Tính toán thiết kế hệ thống xử lý khói thải bụi công ty cổ phần Group Việt Nam

Ngoài ra còn có các thiết bị thu hồi bụi xoáyvà thu hồi bụi cơ động  Ưu điểm của xiclon ướt: Thiết bị thu hồi dòng không khí xoáy xiclon ướt đã được sử dụng rộng rãi và lýthuyết về dòng

Chương 1: TỔNG QUAN

1 SỰ CẦN THIẾT CỦA ĐỀ TÀI

Ngày nay, cùng với tiến bộ của khoa học kỹ thuật kéo theo sự phát triển mạnhmẽ của hầu hết các ngành sản xuất công nghiệp, nông nghiệp, dịch vụ… làm chobộ mặt đất nước thay đổi: các nhà máy xí nghiệp, các khu công nghiệp, khu chếxuất, các cơ sở chăn nuôi tập trung được hình thành Tất cả mọi sự thay đổi nàyđều hướng đến việc phục vụ nhu cầu của con người, tạo điều kiện sống tốt hơn.Bên cạnh những mặt tích cực mang lại, đó là việc thải ra các loại chất bẩn đadạng và độc hại, làm cho tình trạng môi trường ngày càng trở nên xấu đi Cácchất thải độc hại có tác động xấu đối với con người, động vật, đất đai, cây cối vàcác công trình nhân tạo khác Nếu môi trường tiếp tục suy thoái sẽ dẫn đến hậuquả nghiêm trọng cho loài người Vì vậy, hiện nay vấn đề bảo vệ môi trường đãkhông còn là nhiệm vụ mỗi quốc gia mà là nhiệm vụ của toàn cầu và của toànthể nhân loại

Nước ta, trong giai đoạn đẩy mạnh quá trình công nghiệp hoá, hiện đại hoá đấtnước để đáp ứng việc hội nhập WTO, nhiều ngành công nghiệp đã không ngừngphát triển và lớn mạnh, bên cạnh đó tài nguyên thiên nhiên đang dần cạn kiệt tỉlệ nghịch với các chất thải làm ô nhiễm môi trường Tuỳ từng loại và quy mô sảnxuất của những ngành khác nhau mà mức độ gây ô nhiễm môi trường là rất khácnhau Chẳng hạn như việc đốt nhiên liệu cho nồi hơi cũng gây ô nhiễm môitrường:khí (hơi hoá chất độc hại), nước thải, chất thải rắn…nhưng trong đó chỉ cókhí là ô nhiễm đáng kể

Tại các khu công nghiệp hiện nay, việc sử dụng nồi hơi từ nhiên liệu là than đá làrất phổ biến, thì việc quản lý và kiểm soát các nguồn ô nhiễm từ đây là việc làmrất cần thiết để đảm bảo môi trường làm việc cho người lao động và bảo vệ môitrường chung quanh Do tính chất và mức độ quan trọng như vậy, cho nên việc lựa

chọn đề tài “tính toán và thiết kế hệ thống xử lý khói thải – bụi từ nồi hơi đốt bằng than đá tại công ty C.P Group Việt Nam ” nhằm mục đích làm giảm các tác

động đến môi trường, bảo vệ sức khỏe người lao động và người dân ở khu vực lâncận

2 MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI

Tính toán và thiết kế hệ thống xử lý khói thải – bụi từ nồi hơi đốt bằng than đátại công ty C.P Group Việt Nam, tập trung giải quyết các mục tiêu chính sau đây:Đánh giá tác động môi trường tại Công ty C.P Group Việt Nam

Đề xuất và đưa ra dây chuyền công nghệ xử lý khói thải – bụi từ nồi hơi đốt bằngthan đá thích hợp có thể áp dụng cho Công ty nhằm giảm thiểu ô nhiễm môitrường do cơ sở gây ra

Đề xuất việc tính toán và thiết kế các công trình đơn vị

Đề xuất và đưa ra các giải pháp kinh tế hiệu quả nhất có thể áp dụng cho công ty

3 PHẠM VI ĐỀ TÀI

Đề tài chỉ tập trung nghiên cứu tính toán và thiết kế hệ thống xử lý khói thải –bụi từ nồi hơi đốt bằng than đá tại công ty C.P Group Việt Nam

1.1 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

Nghiên cứu tổng quan về công ty C-P group Việt Nam

Nghiên cứu sơ lược về tình hình sản xuất và đặc điểm quy trình công nghệ củaCông ty

Nghiên cứu nhằm xác định nguyên nhân gây ô nhiễm, từ đó phân tích và đánhgiá mức độ gây ô nhiễm đối với môi trường lao động và môi trường xung quanh

Đề xuất các biện pháp ngăn ngừa ô nhiễm môi trường góp phần đảm bảo sự pháttriển cân đối giữa phát triển sản xuất và bảo vệ môi trường, sức khoẻ cho côngnhân.

Đề xuất các công nghệ xử lý ô nhiễm thích hợp nhằm hạn chế ô nhiễm góp phầnbảo vệ môi trường, bảo vệ sức khoẻ của người dân

1.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

1.5.1 Phương pháp luận nghiên cứu

Xây dựng quy trình công nghệ xử lý tại Công ty C.P Group Việt Nam dựa trên cơsở phân tích thông tin về hiện trạng của Công ty và mối quan tâm của Ban GiámĐốc Công ty đối với vấn đề môi trường

Những thông tin cần thiết cho quá trình phân tích phải được thu thập đầy đủ và cóđộ tin cậy cao Do đó, các thông tin trên phải được tổng hợp từ nhiều nguồn, đốitượng khác nhau, trong đó có các thông tin từ Ban Giám Đốc, Cán bộ/công nhânviên trong Công ty và từ việc quan sát hiện trường

1.5.2 Phương pháp nghiên cứu

Quá trình làm đồ án tốt nghiệp đòi hỏi phải tiến hành với nhiều khía cạnh khácnhau, do đó phải vận dụng nhiều phương pháp khác nhau:

+ Phương pháp tổng hợp tài liệu

+ Phương pháp thu thập số liệu

+ Phương pháp điều tra khảo sát

+ Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm

Chương 2: GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC CÔNG TY C-P GROUP VIỆT NAM

2.1 LỊCH SỬ HÌNH THÀNH

Công ty TNHH Chăn nuôi CP việt Nam là công ty 100% vốn đầu tư nướcngoài thuộc thuộc tập đoàn C.P (C.P Group), Thái Lan, có trụ sở chính tại

12th Floor, CP Tower, 313 Silom Road, Bangrak, Bangkok 10500, Thailand

CP là 2 chữ cái đầu tiên của cụm từ Charoen Pokphand Tiền thân của tậpđoàn chỉ là một sạp nhỏ ở Bangkok-Thailand, do 2 anh em Ekochor và SiewWhooy điều hành, chuyên nhập khẩu hạt giống từ Trung Quốc về bán chonông dân Thái Năm 1953 người con trai cả Ekochor cho xây dựng nhà máythức ăn gia súc Choroen Pokphand đầu tiên

Trong 30 năm hoạt động và mở rộng, CP đã trở thành nhà vận hành thức ăngia súc lớn thức 5 trên thế giới Đầu năm 90 năng suất thức ăn gia súc hằngnăm ở các nhà máy tại 14 nước đật 14 triệu tấn

Tại Việt Nam, Công ty TNHH Chăn nuôi CP Việt Nam được xây dựng theogiấy phép đầu tư số 545A/GP do Bộ kế hoạch và Đầu tư cấp ngày22/11/1996 Công ty có trụ sở chính tại Khu Công Nghiệp Biên Hoà II –Thành Phố Biên Hoà, có văn phòng đại diện tại số 151 Xô Viết Nghệ Tĩnh,phường 17 quận Bình Thạnh, Thành Phố Hồ Chí Minh và các chi nhánh tạiHà Nội, Hải Phòng, Đà Nẵng, Khánh Hoà, Bình Thuận, Bà Rịa Vũng Tàu,Đồng Nai, Tiền Giang, Bạc Liêu, Cần Thơ… Hệ thống nhà máy và trại chănnuôi của công ty bao gồm: nhà máy thức ăn gia súc Hà Tây, Đồng Nai,Tiền Giang), nhà máy sản xuất thiết bị dụng cụ chăn nuôi Đồng Nai, trạiheo giống cao sản, trại gà bố mẹ, nhà máy ấp trứng CP,nhà máy chế biếnthực phẩm CP, phân xưởng công nghệ sinh học, nhà máy chế biến hải sản

