Ô nhiễm môi trường không khí từ lâu đã trở thành mối hiểm họa của toàn nhân loại. - Chất lượng môi trường không khí thường được đặc trưng bởi các chỉ tiêu nồng độ chất ô nhiễm trong môi trường không khí. - Các chất ô nhiễm điển hình trong môi trường không khí ở khu đô thị và công nghiệp là: Sunfurơ (SO2), bụi lơ lửng, oxit Nitơ (NOx) - Ở nước ta, nồng độ khí SO2 ở hầu hết các khu dân cư đều dưới tiêu chuẩn cho phép. Nhưng ở các khu công nghiệp thì đang có chiều hướng gia tăng mạnh và vượt tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN). Nghĩa là bị ô nhiễm SO2. Do vậy, các nhà máy xí nghiệp sản xuất có phát thải khí SO2 đều cần thiết phải lắp đặt hệ thống xử lý khí thải.
33 trang |
Chia sẻ: ngtr9097 | Lượt xem: 2677 | Lượt tải: 2
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đồ án Thiết kế hệ thống xử lý khí thải độc hại (SO2) thu hồi axit sunfuric cho lò hơi công suất vừa và nhỏ đốt dầu FO, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
CHÖÔNG 6
TÍNH TOAÙN THIEÁT KEÁ THIEÁT BÒ HAÁP PHUÏ KHÍ SO2 BAÈNG THAN HOAÏT TÍNH
Muïc ñích: Xaùc ñònh löôïng chaát haáp phuï, kích thöôùc thieát bò, thôøi gian haáp phuï, thôøi gian hoaøn nguyeân, luôïng moâi chaát hoaøn nguyeân.
Löôïng chaát haáp phuï caàn bao nhieâu, kích thöôùc thieát bò haáp phuï nhö theá naøo coøn phuï thuoäc vaøo caùc thoâng soá cuûa khoùi thaûi nhö löu löôïng khoùi, vaän toác khoùi, noàng ñoä chaát oâ nhieãm ñi vaøo thieát bò haáp phuï…Caùc thoâng soá naøy ñoái vôi caùc loø coù coâng suaát khaùc nhau thì khaùc nhau.
Ta thaáy, theo keát quaû tính toaùn lyù thuyeát vôùi heä soá khoâng khí thöøa ( = 1,2 (ñaõ trình baøy ôû chöông 2) thì noàng ñoä phaùt thaûi cuûa khí SO2 laø 2259,948 mg/m3, nhöng trong thöïc teá khoâng phaûi luùc naøo cuõng baûo ñaûm ñöôïc ñieàu kieän chaùy toát nhaát, phuï thuoäc vaøo ñoä ñoùng môû cuûa cöûa gioù trong quaù trình vaäân haønh maø löôïng khoâng khí caáp vaøo coù theå nhieàu hoaêïc ít theo ñoù heä soá khoâng khí thöøa coù theå taêng hoaêïc giaûm. Khi heä soá khoâng khí thöøa giaûm ñoàng nghóa vôùi vieäc khoâng khí caâùp vaøo khoâng ñuû cho quaù trình chaùy, do vaäy toån thaát do chaùy khoâng hoaøn toaøn veà maët hoaù hoïc taêng leân neân löôïng SO2 thaûi ra cuõng taêng leân. Nhö vaäy, trong thöïc teá löôïng SO2 thaûi ra seõ nhieàu hôn löôïng tính toaùn ôû treân. Baèng keát quaû ño ñaïc ñaõ trình baøy ôû chöông 1 ta tính ñöôïc noàng ñoä phaùt thaûi cuûa khí SO2 ôû loø hôi 5T/h laø 3247mg/m3, nhieät ñoä khoùi thaûi laø 2200C.
