Một số phương pháp xử lý khí thải trong công nghiệp hoá chất

Download miễn phí Một số phương pháp xử lý khí thải trong công nghiệp hoá chất





Lời nói đầu 5

 

Phần I.Tổng quan 7

Chương I. Ô nhiễm không khí do khí thải trong công nghiệp hoá chất 7

I.Các nguồn gây ô nhiễm khí trong công nghiệp sản xuất hoá chất 7

1.Công nghiệp sản xuất axit Sunfuric 7

2.Công nghiệp sản xuất axit Nitric 8

3.Công nghiệp sản xuất giấy 8

4.Công nghiệp sản đồ nhựa 9

5.Công nghiệp lọc hoá dầu 9

6.Công nghiệp sản xuất phân bón 10

7.Công nghiệp sản xuất xi măng 10

8.Công nghiệp sản xuất lưu huỳnh 10

II.Lượng hơi và khí độc hại rò rỉ từ các thiết bị công nghệ 11

III.Tác hại của các chất gây ô nhiễm khí 15

1.Khí CO 15

2.Khí Nitơ oxit 16

3.Khí SO2 17

4.Khí H2S 17

5.Khí Clo 18

6.Khí Amoniac 18

IV.Một số phương pháp xử lý khí thải trong công nghiệp hoá chất 19

1. Một số phương pháp xử lý khí thải trong công nghiệp hoá chất 19

2. Phương pháp hấp thụ xử lý khí thải chứa NH3 22

a.Nguyên lý quá trình 22

 b.Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình 23

Chương II.Công nghệ sản xuất NH3 24

I.Lịch sử phát triển của công nghệ tổng hợp NH3 24

II.Giới thiệu chung về quá trình tổng hợp Amoniac 24

III.Tính chất của Amoniac 25

IV.Cơ sở lý luận quá trình tổng hợp NH3 . 27

V.Dây chuyền sản xuất NH3 . 33

 VI.Thuyết minh lưu trình công nghệ 36

Chương III.Tính cân bằng vật chất của quá trình phóng không 38

I.Cân bằng vật chất cho tháp tổng hợp NH3 . 40

II.Cân bằng vật chất cho thiết bị làm lạnh bằng H2O 43

III.Cân bằng vật chất cho quá trình phóng không 47

IV.Tính cân bằng vật chất cho quá trình phóng không theo

năng suất phân xưởng 51

 

Phần II. Quá trình xử lý và thu hồi NH3 trong khí phóng không 53

Chương I. Lập luận tính kinh tế của quá trình xử lý và

thu hồi NH3 trong khí phóng không 53

Chương II. Dây chuyền công nghệ quá trình hấp thụ NH3

trong khí phóng không 54

Chương III.Tính toán quá trình hấp thụ NH3 trong khí

phóng không 56

I.Tính toán thiết bị chính 56

II.Tính toán cơ khí 66

III.Tính toán thiết bị phụ 75

IV.Tính cân bằng nhiệt lượng cho quá trình hấp thụ 88

V.Tính cân bằng vật chất cho quá trình nhả hấp thụ .90

 

Kết luận 91

 

Tài liệu tham khảo 92

 





Để tải tài liệu này, vui lòng Trả lời bài viết, Mods sẽ gửi Link download cho bạn ngay qua hòm tin nhắn.

Ket-noi - Kho tài liệu miễn phí lớn nhất của bạn


Ai cần tài liệu gì mà không tìm thấy ở Ket-noi, đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí

Tóm tắt nội dung tài liệu:


