ĐỒ ÁN MÔN HỌC GVHD: THẦY TRẦN TẤN VIỆT
LỜI MỞ ĐẦU
Ô nhiễm không khí từ các ngành sản xuất công nghiệp ở nước ta, trong những
năm gần đây đang là vấn đề quan tâm không chỉ của nhà nước mà còn là của
toàn xã hội bởi mức độ nguy hại của nó đã đến lúc báo động.
Bên cạnh nguyên nhân đây là một lónh vực còn khá mới mẻ mà chúng ta chưa
thấy hết được mối nguy hiểm của nó đối con người và sinh vật , mặt khác chưa
có hệ thống quản lý môi trường thật sự hoàn chỉnh để có thể kiểm soát , và
chưa được sự chú trọng đúng mức từ phía các nhà sản xuất.
Vì vậy đồ án môn học kỹ thuật xử lý chất thải với nhiệm vụ thiết kế tháp hấp
thu khí NH
3
bằng nước là một trong số những công việc cần làm vào lúc này để
giúp giảm thiểu ô nhiễm từ các dòng khí thải.
Em xin chân thành cảm ơn thầy hướng dẫn , các thầy cô bộ môn và các bạn
sinh viên giúp em hoàn thành đồ án này .
Sinh viên thực hiện

PHAN HỮU TÀI
SVTH: PHAN HỮU TÀI Trang 1
ĐỒ ÁN MÔN HỌC GVHD: THẦY TRẦN TẤN VIỆT
CHƯƠNG I:
TỔNG QUAN VỀ NGUỒN NGUYÊN
LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ
SVTH: PHAN HỮU TÀI Trang 2
ĐỒ ÁN MÔN HỌC GVHD: THẦY TRẦN TẤN VIỆT
I.1.Khái niệm:
I.1 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.
- Khí được hấp thụ gọi là chất bò hấp thụ ; chất lỏng dùng hút gọi là dung
môi (chất hất thụ) , khí không bò hấp thụ gọi là khí trơ.

I.2.1. Cơ sở vật lý của quá trình hấp thu
Hấp thu là quá trình quan trọng để xử lý khí và được ứng dụng trong rất
nhiều quá trình khác . Hấp thu trên cơ sở của quá trình truyền khối , nghóa là phân
chia hai pha .Phụ thuộc vào sự tương tác giữa chất hấp thu và chất bò hấp thu trong
pha khí.
I.2.2. Các quá trình cơ bản của quá trình hấp thu :
I.2.2.1. Phương trình cân bằng vật chất
Phương trình cân bằng vật liệu có dạng:
G
Y
Y
Đ
+ G
X
X
Đ
= G
X
X
C
+ G
Y
Y
C
Trong đó :
G
X
:lïng khí trơ không đổi khi vận hành ( kmol/ h)
G
Y

đ
G
x
Y
c
X Y
Y
đ
X
c
G
y
AY
đ
Y
Y
c
X
đ
X
c
X
cbđ
X
Y
B
ĐỒ ÁN MÔN HỌC GVHD: THẦY TRẦN TẤN VIỆT
theo thực nghiệm ta thấy: L

= (1.2÷1.3)L

, G
c
: hỗn hợp khí đầu và cuối (kg/h)
L
đ
, L
c
: lựong dung dòch đầu và cuối (kg/h)
T
đ
, T
c
:nhiệt độ khí ban đầu và cuối (
o
C)
I
đ
, I
c
: entanpi hỗn hợp khí ban đầu và cuối(kJ)
Q
o
: nhiêt mất mát (kJ/h)
Q
s
:nhiệt phát sinh do hấp thu khí(kJ/h)
I.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả hấp thu :
I.3.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ:
Khi các điều kiện khác không đổi mà nhiệt độ tháp tăng thì hệ số Henri
sẽ tăng . Kết quả là ảnh hưởng đường cân bằng dòch chuyển về phía trục tung . Nếu

dễ dàng hoá lỏng ở nhiệt độ thường. Một thể tích nước có thể hoà tan
700 thể tích NH
3
Dung dòch đặc chứa 25% NH
3
có khối lượng riêng 0.91g/cm
3
. Dung dòch
NH
3
trong nước được gọi là nước amoniac hay dung dòch amoniac, khi hoà tan NH
3
vào
nước thì tạo thành amonihydroxyt.
NH
3
+ H
2
O NH
4
OH NH
4
+
+ OH
–
Khi đun nóng độ tan của amoniac giảm rất nhanh và nó thoát ra khỏi dung
dòch.
Trong phòng thí nghiệm amoniac được điều chế bằng cách cho muối tác
dụng với kiềm khi đun nóng.
NH

