Tên
đề tài: Thiết kế hệ thống xử lý khí thải từ lò hơi sử dụng dầu DO làm nhiên liệu đốt với
năng suất 5 tấn/h của nhà máy sản xuất mì gói.
50% được chưng cất ở
2800C
2800C
90% được chưng cất ở
3700C
3700C
3
Độ nhớt động học ở 200C
(đơn vị cST: xentiStock)
1,8 5,0
1,8 5,0
ASTN D445
4
Hàm lượng S (%)
0,5
1
ASTM D2622
5
Độ tro (% kl)
0,01
0,01
TCVN 2690 – 95
6
Độ kết cốc (%)
0,3
0,3
TCVN6 324 – 97
7
Hàm lượng nước, tạp chất cơ học
(%V)
0,05
0,05
TCVN 2693 – 95
8
Ăn mòn mảnh đồng ở 500C trong 3
giờ
N0 1
N0 1
TCVN 2694 – 95
9
Nhiệt độ đông đặc, t0C
5
5
TCVN 3753 – 95
10
Tỷ số A/F
14,4
14,4
TCVN 2693 – 95
1.2 Đặc điểm khí thải từ lò hơi đốt dầu DO
Nhiệt từ các thiết bị công nghệ được tạo ra từ lò hơi sử dụng dung môi là hơi nước và
nhiên liệu được sử dụng từ nhiều loại khác nhau. Khói thải của lò hơi được sinh ra chủ
yếu từ quá trình đốt cháy nhiên liệu. Quá trình đốt cháy sinh ra lượng nhiệt lớn, đi kèm
theo đó là lượng khí bụi, các hợp chất khí độc hại như H2S, NOx, SO2, CO…Nhiệt độ của
khí thải khi thoát ra khỏi lò hơi thường cao.
Trong quá trình hoạt động của các hệ thống lò hơi đốt dầu DO sinh ra các chất khí ô
nhiễm đặc trưng như bụi, COx, NOx, SOx,...
1.3 Tác động của SO2 đến môi trường và con người
SO2 la loai chât ô nhiêm phô biên nhât trong san xuât công nghiêp cung nh
̀ ̣
́
̃
̉
́
́
̉
́
̣
̃
ư hoat đông sinh
̣
̣
hoat cua con ng
̣
̉
ươi. Nguôn phat thai SO2 chu yêu t
̀
̀
́
̉
̉ ́ ừ cac trung tâm nhiêt điên, cac loai lo
́
̣
̣
́
̣ ̀
nung, lo h
̀ ơi khi đôt nhiên liêu than, dâu va khi đôt co ch
́
̣
̀ ̀ ́ ́ ́ ứa lưu huynh hoăc cac h
̀
̣
́ ợp chât l
́ ưu
huynh.
̀
1.3.1
Tinh đôc hai
́
̣
̣
Khi SO
́ 2, SO3 goi chung la SO
̣
̀ x, la nh
̀ ưng khi thuôc loai đôc hai không chi v
̃
́
̣
̣
̣
̣
̉ ơi s
́ ưc khoe con
́
̉
ngươi, đông th
̀ ̣
ực vât ma con tac đông lên cac vât liêu xây d
̣
̀ ̀ ́ ̣
́ ̣
̣
ựng, cac công trinh kiên truc, la
́
̀
́
́ ̀
môt trong nh
̣
ưng chât gây ô nhiêm môi tr
̃
́
̃
ường. Trong khi quyên, khi SO
́
̉
́ 2 khi găp cac chât
̣
́
́
oxy hoa d
́ ươi tac đông cua nhiêt đô, anh sang chung chuyên thanh SO
́ ́
̣
̉
̣
̣ ́
́
́
̉
̀
́
3 nhở co oxy trong
không khi. Khi găp H
́
̣
́ ợp vơi n
́ ươc tao thanh H
́ ̣
̀
́
̀
2O, SO3 kêt h
2SO4. Đây chinh la nguyên nhân
tao ra cac c
̣
́ ơn mưa axit ăn mon cac công trinh, lam cho th
̀ ́
̀
̀
ực vât, đông vât chêt hoăc châm
̣
̣
̣
́
̣
̣
phat triên, biên đât đai thanh vung hoang mac. Khi SO
́
̉
́ ́
̀
̀
̣
́ 2 gây ra cac bênh viêm phôi, măt, da.
́ ̣
̉
́
Nêu H
́ 2SO4 co trong n
́
ước mưa co nông đô cao lam bong da ng
́ ̀
̣
̀
̉
ươi hoăc lam muc nat quân
̀
̣ ̀
̣
́
̀
ao.
́
SVTH: Huỳnh Thị Kiều An – MSVV: 0350020270
GVHD: Trần Anh Khoa
3
Đồ án khí thải Tên
đề tài: Thiết kế hệ thống xử lý khí thải từ lò hơi sử dụng dầu DO làm nhiên liệu đốt với
năng suất 5 tấn/h của nhà máy sản xuất mì gói.
1.3.2 Đôi v
́ ơi con ng
́
ươì
SOx va h
̀ ợp chât cua SO
́ ̉
̀ ưng chât co tinh kich thich,
̃
́ ́ ́
́
́ ở nông đô nhât đinh co thê gây co
̀
̣
́ ̣
́ ̉
2 la nh
giât c
̣ ơ trơn cua khi quan.
̉
́ ̉ Ở nông đô l
̀
̣ ơn h
́ ơn se gây tăng tiêt dich niêm mac khi quan. Khi
̃
́ ̣
̣
́ ̉
tiêp xuc v
́ ́ ới măt chung co thê thanh axit.
́
́
́ ̉ ̀
SOx co thê thâm nhâp vao c
́ ̉
̣
̀ ơ thê ng
̉ ười qua cac c
́ ơ quan hô hâp hoăc cac c
́
̣
́ ơ quan tiêu hoá
sau khi được hoa tan trong n
̀
ươc bot. Va cuôi cung chung co thê thâm nhâp vao hê tuân hoan.
́ ̣
̀ ́ ̀
́
́ ̉
̣
̀ ̣ ̀
̀
Khi tiêp xuc v
́ ́ ới bui, SO
̣
́ ̉ ̣
́ ̣
̉ ́ ̣
̀ ́ ̉ ́ ̉
̣
x co thê tao ra cac hat axit nho, cac hat nay co thê co thê xâm nhâp
vao cac huyêt mach nêu kich th
̀ ́
́ ̣
́ ́
ước cua chung nho h
̉
́
̉ ơn 2 3µm.
