ĐỒ ÁN MÔN HỌC XỬ LÝ KHÍ THẢI CHUẨN HUNRE

25.


ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ THẢI

GVHD: Bùi Thị Thanh Thủy

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI
KHOA MÔI TRƯỜNG
******************************

ĐỒ ÁN MÔN HỌC
XỬ LÝ KHÍ THẢI
Sinh viên : Nguyễn Tuấn Linh
Mã sinh viên: 1511070123
Lớp: ĐH5M5
GVHD: Bùi Thị Thanh Thủy

31
Nhóm
SVTH: Nhóm 2


ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ THẢI

GVHD: Bùi Thị Thanh Thủy

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG
ĐH TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG
HÀ NỘI

Đốt cháy than bằng oxy của không khí với
hệ số thừa khí là 1,4 (oxy chiếm 21%
không khí khô, nito chiếm 79% thể tích
không khí khô). Độ ẩm của không khí là
0,15 mol H2O/mol không khí khô. Không
khí có thể tích phân tử 0,024 m3/mol

TRƯỜNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ
NGHĨA VIỆT NAM
ĐỘC LẬP-TỰ DO-HẠNH PHÚC

Mỗi ngày nhà máy sử dụng 5,7 tấn than để
đốt lò.

ĐỒ ÁN MÔN HỌC KỸ THUẬT XỬ LÝ
KHÍ THẢI

Vị trí của nhà máy nằm tại Tỉnh Hưng Yên
Nếu lượng bụi tạo thành được xác định
theo công thức: M bụi (kg/kg nhiên liệu)=
10 .a.A

Họ và tên sinh viên:
Nguyễn Tuấn Linh

a là hệ số tro bay, chọn a=0,5 và A độ tro
của nhiên liệu

Lớp:

DH5M5

Thành phần cỡ hạt bụi cho theo bảng 2:

Họ và tên giảng viên hướng
dẫn: Bùi Thị Thanh Thủy

1- Đề xuất sơ đồ công nghệ và tính toán
các công trình chính trong một hệ thống
xử lý khí thải theo các số liệu dưới đây:

Đường kính
cỡ hạt δ
(μm)

0_5

5_10

10_20

20_30

30_

Phần trăm
khối lượng

9

10,8

9

11,3

7,

Đề bài:
Trọng lượng riêng của bụi là 2000 kg/m3.
Biết độ nhớt của khí thải là 25,72.10-6Pa.s
(kg/m.s). trọng lượng riêng của khí thải 1,2
kg/m3 ; (không khí có thể tích phân tử 0,024
m3/mol)

Một nhà máy nằm ở tỉnh Hưng yên.
Thiết kế hệ thống xử lý khí thải cho nhà
máy, biết rằng khí thải đưa vào hệ thống xử
lý gồm có 2 nguồn thải:
- Từ lò đốt
- Từ chụp hút khu vực phân xưởng
1. Thông số của lò đốt:

Khí quyển trung tính (cấp D).5

Hô=11m Dô=1m; u10=2 m/s; Tkt=250oC;
Txq=25oC.Xây tại KCN cách khu dân cư

Than cám có thành phần % về khối
lượng như trong bảng 1.

2km theo hướng gió

h phần

Độ tro

C

H

O

N

ối lượng

10

67

5

7

8

Nhóm SVTH: Nhóm 2

2.Khu vực phân xưởng có sử dụng quạt gió

với lưu lượng quạt bằng 40% lưu lượng khí
thải tạo thành từ lò đốt.


ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ THẢI

GVHD: Bùi Thị Thanh Thủy

Thành phần ô nhiễm trong khí thải từ chụp
hút được cho trong bảng 3:
Chất ô nhiễm

Clo

H2S

PHẦN III: TÍNH TOÁN CÔNG TRÌNH
CHÍNH TRONG HỆ THỐNG XỬ LÝ
KHÍ THẢI.................................................................
11

Xử lý bụi..............................................................
12
1. Xử lý bằng buồng lắng bụi.......................
12
Ống khói cao H m (tính từ mặt đất). Giả sử
2. Xử lý bằng Xyclon...................................
đây là nguồn cao và không chịu ảnh hưởng
15
3. Xử lý bằng lưới lọc bụi.............................

từ các công trình xung quanh.
19
YÊU CẦU CÁC SẢN PHẨM ĐẦU RA:
II. Xử lý khí..............................................................
22
1. Thuyết minh tính toán
1. Tính toán số liệu đầu vào..........................
-Thể hiện tính toán đầy đủ các công
22
trình xử lý với tiêu chuẩn đầu ra thỏa
2. Tính toán số liệu đầu ra............................
mãn quy chuẩn 19 và 20
23
-Dùng phần mềm mô phỏng phạm vi
3. Xây dựng đường cân bằng và
ảnh hưởng của khí thải tại các thời
đường làm việc.........................................
điểm khác nhau trong năm
25
4.
Tính toán lượng dung dịch
2. Bản vẽ hệ thống xử lý gồm 03 bản
Na2CO3 cần dùng để hấp thụ
A1
- Bản vẽ sơ đồ công nghệ xử lý
khí SO2,Cl2................................................
- Bản vẽ chi tiết công trình xử lý bụi
23
(theo yêu cầu của GVHD)
5. Tính toán tháp hấp thụ khí

- Bản vẽ chi tiết công trình xử lý khí
SO2 và Cl2.................................................
thải (theo yêu cầu của GVHD)
27
Ghi chú:các bản vẽ phải thể hiện
(1) Vật liệu đệm........................................
theo đúng yêu cầu của bản vẽ tốt
27
nghiệp, các chi tiết phải thể hiện đủ
(2) Đường kính tháp đệm..........................
kích thước, ghi rõ tên bản vẽ
27
(3) Tính chiều cao của tháp
MỤC LỤC
đệm.....................................................
PHẦN I: ĐỀ XUẤT DÂY TRUYỀN
29
CÔNG NGHỆ XỬ LÝ.........................................................................................
(4) Tính trở lực của đệm...........................
5
31
1. Xử lý số liệu 5
(5) Đường ống dẫn khí..............................
32
PHẦN II: TÍNH TOÁN LAN TRUYỀN
TRONG KHÔNG KHÍ........................................................................................
TÀI LIỆU THAM KHẢO.........................................
7
34
Nồng độ

(mg/Nm3)

57

27,8

1. Phân loại nhà 7
2. Tính toán khuếch tán nguồn

điểm cao

Nhóm SVTH: Nhóm 2

8

I.


ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ THẢI

GVHD: Bùi Thị Thanh Thủy

PHẦN I: ĐỀ XUẤT DÂY TRUYỀN
CÔNG NGHỆ XỬ LÝ
1.2

Bụi

21885

240

Vượt

Clo

16,29

12

Vượt

7,94

9

Đạt Q

Xử lý số liệu:
H2 S
Các thông số xử lý số liệu được xử
SO2
lý trong file excel đính kèm.
Trong đó, ta xuất ra được các dữ liệu
cuối như sau:
Lưu lượng của nhà máy: Q =
182316,69 m3/ngày.đêm = 7600 m3/h
= 2,11 m3/s

1875,86

600
 Phải xử lý bụi và 2 khí( Clo
& SO2)
1.2.1

Theo QCVN 19: 2009/BTNMT –
Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về khí thải
công nghiệp đối với bụi và các chất vô cơ
Cmax=C×Kp×Kv
Trong đó:
+ Cmax: Nồng độ tối đa cho phép đối
với hạt bụi và các chất vô cơ trong khí thải
công nghiệp.
+ C: Nồng độ của bụi và các chất vô
cơ theo cột B của QCVN 19:2009/BTNMT.
+ Hệ số lưu lượng nguồn thải K p=1.
Vì 7600 < 20000 m3/h.
Vì: Lưu lượng thải của nhà máy 7600 m3/h
(mục 2.3-QCVN 19/2009)

Tính toán lan truyền ô nhiễm
không khí.
Sử dụng phần mềm ENVIM 2011
với phần cap.
Nhập các thông số về Hướng gió,
vận tốc tần suất lấy theo QCXDVN
02 : 2008/BXD - QUY CHUẨN
XÂY DỰNG VIỆT NAM SỐ LIỆU
ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN DÙNG
TRONG XÂY DỰNG (Phần I)

Nhập dữ liệu cho tháng 6.
Với thông số ống khói: chiều cao
11m, đường kính chọn 1m, vị trí
hứng yên.
 Nhập thông số và chạy mô
hình khuyếch tán khí
Thông số thời tiết

+ Hệ số vùng, khu vực nông thôn
Kv=1,2
Bảng: Nồng độ tối đa cho phép đối
với hạt bụi và các chất vô cơ trong khí thải
công nghiệp
C(mg/Nm3)

phần

Cmax(mg/Nm

200

240

10

12

7,5

9

500

600

Kết luận:
Ta được bảng số liệu:
Thành phần

C 25oC(mg/Nm3)

Nhóm SVTH: Nhóm 2

Cmax (mg/Nm3)

1. Với bụi.

Vượt


ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ THẢI

GVHD: Bùi Thị Thanh Thủy
2. Với SO2
Chọn vị trí khu dân cư cách ống khói
2km theo hướng gió chính: Gió đông
Chạy mô hình được kết quả: Cmax=
0,02977 mg/m3
3. Với Clo
Chọn vị trí khu dân cư cách ống khói

2km theo hướng gió chính: Gió đông
Chạy mô hình được kết quả: Cmax= 7
x 10-5 mg/m3
4. với H2S
Chọn vị trí khu dân cư cách ống khói
2km theo hướng gió chính: Gió đông
Chạy mô hình được kết quả: Cmax=
4,69 x 10-4 mg/m3
Bảng so sánh nồng độ của các
khí với QCVN 05:2013 và
QCVN 06:2009. Đơn vị: /m3)

Ta có kết quả mô hình:

Thông số

Cmax
0,469
Bụi
0,076
SO2
29,77
Clo
0,07
“_” không quy định
 Từ bảng trên ta thấy:
-

Các chất đều nhỏ hơn nồng độ cho
phép theo QCVN 06:2009/BTNMT và

05:2013/BTNMT.
 Vậy tại khu dân cư X tất cả các khí

thải ra đều đạt chuẩn.

Chọn vị trí khu dân cư cách ống khói
2km theo hướng gió chính: Gió đông
Chạy mô hình được kết quả: Cmax
=7,6 x 10-5 mg/m3

Nhóm SVTH: Nhóm 2

QCVN 0
_
100
50
-


ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ THẢI
CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN CÔNG
TRÌNH CHÍNH TRONG HỆ THỐNG
XỬ LÝ KHÍ THẢI.
I.

Đề xuất dây truyền xử lý khí thải,
bụi.

Dung dịch hấp thụ
Na2CO3

GVHD: Bùi Thị Thanh Thủy
cho các hạt bụi lắng xuống khi đi qua thiết
bị. Các hạt bụi này sẽ rơi vào bình chứa
hoặc được đưa ra ngoài bằng vít tải hay
băng tải. Hỗn hợp khí chưa sử lý hết bụi
được đưa sang Xyclon. Không khí vào
Xyclon sẽ chảy xoáy theo đường xoắn ốc
dọc bề mặt trong của vỏ hình trụ. Xuống
tới phần phễu, dòng khí sẽ chuyển động
ngược lên trên theo đường xoắn ốc và qua
ống tâm thoát ra ngoài. Hạt bụi trong dòng
không khí chảy xoáy sẽ bị cuốn theo dòng
Khí thải
bụi động xoáy. Lực ly tâm gây
khíchứa
vào chuyển
tác động làm hạt bụi sẽ rời xa tâm quay và
tiến về vỏ ngoài Xyclon. Đồng thời, hạt
bụi sẽ chịu tác động của sức cản không khí
Buồng
lắng
bụingược với hướng chuyển động,
theo
chiều
kết quả là hạt bụi dịch chuyển dần về vỏ
ngoài của Xyclon, va chạm với nó, sẽ mất
động năng và rơi xuống phễu thu. Ở đó,
hạt bụi đi qua thiết bị xả đi ra ngoài. Hỗn
Xyclon

