TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP. HCM
VIỆN KHCN & QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG

Đồ án môn học
KỸ THUẬT KHỐNG CHẾ Ô
NHIỄM KHÔNG KHÍ VÀ TIẾNG ỒN
Tên đề tài:
TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ
LÝ KHÍ THẢI LÒ ĐỐT VỎ HẠT ĐIỀU VỚI
CÔNG SUẤT 10KG/H
GVHD : Trần Thị Hiền
SVTH : Nhóm 1
Lớp : CDMT 10
TP. HCM, tháng 11 năm 2010
1
Danh sách thành viên nhóm
1. Nguyễn Minh Hiền 08220701
2. Dương Thị Loan Anh 08116471
3. Lê Nam Cường 08209771
4. Lê Thành Đạt 08242501
5. Võ Thị Trung Hậu 08240741
MỤC LỤC
2
3
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

và là tỉnh hiện đứng đầu cả nước về diện tích, sản lượng hạt điều thô (năm
2004 đạt 97.000 tấn trong tổng số 350.000 tấn) cùng với trên 70 cơ sở, nhà
máy chế biến. Ngoài ra vùng trồng điều còn tập trung tại một số tỉnh như
Bình Phước (170.000 ha), Bình Thuận (16.000 ha), Bình Định (14.000 ha),
Bà Rịa – Vũng Tàu (12.000 ha). Tại các vùng này trồng điều phát triển khá
mạnh và chiếm khoảng 2/3 diện tích điều cả nước.
Cây điều có nguồn gốc từ Brazil, thân cao. Hạt điều được nhiều người
biết đến nhất trên thị trường thế giới, hạt điều được bao phủ bằng vỏ hạt
chứa rất nhiều dầu ăn mòn, phần này thường được gọi là hạt, nó gắn kết với
phần quả. Phần hạt chỉ chiếm khoảng 10% tổng khối lượng cả quả.
Hầu hết các nước sản xuất điều đều chỉ chế biến phần hạt mà không
chú ý đến phần quả, chủ yếu chỉ lấy từ phần vỏ lụa trở vào.
Hạt điều lần đầu tiên được Ấn Độ xuất khẩu vào năm 1992 và 1925,
với khối lượng trên 1000 tấn mỗi năm. Ngày nay, hạt điều đã trở thành một
mặt hàng quan trọng trong thương mại thế giới với khối lượng xuất khẩu
trên 100. 000 tấn/năm. Các nước xuất khẩu chủ yếu là Tanzania, Kenya,
5
Mozambique, Brazil và Nigieria. Các nước nhập khẩu chủ yếu là Mỹ, Nga,
Anh, Bắc Ai len, Đức, Đông Âu, Úc và Canada.
Phần quả ít khi được chế biến, mặc dù nó có rất nhiều hương thơm,
nếu so sánh với các loại trái cây khác thì nó là một trong những loại chứa
nhiều vitamin C nhất. Một quả cam chỉ chứa khoảng 50mg vitamin C. Kỹ
thuật sản xuất nước điều cũng rất đơn giản, sản phẩm đễ được thị trường
trong cũng như ngoài nước chấp nhận, nước điều có thể sử dụng ở nồng độ
tự nhiên hoặc cô đặc đến 60
o
Brix.
Điều được thu hoạch khi đã chín, lúc này phần nhân đã phát triển
hoàn toàn. Đều chín tự động rụng xuống, thu nhặt và chuyển ngay đến nhà
máy chế biến. Nước quả phải được trích trong vòng 6 giờ sau khi thu nhặt,

Tách hạt: ngay khi đến xưởng, quả điều được lấy ra khỏi thùng gỗ và
chuyển đến băng tải, tại đây ta tiến hành tách cuống bằng thủ công. Tay
mang găng cao su, dùng hai ngón tay day và kéo hạt ra khỏi quả. Quả và hạt
được đưa qua sàng rung, tại đây hạt nhỏ hơn rơi xuống còn lại quả chuyển
đến một bộ phận khác.
Rửa: do khi rơi quả điều có dính đất và quá trình tách bóc bằng tay, quả điều
có thể bị bẩn do vậy phải rửa với nước clo (5ppm), ban đầu rửa khuấy đảo
sau cùng phun nước áp lực lớn.
Trích nước quả: quả điều được chuyển đến một máy ép trên băng tải cao su
sau đó đưa ngược trở lại một mâm bằng thép. Phần xơ được đưa ra ngoài ở
cuối vít đùn, nước lắng lại ở đáy máy ép, nước quả lúc này có rất nhiều xơ
nhỏ. Xơ rơi khỏi vít đùn có thể được đưa đến một máy ép thứ 2 để thu hồi
hết nước điều, nước cũng có thể được thêm vào trong máy ép thứ 2.
7
Lọc: nếu muốn, phần vỏ còn trong nước điều có thể tách ra bằng thiết bị tách
ly tâm.
Diệt khuẩn theo phương pháp Pasteur và thu hồi hương: nước quả được
diệt khuẩn theo phương pháp Pasteur trong thiết bị trao đổi nhiệt ở nhiệt độ
85 – 90
o
C trong vài giây và bơm ngay đến thiết bị bốc hơi nhanh gắn với hệ
thống thu hồi hương, trong khi nhiệt độ còn thấp, một số chất ngưng tụ dễ
bay hơi vẫn còn trong trạng thái ngưng tụ. Các chất dễ bay hơi này là hương
thơm đặc trưng của nước điều. Trong giai đoạn diệt khuẩn một số enzyme
không mong muốn sẽ bị làm mất hoạt tính và một số hương thơm bị mất đi
trong quá trình bay hơi sẽ được thu hồi. Nồng độ hương của sản phẩm sẽ cao
hơn từ 500- 1000 lần so với nước điều tự nhiên.
Bay hơi: nước điều có thể được cô đặc từ 12
o
lên 16

