Đặc điểm và phương pháp kiểm soát khí thải từ nhà máy gia công cơ khí

Trongquá trình công nghiệp hóa và hiện đại hóa đất nước, càng ngày càng có nhiều nhà máy, khu công nghiệp tập trung được xây dựng và đưa vào hoạt động tạo ra một khối lượng sản phẩm công nghiệp chiếm một tỉ trọng cao trong toàn bộ nền kinh tế quốc dân. Bên cạnh đó, sản xuất công nghiệp đã gây nên nhiều ảnh hưởng xấu đến môi trường trong đó có môi trường không khí. Vì vậy việc xử lý các chất ô nhiễm này là vô cùng quan trọng để bảo vệ môi trường, bảo vệ sức khoẻ của người lao động và cộng đồng.Nếu không có biện pháp thích đáng thì môi trường nói chung và môi trường không khí nói riêng xung quanh các nhà máy, các khu công nghiệp tập trung sẽ đứng trước nguy cơ bị xấu đi trầm trọng, ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe của dân.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

VI

VIỆN KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG

===  ===

BÀI TIỂU LUẬN

Môn:Kiểm soát ô nhiễm không khí

Đề tài: Đặc điểm và phương pháp kiểm soát khí thải từ nhà máy gia công cơ khí

Giáo viên hướng dẫn: Lý Bích Thủy

Họ tên sinh viên:-Trần Thị Phương Dung – Mssv:20130584

-Phạm Hoàng Hải – Mssv: 20131265

-Phạm Thị Hà – Mssv:20131179

- Lại Huyền Trang – Mssv:20134052

Hà Nội- 24/04/2016

LỜI NÓI ĐẦU

Trongquá trình công nghiệp hóa và hiện đại hóa đất nước, càng ngày càng có nhiều nhà máy, khu công nghiệp tập trung được xây dựng và đưa vào hoạt động tạo ra một khối lượng sản phẩm công nghiệp chiếm một tỉ trọng cao trong toàn bộ nền kinh tế quốc dân Bên cạnh đó, sản xuất công nghiệp đã gây nên nhiều ảnh hưởng xấu đến môi trường trong đó có môi trường không khí Vì vậy việc xử lý các chất ô nhiễm này là vô cùng quan trọng để bảo vệ môi trường, bảo vệ sức khoẻ của người lao động và cộng đồng.Nếu không có biện pháp thích đáng thì môi trường nói chung và môi trường không khí nói riêng xung quanh các nhà máy, các khu công nghiệp tập trung sẽ đứng trước nguy cơ bị xấu đi trầm trọng, ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe của dân

Ô nhiêm không khí do hoạt động công nghiệp vẫn đang và sẽ là một trong những nguồn gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng nhất., trong đó có khí thải từ các nhà mày gia công cơ khí Với đặc trưng của ngành nghề là gia công cơ khí, khí thải của các nhà máy sẽ có thành phần kim loại nặng khá lớn cũng như nhiều thành phần khác và cần những giải pháp đặc thù để quản lý khí thải từ hoạt động này Và đây cũng chính là những vấn đề chúng ta sẽ nói tới trong bài này

I T ổ n g q u a n v ề g i a c ô n g c ơ k h í

I.1Khái niệm về gia công cơ khí

-Gia công cơ khí là áp dụng các nguyên lý nhiệt động lực học, định luật bảo toàn khối lượng và năng lượng để phân tích các hệ vật lý tĩnh và động, phục vụ cho công tác thiết kế trong các lĩnh vực như ô tô, máy bay, các thiết bị, phụ kiện, vật liệu cho các công trình hay nhà xưởng như : tấm sàn grayting, Silo, bể chứa, sàng rung,thiết bị trao đổi nhiệt, ván khuôn, và các phương tiện giao thông khác, các hệ thống gia nhiệt và làm lạnh, đồ dùng gia đình, máy móc và thiết bị sản xuất, vũ khí

- Gia công cơ khí hay chế tạo cơ khí thường dựa trên các bản vẻ kỹ thuật để tạo ra các sản phẩm có độ chính xác cao Cho đến nay nhiều chương trình CAD cho phép tạo ra các mô hình ba chiều để có thể nhìn từ mọi góc độ Các chương trình CAD mô hình hóa vật thể đặc tiên tiến là một hệ thống thiết kế hiện thực ảo Những mô hình đặc như vậy có thể được dùng làm cơ sở cho các phân tích phần

tử hữu hạn (FEA) và / hoặc tính toán động lực dòng chảy (CFD) của thiết kế

- Ngoài ra có thể gia công với trợ giúp máy tính (CAM), những mô hình này cũng có thể được dùng trực tiếp bằng phần mềm để tạo 'lệnh" cho việc chế tạo ra các đối tượng được mô tả bởi các mô hình đó, thông qua các máy điều khiển số hóa bằng máy tính (CNC) hoặc các tiến trình tự động hóa mà không cần đến các bản vẽ trung gian

I.2.Phân loại các phương pháp gia công đặc biệt

I.2.1.Các đặc trưng phân loại.

Người ta phân loại các phương pháp gia công đặc biệt theo các đặc trưng sau đây: - Loại năng lượng đưa vào vùng gia công: cơ,điện,hóa và nhiệt

-Phương pháp đưa năng lượng vào: được xác định bởi vị trí tương quan giữa phôi và các bề mặt làm việc của dụng cụ trong không gian và bởi sự thay vị trí này theo thời gian

-Định tên gọi của phương pháp gia công.Những quá trình lý hóa cơ bản khi lấy đi vật liệu là biến dạng đàn hồi kém với phá hủy dẻo hoặc dòn,nung chảy,bay hơi,hòa tan anot,phá hủy bằng ăn mòn

I.2.2.Phân loại theo năng lượng đưa vào gia công

a,Gia công cơ

-Gia công cơ bằng cắt giọt,thông thường có tác động cơ đều đặn trên vật liệu.Cắt với rung động tần số gấp được sử dụng để bẻ gãy phoi,cắt với rung động tần số cao đảm bảo cải thiện khả năng gia công của vật liệu

-Gia công siêu âm sử dụng tác động cơ có chu kỳ của các hạt mài xảy ra với tần số siêu âm

-Cắt có nung nóng sơ bộ vật liệu lớp cắt nhằm sử dụng tác dụng nhiệt phụ thêm,cắt có đưa dòng điện vào vùng hình thành phoi là để tận dụng tác động dòng điện bổ sung

-Các phương pháp gia công cắt gọt kết hợp sử dụng đồng thời một số loại tác động để bóc vật liệu.Chẳng hạn gia công cơ-anot sử dụng đồng thời các tác động điện,hóa,cơ

-Gia công cơ không truyền thống bao gồm:gia công tia nước,gia công tia nước có hạt mài,gia công dòng hạt mài

b,Gia công hóa

-Sử dụng trực tiếp năng lượng hóa cho các mục đích công nghệ.Trong trường hợp này lớp kim loại được bóc đi trong một môi trường hóa có tác động tích cực.Phương pháp gia công hóa phổ biến nhất hiện nay là ăn mòn sâu theo đường viền(phay hóa).Phương pháp này có thể điều khiển thời gian và vị trí ăn mòn kim loại trong môi trường axit và kiềm,ngoài ra còn một số phương pháp khác như:tạo phôi hóa,khắc hóa,quang hóa,mạ hóa…

c,Gia công điện

-Sử dụng trực tiếp năng lượng điện cho các mục đích công nghệ bằng cách đưa năng lượng này vào vùng cắt không qua biến đổi trung gian sang các dạng năng lượng khác.Năng lượng điện được chuyển trực tiếp sang dạng năng lượng khác như nhiệt,hóa…trong quá trình bóc đi lớp kim loại của phôi.Các phương pháp gia công điện hóa bao gồm: điện hóa(sử dụng tác động hóa của dòng điện),tia lửa điện(sử dụng tác động ăn mòn của dòng điện),điện nhiệt và điện cơ(sử dụng tác động nhiệt và cơ của dòng điện)

d,Gia công nhiệt

-Dùng năng lượng nhiệt để cắt hoặc tạo hình dạng chi tiết gia công.Năng lượng nhiệt thường được cung cấp đến một phần rất nhỏ của chi tiết gia công,làm cho phần này nóng chảy và bốc hơi tách ra khỏi bề mặt gia công.Năng lượng nhiệt được sinh ra bởi sự biến đổi năng lượng điện

I.2.3.Các phương pháp gia công kết hợp

-Con đường triển vọng nhất để xây dựng các phương pháp gia công mới có hiệu quả là tạo ra các phương pháp gia công kết hợp

-Hiện nay người ta đã đưa vào các phương pháp mới như: gia công cơ anot với rung động tần số thấp và siêu âm,khoan rung động đồng thời đưa dòng điện vào vùng cắt,gia công cơ hóa đồng thời đưa vào cắt thường và cắt rung,gia công tia lửa điên và điện hóa với dao động siêu âm của điện cực,các phương pháp tạo mẫu nhanh…

I.3.Sơ đồ công nghệ,dây truyền sản xuất của nhà máy sản xuất cơkhíCOTECCONS

Phun sơn

Kết cấu thép,vì kèo, giàn giáo hỏng Thép định hình

Máy rỉ bằng máy Đánh rỉ thủ công Gia công kết

cấu,vì kèo,dàn

Làm khô Xếp vào kho và chuyển đi

Thuyết minh công nghệ: Nhà máy sản xuất cơ khí COTECCONS sử dụng thép định hình nhập từ các nhà máy sản xuất và thực hiện gia công các thiết bị cốt pha,giàn giáo,vì kèo,dụng cụ phục vụ cho công trình của công ty.Bên cạnh đó thực hiện sửa chữa,bảo dưỡng,bảo trì các thiết bị kết cấu kép,vì kèo,dàn giáo hư hỏng từ các công trình xây dựng của công ty cổ phần xây dựng (COTEC) trên địa bàn Đà Nẵng và các khu vực lân cận

-Giai đoạn xử lý bề mặt: Công việc đầu tiên là đánh rỉ,làm sạch và tách màng sơn cũ sơ bộ bằng thủ công trước khi đưa lên máy đánh rỉ làm sạch toàn bộ

bề mặt bằng kim loại.Giai đoạn chủ yếu thực hiện bằng phương pháp cơ học,dùng cào bằng thép,chổi và một số vật liệu mài mòn để loại màng sơn bám vào bề mặt vật liệu.Nguồn ô nhiễm chủ yếu trong giai đoạn nay là:bụi,tiếng ồn do hoạt động bóc dỡ vật liệu,đập,mài,đánh rỉ

-Giai đoạn chỉnh sửa: Kết thúc công đoạn đánh rỉ bằng máy,các vật liệu thép chuyển cho tổ sửa chữa kiểm tra,hàn,nắn lấy lại hình dạng sản phẩm.Công đoạn này nguồn ô nhiễm chính là chất thải rắn,bụi,tiếng ồn,khí thải do hoạt động hàn xì gây ra

-Giai đoạn sơn: Những phần kết cấu từ công đoạn gia công thép định hình

và kết cấu đã đánh rỉ,lấy lại hình dạng được lau chùi sạch sẽ và đưa vào buồng xịt sơn tạo lớp áo bảo vệ vật liệu thép.Nguyên tắc cơ bản của công đoạn này là phân tán sơn thành các dòng bụi phun nhỏ và và phun thẳng vào vật cần sơn.Dùng một cốc hút kim loại chứa sơn vặn vào súng phun và sơn được hút vào súng phun bởi không khí chạy qua một lỗ trên một ống thông với cốc,sơn dời súng phun thông qua 1 van điều chỉnh lượng sơn.Để phun sơn thì thể tích khí nén cũng cần phải đủ,áp suất tại súng phun thay đổi từ 30-70 Pa và các dòng phun phải được gối đầu nhau mỗi khi súng di chuyển lui tới trên vật liệu cần sơn để tạo lớp sơn đồng nhất

về chiều dày

+)Sau khi sơn xong,các kết cấu được phơi khô,xếp kho và chuyển đi phục

vụ các công trình xây dựng

+)Giai đoạn này nguồn ô nhiễm chính là bụi sơn,tiếng ồn do hoạt động máy nén khí sinh ra

I I N g u ồ n k h í t h ả i t ừ n h à m á y g i a c ô n g c ơ

k h í

Nguồn bụi phát sinh trong quá trình nhà máy hoạt động do các hoạt động của

xe vận chuyển vật liệu ra vào nhà máy, các hoạt động bóc dỡ vật liệu; bụi sơn, bụi kim loại trong công đoạn đánh rỉ làm sạch bề mặt, sữa chữa, gia công kết cấu thép, sơn phủ bề mặt

•Bụi kim loại:

Bụi kim loại phát sinh tại bộ phận sửa chữa và gia công kết cấu thép Ô nhiễm bụi chủ yếu tại công đoạn cắt, mài, làm sạch bề mặt Bụi kim loại có tỷ trọng lớn (d = 7 - 8) nên chỉ tồn tại xung quanh nguồn gây bụi, nhanh chống sa lắng, ít phát tán đi xa Lượng bụi do quá trình làm sạch bề mặt kim loại thải ra môi trường phụ thuộc vào phương pháp làm sạch khác nhau và mức độ oxy hóa của kim loại Các sản phẩm thép phục vụ công trình của nhà máy đều được sơn phủ bề mặt để chống rỉ và các tác động ăn mòn, oxy hóa của môi trường, trong quá trình thi công kết cấu thép bị rỉ, bóc sơn, hư hỏng đều được chuyển về nhà máy sữa chữa và sơn lại ngay do vậy lượng bụi rỉ kim loại thải ra không nhiều khi làm sạch bề mặt Trong công đoạn làm sạch bề mặt bụi kim loại và bụi sơn củ thường đi kèm với nhau, ước tính lượng bụi sơn có lẫn bụi kim loại thu gom trung bình mỗi ngày tại nhà máy là 0,5 kg Bên cạnh bụi kim loại do quá trình làm sạch

bề mặt thải ra còn có bụi khói hàn là bụi keo nhỏ mịn được hình thành khi sắt nguyên chất hoặc hợp kim bị nung nóng Thành phần khói hàn là γ.Fe2O3, đôi khi có Fe3O4, các hạt thường có kích thước từ 0,01 - 1 μm Công nhân làm hàn

và gia công cơ khí dễ bị nhiễm bụi phổi sắt, đặc biệt khi làm việc tại những nơi kín, chật hẹp, kém thông gió

•Bụi sơn:

Bụi sơn thường phát sinh ở khâu làm sạch lớp sơn cũ và các hạt sơn dạng sol phát sinh trong quá trình phun sơn Trong thành phần bụi sơn phát sinh chủ yếu là oxit chì, oxit sắt Ngoài ra còn có các khí thải khác như CO, NOx Tuy nhiên tác động của loại ô nhiễm này thường không lớn, do được phân tán trong môi trường rộng, thoáng Các tác động do bụi kim loại, bụi sơn gây ra khi xâm nhập vào cơ thể qua đường hô hấp, các kim loại nặng có khả năng tích lũy trong

cơ thể gây rối loại đến chức năng của men, ảnh hưởng đến sức khỏe người lao động

•Bụi phát sinh từ phương tiện vận chuyển, bóc xếp vật liệu:

Đối với dự án, bụi sinh do hoạt động của các phương tiện vận chuyển bốc xếp hàng hoá ít, dễ lắng, không thường xuyên Do khu vực nhà máy nằm trong khu công nghiệp nên không ảnh hưởng đến dân cư xung quanh, xung quanh có nhiều cây cối nên bụi sinh ra do quá trình này chủ yếu phát tán trong phạm vi khu vực tiếp nhận nguyên liệu Nên đối tượng chịu sự tác động chủ yếu là công nhân bốc xếp

- Đối với con người: Tác dụng của bụi chủ yếu là: tích lũy trong phổi và

ở các cơ quan của đường hô hấp trên Các hạt bụi kích thước >10μm được giữ lại bởi lông ở khoang mũi, sau đó thải ra ngoài Khí ô nhiễm và các hạt bụi nhỏ tiếp tục đi vào sâu trong các cơ quan hô hấp và các hạt bụi có kích thước <10μm có thể bị giữ lại ở phổi (các hạt bụi kích thước <1μm được vận chuyển đi theo khí trong hệ thống hô hấp) hay vào máu gây độc

- Bụi trong không khí có tác hại chủ yếu đến hệ hô hấp rồi mắt, da sau

đó tùy theo tính chất của bụi mà nó có tác động đến các cơ quan khác của cơ thể Bụi bám trên mặt da có thể gây viêm da, tấy đỏ, ngứa, rát xót Vào phổi, bụi gây kích thích cơ học và sinh phản ứng xơ hoá phổi, gây ra các bệnh về đường hô hấp: viêm phổi, khí thũng phổi, ung thư phổi, viêm mũi dị ứng, hen phế quản, bệnh bụi phổi

- Đối với cây cối xung quanh khu vực dự án thì bụi có có tác động không lớn do phát sinh không thường xuyên và không nhiều Ô nhiễm do khí thải: Trong quá trình hoạt động nguồn ô nhiễm khí thải do các hoạt động của phương tiện vận chuyển nguyên liệu, khí thải công đoạn hàn xì, hơi dung môi sơn

•Khí thải phương tiện giao thông:

Hoạt động của các phương tiện giao thông vận chuyển nguyên nhiên vật liệu, sản phẩm ra vào Nhà máy cũng góp phần gây ô nhiễm môi trường không khí xung quanh Nhiên liệu đốt cho quá trình vận hành các phương tiện vận tải thường là xăng và dầu Diesel, vì vậy trong khói thải xe sẽ phát sinh bụi khói và các khí độc SO2, NOx, CO, CO2, CxHy

-Thành phần các chất ô nhiễm từ các phương tiện vận tải đã được tính toán qua các nguồn tài liệu khác nhau, theo tài liệu thống kê của tổ chức ECO thì thành phần các chất ô nhiễm trong khói thải xe ô tô, xe tải như sau:

Tình trạng

vận hành

CxHy(ppm) CO(%) NO2(PPM) CO2(ppm)

Chạy không tải 750 5,2 30 9,5

Chạy chậm 300 0,8 1500 12,5

Chạy tăng tốc 400 5,2 3000 10,3

Chạy giảm tốc 4000 4,2 -60 9,5

-Theo Hệ số đánh giá ô nhiễm nhanh của Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) 1993, thải lượng bụi và các chất ô nhiễm tính cho loại xe có trọng tải từ 3,5 - 16 tấn, với

xe chạy dầu Diezen (S ═ 1%), và tốc độ trung bình 8 - 10 km được xác định như sau:

Chất ô nhiễm Tải lượng từ 1 xe

(kg/10km đương dài)

Tải lượng 100 xe (Kg/10km đường dài)

So2 0,0429 4,29

-Trung bình mỗi ngày Nhà máy có 3 chuyến xe vào ra để bóc xếp nguyên liệu,

áp dụng hệ số đánh giá ô nhiễm nhanh của WHO thì lượng chất ô nhiễm thải vào không khí với tải lượng như sau:

Chất ô nhiễm Tải lượng từ 3 xe

Kg/10km đường dài Bụi 0,027

SO2 0,1289

NOx 0,354

CO2 0,18

VOC 0,078

Xe vận chuyển nguyên liệu và sản phẩm của Nhà máy lưu thông trên địa bàn thành phố Đà Nẵng và các vùng lân cận, nên hoạt động giao thông vận tải của Nhà máy đã góp phần làm ô nhiễm môi trường không khí, làm tăng thêm nồng độ các chất ô nhiễm trong không khí xung quanh Tuy nhiên do lượng xe ra vào nhà máy ít, trung bình 3 chuyến/ngày và tần suất bé nên ảnh hưởng đến môi trường ở mức độ nhẹ Nhà máy sẽ có các biện pháp kỹ thuật và quản lý thích hợp vấn đề này nhằm giảm thiểu tối đa ô nhiễm môi trường không khí và ảnh hưởng sức khỏe nhân dân trong khu vực

Khí thải khói hàn

Công đoạn hàn kim loại để liên kết thép sẽ phát sinh ra các loại khí thải, cụ thể là khói hàn Các loại khí thải từ công đoạn hàn chủ yếu là khói hàn CO, NOx, SO2, nhiệt lượng Bên cạnh đó, công đoạn này thường phát sinh ánh sáng với cường độ vượt tiêu chuẩn cho phép

•Dung môi sơn

Trong quá trình sơn dung môi sử dụng là xăng, hơi hydrocacbon từ xăng thường

ít gây nhiễm độc mãn tính mà chỉ gây nhiễm độc cấp tính với các triệu chứng như: suy nhược, chóng mặt, say, co giật, ngạt, viêm phổi, áp xe phổi Khi hít thở khí hydrocacbon ở nồng độ cao có thể bị nhiễm độc cấp tính, cơ thể xuất hiện các cơn co giật, rối loạn nhịp tim và hô hấp, thậm chí dẫn đến tử vong Các công trình nghiên cứu còn chứng tỏ rằng một số hydrocacbon còn gây ung thư phổi Hơi xăng, dầu trong không khí còn có thể gây cháy, nổ Khi hỗn hợp với không khí tỷ

lệ trong khoảng 1 - 7 % và có tia lửa điện thì sẽ gây cháy nổ

•Ô nhiễm mùi hôi:

Mùi hôi chủ yếu từ các hợp chất hữu cơ bay hơi là biểu hiện rõ ràng nhất của ô nhiễm do chất gây mùi Nguồn phát sinh là khu vực phun sơn, khu vực lưu trữ dung môi xăng dầu Tuy nhiên, phần lớn hoạt động sơn thực hiện trong buồng phụ sơn riêng, hơn nữa lượng dung dịch sơn hằng ngày sử dụng không lớn (trung bình 10 lít/ngày) và hoạt động sơn diễn ra không liên tục nên mùi hôi không đáng

kể

•Ô nhiễm tiếng ồn:

Tiếng ồn phát sinh do hoạt của phương tiện vận chuyển vào ra nhà máy, quá trình bốc dỡ vật liệu, đặc biệt là công đoạn gõ vữa, đánh rỉ, làm sạch bề mặt, phun sơn Tiếng ồn có thể gây ảnh hưởng trực tiếp đến công nhân vận hành máy móc thiết

bị, gây mệt mỏi, mất ngủ, gây tâm lý khó chịu Tiếng ồn cao làm giảm khả năng tập trung tư tưởng khi làm việc, dễ dẫn đến tai nạn lao động, giảm năng suất lao động Tiếng ồn có thể gây ra bệnh điếc nghề nghiệp Đặc trưng của nhà máy gia công cơ khí là tiếng ồn cao, tuy nhiên đối với Nhà máy sản xuất cơ khí COTECCONS nằm trông khu công nghiệp Thanh Vinh nên tiếng ồn không gây ảnh hưởng đến khu dân cư, hơn nữa công suất gia công của Nhà máy cũng không lớn nên mức độ ảnh hưởng của tiếng ồn là không liên tục và chủ yếu ảnh hưởng trực tiếp đối với công nhân làm việc trong nhà máy