Đồ án Thiết kế hệ thông xử lý khí thải công ty cổ phần Bạch Gia

Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD Ths Cao Minh Ngọc Thiết Kế Hệ Thông Xử Lý Khí Thải CTCP Bạch Gia SVTH: Nguyễn Văn Linh PHỤ LỤC 1 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY TÁI CHẾ NHÔM TRỰC THUỘC CÔNG TY CỔ PHẦN BẠCH GIA ................................................ 3 1.1 Giới thiệu về nhà máy .............................................................................. 3 1.2 Vị trí địa lý ............................................................................................... 3 1.3 Điều kiện về vi khí hậu ............................................................................ 3 1.3.1 Nhiệt độ............................................................................................... 3 1.3.2 Chế độ mưa ......................................................................................... 4 1.3.3 Độ ẩm không khí ................................................................................ 4 1.3.4 Chế độ gió ........................................................................................... 4 1.4 Hoạt động sản xuất và kinh doanh của xí nghiệp .................................... 5 1.5 Quy trình công nghệ sản xuất .................................................................. 5 1.5.1 Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất của công ty cổ phần Bạch Gia .. 6 1.5.2 Quy trình công nghệ ........................................................................... 7 1.6 Hiện trạng môi trường trong xí nghiệp .................................................. 10 1.6.1 Từ phương tiện vận chuyển .............................................................. 10 1.6.2 Trong quá trình sản xuất ................................................................... 10 1.6.3 Quá trình tiêu thụ nhiên liệu ............................................................. 10 1.7 Các tác động đến con nguời và môi trường ........................................... 10 1.7.1 Tác động của các chất ô nhiễm không khí ........................................ 10 1.7.2 Tác động của các chất ô nhiễm nước ................................................ 13 1.7.3 Tác động của chất thải rắn ................................................................ 15 1.7.4 Tác động đến các điều kiện kinh tế – xã hội khác ............................ 15 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD Ths Cao Minh Ngọc Thiết Kế Hệ Thông Xử Lý Khí Thải CTCP Bạch Gia SVTH: Nguyễn Văn Linh 2 CHƯƠNG II : TỔNG QUAN VỀ BỤI ................................................. 16 2.1 Giới thiệu chung về bụi ......................................................................... 16 2.1.1 Phân loại theo kích thước có các loại sau ......................................... 16 2.1.2 Phân loại theo tính kết dính của bụi ................................................. 16 2.1.3 Theo độ dẫn điện .............................................................................. 17 2.1.4 Dựa vào tác động đến sức khoẻ con người ....................................... 17 2.2 Tính chất của bụi.................................................................................... 17 2.2.1 Tính lắng (tính phân tán) .................................................................. 17 2.2.2 Tính nhiễm điện của hạt bụi ............................................................. 17 2.2.3 Tính cháy nổ ..................................................................................... 17 2.2.4 Tính lắng do nhiệt ............................................................................. 17 2.3 Ảnh hưởng của bụi đến môi trường (tác hại của bụi) ............................ 19 2.3.1 Ảnh hưởng đến thực vật: ................................................................... 19 2.3.2 Ảnh hưởng đến động vật: .................................................................. 19 2.3.3 Ảnh hưởng đến con người: ................................................................ 19 2.4 Tổng quan về các phương pháp xử lý bụi .............................................. 20 2.4.1 Độ phân tán các phân tử ................................................................... 20 2.4.2 Tính kết dính của bụi ........................................................................ 20 2.4.3 Độ mài mòn của bụi .......................................................................... 21 2.4.4 Độ thấm ướt của bụi ......................................................................... 21 2.4.5 Độ hút ẩm của bụi ............................................................................. 22 2.4.6 Độ dẫn điện của lớp bụi .................................................................... 22 2.4.7 Sự tích điện của lớp bụi .................................................................... 22 2.4.8 Tính tự bốc nóng và tạo hỗn hợp dễ nổ với không khí ..................... 22 2.4.9 Hiệu quả thu hồi bụi ......................................................................... 