thì nó phải được điều hòa độ ẩm trước khi mang ra chế biến, điều hòa độ ẩm
bằng cách phun nước vào trong 10 phút sau đó xả, tiếp tục làm vài lần cho
đến khi hạt điều hấp thu đủ lượng nước cần thiết. Nếu hạt điều không qua
tồn trữ mà chế biến ngay thì không cần phải điều hòa độ ẩm trước khi chế
biến.
Nướng hạt và ly tâm: hạt điều phải được nướng theo từng kích thước khác
nhau để tất cả các hạt đều đồng nhất, ngược lại thì những hạt nhỏ sẽ bị quá
lửa hoặc cháy trước khi các hạt khác vừa nướng đủ lửa. Công đoạn nướng
hạt có thể được thực hiện bằng chính dầu của vỏ hạt, dầu vỏ phun ra khi gia
nhiệt. Nhiệt độ nướng khoảng 185 – 190
o
C trong vòng 1.5 phút, tỷ lệ dầu vỏ
hạt với hạt điều là khoảng 30/50. Sau khi nướng, hạt phải được làm nguội
bằng cách xịt nước lạnh, sau đó ly tâm để trích bỏ phần dầu vỏ hạt còn sót
lại.
9
Tách vỏ: quá trình tách vỏ đã loại bỏ dầu bằng cách đập vào đầu hạt, hạt sẽ
bị vỡ ra theo đường nứt tự nhiên. Trung bình mỗi ngày một công nhân tách
vỏ có thể tách được 7 kg nhân, hay tương đương với 27 kg hạt nướng, hay
32 kg hạt thô, hay 10 hạt một phút. Một điều hết sức quan trọng là khi tiến
hành tách vỏ không được để cho nhân bị vỡ, hạt điều nguyên sẽ có giá cao
hơn trên thị trường. Tro của võ sẽ bám vào tay và dụng cụ nhằm tránh sự
phá hỏng nhân và làm hại da tay do dầu từ vỏ hạt. Dầu vỏ hạt kết hợp với tro
của vỏ sẽ được tách ra dễ dàng khỏi nhân.
Sấy khô và lột vỏ lụa: để dễ dàng lột vỏ lụa khỏi nhân, hạt điều phải được
sấy khô thì khi đó mới có thể lột vỏ lụa bằng dao gỗ hoặc thép hoặc bằng các
phương pháp cơ giới khác. Làm khô trên mâm bằng không khí nóng, thiết bị
làm khô được gia nhiệt bằng vỏ hạt đốt cháy. Dầu vỏ hạt điều có thể được
trích ra trong khi nướng hạt, nó có thể được bán với giá cao dùng làm
nguyên liệu sản xuất nhựa resin dùng cho thắng xe tải.

được khi giảm áp suất và giữ nhiệt độ giống như nhiệt độ lúc hấp phụ. Còn
việc tách chất hấp phụ hóa học thì khó khăn hơn nhiều.
a. Thiết bị hấp phụ lớp mỏng
Loại này dùng làm chất hấp phụ với một lớp có chiều dày khoảng 1,3
cm. Với bề dày như vậy sẽ tiết kiệm diện tích vì trở lực nhỏ. Loại này
thường được dùng để lọc tinh không khí sạch cho hệ thống cấp không khí.
b. Thiết bị hấp phụ lớp dày
Loại này sử dụng lớp than hoạt tính có bề dày > 1,3 cm để làm lớp hấp
phụ.
- Phạm vi sử dụng thiết bị hấp phụ
Thiết bị hấp phụ được sử dụng
trong nhiều trường hợp như tái sinh
methyl chlorofom từ thiết bị làm màng
thuộc phim ảnh, tái sinh hơi cồn từ kho
chứa rượu, lọc sạch khí thải lò đốt
Hình 2.1: Tháp hấp phụ
2.2. Xử lý khí thải bằng phương pháp hấp thụ
Cho khí thải tiếp xúc với chất lỏng, các khí này hoặc được hòa tan trong chất
lỏng, hoặc được biến đổi thành phần.
Hiệu quả của phương pháp này phụ thuộc vào diện tích bề mặt tiếp xúc
giữa khí với chất lỏng, thời gian tiếp xúc, nồng độ môi trường hấp thụ và tốc
độ phản ứng giữa chất hấp thụ và khí.
12
Khí
bẩn
Khí
sạch
Đến thiết bị
ngưng
Chất mang

