BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TP. HCM
KHOA MÔI TRƯỜNG

CHUYÊN NGÀNH KỸ THUẬT MƠI TRƯỜNG
ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ THẢI

THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ KHÍ THẢI CHO
LỊ ĐỐT RÁC SINH HOẠT TẠI HUYỆN ĐÔNG
HẢI TỈNH BẠC LIÊU CÔNG SUẤT 2.000 KG/H

GVHD: PGS.TS.TÔN THẤT LÃNG
SVTH: TRỊNH MINH TÂM
MSSV: 0850020027
LỚP: 08_ĐHKTMT1

TP. HCM, 10/10/2022


BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TP. HCM
KHOA MÔI TRƯỜNG

CHUYÊN NGÀNH KỸ THUẬT MƠI TRƯỜNG
ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ THẢI

THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ KHÍ THẢI CHO
LỊ ĐỐT RÁC SINH HOẠT TẠI HUYỆN ĐÔNG
HẢI TỈNH BẠC LIÊU CÔNG SUẤT 2.000 KG/H

GVHD: PGS.TS.TÔN THẤT LÃNG

SVTH: TRỊNH MINH TÂM
MSSV: 0850020027
LỚP: 08_ĐHKTMT1

TP. HCM, 10/10/2022


BỘ TÀI NGUN VÀ MƠI TRƯỜNG

Khoa Mơi Trường

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUN
VÀ MƠI TRƯỜNG TPHCM

Bộ mơn Kỹ thuật Mơi trường

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN
MƠN HỌC KỸ THUẬT XỬ LÝ KHÍ THẢI
HỌ VÀ TÊN SINH VIÊN: TRỊNH MINH TÂM
MSSV: 0850020027
Lớp : 08KTMT1
Chuyên ngành : Kỹ Thuật Môi Trường
1. Ngày giao đồ án: 10/10/2022
2. Ngày hoàn thành đồ án: 20/12/2022
3. Đầu đề đồ án: Thiết kế hệ thống xử lý khí thải cho lị đốt rác sinh hoạt tại Huyện Đơng
Hải tỉnh Bạc Liêu cơng suất 2.000 kg/h
4. u cầu:
− Trình bày tổng quan về nguồn gốc phát sinh khí thải và các phương pháp xử lý khí
thải.
− Đề xuất 2 phương án xử lý.

− Tính tốn, thiết kế ít nhất 1 thiết bị xử lý chính và các thiết bị liên quan
− Vẽ: 1 sơ đồ mặt cắt công nghệ và chi tiết ít nhất 2 thiết bị chính đã tính tốn
6. Các bản vẽ kỹ thuật:
- Vẽ 1 bản vẽ sơ đồ mặt cắt công nghệ của phương án chọn: 01 bản vẽ khổ A2. (A3 đóng
cuốn)
- Vẽ bản vẽ chi tiết thiết bị chính đã tính tốn: ít nhất 02 bản vẽ khổ A2. (A3 đóng cuốn)
TP.HCM, Ngày

tháng

năm 2022

GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

PGS.TS.Tôn Thất Lãng


NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………..

………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………..

Tp. Hồ Chí Minh, ngày ... tháng ... năm 2022
GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

PGS.TS.Tôn Thất Lãng


NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………..

Tp. Hồ Chí Minh, ngày ….. tháng …. năm 2022
GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN



LỜI CẢM ƠN
Nghiên cứu và đề xuất đưa ra phương án cho một hệ thống xử lý khí thải khơng
phải là một điều dễ dàng. Là một sinh viên đang ngồi trên ghế nhà trường thì càng khó
khăn hơn nữa. Vì vậy, em chân thành cảm ơn nhà trường đã tạo điều kiện cho chúng em
được học tập và có kiến thức thực hiện được nhiệm vụ này.
Chúng em, những sinh viên ngành Kỹ thuật môi trường trong tương lai đang rất
cần những đồ án như thế này để có thể thu thập và tích lũy cho mình những kiến thức cơ
bản về các hệ thống xử lý khí thải. Khi có được một nền kiến thức thì sẽ thực hiện được
tốt cơng việc sau này. Trong q trình thực hiện đồ án, vì chưa có kinh nghiệm, chưa nắm
vững và cịn thiếu hụt về mặt kiến thức nên khơng thể tránh khỏi những sai sót. Thời gian
qua nhờ có sự hướng dẫn chỉ dạy của thầy PGS.TS.Tôn Thất Lãng đã giúp em có thêm
nhiều kiến thức, kỹ năng chuyên ngành cũng như hoàn thành xong đồ án này. Em cũng
xin được gửi đến quý thầy cô Khoa Môi Trường – Trường Đại học Tài nguyên và Môi
trường TPHCM lời cảm ơn chân thành vì đã hết lịng truyền đạt những kiến thức, những
kinh nghiệm quý báu để em hoàn thành được đồ án.
Em xin chân thành cảm ơn!

