MỤC LỤC
-^TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG
NGHIỆP TP. HCM

Í ỆỊUị ~

I

"T‘
Hình 4.ĩ: Tháp dĩa........................................................................................................
VIỆN KHCN & QUÁN LÝ MÔI TRƯƠNG 37
T

"

Tiểu luận môn

KỸ THUẬT KHỐNG CHÊ Ô
■

NHIỄM KHÔNG KHÍ VÀ TIÊNG
ỔN
Tẽn chuyên đế:


LỜI MỞ ĐẦU
Như ta đã biết thời đại ngày nay là thời đại công nghiệp hóa; hiện
đại hóa đất nước, cuộc sống ngày càng nhộn nhịp, dân sô thê giới ngày
càng tăng thì đòi hỏi sản phẩm sản xuất từ các ngành công nghiệp, nông
nghiệp cũng phải tăng để phục vụ nhu cẩu của cuộc sống. Bên cạnh
những lợi ích mà con người đạt được thì cũng kèm theo đó là một sô

môi trường không khí thông qua các hoạt động tự nhiên của lớp vỏ trái
đất.
Gió, bão mang bụi và keo muối từ biển hay từ đất liền di chuyển
đến các vùng khác trẽn trái đất.
sản phẩm của các phản ứng hoá học trong tự nhiên: trong khí
quyển, các phản ứng hoá học luôn luôn diễn ra, ngay trong tầng không
khí thấp sát mặt đất, các khí hay hơi cũng luôn luôn chuyển hoá thành
chất rắn, chất lỏng nhờ các quá trình oxy hoá hay đông đặc. Trong tầng
khí quyển cao hơn, các chất khí chuyển hoá hóa học do phản ứng quang
hoá...


♦> Nhân tạo
•

Giao thông vận tải
Các phương tiện giao thông vận tải khi hoạt động thải vào không

khí từ 150-200 chất, trong đó có các chất ô nhiễm chủ yếu là bụi, các khí
oxit cacbon (COx: co, CO2), hydrocacbon, chì... LƯỢng xe ô tô trên thê
giới đến cuối thê kỉ 20 đã đạt đến 500 triệu chiếc, trong đó Mỹ là nước
có nhiều ô tô nhất, bình quân 0,73 chiếc/người. Theo sô liệu của Cục
thống kê, năm 1999 nước ta có khoảng 500.000 xe ô tô và 6.500.000 xe
gắn máy các loại. Ở Thành phô Hổ Chí Minh lượng xe gắn máy các loại
vào khoảng 1,5 triệu chiếc.
•

Sản xuất công nghiệp

Các ngành công nghiệp phát triển đi kèm với ô nhiễm không khí

nung,
Bụi,
nồiSOx,
NOx,nhà.COx, hydrocacbon
hơi đốt bằng nhiên liệu hóa aldehyt.
ô nhiễm do sinh hoạt của con người chủ yếu là bếp đun và
thạch: than đá, dắu mỏNguồn
(DO, FO)
lò sưởi sử dụng các nhiên liệu than, củi, dầu lửa, khí đốt... Nhìn chung,
Ngành công nghiêp luvên
kimô nhiễm này nhỏ, nhưng thường gây ô nhiễm cục bộ trong một
nguồn
phòng nhỏ hay trong ngôi nhà. Các chất ô nhiễm là bụi tro, oxit cacbon
Luyện kim, đúc
Bụi,
2, (SO
COx
(CO,
CO2khí
), đốt
HF,
(CO, CO2), oxit
1ƯU SƠ
huỳnh
2), hơi
dầu xăng,
(gas),...
chì
Các sản phẩm tạo điều kiện tiện nghi cho cuộc sống của con
Ngành công nghiêp hoá

ô nhiễm
nhất trong các
HF,thuốc lá làSiF
SOlớn
3
4,
- Superphotphat,
phân kín
lân như
nungtrong
môi trường
ôtô,
tàu Hhoả,
CO, CO
2, NH
, SO2ở cửa hàng, trong lớp học, phòng
chảy
làm việc,...
- Ure
Lọc dầu
Naành
sản

Các chất
ô nhiễm không bụi,
khí sinhCOx,
ra do phân
hủy chất thải sinh
Hydrocacbon,
SOx,