CO
x
,
Chất hấp thụ: nước, CaCO
3
, MgO, ZnO, Na
2
CO
3
, NH
4
OH, Na
2
CO
3
,
K
2
CO
3
, K
3
PO
4
, NaOH,
Thiết bị hấp thụ: là thiết bị chứa dung dịch hấp thụ, mà dòng khí sẽ đi
qua. Thiết bị được thiết kế, chế tạo sao cho hiệu suất khử khí là cao nhất.
13
• Tháp đĩa
Hình 2.2: Tháp đệm

- Phạm vi ứng dụng các thiết bị hấp thụ
Trong thiết hấp thụ được sử dụng nhiều cho việc khử SO
2
trong khí thải
do đốt dầu, than và từ lò nấu kim loại; khử hơi H
2
SO
4
từ sản xuất hóa chất,
hơi H
2
S từ khí thiên nhiên và lọc dầu, khí clo từ sản xuất hoá học, các
halogen, CO
2
, NO
2
và hạt từ các quá trình công nghệ. H
2
SO
4
, HCl từ quá
trình mạ kim loại.
2.3. Xử lý khí thải bằng phương pháp đốt
Xử lý ô nhiễm bằng quá trình thiêu đốt hoặc còn gọi là đốt cháy sau
được áp dụng khá phổ biến trong trường hợp lượng khí thải lớn mà nồng độ
chất ô nhiễm cháy được lại rất bé, đặc biệt là những chất ô nhiễm có mùi
khó chịu.
15
Quá trình thiêu đốt rất thích dụng cho những trường hợp sau đây:
- Phần lớn các chất ô nhiễm có mùi khó chịu đều cháy được hoặc thay đổi

khỏi dòng khí thải. Có thể làm lạnh trực tiếp hay làm lạnh gián tiếp
- Phương pháp trực tiếp là dùng tác nhân lạnh trực tiếp tiếp xúc với khí
thải, gây hiệu ứng ngưng tụ các chất ô nhiễm độc hại, sau đó tách khí độc
hại đã ngưng tụ ra khỏi tác nhân làm lạnh.
- Phương pháp gián tiếp là dùng phương tiện trao đổi nhiệt (gián tiếp), chất
thải độc hại ngưng tụ được thu hồi dễ dàng, không cần phải có thiết bị xử
lý phân tách.
2.5. Làm sạch bụi bằng phương pháp lọc
Để thu gom và lọc bụi trước khi thải khí ra ngoài, ta dùng các thiết bị lọc
theo nguyên lí cơ học, hạt bụi chuyển động trong không khí, có khối lương
và vận tốc nào đó, ta thay đổi vận tốc chuyển động của dòng để tách các hạt
bụi ra khỏi hỗn hợp khí và bụi.
Theo nguyên lý này, ta chế tạo các buồn lắn bụi kiểu quán tính, các
thiết bị lọc kiểu li tâm, với nhiều cỡ to nhỏ và các loại khác nhau, không
hoặc có tưới nước; phun nước để tách bụi và lọc bụi ra khỏi không khí.
17
Hình 2.3: Sơ đồ làm việc của thiêt bị lọc tĩnh điện
Thiết bị lọc bụi kiểu tĩnh điện này có hiệu suất lọc bụi khá cao (98 –
99%). Bên cạnh đó giá thành chế tạo và giá thành vận chuyển cao, do đó
thường áp dụng cho các loại bụi quý ta cần thu hồi lại đẻ sử dụng, hoặc là
trường hợp có yêu cầu cao về mặt lọc bụi.
18
CHƯƠNG 3: THÔNG SỐ ĐẦU VÀO, QUY CHUẨN XẢ
THẢI VÀ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ
3.1. Thông số đầu vào và quy chuẩn xả thải
Bảng 3.1: Thành phần vỏ hạt điều sau đốt cháy:
Thành phần C
P
H
P

