SlideShare una empresa de Scribd logo
1 de 11
Descargar para leer sin conexión
Quá trình hấp thụ Kỹ thuật xử lý khí thải
CBGD Dư Mỹ Lệ 1
HÖÔÙNG DAÃN TÍNH TOAÙN
QUAÙ TRÌNH HAÁP THỤ
Quá trình hấp thụ Kỹ thuật xử lý khí thải
CBGD Dư Mỹ Lệ 2
Haáp thuï laø quaù trình loâi cuoán choïn loïc moät caáu töû naøo ñoù töø hoãn hôïp khí bôûi chaát
loûng. Haáp thuï ñöôïc aùp duïng ñeå thu hoài chaát coù giaù trò töø khí hoaëc ñeå laøm saïch khí khoûi chaát
ñoäc haïi.
Khi chuyeån töø pha khí vaøo pha loûng, naêng löôïng phaân töû cuûa caáu töû phaân taùn giaûm.
Vì vaäy, quaù trình haáp thuï keøm theo söï toûa nhieät vaø laøm taêng nhieät ñoä cuûa heä thoáng. Ngoaøi
ra, toång theå tích cuûa heä thoáng trong quaù trình haáp thuï giaûm do giaûm theå tích pha khí. Vì
vaäy, theo nguyeân lyù Le Chartelier, ñoä hoøa tan cuûa khí trong chaát loûng taêng neáu taêng aùp
suaát vaø neáu giaûm nhieät ñoä cuûa quaù trình. Trong thöïc teá chia ra laøm haáp thuï ñaúng nhieät
ñöôïc tieán haønh vôùi söï giaûi nhieät pha loûng baèng thieát bò truyeàn nhieät boá trí trong thaùp haáp
thuï vaø haáp thuï ñoaïn nhieät hoaëc ñaúng aùp, dieãn ra khi khoâng coù söï trao ñoåi vôùi moâi tröôøng
beân ngoaøi. Tröôøng hôïp haáp thuï ñaúng aùp cô caáu thieát bò ñöôïc ñôn giaûn hoùa nhöng ñieàu kieän
caân baèng khoâng toát. Ngoaøi ra, haáp thuï ñaúng nhieät coù theå laø quaù trình haáp thuï vôùi noàng ñoä
ban ñaàu khoâng lôùn hoaëc khi löu löôïng chaát loûng lôùn. Khi ñoù, söï thay ñoåi nhieät ñoä cuûa chaát
loûng khoâng ñaùng keå.
Tónh hoïc haáp thuï ñöôïc moâ taû bôûi phöông trình Henry, coøn ñoäng hoïc haáp thuï ñöôïc moâ
taû nhôø phöông trình truyeàn khoái. Khi tính toaùn quaù trình haáp thuï, ñeå thuaän lôïi, ngöôøi ta bieåu
dieãn noàng ñoä caáu töû phaân taùn baèng phaàn mol hoaëc phaàn khoái löôïng, bôûi vì caùc doøng vaät
chaát ñöôïc ñaëc tröng bôûi löu löôïng chaát trô ñöôïc giaû thieát laø khoâng ñoåi ôû moïi tieát dieän cuûa
thieát bò truyeàn khoái.
NHIEÄM VUÏ THIEÁT KEÁ
Haõy tính thaùp haáp thu ñeå loâi cuoán Hydrogen Chloride ra khoûi hỗn hôïp khoâng khí baèng
nöôùc. Naêng suaát cuûa thaùp theo hoãn hôïp ban ñaàu laø 6000m3
/h ôû ñieàu kieän tieâu chuaån. Noàng
ñoä ban ñaàu cuûa Hydrogen Chloride 15,0dy (khoái löôïng). Trong quaù trình, 95% Hydrogen
Chloride ñöôïc haáp thu. Caùc thoâng soá cuûa pha khí tương ứng ở điều kiện nhieät ñoä t = 20o
C vaø
aùp suaát kí quyeån. Nhieät ñoä cuûa nöôùc 15o
C. Ñeå tieán haønh quaù trình haáp thu Hydrogen
Chloride, ta choïn thaùp ñeäm, bôûi vì vaán ñeà chuû yeáu trong tröôøng hôïp naøy laø thieát bò phaûn
öùng coù chöùa chaát aên moøn thieát bò, möùc ñoä aên moøn ñaëc bieät maõnh lieät ñoái vôùi dung dòch HCl
loaõng ôû ñieàu kieän nhieät ñoä cao. Ñeå ñaûm baûo an toaøn cho thieát keá, coù theå baûo veä thaùp ñeäm
baèng caùch phuû beà maët bôûi chaát choáng aên moøn, ví duï boïc loùt cao su. Beân trong thaùp ñeäm coù
chöùa vaät lieäu ñeäm choïn laø voøng söù hoaëc goã (thöïc teá khoâng chòu taùc ñoäng cuûa moâi tröôøng aên
moøn trong tröôøng hôïp naøy), choïn vaät lieäu ñeäm laø voøng raschig (ceramic raschig rings) ñoå
ñoáng coù kích thöôùc 35x35x4mm, dieän tích beà maët rieâng phaàn cuûa vaät lieäu laø a = 140m2
/m3
,
phaàn theå tích töï do  = 0,78 m3
/m3
, ñöôøng kính töông ñöông cuûa tieát dieän raõnh giöõa caùc ñeäm
de = 0,022m vaø khoái löôïng rieâng ñoå ñoáng ñ = 530kg/m3
. Vaät lieäu loaïi naøy coù beà maët ñuû
lôùn, theå tích töï do lôùn, beàn cô vaø giaù reû.
Quá trình hấp thụ Kỹ thuật xử lý khí thải
CBGD Dư Mỹ Lệ 3
TÍNH TOAÙN COÂNG NGHEÄ
Xaùc ñònh caùc doøng vaät chaát
- Löu löôïng khoái löôïng cuûa hoãn hôïp khí ôû ñaàu vaøo thieát bò (Gñ)
Gñ = Vo.o
4,22
)y1(M
y
4,22
M dB
d
A
o


Vo, o – theå tích vaø khoái löôïng rieâng cuûa pha khí ôû ñieàu kieän tieâu chuaån
MA, MB – khoái löôïng phaân töû cuûa caùc caáu töû trong hoãn hôïp khí, HCl vaø khoâng khí, Kg/mol;
yñ – noàng ñoä phaàn mol (phaàn theå tích) cuûa caáu töû phaân taùn trong hoãn hôïp ôû ñaàu vaøo thieát bò
B
d
A
d
A
d
d
M
)y1(
M
y
M
y
y



dy – noàng ñoä phaàn khoái löôïng cuûa caáu töû phaân taùn trong hoãn hôïp khí ôû ñaàu vaøo thieát bò
 
s/Kg23,2335,1.
3600
6000
G
m/kg335,1123,01.
4,22
29
123,0.
4,22
5,36
123,0
29
)15,01(
5,36
15,0
5,36
15,0
y
d
3
o
d





- Löu löôïng caáu töû phaân taùn
GAñ = Gñ. yñ = 2,23.0,15 = 0,335 Kg/s
GBñ = Gñ. (1-yñ )= 2,23.(1-0,15) = 1,895 Kg/s
- Khoái löôïng caáu töû phaân taùn HCl ñöôïc haáp thuï bôûi nöôùc (M)
M = GAñ.0,95 = 0,335.0,95 = 0,318 Kg/s
- Khoái löôïng caáu töû phaân taùn HCl coøn laïi trong hoãn hôïp khí ôû ñaàu ra
GAc = GAñ – M = 0,335 – 0,318 = 0,017 Kg/s
- Löu löôïng khí ôû ñaàu ra
GBc = GBñ + GAc = 1,895 +0,017 = 1,912 Kg/s
Hoaëc
GBc = Gñ - M = 2,23 – 0,318 = 1,912 Kg/s
Quá trình hấp thụ Kỹ thuật xử lý khí thải
CBGD Dư Mỹ Lệ 4
- Noàng ñoä phaàn khoái löôïng caáu töû phaân taùn ôû ñaàu vaøo Yñ vaø ra Yc
KgKK
KgHCl
00897,0
895,1
017,0
G
G
Y
KgKK
KgHCl
177,0
895,1
335,0
G
G
Y
Bd
Ac
c
Bd
Ad
d


Xaùc ñònh löu löôïng pha loûng
- Löu löôïng pha loûng (nöôùc) ñöôïc tính baèng phöông phaùp ñoà thò. Döïng ñoà thò vôùi caùc truïc
toïa ñoä laø   XYY cb  . Treân ñoà thò ta döïng ñöôøng caân baèng vaø ñöôøng laøm vieäc cuûa quaù trình
haáp thuï. Ñöôøng caân baèng ñöôïc döïng nhôø phöông trình Henry (*).