đông lạnh, trại tôm giống Vĩnh Hảo – Bình Thuận và nhà máy sản xuấtthức ăn nuôi tôm

- Điện thoại : 061 921502 – 503 – 504 - …509 Fax : 061.921513

- Hình thức đầu tư : 100% vốn đầu tư nước ngòai

- Cán bộ phụ trách môi trường : Lê Ngọc Nhi

2.3 CHỨC NĂNG HOẠT ĐỘNG

Nhà máy sản xuất thức ăn nuôi tôm được thiết kế với các loại thiết bị máymóc có chất lượng hàng đầu của kỹ nghệ sản xuất thức ăn nuôi tôm, cóhiệu quả kinh tế cao nhất Hiện nay nhà máy có 02 xưởng sản xuất thức ăncho tôm Công suất thiết kế của mổi xưởng là: 3600 tấn/tháng hay 43.200tấn/năm, công suất được tính trên cơ sở 4 máy ép viên hoạt động 20giờ/ngày (4 giờ bảo trì tu bổ máy móc), 26 ngày/tháng Với công suất nhưhiện nay nhà máy có thể đáp ứng được nhu cầu tiêu thụ thức ăn nuôi tômtrong nước

2.4 QUY TRÌNH SẢN XUẤT

SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT THỨC ĂN TÔM NUÔI

Nhận nguyên liệu

Xay nghiềnCân mẻ trộnTrộnNghiền nhuyễnTrộnÉp viênLàm khô và nguộiSàn viênNghiền viên thành cốmSàn cốm

Đóng baoNhập kho

* Mô tả dây chuyền công nghệ :

 Khâu nhận nguyên liệu :Nguyên liệu (bột cá, bột vỏtôm, bột ganmực, bột đậu tương, bột lúa mì ) được đổ vào máng nguyên liệu có trang bịhệ thống hút bụi Sau đó, nguyên liệu được di chuyển ngang bằng hệ thốngxích truyền và truyền lên cao bằng hệ thống gầu nâng có công suất 30 tấn/giờ Ở trên đỉnh của nhà máy, nguyên liệu sẽ đi qua sàn lọc để làm sạch vàloại bỏ tạp chất Tại đây có nam châm hút sạch các vật sắt thép có lẫntrong nguyên liệu

 Khâu xay nghiền :Những loại nguyên liệu có cấu trúc thô cần đượcxay nghiền trước khi trộn thì được chuyển đến máy nghiền loại búa đập.Máy nghiền có trang bị máy hút bụi để khống chế bụi và đồng thời tănghiệu quả của máy nghiền Nguyên liệu đã được nghiền sẽ được chuyểnngang bằng vít chuyền xoắn và chuyển lên gầu nâng vào các bồn chứanguyên liệu Công suất nghiền là 10 tấn / giờ (loại hai 12% độ ẩm và lướisàn 3,5 mm)

 Khâu cân mẻ trộn :Khâu này sử dụng vít tải nạp nguyên liệu và cả 6bộ phận xả nguyên liệu từ bồn vào máng cân Cân được điều khiển bằngmáy vi tính có độ chính xác đến 1 kg Trọng lượng tối đa của mỗi mẻ là 3tấn

 Khâu trộn :Số nguyên liệu đã cân được đổ vào 3 máy trộn nằmngang trộn bằng ruy băng Nguyên liệu được trộn đều trong 5 phút và sauđó được chuyển sang công đoạn kế tiếp

 Khâu nghiền nhuyễn :Hệ thống nghiền nhuyễn (Atomizer) không sửdụng sàng lọc có trang thiết bị vi phân (Micro – separator) được dùng đểnghiền số nguyên liệu đã trộn đều trước cho trở nên thật nhuyễn và sau đóđược chuyển đến bộ phận lọc không khí bằng hệ thống truyền bằng sứchút Số nguyên liệu này được nhận tại một máng tràn (Surge hopper) ở phíatrên máy trộn Công suất của hệ thống nghiền nhuyễn là 12 tấn/giờ

 Khâu trộn lại :Số nguyên liệu đã được trộn sơ bộ và nghiền nhuyễnlại được trộn lại thêm một lần nữa trong một loại máy trộn ngang sử dụngtay khuấy ngắn có công suất 3 tấn /mẻ Tại công đoạn này, các nguyên liệukhác đã được nghiền nhuyễn từ trước và các loại prêmic được cho vào trộnchung Công suất của hệ thống trộn này là 12 tấn/giờ

 Khâu ép viên :Số nguyên liệu đã được trộn đều sẽ được đưa đến bộphận sơ chế (Conditioner) của hệ thống ép viên Tại đây, số nguyên liệuđược xử lý bằng hơi nước sôi dưới áp suất để được gia tăng độ ẩm và đồngthời khởi động quá trình “gêlatin hoá “ một số nguyên liệu Sau khi được sơchế, số nguyên liệu này được chuyển đến bộ phận ép viên Kích cỡ viên vàthành phần nguyên liệu được sử dụng trong công thức sẽ ấn định công suất

của máy ép viên, thông thường là vào khoảng 1,2 – 2 tấn/giờ Viên thức ănvừa ép xong sau khi đi qua khuôn ép sẽ được cắt để có bề dài mong muốn

 Khâu làm khô và nguội viên thức ăn vừa ép :Khi rời khỏi máy épviên thì thức ăn có độ ẩm khoảng 16-17% và nhiệt độ khoảng 80-90oC.Bằng cách cho bộ phận đi qua thiết bị làm khô, độ ẩm sẽ mất đi 5-6%, và kế đến viên thức ăn khô sẽ được cho đi qua bộ phận làm nguội nhờvậy nhiệt độ của viên thức ăn lúc này chỉ còn cao hơn nhiết độ môi trườngxung quanh khoảng 15oC Công suất làm khô và nguội viên thức ăn là 6tấn/giờ

 Khâu sàn viên :Viên thức ăn nguội được sàn lọc để loại bỏ nhữngviên quá cỡ và quá nhỏ Những viên quá nhỏ và bụi sẽ được chuyển đếnbồn trộn lại Công suất sàn là 10 tấn/giờ

 Khâu nghiền viên thành cốm :Các viên thức ăn quá kích cỡ sẽ đượcchuyển qua máy nghiền để tạo ra viên cám nhỏ có nhiều kích cỡ và bụicám Công suất nghiền là 6 tấn/giờ

 Khâu sàn cốm:Các viên dạng cốm sẽ được sàn lọc để loại bỏ phầnbụi cám và phân tách riêng biệt các cỡ viên thức ăn Công suất bộ phậnsàn cốm là 6 tấn/giờ

 Khâu đóng bao :Khâu đóng bao được thực hiện bằng các máy đóngbao tự động tốc độ nhanh Công suất đóng bao là 8 bao 25 kg/phút

 Nhập kho: Sau khi đóng bao thành phẩm sẽ đựơc vận chuyển tới khobằng xe nâng xếp thành từng chồng, gần nhau theo từng dãy khác nhau củadạng thức ăn tôm (dạng cốm, dạng viên) Xắp xếp theo thứ tự chồng nàovào trứơc xuất trứơc vào sau xuất sau

 Khâu vận chuyển :Thức ăn nuôi tôm thành phẩm sẽ vận chuyển đếnkhách hàng thông qua các xe vận tải của các đại lý Thông qua các đại lýcủa công ty thành phẩm sẽ đến tay người nuôi tôm

