Đồ án: 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.

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.
: TỔNG QUAN
1.1

Khái quát

1

Quy trình cơ bản về sản xuất mì gói:

Chuẩn bị nguyên liệu

Phối trộn

Cán bột, tạo sợi

Hơi nước từ lò hơi

Hấp

Ướp gia vị

Tạo hình và chiên

Bổ sung các gói gia vị

Đóng gói

Hình 1. 1 Quy trình cơ bản về sản xuất mì gói.

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.
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.
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...

Hình 1. 2 Thiết bị lò hơi.
SVTH: Huỳnh Thị Kiều An – MSVV: 0350020270
GVHD: Trần Anh Khoa

2


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.
3
Dầu diesel (DO)
Khi chưng cất sơ cấp dầu thô ta thu được phân đoạn sôi giữa 200 oC 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/cm 2 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/cm 2. 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. 1 Các thông số kỹ thuật của dầu DO
Các tiêu chuẩn chất lượng của nhiên
liệu Diesel

1

Loại nhiên liệu Diesel
DO 0,5%
S

DO 1,0% S

50

45

Chỉ số cetan

Phương pháp thử

ATSM D976

Thành phần chưng cất ở, t0C
2

2800C

50% được chưng cất ở

0

2800C
0

TCVN 2693 – 95

90% được chưng cất ở

370 C

370 C

3

Độ nhớt động học ở 200C
(đơn vị cST: xenti-Stock)

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

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.
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

--

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 là loại chất ô nhiễm phổ biến nhất trong sản xuất công nghiệp cũng như hoạt
động sinh hoạt của con người. Nguồn phát thải SO2 chủ yếu từ các trung tâm nhiệt

điện, các loại lò nung, lò hơi khi đốt nhiên liệu than, dầu và khí đốt có chứa lưu huỳnh
hoặc các hợp chất lưu huỳnh.
4

Tính độc hại

Khí SO2, SO3 gọi chung là SOx, là những khí thuộc loại độc hại không chỉ với sức khỏe
con người, động thực vật mà còn tác động lên các vật liệu xây dựng, các công trình
kiến trúc, là một trong những chất gây ô nhiễm môi trường. Trong khí quyển, khí SO 2
khi gặp các chất oxy hóa dưới tác động của nhiệt độ, ánh sáng chúng chuyển thành
SO3 nhở có oxy trong không khí. Khi gặp H2O, SO3 kết hợp với nước tạo thành H2SO4.
Đây chính là nguyên nhân tạo ra các cơn mưa axit ăn mòn các công trình, làm cho
thực vật, động vật chết hoặc chậm phát triển, biến đất đai thành vùng hoang mạc. Khí
SO2 gây ra các bệnh viêm phổi, mắt, da. Nếu H 2SO4 có trong nước mưa có nồng độ
cao làm bỏng da người hoặc làm mục nát quần áo.
5

Đối với con người

SOx và hợp chất của SO2 là những chất có tính kích thích, ở nồng độ nhất định có thể
gây co giật cơ trơn của khí quản. Ở nồng độ lớn hơn sẽ gây tăng tiết dịch niêm mạc khí
quản. Khi tiếp xúc với mắt chúng có thể thành axit.
SOx có thể thâm nhập vào cơ thể người qua các cơ quan hô hấp hoặc các cơ quan tiêu
hóa sau khi được hòa tan trong nước bọt. Và cuối cùng chúng có thể thâm nhập vào hệ
tuần hoàn. Khi tiếp xúc với bụi, SOx có thể tạo ra các hạt axit nhỏ, các hạt này có thể
có thể xâm nhập vào các huyết mạch nếu kích thước của chúng nhỏ hơn 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
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.
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. 2 Độc tính của SO2
Theo Henderson – Haggard

Triệu chứng

mg/m3

Chết nhanh trong 30’ – 1h

1300 – 1000
260 – 130
50
30 – 20
13 – 8

Nguy hiểm sau khi hít thở 30’ – 1h
Kích ứng đường hô hấp, ho
Giới hạn độc tính
Giới hạn ngửi thấy mùi
6

Ppm
500 – 400
100 – 50
20
12 – 8
–3

Đối với thực vật

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 SO 2 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.
7

