NHÓM 8
Địa điểm Mỹ Tho
 Các thông số khí hậu của Mỹ Tho
Cp = 83.40% ; Hp =8.5% ; Op =0.2%; Np=0.2%; Sp =4.2%; Ap =0.5%; Wp=3%
- Lượng dầu tiêu thụ: B = 800 (kg/h)
-Đường kính trung bình ống khói: 650 (mm)
-Chiều cao các ống khói: 32 (m)
-Nhiệt độ khói thải : 150(0C)

to C
33.5

Mùa hè
(tháng 4)
φ%
77.8

d
24

Mùa đông
(tháng 1)
φ
79.4

toC
18.45

d
11

 Tính toán lượng khí độc thải ra trong quá trình đốt cháy nhiên liệu theo điều kiện
chuẩn(25oC, P=760mHg)
Nhiệt năng của nhiên liệu dầu DO
Qp = 81Cp + 246Hp – 26(Op – Sp) – 6 Wp
= 81*83.4+246*8.5 – 26*(0.2 – 4.2) – 6*3
= 8932.4 (kcal/kg NL)

 MÙA HÈ
Theo WHO, khi đốt cháy nhiên liệu rắn hoặc lỏng, có thể tính thể tích các sản phẩm cháy
như bảng dưới đây:
STT Đại lượng tính toán
Lượng không khí khô lý thuyết cần cho
1
quá trình cháy
Lượng không khí ẩm lý thuyết cần cho quá
2
trình cháy
Lượng không khí ẩm thực tế với hệ số
3
không khí thừa α =1,2-1,6 (chọn α =1,3)

Thể tích khí ((m3chuẩn/kgNL)

Kết quả

V0=0,089C+0,264H-0,0333(O-S)

9.8

Va=(1+0,0016d)V0


10.17

Vt=αVa

13.22


4

Lượng SO2 trong SPC
Lượng khí CO trong SPC với hệ số cháy
không hoàn toàn η=0,01-0,05 (chọn
η=0,01)
Lượng CO2 trong SPC
Lượng hơi nước trong SPC
Lượng khí N2 trong SPC
Lượng khí O2 trong không khí thừa
a) Lượng khí NOx trong SPC ( xem như
NO2; ρ NO2 = 2,054 kg/m3 chuẩn )

5
6
7
8
9

Vso2=0,683.10-2S
VCO=1,865.10-2.η.C
VCO2=1,853.10-2(1-η)C

VH2O=0,111H+0,0124W+0,0016dVt
VN2= 0,8.10-2N+0,79Vt
VO2= 0,21(α-1)Va
MNOx= 1,723.10-3.B1,18
(kg/h)

Quy đổi ra m3 chuẩn/kg NL

10

VNox =

VpuO2 = VNOx

d)Lượng khí O2 tham gia vào phản ứng của
NOx
11

Vspc=VSO2+VCO+VCO2+VH2O+VNOx+V
pu
pu
O2 +VN2 - V N2- V O2

Tổng lượng SPC

0,015
1,53
1,48
10.44
0,64

4.59
2.79*10-3

VpuN2 = 0,5 VNOx

c)Lượng khí N2 tham gia vào pư của NOx

0,028

1.39*10-3
2.79*10-3
14.14

Bảng tải lượng các chất ô nhiễm ứng với nhiên liệu tiêu thụ B(Q) (kg/h)
STT
1
2

Đại lượng tính toán
MSO2 với ρ= 2,926 kg/m3 chuẩn
MCO với ρ= 1,25 kg/m3 chuẩn

Công thức tính (g/s)
MSO2= 103VSO2B ρ SO2/3600
MCO= 103VCOB ρ CO/3600

18.20
4.16

3

4

MCO2 ρ= 1,977 kg/m3 chuẩn
M tro bụi với a= 0,1-0.85 (chọn a=0,2)

MCO2= 103VCO2B ρ CO2/3600
MBui= a.10.APB /3600

672.18
0.22

5

Tải lượng khí NOx

=

1.275

Nồng độ phát thải các chất ô nhiễm trong khói:
Lưu lượng khí thải ở nhiệt độ thực tế khi đốt cháy 1kg nhiên liệu:
VT= = 21.9
Kết quả được thể hiện trong bảng sau
STT
1
2
3
4
5
6