LƯỢng phát thải chất ô nhiễm không khí từ nguồn tự nhiên lớn

Tôn mạ kẽm

loại,nhân
NH3tạo
, HC1,
SO2 phân bồ đồng đều trên thê giới.
hơn nhiều so Bụi
với kim
nguồn
nhưng

Ở khu tập trung đông dân cư thì mật độ phát thải do con người tập trung
Naành côna nahiêv nhe
cao hơn và giaBụi,
tăngxơ
mức
độhỢp
tác hại.
sỢi,
chất hữu cơ

Dệt, nhuộm
Sản xuất giấy

1.3.

Đặc tính khímùi
thải ỉò hơi đốt

Sản xuất thuốc lá

Bụi, mùi, nicôtin , menthol

sản xuất thuốc trừ sâu

Bụi, thuốc trừ sâu


Công nghệ thuộc da

Mùi hôi

sản xuất nhựa, cao su, chất dẻo

Bụi, mùi hôi, hỢp chất lưu huỳnh

Nqành cônq nghiêp thưc phẩm

CHƯƠNG 2: ẢNH HƯỞNG VÀ TÁC ĐỘNG ĐẾN MÔI

Sản xuất nước đá

TRƯỜNG VÀ CON NGƯỜI

Chê biến hạt điều

Bụi, mùi hôi, phenol

Chê biến sữa, thịt, cá, hải sản

(Nguồn: giáo trình hóa môi trường của Hoàng Thái Long- ĐH Khoa học
khi tiếp xúc hít thở khí co, nó tạo hỢp chất bền với hemoglobin (mạnh
%
Chuyển Ảnhhóa hưởng độc hại đối với con
gấp 250 lần so với O2). CO có thể thê O2 trong hemoglobin tạo
ra
Huế)
người
Hb02cacboxy-hemoglobin,
-> HbCO
do đó làm giảm khả năng tải 02CỦa máu:
2.1.2. Tới cây cỏi (thực vật)
Rối loạn khả
phán + đoán,
giảm
02Hb năng
+ co ^ COHb
O2
Thực vậttầm
ít nhạy
nhìn cảm với co so với con người và động vật, nhưng
khi nồng
đọ độc
co cao
làm
choù látai,rụng,
bị mặt,
xoắn buồn
quăn,nôn,
cây

có khả
tạo hàng
liên kết
hemoglobin
nhưtrúng
co (mạnh
Mỗi cũng
năm trên
thê năng
giới có
trămvới
người
bị chết do
độc khí
Chếtlẩn
sauso
vàivới
giờ khí CO), làm giảm hiệu suất vận chuyển Oxy của
gấp 1500
CO
máu.
Song, trong
bị ômôi
nhiễm,
lượng
NO khoa
thấp học
hơn công
nhiềunghệ
lần và

ra chỗ
thở độ
oxy5ppm
để phản
sau
vàithoáng
phút, và
vớicho
nồng
có ứng
thể giải
gây hấp
tác co
hạixảy
bộra:
máy hô hấp sau
mấy phút tiếp xúc, với nồng đô 15 - 50 ppm gây hiểm cho tim, phổi, gan
phơi nhiễm
sau vài giờ tiếp xúc, với nồng độ khoảng 0,06 ppm cũng có thể gây bệnh
Bảng
2.1người
Ảnhnếu
hưởng
độclâu
hạidài.
của CO đối với con người Ở các nồng
phổi cho
tiếp xúc
Viêmnhau
phổi khi phơi nhiễm 6-8 tuắn

liên tục
Viêm cuống phổi
nó có thể gây tác hại đến người già, người có bệnh đường hô hấp, tim
Hình 2.1. Ảnh hưởng NO đến Hình 2.2. Ảnh hưởng của NƠ 2
mạch.
quang hỢp
đếnngười
quang hỢp
ảnh hưởng
của
SƠ2của
đốinão
với con
20 Bảng
giây 2.3. Một số Thay
đổi hoạt
động

