Xử lý khói bụi nhà máy nhiệt điện và TCVN về xử lý khói bụi nhà máy nhiệt điện

PowerPoint Presentation BÁO CÁO MÔN HỌC NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN GVHD TS LÊ MINH NHỰT 2 XỬ LÝ BỤI VÀ KHÓI CỦA NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN, CÁC TIÊU CHUẨN XỬ LÝ KHÓI BỤI (TCVN) NHÓM 8 Trần Thị Ngọc Nhi 19147009 Lê Đức Minh Hoàng 19147104 Nguyễn Quốc Huy 19147109 NỘI DUNG CHÍNH CHƯƠNG 1 XỬ LÝ BỤI TRONG NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN CHƯƠNG 2 XỬ LÝ KHÓI TRONG NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN CHƯƠNG 3 CÁC QUY CHUẨN VỀ XỬ LÝ KHÓI BỤI TRONG NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN (QCVN) CHƯƠNG 4 KẾ HOẠCH TÁI SỬ DỤNG TRO XỈ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN GIAI ĐOẠN 2020 – 202.

BÁO CÁO MÔN HỌC NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN

GVHD: TS LÊ MINH NHỰT

2

XỬ LÝ BỤI VÀ KHÓI CỦA NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN, CÁC TIÊU CHUẨN XỬ LÝ

NỘI DUNG CHÍNH

CHƯƠNG 1: XỬ LÝ BỤI TRONG NHÀ

MÁY NHIỆT ĐIỆN

CHƯƠNG 2: XỬ LÝ KHÓI TRONG NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN

CHƯƠNG 3: CÁC QUY CHUẨN VỀ XỬ LÝ KHÓI

BỤI TRONG NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN (QCVN)

CHƯƠNG 4: KẾ HOẠCH TÁI SỬ DỤNG TRO XỈ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN GIAI ĐOẠN 2020 – 2025

CHƯƠNG 1: XỬ LÝ BỤI TRONG NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN 1.1 Các vấn đề liên quan đến bụi nhà máy nhiệt điện.

Bụi là gì

Bụi là một tập hợp nhiều hạt, có kích thước nhỏ bé, tồn tại lâu trong không khí dưới dạng bụi bay, bụi lắng Gây những tác hại nghiêm trọng đến sức khỏe con người và môi trường

Hình 1.1 Bụi nhà máy nhiệt điện[1]

6

Vậy bụi có những ảnh

hưởng gì ?

CHƯƠNG 1: XỬ LÝ BỤI TRONG NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN

1.1 Các vấn đề liên quan đến bụi nhà máy nhiệt điện.

Hình 1.2 Ảnh hưởng của bụi đến mọi người [2] Hình 1.3 Bụi gây ra các vấn đề đến sức khỏe [2]

Hình 1.4 Ảnh hưởng của bụi đến môi trường sống [3] 8

Hình 1.5 Buồng lắng bụi [4]

• Đây là thiết bị thu gom bụi ở mức độ đơn giản nhất và được

sử dụng để thu bụi thô ở cấp tách đầu tiên

• Trong buồng lắng bụi tách ra khỏi dòng không khí dưới tác dụng của lực trọng trường và có xu hướng rơi xuống đáy buồng lắng

1.2 Hệ thống xử lý bụi với buồng lắng bụi

Hình 1.6 Nguyên lý hoạt động của buồng lắng bụi [5]

Nguyên lý hoạt động

• Dòng không khí chứa bụi chuyển động trong đường ống đi từ nơi có tiết diện nhỏ đến nơi có tiết diện lớn, do đó khí và bụi sẽ chuyển động chậm lại tạo điều kiện cho các hạt bụi lắng lại dưới tác dụng của lực trọng trường rơi xuống đáy thùng

và được đưa ra ngoài bằng băng tải

• Để lắng có hiệu quả hơn, người ta còn đưa vào buồng lắng các tấm chắn lửng. 

