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 Từ các NHà MáY NHIệT ĐIệN, xi măng, hóa chất và hiện trạng ứng dụng thiết bị trong kiểm soát ô nhiễm không khí ……….. ở nước ta việc kiểm soát ô

Bộ công thương

Viện nghiên cứu cơ khí

tuyển tập

các Báo cáo chuyên đề

Thuộc nhiệm vụ: 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

Chủ trì nhiệm vụ: TS Dương Văn Long

Đơn vị: TT Công nghệ & Thiết bị Môi trường

6905-1

18/6/2008

Hà Nội, 08/2007

Bộ công thương

Viện nghiên cứu cơ khí

Báo cáo chuyên đề

Tên chuyên đề:

Hiện trạng ứng dụng thiết bị, hệ thống đo lường, điều khiển trong kiểm soát, cảnh báo, lưu trữ nồng độ khí thải từ các nhà máy nhiệt điện, xi măng, hóa chất

Thuộc nhiệm vụ: 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

Chủ trì nhiệm vụ: TS Dương Văn Long

Đơn vị: TT Công nghệ & Thiết bị Môi trường

Hà Nội , 0 8 /2007

Mục lục

B quá trình phát thải gây ô NHIễM KHÔNG KHí Từ các NHà MáY NHIệT ĐIệN, xi măng, hóa chất và hiện trạng ứng dụng thiết bị trong kiểm soát ô nhiễm không khí ………

3

I phát thải gây ô NHIễM KHÔNG KHí Từ các NHà MáY

NHIệT ĐIệN, xi măng, hóa chất ………

3

I.1 Phát thải từ các nhà máy nhiệt điện ………. 3

I.2 Phát thải từ sản xuất xi măng ……… 4

I.3 Phát thải từ sản xuất hóa chất điển hình, phân bón ……… 5

II hiện trạng ứng dụng thiết bị đo trong kiểm soát ô nhiễm không khí từ các nhà máy nhiệt điện, xi măng, hóa chất và giải pháp ………

6

II.1 Hiện trạng ứng dụng thiết bị trong đo kiểm bụi, khí độc tại các

nhà máy nhiệt điện, xi măng, hóa chất trên thế giới ………

6

II.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 ………

9

1 Khảo sát hiện trạng ứng dụng thiết bị đo tại các nhà máy hóa chất 9

2 Khảo sát hiện trạng ứng dụng thiết bị đo tại các nhà máy nhiệt điện 11

3 Khảo sát hiện trạng ứng dụng thiết bị đo tại các nhà máy xi măng 12

4 Phân tích hiện trạng ứng dụng thiết bị đo và đề xuất ……… 12

1

A Đặt vấn đề

Các ngành công nghiệp nhiệt điện, xi măng, hóa chất là những ngành sản xuất gây ô nhiễm, ảnh hưởng lớn tới môi trường không khí Với các thành phần ô nhiễm là bụi than, bụi xi măng, muội, xỉ và khí độc hại như NOx, SO2, CO,

CO2 từ các quá trình vận chuyển nguyên, nhiên liệu, các quá trình công nghệ như nghiền, trộn, đóng bao… và các quá trình đốt cháy nhiên liệu

Không khí bị ô nhiễm có ảnh hưởng rất nguy hại tới sức khỏe con người như ảnh hưởng tới các cơ quan hô hấp, các tế bào thần kinh, mô và các cơ quan khác của cơ thể Ô nhiễm không khí phát sinh ra các bệnh tật như viêm phế quản mãn tính, hen phế quản, viêm phế quản thể hen và các bệnh về đường hô hấp, các bộ phận của cơ thể khác Một số chất oxy hoá trong quá trình quang hoá làm kích thích mắt, CO là tác nhân gây ra chứng đau đầu, giảm các chức năng của thị lực và một số chức năng khác

Để giảm thiểu ô nhiễm môi trường không khí từ các hoạt động công nghiệp trước hết phải kiểm soát được các quá trình phát thải ô nhiễm nhờ các thiết bị đo kiểm, cảnh báo, lưu trữ 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 kiểm, cảnh báo, lưu trữ các thông tin về môi trường đặc biệt là môi trường công nghiệp Các hãng sản xuất thiết bị kiểm soát môi trường lớn như: Durag 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 đều có các thiết bị

đo kiểm môi trường dựa trên các phương pháp đo hiện đại, tiên tiến, cho kết quả

đo nhanh, chính xác

ở nước ta việc kiểm soát ô nhiễm do các nguồn phát thải công nghiệp chưa được quan tâm đúng mực do đó việc ứng dụng các thiết bị, các hệ thống đo kiểm, hệ thống quan trắc phân tích môi trường hầu như chưa được áp dụng mà chỉ có hình thức đo kiểm do các cơ quan kiểm soát môi trường thực hiện định kỳ một năm 1 hoặc 2 lần Việc đo kiểm không thường xuyên các cơ sở ô nhiễm dẫn tới các thông số đo không đại diện được tính chất phát thải của các nguồn gây ô nhiễm một cách đúng mực

2

Nghiên cứu hiện trạng ứng dụng thiết bị, hệ thống đo lường, điều khiển trong kiểm soát, cảnh báo, lưu trữ nồng độ khí thải từ các thiết bị trong các nhà máy nhiệt điện, xi măng, hóa chất là một trong những yêu cầu để làm căn cứ phân tích tình trạng kiểm soát sự phát thải gây ô nhiễm môi trường từ các cơ sở sản xuất, từ đó có các kết luận về thực tế tình hình kiểm soát môi trường tại nguồn thải và có các chính sách về môi trường phù hợp với tình hình thực tế từ các cơ sở sản xuất

3

B quá trình phát thải gây ô NHIễM KHÔNG KHí Từ các NHà MáY NHIệT ĐIệN, xi măng, hóa chất và hiện trạng ứng dụng thiết bị trong kiểm soát ô nhiễm không khí

I phát thải gây ô NHIễM KHÔNG KHí Từ các NHà MáY NHIệT

ĐIệN, xi măng, hóa chất

I.1 Phát thải từ các nhà máy nhiệt điện

Nhà máy nhiệt điện 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 Tuy nhiên nhiên liệu thường dùng là than, khí cháy do đó nguồn phát thải chính trong các nhà máy nhiệt điện là bụi từ các quá trình khai thác, vận chuyển, bảo quản và nghiền nhiên liệu than; Khí độc phát thải chủ yếu ở các quá trình đốt cháy nhiên liệu như CO, CO2, SO2, NOx

