Tên chuyên đề: TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ KHÍ THẢI LÒ HƠI ĐỐT DẦU DO CÔNG SUẤT 1,5 TẤN/H

Chia sẻ: Chip Bia Chip | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:49

Thêm vào BST

Báo xấu

400
lượt xem 136
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

LỜI MỞ ĐẦU Như ta đã biết thời đại ngày nay là thời đại công nghiệp hóa; hiện đại hóa đất nước, cuộc sống ngày càng nhộn nhịp, dân số thế giới ngày càng tăng thì đòi hỏi sản phẩm sản xuất từ các ngành công nghiệp, nông nghiệp cũng phải tăng để phục vụ nhu cầu của cuộc sống. Bên cạnh những lợi ích mà con người đạt được thì cũng kèm theo đó là một số hiểm họa phát sinh từ các quá trình hoạt động của các công ty xí nghiệp và đặc biệt là hoạt động của...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Tên chuyên đề: TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ KHÍ THẢI LÒ HƠI ĐỐT DẦU DO CÔNG SUẤT 1,5 TẤN/H

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP. HCM VIỆN KHCN & QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG ---------------------- Tiểu luận môn KỸ THUẬT KHỐNG CHẾ Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ VÀ TIẾNG ỒN Tên chuyên đề: TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ KHÍ THẢI LÒ HƠI ĐỐT DẦU DO CÔNG SUẤT 1,5 TẤN/H TP. HCM, tháng 6 năm 2010
MỤC LỤC Hình 4.1: Tháp đĩa.......................................................................................................37 - Phạm vi ứng dụng các thiết bị hấp thụ...................................................................39 - Phạm vi sử dụng thiết bị hấp phụ...................................................................... 40 2
LỜI MỞ ĐẦU Như ta đã biết thời đại ngày nay là thời đại công nghiệp hóa; hiện đại hóa đất nước, cuộc sống ngày càng nhộn nhịp, dân số thế giới ngày càng tăng thì đòi hỏi sản phẩm sản xuất từ các ngành công nghi ệp, nông nghiệp cũng phải tăng để phục vụ nhu cầu của cuộc sống. Bên c ạnh những lợi ích mà con người đạt được thì cũng kèm theo đó là m ột s ố hiểm họa phát sinh từ các quá trình hoạt động của các công ty xí nghi ệp và đặc biệt là hoạt động của các khu công nghiệp đã thải ra bầu trời một lượng khí độc ô nhiễm đáng kể như (Bụi, SOx, NOx, COx, HCl, H2SO4, H2S….). Các loại khí độc này là một trong những nguyên nhân làm ảnh hưởng mạnh đến sức khỏe của con người và động vật, gây nên hiện tượng hiệu ứng nhà kính, mưa axit, làm mất cân bằng hệ sinh thái,… Do vậy để giảm được những mối hiểm họa đó, giúp cho môi trường sinh thái được trong lành thì cần có những biện pháp, nh ững quy trình xử lý có hiệu quả. Nếu không được xử lý tốt s ẽ d ẫn đ ến hàng lo ạt các hậu quả môi trường không thể lường trước được.