Khi thieát keá heä thoáng xöû lyù, ta phaûi tính toaùn sao cho hieäu suaát cuûa thieát bò phaûi ñaït ñöôïc 90%, nghóa laø noàng ñoä ra cuûa SO2 chæ baèng 1% noàng ñoä ban ñaàu töùc laø vôùi noàng ñoä vaøo laø 3247mg/m3 thì noàng ñoä ra chæ coøn laø 32,47 mg/m3. Vôùi yeâu caàu cuûa TCVN ñoái vôùi noâng ñoä phaùt thaûi cuûa SO2 laø 500mg/m3 ñoái vôùi caùc cô sôû saûn xuaát loaïi B thì hieäu quaû xöû lyù nhö theá laø quaù ñaït yeâu caàu.
* Choïn caùc thoâng soá cuûa than hoaït tính.
Ta choïn than hoaït tính coù :
ñöôøng kính: dk = 4mm = 0,004 m
- khoái löôïng rieâng: ( = 0,5 g/cm3 = 500 kg/m3.
6.1 PHÖÔNG AÙN HOAÏT ÑOÄNG.
Nhö phaàn 5.1.3 ñaõ trình baøy, theo phöng phaùp haáp phuï khí SO2 baèng than hoaït tính coù töôùi nöôùc thì khoùi thaûi sau khi ñöôïc laøm cho baõo hoaø hôi nöôùc ôû nhieät ñoä döôùi1000C roài cho ñi qua lôùp than hoaït tính coù töôùi nöôùc laøm aåm trong thieát bò haáp thuï. Khí SO2 bò giöõ laïi trong lôùp than hoaït tính vaø oxi hoaù thaønh SO3 nhôø coù oxi trong khí thaûi. Tieáp theo, SO3 keát hôïp vôùi nöôùc bieán thaønh dung dòch axit sunfuric H2SO4, dung dòch axit sunfuric loaõng naøy ñöôïc chöùa ñaày trong caùc mao quaûn cuûa haït than roài sau ñoù theo nöôùc chaûy ra ngoaøi.
6.1.1 Sô ñoà nguyeân lyù hoaït ñoäng:
Ñeå cho quaù trình xöû lyù ñöôïc lieân tuïc, ta choïn phöông aùn hoaït ñoäng töøng ñôït. Nghóa laø laép ñaët 2 thaùp haáp phuï, caùi naøy theo chu kyø haáp phuï caùi kia theo chu kyø hoaøn nguyeân.
6.2 TÍNH CHO MOÄT ÑÔN VÒ LÖU LÖÔÏNG CHUAÅN.
Choïn ñôn vò löu löôïng chuaån laø L = 2000 m3/h. Ñeå baûo ñaûm cho quùa trình haáp phuï ñöôïc toái öu thì ta choïn vaän toác doøng khoùi ñi qua lôùp vaät lieäu haáp phuï ( = 30 m/ph = 0,5 m/s.
6.2.1. Tính chieàu cao lôùp than.
Ta choïn coá ñònh thôøi gian haáp phuï laø 1h. Ta phaûi tính caùc kích thöôùc thieát bò , löôïng than caàn thieát sao cho trong 1h ñoù phaûi haáp phuï ñöôïc 2000m3.
Thôøi gian haáp phuï.
Vì noàng ñoä ñaàu cuûa SO2 trong khoùi thaûi laø 3,247mg/m3 töông öùng vôùi ñieåm treân ñöôøng ñaëc tính haáp phuï ôû ñoaïn tuyeán tính (thaúng) neân thôøi gian haáp phuï ñöôïc tính theo coâng thöùc 5.11:
Trong doù:
( - vaän toác doøng khoùi tính theo tieát dieän thaùp. ( = 30 m/ph l – chieàu cao cuûa lôùp haáp phuï .
a0 – noàng ñoä ñaàu cuûa caáu töû ñöôïc haáp phuï caân baèng vôùi
noàng ñoä C0 (kg/m3).(trong ñöôøng ñaúng nhieät noù coù thöù nguyeân laø kg/kg vaø ñöôïc nhaân vôùi khoái löôïng rieâng chaát haáp phuï). a0 = 0,145.500 = 72,5 kg/m3
b – ñaïi löôïng ñöôïc tra töø baûng tæ soá C/C0. Vôùi C laø noàng
ñoä ñaàu ra cuûa chaát bò haáp phuï.
