Luận văn thạc sĩ nghiên cứu xác Định phát thải một số chất Ô nhiễm không khí của công ty cổ phần giấy hoàng văn thụ và Đánh giá mức Độ phát tán của chúng

LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đẻ tài luận văn thạc sỹ khoa học “Nghiên cứu xác định phát thải một số chất ô nhiễm không khí của Công ty Cổ phần giấy Hoàng Văn Thụ và đánh giá mức độ phá

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRUONG DAI HOC BACH KHOA HA NOI

VŨ THỊ THÙY TRANG

NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH PHÁT THAI MOT SÓ CHÁT Ô NHIỄM

KHÔNG KHÍ CỦA CÔNG TY CỎ PHẢN GIÁY HOÀNG VĂN THỤ

VÀ ĐÁNH GIÁ MUC BO PHAT TAN CUA CHUNG

LUAN VAN THAC SI KHOA HOC

CHUYEN NGANH: KY THUAT MOI TRUONG

HA NOI - NAM 2017

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRUONG DAI HOC BACH KHOA HA NOI

VU THI THUY TRANG

NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH PHAT THAI MOT SO CHAT Ô NHIỄM

KHÔNG KHÍ CỦA CÔNG Ty CO PHAN GIAY HOANG VAN THU

VA ĐÁNH GIÁ MUC ĐỘ PHAT TAN CUA CHUNG

Chuyên ngành: KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGÀNH: KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

PGS.TS NGHIÊM TRUNG DŨNG

HÀ NỌI - NĂM 2017

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đẻ tài luận văn thạc sỹ khoa học “Nghiên cứu xác định phát thải

một số chất ô nhiễm không khí của Công ty Cổ phần giấy Hoàng Văn Thụ và đánh giá

mức độ phát tán của chúng” là do tôi thực hiện với sư hưởng dẫn của PGS.TS Nghiêm

Trung Dũng Đây không phải lả bản sao chép của bắt kỳ một cá nhân, tổ chức nảo Các số liệu, kết quả trong luân văn đều do tôi làm thực nghiệm, xác định và đánh giá

Tôi xin hoản toàn chịu trách nhiệm vẻ những nội dung mả tôi đã trình bảy trong luận

LỜI CẢM ƠN Trước tiên, tôi xin được gửi lời cảm ơn chân thành tới Viện Khoa học và Công nghệ

Môi trường và Viện Đảo tạo sau Đại học - Trường Đại hoc Bach Khoa Hà Nội đã tạo điều

kiện thuận lợi trong suốt quá trinh học tập cũng như làm luận văn tốt nghiệp thạc sỹ

Thứ hai, tôi xm chân thành cảm ơn PGS.TS Nghiêm Trung Dũng đã định hướng cho

tôi một để tài thủ vị, cỏ tác dụng thiết thực đối với công việc hiện tại của tôi Đồng thời góp

những ý kiến quan trọng giúp tôi hoản thành bản luận văn nảy

Thứ ba, tôi xin gửi lời cảm ơn tới Khoa Xây dựng và Mỗi trường, trường Đại học Kỹ

thuật Công nghiệp Thải Nguyên, nơi tôi đang công tác, đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho

tôi trong quá trình học tập chương trinh cao học cũng như thực hiện luân văn nảy

Thứ tư, tôi xin được gửi lời cảm ơn đến các giảng viên, nghiên cửu viên của Viện

Khoa học và Công nghệ Môi trường củng các học viên trong lớp cao học kỹ thuật môi

trường đã tận tỉnh giúp đỡ tôi trong thời gian học tập tại chương trình Thạc sỹ chuyên ngành

Kỹ thuật môi trường tại trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

Thứ năm, tôi xin được gửi lời cảm ơn sâu sắc tới các chuyên viên thuộc Trung tâm

Quan trắc và Công nghệ Môi trường Thái Nguyên đã nhiệt tình giúp đỡ tôi trong quả trình

thực hiện luận văn nảy

Thử sáu, tôi xin được chân thành cảm ơn Ban giám đốc va tap thẻ công nhân viên

Công ty Cổ phan giay Hoang Van Thu da tao mọi điều kiện thuận lợi đề tôi thực hiên luận

van nay

Cuối củng, tôi cũng xin được bày tỏ lòng biết ơn đổi với gia đình và cảm on ban bẻ

vi da het long ủng hộ va chia sẻ những kho khan trong cuộc sông đề tôi cỏ thẻ hoàn thành

bản luận văn nảy

Học viên

Va Thi Thay Trang

MỤC LỤC

LOI CAM DOAN

LOI CAM ON

DANH MUC BANG

DANH MỤC HÌNH

DANH MUC TU VIET TAT

1.1 Hệ số phát thải gS A sb DSRS RSENS RECORDER RTO ns

1.1.2 Phương pháp xác định hệ số phát thải của nguồn tĩnh

1.1.3 Xác định hệ số phát thải của nguồn tĩnh bằng phương pháp quan trắc

1.3.3 Công đoạn sản xuất hơi của công ty gt8ilGs8Zluzliät81570010880504ãf08280a:0g)/20)

2.1 Thiết bị và vật tư sh OS NSE REET TOON ENERO xisararsanÖSf2

ST PRR BR sac erste MS CISC g4 Bajau2gH L2g0 0

2.2 Quá trình quan trắc save cscs togtzfdiisfidstrtadiigfiisrnangkssias S5, 2.2.1 Công tác chuẩn bị tư sọ ae „2 DOs, QUA tA di à reo nannesonidtieroiteetroketisekorietsinasnsesntiovasusnsnnsiDE) 2.3 Tỉnh toán hệ số phát thải W (đong 31

3.4 Xác định mức độ dựch tan chất ô nhiễm trong khi thải của Công ty Cổ phân giấy Hoàng

2.4.1 Ứng dụng mô hinh SCREENView 4.0.0 dé xac định mức do phat tan chat 6 nhiém

theo true ctia ludng gid ran CIRRUS ERO RET RIE rene „33

KẾT LUẬN tHnnehieo Tnhh ru seseeseoooe.Ố

'TẤT/HTỆU THANEKHẨ iu suáis2n0iong 20004 ong HH2 00040040600 —

Bang 1.1 Sự phụ thuộc etia A vao dia hình _— "

Bang 1.2 Các cấp ôn định của khí quyền 2222220222202220200000002-eee sil

Bang 1.3 Công thức tính toán øy,Ø; ìonoooosnorrrrrerreereooooooooo TỔ,

Bảng 1.4 Nhiệt độ không khi trung bình tháng tại Thái Nguyễn 522222 T7

Bảng 1.5 Tốc độ gió trung bình tháng tại Thải Nguyên 3 susccuah

Bảng 2.1 Cơ sở dữ liệu khí tượng trong 2 mủa ee}

Bang 3.3 Nông độ một số chất ô nhiễm dạng khí trong khí thải 39 Bang 3.4 Hệ số phát thải các chất ô nhiềm 2255522 Song „41 Bảng 3.5 Tóm tắt nông độ cực đại và vị trí đạt nông độ cực đại của các chất ô nhiêm theo

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Quan hệ giữa chỉ phí và độ tin cây của các phương pháp đánh giả phát thải 3

Hình 1.3 Số điểm tối thieu dé lay mau G5H1.0i21/1930/3800:3109700H04084230nng/4raynngsogrtrsrilf

6

Hình 1.4 Phân bồ vị trí 12 điểm lấy mẫu trên tiết diện tròn vả tiết diện chữ nhật

Hình 1.5 Lẫy mẫu isokinetic và không isokinetic Se 3

Hình 1.6 Mô phỏng quá trinh phát tán ,=.- Hưn hàn —-` Hình 1.7 Sơ đồ công nghệ sản xuất kèm đỏng thải seeeesesoo T9 Hình 1.8 Sản lượng tiêu thụ nhiên liệu từ năm 2015 đến tháng 7 năm 2017 của Công ty Cổ phân giấy Hoàng Văn Thụ 3 == RENAL A 21

Hình 2.1 Sơ đồ khỏi thể hiện quả trình sản xuất hơi và xử lý khi thải lỏ hơi 23 Hình 2.2 Vi trí lây mẫu và phân bồ điểm quan quan trắc ” ganergssasas255

Hình 2.4, So dé lap dat hé théng do ham am ¬—

Hình 2 2.6 Mö tả thông số đầu vào vả sự kết Kã giữa mô hình SCREENView 4.0.0 và phân

Hình 2.7 Giao điện SREENView 4.0.0 hlnifGiysedosgeisissiuouỞil Hình 2.8 Giao diện làm việc của phần mềm AreView GI8 3.3 3G

Hình 3.1 So sánh kết quả hệ số phát thải CO; của nghiên cứu nay và một số nghiên cứu

