Hướng dẫn lựa chọn thiết bị, hệ thống đo lường, điều khiển trong công tác kiểm soát, cảnh báo, lưu trữ nồng độ khí thải từ thiết bị trong các nhà máy nhiệt điện, xi măng, hoá chất

quá trình phát thải gây ô nhiễm không khí, tính chất và ảnh hưởng từ quá trình hoạt động sản xuất của các nhà máy nhiệt điện, xi măng, hóa chất .... Như có hãng chuyên về đo kiểm, xác đị

“HƯỚNG DẪN LỰA CHỌN THIẾT BỊ, HỆ THỐNG ĐO LƯỜNG,

ĐIỀU KHIỂN TRONG CÔNG TÁC KIỂM SOÁT, CẢNH BÁO,

LƯU TRỮ NỒNG ĐỘ THÀNH PHẦN KHÍ THẢI TỪ THIẾT BỊ

TRONG CÁC NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN, XI MĂNG, HÓA CHẤT”

Cơ quan chủ quản: Bộ Công Thương

Cơ quan chủ trì đề tài: Viện Nghiên cứu Cơ khí

Chủ nhiệm đề tài: TS Dương Văn Long

6905

20/6/2008

“HƯỚNG DẪN LỰA CHỌN THIẾT BỊ, HỆ THỐNG ĐO LƯỜNG,

ĐIỀU KHIỂN TRONG CÔNG TÁC KIỂM SOÁT, CẢNH BÁO,

LƯU TRỮ NỒNG ĐỘ THÀNH PHẦN KHÍ THẢI TỪ THIẾT BỊ

TRONG CÁC NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN, XI MĂNG, HÓA CHẤT”

Thủ trưởng đơn vị Chủ nhiệm đề tài

(Ký tên, đóng dấu) (Ký, ghi rõ họ tên)

Mục lục

Chương 1 quá trình phát thải gây ô nhiễm không khí, tính chất và ảnh hưởng từ quá trình hoạt động sản xuất của các nhà máy nhiệt điện, xi măng, hóa chất

1.2.1 Quá trình phát thải bụi trong các công đoạn sản xuất……… …. 9 1.2.2 Quá trình phát sinh khí độc trong sản xuất ……… ….… … 14 1.3 quá trình phát thải gây ô nhiễm không khí tại các nhà máy thuộc ngành hoá chất

14

1.3.1 Sự phát thải dạng khí trong sản xuất hoá chất cơ bản 14

1.3.2 Sự phát thải dạng khí trong sản xuất phân bón 17 1.4 thành phần, tính chất bụi và khí độc phát thải từ hoạt động của nhà máy nhiệt điện, xi măng, hóa chất

18

1.4.1 Thành phần, tính chất của bụi nhiệt điện, xi măng, hóa chất …… 18

1.4.2 Tác hại của bụi tới sức khoẻ con người ……….………… 20

1.4.3 Thành phần, tính chất khí độc từ nhà máy nhiệt điện, xi măng … 21

1.4.4 Thành phần, tính chất khí độc từ nhà máy hóa chất … …… … 25

Chương 2 KHảo sát thiết bị, hệ thống đo lường điều khiển của các h∙ng trên thế giới trong lĩnh vực kiểm soát ô nhiễm không khí, hiện trạng ứng dụng thiết bị

2.1.2 Thiết bị đo các thông số bụi ….….……… ………… 34

2.1.3 Thiết bị đo các thông số thành phần khí … ……… ………… 43

2.1.4 Một số h∙ng khác … ……… …………. 56

2.2 khả năng ứng dụng thiết bị đo ……… ……… …… 61

2.1.1 Khả năng ứng dụng thiết bị đo trong công tác kiểm soát ô nhiễm không khí từ các hoạt động sản xuất xi măng, nhiệt điện, hóa chất ….………

61 2.2.2 Tiêu chí lựa chọn thiết bị đo trong công tác kiểm soát ô nhiễm không khí từ các hoạt động sản xuất xi măng, nhiệt điện, hóa chất …………

66 2.3 hiện trạng ứng dụng thiết bị đo ……… …… ….…… 68

2.3.1 Khảo sát hiện trạng ứng dụng thiết bị đo trong công tác kiểm soát ô nhiễm không khí trên thế giới ……….………….…….………

68 2.3.2 Hiện trạng ứng dụng thiết bị trong đo ô nhiễm không khí tại các nhà máy nhiệt điện, xi măng, hóa chất ở Việt Nam ……… ………….

72 2.3.3 Phân tích hiện trạng ứng dụng thiết bị đo và đề xuất … ….… …… 75

Chương 3 Các nguyên lý hoạt động và hướng dẫn lựa chọn thiết bị, hệ thống thiết bị đo cho công tác kiểm soát ô nhiễm không khí từ các nhà máy nhịêt điện, xi măng, hóa chất ……… … ………

77 3.1 nguyên lý hoạt động của thiết bị phân tích môi trường không khí ……… ………

77 3.1.1 Các phương pháp đo và phân tích thành phần bụi ……… ….…… 77

3.1.2 Các phương pháp đo và phân tích thành phần khí độc ……….…… 86

3.2 hướng dẫn lựa chọn thiết bị, hệ thống thiết bị đo cho các nhà máy nhiệt điện, xi măng, hóa chất……….….… …

92 3.2.1 Lựa chọn thiết bị, hệ thống thiết bị đo cho các nhà máy nhiệt điện 92

3.2.2 Lựa chọn thiết bị, hệ thống thiết bị đo cho các nhà máy xi măng 95

3.2.3 Lựa chọn thiết bị, hệ thống thiết bị đo cho các nhà máy hóa chất 98

Kết luận ……….………… 102

Đặt vấn đề

Trong thời gian qua, sản xuất công nghiệp của Việt Nam luôn duy trì được tốc độ tăng trưởng cao, đạt được được những thành tựu quan trọng, đóng góp tích cực vào nhịp độ phát triển kinh tế đất nước Tốc độ tăng trưởng giá trị sản xuất công nghiệp bình quân 5 năm 1996 – 2000 đạt 13,92%/năm Trung bình trong 5 năm (2001 - 2005) mức tăng trưởng đạt đến 16%/năm, vượt chỉ tiêu do Đại hội

Đảng IX đề ra cho ngành Công nghiệp Cơ cấu kinh tế cả nước sau 5 năm thực hiện đường lối Đại hội Đảng IX đã có những bước chuyển dịch tích cực theo hướng công nghiệp hoá Từ sau khi có chính sách đổi mới của Đảng và Nhà nước, và nhất là sau khi có luật đầu tư nước ngoài, ngoài những nhà máy, xí nghiệp đã có từ trước vẫn tiếp tục hoạt động và phát triển, hàng loạt nhà máy, cơ

sở sản xuất công nghiệp mới được thành lập và đi vào hoạt động

Song song với quá trình tăng trưởng và phát triển, các cơ sở sản xuất công nghiệp cũng là một trong những nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường không khí

đáng kể Ngành công nghiệp sản xuất nhiệt điện, xi măng, hóa chất được coi là những ngành sản xuất gây ảnh hưởng lớn tới môi trường, đặc biệt là môi trường không khí Khí thải từ nguồn đốt nhiên liệu và các công đoạn chế biến nhiên liệu của các cơ sở công nghiệp như nhiệt điện, xi măng, phân bón sử dụng nhiên liệu than, dầu FO là nguồn thải lớn nhất, phân bố khắp nơi và chứa đầy đủ các chất ô nhiễm không khí đặc trưng như SO2, NOx, CO, CO2 bụi

Ô nhiễm môi trường nói chung và ô nhiêm môi trường không khí nói riêng

đang ngày càng gây ra các ảnh hưởng tiêu cực tới sức khoẻ cộng đồng, đời sống xã hội, cụ thể tình trạng ô nhiễm không khí ngày càng trầm trọng đã làm số ca mắc các bệnh liên quan tới đường hô hấp, ung thư… gia tăng Theo kết quả khảo sát nồng độ SO2 tăng trung bình hằng năm khoảng 10% - 17%; nồng độ khí NOx tăng nhanh hơn, bình quân hàng năm khoảng từ 40 – 60%; nồng độ bụi PM10 tăng 1,5 lần

Kiểm soát khả năng phát thải gây ô nhiễm môi trường từ các hoạt động công nghiệp mang lại là yếu tố quan trọng trong trong công tác bảo vệ môi trường và mang lại lợi ích cho cộng đồng và chính các doanh nghiệp Kết quả đo

đạc thường xuyên tại các nguồn thải và ống khói của nhà máy thông qua thiết bị

đo trực tiếp từ hệ thống quan trắc là căn cứ khách quan, phản ảnh thực trạng phát thải gây ô nhiễm của nhà máy đó Các cơ quan quản lý môi trường căn cứ vào thực trạng phát thải để có các biện pháp đánh giá mức độ ảnh hưởng tới môi

trường và sức khỏe con người, quản lý, xử lý các cơ sở gây ô nhiễm và là căn cứ

để góp phần quy hoạch phát triển bền vững các cụm công nghiệp, khu công nghiệp

Đối với doanh nghiệp, kết quả quan trắc môi trường tự động sẽ đánh giá khả năng xử lý ô nhiễm của nhà máy, là bằng chứng khẳng định hoạt động của doanh nghiệp là đảm bảo các tiêu chuẩn về môi trường, không gây ảnh hưởng tới khu vự dân cư lân cận, người lao động Số liệu quan trắc được lưu trữ nhiều năm bằng phần mềm lưu trữ và hệ thống lưu trữ của trạm quan trắc sẽ là chứng cứ về tính an toàn đối với môi trường

