TRƯỜNG

ĐẠI

HỌC

BÁCH

KHOA

TP.HCM
KHOA

MÔI

TRƯỜNG
Đồ

án

môn

học
:
Đề

tài
:
GVHD:

Th.s


ĐÀO

TẠO CỘNG

HÒA

XÃ

HỘI

CHỦ

NGHĨA

VIỆT

NAM
TRƯỜNG

ĐẠI

HỌC

BÁCH

KHOA Độc

lập



HỌC
Họ và tên sinh viên
:

Trịnh

Thị

Minh

Châu
MSSV
:

90604046
Lớp
:

MO06KMT1
Ngành
:

Kỹ

thuật

môi

trường

-
Khái toán chi phí đầu tư
-
Kết luận và kiến nghị
- Th
ực hiện các bản vẽ mô tả thiết kế
Giáo

viên

hướng

dẫn
Th.s

Phan

Xuân

Thạnh
MỤC

LỤC
CHƯƠNG

I
TỔNG

QUAN
I.

…………………………10
-
Xử lý khí

khí SO2 bằng ammoniac
………………………………11
-
Xử lý khí SO2 bằng magie oxit
………………………………… 12
-
Xử lý khí SO2 bằng kẽm oxit
…………………………………… 13
-
Xử lý SO2 bằng kẽm oxit kết hợp natri sunfit
………………… 13
-
Xử lý khí SO2 bằng các chất hấp thụ hữu cơ
…………………… 14
-
Hấp phụ khí SO2 bằng than hoạt tính
…………………………… 15
-
Hấp phụ khí SO2 bằng vôi, đá vôi, đolomit
………………………15
CHƯƠNG

II
ĐỀ

XUẤT

QUÁ

TRÌNH

HẤP

THỤ
I.

CÂN BẰNG VẬT CHẤT
………………………………………… 20
II.

XÁC ĐỊNH ĐƯỜNG CÂN BẰNG
……………………………… 22
III.

XÁC ĐỊNH ĐƯỜNG LÀM VIỆC
………………………………….26
CHƯƠNG

IV
TÍNH

TOÁN

THÁP

HẤP


2.

Nắp và đáy tháp
……………………………………………………42
3.

Đường ống dẫn khí
……………………………………………… 43
4.

Đường ống dẫn lỏng
……………………………………………….45
5.

Tính bích
………………………………………………………… 46
6.

Lưới đỡ đệm
……………………………………………………….48
7.

Đĩa phân phối
………………………………………………………49
8.

Cửa nhập liệu và cửa tháo đệm
…………………………………….49
9.



KHẢO
……………………………………………… 55
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
GVHD:

Ths.
PHAN XUÂN THẠNH
CHƯƠNG

I:

TỔNG

QUAN
I. KHÁI

QUÁT
-
Lò hơi 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


suất

nhỏ

thường

cấp

nhiệt

bằng

điện,

một

số

lò

hiện

đại

dùng
nhiên

liệu


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 hơi dùng nhiên liệu


các

loại

lò

hơi

khác

nhau,

tùy

theo

loại

nhiên
liệu sử dụng.
-
SO2 chủ yếu sinh ra trong quá trình đốt nhiên liệu bằng than đá hoặc dầu
F.O.


Đặc

điểm


chủ

yếu

mang

bụi,

CO2,

CO,

SO2,

SO3,
NOx…do thành phần hóa chất có trong than kết hợp với ôxy trong quá
trình cháy tạo nên.
-
Hàm

lượng

lưu

huỳnh

trong

than



điểm

khói

thải

lò

hơi

đốt

bằng

dầu

F.O
-
Khí thải của lò hơi đốt dầu F.O thường có các chất sau: CO2, CO, SO2,
SO3, NOx, hơi nước…
-
Ngoài ra còn có một hàm lượng nhỏ tro và các hạt tro rất nhỏ trộn l
ẫn
với dầu cháy không hết tồn tại dưới dạng sol khí mà ta thường
gọi là mồ
hóng.
(
Trích Sổ tay hướng dẫn xử lý ô nhiễm môi trường trong sản xuất tiểu thủ
công nghiệp