Hình 3.2 So sảnh kết quả hệ số phát thải CO của nghiên cứu này và một số nghiên cứu

khác trên thế giới §tdtiS»aid4g3i4d Oioyv2005nã6306064g840444000 st 43

Hình 3.3 So sánh kết quả hệ số es thai khi SO, va NO, trong ani cứu nảy va trong tai

ER cE A ( S002 10H0WNEEEGNGGNIRGNGEEPHEPHDNESHISGOHEUEINIENGHIGNGIAOEEmsSPm 44

Hình 3.4 Mức dé phat phat tán bụi trong môi trường theo Mông BO uy «e necro fA

Hinh 3.5 Mức độ phát phát tản bụi trong môi trường theo hate giỏ khi không được xử lý

Hình 3.6 Mức đô phát phát tán CO trong môi trường theo luỏng gió „47

Hình 3.7 Mức đô phát phát tan SO, trong méi trường theo luồng giỏ —— Hình 3.8 Mức đô phát phát tán NO; trong môi trường theo luồng giỏ „49 Hình 3.9 Mức độ phát phát tán NO trong môi trường theo luồng giỏ i 50

Hình 3.10 Ban dé phat tán bụi trong môi trường vào mùa khô khi được xử lý

Hình 3.11 Bản đổ phát tán bụi trong môi trường vào mùa mưa khi được xử lý

Hình 3.12 Bản đỗ phát tản bụi trong môi trường vào mùa khô khi không được xử lý

Hình 3.13 Bản đồ phát tán bụi trong môi trường vào mùa mưa khi không được xử lý

Hình 3.14 Bản đồ phát tản CO trong môi trường vào mủa khô

Hình 3.15, Bản đồ phát tán CO trong môi trường vào mua mua

Hình 3.16 Bản do phat tan SO; trong trong môi trường vảo mùa khô Hinh 3.17 Ban dé phat tan SO, trong trong moi trường vào mủa mưa Hình 3.18 Bản đồ phát tán NO, trong môi trường vào mùa khô

Hình 3.19 Bản đồ phát tản NO; trong môi trường vảo mùa mưa

Hình 3.20 Bản đỏ phát tăn NO trong môi trường mùa khô

Hình 3.21 Bản đỏ phát tán NO trong môi trường mùa mưa

DANH MỤC TỪ VIẾT TÁT

USEPA Cục bảo vệ môi trường Mỹ

IPCC : Uỷ ban liên chính phủ về biển đôi khi hậu

WHO TTỏ chức y tế thẻ giới

NL Nhiên liệu

khi thải từ việc đót nhiên liệu phục vụ lò hơi Nhiên liệu sử dụng cho lò hơi thường lả than,

dau, ctii, Ở nước ta, do đặc thủ sản xuất và vùng nhiên liệu nên lỏ hơi công nghiệp sử

dung củi đốt được rất nhiều doanh nghiệp lưa chọn đặc biệt là trong lĩnh vực dệt nhuộm, công nghệ thực phẩm, sản xuất giáy (giấy ăn, giây vệ sinh), Một số doanh nghiệp sử dụng

lò hơi công nghiệp đốt củi như công ty Vifon (Tp Hồ Chí Minh), công ty dệt nhuộm in bông và may mặc (Tp Hỗ Chí Minh), công ty bia Hà Nội Quảng Bình, công ty sản xuất giấy ăn Anh Đức (Vĩnh Phúc), công ty Cỏ phâng giấy Hoang Van Thu (Thái Nguyên), công

ty giấy xuất khâu (Thái Nguyên) Phát thải khi thải lò hơi nêu không được đánh giả và xác

định sẽ gây khó khăn trong việc quản lý và bảo về môi trường

Việc xác định đúng, chính xác lượng phát thải và khả năng lan truyền chất ö nhiễm

có trong khi thải lò hơi sẽ góp phân vào việc quản lý tổng hợp chất lượng không khi Công

cụ thường được sử dụng đề đánh giá mức độ phát thải vả phát tán là sử dụng hệ số phát thải

và mô hình phát tán Ở nước ta, việc đánh giá phát thải và phát tán đối với khí thải lò hơi

công nghiệp sử dụng nhiên liệu là than, dầu đã được nhiều nghiên cứu đề cập đền, tuy nhiên với loại nhiên liệu là sinh khỏi lại ít được quan tâm tới Do vậy, nguồn dữ liệu thông tin còn nhiều hạn chê Nhận thức được điều này, đề tài “Nghiên cứu xác định phát thải một số chất ô nhiễm không khí của Công ty Cổ phần giấy Hoàng Văn Thụ và đánh giá mức

độ phát tán của chúng” được chọn lảm nội dung nghiên cửu trong luận văn nảy Hy vọng

rằng, kết quả của luận văn này sẽ góp phân xây dựng bộ hệ số phát thải và mức độ phát tán

một số chất ô nhiềm trong khí thải lò hơi sử dụng nhiên liệu là sinh khôi

2 Mục tiêu nghiên cứu

- Gop phần xây dựng bộ só liệu vẻ phát thải của khí thải lò hơi công nghiệp sử dụng,

nhiên liệu là sinh khỏi

- Đánh giá mức độ phát tán của một số chất 6 nhiém trong khi thải lò hơi công nghiệp sử dụng nhiên liệu là sinh khỏi

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Dé tai tập trung nghiên cứu, tính toán phát thải và mức độ phát tán khí thải lỏ hơi của

Công ty Cô phan giay Hoang Van Thụ bao gồm bụi, CO, CO;, SO;, NO; và NO

CHƯƠNG 1 - TONG QUAN TAI LIEU 1.1 Hệ số phát thải

1.1.1 Khái niệm

Hệ số phát thải (emission factor - EF) là công cụ được sử dụng đẻ đánh giá mức độ

phát thải các chất ô nhiễm không khí Đối với nguồn thải tĩnh, hệ số nảy thể hiện mối quan

hệ giữa lượng chat 6 nhiém phat thai ra voi các hoạt động phat thai ra cac chat 6 nhiễm đỏ

va thudng duge thé hién duéi dang khéi luong chat 6 nhiém trén mét don vi khéi luong, thé tích, nhiên liệu hoặc sản phẩm tạo thành Đơn vị của hệ số phát thải có thể là g/kg nhiên liệu hoặc g/kg sản phẩm [1]

Hệ số phát thải được dùng đề ước tỉnh mức độ phát thải từ các quả trình phát sinh chất

ô nhiễm Thông thường, hệ số phát thải đại diện cho lượng thải trung bình từ tất cả các quả trình tương tự nhau về mặt thiết kế và đặc điểm mả nỏ tạo ra chất ö nhiễm đang được xem

tiếp cân Nhận thấy rằng, khi sử dụng hệ số phát thải để đánh giả mức độ phat thai thi chi

ô phát thải là một trong những cách tiếp cận đẻ xác định mức độ phát thải phục vụ

phí bỏ ra thấp hon so với các phương pháp tiếp cận khác như mỏ hình phat thai hay quan

trắc phát thải Tuy nhiên, kết quả thu được có độ tin cậy thấp hơn các phương pháp trên

Mặt khác, hệ số phát thải thường được tính dựa trên dữ liệu hữu hạn, do đó có thê nó

không thực sự đại điện cho cơ sở sản xuất quan tâm Vi vậy, thải lượng tỉnh theo hệ số phát thải cho một sơ sở sản xuất nhất định có thẻ sai lệch so với thải lượng phát thải thực tế Tuy nhiên, việc sử dụng hệ số phát thải đề xác định thải lượng lại thích hợp về mặt kinh tế trong điều kiện thiếu thông tin về nguồn thải [3]

w

Chỉ phí

Quan trắc phát thải liên tục

‘Quan trac phat thải không Bén myc Cin bang vat chất

Mô hình phát thái theo nguồn

Hệ số ngành công nghiệp ¿ tổ chức

Hệ số phát thải

E 5 6 8 ^ Đánh giá kỹ thuật

Độ lín cậy

Hình 1.1 Quan hệ giữa chỉ phí và độ tin cậy của các phương pháp đánh giá phát thải

Nguồn: [4]

1.1.2 Phương pháp xác định hệ số phát thải của nguồn tĩnh

Để xác định hệ số phát thải càn xác định được lượng một khí ô nhiềm phat thai va lượng nhiên liệu đã được đót cháy (hay khối lượng sản phẩm được tạo thành hoặc lượng

điện đã tiêu thụ) Tuy nhiên, việc xác định lượng nhiên liệu đã sử dụng hay lượng san pham

được tạo thảnh tương đối đơn giản dựa vào só liệu các quá trình sản xuất Vi vậy, để xác

định hệ số phát thải chủ yêu là xác định được lượng chất ô nhiễm phát thải ra môi trường do

quả trinh đốt gây ra

Hiện nay, xác định lượng chat 6 nhiém sinh ra trong quá trình đốt thường được áp dụng là phương pháp quan trắc phát thải, phương pháp cân bằng vật chất và mô hình phát

thải [3]

