Đề tài Tính toán thiết kế thiết bị xử lý khí thải lò đốt rác nhiệt phân tĩnh 2 cấp

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM VIỆN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ VÀ QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG MÔN: THỰC HÀNH XỬ LÝ KHÍ THẢI ĐỒ ÁN MÔN HỌC ĐỀ TÀI: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ THIẾT BỊ XỬ LÝ KHÍ THẢI LÒ ĐỐT RÁC NHIỆT PHÂN TĨNH 2 CẤP MỤC LỤC PHÂN MỘT: TỔNG QUAN VỀ LÒ ĐỐT RÁC NHIỆT PHÂN TĨNH 2 CẤP 1. Ưu điểm của lò đốt nhiệt phân tĩnh 2 cấp. 5 2. Cơ sở lý thuyết của quá trình nhiệt phân. 6 3. Các giai đoạn của quá trình đốt chất thải trong lò nhiệt phân. 6 4. cấu tạo lò đốt rác nhiệt phân tĩnh. 6 PHẦN HAI: XỬ LÝ KHÍ THẢI LÒ ĐỐT RÁC Y TẾ NHIỆT PHÂN TĨNH HAI CẤP I. THÀNH PHẦN, LƯU LƯỢNG VÀ NỒNG ĐỘ CÁC CHẤT TRONG KHÓI THẢI 8 II. LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ: 12 1. Phương pháp xử lý ướt 12 2. Phương pháp xử lý khô 12 III. TÍNH TOÁN 16 Khí (rác + dầu DO) 20 THIẾT BỊ TRAO ĐỔI NHIỆT 23 THÁP PHUN RỖNG 28 HẤP PHỤ 31 TÍNH ỐNG KHÓI 45 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 46 DANH MỤC HÌNH VÀ BẢNG Hình minh họa về Khu xử lý rác thải y tế bệnh viên 175 5 Bảng 1: Thành phần, lưu lượng và nồng độ các chất trong khói thải cần phải xử lý. 9 Bảng 2: So sánh nồng độ chất ô nhiễm với nồng độ quy chuẩn. 11 Sơ đồ công nghệ xử lý khí thải: 13 Bảng 3: Thành phần của rác thải y tế: lò đốt rác chất thải y tế. 16 Bảng 4: Thành phần cháy của dầu DO 19 Biểu đồ: Ñöôøng haáp phuï ñaúng nhieät cuûa CO 35 MỞ ĐẦU Trong những năm gần đây, tốc độ đô thị hoá, công nghiệp hoá tại các thành phố và các khu đô thị Việt Nam đã gia tăng mạnh mẽ và đang có xu hướng tiếp tục tăng mạnh mẽ trong những năm tới. Cùng với sự phát triển của công nghiệp hoá và đô thị hoá, nhiều loại chất thải khác nhau sinh từ các hoạt động của con người có xu hướng tăng lên về số lượng, từ nước cống, rác sinh hoạt, phân, chất thải công nghiệp đến các chất thải độc hại như rác y tế. Nếu ta không có phương pháp đúng đắn để phân huỷ lượng chất thải này thì sẽ gây ô nhiễm môi trường do vượt quá khả năng phân huỷ của tự nhiên. Chất thải rắn y tế (CTRYT) là loại chất thải nguy hại. Trong thành phần CTRYT có các loại chất thải nguy hại như: chất thải lâm sàng nhóm A,B,C,D,E. Các loại chất thải này đặc biệt là chất thải nhiễm khuẩn nhóm A, chất thải phẫu thuật nhóm E có chứa nhiều mầm bệnh, vi khuẩn gây bệnh có thể thâm nhập vào cơ thể con người bằng nhiều con đường và nhiều cách khác nhau. Các vật sắc nhọn như kim tiêm… dễ làm trày xước da, gây nhiễm khuẩn. Đồng thời, trong thành phần chất thải y tế còn có các loại hoá chất và dược phẩm có tính độc hại như: độc tính di truyền, tính ăn mòn da, gây phản ứng, gây nổ. Nguy hiểm hơn các loại trên là chất thải phóng xạ phát sinh từ việc chuẩn