Ngày đăng: 08/11/2016, 05:22
BÁO CÁO ĐỒ ÁN QUÁ TRÌNH THIẾT BỊTHIẾT KẾ THIẾT BỊ HẤP THỤ NH3 XỬ LÝ KHÍ THẢI CÓ LƯU LƯỢNG 5000 m3hNgày nay, khi đời sống ngày càng phát triển thì sức khỏe con người cũng càng được đặt lên làm một trong những tiêu chuẩn trọng yếu hàng đầu. Chính vì thế, các tiêu chuẩn vệ sinh môi trường ngày càng được nâng cao, và yêu cầu xử lý các khí thải trở nên cấp thiết và được giám sát ngày một nghiêm ngặt tại các nhà máy nói chung, và các nhà máy trong nghề công nghiệp lọc – hóa dầu nói riêng. Một trong những khí cần được loại khỏi khí thải nhà máy chính là NH3. Dù có vai trò trọng yếu trong sinh học và đời sống con người, ở hàm lượng cao, NH3 có độc tính và gây tác động nghiêm trọng đến sức khỏe con người.Đồ án “Thiết kế thiết bị hấp thụ NH3 xử lý khí thải có lưu lượng 5000 m3h” sẽ giúp sinh viên có được cái nhìn cụ thể về một trong những quy trình trọng yếu trong nhà máy, đồng thời củng cố thêm tri thức của mình về quá trình thiết bị. TẬP ĐOÀN DẦU KHÍ VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC DẦU KHÍ VIỆT NAM KHOA DẦU KHÍ – // – BÁO CÁO ĐỒ ÁN QUÁ TRÌNH THIẾT BỊ THIẾT KẾ THIẾT BỊ HẤP THỤ NH3 XỬ LÝ KHÍ THẢI CÓ LƯU LƯỢNG 5000 m3/h CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: SINH VIÊN THỰC HIỆN: TS Nguyễn Đăng Nam Dương Nguyễn Công Thành Võ Việt Trí Bùi Đức Tài Chuyên nghề: Lọc – Hóa Dầu Lớp: K2LHD Khóa: 2012 – 2017 Bà Rịa – Vũng Tàu 2016 MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ i DANH MỤC BẢNG BIỂU ii LỜI MỞ ĐẦU iii CHƯƠNG MỞ ĐẦU 1.1 Tổng quan khí NH3 1.2 Phương pháp xử lý 1.2.1 Khái niệm 1.2.2 Nền tảng lý thuyết 1.2.3 Các yếu tố tác động đến hiệu hấp thụ 1.2.4 Thiết bị hấp thụ 1.3 Quy trình công nghệ 10 1.3.1 Chọn quy trình công nghệ 10 1.3.2 Thuyết minh quy trình công nghệ 10 CHƯƠNG TÍNH TOÁN CÔNG NGHỆ 2.1 Các thông số kỹ thuật ban đầu 12 2.2 Tính cân vật chất 12 2.3 Cân lượng 15 2.4 Các thông số kỹ thuật dòng khí 17 2.5 Các thông số kỹ thuật dòng lỏng 19 2.6 Tính kích thước tháp hấp thụ 19 2.6.1 Tính đường kính tháp hấp thụ 19 2.6.2 Xác nhận chiều cao nhà cung cấp chuyển khối 21 2.6.3.Tính trở lực lớp đệm 24 CHƯƠNG TÍNH TOÁN CƠ KHÍ 3.1 Tính vận tốc vào ống dẫn 28 3.1.1 Ống dẫn khí 28 3.1.2 Ống dẫn lỏng 28 3.2 Tính chiều dày thân tháp 29 3.3 Tính đáy nắp thiết bị 31 3.4 Bích ghép đoạn thân ghép thân với đáy, nắp 32 3.5 Bích ghép ống dẫn khí, ống dẫn lỏng với thân tháp 33 3.6 Tính đĩa phân phối lỏng 34 3.7 Tính lưới đỡ đệm 35 3.8 Chân đỡ tai treo 35 CHƯƠNG TÍNH TOÁN THIẾT BỊ PHỤ 4.1 Bơm chất lỏng 39 4.2 Bồn cao vị 40 4.3 Quạt thổi khí 41 KẾT LUẬN VÀ ĐÁNH GIÁ 43 TÀI LIỆU THAM KHẢO 44 DANH MỤC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ Hình Cân vật chất trình hấp thụ Hình Tác động nhiệt độ (T1P3) Hình Tháp màng dạng Hình Tháp đệm Hình Tháp đĩa Hình Quy trình công nghệ 10 Hình Mô tả đường cân 13 