> Phương pháp quan trắc phát thải

Quan trắc phát thải là phương pháp thường được áp dụng để xác định nông độ chat 6 nhiễm Dựa vào tính chất của quá trình, phương pháp nảy được chia thành quan trắc liên tục (Continuous emission monitoring - CEMs) va quan trac khéng lién tue (Source test) Co s6

chung của phương pháp là tiên hành đo đạc, thu thập số liệu và kết hợp các phương pháp

tính toán, phân tích từ đỏ xác định được lượng chất õ nhiễm phát sinh [4]

Phương pháp này cho kết quả có độ chính xác cao, phản ánh đúng tính chất từng,

nguồn thải cụ thể Nhưng xét về khia cạnh kinh tế, phương pháp nay doi héi chi phi cao,

yêu cau nhiêu về nhân lực vả vật lực Mặc dù vây, nhưng trong điều kiện dữ liệu về môi

trưởng còn nhiều hạn chế, xác định hệ số phát thải bằng phương pháp quan trắc vẫn là một

hướng được tru tiên sử dụng [3]

> Phương pháp cân bằng vật chất

Nguyên tắc chung của phương pháp dựa trên đính luật bảo toàn vật chất Phương

trình cần bằng vật chất được thiết lập cho các chất đầu vào và đầu ra của quá trình dựa trên

các phản ứng hoá học vả các biến đôi về lượng của thành phân nhiên liệu Từ đó, có thê tính toán được lượng chất ô nhiềm tạo thành và được quy đối ra hé s6 phat thai cho từng loại quả trình và chất ô nhiễm [3]

> Phuong pháp mô hình phát thải:

Nguyên tắc của phương pháp nảy là sử dụng các thuật toán phủ hợp để mô phỏng sự thay đổi của các yêu tổ trong quá trình Từ các số liệu đầu vào và quy luật biển đổi của các

yêu tổ xây ra trong quả trình có thể ước tính các tham số của mô hình và tiền hành lập trình, tinh toán sự phát thải chất ô nhiễm Phương pháp nảy có thẻ xác định được hệ số phát thải hoặc mức phát thải của các dạng nguồn cụ thể như phát thải của nguồn động, phát thải do bay hơi của các bẻ chứa, phát thải hợp chất hữu cơ đễ bay hơi từ các trạm xử lý nước thải Tuy nhiên, phương pháp nảy yêu câu phải cỏ lượng thông tin đảng kẻ về nguồn thải cần ước lượng

và điều kiện khí tượng, địa hình trong khu vực nguồn thải [3]

1.1.3 Xác định hệ số phát thải của nguồn tĩnh bằng phương pháp quan trắc

Tại Việt Nam, quá trình quan trắc bụi được quy định trên cơ sở tham khảo quy định

của Cục bảo vệ môi trường Mỹ, tiêu chuẩn quỏc gia của Ức (AS), tiêu chuẩn của Tỏ chức

tiêu chuẩn quốc tế (ISO), tiêu chuân công nghiệp của Nhật Bản (JIS) [5]

> Lấy mẫu bụi

Vị trí và số điểm lấy mẫu bụi của nguồn thải tĩnh

Dé mau bụi thu được mang tính đại diện, phân ánh được nông độ vả sự phân bổ

trong ông khói thi vị trí lẫy mẫu nên chọn đoạn nảo có sự chuyển động cảng ồn định cảng

tốt Bởi lẽ, về nguyên tắc, vị trí nảo cảng ít chuyên động rồi thì bụi phân bỗ cảng ôn định

Do đó, nên chọn vị trí lây mâu trên đoạn ông dải nhất và đáp ứng điều kiện A > 2D vả B> 0,5 D (với D là đường kinh trong của ông khói; A, B tương ứng lả khoảng cách ngược chiêu

và xuôi chiêu dòng khí tính từ vị trí có sự thay đổi dòng khí tới vị trí lẫy mẫu được thẻ hiện trong Hình 1.2) [6] Trong điều kiện lý tưởng, vị trí điểm lẫy mâu thỏa mãn điều kiện B = 8D va A = 2D [5] Đoạn ông khói được chọn có thẻ là đoạn nằm ngang hoặc thắng đứng, tuy nhiên ưu tiên chọn đoạn thẳng đứng đề hạn chế ảnh hưởng của trọng lực đến kết quả lây mâu Tiết diện đoạn lẫy mâu ưu tiên chọn theo thứ tự tròn, vuông và chữ nhật de dam bao tính ồn định của dòng khí [4]

Điểm đỏng chảy thay đổi

—— idm tay miu

Diém dong chảy thay đổi

Tỳ lệ giữa đoạn A và đường

Ty lệ giữa đoạn B và đường kính D

Hình 1.3 Số điểm tối thiểu đề lầy mẫu

Nguồn: [6]

Đổi với ống khỏi có tiết diện hình chữ nhật sử dụng giá trị đường kính tương đương

để xác đình vị trí số điểm lây mâu Đường kính tương đương của ông khói có tiết diện chữ

nhật được tỉnh theo công thức:

tiết diện hinh chữ nhật, tiết diện ông được chia thành các ô vuông hoặc chữ nhật Đổi với

ống có tiết diện tròn, tiết điện ông được chia thành các vòng tròn đỏng tâm Xác định vị trí

các điểm lấy mẫu dựa theo công thức:

Xi-dxKị [6]

Trong đó: d: đường kinh ông khỏi

K¿: hệ số ứng với từng điểm lẫy mẫu, cụ thể cho trong Phụ lục 1

X¡: vị trí điển lây mẫu thứ ¡

Vi du trong trường hợp phân bố 12 điểm lấy mẫu trên óng khỏi cỏ tiết diện tròn va tiết điện hình chữ nhật được phân bổ như Hình 1.4

(a) (b)

Hình 1.4 Phân bồ vị trí 12 điểm lấy mẫu trên tiết điện tròn và tiết điện chữ nhật

Nguồn: [6]

Quá trình lẫy mẫu [4]

Quá trình lầy mẫu cần phải đảm bảo điều kiên đẳng khí đông (isokinetic) tức lả trước

và sau khi lẫy mâu thì động học của khí thải được giữ nguyên Dé dam bảo điều này, quả

trình lây mau cần phải đảm bảo một số yếu tổ như:

~ Đầu lấy mẫu phải hướng thằng góc, ngược chiêu với chuyên động của dòng khi

~ Thành của dau lay mau cảng nhẫn và mỏng thì cảng tốt

~ Đường kinh đầu lây mâu so với đường kinh ông khỏi cảng nhỏ cảng tốt

~ Vận tốc hút mẫu, vụ và vận tốc chuyên động của dòng khi trong ông dân, vụ, vẻ

nguyên tắc phải bằng nhau (vụ = vụ) Để đảm bảo điều này, trong quả trình hút mẫu, ban dau

cần phải xác định vận tốc dòng khí vụ, sau đỏ, điều chỉnh vận tốc hút bằng với vận tốc dòng

khi Bởi nếu vụ < vụ các hạt kich thước nhỏ, cỏ quán tính bẻ sẽ đi lệch ra ngoài giới hạn của

miệng ông hút, một số hạt bụi có kích thước lớn do có quản tỉnh lớn sẽ giữ hướng chuyên động của minh vả lọt vào ông hút mâu, như vậy mau khi lay được sẽ cỏ số hạt bụi cỡ lớn

vượt cao so với thực tế (trường hợp nảy được thẻ hiện trong Hình 1.5 c) Trong trường hợp

ngược lại, dòng khi bị cuỗn mạnh vào ông hút mẫu, do đó, một số hạt bụi cỡ lớn không

được hút vào lâm cho số lượng hạt bụi cỡ lớn đo được it hơn so với thực tế (trường hợp nay được thẻ hiện trong Hình 1.5 d)

Nhu vay, lay mau dim bao isokinetic có nghĩa là việc lẫy mẫu sao cho không làm ảnh

hưởng tới dòng chảy của khí thai trong ống khỏi

c) Lay mau khéng isokinetic (Vi,< Vi) 4) Lấy mẫu khéng isokinetic (V,>Vi)

Hinh 1.5 Lay mau isokinetic va khéng isokinetic

Nguồn: [4]

Đề xác định được tốc độ đỏng khí thải hoặc lưu lượng khí thải, ngảy nay có rất nhiêu

phương pháp, tuy nhiên, các phương pháp được ap dụng phỏ bien bao gồm sử dụng cam

biển áp suất vi sai, phong kế nhiệt vả cảm biển bằng sóng siêu âm [7]

Cảm biển áp suất vi sai: Cảm biên áp suất vì sai hoạt động dựa theo định luật

'Beenuli Cảm biến này thường có dạng lỗ orifice, ông pitot hoặc ventury Nguyên tắc chung

của cảm biển này là xác định tốc đô dòng khi dựa trên sự chênh lệch áp suất của dòng khí khi đi qua thiết bị Đổi với ông Pitot gồm hai đâu vào: 1 đâu dùng đề đo áp suất động vả 1