Đại lượng
L khói (SPC) thực tế
Khí CO2
Khí CO
Khí SO2
Khí NOx
Bụi

Công thức
LT
CCO2 = MCO2/LT
CCO = MCO/LT
CSO2 = MSO2/LT
CNOx = MNOX/LT
Cbụi = Mbui/LT

Đơn vị
m3/s
g/m3
g/m3
g/m3
g/m3
g/m3

Kết quả
4.87
138.024
0.854
3.73

0.261
0.045


 MÙA ĐÔNG
STT Đại lượng tính toán
Lượng không khí khô lý thuyết cần
1
cho quá trình cháy
Lượng không khí ẩm lý thuyết cần
2
cho quá trình cháy
Lượng không khí ẩm thực tế với hệ
3
số không khí thừa α =1,2-1,6
4
Lượng SO2 trong SPC
Lượng khí CO trong SPC với hệ số
5
cháy không hoàn toàn η=0,01-0,05
6
Lượng CO2 trong SPC
7

Lượng hơi nước trong SPC

8
9

Lượng khí N2 trong SPC

Lượng khí O2 trong không khí thừa
a) Lượng khí NOx trong SPC ( xem
như NO2; ρ NO2 = 2,054 kg/m3
chuẩn )
b) Quy đổi ra

10

c) Lượng khí N2 tham gia vào pư
của NOx
d) Lượng khí O2 tham gia vào pư
của NOx
11

Tổng lượng SPC

Công thức (m3chuẩn/kgNL)

kết quả

V0=0,089C+0,264H-0,0333(O-S)

9.8

Va=(1+0,0016d)Vo

9.97

Vt=αVa
12.96

(chọn α =1,4)
Vso2=0,683.10-2S
0.028
-2
VCO=1,865.10 .η.C
0.015
chọn η=0,01
VCO2=1,853.10-2(1-η)C
1,53
VH2O=0,111H+0,0124W+0,0016d
1,208
Vt
VN2= 0,8.10-2N+0,79Vt
10.2
VO2= 0,21(α-1)Va
0,62
-3
1,18
MNOx= 1,723.10 .B
4.59
VNox =
VpuN2 = 0,5 VNOx
VpuO2(NO = VNOx
Vspc=VSO2+VCO+VCO2+VH2O+VNOx
+VO2 + VN2 - VpuN2- VpuO2

2,79*10-3
1.39*10-3
2.79*10-3
13.61


Bảng tải lượng các chất ô nhiễm ứng với nhiên liệu tiêu thụ B(Q) (kg/h
STT Đại lượng tính toán
1
MSO2 với ρ= 2,965 kg/m3 chuẩn
2
MCO với ρ= 1,25 kg/m3 chuẩn
3
4

MCO2 ρ= 1,977 kg/m3 chuẩn
M tro bụi với a= 0,1-1 kg/m3
chuẩn -chọn a=0,5

Công thức tính (g/s)
MSO2= 103VSO2B ρ SO2/3600
MCO= 103VCOB ρ CO/3600

18.20
4.16

MCO2= 103VCO2B ρ CO2/3600
MBui= a 10.APB /3600

672.18
0.22


5


Tải lượng khí NOx

= =

1.275

Lưu lượng khí thải ở nhiệt độ thực tế khi đốt cháy 1kg nhiên liệu:
VT= = 5,6
Kết quả được thể hiện trong bảng sau
STT
1
2
3
4
5
6

Đại lượng
L khói (SPC) thực tế
Khí CO2
Khí CO
Khí SO2
Khí NOx
Bụi

Công thức
LT
CCO2 = MCO2/LT
CCO = MCO/LT
CSO2 = MSO2/LT

CNOx = MNOX/LT
Cbụi = Mbui/LT

Đơn vị
m3/h
g/m3
g/m3
g/m3
g/m3
g/m3

Kết quả
4.68
143.63
0.88
3.88
0.272
0.047

Theo QCVN 19:2009/BTNMT về khí thải công nghiệp đối với bụi và các chất vô cơ
Bảng 1 - Nồng độ C của bụi và các chất vô cơ làm cơ sở tính nồng độ tối đa cho phép
trong khí thải công nghiệp
T
T
1
2
3
4
5
6