SO2 có thể xâm nhập vào cơ thể của người qua da và gây ra các chuyển đổi hóa học, kết
quả của nó là hàm lượng kiềm trong máu giảm, ammoniac bị thoát qua đường tiểu và có
ảnh hưởng đến tuyến nước bọt. Hầu hết dân cư sống quanh khu vực nhà máy có nồng độ
SO2, SO3 cao đều mắc bệnh đường hô hấp. Nếu hít phải SO 2 ở nồng độ cao có thể gây tử
vong.
Bảng 1. Đôc tinh cua SO
̣ ́
̉
2
Theo Henderson – Haggard
Triêu ch
̣
ưng
́
mg/m3
Chêt nhanh trong 30’ – 1h
́
Ppm
1300 – 1000
Nguy hiêm sau khi hit th
̉
́ ở 30’ – 1h
260 – 130
Kich
́ ưng đ
́ ường hô hâp, ho
́
50
Giơi han đôc tinh
́ ̣
̣ ́
30 – 20
Giơi han ng
́ ̣
ửi thây mui
́
̀
13 – 8
1.3.3
500 – 400
100 – 50
20
12 – 8
– 3
Đôi v
́ ơi th
́ ực vâṭ
SOx bị oxy hóa ngoài không khí và phản ứng với nước mưa tạo thành axit sulfuric là
tác nhân chính gây hiện tượng mưa axit, ảnh hưởng xấu đến sự phát triển thực vật. Khi
tiếp xúc với môi trường có chứa hàm lượng SO2 từ 1 2ppm trong vài giờ có thể gây tổn
thương lá cây. Đối với các loại thực vật nhạy cảm như nấm, địa y, hàm lượng 0,15 0,30
ppm có thể gây độc tính cấp.
SVTH: Huỳnh Thị Kiều An – MSVV: 0350020270
GVHD: Trần Anh Khoa
4
Đồ án khí thải Tên
đề tài: Thiết kế hệ thống xử lý khí thải từ lò hơi sử dụng dầu DO làm nhiên liệu đốt với
năng suất 5 tấn/h của nhà máy sản xuất mì gói.
1.3.4 Đôi v
́ ơi công trinh xây d
́
̀
ựng
Sự có mặt của SOx trong không khí ẩm tạo thành axit là tác nhân gây ăn mon kim lo
̀
ại,
bêtông và các công tr.nh kiến trúc. SOx làm hư hỏng, làm thay đổi tính năng vật liêu, làm
̣
thay đổi màu sắc vật liệu xây dựng như đá vôi, đá hoa, đá cẩm thạch; phá hoại các tác
phẩm điêu khắc, tượng đài. Sắt, thép và các kim loại khác ở trong môi trường khí ẩm, nóng
và bị nhiễm SOx thì bị han gỉ rất nhanh. SOx cũng làm hư hỏng và giảm tuổi thọ các sản
phẩm vải, nylon, tơ nhân tạo, đồ bằng da và giấy...
1.4 Các phương pháp xử lý SO2
1.4.1
Phương pháp hấp thụ
Nguyên tắc cơ bản của việc hấp thụ khí là tạo ra một sự tiếp xúc giữa dòng khí chứa
các chất ô nhiễm và các hạt dung dịch hấp thụ thường được phun ra với kích thước nhỏ và
mật độ lớn. Các chất ô nhiễm được tách ra bằng việc hòa tan trong chất lỏng hấp thụ
hoặc phản ứng hóa học giữa chất ô nhiễm và dung dịch hấp thụ.
Hấp thụ khí SO2 bằng nước
Là phương pháp đơn giản được áp dụng sớm nhất để loại bỏ khí SO 2 trong khí thải, nhất
là trong khói từ các lò công nghiệp
Ưu điểm: rẻ tiền, dễ tìm, hoàn nguyên được
Nhược điểm: do độ hòa tan của khí SO2 trong nước quá thấp nên thường phải dùng một
lượng nước rất lớn và thiết bị hấp thụ phải có thể tích rất lớn
Hình 1. Sơ đồ hệ thống xử lý khí SO2 bằng hơi nước.
1tháp hấp thụ; 2tháp giải thoát khí SO2; 3thiết bị ngưng tụ; 4,5thiết bị trao đổi
nhiệt; 6bơm
SVTH: Huỳnh Thị Kiều An – MSVV: 0350020270
GVHD: Trần Anh Khoa
5
Đồ án khí thải Tên
đề tài: Thiết kế hệ thống xử lý khí thải từ lò hơi sử dụng dầu DO làm nhiên liệu đốt với
năng suất 5 tấn/h của nhà máy sản xuất mì gói.
Hấp thụ khí SO2 bằng CaCO3 (Đá vôi), CaO (Vôi nung) hoăc vôi s
̣
ưa Ca(OH)
̃
2
Xử ly SO2 b
́
ằng vôi là phương pháp được áp dụng rất rộng rai trong công nghi
̃
ệp vơí
hiệu quả xử ly cao, nguyên li
́
ệu rẻ tiền và có sẵn ở mọi nơi.
Các phản ứng hóa học xảy ra trong quá trinh x
̀ ử ly nh
́ ư sau:
CaCO3 + SO2 CaCO3 + CO2
CaO + SO2 CaSO3
2CaSO3 + O2 2CaSO4
Hình 1. Sơ đồ hệ thống xử lý SO2 bằng sữa vôi.
1tháp hấp thu, 2 bộ phận tách tinh thể, 3bộ lọc chân không,
4,5 máy bơm, 6thùng trộn sữa vôi
Hiệu quả hấp thụ SO2 bằng sữa vôi đạt 98%. Sức cản khí động của hệ thống không
vượt quá 20 mm H2O.
Nguyên liệu vôi được sử dụng một cách hoàn toàn, cụ thể là cặn bùn từ hệ thống xử lý
thải ra có thể được sử dụng làm chất kết dính trong xây dựng sau khi chuyển sunfit thành
sunfat trong lo nung.
̀
Ưu điểm: Công nghệ đơn giản, chi phí đầu tư ban đầu không lớn, có thể chế tạo thiết bị
bằng vật liệu thông thường, không cần đến vật liệu chống axit và không chiếm nhiều
diện tích xây dựng.
SVTH: Huỳnh Thị Kiều An – MSVV: 0350020270
GVHD: Trần Anh Khoa
6
Đồ án khí thải Tên
đề tài: Thiết kế hệ thống xử lý khí thải từ lò hơi sử dụng dầu DO làm nhiên liệu đốt với
năng suất 5 tấn/h của nhà máy sản xuất mì gói.
