Đề tài Tính toán,thiết kế tháp đệm xử khí thải lò đốt xăng dầu diezen công suất 3l/h

- Xử lý khí thải bằng tháp đệm là hình thức xử lý khí thải dựa trên nguyên tắc hấp thụ. Là quá trình mà trong đó hỗn hợp khí được cho tiếp xúc với chất lỏng nhằm mục đích hòa tan chọn lọc một hay nhiều cấu tử của hỗn hợp khí đó để tạo thành một dung dịch các cấu tử trong chất lỏng. - Hấp thu là quá trình xảy ra khi một cấu tử của pha khí khuếch tán vào pha lỏng do sự tiếp xúc giữa hai pha khí và lỏng. Nếu quá trình xảy ra ngược lại, nghĩa là cần sự truyền vật chất từ pha lỏng vào pha khí, ta có quá trình nhả khí. Nguyên lý của cả hai quá trình là giống nhau. - Qúa trình hấp thu tách bỏ một hay nhiều chất ô nhiễm ra khỏi dòng khí thải (pha khí) bằng cách xử lý với chất lỏng (pha lỏng). Khi này hỗn hợp khí được cho tiếp xúc với chất lỏng nhắm mục đích hòa tan chọn lựa môt hay nhiều cấu tử của hỗn hợp khí để tạo nên một dung dịch các ccấu tử trong chất lỏng. -Khí được hấp thu goi là chất bị hấp thụ. -Chất lỏng dùng để hấp thu gọi là dung môi (chất hấp thụ) -Khí không bị hấp thu goi là khí trơ.

doc43 trang | Chia sẻ: nhungnt | Ngày: 19/11/2012 | Lượt xem: 1746 | Lượt tải: 15download
Tóm tắt tài liệu Đề tài Tính toán,thiết kế tháp đệm xử khí thải lò đốt xăng dầu diezen công suất 3l/h, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Môn học THỰC HÀNH KHÔNG KHÍ Đề tài TÍNH TOÁN,THIẾT KẾ THÁP ĐỆM XỬ KHÍ THẢI LÒ ĐỐT XĂNG DẦU DIEZEN CÔNG SUẤT 3L/H TP. HCM, tháng 11 năm 2010 Mục lục I. MỞ ĐẦU: 5 1.1. Giới thiệu chung : 5 1.2. Ứng dụng của quá trình hấp thụ trong tháp đệm: 5 1.3. Lựa chọn dung môi: 6 1.4. Các loại tháp hấp thu : 7 1.5. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hấp thu: 8 Tháp đệm: 9 Hiệu quả làm sạch của tháp đệm khá cao từ 65 đến 80% 9 1.7. Đề xuất công nghệ PTN: 13 Sơ đồ công nghệ: 14 1.9.Thuyết minh công nghệ: 14 II. TÍNH TOÁN,THIẾT KẾ THÁP ĐỆM XỬ KHÍ THẢI LÒ ĐỐT XĂNG DẦU DIEZEN CÔNG SUẤT 3L/H: 16 2.1,Thành phần và lượng sản phẩm cháy khi đốt dầu diezen: 16 2.2, Các phản ứng xảy ra khi đốt dầu diezen: 16 2.3 Sản phẩm cháy ở điều kiện chuẩn: 17 2.4 Lượng khói thải và tải lượng các chất ô nhiễm trong khói ứng với lượng nhiên liệu tiêu thụ B, kg/h: 18 2.5, Phương trình đường cân bằng cho quá trình hấp phụ khí SO2 bằng H2O: 22 2.6 Chọn vật liệu đệm: 23 2.7 Đường kính tháp: 25 III. KẾT LUẬN: 44 IV. TÀI LIỆU THAM KHẢO: 45 I. MỞ ĐẦU: 1.1. Giới thiệu chung : - Xử lý khí thải bằng tháp đệm là hình thức xử lý khí thải dựa trên nguyên tắc hấp thụ. Là