hợp khí chưa xử lý hết bụi lại tiếp tục được
đưa sang thiết bị lọc bụi túi vải để loại bỏ
bụi ra khỏi dòng khí thải sao cho đạt
QCVN 19:2009/BTNMT.
Lọc
bụi túi
- Hỗn
hợpvải
khí còn lại được đưa sang tháp
hấp thụ bằng dung dịch Na2CO3 , dung
dịch được bơm từ thùng chứa lên tháp.
Dung dịch này sau khi hấp thụ ở đáy tháp
đưakhí
ra bồn chứa. Tại đây, dung dịch
Tháp được
hấp thụ
lỏng
này sẽ được xử lý sao cho nồng độ
SO
2, Cl2
của nước thải đạt được nồng độ cho phép
để có thể thải ra môi trường.
II. Tính toán công trình xử lý bụi.

Khí đạt yêu cầu thải
1. Tính thông số đầu vào.
ra ngoài môi trường
 Các thông số đầu vào

- Bụi và khí được thu gom thông qua các

chụp hút bố trí trên các máy công cụ, các
chụp hút được nối vào hệ thống ống dẫn.
Khi đó vận tốc dòng khí giảm đột ngột,
làm cho hạt bụi rơi xuống dưới tác dụng
của trọng lực và bị giữ lại trong buồng
lắng. Nhờ tác dụng của lực hấp dẫn làm

Nhóm SVTH: Nhóm 2

Các đại lượng

Đơn vị

Lưu lượng

m3/s

Nồng độ bụi ban đầu

mg/m3

Khối lượng riêng của bụi

kg/m3

Khối lượng riêng của khí thải

kg/m3

ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ THẢI

GVHD: Bùi Thị Thanh Thủy

Độ nhớt của khí thải
Lưu lượng của nhà máy: Q =
182316,69 m3/ngày.đêm = 7600 m3/h
= 2,11 m3/s

L : lưu lượng khí thải, L =
2,11 (m3/s)
ρb : Trọng lượng riêng của
bụi, ρb = 2000 kg/m3
l : Chiều dài buồng lắng (m)
B: Chiều rộng buồng lắng
(m)

kg/m.s

Dải phân cấp cỡ hạt
Đường kính
cỡ hạt δ
(μm)

0_5

0_10

10_20

20_30

Phần trăm
khối lượng

9

10,8

9

11,3

TÍNH TOÁN
a. Xử lý bằng buồng lắng bụi:
-

Lựa chọn thiết bị buồng lắng để xử
lý bụi
Dựa vào dải phân cấp cỡ hạt bụi trên

 Chọn nghĩa là buồng lắng có thể lọc toàn

bộ cỡ hạt d 0
-

Với công thức:

(Sách kỹ thuật xử lý khí thải-ĐH TN và MT

HN_trang 86)
Trong đó:
+ µ : Độ nhớt của khí thải ở 250oC
Hệ số nhớt động lực của khí thải ở
o
250 C, tính theo công thức gần đúng của
Sutherland [trang 81]:
(kg/m.s)
(Sách kỹ thuật xử lý khí thải-ĐH TN và MT
HN_trang 73)
Đề cho : Độ nhớt của khí thải ở 250oC µ =
kg/m.s
-

Gọi:

Nhóm SVTH: Nhóm 2

Hiệu suất tối thiểu cần để xử lý bụi:
ηo=×100 = ×100 = 98,9%
- Chọn 2 buồng lắng đặt song song.
- Lưu lượng để tính toán của 1 buồng
hoạt động là:
L1 = = = 3800 (m3/h) = 1,056(m3/s)
 Tính toán cho 1 buồng lắng:
- Giả sử δmin= 50 µm
- Ta có: 9,97 (m2)
-

=> Chọn B=2,5m và l=4m;

Chọn vận tốc khí trong buồng lắng là
u=0,25m/s. (<3m/s)
Có: H = = = 1,67 (m) => Chọn H =
1,7m
+ Với B=2,5m, l=4m, H=1,7m. Vậy ta
chia buồng lắng thành 2 ngăn lắng.
min =
=
= 4,99105
(m) =
49,9
(µm)
+ Vận tốc chuyển động của bụi (vận
tốc dòng khí):
= = 0,23 (m/s) < 3m/s =>
Thỏa mãn.
( Vì thông thường vận tốc tối đa của dòng
khí trong buồng lắng là u=3m/s_Sách kỹ
thuật xử lý khí thải-ĐH TN và MT
HN_trang 87)
+ Thời gian lưu lại của bụi trong
buồng lắng:
17,4(s)


ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ THẢI

GVHD: Bùi Thị Thanh Thủy

(Sách kỹ thuật xử lý khí thải-ĐH TN và MT

HN_trang 85)
+ Thời gian rơi của hạt bụi ở vị trí
phía trên góc trái trên cùng của buồng lắng
đến lúc chạm đáy buồng lắng:
=16,06(s)
 <  Vậy δmin= 50 µm.
 Những hạt bụi có đường kính ≥
50µm sẽ lắng 100%
 Vậy tiết diện đứng của buồng lắng

a. Hiệu quả lắng bụi của buồng lắng:

STT

Kích Thước cỡ hạt

0_5

5_10

10_2
0

20
0

1

Phân cấp cỡ hạt
ban đầu (%klg)

9

10,8

9

11

2

Lượng bụi Gi trên
1m3 khí thải (g/m3).

