Đồ án Tính toán và thiết kế hệ thống xử lý khói thải – bụi từ nồi hơi đốt bằng than đá tại công ty C.P Group Việt Nam

hớp Nguyên lý : Khi dòng chuyển động đổi hướng hoặc chuyển động theo đường cong, ngoài trọng lực tác dụng lên hạt còn có lực quán tính, lực này lớn hơn nhiều lần so với trọng lực. Dưới ảnh hưởng của lực quán tính, hạt có xu hướng chuyển động thẳng nghĩa là các hạt có khả năng tách ra khỏi dòng khí. Nguyên lý này được áp dụng cho các thiết bị lọc xiclon ướt, tấm chớp ….Tuy nhiên các thiết bị này chỉ có khả năng tách các hạt bụi có kích thước > 10µm nên khi dùng để lắng hạt bụi có kích thước nhỏ sẽ không có hiệu quả. Giới thiệu về Xiclon ướt: Là thiết bị lọc li tâm kiểu đứng, bụi khí vào thiết bị theo ống, có phễu và ống xả bụi. Dòng khí đưa vào phần trên của xiclon ướt. Thân xiclon ướt thường là hình trụ có đáy hìng chóp cụt, ống khí vào thường có dạng hình chữ nhật được bố trí theo phương tiếp tuyến với thân xiclon ướt. Khí sạch được đưa ra ngoài ở trên đầu thiết bị. Khí vào xiclon ướt chuyển động theo đường xoắn ốc, dịch chuyển xuống dưới và hình thành dòng xoáy ngoài. Lúc đó các hạt bụi dước tác dụng của lực li tâm văng vào thành xiclon ướt, tiến dần đến đáy chóp, dòng khí bắt đầu quay ngược trở lại và chuyển động lên trên hình thành vòng xoắn trong. Các hạt bụi văng đến thành dịch chuyển xuống dưới nhờ lực đẩy của dòng xoáy và trọng lực từ đó ra khỏi xiclon ướt qua ống xả bụi. Hiệu quả thu hồi bụi trong xiclon ướt tỷ lệ thuận với căn bật 2 vận tốc và tỉ lệ nghịch với căn bật hai đường kính. Do đó xiclon ướt làm việc tốt khi vận tốc dòng khí cao và đường kính thiết bị nhỏ. Ngoài ra còn có các thiết bị thu hồi bụi xoáy và thu hồi bụi cơ động Ưu điểm của xiclon ướt: Thiết bị thu hồi dòng không khí xoáy xiclon ướt đã được sử dụng rộng rãi và lý thuyết về dòng khí xoáy là cơ sở thiết kế các thiết bị thu gom bụi quán tính. Ngòai ra, thiết bị xiclon ướt vừa có cấu trúc đơn giản, giá thành rẻ, không có các chi phí chuyền động phức tạp, vận hành dễ dàng, có thể sử dụng bất cứ vật liệu nào thích hợp. Xiclon ướt thích hợp và được chọn trong việc xử lý bụi không cao cấp và phức tạp, bụi có kích thước lớn và không độc hại. Vật liệu chế tạo xiclon ướt không bị bó hẹp nên xiclon ướt có thể dùng trong những điều kiện đặc biệt như chống ăn mòn, mài mòn mà các thiết bị khác không khắc phục được. Ngòai ra, xiclon ướt có thể vận hành bình thường ở nhiệt độ lên đến 5000C, thu hồi dễ dàng các loại bụi có tính ăn món cao. Xiclon ướt có thể làm việc ở áp suất lớn, trị số tổn thất áp lực ổn định, hiệu quả không giảm cho dòng khí có nồng độ bụi cao. Nhược điểm của xiclon ướt: Tổn thất áp lực tương đối lớn, hiệu quả thấp đối với những hạt bụi có kích thước nhỏ hơn 5 micromet. Hiệu suất làm việc của xiclon ướt phụ thuộc vào tốc độ dòng khí, tổn thất áp lực, đường kính xiclon ướt. Theo lý thuyết, hiệu suất tỉ lệ thuận với tốc độ dòng khí, tỉ lệ thuân với tổn thất áp lực và tỉ lệ nghịch với đường kính xiclon ướt, Hiệu ứng lề: Trong vùng không gian giữa thân xiclon ướt và ống thoát, gần đỉnh của xiclon ướt, nơi ống dẫn