• Buồng lắng bụi được ứng dụng để lắng bụi thô có kích thước hạt từ 60- 70µm trở lên Tuy vậy, các hạt có kích thước nhỏ hơn vẫn có thể bị giữ lại trong buồng lắng. 

• Dòng không khí ở đây chuyển động theo đường dích dắc từ ngăn này

sang ngăn khác Do đó hạt bụi không những rơi dưới tác dụng của trọng

lực mà còn bị rơi dưới tác dụng của lực quá tính (bụi va đập vào các tấm

chắn), nhờ đó kích thước của buồng lắng bụi có thể giảm đi và hiệu quả

lọc tăng lên.

Hình 1.7 Hệ thống buồng lắng bụi có tấm chắn[6]

Buồng lắng bụi có tấm chắn

• Chế tạo vận, hành đơn giản.

• Chi phí vận hành và bảo trì thấp

• Lắng được cả bụi khô và bụi ướt

• Giá thành thấp, sử dụng nguyên liệu chế

tạo sẵng có

• Vận tốc dòng khí nhỏ

• Hiệu suất xử lý bụi không cao

• Xử lý bụi hiệu quả với các hạt có d > 50µm

• Buồng lắng có diện tích lớn, chiếm diện tích nhiều

12

Hình 1.7 Cyclone[7]

• Đây là hệ thống được sử dụng tương đối phổ biến và rộng rãi

• Hoạt động dựa vào lực ly tâm khi dòng không khí chuyển động để tách bụi ra khỏi không khí Có cấu tạo gồm thân hình trụ tròn, phía dưới thân hình trụ có phễu thu bụi hình nón và cuối cùng là ống thu bụi

1.3 Cyclone

NGUYÊN LÝ

HOẠT ĐỘNG

14

Các giải pháp nâng cao

hiệu quả lọc bụi của

Cyclone.

Sử dụng Cyclone tổ hợp

Hiệu suất xử lý của thiết bị tỷ lệ nghịch với đường kính Cyclone Có

nghĩa là để tăng hiệu quả lọc bụi, thì cần giảm đường kính Cyclone

Tuy nhiên, nếu giảm đường kính Cyclon thì lưu lượng cũng giảm

theo để đáp ứng yêu cầu xử lý Vì thế để đảm bảo vừa xử lý đủ lưu

lượng, vừa tăng hiệu suất xử lý người ta sử dụng Cyclone tổ

hợp hay còn gọi là Cyclone chùm

Hình 1.8 Cyclone tổ hợp [8] 16

Sử dụng Cyclone ướt

Hoạt động dựa theo nguyên lý lọc ly tâm kết hợp với

nguyên lý tiếp xúc giữa dòng nước và dòng chất lỏng

Dòng khí được đưa vào cyclone theo phương tiếp tuyến

với thân Cyclone tạo thành dòng chuyển động xoáy

trong Cyclone Những hạt bụi một phần va đập vào than

Cyclone và rơi xuống dưới, phần còn lại bị nước phun kết

dính và theo dòng nước trôi xuống đáy thiết bị

Phần bụi được xả ra ngoài nhờ ống xả bùn và được đi

vào quá trình xử lý bùn

Hình 1.8 Cyclone ướt [9]

•Ưu điểm

• Có thể lọc các hạt bụi lớn với hiệu quả cao

• Kết cấu và lắp đặt đơn giản, dễ dàng bảo dưỡng bảo trì định kỳ

• Chịu được dòng hỗn hợp khí với nhiệt độ cao

• Chi phí vận hành Cyclone rất thấp

• Làm việc hiệu quả hơn với loại bụi thô

•Nhược điểm

• Dễ bị mài mòn bởi các hạt bụi có độ cứng cao

• Bị giảm hiệu suất nếu hạt bụi có độ dính cao

• Tổn thất áp suất trong thiết bị tương đối cao

• Hiệu suất giảm nếu kích thước hạt bụi < 5µm

18

Cấu tạo

Hình 1.9 Cấu tạo của thiết bị lọc bụi bằng túi vải[10]