bệnh bằng hình ảnh như: chiếu chụp X-quang, trị liệu… Cho đến nay, chôn lấp vẫn là biện pháp xử lý chất thải rắn phổ biến nhất đối với nhiều nước trên thế giới trong đó có Việt Nam. Ưu điểm chính của công nghệ chôn lấp ít tốn kém và có thể xử lý nhiều loại chất thải rắn khác nhau so với công nghệ khác. Tuy nhiên hình thức chôn lấp lại gây ra những hình thức ô nhiễm khác như ô nhiễm nước, mùi hôi, ruồi nhặng, côn trùng…Hơn nữa, công nghệ chôn lấp không thể áp dụng để xử lý triệt để các loại chất thải y tế, độc hại. Ngoài ra trong quá trình đô thị hoá như hiên nay, quỹ đất ngày càng thu hẹp, dẫn đến khó khăn trong việc lựa chọn vị trí làm bãi chôn lấp rác. Vì vậy, áp dụng một số biện pháp xử lý rác khác song song với chôn lấp là một nhu cầu rất thiết thực. Công nghệ đốt chất thải rắn, một trong những công nghệ thay thế, ngày càng trở nên phổ biến và được ứng dụng rộng rãi đặc biệt với loại hình chất thải rắn y tế và độc hại. Công nghệ đốt chất thải rắn sẽ ít tốn kém hơn nếu đi kèm với biện pháp khai thác tận dụng năng lượng phát sinh trong quá trình. PHÂN MỘT: TỔNG QUAN VỀ LÒ ĐỐT RÁC NHIỆT PHÂN TĨNH 2 CẤP Hình minh họa về Khu xử lý rác thải y tế bệnh viên 175 1. Ưu điểm của lò đốt nhiệt phân tĩnh 2 cấp. - Các quá trình sấy, hoá khí, cháy, đốt cặn than (hắc in) xảy ra ở trong buồng sơ cấp, ít xáo trộn nên giảm được bụi phát sinh rất đáng kể trong khi đốt vì thế ưu điểm hơn hẳn các công nghệ đốt khác. Hiệu quả xử lý chất thải cao nhờ có quá trình kiểm soát được chế độ nhiệt phân tại buồng sơ cấp và quá trình cháy hoàn toàn ở buồng thứ cấp. - Quá trình nhiệt phân trong buồng sơ cấp tiến hành ở nhiệt độ thấp do vậy tăng tuổi thọ của lò đốt do giảm chi phí bảo trì. - So với công nghệ đốt lò quay và đốt tầng sôi thì thời gian của lò nhiệt phân tĩnh kéo dài hơn, nhưng việc chế tạo, vận hành, bảo trì lò đơn giản hơn. -Chính nhờ những ưu điểm nổi bật đó nên ngày nay lò đốt ứng dụng nguyên lý nhiệt phân đang được áp dụng khá rộng rãi trên thế giới để xử lý chất thải nguy hại. 2. Cơ sở lý thuyết của quá trình nhiệt phân. Phản ứng nhiệt phân chất thải rắn được mô tả một cách tổng quát như sau: Chất thải Các chất bay hơi (khí gas) + cặn rắn Trong đó: khí gas gồm: CHx, H2, COx, NOx, SOx và hơi nước cặn rắn: carbon cố định + tro 3. Các giai đoạn của quá trình đốt chất thải trong lò nhiệt phân. Tại buồng sơ cấp: Các quá trình xảy ra gồm: Sấy (bốc hơi nước) phân hủy nhiệt tạo khí gas và cặn cácbon (trong điều kiện thiếu oxy) đốt cháy cặn cácbon thành tro. Tại buồng thứ cấp: Quá trình đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp khí gas trong điều kiện nhiệt độ cao và dư ôxy. 4. cấu tạo lò đốt rác nhiệt phân tĩnh. Lò đốt được chia làm 2 buồng: Buồng đốt chính: Gồm 2 giai đoạn + Giai đoạn 1: Chất thải được sấy khô. + Giai đoạn 2: Cháy và khí