quá trình mà trong đó hỗn hợp khí được cho tiếp xúc với chất lỏng nhằm mục đích hòa tan chọn lọc một hay nhiều cấu tử của hỗn hợp khí đó để tạo thành một dung dịch các cấu tử trong chất lỏng. - Hấp thu là quá trình xảy ra khi một cấu tử của pha khí khuếch tán vào pha lỏng do sự tiếp xúc giữa hai pha khí và lỏng. Nếu quá trình xảy ra ngược lại, nghĩa là cần sự truyền vật chất từ pha lỏng vào pha khí, ta có quá trình nhả khí. Nguyên lý của cả hai quá trình là giống nhau. - Qúa trình hấp thu tách bỏ một hay nhiều chất ô nhiễm ra khỏi dòng khí thải (pha khí) bằng cách xử lý với chất lỏng (pha lỏng). Khi này hỗn hợp khí được cho tiếp xúc với chất lỏng nhắm mục đích hòa tan chọn lựa môt hay nhiều cấu tử của hỗn hợp khí để tạo nên một dung dịch các ccấu tử trong chất lỏng. Khí được hấp thu goi là chất bị hấp thụ. Chất lỏng dùng để hấp thu gọi là dung môi (chất hấp thụ) Khí không bị hấp thu goi là khí trơ. 1.2. Ứng dụng của quá trình hấp thụ trong tháp đệm: - Tháp rửa khí đệm là tháp với lớp đệm đổ đống hoặc được sắp xếp theo trật tự xác định. Chúng được ứng dụng để thu hồi bụi dễ dính ướt - Ngoài tháp ngược chiều, trên thực tế người ta còn ứng dụng thiết bị rửa khí đệm với sự tưới ngang. Để đảm bảo sự dính ướt của bề mặt lớp đệm chúng thường được để nghiệng 7-10o về hướng dòng khí, lưu lượng lỏng 0,15-0,5 l/m3 - Lớp vật liệu đệm, người ta thường dùng các loại khâu có hình dạng khác nhau làm bằng kim loại màu, sứ, nhựa. - Trong công nghiệp hóa chất, thực phẩm, quá trình hấp thu đươc dùng để: - Thu hồi cấu tử quý trong pha khí. - Làm sạch pha khí - Tách hỗn hợp thành các cấu tử riêng biệt - Tạo thành một dung dịch sản phẩm. 1.3. Lựa chọn dung môi: Nếu mục đích của quá trình là tách các cấu tử hỗn hợp khí thì khi đó việc lựa chọn dung môi tốt phụ thuộc vào các yếu tố sau: Độ hòa tan tốt: Có tính chọn lọc nghĩa là chỉ hòa tan cấu tử cần tách và hòa tan không đáng kể các cấu tử còn lại. Đây là điều kiện quan trọng nhất. Độ nhớt của dung môi: Càng bé thì trở lại quá trình càng ngỏ, tăng tốc độ hấp thu và có lợi cho quá trình truyền khối . Nhiệt dung riêng: Bé sẽ tốn ít nhiệt khi hoàn nguyên dung môi. Nhiệt độ sôi: Khác xa với nhiêt độ sôi của chất hòa tan sẽ dễ tách các cấu tử ra khỏi dung môi. Nhiệt độ đóng rắn: Thấp để tránh tắc nghẽn thiết bị, không tạo kết tủa, không độc và thu hồi các cấu tử hòa tan dễ dàng hơn. It bay hơi, rẻ tiền, dễ kiếm và không độc haị với người và không ăn mòn thiết bị. 1.4. Các loại tháp hấp thu : Thiết bị hấp thu có chức năng tạo