22 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD Ths Cao Minh Ngọc Thiết Kế Hệ Thông Xử Lý Khí Thải CTCP Bạch Gia SVTH: Nguyễn Văn Linh 2.5 Các phương pháp xử lý bụi khô ............................................................. 23 2.5.1 Buồng lắng bụi .................................................................................. 24 2.5.2 Thiết bị tách bụi kiểu quán tính ........................................................ 25 2.5.3 Thiết bị lá xách ................................................................................. 25 2.5.4 Thiết bị lọc bụi ly tâm ....................................................................... 26 2.5.5 Thiết bị thu hồi bụi kiểu động........................................................... 31 2.6 Thiết bị lọc bụi ....................................................................................... 31 2.6.1 Thiết bị lọc bằng túi vải hay ống tay áo ........................................... 32 2.6.2 Thiết bị lọc sợi .................................................................................. 33 2.6.3 Thiết bị lọc hạt .................................................................................. 34 2.7 Các phương pháp xử lý bụi ướt ............................................................. 35 Nhược điểm: ................................................................................................. 35 2.7.1 Thiết bị rửa khí rỗng ......................................................................... 36 2.7.2 Thiết bị rửa khí đệm.......................................................................... 36 2.7.3 Thiết bị rửa khí với lớp đệm chuyển động ....................................... 37 2.7.4 Tháp rửa khí với lớp đệm dao động .................................................. 38 2.7.5 Thiết bị sủi bọt .................................................................................. 39 2.7.6 Thiết bị rửa khí va đập quán tính ...................................................... 40 2.7.7 Thiết bị rửa khí li tâm ....................................................................... 40 2.7.8 Thiết bị rửa khí với vận tốc cao (thùng ventury) .............................. 41 2.8 Thiết bị lọc điện ..................................................................................... 41 3 CHƯƠNG 3: LỰA CHỌN VÀ ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ BỤI CHO NHÀ MÁY TÁI CHẾ NHÔM BẠCH GIA ....................................... 44 3.1 Thông số đầu vào ................................................................................... 44 3.1.1 Thành phần tính chất bụi của nhà máy ............................................. 44 3.2 Lựa chọn mạng lưới đường ống dẫn bụi ................................................ 46 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD Ths Cao Minh Ngọc Thiết Kế Hệ Thông Xử Lý Khí Thải CTCP Bạch Gia SVTH: Nguyễn Văn Linh 3.3 Lựa chọn thiết bị xử lý ........................................................................... 47 3.4 Đề xuất dây chuyền công nghệ .............................................................. 49 3.5 Thuyết Minh Sơ Đồ Công Nghệ ............................................................ 51 4 Chương IV : Tính Toán thiết bị lọc bụi túi vải ...................................... 52 4.1 Các thông số thiết kế đặc trưng ............................................................. 52 4.2 Tính toán cân bằng dòng khí ra vào thiết bị .......................................... 54 4.2.1 Thời gian rũ bụi ................................................................................ 56 4.3 Kích thước thiết bị lọc bụi túi vải .......................................................... 57 4.4 Tính toán thân thiêt bị ............................................................................ 58 4.4.1 Chọn vật liệu ..................................................................................... 58 4.4.2 Tính toán giới độ dày giới hạn bền của thân thiết bị ........................ 59 4.5 Tính toán đường ống dẫn khí vào đường ống dẫn khí ra ....................... 66 4.6 Tính toán ống thải ................................................................................. 68 4.6.1 Đường kính ống thải ......................................................................... 68 4.6.2 Chiều cao ống thải ............................................................................ 69 4.7 Tính toán độ nâng hình hình học của luồng thải theo các phương pháp khác nhau ..................................................................................................... 69 4.7.1 Phương pháp J.Z Holland ................................................................. 69 4.7.2 Phương pháp W.F Davidson ............................................................. 70 4.8 Tính toán chân đỡ . ................................................................................ 72 4.8.1 Tính khối lượng thiết bị . .................................................................. 