1,97

2,363

1,97

2,4

2,23

9,03

25,

2,31

1,79

1,8

24,9

19,3

19

bụi:
m2

3

 Thể tích làm việc của buồng lắng

bụi:

4
17 m3

 Hiệu quả lắng bụi của buồng
lắng
Hiệu quả lắng theo cỡ hạt
Theo cỡ hạt, hiệu quả lắng được tính
theo :
Trong đó:
+ µ : Độ nhớt của khí thải ở
250oC

+ L1 : Lưu lượng khí thải, L 1
= 1,056 (m3/s)
+ ρb : Trọng lượng riêng của
bụi, ρb = 2000 kg/m3

5

Hiệu quả lọc theo
cỡ hạt η (δ) % của 0,25
buồng lắng
Lượng bụi còn lại
sau buồng lắng
1,96
(100-η (δ)
%)*Gi/100 (g/m3)
Dải phân cấp cỡ hạt
của bụi còn lại sau 21,1
lọc CT:
(4)/∑(4)*100%

 Hiệu quả lắng của thiết bị:
= 57,55 %
Như vậy, hiệu quả lọc của buồng
lắng là 57,55% < hiệu suất tối thiểu cần đạt
được (98,9%) không thỏa mãn yêu cầu.
=> Cần phải sử dụng đến Xyclon.
 Kích

thước chi tiết của

buồng lắng:
Các thông số

Kí hiệu

Đơn vị

Chiều dài buồng lắng

l

m

+ l : Chiều dài buồng lắng (m)Chiều cao buồng lắng

H

m

1

+ B: Chiều rộng buồng lắngChiều rộng buồng lắng

B

m

2

Tiết diện đứng của buồng lắng

F

m2

4,

Thể tích làm việc của buồng

V

m3

1

(m)

b. Xử lý bằng Xyclon:

Nhóm SVTH: Nhóm 2

Giá

4


ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ THẢI

GVHD: Bùi Thị Thanh Thủy

Các thông số cần thiết cho tính toán
và thiết kế:
+ Lưu lượng khí vào
3
Xyclon: 7600 m /h
+ Khối lượng riêng của
hạt bụi: 2000kg/m3
+ Nồng độ bụi vào
Xyclon: 9,29 g/m3

l=H-a= 1D;
r1=0,25D;
r2=0,5D

-

-

Gọi:
D là đường kính của
Cyclon (m)
b là chiều rộng của cửa

dẫn khí vào (m)
a là chiều cao ống dẫn khí
vào (m)
h1 là chiều cao của thân
hình trụ (m)
l là chiều cao làm việc
hiệu quả của Cyclon (m)

r1, r2 lần lượt là bán kính
ống trung tâm, thân hình trụ (m)
µ là độ nhớt của khí thải
(kg/m.s hay Pa.s)
là trọng lượng riêng của
3
bụi (kg/m )
L là lưu lượng khí thải
3
(m /s)
-trọng lượng riêng của khí
-

-

Vì hàm lượng bụi có kích thước nhỏ
sau khi đi qua buồng lắng còn chiếm
tới trên 40% nên ta thiết kế 2 Xyclon
giống nhau mắc một cái dự phòng,
khi đó hiệu quả lọc bụi chung của hệ
thống tương đối cao mà tổn thất áp
suất nhỏ.
 Lưu lượng khí vào mỗi
xyclon là 7600 m3/h
 Tính cho 1 Xyclon:
Theo kích thước tiêu chuẩn của
Xyclon theo Stairmand với loại lưu
lượng khí thải nhỏ, ta có:
b=0,2D;
a=0,5D;

H=1,5D;

Nhóm SVTH: Nhóm 2

Chọn min= 15 = 15.10-6 từ đó tính toán =>
đường kính xyclon.
Ta có : chọn =




= 1,241 m chọn D = 1,25 m
 n=
Theo tiêu chuẩn stairmand hình 7.8a trang
97 sách ‘ Ô nhiễm không khí và Xử
lý khí thải tập 2’ - Trần Ngọc Chấn
có :
- Chiều cao cửa khí vào
a= 0,5D
= 0,625
[m]


ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ THẢI
-

GVHD: Bùi Thị Thanh Thủy

Chiều rộng cửa khí vào
b=

0,2D= 0,25
[m]
Đường kính ống trung tâm D1 =
0,5D= 0,625
[m]
Chiều cao thân hình trụ
h1 =
1,5D= 1,875
[m]
Chiều cao thân hình phễu h2 = 2,5D
= 3,125
[m]
Chiều cao xiclone
H=
h1+h2= 1,5D+ 2,5D=4D= 5 [m]

Như vậy, hiệu quả lọc của buồng
lắng và Xyclon là không thỏa mãn yêu cầu
=> Cần phải sử dụng đến Lưới lọc bụi.

 Diện tích tiết diện ngang của
Xyclon:
F = = =1,23 (m2)
Trong đó:
F là diện tích tiết diện
ngang của Xyclon (m2)
L là lưu lượng dòng khí
3
(m /s)

Hiệu suất của Xyclon đối với bụi có đường
kính δ được tính như sau:

 Vận tốc dòng khí tại cửa vào:
Trong đó: α: là hệ số

-

= = 13,5 (m/s)
Thể tích làm việc của Xyclon:
V = FH= 1,23×5= 6,15(m3)
 Kích

Hiệu quả xử lý đối với bụi 0-15

Xyclon:
Các thông số

STT

Kích Thước
cỡ hạt

0_5

1

Phân cấp cỡ
hạt ban đầu
(%klg)

21,4

2

Lượng bụi Gi
trên 1m3 khí
thải (g/m3).