P
H
1X
M
M
X
.
P
H
.
M
M
Y
c
AB
A
c (*)
Mc – Khoái löôïng phaân töû nöôùc
H – Haèng soá Henri
P – Aùp suaát tuyeät ñoái trong thieát bò
- Löu löôïng chaát haáp thuï toái thieåu ( mmin) töông öùng ñieåm caét giao cuûa ñöôøng caân baèng vaø
ñöôøng laøm vieäc treân ñoà thò   XYY cb  . Toaï ñoä ñieåm giao nhau cbd YY  vaø max
o
X .
- Noàng ñoä toái ña HCl trong chaát loûng coù theå ñöôïc xaùc ñònh töø phöông trình (*). ÔÛ ñieàu kieän
naøy, haèng soá Henry laø H = 2100mmHg.
0945,0X
760
2100
1X
29
5,36
X
.
760
2100
.
29
5,36
177,0YY
max
o
max
max
dcb









Cho X thay ñoåi trong khoaûng töø 0 ñeán 0,1 vôùi böôùc 0,01; ta döïng ñöôøng caân baèng.
Ñoái vôùi khoaûng thöù nhaát ta coù:
005,0
2
01,00
X,01,0X,0X tbcd 


- Tra cöùu hieäu öùng nhieät haáp thuï q (KJ/Kg) cuûa HCl trong nöôùc: q = 1945 KJ/Kg
- Nhieät ñoä chaát loûng tc töông öùng noàng ñoä cX ñöôïc xaùc ñònh theo phöông trình caân baèng
nhieät löôïng:
Quá trình hấp thụ Kỹ thuật xử lý khí thải
CBGD Dư Mỹ Lệ 5
    CtXX
c
q
t o
ddcc 6,1915001,0
19,4
1945

c = 4,19 KJ/Kg.K – Nhieät dung rieâng cuûa nöôùc
- Nhieät ñoä trung bình cuûa chaát loûng trong khoaûng thay ñoåi noàng ñoä treân laø
C
tt
t ocd
tb 3,17
2
6,1915
2





Ñoái vôùi nhieät ñoä naøy, haèng soá Henry laø H = 2090mmHg
Theo coâng thöùc (*) ta tính ñöôïc noàng ñoä caân baèng:
KgKKKgHClYcb /0172,0
- Caùc tính toaùn ñöôïc laäp laïi ñoái vôùi caùc khoaûng thay ñoåi noàng ñoä tieáp theo.
Ví duï: C6,19t,01,0X,0X o
dcd 
- Caùc keát quaû ñöôïc laäp thaønh baûng. Theo caùc soá lieäu naøy ta döïng ñöôïc ñöôøng caân baèng.
Qua ñieåm A ( 0,00897,0  cd YX ) vaø ñieåm B1, giao ñieåm cuûa ñöôøng caân baèng vaø ñöôøng
noàng ñoä 177,0 constYd ta döïng ñöôøng thaúng AB1, ñöôøng naøy laø ñöôøng laøm vieäc cuûa
quaù trình haáp thuï töông öùng vôùi löu löôïng chaát haáp thuï toái thieåu (mmin).mmin ñöôïc xaùc ñònh
theo coâng thöùc sau:
KgKKOKgH
XX
YY
tgm
d
cd
/91,1
0088,0
00897,0177,0
2
max
minmin 





 
maxX – Noàng ñoä toái ña cuûa HCl trong pha loûng vôùi löu löôïng nöôùc toái thieåu ñoái vôùi
quaù trình haáp thu khoâng ñaúng nhieät.
OKgHCl/KgH2088,0max X ñöôïc tra töø ñoà thò.
- Löu löôïng nöôùc thöïc teá ñöôïc laáy lôùn hôn töø 10 – 30% löu löôïng nöôùc toái thieåu:
m = (1,1  1,3) mmin
m = 1,2 . 1,91 = 2,29 KgHCl/KgH2O
- Phöông trình ñöôøng laøm vieäc coù daïng:
00897,029,2  XY
- Khi ñoù noàng ñoä HCl trong pha loûng ôû ñaàu ra seõ laø 0734,0cX
Qua 2 ñieåm A ( dX , cY ) vaø B ( cX , dY ) ta döïng ñöôøng laøm vieäc cuûa quaù trình ñoái vôùi
chaát haáp thuï toái öu.
- Löu löôïng nöôùc haáp thu ñöôïc tính nhö sau:
L = m . GB = 2,29 . 1,875 = 4,34 Kg/s
Quá trình hấp thụ Kỹ thuật xử lý khí thải
CBGD Dư Mỹ Lệ 6
- Löu löôïng pha loûng ôû ñaàu vaøo: Lñ = 4,34 Kg/s
- Löu löôïng pha loûng ôû ñaàu ra: Lc = Lñ + M = 4,34 + 0,318 = 4,66 Kg/s
- Nhieät ñoä chaát loûng ôû ñaàu ra, töông öùng vôùi noàng ñoä 0734,0cX
  64,481,4707,00734,0
19,4
1902
kt
XAÙC ÑÒNH ÑÖÔØNG KÍNH THAÙP HAÁP THUÏ
- Ñöôøng kính thaùp ñöôïc xaùc ñònh töø phöông trình löu löôïng theo pha lieân tuïc:
kk
tb
w
G
d
..785,0

Gtb – Löu löôïng trung bình cuûa pha khí Kg/s
k – Khoái löôïng rieâng trung bình pha khí Kg/m3
wk – Vaän toác khí qua tieát dieän thaùp m/s
- Löu löôïng trung bình cuûa pha khí:
  sKg
GG
G cd
cp /07,2
2
912,123,2
2





- Khoái löôïng rieâng trung bình cuûa pha khí:
k = 0,5 . (ñ + c)
ñ , c – Khoái löôïng rieâng cuûa khí ôû ñaàu vaøo vaø ra:
 c
B
c
A
c y
M
y
M
 1.
4,22
.
4,22

KmolKKKmolHCl
MYM
YM
y
AcB
cB
c /0071,0
5,3600897,0.29
00897,0.29
.
.





  3
/295,10071,01.
4,22
29
0071,0.
4,22
5,36
mKgc 
  3
/225,1
20273
273
295,1335,15,0 mKgk 


- Vaän toác khí: wk = wg . n
wg – Vaän toác tôùi haïn töông öùng vôùi ñieåm nghòch ñaûo (taïi ñieåm naøy seõ xaûy ra quaù
trình thay ñoåi traïng thaùi töø cheá ñoä chaûy maøng sang daïng söông), xaùc ñònh theo coâng thöùc
thöïc nghieäm (thöïc nghieäm rieâng cho tröôøng hôïp thaùp ñeäm duøng voøng raschig):
Quá trình hấp thụ Kỹ thuật xử lý khí thải
CBGD Dư Mỹ Lệ 7
125,0
l
k
25,0
tb
tb
16,0
R
l
l
2
e
k
2
g
.
G
L
BA.
..d.g
.w
lg 
































l ,k – Ñoä nhôùt vaän ñoäng cuûa chaát haáp thuï vaø nöôùc ôû nhieät ñoä 20o
C
l – Khoái löôïng rieâng trung bình cuûa chaát loûng, Kg/m3
Ltb – Löu löôïng trung bình cuûa chaát haáp thuï, Kg/s
Ltb = 0,5 . (Lñ +Lc) = 0,5 . (4,34+4,66) = 4,5 Kg/s
s/m48,3w
1000
225,1
.
07,2
5,4
75,1073,0
10.1
10.53,0
.
1000.78,0.022,0.81,9
225,1.w
lg
g
125,025,016,0
3
32
g






