ra bề mặt tiếp xúc giữa hai pha khí và lỏng càng lớn càng tốt. Có nhiều dạng hấp thu: Tháp phun: Là tháp có cơ cấu phun chất lỏng bằng cơ học hay bằng áp suất trong đó chất lỏng được phun thành những giọt nhỏ trong thể tích rỗng của thiết bị và cho dòng khí đi qua. Tháp phun được sử dụng khi yêu cầu trở lực bé và khí có chứa hạt rắn. Tháp sủi bọt: Khí được cho qua tấm đục lỗ bên trên có chứa lớp nước lỏng. Tháp sục khí: Khí được phân tán dưới dạng các bong bóng đi qua lớp chất lỏng. Qúa trình phân tán khí có thể thực hiện bằng cách cho khí đi qua tấm xốp, tấm đục lỗ hoặc bằng cách khuấy cơ học. Tháp đĩa: Cho phép vận tốc khí lớn nên đường kính tháp tương đối nhỏ, kinh tế hơn những tháp khác. Được sử dụng khi năng suất lớn, lưu lượng lỏng nhỏ và môi trường không ăn mòn. e )Tháp đệm: Chất lỏng được tưới trên lớp đệm rỗng và chảy xuống dưới tạo ra bề mặt ướt của lớp đệm để dòng khí tiếp xúc khi đi từ dưới lên. Tháp đệm thường được sử dụng khi năng suất nhỏ, môi trường ăn mòn, tỉ lệ lỏng: khí lớn, khí không chứa bụi và hấp thụ không tạo ra cặn lắng. 1.5. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hấp thu: Ảnh hưởng của nhiệt độ: Khi các điều kiện khác không đổi mà nhiệt độ tháp tăng thì hệ số Henry sẽ tăng. Kết quả là ảnh hưởng đường cân bằng chuyển dịch về phía trục tung. Nếu đường làm việc AB không đổi thì động lực trung bình sẽ giảm, số đĩa lí thuyết sẽ tăng và chiều cao thiết bị sẽ tăng. Thậm chí có khi tháp không làm việc được vì nhiệt độ tăng quá so với yêu cầu kĩ thuật. Nhưng nhiệt độ tăng cũng có lợi là làm cho độ nhớt cả hai pha khí và lỏng giảm. Ảnh hưởng của áp suất: Nếu các điều kiện khác giữ nguyên mà chỉ tăng áp suất trong tháp thì hệ số cân bằng sẽ tăng và cân bằng sẽ dịch chuyển về phía trục hoành. Khi đường làm việc AB không đổi dẫn đến động lực trung bình tăng quá trình truyền khối sẽ tốt hơn vì thế số đĩa lí thuyết sẽ giảm làm chiều cao của tháp thấp hơn. Tuy nhiên, việc tăng áp suất thường kèm theo sự tăng nhiệt độ. Mặt khác, sự tăng áp suất cũng gây khó khăn trong việc chế tạo và vận hành của tháp hấp thụ. Các yếu tố khác: Tính chất của dung môi, loại thiết bị, cấu tạo thiết bị, độ chính xác của dụng cụ đo, chế độ vận hành tháp…đều ảnh hưởng nhiều đến hiệu suất hấp thu. Tháp đệm: - Tháp đệm là thiết bị hấp thụ dùng lớp vất liệu đệm làm tăng khả năng tiếp xúc với dòng khí . Chất lỏng được tưới trên lớp đệm rỗng và chảy xuống dưới tạo ra bề mặt ướt của lớp đệm để dòng khí tiếp xúc khi đi từ dưới lên. Tháp đệm thường được sử