khí vào có hiện tượng dòng xoáy phụ. Dòng khí vào có vận tốc tăng dần từ thành xiclon ướt cho đến thành của ống dẫn khí thoát và sinh ra một dòng khí đi xuống. Ngòai ra, do bán kính của ống thóat lớn hơn bán kính có dòng xóay có vận tốc lớn nhất bên trong ống khí thải, vận tốc dòng khí này không có vận tốc lớn như dòng khí thóat. Thêm vào đó, có một dòng khí đi lên dọc theo thành của xiclon ướt ở gần đỉnh của phần trụ ngoài ý muốn. Nó mang khí và cả những hạt bụi di chuyển trong vùng không gian giữa thành xiclon ướt và thành ống thải làm giảm hiệu suất thu gom bụi. Làm sạch bụi bằng phương pháp ướt Thiết bị thu hồi (theo phương pháp) ướt hoạt động dựa trên sự tiếp xúc của dòng khí bụi với chất lỏng được thực hiện bằng các biện pháp cơ bản sau : Dòng khí bụi đi vào thiết bị và được rửa bằng chất lỏng. Các hạt bụi được tách ra khỏi khí nhờ va chạm với các giọt nước. Chất lỏng tưới ướt bề mặt làm việc của thiết bị còn dòng khí tiếp xúc với bề mặt này. Các hạt bụi bị hút bởi màng nước và tách ra khỏi dòng khí. Dòng khí bụi được sục vào nước và bị chia ra thành các bọt khí; các hạt bụi bị dính ướt và loại ra khỏi khí. Do tiếp xúc với dòng khí nhiễm bụi với chất lỏng hình thành bề mặt tiếp xúc pha. Bề mặt này bao gồm các bọt khí, tia khí, tia lỏng, giọt lỏng và màng lỏng. Trong đa số thiết bị thu hồi bụi ướt tồn tại các dạng bề mặt khác nhau do đó bụi được thu hồi theo nhiều cơ chế khác nhau. Làm sạch bụi bằng phương pháp lọc Khi cho khí chứa bụi qua vách ngăn xốp các hạt rắn được giữ lại còn khí xuyên qua nó hoàn toàn, đó là nguyên lý chung của thiết bị lọc bụi. Trong quá trình lọc bụi các hạt bụi khô tích tụ trong các lỗ xốp hoặc tạo thành lớp bụi trên bề mặt vách ngăn, do đó chúng trở thành môi trường lọc đối với các bụi đến sau. Tuy nhiên bụi tích tụ càng nhiều làm cho kich thước của lỗ xốp và độ xốp chung của vách ngăn càng giảm. Vì vậy sao một thời gian làm việc cần phải phá vỡ và loại bỏ lớp bụi ra, như vây quá trình lọc bụi kết hợp với quá trình phục hồi vật liệu Có thể chia làm 3 loại sau : Thiết bị lọc hiệu suất > 99%, nồng độ bụi Cbụi < 1mg/cm3, vận tốc lọc < 10cm/s Thiết bị lọc không khí sử dụng trong hệ thống thông gió Thiết bị lọc công nghiệp (vải, sợi, hạt …) Làm sạch bụi bằng điện trường Trong thiết bị lọc điện khí xử lý bụi nhờ tác dụng của lực điện. Các hạt bụi được tích điện và dưới tác dụng của trường điện chúng chuyển động đến gần và lắng trên các bản điện cực. Sự tích điện diễn ra trong trường phóng điện theo 2 cơ chế sau : Cơ chế 1 : do tác dụng của điện trường các hạt (kích thước > 0,5µm) bị bắn phá bởi các ion chuyển động theo hướng điện trường. Cơ chế 2 : do sự khuyếch tán của ion. Cơ chế này áp dụng cho các hạt có kích thước < 0,2µm). Đối với các hạt có đường kính từ 0,2 đến 0,5µm áp dụng cả 2 cơ chế trên đều hiệu quả. Trường lực trong thiết bị được tạo bởi 2 điện cực Cực âm : điện cực quầng sáng – để tích điện cho các hạt. Đó là các dây dẫn mảnh được bố trí ở một khoảng cách nhất định. Cực lắng có bề mặt rộng hơn với nhiều hình dạng như gợn sóng, dạng trụ, dạng lòng mảng. Các yêu cầu cơ bản