hóa. Buồng đốt sau: Gồm 3 giai đoạn + Giai đoạn 3: Phối trộn. + Giai đoạn 4: Cháy ở dạng khí. + Giai đoạn 5: Ôxi hoá hoàn toàn. RTYT nguy hại được đựng trong những túi nhựa PP hoặc PE màu vàng (không được dùng túi PVC để tránh khả năng tạo thành Dioxin trong quá trình đốt) theo qui định của Bộ Y tế. Trọng lượng 3-5kg/túi. Nạp RTYT theo mẻ 60 kg/lần, đốt trong 3 giờ. Sau đó có thể mở cửa nạp liệu và tiếp tục cho rác vào đốt liên tục. Tạo áp suất âm trong các buồng đốt (0,1 at).Nhiệt trị của rác khô: 1.422 KCal/kg. Tỷ trọng RTYT nguy hại: 0,13 t/m3. Sau khi đốt không có tro hữu cơ, tro vô cơ được đưa ra ngoài theo ca làm việc. Nhiệt độ các buồng đốt được định trước và tự ngừng nạp nhiên liệu đốt khi buồng đốt đạt được nhiệt độ cần thiết. Thời gian lưu khí trong buồng cấp II là 2-3 giây. Có hệ thống báo động khi sự cố mất điện, mất nước xảy ra. Tận dụng nhiệt của khí lò - hạ nhiệt độ của khí lò để nâng cao hiệu quả xử lý khí. Khí thải sau xử lý không màu, không mùi đạt tiêu chuẩn môi trường. Vận hành an toàn, vệ sinh và đơn giản. PHẦN HAI: XỬ LÝ KHÍ THẢI LÒ ĐỐT RÁC Y TẾ NHIỆT PHÂN TĨNH HAI CẤP I. THÀNH PHẦN, LƯU LƯỢNG VÀ NỒNG ĐỘ CÁC CHẤT TRONG KHÓI THẢI Khói thải là sản phẩm của chất thải đưa vào lò đốt. Khói thải lò đốt rác chứa những khí thải đặc trưng: -CO: Lượng CO phụ thuộc vào sự điều chỉnh và kiểm soát lò đốt. Lượng CO này có thể khống chế tối thiểu ( gần như hoàn toàn không có) đối với những lò đốt tiên tiến, có sự kiểm soát tốt quá trình cháy. -Bụi: Do các thành phần tro sinh ra từ các quá trình cháy. Nồng độ bụi phụ thuộc nhiều yếu tố như nguyên liệu, chế độ cấp gió, cấu trúc, nhiệt độ lò…Đối với lò đốt hiệu quả cao thì lượng bụi khoảng 550 – 650 mg/m3. Có thể giảm lượng bụi thải ra môi trường bằng bộ phận lọc. -SO2: Chất thải rắn được sử lý thường chứa ít sulphur. Lượng SO2 tạo ta chủ yếu phụ thuộc nhiên liệu đốt. Hệ thống xử lý theo phương pháp phun ướt có khả năng loại bỏ SO2 cao. -HCl: Lượng HCl phụ thuộc lượng chất thải đem đốt, chủ yếu là lượng PVC trong chất thải. Hệ thống phun ướt có thể loại HCl. -NOx: Lượng NOx sinh ra phụ thuộc vào nhiệt độ cháy và thời gian lưu cháy của lò đốt. Thiết bị loại bỏ NOx rất đắt tiền, thường chỉ được lắp đặt ở các lò đốt lớn. Lượng NOx sinh ra từ rác thải y tế thường rất ít. -Dioxin: Đây là những hợp chất hữu cơ có tính độc rất cao.Những lò đốt với nhiệt độ trên 8500C mới đốt được các hợp chất này. Hiệu quả đốt Dioxin phụ thuộc vào các thông số như thời gian lưu cháy, lượng oxy. Khi đạt đuợc các thông số: nhiệt độ 8500C – 11000C, thời gian lưu cháy là 1 giây, lượng oxy trong khí cháy 8 – 12% thì lượng Dioxin còn lại trong khí thải rất thấp. -Kim loại nặng: Hàm lượng kim loại nặng trong khói thải của lò đốt rác y tế rất thấp, dưới giới hạn cho phép và không cần qua xử lý. Thành phần, lưu