đầu để đo áp suất tĩnh Vận tốc dòng khí được xác định dựa vào độ chênh lệch áp suất giữa

hai đầu đo [7]

Phong kế nhiệt: Phong kế nhiệt sử dụng hai cảm biến nhiệt độ trong đó một cảm biến được gia nhiệt trước (thường được gọi là cảm biên dây nóng) và một cảm biên bù nhiệt Khi

đưa cảm biến này vào dòng khí thải, do sự đi chuyên của dòng khi, cảm biến dây nóng sẽ bị mất nhiệt, cảm biển bù nhiệt xác định lượng nhiệt bị mất đi Từ đó, xác định vận tốc dòng khi thông qua lượng nhiệt đã bị mắt đi trên cảm biến dây néng [8]

Cảm biến siêu âm: Cảm biến siêu âm hoạt động dựa trên hiệu ứng Doppler bao gồm

bộ phát và thu sóng siêu âm Bộ phát phát ra sóng có tần số f vảo dòng khi thai Dong khí

di chuyển và phản xạ lại sóng có tân số f; và được thu về nhờ bộ thu Từ đỏ, vận tốc dòng khí được xác định thông qua sự chênh lệch tân sổ sóng phát ra vả tần số sóng phan xa [7]

> Quan trắc phát thải các chất ô nhiễm dạng khí

Việc quan trắc phát thải các chất ô nhiêm đạng khí thường đơn giản hơn so với bụi,

vị trí lấy mẫu cũng không đỏi hỏi quả khắt khe Tuy nhiên, trong thực tế thường tiến hành

lay cả mẫu bụi và mâu khi, do vậy, thường chọn điêm lẫy mâu bụi làm điểm lây mâu khi Xác định nông độ các chất ö nhiễm dạng khi thường sử dụng hai cách chính đỏ là lấy mẫu khí và đo trực tiếp tại nguồn thải

e Lấy mẫu khí

Để lẫy mâu khi thải có thê sử dụng một trong các phương pháp như háp thụ, hấp phụ,

ngưng tụ, hay phương pháp lây một thê tich khi [4]

Nguyên tắc chung của phương pháp lấy mâu khi là một mẫu khi được hút từ trong,

dog Whi bling duds Tey mẫu và được chuyển đến bố phấn tia mila qua lis tides on tinh

khí và đường ông dẫn khí Trong quả trình di chuyên đến bộ phân thu mẫu, mâu được loại

bỏ bụi và các chất cản trở khác Hệ thong thu mẫu có thể là hệ thống hap thụ, hấp phu, ngưng tu hoặc lẫy mẫu vào dụng cụ chứa [3]

các phương pháp nảy đều có thời gian hỏi đáp chậm, do phải bão quản và đem vẻ phỏng thí nghiệm đẻ phân tích, do đỏ, không đáp ửng được một số yêu câu khi quan trắc Chỉnh vi

the, ngay nay, phương pháp đo trực tiếp tại nguồn thải là một phương pháp được áp dụng pho bien [3]

© _ Phương pháp đo trục tiếp tại nguồn thải

Nguyên tắc chung của phương pháp đo trực tiếp tại nguồn thải là dựa vào tính chất

vật lý, hóa học của chất õ nhiễm, các bộ phận cảm biên trong thiết bị đo tiên hành phân tích

và hiển thị kết quả trên màn hình Nhìn chung, phương pháp này cho kết quả nhanh và tương đối chính xác Khi thải được hút qua thiết bị có chứa các sensor Thiết bị sẽ tự động

đo, xử lý tin hiệu và hiển thị kết quả nông độ các chất khi ô nhiễm can quan tâm lên trên

màn hình hay mm ra giấy Có rất nhiều loại sensor được sử dụng như sensor xúc tắc, sensor

bán dẫn, sensor điện hóa, sensor quang, tuy nhiên, được sử dụng phỏ biên là sensor điện hóa

va sensor quang bởi chúng có kích thước nhỏ, tiêu tổn ít năng lượng, thời gian hỏi đáp

ngắn, thích hợp với yêu cầu đánh giá, phân tich tại chỗ [8]

Hầu hết các sensor điện hóa gồm 3 điện cực (điện cực cảm biến, điện cực đổi và điện cực so sánh) Điện cực cảm biến là một điện cực chọn lọc ion, được bao phủ bằng một lớp

dung địch điện ly mỏng Ngoài cùng lả một màng mỏng khoảng từ 0.01 ~ 0.1 mm, thông

thường lả polyme, cho phép chất khi đang quan tâm thấm qua nhưng không cho nước hoặc

ion thấm thâu, do đó khả năng chọn lọc của các loại sensor điện hóa khá cao Khi đưa sensor vao trong ông khỏi, các chất khí sẽ thám qua lớp mảng polyme đi vào lớp dung dich

điện ly Tại đây, chất khí sẽ tham gia phản ứng hỏa học có thẻ tiêu thụ hoặc sinh ra các ion

tinh toán kết hợp với lượng khi đã thấm

qua lớp mảng polyme để xác định nỏng đỏ khí cần quan tâm có trong khí thải Số chất khí

Lượng ion sinh ra và mat di nay được cảm biểi

có thể phát hiện được phụ thuộc vào lượng va đặc điểm chất điện ly, một sensor thông thường có thẻ phát hiện được 104 chất khí khác nhau Vật liệu làm điện cực thường được sử

dụng phô biển nhất hiện nay là Au và Pt do chúng có đặc tính trợ hóa học [8]

Khi sử dụng sensor quang, nỏ cho phép đo trực tiếp vả liên tục các chất ô nhiễm

dang khi nhờ bộ phân thu và nhận bức xa [4] Cau tao ctia sensor quang gồm 2 sợi quang,

trong đỏ một sợi để dẫn truyền ảnh sảng từ nguồn sảng tới bộ phận cảm biến, một sợi dẫn

ngược từ bộ cảm biên vẻ đeteetor Sợi quang thường được làm từ vật liệu đê dân truyền ánh sáng và tiêu tồn it năng lượng Khi chiếu ảnh sáng vao đỏng khi thải, các chất khí trong khí thải sẽ làm thay đổi sóng ánh sáng Nông đô chất khi đang xét có trong khí thải được xác

định thông qua sự thay đổi sóng ánh sáng nảy [8]

1.2 Mức độ phát tán chất ô nhiễm của nguồn tĩnh

1.2.1 Các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình phát tán chất ô nhiễm

Khi thải sau khi ra khỏi miệng ông khỏi sẽ được phát tán trong không khi Quá trình phát tán các chất ö nhiễm chiu tác động của nhiều yêu tố, tuy nhiên, đựa vào bản chat tac

đông có thể phân chúng thành 2 nhóm yếu tổ, gồm: Yếu tỏ vẻ nguồn thải vả yêu tổ vẻ điều

kiên khí tượng và địa hình [9]

u tô nguồn thải

Nhóm yếu tổ vẻ nguồn thải ảnh hưởng đến mức độ phát tán các chất ô nhiễm không,

khí bao gồm: tốc độ phát thải và độ cao phát thải [4]

- Tốc độ phát thải: Là lượng chat 6 nhiém phat thai trên một đơn vị thời gian Như vây, tốc độ phát thải có ảnh hưởng rất lớn tới nông độ chat 6 nhiém trong môi trường [3]

- Độ cao phát thải (Độ cao hiệu dung, H): Bao gồm độ cao vật lý của ông khói (h)

và độ nâng vệt khỏi (Ah) Trong đó, độ nâng vệt khỏi phụ thuộc vào một số yêu tô như: kích thước nguồn thải, tốc độ vả nhiệt độ khí thải, tốc độ giỏ, nhiệt độ không khí và áp suất khí

quyên [4]

Tốc độ và nhiệt độ nguồn khí thải

Tốc độ của khí thải có ảnh hưởng rất lớn tới quả trình phát tán chất ô nhiễm bởi lẽ tại thời điểm ban đâu, với tốc độ phụt khỏi lớn sẽ gây ra sự xảo trộn mạnh với không khi bên ngoài Tuy nhiên, sau một khoảng thời gian nhất định, dòng khi thải di chuyển theo hướng

gió, khi đỏ, tốc độ phụt của dòng khi ít gây ảnh hưởng hơn tới quá trình phát tán[10]

Nhiệt độ của nguồn khi có ảnh hưởng tới sự chênh nhiệt độ giữa khí thải và không

khi bên ngoải Vẻ nguyên tắc, sự chênh lệch nhiệt độ này lớn sẽ tạo ra sự chênh áp lớn giữa

dong khi thai với không khí bên ngoài, tạo điều kiên xáo trộn ban đầu manh Tuy nhiên, ở

trường hợp ngược lại, hiện tượng nghịch nhiệt sẽ diễn ra Hiên tượng nảy lâm giảm qua trình khuếch tản đối lưu, lắm giảm quả trình phát tân chất ô nhiễm và khả năng pha loãng

chất ô nhiềm trong môi trường dần đến tình trạng ô nhiễm cục bộ [1]