• Thiết bò hấp thu loại đệm : được sử dụng phổ biến nhất khi khi chất
lỏng và chất khí tinh khiết và có mât độ phun lớn
SVTH: PHAN HỮU TÀI Trang 6
Nhiệt phân
ĐỒ ÁN MÔN HỌC GVHD: THẦY TRẦN TẤN VIỆT
• Thiết bò hấp thu loại sủi bọt : đựoc dùng khi tháp có năng suất cao và
cầøn thoát ra một lïng nhệt lớn
• Thiết bò hấp thu loại phun: thành tia và thiết bò hấp thu cơ khí
SVTH: PHAN HỮU TÀI Trang 7
ĐỒ ÁN MÔN HỌC GVHD: THẦY TRẦN TẤN VIỆT
CHƯƠNG II:
QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ
SVTH: PHAN HỮU TÀI Trang 8
ĐỒ ÁN MÔN HỌC GVHD: THẦY TRẦN TẤN VIỆT
Thiết minh quy trình công nghệ:
Khí cần được xử lý được lấy từ các nhà máy sản xuất phân bón , sản
xuất phân Ure, sẽ được thu lại rồi sau đó dùng quạt thổi khí vào tháp hấp thụ (tháp
mâm xuyên lỗ). Dung dòch dùng hấp thụ là nước. Tháp hấp thụ làm việc nghòch chiều:
nước được bơm lên dồn cao vò mục đích là để ổn đònh lưu lượng, từ đó cho vào tháp từ
trên đi xuống, hỗn hợp khí được thổi từ dưới lên và quá trình hấp thụ xảy ra. Hấp thụ
xảy ra trong đoạn tháp có bố trí các mâm. Hỗn hợp khí trơ đi ra ở đỉnh tháp sẽ được
cho đi qua ống khói để phát tán khí ra ngoài không gây ảnh hưởng đến công nhân.
Dung dòch sau hấp thụ ở đáy tháp được cho ra bồn chứa. Tại đây , dung dòch lỏng này
sẽ được xử lỳ để sao cho nồng độ của nước thải đạt được nồng độ cho phép để có thể
thải ra môi trường . Nếu trong khu công nghiệp thì xử lý sao cho nước thải đạt tiêu
chuẩn loại B (1mg/l) hoặc nếu đặt trong khu sinh hoạt thì phải xử lý cho đến khi đạt
tiêu chuẩn loại A (0,1mg/l).
Sơ đồ quy trình công nghệ ( xem hình ở trang bên):
SVTH: PHAN HỮU TÀI Trang 9
ĐỒ ÁN MÔN HỌC GVHD: THẦY TRẦN TẤN VIỆT

P
Ψ
=
760
10.00241.0
6
=3,17
Y
*
=
Xm
Xm
)1(1
.
−+
=
X
X
).17.31(1
.17.3
−+
X 0 0.0002 0.000
4
0.000
6
0.000
8
0.001 0.001
2
0.001

= 402,479
h
Kmolhh
Do lượng NH
3
=3,5 g/m
3
là rất nhỏ:
• y
d
=
165,1.17
29.5,3
.10
-3
=5,125.10
-3
(kmolNH
3
/kmolhh)
• Y
d
=
đ
đ
y1
y
−
=0.05
Kmolhh

42,3
12,3
=
η
= 91,2%
Suy ra :
Y
c
= (1-0,912).Y
d
= (1-0,912). 0,005= 0,00044(kmolNH
3
/kmolhh)
• y
c
=Y
c
/1+Y
c
=
00044,01
00044,0
+
=0,000439 Kmol NH
3
/Kmol ktr
• G
c
=G
tr