Nhược điểm: Đóng cặn ở thiết bị do tạo thành CaSO4 và CaSO3 gây tắc nghẽn các đường
ống và ăn mòn thiết bị.
Hấp thụ khí SO2 bằng Magie Oxit (MgO)
SO2 được hấp thụ bởi oxit – hydroxit magiê, tạo thành tinh thể ngậm nước sunfit magiê.
Trong thiết bị hấp thụ xảy ra các phản ứng sau:
MgO + SO2 MgSO3
MgO + H2O Mg(OH)2
MgSO3 + H2O + SO2 Mg(HSO3)2
Mg(OH)2 + Mg(HSO3)2 2MgSO3 + 2H2O
Độ hòa tan của sunfit magiê trong nước bị giới hạn, nên lượng dư ở dạng MgSO 3.6H2O
và MgSO3.3H2O rơi xuống thành cặn lắng.
Hấp thụ khí SO2 bằng Zn
Xử lí khí SO2 bằng kẽm oxit (ZnO) cũng tương tự như phương pháp oxit magiê tức là
dùng phản ứng giữa SO2 với kẽm oxit để thu các muối sunfit và bisunfit, sau đó dùng nhiệt
để phân ly thành SO2 và ZnO.
Trong phương pháp này, chất hấp thụ là kẽm. Phản ứng hấp thụ như sau:
SO2 + ZnO + 2,5H2O ZnSO3.2,5 H2O
+ Khi nồng độ SO2 lớn
2SO2 + ZnO + H2O Zn(HSO3)2
Sunfit kẽm tạo thành không tan trong nước được tách ra bằng xyclon nước và sấy khô.
Tái sinh ZnO bằng cách nung sunfit ở 350oC.
ZnSO3.2,5H2O SO2 + ZnO + 2,5H2O
SO2 được chế biến tiếp tục còn ZnO quay lại hấp thụ.
Hấp thụ khí SO2 bằng natri sunfit (Na2SO3)
Ưu điểm của phương pháp: là ứng dụng chất hấp thụ hóa học không bay hơi có khả năng
hấp thụ lớn. Phương pháp có thể được ứng dụng để loại các SO2 ra khỏi khí với bất kì
nồng độ nào. Có nhiều phương án khác nhau. Nếu dùng soda để hấp thụ ta thu được sunfit
và bisunfit natri.
Na2SO3 + SO2 + H2O 2NaHSO3
Khí tham gia phản ứng với sunfit và bisunfit làm tăng nồng độ bisunfit
SO2 + NaHCO3 + Na2SO3 + H2O 3NaHSO3
Dung dịch hình thành tác dụng với kẽm tạo thành sunfit kẽm
NaHSO3 + ZnO ZnSO3 + NaOH
SVTH: Huỳnh Thị Kiều An – MSVV: 0350020270
GVHD: Trần Anh Khoa
7
Đồ án khí thải Tên
đề tài: Thiết kế hệ thống xử lý khí thải từ lò hơi sử dụng dầu DO làm nhiên liệu đốt với
năng suất 5 tấn/h của nhà máy sản xuất mì gói.
1.4.2 Phương pháp hấp phụ
Quá trình hấp phụ được sử dụng rộng rãi để khử ẩm trong không khí loại bỏ những chất
gây mùi, hơi dung môi, những chất màu, những ion hòa tan trong nước. Có hai phương thức
hấp phụ:
+ Hấp phụ vật lý: Các phần tử khí bị giữ lại trên bề mặt chất hấp phụ nhờ lực liên kết
giữa các phần tử. Quá trình này có toả nhiệt, độ nhiệt toả ra phụ thuộc vào cường độ lực
liên kết phân tử.
+ Hấp phụ hoá học: Khí bị hấp phụ do có phản ứng hóa học với vật liệu hấp phụ, lực liên
kết phân tử trong trường hợp này mạnh hơn ở hấp phụ vật lý. Do vậy lượng nhiệt toả ra
lớn hơn, và cần năng lượng nhiều hơn.
Phương pháp hấp thụ bằng các amin thơm
Để hấp thụ SO2 trong khí thải của luyện kim màu (nồng độ SO2 khoảng 12% thể tích)
người ta sử dụng dung dịch C6H3(CH3)NH2, tỉ lệ C6H3(CH3)2NH2 : nước = 1:1).
C6H3(CH3)2NH2 không trộn lẫn với nước nhưng khi liên kết với SO2 thành
(C6H3(CH3)2NH2)2.SO2 tan trong nước.
Phương pháp CaCO3
Quá trình hấp thụ bằng huyền phù CaCO3, diễn ra theo các giai đoạn. Ưu điểm của
phương pháp này là: Quy trình công nghệ đơn giản, chi phí hoạt động thấp, chất hấp thụ
dễ tìm và rẻ, có khả năng xử lí khí mà không cần làm nguội và xử lí sơ bộ.
Quá trình hấp thụ được thực hiện trong nhiều tháp khác nhau: tháp đệm, tháp chảy màng,
tháp đĩa, tháp phun, tháp sủi bọt và tháp tầng sôi.
Xử lí khí SO2 bằng các chất hấp phụ thể rắn
Các quá trình xử lí khí SO2 bằng chất hấp thụ theo phương pháp ướt có nhược điểm là
nhiệt độ của khí thải bị hạ thấp, độ ẩm lại tăng cao gây han rỉ thiết bị máy móc,hệ thống
cồng. Để khắc phục yếu điểm trên và do nhu cầu hoàn nguyên vật liệu hấp phụ và làm
sạch khí thải khỏi bụi của vật liệu hấp phụ người ta đã kết hợp giữa quá trình khô và ướt
ngày càng trở nên thiết thực.
Hấp phụ khí SO2 bằng than hoạt tính
Xử lí khí SO2 bằng than hoạt tính có tưới nước Quá trình LURGI
Xử lí SO2 bằng nhôm oxit kiềm hóa
Xử lí khí SO2 bằng mangan oxit (MnO)
Xử lí SO2 bằng vôi và dolomit trộn vào than nghiền
SVTH: Huỳnh Thị Kiều An – MSVV: 0350020270
GVHD: Trần Anh Khoa
8
Đồ án khí thải Tên
đề tài: Thiết kế hệ thống xử lý khí thải từ lò hơi sử dụng dầu DO làm nhiên liệu đốt với
năng suất 5 tấn/h của nhà máy sản xuất mì gói.
