Báo cáo Ô nhiễm không khí và khống chế tiếng ồn

Báo cáo: ô nhiễm không khí và khống chế tiếng ồn

VIỆN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ VÀ QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG

BÁO CÁO:

THỰC HÀNH MÔN Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ &

XỬ LÝ KHÍ THẢI

GV: Trần Thị Hiền

trang 1

Báo cáo: ô nhiễm không khí và khống chế tiếng ồn

MỤC LỤC

Chương 1: MỞ ĐẦU

Giới thiệu tháp phun rỗng .........................................................................5

cấu tạo tháp phun rỗng ......................................................................5

nguyên tác hoạt động.........................................................................6

các kiểu công nghệ ....................................................................................6

Chương 2: XÂY DỰNG CÔNG NGHỆ CHO XỬ LÝ KHÍ THẢI NHÀ

MÁY BIA

Sơ đồ công nghệ........................................................................................9

Thuyết minh sơ đồ công nghệ .................................................................10

Chương 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHO CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ

Nồng độ buị............................................................................................11

Xyclon .....................................................................................................14

Tháp Phun Rỗng......................................................................................16

Tính toán tháp....................................................................................16

Đường kính ống dẫn dung môi vào & ra...........................................18

Bề dày thân........................................................................................20

Đáy và nắp.........................................................................................23

Tính bích ...........................................................................................24

Lượng dung môi hấp thu...................................................................27

Phương trình đường làm việc của TPR.............................................30

Chân đỡ .............................................................................................32

Ống khói............................................................................................33

Bể chứa bùn và dung môi......................................................................33

Chương 5. KẾT LUẬN & KIẾN NGHỊ

Kết luận .......................................................................................................34

Kiến nghị.................................................................................................34

GV: Trần Thị Hiền

trang 2

Báo cáo: ô nhiễm không khí và khống chế tiếng ồn

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN

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

GV: Trần Thị Hiền

trang 3

Báo cáo: ô nhiễm không khí và khống chế tiếng ồn

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1: Bảng trích dẫn TCVN 5939 – 2005 về nồng độ phát thải cho phép của

một số chất độc hại

Bảng 2.1: Thông số thiết kế xyclon

Bảng 2.2: Hiệu quả thu bịu xyclon

Bảng 3.1: Thông số của bích dùng để ghép lắp với thân thiết bị

Bảng 3.2: Thông số của bích nối ống dẩn lỏng vào thân thiết bị

Bảng 3.3: Tính măt bích nối ống dẫn khí vào ra

Bảng 3.4: Bộ phận phân phối lỏng

Bảng 3.5: Các thông số về chân đỡ

GV: Trần Thị Hiền

trang 4

Báo cáo: ô nhiễm không khí và khống chế tiếng ồn

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. GS.TSKH NGUYỄN BIN, PGS.TS ĐỖ VĂN ĐÀI, KS LONG THANH

HÙNG, TS. ĐINH VĂN HUỲNH, PGS.TS NGUYỄN TRỌNG KHUÔN,

TS. PHAN VĂN THƠM, TS. PHẠN XUÂN TOÀN, TS. TRẦN XOA - Sổ

tay quá trình thiết bị công nghệ hóa chất tâp 2 – Nhà xuất bản khoa học và kỹ

thuật Hà Nội

2. GS.TS TRẦN NGỌC CHẤN - Ô nhiễm không khí và xử lý khí thải – Nhà

xuất bản khoa học và kỹ thuật Hà Nội ,2004

GV: Trần Thị Hiền

trang 5

Báo cáo: ô nhiễm không khí và khống chế tiếng ồn

CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU

1. Giới thiệu tháp phun rỗng:

1.1. Cấu tạo tháp phun rỗng

Tiết diện tháp có thể là hình tròn hay hình chữ nhật.

Dòng khí và dung dịch tưới trong tháp có thể chuyển động cùng chiều,

ngược chiều hoặc cắt nhau.

Các mũi phun có thể bố trí một tầng hay nhiều tầng, hoặc dặt dọc theo trục

thiết bị.

Các tháp rửa khí rỗng hoạt động có hiệu quả khi bụi có kích thước lớn hơn

10 micromet và kém hiệu quả khi bụi có kích thước nhỏ hơn 5 micromet.