7
8
9
10
11

Thông số
Bụi tổng
Bụi chứa silic
Amoniac và các hợp chất amoni
Antimon và hợp chất, tính theo Sb
Asen và các hợp chất, tính theo As
Cadmi và hợp chất, tính theo Cd
Chì và hợp chất, tính theo Pb
Cacbon oxit, CO
Clo
Đồng và hợp chất, tính theo Cu
Kẽm và hợp chất, tính theo Zn

Nồng độ C (mg/Nm3)
A
B
400
200
50
50
76
50
20
10

20
10
20
5
10
5
1000
1000
32
10
20
10
30
30


12
13
14
15
16
17
18
19

Axit clohydric, HCl
Flo, HF, hoặc các hợp chất vô cơ của
Flo, tính theo HF
Hydro sunphua, H2S
Lưu huỳnh đioxit, SO2

Nitơ oxit, NOx (tính theo NO2)
Nitơ oxit, NOx (cơ sở sản xuất hóa
chất), tính theo NO2
Hơi H2SO4 hoặc SO3, tính theo SO3
Hơi HNO3 (các nguồn khác), tính
theo NO2

200
50

50
20

7,5
1500
1000
2000

7,5
500
850
1000

100
1000

50
500

Theo QCVN 19: 2009/ BTNMT tra nồng độ C của các thông số ô nhiễm trong khí

thải với thành phần ô nhiễm là than cám, lấy cột B và từ kết quả tính toán ta có được bản
so sánh sau:
Bảng. Nồng độ phát thải của các chất ô nhiễm trong khí thải.
Kết quả tính Kết quả tính
toán mùa
toán mùa
3
hè, mg/Nm đông mg/Nm3

STT

Chất ô
nhiễm

C
(mg/Nm3)

1

Khí SO2

500

3730

3880

2

Khí CO


1000

854

880

3

Khí NOx

850

261

272

4

Bụi

200

45

47

Cmax ?
 Tính toán cho mùa hè
C

Cmax (mg/Nm3)
(mg/Nm3)
Khí SO2
500
Khí CO
1000
Khí Nox
850
Bụi
200
Vậy, những chất vượt chuẩn là SO2

Chất thải

Cthải(mg/m3)
3730
854
261
45


 Tính toán cho mùa đông
C
Cmax (mg/Nm3)
(mg/Nm3)
Khí SO2
500
Khí CO
1000
Khí NOx

850
Bụi
200
Vậy, những chất vượt chuẩn là SO2

Cthải(mg/m3)

Chất thải

3880
880
272
47

Ta có:
Trong đó:
 mùa hè:
 mùa đông:
Ta có:
Trong đó:
-

C: nồng độ bụi và các chất vô cơ qui định trong mục 2.2 QCVN19:2009/BTNMT
Kp: hệ số lưu lượng nguồn thải qui định trong mục 2.3 QCVN19:2009/BTNMT,
Kp=0,9
Kv: hệ số vùng, khu vực qui định tại mục 2.4 QCVN19:2009/BTNMT, Kv=1,2
 Kết luận: sau kết quả tính toán, ta cần thiết kế hệ thống xử lý cho SO2

Tính toán khuếch tán chất ô nhiễm theo mô hình Gauss
Các thông số tính toán

Bảng 5: Thông số tính toán khuếch tán chất ô nhiễm
Thông số

Mùa he

Mùa đông

ĐỊA ĐIỂM: MỸ THO
Lt khói (SPC) thực tế m3/s
Khí CO2 g/m3
Khí CO g/m3
Khí SO2 g/m3

Nhiệt độ ngoài:33.50C
4.87
138.024
0.854
3.73

Nhiệt độ ngoài:18.450C
4.68
143.63
0.88
3.88


Khí NOx g/m3
Bụi g/m3

0.261

0.045
1.9

Vận tốc ở 10m U10 (m/s)