TPHCM, ngày ...tháng ...năm 2022
SINH VIÊN THỰC HIỆN

Trịnh Minh Tâm


MỤC LỤC
PHẦN MỞ ĐẦU .................................................................................................................. 1
CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU VỀ HUYỆN ĐÔNG HẢI TỈNH BẠC LIÊU ........................... 2
1.1

ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN ..................................................................................... 2


1.2

ĐIỀU KIỆN KINH TẾ - VĂN HÓA – XÃ HỘI................................................. 3

1.2.1

Điều kiện kinh tế .............................................................................................. 3

1.2.2

Điều kiện văn hóa – xã hội ............................................................................... 3

CHƯƠNG II: TỔNG QUAN VỀ CÁC CƠNG NGHỆ XỬ LÝ KHÍ THẢI ....................... 5
2.1

THÀNH PHẦN KHÍ THẢI TRONG LỊ ĐỐT RÁC THẢI SINH HOẠT ........ 5

2.2

CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ BỤI................................................................... 5

2.2.1

Buồng lắng bụi ................................................................................................. 5

2.2.2

Thiết bị lằng bụi quán tính ............................................................................... 6


2.2.3

Cyclone............................................................................................................. 7

2.3

CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ KHÍ THẢI ...................................................... 10

2.3.1

Tháp hấp thụ ................................................................................................... 10

2.3.2

Tháp hấp phụ .................................................................................................. 11

CHƯƠNG III: CƠ SỞ LỰA CHỌN VÀ ĐỀ XUẤT SƠ ĐỒ CƠNG NGHỆ XỬ LÝ KHÍ
THẢI ................................................................................................................................... 12
3.1

TÍNH TỐN LƯU LƯỢNG VÀ NỒNG ĐỘ ĐẦU VÀO ............................... 12

3.2

CƠ SỞ LỰA CHỌN VÀ ĐỀ SUẤT QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ .................. 19

3.2.1

Xử lý bụi......................................................................................................... 20


3.2.2

Xử lý khí SO2 ................................................................................................. 20

3.2.3

So sánh 2 phương án xử lý ............................................................................. 26

CHƯƠNG IV: TÍNH TỐN THIẾT BỊ XỬ LÝ KHÍ THẢI ............................................ 29
4.1

THIẾT BỊ ỐNG CHÙM .................................................................................... 29

4.2

CYCLONE ........................................................................................................ 29

4.3

THÁP HẤP THỤ............................................................................................... 35


4.3.1

Cân bằng vật chất ........................................................................................... 35

4.3.2

Xác định phương trình cân bằng .................................................................... 38


4.3.3

Xác định phương trình đường làm việc ......................................................... 43

4.3.4

Tính tốn kích thước tháp hấp thụ ................................................................. 45

4.4

CÁC CƠNG TRÌNH PHỤ TRỢ ....................................................................... 54

4.4.1

Quạt hút .......................................................................................................... 54

4.4.2

Bơm ................................................................................................................ 55

4.5

TÍNH CƠ KHÍ ................................................................................................... 57

4.5.1

Tính đường ống dẫn ....................................................................................... 57

4.5.2


Tính thân tháp: ............................................................................................... 59

4.5.3

Tính nắp và đáy tháp: ..................................................................................... 60

4.5.4

Tính bích ........................................................................................................ 61

4.6

TÍNH CHIỀU CAO ỐNG KHĨI ...................................................................... 65

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................................................ 67
TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................................. 68


DANH MỤC HÌNH
Hình 1 Huyện Đơng Hải, tỉnh Bạc Liêu ([3]). ...................................................................... 2
Hình 2 Bãi tập kết rác tại huyện Đơng Hải ([4]). ................................................................. 4
Hình 3 Buồng lắng bụi ([5]). ................................................................................................ 6
Hình 4 Thiết bị lắng bụi qn tính ([6]). .............................................................................. 7
Hình 5 Cyclone đơn ([7]). .................................................................................................... 8
Hình 6 Cyclone tổ hợp ([8]). ................................................................................................ 9
Hình 7 Tháp hấp thụ có đệm ([9]). ..................................................................................... 10
Hình 8 Tháp hấp phụ than hoạt tính ([10]). ........................................................................ 11
Hình 9 Sơ đồ cơng nghệ xử lý của phương án 1 ................................................................ 22
Hình 10 Sơ đồ cơng nghệ của phương án 2........................................................................ 24
Hình 11 Biểu đồ thể hiện đường cân bằng. ........................................................................ 40

Hình 12 Biểu đồ đường cân bằng (X-Y). ........................................................................... 43
Hình 13 Biểu đồ đường cân bằng-đường làm việc............................................................. 45


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1 Thành phần dầu DO ([14]) ..................................................................................... 12
Bảng 2 Thành phần rác sinh hoạt ([15]) ............................................................................. 12
Bảng 3 Các đại lượng của quá trình cháy ........................................................................... 13
Bảng 4 Tính tốn các đại lượng trong q trình đốt cháy rác ............................................ 16
Bảng 5 Nồng độ chất ô nhiễm khí thải phát ra từ lị đốt rác sinh hoạt ............................... 19
Bảng 6 Thành phần và lưu lượng khí thải đầu vào từ lò đốt rác thải sinh hoạt ................. 19
Bảng 7 So sánh 2 phương án .............................................................................................. 26
Bảng 8 Hiệu quả lọc theo cỡ hạt 𝜂(𝛿) của cyclone ............................................................ 32
Bảng 9 Hiệu quả lọc theo khối lượng của hệ thống ........................................................... 33
Bảng 10 Tổng hợp thông số thiết kế cyclone ..................................................................... 35
Bảng 11 Độ hòa tan của SO2 trong nước ở 40oC và 1 atm ([20]) ...................................... 38
Bảng 12 Nồng độ phần mol SO2 trong pha khí và pha lỏng .............................................. 39
Bảng 13 Kết quả tính tốn hệ số Henry .............................................................................. 41
Bảng 14 Kết quả tính tốn tỷ số phần mol ......................................................................... 42
Bảng 15 Khối lượng riêng của dung dịch NaOH 10% (kg/m3) theo nhiệt độ (áp suất khí
quyển) [21] ......................................................................................................................... 45
Bảng 16 Độ nhớt động lực của dung dịch NaOH 10% (Cn) theo nhiệt độ ([21]) .............. 46
Bảng 17 Chiều cao phần tách lỏng HC và đãy Hđ ([20]) .................................................... 52
Bảng 18 Tóm tắt thơng số thiết kế tháp hấp thụ ................................................................. 53
Bảng 19 Hệ số dự trữ k ([22]) ............................................................................................ 55
Bảng 20 Hiệu suất của một số loại bơm (Bảng II.32/439/ [17]) ........................................ 56
Bảng 21 Hệ số an tồn cơng suất  ([23]) .......................................................................... 56


