class="bi x0 y0 w0 h1"

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ
MÔI TRƯỜNG TPHCM
Khoa Môi Trường
Bộ môn Kỹ thuật Môi trường
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
oOo

ĐỒ ÁN
MÔN HỌC XỬ LÝ KHÍ THẢI

Họ và tên sinh viên: Phạm Hoàng Phi Sơn
Lớp : 05ktmt3
Ngành : Kỹ thuật môi trường

1. Ngày giao đồ án: 22/01/2014
2. Ngày hoàn thành đồ án: 12/05/2014
3. Đầu đề đồ án: Tính toán thiết kế tháp hấp thụ xử lý khí SO
2
cho công ty cổ phần lương thực
thực phẩm safoco thành phố Hồ Chí Minh.
4. Nhiệm vụ (nội dung yêu cầu và số liệu ban đầu):

2
Mg/ m
3
8000
3 Nhiệt độ khí thải
0
C 155 Đồ án môn học xử lý khí thải
Xử lí khí thải SO
2
của công ty cổ phần lương thực thực phẩm Safoco công suất 10000m
3
/h
SVTH: Phạm Hoàng Phi Sơn
MSSV: 0510020274
GVHD: Tôn Thất Lãng
i

LỜI NÓI ĐẦU

) và lưu huỳnh nguyên chất.
Xuất phát từ yêu cầu trên, đề tài đồ án mà em thực hiện là : Thiết kế hệ thống xử lý
khí thải SO
2
từ lò sấy của công ty chế biến thực phẩm công suất 10000 m
3
/h. Chất lượng
khí thải sau khi xử lý phải đạt cột B của quy chuẩn QCVN 19:2009/BTNMT.
Đồ án môn học xử lý khí thải
Xử lí khí thải SO
2
của công ty cổ phần lương thực thực phẩm Safoco công suất 10000m
3
/h
SVTH: Phạm Hoàng Phi Sơn
MSSV: 0510020274
GVHD: Tôn Thất Lãng
ii LỜI CÁM ƠN
Đồ án môn học này là một ứng dụng thực tế về những gì mà em đã được học trong
môn xử lý nước thải. Đồ án này sẽ không hoàn chỉnh nếu không có sự chỉ dạy và hướng
dẫn tận tình của các thầy cô và ý kiến hỗ trợ của bạn bè.

Điểm số bằng số ________________Điểm số bằng chữ
_________________

TP.HCM, ngày tháng năm 2014
Đồ án môn học xử lý khí thải
Xử lí khí thải SO
2
của công ty cổ phần lương thực thực phẩm Safoco công suất 10000m
3

Xử lí khí thải SO
2
của công ty cổ phần lương thực thực phẩm Safoco công suất 10000m
3
/h
SVTH: Phạm Hoàng Phi Sơn
MSSV: 0510020274
GVHD: Tôn Thất Lãng
v

Đồ án môn học xử lý khí thải
Xử lí khí thải SO
2
của công ty cổ phần lương thực thực phẩm Safoco công suất 10000m
3
/h
SVTH: Phạm Hoàng Phi Sơn
MSSV: 0510020274
GVHD: PGS.TS.Tôn Thất Lãng

1
MỤC LỤC
DANH MỤC HÌNH 4
DANH MỤC BẢNG 4
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 5
1.1.


1.4.4.

Cacbon monoxit (CO)
9
1.4.5.

Mồ hóng và bụi
9
1.5.

Các phương pháp xử lý khí thải từ lò sấy dung dầu FO:
10
1.5.1.

Phương pháp hấp thụ:
10
1.5.2.

Phương pháp hấp phụ:
12
1.5.3.

Phương pháp đốt:
13
1.6.

CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ SO
2
13
1.6.1. Hấp thụ khí SO

2
của công ty cổ phần lương thực thực phẩm Safoco công suất 10000m
3
/h
SVTH: Phạm Hoàng Phi Sơn
MSSV: 0510020274
GVHD: PGS.TS.Tôn Thất Lãng

2
1.6.8. Hấp phụ khí SO
2
bằng than hoạt tính
15
1.6.9. Hấp phụ khí SO
2
bằng vôi, đá vôi, đolomit
15
CHƯƠNG 2: ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ 16
2.1.

CƠ SỞ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN
16
2.1.1.

Thành phần tính chất khí thải
16
2.1.2.

Yêu cầu thiết kế
16

22
3.2.

XÁC ĐỊNH PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG
23
3.2.1.

Tính toán cho cặp giá trị P*
SO2
= 60mmHg và C
SO2
= 0,5gSO
2
/100gH
2
O
24
3.2.2.