đối với điện cực lắng là bền cơ học, cứng và có khả năng tách bụi khi rung lắc. CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ CO Phương pháp hấp thụ Hấp thụ là kỹ thuật làm sạch khí thải dựa trên cơ sở hấp thụ khí độc hại bằng phương pháp phụ thuộc vào loại khí độc và dung dịch hấp thu. Dùng nước hấp thu là rẻ nhất tuy nhiên hiệu quả không cao. Phương pháp hấp thu được chia làm 2 phương thức: Hấp thu vật lý : chỉ xảy ra khi những phân tử bị hấp thụ không đi vào những phân tử hấp thu. Áp suất riêng phần của khí thành phần trong hỗn hợp cao hơn áp suất cân bằng trên bề mặt dung dịch. Hấp thụ hoá học: chỉ xảy ra khi những phân tử bị hấp thụ sẽ tác động tương hỗ hoá học với các phân tử hoạt tính của chất hấp thụ. Áp suất lực can bằng của khí thành phần trên bề mặt dung dịch ít hơn hấp thụ vật lý và có khả năng tách ra hoàn toàn khỏi dòng khí thải. Phương pháp này sử dụng nhiều để xử lý các khí độc : HCl, HF, SiF4, CO2… Nguyên lý: Không khí bẩn được đưa vào tháp hấp thu, rửa khí, chất lỏng trong ống phân phối (thường là nước) được phun thành các hạt nhỏ theo hướng cắt ngang hoặc ngược hướng với chuyển động của dòng khí thải. Các hạt nhỏ li ti tiếp xúc với khí thải và hấp thu khí độc hại. Một đầu của tháp hấp thu, thải ra chất lỏng sạch sau khi được hấp thu qua vật liệu đệm. Đầu còn lại của tháp thải ra khí khô sạch sau khi được hấp thu ở lớp tách ẩm. Ưu điểm: có thể sử dụng rất tốt phương pháp này với dung môi là nước có lợi về kinh tế. Có thể được sử dụng được kết hợp khi cần rử khí làm sạch bụi, khi trong khí thải có chứa cả bụi lẫn khí độc hại mà các chất khí có khả năng hòa tan tốt trong nước. Nhược điểm: hiệu suất làm sạch không cao, hiệu suất làm sạch giảm khi nhiệt độ dòng khí tăng cao nên không thể xử lý các dòng khí thải có nhiệt độ cao, quá trình hấp thụ là quá trình tỏa nhiệt nên khi thiết kế, xây doing và vận hành hệ thống thiết bị hấp thụ xử lý khí thải nhiều trường hợp phải lắp đặt thêm thiệt bị trao đổi nhiệt trong tháp hấp thụ để làm nguội thiết bị, tăng hiệu quả của quá trính xử lý như vậy thiệt bị sẽ trở nên cồng kềnh, vận hành phức tạp. Khi làm việc hiện tượng “sạc” rất dễ xẩy ra khi ta khống chế, điều chỉnh mật độ tưới của pha lỏng không tốt, đặc biệt khi dòng khí thải có khối lượng bụi lớn. Việc lựa chọn dung môi thích hợp sẽ rất khó khăn, khi chất khí cần xử lý không có khả năng hòa tan. Lựa chọn các dung môi hữu cơ sẽ nảy sinh vấn đề: các dung môi này độc hại cho người sử dụng và môi trường hay không? Việc lựa chọn dung môi thích hợp là bài toán hóc búa mang tính kinh tế và kỹ thuật. Giá thành dung môi quyết định lớn đến giá thành xử lý và hiệu quả xử lý. Phải tái sinh dung môi (dòng chất thải thứ cấp) khi sử dụng dung môi đắt tiền hoặc chất gây ô nhiễm nguồn nước. Hệ thống càng trở nên cồng kềnh và phức tạp. Cuối cùng việc xử lý khí thải từ nồi hơi đốt than bằng phương pháp hấp thụ tỏ ra kém hiệu qua vì : Khí thải có chứa một số hợp chất hữu cơ ít tan trong nước, nếu nước được lựa chọn là dung mô hấp thụ sẽ tỏ ra kém hiệu quả. Còn nếu sử dụng dung môi hữu cơ thì không kinh tế, hơn