Đối với công trình xây dựng

Sự có mặt của SOx trong không khí ẩm tạo thành axit là tác nhân gây ăn mòn kim
loại, bê-tông và các công tr.nh kiến trúc. SO x làm hư hỏng, làm thay đổi tính năng vật
liệu, 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
8

Các phương pháp xử lý SO2
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
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.
-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. 3 Sơ đồ hệ thống xử lý khí SO2 bằng hơi nước.
1-tháp hấp thụ; 2-tháp giải thoát khí SO2; 3-thiết bị ngưng tụ; 4,5-thiết bị trao đổi
nhiệt; 6-bơm
 Hấp thụ khí SO2 bằng CaCO3 (Đá vôi), CaO (Vôi nung) hoặc vôi sữa Ca(OH)2
- Xử lý SO2 bằng vôi là phương pháp được áp dụng rất rộng rãi trong công nghiệp với
hiệu quả xử lý cao, nguyên liệu rẻ tiền và có sẵn ở mọi nơi.
- Các phản ứng hóa học xảy ra trong quá trình xử lý như sau:
CaCO3 + SO2  CaCO3 + CO2
CaO + SO2  CaSO3

2CaSO3 + O2  2CaSO4

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.

Hình 1. 4 Sơ đồ hệ thống xử lý SO2 bằng sữa vôi.
1-tháp hấp thu, 2- bộ phận tách tinh thể, 3-bộ lọc chân không,
4,5- máy bơm, 6-thùng 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 lò 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.
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
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.
Mg(OH)2 + Mg(HSO3)2  2MgSO3 + 2H2O
- Độ hòa tan của sunfit magiê trong nước bị giới hạn, nên lượng dư ở dạng
MgSO3.6H2O 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 SO 2 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
9

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.
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.

 Phương pháp hấp thụ bằng các amin thơm
- Để hấp thụ SO2 trong khí thải của luyện kim màu (nồng độ SO 2 khoảng 1-2% thể
tích) người ta sử dụng dung dịch C 6H3(CH3)NH2, tỉ lệ C6H3(CH3)2NH2 : nước = 1:1).
C6H3(CH3)2NH2 không trộn lẫn với nước nhưng khi liên kết với SO 2 thành
(C6H3(CH3)2NH2)2.SO2 tan trong nước.
 Phương pháp CaCO3
- Quá trình hấp thụ bằng huyền phù CaCO 3, 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

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.
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. 1 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= 4200×10-3 (J/kg.K)
Hiệu suất làm việc: H = 90%
QH 2O

= Q1 + Q2 = GN × CN × t + GN × rhh

= 5000 × 4200 × 10-3 × ( 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)
= 40048,33 (kJ/kg)

GDO =

QDO
LHVDO

14,3 ×106
 
40048,33
=
= 357,1 (k g/h)

SVTH: Huỳnh Thị Kiều An – MSVV: 0350020270
GVHD: Trần Anh Khoa

10


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.
Bảng 2. 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

25,7

+
→

2H +
37,5
N
0,08
S
0,06

→

O2
25,7
O2
9,4

+ O2
→

0,08

+ O2
→

0,06

→

CO2

→

25,7

→

H2O

→

18,8

→

NO2

→

0,08

→

SO2

→

0,06

Bảng 2. 3 Thành phần số mol, khối lượng khí thải và thể tích khí thải
Thành phần

n (kmol/h)

mthải (kg/h)

Vthải (m3/h)

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

∑

O2

9,6
∑

35,2

Giả sử Oxy dư 25%: = 844,8 × 1,25 = 1056 (m3/h)
SVTH: Huỳnh Thị Kiều An – MSVV: 0350020270
GVHD: Trần Anh Khoa

11

Vthải= 844,8


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.
Mà Oxy chiếm 21% trọng không khí nên:
VO2

1056
0, 21

0, 21

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.

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
QKT < 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. 4 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) . SO 2 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.
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:
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.
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 lý cao; Chế 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. 1 Quy trình xử lý khí SO2 có sử dụng Cyclon.