Kết quả
25
3.3.

XÁC ĐỊNH PHƯƠNG TRÌNH ĐƯỜNG LÀM VIỆC
29
3.3.1.

Xác định L
min
29


3
4.2.

TÍNH CHIỀU CAO THÁP HẤP THỤ
33
4.2.1.

Chiều cao tháp hấp thụ
33
4.2.2.

Tính trở lực tháp
37
4.2.3.

Tính bơm
38
4.2.4.

Tính quạt
40
4.3.

TÍNH CƠ KHÍ
41
4.3.1.

Thân tháp
41

Tải trọng toàn tháp
49
4.3.10.Chân đỡ
49
4.3.11.Tai treo
50
CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN GIÁ THÀNH 51
CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN - KIẾN NGHỊ 52
6.1.

KẾT LUẬN
52
6.2.

KIẾN NGHỊ
52
TÀI LIỆU THAM KHẢO 53

Đồ án môn học xử lý khí thải
Xử lí khí thải SO
2
của công ty cổ phần lương thực thực phẩm Safoco công suất 10000m
3
/h
SVTH: Phạm Hoàng Phi Sơn
MSSV: 0510020274
GVHD: PGS.TS.Tôn Thất Lãng

4
DANH MỤC HÌNH Đồ án môn học xử lý khí thải
Xử lí khí thải SO
2
của công ty cổ phần lương thực thực phẩm Safoco công suất 10000m
3
/h
SVTH: Phạm Hoàng Phi Sơn
MSSV: 0510020274
GVHD: PGS.TS.Tôn Thất Lãng

5

CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN
1.1 KHÁI QUÁT
Lò sấy là nguồn cung cấp nhiệt khá phổ biến trong nhiều loại hình công nghệ, thường
gặp trong các công đoạn sấy, gia nhiệt định hình, gia nhiệt cho các phản ứng hóa học, làm
chín thực phẩm, khử trùng
Lò sấy có thể được cấp nhiệt từ nhiều nguồn khác nhau. Ở các lò sấy công suất nhỏ
thường cấp nhiệt bằng điện, một số lò hiện đại dùng nhiên liệu là khí đốt hóa lỏng (gas-
LPG) kèm theo là hệ thống điều chỉnh tự động. Với các lò sấy “sạch” như trên thường
không có vấn đề về mặt khói bụi thải. Tuy nhiên, thường gặp trong các cơ sở tiểu thủ
công nghiệp tại Thành phố Hồ Chí Minh là các lò sấy dùng nhiên liệu đốt lò chính là gỗ
củi, than đá hoặc dầu F.O. Các sản phẩm cháy do việc đốt các nhiên liệu trên thải vào
không khí thường là nguyên nhân dẫn đến tình trạng ô nhiễm môi trường.
1.2 GIỚI THIỆU VỀ DẦU FO

lắp đặt thêm hệ thống hâm nóng để làm giảm độ nhớt của dầu tới mức phù hợp với yêu
cầu của mỏ phun. Trên thực tế, độ nhớt của các loại dầu FO (40
0
C) khoảng 2-6 cSt
(centistoke) là phù hợp.
1.3 THÀNH PHẦN, TÍNH CHẤT KHÍ THẢI LÒ SẤY
Trong khí thải của lò sấy đốt dầu FO người ta thường thấy có các chất sau: CO
2
, CO,
NO
x
, SO
2
, SO
3
, ngoài ra còn có một hàm lượng nhỏ tro và các hạt tro rất nhỏ trộn lẫn với
dầu cháy không hết tồn tại dưới dạng sol khí mà ta thường gọi là mồ hóng.
1.3.1 Lưu huỳnh dioxit (SO
2
)
Lưu huỳnh dioxit là loại chất ô nhiễm phổ biến nhất trong sản xuất công nghiệp cũng
như trong sinh hoạt của con người. Nguồn phát thải khí này chủ yếu từ các trung tâm
nhiệt điện, lò nung, lò hơi, lò sấy khi đốt nhiên liệu than, dầu và khí đốt có chứa lưu
huỳnh hoặc hợp chất của lưu huỳnh.
Tính chất vật lý:
Ở điều kiện thường, SO
2
là chất khí không màu, mùi xốc, gây ho, nặng gấp 2 lần
không khí (d=2,2). SO
2

là loại khí độc hại không chỉ đối với sức khỏe con người, động thực vật mà
còn ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường.
 Đối với sức khỏe con người
SO
2
là chất có tính kích thích, ở nồng độ nhất định có thể gây co giật ở cơ trơn của khí
quản. Ở nồng độ lớn hơn sẽ gây tăng tiết dịch niêm mạc đường khí quản. Khi tiếp xúc với
mắt, chúng có thể tạo thành axit
SO
2
có thể xâm nhập vào cơ thể con người qua các cơ quan hô hấp hoặc các cơ quan
tiêu hóa sau khi được hòa tan trong nước bọt. Cuối cùng, chúng có thể xâm nhập vào hệ