Đối với nhà nước, việc khẳng định mức độ phát thải gây ô nhiễm môi trường của ngành công nghiệp nói chung dựa vào tính toán qua tổng lượng nhiên liệu tiêu thụ, khả năng xử lý khí thải và chính xác nhất là từ tổng hợp kết quả đo

từ các trạm quan trắc nội bộ Việt Nam đang định hướng ngành công nghiệp thân thiện với môi trường nhờ hàng loạt các quy định về tiêu chuẩn phát thải và kiên quyết xử lý các cơ sở không đáp ứng được nhu cầu về tiêu chuẩn phát thải, do đó kết quả đo đạc được là căn cứ khẳng định sản phẩm công nghiệp của Việt Nam

là thân thiện với môi trường

Để đáp ứng nhu cầu về thiết bị và hệ thống thiết bị trong công tác bảo vệ môi trường, trên thế giới có nhiều hãng chế tạo các loại thiết bị đo đạc tính toán trong phòng thí nghiệm, thiết bị phục vụ đo đạc, cảnh báo, lưu trữ các thông tin

về môi trường đặc biệt là môi trường công nghiệp như: Durag và Sick Maihak của Đức, Hãng Thermo của Mỹ, Hãng Rikenkeiki của Nhật Bản, hãng Hazdust của Mỹ, TSI của Mỹ, VWR của Mỹ, Testo, Staplex, Casella của Anh, Quest của Mỹ

Mỗi hãng có một đặc thù và thế mạnh và đặc trưng riêng cho từng loại thiết bị và từng loại hình công nghiệp khác nhau Như có hãng chuyên về đo kiểm, xác định nồng độ, tính chất, số lượng của các loại bụi và khí độc thải ra môi trường do các hoạt động công nghiệp có nồng độ khí thải ô nhiễm môi trường rất cao như hãng Durag, Sick maiHak của Đức, kèm theo thiết bị là các hệ thống phần mềm quản lý, báo cáo rất phù hợp với mô hình kiểm soát khí thải

độc hại cho các nhà máy như xi măng, nhiệt điện của nước ta Một số hãng khác chuyên sản xuất các loại bơm, máy lấy mẫu khí bụi, có các loại phin lọc bụi để phân tích, phù hợp với công tác kiểm tra, đo đạc lấy mẫu, kiểm soát môi trường không khí lưu động Hãng Rikenkeiki của Nhật Bản lại có thế mạnh về tự động hoá các thiết bị đo kiểm khí cháy, khí độc với các thiết bị rất tinh xảo, phù hợp

với việc phát hiện khí độc trong các nhà máy hoá chất và một số khí thải độc hại trong môi trường không khí

Trong công tác kiểm soát ô nhiễm môi trường, việc lựa chọn thiết bị phù hợp là yếu tố quan trọng góp phần giảm chi phí, tối ưu hoá việc sử dụng thiết bị kiểm soát ô nhiễm môi trường Các đơn vị sử dụng thiết bị môi trường như các cơ quan quản lý môi trường, các trung tâm nghiên cứu, thí nghiệm, các nhà máy công nghiệp rất cần có thông tin về thiết bị như nhà cung cấp, hãng sản xuất, tính năng sử dụng, giá thành Làm cơ sở định hướng cho việc lựa chọn thiết bị phục

vụ quá trình kiểm soát môi trường Vì vậy cần thiết phải có các nghiên cứu, sưu tầm các thiết bị liên quan tới lĩnh vực môi trường nghiêm túc, quy mô để tư vấn

và hướng dẫn lựa chọn thiết bị sao cho phù hợp với yêu cầu sử dụng

Chương 1 quá trình phát thải gây ô nhiễm không khí, tính chất

và ảnh hưởng từ quá trình hoạt động sản xuất của các nhà máy nhiệt điện, xi măng, hóa chất

1.1 Quá trình phát thải bụi và KHí độc Từ NHà MáY NHIệT

ĐIệN

1.1.1 Quá trình phát sinh bụi

Sản xuất điện trong nhà máy nhiệt điện có thể mô tả tóm tắt như sau: Các nguyên liệu chính đầu vào cho lò hơi bao gồm nước, than, dầu, không khí, hoá chất Sản phẩm chính của đầu ra là hơi, sản phẩm phụ của khí thải, tro xỉ, bụi Hơi nước quá nhiệt có áp suất cao làm quay tuabin của hệ thống máy phát làm sản sinh ra điện Nhà máy nhiệt điện phải dùng các nhiên liệu như than, dầu, khí cháy để tạo nhiệt cung cấp cho các lò hơi trong các công đoạn sản xuất điện năng Do đó nguồn bụi chính trong các nhà máy nhiệt điện từ các quá trình khai thác, vận chuyển, bảo quản và nghiền nhiên liệu than Sau quá trình đốt nhiên liệu trong lò, khói cũng thải ra lượng bụi lớn

1.1.1.1 Phát thải bụi từ hệ thống cung cấp, lưu trữ than

Hệ thống cung cấp than bao gồm các thiết bị dỡ than, băng tải hoặc các phương tiện vận tải chở than từ cảng đến các bunke chứa than hoặc về các kho than Tại đây có các thiết bị đánh đống hoặc tiếp tục được vận chuyển bằng các băng tải tới các máy nghiền than Trong các công đoạn tiếp nhận và vận chuyển than nhiên liệu từ cảng tới các kho chứa là một trong những quá trình phát sinh bụi phát tán vào môi trường mà không được kiểm soát Bụi rơi vãi trong quá trình vận chuyển nếu sử dụng các phương tiện vận chuyển như xe tải Trong quá trình vận chuyển bằng các băng tải, bụi phát sinh chủ yếu do quá trình tiếp nhận, vận chuyển và đổ vào bunke hoặc kho chứa

Hệ thống các thiết bị cấp than đến máy nghiền thông thường có 2 hệ thống cấp riêng biệt liên tục từ đầu ra của các bunke tới các đầu vào của các máy nghiền Than từ các bunke được cấp đi với tốc độ có thể điều chỉnh và vệ sinh bằng băng tải vệ sinh vận hành liên tục Quá trình này bụi cũng phát sinh và phát thải trực tiếp ra môi trường không khí chủ yếu do sự rò rỉ từ các công đoạn của thiết bị và tại các tháp chuyển tiếp Hệ thống băng tải than thường bao gồm các băng tải, các tháp chuyển tiếp, các thiết bị dỡ than di động, máy cấp than đổi

chiều kiểu băng, hệ thống đối trọng điều chỉnh độ căng băng tải, hệ thống xử lý bụi băng tải Các công đoạn này cũng là nguồn gây ô nhiễm bụi thường xuyên của nhà máy nhiệt điện

Hệ thống kho than bao gồm các thiết bị và khả năng phát thải bụi như: Kho than khô, kho than hở, thiết bị đánh đống kiểu di chuyển, quay ở kho than khô, thiết bị cấp than ở cần di động ở kho than khô, thiết bị đánh đống lấy than kết hợp kiểu cẩu di động ở kho than hở, máy xúc gạt bánh xích ở kho than hở, hệ thống điều khiển cung cấp than

1.1.1.2 Phát thải bụi trong hệ thống nghiền, lọc bụi và quá trình đốt trong lò hơi

Hệ thống nghiền than của các nhà máy tuỳ theo công nghệ đốt than mà hệ thống nghiền than sử dụng các công nghệ khác nhau để tạo ra các sản phẩm than

có kích thước khác nhau Đối với công nghệ lò hơi tầng sôi tuần hoàn than chỉ cần nghiền đến cỡ hạt 0,5 – 1 cm, ở lò than phun cần được nghiền mịn hơn nên

đòi hỏi công nghệ nghiền phức tạp Máy nghiền than cho công nghệ đốt than phun có thể là loại máy nghiền bi, máy nghiền đứng Số lượng các máy nghiền phụ thuộc vào kiểu đốt và loại máy nghiền

Than sau khi nghiền được chuyển tới các bunke bằng các băng tải Do lượng than được nghiền để cung cấp nhiệt lượng cho lò hơi đốt than là rất lớn do

đó nghiền than cung cấp cho lò hơi trong các nhà máy nhiệt điện là nguồn phát thải bụi lớn nhất cần kiểm soát chặt chẽ và phải có các thiết bị xử lý bụi phù hợp

Trong lò hơi nhà máy nhiệt điện, lượng khói bụi phát thải xuất phát từ các quá trình đốt cháy nhiên liệu than là rất lớn Trong các công đoạn nạp liệu của lò than đã phát thải ra bụi cần phải được thu gom bằng các thiết bị lọc bụi hoặc hút chân không Các hạt tro xỉ kích thước nhỏ với sự tập chung nồng độ cao bay ra khỏi lò theo dòng lưu chuyển của không khí và thải ra ngoài theo ống khói của nhà máy