0.272
0.047
1.7

32

Chiều cao ống khói z (m)

1500C

Nhiệt độ ống khói (oC)

32
1500C

650

Đường kính ống khói (mm)

650

Vận tốc gió trung bình tháng và năm: Theo QCVN 02:2009/BXD
-

Nồng độ ô nhiễm của mùa đông

Tháng 1: v=1.7(m/s)
Nồng độ ô nhiễm của mùa hè
Tháng 4: v=1.9(m/s)

Tính toán khuếch tán chất ô nhiễm
Công thức tính σy(x) và σz(x) cho vùng thoáng mở (nông thôn)
Cấp ổn định khí quyển
A
B
C
D
E
F

σy(x)
0,22x(1+0,0001x)-0,5
0,16x(1+0,0001x)-0,5
0,11x(1+0,0001x)-0,5
0,08x(1+0,0001x)-0,5
0,06x(1+0,0001x)-0,5
0,04x(1+0,0001x)-0,5

σz(x)
0,20x
0,12x
0,08x(1+0,0002x)-0,5
0,06x(1+0,0015x)-0,5
0,03x(1+0,0003x)-1
0,016x(1+0,0003x)-1


Công thức tính σz(x) và σy(x) cho thành phố
Cấp ổn định khí quyển
A-B
C
D
E-F

σy(x)
0,32x(1+0,0004x)-0,5
0,22x(1+0,0004x)-0,5
0,16x(1+0,0004x)-0,5
0,11x(1+0,0004x)-0,5

Dựa vào bảng 5.3 trang 102/Mô hình hóa cấp C ta có:

Tra bảng trang 104/Mô hình hóa ứng với cấp C

σz(x)
0,24x(1+0,001x)-0,5
0,12x
0,14x(1+0,0003x)-0,5
0,08x(1+0,0005x)-0,5


Giá trị của n theo các cấp ổn định Pasquill
Loại tầng kết
Thành phố
Nông thôn

A

0,15
0,07

B
0,15
0,07

C
0,20
0,10

D
0,25
0,15

E
0,41
0,35

Ta có: Ứng với cấp độ ổn định cấp C ở thành phố thì:
n = 0.2 (cấp thành phố)
• Tính độ nâng vệt khói:
Với cấp ổn định là C, cho khu vực Thành Phố, giá trị của p = 0.2 nên:
 Áp dụng công thức tính vận tốc gió tại độ cao h = 32 (m)
CT:
Trong đó: Uz là vận tốc tại độ cao h (m/s)
U10m là vận tốc tại độ cao 10m (m/s)
Hè:

(m/s)


Đông:

(m/s)

 Tốc độ phụt khói 2 mùa:
= 11.7(m)
Trong đó: Q là lưu lượng khí thải (m3/s)
d là đường kính ống khói (m/s)
 Áp dụng công thức tính độ nâng vệt khói:
.
Mùa hè:
.

Mùa đông:
.

F
0,59
0,55


Trong đó: a là hệ số điều chỉnh, cấp A tới C là 1,1 - 1,2, cấp D tới E là 0,8 - 0,9
P là áp suất khí quyển (Mbar), P = 1013 Mbar
d là đường kính ống khói (m)
TX là nhiệt độ khói thải (oC)
Txq là nhiệt độ bên ngoài (oC)
u: vận tốc gió của không khí, [m/s]
 Độ cao hiệu dụng:
Hè:

H = h + = 32 + 7.56= 39.56 (m)
Đông:

H = h + = 32 + 8.57= 40.57 (m)

 Áp dụng công thức tính vận tốc góp tại độ cao hữu dụng:
Hè:

UH = U39.56 = U10m (m/s)

Đông:

UH = U40.57 = U10m (m/s)

 Tính xm (khoảng cách xảy ra nồng độ SO2 lớn nhất tại mặt đất) và giá trị Cm tương
ứng
Kết hợp công thức (5.18) và công thức ta có:

 = 0.12 x = H
Vậy:

Hè:

xm =233.11 (m) 

36.89; .