Cấu tạo tháp phun:

Vỏ thiết bị

Tấm phân phối khí

Vòi phun nước

Tấm chắn nước

GV: Trần Thị Hiền

trang 6

Báo cáo: ô nhiễm không khí và khống chế tiếng ồn

1.2. Nguyên tắc hoạt động:

Dòng khí chứa bụi đi vào thiết bị và được rửa bằng chất lỏng. Các hạt bụi

đực tách ra khỏi khí nhờ va chạm với các giọt chất lỏng.

Chất lỏng tưới ướt bề mặt làm việc của thiết bị, còn dòng khí tiếp xúc với bề

mặt này.

Dòng khí bụi được sục vào nước và bị chia thành các bọt khí. Các hạt bụi

dính ướt và loại ra khỏi khí.

Khí ra

Dung môi

Khí vào

2. Các kiểu công nghệ:

Theo hướng chuyển động của khí và dịch thể tháp được chia làm 3 loại:

Ngược dòng

Cùng dòng

GV: Trần Thị Hiền

trang 7

Báo cáo: ô nhiễm không khí và khống chế tiếng ồn

Chính giao

Tháp phun rỗng ngược dòng:

V_k: 0,6 – 1,2 m/s

Để phân bố khí dều theo tiết diện tháp đặt ở phần dưới tháp một lưới phân

bố khí.

GV: Trần Thị Hiền

trang 8

Báo cáo: ô nhiễm không khí và khống chế tiếng ồn

Tháp phun rỗng cùng dòng:

GV: Trần Thị Hiền

trang 9

Báo cáo: ô nhiễm không khí và khống chế tiếng ồn

Đường đi của khí và dịch thể cùng chiều nhau.

Tháp phun rỗng chính giao:

Dịch thể đưa vào dưới góc vuông với hướng của dòng khí ( loại này ít được sử

dụng).

GV: Trần Thị Hiền

trang 10

Báo cáo: ô nhiễm không khí và khống chế tiếng ồn

CHƯƠNG 2: XÂY DỰNG CÔNG NGHỆ CHO XỬ LÝ KHÍ THẢI NHÀ

MÁY BIA

1. Sơ đồ công nghệ:

2. Thuyết minh sơ đồ công nghệ

Xử lý khí thải của nhà máy bia với lượng than đốt là 5kg/h thì lượng khí thải sinh

ra sẽ chứa nhiều bụi và khí SO₂. Lượng khí này thải ra môi trường sẽ ảnh hưởng

GV: Trần Thị Hiền

trang 11

Báo cáo: ô nhiễm không khí và khống chế tiếng ồn

đến sức khỏe con người, vì thế để hiệu quả xử lý đạt hiệu xuất cao chúng ta phải

cho khí thải di qua xyclon để giảm bớt lượng bụi do quá trình đốt than sinh ra. Sau

đó cho khí đi tiếp qua hệ thống xử lý tháp phun rỗng để xử lý hiệu quả khí SO₂và

nồng độ bụi đầu ra đạt TCVN

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHO CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ

1. Nồng độ bụi:

Xử lý khí thải của nhà máy bia với công suất 12,5 l/h. Với lượng than đốt là

5kh/h.

Cp=64,8% , H_p=3,8% , N_p=0,9, Op=6,7%, Sp=0,8%, A_p=15,0%, W_p=8%



Lượng nhiên liệu tiêu thụ B=5kg/h

Hệ số thừa không khí: =1,4



Hệ số cháy không hoàn toàn: =0,6%

Hệ số tro bụi bay theo khói : a=0,5, t_khói=70⁰C

(nguồn sách Ô NHIỂM KHÔNG KHÍ VÀ XỦ LÝ KHÍ THẢI – tập 3)

Nhiệt năng :

Q_p 81C_p 246 H_p 26(O_p S_p)  6W_p

 8164,8 2463,8 26(6,7  0,8)  68  598,2

Lượng không khí khô lý thuyết:

V_o= 0,089×C_p+ 0,246×H_p– 0,0333× (O_p– S_p)

 0,09864,8 0,2643,8 0,0333 6,7  0,8  6,574m³/ kg





Lượng không khí ẩm lý thuyết d=17g/kg (t=30⁰C, φ=65%):

V_a (1 0,0016d)V_o)  (1 0,001617)6,574  6,753m³/ kg

Lượng không khí ẩm thực tế:

V_t=α× V_a=1,4×6,753=9,454 (m³/kg)

Lượng khí SO₂trong SPC:

V so₂=0,683×10^-2×S_p=(0,683×10^-2)×0,8=5,464×10^-3(m³/kg)