nữa có thể các dung môi hữu cơ này là các chất độc hại gây ô nhiễm môi trường không khí. Dòng khí thải sau các thiết bị trao đổi nhiệt, vẫn còn nhiệt độ rất cao nên hiêu quả hấp thụ sẽ giảm rất nhiều. Khí thải có hàm lượng bụi khá lớn, còn chứa nhiều chất hữu cơ do quá trình đốt cháy không hòan tòan than đá có thể tạo ra mồ hóng làm tắc thiết bị nhất là với tháp đệm. Chất lỏng sau hệ thống xử lý khí thải phải được xử lý thêm một lần nữa bằng hệ thống xử lý nước thải, điều này rất gây tốn kém. Phương pháp hấp phụ Hấp phụ là sự hấp các phân tử khí, hơi bề mặt chất rắn, người ta ứng dụng phương pháp hấp phụ để là sạch khí có hàm lượng tạp chất khí và hơi nhỏ. Vật liệu dùng để làm chất hấp phụ là các vật liệu xốp với bề mặt bên trong lớn được tạo thành do tổng hợp nhiên liệu hoặc tự nhiên. Người ta chia hấp phụ ra làm 2 loại hấp phụ vật lý và hấp phụ hóa học Các chất hấp phụ công nghiệp thường là than hoat tính, silicagen, aluniogen, zeolit và inoit. Phương pháp tái sinh : Cần thiết tái sinh chất hấp phụ để thu hồi cấu tử hấp phụ và phục hồi khả năng hấp phụ của chất hấp phụ. Chi phí tái sinh chiếm từ 40 – 70 % tổng chi phí của quá trình làm sạch. Tái sinh được tiến hành bằng cách tăng nhiệt độ hút cấu tử bị hấp phụ bằng chất hấp phụ khác mạnh hơn, giảm áp suất. Trong phương pháp này thì khâu giải hấp là quan trọng nhất. Quá trình giải hấp có thể thực hiện bằng cách tăng nhiệt độ, đuổi chất hấp phụ bằng 1 chất khác hấp phụ tốt hơn Nhiệt độ giải hấp : thực hiện bằng cách gia nhiệt chất hấp phụ đã bão hòa, nhiệt độ cần thiết cho quá trình nhờ tiếp xúc trực tiếp với dòng hơi nước không khí nóng hay khí trơ với độ chênh lệch nhiệt độ 100 – 2000C thì đủ giải hấp than hoạt tính, silicagen, alumogen đối với zeolit thì 200 – 40000 C Giải hấp bằng cách đuổi hay còn gọi là giải hấp lạnh là dùng tác nhân đuổi để đẩy chất bị hấp phụ ra khỏi chất hấp phụ. Để đuổi các cấu tử hữu cơ bị hấp phụ có thể sử dụng tác nhân đuổi là CO2, NH3, H2O, một số chất hữu cơ hay chất khí khác miễn sao đuổi có hiệu quả mà bản thân chúng cũng dễ tách ra khỏi chất hấp phu.ï Giải hấp bằng giảm áp suất : thực hiện bằng cách giảm áp suất hệ thống sau khi chất hấp phụ đã được bão hòa (khi giai đoạn tiến hành ở áp suất đó) hay tạo chân không hệ thống (nếu khi hấp phụ ở áp suất thường) Giải hấp chân không : phương pháp này đòi hỏi hệ thống phải thật kín nên thường được sử dụng trong các quá trình xử lý khí công nghiệp. Hấp phụ các dung môi bay hơi : Hiện nay trên thế giới có một lượng rất lớn hơi dung môi tổn thất ra môi trường gây tác hại về môi sinh và gây lãng phí lớn để thu hồi chung ta thường dùng phương pháp hấp phụ thông dụng như than hoat tính, silicagen, alomogen, zeolit, thủy tinh xốp … Đặt biệt than hoạt tính kỵ nước nên rất hay được dùng khi độ ẩm tương đối của hỗn hợp khí dưới 50 % thì không ảnh hưởng đến khả năng hấp phụ các dung môi hữu cơ. Hiệu quả kinh tế của các thiết bị dùng than hoạt tính phụ thuộc vào nồng độ tối thiểu (C) của dung môi trong không khí đã làm sạch và (C) được cho như sau : Dung môi C(g/m3) Dung môi C(g/m3) Axeton 3.0 