Đông:

xm =239.06 (m) 


37.6; .

Từ đó ta có:


Nồng độ phát thải tại xm, C(µg/m3):

C(x,0,0)=


Trong đó: C là nồng độ phát thải (µg/m3)
M là tải lượng chất ô nhiễm(µg/s)
KẾT QUẢ TÍNH TOÁN
Đại lượng tính toán

Mùa he

Mùa đông

Vận tốc tại độ cao 32m, U32 (m/s)

2.397

2,15

Vận tốc khí thoát ra khỏi ống khói, ω (m/s)

11,7


11,7

Độ nâng vệt khói,Δh (m)

7.56

8,57

Độ cao hiệu dụng H (m)

39.56

40,57

2.5

2,25

233.11

239,06

36.89

37.6

27.97

26.69


Vận tốc gió tại độ cao hiệu dụng, UH (m/s)
Xm (m)

Nồng độ phát thải tại xm, C(µg/m3)
449.5

- SO2 (18.2)

102.7

- CO (4.16)

16601

- CO2 (672.18)

31.5

- NOx (1.275)

5.43

- Bụi (0.22)

422.9
96.7
15617
29.6
5.11


Tải lượng (g/s)

Khí thải
3

Khí SO2 g/m
Khí CO g/m3
Khí CO2 g/m3
Bụi g/m3
Khí NOx g/m3

Mùa hè
18.20
4.16
672.18
0.22
1.275

Mùa đông
18.20
4.16
672.18
0.22
1.275



Tính toán Cx và Cxy
 Xác định nồng độ chất ô nhiễm tại tọa độ bất kỳ (x,y,z)
C(x,y,z) = , (g/m3)

 Xác định nồng độ chất ô nhiễm tại mặt đất với tọa độ (x,y,0)
C(x,y,0) = , (g/m3)
 Xác định nồng độ chất ô nhiễm tại mặt đất với tọa độ (x,0,0)
C(x,0,0) = , (g/m3)
Trong đó:
x,y,z: tọa độ tại các điểm khảo sát so với ống khói, [m]
M: tải lượng chất ô nhiễm, [g/s]
u: vận tốc gió của không khí, [m/s]
,

: hệ số khuyếch tán theo chiều ngang và chiều đứng xác định theo biểu đồ

H: chiều cao hiệu quả của ống khói, [m]
 Chiều cao hiệu quả của ống khói
H = h +∆h ,[m]
h: chiều cao thực tế của ống khói, [m]
∆h: độ nâng cao của ống khói, [m], theo công thức Stumke:
∆h = ,[m]
Với:
D: đường kính miệng ống khói, [m];
ω: vận tốc phụt tại miệng ống khói, [m/s]
Tkhói: nhiệt độ khói thải, [0K]
Txq: nhiệt độ môi trường xung quanh, [0K]
U: vận tốc không khí, [m]


 Tính Cx
Cx Mùa he

Khoản

g cách
(m)

δy

δz

100

18.59

200

U

H

SO2

CO2

CO

NOX

BỤI

M=18.2

M=672.1

8

M=4.16

M=1.275

M=0.22

12

47,3

1750

10,8

3315

0,572

32.79

24

790

29170

181


55331

9,54

233

36.89

27.9
7

862

31830

197

60380

10,4

300

44.5

36

825

30470


189

57813

9,95

400

54.58

48

657

24273

151

46042

7,98

500

63.51

60

510


18860

117

35770

6,2

600

71.59

72

403

14900

92,2

28264

4,9

700

79

84


326

12050

74,6

22855

3,94

800

85.88

96

269

9950

61,5

18867

3,22

900

92.32


108

227

8380

51,8

15885

2,71

1000

98.39

120

194

7150

44,3

13589

2,37

2.39

7

39.5
6

Cx Mùa đông
Khoảng
cách
(m)