GV: Trần Thị Hiền

trang 12

Báo cáo: ô nhiễm không khí và khống chế tiếng ồn

Lượng khí CO trong SPC =0.006 :

V co= 1,865×10^-2×η×C_p= 1,865×10^-2×0,006×64,8=7,251×10^-3(m³/kg)

Lượng khí CO₂trong SPC:

V co₂=1,853×10^-2(1-)×C_p=1,853×10^-2(1-0,006)×64,8=1,194( m³/kg)

Lượng hơi nước trong SPC:

V_H2O= 111H_p+0,0124W_p+0,0016V_t

=

0,1113,8 0,01248 0,0016179,454  0,778(m³/ kg)

lượng khí N₂trong SPC:

V_n2 0,810^2N_p 0,79V  0,810^20,9  0,799,454  7,476(m³/ kg)

t

lượng khí O₂trong khí thừa:

V_o 0,21( 1)Va  0,21(1,4 1)6,753  0,567(m³/ kg)

2

lượng khí NO_Xtrong SPC P_no2=2,054 (kg/m³):

M_no 3,95310^8(5Qp)^1,18 3,95310^8(55982)^1,18 7,55810^3(kg / h)



Quy đổi ra m³/kg :

M_NOx

7,55810^3

52,053

V_NO



 7,39510^4(m³/ kg)

x

B P

NOx

Thể tích khí N₂tham gia vào phản ứng của NO_x.

V_N2(NOx)= 0,5×V_NOx= 0,5×7,359×10^4

=3,68×10^-4(kg/h)

Thể tích khí O₂tham gia vào phản ứng của NO_x:

V_O

 V_NO 7,359 10^4

₂( NO_x

)

x

(kg/h)

lượng SPC :

GV: Trần Thị Hiền

trang 13

Báo cáo: ô nhiễm không khí và khống chế tiếng ồn

V_SPC= V so₂+ V co₂+ V_CO+ V_H2O+V_NO2+ Vo₂+V_Nox+V_VO2(NOx)

5,46410^37,25110^31,1940,7787,4760,5677,3510^43,67910^47,35910^4

10,03(kg/h)

Lưu lương khói SPC ở điều kiện T_khói= 70^oC

V_SPC B 273 t_c10.035(273 70)

L 





 0,018(m³/ s)

t

3600

273

3600273

tải lượng SO₂ρ_SO2=2.926 kg/m3 :

10³V_so2 B P

10³5.46410^352.926

so2

M_so2



 0.022(g / s)

3600

lưu lượng CO, ρ_co=1,25

10³V_co B P

10³7,25110^351,25

co2

M_co



 3,29(g / s)

3600

tải lượng CO₂, ρ_co2=1,977(kg/m³)

10³ M_no

10³7,35910^4

 3,6410^4(g / s)

x

M_CO



2

3600

tải lượng tro bụi α =0.5

10  A_p B

100,5155

M_bui



 0,104(g / s)

3600

nồng độ chất ô nhiễm:

M_so

0,022

0,018

1,222g / m³1222(mg / m³)

2

SO₂: C_so



2

L

t

M_co0,013

C_co



 0,72g / m³ 720(mg / m³)

CO:

L

0,018

t

m_co

3,28

2

CO₂: C_co



 0,059g / m³ 590(mg / m³)

2

L

0,018

7,35910^4

t

M_no

 0,04g / m³ 40(mg / m³)

x

NO_x: C_no



x

L

0,018

t

GV: Trần Thị Hiền

trang 14

Báo cáo: ô nhiễm không khí và khống chế tiếng ồn

M_bui0,104

C_bui



 5,78g / m³ 5780(mg / m³)

Bụi:

L

0,018

t

Đối chiếu với giới hạn tối đa cho phép của bụi và các chất vô cơ trong khí thải

công nghiệp theo TCVN 5939 – 2005 được trích dẫn ở bảng 1.1 ,cơ sở sản

xuất phải đạt loại B thì Bụi và SO₂vượt quá tiêu chuẩn cho phép

Bảng 1.1:trích dẫn TCVN 5939 – 2005 về nồng độ cho phép của một số yếu tố

độc hại

Thứ

tự

Chất

Giới hạn tối đa cho phép mg/m3 đối với lọai cơ sở sản

xuất

A

B

1

2

3

4

Khí SO2

Bụi

1500

400

1000

500

200

1000

850

CO

NOx

2. Cyclon:

Lưu lượng bụi: L_b= L_k= 64,8 (m³/h) = 1,08 (m³/ph)