CHƯƠNG 2 : ĐỀ XUẤT VÀ THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG
NGHỆ
2.1
Tính toán lưu lượng và nồng độ đầu vào
Tính toán lưu lượng
Bảng 2. Thành phần dầu DO (%)
Nguyên tố
C
H
O
N
S
A
W
%m
86,3
10,5
0,3
0,3
0,5
0,3
1,8
(Nguồn [3])
Năng suất: GN = 5 tấn/h = 5000 kg/h
Áp suất: 3 at
Nhiệt độ nước: 25 °C; ts = 132,9 °C ( Bảng 41, trang 37, [7])
Nhiệt độ hóa hơi: rhh = 2171 ( Bảng 1.251, trang 315,[1] )
Nhiệt dung riêng của nước: CN= 4200×103 (J/kg.K)
Hiệu suất làm việc: H = 90%
= Q1 + Q2 = GN × CN × t + GN × rhh
= 5000 × 4200 × 103 × ( 132,9 25 ) + 5000 × 2171 = 12,9106( kJ/h )
Hiệu suất chỉ đạt được 90%:
( kJ/h )
Nhiệt trị của nhiên liệu:
LHVDO = 339C + 1256H + 108,8 (O S) 25,1 (W 9H)
Trong đó: C,H,O,S,W,H là thành phần cacbon, hydro, oxy, lưu huỳnh, nước trọng tự nhiên.
(%)
(Trang 55,[4])
LHVDO = 339×86,3 + 1256×10,5 108,8×(0,3 0,5) 25,1×(1,8+9×10,5)
SVTH: Huỳnh Thị Kiều An – MSVV: 0350020270
GVHD: Trần Anh Khoa
9
Đồ án khí thải Tên
đề tài: Thiết kế hệ thống xử lý khí thải từ lò hơi sử dụng dầu DO làm nhiên liệu đốt với
năng suất 5 tấn/h của nhà máy sản xuất mì gói.
= 40048,33 (kJ/kg)
GDO = = = 357,1 (k g/h)
Bảng 2. Thành phần và lượng của các nguyên tố
Thành phần
Lượng nguyên tố = GDO × %m
C
O
H
N
S
A
W
308,2
1,1
37,5
1,1
1,8
1,1
6,4
Phương trình phản ứng:
C +
O2
CO2
25,7
25,7
25,7
2H +
O2
H2O
37,5
9,4
18,8
N + O2
NO2
0,08
0,08
S + O2
SO2
0,06
0,06
0,08
0,06
Bảng 2. Thành phần số mol, khối lượng khí thải và thể tích khí thải
Thành phần
n (kmol/h)
mthải (kg/h)
SVTH: Huỳnh Thị Kiều An – MSVV: 0350020270
GVHD: Trần Anh Khoa
10
Vthải (m3/h)
Đồ án khí thải Tên
đề tài: Thiết kế hệ thống xử lý khí thải từ lò hơi sử dụng dầu DO làm nhiên liệu đốt với
năng suất 5 tấn/h của nhà máy sản xuất mì gói.
CO2
25,7
1130,8
616,8
NO2
0,08
3,7
1,9
H2O
18,8
300,8
451,2
SO2
0,06
3,8
1,4
W
0,4
9,6
O2
35,2
Vthải= 844,8
Giả sử Oxy dư 25%: = 844,8 × 1,25 = 1056 (m3/h)
Mà Oxy chiếm 21% trọng không khí nên:
Vkk = = = 5028,6 (m3/h)
Lưu lượng khí thải:
QKT = Vthải + Vkk = 844,8 + 5028,6 =5873,4 (m3/h)
Giả sử nhà máy A nằm trong khu công nghiệp B hoạt động kể từ ngày 29/10/2013 nên so
sánh nồng độ khí thải phát sinh với cột B QCVN 19:2009/BTNMT.
SVTH: Huỳnh Thị Kiều An – MSVV: 0350020270
GVHD: Trần Anh Khoa
11
Đồ án khí thải Tên
đề tài: Thiết kế hệ thống xử lý khí thải từ lò hơi sử dụng dầu DO làm nhiên liệu đốt với
năng suất 5 tấn/h của nhà máy sản xuất mì gói.
Theo QCVN 19: 2009/BTNMT, nồng độ tối đa cho phép của SO 2 được tính theo công thức
sau:
Cmax = C Kp Kv
Trong đó:
Cmax là nồng độ tối đa cho phép của bụi và các chất vô cơ trong khí thải công nghiệp
(mg/Nm3)
C là nồng độ của bụi và các chất vô cơ (mg/Nm 3) quy định tại mục 2.2 QCVN
19:2009/BTNMT
Kp là hệ số lưu lượng nguồn thải quy định tại mục 2.3 QCVN 19:2009/BTNMT với Q KT <
20000 (m3/h) chọn Kp = 1
Kv là hệ số vùng, khu vực quy định tại mục 2.4 QCVN 19:2009/BTNMT với giả sử nhà
máy A thuộc công nghiệp B chọn Kv = 1
Bảng 2. Nồng độ các chất ô nhiễm ở miệng khói
Thành phần
C = (mg/m3)
Theo QCVN 19:2009/BTNMT cột B
SO2
647
500
NO2
554
850
A
174
200
Nhận xét: Từ lý thuyết tính toán nồng độ các chất ô nhiễm do đốt dầu DO ta thấy
nồng độ SO2 lớn hơn tiêu chuẩn cho phép (Cột B QCVN 19:2009) . SO2 là chất ô nhiễm
chính trong khói thải dầu DO, là yếu tố dùng để đánh giá mật độ gây ô nhiễm ở nhà máy
A. Còn các chỉ tiêu khác thấp hơn tiêu chuẩn cho phép rất nhiều.
SVTH: Huỳnh Thị Kiều An – MSVV: 0350020270
GVHD: Trần Anh Khoa
12
Đồ án khí thải Tên
đề tài: Thiết kế hệ thống xử lý khí thải từ lò hơi sử dụng dầu DO làm nhiên liệu đốt với
năng suất 5 tấn/h của nhà máy sản xuất mì gói.
2.2
Đề xuất và thuyết minh quy trình công nghệ
2.2.1
Cơ sở lựa chọn công nghệ
Nguồn khói thải từ lò hơi có các thông số sau:
Lưu lượng khí thải: G = 5873,4 (m3/h)
Nồng độ khí SO2 vào tháp: Cv= 647 (mg/m3)
Nồng độ khí ra khỏi tháp: Cr= 500 (mg/m3)
Xử lý SO2 bằng tháp hấp thụ
Nhiệt độ làm việc của tháp: t = 40oC
Áp suất của thiết bị: P = 1 atm = 105 Pa
Tháp hấp thụ được chọn là tháp đệm vì: Hiệu quả xử ly cao; Ch
́
ế tạo, vận hành đơn giản,
Giá thành thiết bị chấp nhận được.