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1. Khái niệm chung Không khí gồm 78,09% N2; 20,94% O2; 1- 4% hơi nước; 0,03% CO2; các khí trơ khác như Xe, He, H2. Ô nhiễm không khí là sự có mặt của các chất trong khí quyển sinh ra từ hoạt động của con người hoặc các quá trình tự nhiên và nếu nồng độ đủ lớn và thời gian đủ lâu chúng sẽ ảnh h ưởng đến sự tho ải mái, d ễ chịu, sức khoẻ hoặc lợi ích của con người hoặc môi trường. Đối với môi trường không khí trong nhà cần phải kể thêm các y ếu tố vi khí hậu như nhiệt độ, độ ẩm, bức xạ, gió. 1.2. Nguồn gốc phát sinh  Tự nhiên Khí, bụi thoát ra từ núi lửa, cháy rừng. Các khoáng ch ất có tính phóng xạ trong tầng địa quyển do tác động bởi các tia vũ trụ phát tán vào môi trường không khí thông qua các hoạt động tự nhiên của lớp vỏ trái đất. Gió, bão mang bụi và keo muối từ biển hay từ đất liền di chuyển đến các vùng khác trên trái đất. Sản phẩm của các phản ứng hoá học trong tự nhiên: trong khí quyển, các phản ứng hoá học luôn luôn diễn ra, ngay trong tầng không khí thấp sát mặt đất, các khí hay hơi cũng luôn luôn chuy ển hoá thành chất rắn, chất lỏng nhờ các quá trình oxy hoá hay đông đặc. Trong tầng khí quyển cao hơn, các chất khí chuyển hoá hóa học do ph ản ứng quang hoá… Mùi sinh ra do sự phân hủy tự nhiên của các chất hữu cơ cũng là một nguồn tự nhiên phát sinh chất ô nhiễm khí. Phấn hoa, vi khuẩn, nấm mốc…
 Nhân tạo • Giao thông vận tải Các phương tiện giao thông vận tải khi hoạt động thải vào không khí từ 150-200 chất, trong đó có các chất ô nhiễm ch ủ y ếu là bụi, các khí oxit cacbon (COx: CO, CO2), hydrocacbon, chì… Lượng xe ô tô trên thế giới đến cuối thế kỉ 20 đã đạt đến 500 triệu chiếc, trong đó M ỹ là n ước có nhiều ô tô nhất, bình quân 0,73 chiếc/người. Theo số li ệu c ủa C ục thống kê, năm 1999 nước ta có khoảng 500.000 xe ô tô và 6.500.000 xe gắn máy các loại. Ở Thành phố Hồ Chí Minh lượng xe gắn máy các lo ại vào khoảng 1,5 triệu chiếc. • Sản xuất công nghiệp Các ngành công nghiệp phát triển đi kèm với ô nhiễm không khí như: sản xuất phân bón, hóa chất, luyện kim, hóa dầu, giấy, công nghiệp thuộc da,… Phần lớn khí thải sinh ra do đốt các sản ph ẩm dầu mỏ với các chất ô nhiễm là CO2, CO, NOx, SO2,… Mỗi năm luợng khí CO2 sinh ra do đốt nhiên liệu thải vào khí quyển đến trên 5 tỉ tấn, đồng thời t ốc độ gia tăng hàng năm là 0,5%. Hàm lượng CO 2 trong khí quyển của thế kỷ trước là 300 ppm, đến năm 2000 tăng lên 365 – 380 ppm và trong tương lai còn tăng nhanh hơn nữa. Ngoài ra, hàng năm công nghiệp còn thải ra 200 triệu tấn SO2, 150 triệu tấn oxit Nitơ và 110 triệu tấn bụi. Nhà máy gang thép và luyện kim màu cũng thải vào khí quy ển các loại bụi vô cơ và bụi kim loại độc hại. Các nhà máy hóa ch ất th ải ra các ch ất kích thích, chất ăn mòn, chất có mùi hôi th ối vô c ơ và h ữu c ơ. N ền công nghiệp của Việt Nam gần đây đã phát triển đủ tất cả các ngành ngh ề, với sản lượng tuy chưa cao nhưng do sự lạc hậu về công nghệ, thiết bị cũ, nên tỷ lệ thải chất thải rất cao và đã hình thành các khu ô nhiễm công nghiệp cục bộ, đặc biệt là các khu công nghiệp (KCN) cũ t ập trung. Các khí thải từ nhà máy ở nước ta thải ra ngày càng lớn và đa dạng.