- 1,4

- 1,5

15 phút
30 phút
> 6 giờ
> 6 giờ
> 6 giờ

Ảnh hưởng


giảm
đi 25%.
(Nguồn:
giáo
trình hóa
môicótrường
Hoàng Thái Long- ĐH Khoa học
Tổn thương
phổi
thể hồicủa
phục
2.2.3.
Tới tê
quá
trình
Phù
phổi nước,
liệt,
chếtphát ưỉển kinh tê xã hội

Huế)
> Không khí ở thành phô và khu công nghiệp bị ô nhiễm NOx mạnh.
Tớithành
cây côi
(thực
vật)học.
NO2.2.2.
và NO2 hình
khói
quang

ngạt.
Hầu hết mọi người đều bị kích thích khi nồng độ SO 2 trong không
khí bằng hoặc cao hơn 5 ppm. Những người nhạy cảm có thể bị kích
Ngoài ra NOx còn ảnh hưởng tới quá trình quang hỢp.
Ti lê ffia
tãiie
Ti lệ
tans độc
co2 SO2 ở nồng độ
thích
ngay
ở CO>
nồng độ thấp hơn 1-2 ppm SO
2. cia
Nhiễm
cao hơn 5-10 ppm SO2 có thể gây co thắt phê quản mạnh.
Ô nhiễm SO2 kèm với khói có thể gây ra hiện tượng synergism, đặc
biệt trong các sự cô sương khói kiểu London.
Mặc dù nồng độ gây chết người khá lớn, đến 500 ppm, nhưng khí
SO2 vẫn được xem là tác nhân gây ô nhiễm không khí đáng kể nhất, do

50

100

150

200

50

0.2

0
N

3.1.
Tính 1.6
toán thiết kế hệ thống xử lý bụi bằng cyclon
■ Làm thay đổi tính
năng vật liệu;

s

ĐỘ tro(A)
ĐỌ ẩm(W)
v

so2

tính toán:
■3.1.1.
Làm thay SỐ
đổi liệu
màu
0.3 sắc các loại đá;
2
Khối lương
riêng
của
dầu

= giờ:
9,467xl0'
chuẩn/
kg nhiên
Lưuco lương
khí thải:
= 5000 m
Vh
= 1.39
m 3/sliệu)
0,011 (nrì chuẩn/ kg
Các
lượng
của quá
trìnhphẩm
cháyvà
được
tính:dùng.
■ đại
Giảm
độ bền
của sản
đồ tiêu
LƯỢng
Ta CO2 trong
có: spc w
X
H
=
Q/V

Vcháy
A
D2=1.39/20
=0,111HP+0,0124Wp+
0,0016dv;= 1^655
LƯỢng hơi nước trong spc
5
•=>Vo =D0,089C
= p0.746
. Ta chọn D = 0.8 m
+ 0,264Hm
p - 0,0333(0 p —S p )= 10,476 (m chuẩn/ kg nhiên liệu)
(mH chuẩn/ kg nhiên

LƯỢng N2 trong spc

liệu)

Đường kính ống ra: D'c= 0.373 m => Dc=0.4 m

Đường kính ống đứng : Dd= 0.1865 m =>Dd=0.2 m
LƯỢng không khí ẩm cần thiết cho quá trình cháy
Chiều cao Ống vỏ: Li = 2xD= 1.492 m =>L1= 1.6 m
t = 30°c,(p = 65% => d = 17 (g/kg)
Chiều cao phẩn nón: L2 = 2xD =1.492 m =>L2=1.6 m
(Nguồn: giáo trình hóa môi trường của
Hoàng Thái Long- ĐH Khoa học
vư =(l+0,00l6đ)Vo = 10,760 (m3 chuẩn/ kg nhiên liệu)
Chiều cao cửa vào: H= 0.5D= 0.373 m =>H= 0.4 m
Huế)

kê vùng
(kèm
phai
LƯỢng
tê với
sõ các
thừagân
kk lá.a Khi
= 1,4
trong không khí tăng lên thì tác hại của SO 2 đối với thực vật cũng
vt =lên.
aV aTác
= 15,064
(nrìtrở
chuẩn/
nhiên trọng
liệu) khi những lỗ nhỏ trên
tăng
hại này
nên kg
nghiêm
Đốt
2 lít bì
dầubềDO
thành
trọng
sử dài
dụng
lớp biểu
mặtcódùng