Nồng độ bụi: C_b= 5,78(g/m³)

Chọn đường kính xyclon = 0,1 m

Khối lượng riêng của bụi = 2200 (kg/m³)

Khối lượng riêng của không khí = 1,01( kg/m³)

Mối tương quan giữa đường kính xyclon và các kích thước khác của xyclon

được cho trong bảng sau ( theo cột 5 của Lapple,1951)

Bảng 2.1:thông số thiết kế xyclon

Thông số

Tỷ lệ

Kết quả (m)

Đường kính D/D

1

0,1

GV: Trần Thị Hiền

trang 15

Báo cáo: ô nhiễm không khí và khống chế tiếng ồn

Chiều cao ống vào H/D

0,75

0,075

0,0375

0,075

0,0875

0,15

Chiều rộng ống vào W/D

Đường kính ống dẫn khí ra D_e/D

Chiều cao ống dẫn khí ra S/D

Chiều cao thân L_b/D

0,375

0,75

0,875

0,15

Chiều cao phần phễu L_c/D

Đường kính ống thu bụi D_d/D

0,25

0,375

0,0375

Số vòng xoáy trong xyclon:

1

L_c

1

0,25

2













N_e  L_b



 0,15

 3,6vòng  4vòng













H

2

0,075

Vận tốc dòng khí vào xyclon:

L_b

1,08

V 



 384(m / ph)  6,4(m / s)

i

W  H 0,03750,075

Vận tốc khí ra khỏi xyclon:

4 L_b

41,08

V_r



 2,44(m / ph)  0,44(m / s)

  R² (0,075)²

Thời gian lưu khí trong xyclon:

  D N_e 0,14

_t



 0,19(s)

V

6,4

i

Vận tốc dòng khí trong xyclon:

W

0,0375

0,19

V 



 7,1310^3(m / s)  0,42(m / ph)

t

_t

Đường kính phân tử mà hiệu quả thu bụi đạt 50%

9  W

90,0750,0375

2 438460(2200 1,01)

d_pc



 4,4610^6(m)  4,46(m)

2  N_eV (_p _g)

i

GV: Trần Thị Hiền

trang 16

Báo cáo: ô nhiễm không khí và khống chế tiếng ồn

Hiệu quả thu bụi của phân tử có kích thước bất kỳ:

1

_j

1 (d_pc/ d_pj)

Hiệu quả thu bụi của tất cả các phân tử:

_jm_j

 

M

Bảng 2.2: hiệu quả thu bụi của xyclon:

m

d_pj/ m

d_pj/ d_pc

j

n_j

m_i/µ%

n_j.

m_j/µ%

0,05

1

2

3

4

5

6

7

8

0→2

1

4,46

1,49

0,89

0,56

0,32

0,19

0,11

0,06

0,05

0,31

0,56

0,76

0,91

0,97

0,99

1

2→4

3

9

2,79

5,6

4→6

5

10

30

14

5

6→10

10→18

18→36

30→50

50→100

8

22,8

27,3

13,58

4,95

1

14

24

40

75

1

78,6%

Nồng độ bụi ra ở cyclon:

C_buira C_bui(1)  5780(1 0,786) 1237(mg / m³) 1,237(g / m³)

Vậy nồng độ bụi vào tháp phun rỗng C_b=1237(mg/m³)

3. Tháp phun rỗng:

3.1. Tính toán tháp

L_k=0.018(m3/s)=64.8(m³/h)

V_k=0.8(m/s) (0.6→1.2)

GV: Trần Thị Hiền

trang 17

Báo cáo: ô nhiễm không khí và khống chế tiếng ồn

L_k

V_k

0.018

0.8

Diện tích tiết diện ngang :S 



 0.0225(m)

4 S



40.0225

Đường kính tháp: D 



 0.17(m) 17cm =>chọn D=20(cm)



Chiều cao tháp: H  2.4 D  2.40.2  0.48(m)=>chọn H=50(cm)

Lưu lượng dung môi toàn phần để phun tưới:

Lưu lượng riêng toàn phần của dung môi m = 8 – 11( l/m³khí)

→ Chọn m = 8 (l/m³khí).

L_n mL 864,8518,4(l / h)  0,5184(m³/ h)

k

Vận tốc dòng dung môi:

Chọn tỷ lệ giọt dung môi trong dòng khí α = 0,01 có.