• Ô nhiễm không khí trong nhà. Nguồn ô nhiễm do sinh hoạt của con người chủ yếu là bếp đun và lò sưởi sử dụng các nhiên liệu than, củi, dầu l ửa, khí đ ốt… Nhìn chung, nguồn ô nhiễm này nhỏ, nhưng thường gây ô nhiễm cục bộ trong một phòng nhỏ hay trong ngôi nhà. Các chất ô nhiễm là bụi tro, oxit cacbon (CO, CO2), oxit lưu huỳnh (SO2), hơi dầu xăng, khí đốt (gas),… Các sản phẩm tạo điều kiện tiện nghi cho cuộc sống của con người cũng tạo ra các chất ô nhiễm không khí: sử dụng chất t ẩy rửa, thuốc xịt khử mùi, sơn vecni, keo dán, thuốc nhuộm, thuốc uốn tóc, hơi dung môi hữu cơ như axeton (CH3COCH3), formaldehyt (HCHO)...; máy photocopy sinh khí ozon (O3); khu vực nhà xe, nơi đậu xe máy sẽ phát thải vào không khí hơi xăng dầu là các hợp chất hữu cơ. Các sinh hoạt cá nhân như hút thuốc sinh ra b ụi và các khí monoxit cacbon (CO), nicotin… Khói thuốc lá là chất ô nhiễm lớn nhất trong các môi trường kín như trong ôtô, tàu hoả, ở cửa hàng, trong lớp học, phòng làm việc,… Các chất ô nhiễm không khí sinh ra do phân hủy chất th ải sinh hoạt từ ao, hồ, cống rãnh, bể tự hoại hoặc từ các thùng chứa rác, bô rác, … chủ yếu là mêtan (CH4), sunfua hydro (H2S), amoniac (NH3), mùi hôi thối của cá, thịt ươn,… Lượng phát thải chất ô nhiễm không khí từ nguồn tự nhiên l ớn hơn nhiều so với nguồn nhân tạo nhưng phân bố đồng đều trên th ế gi ới. Ở khu tập trung đông dân cư thì mật độ phát thải do con người t ập trung cao hơn và gia tăng mức độ tác hại. 1.3. Đặc tính khí thải lò hơi đốt dầu DO 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…
Bảng 1.1: Các chất ô nhiễm đặc trưng Ngành sản xuất Các chất ô nhiễm đặc trưng STT Ngành công nghiệp năng lượng Nhà máy nhiệt điện, lò nung, nồi Bụi, SOx, NOx, COx, hydrocacbon 1 hơi đốt bằng nhiên liệu hóa aldehyt. thạch: than đá, dầu mỏ (DO, FO) Ngành công nghiệp luyện kim Luyện kim, đúc Bụi, SO2 , COx (CO, CO2), HF, 2 chì Ngành công nghiệp hoá chất Sản xuất hoá chất cơ bản 3 - Axit sunfuric SOx (SO2, SO3). - - Amoniac NH3. - - Xút – Clo Cl2, HCl - Sản xuất phân bón 4 - Superphotphat, phân lân nung Bụi, HF, SiF4, SO3 chảy CO, CO2, NH3, SO2 - Ure Lọc dầu Hydrocacbon, bụi, COx, SOx, 5 NOx. Ngành công nghiệp vật liệu xây dựng Sản xuất xi măng, vật liệu xây Bụi, CO, CO2, SO2, NOx, HF 6 dựng Tôn mạ kẽm Bụi kim loại, NH3, HCl, SO2 7 Ngành công nghiệp nhẹ Dệt, nhuộm Bụi, xơ sợi, hợp chất hữu cơ 8 Sản xuất giấy Bụi, mùi hôi (H2S, 9 metylmercaptan, dimetylsunfit…), Clo