2.5 NHU CẦU NGUYÊN LIỆU

Các loại nguyên liệu chủ yếu dùng trong sản xuất thức ăn tôm chủ yếu là:bột cá, bột vỏ tôm, bột gan mực, bột đậu tương, bột lúa mì, chất kết dính,dầu cá, lecithin, premic sinh tố và premic khoáng

Nguyên liệu Đơn vị Số lượng Nguồn cung cấp

1 Bột cá 65% Tấn 18.000 Nhập khẩu + trong nước

2 Bột vỏ tôm Tấn 3.000 Nhập khẩu + trong nước

3 Bột gan mực Tấn 4.800 Nhập khẩu

4 Bọt đậu tương Tấn 9.000 Nhập khẩu

5 Bột lúa mì Tấn 13.000 Nhập khẩu

6 Chất kết dính Tấn 3.600 Nhập khẩu

7 Dầu cá Tấn 1.200 Nhập khẩu

8 Lecithin Tấn 1.800 Nhập khẩu

9 Prêmic sinh tố Tấn 1.800 Nhập khẩu

Theo thống kê của nhà máy nhu cầu nhiên liệu 9 gần đây sử dụng cho hai thiết bị nàynhư sau:

2.7 AN TOÀN LAO ĐỘNG VÀ PHÒNG CHÁY CHỮA CHÁY

Nhà máy đã bố trí nhà xưởng cách ly với văn phòng và các công trình kháctrong khuôn viên nhà máy Đường xung quanh bên ngoài nhà xưởng đượctráng nhựa để xe cứu hoả có thể ra vào dễ dàng

Bố trí nhà xưởng thông thoáng có những khoảng trống cần thiết đối vớitừng thiết bị và ở vị trí cao ráo

Đã bố trí và duy trì tốt hệ thống chiếu sáng trong xưởng sản xuất

Tại khu nhà xưởng đã thực hiện nay đủ các biện pháp phòng chống sự cốmôi trường trong nhà xưởng như phòn chống cháy nổ, phòng chống sét…Đã thực hiện tốt việc khám sức khoẻ định kỳ cho người lao động theo chếđộ hằng năm

Đã và đang tiến hành đo đạc, giám sát chất lượng môi trường của nhà máytheo định kỳ

2.8 NHỮNG NGUỒN GÂY Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG

2.8.1 Nước thải

 Ô nhiễm do nước mưa chảy tràn:

Vào mùa mưa, nước mưa chảy trên mặt đất tại khu vực nhà máy sẽcuốn theo dầu mỡ (dùng bôi trơn động cơ), đất cát xuống đường thoátnước

Nồng độ các chất ô nhiễm trong nước mưa chảy tràn được ước tínhnhư sau:

Tổng Nitơ : 0.5-1.5 mg/lít

Photpho : 0.004-0.03mg/lít

Tổng chất rắn lơ lửng : 10-20mg/lít

 Ô nhiễm do nước thải sinh hoạt

Nước thải sinh hoạt phát sinh từ nhu cầu sinh hoạt của công nhântrong nhà máy, ước tính khoảng 24m3/ngày Trong đó:

- Nước dùng cho vệ sinh của công nhân trong Công ty:

Lượng công nhân của công ty tổng cộng là 335 người Và theo tiêuchuẩn TCN 20-33-85 Bộ Xây dựng, nước dùng cho sinh hoạt của công nhânlà 45 lít/người/ca

Lượng nước sử dụng: 45lít x 335 = 15.075 m3/ngày

- Nước dùng cho nhu cầu ăn uống, nhà ăn của công nhân trong Côngty:

Theo tiêu chuẩn thiết kế TCVN 4474 -87, lượng nước sử dụng chonhà ăn tập thể cho 1 người/1 bữa ăn là 25lít/người Do vậy lượng nước thảinhà ăn được tính như sau: Lượng nước thải = 335 người x 25 lít/người =8.375 m3/ngày

 Ô nhiễm do nước thải sản xuất

Nhà máy hiện nay đã đầu tư xây dựng hệ thống cống rãnh thu gomnước thải tại hai xưởng sản xuất Nước thải của nhà máy phát sinh từ cácnguồn: máy xử lý mùi, rữa cá tươi, rữa dầu mở cá, đậu nành, làm vệ sinhmáy móc, khu tắm của công nhân bốc vác, từ máy xử lý khí thải lò hơi.Lượng nước thải này trong đợt cao điểm nhất của nhà máy vào khoảng 80m3/ ngày

Nhà máy hiện nay có một hệ thống xử lý nước thải sản xuất côngsuất 40m3/ngày Nước thải sau khi qua hệ thống xử lý này được chứa tạimột hồ có diện tích 100m2 và để cho bốc hơi nước Hiện nay hệ thống xử lýnày đã quá tải không hoạt động được, nhà máy đang tiến hành xây dựnghệ thống xử lý nước thải mới công suất 80m3/ngày

 Tiêu chuẩn nứơc thải của nhà máy:

Tiêu chuẩn nứơc thải được phép thải ra môi trường của nhà máy theo Phiếuxác nhận số 166/BĐK-KHCNMT ngày 1/02/2000 của Sở Khoa học, Côngnghệ và Môi trường Đồng Nai phải được xử lý đạt tiêu chuẩn loại A theoQui định bảo vệ môi trường tỉnh Đồng Nai.

2.8.2 Chất thải rắn

Chất thải rắn trong công nghệ gồm hai loại:

 Cặn và bùn lắng tích luỹ theo thời gian trong các bể chứa

 Bùn lắng do quá trình xử lý nước thải trước khi thải ra môi trường

Loại cặn thứ nhất thì không nhiều và thường thì cặn lắng được thải ra cùng vớinước thải Loại cặn thứ hai là cặn của những loại cặn hữu cơ, có độ ô nhiễm rấtcao

2.8.3 Không khí

 Mùi hôi từ các bể chứa thịt tôm cá thối: Dễ dàng bay hơi ramôi trường xung quanh làm ảnh hưởng đến môi trường và sức khỏe của côngnhân

 Khí thải lò nung: Để vận hành lò hơi cho dây chuyền đòihỏi phải sử dụng một lượng dầu F.O và than đá khá lớn Khi đốt cháy nhiên liệuthải ra môi trường một lượng khí ô nhiễm đáng kể mà các thành phần chính là:

CxHy, các các hợp chất của oxi, lưu huỳnh, nitơ Trong đó các tác nhân cần kiểmsoát là SO2, NO2, CO, Bụi Các khí này gây tác động xấu đến môi trường

 Hơi dung môi từ quá trình tẩy dầu mỡ

Chương 3: TỔNG QUAN VỀ BỤI VÀ MÔNÔ ÔXITCACBON (CO)

3.1 BỤI (AEROSOL)

3.1.1 Khái niệm chung

Các phân tử chất rắn thể rời rạc(vụn) có thể được tạo ra trong quá trình nghiền,ngưng kết và các phản ứng hóa học khác nhau Dưới tác dụng của các dòng khíhoặc không khí, chúng chuyển thành trạng thái lơ lửng và trong những điều kiệnnhất định chúng tạo thành thứ vật chất mà người ta gọi là bụi

Bụi là hệ thống gồm hai pha : pha khí và pha rắn rời rạc Các hạt bụi có kíchthước nằm trong khoảng từ kích thước nguyên tử đến kích thước nhìn thấy đượcbằng mắt thường, có thời gian tồn tại ở dạng lơ lửng dài ngắn khác nhau

Sol khí là hệ thống vật chất rời rạc gồm từ những hạt thể rắn và thể lỏng ở dạng

lơ lửng trong thời gian dài không xác định Tốc độ lắng chìm của các hạt aerozonlà rất bé, những hạt bé nhất của aerozon có kích thước gần bằng kích thước cácnguyên tử lớn, còn những hạt lớn hơn có kích thước khoảng 0.2 – 1 μm

Bụi thu giữ được hoặc đã lắng đọng đồng nghĩa với khái niệm “bột”, tức là loạivật chật vụn , rời rạc

3.1.2 Phân loại

Về kích thươc bụi được phân loại thành các loại:

Bụi thô, cát bụi (grit): gồm các hạt rắn có kích thước hạt lớn hơn 75 μm

Bụi : hạt chất rắn có kích thước nhỏ hơn bụi thô (5 – 75 μm) được hình thành từcác quá trình như nghiền, tán, đập

Khói: gồm các hạt vật chất có thể rắn hoặc lỏng được tạo thành trong quá trìnhđốt cháy nhiên liệu hoặc quá trình ngưng tụ, có kích thước hạt từ 1 - 5 μm Hạtbụi này có tính khuyếch tán rất ổ định trong khí quyển.

