Clinke là sản phẩm trong quá trình sản xuất xi măng. Clinke được sản xuất bằng cách nung kết hợp hỗn hợp nguyên liệu đá vôi, đất sét và quặng sắt với thành phần xác định đã được xác định trước. Clinke có dạng cục sỏi nhỏ, kích thước 1050mm.
Trang 1BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN
Gia lai, Ngày 6 tháng 12 năm 2015
Trang 2Danh sách nhóm 1
1 Nguyễn Thị Thanh Tâm
2 Phan Thị Anh Đài
Trang 3MỤC LỤC CHƯƠNG 1 CÁCVẤN ĐỀ Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ TẠI NHÀ MÁY SẢN XUẤT XI MĂNG .5
1.1 Nguyên liệu sản xuất xi măng 5
1.1.1 Clinker 5
2.1.1 Thạch cao 6
3.1.1 Phụ gia xi măng 6
1.2 Quy trình sản xuất 7
1.3 Các giai đoạn trong sản xuất xi măng gây ô nhiễm 8
1.4 Các chất phát sinh và biện pháp xử lí 9
1.1.1 Các chất phát sinh 9
2.1.1 Biện pháp xử lý bụi 9
CHƯƠNG 2 HẬU QUẢ TOÀN CẦU CỦA SỰ Ô NHIỄM TRONG KHÔNG KHÍ 10
2.1 Hiệu ứng nhà kính 10
2.1.1 Nguyên nhân gây hiệu ứng nhà kính 10
2.1.2 Các khí gây hiệu ứng nhà kính 10
2.1.3 Hậu quả của hiệu ứng nhà kính 12
2.1.4.Biện pháp giảm thiểu việc gia tăng hiệu ứng nhà kính 12
2.2 Nhiệt độ trái đất tăng cao 13
2.2.1 Nguyên nhân nhiệt độ trái đất tăng cao 13
2.2.2 Các khí làm gia tăng nhiệt độ Trái Đất 14
2.2.3 Hậu quả của nhiệt độ trái đất tăng cao 14
2.2.4 Biện pháp giảm thiểu sự gia tăng của nhiệt độ Trái Đất 15
2.3 Mưa axit 15
2.3.1 Nguyên nhân hình thành mưa axit 15
2.3.2 Các khí gây nên hiện tượng mưa axit 15
2.3.3 Hậu quả của mưa axit 16
2.3.4 Các biện pháp giảm thiểu mưa axit 16
CHƯƠNG 3 PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ CHẤT Ô NHIỂM KHÔNG KHÍ DẠNG HẠT 18
3.1 Phương pháp khô 18
3.1.1 Phương pháp trọng lực 18
3.1.3 Sử dụng XICLON 18
3.1.4 Sử dụng thiết bị lọc bụi ống tay áo 19
3.1.5 Thiết bị lọc bụi tĩnh điện 19
3.2 Phương pháp ướt 19
3.2.1 Buồng phun, buồng (thùng rửa khí rỗng) 20
Trang 43.2.2 Thiết bị lọc có lớp đệm bằng vật liệu rỗng 20
3.2.3 Thiết bị lọc có đĩa sục khí hoặc đĩa sủi bọt, và được tưới nước 20
3.2.4 Thiết bị lọc với lớp vật liệu hạt di động 21
3.2.5 Thiết bị lọc theo nguyên lý va đập quán tính 21
3.2.6 Thiết bị lọc theo nguyên lý ly tâm 21
3.2.7 Thiết bị lọc Venturi 22
CHƯƠNG 4 TÍNH TOÁN HỆ THỐNG ỐNG BỤI 23
1.1 Các bước tính lưu lượng và đường kính 23
1.2 Lập bảng tính excel 23
1.3 Sơ đồ không gian bố trí hệ thống xử lý bụi 24
Trang 5CHƯƠNG 1
CÁC VẤN ĐỀ Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ TẠI NHÀ MÁY SẢN XUẤT XI MĂNG
1.1 Nguyên liệu sản xuất xi măng
1.1.1 Clinker
Clinke là sản phẩm trong quá trình sản xuất xi măng Clinke được sản xuất bằng cáchnung kết hợp hỗn hợp nguyên liệu đá vôi, đất sét và quặng sắt với thành phần xác định đãđược xác định trước Clinke có dạng cục sỏi nhỏ, kích thước 10-50mm
Bảng 1.1 Thành phần hóa học của Clinke
(Nguồn: Tài liệu nhà máy xi măng Điện Biên)
Nguyên liệu được pha trộn theo tỷ lệ xác định rồi đem nung ở nhiệt độ cao khoảng1450-14550C nhằm tạo ra các hợp chất có chứa thành phần pha cần thiết (gồm các loạikhoáng và pha thủy tinh)