Ngành sản xuất Các chất ô nhiễm đặc trưng STT Gốm sứ, thuỷ tinh Bụi, COx, HF 10 Keo, sơn, vecni Bụi, hợp chất hữu cơ 11 Xà bông, bột giặt Bụi, kiềm 12 Sản xuất thuốc lá Bụi, mùi , nicôtin , menthol 13 Sản xuất thuốc trừ sâu Bụi, thuốc trừ sâu 14 Công nghệ thuộc da 15 Mùi hôi Sản xuất nhựa, cao su, chất dẻo Bụi, mùi hôi, hợp chất lưu huỳnh 16 Ngành công nghiệp thực phẩm Sản xuất nước đá 17 NH3 Chế biến hạt điều Bụi, mùi hôi, phenol 18 Chế biến sữa, thịt, cá, hải sản Mùi hôi, clo, tác nhân lạnh (NH3, 19 CFC… ) 20 Chăn nuôi amoniac (NH3), mùi hôi (sunfuahydro (H2S), mercaptan...); (nguồn: giáo trình kỹ thuật môi trường của viện khoa học công nghệ và quản lý môi trường – Trường ĐH Công Nghiệp TPHCM)
CHƯƠNG 2: ẢNH HƯỞNG VÀ TÁC ĐỘNG ĐẾN MÔI TRƯỜNG VÀ CON NGƯỜI 2.1. Khí COX 2.1.1. Tới con người Cacbon monooxit là một khí độc, con người có thể chết đột ngột khi tiếp xúc hít thở khí CO, nó tạo hợp chất bền với hemoglobin (mạnh gấp 250 lần so với O2). CO có thể thế O2 trong hemoglobin tạo ra cacboxy-hemoglobin, do đó làm giảm khả năng tải O2 của máu: O2Hb + CO ⇌ COHb + O2 Nhiễm độc cấp CO thường bị đau đầu, ù tai, chống m ặt, buồn nôn, mệt mỏi, co giật rồi bị hôn mê. Nếu bị nhiễm nặng thì bị hôn mê ngay, chân tay mềm nhũn, mặt xanh tím, bị phù phổi cấp. Nhi ễm độc mãn tính CO thường bị đau đầu dai dẵng, chống măt, mệt mỏi, sút cân. Mỗi năm trên thế giới có hàng trăm người bị chết do trúng độc khí CO Khi cấp cứu người bị nhiễm độc CO, trước hết phải đưa nạn nhân ra chỗ thoáng và cho thở oxy để phản ứng giải hấp CO xảy ra: HbCO + O2 ⇌ HbO2 + CO Bảng 2.1 Ảnh hưởng độc hại của CO đối với con người ở các nồng độ khác nhau Nồng độ CO % Chuyển hóa Ảnh hưởng độc hại đối với con HbO2 -> HbCO người (ppm) Rối loạn khả năng phán đoán, giảm 10 2 tầm nhìn
Nồng độ CO % Chuyển hóa Ảnh hưởng độc hại đối với con HbO2 -> HbCO người (ppm) Đau đầu, chóng mặt, mệt mỏi 100 15 Ngất, bất tỉnh 250 32 Chết sau vài giờ 750 60 Chết rất nhanh 1000 66 (Nguồn: giáo trình hóa môi trường của Hoàng Thái Long- ĐH Khoa học Huế) 2.1.2. Tới cây cối (thực vật) Thực vật ít nhạy cảm với CO so với con người và động vật, nh ưng khi nồng đọ CO cao (100-10000 ppm) làm cho lá rụng, b ị xo ắn quăn, cây non bị chết, cây côi chậm phát triển. 