1,96

3

4

5

Hiệu quả lọc
theo cỡ hạt η
(δ) % của
xyclon
Lượng bụi
còn lại sau
xyclon (100-η
(δ)%)*Gi/100
(g/m3)
Dải phân cấp
cỡ hạt của bụi
còn lại sau lọc
CT:

(4)/∑(4)*100
%

0,04
1

Kí hiệu

Đơn vị

Giá

b

m

0,

a

m

0,6

h1

m

1,8

h2

m

3,1

Bán kính ống trụ trung tâm
1,79kính thân hình trụ
Bán

r1

m

0,3

r2

m

0,6

Chiều cao toàn phần

H

m

5

Chiều rộng của cửa dẫn khí vào
10_2
5_10 Chiều cao ống dẫn khí vào
0
Chiều cao của thân hình trụ
25,2
19,5
Chiều cao phần than hình phễu.
2,3

0,338

100

c. Túi lọc bụi.
-

1,96

Nhóm SVTH: Nhóm 2

2,3

0
-

46

54

thước chi tiết của

0

-

Lưu lượng khí thải: L=127 (m3/ph)
Trọng lượng riêng của bụi: b = 2000
(kg/m3)
Trọng lượng riêng của khí: k = 1,2
(kg/m3)
Nồng độ bụi vào thiết bị: Cv = 4,26
(g/m3) = 4260 (mg/m3)
Hiệu suất tối thiểu mà túi lọc bụi cần
xử lý để bụi thải ra đạt QCVN
19:2009/BTNMT là:
η = = 94,4 %


ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ THẢI
-

Ta chọn loại túi vải tổng hợp (vì vải
tổng hợp chịu được nhiệt độ cao, bền
dưới tác dụng cơ học và hóa học, rẻ
tiền).
 Cường độ lọc V=0,51 (m3/m2ph)
=> chọn vận tốc lọc là V=1
(m/ph)

 (Sách kỹ thuật xử lý khí thải-ĐH
TN và MT HN_trang 107)
-

Tổng diện tích bề mặt túi vải:
S= = = 134,54 (m2)
Chọn đường kính túi vải: D=
(125mm - 300mm)

 Chọn D = 0,2m

-

GVHD: Bùi Thị Thanh Thủy
 Chiều rộng của một đơn nguyên:
B1= Dn1 + (n1 – 1)d1 + 3d3 + 2
B1= =3+3x0,1 + 2x0,003 = 1,406 (m)
 Chiều rộng của thiết bị:
B=2B1 - = 2,909 (m)
 Chiều dài của thiết bị:
L = 2L1 –+b = 3,909 (m)
- Tổn thất áp lực của thiết bị lọc bụi
túi vải vào khoảng 1300-1400N/m2
( Kỹ thuật xử lý khí thải_ĐH TN và
MT HN_trang 101)
 Kích thước chi tiết của thiết

bị lọc bụi túi vải:

( Ô nhiễm không khí và xử lý khí

Các thông số
thải_tập 2_trang 162)
Đường kính túi vải
Chiều cao túi vải: h=(2 – 3,5 m)
Chiều cao túi vải
 Chọn h = 3 m.
Diện tích túi vải
( Ô nhiễm không khí và xử lý khí
Tổng diện tích bề mặt túi vải cần
thải_tập 2_trang 162)

Diện tích túi vải: f=Dh= 3,14=1,885
Khoảng cách giữa các túi
2
(m )
Khoảng cách giữa các hàng
 Số túi vải: n= = 72 (túi)
Giữa3 túi vải ngoài cùng đến mặt
Chọn số túi vải là 72 túi chia làm
trong của thiết bị, đơn nguyên
đơn nguyên. Mỗi đơn nguyên có 24 túi
Chọn bề dày của thiết bị, đơn
được chia thành 4 hàng ngang và 6 hàng
nguyên
dọc.
Khoảng cách giữa các đơn nguyên
- Chọn khoảng cách:
+ Giữa các túi là d1=0,1m
Chiều dài của một đơn nguyên
+ Giữa các hàng là d2=0,1m

Chiều rộng của một đơn nguyên
+ Giữa túi vải ngoài cùng đến mặt
Chiều rộng của thiết bị
trong của thiết bị, đơn nguyên là d3=0,1m
+Chọn bề dày của thiết bị, Chiều
đơn dài của thiết bị
nguyên = 0,003m
I.
Xử lý khí:
+ Khoảng cách giữa các đơn nguyên
Xử lý 2 khí: SO2, Cl2
b = 0,1m
 Các thông số đầu vào
 Chiều dài của một đơn nguyên:
L1 = Dn1 + (n1 – 1)d1 + 2d3 + 2
Các đại lượng
L1 = 5+ 2x0,1 + 2x0,003 = 1,906 (m)
-

Lưu lượng

Nhóm SVTH: Nhóm 2

Kí hiệu

Đơn vị

D

m

h

m

f

m2

F

m2

d1

m

d2

m

d3

m
m

G

1

0

b

m

L1’

m

1

B1’

m

1

B’

m

2

L’

m

3

Đơn vị
m3/h


ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ THẢI
Nồng độ SO2 ban đầu
Nồng độ Cl2 ban đầu
Nhiệt độ khí thải

GVHD: Bùi Thị Thanh Thủy
mg/m3 (mg/m3)
mg/m3
1844,91
o
C
16,02

TÍNH TOÁN

Vì nhiệt độ khí thải là 2500C và
qua các quá trình lọc bụi thì nhiệt độ dòng
khí thải đã bị giảm xuống.Vậy giả sử nhiệt
độ khí thải sau quá trình lọc bụi đã bị giảm
xuống còn 300C.

-

-

7591

71

8,57x10-4

5,9210-6

5,921

C 25oC (mg/m3)

C 30oC (mg/Nm3)

SO2

600

590,1

Cl2

12

11,8

Lưu lượng khí vào một tháp hấp thụ:
Q1 = = 3800(m3/h)
Lượng mol hỗn hợp khí cung cấp
đầu vào:
= = = 144,9 (

Lượng mol khí đầu vào:
= (
Nồng độ phần mol tuyệt đối:
= (

Tại 25

-

Lượng mol khí đầu ra:
= (

-

Nồng độ phần mol tuyệt đối:
= (

-

Nồng độ phần mol tương đối:
= (
 Ta có bảng sau:

(mg/m3)

590,1
11,8
-

Nhóm SVTH: Nhóm 2

75910-6

Thành phần

Đơn vị
mg/m3
mg/m3

Nồng độ phần mol tương đối:
= (
 Ta có bảng sau:

0,11

 Ta có bảng sau:

Ta có bảng sau:

-

64

(Nồng độ các chất khí ở 250C là lấy theo
QCVN 19:2009/BTNMT)

-

-

(

= 144,9 - 0,11 - 8,57x10-4
= 144,79 (
2. Tính toán số liệu đầu ra:
- Ta có:
+ Ở 250C:
PV = n1’T1’
0
+ Ở 30 C:
PV = n2T2
 n1’T1’ = n2T2 hay C1’T1’= C2T2
C2 = = =

HẤP THỤ
1. Tính toán số liệu đầu vào:

-

(

=

 TÍNH TOÁN CHO 1 THÁP

Nồng độ khí thải
Cl2
SO2

(

 Lượng mol khí trơ:

Vì lưu lượng khí thải vào tháp
hấp thụ lớn nên chia ra làm 2 tháp hấp thụ
đặt song song.