1.4 Lọc bụi bằng túi vải

Hình 1.10 Khung căng túi vải[10] Hình 1.11 Túi lọc bụi [11]

NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG

• Chất liệu đa dạng tùy vào nhu cầu và mục đích sử

dụng

• Khả năng lọc bụi tốt sau khi rũ bụi

• Thay thế túi nhanh chóng, an toàn, hiệu quá

• Hoạt động đơn giản

• Không thể sử dụng ở nhiệt độ cao

• Cần không gian lớn

• Sử dụng số lượng lớn các túi lọc bụi

• Ngươi thay thế túi vải có nguy cơ tiếp xúc trực tiếp với bụi độc hại

22

•Đây là hệ thống xử lý lý các hạt bụi có kích thước nhỏ ra

khỏi dòng không khí qua buồng lọc, dựa trên nguyên lý ion

hóa và tách bụi ra khỏi không khí khi chúng đi qua vùng có

trường điện từ lớn

•Thiết bị lọc bụi kiểu tĩnh điện rất hiệu quả đối với các loại

bụi kích cỡ từ 0,5 đến 8µm Khi cAác hạt bụi có kích thước

khoảng 10µm thì hiệu quả giảm

1.5 Lọc bụi tĩnh điện

Nguyên lý làm việc

• Thiết bị lọc bụi tĩnh điện với buồng lọc được cấu tạo hình tháp tròn hoặc hình hộp chữ nhật, bên trong được đặt các tấm cực song song hoặc các dây thép gai

• Luồng không khí với các hạt bụi siêu nhỏ, nhẹ bay lơ lửng qua buồng lọc có các tấm cực Trên các tấm cực ta cấp điện cao áp một chiều từ vài chục cho đến 100kV để tạo thành một điện trường có cường độ đủ lớn

• Hạt bụi khi đi qua điện trường mạnh lập tức bị ion hóa thành các phân tử ion mang điện tích âm Các phân tử mang điện tích âm sau đó chuyển động về phía tấm cực dương( cực lắng) và bám chặt vào đó giúp cho luồng không khí

đi ra ngoài được lọc sạch bụi bẩn Sau thời gian hệ thống búa gõ sẽ gõ vào cực lắng tạo ra dao động làm các hạt bụi rơi xuống thùng

24

Ưu điểm:

• Hiệu quả cao trong trong việc loại bỏ các chất ô nhiễm

• Hiệu suất lọc bụi cao lên đến 98%

• Hệ thống hoạt động ổn định, bền bỉ, tuổi thọ cao, chi phí vận

hành thấp

Nhược điểm:

• Vốn đầu tư ban đầu cao

• Yêu cầu không gian lắp đặt lớn

• Không xủ lý chất ô nhiễm dạng khí

• Không linh hoạt và không thể nâng cấp

Ưu điểm và nhược điểm

2.1.1 Mức độ ô nhiễm của khói thải và sự ảnh hưởng của nó

• Sau khi ra khỏi buồng đốt của lò hơi (90 - 120O C), với nhiệt độ này sau khi ra môi trường sẽ làm cho các phản ứng hóa học trong không khí dễ dàng xảy ra sinh ra các khí độc hại Khói từ nhiên liệu sẽ mang những thành phần khác nhau và những thành phần này đa số là rất độc hại đến sức khỏe của con người (SO2, NO2,CO2,…) như các bệnh về hô hấp, tim mạch

• Hệ thủy sinh của địa phương nằm gần khu vực chôn xỉ than cũng sẽ bị phá hủy

CHƯƠNG 2: XỬ LÝ KHÓI TRONG NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN 2.1 Tình hình khói thải của nhà máy nhiệt điện