Quá trình phát thải bụi

Nhiên liệu được sử dụng để cung cấp nhiệt lượng cho lò hơi tại các nhà máy nhiệt điện ở Việt Nam hầu hết là than Bụi phát sinh trong các quá trình vận chuyển, chuẩn bị và chế biến nhiên liệu tại một số vị trí phát thải:

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

Hệ thống các thiết bị cấp than đến máy nghiền và tại khu vực máy nghiền Than được nghiền nhỏ tới kích thước yêu cầu cầu đầu phun bằng các máy nghiền

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, 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

Phát sinh khí thải độc hại

4

Việc sử dụng các loại nhiên liệu như than, khí cháy 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 ôxy 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 cao do lưu huỳnh chứa nhiên liệu và khí CO

I.2 Phát thải từ sản xuất xi măng

Quá trình phát thải bụi

Ngành công nghiệp sản xuất xi măng được xem là một trong những nhóm ngành gây ô nhiễm lớn nhất cho môi trường, chủ yếu là 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 các chất gây ô nhiễm phát tán chủ yếu từ các công đoạn sau:

- Công đoạn khai thác do việc khoan nổ mìn, xúc đổ gây nguyên vật liệu;

- Công đoạn gia công nguyên liệu gồm các thiết bị như máy đập hàm, đập

búa, cân băng định lượng, hệ thống băng tải liệu và vị trí rót liệu vào máy nghiền;

- Công đoạn sấy than, đất sét;

- Công đoạn nung luyện clinke;

- 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;

- Công đoạn đóng bao

Quá trình phát thải khí độc

5

Nhiên liệu sử dụng trong các quá trình cung cấp nhiệt cho lò nung, sấy của các nhà máy xi măng là các loại nhiên liệu như than, dầu Tương tự như quá trình cung cấp nhiệt cho lò hơi của nhiệt điện, các loại khí thải chính là: SO2,

CO, CO2, NOx HF Nhiệt lượng sử dụng trong các nhà máy xi măng lớn do sản lượng xi măng thường rất cao đó lượng khí thải độc hại này cũng là nguồn gây ô nhiễm không khí lớn cần được kiểm soát

I.3 Phát thải từ sản xuất hóa chất điển hình, phân bón

Công nghiệp sản xuất hóa chất là ngành rộng, sản phẩm được ứng dụng ngay trong sinh hoạt và cho các ngành khác như nông nghiệp, công nghiệp, dịch vụ… Phát thải gây ô nhiễm môi trường từ sản xuất hóa chất điển hình thường là một số loại bụi nguyên liệu và khí độc do quá trình cháy, do chính nguyên liệu bốc hơi gây ô nhiễm

Quá trình phát thải bụi

Trong các ngành hóa chất cơ bản, bụi hầu như chỉ sinh ra trong các công

đoạn của sản xuất phân bón như phân supephosphat, đạm Superphosphat được sản xuất từ nguyên liệu chứa phospho như quặng phosphat (tricanxi phosphat) Khi sản xuất superphosphat đơn, kép các bụi phát thải từ các quá trình khai thác, vận chuyển, nghiền, trộn quặng mịn và axit, quá trình lưu trữ nguyên liệu và thành phẩm Các quá trình sản xuất hóa chất cơ bản khác cũng phát sinh bụi hóa chất chủ yếu do rò rỉ từ thiết bị và trong quá trình công nghệ, tuy nhiên chỉ ảnh hưởng cục bộ trong khu vực nhà máy

6

II hiện trạng ứng dụng thiết bị đo trong kiểm soát ô nhiễm không khí từ các nhà máy nhiệt điện, xi măng, hóa chất và giải pháp

II.1 Hiện trạng ứng dụng thiết bị trong đo kiểm bụi, khí độc tại các nhà máy nhiệt điện, xi măng, hóa chất trên thế giới

Việc ứng dụng các thiết bị, hệ thống đo lường, điều khiển trong kiểm soát, cảnh báo, lưu trữ nồng độ khí thải từ các thiết bị trong nhà máy xi măng trên thế giới đã được áp dụng từ lâu và rất phổ biến Tuy nhiên tuỳ theo tính năng, quy mô sản xuất, cơ chế quản lý môi trường ở các nước mà có các quy mô áp dụng thiết bị khác nhau Căn cứ vào danh sách một số khách hàng được cung cấp thiết

bị và ứng dụng thiết bị của các hãng trên thế giới của hãng Sick Maihak (bảng 1)

và có thể kết luận sơ bộ như sau: Tại các nước phát triển, trong công nghiệp sản xuất xi măng, hầu như đã được ứng dụng thiết bị đo kiểm môi trường của các hãng như Sick Maihak, Durag …

Ngoài danh sách kể trên, còn nhiều nhà máy sản xuất xi măng khác trên thế giới ứng dụng thiết bị đo kiểm môi trrường của hãng Sick Maihak, Durag từ những năm 90 và sau năm 2003 mà chưa có thống kê cụ thể Căn cứ vào doanh

số bán hàng của hãng hàng năm tăng khoảng 15 tới 20% và thị phần trong việc cung cấp thiết bị chiếm khoảng 9 tới 10% cho thấy các nước trên thế giới đã ứng dụng thiết bị đo kiểm môi trường từ rất lâu và nhiều nước đã sử dụng hệ thống đo kiểm và giám sát phát thải bằng phần mềm lưu trữ và tính toán

Bảng 1 Bản trích danh sách một số nhà máy nhiệt điện sử dụng thiết bị của hãng Sick Maihak từ 1996 tới năm 2000