Clinke xi măng là sản phẩm nung đến kết khối của hỗn hợp nguyên liệu đá vôi đất séttheo các mô đun hệ số phù hợp để tạo được các thành phần khoáng theo mong muốn
Trong Clinke có 4 khoáng chính và hàng loạt các khoáng khác
- Khoáng Alit C3S hàm lượng 45 - 60%
- Khoáng Bêlit C2S hàm lượng 20 - 30%
- Khoáng Alumin canxi C3A hàm lượng 5 - 15%
- Khoáng Alumôferit canxi C4AF hàm lượng 10 - 18%
- Pha thuỷ tinh , hàm lượng từ 15 - 30%
- Trong xi măng PCB clinke chiếm đến 60 %
1.1.2 Thạch cao
Trang 6Thạch cao có cấu tạo hoá học đầy đủ: CaSO4.2H2O, khi nung ở nhiệt độ t 0C >100 thìthạch cao chuyển sang dạng khan: CaSO4.0,5H2O.
Tác dụng của Thạch Cao:
- Điều chỉnh thời gian đóng rắn của xi măng
- Tạo bộ khung cấu trúc ban đầu để các khoáng khác kết tinh
Đối với xi măng Poóc lăng thường lượng Thạch Cao pha vào từ 3,5 đến 5 %
1.1.3 Phụ gia xi măng
Phụ gia trợ nghiền:
Có tác dụng nâng cao năng suất máy nghiền, tiết kiệm năng lượng và thời gian nghiền.Thông thường người ta dùng: nhựa thông, than cốc, than đá, sunfuanat canxi, HEA-2…
Phụ gia thuỷ hoạt tính:
Phụ gia này có hoạt tính hút vôi để tạo thành các silicat canxi có độ bazơ thấp có tínhkết dính Dựa vào tính chất này người ta đưa phụ gia thuỷ vào xi măng Poóc lăng để làm tăngkhả năng bền nước của khối đóng rắn Ngoài tính năng trên, phụ gia thuỷ hoạt tính còn đượcxem là chất trợ nghiền khá tốt
Phụ gia thuỷ hoạt tính bao gồm các chất chứa một hàm lượng oxit silic hoạt tính (loạiSiO2 ở dạng vô định hình)
Độ hoạt tính của phụ gia thuỷ càng cao thì hàm lượng SiO2 càng lớn
Phụ gia thuỷ có 2 loại:
+ Dạng tự nhiên: tro núi lửa, Puzơlan đá bọt diatomit…
+ Dạng nhân tạo: Xỉ của các nhà máy luyện kim, nhà máy nhiệt điện , xỉ lò cao, đất sétnung…
- Phụ gia đầy (phụ gia lười):
Là loại phụ gia đưa vào với mục đích tăng sản lượng xi măng, giảm giá thành sản phẩm
Tỷ lệ phụ gia này pha vào phụ thuộc vào chất lượng clanhke và yêu cầu kỹ thuật của xi măng
- Phụ gia bảo quản:
Phụ gia này có tác dụng tạo màng ngăn ẩm bao bọc các hạt xi măng, ngăn không chochúng hút ẩm Thường dùng TEA, dầu thực vật, dầu lạc có độ phân tán cao
Trong xi măng PCB phụ gia hỗn hợp pha vào không vượt quá 40
Trang 71.2 Quy trình sản xuất
(1) Nghiền nguyên liệu thô
(2) Đưa vào lò Nhiên liệu
(3) clinker Phụ gia
(4)
Hình 1.1 Sơ đồ tổng quát quy trình sản xuất xi măng
Thuyết minh quy trình:
Quy trình công nghệ sản xuất xi măng được chia làm 4 công đoạn chính:
- Từ các nguyên liệu đầu vào như quặng sắt, đá cao silic, đất sét được KCS kiểm tra và
sẽ được đở vào phễu và được hệ thống băng tải cấp vận chuyển lên nhà đồng nhất đá vôi, đấtsét, đá cao silic, tại đây các nguyên liệu các nguyên liệu được đồng nhất theo phương pháp rảiluống và lớp Sau đó vận chuyển bằng băng tải lên silo chứa và định lượng
