TÍNH TOÁN CƠ KHÍ CỦA KHÍ NO2
Sơ đồ công nghệ hệ thống xử lý khí thải
1. Cân bằng vật chất
-
- Lưu lượng khí: 585 m3/h
- Nồng độ NO2 đầu vào:0,85%
- Hiệu suất:85%
- Nhiệt độ khí vào tháp: 30
- Nhiệt độ làm việc của tháp: 25
- Nhiệt độ của dung dịch NaOH: 25
- Áp suất: Pt = 1atm = 101325Pa
2. Tính toán tháp
- Chọn vật liệu đệm là vòng sứ sếp ngẫu nhiên ( tra bảng IX.8 trang 193 “Sổ tay quá trình và thiết bị Công Nghệ Hóa Chất”, tập 2 ) ta được:
- Kích thước:30*30*3.5mm
- Diện tích bề mặt riêng: = 165( m2/m3)
- Thể tích tự do của tầng chêm: Vr= 0.76(m3/m3)
- Số đệm trong 1 m3:25*10-3
- Khối lượng riêng xốp: đ= 570 ( kg/m3)
- Khối lượng riêng trung bình của pha lỏng: xtb= (kg/m3)
- Khối lượng riêng trung bình của pha khí: = 18(kg/m3)
- Độ nhớt của NO2 ở nhiệt độ làm việc được tính theo công thức:
- Công suất của bơm
- Công suất yêu cầu trên trục bơm:
Vậy công suất yêu cầu trên trục bơm:
Tính máy nén trong tính toán cơ khí của khí NO2
Tháp làm việc ở điều kiện P = 1atm, T = 25oC
Các điều kiện của khí đầu vào T = 300C, P = 1atm
Ta chọn máy nén ly tâm
Công của máy nén ly tâm trong tính toán cơ khí của khí NO2
Áp dụng công thức:
Trong đó:
ZB: chiều cao ống đẩy
ρ: khối lượng riêng của hỗn hợp khí thải ở điều kiện đầu vào của khí: ρ = 1.164 (kg/m3)
hmh, hmd: trở lực trên đường ống hút và ống đẩy
Xác định áp suất trước khi nén:
- Đường kính ống hút trong tính toán cơ khí của khí NO2
- Công suất máy nén trong tinh toán cơ khí của khi NO2
- Công suất lý thuyết
- Công suất của động cơ điện trong tính toán cơ khí của khí NO2
Như vậy ta chọn động cơ điện có công suất lớn hơn hoặc bằng 167.99 kW.
Chiều dày thân tháp trong tính toán cơ khí của khí NO2
Thiết bị làm việc ở áp suất khi quyển, dùng để hấp thụ CO2, thân tháp hình trụ, được chế tạo bằng cách uốn các tấm vật liệu với kích thước đã định sẵn, hàn ghép mối, tháp được đặt thẳng đứng.
- Thiết bị làm việc ở môi trường ăn mòn
- Nhiệt độ làm việc 250C
- Áp suất làm việc 1atm
Chọn thân tháp làm bằng vật liệu CT3. (Bảng XII.52 trang 352 STQTTBCN tập 2)
- Ký hiệu thép: CT3
- Chiều dày tấm thép 4 – 20 mm
- Giới hạn bền kéo: = 380*106 (N/m2)
- Giới hạn bền chảy: = 240*106 (N/m2)
- Độ giãn tương đối: δ = 25%
- Độ nhớt va đập: = 0.8*106 (J/m2)
trụ, làm việc chiu áp suất trong được xác định theo công thức sau:
Trong đó:
Dt: đường kính trong tháp, m
: hệ số bền của thành hình trụ theo phương dọc, với thân hay có lỗ gia cố hoàn toàn thì đối với mối hàn đặc. Với hàn tay bằng hồ quang điện, hàn giáp mối 2 bên, thép cacbon, ta có: = 0.95 (Bảng XIII.8 trang 362 STQTTBCN tập 2)
C: hệ số bổ sung do ăn mòn, bào mòn và dung sai về chiều dày, m
: ứng suất cho phép của loại thép CT3
P: áp suất trong thiết bị, N/m2
- P: áp suất trong thiết bị ứng với sự chênh lệch áp suất lớn nhất bên trong và bên ngoài tháp, N/m2
P = Pmt + Ptt
Pmt: áp suất làm việc, Pmt = 101325 N/m2
Ptt: áp suất thủy tĩnh của cột chất lỏng
- Tính C
C phụ thuộc vào độ ăn mòn, độ bào mòn và dung sai của chiều dày. Đại lượng C được xác định theo công thức:
C = C1 + C2 + C3, m
Trong đó:
C1: hệ số bổ sung do ăn mòn. Đối với vật liệu thép cacbon CT3 có độ bền 0.05 – 0.1mm/năm thì lấy C1 = 1mm
C2: đại lượng bổ sung do hao mòn, C2 = 0
C3: đại lượng bổ sung cho dung sai của chiều dày, C3 = 0.4mm (tra bảng XIII.9 trang 364 STQTTBCN tập 2)
- C = 1 + 0 + 0.4 = 1.4 (mm) = 1.4*10-3 (m)
- Tính
Theo bảng XIII.4 trang 357, ta có thể chọn giả trị nhỏ nhất, tinh theo công thức sau:
Trong đó:
P0: áp suất thử, được xác định theo công thức
P0 = Pth + Ptt
Pth: áp suất thủy lực lấy theo bảng XIII.5
- Chiều dày nắp và đáy thiết bị trong tính toán cơ khí của khí NO2
Nắp và đáy cũng là những bộ phận quan trọng của thiết bị, được chế tạo cùng loại vật liệu với thân thiết bị là thép CT3. Thiết bị đặt thẳng đứng.
Áp suất trong là 118786.4 N/m2> 7*104 N/m2 người ta thường dùng nắp elip có gờ.
Áp suất tính toán P = 118786.4 N/m2
-
Chiều dày của nắp và dáy thiết bị được xác định theo công thức:
+ thỏa mãn điều kiện.
Các thông số của đáy và nắp thiết bị
- Đường kính D = 500mm
- Chiều cao ht = 125mm
- Bề mặt trong F = 0.31 m2
- Thể tích V = 21.4*10-3 m3
- Đường kính phôi D = 634mm
(Tra bảng XIII.10 và XIII.11 trang 382, 383, 384 STQTTBCN tập 2)
-
Đường kính ống dẫn trong tính toán cơ khí của khí NO2
-
Đường kính ống dẫn khí
Mặt bích trong tính toán cơ khí của khí NO2
- Mặt bích là bộ phận quan trọng dùng để nối các bộ phận của thiết bị cũng như nối các bộ phận khác với thiết bị.
- Vật liệu CT3
- Bích sử dụng là bích liền kiểu I (theo bảng XIII.27 trang 417 STQTTBCN tập 2).
D2
-
Tính bích nối ỗng dẫn lỏng vào thiết bị
Chọn bích nối kim loại đen kiểu I để nối (tra bảng XIII.26 trang 409 STQTTBCN
tập 2)
-
Tính bích nối ống dẫn khí vào và ra thiết bị
Chọn bích nối kim loại đen kiểu I để nối (tra bảng XIII.26 trang 409 STQTTBCN tập 2)
-
Đĩa phân phối trong tính toán cơ khí của khí NO2
Chọn đĩa phân phối loại 2 làm bằng thép cacbon CT3 (tra bảng IX.22 trang 230 STQTTBCN tập 2)
- Đường kính tháp: D = 500mm
- Đường kính đĩa: Dđ = 300mm
- Đường kính ống dẫn chất lỏng: d = 25mm
- Bề dày ống dẫn chất lỏng: S = 2.5mm
- Số lượng ống 22 ống
- Bước lỗ t = 48mm
- Đường kính lưới Dl = 480mm
- Chiều rộng của bước b = 43,7mm
- Chiều dày thanh d = 15mm
- Chiều rộng thanh bt = 5mm
- Số thanh đỡ đệm: Dl/b = 480/(47 + 5) = 9.23 và chọn 10 thanh
Diện tích bề mặt lưới đỡ đệm
3. Kết cấu đỡ tháp trong tính toán cơ khí của khí NO2
Thông thường người ta không đặt trực tiếp thiết bị lên bề mặt mà phải có tai treo
hay chân đỡ để đỡ thiết bị. Với thiết bị này ta chọn chân đỡ để tháp được ổn
định khi vận hành. Muốn chọn được chân đỡ thích hợp ta phải tính trọng tải của
tháp. Trọng tải của tháp:
Ptháp = Pthân + Pđáy, nắp + Pchất lỏng + Pbích + Pđệm
4. Khối lượng thân thiết bị trong tính toán cơ khí của khí NO2
Mth = V*ρ = S*H*ρ = *H*ρ
Trong đó:
Mth: khối lượng của thân thiết bị, kg
Dn, Dt: đường kính ngoài và trong của thiết bị, m
H: chiều cao của tháp, H = 1.82m
ρ: khối lượng riêng của thép, ρ = 7900 kg/m3
Khối lượng của đáy và nắp tháp trong tính toán cơ khí của khí NO2
Ta có kết cấu của đáy và nắp tương tự nhau:
- Đường kính D = 500mm
- Chiều cao phần gờ h = 25mm
- Chiều dày S = 4mm
- Khối lượng 10 kg
Tra bảng XIII.11 trang 384 STQTTBCN tập 2
àMđáy, nắp = 2*10 = 20 (kg)
Khối lượng của chất lỏng trong tính toán cơ khí của khí NO2
Chân đỡ
- Chọn tháp có 4 chân đỡ làm bằng thép CT3
- Tải trọng đặt lên một chân đỡ G = 1887.3N
- Chọn tải trọng cho phép trên một chân G = 0.25*104 N
- Theo bảng XIII.35 trang 437 STQTTBCN tập 2, ta có các thông số của chân
đỡ như sau:
- Bề mặt bệ đỡ F = 85.5*104 m2
- Tải trọng cho phép trên bề mặt đỡ q = 0.29*106 N/m2
- Tai treo
- Chọn tháp có 4 tai treo, vật liệu làm tai treo là thép CT3
- Tải trọng đặt lên một tai treo: G = 1887.3 N
- Chọn tải trọng cho phép trên một tai treo G = 0.25*104N
- Theo bảng XIII.36 trang 438 STQTTBCN tập 2, ta có các thông số của tai treo như sau
Chiều cao ống khói của trong tính toán cơ khí của khí NO2:
Trong đó
M: tải lượng của chất ô nhiễm M= S.v.Cb = 0.02 x 20 x 344.21x 10-3 = 0.14g/s
A: Hệ số phân tầng khí quyển, A=200
F: hệ số thực nghiệm kể đến loại khuếch tán chọn F=2
Ccp: nồng độ cho phép của chất ô nhiễm trong ống khói theo QCVN 19:2009, Ccp= 0.4g/m3.
▲t: độ chênh lệch nhiệt độ của khí thải và không khí bên ngoài
V: vận tốc không khí trong ống khói, chọn v=20m/s.
Chọn H = 10 để phòng ngừa trường hợp có sự cố của thiết bị hoặc thời tiết xấu thì với chiều cao tối thiểu 10m vẫn có thể phát tán dòng khí ra đạt tiêu chuẩn
Công ty Hòa Bình Xanh chuyên thiết kế hệ thống xử lý khí thải cùng với đội ngũ thạc sĩ, kỹ sư có nhiều năm kinh nghiệm. Công ty Hòa Bình Xanh sẽ tư vấn các phương án thi công tối ưu nhất cho công trình của quý khách cũng như báo giá dịch vụ thi công.Chúng tôi xin đảm bảo sẽ là hài lòng quý khách khi đến với dịch vụ của công ty chúng tôi. Mọi thắc mắc xin vui lòng liền hệ với chúng tôi qua Hotline: 0943.466.579
Công ty xử lý khí thải Hòa Bình Xanhcủa chúng tôi rất mong được phục vụ quý khách
Công ty TNHH Công nghệ môi trường Hòa Bình Xanh