1 Edison Mission Energy Loy Yang B

Power Station AUSTRALIA Power plant 01/10/1999

2 Loy Yang Power LTD, 1799

Traralgon, Australia AUSTRALIA Power plant 19/01/2000

3 Stanwell Power Corporation LTD,

Rockhampton, Qeensland AUSTRALIA Power plant 28/04/1999

4 Stanwell Power Corporation LTD,

Rockhampton, Qeensland AUSTRALIA Power plant 29/03/2000

7

5 Callide Power Station (Lurgi),

Queensland, Australia AUSTRALIA Power plant 19/07/2000

6 Electrabel Langerlo, B-3600 Genk,

Belgien (Belgium) Power plant 23/01/1998

7 Suikergroep N.V., Suikerfabriek Moerbeke

8 Alberta Envirofuels INC., Edmonton

Alberta (Canada) Power plant 29/09/1999

9 Edmonton Power, Edmonton, (Canada) Power plant 21/05/1999

10

Prince George, British Columia (canada) Power plant 21/051999

11 Edmonton Power, Edmonton, (Canada) Power plant 28/08/1998

12 Ontario Hydro, Ontario, Canada Power plant 7/10/1998

17 Paplor Hill Power Plant Power plant 30/4/1999

18 Rainbow Lake Co-Generation Power plant 30/4/1999

19 Alberta, Cogeneration CEMS, Power plant 5/5/2000

20 330MW Combined Cycle Power (canada) Power plant 17/12/1999

21 Multi -Weal (China) Ltd (china) Power plant 11/3/1999

22 IVO Power Engineering Ltd., Shanghai /

Qianqing (China) Power plant 8/2/1999

23 Hefei No.2 Power Plant, Anhui Province,

24 China Light Power´s Black Point Power

Station Multi -Weal (China) Ltd LGY-955

kft

Power plant 19/6/2001

25 Electropriveda Plomin, Kroatien

26 Zagreb TE-TO Thermal Power Station

8

27 ECS Spol S.R.O., Plana Nad Luznici

Okres Tabor, CZ (CZECH) Power plant 30/10/1998

28 PPc TRMICE a.s., Trmice, CR (CZECH)

32 ADP Orly, GS-2 (FRANCE) Power plant 6/10/1999

33 ADP Orly, GS-3 (FRANCE) Power plant 6/10/1999

34 SaarEnergie GmbH, Kraftwerk Bexbach

35 Preussen Elektra Kraftwerke AG &

Co.KG, Kraftwerk Staudinger

38 EWAG Energie- u Wasserversorgung s

AG, HKW-Sandreuth GERMANY Power plant 18/9/1998

39 Power Station Matra, Visonta, Hungary Power plant 6/6/2000

40

Paiton, Indonesien INDONESIA Power plant 22/4/1998

41 Fortum Engineering Ltd, Edenderry,

42 Lemico Ltd ISAREL Power plant 8/3/2000

44 Khasvuu Trade Production and Brokerage

Co Ltd (Mongolia) Power plant 6/2/1998

Anwil, Apex Service, Polen Poland Power plant 20/7/2000

48 Elektrownia Belchatow S.A Poland Power plant 21/11/2000

49 Kazan Power Station, Tatarstan Russia Power plant 16/5/1997

9

50 Precision Control PYE Ltd Power plant 1/10/1998

51 ESKOM Majuba Power Station SOUTH

52 Hantjung, Yeosu Power Plant, Yeosy City,

Kyoungnam SOUTH KOREA Power plant 16/6/1999

53 LG Power SOUTH KOREA Power plant 14/9/1999

54

Tangjin SOUTH KOREA Power plant 14/6/1997

55

Hadong, Tean SOUTH KOREA Power plant 27/6/1997

56 Halla Heavy Ind., Youngnam SOUTH

57 Hyundai Heavy Industry, Skorea Power plant 11/12/1997

58 Korea District Heating Corporation,

59

Hsieh-ho Power Plant, Taiwan Power plant 18/6/1999

60

Cheng Long Corporation, Taipei, Taiwan Power plant 5/2/1997

61 Taiwan Power Company, Taichung, Power

DB Riley, Warchester, Bow, NH, USA Power plant 7/3/2000

(TrÝch mét sè trang th«ng tin kh¸ch hµng lµ c¸c nµh m¸y nhiÖt ®iÖn øng dông thiÕt bÞ cña h·ng Sick MaiHak)

II.2 HiÖn tr¹ng øng dông thiÕt bÞ trong ®o « nhiÔm kh«ng khÝ t¹i c¸c nhµ m¸y nhiÖt ®iÖn, xi m¨ng, hãa chÊt ë ViÖt Nam

1 Kh¶o s¸t hiÖn tr¹ng øng dông thiÕt bÞ ®o t¹i c¸c nhµ m¸y hãa chÊt

§Ó ph©n tÝch t×nh h×nh thùc tÕ øng dông trong c¸c nhµ m¸y nhiÖt ®iÖn, xi m¨ng, hãa chÊt, cÇn cã c¸c kh¶o s¸t thùc tÕ t¹i c¸c nhµ m¸y Th«ng tin ®−îc t×m hiÓu qua mét sè së Tµi Nguyªn m«i tr−êng, t×m hiÓu t¹i nhµ m¸y hoÆc gäi ®iÖn tho¹i trùc tiÕp Qua kh¶o s¸t mét sè nhµ m¸y, cã b¶ng hiÖn tr¹ng sau:

B¶ng 2 Kh¶o s¸t øng dông thiÕt bÞ ph©n tÝch m«i tr−êng t¹i mét sè c«ng nhµ m¸y hãa chÊt