2.2. Khí NOx 2.2.1. Tới con người NO cũng có khả năng tạo liên kết với hemoglobin như CO (mạnh gấp 1500 lần so với khí CO), làm giảm hiệu suất vận chuy ển Oxy của máu. Song, trong không khí bị ô nhiễm, lượng NO thấp h ơn nhi ều l ần so với khí CO, vì vậy tác động của nó đến hemoglobin cũng nhỏ hơn nhiều. Khí NO2 với nồng 100ppm có thể làm chết người và động vật chỉ sau vài phút, với nồng độ 5ppm có thể gây tác h ại bộ máy hô h ấp sau mấy phút tiếp xúc, với nồng đô 15 – 50 ppm gây hi ểm cho tim, ph ổi, gan sau vài giờ tiếp xúc, với nồng độ khoảng 0,06 ppm cũng có th ể gây b ệnh phổi cho người nếu tiếp xúc lâu dài. NO2 là loại khí gây nguy hại nhiều đến con người. Bảng 2.2 Ảnh hưởng độc hại của NO2 với con người ở các nồng độ khác nhau
Nồng độ Thời gian Mức độ độc hại đối với con người NO2 phơi nhiễm (ppm) Dưới 1 giờ Viêm phổi khi phơi nhiễm 6-8 tuần 50 - 100 Dưới 1 giờ Hủy hoại khí quản, chết nếu phơi 150 - 200 nhiễm 3-5 tuần Chết >=500 2 - 10 ngày (Nguồn: giáo trình hóa môi trường của Hoàng Thái Long- ĐH Khoa học Huế) 2.2.2. Tới cây cối (thực vật) NOX chỉ ảnh hưởng đến thực vật khi nồng độ của nó đủ lớn. Người ta thấy ở vùng đô thị hóa cao, nồng độ NO X đạt khoảng 3,93ppm, sự quang hợp của thực vật chỉ giảm đi 25%. Một số thực vật nhạy cảm đối với môi trường s ẽ bị tác h ại khi nồng độ NO2 1 ppm và khoảng thời gian tác động trong khoảng một ngày, nếu nồng độ NO2 ít, chỉ độ 0,35 ppm thì thời gian tác động khoảng một tháng. Ngoài ra NOX còn ảnh hưởng tới quá trình quang hợp. 50 100 150 200 50 150 200 100
Hình 2.1. Ảnh hưởng NO đến Hình 2.2. Ảnh hưởng của NO2 quang hợp đến quang hợp Khi nồng độ NOX lớn hơn 0,5 ÷ 0,7ppm chúng sẽ làm giảm sự quang hợp. Hình 3.1 và 3.2 cho thấy rằng NO và NO 2 làm giảm sự quang hợp với nhiều mức độ khác nhau đối với cùng th ời gian tác đ ộng. S ự giảm quang hợp đạt đến trạng thái cân bằng đối với NO nhanh hơn đối với NO2 và sau khi môi trường hết ô nhiễm, sự quay trở lại trạng thái ban đầu đối với NO nhanh hơn đối với NO 2. Trong những vùng đô thị hóa cao (nồng độ NOx đạt khoảng 3,93ppm), sự quang hợp có thể bị giảm đi 25%. 2.2.3. Tới quá trình phát triển kinh tế xã hội  Không khí ở thành phố và khu công nghiệp bị ô nhiễm NO X mạnh. NO và NO2 hình thành khói quang học.  NOX làm phai màu thuốc nhuộm vải, làm hỏng vải, làm hoen g ỉ kim loại. 2.3. Khí SOX 2.3.1. Tới con người Khí sunfurơ gây tác hại chủ yếu ở đường hô hấp, kích thích và gây ngạt. Hầu hết mọi người đều bị kích thích khi nồng đ ộ SO 2 trong không khí bằng hoặc cao hơn 5 ppm. Những người nhạy cảm có th ể b ị kích thích ngay ở nồng độ thấp hơn 1 - 2 ppm SO2. Nhiễm độc SO2 ở nồng độ cao hơn 5 - 10 ppm SO2 có thể gây co thắt phế quản mạnh. Ô nhiễm SO2 kèm với khói có thể gây ra hiện tượng synergism, đặc biệt trong các sự cố sương khói kiểu London. Mặc dù nồng độ gây chết người khá lớn, đến 500 ppm, nhưng khí SO2 vẫn được xem là tác nhân gây ô nhiễm không khí đáng kể nhất, do