Vôùi tæ soá C/C0 = 0,01. Tra baûng 7.4 taøi lieäu [4b] ta ñöôïc b = 1,67.
( – heä soá chuyeån khoái. (1/s)
[6.1]
Vôùi:
D – heä soá khueách taùn ôû nhieät ñoä cuûa quaù trình (m2/s)
Tra baûng PL.30 taøi lieäu [4a] ta tìm ñöôïc heä soá khueách taùn D0 cuûa khí SO2 ôû 2730K vaø 1at laø:
D0 = 0,037 m2/h =1,03.10-5 m2/s.
Vaäy heä soá khueách taùn ôû 600C:
[6.2]
( - ñoä nhôùt ñoäng hoïc cuûa doøng khoùi (m2/s).
Tra baûng 4 taøi lieäu {5} öùng vôùi tkhoùi =2200C ta tìm ñöôïc:
( = 35,4.10-6 m2/s
dk – ñöôøng kính trung bình cuûa haït haáp phuï.
dk = 4mm =0,004 m.
1/s
Vaäy, chieàu cao lôùp than:
Töø (* ) ta coù:
[6.3]
( l =0,712 = 0,5 m.
6.2.2 Xaùc ñònh löôïng than caàn thieát.
Töø ñöôøng ñaëc tính haáp phuï cuûa than hoaït tính ñoái vôùi khí SO2 ôû 600C ta coù theå tính ñöôïc hoaït ñoä tónh cuûa than ñoái vôùi khí SO2 khi noàng ñoä vaøo cuûa SO2 laø C0 = 3247mg/m3. Vì truïc hoaønh ñöôïc bieåu dieãn baèng aùp suaát hôi neân tröôùc tieân phaûi tính aùp suaát hôi töông öùng:
Theo phöông trình Clapayron:
[6.4]
Töông öùng vôùi hoaønh ñoä p0 = 0,69 mmHg, töø ñöôøng ñaëc tính ta coù
a0 = 0,145 kg/kg. Nghóa laø cöù 1kg than thì haáp phuï ñöôïc 0,145 kg SO2
Vaäy, ñieåm laøm vieäc laø ñieåm A hình 5.6.
* Löôïng than hoaït tính ñöôïc duøng:
Trong 1h haáp phuï thì coù moät löôïng laø L = 2000 m3 khoùi. Vaäy löôïng than hoaït tính caàn laø:
[6.5]
6.2.3. Xaùc ñònh ñöôøng kính thaùp.
Ñöôøng kính thaùp ñöôïc tính töø quan heä:
[6.6]
* Tieát dieän thaùp:
[6.7]
6.2.4 Keát luaän:
Nhö vaäy, thieát keá thaùp haáp phuï vôùi löu löôïng khoùi thaûi laø 2000m3/h thì thaùp phaûi coù caùc thoâng soá nhö sau:
Löôïng than caàn duøng: m = 45kg
Ñöôøng kính thaùp: d = 1,19 m.
Chieàu cao lôùp than: l = 0,5 m.
Thôøi gian haáp phuï: ( = 1h.
Theo phöông phaùp tính toaùn nhö treân ta coù theå thieát keá thaùp haáp phuï vôùi löu löôïng khoùi thaûi ñi vaøo thaùp khaùc nhau.
6.2.5 Tính toaùn quaù trình hoaøn nguyeân.
Muïc ñích: Tính löôïng hôi nöôùc caàn ñeå hoaøn nguyeân lôpù than ñaõ baõo hoaø.
Theo keát quaû tính toaùn nhö treân , sau 1h hoaït ñoäng thì lôùp than ñaõ baõo hoaø maát taùc duïng haáp phuï. Do vaäy phaûi chuyeån chu kyø haáp phuï sang thaùp khaùc coøn thaùp naøy chuyeån sang chu kyø hoaøn nguyeân ñeå giaûi thoaùt chaát oâ nhieãm bò haáp phuï treân beà maët than hoaït tính.