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

BTNMT

: Bộ Tài nguyên Môi trường

CHC

: Chất hữu cơ

CTRSH

: Chất thải rắn sinh hoạt

QCVN

: Quy chuẩn Việt Nam

SPC

: Sản phẩm cháy

TCVN

: Tiêu chuẩn Việt Nam

TNHH

: Trách nhiệm hữu hạn

TSP


: Tổng bụi lơ lửng

TVS

: Tổng chất rắn bay hơi

VOCs

: Chất hữu cơ bay hơi


Đồ án xử lý khí thải
Thiết kế hệ thống xử lý khí thải cho lị đốt rác sinh hoạt tại Huyện Đông Hải tỉnh Bạc Liêu công suất 2000 kg/h

PHẦN MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Chất thải rắn sinh hoạt là một vấn đề lớn trong xã hội hiện đại. Mặc dù đã có
những phương án để giảm thiểu, tái sử dụng và tái chế chất thải rắn, nhưng vấn đề xử lý
vẫn là mối quan tâm hàng đầu của nước ta. Hiện nay phương án xử lý rác bằng lò đốt
rác là một trong những lựa chọn xử lý chính ở hầu hết các nước phát triển. Tại Việt Nam
cũng sử dụng phương pháp đốt nhiều nhất vì phương pháp này xử lý được lượng rác thải
nhiều hơn. CTRSH của Việt Nam có đặc trưng là độ ẩm cao (dao động trong khoảng 65 95%), độ tro khoảng 25 - 30% (khối lượng khô), tổng hàm lượng chất rắn bay hơi (TVS Total Volatile Solid) dao động trong khoảng 70 - 75% (khối lượng khô), nhiệt lượng thấp
(dao động trong khoảng 900 - 1.100 Kcal/kg khối lượng ướt). Thành phần chất hữu cơ có
khả năng phân hủy sinh học (thực phẩm thải) trong CTRSH của hộ gia đình chiếm tỷ lệ
cao hơn các thành phần khác và thành phần này đang thay đổi theo chiều hướng giảm dần
[1]. Phương pháp thiêu đốt đã làm giảm khối lượng rắn của chất thải ban đầu từ 80 - 85%
và thể tích khoảng 95 - 96%, nước rỉ rác gần như khơng có nhưng sinh ra một lượng lớn
khí thải như bụi, SO2, NOx, CO, các chất hữu cơ dễ bay hơi (VOCs), khí dioxin/furan,..
Các khí này nếu khơng được xử lý đúng cách sẽ gây ô nhiễm môi trường khơng khí
nghiêm trọng, mơi trường nước, mơi trường đất và ảnh hưởng vô cùng xấu tới sức khỏe

con người [2]. Vì lẽ đó, việc thực hiện đề tài “Thiết kế hệ thống xử lý khí thải cho lị đốt
rác sinh hoạt tại Huyện Đông Hải tỉnh Bạc Liêu công suất 2.000 kg/h” mang tính thực tế
cao và cấp thiết.
2. Mục tiêu của đề tài
Xây dựng hệ thống xử lý khí thải cho lò đốt sinh hoạt với số lượng và chất lượng
đảm bảo QCVN 61-MT:2016/BTNMT.
3. Nội dung của đề tài
Nêu lên cơ sở lý thuyết của quá trình xử lý khí thải sau đó đưa ra một số thiết bị xử
lý, nêu ưu nhược điểm của từng thiết bị rồi lựa chọn một quy trình thích hợp.
Tính tốn các cơng trình đơn vị của phương án đã chọn
Vẽ các bản vẽ kỹ thuật: mặt cắt công nghệ của phương án đã chọn, chi tiết các cơng
trình, mặt bằng bố trí cơng trình.
GVHD: PGS.TS.Tơn Thất Lãng
SVTH: Trịnh Minh Tâm

1


Đồ án xử lý khí thải
Thiết kế hệ thống xử lý khí thải cho lị đốt rác sinh hoạt tại Huyện Đông Hải tỉnh Bạc Liêu công suất 2000 kg/h

CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU VỀ HUYỆN ĐÔNG HẢI TỈNH BẠC LIÊU
1.1 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN
Đơng Hải nằm ở phía Nam của tỉnh Bạc Liêu; cách trung tâm tỉnh lỵ là thành phố
Bạc Liêu 60 km, là huyện xa nhất tỉnh. Bắc giáp huyện Giá Rai; Tây giáp huyện Đầm Dơi
và thành phố Cà Mau, tỉnh Cà Mau, ranh giới là sông Gành Hào; Đơng giáp huyện Hồ
Bình; Nam giáp biển Đơng. Về hành chánh, huyện bao gồm 11 xã, thị trấn là: thị trấn
Gành Hào, xã Long Điền, Long Điền A, Long Điền Đông, Long Điền Tây, Điền Hải, An
Trạch, An Trạch A, An Phúc, Định Thành, Định Thành A.
Huyện có diện tích lớn nhất tỉnh Bạc Liêu, địa hình bằng phẳng thấp trũng ở phía

Tây, đất phèn, nhiễm mặn. Quốc lộ 1A chạy cắt ngang huyện. Sông Gành Hào, kênh Cà
Mau - Bạc Liêu là những tuyến giao thông thủy quan trọng của huyện. Huyện có 23 km
bờ biển với 2 cửa sông lớn: cửa Cống Cái Cùng, cửa Gành Hào, có nhiều tiềm năng trong
phát triển du lịch và kinh tế biển, đặc biệt là nghề làm muối và nuôi trồng thủy sản. Tuy
nhiên, hiện nay, Đông Hải vẫn là huyện nghèo, phát triển kinh tế chưa tương xứng với
tiềm năng.

Hình 1 Huyện Đơng Hải, tỉnh Bạc Liêu ([3]).

GVHD: PGS.TS.Tôn Thất Lãng
SVTH: Trịnh Minh Tâm

2


Đồ án xử lý khí thải
Thiết kế hệ thống xử lý khí thải cho lị đốt rác sinh hoạt tại Huyện Đông Hải tỉnh Bạc Liêu công suất 2000 kg/h

1.2 ĐIỀU KIỆN KINH TẾ - VĂN HÓA – XÃ HỘI
1.2.1 Điều kiện kinh tế
Cơ cấu kinh tế của huyện là Nông – lâm – ngư nghiệp: 62%, Công nghiệp và xây
dựng: 16%, Thương mại - Dịch vụ: 22%, tăng trưởng kinh tế của huyện bình qn hằng
năm tăng trên 10%.
Đơng Hải là huyện có chiều dài bờ biển lớn nhất tỉnh Bạc Liêu, kinh tế của huyện
cũng chủ yếu dựa vào biển. Người dân Đơng Hải có truyền thống làm muối và ni trồng,
khai thác thủy sản. Chỉ tính riêng trong tháng 7/2022, sản lượng khai thác và nuôi trồng
thủy sản của huyện ước đạt trên 17.290 tấn, nâng tổng sản lượng trong 7 tháng của năm
2022 đạt 96.058 tấn (đạt 54,6% kế hoạch và tăng 6,6% so với cùng kỳ). Hiện Phịng
NN&PTNT huyện Đơng Hải đang tiếp tục theo dõi diện tích thả giống, chăm sóc và thu
hoạch tơm ni của các hộ ni trên địa bàn. Nhìn chung, mơ hình ni tơm siêu thâm

canh đang phát triển mạnh, đạt sản lượng cao…
Về thương mại – dịch vụ: Toàn huyện hiện có 4.086 cơ sở kinh doanh thương mại dịch vụ; 11 hợp tác xã với 1.933 xã viên, tổng vốn điều lệ khoảng 3,6 tỷ đồng với các
ngành nghề kinh doanh chủ yếu: nuôi trồng thủy sản, diêm nghiệp, chăn nuôi, dịch vụ...
Công nghiệp và tiểu thủ công nghiệp: có 1.291 cơ sở sản xuất cơng nghiệp - tiểu thủ
cơng nghiệp với các ngành nghề chính như: sản xuất nước đá, sửa chữa cơ khí, chế biến
các mặt hàng thủy sản, chế biến lương thực - thực phẩm, sản xuất muối, gia cơng cơ khí,
hầu hết các cơ sở này sản xuất kinh doanh hiệu quả. Tuy nhiên về quy mô và mức độ đầu
tư chưa đáp ứng nhu cầu phát triển, chủ yếu là gia công và chế biến thơ sơ, chưa có nền
cơng nghiệp hiện đại.
1.2.2 Điều kiện văn hóa – xã hội
Đơng Hải là huyện nghèo, mới thành lập, cơ sở hạ tầng chưa thật sự đồng bộ. Đến
năm 2021, bình quân thu nhập đầu người 63,3 triệu đồng/người/năm. tỷ lệ hộ nghèo của
huyện giảm còn khoảng 1,15% (tức là giảm 0,21% tương đương 80 hộ). Tuy nhiên được
sự quan tâm đầu tư của các cấp chính quyền, đến nay, huyện đã cơ bản xóa được nhà ở
tạm bợ, đời sống vật chất và tinh thần của nhân dân được nâng lên rõ rệt, chất lượng giáo
dục, y tế có những chuyển biến tích cực, diện mạo nông thôn ngày càng khởi sắc. Nhưng
khi nhắc tới vấn đề chất thải rắn sinh hoạt thì lại là một bài tốn nan giải cho chính quyền
nơi đây.
GVHD: PGS.TS.Tôn Thất Lãng
SVTH: Trịnh Minh Tâm

3


Đồ án xử lý khí thải
Thiết kế hệ thống xử lý khí thải cho lị đốt rác sinh hoạt tại Huyện Đông Hải tỉnh Bạc Liêu công suất 2000 kg/h