SO2 và SO3 5217
-
7000
CO 50
T
ro bụi 280
Hơi dầu 0,
4
NOx
428
Loại

lò

hơi Chất

ô

nhiễm
Lò hơi đốt bằng củi Khói + tro bụi + CO + CO2
Lò hơi đốt bằng than đá
Khói + tro bụi + CO + CO2 + SO2 + SO3 + NOx
Lò hơi đốt bằng dầu
F.O
Khói + tro bụi + CO + CO2 + SO2 + SO3 + NOx
Bảng:

Nồng

độ

trong

khói

thải

lò

hơi
SVTH: TRỊNH THỊ MINH CHÂU


6


ĐỒ ÁN MÔN HỌC
GVHD:

Ths.
PHAN XUÂN THẠNH
III. TÁC

HẠI

CỦA

KHÍ

SO
2

trình quang hóa hay do sự xúc tác, khí SO2 dễ
d àng bị oxy hóa và biến
thành SO3 trong khí quyển.
-
Khí SO2 là loại khí độc hại không chỉ đối với s
ức khỏe con người, động
thực vật mà còn ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường.


Đối

với

sức

khỏe

con

người
-
SO2 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.
-
SO2 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.


trong

máu

giảm,

ammoniac

bị

thoát
qua đường tiểu và có ảnh hưởng đến tuyến nước bọt.
-
Trong máu, SO2 tham gia nhiều phản ứng hóa học, gây rối loạn chuyển
3
mg

SO
2
/m
Tác

hại
20
-
30 Giới hạn gây độc tính
50 Kích thích đường hô hấp, ho
130
-
260 Liều nguy hiểm sau khi hít thở (30

B

và

C,

ức

chế

enzyme
oxydaza,

tạo

ra

methemoglobine

để

chuyển

Fe
2+

(hòa

tan)



làm

giảm

khả

năng

vận
chuyển oxy của hồng cầu, gây co hẹp dây thanh quản, khó thở.


Đối

với

thực

vật
-
Các loài thực vật nhạy cảm với khí SO2 là rêu và địa y.
-
SO2

bị oxy hóa ngoài

không khí và phản ứng với nước mưa tạo

thành

Lưu

huỳnh

triôxít

SO3

sẽ

phản

ứng

với

nước

và

tạo

ra

H2SO4.

Đây
chính là thành phần chủ yếu của mưa axít.
SO3(k) + H2O(l) → H2SO4(l)


và

mang các

kim loại

độc hại xuống ao hồ,

gây ô
Nồng

độ

(ppm) Tác

hại
0,03 Ảnh hưởng đến sinh trưởng của rau quả
0,15
–
0,
3
Gây độc kinh niên
1
–2
Chấn thương lá cây sau vài giờ tiếp xúc
Bảng:

Nồng

độ

-
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.
IV. CÁC

PHƯƠNG

PHÁP

XỬ

LÝ

SO
2


để

loại

bỏ khí

SO2
trong khí thải, nhất là trong khói từ các lò công nghiệp.
-
Ưu

điểm:
rẻ tiền, dễ tìm, hoàn nguyên được.
SO2 + H2O


H
+
+ HSO3-
pH<6,
0
Các sinh vật bậc thấp của chuỗi thức ăn bị chết (phù du…),
đây là nguồn thức ăn quan trọng của cá.
pH<5,5
Cá không thể sinh sản được. Cá con khó sống sót. Cá lớn bị
dị dạng do thiếu dinh dưỡng. Cá bị chết do ngạt.
pH<5,
0
Quần thể cá bị chết.
pH<4,

phải dùng một lượng nước rất lớn và thiết bị hấp thụ phải có thể tích rất
SVTH: TRỊNH THỊ MINH CHÂU


9


ĐỒ ÁN MÔN HỌC
GVHD:

Ths.
PHAN XUÂN THẠNH
lớn,

cồng

kềnh.