72 5 CHƯƠNG V : TÍNH TOÁN THIẾT BỊ TRAO ĐỔI NHIỆT .............. 84 5.1 Tính toán đặc trưng khí thải ................................................................... 84 5.2 Các vấn đề cần quan tâm khi tính toán thiết bị ...................................... 85 5.3 Tính toán chi tiêt .................................................................................... 90 5.4 Tính toán lựa chọn các chi tiết cơ khí và vỏ thiết bị ........................... 101 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD Ths Cao Minh Ngọc Thiết Kế Hệ Thông Xử Lý Khí Thải CTCP Bạch Gia SVTH: Nguyễn Văn Linh 5.4.1 Phương pháp lắp ống vào nang ống ................................................ 101 5.4.2 Lựa chọn vòng bù giãn nỡ .............................................................. 102 5.4.3 Lựa chọn cửa tháo nước ngưng ...................................................... 104 5.4.4 Tính toán chiều dày thân và nắp thiết bị ......................................... 104 6 CHƯƠNG VI: TÍNH TOÁN HỆ THỐNG ỐNG DẪN KHÓI THẢI . 108 6.1 Mô tả chung hệ thống ống dẫn khí thải ............................................... 108 6.2 Phụ kiện ống trên các tuyến ống nhánh ............................................... 110 6.3 Tính toán các tuyến ống nhánh từ ống khói tới tuyến ống chính ....... 111 6.4 Phụ kiện tuyến ống chính .................................................................... 115 6.5 Tính toán tuyến ống chính ................................................................... 117 6.6 Tính toán tổn thất áp suất của thiết bị lọc bụi tay áo và thiết bị giải nhiệt ............................................................................................................ 125 6.6.1 Tổng tổn thất của hệ thống ................................................................ 125 6.7 Chọn Quạt ............................................................................................ 125 7 TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................... 127 7.1 Tài liệu tiếng việt ................................................................................. 127 7.2 Tài liệu tiếng Anh ................................................................................ 127 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD Ths Cao Minh Ngọc Thiết Kế Hệ Thông Xử Lý Khí Thải CTCP Bạch Gia SVTH: Nguyễn Văn Linh DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1-1: Nhiệt độ không khí trung bình theo tháng tại trạm quan trắc tp Vũng Tàu .......................................................................................................................... 4 Bảng 1-2: Định mức nhu cầu nguyên liệu ............................................................. 7 Bảng 1-3: Thiết bị công nghệ ................................................................................ 9 Bảng 2-1: Tỉ lệ phần trăm của bụi theo kích thước ............................................. 18 Bảng 2-2: Tỉ lệ lắng bụi cao lanh trên đường hô hấp ........................................... 18 Bảng 2-3: Tốc độ hút bụi ở điện thế 3000V ......................................................... 19 Bảng 2-4: Các loại bụi ......................................................................................... 21 Bảng 2-5: Các thông số đặc trưng của thiết bị thu hồi bụi khô ............................ 23 Bảng 2-6:Nồng độ bụi cho phép ứng dụng xiclon phụ thuộc đường kính xiclon 29 Bảng 3-1: Thành phần dầu vỏ hạt điều ................................................................ 44 Bảng 3-2: Phân cấp cỡ hạt theo phần tram khối lượng........................................ 46 Bảng 3-3: Hiệu quả của thiết bị, giáo trình xử lý khí thải Trần Ngọc Chấn ....... 48 Bảng 4-1: Thông số lọc bụi túi vải chất liệu Polyester chống ẩm thông thường xuất sứ Hàn Quốc ................................................................................................. 52 Bảng 4-2: Tính chất vật lý của khói từ 0-300oC .................................................. 54 Bảng 4-3: Tính chất cơ lý của thép CT33 ............................................................ 59 Bảng 4-4: Bảng tra giá trị hiệu số hiệu chỉnh  đối với các nhóm thiết bị khác nhau ....................................................................................................................... 61 Bảng 4-5: Bảng hệ số an toàn bền của một số vật liệu cơ bản được chế tạo bằng các phương pháp phổ biến hiện tại. ...................................................................... 61 Bảng 4-6: Kích thước tiêu chuẩn của thép tấm trên thị trường. .......................... 64 Bảng 4-7: Áp suất thử của một số thiết bị với phương pháp chế tạo khác nhau dựa trên áp suất làm việc của thiết bị. .................................................................. 65 Bảng 5-1: Tính chất vật lý của khói ..................................................................... 85 Bảng 5-2: Vận tốc cho phép của một số lưu chất trong thiết bị giải nhiệt .......... 