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1 Các giá trị để xây dựng đường cân 12 Bảng 2.2 Các giá trị để tính toán số nhà cung cấp chuyển khối 23 Bảng 3.1 Các thông số kỹ thuật cho đáy nắp 32 Bảng 3.2 Các thông số kỹ thuật cho bích ghép ống dẫn khí ống dẫn lỏng với thân tháp 33 36 Bảng 3.3 Các thông số kỹ thuật chân đỡ 37 Bảng 3.4 Các thông số kỹ thuật tai treo LỜI MỞ ĐẦU Ngày nay, đời sống ngày phát triển sức khỏe người đặt lên làm tiêu chuẩn trọng yếu hàng đầu Chính thế, tiêu chuẩn vệ sinh môi trường ngày nâng cao, yêu cầu xử lý khí thải trở nên cấp thiết giám sát ngày nghiêm ngặt nhà máy nói chung, nhà máy nghề công nghiệp lọc – hóa dầu nói riêng Một khí cần loại khỏi khí thải nhà máy NH Dù có vai trò trọng yếu sinh học đời sống người, hàm lượng cao, NH có độc tính gây tác động nghiêm trọng đến sức khỏe người Đồ án “Thiết kế thiết bị hấp thụ NH3 xử lý khí thải có lưu lượng 5000 m3/h” giúp sinh viên có nhìn cụ thể quy trình trọng yếu nhà máy, đồng thời củng cố thêm tri thức trình thiết bị Nhóm xin gửi lời cảm ơn đến Thầy Nguyễn Đăng Nam Thầy Cô Bộ môn Lọc – Hóa dầu giúp đỡ nhóm hoàn thiện đồ án Nhóm làm đồ án Dương Nguyễn Công Thành Võ Việt Trí Bùi Đức Tài CHƯƠNG MỞ ĐẦU 1.1 Tổng quan khí NH3 NH3 – hay gọi amoniac (ammonia tiếng Anh) – hợp chất vô biết tới từ lâu đời, vào kỉ 13, thông qua nghề giả kim thuật Albertus Magnus Tuy vậy, khí amoniac tinh chế lần Joseph Priestley vào năm 1774 Năm 1785, 11 năm sau đó, Clause Louis Berthollet tìm xác cấu trúc [1] Phân tử ammoniac hình tứ diện, có tính chất phân cực với momen lưỡng cực lớn NH chất khí không màu, có mùi khai xốc, nhẹ không khí Có t onc = 77,75 °C, tos = 33,35 °C Do tạo link hydro, NH tan tốt nước (47 % w/w ° C) Dung dịch NH3 đậm đặc thường có nồng độ 25 % NH3 có tính bazơ, tạo phức với nhiều kim loại chuyển tiếp [1] NH3 chất độc với người hàm lượng cao [1] Nếu hít phải, amoniac có tính làm mòn gây bỏng niêm mạc mũi, cổ họng đường hô hấp Điều phá hủy đường thở kéo theo suy hô hấp Hít nồng độ thấp gây ho kích ứng mũi họng, kích ứng mắt gây chảy nước mắt Khi tiếp xúc trực tiếp với amoniac đậm đặc, da, mắt, họng, phổi bị bỏng nặng Những vết bỏng gây mù vĩnh viễn, bệnh phổi, tử vong Không có chứng cho thấy amoniac gây ung thư Không có chứng cho thấy việc tiếp xúc với nồng độ amoniac tìm thấy môi trường gây dị tật bẩm sinh hiệu ứng phát triển khác 1.2 Phương pháp xử lý 1.2.1 Khái niệm Hấp thụ trình hút khí (hoặc hơi) chất lỏng, vật chất di chuyển từ pha khí vào pha lỏng Khí hấp thụ gọi chất bị hấp thụ; chất lỏng dùng để hút gọi dung môi (chất hấp thụ), khí không bị hấp thụ gọi khí trơ [2] Mục đích trình nhằm hòa tan hay nhiều cấu tử hỗn hợp khí để tạo ra dung dịch (hỗn hợp) cấu tử chất lỏng Các trình xảy tiếp xúc pha khí lỏng Quá trình cần truyền vật chất từ pha khí vào pha lỏng Nếu trình xảy trái