=
XdXc
YcYd
−
−
(phương trình cân bầng vật chất cho quá trình
ngược dòng)
X
*
suy ra bằng cách thay giá trò Y
d
= 0,005 vào phương trình cân
bằng , ta có X
*
= 0,00158
L
min
=G
tr
*
XdXcbc
YdYc
−
−
=400,47*
)000158.0(
)00044.0005.0(
−
−
=1155,8KmolH

c
=+
−
=+
−
=
đ
.
.00129.0
10013.0
0013.0
1
3
trơCđ
C
C
C
LLL
hhKmol
NHKmol
X
X
x
≈≈
=
+
=
+
=
trongtanhoàtửcấulượngvì(

việc ở 30
0
C)⇒ Q
0
= 0.
- Nhiệt độ của hỗn hợp khí ra khỏi tháp bằng nhiệt độ dung dòch vào.
- Nhiệt dung riêng của dung dòch trong suốt quá trình hấp thụ : C
đ
= C
c
=C.
- Trong quá trình hấp thụ có thể phát sinh nhiệt do đó kí hiệu q là nhiệt
phát sinh của 1 Kmol cấu tử bò hấp thụ.
Q
s
= q.L
đ
.(X
c
– X
đ
).
- Với mức gần đúng ta có thể coi q không đổi trong suốt quá trình hấp
thụ .
- Vì lượng cấu tử hoà tan trong dung dòch rất nhỏ do đó lượng dung dòch
đầu L
đ
và cuối L
c
không khác nhau nhiều . Trong mức độ cho phép ta có

)
⇒∆T = T
c
– T
đ
=
( )
C
XXq
đc
−
do dung dòch loãng (x<0.2).
C = 4.186 (1-x) KJ/Kgđộ.
x = x
tb
=
( )
( )
000645.0
2
000129.0
2
=
+
=
+
cđ
xx
⇒C = (1 - 0.000645) = 0.999 Kcal/Kgđộ.
( )

G
w
G
D
cđ
tb
y
tb
==××=
=
+
=
+
=
=
- Tính vận tốc khí qua tháp:
(ρ
y
w
y
)
tb
= 0.065 ϕ[σ]
ytb
tb
x
.h
ρρ
ϕ[σ] – hệ số sức căng bề mặt khi σ < 20 dyn/cm thì ϕ[σ] = 0.8.
σ > 20 dyn/cm thì ϕ[σ] = 1.

15.71
11
hh
hh
=σϕ⇒
=σ⇒
+=
σ
⇒
- Chọn h = 0.45m.
- Khối lượng riêng trung bình:
+ Pha khí:
( )
[ ]
).(0027.0
2
000439.0005.0
2
.4.22
2731
3
1
2111
hhKmol
NHKmolyy
y
T
MyMy
cđ
tb

3034.22
273180027.01170027.0
3
mKG
ytb
=
×
××−+×
=⇒
ρ
+ Pha lỏng:
Mà:
( )
.m/KG68.995
v1v
3
OH2tb
NH1tb
2tb1tb1tb1tbxtb
2
3
=ρ=ρ
ρ=ρ
ρ−+ρ=ρ
(Tra STT1 ở 30
o
C).
v
tb1
– phần thể tích trung bình của cấu tử NH

ρρ
h = 0.45m ⇒ D =1,29 m  (1,2 1,8m) nên chấp nhận. Chọn giá trò
D= 1,4(m).
Vận tốc dòng khí trong tháp là:

2
.785,0 D
Gtb
=
ω
= 1,8(m)

III.2.2 Chiều cao thân tháp:
SVTH: PHAN HỮU TÀI Trang 15
ĐỒ ÁN MÔN HỌC GVHD: THẦY TRẦN TẤN VIỆT
Đóa làm bằng thép không rỉ X18H10T.
Khối lượng riêng của thép : ρ = 7850 (Kg/m
3
)
Chọn đường kính lỗ : d

= 0,005 (m) =5 (mm)
Bề dày đóa : δ =0,8 d =0,8.0,005 =0,004 (m) =4(mm)
Chọn chiều dài gờ chảy chuyền : L
c
= 0,8 (m)
Diện tích mặt cắt ống chảy chuyền (hình viên phân):
S =
2
1

)
Khoảng cách từ thân thiết bò đến gờ chảy tràn :
L =R - R . cos(α/2) =0,7 – 0,7.cos(1,215/2) = 0,125 (m)
Diện tích làm việc của đóa :
f

= 3,14.
4
2
D
- 2S = 3,14
4
4,1
2
- 2.0,1799 = 1,1788 (m
2
)
Tổng diện tích lỗ lấy bằng 12 % diện tích làm việc :
S
l
= 0,12.f = 0,12 . 1,1788 = 0,1415 (m
2
)
Thể tích của đóa : V
đ
= (f - S
l
) . δ =(1,1788-0,1415). 0,004 =0,00415 (m
3
).
III.2.2.1 Chiều cao tháp
Chiều cao của tháp đóa được xác đònh theo phương pháp xây dựng đường
cong phụ .
SVTH: PHAN HỮU TÀI Trang 16