6.2.5.1 Choïn phöông phaùp hoaøn nguyeân.
Ta choïn phöông phaùp hoaøn nguyeân baèng nhieät vôùi moâi chaát laø hôi nöôùc baõo hoaø. Vì:
Hôi nöôùc coù saün trong quaù trình saûn xuaát cuûa loø hôi.
Sau khi hoaøn nguyeân coù theå cho ngöng tuï hôi nöôùc ñeå thu axit sunfuric, laøm taêng hieäu quaû kinh teá cuûa quaù trình.
6.2.5.2 Tính löôïng hôi nuôùc caàn ñeå hoaøn nguyeân.
Quaù trình hoaøn nguyeân – giaûi haáp phuï laø quaù trình ñaûo ngöôïc cuûa quaù trình haáp phuï. Töùc laø cuõng hình thaønh soùng hoaøn nguyeân trong lôùp vaät lieäu haáp phuï khi doøng khí hoaøn nguyeân ñi qua.
Theo Kennth W. vaø caùc coäng söï thì caùc daïng coâng thöùc cuûa quaù trình hoaøn nguyeân ñeàu coù daïng nhö qua trình haáp phuï [TL1. Tr79 –80]. Do vaäy, thôì gian hoaøn nguyeân ñöôïc tính baèng coâng thöùc:
[6.8]
Trong ñoù: l – chieàu cao lôùp vaät lieäu haáp phuï. l = 0,5 m
( = 500 kg/m3.
C0 – Noàng ñoä ban ñaàu cuûa chaát oâ nhieãm.[kg/kg]
Ta coù C0 = 3247mg/m3 = 0,0046 kg/kg khoùi.
(R, (R – Caùc haèng soá caân baèng trong quaù trình hoaøn
nguyeân. Theo taøi lieäu [1], khi hoaøn nguyeân
than hoaït tính baèng hôi nöôùc:
(R = 14000, (R = 2,4.
(, ( - Caùc heä soá cuûa quaù trình haáp phuï. Döïa vaøo
ñöôøng ñaëc tính haáp phuï ñaõ veõ ôû treân ta tính
ñöôïc: ( = 150, ( = 2,2.
GR – Löôïng hôi nöôùc qua thaùp. (kg/m2s).
Ta ñaõ cho thôøi gian haáp phuï laø 1h. Ñeå cho heä thoáng hoaït ñoäng ñöôïc lieân tuïc thì thôøi gian hoaøn nguyeân cuõng laø 1h.
[6.9]
6.3 TÍNH CHO LOØ HÔI 5 T/H.
Trong thieát keá naøy tính cuï theå cho loø hôi 5 T/h, aùp suaát hôi baõo hoaø 6kG/cm2, hieäu suaát 90%, ñoát daàu FO loaïi M100, nhieät ñoä khoùi thaûi 2200C, ñöôøng kính oáng khoùi 500mm.
Tính löôïng nhieân lieäu tieâu thuï:
[6.10]
Trong ñoù: B – löôïng nhieân lieäu tieâu thuï {kg/h}.
D – saûn löôïng hôi {kg/h}
( - hieäu suaát loø hôi {%}.
Qlvt – nhieät trò thaáp cuûa nhieân lieäu {kJ/kg}. Ñoái vôùi daàu
FO loaïi M100: Qlvt = Qlvt =9496 {kcal/h}=39740,76{kJ/kg}
ibh – entanpi cuûa hôi baõo hoaø{kJ/kg}. Tra baûng nöôùc vaø
hôi nöôùc baõo hoaø ta ñöôïc ibh = 2757{kJ/kg}
ibh – entanpi cuûa nöôùc caáp{kJ/kg}. Tra baûng nöôùc chöa
soâi vaø hôi quaù nhieät öùng vôùi nhieät ñoä nöôùc caáp 300C
ta coù: inc =125,6 {kJ/kg}
Nhö vaäy:
Baèng chöông trình tính toaùn saûn phaåm chaùy laäp trình baèng ngoân ngöõ laäp trình PASCAL ta tính ñöôïc caùc thoâng soá cuûa khoùi thaûi nhö sau.