- Giaù trò A vaø B trong coâng thöùc ñöôïc choïn theo baûng phuï thuoäc daïng ñeäm (tra cöùu trong
caùc taøi lieäu coù ñeà caäp veà vaät lieäu ñeäm ñeå tìm soá lieäu, ví duï: Saùch truyeàn khoái – Vuõ Baù
Minh)
- Heä soá n ñöôïc choïn theo baûng phuï thuoäc muïc tieâu cuûa quaù trình vaø cheá ñoä thuûy ñoäng cuûa
thaùp (tra cöùu trong caùc taøi lieäu cô löu chaát hoaëc Saùch truyeàn khoái-Vuõ Baù Minh):
Cheá ñoä thuûy ñoäng n = wk / wg
Haáp thuï Chöng caát
Ñieåm ngaäp luït 1 1
Xoaùy roái 1 0,85 1 0,66
Chuyeån tieáp 0,85  0,45 0,66  0,25
Chaûy maøng < 0,45 0,25
Choïn cheá ñoä xoaùy roái vì noù baûo ñaûm cöôøng ñoä quaù trình cao vaø trôû löïc thaáp hôn so vôùi cheá
ñoä ñaûo doøng. Khi ñoù ta coù n = 0,9.
Vì vaäy, wk = 0,9 . 3,48 = 3,14 m/s vaø ñöôøng kính thaùp:
mdk 829,0
225,1.13,3.785,0
07,2

- Choïn ñöôøng kính tieâu chuaån dk = 0,8 m vaø vaän toác laøm vieäc chính xaùc laø:
sm
d
G
w
kk
cp
k /36,3
225,1.8,0.785,0
07,2
..785,0 22


197,0
48,3
36,3

g
k
w
w
Löu yù: + Neáu choïn ñöôøng kính laø 1m thì khoâng ñaûm baûo cheá ñoä xoaùy roái vì khi ñoù:
wk = 2,15 m/s vaø n = wk/wg = 0,62 < 0,85
Quá trình hấp thụ Kỹ thuật xử lý khí thải
CBGD Dư Mỹ Lệ 8
+ Ngoaøi ra, ñöôøng kính dk coù theå laøm troøn tuøy theo khoå theùp cuûa vaät lieäu ñöôïc choïn
ñeå gia coâng thieát bò.
TÍNH CHIEÀU CAO LÔÙP ÑEÄM
- Chieàu cao lôùp ñeäm trong thaùp haáp thuï (H) thöôøng ñöôïc xaùc ñònh theo soá ñôn vò truyeàn
khoái (mY) vaø chieàu cao töông ñöông 1 ñôn vò truyeàn khoái (ho):
oY
hmH .
- Soá ñôn vò truyeàn khoái xaùc ñònh theo coâng thöùc:  

d
c
Y
Y cb
Y
YY
Yd
m
Tích phaân treân coù theå tính ñöôïc baèng phöông phaùp ñoà thò, laø dieän tích giôùi haïn bôûi ñöôøng
cong:
cbYY 
1
theo Y vaø hai truïc constYc  vaø constYd  .
Ñeå laáy tích phaân baèng phöông phaùp ñoà thò ta laäp baûng soá lieäu (SV xem laïi BT Quaù trình
Hoùa hoïc vaø Hoùa lyù, phaàn baøi taäp chöông 1).
Theo soá lieäu trong baûng naøy ta döïng ñoà thò vaø xaùc ñònh soá ñôn vò truyeàn khoái theo pha khí
laø 27,8Y
m .
- Chieàu cao 1 ñôn vò truyeàn khoái phuï thuoäc ñaëc tính ñeäm, cheá ñoä thuûy ñoäng löïc cuûa thaùp vaø
tính chaát hoùa – lyù caùc pha. ho thay ñoåi theo chieàu cao thieát bò, vì vaäy ñöôïc tính cho tieát dieän
giöõa theo coâng thöùc: X
tb
tb
Yo h
L
Gm
hh .
.

XY
hh ,. - chieàu cao ñeäm töông ñöông 1 ñôn vò truyeàn khoái theo pha khí vaø loûng.
m – heä soá phaân phoái, baèng heä soá goùc ñöôøng tieáp tuyeán vôùi ñöôøng caân baèng.
Bôûi vì ñöôøng caân baèng cong, do ñoù heä soá goùc thay ñoåi. VÌ vaäy, ta xaùc ñònh heä soá phaân phoái
trung bình nhö sau:
n
mmm
m n

...21
m1 , m2 , …. , mn – Caùc heä soá goùc cuûa ñöôøng caân baèng
n – Soá khoaûng chia
Töø ñoù, xaùc ñònh ñöôïc caùc giaù trò mi laàn löôït laø:
m1 = 1,6 m2 = 2,0 m3 = 2,1 m4 = 2,2 m5 = 2,2 m6 = 2,2
m7 = 1,8 m8 = 2,2 m9 = 2,2
Do ñoù, vôùi m = 2
67,025,0
Re kkY
Pe
ba
h



,m
5,025,0
33,0
2
2
PrRe
.
119 dlk
l
l
X
g
h 










,m
Quá trình hấp thụ Kỹ thuật xử lý khí thải
CBGD Dư Mỹ Lệ 9
b – Heä soá phuï thuoäc daïng ñeäm (ñoái vôùi voøng Rasig b = 0,123 ; ñoái vôùi daây cung b = 0,152)
 - Heä soá thaám öôùt cuûa ñeäm, xaùc ñònh theo ñoà thò phuï thuoäc tæ leä maät ñoä töôùi laøm vieäc (U)
treân maät ñoä töôùi toái öu (Utö):
2,32
8,0.785,0.1000
3600.5,4
.785,0.
3600.
22

kl
tb
d
L
U

- Maät ñoä töôùi toái öu xaùc ñònh theo coâng thöùc: Utö = B . a
B – Heä soá phuï thuoäc daïng quaù trình.
(Ñoái vôùi quaù trình chöng caát B = 0,065, ñoái vôùi quaù trình haáp thuï B = 0,158)
Utö = 0,158 . 140 = 22,2
145,1
2,22
2,32

tuU
U
Do ñoù, theo ñoà thò  = 1.
* Pha khí:
- Chuaån soá Reynolds ñoái vôùi pha khí cuûa thaùp ñeäm:
a
w
k
kk
k
.
..4
Re



Ñoä nhôùt ñoäng hoïc cuûa pha khí tính nhö ñoä nhôùt cuûa hoãn hôïp 2 caáu töû hôi nhö sau:
B
BB
A
AA
k
k MyMyM


.
Noàng ñoä mol trung bình cuûa HCl trong pha khí:
066,0
29
915,0
5,36
085,0
5,36
085,0


tby
Mk – Khoái löôïng phaân töû hoãn hôïp khí
Mk = 36,5 . 0,066 + 29 . 0,934 = 29,49
Nhö vaäy, ñoä nhôùt cuûa hoãn hôïp laø:
6680
140.10.0176,0
225,1.36,3.4
Re
.10.0176,0
10.018,0
29.934,0
10.014,0
5,36.066,049,29
3
3
33






k
k
k
sPa

- Chuaån soá Prandl truyeàn khoái xaùc ñònh theo coâng thöùc:
kk
k
dk
D.
Pr



Dk – Heä soá khueách taùn phaân töû HCl trong pha khí, m2
/s
Quá trình hấp thụ Kỹ thuật xử lý khí thải
CBGD Dư Mỹ Lệ 10
Theo taøi lieäu tham khaûo (SV xem laïi moân hoïc QT Hoùa hoïc vaø Hoùa lyù), ñoái vôùi ñieàu kieän
chuaån Do = 13.10-6
m2
/s.
ÔÛ ñieàu kieän nhieät ñoä vaø aùp suaát laøm vieäc cuûa thaùp haáp thuï:
994,0
10.45,14.225,1
10.0176,0
Pr
/10.45,14
273
20273
.
760
760
.10.13..
6
3
26
2
3
6
2
3