031.3857080 Kh«ng øng dông thiÕt

bÞ ®o, ph©n tÝch n−íc th¶i vµ khÝ th¶i 1 n¨m/lÇn

3 C«ng ty c«ng

nghiÖp cao su miÒn

nam

180 NguyÔn ThÞ Minh Khai Q3-TP

0210.825139 Cã thiÕt bÞ Testo 350

ph©n tÝch khÝ, ngoµi

ra cßn mét sè thiÕt bÞ kh¸c

11 C«ng ty TNHH mét

thµnh viªn Apatit

Ph−êng Pom H¸n, ThÞ x· Lµo Cai, Lµo Cai

2 Khảo sát hiện trạng ứng dụng thiết bị đo tại các nhà máy nhiệt điện

Bảng 3 Khảo sát hiện trạng ứng dụng tại một số nhà máy nhiệt điện

064.825161 Chưa ứng dụng thiết

bị phân tích MT, kiểm tra định kỳ 1 lần/năm

2 Nhà máy nhiệt điện

Cần Thơ

Đường Lê Hồng Phong, TP Cần Thơ

071.841280 Chưa ứng dụng thiết

bị phân tích MT

3 Nhà máy nhiệt điện

Ninh Bình

Phường Thanh Bình, TX Ninh Bình

030.871281 Chưa ứng dụng thiết

bị phân tích MT

4 Nhà máy nhiệt điện

Phú Mỹ

Thị Trấn Phú Mỹ, Tân Thành, Bà Rịa, Vũng Tàu

064.876927 Chưa ứng dụng thiết

bị phân tích MT

5 Nhà máy nhiệt điện

Thủ Đức

Km9, đường Hà Nội, Thủ Đức TP HCM

088.969182 Chưa ứng dụng thiết

bị phân tích MT

6 Nhà máy nhiệt điện

Uông Bí

TX Uông Bí, Quảng Ninh

033.854305 Chưa ứng dụng thiết

bị phân tích MT

12

3 Khảo sát hiện trạng ứng dụng thiết bị đo tại các nhà máy xi măng

Bảng 4 Khảo sát hiện trạng ứng dụng thiết bị phân tích tại một số nhà máy xi măng

04.9782011 (VP đại diện)

Trang bị hệ thống kiểm soát ô nhiễm không khí của hãng Sick Maihak

4 Phân tích hiện trạng ứng dụng thiết bị đo và đề xuất

Phân tích hiện trạng

Qua khảo sát một số nhà máy nhiệt điện, xi măng, hóa chất ở nước ta cho thấy hầu hết các nhà máy chưa tự trang bị thiết bị phân tích môi trường, đặc biệt

13

là các thiết bị phân tích giám sát tự động, liên tục chưa được áp dụng Thực tế phát thải gây ô nhiễm môi trường chỉ được kiểm định hàng năm 1 hoặc 2 lần do các đơn vị phân tích môi trường đo đạc do đó các kết quả đo không chính xác và không phản ánh đúng thực tế

Nước ta, vấn đề ô nhiễm môi trường do các hoạt động công nghiệp mang lại được kiểm soát chặt chẽ, chưa có các cơ chế quản lý hiệu quả Vì vậy các doanh nghiệp sản xuất nhiệt điện, xi măng, hóa chất gây ô nhiễm vẫn hoạt động, một số nhà máy đã áp dụng các biện pháp giảm thiểu ô nhiễm môi trường nhưng vẫn chưa kiểm soát được lượng phát thải thường xuyên, do đó các thông số báo cáo về kiểm định môi trường từ các nhà máy không chính xác và không đại diện

được cho tính chất phát thải từ các cơ sở sản xuất

Hiện nay theo cơ chế giám sát quản lý môi trường, các doanh nghiệp, các cơ sở sản xuất gây ô nhiễm phải được kiểm soát tải lượng phát thải hàng năm do các cơ quan có chức năng kiểm định môi trường Việc các nhà máy vẫn được kiểm định, đạt tiêu chuẩn phát thải, nhưng thực tế chỉ tới khi gây ô nhiễm trầm trọng như gây chết hàng loạt các sinh vật thuỷ sinh hoặc thực vật, hoặc số lượng dân cư quanh nhà máy có tỷ lệ nhiễm bệnh tăng đột biến hoặc dân không chịu nổi sự ô nhiễm và phản ứng lại thì mới biết thực tế vấn đề gây ô nhiễm môi trường của nhà máy đó Vì vậy phải kiểm soát thường xuyên, liên tục và thực sự nghiêm túc trong việc kiểm soát ô nhiễm từ các nhà máy

Đề xuất giải pháp

Việc ứng dụng các thiết bị trong việc đo kiểm trong công tác kiểm soát môi trường của các doanh nghiệp sản xuất xi măng hầu như chưa có doanh nghiệp nào trực tiếp thực hiện hoặc mua sắm các thiết bị đo kiểm mà chỉ có một

số cơ sở trang bị các thiết bị xử lý ô nhiễm và được kiểm định môi trường hàng năm do các cơ quan có thẩm quyền Theo định hướng phát triển công tác kiểm soát ô nhiễm môi trường, các cơ sở sản xuất xi măng yêu cầu phải có hệ thống kiểm soát ô nhiễm môi trường và có báo cáo phát thải định kỳ của mỗi ca sản xuất

Trang thiết bị đo các thông số phát thải liên tục ứng dụng cho các nhà máy nhiệt điện, xi măng, hóa chất hiện nay giá thành khá cao đối với các doanh nghiệp Một bộ thiết bị đầy đủ giá thành có thể tới 100.000 tới 500.000 USD tùy theo công suất và mức độ đầu tư Vì vậy cần có chính sách bắt buộc, hỗ trợ đối

Nội địa hóa khả năng sản xuất thiết bị đo, phân tích môi trường Các thiết

bị đo hiện tại được sản xuất ở các nước tiên tiến, tuy nhiên nước ta cũng cần có các hình thức hỗ trợ thích hợp với cơ quan nghiên cứu, các đơn vị chuyển giao công nghệ Khuyến khích liên doanh sản xuất thiết bị phân tích môi trường với các công ty nước ngoài có bề dầy kinh nghiệm Mục đích đặt ra là giảm tối đa giá thành sản phẩm thiết bị đo, phân tích môi trường, tạo điều kiện thuận lợi cho các doanh nghiệp tự trang bị thiết bị đo

15

kết luận Nhiệt điện đốt than, xi măng, sản xuất hóa chất là một trong những nguồn gây ô nhiễm không khí rất lớn Đặc điểm gây ô nhiễm không khí từ các nguồn này là bụi và khí thải độc hại Bụi chủ yếu phát sinh trong các quá trình chính như hệ thống cung cấp than, hệ thống các thiết bị cấp than đến máy nghiền, hệ thống băng tải than, vận chuyển nghiền đá vôi, đất sét và trong các quá trình công nghệ khác của sản xuất xi măng Trong sản xuất phân bón, hóa chất, bụi phát thải chủ yếu ở các công đoạn chuẩn bị, gia công, nghiền nguyên liệu

Việc sử dụng các loại nhiên liệu như than, dầu, khí cháy trong các công

đoạn đốt cháy cung cấp nhiệt cho lò nung, lò hơi 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 do nhiên liệu có các thành phần như C,