- Löu löôïng khoùi thaûi: Lt= 2.515 m3/s
- Noàng ñoä khí SO2 trong khoùi: CSO2=2259.948 mg/m3
6.3.1 Tính löôïng nöôùc phun ñeå haï nhieät ñoä cuûa khoùi thaûi töø 2200C xuoáng 600C.
Muïc ñích: Muoán cho hieäu quaû haáp phuï cao thì nhieät ñoä cuûa khoùi thaûi ñi vaøo thieát bò haáp phuï phaûi thaáp. Do vaäy, khoùi thaûi sau khi ñi ra khoûi thieát bò haáp phuï ñöôïc cho ñi qua oáng Venturi ñeå laøm nguoäi. Ta seõ tính löôïng nöôùc caàn thieát.
Khi hoãn hôïp 2 doøng nöôùc – khoùi ta coù phöông trình caân baèng naêng löôïng nhö sau (cho raèng quaù trình hoãn hôïp khoâng coù toån thaát):
mk,Ck mk,C’k
mn,C’n
mn,Cn
mk.Ck .tk + mn.Cn .tn = mk .C’k.thh + mn .C’n.thh [6.11]
(*)
Trong ñoù: mk- Löu löôïng khoùi [kg/h].
Theo keát quaû tính toaùn ôû treân, vôùi loø 5T/h ta coù
mk = 2,525m3/s = 9054 m3/h = 6535,2 kg/h.
(ôû 2200C : (k = 0,722 kg/m3)
mn- Löu löôïng nöôùc caàn phun [kg/h].
Ck- Nhieät dung rieâng cuûa khoùi ôû nhieät ñoä tröôùc khi hoãn
hôïp (tk = 2200C). Tra baûng 4 taøi lieäu [5] ta ñöôïc :
Ck = 1,102 kJ/kg.C
Cn – Nhieät dung rieâng cuûa nöôùc phun ôû nhieät ñoä tröôùc
khi hoãn hôïp (tn=300C). Tra baûng 7 taøi lieäu [5]
ta ñöôïc:
Cn = 1,833 + 0,0003111t
= 1,833 + 0,0003111. 30 = 1,842 kJ/kg.C
C’k – Nhieät dung rieâng cuûa khoùi ôû nhieät ñoä sau
khi hoãn hôïp (thh = 600C). Tra baûng 4 taøi lieäu [5] ta ñöôïc:
C’k = 1,058 kJ/kg.C
C’n – Nhieät dung rieâng cuûa hôi nöôùc ôû nhieät ñoä sau
khi hoãn hôïp (thh =600C). Tra baûng 13 taøi lieäu [5]
ta ñöôïc:
C’n = 1,867 kJ/kg.C
Theá vaøo (*):
= 20670,54 kg/h
Vaäy, ñeå haï nhieät ñoä cuûa khoùi töø 2200C xuoáng ñeán 600C vôí löu löôïng khoái cuûa khoùi laø 6535,2 kg/h thì caàn moät löôïng nöôùc phun laø 20670,54 kg/h hay 20,6 m3/h
6.3.2. Tính quaù trình haáp phuï.
Thôøi gian haáp phuï: ( = 1h = 3600s.
Vaän toác doøng khoùi ñi trong lôùp vaät lieäu haáp phuï: ( = 0,5 m/s =1800m/h.
Chieàu cao thaùp : Theo coâng thöùc 6.3
Ta thaáy chieàu cao lôùp than chæ phuï thuoäc vaøo thôøi gian haáp phuï, vaän toác doøng khoùi ñi trong lôùp vaät lieäu haáp phuï vaø caùc heä soá ñaëc tính cuûa than hoaït tính ñoái vôùi khí SO2 . Do vaäy, vôùi thôøi gian haáp phuï choïn coá ñònh laø 1h vaø vaän toác doøng khoùi laø 0,5 m/s thì chieàu cao lôùp than vaãn laø 0,5 m. Vaäy ta phaûi thay ñoåi ñöôøng kính thaùp vaø löôïng than caàn thieát ñeå sao cho trong 1h haáp phuï ñöôïc 9054 m3.