Kích thước nguồn thải

Hau hét, phat thai trong céng nghiệp được thực hiện thông qua ống khói do đó kích thước nguồn thải được thẻ hiện thông qua chiều cao vả đường kinh ông khỏi Chiều cao ong khói có liên quan chặt chế tới tốc độ gid, con đường kính trong của ng khói là một thông,

số có ảnh hưởng lớn tới tốc độ và lực nỏi ban đàu của dòng khi Nhu vay, chiều cao và

đường kinh trong của ông khỏi lả hai thông sổ quan trọng ảnh hưởng tới mức độ phát tán

chat 6 nhiém [10]

¢ Nhom yéu t6 vé dieu kién khi tuong và địa hình

Bên cạnh nhóm yêu tổ vẻ nguồn thải, nhóm yêu tổ khi tượng vả địa là một nhỏm yêu

tổ quan trọng quyết định sự lan truyền chat 6 nhiém trong không khi Nhóm yếu to khi tượng tác động đèn quá trình phát tản như tốc độ gió, hướng gió, điều kiện thời tiết, độ ôn định khi quyền và địa hình

Tốc độ gió, hướng gió

Tốc độ gió có ảnh hưởng lớn tới sự xáo trộn không khí, nhờ đó, tác động lên sự phát

tan 6 nhiém trong môi trường Trong thực tẻ, đây lả một quả trình diễn ra theo cả phương

ngang vả phương thẳng đứng, vỉ vậy, vận tốc gió và hướng giỏ lả một trong những yeu tổ

khí tượng quan trọng nhất liên quan tới quá trình phát tán [9] Tốc độ giỏ là một tham số có

mối liên hệ mật thiết với độ cao ống khỏi, địa hình của môi trường xung quanh và được thé

hiện theo phương trình:

2 Trong đó: U là tốc độ giỏ ở độ cao Z, m/s

U; la toc d6 gid 6 d6 cao Z,, m/s

^ là hệ số phụ thuộc địa hình

Nhiệt độ môi trường

Nhiệt độ môi trường là một tham só cỏ liên tới sự chènh lệch nhiệt độ giữa nhiệt độ nguồn thải vả nhiệt độ môi trường (đã được trình bảy trong phân nhỏm yêu tô nguồn thai),

Độ ôn định của khí quyễn

Độ ổn định của khí quyền được chia thành 6 cấp (ký hiệu các cấp A, B, C, D, E và F)

có ảnh hưởng rất lớn tới sự biển thiên nhiệt độ không khí theo chiều cao vả tốc độ gió, chỉ tiết được thẻ hiện trong Bảng 1.2 Nhờ đỏ, nó có mỏi quan hệ chặt chế tới hệ só phát tản theo phương ngang và phương thẳng đứng [10]

Bang 1.2 Các cấp ồn định của khí quyền

Với: 4 : Là cấp rất không ôn định D: Là cấp trung tính

B : Là cấp không én định dién hình E_ : Là cấp ôn định nhẹ

€_: Là cấp không ôn định nhẹ E` ; Làcấpôn định

Độ ẩm không khí

D6 am là một tham số phụ thuộc vào nhiệt độ vả áp suất Khi độ âm trong không khi cao sẽ tạo điều kiện thúc đây quá trình sa lắng ướt và phản ửng hỏa học một số chất ö nhiễm dạng khí hảo nước với hơi nước trong khí quyền xảy ra nhanh hơn, kết quả là nông độ các

chất ô nhiễm trong khi quyền giảm đi nhưng lại làm tăng nỏng độ các chất ô nhiễm trong

nước mưa [9]

Địa hình

Địa hình là một yêu tổ ảnh hưởng lớn đền tốc độ giỏ và hướng gió Điều này có

nghĩa, địa hinh là một tham số có liên quan mật thiết với khả năng xáo trộn không khí [9]

Đặc điểm và tính chất của địa hình tại các khu vực khác nhau được thẻ hiện thông qua một tham số, được gọi là hệ số phụ thuộc địa hình (2) và giá trị của thông số 2 được trình bảy

hình toán học mô phỏng và dự báo sự lan truyền các chất ô nhiễm theo không gian vả thời gian Trên thẻ giới có rất nhiều mô hình đảnh giá mức độ phát tán chất ö nhiễm không khi,

tuy nhiên, tập trung theo ba hướng chính đó là [10]

~ Mồ hình thông kê kinh nghiệm: Dựa vào cơ sở lý thuyết của Gauss với giả thuyết rang su phan bé néng độ chất ö nhiễm tuân theo quy luật phân bố chuẩn Các nhả khoa học

có công với hướng mô hình này lả Taylor, Sutton, Tunner va hién nay van đang được các nhà khoa học tiếp tục hoản thiện [10]

~ Mô hình thống kê thủy động: Sử dụng lý thuyết khuếch tán rồi trong điều kiện khí

quyền cỏ sự phân tẳng nhiệt Mỏ hình này được Berliand xây dựng vả áp dụng thành công ở

Nga vì thể, mô hình nảy còn được gọi là mô hình Berliand [10]

~ Mô hình số trị: Dựa trên việc giải hệ phương trình đầy đủ của nhiệt động lực học khí quyền Hướng nghiên cửu này đang trong giai đoạn thử nghiệm nên còn gặp nhiều khó

khăn [10]

Trong trường hop tong quát, nông độ ö nhiễm trong không khi phân bó theo thời

gian và không gian được mô tả như Hình 1.6 với phương trình phát tán tổng quát:

,uŠvŠ v2 2(t, XS} Of, |: sự 2 rae-pc+w, © i

Trong do:

€: Nông độ chất ô nhiễm trong không khi

x,y,z: Toa dé theo true Ox, Oy, Oz

t: Thời gian

Kx, Ky, Kz : Các thành phân của hệ số khuych tán rồi theo các trục Ox, Oy Oz

1u,v,w: Các thành phân vận tốc gió theo trục Ox, Oy, Oz

We : Vận tóc lắng đọng của các chất ô nhiễm

#: Hệ số tính đến sự liên kết của chất ô nhiễm với các phần tử khác của môi trường,

không khi

Ø: Hệ sỏ tỉnh đến sự biến đổi chất ô nhiễm thành các chất khác do những quá trình

phản ứng hoá học xảy ra trên đường lan truyền.

Bử i phn lg the phe tied

Bi dpi nln én mit dit de theo te x

Hình 1.6 Mô phỏng quá trình phát tán

Nguồn: [10]

Mô hình phát tán của Berliand

Để giải phương trình phát tản tổng quát, Berliand sử dụng các giả thiết bỏ qua sự

biến đổi hỏa học, tốc độ giỏ và hệ số khuếch tán rồi có dạng lũy thừa

one(8)

xs -“(2} 1

Trong đó: U„, Uy: Tốc độ giỏ ở độ cao z và 1 mét (m/3)

K,, Ky: Hé sé khuéch tan réi ở độ cao Z và 1 mét (mẺ/s)

n, m: Các chỉ số đặc trưng cho sự biên đổi tốc độ gió và hệ số khuếch tán

theo chiều cao

Với giả thiết đỏ, nghiệm của phương trình phát tản tổng quát chính là nông độ chất ö nhiễm không khi tại mặt đất:

Ko: Kich thude khuếch tán rối ngang (m), được liên hệ với hệ số khuếch

tán rồi ngang Ky vả tốc độ giỏ theo công thức: Kạ = K/U

HH: Chiêu cao hiệu dụng của ông khói

Mô hình Gauss

Mô hình Gauss là mô hình được áp dụng phô biến trên thẻ giới Nông đô các chất ô

nhiễm theo truc ludng gió tại mặt đất của nguồn điểm tại độ cao H được xác định theo

> Gia tri tham số øy ø; được tỉnh toán dựa theo điều kiện địa hình và sự ôn định

khí quyền, công thức tỉnh toán được trình bảy trong Bảng 1.3

Bảng 1.3 Công thức tính toán øy, ơ,

~ Chiều cao hỏa trộn , Zw (m), được xác định theo công thức:

+ TT: Nhiệt độ của ống khỏi, °K

+ T;: Nhiệt độ của không khi xung quanh, °K

+ v„: Vận tốc luỗng khỏi tại miệng ông khói, m/s

+d,: Đường kinh miệng ông khỏi, m

+g: Gia tốc trọng trường, g=9,8 m/s”

1.3 Giới thiệu chung về Công ty Cổ phần giấy Hoàng Văn Thụ

1.3.1 Điều kiện khí hậu khu vực công ty [13]

