tinh toan he thong xu ly khi thai lo hoi

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ ĐỒNG NAI
KHOA TP-MT-ĐD


TIỂU LUẬN MÔN HỌC
XỬ LÝ KHÍ THẢI
TÊN ĐỀ TÀI
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ KHÍ THẢI LÒ
HƠI

GVHD: ThS. Trần Hữu Tuấn
SVTH:

Biên Hòa ngày… tháng … năm 2016


DANH SÁCH SINH VIÊN

Stt
1
2
3
4
5
6

Họ đệm

Tên

Mssv

Ghi chú


LỜI CẢM ƠN
Đầu tiên chúng em xin gửi đến thầy Trần Hữu Tuấn lời cảm ơn và lời chúc sức khoẻ
chân thành nhất, vì trong suốt quá trình học và làm bài tiểu luận vừa qua thầy đã tận
tình truyền đạt kiến thức cho chúng em.
Và cũng xin gửi lời cảm ơn đến các bạn trong lớp đã giúp đỡ nhóm mình rất nhiệt tình
về vấn đề học tập cũng như làm bài tiểu luận trong thời gian qua.
Cuối cúng chúng em xin hứa sẽ học tập siêng năng chăm chỉ để không phụ lòng mong
mỏi của ba mẹ và quý thầy cô.
Nhóm sinh viên thực hiện.

3


NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................

.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................

Thái độ làm việc:.............................................................................................................
Kỹ năng làm việc:............................................................................................................
Kỹ năng trình bày:...........................................................................................................
Điểm số:.........................................
Biên Hòa, ngày….. tháng….. năm 2016
Giáo viên hướng dẫn

Th.S. Trần Hữu Tuấn


MỤC LỤC

5


CHƯƠNG I: TỔNG QUAN

1.1 KHÁI QUÁT
- Lò hơi là nguồn cung cấp nhiệt khá phổ biến trong nhiều loại hình công nghệ,

thường gặp trong các công đoạn sấy, gia nhiệt định hình, gia nhiệt cho các phản ứng
hóa học, làm chín thực phẩm, khử trùng...Trong nhiều ngành sản xuất, lò hơi là thiết bị
không thể không có.
- Lò hơi có thể được cấp nhiệt từ nhiều nguồn khác nhau. Ở các lò hơi công suất

nhỏ thường cấp nhiệt bằng điện, một số lò hiện đại dùng nhiên liệu là khí đốt hóa lỏng

(gas-LPG) kèm theo là hệ thống điều chỉnh tự động. Với các lò hơi “sạch” như trên
thường không có vấn đề về mặt khói bụi thải. Tuy nhiên, thường gặp trong các cơ sở
tiểu thủ công nghiệp tại Thành phố Hồ Chí Minh là các lò hơi dùng nhiên liệu đốt lò
chính là gỗ củi, than đá hoặc dầu F.O. Các sản phẩm cháy do việc đốt các nhiên liệu
trên thải vào không khí thường là nguyên nhân dẫn đến tình trạng ô nhiễm môi trường.
1.2 ĐẶC ĐIỂM KHÓI THẢI TỪ LÒ HƠI
- Đặc điểm khói thải của các loại lò hơi khác nhau, tùy theo loại nhiên liệu sử

dụng.
- SO2 chủ yếu sinh ra trong quá trình đốt nhiên liệu bằng than đá hoặc dầu F.O.

 Đặc điểm khói thải lò hơi đốt bằng than đá
-

Khí thải của lò hơi đốt than chủ yếu mang bụi, CO 2, CO, SO2, SO3, NOx.do

thành phần hóa chất có trong than kết hợp với ôxy trong quá trình cháy tạo nên.
- Hàm lượng lưu huỳnh trong than khoảng 0,5% nên trong khí thải có SO 2 với

nồng độ khoảng 1333mg/m3.
 Đặc điểm khói thải lò hơi đốt bằng dầu F.O
- Khí thải của lò hơi đốt dầu F.O thường có các chất sau: CO 2, CO, SO2, SO3,

NOx, hơi nước...
- Ngoài ra còn có một hàm lượng nhỏ tro và các hạt tro rất nhỏ trộn lẫn với dầu

cháy không hết tồn tại dưới dạng sol khí mà ta thường gọi là mồ hóng.