L_n

0,5184

V_n



 0,64(m / s)

  S 0,010,02253600

Thể tích tổng cộng của những giọt dung môi trong dòng khí:

L_n

0,5184

L_n  V_n S   



 0,01(m / s)

V_n S 0,640,02253600

Đường kính giọt dung môi đi vào thiết bị:

V_knV_bV_kV_n 0,8 0,4 1,2(m / s)

1,5

510^3

V_kn

L_n

L_k

510^3

1,2

0,5184







^1,5





d_n

 0,94



 0,94

 4,810^3(m)  4,5(mm)











64,8



Chọn η_e=0,8

Khối lượng bụi giữ lại trong tháp:

3

  S

d_n

3

0,010,0225

4,810^3

m_b _eC V_b

 H  0,81,2371,2

0,5  0,042(g / s)

2

Số giọt dung môi chứa trong tháp:

GV: Trần Thị Hiền

trang 18

Báo cáo: ô nhiễm không khí và khống chế tiếng ồn

6  S  H 60,10,02250,5

N 



 23578,5 (giọt)

3

 d_n

 (4,810^3)³

Hiệu quả lọc bụi của thiết bị:











30,80,51841,20,5

3_eL V H

n

b





 1e^^

^1e^

^0,86

3

2d_nL V

2(4,510 )64,80,4

k

n

Vậy hiệu suất xử lý của thiết bị là 86%

Nồng độ bụi sau xử lý:

C_{bụi ra}= C_bụi× (1- η) = 1237 × (1- 0,86) =173,2 (mg/m³⁾

C_{SO ra}C_SO(1) 1222(10,86) 171,1(mg / m³)

2

→ Đạt tiêu chuẩn loại B TCVN 5939 – 2005.

Đường kính lỗ đưa dung môi vào

  L_n

n V_n

0,010,5184

30 0,4

d 



 0.01(m) 10(mm)

→ chọn d = 10 mm

3.2. Đường kính ống dẫn dung môi vào và ra:

Đường kính ống:

L_n

0,5184

d 



 0,02(m)  20(mm)

0,785V_n

0,7850,43600

Vận tốc thực trong ống:

L_n

0,324

V 



 0,257(m / s)

0,875d²0,8750,02²3600

Đường kính ống dẫn khí vào và ra: V_k= 0,8

GV: Trần Thị Hiền

trang 19

Báo cáo: ô nhiễm không khí và khống chế tiếng ồn

L_k

64,8

d 



 0,029(m)

0,785V_k

0,7850,83600

Chọn d = 30mm

Dung môi sử dụng để xử lý bụi là Na₂CO₃

Áp suất toàn phần cần thiết để khắc phục tất cả sức cản thủy lực trong hệ thống:

P  P  P  P  P

m

h

t

k

Khối lượng riêng của không khí ở 70^oC:

1,293 

1,293760

P 



1,033(kg / m³)

(1 0,0036t)760 (1 0,003670)760

Chuẩn số Renol:

4 L_n

V_n

40,5184

0,43600

d_td

Re 



 0,03(m²)

 d_td P 100,031,033



1,41



0,22

v_k: vận tốc khí đi trong ống v_k= 10m/s

Áp suất khắc phục trở lực ma sát: chọn chiều dài ống L = 1(m)

L

P

2

1

1,03310

P   



 0,02



 3,4(N / m²)

m

d_td

0,03

2

Áp suất cần thiết để khắc phục trở lực cục bộ:

² P

10²1,033

P   

1,1

 56,8(N / m²)

c

2

Áp suất cần thiết để khắc phục áp suất thủy tĩnh:

P    g  H  510⁴9,810,5  2,4510^3(N / m²)

H

Áp suất cần thiết để khắc phục trở lực trong tháp:

GV: Trần Thị Hiền

trang 20

Báo cáo: ô nhiễm không khí và khống chế tiếng ồn

P  30mmNa₂CO₃147,15

t

Áp suất bổ sung ở cuối ống dẫn trong những trường hợp cần thiết:

P  0

k

Vậy :

P  P  P  P  P  P  3,4  2,4510^3147,15 0  56,8

m

h

t

k

c

 207,4(N / m²)  21,14(mmNa₂CO₃)

Tính công suất quạt ly tâm:

_kkQ H 1,03364,80,59,81

N 



1,14(W )

1000

10000,83600

Tính công suất bơm:

Q H    g 0,6480,5510^49,81

N 



 5,510^10(kW )  5,510^7(W )

1000

10000,3600

3.3. Tính bề dày thân:

Thiết bị làm việc ở 70^oC

Áp suất làm việc P_lv= 1at = 0,1013(N/mm²)

Chọn vật liệu là thép không gỉ

Kí hiệu thép: CT3

Giới hạn bền: σb = 380×10⁶(N/m²)

Giới hạn chảy: σc = 240×10⁶(N/m²)

Chiều dày tấm thép: b = 4 – 20 (mm)

Độ dãn tương đối: δ = 25%

Hệ số dẫn nhiệt: λ = 16,3 (W/m^oC)

Khối lượng riêng: p = 7850(kg/m³)

GV: Trần Thị Hiền

trang 21

Báo cáo: ô nhiễm không khí và khống chế tiếng ồn

Chọn công nghệ gia công là hàn bằng tay hồ quang điện bằng cách hàn giáp

mối hai bên.

Hệ số hiệu chỉnh: η = 1

Hệ số an toàn bền kéo: η_k= 2,6

Hệ số an toàn bền chảy: η_c= 1,5

Hệ số bền mối hàn φ: thân hình trụ hàn dọc, hàn tay bằng hồ quang điện, hàn

giáp mối một bên, đường kính D = 200mm → hệ số bền mối hàn φ_h= 0,8 ( theo

bảng XIII8 – trang 362 – sổ tay quá trình và thiết bị hóa học 2)

Xác định áp suất làm việc trong tháp:

P = P_mt+ P_lv

Trong đó:

P_mt: áp suất pha khí trong thiết bị, P_mt= 1at = 0,1013 (N/mm²)= 101300(N/m²)

P_lv: áp suất thủy tĩnh của cột chất lỏng trong thiết bị

P  gPH 9,8178500,538504,25(N /m²)

lv

P 10130038504,25139804,25(N / m²)

H = 0,5(m) = 500(mm)

Xác định ứng suất cho phép của CT3

Theo giới hạn bền:

_k

n_k

38010⁶







 

1146,1510⁶(N / m²)

_k

2,6

Theo giới hạn chảy:



n_c

24010⁶

  ^c 

116010⁶(N / m²)



_c

1,5

GV: Trần Thị Hiền

trang 22

Báo cáo: ô nhiễm không khí và khống chế tiếng ồn

→ ta chọn áp suất bé trong 2 áp suất trên 146,15( N/mm²)

Bề dáy thân hình trụ làm việc chịu áp suất trong, tính theo lý thuyết vỏ mỏng



 

146,15

_h

0,8  835,454  20

p

0,13980425

Bề dày tối thiểu của thân

D P

2000,13980425

2146,150,8

S^'



 0,1195(mm)

2  

 

h

S  S^' C

Tính C: C = C₁+ C₂+ C₃

C₁= 10^-3m: hệ số bổ sung bo bào mòn hóa học trong thời gian sử dụng thiết bị

15 năm, với tốc độ ăn mòn 0,06mm ( bảng XII.1 – trang 305 – sổ tay quá trình

và thiết bị hóa học tập 2)

C₂: hệ số bổ sung do bào mòn cơ học, C₂= 0

C₃: hệ số bổ sung do dung sai, C₃= 0,8×10^-3m (bảng XIII.9 – trang 364 – sổ tay

quá trình và thiết bị hóa học tập 2)

→ C = 10^-3+ 0,8×10^-3= 1,8×10^-3m

→ Bề dày thực của thiết bị

S  S^' C  0,1195 (1,810^31000) 1,92(mm)

→ Chọn S = 2(mm)

Kiểm tra điều kiện bền:

S C₁21



 0,01 0,1

D

200

Áp suất cho phép trong thân thiết bị khi bề dày S = 2(mm)

2   (S C )



_k

2146,150,8(2 1)

200  (2 1)

h

1

P 

 



1,16(N / mm²)

D  (S C₁)

GV: Trần Thị Hiền

trang 23

Báo cáo: ô nhiễm không khí và khống chế tiếng ồn

→ [P]> P(0,10375)

→ Vậy thân tháp có bề dày S = 2(mm) thỏa mãn điều kiện bền của áp suất làm

việc

3.4. Tính đáy và nắp tháp:

Ta có:

Phần lồi của đáy: h  0,25 D  0,250,2  0,05(m)  5(cm)

1

h>=2×S nhưng không nhỏ hơn 25(mm) → chọn h = 30(mm) = 3(cm)

Chiều cao toàn thân: H = 2×(h₁+h)+H = 2×(5+3)+50 = 66 (cm)

Bán kính cong phía trong của đỉnh đáy:

D²

0,2²

R 



 0,2(m)  20(cm)

t

4h 40,05

1

Ta chọn đáy và nắp của tháp là elip.