dụng khi năng suất nhỏ, môi trường ăn mòn, tỉ lệ lỏng: khí lớn, khí không chứa bụi và hấp thụ không tạo ra cặn lắng. - Dung dịch hấp thụ được tưới đều trên bề mặt lớp đệm là các vòng rachig , vòng sứ..thiết bị còn có tên gọi khác là Scrubber. - Dòng khí đi từ phần dưới thiết bị và chuyển đọng ngược chiều với dung dịch hấp thụ. Lượng dung dịch hấp thụ cần tưới khoảng 1,3 đến 2,6 l/m3 không khí . Hiệu quả làm sạch của tháp đệm khá cao từ 65 đến 80% Ưu điểm: Có bề mặt tiếp xúc pha lớn nên hiệu quả xử lý cao Có cấu tạo đơn giản Trở lức của tháp không lớn lắm Giới hạn làm viếc của tháp tương đối rộng Nhựơc điểm: Khó làm ướt đều lớp đệm Nếu tháp quá cao thì chất lỏng phân bố không đều *Vật liệu đệm:  Yêu cầu đối với vật liệu đệm: Bề mặt riêng lớn Thể tích tự do lớn Khối lượng riêng bé Bền hóa học * Bảng số liệu về một số vật liệu đệm Dạng vật chêm  Kích thước (mm)  Bề mặt riêng (m2/m3)  Độ rỗng (m3/m2)  Khối lượng xốp (kg/m3)   Vòng sứ Rasching xếp – ngẫu nhiên  5.5.1,0 8.8.1,5 10.10.1,8 15.15.2,0 25.25.3,0 50.50.5,0  1000 550 440 310 195 95  0,62 0,65 0,69 0,71 0,75 0,79  900 850 750 700 600 500   Vòng Rasching bằng thép xếp ngẫu nhiên  8.8.0,3 10.10.0,5 15.15.0,5 25.25.0,8 50.50.1,0  630 500 350 220 100  0,9 0,88 092 0,92 0,94  750 950 660 640 430   Vòng yêm ngựa bằn sứ  12,5 25 37,5  467 250 150  0,62 0,68 0,71  873 727 646   Vòng Intalox bằng sứ  12,5 25 37,5 50 75  625 257 194 118 92  0,71 0,73 0,76 0,76 0,79  743 679 630 614 582   Vòng Pall thép  25 37,5 50  207 128 102  0,94 0,95 0,96  485 366 356   Vòng Pall poly propylen  25 37,5  207 128  0,90 0,91  89 78   * Nguyên lý hoạt động: - Thiết bị gồm một thùng tiết diện tròn hoặc chữ nhật bên trong có chứa một lớp đệm và được tưới nước. Khí đi từ dưới lên trên xuyên qua lớp vật đệm, khi tiếp xúc với bề mặt ướt của lớp vật đệm, bụi sẽ bị bám lại ở đó còn khí sạch thoát ra ngoài. Một phần bụi bị nước cuốn trôi xuống thùng chứa và được xả dưới dạng cặn bùn. Định kỳ người ta thay rửa lớp vật liệu đệm  - Cấu tạo của thiết bị lọc này cho phép làm việc với vận tốc khí lớn có thể đạt 10m/s, nhờ đó kích thước của thiết bị sẽ được gọn nhẹ hơn. Với vận tốc khí cao, thiết bị kiểu đứng chuyển động ngược chiều không thể hoạt động được do có hiện tượng “sặc nước” tức nước bị dòng khí thổi ngược trở lên và có thể dâng trào vào đường ống thoát khí sạch. * Hiệu quả xử lý: - Hiệu quả thu hồi bụi kích thước d ( 2μm trên 90%. Khi nồng độ bụi ban đầu đến 10-12g/m3, trở lực 160-100 Pa/m đệm, vận tốc khí trong thiết bị ngược chiều vào khoảng 1,5 – 2 m/s, còn lưu lượng nước tưới 1,3-2,6 l/m3. - Hiệu quả xử lý phụ thuộc vào: cường độ tưới, nồng độ bụi, độ phân tán bụi. Thực tế hạt có kích thước 2-5 μm được thu hồi 70% còn hạt lớn hơn 80-90%. - Trở lực tháp đệm phụ thuộc dạng vật liệu đệm và điều kiện làm việc, có thể lên đến 1500 N/m2. 