Đồ Án Thiết Kế Kiểm Soát Ô Nhiễm Không Khí Tại Khoa Hoá và Môi Trường

Đồ án nghiên cứu môn học thiết kế kiểm soát ô nhiễm không khí, áp dụng công nghệ tiên tiến, tối ưu giải pháp kỹ thuật cho bài toán .

• Tác giả: Phạm Nguyệt Ánh
• Người hướng dẫn: TS. Đỗ Thuận An
• Trường học: Trường Đại Học Thủy Lợi
• Chuyên ngành: Khoa Hoá và Môi Trường
• Đề tài: Thiết Kế Kiểm Soát Ô Nhiễm Không Khí
• Loại tài liệu: Đồ án môn học
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Yếu tố tự nhiên, thành phần kinh tế - xã hội
• 1.2. Phân tích nguồn gây ô nhiễm môi trường do hoạt động của nhà máy thông qua các công đoạn sản xuất
• 2. CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN SẢN PHẨM CHÁY
• 2.1. Tính tải lượng chất ô nhiễm từ các nguồn thải trên
• 2.2. Đề xuất dây chuyền công nghệ xử lý các chỉ tiêu ô nhiễm
• 3. CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH XỬ LÝ
• 3.1. Tính toán và thiết kế thiết bị xử lý bụi
• 3.2. Tính toán và thiết kế thiết bị xử lý khí SO2, NO, CO
• 3.3. Tính toán các công trình phụ trợ

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Thiết Kế Kiểm Soát Ô Nhiễm Không Khí Tại Trường Đại Học Thủy Lợi

Thiết kế kiểm soát ô nhiễm không khí là một trong những nhiệm vụ quan trọng tại Trường Đại Học Thủy Lợi. Việc này không chỉ giúp bảo vệ sức khỏe cộng đồng mà còn nâng cao chất lượng môi trường học tập. Các giải pháp kiểm soát ô nhiễm không khí cần được nghiên cứu và áp dụng một cách hiệu quả để đảm bảo môi trường trong lành cho sinh viên và giảng viên.

1.1. Tầm Quan Trọng Của Kiểm Soát Ô Nhiễm Không Khí

Kiểm soát ô nhiễm không khí đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ sức khỏe con người và môi trường. Ô nhiễm không khí có thể gây ra nhiều bệnh lý nghiêm trọng, ảnh hưởng đến chất lượng cuộc sống. Do đó, việc thiết kế hệ thống kiểm soát ô nhiễm là cần thiết.

1.2. Các Yếu Tố Ảnh Hưởng Đến Chất Lượng Không Khí

Chất lượng không khí tại Trường Đại Học Thủy Lợi bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố như khí thải từ các phương tiện giao thông, hoạt động xây dựng và các ngành công nghiệp lân cận. Việc phân tích các yếu tố này giúp xác định nguồn gốc ô nhiễm và đề xuất giải pháp phù hợp.

II. Vấn Đề Ô Nhiễm Không Khí Tại Trường Đại Học Thủy Lợi

Ô nhiễm không khí tại Trường Đại Học Thủy Lợi đang trở thành một vấn đề nghiêm trọng. Các nguồn ô nhiễm chủ yếu đến từ hoạt động giao thông, xây dựng và các ngành công nghiệp xung quanh. Việc nhận diện và đánh giá mức độ ô nhiễm là rất cần thiết để có những biện pháp khắc phục kịp thời.

2.1. Nguồn Gây Ô Nhiễm Chính

Các nguồn gây ô nhiễm không khí tại Trường Đại Học Thủy Lợi bao gồm khí thải từ xe cộ, bụi từ công trình xây dựng và khí thải từ các nhà máy lân cận. Những nguồn này cần được kiểm soát để giảm thiểu tác động đến sức khỏe sinh viên và giảng viên.

2.2. Tác Động Của Ô Nhiễm Không Khí Đến Sức Khỏe

Ô nhiễm không khí có thể gây ra nhiều vấn đề sức khỏe như bệnh hô hấp, dị ứng và các bệnh mãn tính khác. Việc hiểu rõ tác động này giúp nâng cao nhận thức và thúc đẩy các biện pháp kiểm soát ô nhiễm hiệu quả.

III. Phương Pháp Kiểm Soát Ô Nhiễm Không Khí Tại Trường Đại Học Thủy Lợi

Để kiểm soát ô nhiễm không khí, Trường Đại Học Thủy Lợi cần áp dụng các phương pháp hiệu quả. Các giải pháp này bao gồm việc sử dụng công nghệ hiện đại và các biện pháp quản lý môi trường chặt chẽ.