Thái nguyên là một tỉnh thuộc trung du miền núi Đông Bắc Bộ Về mặt khi hậu, thành pho Thai Nguyén noi chung vả khu vực Công ty Cổ phản giấy Hoảng Văn Thụ nói

chung, cỏ đặc trưng của khí hậu nhiệt đới giỏ mùa nóng ẩm, chia lảm hai mùa rõ rệt mùa

mưa (từ tháng 5 den thang 10) va mua khô (từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau) Nhiệt độ

trung bình từng tháng từ năm 2011 đến tháng 7 năm 2017 được thẻ hiện trong Bang 1.4

Bảng 1.4 Nhiệt độ không khí trung bình tháng tại Thái Nguyên

Tóc độ gió và hướng gió: Tại khu vực Công ty Cé phản giấy Hoàng Văn Thụ, chế độ

giỏ trong năm cỏ 2 mùa chính, mùa khô gió có hưởng đồng bắc - tây nam, mủa mưa giỏ cỏ

hướng đông nam - tây bắc Tốc độ giỏ trung bình trong năm: 1,} - 1,4 m⁄4, tốc độ gió lớn

nhất: 23 m/s, Tốc độ gió trung bình tháng kể từ năm 2011 đến thảng 7 năm 2017 được trình

bảy trong Bảng 1.5

Bảng 1.5 Tốc độ gió trung bình tháng tại Thái Nguyên

1.3.2 Một số vấn đề môi trường không khí của công ty

Các van dé môi trường không khi phát sinh từ quy trình sản xuất của Công ty Cổ phân giấy Hoảng Văn Thụ được tỏm tắt trong sơ đỏ Hình 1.7

Qua Hình 1.7 cỏ thể thấy, khí thải phát sinh từ quy trình sản xuất của công ty tập

chung chủ yêu trong 3 khu vực gồm khu vực tập kết nguyên, nhiên liệu, khu vực sảng và

nghiền giấy vả khu vực lò hơi

Khu vực tập kết nguyên, nhiên liệu

Khi thai tai khu vue nay phat sinh chủ yêu do việc bốc đỡ nguyên, nhiên liệu và hoạt

đông của các phương tiên vận chuyên gây ra [14]

Khu vực sẵn xuất nghiền và sàng lọc

Trong, quá trinh sản xuất bụi phát sinh chủ yêu trong công đoạn nghiên Tuy nhiên,

do đặc thủ nên các hạt bụi phát sinh từ công đoạn này thường cỏ kich thước lớn dễ xử lý

nên không đảng ngại, thông thường, chúng tỏn tại ở dạng bột nghiền rơi vãi ra nên thường

xuyên được tận thu, thu hỏi phục vụ sản xuất Bên cạnh đó, khi thải phát sinh trong quá

trình nảy còn có hơi dung môi và hơi nước Nhưng do đặc thủ của công đoạn nảy chỉ dùng

hỏa chất tây trắng, mặt khác, tỷ lệ dung môi sử dụng theo bột giấy rất tháp lại cỏ tỉnh phân tán rộng, không tập chung, công ty đã bỏ trí các quạt và cửa số thông giỏ để phát tán hơi

nước, hơi dung môi ra môi trường [14]

Khu vực lò hơi và tập kết nhiên liệu

Nhiên liệu sử dụng cho lỏ hơi của công ty lả củi, vỏ cây và dăm mảnh được tập kết

ngay tại khu vực lò hơi Tại khu vực nảy chủ yêu phát sinh bụi trong quá trình vận chuyên, bốc dỡ nhiên liệu Vì vậy bụi chủ yêu là dạng bụi đất đá có kích cỡ hạt thô và dễ lắng Để kiểm soát vấn đề này công ty có biện pháp quản lý tốc độ di chuyển xe trong công ty,

thường xuyên, rửa xe, tưới nước để giảm sự phát tán bụi, trang bị bảo hộ lao động cho công

nhân trực tiếp làm việc [14]

Tại khu vực lò hơi, nhiên liêu được đốt trong lò đốt với nhiệt độ từ 1000-1200°C, chất thải phát sinh tại lò hơi chủ yếu là bụi, các chất ô nhiễm dạng khí như CO, CO;, NO,,

SO; va hoi nước bão hỏa Hiện tại Công ty có một số biện pháp nhằm làm giảm phát thải các chất 6 nhiém bằng cách xử lý bụi qua hai cap khô và ướt Sau thiết bị xử lý, khí thải

được thải ra môi trường qua ông khỏi cao 18 mét được bó trí ở cuối phân xưởng lò hơi [14]

Nhận thây, trong các khu vực của công ty đều phát sinh bụi và các chát khi ô nhiễm

nhưng do đặc thủ phân tán rộng, đặc tính bụi để đảng loại bỏ nên tác giả tập chung nghiên cứu phát thải vả phát tán chất ô nhiễm trong khí thải lò hơi Lượng phát thải phụ thuộc

nhiều vào đặc điểm công nghệ và loại nhiên liệu sử dụng cho lỏ hơi Chi tiết công nghệ sản

xuất hơi trong nghiên cứu này được trình bảy trong mục 1.3.3

1.3.3 Công đoạn sản xuất hơi của công ty

Hiện tại, Công ty Cô phân giây Hoàng Văn Thụ hoạt động 5 dây chuyển xeo với tổng công suất lên tới 55000 tan/nam bao gồm xeo IV, V, VI, VII và VII Hơi nỏng đẻ phục vụ qua trinh xeo được cấp từ 3 lò hơi, mỗi lò có công suất 12,5 tắn hơ/giờ trong đỏ có 1 16

chay dự phòng [14] Nhiên liệu sử dụng cho các lò hơi là vỏ cây và dãm mảnh Dăm mảnh

20

thường sử dụng cho công ty là các loại dăm từ gỗ keo lai, keo tai tượng Thành phần hóa

học trong nhiên liệu (tỉnh theo phân trăm trọng lượng khô) bao gồm: cacbon (42 - 459),

oxy (35 - 39%), hydro (3,5-4,5%), nitơ (0,3 - 0,5%), lưu huỳnh (0,18 - 0,29), tro (3 - 4%),

còn lại là âm và một số thành phân khác [15]

Tỉnh hình sử dụng nhiên liệu của công ty kể từ tháng 1 năm 2015 đến tháng 7 năm

2017 được thẻ hiện theo biểu đồ Hình 1.8

833333333223233354933333353533p8aaaa

S88§88SSS§S§SSSSSSSSSSS§SSSSSSSS&§&§&&

RRERERRER SSPSPSNESSSSSAPSPESPP RRRRERRRSERERSRRE SSNS NO SASS

Hình 1.8 Sản lượng tiêu thụ nhiên liệu từ năm 2015 đến tháng 7 năm 2017 ctia Céng ty CO

phan giấy Hoàng Lăn Thụ

Nguồn: [15]

Qua đồ thị nhận thấy, lượng nhiên liệu dùng cho lỏ hơi kể từ tháng 2 tới tháng 7 năm

2017 tương đối ôn định Điều nảy lả do công ty đã đi vảo giai đoạn hoạt động ôn định, sau

giai đoạn chạy thử của dự án mở rộng công suát

Sơ đỗ công nghệ sản xuất hơi và xử lý khí thải lò hơi được trình bảy trong Phụ lục 5

Nhiên liệu được cấp vào lỏ hơi bằng hệ thống băng tài, phía dưới là bản cân để kiểm soát lượng nhiên liêu nạp vảo lỏ Sau đó, nhiên liêu được đốt trong lò đốt tâng sôi Sản phâm

chính của lò hơi lả hơi nước bão hòa, các sản phẩm phụ đi kèm bao gồm bụi, một số chất

khí ô nhiễm vả tro, xỉ Hơi nóng sẽ được thu nhờ thiết bị trao đổi nhiệt, đưa đi phục vu qua

trình sản xuất Khi thải sẽ được xử lý bụi qua hai cấp bao gồm xyclon và bẻ đập bụi ướt, sau

đó được thải ra ngoài bằng ông khói cao 18 mét với đường kính trong là 0,8 mét Lượng tro tạo thành chiếm khoảng 3% lượng nhiên liệu ban đầu Tro xỉ thải từ lò hơi có thể sử dụng lảm chất phụ gia trong công nghiệp như sản xuất xi măng hoặc có thể sử dụng như một loại

phân bón trong công nghiệp [14]

CHƯƠNG 2 - PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Thiết bị và vật tư

2.1.1 Thiết bị

Thiết bị sử dụng trong nghiên cửu bao gồm;

~ Thiết bị lầy mẫu bụi C5000, Model MS - S2 - DMV, nha san xuat ESC, Mg

~ Thiết bị phân tích CO, CO¿, O;: Orsat-Fischer, Đức

~ Thiết bị đo khi thải Testo 350 XL, nhả sản xuất Testo, Đức

2.1.2 Hóa chất và vật tư

- Giấy loc: Str dung giay loc soi xelulo hang Advantec 2, đường kinh 400 mm, khỏi

luong riéng 125 g/cm’, kha nang lưu giữ hạt có đường kính lớn hon 5 jum, xuat xtr Nhat

Ban

~ Axeton (C;HạO)