Vật liệu đệm là vòng sứ với ưu điểm là chịu được môi trường ăn mòn tốt và chịu đuợc
nhiệt độ cao. Ngoài ra còn có tác dụng kết dính bụi và kim loại nặng trong khí thải vào
dung dịch hấp thu sau đó được tách ra ở dạng cặn của bể lắng.
2.2.2
Quy trình công nghệ đề xuất
a)
Phương án 1:
Sơ đồ công nghệ:
Hình 2. Quy trình xử lý khí SO2 có sử dụng Cyclon.
Chú thích:
: Đường khí
: Đường hóa chất
: Đường bụi thu hồi
Thuyết minh công nghệ:
Dòng khí thải từ lò hơi sẽ được thu về hệ thống xử lý. Tại đây dòng khí và bụi được đưa
vào tháp giải nhiệt khí nhờ các cánh quạt thổi khí giúp làm giảm nhiệt lượng của dòng khí
thải. Sau đó dòng khí sẽ được đưa vào cyclon dưới tác dụng của lực ly tâm các hạt bụi có
kích thước lớn sẽ va chạm vào thân thiết bị và mất quán tính rơi xuống đáy cyclon định kỳ
được thu ra ngoài. Dòng khí sau khi đã sạch bụi và làm mát sẽ đưa qua tháp hấp thụ, sử
dụng dung dịch Ca(OH)2 để xử lý SO2. Tại tháp hấp thụ, dung dịch Ca(OH)2 được bơm liên
tục từ đỉnh tháp xuống các lớp mâm tiếp xúc, khí thải chứa SO 2 được dẫn từ dưới đi lên
quá trình tiếp xúc giữa pha khí và pha nước giúp quá trình hấp thụ được diễn ra dễ
dàng. Khí đi ra khỏi tháp hấp thụ sẽ được tách ẩm làm khô dòng khí nhờ tháp hấp phụ. Sau
đó khí sẽ được đẩy vào ống khói và thải ra ngoài môi trường là không khí sạch đạt QCVN
19:2009/BTNMT.
b) Phương án 2:
Sơ đồ công nghệ:
SVTH: Huỳnh Thị Kiều An – MSVV: 0350020270
GVHD: Trần Anh Khoa
13
Đồ án khí thải Tên
đề tài: Thiết kế hệ thống xử lý khí thải từ lò hơi sử dụng dầu DO làm nhiên liệu đốt với
năng suất 5 tấn/h của nhà máy sản xuất mì gói.
Hình 2. Quy trình xử lý khí SO2 có sử dụng tháp rửa bụi.
Chú thích:
: Đường khí
: Đường hóa chất
: Đường nước, nước thải
Thuyết minh công nghệ:
Khói thải sau khi thải ra khỏi lò hơi được dẫn qua tháp rửa bụi nhờ hệ thống giàn phun
nước từ tháp rửa bụi làm giảm đáng kể nhiệt lượng của dòng khí thải, bụi và nước (bùn
thải) sẽ được dẫn ra ngoài để xử lý. Dòng khí thải nhờ lực ly tâm từ quạt hút được đưa
vào tháp hấp thụ. Tại tháp hấp thụ dung dịch Ca(OH)2 được bơm liên tục từ đỉnh tháp
xuống các lớp mâm tiếp xúc, khí thải chứa SO2 được dẫn từ dưới đi lên quá trình tiếp xúc
giữa pha khí và pha nước giúp quá trình hấp thụ được diễn ra dễ dàng. Khí đi ra khỏi tháp
hấp thụ là không khí sạch đạt QCVN 19:2009/BTNMT được đẩy vào ống khói và thải ra
ngoài.
Chọn phương pháp xử lý SO2:
Hấp thụ khí SO2 bằng Ca(OH)2 (sữa vôi) vì:
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 các acid SO 2, CO2,...còn có tác dụng làm
nguội khí thải đáp ứng yêu cầu tiêu chuẩn về nhiệt độ khí thải đầu ra của ống khói.
Hiệu quả hấp thụ SO2 bằng sữa vôi đạt 98%. Sức cản khí động của hệ thống
không vượt quá 20 mm H2O.
Không chọn hệ thống tháp rửa bụi vì cần có thêm hệ thống xử lý nước thải để xử
lý lượng bùn thải từ tháp rửa khí, giá thành cao khi xây dựng thêm hệ thống. Cần một
lượng nước lớn để rửa và làm mát khí thải. Khi nước tiếp xúc trực tiếp với khí thải sẽ tạo
thành axit dễ làm hư và ăn mòn thiết bị.
Do đó, chọn phương án 1 để xử lý SO2.
SVTH: Huỳnh Thị Kiều An – MSVV: 0350020270
GVHD: Trần Anh Khoa
14
Đồ án khí thải Tên
đề tài: Thiết kế hệ thống xử lý khí thải từ lò hơi sử dụng dầu DO làm nhiên liệu đốt với
năng suất 5 tấn/h của nhà máy sản xuất mì gói.
CHƯƠNG 3 : TÍNH TOÁN CÔNG NGHỆ
3.1
Các thông số ban đầu
Lưu lượng khí thải: Gv= 5873,4 m3/h
Nồng độ SO2 ban đầu: Cv= 647 mg/m3
Chọn nhiệt độ của dung môi hấp thu là: t = 44°C = 313K
Dung dịch sử dụng trong quá trình hấp thụ là Ca(OH)2 5%
Áp suất chọn làm việc: 3atm
Nồng độ SO2 ra là: Cr= 500mg/m3
Khối lượng mol khí thải: = 64 (kg/kmol)
Khối lượng mol dung môi: Mdm= 18 (kg/kmol)
3.2
Tính cân bằng vật chất
3.2.1
Nồng độ khí vào và nồng độ khí ra
Nồng độ khí vào:
Yv= = (kmol/kmol kk)
Tỉ lệ thể tích khí SO2 đi vào:
yv = = = 0,00022 (Kmol SO2/ Kmol kk )
Nồng độ pha khí ra khỏi tháp:
Yr = = = 0,00019 (Kmol SO2/ Kmol kk)
Tỉ lệ thể tích khí SO2 đi vào:
yr = = = 0,00019 (Kmol/ Kmol)
Suất lượng của khí trơ:
Gtr= Gv (1 yv) = 5873,4 (1 0,00024)=5872 (m3/h)=244,67(kmol/h)
3.2.2
Xác định đường cân bằng và đường làm việc
Đường cân bằng
Ta có: logP*SO2 = 3.58 + 1.871 log + 2.24102T
Trong đó :
P*SO2: áp suất riêng phần SO2 cân bằng (Pa).