6.3.2.1 Löôïng than caàn thieát:
hay:
6.3.2.2 Ñöôøng kính thaùp:
hay:
6.3.3. Tính quaù trình hoaøn nguyeân.
* Löôïng hôi nöôùc caàn ñeå hoaøn nguyeân:
Theo muïc 5.2.6.2 ta ñaõ tính ñöôïc löôïng hôi nöôùc caàn ñeå hoaøn nguyeân than hoaït tính khi haáp phuï khí SO2 vôùi thôøi gian hoaøn nguyeân trong 1h laø :
Vôùi:
6.4 COÂNG THÖÙC TÍNH TOAÙN TOÅNG QUAÙT.
Töø quaù trình tính toaùn treân ta coù theå ñöa ra coâng thöùc tính toaùn toång quaùt cho quaù trình thieát keá thieát bò haáp phuï khí SO2 baèng than hoaït tính:
6.4.1 Thôøi gian haáp phuï:
Thôøi gian haáp phuï coá ñònh: ( = 1h.
6.4.2 Chieàu cao lôùp than.
Chieàu cao lôùp than coá ñònh: l = 0,5 m.
6.4.3 Ñöôøng kính thaùp haáp phuï.
d = L1/2 .0,0266 (m)
6.4.4. Löôïng than caàn thieát.
m = L/ 44,7 (kg)
L – löu löôïng khoùi ñi vaøo thaùp. [m3/h].
6.4.5. Löôïng hôi nöôùc caàn ñeå hoaøn nguyeân.
G = 121.d (kg/h)
Vôùi: d – Ñöôøng kính thaùp. [m]
CHÖÔNG 7
THÍ NGHIEÄM HEÄ THOÁNG XÖÛ LYÙ KHÍ SO2 BAÈNG THAN HOAÏT TÍNH COÙ TÖÔÙI NÖÔÙC
Laép ñaët moâ hình thí nghieäm xöû lyù khí SO2 baèng phöông phaùp duøng than hoaït tính ñeå haáp phuï nhö sau:
7.1 Moâ hình thí nghieäm.
Hình 7.1 Sô ñoà nguyeân lyù moâ hình thí nghieäm heä thoáng xöû lyù khí SO2 baèng than hoaït tính coù töôùi nöôùc.
Bình haáp phuï thí nghieäm ñöôïc thieát keá vôùi caùc thoâng soá cô baûn:
ñöôøng kính: 0,3m.
löôïng than ñoå vaøo thaùp: 3kg
chieàu cao lôùp than: 0,05m
7.2 Hoaït ñoäng.
7.2.1 Ñòa ñieåm thí nghieäm.
Thí nghieäm ñöôïc thöïc hieän ôû gian loø hôi cuûa Coâng ty deät may Ñaø Naüng.
7.2.2 Quy trình thí nghieäm.
Duøng quaït huùt trích moät doøng khoùi töø oáng khoùi cuûa loø hôi 5T/h . Khoùi tröôùc khi ñi vaøo bình haáp phuï ñöôïc haï nhieät ñoä xuoáng thaáp hôn 1000C baèng caùch quaán vaûi leân ngoaøi ñöôøng oáng daãn roài töôùi nöôùc laïnh lieân tuïc.
Sau moãi 5 phuùt ño caùc thoâng soá:
Nhieät ñoä doøng khoùi vaø noàng ñoä khí SO2 tröôùc khi ñi vaøo bình haáp phuï.
Nhieät ñoä doøng khoùi, vaän toác doøng khoùi vaø noàng ñoä khí SO2 sau khi ñi ra khoûi bình haáp phuï.
Ñoä PH cuûa dung dòch thu ñöôïc.
7.3 Keát quaû
7.3.1 Keát quaû ño
Baûng 7.1 Keát quaû ño caùc thoâng soá thí nghieäm.
