BÀI TẬP LỚN MÔN HỌC KỸ THUẬT XỬ LÝ KHÍ THẢI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
LỚP 09CMT


BÀI TẬP LỚN MÔN HỌC KỸ THUẬT XỬ LÝ KHÍ THẢI

GVHD :
Sinh viên:
MSSV :

Cao Minh Ngọc
Lã Đình Hoan
0922090


NHÓM 1: NHIÊN LIỆU DẦU F.0
CẤP ỔN ĐỊNH KHÍ QUYỂN: D
Mã số đề: 32
TT

Cp
(%)

Hp
(%)

Np
(%)

Sp
(%)

Ap
(%
)

32

79

2,15 2,79 3,16

3,9

4

Op
(%)

Dung
Wp
ẩm
(%)
d
(g/kg)
5

15

Chiều
cao

ống
khói
h(m)

Địa
điểm

B
(kg/h)

D
(mm)

Nhiệt
độ khói
TK(0C)

16

Hà
Nam

80

400

140

Yêu cầu:
- Tính toán sản phẩm cháy

- Tính toán nồng độ chất ô nhiễm tại miệng ống khói
- So sánh nồng độ Cmax các chất SO2, CO, bụi với QCVN 19/2009-BTNMT.
- Từ đó xác định chất ô nhiễm cần phải xử lý.
- Đề xuất ra công nghệ xử lý khí hoặc bụi ô nhiễm.
- Tính toán thiết bị xử lý.
Bài làm:
A. Tính toán số liệu quá trình cháy
Nhiệt năng của nhiên liệu theo công thức Mendeleev:
QP = 81Cp +246Hp – 26(Op – Sp) – 6Wp
= 81 . 79 + 246 . 2,15 – 26(2,79 – 3,9) – 6 . 5 = 6926,76 kcal/kgNL
1. Các đại lượng của quá trình cháy được tính toán như sau

T
T
1

Đại lượng tính toán

Công thức

Lượng không khí khô lý VO = 0,089CP + 0,264HP – 0,0333(OP – SP)
thuyết cần cho quá trình
=0,089.79 + 0,264.2,15 - 0,0333.(2,79-3,9)
cháy

Kết quả
7,636
m chuẩn/kgNL
3

Lượng không khí ẩm lý
2

3

thuyết cần cho quá trình Va = (1 + 0,0016d)VO
= (1 + 0,0016.15) . 7,636
cháy (ở t = 30oC; ϕ = 65%
→ d = 17g/kg)
Lượng không khí ẩm thực V = αV
t
a
tế với hệ số thừa không khí
= 1,4 . 7,819
α = 1,2 ÷ 1,6

7,819
m chuẩn/kgNL
3

10,947
m chuẩn/kgNL
3


VSO2 = 0,683.10-2SP= 0,683 . 10-2 . 3,9

4

Lượng khí SO2 trong SPC

5

Lượng khí CO trong SPC
-2
với hệ số cháy không hoàn VCO = 1,865.10 ηCP
toàn về hoá học và cơ học
= 1,865 . 10-2 . 0,03 .79
η (η = 0,01 ÷ 0,05)
VCO2 = 1,853.10-2(1 - η)CP

6

Lượng khí CO2 trong SPC

7

Lượng hơi nước trong SPC

8

Lượng khí N2 trong SPC

9

Lượng khí O2 trong không VO2 = 0,21(α - 1)Va
khí thừa
= 0,21 (1,4 -1) . 7,819

10

-3
1,18
Lượng khí NOx trong SPC M NO.= 1,723.10 .B
(Nhiên liệu dầu)
= 1,723.10-3.801,18

11

Lượng SPC tổng cộng V = V + V + V + V + V + V
SPC
SO2
CO
CO2
H2O
N2
O2
(tức lượng khói thải bằng
= 0,027 + 0,044 + 1,42 + 0,563 + 8,673 + 0,657
tổng số các mục từ 4 ÷ 9)

12

Lượng khói (SPC) ở điều
L = VSPC.B/3600
kiện
chuẩn
t=
0oC; C
= 11,384.80/3600

p=760mmHg

13

Lượng khói (SPC) ở điều LT = LC(273 +tkhói)/273
kiện thực tế tkhói = 140oC
= 0,253(273+140)/273

14

3
Lượng khí SO2 với γSO2 MSO2 = (10 .VSO2.B. γSO2)/3600
=2,926 kg/m3chuẩn
= (103. 0,027. 80. 2,926)/3600

15

Lượng khí CO với γCO
=1,25 kg/m3chuẩn

-2

= 1,853.10 ( 1- 0,03) .79

0,027
m chuẩn/kgNL
3

0,044
m chuẩn/kgNL

3

1,42
m chuẩn/kgNL
3

VH2O = 0,111HP + 0,0124WP + 0,0016dVt
= 0,111.2,15 + 0,0124.5 + 0,0016.15. 10,947