Vật liệu là thép không gỉ CT3

→ Chọn elip tiêu chuẩn → tỉ số h₁/D = 0,25 = 250(mm).

H₁: chiều cao phần lồi của đáy

→ h₁= D ×0.25 = 0,2 × 0,25 = 0,05( m)

Chiều dày nắp

D P

D

S 



 C

3,8  k   P 2h

 

h

Trong đó k=1

Và có:



 

146,1510,8

k _h

 836,3  20

P

0,139804

GV: Trần Thị Hiền

trang 24

Báo cáo: ô nhiễm không khí và khống chế tiếng ồn

→ Đại lượng P ở mẫu số có thể bỏ qua.

Chiều dày:

P D

D

0,139804200

3,8146,1510,8 2500

200

S 



 C 



1,8 1,81(mm)

3,8  k  2 H₁

 

h

→ Chọn S= 2(mm)

Kiểm tra điều kiện bền:

S C 2 1



 2,510^3mm 0,125

D

400

Áp suất trong thân thiết bị khi S= 2(mm)

2   (S C )

 

2146,150,8(2 1)

200  (2 1)

h

1

P 

 



 0,1633(N / mm²)

D  (S C₁)

→ [P] >P → bề dày đáy + nắp là S = 2 mm

→ Chọn đáy và nắp là elip có gờ (chiều cao gờ h =25(mm))

3.5. Tính bích:

Bích dùng để ghép nắp với thân thiết bị và để nối các phần thiết bị với nhau

Chọn bích làm bằng thép

Vật liệu là thép không gỉ CT3

Bảng 3.1:Thông số của bích dùng để ghép nắp với thân thiết bị

Chọn kiểu bích I (bảng XIII-27-trang 417- sồ tay quá trình và thiết bị hóa chất

tập 2):

STT

Đại lượng

Py 10⁶

D_t

Đơn vị

N/m²

mm

Thông số

1

2

0,1

GV: Trần Thị Hiền

trang 25

Báo cáo: ô nhiễm không khí và khống chế tiếng ồn

3

D

mm

Cái

200

305

328

300

261

12

4

D_b

5

D_i

6

D_o

Đường kính d_b

Số bulông 2

h

7

8

9

mm

10

 khối lượng bích



4

3,14

m₁ (D² D₀²)h p 

(0,305²0,261²)0,017850 1,535(kg)

4

Ống dẫn lỏng vào ra : d = 20(mm)

Bảng 3.2: Thông số của bích nối ống dẫn lỏng vào thiết bị:

Chọn loại bích liền bằng khối lượng để nối

Chọn bích I (bảng XIII 26-trang 410-sổ tay quá trình vả thiết bị hóa chất 2)

Đại lượng

Đk ống D_y

Thông số

Đơn vị

mm

cái

20

25

90

65

50

µ10

4

Đk ngoài D₀

Đk ngoài của bích D

Đk tấm bulong D₂

Đk ngoài mép vắt

Đk bulong d_b

Số bulong 2

Chiều cao bích H

14

mm

GV: Trần Thị Hiền

trang 26

Báo cáo: ô nhiễm không khí và khống chế tiếng ồn

 Khối lượng bích:



4

3,14

4

2

m₂  (D² D₀) h p 

 (0,09²0,025²) 0,014 7850 0,645kg

Bảng 3.3: Tính mặt bích nối ống dẫn khí vào ra : d = 30(mm)

Đại lượng

Đk ống D_y

Thông số

Đơn vị

mm

cái

30

38

Đk ngoài D₀

Đk ngoài của bích D

Đk tấm bulong D₂

Đk ngoài mép vắt

Đk bulong d_b

120

90

70

µ12

4

Số bulong 2

Chiều cao bích H

12

mm

 Khối lượng bích :



4

3,14

4

m₃ (D² D₀²)h p 

(0,120² 0,038²)0,01278500,96(kg)