Toluen 2.0 Xăng 2.0 Rượu etylic 1.8 Benzen 2.0 Metylencloric 2.0 Butyl Axetat 1.5 Tricloetylen 1.8 Việc hấp phụ hơi trong dung môi có thể xảy ra trong các lớp vật liệu hấp phụ nằm yên, tầng sôi hay chuyển động liên tục. Nhưng trong thực tế sản xuất thường dùng kiểu thiết bị có lớp hấp phụ nằm yên. Các tháp hấp phụ kiểu đứng dùng trong các dòng khí thải ít, còn loại vòng và loại nằm dùng trong trường hợp lượng khí thải rất lớn. Các thiết bị tái sinh với tháp hấp phụ làm việc theo chu kì (các lớp vật liệu hấp phụ cố định) làm việc theo 3 chu kì công nghệ cơ bản như sau : 4 – 3 và 2 giai đọan. Chu kì 4 giai đoạn nối tiếp nhau gồm hấp phụ, giải hấp, sấy và làm lạnh chẳng hạn khi hấp phụ bằng than hoạt tính khi giải hấp phải dùng hơi nước. Sấy bằng không khí nóng (để thổi hơi ẩm ra khỏi chất hấp phụ cho sự ngưng tụ một phần của hơi nước trong giai đoạn hấp) sau đó phải làm nguội than bằng không khí ngoài trời. Chu kì 3 giai đoạn khác chu kì 4 giai đoạn ở chỗ bỏ qua giai đoạn cuối của chu trinh 4 giai đoạn, có thể bỏ luôn giai đoạn sấy. Sau khi hấp phụ thì tiến hành đun nóng chất hấp phụ đã bảo hòa bằng nguồn khí trơ nóng, rồi đưa cả hỗn hợp hơi vào thiết bị ngưng tụ. Sau đó thổi qua lớp than hoat tính một luồng hơi nước để kết thúc giải hấp và làm lạnh chất hấp phụ bằng không khí lạnh. Chu trình 2 giai đoạn : quá trình hấo phụ kết hợp với sấy và làm lạnh chất hấp phụ (lúc đầu thổi qua lớp vật liệu hấp phụ một luồng không khí và khí nóng 50 – 600C). Sau đó luồng không khí hơi không đun nóng hoặc là suốt cả quá trình hấp phụ cho luồng hơi khí có nhiệt độ không đổi 350C Việc lựa chọn chu trình làm viện của thiết bị tái sinh phụ thuộc vào đặt tính của dung môi, hàm lượng hơi của nó trong hỗn hợp khí phải sử lý, điều kiện kinh tế kỹ thuật có thể, công nghệ sản xuất đã sản sinh ra dung môi ấy. Để đảm bảo cho quá trình sản xuất liên tục thì phài lắp ít nhất có 2 tháp hấp phụ, để giảm tổn thất hơi dung môi theo khí thải ra ngoài trời thì người ta thường lắp các tháp hấp phụ làm việc theo sơ đồ nối tiếp nhau. Tuy nhiên như vậy sẽ tăng chi phí công vận chuyển hỗn hợp khí qua tháp thường sẽ được bù lại bằng lượng dung môi thu được. Nguyên tăc chung của chất hấp phụ : Những chất hấp phụ được sử dụng trong kỹ thuật xử lý khí thải có sự phát triển bề mặt rất lớn và chúng cần được đáp ứng một số nhu cầu khi ta áp dụng thiết kế cho các dây chuyền công nghệ : Có khả năng hấp phụ lớn. Không tác dụng hóa học với các thành phần khí riêng biệt có trong dòng khí thải Có tính chọn lựa cao. Có độ bền cơ học cao. Yêu cầu này cần được chú ý hơn khi sử dụng chúng trong những thiết bị hoạt động liên tục. Có khả năng hoàn nguyên Có giá thành thấp Những loại chất hấp phụ rỗng sau đây được sử dụng khá rộng rãi như : than hoạt tính, silicagen, alumogen, zeolit những chất này khác nhau về tính chất hấp phụ (do bản chất vật liệu, phương pháp gia công, cấu tạo và cấu trúc cũng khác nhau) cũng như xét về kích thước các hạt và khối lượng riêng. Chất hấp phụ Khối lượng riêng thực Khối lượng riêng biễu kiến Khối lượng riêng thể tích Than hoạt tính 1750 – 