6

Bảng: Nồng độ các chất trong khí thải lò hơi đốt dầu F.O
Nồng độ (mg/m3)
5217 - 7000
50
280
0,4
428

Chất gây ô nhiễm
SO2 và SO3
CO
Tro bụi
Hơi dầu
NOx

( Trích Sổ tay hướng dẫn xử lý ô nhiễm môi trường trong sản xuất tiểu thủ công
nghiệp - Xử lý khói lò hơi - Sở Khoa học, Công nghệ và môi trường Tp.HCM )
Bảng: Các chất ô nhiễm trong khói thải lò hơi
Loại lò hơi
Lò hơi đốt bằng củi
Lò hơi đốt bằng than đá
Lò hơi đốt bằng dầu F.O

Chất ô nhiễm
Khói + tro bụi + CO + CO2
Khói + tro bụi + CO + CO2 + SO2 + SO3 + NOx
Khói + tro bụi + CO + CO2 + SO2 + SO3 + NOx

( Trích Sổ tay hướng dẫn xử lý ô nhiễm môi trường trong sản xuất tiểu thủ công

nghiệp - Xử lý khói lò hơi - Sở Khoa học, Công nghệ và môi trường Tp.HCM )
1.3 TÁC HẠI CỦA KHÍ SO2
- Khí SO2 là loại khí không màu, không cháy, có vị hăng cay. Do quá trình

quang hóa hay do sự xúc tác, khí SO 2 dễ dàng bị oxy hóa và biến thành SO 3 trong khí
quyển.
- Khí SO2 là loại khí độc hại không chỉ đối với sức khỏe con người, động thực

vật mà còn ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường.
 Đối với sức khỏe con người
- SO2 là chất có tính kích thích, ở nồng độ nhất định có thể gây co giật ở cơ trơn

của khí quản. Ở nồng độ lớn hơn sẽ gây tăng tiết dịch niêm mạc đường khí quản. Khi
tiếp xúc với mắt, chúng có thể tạo thành axit.
Bảng: Liều lượng gây độc
mg SO 2 /m 3
20 - 30
50
130 - 260
1000-1300

Tác hại
Giới hạn gây độc tính
Kích thích đường hô hấp, ho
Liều nguy hiểm sau khi hít thở (30 - 60 phút)
Liều gây chết nhanh (30 - 60 phút)


- SO2 có thể xâm nhập vào cơ thể con người qua các cơ quan hô hấp hoặc các

cơ quan tiêu hóa sau khi được hòa tan trong nước bọt. Cuối cùng, chúng có thể xâm
nhập vào hệ tuần hoàn.
- Khi tiếp xúc với bụi, SO2 có thể tạo ra các hạt axit nhỏ có khả năng xâm nhập

vào các huyết mạch nếu kích thước của chúng nhỏ hơn 2-3 μm.
- SO2 có thể xâm nhập vào cơ thể qua da và gây ra các chuyển đổi hóa học. Kết

quả là hàm lượng kiềm trong máu giảm, ammoniac bị thoát qua đường tiểu và có ảnh
hưởng đến tuyến nước bọt.
- Trong máu, SO2 tham gia nhiều phản ứng hóa học, gây rối loạn chuyển hóa

đường và protein, gây thiếu vitamin B và C, ức chế enzyme oxydaza, tạo ra
methemoglobine để chuyển Fe2+ (hòa tan) thành Fe3+ (kết tủa) gây tắc nghẽn mạch
máu cũng như làm giảm khả năng vận chuyển oxy của hồng cầu, gây co hẹp dây thanh
quản, khó thở.
 Đối với thực vật
- Các loài thực vật nhạy cảm với khí SO2 là rêu và địa y.

Bảng: Nồng độ gây độc
Nồng độ (ppm)
0,03
0,15 - 0,3
1-2

Tác hại
Ánh hưởng đến sinh trưởng của rau
quả
Gây độc kinh niên
Chấn thương lá cây sau vài giờ tiếp
xúc

 Đối với môi trường
- SO2 bị oxy hóa ngoài không khí và phản ứng với nước mưa tạo thành axit

sulfuric hay các muối sulfate gây hiện tượng mưa axit, ảnh hưởng xấu đến môi trường.
 Quá trình hình thành mưa axit của SO2
- Phản ứng hoá hợp giữa lưu huỳnh điôxít và các hợp chất gốc hiđrôxyl:

SO2 + OH-  HOSO2-

Phản ứng giữa hợp chất gốc HOSO2- và O2 sẽ cho ra hợp chất gốc HO2- và

SO3
HOSO2- + O2  HO2- + SO3

8


-

Lưu huỳnh triôxít SO3 sẽ phản ứng với nước và tạo ra H 2SO4 . Đây chính là

thành phần chủ yếu của mưa axít.
SO3(k) + H2O (l)  H2SO4(l)
 Các tác hại của mưa axit
- Nước hồ bị axit hóa: mưa axit rơi trên mặt đất sẽ rửa trôi các chất dinh dưỡng

trên mặt đất và mang các kim loại độc hại xuống ao hồ, gây ô nhiễm nguồn nước trong
hồ, phá hỏng các loại thức ăn, uy hiếp sự sinh tồn của các loài cá và các sinh vật khác
trong nước.

Bảng: Các ảnh hưởng của pH đến hệ thủy sinh vật
pH<6,0
pH<5,5

Các sinh vật bậc thấp của chuỗi thức ăn bị chết (phù
du...), đây là nguồn thức ăn quan trọng của cá.
Cá không thể sinh sản được. Cá con khó sống sót. Cá lớn
bị dị dạng do thiếu dinh dưỡng. Cá bị chết do ngạt.

pH<5,0

Quần thể cá bị chết.

pH<4,0

Xuất hiện các sinh vật mới khác với các sinh vật ban đầu.

- Rừng bị hủy diệt và sản lượng nông nghiệp bị giảm: mưa axit làm tổn thương

lá cây, gây trở ngại quá trình quang hợp, làm cho lá cây bị vàng và rơi rụng, làm giảm
độ màu mỡ của đất và cản trở sự sinh trưởng của cây cối.
- Làm tổn hại sức khỏe con người: các hạt sulfate, nitrate tạo thành trong khí

quyển làm hạn chế tầm nhìn. Hơn nữa, do hiện tượng tích tụ sinh học, khi con người
ăn các loại cá có chứa độc tố, các độc tố này sẽ tích tụ trong cơ thể và gây nguy hiểm
đối với sức khỏe con người.
- Gây ăn mòn vật liệu và phá hủy các công trình kiến trúc.

1.4 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ SO2
 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.

SO2 + H2O  H+ + HSO3-


-

Nhược điểm: do độ hòa tan của khí SO2 trng nước quá thấp nên thường

phải dùng một lượng nước rất lớn và thiết bị hấp thụ phải có thể tích rất lớn, cồng
kềnh. Để tách SO2 khỏi dung dịch phải nung nóng lên đến 100 0C nên tốn rất nhiều
năng lượng, chi phí nhiệt lớn.

Hình 1.1: Sơ đồ hệ thống xử lý khí SO2 bằng nước
1, Tháp hấp thụ; 2,tháp giải thoát khí SO2; 2, thiết bị ngưng tụ;
4-5, thiết bị troa đổi nhiệt lò hơi
 Hấp thụ khí SO2 bằng dung dịch sữa vôi
- Là phương pháp được áp dụng rất rộng rãi trong công nghiệp vì hiệu quả xử lý

cao, nguyên liệu rẻ tiền và sẵn có ở mọi nơi.
CaCO3 + SO2  CaSO3 + CO2
CaO + SO2  CaSO3
2CaSO3 + O2  2CaSO4
- Ưu điểm: công nghệ đơn giản, chi phí đầu tư ban đầu không lớn, chi phí vận

hành thấp, chất hấp thụ rẻ, dễ tìm, làm sạch khí mà không cần phải làm lạnh và tách
bụi sơ bộ, 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.
- Nhược điểm: đóng cặn ở thiết bị do tạo thành CaSO 4 và CaSO3, gây tắc

nghẽn các đường ống và ăn mòn thiết bị.
 Xử lý khí khí SO2 bằng ammoniac

10


- Phương pháp này hấp thụ khí SO 2 bằng dung dịch ammoniac tạo muối amoni

sunfit và amoni bisunfit theo phản ứng sau:
SO2 + 2NH3 + H2O  (NH4)2SO3
(NH4)2SO3 + SO2 + H2O  2NH4HSO3
- Ưu điểm: Hiệu quả rất cao, chất hấp thụ dễ kiếm và thu được muối amoni

sunfit và amoni bisunfit là các sản phẩm cần thiết.
- Nhược điểm: Rất tốn kém, chi phí đầu tư và vận hành rất cao.