Vấn đề rác thải của tỉnh Bạc Liêu thật sự là câu chuyện nói hồi, nói mãi mà chưa có
giải pháp hữu hiệu để xử lý. Hàng trăm tấn rác/ngày của tỉnh Bạc Liêu phải chuyển qua
địa bàn huyện Vĩnh Lợi và được giải quyết bằng cách chôn lấp, gây ô nhiễm mơi trường

trầm trọng. Trong khi đó thị xã Giá Rai là đô thị lớn thứ 2 của tỉnh (chỉ sau TP.Bạc Liêu),
mỗi ngày thải ra hơn 40 tấn rác cũng khơng có nơi để xử lý rác tập trung. Cả Thành phố
Bạc Liêu và thị xã Giá Rai đều có chung tình cảnh là phải mang rác đi gửi sang các địa
phương khác và đến nay vẫn chưa tìm được nhà đầu tư đủ tiềm lực để xây dựng nhà máy
xử lý rác
Hiện nay, ước tính tồn tỉnh Bạc Liêu mỗi ngày thải ra hơn 400 tấn rác và tính riêng
huyện Đơng Hải là 48 tấn/ngày. Trong khi đó, chỉ có hai lị đốt rác tập trung tại hai huyện
Đơng Hải và Phước Long, cơng suất lị đốt 500kg/giờ và các bãi chôn lấp rác tại ấp Tân
Tạo (thị trấn Châu Hưng, huyện Vĩnh Lợi), huyện Hịa Bình, thị xã Giá Rai. Điều đáng
nói là tất cả đều khơng đảm bảo về vấn đề mơi trường, ln trong tình trạng quá tải trầm
trọng.

Hình 2 Bãi tập kết rác tại huyện Đông Hải ([4]).

GVHD: PGS.TS.Tôn Thất Lãng
SVTH: Trịnh Minh Tâm

4


Đồ án xử lý khí thải
Thiết kế hệ thống xử lý khí thải cho lị đốt rác sinh hoạt tại Huyện Đông Hải tỉnh Bạc Liêu công suất 2000 kg/h

CHƯƠNG II: TỔNG QUAN VỀ CÁC CƠNG NGHỆ XỬ LÝ KHÍ THẢI
2.1 THÀNH PHẦN KHÍ THẢI TRONG LỊ ĐỐT RÁC THẢI SINH HOẠT
Ngày nay, việc xử lý rác thải loại này được áp dụng phổ biến dưới hình thức đốt.
Tuy nhiên, khi đốt lượng rác thải này, thì khí thải sinh ra cũng gây ơ nhiễm khơng khí.
Đặc điểm khí thải từ lị đốt rác:
+ Hàm lượng các khí HCl, HF thấp (vì thành phần nhựa trong rác thải chủ yếu
là PE).

+ Hàm lượng CO, SOx, bụi, VOCs: không ổn định, thấp những vẫn vượt quá
giới hạn cho phép.
+ Hàm lượng NOx cao do đốt cháy thành phần N hữu cơ trong rác thải (khoảng
70 – 80% thành phần NOx sinh ra) và một phần tạo thành do oxi phản ứng với
nito trong khơng khí ở nhiệt độ cao.
+ Nhiệt độ và lưu lượng khí thải biến động.
+ Thành phần khí thải của lò đốt rác tùy thuộc vào thành phần rác thải và các
yếu tố ảnh hưởng đến quá trình đốt.
Với những đặc điểm trên, đặt ra yêu cầu cần phải xử lý khí thải lị đốt rác sao cho
lượng khí thải tạo ra giảm thiểu đến mức tối đa sự độc hại cho môi trường và sức khỏe
con người.

2.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ BỤI
2.2.1 Buồng lắng bụi
Thu gom bụi hoạt động theo nguyên lý sử dụng lực hấp dẫn, trọng lực để lắng đọng
những phần tử bụi ra khỏi khơng khí.
Ưu điểm:
− Có thể thu gom các hạt bụi có kích thước lớn hơn 10𝜇𝑚
− Thiết bị đơn giản, dễ chế tạo
− Chi phí vận hành và bảo trì thấp
− Thường được sử dụng để làm sạch sơ bộ
Nhược điểm:
GVHD: PGS.TS.Tôn Thất Lãng
SVTH: Trịnh Minh Tâm

5


Đồ án xử lý khí thải
Thiết kế hệ thống xử lý khí thải cho lị đốt rác sinh hoạt tại Huyện Đông Hải tỉnh Bạc Liêu công suất 2000 kg/h


−
−
−
−
−

Buồng có kích thước lớn, thiết bị cồng kềnh
Khó dọn vệ sinh
Vận tốc dịng khí nhỏ 1-2 m/s
Xử lý hiệu quả các hạt > 50𝜇𝑚 . Không xử lý được bụi có kích thước nhỏ
Hiệu quả xử lý thường chỉ đạt < 70%

Hình 3 Buồng lắng bụi ([5]).
2.2.2 Thiết bị lằng bụi quán tính
- Nguyên lý hoạt động: Khi đột ngột thay đổi chuyển hướng chuyển động của dịng khí,
các hạt bụi dưới tác dụng của lực quán tính tiếp tục chuyển động theo hướng cũ và tách ra
khỏi khí, rơi vào bình chứa.
- Vận tốc của khí trong thiết bị khoảng 1 m/s, còn ở ống vào khoảng 10 m/s. Hiệu quả xử
lý của thiết bị này từ 65 - 80% đối với các hạt bụi có kích thước 25 – 30𝜇𝑚. Trở lực của
chúng trong khoảng 150 – 390N/m2.