Đồ án môn học xử lý khí thải
Xử lí khí thải SO
2
của công ty cổ phần lương thực thực phẩm Safoco công suất 10000m
3
/h
SVTH: Phạm Hoàng Phi Sơn
MSSV: 0510020274
GVHD: PGS.TS.Tôn Thất Lãng

7
tuần hoàn.
Khi tiếp xúc với bụi, SO
2
có thể tạo ra các hạt axit nhỏ có khả năng xâm nhập vào các
huyết mạch nếu kích thước của chúng nhỏ hơn 2-3 µm
SO

đất và mang các kim loại độc hại xuống ao hồ, gây ô nhiễm nguồn nước trong hồ, phá
hỏng các loại thức ăn, uy hiếp sự sinh tồn của các loài cá và các sinh vật khác trong nước.
Rừng bị hủy diệt và sản lượng nông nghiệp bị giảm: mưa axit làm tổn thương lá cây,
gây trở ngại quá trình quang hợp, làm cho lá cây bị vàng và rơi rụng, làm giảm độ màu
mỡ của đất và cản trở sự sinh trưởng của cây cối.
Làm tổn hại sức khỏe con người: các hạt sulfate, nitrate tạo thành trong khí quyển làm
hạn chế tầm nhìn. Hơn nữa, do hiện tượng tích tụ sinh học, khi con người ăn các loại cá
có chứa độc tố, các độc tố này sẽ tích tụ trong cơ thể và gây nguy hiểm đối với sức khỏe
con người.
Gây ăn mòn vật liệu và phá hủy các công trình kiến trúc.

Đồ án môn học xử lý khí thải
Xử lí khí thải SO
2
của công ty cổ phần lương thực thực phẩm Safoco công suất 10000m
3
/h
SVTH: Phạm Hoàng Phi Sơn
MSSV: 0510020274
GVHD: PGS.TS.Tôn Thất Lãng

8
1.3.2 Oxit nito
Oxit nito có 6 loại ổn định: N
2
O, NO, NO
2
, N
2
O

hơi được gọi là hơi nước. Về mặt tính chất hóa học thì hơi nước cũng có tính chất tương
tự như nước là một chất lưỡng tính, có thể phản ứng như một axit hay bazo.
1.3.4 Cacbon monoxit (CO)
Là chất khí không màu, không mùi, không vị, nhẹ hơn không khí, nhiệt độ sôi-192
0
C,
gây ô nhiễm với quy mô lớn chỉ trong các đô thị.
Khi đốt nhiên liệu rắn và lỏng, xảy ra phản ứng cháy không hoàn toàn giữa các bon và
oxi tạo thành CO. Trong thành phần của nhiều loại khí đốt nhân tạo đều có CO: khí lò ga
chứa 25-34% CO, khí từ đá phiến – khoảng 17% CO. Người ta tính với tình trạng kỹ
thuật hiện nay, thường khi đốt 1 tấn nhiên liệu cho phát thải 20kg CO. Chỉ khi khí đốt tự
nhiên (hay nhân tạo) thì quá trình cháy mới có thể thực hiện hoàn toàn và loại trừ được
CO trong sản phẩm cháy.
CO được hình thành do việc đốt cháy không hết nhiên liệu hóa thạch như than, dầu và
một số hợp chất hữu cơ khác.
1.3.5 Mồ hóng và bụi
Trong phổi người, bụi có thể là nguyên nhân gây kích thích cơ học gây khó khăn cho
các hoạt động của phổi, chúng có thể gây nên các bệnh về đường hô hấp. nói chung bụi
tro và mồ hóng ảnh hưởng đến sức khỏe con người như gây bệnh hen suyễn, viêm cuống
phổi, bệnh khí thủng, bệnh viêm cơ phổ
i
. bụi khói được tạo ra trong quá trình đốt cháy
nhiên liệu có thể chứa các HC đa vòng.
Bụi góp phần chính vào ô nhiễm do hạt lơ lửng và các sol khí, có tác dụng hấp thụ và
khuếch tán ánh sáng mặt trời, làm giảm độ trong suốt của khí quyển. loại ô nhiễm này