Để

tách

SO2

khỏi

dung

dịch



bằng

dung

dịch

sữa

vôi
-
Là

phương pháp

được

áp

dụng rất

rộng

rãi

trong công nghiệp

vì

hiệu


không chiếm nhiều diện
tích xây dựng.
-
Nhược

điểm:
đóng cặn ở thiết bị do tạo thành CaSO4 và CaSO3, gây tắc
nghẽn các đường ống và ăn mòn thiết bị.
SVTH: TRỊNH THỊ MINH CHÂU

10

ĐỒ ÁN MÔN HỌC
GVHD:

Ths.
PHAN XUÂN THẠNH
(

T
rang 95
–
Ô nhiễm không khí và xử lý khí thải, tập 3
–
Trần Ngọc Chấn )


Xử


điểm:

hiệu

quả

rất

cao,

chất

hấp

thụ

dễ

kiếm

và

thu

được

muối
amoni sunfit và amoni bisunfit là các sản phẩm cần thiết.
-
Nhược


magie

oxit
-
Các phản ứng xảy ra như sau:
MgO + SO2

MgSO3
MgSO3 + SO2 + H2O

Mg(HSO3
)
2
Mg(HSO3
)
2 + MgO

2MgSO3 + H2O
-
Ưu

điểm:
có thể làm sạch khí nóng mà không cần làm lạnh sơ bộ, thu
được axit sunfuric như là sản phẩm của sự thu hồi, hiệu quả xử lý cao,
MgO dễ kiếm và rẻ.
-
Nhược

điểm:


SO
2

bằng

kẽm

oxit
-
Phương pháp này dựa theo các phản ứng sau:
SO2 + ZnO + 2,5 H2O

ZnSO3 . 2,5H2O
ZnSO3 . 2,5H2O => ZnO + SO2 + 2,5H2O
-
Ưu

điểm:
có thể làm sạch khí ở nhiệt độ khá cao (200
-
250
0
C).
-
Nhược

điểm:
có thể hình thành ZnSO4 làm cho việc tái sinh ZnO bất lợi
về kinh tế nên phải thường xuyên tách chúng ra và bổ sung lượng ZnO

2NaHSO3
2NaHSO3 + ZnO

ZnSO3 + Na2SO3 + H2O
-
Ưu

điểm:
không đòi hỏi làm nguội sơ bộ khói thải, hiệu quả xử lý cao.
-
Nhược

điểm:
hệ thống xử lý khá phức tạp và tiêu hao nhiều muối natri.
(Trang 110
–
Ô nhiễm không khí và xử lý khí thải, tập 3
–
Trần Ngọc Chấn)
SVTH: TRỊNH THỊ MINH CHÂU

13

ĐỒ ÁN MÔN HỌC
GVHD:

Ths.
PHAN XUÂN THẠNH




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.
Quá
trình
sunfiđin
-
Chất hấp thụ được sử dụng là hỗn hợp xyliđin và nước theo tỉ lệ 1:1

2
bằng
đimetylanilin
-
Với khí thải có trên 35% (thể tích) khí SO2 thì dùng đimetylanilin làm
chất hấp thụ sẽ có hiệu quả hơn dùng xyliđin.
(Trang 113
–
Ô nhiễm không khí và xử lý khí thải, tập 3
–
Trần Ngọc Chấn)
SVTH: TRỊNH THỊ MINH CHÂU

14

ĐỒ ÁN MÔN HỌC
GVHD:

Ths.
PHAN XUÂN THẠNH


Hấp


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 SO2 một cách liên tục hay gián

hao
nhiều

vật

liệu

hấp

phụ

hoặc

sản

phẩm

thu

hồi

được

có

lẫn

nhiều

axit

hiệu suất hấp phụ cao.
-
Nhược

điểm:
cần chi phí đầu tư lớn do vật liệu chế tạo thiết bị đắt (thiết
bị làm việc trong môi trường ăn mòn mạnh và nhiệt độ cao).
SVTH: TRỊNH THỊ MINH CHÂU

15

ĐỒ ÁN MÔN HỌC
GVHD:

Ths.
PHAN XUÂN THẠNH
CHƯƠNG

II: ĐỀ

XUẤT

VÀ

THUYẾT

MINH

QUY



thông

số

sau
-
Lưu lượng khí: 12000 m
3
/h
-
Nồng độ SO2
:
8000 mg/m
3
-
Nhiệt độ khói thải: 250
0
C
-
Nồng độ bụi: 300 mg/m
3
-
Áp suất: 1atm


Quy

chu
ẩn


Theo mục 2.2 QCVN 19: 2009/BTNMT
–
cột B, ta có:
Cbụi = 200 mg/Nm
3
CSO2 = 500 mg/Nm
3


Theo mục 2.3 QCVN 19: 2009/BTNMT, ta có lưu lượng nguồn thải là
12000 m
3
/h < 20000 m
3
/h nên hệ số Kp = 1


Theo mục 2.4 QCVN 19: 2009/BTNMT, ta chọn hệ số
K
v = 1,0
SVTH: TRỊNH THỊ MINH CHÂU

16

ĐỒ ÁN MÔN HỌC
GVHD:

Ths.
PHAN XUÂN THẠNH

xử

lý

bằng

hấp

thụ
E =
8000

−500

8000
.
100
%

=

93
,75
%


Lựa


độ

C
ppm
C
ppm

=8000

.
22

,

4
.(
273

-
Đối với nồng độ cao, ta có thể áp dụng phương pháp hấp thụ SO2 bằng
nước

hoặc

bằng

các

dung

dịch

hấp

thụ

có

chứa

Natri

như

NaOH

và
Na2CO3

PHAN XUÂN THẠNH
SƠ

ĐỒ

CÔNG

NGHỆ

XỬ

LÝ

SO
2

BẰNG

PHƯƠNG

PHÁP

HẤP

THỤ
Ống

khói
Ống


lắng
Cặn
SVTH: TRỊNH THỊ MINH CHÂU

18

ĐỒ ÁN MÔN HỌC
GVHD:

Ths.
PHAN XUÂN THẠNH


Thuyết

minh

sơ

đồ

công

nghệ
-
Vì nồng độ bụi tương đối cao hơn so với nồng độ cho phép (300 mg/m
3
> 200 mg/m
3
) nên ta phải xử lý bụi. Cho dòng khí thải có chứa bụi đi


xuống thích
hợp cho quá trình hấp thụ xảy ra hiệu quả.
-
Dùng quạt thổi khí vào tháp đệm từ dưới lên. Dung dịch hấp thụ NaOH
được

bơm

từ

thùng

chứa

lên

tháp

và

tưới

trên

lớp

vật

liệu

2N
a
H
SO3
SO2 + Na
H
SO3 + Na2SO3 + H2O

3NaHSO3
-
Khí sạch đi vào ống khói và thải ra môi trường có nồng độ SO2 đạt tiêu
chuẩn cho phép Cmax (Theo QCVN 19: 2009/BTNMT).
-
Dung dịch sau

khi hấp thụ có chứa nhiều natri sunfit,

natri bisunfit và
khói bụi. Một phần dung dịch được bơm trở lại thùng chứa qua van điều
chỉnh lưu lượng và tiếp tục được bơm lên tháp tưới cho vật liệu đệm nếu
lượng dung dịch NaOH còn dư nhiều
.
Phần dung dịch còn lại được đưa
đến bể lắng để lắng các cặn bẩn. Cặn sau lắng được đem chôn lấp còn
nước sau lắng được đưa đi xử lí rồi mới thải ra môi trường.
SVTH: TRỊNH THỊ MINH CHÂU