Khí thải

Bồn pha hóa chất dung dịch Ca(OH)2

Tháp giải nhiệt

Cyclon

Khu lưu trữ

Tháp hấp thụ SO2

Huyền phù

Tháp hấp phụ

Nguồn tiếp nhận

Ống khói phát thải

Nguồn tiếp nhận QCVN 19:2009/BTNMT, cột B
Chú thích:
: Đường khí
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.
: 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 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 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:

Nguồn tiếp nhận QCVN 19:2009/BTNMT, cột B

Khí thải

Tháp rửa bụi
Tháp hấp thụ
Ống khói

Bùn thải
Bể nước

Huyền phù

Ca(OH)2

Hình 2. 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:
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.
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

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.
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:

C

Yv=
-

=

(kmol/kmol kk)

Yv
1 + Yv

0, 00024
1 + 0, 00024

=

= 0,00022 (Kmol SO2/ Kmol kk )

Cr
M SO2
1
M KK

=

500 ×10−6
64
1
24

= 0,00019 (Kmol SO2/ Kmol kk)

Tỉ lệ thể tích khí SO2 đi vào:

yr =

-

M SO2
1
24

647 × 10 −6
64
= 0, 00024
1
24

Nồng độ pha khí ra khỏi tháp:

Yr =
-

×10−6

Tỉ lệ thể tích khí SO2 đi vào:

yv =
-

v

Yr
1 + Yr

=

0, 00019
1 + 0, 00019

= 0,00019 (Kmol/ Kmol)

Suất lượng của khí trơ:
SVTH: Huỳnh Thị Kiều An – MSVV: 0350020270
GVHD: Trần Anh Khoa

16


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.
×
×
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

[ SO2 ]

×
+ 2.24 10-2T -

1960
T

Trong đó :
P*SO2: áp suất riêng phần SO2 cân bằng (Pa).

[ SO2 ]

: nồng độ SO2 cân bằng.

Từ phương trình trên lập đường cân bằng:

[ SO2 ] ×
X=

M DM
ρ DM

P*
10 − P *
5

Y*=

Bảng 3. 1 Số liệu đường cân bằng
SO2
*
PSO
2

0,005 0,0125
1,062

0,02

0,0275 0,035 0,0425

5,894 14,195

0,05

0,0575

0,065

0,0725

25,75 40,423 58,117 78,758 102,282 128,637 157,78

X.10-3 0,09

0,23

0,36

0,5

0,63

0,77

0,90

1,04

1,17

1,31

Y.10-3

0,06

0,14

0,26

0,4

0,58

0,79

1,02

1.129

1.58

0,01

 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=

 Y − Yc 
Gtr  d
÷
 X max − X d 

= 244,67

 0, 00024 − 0,00019 

÷
×  0, 00047 − 0 

(Mục d 6.5, trang160, [5])
SVTH: Huỳnh Thị Kiều An – MSVV: 0350020270
GVHD: Trần Anh Khoa

17

= 26 (kmol/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.
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=
DM)

Gtr
( Yv − Yr )
Ltr

244, 67
× ( 0,00024 − 0, 00019 )
36, 4

=

= 0,00037 (kmol SO2/kmol

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=

Yv − Yr
×100
Yv

0, 00024 − 0, 00019
0, 00024

=

=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:
ρd

− Khối lượng riêng xốp:
= 520 kg/m3
− 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
D=

4Vtb
π × 3600 × ωtb

(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
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.
Vtb= Gtr= 5872 (m3/h)
ωtb

ωtb

: vận tốc biểu kiến của dòng khí ứng với tổng tiết diện (m/s)

ωs

=

= (0,80,9)

Tốc độ sặc

ω 's

ω 's

, m/s được xác định theo công thức:

 ω '2 × σ × ρ
µ
ytb
lg  s 3d
× x

 g × Vd × ρ xtb  µ y


0,16


÷
÷




 = A − 1, 75 ×  Gx
G

 y


1

1

 4  ρ ytb  8
×
÷
÷ ρ ÷
  xtb 

(IX.114, trang 187,[2]) (*)
Trong đó:

Gx, Gy: lưu lượng dòng lỏng và khí trung bình (kg/s)
Gx =

Gtr × 29 244, 67 × 29
=
= 1,97
3600
3600

Ltr ×18 36, 4 ×18
=
= 0,182
3600
3600

(kg/s)

Gy=
(kg/s)
: khối lượng riêng trung bình của pha lỏng và pha khí
µx

×

µy

=0,656 10-3 (N.s/m2) độ nhớt trung bình của pha lỏng ở nhiệt độ 400C
×

= 0,8937 10-3 (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:
[ytb × M SO + (1 − y tb ) × M kk ] × 273
ρ ytb =
22, 4 × (273 + 40)
(IX.104, trang 183,[2])
Nồng độ phần mol trung bình của pha khí:
2

ytb=

yv + yr 0, 00024 + 0, 00019
=
= 0, 000215
2
2

ρ ytb =

[0, 000215 × 64 + 91 − 0, 000215) × 29] × 273
= 1,13
22, 4 × (273 + 40)