Khói mịn: gồm những hạt chất rắn rất mịn, kích thước nhỏ hơn 1 μm

Sương: hạt chất lỏng có kích thước nhỏ hơn 10 μm Loại hạt cỡ này có một nồngđộ đủ để làm giảm tầm nhìn thì được gọi là sương giá

Bụi đất đá không gây ra các phản ứng phụ trong cơ thể người do các đặc tính trơvà không chứa các hợp chất gây độc Bụi đất, cát có kích thước lớn (bụi thô),nặng, ít có khả năng đi vào phế nang phổi, ít ảnh hưởng đến sức khỏe

Bụi than tạo thành trong quá trình đốt nhiên liệu mà thành phần chủ yếu là cáchợp chất HC đa vòng(ví dụ: 3.4-benzpyrene) là chất ô nhiễm có độc tính cao vìcó khả năng gây ung thư Khi tiếp xúc, phần lớn bụi than có kích thước lớn hơn 5micromet bị các dịch nhầy ở tuyến phế quản và các lông giữ lại Chỉ có các hạtbụi có kích thước nhỏ hơn 5 micromet là vào được phế nang Bụi vào phổi gây

kích thích cơ học, xơ hóa phổi dẫn đến các bệnh về hô hấp như khó thở, ho vàkhạc đờm, ho ra máu, đau ngực …

Tuy nhiên nguy hại cho sức khỏe nhất là bệnh phổi và các bệnh liên quan do bụigây ra

Bệnh bụi phổi (Pneumoconiosis) là một thuật ngữ chung bao gồm một nhóm bệnhnghề nghiệp do bụi lắng đọng trong phổi gây ra, được trình bày dưới này

Bệnh bụi silic phổi là bệnh đặc biệt nguy hiểm do hít thở bụi có chứa silic Bụisilic có tầm quan trọng đặc biệt bởi các đặc tính gây nhiễm độc tế bào có thể đểlại dấu vết do xơ hóa các mô làm giảm nghiêm trọng sự trao đổi khí của các tếbào phổi Công nhân trong nhiều ngành công nghiệp như khai thác than, khai thácđá, nghiền đá, đúc gang, phun cát…rất dễ mắc các bệnh bụi phổi silic

Bệnh bụi amiang phổi là bệnh gây ra do bụi amiang Các hạt bụi amiang dạng sợicó kích thước tương đối dài khỏang 50 micromet Bụi amiang gây xơ hóa lá phổivà làm tổn thương trầm trọng hệ thống hô hấp Ngòai ra người ta còn phát hiệnkhả năng gây ung thư phổi của bụi amiang

Bệnh bụi sắt và bụi thiếc là những bệnh phổi tương đối nhẹ, nó làm mờ phimchụp phổi bằng tia X-quang Bệnh tiến triển chậm và không gây nguy hại bằnghai bệnh trên

Bệnh bụi lông, bệnh bụi sợi lanh là bệnh hô hấp mãn tính thường thấy xuất ởnông dân trồng bông, công nhân khai thác chế biến bông, công nhân ngành dệtsợi… bụi có đặc tính gây dị ứng Triệu chứng ban đầu của bệnh là tức ngực khóthở nhưng chóng qua khỏi sau một thời gian ngưng làm việc Nếu tiếp làm việcvới loại vật liệu trên mà không có biện pháp an toàn lao động tốt, sự suy giảm hôhấp có thể xẩy ra liên tục và dẫn đến tổn thương nghiêm trọng cho hệ hô hấp

3.2 MÔNÔ ÔXITCACBON (CO)

3.2.1 Khái niêm chung

CO có tên gọi là mônôxit cacbon, là một chất khí không màu, không mùi, bắtcháy và có độc tính cao Nó là sản phẩm chính trong sự cháy không hoàn toàncủa cacbon và các hợp chất chứa cacbon

Có nhiều nguồn sinh ra CO khí thải của động cơ đốt trong tạo ra sau khi đốt cácnhiên liệu gốc cacbon(gần như bất kỳ nguồn nhiên liệu nào, ngoại trừ Hidronguyên chất) có chứa CO đặc biệt khi nồng độ quá cao và nhiệt độ quá thấp cóthể thực hiện việc oxi hóa trọn vẹn các HC trong nhiên liệu thành nước dạng hơivà CO, do khoảng thời gian tồn tại trong buồng đốt là quá ngắn và cũng có thể làkhông đủ lượng oxi cần thiết Thông thường, việc thiết kế và vận hành buồng đốtsao cho có thể giảm lượng CO là khó khăn rất nhiều so với việc thiết kế để làmgiảm lượng HC chưa cháy hết CO cũng tồn tại một lượng nhỏ nhưng tính về nồngđộ là đáng kể trong khói thuốc lá Trong gia đình, khí CO được tạo ra khi cácnguồn nhiên liệu như xăng, hơi đốt, dầu hay gỗ không cháy hết trong các thiết bịdùng chúng làm nhiên liệu như xe máy, ôtô, hay lò sửơi và bếp lò… khí CO có thểthấm qua bêtông hàng giờ sau khi xe cộ đã rời khỏi gara

Trong quá khứ, ở một số quốc gia người ta sử dụng cái gọi là town gas để thắpsáng và cung cấp nhiêt ở thế kỷ 19 Town gas được tạo ra bằng cách cho mộtluồng hơi nước đi ngang qua hỗn hợp than cốc nóng đỏ, chất tạo thành sau phảnứng của nước và cacbon là hỗn hợp của hidro và CO phản ứng như sau:

2

2O C CO H

Khí này ngày nay được thay thế bằng khí đốt thiên nhiên (khí mêtan) nhằm tránhcác tác động độc hại tiềm ẩn của nó Khi gỗ, sản phẩm của sự cháy không hoàntoàn của gỗ cũng chứa CO như là một sản phẩm chính.

3.2.2 Tính chất vật lý và hóa học

 Tính chất hóa học:

Cấu trúc phân tử của CO được mô tả tốt nhất dựa theo thuyết quỹ đạo phân tử.Độ dài của liên kết hóa học là 0,111 nanomet, chỉ ra rằng nó có đặc trưng liên kết

ba một phân tử Phân tử có mô men lưỡng cực nhỏ và thông thường được biểudiễn bằng ba cấu trúc cộng hưởng

Ở nhiệt độ thường CO ít hoạt động, các phản ứng của nó với các chất thường diễn

ra ở nhiệt độ cao

Ở nhiệt độ thường CO không phản ứng với oxi, nó cháy trong không khí ở khoảng

700oC

kJ H

k CO k

2 )

Phản ứng tỏa nhiều nhiệt nên CO được dùng làm nhiệt liệu

Khi có ánh sáng mặt trời hoặc than hoạt tính xúc tác CO tác dụng với Clo tạothành COCl2

2

2 COCl Cl

CO 

Phản ứng của CO và H2 với sự xúc tác của ZnO được hoạt hóa bằng Cu ở khoảng

250oC và áp suất 50atm sẽ tạo thành methanol

OH CH H

Phản ứng này dùng trong công nghiệp để tổng hợp methanol

Khi kim loại Niken tạo ra hợp chất dễ bay hơi với CO, được biết đến với tên gọiNiken cacbonyl bị phân hủy rất nhanh ngược trở thành kim loại và khí CO, và nóđược sử dụng làm nền tảng cho việc làm tinh khiết Niken

Nhiều kim loại khác cũng có khả năng tạo các hợp chất cacbonyl chứa các liênkết cộng hóa trị với mono oxitcacbon, các chất này có thể tạo ra bằng một loạtcác phương pháp khác nhau Ví dụ như đun sôi Rutheni triclorua với triphênylphốt phin trong mêthoxyetanol (DFM) thì có thể thu được phức chất [RuHCl(CO)(PPh3)3] Niken cacbonyl là đặc biệt do nó được tạo ra bằng tổ hợp trực tiếp COvà Niken kim loại ở nhiệt độ phòng

Trong Niken cacbonyl và các cacbonyl khác, cặp điện tử trên nguyên tử cacbonđược liên kết với ion kim loại Trong trường hợp này CO được nói đến như mộtnhóm cacbonyl

H

CO 2 

HCOONa NaOH

CO thể hiện tính khử trong một số phản ứng với các oxit kim loại có độ hoạt độnghóa học yếu ở nhiệt độ cao, chẳng hạn như CuO:

Cu CO CuO

CO  2

CO có khả năng khử oxit của nhiều kim loại nên nó được sử dụng trong ngànhluyện kim điều chế kim loại.