19

ĐỒ ÁN MÔN HỌC

3
-
Nhiệt độ khí vào tháp
:

55
0
C
-
Nồng độ bụi: 300 mg/m
3
-
Áp suất:
P
t = 1atm = 760 mmHg = 1,0133.10
5

P
a.
-
Nồng độ đầu ra: CSO2c =
5
00 mg/m
3
-
Nhiệt độ của dung dịch NaOH
:

25
0

0
,
082
.(
273

+

55
)
=

446
,
163
(
kmol

/

h
)
-
Suất lượng mole của SO2
:
G
A
đ
=
C

(
kmol

/

h
)
-
Suất lượng mole của cấu tử trơ:
G
Bđ

=
G
1

−

G
A

=

446
,
163

−
1
,


3
,
362
.
10
−3

(
mol

SO
2

/

mol

hhkhí
)
-
Tỉ số mol:
Y

=
đ
1

−


20

ĐỒ ÁN MÔN HỌC
GVHD:

Ths.
PHAN XUÂN THẠNH
-
Khối lượng riêng của pha khí ở 0
0
C và 1atm
:
1
〉
hhđ
=
y
A
〉
SO
2
+
1
−

(kg

/

m
3

)
đ
đ
đ
đ
y

A
3
,
362.
10
−
3
1

−

3
,
362.
10
−

=

1,078(kg

/

m
3
)
2.

Đầu
ra
-
Suất lượng mole của SO2 được hấp thụ:
M

=

0
,
9375
.
G
A

=


M

=

1
,
5

−
1
,
40625

=

0
,
09375(kmol

/

h)
-
Suất lượng mole của khí ở đầu ra:
đ
-
Nồng độ phân mole của SO2 trong hỗn hợp khí đầu ra
:
-

mol

hhkhí
)
Y
c
=
y

A
c
=
0,211
.
10
−
3
1

−

0,211
.
10
−
3
=

0,211
.

,
93

1,
293
+
=

0,7733(kg

/

m
3

)
=>
〉
hhc

=

1,
293
(kg

/

m
3

+

40
=

1,128(kg

/

m
3
)
P

T
0
=

1,
295.

.
đ đ
G
Bc
=
G
B

+

=
c

=
c
1

−

y

A
c
0,211
.
10
−
3
1

−

0,211
.
10
−
3
c c
P


0,5
60
1,0
120
1,5
181
2,0
245
2,5
311
3,0
378
3,5
447
4,0
518
4,5
588
5,0
661
mgSO2/100mgH2O
0
10

C
0
20

C
0

42
60
83
111
144
1,0
42 59 85
120
164
217
2
81
1,5
64
90
129
181
247
328
426
2,0
86
123
176
245
333
444
581
2,5
108

428
588
793
5,0
223 338 482
661
pha

lỏng
-
khí
(Trích Tài

liệu học

tập Kỹ thuật

xử

lý khí

thải
-
CBGD

Dư Mỹ

Lệ
-


=

60mmHg

và

C
SO2

=

0,5gSO
2
/100gH
2
O


Pha
khí
-
Nồng độ phần mole SO2 trong pha khí:
C
SO2
gSO
2
/100gH

2,5
311
0,40921
0,00698
3,0
378
0,49737
0,00837
3,5
447
0,58816
0,00975
4,0
518
0,68158
0,01112
4,5
588
0,77368
0,0125
5,0
661
0,86974
0,01387

*
p

SO
2

08572


Pha
lỏng
-
Nồng độ phần mole SO2 trong pha lỏng:
x

=
mol

SO
2

trong

dung

dich
mol

SO
2

trong


−

x

1
−

0
,
0014
=

0
,
0014
y

=
*
t
y 0
,
07895
0,
5

100
x
0
,