 










gk
o
o
ok sm
T
T
P
P
DD
- Chieàu cao moät ñôn vò truyeàn khoái theo pha khí:
m408,0993,0.6680.
1.140.123,0
78,0
h 67,025,0
Y

* Pha loûng:
- Ñoái vôùi pha loûng, chuaån soá Reynolds trong thaùp ñeäm ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc:
482
10.53,0.140.8,0.785,0
5,4.4
a
L4
Re 32
lk
tb
l 

 
- Chuaån soá Prandl:
ll
l
ld
D.
Pr



Heä soá khueách taùn HCl trong nöôùc ôû ñieàu kieän 12o
C ñöôïc tra töø taøi lieäu Dl12 = 2,3.10-9
m2
/s.
ÔÛ ñieàu kieän nhieät ñoä trung bình cuûa chaát loûng ttb = 34,1o
C. Ta coù:
Dl = Dl12[1+0,02(ttb-12)]
= 2,3.10-9
[1+0,02(34,1-12)] = 3,31.10-9
m2
/s
160
10.31,3.1000
10.53,0
Pr 9
3
ld  

- Chieàu cao moät ñôn vò truyeàn khoái theo pha loûng:
m216,0100482
81,9.1000
10.532,0
119h 5,025,0
3
1
6
X








- Keát quaû chieàu cao moät ñôn vò truyeàn khoái toång quaùt laø:
m607,0216,0.
5,4
07,2.2
408,0ho 
- Toång chieàu cao lôùp ñeäm: H= 8,27.0,607=5,02 m
- Tæ leä chieàu cao vaø ñöôøng kính: 28,6
8,0
02,5
d
H
k

Quá trình hấp thụ Kỹ thuật xử lý khí thải
CBGD Dư Mỹ Lệ 11
- Trong hoaït ñoäng cuûa thaùp ñeäm ôû cheá ñoä chaûy maøng, doøng khí ñaåy chaát loûng töôùi veà phía
thaønh thaùp, gaây aûnh höôûng ñeán söï ñoàng ñeàu cuûa maät ñoä töôùi leân ñeäm. Vì vaäy, lôùp ñeäm
thöôøng khoâng ñöôïc cao quaù 4 laàn ñöôøng kính thaùp.
Trong tröôøng hôïp naøy, ta neân choïn hai lôùp ñeäm, moãi lôùp cao 5,02/2=2,51m; giöõa hai lôùp
ñeäm caàn boá trí maâm phaân phoái loûng. (Löu yù: Moät soá tröôøng hôïp keát quaû tính toaùn coù tæ leä
chieàu cao lôùp ñeäm vaø ñöôøng kính thaùp quaù lôùn, coù theå choïn phaân chia quaù trình thieát keá
thaønh 2 thaùp maéc noái tieáp nhau)
- Chieàu cao cuûa phaàn taùch loûng Hc vaø ñaùy Hñ ñöôïc choïn theo baûng sau, phuï thuoäc ñöôøng
kính thaùp:
D Hc,m Hñ,m
1,0 – 1,8 0,8 2,0
2,0 – 2,6 1,0 2,5
2,8 – 4,0 1,2 3,0
Ñoái vôùi thaùp coù ñöôøng kính nhoû D = 0,8m ta choïn Hc = 0,8; Hñ = 2m.
- Nhö vaäy, toång chieàu cao cuûa thaùp haáp thuï laø:
H = H + Hc + Hñ = 5,01 + 0,8 + 2 = 7,81m
- Ñöôøng kính thaùp nhoû hôn 1m neân noù ñöôïc cheá taïo thaønh töøng ñoaïn, moãi ñoaïn coù caùc kích
thöôùc nhö sau phuï thuoäc ñöôøng kính thaùp:
Ñöôøng kính thaùp Chieàu cao Khoaûng caùch giöõa
caùc maâm
Soá maâm trong moãi
ñoaïn
400 1200 200 6
500 1200 300 4
600 1200 400 3
800 1500 500 3
1000 1500 500 3
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Más contenido relacionado

Destacado

Everything You Need To Know About ChatGPT
Everything You Need To Know About ChatGPTEverything You Need To Know About ChatGPT
Everything You Need To Know About ChatGPTExpeed Software
 
Product Design Trends in 2024 | Teenage Engineerings
Product Design Trends in 2024 | Teenage EngineeringsProduct Design Trends in 2024 | Teenage Engineerings
Product Design Trends in 2024 | Teenage EngineeringsPixeldarts
 
How Race, Age and Gender Shape Attitudes Towards Mental Health
How Race, Age and Gender Shape Attitudes Towards Mental HealthHow Race, Age and Gender Shape Attitudes Towards Mental Health
How Race, Age and Gender Shape Attitudes Towards Mental HealthThinkNow
 
AI Trends in Creative Operations 2024 by Artwork Flow.pdf
AI Trends in Creative Operations 2024 by Artwork Flow.pdfAI Trends in Creative Operations 2024 by Artwork Flow.pdf
AI Trends in Creative Operations 2024 by Artwork Flow.pdfmarketingartwork
 
PEPSICO Presentation to CAGNY Conference Feb 2024
PEPSICO Presentation to CAGNY Conference Feb 2024PEPSICO Presentation to CAGNY Conference Feb 2024
PEPSICO Presentation to CAGNY Conference Feb 2024Neil Kimberley
 
Content Methodology: A Best Practices Report (Webinar)
Content Methodology: A Best Practices Report (Webinar)Content Methodology: A Best Practices Report (Webinar)
Content Methodology: A Best Practices Report (Webinar)contently
 
How to Prepare For a Successful Job Search for 2024
How to Prepare For a Successful Job Search for 2024How to Prepare For a Successful Job Search for 2024
How to Prepare For a Successful Job Search for 2024Albert Qian
 
Social Media Marketing Trends 2024 // The Global Indie Insights
Social Media Marketing Trends 2024 // The Global Indie InsightsSocial Media Marketing Trends 2024 // The Global Indie Insights
Social Media Marketing Trends 2024 // The Global Indie InsightsKurio // The Social Media Age(ncy)
 
Trends In Paid Search: Navigating The Digital Landscape In 2024
Trends In Paid Search: Navigating The Digital Landscape In 2024Trends In Paid Search: Navigating The Digital Landscape In 2024
Trends In Paid Search: Navigating The Digital Landscape In 2024Search Engine Journal
 
5 Public speaking tips from TED - Visualized summary
5 Public speaking tips from TED - Visualized summary5 Public speaking tips from TED - Visualized summary
5 Public speaking tips from TED - Visualized summarySpeakerHub
 
ChatGPT and the Future of Work - Clark Boyd
ChatGPT and the Future of Work - Clark Boyd ChatGPT and the Future of Work - Clark Boyd
ChatGPT and the Future of Work - Clark Boyd Clark Boyd
 
Getting into the tech field. what next
Getting into the tech field. what next Getting into the tech field. what next
Getting into the tech field. what next Tessa Mero
 
Google's Just Not That Into You: Understanding Core Updates & Search Intent
Google's Just Not That Into You: Understanding Core Updates & Search IntentGoogle's Just Not That Into You: Understanding Core Updates & Search Intent
Google's Just Not That Into You: Understanding Core Updates & Search IntentLily Ray
 
Time Management & Productivity - Best Practices
Time Management & Productivity -  Best PracticesTime Management & Productivity -  Best Practices
Time Management & Productivity - Best PracticesVit Horky
 
The six step guide to practical project management
The six step guide to practical project managementThe six step guide to practical project management
The six step guide to practical project managementMindGenius
 
Beginners Guide to TikTok for Search - Rachel Pearson - We are Tilt __ Bright...
Beginners Guide to TikTok for Search - Rachel Pearson - We are Tilt __ Bright...Beginners Guide to TikTok for Search - Rachel Pearson - We are Tilt __ Bright...
Beginners Guide to TikTok for Search - Rachel Pearson - We are Tilt __ Bright...RachelPearson36
 