3.1. Công Nghệ Kiểm Soát Ô Nhiễm

Công nghệ kiểm soát ô nhiễm không khí như hệ thống lọc bụi, thiết bị xử lý khí thải và các giải pháp xanh như trồng cây xanh có thể giúp cải thiện chất lượng không khí. Việc áp dụng công nghệ tiên tiến sẽ mang lại hiệu quả cao trong việc giảm thiểu ô nhiễm.

3.2. Các Biện Pháp Quản Lý Môi Trường

Quản lý môi trường tại Trường Đại Học Thủy Lợi cần được thực hiện thông qua các chính sách và quy định nghiêm ngặt. Việc tổ chức các hoạt động tuyên truyền, giáo dục về bảo vệ môi trường cũng rất quan trọng để nâng cao ý thức cộng đồng.

IV. Ứng Dụng Thực Tiễn Của Thiết Kế Kiểm Soát Ô Nhiễm Không Khí

Thiết kế kiểm soát ô nhiễm không khí không chỉ là lý thuyết mà còn có ứng dụng thực tiễn rõ ràng. Các giải pháp được triển khai sẽ giúp cải thiện chất lượng không khí tại Trường Đại Học Thủy Lợi và tạo ra môi trường học tập tốt hơn cho sinh viên.

4.1. Kết Quả Nghiên Cứu Về Ô Nhiễm Không Khí

Nghiên cứu về ô nhiễm không khí tại Trường Đại Học Thủy Lợi đã chỉ ra rằng mức độ ô nhiễm vượt quá tiêu chuẩn cho phép. Các kết quả này cần được công bố rộng rãi để nâng cao nhận thức và thúc đẩy hành động.

4.2. Các Giải Pháp Đã Được Triển Khai

Một số giải pháp đã được triển khai như lắp đặt hệ thống lọc không khí, trồng cây xanh và tổ chức các hoạt động giáo dục về bảo vệ môi trường. Những giải pháp này đã góp phần cải thiện chất lượng không khí tại trường.

V. Kết Luận Về Thiết Kế Kiểm Soát Ô Nhiễm Không Khí

Thiết kế kiểm soát ô nhiễm không khí tại Trường Đại Học Thủy Lợi là một nhiệm vụ cần thiết và cấp bách. Việc áp dụng các giải pháp hiệu quả sẽ giúp bảo vệ sức khỏe cộng đồng và nâng cao chất lượng môi trường học tập.

5.1. Tương Lai Của Kiểm Soát Ô Nhiễm Không Khí

Tương lai của kiểm soát ô nhiễm không khí tại Trường Đại Học Thủy Lợi phụ thuộc vào sự đầu tư vào công nghệ và chính sách quản lý môi trường. Cần có sự hợp tác giữa các bên liên quan để đạt được hiệu quả cao nhất.