Xỉ than sinh ra trong quá trình cháy rơi xuống phễu xỉ được chứa đầy nước hoặc hoặc các máng băng chuyền xích ngập trong nước Xỉ được làm nguội

và nghiền nhỏ tới <2mm bởi các máy nghiền xỉ Sau đó xỉ được đẩy tới bể chứa bùn thường tỷ lệ xỉ và nước là 3/1 Thường trong quá trình thu gom xỉ cho tới khi

đẩy tới bể chứa bùn thải, lượng phát thải bụi là không nhiều do được ngâm trong nước ngay sau khi thải xỉ ra khỏi lò Tuy nhiên các công đoạn tiếp theo của việc vận chuyển, xử lý như đem chôn lấp hoặc tái sử dụng vào các mục đích khác thì

đây cũng là nguồn phát thải bụi đáng kể

Hình 1.1 Sơ đồ dòng vật chấtvà các điểm cần kiểm soát phát thải nhà máy sản xuất nhiệt điện

1.1.2 Quá trình phát sinh khí độc

Việc sử dụng các loại nhiên liệu như than, dầu trong các công đoạn đốt cháy thu nhiệt làm phát sinh một lượng lớn các loại khí thải độc hại gây ô nhiễm môi trường Các loại khí độc này bao gồm: SO2, CO, CO2, NOx… được sinh ra trong quá trình đốt nhiên liệu có các thành phần như C, H, O, N, S… tác dụng với ô xy của không khí, nước Ngoài ra có một phần khí thải từ quá trình phân huỷ nhiên liệu Vấn đề nghiêm trọng nhất đối với khí thải độc hại của nhiệt điện

đốt than là thải lượng khí SO2 quá cao do lưu huỳnh chứa trong than rất nhiều

1.1.2.1 Cơ chế phát sinh khí CO và khí CO 2

Khí CO và CO2 thoát ra chủ yếu do quá trình cháy nhiên liệu có chứa các bon, là thành phần chính trong than Trong công nghiệp khí CO xảy ra chính do cháy không hoàn toàn than trong lò Nguyên nhân của sự cháy không hoàn toàn

là không đảm bảo tỷ lệ, sự hoà trộn không khí và nhiên liệu hợp lý, thời gian lưu của nhiên liệu trong ngọn lửa không đủ và do nguội nhanh của sản phẩm trong các quá trình hấp thụ tận dụng nhiệt của các bề mặt hấp thụ Nếu lò đốt được thiết kế và vận hành hợp lý thì tượng phát thải khí CO sẽ rất thấp hoặc không

đáng kể (khoảng 100ppm khi đốt ga, 20 ppm khi đốt dầu, 200ppm khi đốt than)

Nếu dùng than làm nhiên liệu cung cấp nhiệt trong quá trình thì quá trình cháy C xảy ra rất mãnh liệt Quá chình cháy của C là phản ứng với O2 trong không khí, hơi nước trong không khí thổi vào Phản ứng này là phản ứng toả nhiệt và cung cấp nhiệt lượng lớn nhất cho quá trình sấy và nung

1.1.2.2 Cơ chế phát sinh khí SO 2

Quá trình phát sinh khí SO2 xảy ra trong quá trình đốt than trong lò Lưu huỳnh trong thành phần của nhiên liệu sẽ tác dụng với ôxi ở nhiệt độ cao tạo thành SO2 theo phản ứng sau:

S + O2 → SO2

Cơ chế phát sinh khí SO2 trong quá trình phân huỷ nguyên liệu:

Nguyên liệu sản xuất đều có chứa lưu huỳnh ở các dạng khác nhau: S, CaSO4, Na2SO4, K2SO4, CaS, Na2S, CS2 Các phản ứng tạo khí SO2 xảy ra trong quá trình đốt cháy như sau:

Nếu nhiệt độ cháy giảm dần một cách từ từ thì NOx trong ngọn lửa sẽ phân huỷ thành N2 và O2 Tuy nhiên trong thực tế, nhiệt độ trong các lò thực tế

được tận dụng để trên các bề mặt hấp thụ nhiệt (bề mặt trao đổi nhiệt, bề mặt

môi chất, bề mặt vật nung…) do đó nhiệt độ giảm rất nhanh do đó sự phân huỷ NOx không xảy ra Do đó khói thải vẫn có khí NOx

Nitơ có trong than tác dụng với O2 theo hai phản ứng thuận và nghịch sau:

N2 + O2 ←⎯⎯t C0 → 2NO

NO + 0,5O2 ←⎯⎯t C0 → NO2

Ngoài ra các khí này còn sinh ra do phản ứng của nitơ và ôxi trong thành phần của không khí thổi vào lò

Như vậy quá trình phát thải của nhà máy nhiệt điện gồm có bụi và khí

độc, trong đó bụi phát sinh chủ yếu là quá trình khai thác, vận chuyển, lưu trữ và nghiền nhiên liệu than trước khi sử dụng làm nhiên liệu đốt cháy Khí thải sau khi đốt cháy nhiên liệu cũng chứa hàm lượng bụi than, xỉ, tro muội rất lớn Khí

độc chủ yếu gồm SO2, CO, CO2, NOx… sinh ra trong quá trình đốt cháy nhiên liệu trong lò, độc hại và có ảnh hưởng lớn nhất tới môi trường không khí là khí

SO2

1.2 Quá trình phát thải bụi, khí độc Từ NHà MáY xi măng

1.2.1 Quá trình phát thải bụi trong các công đoạn sản xuất

Ngành công nghiệp sản xuất xi măng là một trong những nhóm ngành gây

ô nhiễm lớn nhất cho môi trường không khí Do đặc điểm sản xuất đặc trưng là hầu hết các nguyên liệu đầu vào đều qua các công đoạn gia công cơ học và nung, sấy Công đoạn gia công cơ học làm phát tán một lượng lớn bụi và tiếng ồn, trong khi đó các quá trình sấy nguyên liệu và nung thành phẩm clinke tạo ra lượng lớn khí thải độc hại và khói bụi phát tán ra môi trường Trong dây chuyền công nghệ sản xuất xi măng bụi phát sinh chủ yếu từ các công đoạn sau:

1.2.1.1 Công đoạn khai thác:

Việc khoan nổ mìn, xúc đổ gây nhiều bụi khói và cả hơi khí độc ảnh hưởng trực tiếp tới người lao động và môi trường không khí, đặc biệt bụi đá có hàm lượng silic tự do cao có khả năng gây bệnh bụi phổi silic

Một số công đoạn chính khai thác và chuẩn bị nguyên liệu gây ô nhiễm bụi:

9 Đá Vôi: được khai thác từ mỏ bằng phương pháp nổ mìn, vận chuyển về phễu tiếp liệu Nhờ băng tải xích, đá vôi được chuyển vào máy va đập búa một trục có va đập phản hồi để đập xuống kích thước nhỏ hơn 25mm

9 Đất sét: Sau khi bóc lớp phủ bề mặt, dùng máy ủi công suất lớn gạt thành

đống và dùng máy xúc xúc lên xe tải chuyển đổ vào phễu tiếp liệu Nhờ băng tải xích đất sét được chuyển vào máy đập búa để đập kích thước nhỏ hơn 75mm, sau đó tiếp tục qua máy cán 2 trục để cán ra cỡ hạt nhỏ hơn 25mm

9 Trạm đập đá vôi và đất sét được bố trí gần nhau và gần kho đồng nhất Đá vôi và đất sét được chuyển vào kho đồng nhất sơ bộ nhờ hai tuyến băng tải

đặt liền nhau

9 Quặng sắt và quặng zít khai thác tại mỏ và đập sơ bộ xuống kích thước nhỏ hơn 25mm sau đó được vận chuyển về nhà máy bằng xe tải có trọng lượng lớn và cho vào kho chứa

1.2.1.2 Công đoạn vận chuyển:

Các phương tiện vận chuyển như ôtô, băng tải, vít tải, máng khí động mức độ gây ô nhiễm môi trường không khí phụ thuộc rất nhiều vào mức độ kín khít của các phương tiện này Nồng độ bụi đo tại các vị trí này thường dao động lớn, có thể gấp hàng chục lần tiêu chuẩn cho phép, nhất là tại các nhà máy xi măng lò đứng

Thông thường, việc vận chuyển nguyên liệu bằng các phương tiện vận tải

và các băng tải chuyển là về silô thu gom của nhà máy Bụi rất dễ dàng phát tán

ra môi trường không khí đặc biệt là qua các quá trình vận chuyển

1.2.1.3 Công đoạn gia công nguyên liệu:

Bụi phát sinh tại các máy đập hàm, đập búa, cân băng định lượng, hệ thống băng tải liệu và vị trí rót liệu vào máy nghiền Tại đây đều có các thiết bị thu bụi trực tiếp nhưng lượng bụi vẫn phát tán ra ngoài không khí do rò rỉ từ các thiết bị thu gom và tính chất hoạt động của thiết bị

- Công đoạn sấy than, đất sét

Bụi cũng phát sinh trong quá trình sấy và vận chuyển vật liệu khô sau sấy

Kể cả khi có các thiết bị hút bụi chân không hoặc hút bụi tại chỗ thì đây cũng là nguồn phát sinh tương đối lớn trong các công đoạn gia công

- Công đoạn nung luyện clinke

Là công đoạn ảnh hưởng đến môi trường nhiều nhất Khí thải của lò, ngoài bụi còn cả khí độc CO, NO2, SO2 làm ảnh hưởng đến sức khỏe cộng đồng và ảnh hưởng xấu tới chất lượng nước mặt, đất đai, cây xanh, công trình

- Công đoạn làm nguội và tháo clinke

Bụi phát sinh từ những hệ thống băng tải hở, những chỗ rò rỉ của hệ thống vận chuyển, tại các vị trí rót liệu

- Công đoạn nghiền xi măng, đóng bao

Nguồn ô nhiễm chủ yếu trong quá trình vận chuyển sau nghiền, phụ thuộc nhiều vào độ kín khít của thiết bị vận chuyển Bụi trong công đoạn này có khả năng lan tỏa và bám dính rất tốt Đóng bao là công đoạn có môi trường lao động

ô nhiễm nhất trong nhà máy xi măng Trong công nghệ sản xuất xi măng, đất sét sau khi đập còn được sấy trong lò sấy (thường là sấy thùng quay) để đảm bảo độ

ẩm, đó là nguồn sinh ra các khí thải như CO, CO2, SO2 Trong khí thải của lò nung cũng có các khí độc trên

Lß quay (nung)Nhiªn liÖu Lß quay (nung)

Bôi, ån §Ëp

13

Hình 1.5 Sơ đồ mô hình sản xuất xi măng lò quay phương pháp khô và các vị trí cần kiểm soát phát thải

1.2.2 Quá trình phát sinh khí độc trong sản xuất

Việc sử dụng các loại nhiên liệu như than, dầu… trong các công đoạn nghiền, sấy nguyên liệu, than và nung clinke đã làm phát sinh một lượng lớn các loại khí thải độc hại gây ô nhiễm môi trường Các loại khí độc này bao gồm:

SO2, CO, CO2, NOx, HF… được sinh ra trong quá trình đốt nhiên liệu có các thành phần như C, H, O, N, S… tác dụng với ô xy của không khí, nước Ngoài ra

có một phần khí thải từ quá trình phân huỷ nhiên liệu

Tương tự như quá trình đốt cháy nhiên liệu trong nhà máy nhiệt điện, các nhà máy sản xuất xi măng cũng phát thải khí độc theo mức độ sử dụng nhiên liệu Ngoài ra khí HF phát sinh trong lò nung clinke khi trong thành phần nguyên liệu để sản xuất xi măng có sử dụng thêm một số phụ gia khoáng hoá để hạ thấp nhiệt độ nung đối với xi măng lò đứng Đây là những chất có chứa flo như: CaF, Na2SiF6… Trong quá trình nung, luyện các hợp chất này bị phân huỷ tạo thành F2, gặp hơi nước tạo ra HF; phản ứng tạo HF như sau:

1.3 quá trình phát thải gây ô nhiễm không khí từ các nhà máy hoá chất

1.3.1 Sự phát thải dạng khí trong sản xuất hoá chất cơ bản.

Khí hyđro nguyên liệu được sử dụng là khí tự nhiên đã được khử lưu huỳnh cho hỗn hợp với nước và xúc tác để được CO, CO2 và H2 Sau đó CO2

được loại ra khỏi hỗn hợp bằng dung dịch monoetanolamin Các chất CO và CO2

là những xúc tác để tạo thành CH4 cho đến mức độ nhất định thì khí hyđro giải phóng hoàn toàn khỏi CO, CO2, O2

- Sản xuất amoniac bằng xúc tác: Hợp chất sắt được dùng làm xúc tác với lượng nhỏ AL2O2, K2O, CaO và MgO xem như là tác nhân kích thích Các chất phát thải chính gây ô nhiễm không khí là NOx, NH3, CO

1.3.1.2 Sản xuất axit sunfuric

H2SO4 dưới dạng sương mù Các chất thải này là các chất độc đặc trưng cho ngành công nghiệp sản xuất axit sunfuric gây tác động đến vùng niêm mạc của

hệ thống hô hấp và hệ thống tiêu hoá Các chất này luôn là nguy cơ đối với công nhân làm việc trong các xưởng sản xuất axit sunfuric và dân cư vùng lân cận nhà máy vì chúng luôn tồn tại ở hàm lượng cao Nồng độ SO2 khoảng 0,06 mg/l đã

có thể dẫn đến ngộ độc nặng cho con người Hiện nay người ta quy định nồng độ

SO2 tối đa tại xưởng sản xuất là 20 mg/m3 với SO3 nồng độ tối đa cho phép là 2 mg/m3 Nồng độ tối đa của H2S tại phân xưởng làm việc là 10mg/m3

Ngoài ra, trong xỉ thải lò pyrit luôn có chứa asen do asen luôn tồn tại đồng hành trong quặng sắt Hàm lượng asen trong xỉ thải từ lò đốt pyrit khoảng 0,15%

và trên 70% lượng asen này phân tán vào môi trường dưới dạng hơi, bụi xỉ hoặc xâm nhập vào nước do các quá trình rửa trôi

1.3.1.3 Sản xuất axit HCl

HCl tinh khiết được sản xuất bằng cách đốt cháy clo trong hyđro, sau đó cho HCl hấp thụ trong nước thu được dung dịch axit clohyđric, nồng độ từ 30 tới 38%

Trong nhiều trường hợp HCL được hình thành như bán sản phẩm của quá trình clo hoá các chất hữu cơ như benzen, toluen và vinyl clorua Bằng cách hấp thụ HCl trong nước thu được axit HCl kém tinh khiết hơn so với dung dịch HCl sinh ra từ phản ứng tổng hợp các nguyên tố H2 và Cl2 Trong quá trình sản xuất HCl từ hyđro và Cl2, phát thải chủ yếu là khí Cl2, khí HCl và axit HCl

1.3.1.4 Sản xuất axit HNO 3

Phản ứng cuối cùng tạo axit HNO 3

3NO2 + H2O → 2HNO3 + NO

Khi tăng nồng độ NO2, xảy ra quá trình nhị hợp của NO2 thành N2O4 làm tăng chuyển hoá NO2 từ NO Quá trình ôxy hoá chuyển hoá N2O4 tiếp theo tạo thành N2O5 là anhyđrit của axit nitơric HNO3 Sản phẩm cuối cùng là dung dịch HNO3 57%, dung dịch này có thể được dùng để sản xuất amoni nitơrat

1.3.1.5 Sản xuất axit H 3 PO 4

Axit H3PO4 có thể được tạo ra theo nhiều cách, nguyên liệu cơ bản để sản xuất ra axit H3PO4 là Ca3(PO4)2 (apatit) có chứa flo, được nghiền kỹ sau đó trộn với axit H2SO4

Axit HCl được hình thành như là sản phẩm phụ khi cho clo hoá hợp chất hữu cơ, hợp chất HCl cũng có thể chuyển hoá thành Cl2 (quá trình Deacon) Trong cả 2 phương pháp, quá trình phản ứng xảy ra như sau:

Anôt: Na+ + Cl- ⎯⎯→ ưe Na+ + 1/2 Cl2

Catôt: Na+ + Cl- ⎯⎯→ +e Na+ + Cl- → H2O → Na+ + OH- + 1/2H2Khi sử dụng điện cực thuỷ ngân thì Na hình thành được hoà tan trong thuỷ ngân, sau đó phản ứng với nước để tạo thành NaOH và H2 Trong trường hợp này NaOH có chứa rất ít NaCl

Chất phát thải chủ yếu của quá trình sản xuất NaOH và Cl2 chủ yếu là Cl2

và H2, phần lớn được thải vào khí quyển và nước

1.3.1.7 Sản xuất bột đen dùng để chế tạo phẩm màu hoặc cao su

Dầu cháy từ khí tự nhiên trong điều kiện thiếu không khí, bột đen được hình thành sau khi làm lạnh và được tách từ khí đốt có chứa CO và H2, bằng máy lọc dạng sợi thuỷ tinh và lọc xoáy Sản phẩm sau khi xử lý được chuyển tới nơi

sử dụng làm nguyên liệu thô Khí còn lại được đốt cháy và nhiệt có thể thu hồi vào các mục đích khác tuỳ theo yêu cầu

Phần khí còn lại khi đốt cháy kết hợp với khí tự nhiên tiếp tục được sử dụng trong quá trình cháy Tất cả các phát thải cháy đều xuất hiện từ CxHy Bụi thoát ra từ máy lọc, máy làm khô, máy nghiền và máy đóng gói SO2 được hình thành khi khí còn lại cháy và một phần của lưu huỳnh trong nguyên liệu cấp cho quá trình chế biến, phần còn lại của lưu huỳnh theo bột đen

1.3.2 Sự phát thải dạng khí trong sản xuất phân bón

1.3.2.1 Sản xuất phân bón Superphosphat đơn, kép

Superphosphat được sản xuất từ nguyên liệu chứa phospho như quặng phosphat (tricanxi phosphat) Quặng phosphat được trộn với axit sunfuric theo tính toán sẽ phân huỷ canxi phosphat và thu được P2O5 xấp xỉ 18 ữ 20%, với phản ứng như sau:

Ca3(PO4)2 + 2H2SO4 → Ca(H2PO4)2 +2CaSO4

Khi sản xuất superphosphat đơn, các quá trình chính bao gồm:

-Trộn quặng mịn và axit

-Chuyển hỗn hợp về thể rắn

-Xử lý nguyên liệu để phản ứng được hoàn thành

Quặng mịn và axit sunfuric phải được trộn rất nhanh trước khi sản phẩm bị kết tinh và kết tủa thành thể rắn vẫn chứa quặng mịn phosphat Vì vậy sản phẩm

được cho vào càng sớm càng tốt ngay sau khi trộn và được nghiền sau đó một giờ Tuy nhiên cần một thời gian dài để phản ứng hoàn thành (khoảng 3 tuần)

Sự phát thải

Trong quặng phosphat có chứa CaF2 và SiO2, vì vậy khi có axit sunfuric vào quặng phosphat sẽ gây ra phản ứng giữa H2SO4 với CaF2 tạo ra khí HF Một phần HF phản ứng với SiO2 tạo ra khí SiF4 Vì vậy khi xử lý quặng phosphat cả

khí HF và khí SiF4 đều được thải ra môi trường Đặc biệt có một lượng lớn các hợp chất của flo thoát ra trong giai đoạn đầu của quá trình xử lý Bụi sinh ra trong quá trình xử lý và sản xuất quặng phosphat

HF cũng có thể gây ra các tác động tương tự như như F2 ở nồng độ khoảng 0,2mg/l là cực kỳ nguy hiểm đối với hệ hô hấp mặc dù tiếp xúc trong thời gian rất ngắn Nhiễm HF có thể dẫn đến bị phá huỷ các tế bào phổi và phế quản Do vậy công nhân lao động trực tiếp trong nhà máy tiếp xúc với apatit phải

có môi trường thoáng khí để đảm bảo không bị tiếp xúc nồng độ cao với Flo hay

HF

1.3.2.2 Sản xuất phân bón NPK

Khi sản xuất phân bón tổng hợp NPK (nitơ - phospho – kali) người ta trộn các thành phần theo tỷ lệ thích hợp: NH4NO3, (NH4)2SO4, NH2CONH2, CaHPO4, Ca(H2PO4)2, KCl, (NH4)H2PO4, (NH4)2 HPO4, K2SO4 Để nâng cao chất lượng hỗn hợp phân bón, người ta có thể thêm các muối magie và các vi lượng khác Hỗn hợp này được nghiền sau đó đem sàng để đạt được kích thước mong muốn, tiếp đó hỗn hợp được trộn với dầu và bột để ngăn ngừa đóng cục sau đó bán ra thị trường

Sự phát thải

Nguồn thải chủ yếu của quá trình sản xuất phân NPK là bụi Bụi được sinh

ra tuỳ thuộc vào thành phần hỗn hợp của sản phẩm Khí amoniac cũng bị bốc hơi tuỳ thuộc vào phương pháp sản xuất muối amoni

1.4 thành phần, tính chất bụi và khí độc phát thải từ hoạt

động của nhà máy nhiệt điện, xi măng, hóa chất

1.4.1 Thành phần, tính chất của bụi nhiệt điện, xi măng, hóa chất

Trong sản xuất điện từ các quá trình đốt cháy nhiên liệu, chủ yếu là than, bụi phát sinh chủ yếu là bụi than và xỉ than Bụi than, xỉ là tập hợp nhiều hạt vật chất vô cơ hoặc hữu cơ, có kích thước nhỏ tồn tại trong môi trường không khí dưới dạng bụi, sương bay, bụi lắng và các hệ khí gồm hơi, khói, mù Trong sản xuất điện đốt than, bụi sản sinh ra từ hầu hết các công đoạn sản xuất và có các kích cỡ khác nhau như:

- Bụi bay có kích thước từ 0-10 àm bao gồm tro, muội, khói và những hạt hạt chất rắn đã nghiền nhỏ chủ yếu là than và xỉ than trong một số công đoạn chế biến, đốt, chuyển động theo các dòng khí trong không khí hoặc rơi xuống đất với

tốc độ đều theo định luật stock Trong các công đoạn sản xuất trong nhà máy, lượng bụi có kích thước nhỏ này là chủ yếu và thường được thu bằng các thiết bị lọc bụi Tuy nhiên trong các công đoạn, do kích thước rất nhỏ nên bụi này vẫn phát tán vào môi trường tuỳ theo quy mô xử lý bụi và cách bố trí thiết bị của nhà máy

- Bụi lắng có kích thước lớn hơn 10 àm, thường rơi xuống đất theo định luật Niutơn với tốc độ tăng dần Bụi này thường phát sinh chủ yếu trong các quá trình khai thác, vận chuyển bằng các phương tiện như băng tải, xe tải và trong quá trình gia công nghiền nhiên liệu than Ngoài ra bụi có kích thước này còn phát sinh trong các công đoạn đốt cháy than tạo xỉ, bảo quản than trong các kho

được tạo ra trong quá trình đốt cháy nguyên liệu hoặc quá trình ngưng tụ có kích thước hạt 1-15 àm

Trong các quá trình sản xuất hóa chất điển hình, lượng bụi phát thải là không đáng kể Duy nhất quá trình sản xuất bột màu dùng để chế tạo màu cao su

là phát tán bụi (<5 àm) do các hạt màu rất mịn và khả năng phát tán cao nếu không kiểm soát tốt các quá trình công nghệ Tuy nhiên số lượng và năng suất sản xuất của các cơ sở này không cao do đó không phải là nguồn ô nhiễm nghiêm trọng

Trong các nhà máy phân bón, đặc biệt là sản xuất phân superphosphat

đơn, kép, phân NPK là nguồn ngây ô nhiễm bụi đáng kể do sử dụng quặng phosphat, apatit và các hợp chất hữu cơ khác trong quá trình nghiền, sàng, rây,

trộn nung và chế biến nguyên liệu Hệ số phát thải bụi là 0,2 – 2 kg/tấn thành phẩm Superphosphat, 0,1-2 kg/tấn thành phẩm phân NPK

Bụi từ các nhà máy sản xuất phân bón rất độc hại và thường có đường kính trung bình lớn hơn 10àm, do đó bụi này có khả năng phát tán không rộng và dễ dàng xử lý bằng các thiết bị lọc bụi như buồng lọc, lọc túi, lọc tĩnh điện…

1.4.2 Tác hại của bụi tới sức khoẻ con người

ảnh hưởng rõ ràng nhất của ô nhiễm không khí đối với sức khoẻ con người là kích thích bộ máy hô hấp, gây ho, khó thở, kích thích màng nhầy và mắt, làm cho con người có các triệu chứng như buồn nôn và nôn Các triệu chứng khác tiềm ẩn kéo dài sẽ gây ra các bệnh mãn tính Không chỉ ảnh hưởng tới hệ hô hấp của con người, các khí độc trong không khí còn có thể gây hại tới hầu hết các cơ quan khác của cơ thể, nếu tác động lâu dài, có thể gây ra các bệnh khác hoặc tử vong

Những hạt bụi có tác hại nhất đối với sức khoẻ con người là khi chúng xâm nhập sâu vào tận phổi trong quá trình hô hấp, là những hạt có kích thước nhỏ hơn 10 àm Người ta gọi đây là loại bụi hô hấp

Bệnh phổi nhiễm bụi

Bệnh phổi nhiễm bụi là do con người hít thở bụi khoáng, bụi amiăng, bụi than và kim loại Người hít phải loại bụi này sẽ bị xơ phổi, suy giảm các chức năng hô hấp

ở mỹ từ năm 1950 – 1955 phát hiện được 12.763 người nhiễm bụi đá (silicose) ở Nam Phi có khoảng 30-40% thợ mỏ hàng năm chết do bị bệnh phổi nhiễm bụi đá

ở Tây Đức hàng năm có khoảng 1500 người chết do nhiễm bụi silicose

ở Tây Âu 973.000 thợ mỏ thì có tới 120.000 nhười bệnh silicose

Bệnh đường hô hấp

Tuỳ theo nguồn gốc các loại bụi mà gây ra các bệnh viêm mũi, họng, viêm phế quản Bụi hữu cơ như bông gai đay dính vào niêm mạc gây viêm phù thụng tiết nhiều niêm dịch, về lâu dài bụi gai lanh có thể gây loét lòng khí phế quản

Bụi vô cơ rắn có cạnh góc sắc nhọn lúc đầu thường gây ra viêm mũi làm cho niêm mạc đầy lên, tiết nhiều niêm dịch, hít thở khó, gây ra các bệnh phổi nhiễm bụi

Bụi crom, asen gây loét, thủng vách mũi vùng trước sụn lá mía

Bụi mangan, phốt phát , bicromat kali, gỉ sắt gây viêm phổi, thay đổi miễn dịch sinh hoá của phổi

Bệnh ngoài da

Viêm da, trứng cá, khô da, mụn nhọt do tác động của bụi tới các tuyến nhờn của da

Các bệnh về đường tiêu hoá

Bệnh về đường tiêu hóa như viêm niêm mạc dạ dày, rối loạn tiêu hoá, rối loạn thận, thiếu máu

Ô nhiễm môi trường do bụi là vấn đề nổi cộm, đáng quan tâm nhất trong ngành công nghiệp sản xuất xi măng Bụi phát sinh trong quá trình sản xuất xi măng bao gồm: Bụi than, đất sét, đá vôi, thạch cao, xỉ pyrit, bụi clinke, bụi xi măng và bụi xỉ của quá trình đốt nhiên liệu

Trong công nghiệp sản xuất xi măng, bụi do các quá trình khai thác nguyên liệu, nghiền sàng và vận chuyển thường có ảnh hưởng rất lớn tới không khí xung quanh nhà máy và các khu dân cư vùng phụ cận, ảnh hưởng tới sức khoẻ người dân và hệ thực vật

Các chất ô nhiễm trên từ các công đoạn của sản xuất xi măng, nhiệt điện, hóa chất có thể xâm nhập vào cơ thể con người thông qua các con đường như hô hấp, qua da và miệng Các chất độc hại phần lớn xâm nhập vào cơ thể thông qua quá trình hô hấp Qua hô hấp, các phần tử và các dẫn suất của chúng được sinh

ra từ khí, hơi nóng và khói xâm nhập vào các tế bào phổi nơi máu trong cơ thể chảy qua Các hạt thô có đường kính khoảng 20àm cũng như một vài hạt sương

mù có thể bị ngăn lại từ lông mũi và đẩy ra ngoài Nếu nồng độ các chất ô nhiễm gia tăng thì tính độc cũng tăng lên, mức độ ảnh hưởng tới sức khỏe con người cũng tăng lên rất nhiều

1.4.3 Thành phần, tính chất khí độc từ nhà máy nhiệt điện, xi măng

Việc sử dụng các loại nhiên liệu như than, dầu trong các công đoạn đốt cháy thu nhiệt làm phát sinh một lượng lớn các loại khí thải độc hại gây ô nhiễm môi trường Các loại khí độc này bao gồm: SO2, CO, CO2, NOx… được sinh ra

trong quá trình đốt nhiên liệu có các thành phần như C, H, O, N, S… tác dụng với ô xy của không khí, nước Ngoài ra có một phần khí thải từ quá trình phân huỷ nhiên liệu Khí thải độc hại nguy hại nhất của nhiệt điện đốt than là khí thải

SO2 do quá trình đốt cháy nhiên liệu than, dầu có chứa lưu huỳnh Vì vậy phải có các phương án xử lý tại nguồn hoặc xử lý triệt để trước khi thải vào môi trường

Khí CO và CO2 thoát ra chủ yếu do quá trình cháy nhiên liệu có chứa các bon, là thành phần chính trong than Trong công nghiệp khí CO xảy ra chính do cháy không hoàn toàn than trong lò Nguyên nhân của sự cháy không hoàn toàn

là không đảm bảo tỷ lệ, sự hoà trộn không khí và nhiên liệu hợp lý, thời gian lưu của nhiên liệu trong ngọn lửa không đủ và do nguội nhanh của sản phẩm trong các quá trình hấp thụ tận dụng nhiệt của các bề mặt hấp thụ Nếu lò đốt được thiết kế và vận hành hợp lý thì tượng phát thải khí CO sẽ rất thấp hoặc không

đáng kể (khoảng 100ppm khi đốt ga, 20 ppm khi đốt dầu, 200ppm khi đốt than)

1.4.3.2 Đặc điểm khí SO 2

SO2 là khí không màu, có vị hăng cay không cháy và có mùi khó chịu SO2thường có thời gian lưu trong không khí và khí quyển từ 12 giờ tới 2 ngày Một phần khí SO2 bị quang hoá, biến đổi thành SO3 SO2 Có mặt trong khí sạch ở các vùng đô thị nồng độ là 0.0035ppm Các hoạt động của con người tạo ra SO2 chủ yếu do đốt than và sử dụng nhiên liệu dầu

Trong tiêu chuẩn không khí, nồng độ SO2 cho phép xấp xỉ 0.1 ppm/h, với mức độ 1ppm đã có thể làm cho con người cảm thấy đau ngực, huyết áp bị thay

đổi Nếu nồng độ SO2 đạt khoảng 3ppm thì đã dễ dàng nhận thấy bằng khiếu giác Nồng độ 5 ppm là nồng độ cho phép lớn nhất trong môi trường làm việc (8 giờ)

Do SO2 có khả năng hoà tan trong nước rất cao nên nó ảnh hưởng lớn tới

đường hô hấp bao gồm khoang mũi, họng, thanh quản, khí quản Trên thực tế

SO2 còn tồn tại trong đường hô hấp khác hẳn với NO2 và O2, nó hoà tan chậm trong nước và dễ dàng sâm nhập sâu vào hệ hô hấp

Ngoài ra SO2 còn gây hại tới vật liệu xây dựng và đồ dùng, do biến đổi thành axit sunfuric có phản ứng mạnh Chúng làm hư hạu và thay đổi tính chất vật lý, màu sắc của vật liệu xây dựng như đá vôi, đá hoa, cẩm thạch và vữa xây, cũng như phá hoại các tác phẩm điêu khắc, tượng đài, công trình xây dựng Sắt thép trong môi trường nóng ẩm, có khí SO2 sẽ nhanh han gỉ Ngoài ra SO2 cũng gây hư hạivà giảm tuổi thọ các với các sản phẩm như vải, ni nông, đồ da…

Với hệ thực vật, nếu thời gian phơi là 8 tiếng với nồng độ xấp xỉ 0.3 ppm

sẽ gây ra sự hình thành các điểm không đều giữa các khoang rỗng trong thân cây, những vùng trắng xanh, ngăn chặn sự sinh trưởng, làm rụng lá sớm và các

ảnh hưởng khác Những biểu hiện xâm hại này rất dễ thấy ở các lá non của thực vật

1.4.3.3 Đặc điểm khí NO x

NO2 là khí độc hại có màu nâu, trong khí quyển ở độ cao 32 km, có một lớp ước tính khoảng 0.25 ppm và mắt thường nhìn thấy rõ Con người bắt đầu cảm nhận thấy mùi của khí này khi nồng độ NO2 khoảng từ 1-3 ppm ở nồng độ

13 ppm NO2 gây ra kích thích mũi và mắt Sau vài giờ hít phải khí NO2 con người sẽ bị sưng phổi và khó thở Các nghiên cứu cảnh báo rằng nếu hít phải khí

Hình 1.6 Ô nhiễm không khí do nhiệt điện (khí SO 2 &bụi); theo WHO, mỗi năm tại Trung Quốc có 170.000 người chết vì ô nhiễm bụi và khí SO 2 từ công nghiệp

NO2 với nồng độ trên 500 ppm, con người rất dễ tử vong NO2 có tốc độ lắng trên đường hô hấp thấp nên dễ dàng đi sâu vào cơ thể làm ảnh hưởng tới các nhánh cuống phổi nhỏ, túi phổi, các bộ phận khác của đường hô hấp, gây ra các chứng phù phổi, suy yếu các chức năng hô hấp và viêm đường hô hấp

NO2 cũng có ảnh hưởng nhỏ tới hệ thực vật, trong thời gian phơi 4 tiếng với nồng độ 2.5 ppm sẽ gây ra tẩy trắng và làm nâu các điểm không đều giữa các sống lá

Khí độc hại NOx sinh ra chủ yếu trong quá trình nung clinke ở nhiệt độ cao Cơ chế phát thải khí NOx gồm 3 quá trình sau:

-NOx tức thời: nitơ và ôxy có phản ứng rất nhanh dưới tác dụng xúc tác của hợp chất các bon, hình thành trong ngọn lửa

-Dưới tác dụng của nhiệt độ cao, Ôxy và Nitơ tự do trong không khí kết hợp với nhau tạo thành NOx, gọi là NOx sinh ra do nhiệt

-Thành phần nitơ trong nhiên liệu tác dụng với Ôxy tạo thành NOx gọi là NOx do nhiệt

Khí đốt thiên nhiên thường không có chứa thành phần nitơ do đó nếu sử dụng nhiên liệu khí cho quá trình cung cấp nhiệt thì khí NOx chủ yếu sinh ra do nhiệt Trong than đá có chứa nitơ do đó trong quá trình cháy có thải ra khí NOx

do nhiệt và do nhiên liệu Thường 10-50% nitơ trong nhiên liệu biến thành NOx trong quá trình cháy

1.4.3.4 Đặc điểm khí HF

Khí HF gây tác hại đối với sức khoẻ con người như gây mệt mỏi toàn thân, viêm da và các bệnh về xương, thận Cây dâu tằm là loại cây nhậy cảm với khí

HF, khi HF bám vào lá dâu, tạo thành các đốm trắng Nếu tằm ăn phải các lá dâu

bị dính bụi sẽ chết hoặc phát triển không đều, ảnh hướng tới năng suất, chất lượng

Khí HF chỉ phát sinh trong lò nung clinke khi trong thành phần nguyên liệu để sản xuất xi măng có sử dụng thêm một số phụ gia khoáng hoá để hạ thấp nhiệt độ nung đối với xi măng lò đứng Đây là những chất có chứa flo như: CaF, Na2SiF6… Trong quá trình nung, luyện các hợp chất này bị phân huỷ tạo thành F2, gặp hơi nước tạo ra HF Phản ứng tạo HF như sau: F2 + H2 = HF

1.4.4 Thành phần, tính chất khí độc từ nhà máy hóa chất

1.4.4.1 Khí thải nguy hại phát sinh từ các nhà máy sản xuất amoniac, axit nitơric, sản xuất bột màu là phụ gia trong chế biến cao su

Khí thải từ các nhà máy này gồm có: NOx, NH3, CO Khí CO là khí không gây kích thích, không màu, không mùi, không vị Khả năng đề kháng của con người đối với khí CO là rất thấp Tác hại của khí CO đối với con người và động vật xảy ra khi nó kết hợp thuận nghịch với hemoglobin (Hb) trong máu (Hb) có

ái lực với CO mạnh hơn với O2 Hỗn hợp Hb và CO làm giảm lượng ôxi trong máu Khi hàm lượng CO-Hb tăng lên, khả năng cơ thể vận chuyển ôxy tới các tế bào bị cản trở Hệ thần kinh trung ương và cơ tim bị ảnh hưởng Nếu nồng độ CO-Hb tăng từ 10-20% sẽ xuất hiện các chứng đau đầu, nếu từ 30-40% sẽ đau

đầu dữ dội và chóng mặt, nếu 50-60% sẽ xuất hiện các bệnh mất trí và co cơ Nếu CO-Hb cao hơn 80% thì dẫn tới đột tử

NO2 Là khí độc hại có màu nâu, trong khí quyển ở độ cao 32 km, có một lớp ước tính khoảng 0.25 ppm và mắt thường nhìn thấy rõ Con người bắt đầu cảm nhận thấy mùi của khí này khi nồng độ NO2 khoảngtừ 1-3 ppm ở nồng độ

13 ppm NO2 gây ra kích thích mũi và mắt Sau vài giờ hít phải khí NO2 con người sẽ bị sưng phổi và khó thở Các nghiên cứu cảnh báo rằng nếu hít phải khí

NO2 với nồng độ trên 500 ppm, con người rất dễ tử vong NO2 có tốc độ lắng trên đường hô hấp thấp nên dễ dàng đi sâu vào cơ thể làm ảnh hưởng tới các nhánh cuống phổi nhỏ, túi phổi, các bộ phận khác của đường hô hấp, gây ra các chứng phù phổi, suy yếu các chức năng hô hấp và viêm đường hô hấp

Khí NH3 có mùi khai, là chất độc hại cho người và động vật, ngoài ra làm cho cây trắng bạch, đốm lá và hoa, giảm rễ cây, giảm tỷ lệ hạt giống nảy mầm

1.4.4.2 Thành phần khí thải trong nhà máy sản xuất axit H 2 SO 4 và HCl

Trong sản xuất axit sulfuric, người ta phải dùng dầu lửa hoặc khí tự nhiên

để đốt cháy lưu huỳnh cho tới khi nhiệt độ xấp xỉ 4500C Phát thải vào khí quyển chủ yếu là SO2, SO3, NOx, H2S không hấp thụ được cũng như các giọt H2SO4dưới dạng sương mù Các chất thải này là các chất độc đặc chưng cho ngành công nghiệp sản xuất axit sunfuric gây tác động đến vùng niêm mạc của hệ thống hô hấp và hệ thống tiêu hoá Các chất này luôn là nguy cơ đối với công nhân làm việc trong các xưởng sản xuất axit sunfuric và dân vùng lân cận nhà máy vì chúng luôn tồn tại ở hàm lượng cao Nồng độ SO2 khoảng 0,06 mg/l đã

có thể dẫn đến ngộ độc nặng cho con người Hiện nay người ta quy định nồng độ

SO2 tối đa tại xưởng sản xuất là 20 mg/m3 với SO3 nồng độ tối đa cho phép là 2 mg/m3 Nồng độ tối đa của H2S tại phân xưởng làm việc là 10mg/m3

Ngoài ra, trong xỉ thải lò pyrit luôn có chứa asen, do asen luôn tồn tại

đồng hành trong quặng sắt Hàm lượng asen trong xỉ thải từ lò đốt pyrit khoảng 0,15% và trên 70% lượng asen này phân tán vào môi trường dưới dạng hơi, bụi

xỉ hoặc xâm nhập vào nước do các quá trình rửa trôi

Các khí thải độc hại chủ yếu trong quá trình sản xuất HCl, Cl2, NaOH là:

Cl2 Khí clo tác dụng lên đường hô hấp, là khí rất độc hại cho người và động vật Tiếp xúc với môi trường có hàm lượng clo cao sẽ gây xanh xao, vàng vọt, bệnh tật và có thể tử vong

1.4.4.3 Khí thải từ sản xuất H 3 PO 4 và quá trình sản xuất phân lân, phân đạm

H3PO4: Ca3(PO4)2, P2O5, SO2, CO, canxi – silicat (bụi)

Khí HF có thể gây ra các tác động đối với sức khoẻ con người như F2, ở nồng độ 0,2mg/l là cực kỳ nguy hiểm với hệ hô hấp mặc dù nhiễm thời gian rất ngắn Nhiễm HF có thể dần bị phá huỷ các tế bào phổi và phế quản Do áp xuất hơi của HF rất lớn nên rất nguy hiểm đối với các công nhân làm việc khi phân huỷ quặng apatit đặc biệt là khi phân huỷ quặng apatit bằng axit trong hầm ủ, nếu không đảm bảo độ thoáng sẽ dẫn đến khả năng nhiễm HF ở nhiệt độ cao

Trong sản xuất phân tổng hợp NPK, nguồn thải chủ yếu của quá trình sản xuất phân này là bụi phân NPK Khí amoniac cũng bị bốc hơi tuỳ thuộc vào phương pháp sản xuất muối amoni Khói phát thải thường được sấy khô sản phẩm Ngoài ra còn có hỗn hợp khí NH3, khí Flo Flo là một chất khí rất độc, gây phá huỷ mắt, da và hệ hô hấp Tiếp xúc lâu dài với khí flo có thể gây ra các bệnh

về xương và răng Độc tính của flo rất cao đặc biệt nếu ở nhiệt độ cao độc tính có thể tăng lên

Chương 2 KHảo sát thiết bị, hệ thống đo lường điều khiển của các h∙ng trên thế giới trong lĩnh vực kiểm soát ô nhiễm không khí, hiện trạng ứng dụng thiết bị đo

2.1 Khảo sát thiết bị, hệ thống thiết bị trong công tác kiểm soát ô nhiễm không khí

Để giảm thiểu ô nhiễm môi trường, cần thiết phải kiểm soát các nguồn phát thải bằng các thiết bị đo đạc tại nguồn và môi trường xung quanh Trên thế giới có rất nhiều hãng chế tạo các loại thiết bị đo đạc tính toán trong phòng thí nghiệm, thiết bị phục vụ đo, cảnh báo, lưu trữ các thông tin về môi trường đặc biệt là môi trường công nghiệp Các hãng lớn đều có các chi nhánh sản xuất và bán hàng trên nhiều quốc gia trên thế giới như: Durag và Sick Maihak của Đức, Hãng Thermo của Mỹ, Hãng Rikenkeiki của Nhật Bản, hãng Hazdust của Mỹ, TSI của Mỹ, VWR của Mỹ, Testo, Staplex, Casella của Anh, Quest

2.1.1 Các h∙ng cung cấp thiết bị phụ trợ trong công tác kiểm soát ô nhiễm không khí

2.1.1.1 Hãng STAPLEX

Tên hãng: Staplex, xuất xứ: Mỹ; địa chỉ: Staplex Air Sampler Division,

777 Fifth Avenue, Brooklyn, New York 11232-1695 USA Tel: 1-800-221-0822 (718-768-3333 in NYC) FAX: 718-768-3333 Website: http://www.staplex.com Email:info@staplex.com

Là hãng chuyên sản xuất các thiết bị điện và đo kiểm điện và các thiết bị khác Trong đó, hãng có thế mạnh về sản xuất thiết bị bơm và lấy mẫu không khí rất phù hợp với việc đo kiểm môi trường không khí bằng việc lấy mẫu không khí

để phân tích, các thiết bị phụ trợ để lấy mẫu trong thời gian dài, trong các điều kiện địa hình, điều kiện thời tiết phức tạp

Bảng 2.1 Danh mục thiết bị hãng Staplex

TT Tên/Model Đặc điểm, thông số kỹ thuật Hình ảnh

(600cc Độ chính xác: +/-3%; Pin sạc 4.8V;

-Nhiệt độ hoạt động: 00C tới 400C;

-Máy nhỏ gọn, tiện dụng, an toàn;

-Màn hình có thêm các chức năng như reset mode (clear all pump setting?, clear elapsed time only?)

Verify/Cal Mode, Setup mode

-Lấy mẫu trong hoặc ngoài phòng dải

từ 0 tới 2 m3/phút (theo dòng chảy, lấy mẫu theo giai đoạn hoặc liên tục

định lượng;

Dòng điện: 110-125V, 50-60Hz với TFIA (riêng model TFIA-2 và TFIA-2F sử dụng dòng điện 220-240V, 50-

-(các series TFA có kích thước và trọng lượng như nhau);

-Sử dụng lấy mẫu không khí trong và ngoài phòng, lọc lại bụi để phân tích

TFA41 lọc giấy 4" dia (100/box);

TFAGF41 lọc sợi thuỷ tinh 4" dia (100/box);

TFAQ41 lọc silic 4" dia (100/box);

TFA810 lọc giấy 8"x10" (100/box);

TFAGF810 lọc sợi thuỷ tinh 8"x10"

(100/box);

TFAQ810 lọc silic 8"x 10" (25/box);

TFA69 lọc giấy 6"x9" (100/box);

TFAGF69 lọc sợi thuỷ tinh 6"x9"

(100/box)

-Có các cửa đóng, mở, đảm bảo thiết

bị hoạt động tốt và đo, lấy mẫu bụi các dòng khí đạt yêu cầu của thiết bị

4 FPC810 Filter paper Cassette;

5 FC-1LTM/FC-2LTM Constant flow;

6 SAM Aluminum outdoor shelter;

Là hãng sản xuất các loại thiết bị phòng thí nghiệm, trong đó có thiết bị lấy mẫu và phân tích bụi rất tốt và phù hợp với nhu cầu đánh giá môi trường không khí cho các cơ quan nghiên cứu kiểm soát môi trường, các trung tâm phân tích, thí nghiệm và các công ty cần kiểm soát đánh giá tác động môi trường Hiện nay hãng đã có nhà cung cấp tại Việt Nam nên dễ mua bán, giao dịch và yêu cầu tư vấn công nghệ, sử dụng

B¶ng 2.2 Danh môc mét sè thiÕt bÞ h·ng Casella

TT Tªn/Model §Æc ®iÓm, th«ng sè kü thuËt H×nh ¶nh

Ngoµi ra cßn cã t¸c dông ®o lưu lưîng

H×nh ¶nh bé thiÕt bÞ lÊy mÉu kh«ng khÝ

H×nh 2.1 bé thiÕt bÞ lÊy mÉu kh«ng khÝ h·ng casella

2.1.1.3 H·ng VWR

XuÊt xø: Mü Website: http://www.vwr.com Nhµ cung cÊp t¹i ViÖt Nam: C«ng ty TNHH Sao §á ViÖt Nam §C: P.602 Toµ nhµ V¨n phßng Pathfinder, 73 TrÇn Duy Hưng, CÇu GiÊy, Hµ Néi, ViÖt Nam §T: 84.4.556-7371/ 5567372(105); Fax: 84.4.556-7382

VWR Lµ h·ng chuyªn s¶n xuÊt c¸c thiÕt bÞ liªn quan tíi quan tr¾c m«i trưêng, khÝ hËu vµ c¸c thiÕt bÞ liªn quan tíi c¸c ngµnh ho¸ chÊt, y tÕ, sinh häc vµ

môi trường Hãng có các nhà máy và trụ sở tại trên 20 quốc gia trên toàn thế giới

Bảng 2.3 Danh mục một số thiết bị hãng VWR

TT Tên/Model Đặc điểm, thông số kỹ thuật Hình ảnh

-Dải đo: 0,4-30m/s, dung sai 0.1m/s;

-Dải đo: 1.4-108 km/h với dung sai 0.1km/h;

-Dải đo 80-5910 feet/ min độ chính xác 10ft/min; Dải đo 0.8-53.3 knots

(miles/giờ) độ chính xác 0.1 knots; Dải nhiệt độ: 0-60 0C Dễ dàng sử dụng trong mọi điều kiện đo

4.25x2.25x0.5; -Trọng lượng 2.5 ounces

2.1.1.4 Thiết bị phụ trợ của hãng TESTO

Tên hãng: Testo, xuất xứ: Đa quốc gia, có mặt trên 20 quốc gia trên thế giới Website: http://www.testo.com Nhà cung cấp: Công ty TB khoa học & đo lường VP:

271 Trường Chinh, Thanh Xuân - Hà Nội Tel: 04.6411330 Fax: 6413403 Chi nhánh: 55B3 Trần Nhật Duật, P.Tân Định Q1 TP.HCM Tel: 08 8481080 Fax: 8481079

Testo là hãng sản xuất các loại thiết bị đo kiểm cầm tay dùng trong các lĩnh vực

đo kiểm như phân tích khí thải công nghiệp, đo áp suất, đo tốc độ khí, đo tốc độ vòng quay, đo PH, thiết bị đo độ dẫn điện Dùng trong các lĩnh vực hoá học, sinh hoá, môi trường

Bảng 2.4 Danh mục một số thiết bị phụ trợ của hãng Testo

TT Tên/Model Đặc điểm, thông số kỹ thuật Hình ảnh

-Thiết bị đo lưu lượng, nhiệt độ với dải

đo lưu lượng 0,25 tới 40m;

-Có thể chuyển đơn vị đo lưu lượng:

Với dải đo như sau: Nhiệt độ: -200 0C tới

1100 0C;

-Độ ẩm: 0 tới 100% RH; Vòng quay:

+20 tới +2000rpm; Tốc độ gió:

0,4 60m/sensor; CO: 0 tới 500 ppm, sai

số 5ppm; CO2: 0 tới 10000ppm, sai số

2.1.1.5 Mét sè lo¹i c©n ph©n tÝch

Trªn thÕ giíi cã rÊt nhiÒu h·ng s¶n xuÊt c¸c lo¹i c©n ph©n tÝch träng l−îng cã thÓ øng dông trong c«ng t¸c ph©n tÝch « nhiÔm m«i tr−êng kh«ng khÝ

B¶ng 2.5 Danh môc mét sè lo¹i c©n ph©n tÝch

TT Tªn/Model §Æc ®iÓm, th«ng sè kü thuËt H×nh ¶nh

2.I.2 Thiết bị đo các thông số bụi

2.1.2.1 Hãng DURAG

Tên và địa chỉ: Durag Industrie Elektronik GmbH & Co KG -Kollaustr

105 D-22453 Hamburg, Germany Tel: +49.40554218-0 & fax +49.40584154, Email: info@durag.de Website: www.durag.de

Là hãng chuyên sản xuất các thiết bị kiểm soát môi trường không khí như

hệ thống lưu trữ, cảnh báo, đo đạc kiểm soát ô nhiễm môi trường lớn và có nhiều nhà máy và đại lý bán hàng trên toàn thế giới Các thiết bị của hãng về vấn đề đo

đạc, kiểm soát ô nhiễm không khí là những công nghệ tiên tiến, hiện đại nhất hiện có trên thế giới Thiết bị đồng bộ và rất phù hợp với định hướng phát triển trong công tác quản lý môi trường của Việt Nam Do chưa có các đại lý độc quyền tại Việt Nam nên liên hệ trực tiếp với nhà cung cấp qua điện thoại hoặc email để đặt hàng hoặc có thêm các tư vấn

Bảng 2.6 Danh mục một số thiết bị hãng Durag

TT Tên/Model Đặc điểm, thông số kỹ thuật Hình ảnh

-Dải nguồn ánh sáng rộng; tự động làm sạch cửa sổ đo, khả năng điều chỉnh thang đo;

-D-R 281 AV với thiết bị điều khiển

từ xa đo độ dục và/hoặc mg/m3 đáp ứng các yêu cầu thiết kế của US EPA;

-Tự động chuyển dải đo theo luật phát thải của Đức;

độ, áp suất tuyệt đối;

-Đo nồng độ bụi dựa trên nguyên lý

điện ma sát;

-Đo tốc độ khí theo nguyên tắc chênh áp;

-Đo nhiệt bên trong đầu thăm;

-Thiết bị đo áp suất, thiết kế nhỏ gọn, không có bộ phận tách rời, bền nhiệt;

-Thông số đo đ−ợc hiển thị trên màn hình; Có thể điều khiển từ xa, không cần máy tính hay các thiết bị phụ trợ

- Điều chỉnh đ−ợc khoảng thời gian

đo;

- Thiết kế nhỏ gọn, không có các bộ phần rời;

- Lắp đặt đơn giản và dễ sử dụng;

- Hiển thị tại chỗ hoặc có thể điều khiển từ xa qua máy tính

TA Thiết bị máy tính đánh giá phát thải mã hiệu D-MS 285/500 dùng kiểm tra liên tục mức phát thải các lò;

- Phạm vi áp dụng: các máy đốt than, đốt rác thải, lò thiêu huỷ bùn, thiết bị thu gom bụi, nhà máy xi măng

- Đ−ợc phê duyệt bởi BMU

-Đạt tiêu chuẩn kiểm tra của TUV,