Ta có:
+ Ở 250C:
PV = n1T1
0
+ Ở 30 C:
PV = n2T2
 n1T1 = n2T2 hay C1T1 = C2T2
C2 = = =

M

M

(

(

64

0,035

2,4210-4

2,42

71

6,32 x10-4

4,3510-6

4,35

Lượng mol hỗn hợp khí đầu ra:

(


ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ THẢI
= +
= 144,79 + 0,035+ 6,32 x10-4 (
= 144,83(

 Bảng: Hiệu suất xử lý các khí:
Thành phần
Khí SO2

Cv
1844,91

Khí Cl2

16,02

Lượng mol khí SO2 bị hấp thụ:
= = 0,11- 0,035= 0,075 (
- Lượng mol khí Cl2 bị hấp thụ:
= = 8,57x10-4- 6,32 x10-4=
2,25x10-4 (
3. Xây dựng đường cân bằng và đường
làm việc:
 Xây dựng đường cân bằng:

GVHD: Bùi Thị Thanh Thủy
Tra hệ số henrry tại bảng 3.1_Các quá trình
thiết bị trong công nghệ hóa chất và thực
phẩm-tập 4 trang 153 tại 30oC
Bảng phương trình cân bằng của các chất
khí:
SO2
Cl2
m = = 47,895
m = = 2552,632
Y* = 47,895X
Y* = 660,53X
 Xây dựng đường làm việc:
PTCB vật chất:

-

Có = 0
Ta có: thay vào PTCB =>
_nồng độ cân bằng ứng với nồng độ đầu

của hỗn hợp khí.
-

=

Điều kiện làm việc của quá trình
o
hấp thụ là ở 30 C và áp suất

-

Lượng dung môi tối thiểu của quá
trình hấp thụ:

1atm .
Từ định luật Henrry và Dalton ta
có phương trình:
y*=mx với m=
trong đó: là hệ số henrry, thứ
nguyên của áp suất mmHg

(CT 3.6_Các quá trình, thiết bị trong công
nghệ hóa chất và thực phẩm-Tập 4- trang
155)
Trong quá trình hấp thụ, nông độ cân bằng
luôn lớn hơn nồng độ làm việc, vì thế lượng
dung môi thực tế luôn lớn hơn lượng dung
môi tối thiểu, thường là 20%
 Chọn hệ số thừa dư thực

P: áp suất chung của hệ,

tế là 1,2.

P=1atm= 760mmHg

 Lượng dung môi thực tế: = 1,2

(theo công thức 2.8 giáo trình
Quá Trình cơ bản trong CNMT

-

Lượng dung môi cần thiết:

3)
Phương trình đường cân bằng có
dạng: y* = mx
Vì y Y nên Y* = mX

Nhóm SVTH: Nhóm 2

GX= Gtr

 Xc = (
Với = 144,79 (


ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ THẢI
Yđ

GVHD: Bùi Thị Thanh Thủy

Yc

Khí SO2

75910-6

24210-6

15,847

Khí Cl2

5,9210-6

8,962

Đơn vị

Kmol/Kmol

4,3510-6
Kmol/Kmo
l

Kmol/Kmol

Phương trình đường làm việc có

dạng:
Y = aX+b
+ Phương trình đường làm việc đi qua các
điểm:
A(
B(
• Phương trình đường làm việc
của khí SO2:
+ Phương trình đi qua 2 điểm:
A1(0;
-6
24210 )
B1(13,21;
-6
75910 )
• Phương trình đường làm việc
của khí Cl2:
+ Phương trình đi qua 2 điểm:
A2(0;
-6
4,3510 )
-

B2(7,468;
-6

5,9210 )

Nhóm SVTH: Nhóm 2

ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ THẢI

GVHD: Bùi Thị Thanh Thủy
Số viên đệm/1m3: 5800
(2) Đường kính tháp:
D=
Trong đó:
Vy là lưu lượng pha khí theo
thể tích
-

4. Tính toán lượng dung dịch Na2CO3
cần dùng để hấp thụ khí SO2 và Cl2:
Phương trình phản ứng chủ yếu xảy ra
trong tháp hấp thụ:
2SO2 + Na2CO3 → Na2S2O5 +
CO2
Cl2 + Na2CO3 + H2O → NaCl
+ H2O + NaOCl + CO2
- Từ phương trình hóa học:
2SO2 + Na2CO3 → Na2S2O5 +
CO2
= =3,975(kg/h)
Từ phương trình hóa học:
Cl2 + Na2CO3 + H2O → NaCl
+ H2O + NaOCl + CO2
= = 0,024(kg/h)
 Khối lượng dung dịch Na2CO3 cần thiết để
hấp thụ các khí SO2 và Cl2là:

= 3,795 + 0,024= 3,82 (kg/h)
= = 0,00365 (m3/h)
Lượng nước tối thiểu cần cung cấp:
0,00365/5%=0,73 m3/h
-

Với khối lượng riêng của dung dịch
3
Na 2 CO 3 - nước (kg/m ) lấy theo bảng
I.56 sổ tay quá trình và công nghệ hóa
chất tập 1. Tại 30 oC và nồng độ 5%
có giá trị bằng = 1046,6(kg/m 3)