Fe CO

O Fe

100 Nhiễm độc vừa phải chóng mặt

250 Nhiễm độc nặng, chóng mặt

Chương 4: TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ BỤI VÀ CO

4.1 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ BỤI

4.1.1 Thiết bị thu bụi khô kiểu cơ học

Thiết bị thu hồi bụi khô hoạt động dựa trên cơ chế lắng khác nhau như trọng lực(các buồng lắng bụi), quán tính (lắng bụi nhờ thay đổi hướng chuyển đổi củadòng khí hoặc nhờ vách ngăn) và li tâm (các xiclon ướt đơn, nhóm và tổ hợp, cácthiết bị thu hồi xoáy và động)

Lọc bụi theo phương pháp trọng lực:

Các hạt bụi đều có khối lượng, dưới tác dụng của trọng lực các hạt có xu hướngchuyển động từ trên xuống (đáy của thiết bị lọc bụi) Tuy nhiên đối với các hạtnhỏ ngoài tác dụng của trọng lực còn có lực chuyển động của dòng khí và lực masát của môi trường Như đã biết trở lực phụ thuộc vào nhiều nhân tố trong đó cókích thước hạt bụi do vậy sẽ ảnh hưởng đến tốc độ lắng của hạt

Lọc bụi theo phương pháp ly tâm – xiclon ướt – tấm chớp

Nguyên lý : Khi dòng chuyển động đổi hướng hoặc chuyển động theo đườngcong, ngoài trọng lực tác dụng lên hạt còn có lực quán tính, lực này lớn hơn nhiềulần so với trọng lực Dưới ảnh hưởng của lực quán tính, hạt có xu hướng chuyểnđộng thẳng nghĩa là các hạt có khả năng tách ra khỏi dòng khí

Nguyên lý này được áp dụng cho các thiết bị lọc xiclon ướt, tấm chớp ….Tuynhiên các thiết bị này chỉ có khả năng tách các hạt bụi có kích thước > 10µm nênkhi dùng để lắng hạt bụi có kích thước nhỏ sẽ không có hiệu quả

 Giới thiệu về Xiclon ướt:

Là thiết bị lọc li tâm kiểu đứng, bụi khí vào thiết bị theo ống, có phễu và ống xảbụi Dòng khí đưa vào phần trên của xiclon ướt Thân xiclon ướt thường là hìnhtrụ có đáy hìng chóp cụt, ống khí vào thường có dạng hình chữ nhật được bố trí

theo phương tiếp tuyến với thân xiclon ướt Khí sạch được đưa ra ngoài ở trên đầuthiết bị Khí vào xiclon ướt chuyển động theo đường xoắn ốc, dịch chuyển xuốngdưới và hình thành dòng xoáy ngoài Lúc đó các hạt bụi dước tác dụng của lực litâm văng vào thành xiclon ướt, tiến dần đến đáy chóp, dòng khí bắt đầu quayngược trở lại và chuyển động lên trên hình thành vòng xoắn trong Các hạt bụivăng đến thành dịch chuyển xuống dưới nhờ lực đẩy của dòng xoáy và trọng lựctừ đó ra khỏi xiclon ướt qua ống xả bụi.

Hiệu quả thu hồi bụi trong xiclon ướt tỷ lệ thuận với căn bật 2 vận tốc và tỉ lệnghịch với căn bật hai đường kính Do đó xiclon ướt làm việc tốt khi vận tốc dòngkhí cao và đường kính thiết bị nhỏ Ngoài ra còn có các thiết bị thu hồi bụi xoáyvà thu hồi bụi cơ động

 Ưu điểm của xiclon ướt:

Thiết bị thu hồi dòng không khí xoáy xiclon ướt đã được sử dụng rộng rãi và lýthuyết về dòng khí xoáy là cơ sở thiết kế các thiết bị thu gom bụi quán tính

Ngòai ra, thiết bị xiclon ướt vừa có cấu trúc đơn giản, giá thành rẻ, không có cácchi phí chuyền động phức tạp, vận hành dễ dàng, có thể sử dụng bất cứ vật liệunào thích hợp Xiclon ướt thích hợp và được chọn trong việc xử lý bụi không caocấp và phức tạp, bụi có kích thước lớn và không độc hại Vật liệu chế tạo xiclonướt không bị bó hẹp nên xiclon ướt có thể dùng trong những điều kiện đặc biệtnhư chống ăn mòn, mài mòn mà các thiết bị khác không khắc phục được

Ngòai ra, xiclon ướt có thể vận hành bình thường ở nhiệt độ lên đến 5000C, thuhồi dễ dàng các loại bụi có tính ăn món cao Xiclon ướt có thể làm việc ở áp suấtlớn, trị số tổn thất áp lực ổn định, hiệu quả không giảm cho dòng khí có nồng độbụi cao

 Nhược điểm của xiclon ướt:

Tổn thất áp lực tương đối lớn, hiệu quả thấp đối với những hạt bụi có kích thướcnhỏ hơn 5 micromet

Hiệu suất làm việc của xiclon ướt phụ thuộc vào tốc độ dòng khí, tổn thất áp lực,đường kính xiclon ướt Theo lý thuyết, hiệu suất tỉ lệ thuận với tốc độ dòng khí, tỉlệ thuân với tổn thất áp lực và tỉ lệ nghịch với đường kính xiclon ướt,

 Hiệu ứng lề:

Trong vùng không gian giữa thân xiclon ướt và ống thoát, gần đỉnh của xiclon ướt,nơi ống dẫn khí vào có hiện tượng dòng xoáy phụ Dòng khí vào có vận tốc tăngdần từ thành xiclon ướt cho đến thành của ống dẫn khí thoát và sinh ra một dòngkhí đi xuống Ngòai ra, do bán kính của ống thóat lớn hơn bán kính có dòng xóaycó vận tốc lớn nhất bên trong ống khí thải, vận tốc dòng khí này không có vận tốclớn như dòng khí thóat Thêm vào đó, có một dòng khí đi lên dọc theo thành củaxiclon ướt ở gần đỉnh của phần trụ ngoài ý muốn Nó mang khí và cả những hạtbụi di chuyển trong vùng không gian giữa thành xiclon ướt và thành ống thải làmgiảm hiệu suất thu gom bụi

4.1.2 Làm sạch bụi bằng phương pháp ướt

Thiết bị thu hồi (theo phương pháp) ướt hoạt động dựa trên sự tiếp xúc của dòngkhí bụi với chất lỏng được thực hiện bằng các biện pháp cơ bản sau :

Dòng khí bụi đi vào thiết bị và được rửa bằng chất lỏng Các hạt bụi được tách rakhỏi khí nhờ va chạm với các giọt nước

Chất lỏng tưới ướt bề mặt làm việc của thiết bị còn dòng khí tiếp xúc với bề mặtnày Các hạt bụi bị hút bởi màng nước và tách ra khỏi dòng khí Dòng khí bụiđược sục vào nước và bị chia ra thành các bọt khí; các hạt bụi bị dính ướt và loại