H, O, N, S… tác dụng với ô xy của không khí, nước

Trên thế giới, các nhà máy nhiệt điện, xi măng, hóa chất ở các nước tiên tiến đã áp dụng thiết bị đo kiểm khí thải độc hại bao gồm bụi và khí độc từ rất lâu Các nhà máy sử dụng thiết bị tương đối đồng bộ và có các hệ thống kiểm soát ô nhiễm bằng các phần mềm tính toán, lưu trữ nồng độ phát thải

Nước ta, vấn đề ô nhiễm môi trường do các hoạt động công nghiệp mang lại chưa được kiểm soát chặt chẽ, chưa có các cơ chế quản lý hiệu quả Vì vậy các doanh nghiệp sản xuất gây ô nhiễm vẫn hoạt động, một số nhà máy đã áp dụng các biện pháp giảm thiểu ô nhiễm môi trường nhưng vẫn chưa kiểm soát

được lượng phát thải thường xuyên, do đó các thông số báo cáo về kiểm định môi trường từ các nhà máy không chính xác và không đại diện được cho tính chất phát thải từ các cơ sở sản xuất

Nước ta cần thiết phải có các chế tài, quy định chặt chẽ về kiểm soát phát thải tại các nhà máy, xây dựng các phương án hỗ trợ cho các doanh nghiệp tự trang bị thiết bị kiểm soát ô nhiễm Ngoài ra tiến hành nội địa hóa sản xuất các thiết bị đo, phân tích môi trường nhằm giảm giá thành thiết bị cũng là nhân tố góp phần giúp các doanh nghiệp tiếp cận, trang bị thiết bị kiểm soát ô nhiễm môi trường

16

Tài liệu tham khảo

1 Trần Văn Nhân, Nguyễn Thạc Hữu, Nguyễn Văn Tuế (2001), Hoá lý (tập 1),

nhà xuất bản giáo dục

2 Trần Ngọc Chấn, Ô nhiễm không khí và xử lý khí thải tập1 &2 Hà Nội 2004

3 Trịnh Thị Thanh (2004), Sức khoẻ môi trường, Nhà xuất bản Đại học Quốc

Khoa Hà Nội

7 Vụ Hợp tác quốc tế, Công ty tư vấn xây dựng công trình vật liệu xây dựng (Bộ xây

dựng) (1996), Hội nghị chuyên đề về công nghệ và thiết bị sản xuất xi măng, Hà Nội

8 Danh sách khách hàng và các thông tin do hãng cung cấp thiết bị Sick Maihak cung cấp

Bộ công thương

Viện nghiên cứu cơ khí

Báo cáo chuyên đề

Tên chuyên đề:

Các nguyên tắc đo của thiết bị đo ô nhiễm môi trường

không khí

Thuộc nhiệm vụ: 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

Chủ trì nhiệm vụ: TS Dương Văn Long

Đơn vị: TT Công nghệ & Thiết bị Môi trường

Hà Nội , 0 8 /2007

Mục lục

A Đặt vấn đề………. 1

B các phương pháp và nguyên tắc hoạt động của thiết bị đo ô nhiễm không khí

2 I phương pháp xác định tải lượng, nồng độ khí thải từ các nguồn thải công nghiệp

2 a Phương pháp tính toán ……… 2

b Phương pháp áp dụng hệ số phát thải ……… 2

c Phương pháp đo đạc trực tiếp ……… 2

II các phương pháp đo và phân tích thành phần bụi … 3 II.1 Phương pháp lấy mẫu và phân tích bụi ……… 3