Thôøi gian
Noàng ñoä SO2 (ppm)
Nhieät ñoä (0C)
Vaän toác
(m/s)
Ñoä PH
Vaøo
Ra
Vaøo(t1)
Ra(t2)
Baét ñaàu
1026
0
64,8
63,6
5,52
8,34
Sau 5 phuùt
1019
0
66,2
65,3
5,64
6,72
Sau 10 phuùt
1070
0
66,5
64,1
5,36
5,25
Sau 15 phuùt
1089
0
65,1
66,2
5,42
4,73
Sau 20 phuùt
1062
0
63,7
65,8
5,56
4,36
Sau 25 phuùt
1078
1,4
64,4
66,5
5,35
4,39
Sau 30 phuùt
1057
8,2
64,7
64,2
5,43
4,61
Sau 35 phuùt
1079
57
65,3
62,6
5,57
4,97
Sau 40 phuùt
1096
672
62,6
58,2
5,56
5,26
Sau 45 phuùt
1082
1013
63,4
58,4
5,64
5,89
Sau 50 phuùt
1066
1032
63,8
59,2
5,32
6,14
7.3.2 Keát quaû tính toaùn.
Töø keát quaû ño, tính ñöôïc caùc thoâng soá caàn thieát sau:
+ Nhieät ñoä laøm vieäc cuûa lôùp than hoaït tính:
(0C)
+ Löu löôïng khoùi vaøo bình haáp phuï:
(m3/h)
Vôùi: S laø tieát dieän ñöôøng oáng choã ño vaän toác.
OÁng (90
+ Noàng ñoä SO2 vaøo ra:
+ Noàng ñoä axit sunfuric :
- Noàng ñoä [H+]: -PH = log [H+]
( [H+] = 10-PH
- Noàng ñoä mol dung dòch axit sunfuric (CM):
H2SO4 = 2H+ + SO42 –
- Noàng ñoä % dung dòch axit sunfuric (C%):
Vôùi: D – khoái löôïng rieâng dung dòch axit sunfuric .
Baûng 7.2 Keát quaû tính toaùn.
Thôøi gian
Nhieät ñoä laøm vieäc (0C)
Löu löôïng
(m3/h)
Noàng ñoä SO2 (mg/m3)
Khoái löôïng SO2 vaøo (kg/h)
Noàng ñoä axit sunfuric (%)
Vaøo
Ra
Baét ñaàu
64.2
126.4
3150
0
0.130
0,0
Sau 5 '
65.8
129.2
3128
0
0.132
0,08
Sau 10 '
65.3
122.7
3285
0
0.131
2,3
Sau 15 '
65.7
124.1
3343
0
0.135
7,6
Sau 20 '
64.8
127.3
3260
0
0.135
17,8
Sau 25 '
65.5
122.5
3309
5.2
0.132
16,6
Sau 30 '
64.5
124.3
3245
30.4
0.131
10,1
Sau 35 '
64.0
127.6
3313
175
0.138
4,4
Sau 40 '
60.4
127.3
3365
2063
0.140
2,3
Sau 45 '
60.9
129.2
3322
3110
0.140
0,53
Sau 50 '
61.5
121.8
3273
3168
0.130
0,3
7.4 Nhaän xeùt:
Töø baûng treân ta coù ñoà thò:
Hình 7.1 Noàng ñoä khí SO2 vaø noàng ñoâ axit sunfuric thay ñoåi theo thôøi gian thí nghieäm.
- Treân hình 7.1 ta thaáy: Sau 20 phuùt laøm vieäc lôùp than hoaït tính ñaõ baét ñaàu bò baõo hoaø (theå hieän ôû noàng ñoä khí SO2 ra). Ñeán phuùt thöù 25, noàng ñoä khí SO2 töø 0 mg/m3 ñaõ taêng leân 1,2 mg/m3 , ñeán phuùt thöù 30 ñaõ taêng leân 3,6 mg/m3 vaø ñeán phuùt thöù 45 thì coi nhö ñaõ heát taùc duïng haáp phuï.