5.2. Khuyến Nghị Đối Với Các Giải Pháp Kiểm Soát

Cần tiếp tục nghiên cứu và phát triển các giải pháp kiểm soát ô nhiễm không khí. Việc áp dụng công nghệ mới và nâng cao nhận thức cộng đồng sẽ là chìa khóa để giải quyết vấn đề ô nhiễm không khí hiệu quả.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1: Tổng quan 1.2 Phân tích nguồn gây ô nhiễm môi trường do hoạt động của nhà máy thông qua các công đoạn sản xuất • Thông tin về nhà máy: ngành nghề, công suất, lượng nhiên liệu tiêu thụ…. • Dây chuyền công nghệ sản xuất kèm dòng thải Nguyên liệu đầu vào Nhiên liệu, Chất thải: CTR, khí hóa chất phụ trợ thải, nước thải Công đoạn 1 Công đoạn 2 Hóa chất phụ trợ Chất thải: CTR, khí thải, nước thải Công đoạn 3 ……. Sản phẩm Chương 2: Tính toán sản phẩm cháy 2.1 Tính tải lượng chất ô nhiễm từ các nguồn thải trên 2.1 Tính toán sản phẩm cháy cho than 2.2 Tính toán sản phẩm cháy cho dầu 2.3 Tính toán lượng bụi 2.2 Đề xuất dây chuyền công nghệ xử lý các chỉ tiêu ô nhiễm 2.1 Các chất ô nhiễm cần xử lý (so sánh với tiêu chuẩn/quy chuẩn liên quan) 2.2 Đề xuất dây chuyền công nghệ xử lý Chương 2: Tính toán sản phẩm cháy Sản phẩm cháy (SPC): • Các chất độc hại thải ra từ quá trình cháy của nhiên liệu • Mặc dù gần 99% SPC là vô hại như N2, hơi H2O, O2, CO2 (nếu không xét khía cạnh hiệu ứng nhà kính), quá trình đốt nhiên liệu thải vào khí quyển những chất khí gây tác hại trực tiếp cho sức khỏe con người và sinh vật Chương 2: Tính toán sản phẩm cháy • Oxit lưu huỳnh: do trong thành phần nhiên liệu có S với tỉ lệ % khác nhau, SPC là SO2, SO3 • Trong khí đốt thiên nhiên có H2S nhưng khi chế biến người ta phải khử H2S nên trong khói thải của quá trình đốt khí thiên nhiên không có oxit lưu huỳnh Chương 2: Tính toán sản phẩm cháy • Oxit nitơ NOx: NO, NO2 • NOx tức thời: nitơ và oxy có phản ứng rất nhanh dưới tác dụng của xúc tác của hợp chất của cacbon hình thành trong ngọn lửa • NOx nhiệt: sinh ra do nitơ và oxy tác dụng dưới nhiệt độ cao của ngọn lửa • NOx nhiên liệu: sinh ra do thành phần N trong nhiên liệu • Khí đốt thiên nhiên thường không chứa nitơ nên SPC chỉ có NOx nhiệt Chương 2: Tính toán sản phẩm cháy Nguyên tắc tính toán: - SPC do thành phần các nguyên tố có trong nhiên liệu (R, L, K) - NOX nhiệt, NOX nhiên liệu Đối với nhiên liệu rắn và lỏng - Thành phần: cacbon (Cp), hydro (Hp), nitơ (Np), oxy (Op), lưu huỳnh (Sp), độ tro (Ap), độ ẩm (Wp) Cp + Hp + Np + Op + Sp + Ap + Wp = 100% Đối với nhiên liệu rắn và lỏng 𝐶𝑝 + 𝐻𝑝 + 𝑁𝑝 + 𝑂𝑝 + 𝑆𝑝 + 𝐴𝑝 + 𝑊𝑝 = 100% Cháy được và tạo ra nhiệt năng 1. Đối với Cacbon - Cháy hoàn toàn - Cháy không hoàn toàn 2.