2100 500 – 1000 200 – 600 Silicagen độ rỗng nhỏ 2100 – 2300 1300 – 1400 800 – 800 Silicagen độ rỗng lớn 2100 – 2300 700 – 800 500 – 600 Zeolit 2100 – 2400 1200 – 1400 600 – 800 Bảng : khối lượng riêng của một số chất hấp phụ Khối lượng riêng thực của chất hấp phụ là khối lượng thể tích đơn vị của chất hấp phụ. Khối lượng riên biểu kiến – khối lượng thể tích đơn vị của vật liệu hấp phụ. Ưu điểm: làm sạch và thu hồi được khá nhiều chất ô nhiễm thể hơi khí nếu các chất này có giá trị kinh tế cao thí sau khi hòan nguyên chất hấp phụ chúng được tái sử dụng trong công nghệ sản xuất mà vẫn giảm được tác hại ô nhiễm. Chất hấp phụ cũng khá dễ kiếm và rẻ tiền thông dụng nhất là than hoạt tính. Nhược điểm: khi hoàn nguyên được chất hấp phụ thị sẽ sinh ra chất gây ô nhiễm thứ cấp (nếu chất ô nhiễm hoàn toàn là chất độc hại nguy hiểm cần thải bỏ hoặc có giá trị kinh tế không cao, không cần tái sử dụng). Trường hợp chất hấp phụ dễ kiễm giá thành rẻ thì có thể bỏ đi. Không hiệu quả khi dòng khí có lẫn cả bụi lẫn dòng ô nhiễm thể hơi khí. Vì bụi dễ gây tắt thiết bị và làm giảm hoạt tính hấp phụ của chất hấp phụ (lúc này muốn sử dụng ta phải lọc bụi trước khi cho dòng khí thi vào thiết bị hấp phụ. Hiệu quả kém nếu nhiệt độ khí thải cao. Với CO khả năng bắt cháy cao nên trong quá trình nhả hấp phải dùng nhiệt độ cao là hết sức nguy hiểm. Pha loãng không khí bằng khuyếch tán Sự phát tán chất thải độc hại vào khí quyển là quá trình vật lý rất phức tạp. Trong quá trình này gió, các hiện tượng trao đổi chất trong khí quyển cũng như các điều kiện khí hậu địa phương có ý nghĩa rất lớn. Khí thải sau khi thoát ra khỏi ống khói nhà máy chịu tác động của nhiều yếu tố như thành phần, tính chất và đặc tính của chất thải; chiều cao ống khói, hình dạng và kích thước của ống khói; vận tốc thải; hướng và vận tốc gió, sự phân tầng nhiệt độ, mức độ chảy rối và các chỉ số trạng thái của khí quyển, mưa; nhiệt độ và ẩm độ của không khí. Quá trình này thường được thực hiện sau khi xử lý khí thải đến nồng độ cho phép thải (theo qui định của luật pháp) rồi phát tán vào khí quyển qua ống khói cao. Tuy nhiên hiện nay có khá nhiều nhà máy, cơ sở sản xuất mặc dù chưa xử lý khí thải đến nồng độ cho phép thải vẫn cho khí thải phát tán vào môi trường gây ô nhiễm bầu khí quyển. Ưu điểm: Phương pháp này tỏ ra rất hiệu quả trong trường hợp này vì nó: rẻ tiền, hiệu quả cao, vận hành và bảo dưỡng dễ dàng. Kiểm soát xử lý tại nguồn Bố trí lại nguồn: bằng cách nghiên cứu khí tượng ảnh hưởng đến nguồn như thế nào. Cộng đồng dân cư cách nguồn như thế nào. Phải bố trí nguồn thải ở vị trí thỏa mãn yêu cầu sản xuất công nghiệp nhưng không gây ô nhiễm cho vùng dân cư (tính khoảng cách vệ sinh). Cách ly nguồn: là một phương thức để kiểm soát ô nhiễm không khí tại nguồn. Nguồn có thể cách ly một thời gian (ngưng hoạt động)khi nồng độ chất ô nhiễm vượt quá TCVN về chất lượng không khí. Thay đổi nguyên, nhiên liệu: là phương pháp thay thê những nguồn nguyên nhiên liệ hiện tại bằng những nguồn nguyên, nhiên liệu khác có mức độc độc hại thấp hơn. Ví dụ : thay than đá bằng khí đốt