GVHD: PGS.TS.Tôn Thất Lãng
SVTH: Trịnh Minh Tâm

6


Đồ án xử lý khí thải
Thiết kế hệ thống xử lý khí thải cho lị đốt rác sinh hoạt tại Huyện Đơng Hải tỉnh Bạc Liêu cơng suất 2000 kg/h


Hình 4 Thiết bị lắng bụi quán tính ([6]).

2.2.3 Cyclone
- Thiết bị cyclone được ứng dụng rộng rãi có hiệu quả cao khi kích thước hạt bụi lớn hơn
5𝜇𝑚. Thu hồi bụi trong cyclone diễn ra dưới tác dụng của lực ly tâm.
- Ngun lý hoạt động: Dịng khí nhiễm bụi được đưa vào phần trên của cyclone. Thân
cyclone thường là hình trụ có đáy là chóp cụt. Ống khí dẫn vào thường có dạng khối chữ
nhật, được bố trí theo phương tiếp tuyến với thân cyclone. Khí vào cyclone thực hiện
chuyển động xoắn ốc, dịch chuyển xuống dưới và hình thành dịng xốy ngồi. Lúc đó,
các hạt bụi, dưới tác dụng của lực ly tâm văng vào thành cyclone. Tiến gần đáy chóp,
dịng khí bắt đầu quay ngược trở lại và chuyển động lên trên hình thành dịng xoắn trong.
Các hạt bụi văng đến thành, dịch chuyển xuống dưới nhờ lực đấy của dịng xốy và trọng
lực và từ đó ra khỏi cyclone, qua ống xả bụi. Khí sạch sau xử lý được đưa ra ở phía trên
đỉnh thiết bị bởi ống trụ tâm.
Cyclone đơn

GVHD: PGS.TS.Tôn Thất Lãng
SVTH: Trịnh Minh Tâm

7


Đồ án xử lý khí thải
Thiết kế hệ thống xử lý khí thải cho lị đốt rác sinh hoạt tại Huyện Đông Hải tỉnh Bạc Liêu công suất 2000 kg/h

Cyclone đơn là thiết bị hoàn chỉnh hoạt động độc lập và có nhiều dạng khác nhau
như dạng hình trụ, dạng hình cơn. Việc sử dụng loại nào là tùy thuộc vào đặc tính của bụi
và yêu cầu xử lý. Dạng hình trụ có năng suất lớn, cịn loại hình cơn có hiệu suất lớn.


Hình 5 Cyclone đơn ([7]).
Cyclone tổ hợp
- Cyclone tổ hợp là một thiết bị lọc bụi gồm một số lượng lớn các đơn nguyên cyclone
mắc song song trong một vỏ có chung đường dẫn khí vào, khí ra, thùng chứa bụi. Trong
cyclone tổ hợp, việc tạo nên chuyển động quay của dịng khí trong thiết bị khơng phải do
dịng khí được đưa vào theo phương tiếp tuyến mà do các dụng cụ định hướng dạng
chong chóng hoặc dạng hoa hồng đặt trong thiết bị. Do vậy kích thước của cyclone tổ hợp
nhỏ hơn kích thước của cyclone đơn có cùng cơng suất.

GVHD: PGS.TS.Tơn Thất Lãng
SVTH: Trịnh Minh Tâm

8


Đồ án xử lý khí thải
Thiết kế hệ thống xử lý khí thải cho lị đốt rác sinh hoạt tại Huyện Đông Hải tỉnh Bạc Liêu công suất 2000 kg/h

- Nguyên lý làm việc: Khi bụi đi vào ống nối và sau đó đi vào hộp phân phối, từ đó đi vào
các không gian giữa vỏ đơn nguyên và ống xả. Trong khoảng khơng gian này có đặt các
dụng cụ định hướng để tạo sự chuyển động xoáy. Bụi sau khi tách đi qua lỗ tháo bụi và
vào thùng chứa.

Hình 6 Cyclone tổ hợp ([8]).
Ưu điểm:
+ Khơng có phần chuyển động nên tăng độ bền của thiết bị
+ Có thể làm việc ở nhiệt độ cao lên đến 500oC
+ Thu hồi bụi ở dạng khô
+ Trở lực hầu như cố định và không lớn 250 – 1500 N/m2
+ Làm việc ở áp suất cao

+ Năng suất cao, rẻ
+ Có khả năng thu hồi vật liệu mài mịn mà khơng cần bảo vệ bề mặt cyclone
+ Hiệu suất không phụ thuộc sự thay đổi nồng độ bụi
+ Chế tạo đơn giản
Nhược điểm:
+ Hiệu quả vận hành kém khi bụi có kích thước nhỏ hơn 5𝜇𝑚
GVHD: PGS.TS.Tôn Thất Lãng
SVTH: Trịnh Minh Tâm

9


Đồ án xử lý khí thải
Thiết kế hệ thống xử lý khí thải cho lị đốt rác sinh hoạt tại Huyện Đông Hải tỉnh Bạc Liêu công suất 2000 kg/h