ch tán lên bề mặt xúc tác.
2.Chất tham gia phản ứng từ bề mặt ngoài của xúc tác khuyếch tán vào mạch bên trong xúc tác
3. Hấp thụ lên bề mặt hoạt động của xúc tác
4.Thể tích ở trạng thái hấp thụ phản ứng hoá học lên bề mặt xúc tác và tạo ra sản phẩm.
5. Sản phẩm nhả ra khỏi bề mặt hoạt tính của xúc tác.
6. Sản phẩm khuyếch tán rời các mao mạch bên trong xúc tác ra ngoài bề mặt.
7. Sản phẩm từ bề mặt xúc tác khuyếch tán ra ngoài.
Trong các bước trên, bước 1 và 7 là quá trình khuyếch tán ngoài 2, 6 là quá trình khuyếch tán trong, các bước 3, 4 , 5 là quá trình động học hoá học. Bước chậm nhất quyết định tốc độ toàn bộ quá trình.
Cơ chế của qúa trình tổng hợp NH3 về cơ bản thuộc về cơ chế khí - rắn và cơ chế quá trình được giả thiết như sau:
H2 và N2 từ không gian pha khí khuyếch tán đến bề mặt xúc tác, phần lớn thể khí này khuyếch tán vào mao mạch bên trong xúc tán đồng thời tiến hành hấp phụ hoạt tính hoá học trên bề mặt ấy. N2 hấp phụ (N2hp) phản ứng với H2 hấp phụ (H2hp) và H2 pha khí (H2k) lần lượt tạo thành NH, NH2, NH3. Sản phẩm cuối cùng tách ra khỏi bề mặt xúc tác và đi vào pha khí. Quá trình biểu diễn theo sơ đồ như sau:
+ H2
+ Fe
+ H2
+ H2
N2(k) đ N2hp đ FeN đ Fe2NH đ FexNH2 đ FexNH3
đ xFe đ NH3hp đ NH3 khí
Trong quá trình phản ứng trên, khi tốc độ dòng khí tương đối đủ lớn và cỡ hạt xúc tác nhỏ và vừa thì ảnh hưởng của các nhân tố khuếch tán ngoài và khuếch tán tương đối trong đối với phản ứng là rất nhỏ, mà tốc độ của N2 hấp phụ lên bề mặt xúc tác sắt thì rất gần với tốc độ tổng hợp NH3, tức là bước hấp phụ hoạt tính của N2 tiến hành chậm nhất và là mấu chốt quyết định tốc độ phản ứng.
Phương trình động học của phản ứng có dạng.
W =
Với W: Tốc độ tức thời của phản ứng. Bằng hiệu số tốc độ phản ứng thuận và nghịch.
K1, K2 : Hằng số tốc độ phản ứng thuận và nghịch PN , PNH, PN: áp suất riêng phần của các cấu tử tại thời điểm xét.
b. Các yếu tố ảnh hưởng đển tốc độ của phản ứng
b1.áp suất:
Nếu lấy yN , yHSO , yNH lần lượt là nồng độ tức thời của N2, H2, NH3 , P là áp suất chung thì: PH = yH2 .P, PN = yN. P, PNH = YNH . P
Thay vào phương trình động học ta có:
W =
Vậy tốc độ phản ứng tỷ lệ thuận với luỹ thừa 1,5 của áp suất, tốc độ phản ứng tỷ lệ nghịch với luỹ thừa bậc 0,5 của áp suất. Nâng cao áp suất có thể tăng nhanh tốc độ tạo thành NH3.
b2.Nhiệt độ:
Tăng nhiệt độ, tốc độ phản ứng hoá học sẽ tăng lên, nhưng tăng nhiệt độ không có lợi cho cân bằng của phản ứng. Do vậy nhiệt độ của quá trình phải phù hợp với hoạt tính của xúc tác và từ đó sẽ có nhiệt độ thích hợp mà tốc độ phản ứng và cân bằng phản ứng là lớn nhất.
b3.ảnh hưởng của nồng độ khí trơ:
Khí trơ làm giảm áp suất riêng phần của H2 và N2.
áp suất của quá trình tổng hợp phải là áp suất thực của hỗn hợp N2 + H2. Giá trị của áp suất hiệu quả khi có khí trơ được tính theo
Php = P ( 1-i)2
i: Nồng độ khí trơ trong hỗn hợp khí (phần thể tích)
Sự phụ thuộc của nồng độ khí trơ đến nồng độ NH3 ra tháp theo tỷ lệ nghịch. Do đó phải tìm cách giảm lượng khí trơ đến < 1%
2.ảnh hưởng của tốc độ không gian:
Tăng tốc độ không gian sẽ làm tăng năng suất của thiết bị (tức là tăng được sản lượng), mặc dù tăng tốc độ không gian thì nồng độ NH3 ra tháp sẽ giảm. Nhưng tốc độ không gian không thể tăng lớn quá vì sẽ gây lên mất cân bằng nhiệt của tháp tổng hợp và gây trở lực của hệ thống lớn, thường trong sản xuất bình thường ở áp suất trung áp, ta khống chế tốc độ không gian vào khoảng 25000 - 30000 Nm3/m3xt. h