5. Tính toán tháp hấp thụ khí SO2 và
Cl2:
(1) Vật liệu đệm:
( Bảng IX.8_Sổ tay quá trình và thiết bị côg
nghệ _Tập 2_Trang 193)
Chọn đệm xếp lộn xộn:
- Đệm vòng sứ Rasich (do các khí có
tính axit)
- Kích thước: 50
- Bề mặt riêng của đệm () (m2/m3): 95
- Thể tích tự do của đệm ((m3/m3):
0,79
- Khối lượng riêng của đệm (: 500

Nhóm SVTH: Nhóm 2

w là vận tốc làm việc của tháp: w = (0.8 –

0.9)
( CT IX.114_Sổ tay quá trình và thiết bị côg
nghệ _Tập 2_Trang 187)
 Chọn w= 0,8
là vận tốc đảo pha được xác địnhbằng công
thức
Y = 1,2
( CT IX.114_Sổ tay quá trình và thiết bị côg
nghệ _Tập 2_Trang 187)
+ Trong đó: X =
( CT IX.114_Sổ tay quá trình và thiết bị côg
nghệ _Tập 2_Trang 187)
- Ta có:
• /= 1,0466
(tra bảng I.56-Tại x=5%(Nội suy)_Sổ tay
quá trình và thiết bị công nghệ hóa
chất_Tập 1_Trang 45)
 = = 1,0466= 1046,6
(CT I.6_Sổ tay quá trình và thiết bị công
nghệ hóa chất_Tập 1_Trang 5)
•
• = = = 1,175 (kg/m3)
(Bảng I.8_Sổ tay quá trình và thiết bị công
nghệ hóa chất_tập 1_Trang 14)
- Ta có:
= = =72,5(
= = = 0,7585 (
 Suất lượng trung bình của pha
lỏng :
Gx =

= (72,5
= 2,157(kg/s)
-

Ta có suất lượng của từng khí:

= = =72,5(
=72,5


ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ THẢI

GVHD: Bùi Thị Thanh Thủy

= 1,29 (kg/s)
= = = 0,7585 (
=0,7585
= 1,496 (kg/s)
 Suất lượng trung bình của pha
khí :

= 1,305(kg/s)

 X = = = 0,485
 Y = 1,2 = 1,2= 0,172
Mà:
( CT IX.114_Sổ tay quá trình và thiết bị côg
nghệ _Tập 2_Trang 187)
- Lại có:
• độ nhớt pha lỏng

(Tra bảng I.101_x=5%_Sổ tay quá trình và
thiết bị công nghệ hóa chất_Tập 1_Trang
100)
• độ nhớt của nước ở nhiệt độ 200C.
(Bảng I.102_Sổ tay quá trình và thiết bị
công nghệ hóa chất_tập 1_Trang 95)
o
= 2,787(m/s)
+ Trong đó: Bề mặt riêng ( (m2/m3) : = 95
(m2/m3)
3

3

thụ:
thay vào PTCB Y* = 47,895X ta được:

=1,7410-4 (

Nhóm SVTH: Nhóm 2

- Động lực trung bình của quá trình:
= = = 2,97110-4 (
- Số đơn vị truyền khối:
= = = 1,74
*Với Cl2
- Động lực trung bình tại đỉnh tháp hấp

thụ:
thay vào PTCB Y* = 660,53X ta được:

 = 4,933(
= =
= (
-

Động lực trung bình tại đáy tháp hấp

thụ:
thay vào PTCB Y* = 660,53Xta được:
 = 0(
•

= =

3

Thể tích tự do (m /m ) : Ftd = = 0,79(m /m )

w = 0,8 (m
 Đường kính tháp :
D= = (m)
 Diện tích tiết diện ngang của
tháp :
(3) Chiều cao tháp đệm:
*Với SO2:
- Động lực trung bình tại đỉnh tháp hấp

 = 5,85(
 = =

thụ:
thay vào PTCB Y* = 47,895X ta được:
 = 0(
 = =
=2,4210-4 (

Gy = = 1,28

3

Động lực trung bình tại đáy tháp hấp

-

=×10-6 (
Động lực trung bình của quá trình:
= = = 2,27 (
- Số đơn vị truyền khối:
= = = 0,7
 Chiều cao lớp đệm:
H = hyny
Trong đó:
+ H: Chiều cao của đoạn đệm (m)
+ hy: Chiều cao một đơn vị chuyển khối (m)
+ ny: Số đơn vị chuyển khối
Chiều cao của một đơn vị
-

truyền khối:
+ Theo Kafarov – Duneski thì:

hdv = 200


ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ THẢI

GVHD: Bùi Thị Thanh Thủy

( CT 3.29_Các quá trình thiết bị trong công

Phần chóp nón bên trên cao

nghệ hóa chất và thực phẩm-Tập 4_Trang

200mm và phần chóp bên dưới

170)
+ : Tiết diện tự do của đệm

Trong đó:

(m2/m2) có trị số bằng thể tích tự do của

cao 250mm
(4) Trở lực của tháp đệm:
Độ nhớt của hỗn hợp khí thay đổi theo nhiệt
độ:

đệm

= (3/2

+ w: Vận tốc làm việc
trong tháp (m/s)
 hy = 200 = 200 = 0,473 (m)
 Đối với SO2: H = 0,4731,74 =
0,82302 (m)
 Đối với Cl2: H = 0,473 0,7 =
0,3311 (m)
 Chiều cao làm việc của tháp:
Hlv = +=0,82302 + 0,3311= 1,15412 (m)
 Số đệm:
- Ta có: hd = (2,54m) (phụ
thuộc vào đường kính tháp)
 Chọn hd = 2,5m
- Có: Hlv = n hd
- Hlv < hd  Hlv = 1hd 
Hlv=2,5m
 Chiều cao thực tế của tháp đệm:

H = HLV + ZL + ZC + (n – 1)h
Trong đó:
+ ZL, ZC: Lần lượt là khoảng

(CT I.20_Sổ tay quá trình và thiết bị công
nghệ hóa chất_Tập 1_Trang 86)
Trong đó:

động lực của khí ở nhiệt độ 0 0C; khí (Tra
bảng I.114_Sổ tay quá trình và thiết bị công
nghệ hóa chất_Tập 1) ta được =1720 x 10 -8