Đối với Hidro 3. Đối với Lưu huỳnh Đối với nhiên liệu rắn và lỏng (1) Cacbon - Cháy hoàn toàn 𝐶 + 𝑂2 → 𝐶𝑂2 32 44 1 𝑘𝑔 𝐶 + 𝑘𝑔𝑂2 → 𝑘𝑔𝐶𝑂2 + 8100𝑘𝑐𝑎𝑙/𝑘𝑔𝐶 12 12 - Cháy không hoàn toàn 1 𝐶 + 𝑂2 → 𝐶𝑂 2 16 28 1 𝑘𝑔 𝐶 + 𝑘𝑔𝑂2 → 𝑘𝑔𝐶𝑂2 + 2440𝑘𝑐𝑎𝑙/𝑘𝑔𝐶 12 12 Đối với nhiên liệu rắn và lỏng (2) Hydro 2𝐻2 + 𝑂2 → 2𝐻2 𝑂 32 36 1 𝑘𝑔 𝐻2 + 𝑘𝑔𝑂2 → 𝑘𝑔𝐻2 𝑂 + 34200𝑘𝑐𝑎𝑙/𝑘𝑔𝐻2 4 4 (3) Lưu huỳnh 𝑆 + 𝑂2 → S𝑂2 32 64 1 𝑘𝑔 𝑆 + 𝑘𝑔𝑂2 → 𝑘𝑔𝑆𝑂2 + 2600𝑘𝑐𝑎𝑙/𝑘𝑔𝑆 32 32 Đối với nhiên liệu rắn và lỏng • Nhiệt năng của nhiện liệu rắn, lỏng (kcal/kgNL) 𝑄𝑝 = 81𝐶𝑝 + 246𝐻𝑝 − 26 𝑂𝑝 − 𝑆𝑝 − 6𝑊𝑝 • Tính toán SPC dựa vào thành phần các nguyên tố trong nhiên liệu • Tính toán SPC dựa vào lượng nhiên liệu tiêu thụ (B – kg/h) Đối với nhiên liệu rắn và lỏng Công thức tính toán SPC ở điều kiện chuẩn (t=0oC, P=760mmHg) Đối với nhiên liệu rắn và lỏng Công thức tính toán lượng khói thải và tải lượng các chất ô nhiễm trong khói ứng với lượng nhiên liệu tiêu thụ B, kg/h Đối với nhiên liệu rắn và lỏng  Đối với lò hơi, lò nung - Giả sử lượng tổn thất nhiệt cho phép do cháy không hoàn toàn về cơ học và hoá học là qx% - Xem SGK Đối với nhiên liệu khí đốt • Thành phần: CO2, CO, N2, H2, H2S, O2 và các hydrocacbon CmHn (chủ yếu là metan) • Nhiệt năng của nhiên liệu khí: 𝑝 𝑄𝑝 = 𝑞𝐶𝑂 𝐶𝑂 + 𝑞𝐻2 𝐻2 + 𝑞𝐻2𝑆 𝐻2 𝑆 𝑝 𝑝 𝑝 + 𝑞𝐶𝑚𝐻𝑛 𝐶𝑚 𝐻𝑛 + ⋯. Trong đó q… nhiệt tỏa ra từ các phản ứng cháy của các thành phần tương ứng trong khí đốt, kcal/m3 𝑝 𝑝 𝐶𝑂 , 𝐻2 …: thành phần làm việc của khí đốt theo phần trăm thể tích Phản ứng cháy, nhiệt lượng toả ra trong quá trình cháy và khối lượng đơn vị ở điều kiện chuẩn của các thành phần khí trong khí đốt Phát thải NOx • Ở nhiệt độ thấp dưới 2000oC lượng NOx hình thành do nhiên liệu là không đáng kể • Thực tế vẫn phát hiện được NOx trong khói thải  tính toán bằng công thức thực nghiệm gần đúng Woolrich cho từng trường hợp: - Đối với nhiên liệu rắn (than đá) - Đối với nhiên liệu lỏng (dầu) - Đối với nhiên liệu khí đốt Lượng phát thải NOx Công thức gần đúng Woolrich: (1) Đối với nhiên liệu R (than đá) 𝑀𝑁𝑂𝑋 = 3,953. (𝑉𝐶)1,18 Q: lượng nhiệt do nhiên liệu toảr a, kcal/h B: lượng nhiên liệu tiêu thụ, kg/h V: lưu lượng khí đốt tham gia vào quá trình cháy, m3/h C: thành phần cacbon trong khí đốt theo phần trăm khối lượng Hơi, khí độc hại từ rò rỉ thiết bị • Khe hở, mối nối của các thiết bị trong công nghiệp hoá chất, chế biến dầu mỏ (bình chứa, thiết bị có dung tích, đường ống áp lực.) • Cần xác định độ hở và lượng khí rò rỉ Chú ý Tính toán theo nhiệt độ cao nhất và nhiệt độ thấp nhất tùy thuộc điều kiện của địa phương đã chọn Bảng kết quả SPC STT SPC Nồng độ QCVN Ghi chú (mg/m3) tương ứng 1 Bụi Xử lý ? 2 CO2 Xử lý ? 3 CO Xử lý ? 4 NO2 Xử lý ? 5 SO2 Xử lý ? … … Các quy chuẩn liên quan • QCVN 19:2009/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về khí thải công nghiệp đối với bụi và các chất vô cơ • QCVN 21:2009/BTNMT Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về khí thải công nghiệp sản xuất phân bón hóa học • QCVN 22:2009: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về khí thải công nghiệp nhiệt điện • …….

Chương 3: Tính toán thiết kế các công trình xử lý 3.1 Tính toán và thiết kế thiết bị xử lý bụi 3.2 Tính toán và thiết kế thiết bị xử lý khí SO2, NO, CO.3 Tính toán các công trình phụ trợ Tính toán dựa trên giáo trình “Ô nhiễm không khí và xử lý khí thải” Bản vẽ 1. Tổng mặt bằng: khu nhà sản xuất, điều hành, khu xử lý, khu hóa chất, sân chơi, đất dự phòng… 2. Bản vẽ thiết bị chính (xử lý bụi/xử lý khí) 3. Bản cắt dọc toàn bộ hệ thống xử lý Bản vẽ 1.