 Xử lý khí SO2 bằng magie oxit
-

Các phản ứng xảy ra như sau:
MgO + SO2  MgSO3
MgSO3 + SO2 + H2O  Mg(HSO3)2
Mg(HSO3)2 + MgO  2MgSO3 + H2O
- Ưu điểm: Có thể làm sạch khí nóng mà không cần làm lạnh sơ bộ, thu được

axit sunfuric như là sản phẩm của sự thu hồi, hiệu quả xử lý cao, MgO dễ kiếm và rẻ.
- Nhược điểm: Quy trình công nghệ phức tạp, vận hành khó, chi phí cao, tổn

hao MgO khá nhiều.
 Xử lý khí SO2 bằng kẽm oxit
- Phương pháp này dựa theo các phản ứng sau:

SO2 + ZnO + 2,5 H2O  ZnSO3 . 2,5H2O
ZnSO3 . 2,5 H2O  ZnO + SO2 + 2,5H2O
- Ưu điểm: Có thể làm sạch khí ở nhiệt độ khá cao (200 - 2500C).
- Nhược điểm: Có thể hình thành ZnSO4 làm cho việc tái sinh ZnO bất lợi về

kinh tế nên phải thường xuyên tách chúng ra và bổ sung lượng ZnO tương đương.
 Xử lý SO2 bằng kẽm oxit kết hợp natri sunfit
- Phương pháp này dựa theo các phản ứng sau:

Na2CO3 + SO2  Na2SO3 + CO2
Na2SO3 + SO2+H2O  2NaHSO3
2NaHSO3 + ZnO  ZnSO3 + Na2SO3 + H2O
- Ưu điểm: Không đòi hỏi làm nguội sơ bộ khói thải, hiệu quả xử lý cao.
- Nhược điểm: Hệ thống xử lý khá phức tạp và tiêu hao nhiều muối natri.

 Xử lý khí SO2 bằng các chất hấp thụ hữu cơ


- Phương pháp này được áp dụng nhiều trong xử lý khí thải từ các nhà máy

luyện kim màu.
- Chất hấp thụ chủ yếu được dùng là xyliđin và đimetylanilin.

Quá trình sunfiđin
- Chất hấp thụ được sử dụng là hỗn hợp xyliđin và nước theo tỉ lệ 1:1

2C6H3(CHS)2NH2 + SO2  2C6H3 (CHS)2 NH2 . SO2
- Nếu khí thải có nồng độ SO 2 thấp thì quy trình này không kinh tế vì tổn hao

xyliđin.
Quá trình khử SO2 bằng đimetylanilin
- Với khí thải có trên 35% (thể tích) khí SO 2 thì dùng đimetylanilin làm chất

hấp thụ sẽ có hiệu quả hơn dùng xyliđin.

Hình 1.2: Sơ đồ hệ thống xử lý khí SO2 theo quá trình ASARCO
 Hấp phụ khí SO2 bằng than hoạt tính
- Phương pháp này có thể áp dụng rất tốt để xử lý khói thải từ các nhà máy nhiệt

điện, nhà máy luyện kim và sản xuất axit sunfuric với hiệu quả kinh tế đáng kể.
- Ưu điểm: Sơ đồ hệ thống đơn giản và vạn năng, có thể áp dụng được cho mọi

quá trình công nghệ có thải khí SO2 một cách liên tục hay gián đoạn, cho phép làm
việc được với khí thải có nhiệt độ cao (trên 1000C).
- Nhược điểm: Tùy thuộc vào quá trình hoàn nguyên có thể là tiêu hao nhiều

vật liệu hấp phụ hoặc sản phẩm thu hồi được có lẫn nhiều axit sunfuric và tận dụng
khó khăn, phải xử lý tiếp mới sử dụng được.

12


Hình 1.3 Sơ đồ hệ thống xử lý khí NO2 theo phương pháp hấp phụ bằng than hoạt
tính


Hấp phụ khí SO2 bằng vôi, đá vôi, đolomit
- Ưu điểm: hiệu suất hấp phụ cao.
-

Nhược điểm: Cần chi phí đầu tư lớn do vật liệu chế tạo thiết bị đắt (thiết bị làm
việc trong môi trường ăn mòn mạnh và nhiệt độ cao).