Khi cho khí chứa bụi qua vách ngăn xốp các hạt rắn được giữ lại còn khí xuyênqua nó hoàn toàn, đó là nguyên lý chung của thiết bị lọc bụi Trong quá trình lọcbụi các hạt bụi khô tích tụ trong các lỗ xốp hoặc tạo thành lớp bụi trên bề mặtvách ngăn, do đó chúng trở thành

môi trường lọc đối với các bụi đến sau Tuy nhiên bụi tích tụ càng nhiều làm chokich thước của lỗ xốp và độ xốp chung của vách ngăn càng giảm Vì vậy sao mộtthời gian làm việc cần phải phá vỡ và loại bỏ lớp bụi ra, như vây quá trình lọc bụikết hợp với quá trình phục hồi vật liệu

Có thể chia làm 3 loại sau :

Thiết bị lọc hiệu suất > 99%, nồng độ bụi Cbụi < 1mg/cm3, vận tốc lọc < 10cm/sThiết bị lọc không khí sử dụng trong hệ thống thông gió

Thiết bị lọc công nghiệp (vải, sợi, hạt …)

4.1.4 Làm sạch bụi bằng điện trường

Trong thiết bị lọc điện khí xử lý bụi nhờ tác dụng của lực điện Các hạt bụi

được tích điện và dưới tác dụng của trường điện chúng chuyển động đến gần vàlắng trên các bản điện cực Sự tích điện diễn ra trong trường phóng điện theo 2 cơchế sau :

Cơ chế 1 : do tác dụng của điện trường các hạt (kích thước > 0,5µm) bị bắn phábởi các ion chuyển động theo hướng điện trường

Cơ chế 2 : do sự khuyếch tán của ion Cơ chế này áp dụng cho các hạt có kíchthước < 0,2µm)

Đối với các hạt có đường kính từ 0,2 đến 0,5µm áp dụng cả 2 cơ chế trên đềuhiệu quả Trường lực trong thiết bị được tạo bởi 2 điện cực

Cực âm : điện cực quầng sáng – để tích điện cho các hạt Đó là các dây dẫnmảnh được bố trí ở một khoảng cách nhất định

Cực lắng có bề mặt rộng hơn với nhiều hình dạng như gợn sóng, dạng trụ, dạnglòng mảng Các yêu cầu cơ bản đối với điện cực lắng là bền cơ học, cứng và cókhả năng tách bụi khi rung lắc

4.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ CO

4.2.1 Phương pháp hấp thụ

Hấp thụ là kỹ thuật làm sạch khí thải dựa trên cơ sở hấp thụ khí độc hại bằngphương pháp phụ thuộc vào loại khí độc và dung dịch hấp thu Dùng nước hấp thulà rẻ nhất tuy nhiên hiệu quả không cao

Phương pháp hấp thu được chia làm 2 phương thức:

 Hấp thu vật lý : chỉ xảy ra khi những phân tử bị hấp thụ không đi vàonhững phân tử hấp thu Áp suất riêng phần của khí thành phần trong hỗnhợp cao hơn áp suất cân bằng trên bề mặt dung dịch

 Hấp thụ hoá học: chỉ xảy ra khi những phân tử bị hấp thụ sẽ tác độngtương hỗ hoá học với các phân tử hoạt tính của chất hấp thụ Áp suất lựccan bằng của khí thành phần trên bề mặt dung dịch ít hơn hấp thụ vật lý vàcó khả năng tách ra hoàn toàn khỏi dòng khí thải

Phương pháp này sử dụng nhiều để xử lý các khí độc : HCl, HF, SiF4, CO2…

 Nguyên lý:

Không khí bẩn được đưa vào tháp hấp thu, rửa khí, chất lỏng trong ống phân phối(thường là nước) được phun thành các hạt nhỏ theo hướng cắt ngang hoặc ngượchướng với chuyển động của dòng khí thải Các hạt nhỏ li ti tiếp xúc với khí thảivà hấp thu khí độc hại Một đầu của tháp hấp thu, thải ra chất lỏng sạch sau khiđược hấp thu qua vật liệu đệm Đầu còn lại của tháp thải ra khí khô sạch sau khiđược hấp thu ở lớp tách ẩm

 Ưu điểm: có thể sử dụng rất tốt phương pháp này với dung môi lànước có lợi về kinh tế

Có thể được sử dụng được kết hợp khi cần rử khí làm sạch bụi, khi trong khíthải có chứa cả bụi lẫn khí độc hại mà các chất khí có khả năng hòa tan tốttrong nước.

 Nhược điểm: hiệu suất làm sạch không cao, hiệu suất làm sạch giảmkhi nhiệt độ dòng khí tăng cao nên không thể xử lý các dòng khí thải có nhiệtđộ cao, quá trình hấp thụ là quá trình tỏa nhiệt nên khi thiết kế, xây doing vàvận hành hệ thống thiết bị hấp thụ xử lý khí thải nhiều trường hợp phải lắp đặtthêm thiệt bị trao đổi nhiệt trong tháp hấp thụ để làm nguội thiết bị, tăng hiệuquả của quá trính xử lý như vậy thiệt bị sẽ trở nên cồng kềnh, vận hành phứctạp

Khi làm việc hiện tượng “sạc” rất dễ xẩy ra khi ta khống chế, điều chỉnh mậtđộ tưới của pha lỏng không tốt, đặc biệt khi dòng khí thải có khối lượng bụi lớn

Việc lựa chọn dung môi thích hợp sẽ rất khó khăn, khi chất khí cần xử lý khôngcó khả năng hòa tan Lựa chọn các dung môi hữu cơ sẽ nảy sinh vấn đề: cácdung môi này độc hại cho người sử dụng và môi trường hay không? Việc lựachọn dung môi thích hợp là bài toán hóc búa mang tính kinh tế và kỹ thuật Giáthành dung môi quyết định lớn đến giá thành xử lý và hiệu quả xử lý

Phải tái sinh dung môi (dòng chất thải thứ cấp) khi sử dụng dung môi đắt tiềnhoặc chất gây ô nhiễm nguồn nước Hệ thống càng trở nên cồng kềnh và phứctạp

Cuối cùng việc xử lý khí thải từ nồi hơi đốt than bằng phương pháp hấp thụ tỏ

ra kém hiệu qua vì :

Khí thải có chứa một số hợp chất hữu cơ ít tan trong nước, nếu nước được lựachọn là dung mô hấp thụ sẽ tỏ ra kém hiệu quả Còn nếu sử dụng dung môi hữu

cơ thì không kinh tế, hơn nữa có thể các dung môi hữu cơ này là các chất độchại gây ô nhiễm môi trường không khí.

Dòng khí thải sau các thiết bị trao đổi nhiệt, vẫn còn nhiệt độ rất cao nên hiêuquả hấp thụ sẽ giảm rất nhiều

Khí thải có hàm lượng bụi khá lớn, còn chứa nhiều chất hữu cơ do quá trình đốtcháy không hòan tòan than đá có thể tạo ra mồ hóng làm tắc thiết bị nhất là vớitháp đệm

Chất lỏng sau hệ thống xử lý khí thải phải được xử lý thêm một lần nữa bằnghệ thống xử lý nước thải, điều này rất gây tốn kém

4.2.2 Phương pháp hấp phụ

Hấp phụ là sự hấp các phân tử khí, hơi bề mặt chất rắn, người ta ứng dụngphương pháp hấp phụ để là sạch khí có hàm lượng tạp chất khí và hơi nhỏ

Vật liệu dùng để làm chất hấp phụ là các vật liệu xốp với bề mặt bên trong lớnđược tạo thành do tổng hợp nhiên liệu hoặc tự nhiên

Người ta chia hấp phụ ra làm 2 loại hấp phụ vật lý và hấp phụ hóa học

Các chất hấp phụ công nghiệp thường là than hoat tính, silicagen, aluniogen,zeolit và inoit

Phương pháp tái sinh :