nó có thể gây tác hại đến người già, người có bệnh đường hô hấp, tim mạch. Bảng 2.3. Một số ảnh hưởng của SO2 đối với con người Nồng độ (ppm) Thời gian tiếp Ảnh hưởng xúc liên tục Viêm cuống phổi 0,03 - 0,5 Thay đổi hoạt động của não 0,3 - 1 20 giây Ngửi thấy mùi 0,5 - 1,4 1 phút Tăng độ nhạy thị giác 0,3 - 1,5 15 phút Ngạt thở mất khả năng khứu giác 1-5 30 phút > 6 giờ Co đường hô hấp (khí quản, phổi) 1,6 - 5 > 6 giờ Tổn thương phổi có thể hồi phục 5 - 20 > 6 giờ Phù phổi nước, tê liệt, chết >20 (Nguồn: giáo trình hóa môi trường của Hoàng Thái Long- ĐH Khoa h ọc Huế) 2.3.2. Tới cây cối (thực vật) Đối với thực vật, ở nồng độ cao, SO 2 phá hủy các mô lá, làm hư  hại vùng rìa và vùng nằm giữa các gân lá. Khi độ ẩm tương đối trong không khí tăng lên thì tác hại của SO 2 đối với thực vật cũng tăng lên. Tác hại này trở nên nghiêm trọng khi những lỗ nhỏ trên lớp biểu bì bề mặt dùng để trao đổi khí bị nở ra. Tiếp xúc lâu dài với khí quyển chứa SO2 ở nồng độ thấp sẽ nguy hiểm với cây trồng hơn tiếp xúc với nồng độ cao trong thời gian ngắn. Ngoài ra nó còn tác hại đến sự sinh trưởng của rau quả, làm cho  cây vàng lá, rụng lá hoặc bị chết.
2.3.3. Tới quá trình phát triển kinh tế xã hội  Làm thay đổi tính năng vật liệu;  Làm thay đổi màu sắc các loại đá;  Ăn mòn kim loại;  Giảm độ bền của sản phẩm và đồ tiêu dùng. => Chất lượng sản phẩm giảm, ảnh hưởng đến các công trình máy móc gây tổn thất không nhỏ trong quá trình sản xuất.
CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ 3.1. Tính toán thiết kế hệ thống xử lý bụi bằng cyclon 3.1.1. Số liệu tính toán: Vận tốc khí vào cyclon: V= 20 m/s Lưu lượng khí thải: Q = 5000 m3/h = 1.39 m 3/s Ta có: W x H = Q/V ½ x ¼ D2 =1.39/20  D = 0.746 m . Ta chọn D = 0.8 m  Đường kính ống ra: Dc= 0.373 m => Dc=0.4 m Đường kính ống đứng : Dd= 0.1865 m =>Dd=0.2 m Chiều cao ống vỏ: L1 = 2xD= 1.492 m =>L1= 1.6 m Chiều cao phần nón: L2 = 2xD =1.492 m =>L2=1.6 m Chiều cao cửa vào: H= 0.5D= 0.373 m =>H= 0.4 m Chiều rộng cửa vào: B= 0.1865 m => B= 0.2 m Chiều cao ống ra: L3= 0.249 m =>L3=0.27 m 3.1.2. thiết kế (kèm phai autocad) 3.2. Tính toán tháp đệm 3.2.1. Xác định các thông số đầu vào Đốt 2 lít dầu DO có thành phần trọng lượng có thành phần sử dụng của nhiên liệu được cho trong bảng sau: Thành phần cháy % trọng lượng C 84.6 H 11 O 0.3