0,563
m chuẩn/kgNL

VN2 = 0,8.10-2Np+ 0,79Vt

8,673
m3chuẩn/kgNL

-2

= 0,8.10 .3,16+ 0,79. 10,947

MCO = (103VCO.B. γCO)/3600
= (103. 0,044. 80. 1,25)/3600

16

3
Lượng khí CO2 với γCO2 MCO2 =(10 VCO2.B. γCO2)/3600
=1,977 kg/m3chuẩn
=(103. 1,42. 80. 1,977)/3600

17

Tải lượng khí NOx (Nhiên
MNOx = 103.0,303/3600
liệu Dầu)

3

0,657
m chuẩn/kgNL
3

0,303 m3kg/h
11,384
m chuẩn/kgNL
3

0,253 m3/s
0,383 m3/s
1378,8 m3/h
1,756 g/s
1,222 g/s
62,385 g/s
0,084 g/s


18

19

Lượng tro bụi với hệ số tro
bay theo khói a= 0,1÷ 0,85

Mbụi = 10.a.AP.B/3600
= 10. 0,5. 4. 80/3600

Nồng độ phát thải các chất
ô nhiễm
CfthSO2 = MSO2/LT = 1,756 /0,383
Khí SO2
CfthCO = MCO/LT = 1,222 /0,383
Khí CO
CfthCO2 = MCO2/LT = 62,385 /0,383
Khí CO2
CfthNOx = MNOx/LT = 0,084/0,383
Khí NO2
CBụi = Mbụi/LT = 0,444/0,383
Bụi
2. So sánh số liệu với tiêu chuẩn

Do lưu lượng nguồn thải (1378,8 m3/h) < 20.000 m3/h nên ta lấy hệ số Kp=1.
Công thức tính nồng độ bụi và các chất vô cơ tối đa trong khí thải công nghiệp là:
Cmax= C . Kp
Công thức không có Kv do không bít tính ở vùng nào.
C tính theo QCVN 19-2009 và lấy nồng độ theo cột B:
Nồng độ CO

1000 mg/m3

Nồng độ SO2

500 mg/m3

Nồng độ bụi

200 mg/m3

Nồng độ NOx

850 mg/m3

So sánh :
CfthSO2 = 4585 mg/m3 > CmaxSO2 = 500mg/m3
CfthCO = 3191 mg/m3 > CmaxCO = 1000mg/m3
Cfthbụi = 1159 mg/m3 > Cmaxbụi = 200mg/m3
CfthNOx = 219 mg/m3 < CmaxNOx = 850mg/m3
Như vậy, các chất ô nhiễm cần xử lý là bụi, CO và SO2.
SO2 vượt tiêu chuẩn là 9,17 lần.
CO vượt tiêu chuẩn là 3,191 lần.
Bụi vượt tiêu chuẩn là 5,8 lần.
B. Tính toán thiết bị lọc khí thải cho nhà máy.
1. Xử lý bụi

Do lưu lượng bụi là không lớn nên ta dùng túi bụi để lọc.

0,444 g/s

4,585 g/m3
3,191 g/m3

162,885 g/m3
0,219 g/m3
1,159 g/m3


Lượng bụi phát thải ra là 1378,8 m3/h , theo quy chuẩn thì bụi cho phép là 200 mg/m3.
Do = 5,8 > 5 nên ta lấy η = 80 m3/m2.h.
SA= = = 17,235 m2
H = 2,5 3,5 m
D = 200 350 mm

Chọn H = 3 m
D = 250 mm = 0,25 m

S1= .D.H + = 3,14 . 0,25 . 3 + = 2,4 m2
Số lượng túi n= = 7,18
Vậy cần số lượng túi là 8 túi.
2. Xử lý các khí ô nhiễm SO2

Sử dụng tháp rỗng có chứa lớp đệm và phun NaOH lên trên lớp đệm để hấp phụ SO2.
Lưu lượng là 1378,8 m3/h.
v= 0,1 ÷ 1,2 nên chọn v = 1 m/s = 3600 m/h
L= = 0,383 m
= 0,698 m
H = 2,5.D = 2,5. 0,698 = 1,745 m
Thơi gian lưu: tL = = = 4,85.10-4 h = 1,745 s
3. Xử lý khí ô nhiễm CO

Nên áp dụng phương pháp xử lý bằng cách thiêu đốt.
Phương pháp này có thể phân hủy hoàn toàn CO, cho hiệu quả xử lý cao, không cần phải

hoàn nguyên như các phương pháp xử lý khác. Đồng thời có thể thu hồi, tận dụng được nhiệt
thải ra trong quá trình thiêu đốt. Tuy nhiên cần chú ý đến việc cấp thêm nhiên liệu bổ sung
trong quá trình thiêu đốt và chi phí đầu tư thiết bị, vận hành tương đối lớn.
Phản ứng hóa học xảy ra trong quá trình thiêu đốt:


CO + O2 → CO2
Đầu ra là khí CO2 không phải là khí gây ô nhiễm.