CHƯƠNG II: ĐỀ XUẤT VÀ THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ

Yêu cầu: Thiết kế hệ thống xử lí khí thải SO2 từ lò hơi bằng thiết bị tháp hấp thụ
(tháp đệm).
 Nguồn khói thải từ lò hơi có các thông số sau
- Lưu lượng khí: 12000 m3/h
- Nồng độ SO2: 8000 mg/m3
- Nhiệt độ khói thải: 2500C
- Nồng độ bụi: 300 mg/m3
-

Áp suất: 1atm

 Quy chuẩn
- Theo QCVN 19: 2009/BTNMT, nồng độ tối đa cho phép của bụi và SO2 được

tính theo công thức sau:
Cmax = C . Kp . Kv
Trong đó:
- Cmax là nồng độ tối đa cho phép của bụi và SO2 ( mg/Nm3)
- C là nồng độ của SO2 quy định tại mục 2.2 (mg/Nm3)

- Kp là hệ số lưu lượng nguồn thải quy định tại mục 2.3
- Kv là hệ số vùng, khu vực quy định tại mục 2.4
 Theo mục 2.2 QCVN 19: 2009/BTNMT - cột B, ta có:

Cbụi = 200 mg/Nm3
CSO2 = 500 mg/Nm3
 Theo mục 2.3 QCVN 19: 2009/BTNMT, ta có lưu lượng nguồn thải là 12000 m 3/h <

20000 m3/h nên hệ số Kp = 1
 Theo mục 2.4 QCVN 19: 2009/BTNMT, ta chọn hệ số Kv = 1,0

Ta có:
- Nồng độ tối đa cho phép của bụi và SO2:

Cbụi= 200 . 1 . 1 = 200 mg/Nm3
CSO2=500 . 1 . 1 = 500 mg/Nm3
- Vì thế, ta áp dụng QCVN 19: 2009/BTNMT cho đầu ra của HTXL.

 Hiệu suất của quá trình xử lý bằng hấp thụ

14


E =.100% = 93,75%
 Lựa chọn dung dịch hấp thụ
- Các dung dịch thường dùng để hấp thụ khí SO 2 có thể là nước, huyền phù sữa

vôi (FGD), dung dịch soda Na2CO3, dung dịch NaOH...
- Nồng độ SO2 trong khói thải lò hơi theo đề bài là 8000 mg/m3.

 Chuyển sang nồng độ Cppm
C

ppm =3364( ppm)

- Ta thấy, nồng độ SO2 ban đầu là rất lớn (3364 ppm > 2000 ppm) nên không áp

dụng phương pháp hấp thụ SO2 bằng huyền phù sữa vôi được.
- Đối với nồng độ cao, ta có thể áp dụng phương pháp hấp thụ SO 2 bằng nước

hoặc bằng các dung dịch hấp thụ có chứa Natri như NaOH và Na2CO3.
- Tuy nhiên, khí SO2 có độ hòa tan trong nước khá thấp nên thường phải dùng

một lượng nước rất lớn và thiết bị hấp thụ phải có thể tích rất lớn, cồng kềnh. Mặt
khác, để tách SO2 khỏi dung dịch phải nung nóng lên đến 1000C nên tốn rất nhiều năng
lượng, chi phí nhiệt lớn.
- NaOH và Na2CO3 là các chất hấp thụ có hoạt độ hấp thụ mạnh, có thể xử lý

SO2 ở bất kỳ nồng độ nào. Do đó, dung dịch hấp thụ lựa chọn cho quy trình công nghệ
là dung dịch NaOH (pha loãng với nước).
SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ SO2 BẰNG PHƯƠNG PHÁP HẤP THỤ


Thuyết minh sơ đồ công nghệ
- Vì nồng độ bụi tương đối cao hơn so với nồng độ cho phép (300 mg/m 3 > 200

mg/m3) nên ta phải xử lý bụi. Cho dòng khí thải có chứa bụi đi qua Cyclone để thu hồi
bụi.
- Do nhiệt độ dòng khí thải cao (250 0C) nên sau khi qua Cyclone, dòng khí