Đồ án môn học xử lý khí thải
Xử lí khí thải SO
2
của công ty cổ phần lương thực thực phẩm Safoco công suất 10000m

280
Hơi dầu
0,4
NO
x
428
(Trích Sổ tay hướng dẫn xử lý ô nhiễm môi trường trong sản xuất tiểu thủ công nghiệp -
Xử lý khói lò hơi - Sở Khoa học, Công nghệ và môi trường Tp.HCM )
1.4 Các phương pháp xử lý khí thải từ lò sấy dung dầu FO:
1.4.1 Phương pháp hấp thụ:
Hấp thụ là quá trình lôi cuốn chọn lóc một cấu tử nào đó từ hỗn hợp khí bởi chất lỏng.
Dựa vào sự tương tác giữa chất hấp thụ (dung môi) và chất bị hấp thụ ( chất ô nhiễm)
trong pha khí, phân thành 2 loại hấp thụ:
Hấp thụ vật lý: dựa trên sự hòa tan của cấu tử pha khí trong pha lỏng (tương tác vật lý).
Hấp thụ vật lý được sử dụng rộng rãi trong xử lý khí thải.
Hấp thụ hóa học: cấu tử trong pha khí và pha lỏng có phản ứng hóa học với nhau (tương
tác hóa học)
Quá trình hấp thụ mạnh hay yếu là tùy thuộc vào bản chất hóa học của dung môi và
các chất ô nhiễm trong khí thải.
Hấp thụ là một quá trình truyền khối mà ở đó các phân tử chất khí chuyển dịch và hòa
tan vào chất lỏng. Sự hòa tan có thể diễn ra đồng thời với một phản ứng hóa học giữa các
hợp phần của pha lỏng và pha khí hoặc không có phản ứng hóa học.

Đồ án môn học xử lý khí thải
Xử lí khí thải SO
2
của công ty cổ phần lương thực thực phẩm Safoco công suất 10000m
3
/h
SVTH: Phạm Hoàng Phi Sơn

SVTH: Phạm Hoàng Phi Sơn
MSSV: 0510020274
GVHD: PGS.TS.Tôn Thất Lãng

11
Hình 1.1 Tháp phun.

b. Thiết bị sục khí: khí được phân tán dưới dạng các bong bóng đi qua lớp chat lỏng.
Quá trình phân tán khí có thể được thực hiện bằng cách cho khí đi qua tấm xốp, tấm đục
lỗ hoặc bằng cánh khuấy cơ học.
c. Thiết bị hấp thụ kiểu sủi bọt: khí đi qua tấm đục lỗ bên trong có chứa lớp chất lỏng
mỏng.
d. Thiết bị hấp thụ có đệm bằng vật liệu rỗng (tháp đệm): là một tháp dạng cột bên
trong chất gần đầy các vật liệu đệm nhằm tạo ra một bề mặt tiếp xúc cao nhất có thể để
cho dòng khí (đi từ dưới lên) và dòng lỏng (từ trên xuống) tiếp xúc tốt với nhau khi
chuyển động ngược chiều trong lớp đệm. Quá trình tiếp xúc này sẽ làm cho bụi và chất ô
nhiễm trong khí thải bị giữ lại và bị hấp thụ bởi dòng chất lỏng. 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. vật iệu đệm được sử dụng trong các tháp này có thể là đá
nghiền, vòng rasing, vật thể hình yên ngựa, vòng ngăn, than cốc, đá xoắn ốc, vật liệu ô
vuông làm bằng gỗ hoặc các loại sợi tổng hợp.

Hình 1.2 Tháp đệm.

e. Tháp đĩa: có cấu tạo là một than tháp hình trụ thẳng đứng trong có gắn các đĩa có cấu
tạo khác nhau.
Như vậy để hấp thụ được một số chất nào đó ta phải dựa vào độ hòa tan chọn lọc của chất
khí trong dung môi để chọn dung môi cho thích hợp hoặc dung dịch thíc hợp (trong

Đồ án môn học xử lý khí thải

Hấp phụ trong điều kiện tĩnh
Hấp phụ chọn lọc: dựa vào ái lực khác nhau giữa chất ô nhiễm và bề mặt chất rắn, phụ
thuộc vào bản chất hóa học của chất hấp phụ và chất bị hấp phụ.
Hấp thụ trao đổi: dựa vào cường độ hoặc ái lực của các ion chất hấp phụ và chất bị hấp
phụ.
Quá trình hấp phụ có thể được tiến hành trong lớp chất hấp phụ đứng yên, tầng sôi
hoặc chuyển động. Tuy nhiên trên thực tế phổ biến nhất là thiết bị với lớp chất hấp phụ
không chuyển động được bố trí trong tháp đứng, tháp nằm hoặc tháp vong. Tháp đứng sử
dụng khi cần sử lý lưu lượng nhỏ.
1.4.3 Phương pháp đốt:

Đồ án môn học xử lý khí thải
Xử lí khí thải SO
2
của công ty cổ phần lương thực thực phẩm Safoco công suất 10000m
3
/h
SVTH: Phạm Hoàng Phi Sơn
MSSV: 0510020274
GVHD: PGS.TS.Tôn Thất Lãng

13
Áp dụng khi lượng khí thải lớn mà nồng độ chất ô nhiễm cháy được lại rất bé đặc
biệt là những chất có mùi khó chịu.
Các chất khí được xử lý theo phương pháp đốt thường là các hợp chất hydrocacbon, các
dung môi hữu cơ… việc sử lý khí thải theo phương pháp này được sử dụng trong trường
hợp khí thải có nồng độ chất độc cao vượt quá giới hạn bắt cháy và có chứa hàm lượng
oxygen đủ lớn.
Quá trình đốt được thực hiện trong hệ thống gồm những thiết bị lien kết đơn giản có
khả năng đạt hiệu suất phân hủy cao. Hệ thống đốt gồm cửa lò, bộ mồi lửa đốt bằng nhiên

bằng dung dịch sữa vôi:
Là phương pháp được áp dụng rất rộng rãi trong công nghiệp vì hiệu quả xử lý cao,
nguyên liệu rẻ tiền và sẵn có ở mọi nơi.
Ưu điểm: công nghệ đơn giản, chi phí đầu tư ban đầu không lớn, chi phí vận hành
thấp, chất hấp thụ rẻ, dễ tìm, làm sạch khí mà không cần phải làm lạnh và tách bụi sơ bộ,
có thể chế tạo thiết bị bằng vật liệu thông thường, không cần đến vật liệu chống axit và
không chiếm nhiều diện tích xây dựng.

Đồ án môn học xử lý khí thải
Xử lí khí thải SO
2
của công ty cổ phần lương thực thực phẩm Safoco công suất 10000m
3
/h
SVTH: Phạm Hoàng Phi Sơn
MSSV: 0510020274
GVHD: PGS.TS.Tôn Thất Lãng

14
Nhược điểm: đóng cặn ở thiết bị do tạo thành CaSO
4
và CaSO
3
, gây tắc nghẽn các
đường ống và ăn mòn thiết bị.
1.6.3 Hấp thụ khí SO
2
bằng ammoniac
Phương pháp này hấp thụ khí SO
2

bằng các chất hấp thụ hữu cơ
Phương pháp này được áp dụng nhiều trong xử lý khí thải từ các nhà máy luyện kim
màu.
Chất hấp thụ chủ yếu được dùng là xyliđin và đimetylanilin.
Nếu khí thải có nồng độ SO
2
thấp thì quy trình này không kinh tế vì tổn hao xyliđin.

Đồ án môn học xử lý khí thải
Xử lí khí thải SO
2
của công ty cổ phần lương thực thực phẩm Safoco công suất 10000m
3
/h
SVTH: Phạm Hoàng Phi Sơn
MSSV: 0510020274
GVHD: PGS.TS.Tôn Thất Lãng

15
1.6.8 Hấp phụ khí SO
2
bằng than hoạt tính
Phương pháp này có thể áp dụng rất tốt để xử lý khói thải từ các nhà máy nhiệt điện,
nhà máy luyện kim và sản xuất axit sunfuric với hiệu quả kinh tế đáng kể.
Ưu điểm: sơ đồ hệ thống đơn giản và vạn năng, có thể áp dụng được cho mọi quá trình
công nghệ có thải khí SO
2
một cách liên tục hay gián đoạn, cho phép làm việc được với
khí thải có nhiệt độ cao (trên 100
0

STT
Chỉ tiêu
Đơn vị
Nồng độ
1
SO
2

mg/Nm
3

8000
2
NO
2
mg/Nm
3
650
3
CO
mg/Nm
3

700
4
Bụi
mg/Nm
3

300

2

mg/Nm
3

850
3
CO mg/Nm
3
1000
4
Bụi
mg/Nm
3

200

Hệ thống xử lý khí thải khi hoàn thành phải đảm bảo tốt, thỏa mãn chỉ tiêu để ra. Điều
quan trọng là chi phí đầu tư xây dựng, máy móc thiết bị, công nhân vận hành… phải đơn