lượng và nồng độ khí thải Bảng 1: Thành phần, lưu lượng và nồng độ các chất trong khói thải cần phải xử lý. Thành phần Kmol/s n.m3/s mg/n.m3 Bụi 660 CO2 9,72.10-4 0,0218 255331 H2O 7,4675.10-4 0,0167 80248 SO2 1,052.10-5 2,252.10-3 4018 NOx 5,757.10-3 0,129 962364 HCl 4,7244.10-5 1,06.10-3 10295 Khối lượng riêng của khí thải ở điều kiện tiêu chuẩn: ρkt = 1,361 kg/n.m3 So sánh nồng độ chất ô nhiễm trong khói thải từ lò đốt rác với quy chuẩn QCVN 02 : 2008/BTNMT, suy ra được các thành phần trong khói thải cần qua xử lý trước khi qua ống khói và thải ra môi trường. Bảng 2: So sánh nồng độ chất ô nhiễm với nồng độ quy chuẩn. Thông s ố Công th ức 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 CHÚ THÍCH : n: Số nguyên tử clo. TEQ là tổng độ độc t ương đương theo 2,3,7,8 -tetraclo dibenzo -p-dioxin dựa vào hệ số độ độc t ương đương qu ốc tế (TEFs) , 1969. II. LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ: Có hai phương pháp xử lý chủ yếu: 1. Phương pháp xử lý ướt Khí thải sau khi ra khỏi buồng đốt được dẫn qua thiết bị trao đổi nhiệt để hạ nhiệt độ, sau đó đi vào vùng bão hòa tháp lọc, dung dịch lỏng được phun trực tiếp vào dòng khí để loại bỏ các chất ô nhiễm như SO2 , HCl,… và các kim loại nặng. Đồng thời khí thải được làm mát, sau đó được hút bằng quạt gió tới ống khói. Hiệu quả xử lý của phương pháp ướt khá cao, trị số ô nhiễm vào môi trường rất thấp, đạt tiêu chuẩn. Tuy nhiên phương pháp này khá phức tạp, chi phí đầu tư và vận hành cao. Dung dịch hoá chất sau khi xử lý là nguồn ô nhiễm ở dạng lỏng, cần phải thu gom vào hệ thống xử lý nước thải. 2. Phương pháp xử lý khô Sử dụng hoá chất ở dạng bột (phổ biến là dùng vôi bột) để trung hoà các chất ô nhiễm và túi lọc (lọc sợi hay lọc tĩnh điện) để loại bỏ các muối và bụi. Trước khi xử lý, khói thải được làm mát đến nhiệt độ 170 – 2500 C bằng cách dẫn qua thiết bị trao đổi nhiệt theo nguyên lý trao đổi nhiệt “không khí – khói thải” hoặc “ nước- khí thải” ở giai đoạn này có thể thu hồi nhiệt để sử dụng. Sau đó, phun bột trực tiếp vào dòng khí thải, vôi phần ứng với các khí tạo muối trơ. Các muối cùng với tro và bụi được giữ lại ở bộ lọc sau đó xử lý bằng chôn lấp. Phương pháp xử lý khô đơn giản, kinh tế và hiệu quả xử lý khá cao. Tuy nhiên phương pháp này ít sử dụng do chi phí cho hoá chất khá lớn, chi phí cho thiết bị giải nhiệt và các thiết bị phụ. SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ KHÍ THẢI: Lò đốt Thiết bi trao đổi nhiệt dạng ống chùm Tháp phun rỗng Tháp hấp phụ Ống khói Khói chứa các chất khí có khả năng gây ô nhiễm phát sinh từ lò đốt theo đường ống dẫn đi vào hệ thống xử lý. Đầu tiên, luồng khí thải có nhiệt độ cao (khoảng 1000 - 10500) được đưa qua một thiết bị trao đổi nhiệt kiểu ống chùm nhằm giảm nhiệt độ trước khi vào thiết bị xử lý. Ra khỏi