Unlocking the Power of ChatGPT and AI in Testing - A Real-World Look, present...
Unlocking the Power of ChatGPT and AI in Testing - A Real-World Look, present...Unlocking the Power of ChatGPT and AI in Testing - A Real-World Look, present...
Unlocking the Power of ChatGPT and AI in Testing - A Real-World Look, present...Applitools
 

Destacado (20)

Everything You Need To Know About ChatGPT
Everything You Need To Know About ChatGPTEverything You Need To Know About ChatGPT
Everything You Need To Know About ChatGPT
 
Product Design Trends in 2024 | Teenage Engineerings
Product Design Trends in 2024 | Teenage EngineeringsProduct Design Trends in 2024 | Teenage Engineerings
Product Design Trends in 2024 | Teenage Engineerings
 
How Race, Age and Gender Shape Attitudes Towards Mental Health
How Race, Age and Gender Shape Attitudes Towards Mental HealthHow Race, Age and Gender Shape Attitudes Towards Mental Health
How Race, Age and Gender Shape Attitudes Towards Mental Health
 
AI Trends in Creative Operations 2024 by Artwork Flow.pdf
AI Trends in Creative Operations 2024 by Artwork Flow.pdfAI Trends in Creative Operations 2024 by Artwork Flow.pdf
AI Trends in Creative Operations 2024 by Artwork Flow.pdf
 
Skeleton Culture Code
Skeleton Culture CodeSkeleton Culture Code
Skeleton Culture Code
 
PEPSICO Presentation to CAGNY Conference Feb 2024
PEPSICO Presentation to CAGNY Conference Feb 2024PEPSICO Presentation to CAGNY Conference Feb 2024
PEPSICO Presentation to CAGNY Conference Feb 2024
 
Content Methodology: A Best Practices Report (Webinar)
Content Methodology: A Best Practices Report (Webinar)Content Methodology: A Best Practices Report (Webinar)
Content Methodology: A Best Practices Report (Webinar)
 
How to Prepare For a Successful Job Search for 2024
How to Prepare For a Successful Job Search for 2024How to Prepare For a Successful Job Search for 2024
How to Prepare For a Successful Job Search for 2024
 
Social Media Marketing Trends 2024 // The Global Indie Insights
Social Media Marketing Trends 2024 // The Global Indie InsightsSocial Media Marketing Trends 2024 // The Global Indie Insights
Social Media Marketing Trends 2024 // The Global Indie Insights
 
Trends In Paid Search: Navigating The Digital Landscape In 2024
Trends In Paid Search: Navigating The Digital Landscape In 2024Trends In Paid Search: Navigating The Digital Landscape In 2024
Trends In Paid Search: Navigating The Digital Landscape In 2024
 
5 Public speaking tips from TED - Visualized summary
5 Public speaking tips from TED - Visualized summary5 Public speaking tips from TED - Visualized summary
5 Public speaking tips from TED - Visualized summary
 
ChatGPT and the Future of Work - Clark Boyd
ChatGPT and the Future of Work - Clark Boyd ChatGPT and the Future of Work - Clark Boyd
ChatGPT and the Future of Work - Clark Boyd
 
Getting into the tech field. what next
Getting into the tech field. what next Getting into the tech field. what next
Getting into the tech field. what next
 
Google's Just Not That Into You: Understanding Core Updates & Search Intent
Google's Just Not That Into You: Understanding Core Updates & Search IntentGoogle's Just Not That Into You: Understanding Core Updates & Search Intent
Google's Just Not That Into You: Understanding Core Updates & Search Intent
 
How to have difficult conversations
How to have difficult conversations How to have difficult conversations
How to have difficult conversations
 
Introduction to Data Science
Introduction to Data ScienceIntroduction to Data Science
Introduction to Data Science
 
Time Management & Productivity - Best Practices
Time Management & Productivity -  Best PracticesTime Management & Productivity -  Best Practices
Time Management & Productivity - Best Practices
 
The six step guide to practical project management
The six step guide to practical project managementThe six step guide to practical project management
The six step guide to practical project management
 
Beginners Guide to TikTok for Search - Rachel Pearson - We are Tilt __ Bright...
Beginners Guide to TikTok for Search - Rachel Pearson - We are Tilt __ Bright...Beginners Guide to TikTok for Search - Rachel Pearson - We are Tilt __ Bright...
Beginners Guide to TikTok for Search - Rachel Pearson - We are Tilt __ Bright...
 
Unlocking the Power of ChatGPT and AI in Testing - A Real-World Look, present...
Unlocking the Power of ChatGPT and AI in Testing - A Real-World Look, present...Unlocking the Power of ChatGPT and AI in Testing - A Real-World Look, present...
Unlocking the Power of ChatGPT and AI in Testing - A Real-World Look, present...
 