: nồng độ SO2 cân bằng.
Từ phương trình trên lập đường cân bằng:
X=
Y*=
Bảng 3. Số liệu đường cân bằng
SVTH: Huỳnh Thị Kiều An – MSVV: 0350020270
GVHD: Trần Anh Khoa
15
Đồ án khí thải Tên
đề tài: Thiết kế hệ thống xử lý khí thải từ lò hơi sử dụng dầu DO làm nhiên liệu đốt với
năng suất 5 tấn/h của nhà máy sản xuất mì gói.
SO2
0,005
0,0125
0,02
0,0275
0,035
0,0425
0,05
0,0575
0,065
1,062
5,894
14,195
25,75
40,423
X.103
0,09
0,23
0,36
0,5
0,63
0,77
0,90
1,04
1,17
1,31
Y.103
0,01
0,06
0,14
0,26
0,4
0,58
0,79
1,02
1.129
1.58
58,117 78,758 102,282 128,637
Đường làm việc
Nồng độ dung môi vào: Xv=0
Nồng độ SO2 cực đại Xmax:
Dựa vào đồ thị phương trình đường cân bằng: Y*= 829,84X2 + 0,1402X 0,00001
Từ đó ta được Xmax= 0,00047 (kmol SO2/kmol DM)
Lượng dung môi tối thiểu:
Lmin= = 244,67 = 26 (kmol/h)
(Mục d 6.5, trang160, [5])
Lượng dung môi thực tế: lấy bằng 1,4 lượng dung môi tối thiểu
Ltr= 1,4 Lmin = 1,4 26 = 36,4 (kmol/h)
Phương trình cân bằng vật chất có dạng:
GtrYđ + LtrXđ = GtrYc + LtrXc
Suy ra: Xr= = = 0,00037 (kmol SO2/kmol DM)
Đường làm việc của tháp đi qua 2 điểm có tọa độ: (Xv, Yr) và (Xr, Yv):
(0; 0,00019) và (0,00037; 0,00024)
Ta có đồ thị đường cân bằng và đường làm việc:
Hiệu suất của quá trình hấp thụ:
E = = =13,6%
3.3
Tính tháp hấp thụ
Lựa chọn vật liệu đệm:
Chọn vòng sứ Rasiga xếp ngẫu nhiên có các thông số sau:
−
Kích thước đệm:
−
Bề mặt riêng: đ= 135 m2/m3
−
Thể tích tự do:
−
Khối lượng riêng của đệm:
−
Khối lượng riêng xốp: = 520 kg/m3
SVTH: Huỳnh Thị Kiều An – MSVV: 0350020270
GVHD: Trần Anh Khoa
16
0,0725
157,78
Đồ án khí thải Tên
đề tài: Thiết kế hệ thống xử lý khí thải từ lò hơi sử dụng dầu DO làm nhiên liệu đốt với
năng suất 5 tấn/h của nhà máy sản xuất mì gói.
−
Số lượng đệm trong
(Bảng IX.8, trang 193,[2] )
3.3.1
Đường kính tháp hấp thụ
Đường kính tháp hấp thụ được xác định theo công thức
(m) ( IV.89, trang181,[2])
Trong đó:
D: đường kính tháp hấp thụ (m)
Vtb: lưu lượng trung bình của dòng khí qua tháp hấp thụ
Vtb= Gtr= 5872 (m3/h)
: vận tốc biểu kiến của dòng khí ứng với tổng tiết diện (m/s)
= = (0,80,9)
Tốc độ sặc , m/s được xác định theo công thức:
(IX.114, trang 187,[2]) (*)
Trong đó:
Gx, Gy: lưu lượng dòng lỏng và khí trung bình (kg/s)
Gx =(kg/s)
Gy= (kg/s)
: khối lượng riêng trung bình của pha lỏng và pha khí
=0,656103 (N.s/m2) độ nhớt trung bình của pha lỏng ở nhiệt độ 400C
= 0,8937103 (N.s/m2) độ nhớt trung bình của nước ở nhiệt độ 250C
A= 0,022 (IX.8, trang 193,[2])
Khối lượng riêng trung bình đối với pha khí:
(IX.104, trang 183,[2])
Nồng độ phần mol trung bình của pha khí:
ytb=
(kg/m3)
Khối lượng riêng trung bình đối với pha lỏng:= 992 kg/m3
Thay số vào (*) ta được:
Suy ra: (m/s)
Chọn tốc độ làm việc : (m/s)
Đường kính tháp hấp thụ sẽ được xác định:
SVTH: Huỳnh Thị Kiều An – MSVV: 0350020270
GVHD: Trần Anh Khoa
17
Đồ án khí thải Tên
đề tài: Thiết kế hệ thống xử lý khí thải từ lò hơi sử dụng dầu DO làm nhiên liệu đốt với
năng suất 5 tấn/h của nhà máy sản xuất mì gói.
D = = 0,8 (m)
Chọn đường kính tháp: D = 0,8 (m)
Kiểm tra vận tốc làm việc:
D = = 0,8 (m/s)
( thỏa điều kiện làm việc)
Vậy vận tốc: (m/s)
3.3.2
Chiều cao tháp hấp thụ
Kiểm tra mật độ tưới
Mật độ tưới thực tế:
trong đó:
Vx là thể tích pha lỏng (m3/h)
F là diện tích tháp (m2)
(m3/m2.h)
Mật độ tưới thích hợp:
(m3/m2.h)
Trong đó B = 0,093 là trị số (Bảng IX.6, trang 177,[2])
(m3/m2.h)
Lập tỷ số: = 0,1 < 1 Vậy = 0,1
Kiểm tra điều kiện thiết kế:
Vậy đệm trên là phù hợp.
Chiều cao tương ứng với một đơn vị truyền khối:
Trong đó:
hG: Chiều cao một đơn vị truyền khối tương ứng pha khí (m)
hL: Chiều cao một đơn vị truyền khối tương ứng pha lỏng (m)
m: Hệ số góc đường cân bằng
Gx, Gy: Lượng dung môi trung bình của pha lỏng, khí (kg/s)
Tính hG:
(IX.76, trang 177,[2])
SVTH: Huỳnh Thị Kiều An – MSVV: 0350020270
GVHD: Trần Anh Khoa
18
Đồ án khí thải Tên
đề tài: Thiết kế hệ thống xử lý khí thải từ lò hơi sử dụng dầu DO làm nhiên liệu đốt với
năng suất 5 tấn/h của nhà máy sản xuất mì gói.
