Giới thiệu chung
Ô nhiễm không khí từ các ngành sản xuất công nghiệp đang là vấn đề cấp bách, đe dọa sức khỏe con người và sinh vật. Mặc dù đã có nhiều nỗ lực quản lý môi trường, song việc kiểm soát ô nhiễm khí thải, đặc biệt là khí NH3, vẫn còn nhiều thách thức. Nhận thức được tầm quan trọng này, đồ án môn học kỹ thuật xử lý chất thải tập trung vào việc thiết kế tháp hấp thu khí NH3 bằng nước, nhằm góp phần giảm thiểu ô nhiễm từ các dòng khí thải công nghiệp.
Chương I: Tổng quan về nguồn nguyên liệu và phương pháp xử lý
- Khái niệm hấp thu: Quá trình xảy ra khi một cấu tử của pha khí khuếch tán vào pha lỏng do sự tiếp xúc giữa hai pha khí và lỏng. Hấp thu có thể là hấp thu vật lý (dựa trên độ hòa tan) hoặc hấp thu hóa học (có phản ứng hóa học xảy ra).
- Mục đích của quá trình hấp thu trong công nghiệp: Thu hồi cấu tử quý, làm sạch pha khí, tách hỗn hợp, tạo dung dịch sản phẩm.
- Lựa chọn dung môi: Yếu tố quan trọng bao gồm độ hòa tan, độ nhớt, nhiệt dung riêng, nhiệt độ sôi, nhiệt độ đông rắn, tính bay hơi, chi phí và độc tính.
- Cơ sở lý thuyết của quá trình hấp thu: Bao gồm phương trình cân bằng vật chất và phương trình cân bằng nhiệt lượng.
- Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả hấp thu: Nhiệt độ, áp suất và các yếu tố khác như tính chất dung môi, loại thiết bị, chế độ vận hành.
- Tính chất của NH3: Amoniac là khí không màu, có mùi kích thích, dễ hóa lỏng. Dung dịch amoniac trong nước được gọi là nước amoniac. Amoniac có nhiều ứng dụng trong sản xuất acid nitric, phân đạm, làm lạnh và trong phòng thí nghiệm.
- Thiết bị hấp thụ: Bao gồm các loại thiết bị hấp thu bề mặt, loại đệm, loại sủi bọt và loại phun.
Chương II: Quy trình công nghệ
Quy trình công nghệ được thiết kế để xử lý khí thải từ các nhà máy sản xuất phân bón, phân Ure, sử dụng tháp hấp thụ mâm xuyên lỗ. Nước được sử dụng làm dung môi hấp thụ NH3. Khí trơ sau khi xử lý được thải ra ngoài, còn dung dịch nước thải sau hấp thụ sẽ được xử lý để đạt tiêu chuẩn môi trường.
Chương III: Tính toán cân bằng vật chất và năng lượng
Chương này trình bày các tính toán chi tiết về cân bằng vật chất và năng lượng cho tháp hấp thụ, bao gồm các thông số ban đầu, đường cân bằng pha, tính toán lượng khí và dung môi, hiệu suất hấp thu, và cân bằng năng lượng.
Chương IV: Tính toán cơ khí
Chương này tập trung vào việc lựa chọn vật liệu chế tạo thiết bị (thép không gỉ X18H10T), tính toán các thông số cơ khí như đường kính tháp, chiều cao tháp, trở lực của tháp, và các yếu tố liên quan đến độ bền và áp suất làm việc.