- —JTT - - - - -=9,451x10 (m chuẩn/ kg nhiên liêu)
=°’ SV NO X =

4,725x10

LƯỢng
Ơ2 trong không khí
^•PiVO,
thừa
chuẩn/
kgphát
Nồng
độ
thải
chất
nhiễm
LƯỢng
O2SO
tham
gia
phảnôứng
tạo NOx
Tải
lượng
2, pcác
= 2,926
L=
=0 0133mVs
10Vo
•V2MS0=0,21(a-l)V

CO =
r =0,479
g/m3
1,046.10-LƯỢng
spc tổng
cộngcoở điều
kiện chuẩn
(m3

nhiên liệu)

2

3600

CƠ2 = CO 'K =124,736 g/m3
VHi0 +5939-2005C
VVj + v 0ì + loại
Vvo>B)- vw, - V0ỉ'=16,034 (m3 chuẩn/ kg
Đại lượng( đơn vị: = VSOj + VCOi + V co +TCVN
3
NO X = M NO X /L T =0,786 g/m
SỎ2
500
nhiên
_2
3
3
JVp +0,79.V
CO

r

Nồng

~~ 3600

-

= 0,0105(m3 /s) = 37,8(m/h)
3600*273

độ các chất ô
1647,62(mg/m3)

nhiễm

ở

60°c

Cs02 Cco =

607,33(mg/m3)

Ccơ2 —
C NOX

158 000(mg/m3)

= 99,619(mg/m3)

sô
ban
s KÝLưu
lượng
dòng
khí
thải
V
=37,8
M
s
Nồng
độ
S02
ban
đắu
c
=1,64762
s
Nhiệt
độ
dòng
khí
thải
đẩu
vào
tl
=
s Chon nhiêt đô làm viêc của thiết bi tk =32°c
5

Xác
định các /dòng
C so =
= 0,0257(mo/
m3) vật chất - Đường cân bằng pha
Nồng độ hỗn
hỢp
khí1,64762
thải

c =TPF —_________ __________________—— =0,0385(/T7o/ / / ) =38,5(mo/ / m

Nồng độ phần mol SO2 đắu vào
- Pha khí
_ c, _ 0,0257
y
_ yc _ 0,2026 *10~3
-3
3 *10 (mol S02/mol khí)
= 0,2026
~i-y c ~ 1-0,2026*ìcr

Suất lượng SO2 ban đầu

= Ghh*yă =1456(moíhh/Ị*0,668*.10-2 molSO,

G so ,

mol hh

= 0,97261

SO,
Suất lượng mol của cấu tử trơ

Gtr = Ghh.(l - YB) = 1456*(1 - 0,668*103) = 1455,027 (mol/h)
Hiệu quả của quá trình hấp thu
0,668-0,2026
*100% = 69,67%
0,668

LƯỢng SO2 bị hấp thụ

MSOĩ = GSOĩ* n =0,9726*69,67%
M so , =0,6776('»
H 38000
việc ta có

m = ^ =
p 800

= 47.51 (t=32°c, H =38000)

J

Trong đó: H là hằng sô Henry để xác định đường cân bằng
Phương trình đường cân bằng
mX _
47,5X
V = mx Y =-------------------------=---------—- --- -

0,668 *10-3 = 47’55—--------------=> Xcmax =1,405*10-\molSO, /moỉhp)
l+(l-47,5Xcmax)

Xác định lượng dung môi tối thiểu cần cho tháp
Gun_ Yn-Yc
Gtrô XCina,-Xfi

Yf,-Y c

X Cm -X n
y
3

(o,668*10~ -0,2026*10


Gtrô

=> xc = 9,366* 10'6 (mol S02/molhp)
Phương trình đường làm việc đi qua 2 điểm A(0 ; 0,2026 * 103), B(9,366

Chọn vật liệu đệm
Vòng sứ xếp ngẫu nhiên
ơ =240 m2/m3

• Bề mặt riêng

Vđ =0,73 m3/m3

• Thể tích tự do

1 m3 = 95 * 103

• SÔ đệm trong
• Khối

lượng

riêng

vận tôc khí đi ữong tháp
Tháp đệm có thể làm việc ở các chê độ thủy động khác nhau: chê độ
chọn cho sự làm việc của tháp nên vận tốc làm việc được chọn % =
-7-