Trong đó:
Vd: thể tích tự do của đệm, Vd = 0,78 (m3/m3)
a: hệ số phụ thuộc dạng đệm (vòng rasching, a = 0,123)
σd: bề mặt riêng của đệm (m2/m3)
: hệ số thấm ướt của đệm ()
Khối lượng mol hỗn hợp:
Mhh = (kg/kmol)
Độ nhớt trung bình của hỗn hợp khí:
Trong đó:
= 0,013103 độ nhớt của SO2 ở 400C (N.s/m2)
= 0,0185103 độ nhớt của không khí ở 400C (N.s/m2)
(Bảng I.18 trang 93 và hình I.35, trang117,[1])
(N.s/m2)
Chuẩn số Raynon pha hơi:
Rey= = = 579
Chuẩn số prandl của pha hơi:
Pry= = = 1,36
Dy là hệ số khuếch tán trong pha khí m2/s
Với Dy===1,2105 (m2/s)
(m)
Tính hL:
(Bảng IX.77, trang 177,[2])
Chuẩn số raynon pha lỏng:
Trong đó: Ft= (m2)
Dx lưu lượng khuếch tán pha lỏng (m2/s)
Dx = = 2,5105 (cm2/s)
(2.41, trang 29,[9])
Trong đó: =2,6: hệ số kết hợp cho dung môi
Mdm = Mnuoc = 18 (kg/kmol)
SVTH: Huỳnh Thị Kiều An – MSVV: 0350020270
GVHD: Trần Anh Khoa
19
Đồ án khí thải Tên
đề tài: Thiết kế hệ thống xử lý khí thải từ lò hơi sử dụng dầu DO làm nhiên liệu đốt với
năng suất 5 tấn/h của nhà máy sản xuất mì gói.
= 44,8 (cm3/mol) (Bảng 2.2, trang 26, [9])
Chuẩn số prandl pha lỏng:
(m)
Suy ra: (m)
Tính trở lực của lớp đệm
Tổn thất áp xuất của đệm khô:
(IX.119, trang189,[2])
Trong đó:
H = 6,2 m : chiều cao đệm
: hệ số trở lực của đêm, bao gồm cả trở lực do ma sát và trở lực cục bộ, phụ thuộc chuẩn
số Rey
Rey = 579 > 400 nên tổn thất áp suất của đệm khô được xác định theo công thức:
(N/m2) (IX.121, trang 189,[2])
Tổn thất áp suất của lớp đệm ướt:
ư
= K (IX.127, trang 191,[2])
(IX.134, trang 191,[2])
Với: Gx là mật độ tưới (kg/m2.s)
(kg/m2.s)
b là hệ số, hàm số của Rex
(IX.133, trang 191,[2])
A’ là thông số tưới
(IX.134, trang 191,[2])
Đối với đệm vòng bằng sứ (=const): với A’ < 0,3 và D > 30 mm thì
(N/m2)
Chiều cao cột chất lỏng:
Vậy chọn hlỏng = 0,9 (m)
SVTH: Huỳnh Thị Kiều An – MSVV: 0350020270
GVHD: Trần Anh Khoa
20
Đồ án khí thải Tên
đề tài: Thiết kế hệ thống xử lý khí thải từ lò hơi sử dụng dầu DO làm nhiên liệu đốt với
năng suất 5 tấn/h của nhà máy sản xuất mì gói.
CHƯƠNG 4 : TÍNH TOÁN CƠ KHÍ
4.1
Thân tháp
Thiết bị làm việc ở môi trường ăn mòn
Nhiệt độ làm việc: t = 400C
Áp suất làm việc: p = 1 atm
Chọn vật liệu là thép không gỉ để chế tạo thiết bị
Ký hiệu thép: X18H10T (C < 0,12%, Cr 18%, N 10%, T nằm trong khoảng 11,5%).
Giới hạn bền kéo: = 550106 (N/m2)
Giới hạn chảy: = 220106 (N/m2)
Chiều dày tấm thép: b = 5 mm
Độ giãn tương đối: = 38%
(Bảng XII.4, trang 309,[2])
Hệ số dẫn nhiệt: = 16,3 (W/m.0C)
Khối lượng riêng: = 7900 (kg/m3)
[Bảng XII.7, trang 313,[2])
Chọn công nghệ gia công là hàn tay bằng hồ quang điện, bằng cách hàn giáp mối hai
bên.
Hệ số hiệu chỉnh: = 1
Hệ số an toàn bền kéo: nk = 2,6
Hệ số an toàn bền chảy: nc =1,5
Hệ số bền mối hàn: = 0,95
Đường kính trong của tháp: Dt = 0,8 m = 800 mm
4.1.1
Ứng suất cho phép của vật liệu theo giới hạn bền
(N/m2)
(N/m2)
Chọn giá trị nhỏ hơn, N/m2 để tính toán
4.1.2
Chiều dày thân tháp
−
Áp suất thủy tĩnh của cột chất lỏng
(N/m2)
−
Áp suất tính toán trong thiết bị
(N/m2)
SVTH: Huỳnh Thị Kiều An – MSVV: 0350020270
GVHD: Trần Anh Khoa
21
Đồ án khí thải Tên
đề tài: Thiết kế hệ thống xử lý khí thải từ lò hơi sử dụng dầu DO làm nhiên liệu đốt với
năng suất 5 tấn/h của nhà máy sản xuất mì gói.
(N/m2)
Vì
Khi đó chiều dày thân tháp được tính theo công thức
Trong đó:
: đường kính trong của tháp (
: hệ số bổ sung do ăn mòn (đối với vật liệu bền có tốc độ ăn mòn , ta chọn tính theo thời
gian làm việc từ 15 – 20 năm)
: hệ số bổ sung do hao mòn ()
: hệ số bổ sung sai chiều dày () (Bảng XIII.9, trang 364,[2])
Chiều dày thân tháp
(m) =1,82 (mm)
−
Chọn S = 5 mm
Kiểm tra lại ứng suất thành thiết bị theo áp suất tính toán
−
Áp suất tính toán được tính theo công thức
(N/m2)
−
ứng suất tính theo áp suất tính toán
(N/m2)
Xét:
Vậy S = 5 mm là hợp lý
−
Khối lượng tháp
Trong đó: Dt, Dn: Đường kính trong và ngoài của tháp
Dn = Dt +2S = 0,8 + 20,005 = 0,81 (m)
H: Chiều cao thân tháp (m)
4.2
Tính chiều dày đáy, nắp tháp
−
Chọn đáy nắp elip tiêu chuẩn
SVTH: Huỳnh Thị Kiều An – MSVV: 0350020270
GVHD: Trần Anh Khoa
22
Đồ án khí thải Tên
đề tài: Thiết kế hệ thống xử lý khí thải từ lò hơi sử dụng dầu DO làm nhiên liệu đốt với
năng suất 5 tấn/h của nhà máy sản xuất mì gói.