87 Bảng 5-3: Thông số hoạt động của môi chất sử dụng trong thiết bị truyền nhiệt88 Bảng 5-4:Sổ tay quá Trình thiết bị trong công nghiệp và thực phẩm NXB Khoa Học Kĩ Thuật năm 2008 PGS TSKH Nguyễn Bin. Phụ lục III trang 934. ........... 89 Bảng 5-5: Cách xếp ống theo kiểu lục giác và kiểu đường tròn .......................... 93 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD Ths Cao Minh Ngọc Thiết Kế Hệ Thông Xử Lý Khí Thải CTCP Bạch Gia SVTH: Nguyễn Văn Linh Bảng 6-1: Thống kê các chi tiết có trên ống dẫn khí (A0A1A2A3) .................. 111 Bảng 6-2: Bảng thống kê các chi tiết có trên ống dẫn khí (B0B1B2B3) .......... 112 Bảng 6-3: Bảng thống kê các chi tiết có trên ống dẫn khí (C0C1C2C3C4) ...... 113 Bảng 6-4: Bảng thống kê các chi tiết có trên ống dẫn khí (D0D1D2D3D4) ..... 114 Bảng 6-5: Bảng thống kê các chi tiết có trên ống dẫn khí (E0E1E2E3E4) ....... 117 Bảng 6-6: Bảng thống kê các chi tiết có trên ống dẫn khí đoạn (F0F1F2) ........ 118 Bảng 6-7: Bảng thống kê các chi tiết có trên ống dẫn khí đoạn (G0G1G2G3G4) ..................................................................................................................................... 119 Bảng 6-9: Bảng tính thuỷ lực hệ thống ống dẫn khí .......................................... 124 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD Ths Cao Minh Ngọc Thiết Kế Hệ Thông Xử Lý Khí Thải CTCP Bạch Gia SVTH: Nguyễn Văn Linh DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1-1: Sản phẩm thực tế tại công ty ................................................................. 5 Hình 1-2: Quy trình sản xuất của nhà máy ............................................................ 6 Hình 2-1: Buồng lắng bụi ................................................................................... 24 Hình 2-2: Thiết bị lắng bụi quán tính .................................................................. 25 Hình 2-3: Thiết bị lá xách .................................................................................... 26 Hình 2-4: Các dạng xyclon chủ yếu .................................................................... 29 Hình 2-5: Thiết bị thu bụi kiểu gió xoáy ............................................................. 30 Hình 2-6: Thiết bị lọc bụi kiểu ống tay áo ........................................................... 32 Hình 2-7: Thiết bị rửa khí trần rỗng có vòi phun ................................................ 36 Hình 2-8: Tháp đệm phun tưới nước ngang và có vật đệm ................................. 37 Hình 2-9: Thiết bị rửa khí với lớp đệm chuyển động .......................................... 38 Hình 2-10: Bộ lọc bụi có bọt .............................................................................. 39 Hình 2-11: Thiết bị thu hồi bụi va đập quán tính ................................................ 40 Hình 2-12: Thiết bị tách bụi kiểu xyclon màng ướt ............................................ 40 Hình 2-13: Thiết bị ventury với bộ thu giọt bên ngoài ........................................ 41 Hình 2-14: Thiết bị lọc bụi bằng điện .................................................................. 42 Hình 3-1: Sơ đồ công nghệ đề xuất hệ thống xử lý khí thải công ty cổ phần Bạch Gia ......................................................................................................................... 49 Hình 3-2: Bản vẽ P&ID mô tả sơ đồ công nghệ của hệ thống xử lý khí thải công ty cổ phần Bạch Gia được thực hiện trong đề tài ................................................. 50 Hình 3-3 : Bản vẽ ô tả sơ bộ hệ thống ống dẫn khí thải từ 4 ống khói hiện có đến khu vực xử lý ........................................................................................................ 51 Hình 4-1: Hình thép tấm CT3 .............................................................................. 59 Hình 4-2: Bản vẽ chi tiết kết cấu tấm đỡ túi lọc. ................................................ 73 Hình 4-3: Mô hình tấm giữ túi lọc được vẽ bằng autodesk inventor ................ 74 Hình 4-4: Kết quả phân tích khối lượng bằng phương pháp MESH trong Inventor ................................................................................................................. 74 Hình 4-5: Bản vẽ chi tiết cấu tạo thân thiết bị và ảnh mô phỏng 3d thân thiết bị .............................................................................................................................. 75 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD Ths Cao Minh Ngọc Thiết Kế Hệ Thông Xử Lý Khí Thải CTCP Bạch Gia SVTH: Nguyễn Văn Linh Hình 4-6: Kết quả tính toán từ Inventor cho vỏ thân thiết bị lọc bụi tay áo ........ 76 Hình 4-7: Bản vẽ chi tiết cấu tạo phễu thu bụi và ảnh mô phỏng 3d phễu thu bụi .............................................................................................................................. 77 Hình 4-8: Kết quả tính toán từ Inventor cho Phễu thu bụi thiết bị lọc bụi tay áo .............................................................................................................................. 78 Hình 4-9: Bản vẽ