LỚI NÓI ĐẦU
Sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật thúc đẩy mạnh mẽ sự phát triển của các ngành sản
xuất công nghiệp, làm cho xã hội loài người biến đổi rõ rệt. Các nhà máy, xí nghiệp, các khu
công nghiệp, trại chăn nuôi tập trung được hình thành... tất cả sự phát triển này đều hướng tới
tạo ra sản phẩm mới, đáp ứng nhu cầu của con người tạo điều kiện sống tốt hơn. Nhưng đồng
thời thải ra các loại thất thải khác nhau làm cho môi trường ngày càng trở nên xấu đi. Các
chất thải độc hại có tác động xấu tới con người, sinh vật, hệ sinh thái, các công trình nhân tạo.
Nếu môi trường tiếp tục suy thoái thì có thể dẫn hậu quả nghiêm trọng cho loài người. Vì vậy
việc bảo vệ môi trường, giảm thiểu tác động có hại của các chất ô nhiễm là vấn đề của toàn
cầu.
Khí thải từ ống khói các nhà máy, xí nghiệp, khu công nghiệp... được xem là nguyên
nhân chính dẫn đến tình trạng ô nhiễm không khí. Các chất khí độc hại như: SO
x
, NO
x
, VOC,
CO, CO
2
, hydocacbon, bụi... đang dần gia tăng trong bầu khí quyển. Gây nên các hiện tượng,
hiệu ứng nhà kính, mưa xít, sương mù quang hóa... tác động xấu đến con người, sinh vật và
các hệ sinh thái, hoạt động lao động sản xuất ...
Để bảo vệ môi trường và bảo vệ cho cuộc sống của con người, sinh vật ... khí thải từ
ống khói nhà máy, từ hoạt động khác cần được xử lý trước khi thải vào môi trường không khí.
Hiện nay có rất nhiều phương pháp và các dây chuyền công nghệ để xử lý khí thải và được áp
dụng cụ thể đối với từng loại khí thải và từng nhà máy.
Dựa trên các phương pháp và dây chuyền công nghệ xử lý đã có hiện nay, trong bài
thiết kế môn học này tôi xin giới thiệu các phương pháp, dây chuyền công nghệ xử lý khí thải
cho nhà máy.
1
PHẦN MỞ ĐẦU: NHIỆM VỤ THIẾT KẾ
I. Tính toán lưu lượng khí thải của nhà máy:

 Tính toán các thiết bị:
 Tính kích thước của thiết bị: Cao, dài, rộng....
 Hiệu suất làm việc của thiết bị.
 Lượng nguyên vật liệu, chất xúc tác cần thiết cho quá trình làm việc (có thể đặt
các giả thuyết để quá trình tính toán được đơn giản)
 Tính toán các thiết bị phụ trợ
 Ống khói nhà máy
 Quạt hút, bơm
 Tính trở lực của các đường ống
CHƯƠNG I: LỰA CHỌN HỆ THỐNG SỬ LÝ KHÍ THẢI
2
1.1. Các chất khí cần xử lý trong nhà máy:
STT Tên chất thải Nồng độ (mg/m
3
)
1 SO
2
2500
2 NO
x
3500
3 VOC 560
4 CO 1000
5 CO
2
6,2(%)
6 Bụi 500
7 Nhiệt độ 820
0
C

400
50
Không
2 SO
2
1500 500
3 CO
2
4 VOC
5 NO
x
(các nguồn) 2500 1000
6 NO
x
(cơ sở sản xuất axit) 4000 1000
7 Nhiệt độ (
0
C)
Trong đó:
Giá trị giới hạn ở cột A áp dụng cho các cơ sở đang hoạt động
Giá trị giới hạn ở cột B áp dụng cho tất cả các cơ sở kể từ ngày cơ quan quản lý môi
trường quy định.
Khí thải sau khi xử lý phải đạt tiêu chuẩn loại B
1.3. Xác định thiết bị xử lý khí thải của nhà máy.
3
Do nhiệt độ của dòng khí thải rất lớn 820
0
C, trong dòng khí thải không tồn tại hợp chất
VOC, khí CO đã bị chuyển hóa thành CO
2