32°c

và

25°c,

Ns/m2

tb, Gtbi Suất lượng trung bình của pha lỏng và pha khí trong tháp(kg/s)

ĐỘ

nhớt

p,

của

nước

=0,8937

Độ
px=

102

*



-3 A

= 0,022-1,75 *(

củ , = 0,506(m/s) => co =0,9 *íys = 0,45(m/s)

vậy vận tốc dòng khí đi trong tháp

°)y

-

Đường kính tháp
* co v

Vn

Chọn D = 0,2 (m) = 20 (cm)
Tiết diện của tháp
2
2
7Ĩ*P2 _=7T*Q,2
0,0314(m
)

4

_


H =noy*hoy

Tính

số

đơn

vị

truyền

khối

n0y

Ta có phương trình đường làm việc:
Y = 49,69^+0.0002
v Y-

0,0002

=> X =-----~~—

_

47,5

47,sx _



Gy p/ V/ V012'

T00(r ^ 0,018*10-3 '

Trong đó:

Mk _ y«*M SOi | (l-y,t)*Ma
"hhk

"SO2

H’kk

ựy : ĐỘ nhớt trung3 bình của pha khí

(1-0,4353 *10~3)* 29

29 _ 0.4353*10~ *64

Chiều

cao tương
fl m ~
ĐƯneski

đương

của



;

= 482,92

htứ = 200(—)12 *—ỉ— = 200(—)12 *—5— = 0,263m
tư
ơCở
240
0.450'4

Chiểu cao của lớp đệm

=> h = htd*n„y = 2,214 * 0.263=0.58 (m)

Chọn

h
Chiều cao của tháp đệm

=

0,60

H =noy*htd + (0,8 -1) = h + 0,9 =0,6 +0,9 = 1,5 m
Tính
trở
lực
tháp
Trở lực tháp đệm khô
0,5

m


Theo bảng IX. 7 Trang 189 - sổ tay quá trình và thiết bị công nghệ hóa
chất tập 2, ta có A = 10, m = 0,945, n = 0,525, c=0,105
Ap =50>49*(l + 10(^^)u’g45*(-^)u-525 *(0,7679*10~ )u’1053 = 588,95( N / m 2 )
0,012 1000 0,018*10“

Chiều cao cột chất lỏng trong tháp
Gọi hclà chiều cao cột chất lỏng trong tháp (nhằm tạo ra áp lực lớn hơn

-.V,

3.23.3.

Tính

1,301.4
= 0,0196/71
;r. 1,2.3600

=>

Chọn

đường

Ông

dẫn

nước

ra có đường kính 2cm, bề dày
của đường Ống là 3mm

bề

dày

thân

Chiều dày tấm thép : b = 4-25 (mm)
ĐỘ giãn tương đối ỗ = 40%
Hệ sô dẫn nhiệt: X = 16,3 (W/m.°C)
Khối lượng riêng p = 7900 (kg/nC)
Chọn công nghệ gia công là hàn bằng tay, bằng cách hàn giáp mối hai
bên.


n

2,6

k

Lấy giá trị

mm

40

mm

20

mm

2

(N/m=)207,69.10« (N/m )
k ] ~ l ~~~ -1 = 146,667.10
k]=^-j; = ^121.1
ứng suất cho phép của vật liệu[ơtheo
giới hạn bền
nc
1,5

Ta

lấy

giá

trị

bé


Công thức tính bề dày của thân thiết bị:

s

=

n.p

0,2.119449,156
= 8,571.10-5 + c
(i
2.146,667.10 .0,95

+c =

với c = Co + Ci + c2 + C3
= 1,05 (mm): Hệ số quy tròn kích thước
Ci = 1,5 (mm): Hệ sô bổ sung do bào mòn hoá học với tốc độ
0,lmm/năm và thời hạn sử dụng là 15 năm.