được dẫn qua thiết bị trao đổi nhiệt để giảm nhiệt độ xuống thích hợp cho quá trình
hấp thụ xảy ra hiệu quả.
- Dùng quạt thổi khí vào tháp đệm từ dưới lên. Dung dịch hấp thụ NaOH được

bơm từ thùng chứa lên tháp và tưới trên lớp vật liệu đệm theo chiều ngược với chiều
của dòng khí đi trong tháp.
-

Các phản ứng xảy ra trong tháp
SO2 + 2NaOH  Na2SO3 + H2O
Na2SO3 + SO2 + H2O  2NaHSO3
SO2 + NaHSO3 + NaHSO3 + H2O  3NaHSO3
- Khí sạch đi vào ống khói và thải ra môi trường có nồng độ SO 2 đạt tiêu chuẩn

cho phép Cmax (Theo QCVN 19: 2009/BTNMT).
- Dung dịch sau khi hấp thụ có chứa nhiều natri sunfit, natri bisunfit và khói

bụi. Một phần dung dịch được bơm trở lại thùng chứa qua van điều chỉnh lưu lượng và

16


tiếp tục được bơm lên tháp tưới cho vật liệu đệm nếu lượng dung dịch NaOH còn dư
nhiều. Phần dung dịch còn lại được đưa đến bể lắng để lắng các cặn bẩn. Cặn sau lắng
được đem chôn lấp còn nước sau lắng được đưa đi xử lí rồi mới thải ra môi trường.


CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN QUÁ TRÌNH HẤP THỤ

3.1 CÂN BẰNG VẬT CHẤT

- Lưu lượng khí: 12000 m3/h
- Nồng độ SO2 đầu vào: 8000 mg/m3
- Nhiệt độ khí vào tháp: 550C
- Nồng độ bụi: 300 mg/m3
- Áp suất: Pt = 1atm = 760 mmHg = 1,0133.105 Pa.
- Nồng độ đầu ra: CSO2c = 500 mg/m3
- Nhiệt độ của dung dịch NaOH: 250C
- Chọn điều kiện làm việc của tháp là nhiệt độ trung bình của dòng khí vào và

dòng lỏng vào, t0 = 400C. Hỗn hợp khí xử lý xem như gồm SO2 và không khí.
3.1.1 Đầu vào
- Suất lượng mole của hh khí đi vào tháp:

- Suất lượng mole của SO2:

- Suất lượng mole của cấu tử trơ:

- Nồng độ phân mole của SO2 trong hỗn hợp khí:

- Tỉ số mol:

- Khối lượng riêng của pha khí ở 00C và 1atm:

18


- Khối lượng riêng của pha khí ở 550C và latm:

3.1.2 Đầu ra
- Suất lượng mole của SO2 được hấp thụ:

- Suất lượng mole của SO2 còn lại trong hỗn hợp khí ở đầu ra:

- Suất lượng mole của khí ở đầu ra:

- Nồng độ phân mole của SO2 trong hỗn hợp khí đầu ra:

- Tỉ số mol:

- Khối lượng riêng của pha khí ở 00C và 1atm:


- Khối lượng riêng của pha khí ở 400Cvà 1atm (ta xem như nhiệt độ dòng khí ra

bằng với nhiệt độ làm việc là 400C):

3.2 XÁC ĐỊNH PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG
- Xác định đường cân bằng thông qua các dữ kiện về độ hòa tan của SO2 trong
nước.
Bảng: Áp suất riêng phần của SO2 (mmHg) tại bề mặt phân chia hai pha lỏng-khí
mgSO2/100mgH2O

100C

200C

300C

400C

500C

600C

700C

0,0

0

0

0

0

0

0

0

0,5

21

29

42

60

83

111

144

1,0

42

59

85

120

164

217

281


1,5

64

90

129

181

247

328

426

2,0

86

123

176

245

333

444

581

2,5

108

157

224

311

421

562

739

3,0

130

191

273

378

511

682

897

3,5

153

227

324

447

603

804

4,0

176

264

376

518

698

4,5

199

300

428

588

793

5,0

223

338

482

661

(Trích Tài liệu học tập Kỹ thuật xử lý khí thải – CBGD Dư Mỹ Lệ - Quá trình hấp
phụ)
-Điều kiện làm việc của quá trình hấp thụ là ở 400C và áp suất 1atm.
Bảng: Bảng thể hiện độ hòa tan của SO2 trong nước ở 400C và áp suất 1atm
mgSO2/100mgH2O
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5