thiết bị trao đổi nhiệt (nhiệt độ còn khoảng dưới 1500) khí thải tiếp tục đi vào tháp phun rỗng để xử lý một bụi và một phần các khí độc hại, với dung môi phun vào là nước. Sau đó khí được đưa vào tháp hấp phụ để hấp phụ khí CO ở tháp này lượng khí độc và mùi được giảm một cách đáng kể, cuối cùng thì lượng khí đưa ra ống khói và thải ra ngoài môi trường. Cấu tạo của tháp phun rỗng: Tấm chắn Vòi phun Tấm chắn lỏng Tấm phân phối khí Hình trên là sơ đồ cấu tạo của thùng rửa khí rỗng. Nước được phun từ trên xuống dưới và dòng khí đưa từ dưới lên. Cũng có thể bố trí vòi phun từ 4 phía xung quanh và theo phương ngang của dòng khí. Để dòng khí phân bố đều đặn trên toàn tiết diện ngang của thiết bị người ta bố trí bộ phận phân phối khí ở tiết diện vào của dòng khí. Cấu tạo của tháp giải nhiệt: Loại ống chùm: gồm nhiều ống nhỏ đặt song song tạo thành chùm trong tháp. Chất tỏa nhiệt đi trong các ống nhỏ còn chất tải nhiệt đi bên ngoài. Cấu tạo của tháp hấp phụ: Gồm tháp hình trụ, bên trong tháp có chứa vật liệu hấp phụ. Vật liệu hấp phụ là loại vật liệu có diện tích bề mặt lớn do có nhiều lỗ rỗng nên có thể giữ lại chất bẩn bên trong nó. Khí được thổi vào qua lớp vật liệu hấp phụ, tại đây các chất bẩn sẽ bị giữ lại trong các lỗ rỗng của vật liệu hấp phụ, khí sạch tiếp tục đi ra khỏi tháp. III. TÍNH TOÁN Các phản ứng đốt cháy: Bảng 3: Thành phần của rác thải y tế: lò đốt rác chất thải y tế. Thành phần CP HP OP SP NP AP WP % 18,4 3,56 17,56 0,08 0,4 10 50 Lượng không khí lí thuyết cần cho quá trình cháy: Lượng không ẩm khí lí thuyết cần cho quá trình cháy: Lượng không ẩm thực tế: Với hệ số thừa không khí, chọn Lượng khí SO2 trong sản phẩm cháy: Lượng khí CO trong sản phẩm cháy: Với hệ số cháy không hoàn toàn về hóa học và cơ học chọn Lượng khí CO2 trong sản phẩm cháy: Lượng hơi nước trong sản phẩm cháy: Lượng khí N2 trong sản phẩm cháy: Lượng khí O2 trong không khí thừa: hệ số thừa không khí Lượng sản phẩm cháy tổng cộng: Lưu lượng khói ở điều kiện chuẩn: Chọn B = 7: tải lượng các chất ô nhiễm trong khói ứng với lượng nhiên liệu tiêu thụ. Lưu lượng khói thải ra ở 1000oC: Tải lượng SO2: Nồng độ SO2: Tải lượng CO: Nồng độ CO: Tải lượng bụi: Với hệ số tro bay theo khói (chọn ) Nồng độ bụi: Tải lượng NOx: Nồng độ NOx: Đơn vị nhiên liệu rắn: Bảng 4: Thành phần cháy của dầu DO Thành phần Cp Hp Op Np Sp Wp Ap % 86,3 % 10,5 % 0,3 % 0,3 % 0,5 % 1,8 % 0,3 % Lượng không khí khô lí thuyết cần cho quá trình cháy: Lượng không khí ẩm lí thuyết cần cho quá trình cháy: Lượng không khí ẩm thực tế: Với : hệ số thừa không khí .Chọn Lượng khí SO2 trong sản phẩm cháy: Lượng khí CO trong sản phẩm cháy: hệ số cháy không hoàn toàn về cơ học và hóa học .Chọn Lượng khí CO2 trong sản phẩm cháy: Lượng khí hơi nước trong sản phẩm cháy: Lượng khí N2 trong sản phẩm cháy: Lượng