2.2 Quá trình quan trắc

2.2.1 Công tác chuẩn bị

Thời điểm quan trắc

Thời điểm quan trắc được lựa chọn phải đảm bảo tính đại điện, không ảnh hưởng tới kết quả và các yêu cầu khác trong công tác quan trắc tại hiện trường Thời điểm quan trắc là thời điểm mả quá trình sản xuất đang hoạt động ổn định, tránh thời điểm lúc vừa bắt dau

hoặc kết thúc quả trình sản xuất Tuy nhiên, sau quả trinh khảo sắt thây quá trình sản xuất

vả tiêu thụ nhiên liệu phục vụ sản xuất hơi của Công ty Cổ phần giấy Hoảng Văn Thu lả

quá trình sản xuất liên tục, ồn định kẻ tử tháng 2 năm 2017 Đặc biệt, từ tháng 7 năm 2016 đến tháng 7 năm 2017, công suất sản xuất hơi của lò hơi luôn đạt 85 - 98% so với công suất thiết kế (tức công suất sản xuất hơi đạt 10,63 - 12,15 tan hoi/h) Vi vay, nông độ chất ô nhiềm tương đổi ồn định ở mọi thời điểm, do đó, thời gian quan trắc được thực hiện vào

ngày 22/6/2017, là ngày công ty hoạt động bình thường, công suất sản xuất hơi đạt 96% so

với công suất thiết kế Thời gian bắt đầu quả trình quan trắc là 7h và kết thúc vào lúc 16h

củng ngày

Lựa chọn vị trí và xác định số điểm quan trắc

Do đặc thủ phát sinh bụi và khi thải ở công đoạn xeo, sấy và tập kết nhiên liêu là phân tán lớn, lưu lượng nhỏ nên việc lây mâu chỉ được tiến hành tại ống khỏi - khu vực sản suất hơi Sơ đỏ công nghệ xử lý khi thải lò hơi của Công ty Cé phan giay Hoang Van Thu

được thê hiện trong Hinh 2.1

22

nhờ thiết bị trao đổi và truyền nhiệt Sau đó, khi thải được xử lý bụi bằng eyclon vả bẻ dập

bụi ướt, cuối củng, được thải ra ngoài qua ông khỏi Vì trí và số điểm lẫy mâu được xác định theo US EPA Method 1 Qua khảo sát nhân thấy, ông khói lò hơi của Công ty Cỏ phan

giấy Hoảng Văn Thụ cỏ kết câu bằng thép, cao 18 mét, đường kinh trong lả 0,8 mét, tại độ cao 7 mét so với mặt đất và cách điểm dân khi vào 3 mét cỏ thiết kẻ cửa lây mẫu tiết diện tròn có đường kính là 0,1 mét Nhận thấy, vị trí này thỏa mãn điều kiện A > 0,5D, B > 2D

(với với A= 11 mét, B = 3 mét, D = 0,8 mét) nên nó được chọn lảm vị trí lấy mẫu vả được

mô tả trong Hình 2.2 a),

Cửa dân khi

a) Vi tri quan tréc

Hinh 2.2 Vi trí lầy mẫu và phân bô điểm quan quan trắc

Số điểm lấy mâu được xác định dựa vào tỷ số A/D va B/D Nhu vậy, số điểm lây mẫu được xác định theo US EPA Method 1 là 24 điểm Tuy nhiên, do điều kiện ông khỏi

au, do

đó, tién hanh lay mau tai 24 điểm gặp rất nhiều khó khăn, nên tác giả tiến hành lầy mâu tại

của Công ty Cỏ phản giảy Hoảng Văn Thụ chỉ bỏ trí một cửa vả một hanh lang lay mi

12 điểm được bồ trí trên một đường thẳng đông trục với cửa lấy mâu Vị tr cụ thẻ các điểm lấy mẫu được thẻ hiện trong Phụ lục 1 và Hình 2.2, b)

Công tác chuẩn bị tại hiện trường được thực hiện theo các bước sau:

~ Chuẩn bị giấy lọc: Giây lọc được sảy ở nhiệt độ 105C cho đền khi kết quả giữa các

lân cân chênh lệch không quá 0,1 mg và được đặt vào đĩa peptri, mang đến hiện trường,

~ Chuẩn bị vả lắp đặt thiết bị lầy mẫu,

~ Vệ sinh thiết bị đo, kiểm tra các bộ phận: bộ phận lọc bụi, chất làm khô, bộ phan khử độc cho sensor Tắt cả các đầu đo đo đều được vệ sinh sạch sẽ, khô ráo

~ Kiểm tra bơm hút, các dụng cu đo nhiệt độ vả áp suất, các đầu ông lấy mẫu

~ Lựa chọn đường kinh đầu lây mẫu (nozzle) phủ hợp: Căn cử vảo vận tốc của dòng

khí đo được để lựa chọn đầu hút mẫu thích hợp Đầu nozzle số 8 (nozzle có đường, kính

~ Kiểm tra độ kín của hệ thông (Leak checks) sau khi lắp ráp bằng cách: Bịt một đầu

Pitot chữ S, bật bơm hút, điều chỉnh đỏng hỏ đo áp khoảng -10kpa, sau đỏ kiểm tra dong ho

lưu lượng, nêu đồng hồ đứng yên, không di chuyển trong 10 - 20s và nước trong các ông

impinger không sủi bọt khí thì chứng tỏ hệ thông kin Sau đỏ, thả tay ra khỏi đầu Pitot, tắt bơm và lắp thiết bị vào ống khói chuẩn bị lấy mẫu Quả trình kiểm tra độ kín của hệ thông được thực hiện 2 lần (trước vả sau khi kết thúc quả trình lây mâu bụi)

~ Kiểm tra lại vị trí đã chọn có sự chảy rồi của dòng khi bằng cách nói óng Pitot chữ

§ vào đồng hỗ đo chênh áp và đưa ng Pitot vào ống khói theo hướng thẳng gỏc với dòng

khí, sau đó, xoay đầu óng Pitot 1 góc 90° so với phương của dòng khí, Nếu có số liệu chênh

áp ở đồng hồ đo chứng tỏ vị trí đó có dòng chảy rồi, điều kiện lây mẫu tại vị trí đỏ không đâm bảo, cân tiến hành lây mẫu ở vị trí khác

2.2.2 Quá trình quan trắc

a) Quá trình lấy mẫu bụi

Quả trình quan trắc bụi trong khí thải lò hơi của Công ty Cô phần giay Hoang Van

Thụ được thực hiện theo quy định của US EPA từ Method 1 đến Method 5 Trong thời gian

quan trắc, ba mâu mâu bụi (kỷ hiệu M1, M2, M3) đã được lẫy với thời gian lẫy mẫu là 72

phút/mẫu Các thao tác trong quả trình lấy mẫu bụi bao gồm:

Xác định hàm 4m

Trong thời gian lầy mâu bụi, hàm âm được xác định 3 lần Hàm âm được xác định theo US EPA Method 4 nhờ hệ thống Impinger Hệ thong do ham am duge lap dat theo

Hinh 2.4

Hình 2.4 Sơ đồ lắp đặt hệ thống đo hàm âm

Nguồn: [16]

Hệ thống đo hàm ẩm bao gồm hệ thông ống 4 impinger đặt trong thủng chứa nước đá

và một số các thiết bị phụ khác như đồng hỏ treo, cân treo, van điều chỉnh, Trong 4 ông impinger có hai ông đầu tiên chứa 100 ml nước cắt, ông thứ ba đẻ rỗng, ông thứ tư chưa

silicagel Lượng âm được giữ lại trong các ống impinger được xác đình bằng phương pháp

khỏi lượng hoặc thể tích vả được hiền thị trên cân treo

Thẻ tich hơi nước bị ngưng tụ quy về điều kiên chuẩn (ở 25'C vả 1 atm) được xác

định theo công thức

VWwsea = (Vr< V0v R Tua /( Paa My ) = Ki (Vị Vị) [i6]

Trong đó: Kạ = 0,001356 mỶ/ml Thể tich hơi nước được giữ trong silicagel quy về điều kiện chuẩn (6 25°C va 1 atm)

được xác định theo công thức:

Vuwsg(au = (We- Wi) R Tua / (Patt My) = Ks (We- Wi) [I6]

Trong đó: K; = 0,001358 m”/g

Thẻ tich mẫu khi quy về điều kiện chuẩn (ở 25°C và 1 atm) được xác định theo công

thức

H Puartiyc

Tn

„ Tua(Pbar tiệc) Vingseay = Vin¥ T= = KyVin¥ TP sea [16]

My : Khôi lượng mol phân tử của nước, 18 g/g.mol

Pạ : Ấp suất tuyệt đối (trong phương pháp này thì P„ tương đương áp suất khí quyền),

mmHg

Pag: Ap suat tuyét doi tại điều kiện tiêu chuân 760 mmHg

R: Hing s6 khi ly tuéng, 0,06236 (mm Hg) (m’)/(g-mole).(°K)