Cần thiết tái sinh chất hấp phụ để thu hồi cấu tử hấp phụ và phục hồi khả nănghấp phụ của chất hấp phụ Chi phí tái sinh chiếm từ 40 – 70 % tổng chi phí củaquá trình làm sạch

Tái sinh được tiến hành bằng cách tăng nhiệt độ hút cấu tử bị hấp phụ bằng chấthấp phụ khác mạnh hơn, giảm áp suất Trong phương pháp này thì khâu giải hấp

là quan trọng nhất Quá trình giải hấp có thể thực hiện bằng cách tăng nhiệt độ,đuổi chất hấp phụ bằng 1 chất khác hấp phụ tốt hơn

Nhiệt độ giải hấp : thực hiện bằng cách gia nhiệt chất hấp phụ đã bão hòa, nhiệtđộ cần thiết cho quá trình nhờ tiếp xúc trực tiếp với dòng hơi nước không khínóng hay khí trơ với độ chênh lệch nhiệt độ 100 – 2000C thì đủ giải hấp than hoạttính, silicagen, alumogen đối với zeolit thì 200 – 40000 C

Giải hấp bằng cách đuổi hay còn gọi là giải hấp lạnh là dùng tác nhân đuổi đểđẩy chất bị hấp phụ ra khỏi chất hấp phụ Để đuổi các cấu tử hữu cơ bị hấp phụcó thể sử dụng tác nhân đuổi là CO2, NH3, H2O, một số chất hữu cơ hay chất khíkhác miễn sao đuổi có hiệu quả mà bản thân chúng cũng dễ tách ra khỏi chất hấpphu.ï

Giải hấp bằng giảm áp suất : thực hiện bằng cách giảm áp suất hệ thống sau khichất hấp phụ đã được bão hòa (khi giai đoạn tiến hành ở áp suất đó) hay tạo chânkhông hệ thống (nếu khi hấp phụ ở áp suất thường)

Giải hấp chân không : phương pháp này đòi hỏi hệ thống phải thật kín nên thườngđược sử dụng trong các quá trình xử lý khí công nghiệp

Hấp phụ các dung môi bay hơi :

Hiện nay trên thế giới có một lượng rất lớn hơi dung môi tổn thất ra môi trườnggây tác hại về môi sinh và gây lãng phí lớn để thu hồi chung ta thường dùngphương pháp hấp phụ thông dụng như than hoat tính, silicagen, alomogen, zeolit,thủy tinh xốp … Đặt biệt than hoạt tính kỵ nước nên rất hay được dùng khi độ ẩmtương đối của hỗn hợp khí dưới 50 % thì không ảnh hưởng đến khả năng hấp phụcác dung môi hữu cơ Hiệu quả kinh tế của các thiết bị dùng than hoạt tính phụthuộc vào nồng độ tối thiểu (C) của dung môi trong không khí đã làm sạch và (C)được cho như sau :

Dung môi C(g/m3) Dung môi C(g/m3)

Việc hấp phụ hơi trong dung môi có thể xảy ra trong các lớp vật liệu hấp phụnằm yên, tầng sôi hay chuyển động liên tục Nhưng trong thực tế sản xuất thườngdùng kiểu thiết bị có lớp hấp phụ nằm yên

Các tháp hấp phụ kiểu đứng dùng trong các dòng khí thải ít, còn loại vòng và loạinằm dùng trong trường hợp lượng khí thải rất lớn

Các thiết bị tái sinh với tháp hấp phụ làm việc theo chu kì (các lớp vật liệu hấpphụ cố định) làm việc theo 3 chu kì công nghệ cơ bản như sau : 4 – 3 và 2 giaiđọan

Chu kì 4 giai đoạn nối tiếp nhau gồm hấp phụ, giải hấp, sấy và làm lạnh chẳnghạn khi hấp phụ bằng than hoạt tính khi giải hấp phải dùng hơi nước Sấy bằngkhông khí nóng (để thổi hơi ẩm ra khỏi chất hấp phụ cho sự ngưng tụ một phầncủa hơi nước trong giai đoạn hấp) sau đó phải làm nguội than bằng không khíngoài trời

Chu kì 3 giai đoạn khác chu kì 4 giai đoạn ở chỗ bỏ qua giai đoạn cuối của chutrinh 4 giai đoạn, có thể bỏ luôn giai đoạn sấy Sau khi hấp phụ thì tiến hành đunnóng chất hấp phụ đã bảo hòa bằng nguồn khí trơ nóng, rồi đưa cả hỗn hợp hơivào thiết bị ngưng tụ Sau đó thổi qua lớp than hoat tính một luồng hơi nước đểkết thúc giải hấp và làm lạnh chất hấp phụ bằng không khí lạnh

Chu trình 2 giai đoạn : quá trình hấo phụ kết hợp với sấy và làm lạnh chất hấpphụ (lúc đầu thổi qua lớp vật liệu hấp phụ một luồng không khí và khí nóng 50 –

600C) Sau đó luồng không khí hơi không đun nóng hoặc là suốt cả quá trình hấpphụ cho luồng hơi khí có nhiệt độ không đổi 350C

Việc lựa chọn chu trình làm viện của thiết bị tái sinh phụ thuộc vào đặt tính củadung môi, hàm lượng hơi của nó trong hỗn hợp khí phải sử lý, điều kiện kinh tếkỹ thuật có thể, công nghệ sản xuất đã sản sinh ra dung môi ấy

Để đảm bảo cho quá trình sản xuất liên tục thì phài lắp ít nhất có 2 tháp hấp phụ,để giảm tổn thất hơi dung môi theo khí thải ra ngoài trời thì người ta thường lắpcác tháp hấp phụ làm việc theo sơ đồ nối tiếp nhau Tuy nhiên như vậy sẽ tăngchi phí công vận chuyển hỗn hợp khí qua tháp thường sẽ được bù lại bằng lượngdung môi thu được

Nguyên tăc chung của chất hấp phụ :

Những chất hấp phụ được sử dụng trong kỹ thuật xử lý khí thải có sự phát triển bềmặt rất lớn và chúng cần được đáp ứng một số nhu cầu khi ta áp dụng thiết kếcho các dây chuyền công nghệ :

 Có khả năng hấp phụ lớn

 Không tác dụng hóa học với các thành phần khí riêng biệt có trong dòngkhí thải

 Có tính chọn lựa cao

 Có độ bền cơ học cao Yêu cầu này cần được chú ý hơn khi sử dụng chúngtrong những thiết bị hoạt động liên tục

 Có khả năng hoàn nguyên

 Có giá thành thấp

Những loại chất hấp phụ rỗng sau đây được sử dụng khá rộng rãi như : than hoạttính, silicagen, alumogen, zeolit những chất này khác nhau về tính chất hấp phụ(do bản chất vật liệu, phương pháp gia công, cấu tạo và cấu trúc cũng khác nhau)cũng như xét về kích thước các hạt và khối lượng riêng.

Chất hấp phụ Khối lượng riêng

Silicagen độ rỗng

Bảng : khối lượng riêng của một số chất hấp phụ

Khối lượng riêng thực của chất hấp phụ là khối lượng thể tích đơn vị của chất hấpphụ

Khối lượng riên biểu kiến – khối lượng thể tích đơn vị của vật liệu hấp phụ

 Ưu điểm: làm sạch và thu hồi được khá nhiều chất ô nhiễm thể hơi khí nếucác chất này có giá trị kinh tế cao thí sau khi hòan nguyên chất hấp phụ chúngđược tái sử dụng trong công nghệ sản xuất mà vẫn giảm được tác hại ô nhiễm.Chất hấp phụ cũng khá dễ kiếm và rẻ tiền thông dụng nhất là than hoạt tính

 Nhược điểm: khi hoàn nguyên được chất hấp phụ thị sẽ sinh ra chất gây ônhiễm thứ cấp (nếu chất ô nhiễm hoàn toàn là chất độc hại nguy hiểm cần

thải bỏ hoặc có giá trị kinh tế không cao, không cần tái sử dụng) Trường hợpchất hấp phụ dễ kiễm giá thành rẻ thì có thể bỏ đi.