+ Khơng thể thu hồi bụi kết dính

2.3 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ KHÍ THẢI
2.3.1 Tháp hấp thụ
Nguyên lý của phương pháp xử lý khí thải lị đốt rác bằng tháp hấp thụ đó là dựa trên sự
tương tác giữa chất cần hấp thụ (khí hoặc hơi) với chất hấp thụ là chất lỏng hoặc các chất
khác là chất rắn hoặc chất hòa tan trong chất lỏng. Dựa vào bản chất của sự tương tác nói
trên mà người ta chia thành sự hấp thụ vật lý hay sự hấp thụ hóa học.
– Hấp thụ vật lý: Là quá trình dựa trên sự tương tác vật lý thuần túy; nghĩa là chỉ bao gồm
sự khuếch tán, hòa tan các chất cần hấp thụ vào trong lòng chất lỏng và sự phân bố của
chúng giữa các phân tử chất lỏng.
– Hấp thụ hóa học: Hấp thụ hóa học là q trình hấp thụ ln đi kèm với một hay nhiều
phản ứng hóa học. Sau quá trình khuếch tán là quá trình xảy ra các phản ứng hóa học.
Như vậy sự hấp thụ hóa học không những phụ thuộc vào tốc độ khuếch tán của khí sơn
vào trong chất lỏng mà cịn phụ thuộc vào tốc độ chuyển hóa các chất – tốc độ phản ứng

của các chất.

Hình 7 Tháp hấp thụ có đệm ([9]).

GVHD: PGS.TS.Tôn Thất Lãng
SVTH: Trịnh Minh Tâm

10


Đồ án xử lý khí thải
Thiết kế hệ thống xử lý khí thải cho lị đốt rác sinh hoạt tại Huyện Đông Hải tỉnh Bạc Liêu công suất 2000 kg/h

2.3.2 Tháp hấp phụ
Đối với phương pháp hấp phụ sử dụng trong xử lý khí thải lị đốt rác, có thể tiến
hành theo hai phương pháp: phương pháp hấp phụ tĩnh và phương pháp động. Do phương
pháp hấp phụ động có hiệu suất cao hơn và phù hợp hơn đối với thực tiễn sản xuất cho
nên thường được sử dụng trong xử lý khí thải cơng nghiệp nói chung và khí thải từ lị đốt
rác nói riêng.
Q trình hấp phụ thơng thường được tiến hành trong các buồng hấp phụ có chứa
các chất có khả năng hấp phụ. Khí thải chứa các chất cần hấp phụ được dẫn qua lớp chất
hấp phụ. Các chất cần hấp phụ sẽ được giữ lại cịn khí sạch sẽ được thải ra ngồi.
Ưu điểm lớn nhất của phương pháp hấp phụ đó chính là khả năng làm sạch cao, các
chất hấp phụ sau khi được sử dụng đều có khả năng tái sinh. Do đó, có thể làm hạ giá
thành xử lý cho các lị đốt rác.

Hình 8 Tháp hấp phụ than hoạt tính ([10]).

GVHD: PGS.TS.Tôn Thất Lãng
SVTH: Trịnh Minh Tâm


11


Đồ án xử lý khí thải
Thiết kế hệ thống xử lý khí thải cho lị đốt rác sinh hoạt tại Huyện Đông Hải tỉnh Bạc Liêu công suất 2000 kg/h

CHƯƠNG III: CƠ SỞ LỰA CHỌN VÀ ĐỀ XUẤT SƠ ĐỒ CƠNG NGHỆ XỬ
LÝ KHÍ THẢI
3.1

TÍNH TỐN LƯU LƯỢNG VÀ NỒNG ĐỘ ĐẦU VÀO
Bảng 1 Thành phần dầu DO ([14])

Thành phần

Cd

Hd

Od

Nd

Sd

Wd

Ad


Phần trăm (%)

86,5

10,5

0,3

0,3

0,3

1,8

0,3

Tổng (%)

100

Bảng 2 Thành phần rác sinh hoạt ([15])
Thành phần

Cr

Hr

Or

Nr


Sr

Clr

Ar

Wr

Phần trăm (%)

35

6,01

20,04

0,88

0,84

0,56

8,5

28,17

Tổng (%)

100


Lượng nhiên liệu tiêu thụ: 100 lít dầu DO/ 1 tấn rác
Để đốt 1 tấn rác cần 100 lít dầu DO
Lượng dầu DO cần cho 1h:
B = 2 tấn/h . 100 lít dầu = 200 lít dầu/h = 186 kg dầu/h ( 1 lít dầu = 0,93 kg dầu)
Nhiệt năng của nhiên liệu theo công thức Mendeleev:
Qd = 81.Cd + 246.Hd – 26(Od – Sd) – 6 Wd = 81.86,5 + 246.10,5 – 26(0,3 – 0,3) – 6.1,8 =
9578,7 kcal/kg
Nhiệt trị của rác được xác định theo công thức (8.4/[16]) của D.I.Mendeleev:
Qr = 339Cr + 1256Hr – 108,8(Or – Sr) - 25,1(Wr + 9Hr) = 339.35 + 1256.6,01–
108,8(20,04– 0,84) – 25,1(28.17+ 9.6,01) = 15260kJ/kg = 3644,8 kcal/kg
GVHD: PGS.TS.Tôn Thất Lãng
SVTH: Trịnh Minh Tâm

12


Đồ án xử lý khí thải
Thiết kế hệ thống xử lý khí thải cho lị đốt rác sinh hoạt tại Huyện Đông Hải tỉnh Bạc Liêu công suất 2000 kg/h

Dữ liệu tính tốn:
Lượng nhiên liệu tiêu thụ: B = 186 kg/h
Hệ số thừa khơng khí: 𝛼 = 1,4 (Trang 17/ [13])
Hệ số cháy khơng hồn tồn: 𝜂 = 0,6% (Trang 17/ [13])
Hệ số tro bụi bay theo khói: a = 0,5 (Trang 17/ [13])
Nhiệt độ khói thải: tkhói = 150oC
Bảng 3 Các đại lượng của q trình cháy
Đại lượng tính

Phép tính


Kết quả

1

Lượng khơng khí khơ lý thuyết

V0 = 0,089.Cd + 0,264.Hd –
0,0333.(Od – Sd) = 0,089.86,5 +
0,264.10,5 – 0,0333.(0,3 – 0,3)

10,471
m3 chuẩn/kgNL

2

Lượng khơng khí ẩm lý thuyết Va = (1 + 0,0016.d).V0 = (1 +
d = 17 g/kg (t = 30oC 𝜑 = 65%) 0,0016.17).10,471

10,756
m chuẩn/kgNL

3

Lượng khơng khí ẩm thực tế
với hệ số 𝛼 = 1,4

15,06
m chuẩn/kgNL


STT

4

5

6

Lượng khí SO2 trong SPC
Lượng khí CO trong SPC với 𝜂
= 0,006

Lượng khí CO2 trong SPC

Vt = 𝛼 . Va = 1,4.10,756
𝑉𝑆𝑂2 = 0,683.10-2.Sd

Lượng hơi nước trong SPC

3

= 0,683.10-2.0,3

2,05.10-3
m3 chuẩn/kgNL

VCO = 1,865.10-2. 𝜂.Cd =
1,865.10-2.0,006.86,5

9,68.10-3

m3 chuẩn/kgNL

𝑉𝐶𝑂2 = 1,853.10-2. (1 − 𝜂).Cd
= 1,853.10-2.(1 - 0,006).86,5

1,6
m chuẩn/kgNL

𝑉𝐻2𝑂 = 0,111.Hd + 0,0124.Wd +
7

3

0,0016.d.Vt = 0,111.10,5 +
0,0124.1,8 + 0,0016.17.15,06

3

1,6
m chuẩn/kgNL
3

GVHD: PGS.TS.Tôn Thất Lãng
SVTH: Trịnh Minh Tâm

13


Đồ án xử lý khí thải
Thiết kế hệ thống xử lý khí thải cho lị đốt rác sinh hoạt tại Huyện Đông Hải tỉnh Bạc Liêu công suất 2000 kg/h


8

Lượng khí N2 trong SPC

9

Lượng khí O2 trong khơng khí
thừa
a) Lượng khí NOx trong SPC
(xem như NO2: 𝜌𝑁𝑂2 = 2,054

𝑉𝑁2 = 0,8.10-2.Nd + 0,79.Vt =
-2

0,8.10 .0,3 + 0,79.15,06
𝑉𝑂2 = 0,21.( 𝛼 − 1).Va =
0,21.(1,4 – 1).10,756
𝑀𝑁𝑂𝑥 = 3,953.10-8.Q1,18 =

11,9
m chuẩn/kgNL
3

0,9
m3 chuẩn/kgNL
0,94 m3kg/h

3,953.10-8.(186. 9578,7)1,18


kg/m3chuẩn
10

b) Quy đổi ra m3 chuẩn/kg NL
c) Thể tích khí N2 tham gia vào
phản ứng của NOx

𝑉𝑁𝑂𝑥 =

𝑀𝑁𝑂𝑥
𝐵𝜌𝑁𝑂

=

𝑥

0,94
186.2,054

𝑉𝑁2(𝑁𝑂𝑥) = 0,5. 𝑉𝑁𝑂𝑥
= 0,5.2,46. 10−3

d) Thể tích khí O2 tham gia vào
phản ứng của NOx

𝑉𝑂2 (𝑁𝑂𝑥) = 𝑉𝑁𝑂𝑥

2,46.10-3
m3 chuẩn/kgNL
1,23.10-3

m3 chuẩn/kgNL
2,46.10-3
m3 chuẩn/kgNL

VSPC = 𝑉𝑆𝑂2 + VCO + 𝑉𝐶𝑂2 +
𝑉𝐻2𝑂 + 𝑉𝑁2 + 𝑉𝑂2 + 𝑉𝑁𝑂𝑥 11

Lượng SPC tổng cộng ở điều
kiện chuẩn

12

Lưu lượng khói (SPC) ở điều
kiện thực tế (tkhói = 150oC)

13

Tải lượng khí SO2 với 𝜌𝑆𝑂 2 =
2,926 kg/m chuẩn
3

𝑉𝑁2(𝑁𝑂𝑥) - 𝑉𝑂2 (𝑁𝑂𝑥) = 2,05.10-3
+ 9,68.10-3 + 1,6 + 1,6 + 11,9 +
0,9 + 2,46.10-3 - 1,23.10-3 2,46.10-3

LT = LC.(273 + tkhói)/273 =
16,01.186 273+150

.


3600

𝑀𝑆𝑂2 =

1,28 m3/s

273

103 𝑉𝑆𝑂2 𝐵𝜌𝑆𝑂2

3600
10 . 2,05. 10−3 . 186.2,926
=
3600
3

16,01
m chuẩn/kgNL
3

0,31 g/s

GVHD: PGS.TS.Tôn Thất Lãng
SVTH: Trịnh Minh Tâm

14