bằng than
hoạt tính.
Tháp hấp
thụ SO
2

bằng vôi
sữa.
4
Khí sạch
và hiệu quả xử lý các công đoạn phía sau một cách cao nhất, cần hạ thấp nhiệt độ trong dòng
khí thải từ ống khói nhà máy.
Để có thể hạ nhiệt độ của dòng khí thải, sử dụng phương pháp trao đổi nhiệt trong tháp
trao đổi nhiệt với chất tải nhiệt là nước.
2.1.1. Nguyên lý của quá trình:
Dòng khí và chất tải nhiệt chuyển động ngược chiều nhau trong tháp trao đổi nhiệt.
Chất tải nhiệt chuyển động trong các ống con (được xếp trong tháp), dòng khí chuyển động
bên ngoài các ống con. Do sự chênh lệch nhiệt độ giữa chất tải nhiệt và dòng khí trong tháp
diễn ra quá trình trao đổi nhiệt.
Sau khi dòng khí ra khỏi tháp nhiệt độ sẽ hạ xuống do chất tải nhiệt lấy đi một phần
nhiệt độ của dòng khí thải.
Chất tải nhiệt sẽ được tuần hoàn (chuyển động thành dòng liên tục), vì vậy sau khi
nhận nhiệt từ dòng khí thải, chất tải nhiệt sẽ được đưa đến thiết bị làm mát, tại đây chất tải
nhiệt sẽ được làm mát xuống một nhiệt độ cần thiết và tiếp tục được đưa vào tháp để làm mát
dòng khí thải.
2.1.2. Sơ đồ cấu tạo của thiết bị trao đổi nhiệt
2.1.3. Tính toán quá trình truyền nhiệt.
Quá trình truyền nhiệt gồm những bước sau:
• Cấp nhiệt từ khói lò đến bề mặt ngoài của ống

= t
1đ
- t
2c
t
c
= t
1c
– t
2d
Ta có
nhiệt độ :t
1đ
= 820
0
C, t
1c
= 60
0
C
5
t
2đ
= 25
0
C, t
2c
= 178
0
C

0
21
n
=
+
=
+
=
Nhiệt độ trung bình của khí thải là:

0
1 2
n
t t 820 60
t 440 C
2 2
+ +
= = =
Nhiệt dung riêng của khói lò
Ta có công thức tính nhiệt rung riêng của hỗn hợp khí:
C = c
1
x
1
+ c
2
x
2
+ c
3

-2
Các giá trị a
0
, a
1
, a
2
được xác định theo bảng sau:
Bảng 3 Các hệ số của hàm nhiệt rung riêng
Chất a
0
a
1
.10
3
a
2
.10
-5
CO
2
10.55 2.16 - 2.04
SO
2
11.4 1.714 -2.045
NO
x
10.26 2.04 -1.61
H
2

p
= c
1
x
1
+ c
2
x
2
+ c
3
x
3
+ …+ c
n
x
n
= 10,93 kJ/kmol.độ
6
Độ nhớt của khói lò được xác định theo công thức:
333222111
333322221111
hh
.TM.m.TM.m.TM.m
.TM..μm.TM..μm.TM..μm
μ
++
++
=
Trong đó:

, T
3
- Nhiệt độ tới hạn của các cấu tử
Các giá trị M
i
, T
i
, và
ii
TM .

được xác định theo bảng sau:
Bảng 4 Giá trị
ii
TM .
của một số khí
Chất M
i
m
i
T
i
ii
T.M
CO
2
44 0,062 304,1 115,6
SO
2
64 0,002 430,5 165,9

= 262,47 x 10
-7
N.s/m
2
Chọn thiết bị kiểu có ống xoắn bên ngoài vỏ, vật liệu làm thiết bị trao đổi nhiệt ta chọn
làm bằng thép cacbon, đường kính ống d1/d2= 50/60 mm.
Hệ số dẫn nhiệt của vật liệu là:
λ
= 45,35 W/m.độ
Chọn bước ống: s
1
= 2,1d
2
; s
2
= 2d
2
Lượng nhiệt do khí mang vào thiết bị là: Q
k
= n
1
. C
p
. t
1đ
7
Trong đó : n
1
- lượng khí thải đi vào thiết bị
1,11.1

p
. t
1c
Với t
1c
=60
0
C, ở 60
0
C ta tính nhiệt dung riêng của các khí theo công thức
2
210
T.aT.aaC
−
−+=
kcal/kmol.độ
Nhiệt dung riêng của khí: C
k
=ΣC
i
.x
i

Cấu tử CO
2
SO
2
NO
x
H

=5%Q
k
= 5,56 kJ/s.
Q
n
: Nhiệt lượng nước nhận
Q
1
: Nhiệt lượng ra khỏi thiết bị
⇒ Q
n
=Q
k
- Q
m
-Q
1
=111,14 – 5,56 – 5,4 = 100,18 kJ/s
Vậy nhiệt lượng cung cấp cho nước là: Q
n
= 100,18 kJ/s = 24,04 kcal/s
Lượng nhiệt nước nhận tính theo công thức:
Q
n
=G
n
[C
n
(t
s