Khối lượng riêng trung bình đối với pha lỏng:
Thay số vào (*) ta được:

ρ xtb

(kg/m3)

= 992 kg/m3
1

1

 ω ' 2 ×135 ×1,13  0, 656 ×10−3 0,16 
 0,182  4  1,13  8
lg  s
×
 = 0, 022 − 1, 75 × 
÷
÷ ×
3
−3 ÷
 1,97   992 
 9,81× 0, 78 × 992  0,8937 ×10  

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.
Suy ra:

ω ' s = 3, 7

(m/s)

ωtb = 0,9 × 3, 7 = 3,33

Chọn tốc độ làm việc :
(m/s)
Đường kính tháp hấp thụ sẽ được xác định:
4 × 5872
π × 3600 × 3, 33

D=
= 0,8 (m)
Chọn đường kính tháp: D = 0,8 (m)
Kiểm tra vận tốc làm việc:
4 × 5872
π × 3600 × ωtb

D=
ωtb 3, 2
=
= 0,86
ω 's 2 3,7
Vậy vận tốc:

= 0,8

⇒ ωtb = 3, 2

(m/s)

( thỏa điều kiện làm việc)

ωtb = 3, 2

(m/s)

3.3.2 Chiều cao tháp hấp thụ
 Kiểm tra mật độ tưới
Mật độ tưới thực tế:
U tt =  

Vx
Ft

trong đó:
Vx là thể tích pha lỏng (m3/h)
F là diện tích tháp (m2)
18
18
Ltr ×
36, 4 ×
V
1000 =
1000 = 1,31
U tt =
=
D2
D2
0,82
π×

π×
π×
⇒
4
4
4

(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])
⇒ U th = 0,093 ×135 = 12, 6

(m3/m2.h)

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.

Lập tỷ số:

U tt 1,31
=

U th 12, 6

= 0,1 < 1

Vậy

ψ

= 0,1

 Kiểm tra điều kiện thiết kế:
d dem 4 × Vd
4 × 0, 78
=
=
= 0, 03 < 0, 2
D
σ d × D 135 × 0,8

Vậy đệm trên là phù hợp.
Chiều cao tương ứng với một đơn vị truyền khối:
hoy = hG + m ×

Gx
× hL
Gy

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:
2
Vd
0,25
hG =
× Re y × Pry3
a ×ψ × σ d

(IX.76, trang 177,[2])
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:
yv .M so2 + (1 − yv ) × M kk

Mhh =

yv + (1 − yv )

=

0, 00024 × 64 + (1 − 0, 00024) × 29
= 29, 01
0, 00024 + (1 − 0, 00024)

(kg/kmol)

Độ nhớt trung bình của hỗn hợp khí:
M hh yv × M SO2 (1 − yv ) × M kk
=
+
µy
µ SO2
µkk

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.
Trong đó:
µ SO2

µkk

×

= 0,013 10-3 độ nhớt của SO2 ở 400C (N.s/m2)
×

= 0,0185 10-3 độ nhớt của không khí ở 400C (N.s/m2)

(Bảng I.18 trang 93 và hình I.35, trang117,[1])
⇒ µ y = 1,85 ×10−5

(N.s/m2)
Chuẩn số Raynon pha hơi:
0, 4 × ω × ρ y

µ y ×σ d

Rey=

=

0, 4 × 3, 2 ×1,13
135 × 1,85 × 10−5

= 579

Chuẩn số prandl của pha hơi:
µy
σ d × Dy

Pry=

=

1,85 ×10−5
1,13 × 1, 2 × 10−5

= 1,36

Dy là hệ số khuếch tán trong pha khí m2/s
−3

4,3 ×10 × T

Với
(m2/s)

Dy=

−3

4, 3 × 10 × 313

1,5

3
2

1

1 2
 1
×
+

÷
2
2

1
1
1
 64 29 
 13





1
1
3
3
3
P  VMso 2 + VMkk
×
÷ ×
÷ 1×  44,8 + 29, 9 ÷
M
M

  SO 2


kk 

=

2

0, 78
0,25
⇒ hG =  
× 579 ×1,36 3 = 2,8
0,123 × 0,1×135

(m)