II.1.1 Phương pháp lấy mẫu ……… 3

II.1.2 Phương pháp phân tích tính chất của bụi ……… 5

II.2 Phương pháp đo bụi trực tiếp (in-situ) ……… …… 6

II.2.1 Phương pháp đo dựa vào sự hấp thụ sóng beta phát ra từ dòng khí bụi ………

7 II.2.2 Phương pháp đo dựa vào sự chuyển động của dòng phát tán ánh sáng (transmission) ………

8 II.2.3 Phương pháp đo dựa vào sự phát tán rải rác ánh sáng (scatted light) ………

9 II.2.4 Phương pháp đo dựa dựa vào sự giao động của ánh sáng (flicker light) ………

10 II.2.5 Phương pháp đo dựa vào sự va chạm phát ra điện từ của dòng khí chứa các hạt bụi (Tribo flow DC principle) ………

11 III Các phương pháp đo và phân tích thành phần khí độc ………

12

III.3 Ph−¬ng ph¸p so s¸nh b−íc sãng khÝ cÇn ®o víi khÝ chuÈn

- 1 -

A đặt vấn đề

Khí thải công nghiệp là nguồn thải chủ yếu gây ô nhiễm môi trường

không khí Nguồn ô nhiễm do công nghiệp là nguồn tĩnh, dạng điểm có khả

năng và cần thiết phải xử lý bằng nhiều giải pháp khác nhau nhằm cải thiện chất

lượng môi trường không khí các đô thị nói riêng và môi trường không khí nói

chung

Để giảm thiểu ô nhiễm không khí từ các nguồn thải công nghiệp trước hết

phải xác định được các nguồn thải, mức độ phát thải và khả năng gây ô nhiễm

đối với môi trường Mức độ ô nhiễm không khí cần phải được đánh giá bằng sự

có mặt và nồng độ các thành phần khí và bụi trong môi trường không khí xung

quanh hoặc tại các nhà máy, vì vậy nồng độ chất ô nhiễm trong không khí nói

chung và trong khí thải nói riêng là thông số quan trọng để đánh giá chất lượng

môi trường và là các chỉ số cần đo đạc, khảo sát trong công tác kiểm soát ô

nhiễm môi trường không khí

Ngoài ra, việc tiến hành đo đạc trực tiếp giúp xem xét đánh giá cụ thể tình

hình phát thải bụi, khí gây ô nhiễm cũng như khả năng kiểm soát phát thải trong

các cơ sở sản xuất công nghiệp; Đối chứng, kiểm tra các thông số ô nhiễm theo

phương pháp tính toán; Từ việc đánh giá độ chính xác, tin cậy các số liệu thu

được từ phương pháp tính toán để có những bước điều chỉnh phù hợp các phương

pháp tính toán, các mô hình sử dụng

Dựa vào sự biến đổi các thông số vật lý, hóa học, sinh học của không khí

khi nồng độ các chất ô nhiễm thay đổi người ta chế tạo ra các loại dụng cụ đo

thích hợp cho từng loại chất ô nhiễm hoặc nhóm chất ô nhiễm Tiêu biểu cho các

phương pháp này là các loại máy phổ kế, đo quang phổ, máy so màu, máy sắc

ký, đo độ dẫn điện… để phân tích sự có mặt và nồng độ khí trong hỗn hợp khí

Các đặc tính như sự phát tán, sự giao động ánh sáng, sự va chạm của bụi với các

đầu đo… xác định được nồng độ bụi chứa trong dòng khí cần phân tích

- 2 -

B các phương pháp và nguyên tắc hoạt động của thiết

bị đo ô nhiễm không khí

I phương pháp xác định tải lượng, nồng độ khí thải từ các

nguồn thải công nghiệp

Các phương pháp xác định tải lượng, nồng độ khí thải từ các nguồn thải

công nghiệp bao gồm các phương pháp chính sau:

a Phương pháp tính toán

Bản chất của phương pháp này là xác định tải lượng phát thải dựa vào tính

toán cân bằng vật chất, cân bằng năng lượng của quá trình tiêu thụ nhiên liệu,

nguyên liệu

Hầu hết các cơ sở công nghiệp đều tiêu thụ năng lượng bằng cách phổ

biến nhất là đốt cháy các dạng nhiên liệu như than, dầu, khí đốt Lượng bụi, khí

thải độc hại từ các quá trình công nghệ là rất lớn và là thành phần chủ yếu tổng

lượng khí thải ra môi trường xung quanh Vì vậy, phương pháp tính toán lượng

khí thải độc hại từ quá trình cháy được áp dụng tương đối rộng rãi

b Phương pháp áp dụng hệ số phát thải

Là phương pháp xác định mức độ phát thải bụi và khí độc tại các nguồn

thải bằng các hệ số định mức đã được kiểm nghiệm trong thực tế Khi biết thông

tin về các cơ sở sản xuất công nghiệp như thành phần nguyên liệu, nhiên liệu sử

dụng, lượng tiêu thụ và sản lượng, dựa vào định mức phát thải chúng ta có thể

ước tính được tổng lượng phát thải theo khả năng tiêu thụ nguyên nhiên liệu của

cơ sở sản xuất đó

c Phương pháp đo đạc trực tiếp

Đo đạc trực tiếp là phương pháp xác định tải lượng, nồng độ bụi, khí độc

phát thải từ nguồn thải công nghiệp bằng phương pháp tiến hành đo đạc trực tiếp

tại các cơ sở sản xuất, các nguồn gây ô nhiễm Phương pháp này nhằm nhằm đáp

ứng các tiêu chí sau:

- Tiến hành đo đạc trực tiếp giúp xem xét, đánh giá cụ thể tình hình phát

thải bụi, khí gây ô nhiễm cũng như tình hình kiểm soát phát thải trong các

cơ sở sản xuất công nghiệp Hiện nay, các cơ sở công nghiệp phát thải với

- 3 -

lượng đáng kể bụi và khí gây ô nhiễm môi trường không khí hầu hết đã và

đang được trang bị hệ thống thu gom bụi, xử lý khí thải nên việc xác định

hiệu suất của hệ thống xử lý và lượng phát thải thực tế của nhà máy cần

thiết phải đo đạc bằng các thiết bị đo Vì vậy, phương pháp này ngoài việc

là nhu cầu cấp thiết, còn là phương pháp cho độ tin cậy nhất trong việc xác

định mức độ gây ô nhiễm tại nguồn của các cơ sở công nghiệp cũng như

khả năng phát tán ô nhiễm;

- Đối chứng, kiểm tra các thông số ô nhiễm theo các phương pháp khác

(tính toán, áp dụng hệ số phát thải)

- Bổ sung số liệu vào nguồn cơ sở dữ liệu

II các phương pháp đo và phân tích thành phần bụi

II.1 Phương pháp lấy mẫu và phân tích bụi

II.1.1 Phương pháp lấy mẫu

Khí chứa bụi được hút trực tiếp từ nguồn không khí cần đo (từ nguồn phát

thải hoặc trong môi trường không khí), qua bộ phận sấy tách hơi nước, lọc giữ lại

bụi Thiết bị gồm bộ phận sấy khô, đồng hồ đo lưu lượng khí đã hút, nhiệt kế,

thiết bị lọc, máy bơm hút khí

Bộ phận lọc có thể dùng là cyclon thu bụi, túi vải, tuy nhiên phổ biến nhất

là giấy lọc có kích thước lỗ nhỏ Khả năng giữ lại bụi trên 98% tổng số lượng bụi

được lọc qua thiết bị lọc

- 4 -

H×nh 1 - Bé phËn läc bôi cña thiÕt bÞ lÊy mÉu bôi

H×nh 2 - VÝ dô thiÕt bÞ thu mÉu bôi cña h·ng Casella

Mµng läc bôi

- 5 -

Hình 3 là thiết bị được thiết kế để lấy mẫu bụi có nồng độ lớn tại hiện

trường, phân tích trọng lượng và chuyển thành tín hiệu số kết nối máy tính kiểm

soát hoặc hiển thị trên màn hình của thiết bị

Hình 3 - Ví dụ thiết bị thu mẫu bụi nồng độ cao của hãng Sick Maihak

Nguyên tắc lấy mẫu:

Lấy mẫu đại diện cho các khí hoặc bụi trong một ống dẫn tại một nguồn

thải hoặc tại một địa điểm cần phân tích Khi lấy mẫu bằng phương pháp hút,

dòng khí phải đảm bảo ổn định, mẫu khí thu được là đại diện trung bình cho

không khí cần phân tích Tuy vậy ở các thời điểm khác nhau nồng độ các chất ô

nhiễm khác nhau do đó có thể lấy mẫu tại nhiều điểm để phân tích, lấy kết quả

trung bình

1 3 Màng lọc chịu nhiệt độ cao

- 6 -

II.1.2 Phương pháp phân tích tính chất của bụi

So màu phân tích độ mờ của khí chứa bụi:

Là phương pháp xác định độ mờ, độ đen của dòng khí chứa bụi Dòng khí

chứa bụi được trích ra nhờ máy hút, qua giấy lọc có kích thước lỗ nhỏ, lượng bụi

bám lại trên giấy lọc sẽ được so sánh với mẫu màu có sẵn để so sánh Trong

thực tế phương pháp này chỉ được sử dụng để phân tích tính chất bụi

Hình 4 - Mô tả phương pháp so sánh màu để xác định độ mờ, đen của bụi

Cân phân tích trọng lượng, kích thước hạt, thành phần hạt bụi:

Bụi được giữ lại nhờ bộ phận lọc, bằng các phương pháp như cân, sử dụng

tỷ trọng kế, lắng trong dung dịch, dùng kính hiển vi… phân tích được thành

phần, kích thước hạt Tổng trọng lượng bụi thu được (g)/lưu lượng khí qua thiết

bị (m3) là nồng độ bụi cần đo (g/m3) Ngoài ra, theo phương pháp phân tích trọng

lượng này, người ta còn chế tạo ra thiết bị di động tích hợp các bộ phận có thể

phân tích trực tiếp bụi, tính toán và cho kết quả ngay về nồng độ khí đã đo

II.2 Phương pháp đo bụi trực tiếp (in-situ)

Các thiết bị được chế tạo đo trực tiếp này có thể cho kết quả trực tiếp trên

màn hình gắn trên thiết bị hoặc tín hiệu được gửi tới hệ thống xử lý và truyền tín

hiệu về trung tâm phân tích, lưu trữ

Mẫu màu

Giấy lọc Bơm mẫu khí

ống hút mẫu

- 7 -

II.2.1 Phương pháp đo dựa vào sự hấp thụ sóng beta phát ra từ dòng khí bụi

Mô hình phương pháp đo

Bụi được giữ lại trên băng tải và chuyển vào thiết bị bức xạ tia β Qua hệ

thống khuyếch đại, phân tích lượng khí β hấp thụ được cho kết quả nồng độ bụi

cần đo đạc

Hình 5 - Mô hình phương pháp đo dựa vào bức xạ tia beta

Ví dụ thiết bị ứng dụng

Căn cứ vào phương pháp bức xạ tia beta, các

hãng chế tạo ra thiết bị đo và phân tích nồng độ bụi,

hiển thị ngay kết quả cần đo Thiết bị có thể lắp đặt cố

định tại trạm quan trắc nhà máy hoặc di động tới khu

vực cần đo

Hình 6 - Hình ảnh thiết bị ứng dụng phương pháp đo dựa

vào bức xạ tia Bêta (hãng Durag)

ống lấy mẫu

TB bức xạ β

Bộ khuyếch đại

Màn hình hiển thị Băng tải bụi

- 8 -

II.2.2 Phương pháp đo dựa vào sự chuyển động của dòng phát tán ánh sáng

(transmission)

Mô hình phương pháp đo

Sự chuyển động của dòng khí chứa bụi được theo dõi, quan sát nhờ thiết bị

phát tín hiệu ánh sáng, đi qua dòng khí bụi, phản xạ lại nhờ gương cầu và được

khuyếch đại tín hiệu Từ tín hiệu ảnh thu được, thiết bị phân tích, cho kết quả

nồng độ bụi

Hình 7 - Mô hình phương pháp theo dõi sự chuyển động của dòng

Ví dụ thiết bị đo ứng dụng (hãng Sick MaiHak)

Dựa vào kết quả phân tích tín hiệu theo dõi sự chuyển động cả dòng khí

chứa bụi, thiết bị được cài đặt sắn phần mềm có thể hiển thị ngay tín hiệu trên

màn hình hiển thị và gửi tín hiệu đo dưới dạng số hóa về máy tính quản lý dữ

liệu

Hình 8 - Hình thiết bị được chế

tạo theo thương pháp theo dõi

sự chuyển động của dòng khí bụi

- 9 -

Thiết bị được gắn tại thân ống khói hoặc vị trí phát thải, đo liên tục nồng

độ bụi và hiển thị kết quả trên màn hình Ngoài ra tín hiệu còn được gửi tới hệ

thống phần mềm giám sát, lưu trữ, báo cáo phát thải

II.2.3 Phương pháp đo dựa vào sự phát tán rải rác ánh sáng (scatted light)

Mô hình phương pháp đo

Khi dòng khí chứa bụi được chiếu vào chùm ánh sáng bằng đầu phát, ánh

sáng sẽ được các hạt bụi trong dòng khí hấp thụ và phản xạ lại đầu thu Dựa vào

sự rải rác của các nguồn sáng phản xạ lại từ các phần tử hạt, thiết bị có thể phân

tích được nồng độ bụi

Hình 9 - Mô hình phương pháp đo dựa vào phát tán rải rác ánh sáng

Ví dụ thiết bị ứng dụng:

Hình 10: Thiết bị được chế tạo theo phương pháp phân tích sự rải rác ánh sáng

độ bụi tại nguồn phát thải

Hình 11 - Mô hình phương pháp đo phân tích giao động tín hiệu ánh sáng

Ví dụ thiết bị ứng dụng

Theo nguyên tắc đo này, các hãng chế tạo thiết bị đo nồng độ bụi trực tiếp (đo online) thường sử dụng và thiết kế thiết bị gắn tại thân đo đạc nguồn phát thải

Hình 12 – Ví dụ thiết bị ứng dụng

- 11 -

II.2.5 Phương pháp đo dựa vào sự va chạm phát ra điện từ của dòng khí chứa các hạt bụi (Tribo flow DC principle)

Mô hình phương pháp đo

Phương pháp phân tích nồng độ bụi dựa vào sự va chạm các hạt bụi với

đầu cảm ứng tạo ra hiệu ứng dòng điện, đầu cảm ứng có chức năng truyền tín hiệu cảm ứng về thiết bị phân tích Từ tiến hiệu dòng điện từ thu được, thiết bị sẽ phân tích, tính toán được nồng độ bụi

Hình 13 - Mô hình phương pháp đo phân tích hiệu ứng điện

Ví dụ thiết bị ứng dụng

Theo nguyên tắc đo này, các hãng chế tạo thiết bị đo nồng độ bụi trực tiếp (đo online)

Hình 14 - Thiết bị ứng dụng (hãng Durag)