1.7. Đề xuất công nghệ PTN: Tính chất nguồn thải bao gồm bụi, các khí CO, NOx, SOx. Khí thải sau xử lý đạt QCVN 02 : 2008/BTNMT Thông s ố  Công thức và ký hi ệu hoá h ọc  Đơn vị  Giới hạn cho phép   1. Bụi   mg/Nm 3  115   2. Axít flohydric  HF  mg/Nm 3  2   3. Axít clohydric  HCl  mg/Nm 3  100   4. Cacbon monoxyt  CO  mg/Nm 3  100   5. Nitơ oxyt  NOx  mg/Nm 3  250   6. Lưu hu ỳnh dioxyt  SO2  mg/Nm 3  300   7. Thuỷ ngân  Hg  mg/Nm 3  0,55   8. Cadimi  Cd  mg/Nm 3  0,16   9. Chì  Pb  mg/Nm 3  1,2   10. Tổng Dioxin/ Furan Dioxin Furan  C12H8-n* Cln*02 C12H8-n*Cln*O  ng - TEQ/Nm 3  2,3     Sơ đồ công nghệ:  1.9.Thuyết minh công nghệ: - Thiết bị gồm một thùng tiết diện tròn bên trong có chứa một lớp đệm và được tưới nước. - Khí thải vào tháp theo chiều từ dưới đi lên, lan toả đều trong tháp nhờ hệ thống phân phối khí. Sau khi đi qua hệ thống phân phối khí, dòng khí thải sẽ tiếp xúc với dòng dung dịch H2O từ trên đi xuống được phun từ giàn phun xuống lớp đệm . Phần này có chứa các vòng sứ để tăng diện tích tiếp xúc (dung dịch được phun vào tháp dưới dạng sương nhờ bơm), nhiệt độ, bụi và một số khí độc trong dòng khói thải sẽ giảm xuống. - Phần khí thải còn lại chủ yếu là (SO2, CO, NOx,… ) sau khi được làm nguội và xử lý một phần ở cấp thứ nhất và cấp thứ hai tiếp tục di chuyển lên phần trên của tháp, tại đây dòng khói thải sẽ được xử lý một lần nữa. Hỗn hợp chất lỏng sau khi hấp thụ được tuần hoàn về ngăn lắng của bể chứa dung dịch hấp thụ. II. TÍNH TOÁN,THIẾT KẾ THÁP ĐỆM XỬ KHÍ THẢI LÒ ĐỐT XĂNG DẦU DIEZEN CÔNG SUẤT 3L/H: 2.1,Thành phần và lượng sản phẩm cháy khi đốt dầu diezen: C = Cp = 83,2% H = Hp = 9,8% O = Op = 0,3% N = Np = 0,1% S = Sp = 1% Độ tro A = Ap = 3,5% Độ ẩm W = 1,8% Hệ số tiêu hao không khí : 1,2 1,6 : Chọn = 1,4 2.2, Các phản ứng xảy ra khi đốt dầu diezen: C + O2 = CO2 N2 = N2 H2 + O2 = H2O H2O = H2O S + O2 = SO2 2.3 Sản phẩm cháy ở điều kiện chuẩn: - Lượng không khí khô lý thuyết cần cho quá trình cháy: V0 = 0,089Cp + 0,264Hp + 0,0333(Op – Sp) = 0,08983,2 + 0,2649,8 – 0,0333(0,3 – 1) = 10,015 m3/kg - Lượng không khí ẩm lý thuyết cần cho quá trình cháy ở to: 30oC; φ = 65% ( d=17g/l: Va= (1+0,0016d)V0 = (1+0,001617)10,015 = 10,25 m3/kg - Lượng không khí ẩm thực tế với hệ số thừa không khí: chọn α = 1,4 Vt = α  Va = 1,4  11,16 = 14,35 m3chuẩn/kgNL: - Lượng khí SO2 trong SPC: VSO2=0,683  10-2  Sp = 0,683  10-2  1 = 0,68310-2 m3/kg - Lượng khí CO trong SPC với hệ số cháy không hoàn toàn về hóa học và cơ học η: Chọn η = 0,01 VCO = 1,865  10-2  η  Cp = 1,865  10-2  0,01  83,2 = 0,0155 m3/kg - Lượng khí SO2 trong SPC: VCO2=1,853  10-2(1-η)  Cp =1,853  10-2(1-0,01)83,2 =1,5262 m3/kg - Lượng hơi nước trong SPC: VH2O=0,111Hp + 0,124Wp + 0,0016dVt = 0,1119,8 + 0,1241,8 + 0,00161514,35 = 1,4545 m3/kg - Lượng N2 trong SPC: VN2=0,810-2Np + 0,79Vt = 0,810-20,4 + 0,7914,35 = 11,34 m3/kg - Lượng khí O2 trong không khí thừa: Vo2=0,21(α-1) Va=0,21(1,4 -1) 10,25 =0,861 m3/kg - Lượng SPC tổng cộng: VSPC=VSO2+VCO+VCO2+VH2O+VN2+VO2 = 0,68310-2 + 0,0155x10-2 + 1,5262 + 1,4545 + 11,34 + 0,861 =15,204 m3chuẩn/kgNL 2.4 Lượng khói thải và tải lượng các chất ô nhiễm trong khói ứng với lượng nhiên liệu tiêu thụ B, kg/h: - Lượng khói (SPC): ở điều kiện chuẩn: Lc=Vspc  = 15,204 = 0,013 g/s - Lượng khói (SPC) ở điều kiện chuẩn: tkhói=1500C: LT= =  = 0,0201m3/s - Tải lượng khí SO2 với PSO2=2,926kg/m3 chuẩn: MSO2 =  =  = 0,0167 (g/s) - Tải lượng khí CO với PCO=1,25 kg/m3chuẩn: MCO= =  = 0,016 g/s - Tải lượng khí CO2 với PCO2=1,977 kg/m3chuẩn: MCO2=  =  = 2,5144 (g/s) - Lượng phát thải khí NOX trong quá trình cháy : Lượng tro bụi với hệ số tro a=0,2 Mbụi== = 5,83 -3(g/s) Mnox= 1,72310-3B1,18 = 1,72310-331,18= 6,2910-3 (kg/g) Tiến hành làm sạch hạ nhiệt độ khói thải xuống 800C - Lưu lượng khói Spc ở điều kiện thực tế (tkhói=800C): LT =   =  = 0,016 - Nồng độ phát thải các chất ô nhiễm trong khói: CSO2===1,043(g/m3)=1043 mg/m3 CCO===1 (g/m3)=1000 mg/m3 CCO2===157,15(g/m3)=157,15103 mg/m3 Cbụi===0,364(g/m3)=364 mg/m3 CNOx===0,393(g/m3)=393 mg/m3 - Nồng độ các chất ô nhiễm ở 800C: Cso2 =1043 mg/m3 Cco =1000 mg/m3 Cco2 =157,15103 mg/m3 Cbụi =364 mg/m3 Cnox =393 mg/m3 - Nồng độ khí ban đầu: C =  =  = 0,0345 (mol/s) Nồng độ phần mol hay thể tích khí SO2 trong hỗn hợp khí đầu vào: [SO2]d =  yd =  = 0,463710-3 (molSO2/molK) - Tỉ số mol của SO2 trong hỗn hợp khí đầu vào: yd =  =  = 0,463910-3(molSO2/molK) yd: phần mol SO2 trong pha lỏng Giả sử dd ban đầu là dd sạch nên xd = 0 đầu ra SO2. Đầu ra đạt tiêu chuẩn loại B (0,5 g/m3) Nồng độ mol của SO2 đầu ra: [SO2]c =  =7,8125 (mol/m3) yc =  = 2,26410-4(molSO2/molK) Tỉ số mol của SO2 trong hỗn hợp khí đầu vào: yc =  =  = 0,226510-3 (molSO2/molK) Suất lượng mol hỗn