= 6,67 ( m
3
chuẩn/kgNL)
- Lượng không khí ẩm thực tế :
V
t
= α V
a
= 8,004 ( m
3
chuẩn/kgNL)
Với α = 1,2 – 1,6 : hệ số ẩm thừa.Chọn 1,2.
- Lượng khí SO
2
trong sản phẩm cháy (SPC) :
V
SO2
= 0,683.10
-2
× S
P
= 3,415.10
-3
(m
3
chuẩn/kgNL)
- Lượng khí CO trong SPC :
V
CO
= 1,865.10

chuẩn/kgNL)
- Lượng khí N
2
trong SPC :
V
N2
= 0,8.10
-2
.N
P
+ 0,79V
t
= 6,33 (m
3
chuẩn/kgNL)
- Tải lượng NO
X
:
19
M
NOX
= 3,953×(BQ)
1.18
= 0,468 (g/s)
- Nồng độ NO
X
:
C
NOX
= M

O2
= 8,561555 (m
3
chuẩn/kgNL)
- Lưu lượng khói ở điều kiện chuẩn :
L
C
= V
SPC
.B/3600 = 0,024 (m
3
/s)
- Lưu lượng khói thải ra ở 300
0
C :
Q
khói
= L
-c
.10(273 + 300)/273 = 0,504 (m
3
/s)
- Tải lượng SO
2
:
M
SO2
= 1000 × V
SO2
×B×ρ = 1000×3,415.10

3
)
Tải lượng CO

:
M
CO2
= 1000 × V
CO2
× B × P = 6,370 (g/s)
Nồng độ CO
2
:
C
CO2
= Mco/Q
K
× 1000 = 12640 (mg/m
3
)
- Tải lượng bụi :
M
bụi
= 10 × α × Ap × B/3600 = 0,194 (g/s)
Với α(0,1 – 0,85) : hệ số tro bay theo khói . Chọn 0,1 .
20
- Nồng độ bụi :
C
bụi
= M

Giải nhiệt
ống khói
CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ
22
Khí thải
Tháp phun rổng
Tháp hấp phụ
ống khói
Nguồn tiếp nhận
(QCVN: 19 – 2009)
4.1. Tính toán tháp phun rỗng
4.1.1. Tính toán thiết bị
 Diện tích tiết diện của tháp:
Ta có:
Và lưu lượng khí vào Q
k
= 0,504 m
3
/s.
Vận tốc khí đi vào tháp v
k
= 0,6 – 1,2 m/s. Ta chọn v
k
= 0,6 m/s
Vậy diện tích tiết diện của tháp là:
 Đường kính tháp
Ta chọn D = 105 cm.
 Chiều cao tháp:
Chọn H = 263 (cm)
 Lưu lượng nước toàn phần để phun tưới:

)(03,1
14,3
84,0.44
m
s
D
===
π
mDH 625,205,1.5,25,2
===
10.0,504 5,04( / )
n k
Q mQ l s
= = =
)/(12,0
84,0.05,0
10.04,5
3
sm
S
Q
v
n
n
===
−
α
Chọn số lỗ n tùy thuôc đường kính tháp ta chọn n=25
−
π
 Tính đáy và nắp
Chiều cao tháp: H = (2,5-3)D=0,575m=5750mm
Chọn H=2,5.D
Ta có: h
1
= 0,25D = 0,25.0,23 = 0,0575m =575mm
h >=2s nhưng không nhỏ hơn chiều dày thiết bị(25mm). Chọn h =
4mm
Chiều cao toàn tháp:
H
t
= 2.(h
1
+h)+H = 2(575 + 4) +5750 = 6908mm
 Tính trở lực hệ thống
24
)(10.17,5
12,0.14,3.25
10.04,5.05,0
3
3
m
vn
Q
d
n
n
−

=








+=








+=
8,0
=
e
η
9,90)63,2.
504,0
10.504,0
.
12,0.10.9,7
72,0.8,0
2

2
O
 Áp suất toàn phần cần thiết để khắc phục tất cả sức cản thủy lực trong
hệ thống
ΔP = ΔP
đ
+ ΔP
m
+ΔP
H
+ ΔP
t
+ ΔP
k
Khối lượng riêng không khí ở 300
o
C:
3
/6,0
760)300.00367,01(
760.293,1
760)00367,01(
293,1
mkg
t
p
=
+
=
+

P
k
td
m
===∆
ρ
λ
Áp suất cần thiết để khắc phục trở lực cục bộ:
2
2
2
/33
2
6,0.10
1,1
2
mN
v
P
k
c
===∆
ρ
ξ
Áp suất cần thiết để khắc phục áp suất thủy tĩnh
H là chiều cao. Ta chọn H =1
2
/98101.81,9.1000 mNgHP
H
===∆