c2 có thể bỏ qua
C3= 0,8 (mm) là hệ sô bổ sung do dung sai âm
= 3,35 (mm)
=>

Chiều

dày


chọn

s=5mm

là

hỢp

lý

3.2.3.4. Tính nắp và đáy thiết bị
a) Chọn nắp và đáy thiết bị dạng tiêu chuẩn có gờ
Tra bảng XIII-11 Tập 2 sổ tay thiết bị ta có:
Chiểu cao của gờ h > 2S nhưng không nhỏ hơn 25mm, ta chọn h=25mm
Kích thước đáy elip hb= 0,2Dt- 0,25Dt = 40-50mm ta chọn hbbằng 50mm

với k là hằng sô vô thứ nguyên
d
k = l- ir=l- 50/200 =0,75
b) Chiều dày nắp và đáy
s=

Đ,.p _Q_
3,8ịơ k ].k.ọ h '2

+c=

0,2,119449,156

4

6


a) Tính bích nối đaý tháp với thân, chọn bích liền bằng kim loậi đen để
nối thiết bị
Đường kính trong thiết bị: Dt = 200 mm
Đường kính trong: D, = 200 + 5.2 = 210 mm
Đường kính ngoài của bích: D= 260 mm
Đường kính tâm bulon: Dz = 225 mm
Đường

kính

Đường

mép

vát:

kính

SÔ

bulon

Chiều

cao

Di

Tính mặt bích nối ống dẫn và thiết bị
Ông dẫn lỏng vào d = 20mm
Chọn loại bích liền bằng thép không rỉ để nối
Đường kính ngoài Do = 20 + 3.2 = 26
mm
Đường kính ngoài của bích D = 90 mm
Đường kính tâm bu lon Dz = 65 mm
Đường kính mép vát: Di= 50 mm
Đường

kính

bu

lon

db=

M6

Chiều cao bích hi= 12 mm
m2 = —(o,092 - 0,0262 Ị.o,012.7,9 xio3 =0,704kg

Ông

dẫn

lỏng

ra

vát:

D|

=

50

mm


Chiều cao bích h = 12 mm

m3 = — (o,092 -0,0252 ).0,012.7,9 xio3 = 0,704%

Đường

Ông
dẫn
khí
vào
và
Chọn loại bích liền bằng thép không rỉ để
Đường
kính
trong
40
Đường
kính
ngoài

Từ đường kính trong Dt = 200mm
Đường

kính

lưới

Chiều

đỡ

đệm

rộng

Chọn

chọn

d

lưới

chiều

dày

=195mm
b=10mm



=

0,6m

h

tháp

D

=

0,2m

Khối lượng đệm
7Ĩ * D 2
m d = ———*h d
4

71 * 0 22
*Vfd = — *0,6*650*0,73 = 8,944(/cg)
4

Khối lượng dung dịch đệm (tính cho trường hỢp ngập lụt)

m dd = K * Đ *h d *p dd *v td = ;r*0>2~> »0,6*1000*0,73 = 13,76(kg)

Khối lượng tổng cộng mà lưới đỡ đệm phải chịu
m = md + TTidd =8,944 + 13,76 = 22,704(kg)

tốc
khí
trong
ĐỘ
nhớt
của
khí
p
Khôi
lượng
riềng
của
khí
Đường
kính
ống
D
Chọn chiều dài ống dẫn là 1 = 2 m
3.23.8.

ống:
ống:
=
p
=

37,8
m/h
10
m/s


Tính chụp hút


cb
b

4
1000.rị

Chọntốchiệu
vận
trung
suấtbình
bơmvào
là chụp:
70% vtb = r = Q*0314 = 0,334m /s
Đường kính ống hút là 4cm như đã tính ở phắn trên
w=

^ = 1000.9,81.1,301.4 = 20 10_3

Đặt làm
chụpviệc
hút ngay
khu
tạivào
miệng
đốt mà quạt hút tạo ra trong
1000.0,7.3600

khóithấp
buồng
có cánhtỏa
tỏa có
tròn.kích
Loạithước
quạt này
thể hoạt
độngkính
ở lưu
mà
đốt
0,15m
không
bị rung động lớn, độ bền cao.
Diện tích tiết diện ngang ống khói buồng đốt
3.2.3.10. Chọn bơm
F=

g *0 j j _

0177m

2

4

LƯỢng nước cắn bơm trong lh là : 1,301 m:Vh
Chọn chụp hút khí dạng phễu
Tháp cao