1.huong dan tinh toan hap thu h cl

  • 1. Quá trình hấp thụ Kỹ thuật xử lý khí thải CBGD Dư Mỹ Lệ 1 HÖÔÙNG DAÃN TÍNH TOAÙN QUAÙ TRÌNH HAÁP THỤ
  • 2. Quá trình hấp thụ Kỹ thuật xử lý khí thải CBGD Dư Mỹ Lệ 2 Haáp thuï laø quaù trình loâi cuoán choïn loïc moät caáu töû naøo ñoù töø hoãn hôïp khí bôûi chaát loûng. Haáp thuï ñöôïc aùp duïng ñeå thu hoài chaát coù giaù trò töø khí hoaëc ñeå laøm saïch khí khoûi chaát ñoäc haïi. Khi chuyeån töø pha khí vaøo pha loûng, naêng löôïng phaân töû cuûa caáu töû phaân taùn giaûm. Vì vaäy, quaù trình haáp thuï keøm theo söï toûa nhieät vaø laøm taêng nhieät ñoä cuûa heä thoáng. Ngoaøi ra, toång theå tích cuûa heä thoáng trong quaù trình haáp thuï giaûm do giaûm theå tích pha khí. Vì vaäy, theo nguyeân lyù Le Chartelier, ñoä hoøa tan cuûa khí trong chaát loûng taêng neáu taêng aùp suaát vaø neáu giaûm nhieät ñoä cuûa quaù trình. Trong thöïc teá chia ra laøm haáp thuï ñaúng nhieät ñöôïc tieán haønh vôùi söï giaûi nhieät pha loûng baèng thieát bò truyeàn nhieät boá trí trong thaùp haáp thuï vaø haáp thuï ñoaïn nhieät hoaëc ñaúng aùp, dieãn ra khi khoâng coù söï trao ñoåi vôùi moâi tröôøng beân ngoaøi. Tröôøng hôïp haáp thuï ñaúng aùp cô caáu thieát bò ñöôïc ñôn giaûn hoùa nhöng ñieàu kieän caân baèng khoâng toát. Ngoaøi ra, haáp thuï ñaúng nhieät coù theå laø quaù trình haáp thuï vôùi noàng ñoä ban ñaàu khoâng lôùn hoaëc khi löu löôïng chaát loûng lôùn. Khi ñoù, söï thay ñoåi nhieät ñoä cuûa chaát loûng khoâng ñaùng keå. Tónh hoïc haáp thuï ñöôïc moâ taû bôûi phöông trình Henry, coøn ñoäng hoïc haáp thuï ñöôïc moâ taû nhôø phöông trình truyeàn khoái. Khi tính toaùn quaù trình haáp thuï, ñeå thuaän lôïi, ngöôøi ta bieåu dieãn noàng ñoä caáu töû phaân taùn baèng phaàn mol hoaëc phaàn khoái löôïng, bôûi vì caùc doøng vaät chaát ñöôïc ñaëc tröng bôûi löu löôïng chaát trô ñöôïc giaû thieát laø khoâng ñoåi ôû moïi tieát dieän cuûa thieát bò truyeàn khoái. NHIEÄM VUÏ THIEÁT KEÁ Haõy tính thaùp haáp thu ñeå loâi cuoán Hydrogen Chloride ra khoûi hỗn hôïp khoâng khí baèng nöôùc. Naêng suaát cuûa thaùp theo hoãn hôïp ban ñaàu laø 6000m3 /h ôû ñieàu kieän tieâu chuaån. Noàng ñoä ban ñaàu cuûa Hydrogen Chloride 15,0dy (khoái löôïng). Trong quaù trình, 95% Hydrogen Chloride ñöôïc haáp thu. Caùc thoâng soá cuûa pha khí tương ứng ở điều kiện nhieät ñoä t = 20o C vaø aùp suaát kí quyeån. Nhieät ñoä cuûa nöôùc 15o C. Ñeå tieán haønh quaù trình haáp thu Hydrogen Chloride, ta choïn thaùp ñeäm, bôûi vì vaán ñeà chuû yeáu trong tröôøng hôïp naøy laø thieát bò phaûn öùng coù chöùa chaát aên moøn thieát bò, möùc ñoä aên moøn ñaëc bieät maõnh lieät ñoái vôùi dung dòch HCl loaõng ôû ñieàu kieän nhieät ñoä cao. Ñeå ñaûm baûo an toaøn cho thieát keá, coù theå baûo veä thaùp ñeäm baèng caùch phuû beà maët bôûi chaát choáng aên moøn, ví duï boïc loùt cao su. Beân trong thaùp ñeäm coù chöùa vaät lieäu ñeäm choïn laø voøng söù hoaëc goã (thöïc teá khoâng chòu taùc ñoäng cuûa moâi tröôøng aên moøn trong tröôøng hôïp naøy), choïn vaät lieäu ñeäm laø voøng raschig (ceramic raschig rings) ñoå ñoáng coù kích thöôùc 35x35x4mm, dieän tích beà maët rieâng phaàn cuûa vaät lieäu laø a = 140m2 /m3 , phaàn theå tích töï do  = 0,78 m3 /m3 , ñöôøng kính töông ñöông cuûa tieát dieän raõnh giöõa caùc ñeäm de = 0,022m vaø khoái löôïng rieâng ñoå ñoáng ñ = 530kg/m3 . Vaät lieäu loaïi naøy coù beà maët ñuû lôùn, theå tích töï do lôùn, beàn cô vaø giaù reû.
  • 3. Quá trình hấp thụ Kỹ thuật xử lý khí thải CBGD Dư Mỹ Lệ 3 TÍNH TOAÙN COÂNG NGHEÄ Xaùc ñònh caùc doøng vaät chaát - Löu löôïng khoái löôïng cuûa hoãn hôïp khí ôû ñaàu vaøo thieát bò (Gñ) Gñ = Vo.o 4,22 )y1(M y 4,22 M dB d A o   Vo, o – theå tích vaø khoái löôïng rieâng cuûa pha khí ôû ñieàu kieän tieâu chuaån MA, MB – khoái löôïng phaân töû cuûa caùc caáu töû trong hoãn hôïp khí, HCl vaø khoâng khí, Kg/mol; yñ – noàng ñoä phaàn mol (phaàn theå tích) cuûa caáu töû phaân taùn trong hoãn hôïp ôû ñaàu vaøo thieát bò B d A d A d d M )y1( M y M y y    dy – noàng ñoä phaàn khoái löôïng cuûa caáu töû phaân taùn trong hoãn hôïp khí ôû ñaàu vaøo thieát bò   s/Kg23,2335,1. 3600 6000 G m/kg335,1123,01. 4,22 29 123,0. 4,22 5,36 123,0 29 )15,01( 5,36 15,0 5,36 15,0 y d 3 o d      - Löu löôïng caáu töû phaân taùn GAñ = Gñ. yñ = 2,23.0,15 = 0,335 Kg/s GBñ = Gñ. (1-yñ )= 2,23.(1-0,15) = 1,895 Kg/s - Khoái löôïng caáu töû phaân taùn HCl ñöôïc haáp thuï bôûi nöôùc (M) M = GAñ.0,95 = 0,335.0,95 = 0,318 Kg/s - Khoái löôïng caáu töû phaân taùn HCl coøn laïi trong hoãn hôïp khí ôû ñaàu ra GAc = GAñ – M = 0,335 – 0,318 = 0,017 Kg/s - Löu löôïng khí ôû ñaàu ra GBc = GBñ + GAc = 1,895 +0,017 = 1,912 Kg/s Hoaëc GBc = Gñ - M = 2,23 – 0,318 = 1,912 Kg/s
  • 4. Quá trình hấp thụ Kỹ thuật xử lý khí thải CBGD Dư Mỹ Lệ 4 - Noàng ñoä phaàn khoái löôïng caáu töû phaân taùn ôû ñaàu vaøo Yñ vaø ra Yc KgKK KgHCl 00897,0 895,1 017,0 G G Y KgKK KgHCl 177,0 895,1 335,0 G G Y Bd Ac c Bd Ad d   Xaùc ñònh löu löôïng pha loûng - Löu löôïng pha loûng (nöôùc) ñöôïc tính baèng phöông phaùp ñoà thò. Döïng ñoà thò vôùi caùc truïc toïa ñoä laø   XYY cb  . Treân ñoà thò ta döïng ñöôøng caân baèng vaø ñöôøng laøm vieäc cuûa quaù trình haáp thuï. Ñöôøng caân baèng ñöôïc döïng nhôø phöông trình Henry (*).         P H 1X M M X . P H . M M Y c AB A c (*) Mc – Khoái löôïng phaân töû nöôùc H – Haèng soá Henri P – Aùp suaát tuyeät ñoái trong thieát bò - Löu löôïng chaát haáp thuï toái thieåu ( mmin) töông öùng ñieåm caét giao cuûa ñöôøng caân baèng vaø ñöôøng laøm vieäc treân ñoà thò   XYY cb  . Toaï ñoä ñieåm giao nhau cbd YY  vaø max o X . - Noàng ñoä toái ña HCl trong chaát loûng coù theå ñöôïc xaùc ñònh töø phöông trình (*). ÔÛ ñieàu kieän naøy, haèng soá Henry laø H = 2100mmHg. 0945,0X 760 2100 1X 29 5,36 X . 760 2100 . 29 5,36 177,0YY max o max max dcb          Cho X thay ñoåi trong khoaûng töø 0 ñeán 0,1 vôùi böôùc 0,01; ta döïng ñöôøng caân baèng. Ñoái vôùi khoaûng thöù nhaát ta coù: 005,0 2 01,00 X,01,0X,0X tbcd    - Tra cöùu hieäu öùng nhieät haáp thuï q (KJ/Kg) cuûa HCl trong nöôùc: q = 1945 KJ/Kg - Nhieät ñoä chaát loûng tc töông öùng noàng ñoä cX ñöôïc xaùc ñònh theo phöông trình caân baèng nhieät löôïng:
  • 5. Quá trình hấp thụ Kỹ thuật xử lý khí thải CBGD Dư Mỹ Lệ 5     CtXX c q t o ddcc 6,1915001,0 19,4 1945  c = 4,19 KJ/Kg.K – Nhieät dung rieâng cuûa nöôùc - Nhieät ñoä trung bình cuûa chaát loûng trong khoaûng thay ñoåi noàng ñoä treân laø C tt t ocd tb 3,17 2 6,1915 2      Ñoái vôùi nhieät ñoä naøy, haèng soá Henry laø H = 2090mmHg Theo coâng thöùc (*) ta tính ñöôïc noàng ñoä caân baèng: KgKKKgHClYcb /0172,0 - Caùc tính toaùn ñöôïc laäp laïi ñoái vôùi caùc khoaûng thay ñoåi noàng ñoä tieáp theo. Ví duï: C6,19t,01,0X,0X o dcd  - Caùc keát quaû ñöôïc laäp thaønh baûng. Theo caùc soá lieäu naøy ta döïng ñöôïc ñöôøng caân baèng. Qua ñieåm A ( 0,00897,0  cd YX ) vaø ñieåm B1, giao ñieåm cuûa ñöôøng caân baèng vaø ñöôøng noàng ñoä 177,0 constYd ta döïng ñöôøng thaúng AB1, ñöôøng naøy laø ñöôøng laøm vieäc cuûa quaù trình haáp thuï töông öùng vôùi löu löôïng chaát haáp thuï toái thieåu (mmin).mmin ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc sau: KgKKOKgH XX YY tgm d cd /91,1 0088,0 00897,0177,0 2 max minmin         maxX – Noàng ñoä toái ña cuûa HCl trong pha loûng vôùi löu löôïng nöôùc toái thieåu ñoái vôùi quaù trình haáp thu khoâng ñaúng nhieät. OKgHCl/KgH2088,0max X ñöôïc tra töø ñoà thò. - Löu löôïng nöôùc thöïc teá ñöôïc laáy lôùn hôn töø 10 – 30% löu löôïng nöôùc toái thieåu: m = (1,1  1,3) mmin m = 1,2 . 1,91 = 2,29 KgHCl/KgH2O - Phöông trình ñöôøng laøm vieäc coù daïng: 00897,029,2  XY - Khi ñoù noàng ñoä HCl trong pha loûng ôû ñaàu ra seõ laø 0734,0cX Qua 2 ñieåm A ( dX , cY ) vaø B ( cX , dY ) ta döïng ñöôøng laøm vieäc cuûa quaù trình ñoái vôùi chaát haáp thuï toái öu. - Löu löôïng nöôùc haáp thu ñöôïc tính nhö sau: L = m . GB = 2,29 . 1,875 = 4,34 Kg/s
  • 6. Quá trình hấp thụ Kỹ thuật xử lý khí thải CBGD Dư Mỹ Lệ 6 - Löu löôïng pha loûng ôû ñaàu vaøo: Lñ = 4,34 Kg/s - Löu löôïng pha loûng ôû ñaàu ra: Lc = Lñ + M = 4,34 + 0,318 = 4,66 Kg/s - Nhieät ñoä chaát loûng ôû ñaàu ra, töông öùng vôùi noàng ñoä 0734,0cX   64,481,4707,00734,0 19,4 1902 kt XAÙC ÑÒNH ÑÖÔØNG KÍNH THAÙP HAÁP THUÏ - Ñöôøng kính thaùp ñöôïc xaùc ñònh töø phöông trình löu löôïng theo pha lieân tuïc: kk tb w G d ..785,0  Gtb – Löu löôïng trung bình cuûa pha khí Kg/s k – Khoái löôïng rieâng trung bình pha khí Kg/m3 wk – Vaän toác khí qua tieát dieän thaùp m/s - Löu löôïng trung bình cuûa pha khí:   sKg GG G cd cp /07,2 2 912,123,2 2      - Khoái löôïng rieâng trung bình cuûa pha khí: k = 0,5 . (ñ + c) ñ , c – Khoái löôïng rieâng cuûa khí ôû ñaàu vaøo vaø ra:  c B c A c y M y M  1. 4,22 . 4,22  KmolKKKmolHCl MYM YM y AcB cB c /0071,0 5,3600897,0.29 00897,0.29 . .        3 /295,10071,01. 4,22 29 0071,0. 4,22 5,36 mKgc    3 /225,1 20273 273 295,1335,15,0 mKgk    - Vaän toác khí: wk = wg . n wg – Vaän toác tôùi haïn töông öùng vôùi ñieåm nghòch ñaûo (taïi ñieåm naøy seõ xaûy ra quaù trình thay ñoåi traïng thaùi töø cheá ñoä chaûy maøng sang daïng söông), xaùc ñònh theo coâng thöùc thöïc nghieäm (thöïc nghieäm rieâng cho tröôøng hôïp thaùp ñeäm duøng voøng raschig):
  • 7. Quá trình hấp thụ Kỹ thuật xử lý khí thải CBGD Dư Mỹ Lệ 7 125,0 l k 25,0 tb tb 16,0 R l l 2 e k 2 g . G L BA. ..d.g .w lg                                  l ,k – Ñoä nhôùt vaän ñoäng cuûa chaát haáp thuï vaø nöôùc ôû nhieät ñoä 20o C l – Khoái löôïng rieâng trung bình cuûa chaát loûng, Kg/m3 Ltb – Löu löôïng trung bình cuûa chaát haáp thuï, Kg/s Ltb = 0,5 . (Lñ +Lc) = 0,5 . (4,34+4,66) = 4,5 Kg/s s/m48,3w 1000 225,1 . 07,2 5,4 75,1073,0 10.1 10.53,0 . 1000.78,0.022,0.81,9 225,1.w lg g 125,025,016,0 3 32 g                               - Giaù trò A vaø B trong coâng thöùc ñöôïc choïn theo baûng phuï thuoäc daïng ñeäm (tra cöùu trong caùc taøi lieäu coù ñeà caäp veà vaät lieäu ñeäm ñeå tìm soá lieäu, ví duï: Saùch truyeàn khoái – Vuõ Baù Minh) - Heä soá n ñöôïc choïn theo baûng phuï thuoäc muïc tieâu cuûa quaù trình vaø cheá ñoä thuûy ñoäng cuûa thaùp (tra cöùu trong caùc taøi lieäu cô löu chaát hoaëc Saùch truyeàn khoái-Vuõ Baù Minh): Cheá ñoä thuûy ñoäng n = wk / wg Haáp thuï Chöng caát Ñieåm ngaäp luït 1 1 Xoaùy roái 1 0,85 1 0,66 Chuyeån tieáp 0,85  0,45 0,66  0,25 Chaûy maøng < 0,45 0,25 Choïn cheá ñoä xoaùy roái vì noù baûo ñaûm cöôøng ñoä quaù trình cao vaø trôû löïc thaáp hôn so vôùi cheá ñoä ñaûo doøng. Khi ñoù ta coù n = 0,9. Vì vaäy, wk = 0,9 . 3,48 = 3,14 m/s vaø ñöôøng kính thaùp: mdk 829,0 225,1.13,3.785,0 07,2  - Choïn ñöôøng kính tieâu chuaån dk = 0,8 m vaø vaän toác laøm vieäc chính xaùc laø: sm d G w kk cp k /36,3 225,1.8,0.785,0 07,2 ..785,0 22   197,0 48,3 36,3  g k w w Löu yù: + Neáu choïn ñöôøng kính laø 1m thì khoâng ñaûm baûo cheá ñoä xoaùy roái vì khi ñoù: wk = 2,15 m/s vaø n = wk/wg = 0,62 < 0,85