26

Hình 2.1 Hình ảnh khói thải từ nhà máy nhiệt điện Hình 2.2 Mức độ ô nhiễm không khí cao ở Hà Nội do khói thải

Theo số liệu tổng hợp của Bộ Công Thương, hiện cả nước có 25 nhà máy nhiệt

điện đốt than đang hoạt động, phát thải ra tổng lượng tro, xỉ khoảng 13 triệu

tấn/năm, trong đó tro bay chiếm từ 80% đến 85% và 20% là tro xỉ đáy lò Lượng

phát thải tập trung chủ yếu ở khu vực miền Bắc chiếm 65%, miền Trung chiếm

23% và miền Nam chiếm 12% tổng lượng thải

Nhiều vấn đề môi trường trong quá trình xây dựng và vận hành nhà máy nhiệt điện than như bụi, khí thải (CO, NOx, SOx…), nước làm mát có nhiệt độ đầu ra cao hơn đầu vào khoảng 7oC, có thể ảnh hưởng đáng kể tới hệ sinh thái

2.1.2 Tình hình khói thải tại các nhà máy nhiệt điện tại Việt Nam

28

Hình 2.4 Khói thải từ nhà máy nhiệt điện Cẩm Phả (Quảng Ninh)

• Một hệ thống được coi là đủ tiêu chuẩn khi khói thải xả ra môi

trường nằm trong mức độ an toàn cho phép Chính vì vậy thi công

và lắp đặt hệ thống xử lí khói thải trong nhà máy nhiệt điện đòi hỏi có sự tính toán kĩ lưỡng cũng như yêu cầu khắc khe trong lắp đặt

• Nhà máy nhiệt điện ở nước ta chủ yếu là đốt than hoặc dầu DO nên thành phần chính trong khói thải sẽ là COx, SOx, NOx… … Chính vì vậy phương pháp được lựa chọn ở đây chính là phương pháp hấp thụ

2.2 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống xử lý khói thải

30

Hình 2.5 Sơ đồ khối hệ thống xử lý khói thải bằng phương pháp hấp thụ trong nhà máy nhiệt điện

2.2.1 Cấu tạo

Quy trình xử lý khói của các nhà máy nhiệt điện bằng phương pháp hấp thụ có sự tham gia của các hoá chất Các hoá chất sẽ phản ứng với

các khí có trong khói và tạo nên các tạp chất và được giữ lại tại thiết bị hấp thụ

Quá trình hấp thụ là một quá trình quan trọng trong xử lý khí Nó dựa trên cơ sở của quá trình truyền khối Phụ thuộc vào sự tương tác giữa chất hấp thụ và chất bị hấp thụ trong pha khí, và tất cả quá trình này điều xảy ra trong tháp hấp thụ hay còn gọi là bình hấp phụ

32

Hình 2.6 Sơ đồ nguyên lý hoạt động hệ thống xử lý khói thải trong nhà máy nhiệt điện

2.2.2 Nguyên lý hoạt động của hệ thống xử lý khói thải

Ngoài sử dụng công nghệ vào hệ thống, các biện pháp quản lý cũng sẽ đem lại hiệu quả rất lớn trong việc ngăn ngừa ô nhiễm khi sử dụng lò hơi trong nhà máy nhiệt điện Ở quy mô tiểu thủ công nghiệp có thể áp dụng các biện pháp:

• Không nhóm lò trong những thời gian cao điểm có nhiều người tập trung

• Mồi lò bằng những nhiên liệu sạch dễ cháy như dầu lửa, dầu D.O và hạn chế sử dụng các loại nhiên liệu xấu làm phát sinh thêm nhiều bụi và hơi khí thải như gỗ có vỏ lụa, gỗ ngâm tẩm hoá chất, cao su, dầu FO trôi nổi

• Bố trí cửa mái hoặc hệ thống gương phản chiếu để người vận hành có thể nhìn thấy đỉnh của ống khói