hợp: Ghh = 57,6 = 1,9887(kmol/h) =1988,7 (mol/h) Suất lượng cấu tử trơ trong pha khí: Gtr = Ghh(1 – yd) = 1,9887(1 – 0,463910-3) = 1,9878(kmol/h) Hiệu quả quá trình hấp thụ: H = =  100% =  =51,2% ytb =  =  = 0,3450510-3 (mol SO2/mol hh khí) = = 1,0009 (kg/m3)  =  Mhh khí = ytb Mso2+(1 - ytb)Mkk = 0,3450510-3+(1 – 0,3450510-3)29 = 29,012 g/mol 2.5, Phương trình đường cân bằng cho quá trình hấp phụ khí SO2 bằng H2O: m =  =  = 50 (t = 320C , H = 38000) (phương trình đường cân bằng: y = mx ( y =  =  ( 0,463710-3 =  ( xcmax = 1,854810-5 (mol SO2/mol hh) Lượng dung môi tối thiểu cần cho tháp: Lmin =  =  = 25,46 (mol/h) Lượng dung môi cần thiết: Vì trong các thiết bị hấp thụ không bao giờ đạt cân bằng giữa các pha nên nồng độ cân bằng luôn lớn hơn nồng độ thực tế. cho lượng dung môi cần thiết L bằng 1,2 lượng dung môi tối thiểu Lmin. L = φLmin = 1,2  25,46 = 38,19 (kmol/h) Nồng độ dung dịch ra khỏi tháp: Xc =  (yd – yc) = (0,463910-3 – 0,226510-3) =1,236410-5 (mol SO2/mol dd) ( phương trình đường làm việc đi qua 2 điểm: A(xd,yc); B(xc,yd) ( A(0; 0,226510-3); B(1,236410-5, 0,463910-3) y = 0,0841x +0,0003 ( x =  Suất lượng SO2 ban đầu: Gso2 = Ghh – yd = 1,9887 – 0,463910-3 = 0,922510-3 (mol SO2/h) Lượng SO2 bị hấp phụ: Mso2 = Gso2   = 0,922510-3 - 0,463710-3 = 0,279810-3 (mol/h) Suất lượng khí thải đầu ra: G’hh = G’tr + G’so2 = 1,9879 + 0,279810-3 = 1,98807 (kmol/h) 2.6 Chọn vật liệu đệm: Vòng sứ xếp ngẫu nhiên: +Kích thước: 20202,2(mm) + Diện tích bề mặt riêng phần: a = 240 m2/m3 + Thể tích tự do tầng vật liệu đệm: Vđ = 0,72m2/m3 + Số đệm trong 1m3 = 9510-3 + Khối lượng riêng vật liệu đệm: p = 650kg/m3 (Tra bảng IX.8 trang 193 sổ tay QT và thiết bị công nghệ hóa chất tập 2) + Chọn vận tốc làm việc:Wy = bằng 80% vận tốc sặc Ws - Suất lượng trung bình của hỗn hợp khí thải: Gtb =  =  = 1988,385(mol/h) = 0,016(kg/s) - Lượng dung môi vào ra khỏi tháp gần như bằng nhau log = A – 1,75 Trong đó : Tháp đệm A = 0,022 Px , Ptb : Khối lượng riêng trung bình của pha lỏng và pha khí. Mx ,Ml là độ nhớt của nước ở 25 và 320 - Với độ nhớt của nước ở 250C Ml = 0,893710-3 Ns/m2 - Độ nhớt của nước ở 320C Mx = 0,767910-3 Ns/m2 - Khối lượng riêng trung bình của chất lỏng : Pl = 984,35 kg/m3 - Khối lượng riêng trung bình của chất khí Pk = 1,072 kg/m3 - Khối lượng riêng trung bình: Ptb =  = 492,711 (kg/m3) log=0,022 - 1,75 ( Ws = 0,5973 (m/s) ( wy = 0,9  0,5973 = 0,5375 (m/s) 2.7 Đường kính tháp: D =  = 0,19473 (m) Chọn D = 0,2 (m) = 20 (cm) - Tiết diện của tháp: S =  =  = 0,314 