Không hiệu quả khi dòng khí có lẫn cả bụi lẫn dòng ô nhiễm thể hơi khí Vì bụidễ gây tắt thiết bị và làm giảm hoạt tính hấp phụ của chất hấp phụ (lúc nàymuốn sử dụng ta phải lọc bụi trước khi cho dòng khí thi vào thiết bị hấp phụ.Hiệu quả kém nếu nhiệt độ khí thải cao

Với CO khả năng bắt cháy cao nên trong quá trình nhả hấp phải dùng nhiệt độcao là hết sức nguy hiểm

4.2.3 Pha loãng không khí bằng khuyếch tán

Sự phát tán chất thải độc hại vào khí quyển là quá trình vật lý rất phức tạp Trongquá trình này gió, các hiện tượng trao đổi chất trong khí quyển cũng như các điềukiện khí hậu địa phương có ý nghĩa rất lớn

Khí thải sau khi thoát ra khỏi ống khói nhà máy chịu tác động của nhiều yếu tốnhư thành phần, tính chất và đặc tính của chất thải; chiều cao ống khói, hình dạngvà kích thước của ống khói; vận tốc thải; hướng và vận tốc gió, sự phân tầngnhiệt độ, mức độ chảy rối và các chỉ số trạng thái của khí quyển, mưa; nhiệt độvà ẩm độ của không khí

Quá trình này thường được thực hiện sau khi xử lý khí thải đến nồng độ cho phépthải (theo qui định của luật pháp) rồi phát tán vào khí quyển qua ống khói cao.Tuy nhiên hiện nay có khá nhiều nhà máy, cơ sở sản xuất mặc dù chưa xử lý khíthải đến nồng độ cho phép thải vẫn cho khí thải phát tán vào môi trường gây ônhiễm bầu khí quyển

 Ưu điểm: Phương pháp này tỏ ra rất hiệu quả trong trường hợp này vì nó:rẻ tiền, hiệu quả cao, vận hành và bảo dưỡng dễ dàng

4.2.4 Kiểm soát xử lý tại nguồn

 Bố trí lại nguồn: bằng cách nghiên cứu khí tượng ảnh hưởng đến nguồnnhư thế nào Cộng đồng dân cư cách nguồn như thế nào Phải bố trí nguồnthải ở vị trí thỏa mãn yêu cầu sản xuất công nghiệp nhưng không gây ônhiễm cho vùng dân cư (tính khoảng cách vệ sinh)

 Cách ly nguồn: là một phương thức để kiểm soát ô nhiễm không khí tạinguồn Nguồn có thể cách ly một thời gian (ngưng hoạt động)khi nồng độchất ô nhiễm vượt quá TCVN về chất lượng không khí

 Thay đổi nguyên, nhiên liệu: là phương pháp thay thê những nguồn nguyênnhiên liệ hiện tại bằng những nguồn nguyên, nhiên liệu khác có mức độcđộc hại thấp hơn Ví dụ : thay than đá bằng khí đốt để sản phẩm cháy sinh

ra chứa nồng độ CO, NO2 thấp

 Thay đổi công nghệ: sử dụng công nghệ tiên tiến, tiêu hao ít nguyên liệu,nhiên liệu, đồng thời thải ra ít chất thải hơn Thông thường việc thay đổicông nghệ kết hợp với các thiết bị làm sạch khí thải, đạt hiệu quả cao

 Các kỹ thuật xử lý khí thải tại nguồn: tùy thuộc vào chất ô nhiễm là thể hạthay thể hơi mà có biện pháp xử lý khác nhau

Chương 5: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ THIẾT BỊ XỬ LÝ KHÍ THẢI

5.1 TÍNH TOÁN CÂN BẰNG VẬT CHẤT

Các thông số đầu vào:

Khi đốt than đá khí thải gồm có: bụi, SOx, NOx, COx…

Thành

% khối

Lượng than sử dụng B = 750 Kg/h

Nhiệt độ làm việc t = 30oC = 303oK

Aùp suất làm việc p = 1atm

Hệ số cháy không hoàn toàn η = 0.04

Hệ số thừa không khí α = 1.4

Nhiệt độ khói thải t = 200oC

Hệ số tro bụi bay theo khói a = 0.4

5.1.1 Lượng khói thải

a) Nhiệt năng của nhiên liệu theo công thức Mendeleev:

kgNL kcal W S

O H

C

Q p  81  p  246  p  26  ( p  p)  6  p, /

) / ( 6668 6

6 ) 5 0 5 2 ( 26 1 3 246 74

b) Lượng không khí khô lý thuyết:

kgNL chuan

m S O H

338 7 ) 5 0 5 2 ( 0333 0 1 3 264 0 74

m V d

( 537 7 338 7 ) 17 0016

( 552 10 537

m S

(003.05.010683

m C

( 055 0 74 04 0 10 865

.

V CO      

g) Lượng khí CO2 có trong sản phẩm cháy:

kgNL chuan

m C

V CO 1.853 10 2(1 ) p, 3 /

)/(

164.1374)04.01(10853

m dV W

H

V H O 0.111 p 0.0124 p 0.0016 t, 3 /

)/(

706.0552.10170016.060124.01.3111

m V N

V N 0.8 10 2 p 0.79 t, 3 /

)/

(34.8552.1079.04.010

m V

V O 0.21( 1) a, 3 /

)/

(633.0537.7)14.1(

(10953

kgNL chuan m

10 06 2 054 2 750

176

.

kgNL chuan

m V

m V V

(1003.11006.25

m V

(1006

V V V V V

V

2 2 2 2



) / (

901 22 633 0 34 8 706 0 164 13 055 0 003

750 901

.

s m

n) Lượng khói (sản phẩm cháy) ở điều kiện thực tế tk = 200oC :

s m t L

273

) 273



) / ( 266 8 273

) 200 273 (

771

.

s m

5.1.2 Tải lượng các chất khí có trong khói thải

a) Tải lượng khí SO2 với ρSO2 = 2.926 kg/m3 chuẩn:

s g B

926 2 750 003 0

25 1 750 055 0

10 3

s g

c) Tải lượng khí CO2 với ρCO2 = 1.977 kg/m3 chuẩn:

s g B

977 1 750 164 13

) / ( 882 0 3600

176 3

10 3

s g M

750 5 13 4 1

10

s g

M bui     

5.1.3 Nồng độ phát thải các chất ô nhiễm có trong khói thải

a) Nồng độ phát thải khí SO2:

) / ( 252 0 266 8

082

376

m g L

8

8

882

) / ( 361 1 266 8

25

m g L

Theo TCVN 6991 : 2001 chỉ có khí CO và Bụi là vượt quy định nên cần phải đưa

ra phương án xử lý nhằm đạt tiêu chuẩn trước khi thải ra ngoài môi trường

5.2 DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ KHÍ THẢI

Buồng đốt than Xiclon

Ống khói

Quạt

ly tâm

Tháp hấp thụ than

đá vào

5.3 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ THIẾT BỊ CỤ THỂ

5.3.1 Tính toán chụp hút

Hòa trộn sản phẩm cháy với không khí qua cửa của chụp hút

Lưu lượng khí tại cửa chụp hút:

h m VF

L h 3600 , 3 /



F : diện tích tại miệng hút, m2 (F = 3x2.5 = 7.5 m2)

V : vận tốc trung bình tại cửa của chụp hút, m/s (V = 0.4 – 0.5 ;chọn V= 0.45m/s)

Lưu lượng khí tại cửa chụp hút

s m h

m

L h  3600  0 45  7 5  12150 3 /  3 375 2 /

Nhiệt độ khói thải sau khi hòa trộn với không khí qua cửa chụp hút

Thông số vật lý khói thải ở nhiệt độ t1 = 200oC

Tra phụ lục 2 trang 128 sách thông gió và kỹ thuật xử lý khí thải

) / (

748

.

0

) / (

079

.

1

3 1

1

m kg

do kg KJ

165

.

1

) / (

005

.

1

3 2

2

m kg

do kg KJ