4,0
4,5
5,0

P*SO2 (mmHg)
0
60
120
181
245
311
378
447
518
588
661

3.2.1 Tính toán cho cặp giá trị p*SO2 = 60mmHg và CSO2 = 0,5gSO2/100gH2O
 Pha khí
- Nồng độ phần mole SO2 trong pha khí:

- Tỉ số mol:

 Pha lỏng
- Nồng độ phần mole SO2 trong pha lỏng:

20


- Tỉ số mol:

3.2.2 Kết quả
CSO2
gSO2/100gH2O
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
5,0

P*SO2(mmHg)

y*

0
60
120
181
245
311
378
447
518
588

661

0
0,07895
0,15789
0,23816
0,32237
0,40921
0,49737
0,58816
0,68158
0,77368
0,86974

x
0
0,0014
0,0028
0,0042
0,00559
0,00698
0,00837
0,00975
0,01112
0,0125
0,01387

 Vẽ đường cân bằng

- Đường cân bằng của quá trình hấp thụ SO2 tuân theo định luật Henry, nên

phương trình đường cân bằng có dạng :
y* = Hx


Trong đó:
y*: nồng độ phần mol SO2 trong pha khí tại trang thái cân bằng
H: hệ số Henry
x: nồng độ phần mol của SO2 trong pha lỏng tại trang thái cân bằng pha

22


Bảng: Bảng kết quả hệ số Henry
y*
0
0,07895
0,15789
0,23816
0,32237
0,40921
0,49737
0,58816
0,68158
0,77368
0,86974

H
0
56,39
56,39

56,7
57,68
58,63
59,42
60,32
61,29
61,89
62,71

x
0
0,0014
0,0028
0,0042
0,00559
0,00698
0,00837
0,00975
0,01112
0,0125
0,01387

Ta có:
yđA = 0,003362 (mol SO2/mol hh khí)
ycA = 0,000211 (mol SO2/ mol hh khí)
- Do nồng độ phần mol của SO2 trong pha khí thay đổi trong khoảng rất nhỏ so
với nồng độ được biểu diễn trên đồ thị nên ta chọn hệ số Henry H = 56,39.
Phương trình đường cân bằng: y*=56,39x
Bảng giá trị:
y.10-3

Y.10-3

x.10-3

X.10-3

0,33

0,3301

0,0059

0,0059

0,66

0,6604

0,0117

0,0117

0,99

0,991

0,0176

0,0176

1,32

1,3217

0,0234

0,0234

1,65

1,6527

0,0293

0,0293

1,98

1,9839

0,0351

0,0351

2,31

2,3153

0,041

0,041

2,64

2,647

0,0468

0,0468

2,97

2,9788

0,0527

0,0527

3,3

3,3109

0,0585

0,0585

3,63

3,6432

0,0644

0,0644

- Từ bảng số liệu, ta thấy giá trị của cặp y-x xấp xỉ giá trị Y-X nên xem như
phương trình đường cân bằng biểu diễn theo Y-X có dạng như sau:


Y = 56,39X
 Vẽ đường cân bằng (X-Y)

3.3 XÁC ĐỊNH PHƯƠNG TRÌNH ĐƯỜNG LÀM VIỆC
3.3.1 Xác định Lmin
- Xmax là giao điểm của đường YAđ = 3,373.10-3 với đường cân bằng Y=56,39X
- Ta có: 3,373.10-3 = 56,39 Xmax

=> Xmax = 0,0000598 (mol SO2/mol dung dịch)
Xđ = 0
Yđ-Yc = (L/G).(Xc-Xđ)
- Xác định tỉ lệ :

- Suất lượng mole tối thiểu:

(Ltr)min = 52,876.Gtr = 52,876.444,663 = 23512 (kmol/h)
- Suất lượng mole thực tế:

24

- Chọn  L=1,5.23512=35268 (kmol/h)
- Lưu lượng nước thực tế cần cung cấp:

L = 35268 (kmol/h) = 35268.18 = 634824 (kg/h)
3.3.2 Xác định Xđ và Xc
Ta có:

= 0,0000399 (mol SO2/mol dd)
- Đường làm việc đi qua 2 điểm (Xc, Yđ) và (Xđ, Yc).

 Vẽ đường cân bằng và đường làm việc trên cùng đồ thị