- 12 -

III Các phương pháp đo và phân tích thành phần khí độc

Mức độ ô nhiễm khí độc phát thải từ các hoạt động công nghiệp cần được

đánh giá bằng nồng độ các chất khí độc hại phát thải từ nhà máy và môi trường xung quanh do quá trình khuyếch tán Nồng độ các chất khí ô nhiễm được xác

định bằng nhiều phương pháp khác nhau và có thể chia thành ba nhóm sau:

a Phương pháp hóa học

Dùng các phản ứng hóa học giữa chất ô nhiễm với các tác nhân khác để xác định được chất ô nhiễm trong mẫu khí thu được tại hiện trường Phương pháp này đòi hỏi phải lấy mẫu khí ô nhiễm tại hiện trường rồi đem về phòng thí nghiệm phân tích Nếu đã dự đoán trước các chất ô nhiễm, có thể chuẩn bị thiết

bị và hóa chất cần thiết để phân tích tại hiện trường

Phương pháp hóa học là phương phân tích thành phần khí từ rất lâu, tuy vậy trong điều kiện hiện nay thì phương pháp này lạc hậu và ít được ứng dụng

c Phương pháp dụng cụ

Dựa vào sự biến đổi các thông số vật lý và hóa học mà chủ yếu là các thông số vật lý của môi trường không khí khi nồng độ các chất ô nhiễm thay đổi người ta chế tạo ra các loại dụng cụ thích hợp cho từng loại chất ô nhiễm hoặc nhóm chất ô nhiễm Tiêu biểu cho phương pháp này là các máy phổ kế, máy đo quang phổ, máy so màu, máy sắc ký, máy đo độ dẫn điện

- 13 -

Tuy nhiên, trong việc kiểm soát liên tục, lưu trữ thông tin phát thải khí độc

từ các nguồn thải công nghiệp thì phương pháp đo đạc cho kết quả ngay là phương pháp phù hợp, vì vậy chúng tôi nêu các công nghệ đo đạc bằng phương pháp dụng cụ

III.1 Phương pháp phân tích sự phát quang bằng phản ứng hoá học (Chemiluminescence)

Dựa vào sự phát quang hóa học để đo nồng độ khí NOx trong không khí Khi trích dẫn dòng khí cần phân tích vào thiết bị và cung cấp khí ozone, sẽ có một số phản ứng xảy ra, tuy nhiên phản ứng chính là:

NO + O3 → NO2 + O2 + hν

Năng lượng bức xạ hν được thu bằng ống nhân quang Cường độ bức xạ tỷ

lệ với số lượng ban đầu của khí NO cần phân tích Thiết bị được tính toán, cài

đặt bằng phần mềm sẽ phân tích được nồng độ khí NOx chứa trong dòng khí

Hình 15 - Mô hình phương pháp xác định nồng độ khí NO x dựa vào phát quang

NOx

Thiết bị phân tích gồm các bộ phận chính: nguồn phát bức xạ hồng ngoại; thiết bị dẫn hướng tia hồng ngoại; hai ngăn chứa khí cần đo và khí chuẩn đối chứng (N2); kính hội tụ và đầu thu phân tích khả năng hấp thụ của khí đo Tín hiệu được phân tích bằng cách đo cường độ màu của dung dịch đo với cường độ màu khí chuẩn, cho kết quả về nồng độ khí cần đo

Hình 16 - Mô hình phương pháp xác định nồng độ khí dựa vào phân tích

khả năng hấp thụ tia hồng ngoại

Ngăn khớ cần đo Ống dẫn hướng

- 15 -

So sánh khí màu khí chuẩn không hấp thụ tia hồng ngoại với màu khí cần đo:

Ví dụ thiết bị ứng dụng

Hình 19 - Thiết bị xác định nồng độ khí CO model GM 910, hãng SickMaihak

III.3 Phương pháp so sánh bước sóng khí cần đo với khí chuẩn

Sử dụng thiết bị đo như hình II.2 với cùng nguồn tia hồng ngoại từ thiết bị phát tín hiệu Phân tích bước sóng khí chuẩn với khí đo bằng thiết bị thu, ta có các mô hình như sau:

Hình 18 - Hấp thụ hồng ngoại ngăn khí cần phân tích Hình 17 - Hấp thụ hồng

ngoại ngăn khí chuẩn

- 16 -

Thiết bị đo sử dụng nguyên tắc và nguồn tín hiệu hồng ngoại như thiết bị

được trình bày trên, tuy nhiên đầu thu tín hiệu phân tích chiều dài bước sóng khí cần phân tích và so sánh với mẫu khí chuẩn Chiều dài bước sóng khí là cơ sở để thiết bị tính toán nồng độ khí có mặt trong thể tích cần đo

Hình 22 - Mô hình phương pháp phân tích nồng độ khí dựa vào khả năng dẫn điện

Phương pháp đo Nguyên tắc đo

3 1

2 4 3 1

2 4

U U

U U R R

R R

=

= 0

- 17 -

Hình 23 - Biểu đồ so sánh độ dẫn điện của các thành phần khí khác nhau

III.5 Phương pháp phân tích khả năng hấp thụ quang phổ (Spectrometer)

Phương pháp phân tích khả năng hấp thụ quang phổ khác nhau của các thành phần khí có mặt trong hỗn hợp khí cần đo Nguồn quang phổ UV (untra violett) được tạo ra bởi thiết bị phát (UV lamp), qua các thiết bị như kính hội tụ, gương phản xạ, gương dẫn hướng, lọc thị giác, phân tích dải bước sóng thu được

do sự hấp thụ quang phổ khác nhau của các thành phần khí trong hỗn hợp

hydr

ogen

chloride

- 18 -

Hình 24 - Mô hình phương pháp phân tích nồng độ thành phần khí dựa vào khả năng hấp thụ quang phổ

Nguyên tắc đo:

Mỗi thành phần khí trong hỗn hợp khí cần phân tích có khả năng hấp thụ tia hồng ngoại khác nhau ở mỗi dải bước sóng nhất định Khả năng hấp thụ nhiều hay ít phụ thuộc vào sự có mặt của nồng độ thành phần khí

Hình 25 - Ví dụ tín hiệu thu được sau phân tích hỗn hợp khí