khí O2 trong không khí thừa: Lượng sản phẩm cháy tổng cộng: Khí (rác + dầu DO) Tổng lưu lượng khói thải ra ở 1000oC: Tổng lưu lượng khói ở điều kiện chuẩn: Tải lượng SO2 (tổng): Tải lượng CO (tổng): Tải lượng NOx (tổng): Tải lượng bụi (tổng): Nồng độ CO: Nồng độ NOx: Nồng độ bụi: Nồng độ Nồng đô SO2: Nồng độ Quy chuẩn CO 300 à cần xử lí NOX 250 Bụi 115 à cần xử lí SO2 300 Lượng khói ở điều kiện chuẩn: Chọn tải lượng các chất ô nhiễm trong khói ứng với lượng tiêu thụ Lượng khói ở điều kiện thực tế: Lượng khí SO2 ứng với Nồng độ SO2: Tải lượng CO với Nồng độ CO: Tải lượng NOx: Nồng độ NOx: Tải lượng bụi: Với hệ số tro bay theo khói (chọn ). Nồng độ bụi: THIẾT BỊ TRAO ĐỔI NHIỆT Lưu lượng khí đầu vào Q=144,846(m3/h) Khối lượng riêng của hỗn hợp khí. Trong đó: :là nhiệt độ pha khí ở điều kiện chuẩn, =273 oK T: nhiệt độ pha khí đang xét , T = (T+273)oK MSO2, Mtr : phân tử gram của so2 và khồng khí. Po : Áp suất hỗn hợp khí ở đktc Po=760(mmHg) : Áp suất riêng phần của SO2 trong 1m3 hỗn hợp khí : Áp suất riêng phần của khí trơ. Ta có: Ta có: Dòng khí đi vào hệ thống làm mát: Nhiệt độ đầu vào tvào=1000 oC Lượng SPC ở 1000 oC Q1000 oC =1444,846(m3/h) = 0,0402(m3/s) Tải lượng khí thải G1000 oC = 1444,846.0,00142=0,2057 (kg/h) = 5,714(Kg/s) Khối lượng riêng của SPC ở 1000 0C Nhiệt độ ra: tra=150 oC Nhiệt dung riêng của SPC ở 1000 oC Dòng khí vào: Tra bảng thông số vật lý của khí thải ở 2820C Dòng nước vào Td2 = 250C Tc2=140 0C Từ bảng tra (thông số vật lý của nước trên đường bão hòa ở 590C). Xét trong khoảng thời gian T=1h Nhiệt lượng khi truyền cho nước. Về phía nước. Phương trình trao đổi nhiệt: Tính . Hiệu xuất trung bình. Đường kính của thiết bị trao đổi nhiệt Trong đó: d: đường kính trong của ống dẫn nhiệt. Chọn đường kính trong của ống dẫn nhiệt là 73(mm), bề dày của ống dẫn nhiệt vật liệu cách nhiệt là 6(mm) Chọn vật liệu là thép tốt không rỉ, có hệ số dẫn nhiệt Chọn cách sắp xếp ống theo hình tròn. (Tra bảng VII, trang 48 sổ tay quá trình và thiết bị hóa chất tập 2, NXB khoa học và kỹ thuật Hà Nội 1999). Số vòng tròn 2. Số ống trên đường xuyên tâm 5 Số ống ở đường tròn ngoài cùng 12. Tỉ số ống19 Bước ống, thường chọn t = 1,2-1,5d Chọn t = 1,2d = 1,2.0,06 = 0,027 (m) Số ống trên đường xuyên tâm b= 5 Chọn D = 0,53(m) Tính hệ số k. Trong đó: là hệ số cấp t0 từ không khí đến thành ống (kcal/m2/h độ) hệ số cấp nhiệt từ thành ống đến nước (kcal/m2/h độ) - Hệ số cấp nhiết từ không khí đến thành ống Chọn đường kính ống dẫn nhiệt d= 60(mm)= 0,6(m) Tổng số trong thiết bị n=7 Đường kính thiết bị: D=0.53(m) Đối với tấm chắn hình viên phân C = 1,72 Đường kính tương đương: Hế số Râynon : Hệ số cấp nhiệt từ thành ống đến nước Hế số Râynon: Diện tích bề mặt trao đổi nhiệt: Chiều dài thiết bị: Chọn chiều cao phần trên và đường ống là 0.2(m) thì chiều cao