lại, nghĩa cần truyền vật chất từ pha lỏng vào pha hơi, ta có trình nhả hấp thụ Nguyên lý hai trình giống Trong công nghiệp hóa chất thực phẩm, trình hấp thụ dùng để: • Thu hồi cấu tử quý • Làm khí • Tách hỗn hợp khí thành cấu tử tách biệt Phương pháp hấp thụ [2] • Hấp thụ vật lý: Thực chất hòa tan chất bị hấp thụ vào dung môi hấp thụ Chất khí hòa tan không tạo hợp Hóa chất với dung môi, thay đổi trạng thái vật lý từ thể khí biến thành dung dịch lỏng (quá trình hòa tan đơn chất khí chất lỏng) • Hấp thụ hóa học: chất bị hấp thụ tham gia vào số phản ứng hóa học với dung môi hấp thụ Chất khí độc hại thay đổi Hóa chất trở thành chất khác Quá trình hấp thụ NH3 xem trình hấp thụ vật lý, số hòa tan NH3 lớn so với số bazơ nó, nên bỏ qua phản ứng hóa học NH3 với nước NH3 xem tồn đa số dạng phân tử dung dịch Cơ cấu trình hấp thụ chia thành ba bước: • Khuếch tán phân tử chất ô nhiễm thể khí khối khí thải đến mặt phẳng chất lỏng hấp thụ; • Thâm nhập hòa tan chất khí vào mặt phẳng chất hấp thụ; • Khuếch tán chất khí hoà tan mặt phẳng ngăn cách vào sâu lòng khối chất lỏng hấp thụ Quá trình hấp thụ mạnh hay yếu tùy thuộc vào Hóa chất dung môi chất ô nhiễm khí thải Như vậy, để hấp thụ số chất ta phải dựa vào độ hòa tan chọn lọc chất khí dung môi để chọn lọc dung môi cho thích hợp chọn dung dịch thích hợp (trong trường hợp hấp thụ hóa học) Quá trình hấp thụ thực tốt hay xấu phần lớn tính chất dung môi định Việc lựa chọn dung môi phụ thuộc yếu tố sau: • Có tính chất hòa tan chọn lọc, nghĩa hòa tan với cấu tử cần tách, cấu tử khác khả hòa tan hòa tan • Độ nhớt dung môi bé trở lực thuỷ học nhỏ có lợi cho trình chuyển khối • Nhiệt dung riêng bé tốn nhiệt hoàn nguyên dung môi • Nhiệt độ sôi khác xa với nhiệt độ sôi chất hoà tan để dễ dàng phân riêng chúng qua chưng luyện • Nhiệt độ đóng rắn thấp để tránh tượng đóng rắn làm tắc thiết bị • Ít cất cánh để tránh tổn thất • Không độc làm mòn thiết bị 1.2.2 Nền tảng lý thuyết Hấp thụ trình trọng yếu để xử lý khí ứng dụng nhiều trình khác Hấp thụ dựa sở trình truyền khối, nghĩa phân tách hai pha, phụ thuộc vào tương tác chất hấp thụ chất bị hấp thụ pha khí Phương trình cân vật chất trình hấp thụ: Hình Cân vật chất trình hấp thụ 10 Xác nhận áp suất làm việc: Trong số đó: • ∆Ptháp: trở lực tháp, ∆Ptháp = 6695,2 (N/m2) • Pmt: áp suất pha khí thiết bị, Pmt = atm = 101325 N/m2 • Pt: áp suất thủy tĩnh cột chất lỏng thiết bị Do đó: Ứng suất cho phép thép CT3: • Theo hạn chế bền: = η = = 146 106 (N/m2) • Theo hạn chế chảy: = η = = 160 106 (N/m2) Ta lấy giá trị bé hai ứng suất cho phép làm ứng suất cho phép tiêu chuẩn Nên chiều dày thân hình trụ làm việc chịu áp suất P xác nhận theo công thức: Vì: nên bỏ qua đại lượng P mẫu số Do đó: Với • D: đường kính tháp, D = 1,03 m • P: áp suất làm việc thiết bị • C: hệ số bổ sung làm mòn, bào mòn dung sai chiều