Theo ñoù, noàng ñoä axit sunfuric cuõng taêng. Sau phuùt thöù 20 do lôùp than hoaït tính ñaõ daàn maát taùc duïng haáp phuï neân ñaùng leõ noàng ñoä axit sunfuric döøng laïi giöõ nguyeân nhöng do vaãn töôùi nöôùc boå sung neân noàng ñoä axit sunfuric giaûm. Noàng ñoä axit sunfuric cao nhaát thu ñöôïc laø 17,8%
- Theo coâng thöùc 5.11 ta tính thôøi gian haáp phuï öùng vôùi chieàu cao lôùp than l = 0,03m :
= 30,89 phuùt.
Theo thí nghieäm, thôøi gian haáp phuï laø 25 phuùt. Nhö vaäy gaàn ñuùng vôùi lyù thuyeát tính toaùn.
CHÖÔNG 8
TÍNH KINH TEÁ
ÔÛ ñaây tính cho loø 5t/h
8.1 Giaù thaønh ñaàu tö:
Thieát keá hoaøn thieän heä thoáng xöû lyù khí SO2 baèng than hoaït tính coù töôùi nöôùc, ta coù toång giaù thaønh ñaàu tö theo baûng 8.1
Baûng 8.1 Toång giaù thaønh ñaàu tö:
TT
Danh muïc, ñaëc tính kyõ thuaät
ÑV
SL
Ñôn giaù
thaønh tieàn
1
Boä trao ñoåi nhieät khoùi/khoùi
Boä
1
68.000.000
68.000.000
2
Scruber phaûn öùng
Boä
1
32.000.000
32.000.000
3
Xicloân taùch nöôùc, chòu axit, Inox
Boä
1
12.000.000
12.000.000
4
Bình haáp thuï, Inox
Bình
2
35.000.000
70.000.000
5
Quaït khoùi, 7-8000m3/h, 150mmH2O
Caùi
1
12.000.000
12.000.000
6
Heä ñieàu chænh ñoä chaân khoâng khoùi:
Heä
1
22.000.000
22.000.000
7
Bôm dòch chòu axit, chòu maøi moøn,
Caùi
1
15.000.000
30.000.000
8
Than hoaït tính
Kg
250
45.000
11.250.000
9
Thaùp giaûi nhieät nöôùc
Thaùp
1
25.000.000
25.000.000
10
Thuøng chöùa Axit, 3m3, Inox
thuøng
1
8.000.000
8.000.000
11
Heä thoáng oáng daãn hôi boå sung, CT3
Heä
1
40.000.000
40.000.000
12
Heä thoáng oáng daãn hoaù chaát D50-114
Heä
1
15.000.000
15.000.000
13
Heä thoáng oáng daãn hôi hoaøn nguyeân
Heä
1
25.000.000
25.000.000
14
Heä ñieän ñieàu khieån
Heä
1
25.000.000
25.000.000
15
Caùc vaät tö phuï khaùc
Heä
1
10.000.000
10.000.000
Coäng:
405.250.000
Vaän chuyeån
25.000.000
Thieát keá, Laép ñaët
30.000.000
Vaän haønh thöû, chuyeån giao coâng ngheä
15.000.000
Coäng:
475.250.000
Thueá+VAT
47.525.000
Toång coäng
522.775.000
Laøm troøn:
522.775.000
(Naêm traêm hai möôi hai trieäu baûy traêm baûy laêm ngaøn ñoàng)
8.2 Tieát kieäm haèng naêm do taän thu axit sunfuric
Phöông phaùp haáp phuï khí SO2 baèng than hoaït tính coù töôùi nöôùc coù öu ñieåm laø taän thu ñöôïc axit sunfuric . Löôïng axit sunfuric thu ñöôïc haøng naêm:
Baûng 8.2: Lôïi nhuaän haøng naêm do taän thu axit sunfuric :
Thoâng soá
Giaù trò
Ñôn vò
Löôïng axit thu ñöôïc trong 1 giôø
208
Lít
Soá giôø laøm vieäc trong ngaøy
10
Giôø
Soá ngaøy laøm vieäc trong naêm
280
Ngaøy
Löôïng axit thu ñöôïc trong moät naêm
852.400
Lít
Ñôn giaù
600
VNÑ/lít
Soá tieàn thu ñöôïc trong moät naêm
349.440.000
VNÑ
8.3 Keát luaän: