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

Trong quá trình phát triển kinh tế và công nghiệp của Việt Nam, nhà máy nhiệt điện đóng vai trò quan trọng trong cung cấp năng lượng cho sự phát triển của đất nước. Tuy nhiên, hoạt động sản xuất của nhà máy nhiệt điện cũng gây ra nhiều vấn đề môi trường, trong đó bụi và khói được coi là một trong những thách thức lớn. Hiệu ứng của bụi và khói không chỉ gây ô nhiễm không khí mà còn ảnh hưởng tiêu cực đến sức khỏe của cộng đồng và môi trường sống. Nhằm giảm thiểu tác động tiêu cực của bụi và khói từ nhà máy nhiệt điện, Việt Nam đã thiết lập các tiêu chuẩn xử lý khói bụi. Các tiêu chuẩn này được đưa ra để đảm bảo rằng hoạt động sản xuất của nhà máy nhiệt điện tuân thủ các quy định môi trường và đạt được mức độ xử lý bụi và khói an toàn và hiệu quả. Ngoài việc đặt ra yêu cầu về chất lượng không khí thải, tiêu chuẩn còn bao gồm các quy định về quản lý, giám sát và báo cáo để đảm bảo sự tuân thủ và sự minh bạch trong việc xử lý bụi và khói. Việc thực hiện và tuân thủ các tiêu chuẩn xử lý khói bụi ở nhà máy nhiệt điện đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ môi trường và sức khỏe cộng đồng. Tuy nhiên, việc thực hiện tiêu chuẩn này còn đối mặt với nhiều thách thức, bao gồm kỹ thuật, tài chính và quản lý. Đòi hỏi sự cải tiến công nghệ, đầu tư phù hợp và cải thiện quản lý để đảm bảo rằng các nhà máy nhiệt điện tuân thủ các tiêu chuẩn xử lý khói bụi một cách hiệu quả.

BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM

KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO

BỘ MÔN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN

Tp Hồ Chí Minh, tháng 05, năm 2023 1112222222222222222223=2023

DANH SÁCH THÀNH VIÊN THAM GIA LÀM BÁO CÁO

Tên đề tài : Xử lý bụi và khói của nhà máy nhiệt điện, các tiêu chuẩn xử lý khói bụi(TCVN)

STT HỌ VÀ TÊN SINH

VIÊN

MÃ SỐ SINH

Nhận xét của giáo viên:

Ngày … tháng … năm 2023 Giáo viên chấm điểm

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1 : XỬ LÝ BỤI TRONG NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN 2

1.1 Các vấn đề liên quan đến bụi trong nhà máy nhiệt điện 2

1.2 Hệ thống xử lý bụi với buồng lắng bụi 4

1.2.1 Cấu tạo 4

1.2.2 Nguyên lý hoạt động 4

1.2.3 Ưu điểm và nhược điểm 5

1.3 Xử lý bụi bằng Cyclone 6

1.3.1 Cấu tạo 6

1.3.2 Nguyên lý hoạt động 6

1.3.3 Ưu điểm và nhược điểm 8

1.4 Thiết bị lọc bụi túi vải 8

1.4.1 Cấu tạo 8

1.4.2 Nguyên lý hoạt động 10

1.4.3 Ưu điểm và nhược điểm 11

1.5 Thiết bị lọc bụi tĩnh điện 11

1.5.1 Cấu tạo 11

1.5.2 Nguyên lý làm việc 12

1.5.3 Ưu điểm và nhược điểm 13

CHƯƠNG 2 : XỬ LÝ KHÓI TRONG NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN 14

2.1 Tình hình khói thải của nhà máy nhiệt điện 14

2.1.1 Mức độ ô nhiễm của khói thải và sự ảnh hưởng của nó 14

2.1.2 Tình hình khói thải tại các nhà máy nhiệt điện tại Việt Nam 15

2.2 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động hệ thống xử lý khói thải 17

2.2.1 Cấu tạo 17

2.2.2 Nguyên lý hoạt động của hệ thống xử lý khói thải 18

2.3 Tận dụng khói thải của nhà máy nhiệt điện 20

2.3.1 Gia nhiệt nước (hâm nước) 20

2.3.2 Gia nhiệt không khí (sấy không khí) 20

2.3.3 Gia nhiệt dầu (hâm nóng dầu) 21

CHƯƠNG 3 : CÁC QUY CHUẨN KỸ THUẬT VỀ XỬ LÝ KHÓI BỤI TRONG NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN (QCVN) 23

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 23

3.1.1 Phạm vi có hiệu lực 23

3.1.2 Đối tượng áp dụng 23

3.1.3 Giải thích các thuật ngữ dùng trong quy chuẩn 23

3.1.4 Quy định kỹ thuật 24

3.2 QCVN 22:2009/BTNMT – Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về khí thải công nghiệp nhiệt điện 26

3.2.1 Phạm vi có hiệu lực 26

3.2.2 Đối tượng áp dụng 26

3.2.3 Các thuật ngữ được sử dụng trong Quy chuẩn 26

3.2.4 Quy định kỹ thuật 27

3.3 QCVN …: 2021/BTNMT – Dự thảo quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về khí thải nguồn cố định 28

3.3.1 Các cơ sở xả khí thải 28

3.3.2 Phương pháp xác định nồng độ tối đa cho phép của các thông số ô nhiễm trong khí thải 29

TÀI LIỆU THAM KHẢO 33

MỞ ĐẦU

Trong quá trình phát triển kinh tế và công nghiệp của Việt Nam, nhà máy nhiệtđiện đóng vai trò quan trọng trong cung cấp năng lượng cho sự phát triển của đấtnước Tuy nhiên, hoạt động sản xuất của nhà máy nhiệt điện cũng gây ra nhiều vấn đềmôi trường, trong đó bụi và khói được coi là một trong những thách thức lớn Hiệuứng của bụi và khói không chỉ gây ô nhiễm không khí mà còn ảnh hưởng tiêu cực đếnsức khỏe của cộng đồng và môi trường sống

Nhằm giảm thiểu tác động tiêu cực của bụi và khói từ nhà máy nhiệt điện, ViệtNam đã thiết lập các tiêu chuẩn xử lý khói bụi Các tiêu chuẩn này được đưa ra đểđảm bảo rằng hoạt động sản xuất của nhà máy nhiệt điện tuân thủ các quy định môitrường và đạt được mức độ xử lý bụi và khói an toàn và hiệu quả Ngoài việc đặt rayêu cầu về chất lượng không khí thải, tiêu chuẩn còn bao gồm các quy định về quản

lý, giám sát và báo cáo để đảm bảo sự tuân thủ và sự minh bạch trong việc xử lý bụi

và khói

Việc thực hiện và tuân thủ các tiêu chuẩn xử lý khói bụi ở nhà máy nhiệt điệnđóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ môi trường và sức khỏe cộng đồng Tuynhiên, việc thực hiện tiêu chuẩn này còn đối mặt với nhiều thách thức, bao gồm kỹthuật, tài chính và quản lý Đòi hỏi sự cải tiến công nghệ, đầu tư phù hợp và cải thiệnquản lý để đảm bảo rằng các nhà máy nhiệt điện tuân thủ các tiêu chuẩn xử lý khói bụimột cách hiệu quả

CHƯƠNG 1 : XỬ LÝ BỤI TRONG NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN

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

Bụi là một tập hợp nhiều hạt có kích thước nhỏ bé, tồn tại lâutrong không khí dưới dạng bụi bay, bụi lắng gây ra những tác hạinghiêm trong đến sức khỏe con người và môi trường

Hình 1.1 Bụi khí thải từ nhà máy nhiệt điện [1]

Ảnh hưởng của bụi đến sức khỏe con người:

Bụi gây ảnh hưởng đến mọi người đặc biệt là người lớn tuổi và trẻ em vì hệ hôhấp yếu Ngoài ra bụi còn gây ra các bệnh lý ảnh hưởng đến sức khỏe con người thậmchí có thể gây ung thư Nếu hấp thu lượng lớn bụi siêu mịn trong thời gian dài thì cáchạt bụi này sẽ len lỏi vào cơ quan và há hủy cơ chế tự bảo vệ và miễn dịch từ bêntrong tế bào Từ đó gây nên một số những căn bệnh cấp tính về đường hô hấp, viêmphổi, ảnh hưởng đến tim, não

Hình 1.2 Ảnh hưởng của bụi đến mọi người [2]

Hình 1.3 Bụi gây ra các vấn đề về sức khỏe [3]

Bụi làm mất cảnh quan môi trường sống xung quanh chúng ta

Ở những nơi có nồng độ bụi quá lớn thì lá cây có thể bị phủ 1 lớp bụicản trở quá trình quang hợp làm mất cân bằng hệ sinh thái Trong nhàmáy nhiệt điện than thì quá trình đốt than để sản xuất điện sẽ sản sinh ra nhiều chấtkhí ô nhiễm gồm sulphur dioxide (SO2), nitrogen dioxide (NO2), carbon dioxide (CO2)các vi hạt rắn (PM), các kim loại nặng và các đồng vị phóng xạ

1.2 Hệ thống xử lý bụi với buồng lắng bụi.

Dòng không khí chứa bụi chuyển động trong đường ống đi từ nơi

có tiết diện nhỏ đến nơi có tiết diện lớn Khi đó bụi sẽ bị mất độngnăng và các hạt bụi sẽ có xu hướng rơi xuống lắng lại dưới tác dụngcủa lực trọng trường Khi rơi xuống đáy thùng lắng bụi sẽ được đưa

ra ngoài bằng băng tải Để hệ thông lắng bụi hoạt động hiệu quảhơn người ta sẽ đưa vào hệ thống các tấm chắng lửng

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

Buồng lăng bụi có tấm chắn:

Dòng không khí chứa bụi đi vào buồng lắng và chuyển độngtheo đường dích dắc từ ngăn này sang ngăn khác Do đó hạt bụikhông những rơi xuống dưới tác dụng của trọng lực mà còn bị rơidưới 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 tănglên

Nhược điểm:

1.3 Xử lý bụi bằng Cyclone.

1.3.1 Cấu tạo.

Đây là hệ thống xử lý bụi khá phổ biến và rộng rãi Hoạt động dựavào lực ly tâm khi dòng không khí chuyển động để tách bụi ra khỏidòng không khí Có cấu tạo gồm thân hình trụ tròn, phía dưới thânhình trụ có phễu thu bụi hình nón và cuối cùng là ống thu bụi

Hình 1.7 Cyclone [7]

1.3.2 Nguyên lý hoạt động.

Không khí cùng với bụi sẽ đi vào thiết bị theo phương tiếptuyến với ống trụ của Cyclone và chuyển động xoáy tròn đi xuốngphía dưới Khi dòng không khí chuyển động xoáy thì các hạt bụi do

có trọng lượng lớn hơn các phân tử khí nên sẽ chịu tác dụng của lực

ly tâm văng ra xa và va vào cạnh thành Cyclone Khi bụi chạm thành

sẽ mất quán tính và rơi xuống ngăn chứa bụi phía dưới Đối với vớicác hạt bụi nhẹ thì nó sẽ đọng lại làm thành lớp rồi cuối cùng khi đủ

nặng nó cũng bị rơi xuống đáy hệ thống Bụi sẽ được thu gom lại vàvận chuyển ra bên ngoài.

Các giải pháp để 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 củaCyclone, có nghĩa là để tăng hiệu quả lọc bụi, thì cần giảm đườngkính Cyclone Tuy nhiên, nếu giảm đường kính Cyclon thì lưu lượngcũng 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 tổhợp hay còn gọi là Cyclone chùm

Hình 1.8 Cyclone tổ hợp [8]

Sử dụng Cyclone ướt:

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

Cyclone theo phương tiếp tuyến với thân Cyclone tạo thành dòngchuyển động xoáy trong thân Cyclone Những hạt bụi một phần vađập vào thân Cyclone và rơi xuống dưới, phần còn lại bị nước phunkết 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 1.9 Cyclone ướt [9]

1.3.3 Ưu điểm và nhược điểm.

Ưu điểm:

Nhược điểm:

1.4 Thiết bị lọc bụi túi vải.

1.4.1 Cấu tạo.

Buồng lọc là bộ phận chứa các vật liệu lọc và là nơi xảy ra quátrình lọc Gồm 2 phần là khoang khí sạch chứa khí sau khi lọc vàkhoang khí thô chứa khí trước khi lọc

Bộ phận lọc bao gồm các khung xương được lồng trong túi làvật liệu lọc, được gắn vào sàn lắp túi lọc Khung xương cố định túi

lọc luôn căng khi quá trình lọc diễn ra đồng thời tăng hiệu quả quátrình rung giũ bụi.

Bộ phận cấp khí bao gồm quạt hút, đường ống dẫn và các thiết

bị hỗ trợ Đưa khí thô vào buồng lọc, tạo áp lực để khí sạch đi quatúi Thường kết hợp với bộ chia khí để phân tán đều khí bụi vàobuồng lọc Một số trường hợp sẽ phải dùng tới thiết bị lọc nước đểloại bỏ hơi nước trong khí đầu vào do hệ thống thông thường sửdụng vải lọc là vải polyester có đặc tính thủy phân trong điều kiệnnhiệt độ và độ ẩm cao

Bộ phận rung giũ bụi: Quá trình rung giũ bụi để loại bỏ bụi bámtrên bề mặt túi sau một thời gian xử lý bụi Đây cũng là điểm khácbiệt cấu tạo giữa các hệ thống lọc bụi túi vải Các phương pháp runggiũ bụi gồm: phương pháp lắc/gõ, rung, thổi xung khí nén Phươngpháp rung giũ bằng thổi xung khí nén hiện nay thường được sử dụngnhất vì có thể thực hiện tự động và không tốn nhân lực

Hình 1.10 Cấu tạo thiết bị lọc bụi bằng túi vải [10]

Hình 1.11 Khung căng túi vải [11]

Hình 1.12 Túi vải lọc bụi [12]

1.4.2 Nguyên lý hoạt động.

Dòng khí lẫn bụi được hút vào đầu vào của lọc bụi nhờ quạthút, do tốc độ của dòng khí giảm đột ngột nên phần lớn hạt bụi mấtđộng năng và rơi trực tiếp xuống phễu Khí với bụi còn sót lại đi vàotừng buồng riêng biệt chứa đựng túi lọc và đi lên giữa các túi

Bụi được giữ lại trên bề mặt bên ngoài của túi lọc do áp suất âm củakhí, chỉ khí sạch được xuyên qua, sau đó vào đường ống đầu ra và đi

và thoát ra ngoài Bụi được gỡ bỏ từ túi lọc bởi áp suất của khí nénbắn vào trong lòng túi lọc (thông qua ống Venturi)

Hình 1.13 Nguyên lý hoạt động thiết bị lọc bụi túi vải [13]

1.4.3 Ưu điểm và nhược điểm.

Ưu điểm:

Nhược điểm:

Thiết bị lọc bụi kiểu tĩnh điện rất hiệu quả đối với các loại bụikích cỡ từ 0,5 đến 8µm Khi các hạt bụi có kích thước khoảng 10µmthì hiệu quả giảm.

Hình 1.14 Thiết bị lọc bụi tĩnh điện tại nhà máy nhiệt điện Vĩnh Tân

4 [14]

1.5.2 Nguyên lý làm việc.

Thiết bị lọc bụi tĩnh điện với buồng lọc được cấu tạo hình tháptròn hoặc hình hộp chữ nhật, bên trong được đặt các tấm cực songsong hoặc các dây thép gai Luồng không khí với các hạt bụi siêunhỏ, nhẹ bay lơ lửng qua buồng lọc có các tấm cực Trên các tấmcực ta cấp điện cao áp một chiều từ vài chục cho đến 100kV để tạothành một điện trường có cường độ đủ lớn Hạt bụi khi đi qua điệntrường 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 phíatấm cực dương (cực lắng) và bám chặt vào đó giúp cho luồng khôngkhí 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

Hình 1.15 Nguyên lý làm việc thiết bị lọc bụi tĩnh điện [15]

1.5.3 Ưu điểm và nhược điểm.

Ưu điểm:

hành thấp

Nhược điểm:

CHƯƠNG 2 : XỬ LÝ KHÓI TRONG NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN

2.1 Tình hình khói thải của nhà máy nhiệt điện.

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

Sau khi thoát ra từ buồng đốt của lò hơi ở nhiệt độ cao (90 120°C), khói từ nhiên liệu tạo ra các phản ứng hóa học trong khôngkhí, dễ dàng gây ra các khí độc hại Các thành phần khác nhau trongkhói, như SO2, NO2, CO2, mang theo những tác động tiêu cực đếnsức khỏe con người, như bệnh về hô hấp, tim mạch, và thậm chíbệnh mạch não Xỉ than, một sản phẩm phụ của quá trình đốt than,cũng chứa các chất gây ô nhiễm độc hại như thạch tín và chì, có thểgây ra những vấn đề nghiêm trọng như ung thư phổi, ung thư bàngquang, và có thể gây tổn thương hệ thần kinh đối với những ngườitiếp xúc với thạch tín Hơn nữa, việc đặt các khu vực chôn xỉ than

Hình 2.1 Hình ảnh khói thải từ nhà máy nhiệt điện [16]

Hình 2.2 Mức độ ô nhiễm không khí cao ở Hà Nội do khói thải [17]

Thành phần trong khí thải cũng có tác động đến tầng Ozone,gây ra hiệu ứng nhà kính và mưa axit Mặc dù nhà máy nhiệt điệnthan hiện đại sử dụng công nghệ lọc khí thải mới để giảm ô nhiễm,mức độ thải các chất gây ô nhiễm vẫn cao hơn nhiều so với nhà máyđiện khí Do đó, việc xử lí khói trước khi thải ra môi trường là bắtbuộc để đảm bảo không ảnh hưởng đến môi trường và sức khỏe conngười, và tuân thủ các tiêu chuẩn pháp luật

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

Hình 2.3 Khói thải từ nhà máy nhiệt điện Quảng Ninh [18]

Theo báo cáo từ Bộ Công Thương, hiện nước ta có 25 nhà máynhiệt điện đốt than đang hoạt động, góp phần gây ô nhiễm môitrường Mỗi năm, tổng lượng tro và xỉ phát thải từ các nhà máy nàyước tính là khoảng 13 triệu tấn Trong đó, tro bay chiếm từ 80% đến85%, còn 20% là tro xỉ đáy lò Phần lớn khí thải tập trung ở miền Bắc(65%), tiếp theo là miền Trung (23%) và miền Nam (12%) Quá trìnhxây dựng và vận hành nhà máy nhiệt điện than gặp nhiều vấn đềmôi trường như bụi, khí thải (CO, NOx, SOx ) và nước làm mát cónhiệt độ đầu ra cao hơn đầu vào khoảng 7°C, gây tác động tiêu cựcđến hệ sinh thái

Nhằm tăng cường việc xử lý và sử dụng tro, xỉ và thạch cao,Chính phủ đã phê duyệt Đề án đẩy mạnh việc xử lý và sử dụngchúng làm nguyên liệu sản xuất vật liệu xây dựng trong các côngtrình (Quyết định số 452/QĐ-TTg) Mặc dù đã có nhiều nỗ lực, nhưngkết quả vẫn chưa đạt mục tiêu đề ra Đến cuối năm 2020, tổnglượng tro và xỉ nhiệt điện đã được tiêu thụ trên toàn quốc là khoảng44,5 triệu tấn, tương đương với 42% tổng lượng phát thải trongnhững năm trước đó Đối diện với tình hình này, Bộ Tài nguyên vàMôi trường đề nghị các Bộ và cơ quan liên quan yêu cầu các chủ đầu

tư phải có phương án tiêu thụ và xử lý tro, xỉ than đảm bảo môitrường, đồng thời áp dụng các biện pháp giảm thiểu phù hợp để hạnchế tác động đến môi trường nước và môi trường không khí xungquanh

Hình 2.4 Khói thải từ nhà máy nhiệt điện Cẩm Phả (Quảng Ninh) [19]

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

Để đáp ứng một tiêu chuẩn đề ra của pháp luật về khói thải, hầu như tất cả cácnhà máy nhiệt điện bắt buộc phải có hệ thống xử lí khói trước khi thải ra môi trường.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 trongnhà máy nhiệt điện đòi hỏi có sự tính toán kĩ lưỡng cũng như yêu cầu khắc khe tronglắp đặt Nhà máy nhiệt điện ở nước ta chủ yếu là đốt than hoặc dầu DO nên thànhphần chính sẽ là COx, SOx, NOx… … Chính vì vậy phương pháp được lựa chọn ởđây chính là phương pháp hấp thụ

2.2.1 Cấu tạo.

Do có sự khác nhau về công suất, qui mô và nhiên liệu đốt của từng nhà máy nên cấu tạo của 1 hệ thống xử lý khói thải lò hơi trong nhà máy nhiệt điện có sự khác nhau để phù hợp với từng nhà máy Chủ yếu có cấu tạo như sau:

Hình 2.5 Sơ đồ khối hệ thống xử lý khói thải trong nhà máy nhiệt điện [20]

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 vàtạo 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 Nghĩa là nó được chia làm 02 pha Phụ thuộc vào sựtương tác giữa chất hấp thụ và chất bị hấp thụ trong pha khí, và tất cả quá trình nàyđiều xảy ra trong tháp hấp thụ hay còn gọi là bình hấp phụ