N.s/m2
+ T: Nhiệt độ của khí,
0

K;
+ C: Hằng số phụ

thuộc từng loại khí (Tra bảng I.113_Sổ tay
quá trình và thiết bị công nghệ hóa
chất_Tập 1)

cách từ lớp đệm đến nắp và từ lớp đệm đến

Tra được: = 306

đáy tháp (m).
+ h: Khoảng cách giữa
các lớp đệm (m)
Chỉ có một lớp đệm
- Chọn h=0,5 m
- Bảng lựa chọn ZL, ZC:

+ : Độ nhớt

 = (3/2 = 1,232 (N.s/m2)

Chuẩn số Reynol:
Rey =
( CT trang 172_Các quá trình, thiết bị trong
-

công nghệ hóa chất và thực phẩm-Tập 4)
 Rey = = 78491,626
Đường kính, mm
ZL, mm
 Hệ số ma sát đối với đệm vòng
400 – 1000
600
1200 – 2200
1000
và đệm đổ lỗn xộn:
2400
1400 Rey> 40 => Ở chế độ chuyển động xoáy:
 = = = 1,679
 ZL = 800 (mm) và Zc = 1750
CT 3.38_Các quá trình, thiết bị trong công
(mm) (D=1100mm)
nghệ hóa chất và thực phẩm-Tập 4_Trang
 H = 2,5+ 0,8 + 1,75 + (1 – 1) 0,5
= 5,05 (m)

Nhóm SVTH: Nhóm 2

172)


ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ THẢI
 Trở lực đệm khô trong tháp

đệm:

Pkhô =
CT 3.36_Các quá trình, thiết bị trong công
nghệ hóa chất và thực phẩm-Tập 4_Trang

GVHD: Bùi Thị Thanh Thủy
vì ống nhỏ nhất hiện đang bán trên thị
trường là ông có d=21mm nên ta chọn ống
dẫn nước vào d=21mm
Tiết diện ngang của ống chính:

172)
Trong đó:

H_Chiều cao lớp đệm,

m;
w_Vận tốc làm việc
của khí trong tháp, m/s;
 Pkhô = = 527,85 (N/m2)
(5) Đường ống dẫn khí:
-

Vận tốc khí trong ống khoảng 10-30
m/s. Chọn vận tốc dẫn khí vào bằng

vận tốc dẫn khí ra v=30 m/s.
 Ống dẫn khí vào:
- Lưu lượng khí vào:
Qv = (m3/s)
- Đường kính ống dẫn khí vào:

d = = = 0,3m
- Để đảm bảo phân phối khí đều trong
tháp ta sử dụng ống đục lỗ với bề dầy
5mm lỗ có đường kính 50mm bước lỗ
50 mm.
 Ống dẫn khí ra:
- Lưu lượng khí ra:
QrQv = (m3/s)
- Đường kính ống dẫn khí ra:
d = = = 0,3m
Tính Toán đường ống dẫn dung dịch
Vận tốc nước hảy trong ống trong khoảng
1,5 – 2,5m/s ta chọn vận tốc chất lòng là
1,5m/s (bảng II.2 – trang 370 Sổ tay quá
trình và thiết bị công nghệ hóa chất-Tập 1 –
Trần Xoa – NXB Khoa học và kỹ thuật Hà
Nội.)
Ta có đường kính ống:
d= = = 0,014m =14mm

Nhóm SVTH: Nhóm 2

Sử dụng thập chia ống dẫn dung dịch thành
4 nhánh ở giữa tháp để dung dịch hấp thụ
có thể phân bố đều trên khắp các diện tích
tháp, trên các ống nhánh ta khoan các lỗ có
đường kính 5mm
Trên mỗi nhánh khoan 2 hàng lỗ so loe
nhau hướng ra 2 bên,hợp với phương ngang
1 góc 45o,mỗi lỗ có đường kính 5mm.

Ống xả cặn đáy tháp chọn ống có đường
kính 160mm
Sàn đỡ vật liệu hấp thụ dày 5mm lưới lỗ
12mm
 Kích thước chi tiết của thiết

bị hấp thụ:
STT
1
2
3
4
5
6
7

Thông số
Chiều cao của 1 tấm đệm
Đường kính tháp
Khoảng cách từ lớp đệm đến nắp
Khoảng cách từ lớp đệm đến đáy
Khoảng cách giữa các lớp đệm
Tổng chiều cao của tháp hấp thụ
Đường ống dẫn khí vào, ra

TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Kỹ thuật xử lý khí thải_Trường
đại học Tài nguyên và Môi
trường Hà Nội, năm 2014.

ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ THẢI
2. Giáo trình Quá Trình Cơ Bản

Trong CNMT 3- trường DH Tài
Nguyên và Môi Trường Hà Nội
3. Ô nhiễm không khí và xử lý khí
thải-Tập 2-GS.TS Trần Ngọc
Chấn -NXB Khoa học và kỹ
thuật Hà Nội, năm 2001.
4. Ô nhiễm không khí và xử lý khí
thải-Tập 3-GS.TS Trần Ngọc
Chấn -NXB Khoa học và kỹ
thuật, năm 2001
5. Các quá trình và thiết bị trong
công nghệ hóa chất và thực
phẩm-Tập 4 – GS.TSKH Nguyễn
Bin - NXB Khoa học và kỹ thuật
Hà Nội.
6. Sổ tay quá trình và thiết bị công

nghệ hóa chất-Tập 1 – Trần Xoa
– NXB Khoa học và kỹ thuật Hà
Nội.
7. Sổ tay quá trình và thiết bị công
nghệ hóa chất-Tập 2 – Trần Xoa
– NXB Khoa học và kỹ thuật Hà
Nội.
8. QCVN

19:2009/BTNMT: Quy

chuẩn kỹ thuật quốc gia về khí
thải công nghiệp đối với bụi và
các chất vô cơ

Nhóm SVTH: Nhóm 2

GVHD: Bùi Thị Thanh Thủy