N 0.2 S 1.6 Độ tro(A) 0.3 Độ ẩm(W) 2 Khối lượng riêng của dầu DO ở 150C: d = 0,97kg/l Lượng dầu cần đốt trong 1 giờ: B = 2 * 0,97 = 1,94 kg/h Các đại lượng của quá trình cháy được tính: Lượng kk khô cần thiết cho quá trình cháy V0 = 0,089C p + 0,264 H p − 0,0333(O p − S p ) = 10,476 (m3 chuẩn/ kg nhiên liệu) Lượng không khí ẩm cần thiết cho quá trình cháy t = 300C,φ = 65% => d = 17 (g/kg) Va = (1 + 0,0016d )V0 = 10,760 (m3 chuẩn/ kg nhiên liệu) Lượng kk ẩm thực tế với hệ số thừa kk α = 1,4 Va = (1 + 0,0016d )V0 = 10,760 (m3 chuẩn/ kg nhiên liệu) Lượng kk ẩm thực tế với hệ số thừa kk α = 1,4 Vt = α .Va = 15,064 (m3 chuẩn/ kg nhiên liệu) Lượng khí SO2 trong spc VSO2 = 0,683.10−2.S p = 0,011 (m3 chuẩn/ kg nhiên liệu) Lượng khí CO trong spc với hệ số cháy không hoàn toàn η = 0,06 VCO = 1,865.10 −2.η .C p = 9,467x10-3 (m3 chuẩn/ kg nhiên liệu) Lượng CO2 trong spc VCO2 = 1,853.10−2.(1 − η )C p = 1.158 (m3 chuẩn/ kg nhiên liệu) Lượng hơi nước trong spc VH 2 O = 0,111H p + 0,0124W p + 0,0016dVt = 1,655 (m3 chuẩn/ kg nhiên liệu) Lượng N2 trong spc VN 2 = 0,8.10−2.N p + 0,79.Vt = 11,902 (m3 chuẩn/ kg nhiên liệu)
Lượng O2 trong không khí thừa VO2 = 0,21(α − 1)Va =0,60304 (m3 chuẩn/ kg nhiên liệu) Lượng NOx trong Spc 1,723.10−3.B1,18 VNO x = =9,451x10-4 (m3 chuẩn/ kg nhiên liệu) B.ρ NO x Lượng N2 tham gia phản ứng tạo NOx VN 2 ' = 0,5.VNO x = 4,725x10-4 m3 (m3 chuẩn/ kg nhiên liệu) Lượng O2 tham gia phản ứng tạo NOx VO2 ' = VNO x =9,451x10-4 m3 (m3 chuẩn/ kg nhiên liệu) Lượng spc tổng cộng ở điều kiện chuẩn Vspc = VSO2 + VCO2 + VCO + V H 2O + V N 2 + VO2 + V NOx − V N 2 ' − VO2 ' =16,034 (m3 chuẩn/ kg nhiên liệu) Lưu lượng khói spc ở đk thực tế (tkhói=1500C) Vspc .B T2 LT = . =0,0133 m3/s 3600 T1 Tải lượng SO2, ρ = 2,926 103.VSO2 .B.ρ SO2 =0,0173 g/s 3600 Tải lượng CO, ρ = 1,25 103.VCO .B.ρCO =6,377x10-3 g/s 3600 Tải lượng CO2, ρ = 1,977 103.VCO2 .B.ρCO2 =1,659 3600 Tải lượng NOx 103.M NO x = 1,046.10-3 3600 Tải lượng tro bụi a = 0,3 10 .a. Ap .B =3,233x10-4 3600 −3 1,18 Với M NO = 1,723.10 .B (kg/h) x