để sản phẩm cháy sinh ra chứa nồng độ CO, NO2 thấp. Thay đổi công nghệ: sử dụng công nghệ tiên tiến, tiêu hao ít nguyên liệu, nhiên liệu, đồng thời thải ra ít chất thải hơn. Thông thường việc thay đổi công nghệ kết hợp với các thiết bị làm sạch khí thải, đạt hiệu quả cao. Các kỹ thuật xử lý khí thải tại nguồn: tùy thuộc vào chất ô nhiễm là thể hạt hay thể hơi mà có biện pháp xử lý khác nhau. Chương 5: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ THIẾT BỊ XỬ LÝ KHÍ THẢI TÍNH TOÁN CÂN BẰNG VẬT CHẤT Các thông số đầu vào: Khi đốt than đá khí thải gồm có: bụi, SOx, NOx, COx… Thành phần Cp Hp Sp Np Ap Op Wp % khối lượng 74% 3.4% 0.5% 0.4% 13.5% 2.5% 6% Lượng than sử dụng B = 750 Kg/h Nhiệt độ làm việc t = 30oC = 303oK Aùp suất làm việc p = 1atm Hệ số cháy không hoàn toàn η = 0.04 Hệ số thừa không khí α = 1.4 Nhiệt độ khói thải t = 200oC Hệ số tro bụi bay theo khói a = 0.4 Lượng khói thải Nhiệt năng của nhiên liệu theo công thức Mendeleev: Lượng không khí khô lý thuyết: Lượng không khí ẩm lý thuyết cần cho quá trình cháy: (ở t = 30oC ; φ = 65 % → d = 17 g/kg) Lượng không khí ẩm thực tế với hệ số thừa không khí α = 1.2 -1.6 , chọn α = 1.4 : Lượng khí SO2 trong sản phẩm cháy : Lượng khí CO trong sản phẩm cháy với hệ số cháy không hoàn toàn về hóa học và cơ học η (η = 0.01 - 0.05), chọn η = 0.04: Lượng khí CO2 có trong sản phẩm cháy: Lượng hơi nước có trong sản phẩm cháy: Lượng khí N2 có trong sản phẩm cháy: Lượng khí O2 có trong không khí thừa: Lượng khí NOx trong sản phẩm cháy (xem như NO2 với ρNO2 = 2.054 kg/m3 chuẩn): Quy đổi ra m3 chuẩn/kgNL: Thể tích khí N2 tham gia vào phản ứng của NOx: Thể tích khí O2 tham gia vào phản ứng của NOx: Lượng sản phẩm cháy tổng cộng(tức lượng khói thải tổng cộng): Lượng khói (sản phẩm cháy) ở điều kiện chuẩn: Lượng khói (sản phẩm cháy) ở điều kiện thực tế tk = 200oC : Tải lượng các chất khí có trong khói thải Tải lượng khí SO2 với ρSO2 = 2.926 kg/m3 chuẩn: Tải lượng khí CO với ρCO = 1.25 kg/m3 chuẩn: Tải lượng khí CO2 với ρCO2 = 1.977 kg/m3 chuẩn: Tải lượng khí NOx: Tải lượng tro bụi với hệ số tro bụi bay theo khói a = 0.1 – 0.85 , chọn a = 0.4: Nồng độ phát thải các chất ô nhiễm có trong khói thải Nồng độ phát thải khí SO2: Nồng độ phát thải khí CO: Nồng độ phát thải khí CO2: Nồng độ phát thải khí NOx: Nồng độ phát thải bụi: STT CHẤT NỒNG ĐỘ THỰC TẾ (mg/m3) NỒNG ĐỘ CHO PHÉP(mg/m3) công nghệ Cấp C 1 KHÍ SO2 251.84 500 2 KHÍ CO 1739.15 500 3 KHÍ CO2 655904 Không quy định 4 KHÍ NOX 106.72 1000 5 BỤI 1360.97 400 Theo TCVN 6991 : 2001 chỉ có khí CO và Bụi là vượt quy định nên cần phải đưa ra phương án xử lý nhằm đạt tiêu chuẩn trước khi thải ra ngoài môi trường. DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ KHÍ THẢI Buồng đốt than Xiclon Ống khói Quạt ly tâm Tháp hấp thụ than đá vào TÍNH TOÁN THIẾT KẾ THIẾT BỊ CỤ THỂ Tính toán chụp hút Hòa trộn sản phẩm cháy với không khí qua cửa của chụp hút Lưu lượng khí tại cửa chụp hút: F : diện tích tại miệng hút, m2 (F = 3x2.5 = 7.5 m2) V : vận tốc trung bình tại cửa của chụp hút, m/s (V = 0.4 – 0.5 ;chọn V= 0.45m/s) Lưu lượng khí