• Giảm việc tái nhóm lò nhiều lần bằng cách xả dư thay vì tách lò

34

• Để giảm thiểu lượng khí thải độc hại ra ngoài môi trường các nhà máy nhiệt điện thường tận dụng lại nhiệt của khói thải

• Do đó, có tiềm năng thu hồi nhiệt từ khí lò Khi sử dụng năng lượng sạch như khí tự nhiên, LPG hoặc dầu, lợi ích kinh tế từ thu hồi nhiệt sẽ cao hơn vì nhiệt độ khí lò có thể được duy trì ở mức dưới 200 độ C

2.3 Tận dụng nhiệt khói thải của nhà máy nhiệt điện

Do nhiệt độ của khói thải đang còn rất cao, nếu thải đi mà không tận dụng sẽ rất lãng phí Mặt khác, hơi nước sau khi đi qua các thiết bị công nghệ sẽ được ngưng tụ thành lỏng và được bơm trở lại lò hơi để tiếp tục nhận nhiệt sinh hơi Nước được cấp trở lại lò hơi có nhiệt độ khá thấp

Không khí đưa vào buồng lửa để cung cấp oxi cho quá trình cháy Không khí thường được lấy ở môi trường bên ngoài có nhiệt độ khoảng 30 ºC, nếu đưa không khí này vào buồng lửa thì sẽ hấp thu một phần nhiệt lượng do nhiên liệu cháy sinh ra Do đó việc sấy không khí để tăng thêm nhiệt lượng đưa vào buồng lửa sẽ làm tăng thêm nhiệt lượng hữu ích để sinh hơi.

 Bộ sấy không khí

Thu nhiệt: nhiệt truyền trực tiếp từ khói tới không khí qua vách kim loại (ở đây là các ống dẫn) Bộ sấy không khí kiểu thu nhiệt được dùng rộng rãi nhất hiện nay Nó cũng có dạng của một bộ trao đổi nhiệt loại chùm ống trong đó khói đi trong ống còn không khí đi bên ngoài ống

Hồi nhiệt: khói đầu tiên đốt nóng kim loại rồi sau đó nhiệt tích tụ ở kim loại sẽ truyền lại cho

không khí

2.3.2 Gia nhiệt không khí (sấy không khí)

Đối với các lò đốt bằng nhiên liệu lỏng mà chủ yếu là dầu nặng (FO) thì việc hâm nóng dầu trước khi đưa vào buồng lửa là cần thiết vì độ nhớt của dầu ở nhiệt độ thường rất cao gây khó khăn cho việc dẫn dầu trong các ống cũng như việc phun dầu vào buồng lửa Thông thường người ta thường gia nhiệt dầu lên đến khoảng 90

ºC Trước đây người ta thường dùng bộ gia nhiệt dầu bằng điện kết hợp với hơi nước

2.3.3 Gia nhiệt dầu (hâm nóng dầu)

38

Hình 2.8 Tận dụng nhiệt khói thải của lò hơi trong nhà máy nhiệt điện

CHƯƠNG 3: CÁC QUY CHUẨN VỀ XỬ LÝ KHÓI BỤI TRONG NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN (QCVN)

3.1 QCVN 19: 2009/BTNMT – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về khí thải công nghiệp đối với bụi và các chất vô cơ

3.1.1 Phạm vi có hiệu lực

Quy chuẩn này quy định nồng độ tối đa cho phép của bụi và các chất vô cơ trong khí thải công nghiệp khi phát thải vào môi trường không khí

3.1.2 Đối tượng áp dụng

- Quy chuẩn này áp dụng đối với tổ chức, cá nhân liên quan đến hoạt động phát thải khí thải công nghiệp có chứa bụi và các chất vô cơ vào môi trường không khí

- Khí thải của một số ngành công nghiệp và lĩnh vực hoạt động đặc thù được quy định riêng