In trên khổ giấy A1 2. Các bản vẽ phải ghi kích thước, đúng quy định về bản vẽ kỹ thuật TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI Khoa Hoá và Môi trường – Bộ môn KT&QLMT Đồ án môn học THIẾT KẾ KIỂM SOÁT Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ Phạm Nguyệt Ánh E-mail: [e-mail] Một số nội dung về Bản vẽ kỹ thuật (chỉnh sửa theo hướng dẫn của TS. Đỗ Thuận An) Vai trò của bản vẽ? • Chia sẻ, thể hiện ý tưởng một cách đơn giản nhất • Định vị vị trí công trình • Thể hiện và tính toán, xác định khối lượng vật tư, vật liệu • Hướng dẫn thi công xây dựng. Ngôn ngữ của bản vẽ • Chính xác • Đơn giản, ngắn gọn • Trong sáng, dễ hiểu • Thống nhất Các loại bản vẽ • Theo bước thiết kế • Theo vai trò của bản vẽ • Theo nội dung bản vẽ • Theo mục đích sử dụng Theo bước thiết kế • Bản vẽ quy hoạch: Định hướng quy mô, phạm vi đầu tư • Bản vẽ thiết kế cơ sở (Basic design): Lập dự án (Pre/Feasibility Study), tính khối lượng sơ bộ, khái toán giá trị gói thầu, xác định tính khả thi.

• Bản vẽ thiết kế chi tiết (detailed design): Khối lượng chi tiết, dự toán công trình, lập hồ sơ mời thầu. • Thiết kế bản vẽ thi công (Construction design): Tính toán khối lượng, triển khai thi công, theo dõi tiến độ. • Bản vẽ hoàn công (As-built drawings): xác định khối lượng thanh quyết toán, lưu trữ tài liệu, quản lý vận hành bảo dưỡng. Theo nội dung của bản vẽ • Bản vẽ P&ID • Bản vẽ công nghệ • Bản vẽ khảo sát địa hình, địa chất • Bản vẽ kiến trúc • Bản vẽ xây dựng • Bản vẽ điện • Bản vẽ giao thông Theo nội dung của bản vẽ • Bản vẽ vị trí công trình • Bản vẽ tổng mặt bằng: Mạng lưới cấp nước, thoát nước, công trình ngầm, công trình thu, trạm bơm, nhà máy xử lý … • Bản vẽ mặt bằng và trắc dọc: trắc dọc tổng thể, trắc dọc tuyến ống cấp nước, cống thoát nước • Bản vẽ các công trình đơn vị: các công trình xử lý trong nhà máy, trạm bơm, hố ga, giếng tách… • Bản vẽ các chi tiết khác… Theo mục đích sử dụng • Phương án • Thiết kế • Lập báo cáo • Trình bày hội thảo Một số tiêu chuẩn về bản vẽ • TCVN 6085:2012 Tiêu chuẩn quốc gia về Bản vẽ kỹ thuật bản vẽ xây dựng - Nguyên tắc chung để lập bản vẽ thi công các kết cấu chế tạo sẵn.

Hoàn toàn tương đương với ISO 7437:1990. • Tiêu chuẩn viện dẫn: - TCVN 8, Bản vẽ kỹ thuật - Nguyên tắc chung về biểu diễn; - TCVN 6084: 20121), Bản vẽ xây dựng - Cách thể hiện đơn giản cốt thép bê tông; - TCVN 7285 : 2003, Tài liệu kỹ thuật cho sản phẩm - Khổ giấy và cách trình bày tờ giấy vẽ. - TCVN 7286 : 2003, Bản vẽ kỹ thuật - Tỷ lệ; - TCVN 9260: 20121), Bản vẽ xây dựng - Cách thể hiện độ sai lệch giới hạn. Một số tiêu chuẩn về bản vẽ Kích thước bản vẽ Tỷ lệ bản vẽ • Tỷ lệ bản vẽ: tỷ số giữa kích thước vật thể trong bản vẽ gốc và kích thước vật thể đó ngoài thực tế • Một số tỷ lệ: - Tỷ lệ 1:1 tỷ lệ nguyên hình - Tỷ lệ X:1 tỷ lệ phóng to (2:1; 5:1; 10:1; 20:1; 50:1) - Tỷ lệ 1:X tỷ lệ thu nhỏ (1:2; 1:5; 1:10; 1:50; 1:100; 1:200; 1:500; 1;1000; 1:5000; 1:10000)