δy

δz

100

18.59

12

200

32.79

24

U

H


2.15

40.57

SO2

CO2

CO

NOX

BỤI

M=18.2

M=672.18

M=4.16

M=1.275

M=0.22

39,83

1471,2

9,105


2,79

0,482

820,78

30314

187,61

57,5

9,922


239

37.6

28.7

919,88

33973

210,26

64,44

11,12


300

44.5

36

891,79

32936

203,84

62,47

10,78

400

54.58

48

719,94

26589

164,49

50,44


8,7

500

63.51

60

652,9

20789

128,42

39,43

6,8

600

71.59

72

446,22

16480

101,99


31,26

5,39

700

79

84

361,54

13353

82,64

25,33

4,37

800

85.88

96

299,06

11045


68,36

20,95

3,62

900

92.32

108

251,95

9305

57,59

17,65

3,05

1000

98.39

120

215,64


7964

49,29

15,11

2,61

 Tính Cxy

Cxy Mùa he

x(m
)

y(m)

δy

δz

U

H

100

100


18.5
9

12

2.39
7

39.5
6

200

200

32.7
9

233

233

300

SO2

CO2

CO


NOX

BỤI

M=18.2

M=672.1
8

M=4.16

M=1.275

M=0.22

2,46.10-5

9,1.10-4

5,63.10-6

1,73.10-5

2,98.10-5

24

6,59.10-6

2,43.10-4


1,51.10-6

4,62.10-7

7,96.10-8

36.8
9

27.9
7

1,87.10-6

6,92.10-5

4,28.10-7

1,31.10-7

2,26.10-8

300

44.5

36

1,12.10-7


4,12.10-6

2,55.10-8

7,82.10-9

1,35.10-9

400

400

54.5
8

48

1,43.10-9

5,27.10-8

3,26.10-10

1.10-10

1,73.10-11

500


500

63.5
1

60

1,77.10-11

6,55.10-10

4,06.10-12

1,24.10-12

2,15.10-13

600

600

71.5

72

2,25.10-13

8,32.10-12

5,15.10-14


1,58.10-14

2,74.10-15


9
700

700

79

84

2,91.10-15

1,08.10-13

6,66.10-16

2,04.10-16

7,99.10-18

800

800

85.8

8

96

3,87.10-17

1,43.10-15

8,84.10-18

2,71.10-18

7,99.10-18

900
100
0

900
100
0

92.3
2
98.3
9

7,99.10-18
5,23.10-19


108

1,93.10-17

1,19.10-19

3,66.10-20
7,99.10-18

7,19.10-21

120

2,65.10-19

1,64.10-21

5,04.10-22

Cxy Mùa đông

SO2

CO2

CO

NOX

BỤI


M=18.2

M=672.18

M=4.16

M=1.275

M=0.22

2,07.10-5

7,66.10-4

4,47.10-6

1,45.10-6

2,51.10-7

24

6,85.10-6

2,53.10-4

1,57.10-6

4,8.10-7


8,28.10-8

37.6

28.7

2.10-6

7,39.10-5

4,5.10-7

1,4.10-7

2,42.10-8

300

44.5

36

1,21.10-7

4,45.10-6

2,76.10-8

8,45.10-9


1,46.10-9

400

400

54.5
8

48

1,56.10-9

5,78.10-8

3,58.10-10

1,1.10-10

1,89.10-11

500

500

63.5
1

60


1,96.10-11

7,23.10-10

4,47.10-12

1,37.10-12

2,37.10-13

600

600

71.5
9

72

2,49.10-13

9,21.10-12

5,7.10-14

1,75.10-14

3,01.10-15


700

700

79

84

3,23.10-15

1,19.10-13

7,38.10-16

2,26.10-16

3,91.10-17

800

800

85.8
8

96

4,29.10-17

1,59.10-15


9,81.10-18

3,01.10-18

5,19.10-19

x(m)

y
(m)

δy

δz

U

H

100

100

18.5
9

12

2.1

5

40.5
7

200

200

32.7
9

239

239

300


900

900

92.3
2

108

5,81.10-19


2,15.10-17

1,33.10-19

4,07.10-20

7,02.10-21

100
0

1000

98.3
9

120

7,99.10-21

2,95.10-19

1,83.10-21

5,6.10-22

9,66.10-23