của thiết bị là 0,8(m) Vậy thiết bị trao đổi nhiệt ống chùm có: D = 0,53(m) H = 0.8 (m) THÁP PHUN RỖNG Diện tích tiết diện tháp: Ta có : S = Lưu lượng khí vào: Qk =144,846 (m3/h) Vận tốc khí đi vào tháp vk = 0,61,2m/s ta chọn vk=1,2m/s S = Đường kính tháp: Chọn D = 25cm Chiều cao tháp: Chọn H= 63cm Lưu lượng nước toàn phần để phun tưới: Chọn lưu lượng riêng phần của nước m = 10 (l/m3) khí. Ta có: Qn= m.Qk= 10.144,846 = 1448,46 ( l/h ) Vận tốc dòng nước: Chọn tỉ lệ giọt nước trong dòng khí Ta có: Đường kính của lỗ dẫn nước vào: Chọn n =40 lỗ Đường kính giọt nước đi vào thiết bị: Ta chọn 2 vòi phun. Hiệu suất thiết bị: Chọn Vậy hiệu suất thiết bị là 89,2% Nồng độ bụi sau khi xử lý: Cbụi ra = 482,6.(1-0,892)= 52,1(mg/m3) Đạt tiêu chuẩn đầu ra. Đường kính ống dẫn nước vào Chọn D= 40(mm) Tính đáy và nắp Ta có: h1 = 0,25D =0,25.0,25 = 0,.625(m) = 6,25(cm) h = 25 nhưng không nhỏ hơn 25mm chọn h = 30(mm) = 3(cm) Chiều cao toàn tháp: Trở lực hệ thống: Trở lực tháp rỗng không lớn hơn 10-50mmH2O chọn trở lực hệ thống là 30mm H2O. Áp suất toàn phần của thiết kế để khắc phục tất cả các sức cản trở trở lực trong hệ thống. Khối lượng riêng của không khí ở 140 0C Chuẩn số Reynol Khi trị số Re có giá trị nhỏ, lớp trên bề mặt chảy phủ kín phần nhô ra của bề mặt nhóm, ống dẫn làm việc như ống nhăn. Tăng Re hoàn toàn khồng ảnh hưởng đến sự thay đổi đến hệ số ma sát trong thực tế có thể thừa nhận Áp suất để khác phục trở lực ma sát Áp suất cần thiết để khác phục trở lực cục bộ: Áp suất cần thiết để khắc phục áp suất thủy tĩnh. Áp suất cần thiết để khắc phục trở lực trong tháp. Áp suất bổ sung ở cuối ống dẫn trong những trường hợp cần thiết. Tính công suất quạt ly tâm Tính công suất bơm Chọn công suất bơm NB= 0,6w HẤP PHỤ Thieát laäp ñöôøng haáp phuï ñaúng nhieät cuûa CO Döïa vaøo ñöôøng haáp phuï ñaúng nhieät cuûa Benzen (Hình X.1 trang 245 Soå tay Quaù trình vaø thieát bò coâng ngheä hoùa chaát – Taäp 2), ta xaây döïng ñöôøng haáp phuï ñaúng nhieät cuûa CO theo caùc coâng thöùc: (1) (2) Trong ñoù: a1*, a2*: Noàng ñoä cuûa Benzen vaø CO bò haáp phuï (kg chaát bò haáp phuï/kg than) V1, V2: Theå tích mol Benzen vaø CO ôû daïng loûng (m3/kmol) p1, p2: Aùp suaát rieâng phaàn cuûa hôi Benzen vaø CO (mmHg) ps,1, ps,2: Aùp suaát hôi baõo hoaø cuûa hôi Benzen ôû 20oC vaø CO ôû 30oC (mmHg) T1, T2: Nhieät ñoä cuûa Benzen vaø CO khi haáp phuï (oK) b: Heä soá aùi löïc (heä soá aphin) Ta coù: T1 = 293 (oK) T2 = 303 (oK) Tra hình XXIII, XXIV trang 466 (Saùch Quaù trình vaø thieát bò coâng ngheä hoùa hoïc – Taäp 10 – Ví duï vaø Baøi taäp): ps,1 = 75 (mmHg) ps,2 = 140 (mmHg) Tra baûng 4 trang 397 (Saùch Quaù trình vaø thieát bò coâng ngheä hoùa hoïc – Taäp 10 – Ví duï vaø Baøi taäp): r1 = 879 (kg/m3) r2 = 783 (kg/m3) Theå tích mol cuûa Benzen vaø CO: Heä soá aùi löïc: