công nghệ xử lý khí thải tại nhà máy gang thép

1.Lịch sử hình thành và quá trình phát triển• Ngành công nghiệp thép Việt Nam được bắt đầu từ năm 1959 bằng việc xây dựng Khu gang thép Thái Nguyên, nay là Công ty gang thép Thái Nguyên,

Chủ đề : 19 công nghệ xử lý khí thải tại nhà máy gang thép

Những người thực hiện : nhóm 2

Mục lục

1 Chương 1: Giới thiệu chung

2 Chương 2: Giới thiệu quy trình công nghệ sản xuất

3 Chương 3: Các vấn đề môi trường và đặc trưng nguồn thải

4 Chương 4: Lựa chọn công nghệ xử lý

CHƯƠNG I

“Giới thiệu chung

về ngành Gang Thép Việt Nam”

CHƯƠNG I

“Giới thiệu chung

về ngành Gang Thép Việt Nam”

1.Lich

sử hình thành

và quá trình phát triển

1.Lich

sử hình thành

và quá trình phát triển

4.Các vấn đề môi trường

4.Các vấn đề môi trường

3.Sản lượng bình quân

3.Sản lượng bình quân

1.Lịch sử hình thành và quá trình phát triển

• Ngành công nghiệp thép Việt Nam được bắt đầu từ năm 1959 bằng việc xây dựng Khu gang thép Thái Nguyên, nay là Công ty gang thép Thái Nguyên, do Cộng hoà nhân dân Trung Hoa giúp đỡ với công suất thiết kế 100.000 tấn/năm

Hình Ảnh:Công Ty

Gang Thép Thái

Nguyên

• Năm 1972:nhà máy luyện cán thép Gia sàng cũng được khởi công xây dựng với sự giúp đỡ của CHDC Đức có công suất thiết kế

50.000 tấn/năm

• Năm 1975(sau khi đất nước thống nhất):công ty thép miền nam đã tiếp quản các cơ sở luyện kim nhỏ của chế độ cũ để lại với tổng công suất khoảng 80.000 tấn/năm

• Từ năm 1992 trở lại đây:ngành thép việt nam đã được trang bị một loạt lò thùng tinh luyện và máy đúc liên tục đã làm cho chất lượng

và năng suất thép thỏi được cải thiện rõ rệt

• Từ năm 1994:một loạt các nhà máy liên doanh với nước ngoài được xây dựng và đi vào sản xuất Sau đó nhiều nhà máy của các doanh nghiệp trong và ngoài quốc doanh ra đời

• Năm 1996_2000:ngành thép vẫn giữ được tốc độ tăng trưởng khá cao,tiếp tục được đầu tư mới và đầu tư theo chiều sâu.Đây là thời

kỳ có tốc độ tăng trưởng mạnh nhất

• Các nhà máy sản xuất thép của nước ta hiện nay tập trung chủ yếu

ở Miền Bắc và Miền Nam

• Ở Miền Bắc trên các tỉnh Thái Nguyên, Hải Phòng, Hưng Yên, Bắc Ninh

• Ở Miền Nam tại thành phố Hồ Chí Minh, Đồng Nai và Bà

Rịa-Vũng Tàu

Hình Ảnh:Công Ty Cổ

Phần Gang Thép Hòa

Phát

• Tốc độ tăng trưởng nhu cầu thép cao trong thời gian qua ở Việt

Nam là kết quả của sự tăng trưởng nhanh của GDP và sự chuyển

dịch cơ cấu kinh tế theo hướng công nghiệp hóa

• Với những nhận định,cùng xu hướng tăng trưởng nhu cầu thép được quan sát trong những năm qua,nhiêù nhà chuyên môn dự đoán nhu cầu thép thành phẩm của Việt Nam dự kiến:

Triệu tấn/năm

Hiệp hộ thép

Bảng 1: Chính phủ và

hiệp hội thép Việt Nam dự

báo nhu cầu thép thành

phẩm của Việt Nam dự

kiến từ năm 2010_2025:

2001 2002 2003 2004 2005 2006 0

200 400 600 800 1000 1200

• Sản lượng phôi thép của nước ta, theo số liệu của Hiệp hội thép Việt nam, trong những năm gần đây được nêu trong hình 1

trăm tấn

Hình 1:Sản lượng

thép phôi của Việt

Nam

Chương 2: Giới thiệu quy trình công nghệ

sản xuất

1 Nguyên vật liệu, sản phẩm

 Nguyên liệu

Nguyên liệu cho luyện thép :

Luyện thép bằng lò chuyển với nguyên liệu đầu vào chủ yếu là gang lỏng (hot metal) và phế thép (scrap).

Các nguyên liệu khác như chất tạo xỉ ở dạng cục hay bột (vôi, bột carbon), chất hợp kim hóa, hợp kim phero, các chất khử ôxy và vật liệu chịu lửa, chất trợ dung như : vôi, dolomit,…

Nguyên liệu cho luyện gang : quạng sắt (thiêu kết, vê viên), than cốc, antraxit, khí đốt, chất trợ dung (CaO,

Luyện gang : dung dịch lỏng của Fe, C (% > 2,14 %)

và các nguyên tố khác như : Mn, S, P, … gọi là gang

Luyện thép : gang sau khi bị oxit hóa làm giảm hàm lượng C từ >2,14 % trong gang xuống < 2,14 % làm đồng đều thành phần hợp kim Mn, Si Khử bỏ các tạp chất có hại P, S, các khí O2, H2 và các oxit phi kim => thép

2 Quy trình công nghệ sản xuất

a) Luyện gang :

- Qúa trình hòan nguyên sắt từ các oxit sắt được tiến hành theo các giai đoạn :

Fe2O3 → Fe3O4 → FeO → FeO

 Qúa trình hoàn nguyên này được tiến hành trong lò cao,

và các chất hoàn nguyên thường dùng trên thực tế là CO,

H2 và Cacbon rắn (than cốc)

- Sau quá trình hoàn nguyên quặng trong lò cao sẽ thu

được Fe ở dạng lỏng trong quá trình hoàn nguyên này, ngoài sắt bị hoàn nguyên còn có các nguyên tố khác cũng bị hoàn nguyên trong lò cao như Mn, P, S,…

=> Như vậy, cuối cùng sẽ thu được dung dịch lỏng của

Fe, C (%> 2,14 %) và các nguyên tố khác như Mn, S, P,…

gọi là gang.

Lưu trình sản xuất thép truyền thống :

Quặng → lò cao → Gang → luyện thép → đúc

phôi → cán

Lưu trình sản xuất thép hiện đại (dây chuyền

ngắn) :

Sắt thép phế + sản phẩm hoàn nguyên trực tiếp

→ luyện thép lò điện → đúc phôi → cán

 Ưu điểm : Năng suất

khá cao, thời gian

luyện nhanh

 Nhược điểm : Tốn

điện, nguồn phế liệu

ngày càng khan hiếm,

khó kiểm soát chết

lượng thép phế, nguy

cơ tồn tại nguyên tố

di truyền Cu, Pb,…

3) Công nghệ mới trong luyện lim – Luyện kim phi cốc

Nguyên tắc của luyện kim

phi cốc

Không dùng than cốc mà

chủ yếu dựa trên cơ sở các

quá trình hoàn nguyên trực

tiếp và gián tiếp bằng CO,

H2 và Crắn

Nguồn cung cấp chất

hoàn nguyên là khí thiên

nhiên, than antraxit Các

nhiên liệu này được chuyển

hóa thành chất hoàn nguyên

thông qua các buồng đốt,

hóa khí

Một số công nghệ luyện kim phi cốc

Công nghệ Midrex

Công nghệ Hyl-ZR

Công nghệ FINEX

Chương III: quy trình công nghệ kèm dòng thải hoặc dòng thải và đặc tính dòng thải

 Trong công nghiệp sản xuất gang thép những chất ô nhiễm chủ yếu là:

 Bụi với cỡ hạt rất khác nhau từ 10 đến 100 µm.

 Khói nâu gồm những hạt bụi oxit sắt rất mịn.

 Khí SO2 sản sinh ra từ thành phần lưu huỳnh có trong nhiên liệu và quặng.

 Trong một số trường hợp có các khí CO và các hợp chất chứa F

 Đặc tính của khí thải tùy thuộc vào từng công đoạn của quy trình sản xuất công nghệ sản xuất gang thép chủ yếu gồm 2 loại:

 Lò BOF/ BOS : lò cao và lò BOS

 Lò EAF: lò hồ quang điện.

 Tuy nhiên, công nghệ thường được sử dụng ở đây là lò cao Khí lò cao có thành phần: bụi,55% khí N2, 24 ÷ 28% CO, 15% CO2 Thành phần SO2 sản sinh ra trong khi nung được hấp thụ gần như hoàn toàn bởi xỉ (90%) và gang (5%) do đó khói lò cao chứa rất ít khí SO2.

Đặc tính của từng thành phần trong khí thải:

 Đặc tính của từng thành phần trong khí thải:

 1 Bụi là các chất gây ô nhiễm, tác hại chủ yếu do khả năng hấp thụ hoặc tạo hợp chất với các oxit kim loại hoặc hợp chất hữu cơ Bụi có kích thước 0,001 – 10 µm gây hại cho cơ quan

hô hấp.

 2 SO2: là khí tương đối nặng (d= 2.26) nên thường gần mặt đất, ngang tầm sinh hoạt của con người, vì vậy SO2 làm ô

nhiễm điển hình và tác động trực tiếp đến cuộc sống con

người, dễ tan trong nước nên dễ phản ứng với cơ quan hô hấp ngay sau khi xâm nhập vào cơ thể.

 3 CO và CO2: là khí nhà kính, góp phần làm nên hiện tượng nóng lên toàn cầu, đặc biệt là CO làm mất khả năng vận

chuyển O2 trong máy gây nhiều biến chứng nghiêm trọng và

có thể gây tử vong.

 4 Các hợp chất hữu cơ vòng càng, chất phóng xạ…

I Vận chuyển, sàng lọc và nghiền quặng

II Công đoạn thiêu kết.

III Tạo khối kết/ viên.

IV Luyện cốc

V Lò cao

VI Lò hồ quang

VII Cán nguội.

VIII Chuyển mạ

IV:CÁC VẤN ĐỀ MÔI TRƯỜNG VÀ ĐẶC

TRƯNG NGUỒN THẢI

1, CÁC VẤN ĐỀ VỀ MÔI TRƯỜNG

Theo tính toán, sản xuất 1 tấn thép sẽ thải ra từ 0,5 - 1 tấn xỉ, 10.000m3 khí thải, 100kg bụi.

 Rất nhiều các chất ô nhiễm như: Axit, kiềm, các

nguyên tố hợp kim thải ra môi trường.

 Trong các vùng luyện kim, khí quyển bị nhiễm bẩn chiếm tỷ lệ gần 60%.

- Phát thải về khí nhà kính trong sản xuất gang thép

 Sản xuất gang thép đã sử dụng nguồn tài nguyên thiên nhiên

(quặng sắt, than, đá vôi, khí thiên nhiên…)

 sử dụng nhiệt năng, điện năng từ việc đốt cháy nhiên liệu hoá thạch (than, dầu, khí thiên nhiên) đã tạo nên nguồn phát thải khí nhà kính (KNK) khá lớn (CO2, CH4, N2O, PFCs, SF6 )

Gây mưa axit :

Nguyên nhân chủ yếu là

do khí : lưu huỳnh đioxit (SO2) và nito

đioxit (NO2).

 Các khí này hòa tan với hơi nước trong không khí tạo thành các axit

sunfuric (H2SO4) và axit nitric(HNO3) Thành

phần chính gây mưa axit

Khối lượng bụi lên tới hàng ngàn tấn/năm, thành phần chủ yếu là các oxit kim loại và những loại oxit khác

 Để sản xuất được một tấn thép thô sẽ phải thải ra hơn 585 ki lô gam chất thải rắn,

 trong đó có 455 ki lô gam xỉ

 Đồng thời, mỗi tấn

thép thô sản xuất còn tạo ra 3 mét khối nước thải độc hại

2: ĐẶC TRƯNG NGUỒN THẢI

Các quá trình hóa lý xảy ra trong lò luyện hết sức đa dạng và phức tạp Kết quả không chỉ tạo ra sản phẩm gang như mong muốn mà còn phát ra khí thải, trong đó CO 2  là nhiều nhất Quá trình nấu

luyện đã xuất hiện chuyển đổi pha (rắn → biến mền → chảy → đông đặc → nung → gia công áp lực → làm nguội …) và được nói trong các quá trình sau :



Đốt cháy nhiên liệu để nung, nấu chảy nguyên liệu trong lò gồm: Cháy cácbon (C); Cháy ôxít cácbon (CO); Cháy hydrô (H 2 ); Cháy khí metan (CH 4 ) và các cacbua hydrô khác:

CHƯƠNG 4: CÁC THÔNG SỐ THIẾT KẾ CƠ BẢN

1 Các thông số thiết kế cơ bản bao gồm:

Thiết kế tháp hấp thụ chứa khí CO2

Các thông số khí thải đầu vào

Lưu lượng đầu vào: 700 m3/h

Nồng độ đầu: 0,7% ( theo thể tích )

Các giả thuyết trong quá trình tính toán

Quá trình hấp thụ là đẳng nhiệt Khí thải gồm chủ yếu là CO2, CO, bụi …

Các chất lượng sau khi xử lý

Lượng bụi tạo ra trong quá trình luyện gang thép là tương đối lớn Phần lớn là bụi nặng,

có hàm lượng sắt cao Lượng bụi này sau khi được xử lý qua tháp làm nguội, thiết bị lọc bụi tay áo, lọc bụi túi, lọc bụi tĩnh điện được thu hồi và định kỳ chuyển sang thiêu kết làm nguyên liệu (hình5-11)

6 Kết luận

Công nghệ luyện thép là công nghệ có nhiều chất thải độc hại cần được xử lý nhằm bảo vệ môi trường, nhưng cũng có nhiều chất thải sau khi xử lý sẽ trở thành sản phẩm phụ của nhà máy, nâng cao hiệu quả kinh tế của nhà máy