m2 - Kiểm tra chế độ làm việc: Với D = 0,2m (wy =  = 0,509(m)  =  = 0,852 Vậy chế độ thủy động trong tháp ở chế độ chuyển tiếp - Lưu lượng khí trung bình đi qua tháp: Vtb = 57,6m3/h - Ta có phương trình đường cân bằng: Y* =  =  Y* =   =  (noy=3,056 - Độ nhớt của hỗn hợp khí:  - Chuẩn số Reynolds:  Trong đó: : Độ nhớt trung bình của pha khí - Chiều cao tương đương của 1 đơn vị chuyển khối theo Kafarov- Đưneski  - Chiều cao của lớp đệm:  h = htd  noy = 0,2624  2,25=0,5904 (m) Chọn h = 0,6 m - Chiều cao của tháp đệm : H =noyhtd + (0,9) = h + 0,9 =0,6 +0,9 = 1,5 m Trong đó: Khoảng cách cho phép ở đỉnh và đáy tháp : 0.8 đến 1. Chọn 0.9 (sổ tay quá trình và thiết bị công nghệ hóa chất tập 2) Chiều cao cột chất lỏng trong tháp: Chọn chiều cao cột chất lỏng trong tháp bằng 0,05m Tính toán cơ khí: Đường ống dẫn khí: Chọn vận tốc khí vào bằng vận tốc khí ra: 10m/s = 0,045m D1 = D2 = 0,045m Vì lượng khí hòa tan vào dòng lỏng rất ít nên ta coi vd=vc(D1=D2 Chọn đường kính ống ra là 4cm Bề dày ống dẫn khí 4mm Bảng1: Kết quả tính toán ống dẫn khí: ỐNG DẪN KHÍ   STT  Thông số tính toán  Giá trị  Đơn vị   1  Vận tốc khí  10  m/s   2  Đường kính ống ra  4  cm   3  Bề dày ống dẫn khí  4  mm   Tính đường ống dẫn lỏng : Chọn vận tốc chất lỏng khoảng 2m/s Đường ống dẫn vào: = 0,015m Chọn ống dẫn nước có đường kính 2cm Bề dày đường ống dẫn nước 3mm Bảng2: Kết quả tính toán ống dẫn lỏng: ỐNG DẪN LỎNG   STT  Thông số tính toán  Giá trị  Đơn vị   1  Vận tốc dẫn lỏng  2  m/s   2  Đương kính ống dẫn nước  2  cm   3  Bề dày ống dẫn nước  3  mm   Đường kính ống dẫn nước ra: Lưu lượng dòng lỏng vào và ra không chênh lệch nhiều nên xem lưu lượng vào = lưu lượng ra Chọn vận tốc nước ra 1,4m/s D4 =  =  = 0,0188m Chọn đường ống dẫn nước ra có đường kính 20cm Bề dày ống 3mm Bảng3: Kết quả tính toán ống dẫn nước ra: ỐNG DẪN NƯỚC RA   STT  Thông số tính toán  Giá trị  Đơn vị   1  Vận tốc nước ra  1,4  m/s   2  Đường kính ống  20  cm   3  Bề dày ống  3  mm   Bề dày thân: a, Chọn Vật liệu: - Thiết bị làm việc ở môi trường ăn mòn , t0 làm việc ở 320C , áp suất làm việc 1at = 98095,238N/m2 = Pmt - Chọn vật liệu là thép không rỉ (inox) có thành phần: C<0,1%; Cr:18%; Ni:12%; Mo:2%; T:1,5%, còn lại là Fe. Dt = 0,2m - Thân tháp phần vật liệu chứa đệm làm bằng nhựa Acrylic trong suốt để quan sát thí nghiệm. - Giới hạn bền: Ϭk = 550106 (N/m2) - Giới hạn chảy: Ϭc = 220106 (N/m2) - Chiều dày thép: b = 5mm. (từ 4(25mm, chọn b = 5mm) - Độ giãn tương đối  = 40% - Hiệu suất dẫn nhiệt:  = 16,3 (W/m