Tính toán cơ khí xử lý bụi và CO2

Đạt Hoàng Gia chuyên thiết kế hệ thống xử lý khí thải cùng với đội ngũ thạc sĩ, kỹ sư có nhiều năm kinh nghiệm. Công ty Đạt Hoàng Gia 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 chi tiết xin liên hệ:

• SĐT: 0274.3860.471
• Mail: moitruongcms@gmail.com
• 

Hình 5 : sơ đồ các phương pháp xử lý bụi và CO2

5.1 Các thông số tính toán tháp hấp thụ:

Thiết kế tháp hấp thụ chứa khí CO₂

Các thông số khí thải đầu vào

Nồng độ  ban đầu: 0,8%

Lưu lượng đầu vào: 1.500m³/s

các giả thiết trong quá trình tính toán

khí thải gồm chủ yếu là CO₂, bụi

Hiệu suất: 92%

Nhiệt độ vào = 30ºC

Nhiệt độ dung môi  25ºC

Nhiệt dộ làm việc của tháp 25ºC

 áp suất : P = 1atm

Tính toán Tháp Hấp Thụ

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 :20*20*2,2

Diện tích bề mặt riêng:σ=240(m²/m³)

Thể tích tự do của tầng chêm: V_d=0,73(m²/m³)

Số đệm trong 1m³:95*10³

Khối lượng riêng xốp:r_d=650(kg/m³)

Khối lượng riêng của pha lỏng : r_l=1012(kg/m³)

Khối lượng riêng của pha khí: r_ytb=1.16912 (kg/m³)

Chọn vật liệu trong tính toán cơ khí xử lý bụi và CO₂

Do phải chịu tác dụng hóa học với khí thải và dung dịch nên vật liệu chế tạo tháp hấp thụ và các đường ống dẫn khí được chọ là loại thép hợp kim thuộc nhóm thép không rỉ, bền nhiệt và chiu nhiệt

– nhiệt độ làm việc tháp : 30⁰C

– áp suất làm việc : p = 1at = 9.81(N/m²)

– chọn thiết bị làm việc là thép không rỉ để chế tạo thiết bị

– kí hiệu thép :CT3

Tính bề dày của thân tháp trong tính toán cơ khí xử lý bụi và CO2

Tính bề dày của tháp mà ta đã biết các thông số sau:

– Đường kính D = 1 m

– Chiều cao H = 3.2 m

– Khối lượng riêng của pha lỏng ρ_H2O 1012 ( kg/ m³)

– Tốc độ ăn mòn của CO₂ = 0.05 mm/năm

– Hệ số bền mối φ: thân hình trụ hàn dọc , hàn tay bằng hồ quang điện , hàn giáp mối hai bên , đường kính ≥ 800mm ” hệ số bền mối hàn φ_h = 0.95  ( sổ tay quá trình và thiết bị Công Nghệ Hóa Chất tập 2 , XIII.8, trang 362).

Xác định áp suất làm việc trong tháp:

P = p_mt +p_l

trong đó :

– p_mt : áp suất pha khí trong thiết bị , p_mt = 1at = 0.1013 (N/mm²)

– p_l : áp suất thủy tĩnh của cột chất lỏng trong thiết bị

        +  p_l =ρ*g*H = 1012*9.81*3.2*10^-6 = 0.03177 (N/mm²

 + H lấy bằng chiều cao tháp để phòng trường  hợp ngập lụt hay tắc nghẽn  :                                                                                   P = p_mt +p_l

= 0.1013+0.03177 = 0.13307 (N/mm²)

Xác định áp suất cho phép của thép trong tính toán cơ khí xử lý bụi và CO2 :

Ta lấy giá trị bé nhất trong 2 ứng suất cho phép ở trên làm ứng suất cho phép tiêu chuẩn.

Bề dày thân hình trụ hàn làm việc chịu áp suất trong tính theo lý thuyết vỏ mỏng

Ta có :

Chọn S^,=5 (mm)

Chọn hệ số bổ sung để quy tròn kích thước : với C= C₀ + C₁ + C₂ + C₃

C₀ = 0 (mm). Hệ số quy tròn kích thước

C₁ = 1 (mm) : hệ số bổ sung do bào mòn hóa học trong thời hạn sử dụng thết bị là 15 năm với tóc độ ăn mòn là 0.1 mm/năm

C₂= 0 hệ số bổ sung do bào mòn cơ học

C₃ =0.8 ệ số bổ sung do dùng sai âm (tra barngXIII-9- tập 2 quá trình thiết bị )

“C= C₀ + C₁ + C₂ + C₃ = 0 + 1 + 0 + 0.8 = 1.8 (mm)

” Bề dày của thiết bị

S = S^,  + C = 5 + 1.8 = 6.8 mm .   Chon S = 7 mm

Kiểm tra điều kiện bền :

Chọn đường kính chuẩn : D₃ = 30 mm

ðTính nắp và đáy thiết bị trong tính toán cơ khí xử lý bụi và CO2: 

Chọn nắp và đáy thiết bị có gờ

Đường kính tháp D = 1000 mm

Tra bảng XIII.11,XIII.10 trang 382 sổ tay quá trình quá thiết bị Công Nghệ Hóa Chất tập 2 ta được :

Đáy trong tính toán cơ khí xử lý bụi và CO2:

Chiều cao hình elip h_d = 250 mm

Chiều cao gờ h = 25 mm

Bề dày đáy s = 4 mm

Bề mặt trong  F = 1.16 m²

Khối lượng m = 36 kg

Nắp trong tính toán cơ khí xử lý bụi và CO2:

Chiều cao hình elip h_n = 250 mm

Chiều cao gờ h = 25 mm

Bề dày nắp s = 4 mm

Bề mặt trong F = 1.16 m²

Khối lượng m = 36 kg

ðTính bích trong tính toán cơ khí xử lý bụi và CO2:

Tính bích nối vào thân pháp

Tra bảng XIII.27- trang 418 sổ tay QTTBCNHH tập 2, ta có:

Dường kính tròn : D_t= 1000 mm

Đường kính ngoài : D₀ = 1000+2 * 4 =1008 mm

Đường kính ngoài của bích : D = 1140 mm

Đường kính tâm bulon : D_z = 1090 mm

Đường kính mép vát: D₁ = 1060 mm

Đường kính Bulon d_b = M₂₀

Số Bulon: z = 20 cái

Chiều cao bích : h= 24 mm

Khối lượng bích : kg

Tính bích nối ống dẫn lỏng vào thiết bị

Ống dẫn lỏng vào: D= 15 mm

Chọn loại bích liền bằng kim loại đen để nối

Đường kính ngoài D₀= 25 mm

Đường kính ngoài của bích : D = 105 mm

Đường kính tâm Bulon : D_z = 75 mm

Đường kính mép vát : D₁ =58 mm

Đường kính Bulon d_b= M₁₂

Số Bulon : z = 4 cái

Chiều cao bích : h = 16 mm

Khối lượng bích :

_Ÿ ống khói :

       Đường kính ống khói trong tính toán cơ khí xử lý bụi và CO2:

Chọn vận tốc khí trong ống khói v= 10 (m/s), Q_ra=Q_vào = 1500 (m³/h)

Ống dẫn khói vào và ra

D= 150 mm

Chọn loại bích liền bằng kim loại đen để nối

Đường kính ngoài D₀ = 159 mm

Đường kính ngoài của bích : D = 280 mm

Đường kính tâm Bulon : D_z = 240mm

Đường kính mép vát : D₁ = 212 mm

        Đường kính Bulon d_b= M₁₂

        Số Bulon : z = 8 cái

        Chiều cao bích : h = 14 mm

Khối lượng bích :

Đĩa phân phối

Đường kính của tháp  D_t= 1000 mm

Tra bảng IX.22 trang 230 sổ tay quá trình và thiết bị Công Nghệ Hóa Chất tập 2

Đường kính đĩa Dđ = 600mm

Ống dẫn chất lỏng d *S= 44.5 * 2.5

 Chọn vật liệu là thép không rỉ ký hiệu X18H10T  có chiều dày S= 4 mm

Số lượng  = 40 cái

Bước t = 70 mm

Lưới đỡ đệm

Từ đường kính trong D_t= 1000 mm

Tra bảng IX.22 trang 230 sổ tay quá trình và thiết bị Công Nghệ Hóa Chất tập 2

Chọn đường lưới D₁ = 980 mm

Chiều rộng lưới b = 20 ( đệm 25*25*3)

Chọn chiều dày : 15 mm

Số lượng thanh đỡ đệm D₁ / b = 980/ (25 + 5) = 39.2 ta chon 39 thanh

Diện tích bề mặt lưới đỡ đệm :

Khối lượng toàn tháp

Khối lượng nắp và đáy : m = 36 +36 = 72 (kg)

Khối lượng thân thắp : trong đó H = 3.32 – ( 0.15 + 0.15 ) =3.02 (m)

m = π *D_t*H*ρ*S = 3.14*1*3.02*7900*4*10^-3= 299.66(kg)

Khối lượng lưới đệm : m = 4121(kg)

Khối lượng tất cả bích : m = 42 + 0.521 + 0.76 + 2.905 *2 = 49.091(kg)

Vậy khối lượng toàn tháp : m = 72 +299,66 +4142 + 49.091= 4541.751(kg)

ð Tính chân đỡ bằng ống thép tròn

Tải trọng toàn tháp : P_t = m *g = 4541.751 = 44554.6 N

Tải trọng 1 chân tháp :

Chọn tải trọng cho phép là G = 2.5*10⁴ N

Tra bảng XIII.35 – trang 437 Sổ tay QTTBCNHH tập 2 , ta có :

Bề mặt đỡ = 444*10⁴N

L=250 mm,B= 180 mm, B₁ = 215 mm, B₂  = 290 mm ,H = 350 mm ,h = 185 mm

,S =  16 mm ,l =  90 mm ,d = 27 mm

Khối lượng 1 chân đỡ 18 kg

ð Tai Treo trong tính toán xử lý bụi và CO2

Chọn tháp có 4 tai treo

Tra bảng XIII.36trang 483  sổ tay quá trình quá thiết bị Công Nghệ  Hóa Chất

tập 2 ta được :

Bề mặt đỡ : 173*10⁴ m²

L = 150 mm,B = 120 mm, B₁ = 130 mm ,H = 215 mm, S = 8 mm, l = 60 mm, d = 14 mm, a= 20 mm, d = 30 mm

Khối lương 1 tai treo 3.48 kg

Chiều cao ống khói trong tính toán cơ khí xử lý bụi và CO2:

Chiều cao ống khói tối thiểu đảm bảo nồng độ trong khí quyển sát mặt đất bằng giới hạn cho phép được xác định như sau:

Trong đó:

A: hệ số phụ thuộc phân bố nhiệt độ theo chiều cao kí quyển , khoảng 200- 400

Ta chon A= 200

M: tải lượng ô nhiễm, g/s

M = C_cp *Q = 200*10^-3*(1500/3600) = 0.083(g/s)

H : chiều cao ống khói (m)

rT : hiệu của nhiệt độ làm việc và nhiệt độ ngoài trời,

rT = (273+30) – ( 273+25) = 5⁰C

F: hệ số vô thứ nguyên , F= 1

Chọn m *n = 1

Công ty TNHH TM DV Đạt Hoàng Gia của chúng tôi rất mong được phục vụ quý khách