Tm: Nhiét d6 tuyét doi do duoc trén déng ho

Ta: Nhiét 46 chuan tuyét d6i, 298°K

Vị: Thẻ tích của hơi nước ngưng tụ, mÌ

Vị : Thể tích ban đầu của nước ngưng, ml

V„ : Thể tích khí khô, mỶ

Vwcqsg: Thể tích hơi nước ngưng tụ, quy đổi ra điều kiện chuẩn, NmỶ

Vingtd) : The tích khí khô quy đổi ra điều kiện chuẩn, mỶ

Vwsseuy: Thể tích hơi nước thu được trong silicagel quy đổi ra điều kiện chuẩn, m°

We: Khôi lượng cuỗi của silicagel và ông impinger, g

Wj : Khôi lượng ban đầu của silicagel vả ống impinger, ¢

Y: Hệ số hiệu chỉnh của đồng hỗ đo khi

DVm : gia tăng thẻ tích khí được xác định bằng chỉ số của đồng hỏ tại mỗi diem lay

mâu, mỶ

1w : Khôi lượng riêng của nước, 0,9982 g/ml

H: Áp suất trung bình khác nhau đo bằng đồng hỗ tại mỗi điểm lay mau, mmH,O

Xác định khối lượng mol phân tử khí khô

Khối lượng mol phân tử khí khô được xác định thông qua phân trăm thể tich khi theo

quy định của U§ EPA Method 3 Trong thời gian xác định một mẫu bụi, khối lượng mol phân tử khí khô được xác định qua 3 lẫn

Xác định phần trăm theo thẻ tích khí khô của một số chất khí cơ bản như O;, CO,

CO}, Nz (cae chất khi còn lại có thành phân phan trăm theo thể tích nhỏ nên được bỏ qua)

27

có trong khí thải nhở thiết bị Orsat-Fischer Cách xác định: Dùng quả bóp cầm tay hút mẫu

khí thải vào một dung dịch bên trong thiết bị Khi đó, xây ra phản ứng hoá học giữa khí thải

được hút vào vả dung dịch bên trong thiết bị làm thay đổi lượng dung dịch Sự thay đổi này

cho biết thành phản khí trong khi thải Đọc số liệu phần trăm O; và CO; trên vạch thiết bị

Trên thực tế %CO thường rất nhỏ (cỡ ppm) nên có thẻ bỏ qua hoặc sử dụng %O; vả

%CO; hiệu chỉnh trong các công thức tỉnh toản %O; vả %CO); hiệu chỉnh được xác định

theo công thức:

%O; (hiệu chỉnh) = %O; - 0,5.%CO_ [17]

%CO; (hiệu chỉnh) = %CO; + %CO_ [17]

Khói lượng mol phân tử khi khô được xác định theo công thức

Mg = 0,44.(%CO,) + 0,32.(%O3) + 0,28.(100% - %O; - %CO;) [17]

Xác định vận tốc và lưu lượng khí thải

Vận tốc và lưu lượng khi thải được xác định theo US EPA Method 2 Vận tốc khí thải được xác định thông qua ham âm, khỏi lượng mol phân tử khí khô và độ chênh áp giữa

áp suất động vả áp suất tĩnh [18] Độ chênh áp giữa áp suất động và áp suất tĩnh được xác định nhờ ông Pitot chữ § Sơ đỏ nguyên lý ông pitot được thẻ hiện trong Hình 2.5

Áp suất 7-S2 em C im) Xanh xÍ————|

Áp suất động

Do chénh ap

Hinh 2.5 Ong Pitot hinh chit S

Nguồn: [18]

Lưu lượng khí khô trung bình của dòng khí được xác định thông qua tốc độ dòng khi

và diện tích tiết điện ông khỏi, được xác định theo công thức:

OQ, =3600y, 4, > O,,, =3600.(1- aaonal Za | 2) [IS]

T ove) đa

Trong đỏ

A;: Tiết diện ông khỏi, m°

Bys: Ham am khi thai, theo ty 1é the tich

Cy : Hé 86 Pitot, khong tht nguyén (C, = 0,84)

K, : Hang s6 Pitot, K, =34,97

M, : Khối lượng mol phân tử khi thải, khi âm, g/mol

P, : Ấp suất tác động của khi thải, mm Hg,

Pạa : Áp suất ở điều kiện chuẩn, 760 mm Hg

Qạ Lưu lượng khi thải, khô và ở điều kiện chuân, Nm”⁄h

t,: Nhiệt độ khí thải °C

T, : Nhiệt độ tuyệt đối khi thai, °K, T, = 273 +t,

Tạ¿ : Nhiệt độ tuyệt đồi tại diéu kign chuan, 298 °K

v,: Vận tốc khí thải trung bình, m⁄s

Pzw: Áp suất trung bình của dòng khí, mmH,O

Điều chỉnh tốc độ hút sao cho đảm bảo điều kiện đẳng tốc:

Quá trình điều chỉnh tốc đô hút được thực hiện theo quy dinh ctia US EPA Method

Š Quá trình điều chỉnh tốc độ hút sao cho đảm bảo đăng tốc được thực hiện liên tục vả tại

tất cả các điểm lây mẫu thông qua việc điều chỉnh AH [19] Thời gian lẫy mẫu tại mỗi điểm

lả 6 phút, sau khi kết thúc một điểm lây mãu, di chuyên đầu lây mâu tới vị trí điểm lây mâu

tiếp theo Chi tiết quá trình lây mâu và điêu chỉnh tôc độ hút của qua trình lẫy mâu cho 3

mẫu bụi được thể hiện chỉ tiết trong Phụ lục 6

'Thu và bảo quản mẫu

Dua dau lay mau ra khỏi dòng khi, để một thời gian cho dau lẫy mẫu nguội bớt và bat đầu thu mẫu Sử dụng giấy bạc bịt kin đầu lấy mẫu nhằm tranh bi mat hoặc thêm bụi trước khi tháo rời các thiết bị, Lau sạch tắt cả bụi bên ngoài cần lẫy mâu và bộ phận xung, quanh Tháo bộ phận chứa giấy lọc, lây giấy lọc cho vao dia petri, bit kin bing băng paraphim Lượng bụi đọng phia trong dau lay mau duoc thu bằng aceton vả dùng chỗi

chuyên dụng chải sạch Toàn bộ mẫu thu được sẽ được bảo quản và phân tích

b) Quá trình quan trắc các chất ô nhiễm dạng khí

Qua trình quan trắc các chat 6 nhiễm dạng khí được thực hiện song song với quá

trình lấy mẫu bụi Xác định nỗng độ các chất ô nhiễm dạng khí bằng phương pháp đo nhanh với thiết bị đo khí thải Testo 350 Trong thời gian lẫy mâu bụi, 9 mẫu khí (ký hiệu KTI, KT2, ., KT9) cing đã được tiền hảnh với thời gian lẫy mâu là 5 phúVmâu Các thao tác quan trắc các chất ô nhiễm dạng khí bao gồm:

~ Cải đặt thiết bị, lưa chọn các thông số quan trắc (CO, CO;, SO;, NO; và NO),

~ Đưa đầu đỏ vào trong ông khói, chờ cho dòng khi bên trong ông khói ổn định; khởi động thiết bị đo

~ Lưu và in kết quả trong 1 file

~ Sau khi đo xong, bảo dưỡng thiết bị theo yêu cầu của nhà sản xuất

©) Công tác đảm bảo chất lượng/kiểm soát chất lượng (QA/QC) trong quá trình quan

trắc

~ Thời điểm quan trắc đã được thực hiện vào thời điểm công ty đang hoạt động bình thường với hiệu suất sản xuất hơi đạt 96%

~ Phương pháp quan trắc đã thực hiện theo quy định của Cơ quan bảo vệ môi trường,

My US EPA (tir Method 1 đến Method 5) Trong quá trinh thiết kế chương trình quan trắc

đã xác định đúng vị trí và thông só cần quan trắc đảm bảo yêu cầu vả mục tiêu nghiên cứu Mac du, chi lay mau tai 12 điểm thay vi là 24 điểm (theo US EPA Method 1), tuy nhiên, vẫn đảm bảo chia tiết diện ông khói thảnh 6 hình trỏn như trong trường hop lay mau tai 24

điểm

~ Trang thiết bị sử dụng trong quả trình quan trắc bao gồm thiết bị lấy mẫu bụi C5000

(hãng ESC, Mỹ), thiết bị Orsat - Fischer (Đức) và Testo 350 XL đều phủ hợp với phương

pháp đo, đáp ứng yêu cầu của phương pháp vẻ kỹ thuật

chinh theo ISO TEC 17025:2005, định kỳ 12 tháng/lản

~ Quá trình quan trắc đã đảm bao isokinetic (Chi tiét xem Phu luc 6)

đo lường vả được kiêm tra, hiệu

30