−
Chọn chiều dài đáy, nắp bằng chiều dày thân
Sn = Sđ = S = 5 mm
−
Kiểm tra điều kiện: (6.10, trang 126,[6])
: thỏa điều kiện
−
Kiểm tra áp suất dư cho phép tính toán theo công thức:
(6.11, trang 126,[6])
Đáy nắp elip tiêu chuẩn Rt = Dt = 800 mm
(N/mm2) > 0,2 (N/mm2), thỏa điều kiện
Vậy chiều dày đáy và nắp là 5 mm.
Chiều cao gờ: h = 25 mm (Tra bảng XIII.11, trang 384,[2])
Khối lượng nắp elip (Tra bảng XIII.11, trang 384,[2]), ta có:
M = 30,2 kg
Đối với thép không gỉ thì khối lượng nắp elip
M=1,0130,2 = 30,502 (kg)
Khối lượng nắp và đáy elip
M2 = 230,502 = 61,004 (kg)
4.3
Tính ống dẫn lỏng, ống dẫn khí
Ống dẫn khí vào tháp:
Đường kính ống dẫn khí:
(m)
(II.36, trang 369, [2])
Trong đó:
V: Lưu lượng thể tích của khí (m3/s)
V=5873,4 (m3/h) = (m3/s)
: vận tốc dòng khí (m/s)
Đối với dòng khí với áp suất thường, ta chọn (m/s)
Vậy (m) = 300 (mm)
Với d = 300 mm, vận tốc dòng khí trong ống dẫn:
(m/s)
Ống dẫn khí ra khỏi tháp:
Chọn đường kính ống dẫn khí ra khỏi tháp bằng ống dẫn khí vào tháp: d = 300 mm
Ống dẫn lỏng vào tháp:
Đường kính ống dẫn lỏng:
SVTH: Huỳnh Thị Kiều An – MSVV: 0350020270
GVHD: Trần Anh Khoa
23
Đồ án khí thải Tên
đề tài: Thiết kế hệ thống xử lý khí thải từ lò hơi sử dụng dầu DO làm nhiên liệu đốt với
năng suất 5 tấn/h của nhà máy sản xuất mì gói.
(m)
(II.36, trang 369, [2])
Trong đó:
V: Lưu lượng thể tích của khí (m3/s)
V= 0,66 (m3/h) = (m3/s)
: vận tốc dòng lỏng (m/s)
Đối với dòng lỏng trong ống hút hoặc đẩy của bơm, ta chọn (m/s)
(m) = 20 (mm)
Với d = 20 mm, vận tốc dòng lỏng trong ống dẫn:
(m/s)
Ống dẫn lỏng ra khỏi tháp:
Chọn đường kính ống dẫn lỏng ra khỏi tháp bằng ống dẫn lỏng vào tháp: d = 20 mm
4.4
Tính mối ghép bích
Bích ghép thân tháp
Theo (Bảng XIII.27, trang 417,[2]) ta có thông số đo của bích như sau:
Đường kính trong: Dt = 800 mm
Đường kính ngoài: Dn = 800 + 2.5 = 810 mm
Đường kính ngoài của bích: D = 930 mm
Đường kính tâm bulon: Db = 880 mm
Đường kính mép vát: Dl = 850 mm
Đường kính Bulon: db=M20
Số bulon: z = 20 cái
Chiều cao bích: h = 20 mm
Chọn vật liệu chế tạo bích là thép X18H10T
Khối lượng bích (kg):
(kg)
Bích nối đường ống dẫn lỏng vào và ra với thân
Chọn bích liền bằng kim loại đen
Theo (Bảng XIII.26, trang 412,[2], ta có thông số đo của bích như sau:
Đường kính trong ống dẫn lỏng: Dy = 20 mm
Đường kính ngoài: Dn = 25 mm
Đường kính ngoài của bích: D = 90 mm
Đường kính tâm bulong: Db = 65 mm
SVTH: Huỳnh Thị Kiều An – MSVV: 0350020270
GVHD: Trần Anh Khoa
24
Đồ án khí thải Tên
đề tài: Thiết kế hệ thống xử lý khí thải từ lò hơi sử dụng dầu DO làm nhiên liệu đốt với
năng suất 5 tấn/h của nhà máy sản xuất mì gói.
Đường kính mép vát: Dl = 50 mm
Đường kính Bulon: db = M10
Số bulon: z = 4 cái
Chiều cao bích: h = 12 mm
Khối lượng bích (kg):
(kg)
Bích nối ống dẫn khí vào và ra với thân:
Chọn loại bích liền bằng thép để nối
Theo (Bảng XIII.26, trang 415,[2]) ta có thông số đo của bích như sau:
Đường kính trong ống dẫn khí: Dt = 300 mm
Đường kính ngoài: Dn = 325 mm
Đường kính ngoài của bích: D = 435 mm
Đường kính tâm bulon: Db = 395 mm
Đường kính mép vát: Dl= 365 mm
Đường kính Bulon: db = M20
Số bulon: z = 12 cái
Chiều cao bích: h = 22 mm
(kg)
Bích cửa nạp đệm, tháo đệm:
Đường kính trong: Dy = 300 mm
Theo (Bảng XIII.26, trang 415,[2]) ta có thông số đo của bích như sau:
Đường kính ngoài: Dn = 325 mm
Đường kính ngoài của bích: D = 435 mm
Đường kính tâm bu lon: Db = 395 mm
Đường kính mép vát: Dl= 365 mm
Đường kính Bulon: db = M20
Số bulon: z = 12 cái
Chiều cao bích: h = 22 mm
(kg)
Tổng khối lượng bích:
mb = 8m1 + 2m2 + 2m3 + 8m4 = 352,48 (kg)
SVTH: Huỳnh Thị Kiều An – MSVV: 0350020270
GVHD: Trần Anh Khoa
25