Bảng 3.4: Bộ phận phân phối lỏng

Chọn theo tiêu chuẩn thép CT3, dùng đĩa phân phối loại 2 (bảng IX. 22 - trang

230 - sổ tay quá trình và thiết bị hóa học tập 2)

Đĩa phân phối loại 2

Đk

Đk đĩa

ống dẫn chất lỏng

Đường kính lưới đỡ đệm

GV: Trần Thị Hiền

trang 27

Báo cáo: ô nhiễm không khí và khống chế tiếng ồn

tháp

D_d

Số lượng loại Đường

Chiều rộng của

d × S t (mm)

20×2 40

2 (chiếc)

12

kính lưới D bước đệm

200 110

360

23

3.6. Tính lượng dung môi hấp thu:

Lưu lượng khí đầu vào:

G_đ V   h²

Với V: thể tích hỗn hợp khí

V  L_T3600  0,0183600 64,8(m³/ h)

M _SOP T₀

T₀ (M _so P  M_tr P )

M_tr P T₀

SO₂

tr

2

tr

2

  _SO_tr





2

22,4T  P

0

Trong đó:

T_{0 :}là nhiệt độ pha khí ở đk chuẩn 273⁰k

T : là nhiệt độ pha khí ta đang xét 70⁰+ 273= 343⁰k

M_SO2, M_tr: phân tử gam của SO₂và không khí

P_SO2: áp suất riêng phần của SO₂trong 1m³không khí

22,4

m_SO2



 (60  273)

273

1000

P



mà nồng độ SO₂ban đầu là 1222(mg/m³)

SO₂

Đổi ra Mg/m³:

GV: Trần Thị Hiền

trang 28

Báo cáo: ô nhiễm không khí và khống chế tiếng ồn

12221000 M_SO2

1222100064

SO 



 2778892,128(Mg / m³)  2,78(g / m³)



₂

P

T

1 70  273

22,4 ⁰

22,4 

1

P

T₀

1

273

1

SO



₂

2,78

đ

n_SO2



 0,043(mol)

M_SÒ

64

22,4

273

1000

0,043

(70  273)

P



1,2110^3(at)  0,912(mmHg)

SO2



P_tr: áp suất riêng phần của khí trơ

P₀: áp suất của hỗn hợp khí ở d0k chuẩn = 760(mmHg)

P  P  P  760  0,912  759,088(mmHg)

tr

0

SO2

273

22,4(70  273)760



_hh

64,0,912  29759,088) 1,032(Kg / m³)

G_đV _hh 0,0181,032  0,019(Kg / s)

Nồng độ khí dung dịch ra khỏi tháp:

G_tr

X _c

 (Y_đ Y_c)

L

Cần xác định lưu lượng dung môi trơ:

G_tr G_hh (1Y_đ)

Nồng độ đầu và cuối của SO₂trong pha khí Y_đ-Y_c

Lượng dung môi cần thiết: L    L_min

Xác định tỉ số mol của SO₂trong hỗn hợp khí đầu vào Y_đ

GV: Trần Thị Hiền

trang 29

Báo cáo: ô nhiễm không khí và khống chế tiếng ồn

Nồng độ khí ban đầu :

P

1

C_k



 0,036(mol / l)  36(mol / m³)

RT 0,082(70  273)

Nồng độ phần mol hay phần thể tích SO₂trong hôn hợp khí đầu vào:

0,043

Y_đ

 0,00119(mol / SO₂/ mol hhkhí)

36

X_đ: phần mol SO₂trong pha lỏng

Giả sử ban đầu là khí dd sạch nên X_đ=0

Đầu ra SO₂yêu cầu phải đạt T/c loại B (QCVN 19.2009. C_SO2=0,5(g/m³))

nồng độ mol của SO₂đầu ra:

0,5

SO 

₂

 0,0078125(mol / m³)



64

Nồng độ phần mol hay phần thể tích của SO₂trong hỗn hợp khí đầu ra:

0,0078125

Y_c

 0,000721 (mol SO₂/ Mol hhkhí)

36

Tỉ số mol SO₂trong hỗn hợp khí đầu ra:

Y_c

0,21710^3

Y_c



 0,71710^3(mol SO₂/ mol hhkhí)

1Y_c1 0,21710^3

Lượng cấu tử trong pha khí:

273

800

1

G_tr 64,8



 2,302 (kmol / l)

273 70 800 22,4



G_tr 2,302(1 0,00119)  2,299(kmol / h)

GV: Trần Thị Hiền

trang 30