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
PHẦN I:
TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU
VÀ SẢN PHẨM
SVTH: PHAN HỮU TÀI Trang 2
ĐỒ ÁN MÔN HỌC GVHD: THẦY TRẦN TẤN VIỆT
TỔNG QUAN:
I.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

II. Cơ sở lý thuyết :
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 tácgiữa chất hấp thu và chất bò hấp thu trong pha
khí
2) Các quá trình cơ bản của quá trình hấp thu
a) 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

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
+
−
=
X
YY
G
L
cd
min
theo thực nghiệm ta thấy: L


đ
, 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)
III. Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả hấp thu:
a) ảnh hưởng của nhiệt độ:
khi các điều kiện khác không đổi mànhiệt độ tháp tăng thì hệ số Henrisẽ

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
4

• 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 6
Nhiệt phân
ĐỒ ÁN MÔN HỌC GVHD: THẦY TRẦN TẤN VIỆT
PHẦN II:
QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ
SVTH: PHAN HỮU TÀI Trang 7
ĐỒ ÁN MÔN HỌC GVHD: THẦY TRẦN TẤN VIỆT
I. Thiết minh quy trình công nghệ:
Hỗn hợp khí trơ (nitơ và hydro, tỉ lệ mol N
2
: H
2
= 1: 3) và cấu tử được hấp thụ
NH
3
với nồng độ 4% thể tích được cho vào bình chứa, dùng quạt thổi khí vào tháp hấp
thụ (tháp mâm van). Dung dòch dùng hấp thụ là nước. Tháp hấp thụ làm việc nghòch
chiều: nước được bơm lên dồn cao vò, từ đó cho vào tháp từ trên đi xuống, hỗn hợp khí
được thổi từ dưới lên và quá trình hấp thụ xảy ra. Hỗn hợp khí trơ đi ra ở đỉnh tháp,
dung dòch sau hấp thụ ở đáy tháp được cho qua tháp giải hấp. Ở nhiệt độ cao cấu tử
NH
3
trong dung dòch sẽ tách ra sau đó dẫn đến thiết bò ngưng tụ, tại đây sản phẩm
được thu hồi. Nước sau giải hấp được lấy ra ở đáy thiết bò.
SVTH: PHAN HỮU TÀI Trang 8
ĐỒ ÁN MÔN HỌC GVHD: THẦY TRẦN TẤN VIỆT
PHẦN III:

=
760
000001.0.00241.0
=3.17
Y
*
=
Xm
Xm
)1(1
.
−+
=
X
X
).17.31(1
.17.3
−+
X 0 0.0002 0.0004 0.0006 0.0008 0.001 0.0012 0.0014
Y 0 0.00064 0.0013 0.0019 0.0025 0.0032 0.0038 0.0045
Đường cân bằng:
0
6
12
18
24
30
36
42
48

-3
ĐỒ ÁN MÔN HỌC GVHD: THẦY TRẦN TẤN VIỆT
• G
d
=
RT
VP.
=
303.082,0
000,10.1
= 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)

Lượng khí sau quá trình hấp thụ là: 0.3(g/m
3
) =300(mg/m
3
)
Lượng khí bò hấp thu là: 3,42-0,3 =3,12(g/m
3
)
Hiệu suất hấp thu là:

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
=

ĐỒ ÁN MÔN HỌC GVHD: THẦY TRẦN TẤN VIỆT
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
2
O/
h
• Ltr=1.2Lmin=1.2*1155,8=1386,96 Kmol H
2
O/h

đ
.
.00129.0
10013.0
0013.0
1
3
trơCđ
C
C
C
LLL
hhKmol
NHKmol
X
X
x
≈≈
=
+
=
+
=
trongtanhoàtửcấulượngvì(
dung dòch rất nhỏ).
3.Cân bằng năng lượng:
G
đ
.I
đ

- 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 thể lấy là:
L
c
≈ L
đ
≈ L

( )
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.
( )
.0006.0
999.0
000129.0
17
83.7
0

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.

.
11
32
NHOH
hh