dày 34 Trong • C1 = mm: • C2 = 0: vật liệu bền (0,05 – 1,00 mm/năm) đại lượng bổ sung hao mòn C cần tính đến trường hợp nguyên liệu có chứa hạt chuyển động với vận tốc lớn thiết bị • C3 = 0,8 mm: đại lượng bổ sung dung sai chiều dày phụ thuộc vào chiều dày vật liệu Do đó: Chọn S = (mm) Tính đường kính tháp: Khối lượng thân tháp: Xác minh ứng suất thành theo áp suất thử theo công thức: Trong P0 (P0: áp suất thử tính toán) xác nhận theo công thức: Pth: áp suất thủy lực (Trang 358, [4]) Lại có Pt = 34335 N/m2 áp suất thủy tĩnh nước Từ đó, ta tính được: Do đó: 35 3.3 Tính đáy nắp thiết bị So với thiết bị thân trụ đúc nên dùng đáy nắp dạng Ellipse cho áp suất So với Ellipse chuẩn, chiều cao phần cong đáy tính theo công thức: • • Hb = 0,25 D = 0,25 1,03 = 0,2575 (m) Chiều cao gờ: hg = 0,025 (Trang 385 [4]) Chiều dày đáy nắp làm việc chịu áp suất trong: Với • R hệ số không thứ nguyên: R = • d: đường kính lớn lỗ không tăng cứng, chọn d = 0,1 mm Ta có: Vì R = 0,9 0,95 = 864,3 > 30, nên bỏ qua P mẫu Do đó: Nên giá trị C tăng trưởng mm nghĩa C = 1,8 + = 3,80 (mm) Do chiều dày đáy nắp tháp là: Chọn S = mm 36 Xác minh ứng suất thành áp suất thủy lực: Theo bảng XIII.11, trang 384, Sổ tay Quá Trình Thiết Bị tập 2, ta có: Bảng 3.1 Các thông số kỹ thuật cho đáy nắp Dt hg s M mm 1030 kg 25 40,79 Khối lượng đáy nắp: 40,79 = 81,94 (kg) 3.4 Bích ghép đoạn thân ghép thân với đáy, nắp Chọn thân bích liền không cổ thép, vật liệu CT3 Đường kính thiết bị 1030 mm, áp suất làm việc P = 101325 N/m2 (Trang 421, [4]) • Đường kính bích: D = 1170 mm • Đường kính tâm bulông: Db = 1120 mm • Đường kính tới điểm mép vát: DI = 1090 mm • Chiều cao bích: h = 20 mm • Đường kính bulông: db = 20 mm (M20) • Số bulông sử dụng: 24 • Sử dụng lớp đệm có cặp bích có bích Đồng thời chọn bulông M10 để ghép đĩa phân phối lỏng với thân tháp 3.5 Bích ghép ống dẫn khí, ống dẫn lỏng với thân tháp Theo bảng XII.27, Sổ tay QTTB tập 2, trang 412, ta có: Bảng 3.2 Các thông số kỹ thuật cho bích ghép ống dẫn khí ống dẫn lỏng với thân tháp Ống dẫn Dy Dn (mm (mm Kích thước nối D Dd 37 Bulông D1 Db Z (cái) h (mm) Ống dẫn khí ) 400 ) 426 Ống dẫn lỏng 80 89 (mm) (mm) (mm) (mm) 535 495 465 M20 16 55 185 150 128 M16 24 Trong số đó: • Dn: đường kính ống dẫn • D: đường kính bích • Dd: đường kính đường chứa tâm bulông • db: đường kính bulông • z: số lượng bulông • h: chiều cao bích • D1: đường kính đến điểm mép vát Không thể tra giá trị h (chiều cao bích) tương ứng với thông số kỹ thuật hoạt động đề cho Do đó, ta tạm lấy giá trị lân cận gần cho giá trị h Khối lượng bích nối ống dẫn khí vào tháp (2 cặp): Khối lượng bích nối ống dẫn lỏng vào tháp (3 cặp): Tổng khối lượng bích: 3.6 Tính đĩa phân phối lỏng Chọn đường kính lưới đỡ đệm theo bảng IX.22 – trang 230 – Sổ tay trình thiết bị hóa chất Tập Ta có thông số kỹ thuật (với đường kính tháp D = 1030mm): • Đường kính đĩa: Dđ = 750 mm • Đường kính ống dẫn lỏng: d = 44,5 mm • Chiều dày ống dẫn lỏng: S = 2,5 mm • Bước ống: t = 70 mm 38 • Số lượng ống: n = 91 ống • Chiều dày đĩa loại 1: S = mm • Chọn chiều dài ống: h = 63 mm • Đường kính phần chứa ống dẫn lỏng: Dl = 550 mm • Đường kính lưới: D1 = 1008 mm • Chiều rộng bước (đệm 50×50): b = 41,5 mm • Phần máng nghiêng: hm = 100 mm Khối lượng phần đĩa bị đục lỗ: Khối lượng ống dẫn lỏng: Khối lượng phần máng nghiêng (được tính theo công thức hình nón cụt): Khối lượng đĩa phân phối lại: 3.7 Tính lưới đỡ đệm: Chọn vật liệu làm lưới đỡ đệm thép CT3 Chọn đỡ thép chữ V 50 x • Đường kính lưới: D1 = 1008 mm • Chiều rộng bước: b1 = 41,5 mm • Các có tiết diện chữ nhật, cạnh có bề rộng b = 10 mm, bề dày 10 mm • Đường kính tháp: Dt = 1030 mm Số đỡ đệm: Khối lượng lưới đỡ đệm: 39 3.8 Chân đỡ tai treo Khối lượng đệm: Trong số đó: • D: đường kính tháp D = 1,03 m • Hđ: chiều cao lớp đệm hđ = 1,7 m • : khối lượng riêng đệm = 500 Kg/m3 • Vđ: thể tích tự Vđ = 0,79 Do đó: Khối lượng dung dịch đệm (tính cho trường hợp ngập lụt): Tổng khối lượng mà lớp đệm phải chịu là: Trọng lượng toàn tháp: Chọn kiểu chân đỡ, tai treo kiểu IV Có chân đỡ tai treo Trọng lượng đặt lên tai treo, chân đỡ là: Chọn chân đỡ: 40 Chọn chân đỡ chịu trọng tải 2,5 10 -4 N, theo bảng XIII.35, Sổ tay QTTB tập 2, trang 437, ta có thông số kỹ thuật chân đỡ: Bảng 3.3 Các thông số kỹ thuật chân đỡ L B B1 B2 H H s L d 250 180 215 290 350 185 16 90 27 Chọn tai treo: Bảng 3.4 Các thông số kỹ thuật tai treo L B B1 H S L a d m 150 120 130 215 60 20 30 3,48 Tính trở lực Trong số đó: • : mặt phẳng riêng đệm (m2/m3) • H: chiều cao lớp đệm (m) • : hệ số ma sát • Vđ: thể tích tự đệm (m3/m3) • : vận tốc khí tháp (m/s) Đệm vòng chính sách chảy xoáy Rey < 40 Hệ số ma sát: Do đó: Tổn thất áp suất đệm ướt: Ta có: 41 Nên ta chọn A = 8,4; m = 0,405; n = 0,225; c = 0,015 (Trang 189, [4]) Do đó: 42 CHƯƠNG TÍNH TOÁN THIẾT BỊ PHỤ 4.1 Bơm chất lỏng Ta có phương trình Bernoulli cho mặt cắt 1-1 2-2: Chọn Z1 = 0, Z2 = m Coi P2 = P1, v2 = v1 Tổn thất dọc đường ống: Do đó, chính sách chảy chính sách chảy rối Trong chính sách chảy rối, ta có: Chọn chiều dài đường ống l = 13 m Trở lực cục Toàn đường ống có đoạn ống cong van chiều, trở lực chúng sau (Trang 96, [3]): Cột áp bơm: Công suất bơm: 43 Công suất thực bơm: Tra giá trị bảng II.339, Sổ tay QTTB tập I, trang 440; ta có: Vậy chọn bơm có công suất Hp 4.2 Bồn cao vị Như tính phía trên, ta có: Ta có: Ta có chiều cao bồn cao vị tính theo công thức sau: Trong số đó: • H chân đỡ = 0,185 (m) • H đáy = 0,65 (m) • H thân = 2,0972 (m) Do đó: 4.3 Quạt thổi khí Viết phương trình Bernoulli cho mặt cắt mực chất lỏng mặt cắt đầu chất khí với mặt đất mặt chuẩn: Trong số đó: 44 • Z1 = Z2 • P1 = • P2 = ΔPư = 588,82 N/m2 • v1 = v2 = 11,1 m/s Biển đổi phương trình Bernoulli, ta có: Với: Tổn thất dọc ống: Do đó, chính sách chảy rối: Chọn ống có l = 10 m = 0,2 (tra bảng II-15, Sổ tay QTTB tập 1, trang 381) Do chính sách chảy rối nên = 1: (Trang 379, [2]) Do đó: Tổn thất cục đường ống: Hệ thống gồm có: • khuỷu cong 90o: = 1,13 • van: = 0,50 • Lưu lượng kế: = 0,15 • Hệ số tổn thất khỏi ống đẩy: = 1,00 45 Do đó, ta có: Cột áp quạt: Công suất quạt (chọn = 0,6): Công suất thực quạt: Trong số đó, ta có k = 1,1, đó: Vậy ta chọn quạt có công suất Hp 46 KẾT LUẬN VÀ ĐÁNH GIÁ Vấn đề môi trường, đặc biệt ô nhiễm môi trường nghề công nghiệp gây trở nên ngày nhức nhối Do đó, việc xử lý khí thải ngày lưu ý thực triệt để Qua đồ án “Thiết kế thiết bị hấp thụ NH3 xử lý khí thải có lưu lượng 5000 m 3/h”, nhận thấy tháp đệm nhóm thiết kế có khả loại bỏ loại khí thải hiệu theo yêu cầu đề Ở đây, nhóm chọn dung môi nước, dung môi độc hại gây làm mòn, dễ dàng xử lý nước thải 47 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] D M Yost, Ammonia and Liquid Ammonia Solutions, Systematic Organic Chemistry, 2007 [2] X Trần, K T Nguyễn and T X Phạm, Sổ tay Quá trình Thiết bị Công nghệ hóa chất, Tập 1, Hà Nội: NXB Khoa Học Kỹ Thuật, 2006 [3] B Nguyễn, Các trình, thiết bị Công nghệ Hóa chất Thực Phẩm, Tập 4, Hà Nội: NXB Khoa Học Kỹ Thuật, 2008 [4] X Trần, K T Nguyễn and T X Phạm, Sổ tay Quá trình Thiết bị Công nghệ hóa chất, Tập 2, Hà Nội: NXB Khoa Học Kỹ Thuật, 2006 [5] M B Nguyễn, Truyền khối, Hồ Chí Minh: NXB Đại học Quốc Gia TPHCM, 2008 48 […]… hiệu suất hấp thụ [3] 1.2.4 Thiết bị hấp thụ Trong sản xuất, người ta dùng nhiều loại thiết bị khác nhau để thực hiện quá trình hấp thụ Tuy nhiên, chúng có cùng chung yêu cầu cơ bản là có mặt phẳng tiếp xúc lớn để tăng hiệu suất của quá trình Các thiết bị thường dùng trong sản xuất là: • Thiết bị loại mặt phẳng • Thiết bị loại màng • Thiết bị loại phun • Thiết bị loại đệm (tháp đệm) • Thiết bị loại đĩa (tháp… khỏi tháp bằng nhiệt độ dung dịch vào • Nhiệt dung riêng của dung dịch trong suốt quá trình hấp thụ không đổi: Cd = Cc = C • Trong quá trình hấp thụ có thể phát sinh nhiệt Do đó, ta kí hiệu q là lượng nhiệt phát sinh này khi hấp thụ 1 kmol cấu tử Với mức gần đúng, ta có thể xem q là không đổi trong suốt quá trình hấp thụ 22 • Vì lượng cấu tử hòa tan trong dung dịch rất nhỏ, do đó lượng dung dịch đầu… suất cao hơn tháp đĩa lỗ • Tháp supap: dùng trong chưng cất dầu mỏ 16 1.3 Quy trình công nghệ 1.3.1 Chọn quy trình công nghệ Qua tìm hiểu và phân tích các thiết bị hấp thụ thường gặp trong công nghiệp, thiết bị thích hợp nhất cho yêu cầu của đề bài chính là tháp đệm Tháp đệm được dùng cho các trường hợp công suất thấp – hấp thụ khí Dù có một số nhược điểm về bảo trì (ví dụ như trong vấn đề thay thế đệm)…Phương trình cân đối vật liệu có dạng: GyYđ + GxXđ = GxXc + GyYc Trong số đó: • Gy: luợng hỗn hợp khí vào thiết bị hấp thụ (kmol/h) • Gx: lượng dung môi vào thiết bị hấp thụ (kmol/h) • Yđ, Yc: nồng độ đầu và cuối của hỗn hợp khí (kmol/kmol khí trơ) • Xđ, Xc: nồng độ đầu và cuối của dung môi (kmol/kmol dung môi) 1.2.3 Các yếu tố tác động đến hiệu quả hấp thụ 1.2.3.1 Tác động của nhiệt… chuẩn loại B tương ứng với khí thải ở khu công nghiệp Do thiết kế một tháp có thể thỏa mãn 23 cả hai tiêu chuẩn nên từ bước này, ta sẽ chọn các thông số kỹ thuật của tiêu chuẩn cao hơn (tiêu chuẩn A) để tính toán thiết kế tháp; do các tính toán về theo chuẩn B là không thiết yếu nữa 2.4 Các thông số kỹ thuật dòng khí Lưu lượng dòng khí trung bình trong thiết bị hấp thụ: Do đó: Khối lượng riêng trung bình của pha khí: Trong… 0,0038 0,0045 Từ đồ thị, ta có được đường cân đối: Y* = 3,1797 X – 2 10-6 19 Hình 8 Mô tả đường cân đối Suất lượng hỗn hợp khí đầu vào: Nồng độ NH3 đầu vào được cho rằng 3,5 g/m3 Do đó, ta có suất lượng của NH3: Nồng độ phần mol của NH3 trong hỗn hợp khí đầu vào: Lượng NH3 bị hấp thụ: • • Tiêu chuẩn loại A: Tiêu chuẩn loại B: 3,5 – 0,1 = 3,4 (g/m3) 3,5 – 1,0 = 2,5 (g/m3) Hiệu suất hấp thụ: • Tiêu chuẩn… lên, quá trình chuyển khối sẽ tốt hơn Tuy nhiên, việc tăng áp suất thường kèm theo sự tăng nhiệt độ Mặt khác, sự tăng áp suất cũng gây khó khăn trong việc chế tạo và vận hành của tháp hấp thụ Hình 3 Tác động của áp suất (P1andgt;P2andgt;P3) 1.2.3.3 Các yếu tố khác Tính chất của dung môi, loại thiết bị và cấu trúc thiết bị, độ đúng đắn của dụng cụ đo, chính sách vận hành tháp,… đều có tác động nhiều đến hiệu suất hấp. .. nên điều này không là vấn đề lớn Mặc khác, sử dụng tháp đệm tránh được mất áp suất và có trở lực nhỏ, kéo theo giúp thiết kế tháp có kích thước nhỏ gọn hơn Hình 7 Quy trình công nghệ cơ bản (1) Khí được quạt thổi vào, (2) tháp hấp thụ, (3) bồn chứa dung môi, (4) bồn chứa nước thải, (5) bơm 1.3.2 Thuyết minh quy trình công nghệ Dòng khí hấp thụ đi vào từ phía dưới đáy tháp đệm (2), di chuyển theo chiều… các van và lưu lượng kế Sản phẩm sau thời điểm hấp thụ là khí đã hấp thụ xong, đem đi thực hiện các mục đích khác, dung môi được cho vào bồn chứa nước thải (4) Lượng lỏng này có thể tiếp tục được đem đi giải hấp để thực hiện một quy trình mới 18 CHƯƠNG 2 TÍNH TOÁN CÔNG NGHỆ 2.1 Các thông số kỹ thuật ban đầu • Năng suất: 5000 m3/h • Áp suất: 1 atm • Nhiệt độ: 30 °C • Nồng độ nhập liệu: Nồng độ NH3 đầu vào 3,5 g/m3… pha khí: Trong số đó: Do đó: Lưu lượng thể tích khí trung bình đi trong tháp hấp thụ: Mà 24 Do đó: Độ nhớt trung bình: Ta có: 2.5 Các thông số kỹ thuật dòng lỏng Lưu lượng dòng lỏng trung bình trong thiết bị hấp thụ: Trong số đó: Do đó: Khối lượng riêng pha lỏng: Trong số đó: 25 Do đó: 2.6 Tính kích thước tháp hấp phụ 2.6.1 Tính đường kính tháp hấp thụ Trong số đó: • Q: lưu lượng trung bình pha khí (m3/s) • w: vận tốc khí