  • 8. Quá trình hấp thụ Kỹ thuật xử lý khí thải CBGD Dư Mỹ Lệ 8 + Ngoaøi ra, ñöôøng kính dk coù theå laøm troøn tuøy theo khoå theùp cuûa vaät lieäu ñöôïc choïn ñeå gia coâng thieát bò. TÍNH CHIEÀU CAO LÔÙP ÑEÄM - Chieàu cao lôùp ñeäm trong thaùp haáp thuï (H) thöôøng ñöôïc xaùc ñònh theo soá ñôn vò truyeàn khoái (mY) vaø chieàu cao töông ñöông 1 ñôn vò truyeàn khoái (ho): oY hmH . - Soá ñôn vò truyeàn khoái xaùc ñònh theo coâng thöùc:    d c Y Y cb Y YY Yd m Tích phaân treân coù theå tính ñöôïc baèng phöông phaùp ñoà thò, laø dieän tích giôùi haïn bôûi ñöôøng cong: cbYY  1 theo Y vaø hai truïc constYc  vaø constYd  . Ñeå laáy tích phaân baèng phöông phaùp ñoà thò ta laäp baûng soá lieäu (SV xem laïi BT Quaù trình Hoùa hoïc vaø Hoùa lyù, phaàn baøi taäp chöông 1). Theo soá lieäu trong baûng naøy ta döïng ñoà thò vaø xaùc ñònh soá ñôn vò truyeàn khoái theo pha khí laø 27,8Y m . - Chieàu cao 1 ñôn vò truyeàn khoái phuï thuoäc ñaëc tính ñeäm, cheá ñoä thuûy ñoäng löïc cuûa thaùp vaø tính chaát hoùa – lyù caùc pha. ho thay ñoåi theo chieàu cao thieát bò, vì vaäy ñöôïc tính cho tieát dieän giöõa theo coâng thöùc: X tb tb Yo h L Gm hh . .  XY hh ,. - chieàu cao ñeäm töông ñöông 1 ñôn vò truyeàn khoái theo pha khí vaø loûng. m – heä soá phaân phoái, baèng heä soá goùc ñöôøng tieáp tuyeán vôùi ñöôøng caân baèng. Bôûi vì ñöôøng caân baèng cong, do ñoù heä soá goùc thay ñoåi. VÌ vaäy, ta xaùc ñònh heä soá phaân phoái trung bình nhö sau: n mmm m n  ...21 m1 , m2 , …. , mn – Caùc heä soá goùc cuûa ñöôøng caân baèng n – Soá khoaûng chia Töø ñoù, xaùc ñònh ñöôïc caùc giaù trò mi laàn löôït laø: m1 = 1,6 m2 = 2,0 m3 = 2,1 m4 = 2,2 m5 = 2,2 m6 = 2,2 m7 = 1,8 m8 = 2,2 m9 = 2,2 Do ñoù, vôùi m = 2 67,025,0 Re kkY Pe ba h    ,m 5,025,0 33,0 2 2 PrRe . 119 dlk l l X g h            ,m
  • 9. Quá trình hấp thụ Kỹ thuật xử lý khí thải CBGD Dư Mỹ Lệ 9 b – Heä soá phuï thuoäc daïng ñeäm (ñoái vôùi voøng Rasig b = 0,123 ; ñoái vôùi daây cung b = 0,152)  - Heä soá thaám öôùt cuûa ñeäm, xaùc ñònh theo ñoà thò phuï thuoäc tæ leä maät ñoä töôùi laøm vieäc (U) treân maät ñoä töôùi toái öu (Utö): 2,32 8,0.785,0.1000 3600.5,4 .785,0. 3600. 22  kl tb d L U  - Maät ñoä töôùi toái öu xaùc ñònh theo coâng thöùc: Utö = B . a B – Heä soá phuï thuoäc daïng quaù trình. (Ñoái vôùi quaù trình chöng caát B = 0,065, ñoái vôùi quaù trình haáp thuï B = 0,158) Utö = 0,158 . 140 = 22,2 145,1 2,22 2,32  tuU U Do ñoù, theo ñoà thò  = 1. * Pha khí: - Chuaån soá Reynolds ñoái vôùi pha khí cuûa thaùp ñeäm: a w k kk k . ..4 Re    Ñoä nhôùt ñoäng hoïc cuûa pha khí tính nhö ñoä nhôùt cuûa hoãn hôïp 2 caáu töû hôi nhö sau: B BB A AA k k MyMyM   . Noàng ñoä mol trung bình cuûa HCl trong pha khí: 066,0 29 915,0 5,36 085,0 5,36 085,0   tby Mk – Khoái löôïng phaân töû hoãn hôïp khí Mk = 36,5 . 0,066 + 29 . 0,934 = 29,49 Nhö vaäy, ñoä nhôùt cuûa hoãn hôïp laø: 6680 140.10.0176,0 225,1.36,3.4 Re .10.0176,0 10.018,0 29.934,0 10.014,0 5,36.066,049,29 3 3 33       k k k sPa  - Chuaån soá Prandl truyeàn khoái xaùc ñònh theo coâng thöùc: kk k dk D. Pr    Dk – Heä soá khueách taùn phaân töû HCl trong pha khí, m2 /s
  • 10. Quá trình hấp thụ Kỹ thuật xử lý khí thải CBGD Dư Mỹ Lệ 10 Theo taøi lieäu tham khaûo (SV xem laïi moân hoïc QT Hoùa hoïc vaø Hoùa lyù), ñoái vôùi ñieàu kieän chuaån Do = 13.10-6 m2 /s. ÔÛ ñieàu kieän nhieät ñoä vaø aùp suaát laøm vieäc cuûa thaùp haáp thuï: 994,0 10.45,14.225,1 10.0176,0 Pr /10.45,14 273 20273 . 760 760 .10.13.. 6 3 26 2 3 6 2 3                   gk o o ok sm T T P P DD - Chieàu cao moät ñôn vò truyeàn khoái theo pha khí: m408,0993,0.6680. 1.140.123,0 78,0 h 67,025,0 Y  * Pha loûng: - Ñoái vôùi pha loûng, chuaån soá Reynolds trong thaùp ñeäm ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc: 482 10.53,0.140.8,0.785,0 5,4.4 a L4 Re 32 lk tb l     - Chuaån soá Prandl: ll l ld D. Pr    Heä soá khueách taùn HCl trong nöôùc ôû ñieàu kieän 12o C ñöôïc tra töø taøi lieäu Dl12 = 2,3.10-9 m2 /s. ÔÛ ñieàu kieän nhieät ñoä trung bình cuûa chaát loûng ttb = 34,1o C. Ta coù: Dl = Dl12[1+0,02(ttb-12)] = 2,3.10-9 [1+0,02(34,1-12)] = 3,31.10-9 m2 /s 160 10.31,3.1000 10.53,0 Pr 9 3 ld    - Chieàu cao moät ñôn vò truyeàn khoái theo pha loûng: m216,0100482 81,9.1000 10.532,0 119h 5,025,0 3 1 6 X         - Keát quaû chieàu cao moät ñôn vò truyeàn khoái toång quaùt laø: m607,0216,0. 5,4 07,2.2 408,0ho  - Toång chieàu cao lôùp ñeäm: H= 8,27.0,607=5,02 m - Tæ leä chieàu cao vaø ñöôøng kính: 28,6 8,0 02,5 d H k 
  • 11. Quá trình hấp thụ Kỹ thuật xử lý khí thải CBGD Dư Mỹ Lệ 11 - Trong hoaït ñoäng cuûa thaùp ñeäm ôû cheá ñoä chaûy maøng, doøng khí ñaåy chaát loûng töôùi veà phía thaønh thaùp, gaây aûnh höôûng ñeán söï ñoàng ñeàu cuûa maät ñoä töôùi leân ñeäm. Vì vaäy, lôùp ñeäm thöôøng khoâng ñöôïc cao quaù 4 laàn ñöôøng kính thaùp. Trong tröôøng hôïp naøy, ta neân choïn hai lôùp ñeäm, moãi lôùp cao 5,02/2=2,51m; giöõa hai lôùp ñeäm caàn boá trí maâm phaân phoái loûng. (Löu yù: Moät soá tröôøng hôïp keát quaû tính toaùn coù tæ leä chieàu cao lôùp ñeäm vaø ñöôøng kính thaùp quaù lôùn, coù theå choïn phaân chia quaù trình thieát keá thaønh 2 thaùp maéc noái tieáp nhau) - Chieàu cao cuûa phaàn taùch loûng Hc vaø ñaùy Hñ ñöôïc choïn theo baûng sau, phuï thuoäc ñöôøng kính thaùp: D Hc,m Hñ,m 1,0 – 1,8 0,8 2,0 2,0 – 2,6 1,0 2,5 2,8 – 4,0 1,2 3,0 Ñoái vôùi thaùp coù ñöôøng kính nhoû D = 0,8m ta choïn Hc = 0,8; Hñ = 2m. - Nhö vaäy, toång chieàu cao cuûa thaùp haáp thuï laø: H = H + Hc + Hñ = 5,01 + 0,8 + 2 = 7,81m - Ñöôøng kính thaùp nhoû hôn 1m neân noù ñöôïc cheá taïo thaønh töøng ñoaïn, moãi ñoaïn coù caùc kích thöôùc nhö sau phuï thuoäc ñöôøng kính thaùp: Ñöôøng kính thaùp Chieàu cao Khoaûng caùch giöõa caùc maâm Soá maâm trong moãi ñoaïn 400 1200 200 6 500 1200 300 4 600 1200 400 3 800 1500 500 3 1000 1500 500 3 -----------------------------------------------------------------------------------------------------------------