3.Xúc tác cho quá trình tổng hợp NH3
Có rất nhiều chất có thể làm xúc tác cho quá trình tổng hợp NH3 như các nguyên tố Fe, Pt, Mn, W, những loại xúc tác lấy Fe làm thành phần chính được sử dụng rộng rãi do có nguồn nguyên liệu chính là Fe dồi dào, giá thành rẻ, dễ kiếm, ở nhiệt độ thấp cũng có hoạt tính tốt, khả năng chống độc mạnh, tuổi thọ cao.
Thành phần của xúc tác:
Cấu tử hoạt tính là Fe được điều chế dưới dạng Fe3O4 (oxit sắt từ) có độ xốp lớn và hoạt tính cao Fe3O4 = FeO . Fe2O3 theo tỷ lệ = 0,47 á 0,57 trong đó FeO chiếm 24 á 28%
Chất phụ gia là Al2O3 , K2O, CaO
Tác dụng của chất phụ gia: Làm tăng hoạt tính của xúc tác , cụ thể khi có chất phụ gia làm cho nồng độ các electron tự do lớn với liên kết yếu, làm giảm công chuyển điện tử, dễ tạo hợp chất trung gian, kết quả là hoạt tính của xúc tác tăng.
Thứ tự cho phụ gia Al2O3 - K2O - CaO.
V. Dây chuyền sản xuất, lựa chọn điều kiện công nghệ
Trong quá trình phát triển của công nghệ tổng hợp NH3 đã xuất hiện nhiều loại dây chuyền khác nhau, sản xuất với các phương pháp khác nhau. Song tất cả các dây chuyền đều bao gồm một số bước như sau:
Bước 1: Nén khí nguyên liệu
Sau khi hỗn hợp khí N2, H2 với tỷ lệ H2: N2= 3:1 được khử sạch các tạp chất có hại , tiến hành nén hỗn hợp qua máy nén để nâng áp suất đến áp suất tổng hợp NH3. . Như ta biết áp suất càng cao càng có lợi cho cân bằng và tốc độ phản ứng đồng thời cường độ sản xuất của thiết bị lớn, dễ phân ly NH3 . Song nâng cao áp suất thì yêu cầu thiết bị phức tạp, thao tác khó khăn, tiêu hao năng lượng, tuổi thọ xúc tác giảm. Để phù hợp với điều kiện sản xuất ở Việt Nam ta chọn áp suất 320 at.
Bước 2 : Tinh chế lần cuối .
Hỗn hợp khí qua công đoạn tinh chế nói chung đã được khử sạch toàn bộ các hợp chất của lưu huỳnh và phốt pho. Song vẫn còn các hợp chất chứa CO, CO2 , O2 . Nếu hàm lượng CO + CO2 + O2 < 20 pPhần mềm thì khí sau khi qua máy nén và khử dầu có thể đưa sang tổng hợp ngay. Nhưng nếu hàm lượng CO + CO2 + CO2 tương đối lớn cần tinh chế lại lần cuối bằng cách đưa hỗn hợp khí đi qua thiết bị khử CO, CO2 CO2 để thực hiện các phản ứng hyđro hoá nhằm chuyển hoá thành CH4 không độc với xúc tác.
Các phản ứng:
2H2 + O2 = 2H2O + Q
CO + 3H2 = CH4 + H2O + Q
CO2 + 4H2 = CH4 + 2H2O + Q
Bước 3: Hâm nóng khí và tiến hành tổng hợp .
Cần nâng cao nhiệt độ khí đến nhiệt độ hoạt tính của xúc tác. Nhiệt độ khí càng cao thì tốc độ phản ứng lớn nhưng hiệu suất cân bằng giảm. Vì vậy ta phải duy trì nhiệt độ thích hợp . Quá trình phản ứng toả nhiệt khác nhau . Rút nhiệt bộ ống lồng ống lại phức tạp cồng kềnh . Rút nhiệt trung gian ( cho nước làm lạnh để sản xuất hơi nước ) dùng trong thiết bị có năng suất lớn . Truyền nhiệt thiết bị loại hướng kính , đường đi của tác nhân ngắn làm giảm tổn thất áp suất, tổng hợp với xúc tác của quá trình là Fe3O4 thì nhiệt độ thích hợp là 450-5000C . Khi bắt đầu chạy máy việc hâm nóng hỗn hợp khí phản ứng được tiến hành trong thiết bị truyền nhiệt như đã nói ở trên .
Bước 4: Phân ly NH3 .
Do đặc điểm của phản ứng tổng hợp cho nên sau khi hỗn hợp khí đi qua tháp tổng hợp chỉ có một phần NH3 được sinh ra ( với hệ việc làm việc trung áp [NH3] = 15 -20% , hệ làm việc ở áp suất cao [NH3] không vượt quá 25% ).
Để tách NH3 tạo thành sau khi tổng hợp người ta dùng phương pháp lạnh ngưng tụ . Nguyên tắc chủ yếu của phương pháp này là hạ thấp nhiệt độ nhằm hạ thấp áp suất bão...

Music ♫

Copyright: Tài liệu đại học ©