40

Các thuật ngữ trong Quy chuẩn này được hiểu như sau:

• Khí thải công nghiệp là hỗn hợp các thành phần vật chất phát thải ra môi trường không khí từ ống khói, ống thải của các cơ sở sản xuất, chế biến, kinh doanh, dịch vụ công nghiệp

• Bụi là những hạt chất rắn nhỏ, thông thường là những hạt có đường kính nhỏ hơn 75μm, tự lắng xuống do trọng lượng của chúng nhưng vẫn có thể lơ lửng một thời gian [theo TCVN 5966:2009 (ISO 4225:1994)]

• Mét khối khí thải chuẩn (Nm3) là mét khối khí thải ở 25oC và áp suất tuyệt đối 760mmHg

• Kp là hệ số lưu lượng nguồn thải ứng với tổng lưu lượng khí thải của cơ sở sản xuất, chế biến, kinh doanh, dịch vụ công nghiệp

• Kv là hệ số vùng, khu vực ứng với địa điểm đặt các nhà máy, cơ sở sản xuất, chế biến, kinh doanh, dịch vụ công nghiệp

• P (m3/h) là tổng lưu lượng khí thải của các ống khói, ống thải của các cơ sở sản xuất, chế biến, kinh doanh, dịch vụ công nghiệp

3.1.3 Giải thích thuật ngữ

3.1.4.1 Nồng độ tối đa cho phép của bụi và các chất vô cơ trong khí thải công nghiệp được tính theo công thức

Cmax = C x Kp x Kv

Trong đó:

• Cmax là nồng độ tối đa cho phép của bụi và các chất vô cơ trong khí thải công nghiệp, tính bằng miligam trên mét khối khí thải chuẩn (mg/Nm3 )

• C là nồng độ của bụi và các chất vô cơ

• Kp là hệ số lưu lượng nguồn thải

• Kv là hệ số vùng, khu vực

3.1.4 Quy định kỹ thuật

42

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

3.1.4.2 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 được quy định tại bảng 1

Bảng 2: Hệ số lưu lượng nguồn thải Kp

3.1.4.3 Hệ số lưu lượng nguồn thải Kp được quy định tại bảng 2

Bảng 3: Hệ số vùng, khu vực Kv

3.1.4.4 Hệ số vùng, khu vực Kv được quy định tại bảng 3

46

Quy chuẩn này quy định nồng độ tối đa cho phép của các thông số ô nhiễm trong khí thải công nghiệp nhiệt điện khi phát thải vào môi trường không khí

Quy chuẩn này áp dụng đối với tổ chức, cá nhân liên quan đến hoạt động phát thải khí thải công nghiệp nhiệt điện vào môi trường không khí

3.2 QCVN 22: 2009/BTNMT – Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về khí thải công nghiệp nhiệt điện

3.2.1 Phạm vi có hiệu lực

3.2.2 Đối tượng áp dụng

Trong Quy chuẩn này, các thuật ngữ được hiểu như sau

• Khí thải công nghiệp nhiệt điện là hỗn hợp các thành phần vật chất phát thải vào môi trường không khí từ ống khỏi, ống thải của nhà máy nhiệt điện

• Nhà máy nhiệt điện quy định trong quy chuẩn kỹ thuật này là nhà máy dung công nghệ đốt nhiên liệu hóa thạch (than, dầu, khí) để sản xuất ra điện năng

• Kp là hệ số công suất ứng với tổng công suất thiết kế của nhà máy nhiệt điện

• Kv là hệ số vùng, khu vực ứng với địa điểm đặt các nhà máy nhiệt điện

• P là tổng công suất theo thiết kế của nhà máy nhiệt điện, bao gồm một tổ máy hoặc nhiều tổ máy

• Mét khối khí thải chuẩn (Nm3) là mét khối khí thải ở 25oC và áp suất tuyệt đối 760mmHg

3.2.3 Giải thích thuật ngữ

48