 Tính hL:
2/3

µ 
h2 = 256 ×  x ÷ × Rex0,25 × Prx0,5
 ρx 

(Bảng IX.77, trang 177,[2])
Chuẩn số raynon pha lỏng:

SVTH: Huỳnh Thị Kiều An – MSVV: 0350020270
GVHD: Trần Anh Khoa

22

=1,210-5


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.
π × D 2 π × 0,82

4

Trong đó: Ft=

=

= 0,5

4

(m2)

Dx lưu lượng khuếch tán pha lỏng (m2/s)
1

( θ M dm ) 2 × T
7, 4.10−8 ×
µ x × VSO2 0,6

=

7, 4 ×10−8 × (2, 6.18)0,5 × 313
0, 656 × 44,80,6

×

= 2,5 10-5

Dx =
(cm2/s)

(2.41, trang 29,[9])
Trong đó:

θ

=2,6: hệ số kết hợp cho dung môi

Mdm = Mnuoc = 18 (kg/kmol)
VSO2

= 44,8 (cm3/mol) (Bảng 2.2, trang 26, [9])

Chuẩn số prandl pha lỏng:
Prx =

µx
0, 656 ×10−3
=
= 264,5
ρ xtb × DX
992 ×10−9
2

 0, 656 × 10−3  3
0,25
0,5
⇒ hL = 256 × 
÷ × 0,31 × 264, 4 = 0, 24
992




H Oy = hG +

(m)

m × Gx
1, 298 ×1,97
× hL = 2,8 +
× 0, 24 = 6, 2
Gy
0,182

Suy ra:

(m)

 Tính trở lực của lớp đệm
Tổn thất áp xuất của đệm khô:
∆Pk = λ ' ×

2
ω 2 λ ' H × ρd ω y × ρ y
H
× ρy × t = ×
×
dtd
2
4
Vd 3

2

(IX.119, trang189,[2])

Trong đó:
H = 6,2 m : chiều cao đệm
λ'

: 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:
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.
∆Pk =

=

1, 56 H × ω ' y1,8 × ρ y 0,8 × σ d 1,2 × µ y 0,2
Vd 3

1,56 × 6, 2 × 3, 21,8 × 1,130,8 × 1351,2 × ( 1,85 × 10−5 )
0, 783

0,2

= 7426,8

(N/m2) (IX.121, trang 189,
[2])
Tổn thất áp suất của lớp đệm ướt:
∆P

ư= K

Re x =

× ∆Pk

4Gx
ρd × µ x

(IX.127, trang 191,[2])

(IX.134, trang 191,[2])

Với: Gx là mật độ tưới (kg/m2.s)
Gx =

0,182
0,182
=
= 0, 4
2

D
0,82
π×
π×
4
4

⇒ Re x =

(kg/m2.s)

4Gx
4 × 0, 4
=
= 18,1
ρ d × µ x 135 × 0, 656.103

b là hệ số, hàm số của Rex
b=

1, 74
1, 74
=
= 0, 73
0,3
Re x
18,10,3

(IX.133, trang 191,[2])

A’ là thông số tưới
2

2

G  σ
b
135
0, 73
 0, 4 
A = 3 × 3  x ÷ × d3 ×
= 3× 3 
×
= 0, 04
÷×
3
 992  0, 78 2.9,81
 ρ x  Vd 2 g
'

(IX.134, trang 191,[2])

ω'y

Đối với đệm vòng bằng sứ (

=const): với A’ < 0,3 và D > 30 mm thì
K=

1

1
=
= 1,13
' 3
(1 − A )
(1 − 0, 04)3

∆Pu = K × ∆Pk = 1,13 × 7426,8 = 8392

SVTH: Huỳnh Thị Kiều An – MSVV: 0350020270
GVHD: Trần Anh Khoa

24

(N/m2)


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.
Chiều cao cột chất lỏng:
ρ × g × hlo ng ≥ ∆Pu ⇔ hlong ≥

∆Pu
8392
=
= 0,9
ρ × g 992 × 9,81

Vậy chọn hlỏng = 0,9 (m)

SVTH: Huỳnh Thị Kiều An – MSVV: 0350020270
GVHD: Trần Anh Khoa

25