Nồng độ phát thải các chất ô nhiễm SO2 = M SO / LT =1,3 g/m3 2 CO = M CO / LT =0,479 g/m3 CO2 = M CO / LT =124,736 g/m3 2 NOx = M NO / LT =0,786 g/m3 x Bụi = M bui / LT =21,697 g/m3 Tiến hành làm lạnh hạ nhiệt độ khói thải xuống 60 0C ta xác định lại lưu lượng thực tế và xác định các thông số về nồng độ các chất khi trong khói thải ta có số liệu như sau: Lưu lượng khói spc ở đk thực tế (tkhói=600C) Vspc .B T2 16,034 *1,94 * (273 + 60) LT = .= = 0,0105(m 3 / s ) = 37,8(m / h) 3600 T1 3600 * 273 Nồng độ các chất ô nhiễm ở 600C CSO2 = 1647,62(mg/m3) CCO = 607,33(mg/m3) CCO2 = 158 000(mg/m3) CNOx = 99,619(mg/m3) So sánh với TCVN 5939-2005 Nhận thấy: SO2 vượt tiêu chuẩn cho phép, cần phải xử lý trước khi th ải ra môi trường * Các thông số ban đầu:  Lưu lượng dòng khí thải V =37,8 m3/h  Nồng độ SO2 ban đầu C =1,64762 g/m3  Nhiệt độ dòng khí thải đầu vào t1 = 600C  Chọn nhiệt độ làm việc của thiết bị tk =320C
 Chọn dung môi phun vào tháp đệm là nước  Nhiệt độ nước đi vào tháp t = 250C  Áp suất làm việc của thiết bị p = 800 mmHg  Hỗn hợp khí xem như gồm SO2 và khí thải 3.2.2. Xác định các dòng vật chất – Đường cân bằng pha - Pha khí Suất lượng hỗn hợp khí thải 273 800 1 Ghh = 37.8 * ( )*( )* 333 760 22,4 ( ) Ghh = 1.456 kmol = 1456(mol / h) h Nồng độ hỗn hợp khí thải 800 p c = RT = =0,0385( mol / l ) =38,5( mol / m 760 * 0,082 * ( 273 +60) Nồng độ SO2 ban đầu 1,64762 C SO2 = = 0,0257(mol / m 3 ) 64 Nồng độ phần mol SO2 đầu vào C1 0,0257 yd = = C 38,5 y d = 0,668 *10 −3 (mol SO 2 / molhh) Tỷ suất mol SO2 trong pha khí 0,668 *10 −3 yd Yd = = 1 - y d 1 − 0,668 *10 −3 Yd ≈ 0,668 *10 −3  mol SO 2   kmol hh khí    Nồng độ mol SO2 đầu ra Lấy theo tiêu chuẩn Việt Nam 5939 – 2005 CSO2ra = 0,5(g/m3) Nồng độ phần mol SO2 đầu ra 0,5 = 2,026 *10 −4 ( molSO2 / molhh) yc = 38.5 * 64
Tỷ suất mol SO2 đầu ra 0,2026 *10 −3 yc = 0,2026 *10 −3 (mol SO2/mol khí) Yc = = 1 − y c 1 − 0,2026 *10 −3 Suất lượng SO2 ban đầu ( ) * 0,668 *.10  molSO2  GSO2 = Ghh * y d = 1456 mol hh −3  mol hh  h   GSO2 = 0,9726 mol SO 2   h   Suất lượng mol của cấu tử trơ Gtr = Ghh.(1 - Yñ) = 1456*(1 – 0,668*10-3) = 1455,027 (mol/h) Hiệu quả của quá trình hấp thu Yd − Yc 0,668 − 0,2026 H= = *100% = 69,67% Yd 0,668 Lượng SO2 bị hấp thụ M SO2 = GSO2 *η = 0,9726 * 69,67% ( ) M SO2 = 0,6776 mol h Lượng SO2 còn lại ′ GSO2 = GSO2 − M SO2 = 0,9726 − 0,6776 ( ) GSO2 = 0,295 mol ′ h Suất lượng hỗn hợp khí thải đầu ra ′ ′ Ghh = Gtrô + GSO2 = 1455,027 + 0,295 ( ) Ghh = 1455,322 mol ′ h Khối lượng riêng của hỗn hợp khí thải ( ) y ñ + y c 0,668 *10 −6 + 0,2026.10 −6 = 4,353 *10 −7 kmolSO 2 y tb = = kmolhh 2 2 ( ) ytb. M SO2 + (1 − y tb ).M kk 4,353 *10 −7 * 64 + 1 − 4,353.10 −7 * 29 ρy = =  273 + t k   273 + 32  22,4 *   22,4 *    273   273  ρ y = 1,159 kg 3     m Khối lượng mol của hỗn hợp khí