- Các nguyên liệu (đất sét, đá vôi, quặng sắt, đá cao silíc) tại các silô định lượng đượccấp vào máy nghiền đứng Nguyên liệu được băng tải chung vận chuyển lên máy nghiền Tạiđây nguyên liệu được máy nghiền, nghiền mịn và được máy phân ly làm nhiệm vụ phân tách,hạt mịn theo gió vận chuyển đến Cyclon lắng xuống máng khí động học vận chuyển vào gầunâng đổ vào silo chứa liệu mịn, gió và bụi được quạt tuần hoàn đẩy vào lọc bụi tĩnh điện tiếptục tách bụi đổ vào máng khí động cùng liệu mịn còn gió sạch được quạt EP thải ra môitrường qua ống khói Hạt thô quay trở lại nghiền tiếp và tiếp diễn theo chu trình kín liên tục
- Công đoạn nung đốt clinke được trải qua 6 giai đoạn: sấy, nung nóng phối liệu, phânhuỷ sét tạo các oxit hoạt tính, phân huỷ cacbonat hoá ,tạo các khoáng pha rắn, tạo khoáng phalỏng nóng chảy và làm nguội clinker
- Sản phẩm clinker sau khi làm nguội sẽ được bộ phận KCS lấy mẫu 30 phút/lần hoặc
01 giờ/lần tùy theo yêu cầu công nghệ để kiểm soát thành phần hóa, dung trọng, hàm lượngvôi tự do
- Nguyên liệu gồm clinker trong silo chứa, thạch cao và phụ gia được qua cân băng địnhlượng điện tử để xác định tỉ lệ phối liệu theo đúng yêu cầu của đơn nghiền xi măng và đượcđưa vào máy nghiền bi để nghiền mịn
Trang 8- Sản phẩm sau nghiền mịn được đưa qua máy phân ly O-Sepa làm nhiệm vụ tách hạtmịn, hạt thô Các hạt mịn được lọc bụi túi thu sản phẩm chuyển tới máng khí động học và gầunâng để đưa vào silo xi măng Các sản phẩm có kích thước không đạt yêu cầu sẽ được phân lyquay lại máy nghiền để tiếp tục quá trình nghiền.
- Xi măng chứa trong silô đã được kiểm tra chất lượng, phòng Công nghệ - KCS phêduyệt phối trộn giữa các silô để tăng sự đồng đều Xi măng được đóng bao và xếp vào kho Nhân viên KCS lấy mẫu lưu và kiểm tra chất lượng Cân đối chứng kiểm soát trọng lượngbao theo phương pháp cân xuất từng lô xi măng xếp trong kho Nếu đạt yêu cầu cho phép xuấtkho, không đạt yêu cầu dồn đút cho đủ rồi cân lại.
1.3 Các giai đoạn trong sản xuất xi măng gây ô nhiễm
Hình 1.2 Sơ đồ phát thải trong quy trình sản xuất xi măng
Hầu hết các công đoạn trong quy trình sản xuất xi măng đều sinh ra bụi thải, một lượngbụi thải rất lớn và nguy cơ ô nhiễm rất cao
Trang 9- Ô nhiễm do khâu quản lí chất thải.
- Ô nhiễm do tiếp xúc trực tiếp của người tham gia xử lý hoặc thiêu đốt chất thải.
- Ô nhiễm do sự cố môi trường xảy ra trong quá trình vận hành.
Trong quá trình thiêu đốt chất thải trong lò nung cần quan tâm các thông số kỹ thuật
1.4.3 Biện pháp xử lý bụi
Đặc trưng ô nhiễm từ hệ thống sản xuất đối với môi trường không khí là ô nhiễm bụi(bụi than, đá sét, đá vôi, thạch cao, xỷ pirit, clinke, xi măng và bụi của quá trình đốt dầuMFO), khí độc (SO2, NO2,CO2)
Bụi xi măng ở dạng rất mịn lơ lửng tròng không khí thải, khi hít vào phổi dễ gây bệnh
về đường hô hấp Đặc biệt, khi hàm lượng SiO2 tự do lớn hơn 2% có khả năng gây ra bệnhsilicon phổi, một bệnh được coi là bệnh nghề nghiệp nguy hiểm, phổ biến của công nghệ sảnxuất xi măng Ngoài ra, bụi còn theo gió phát tán rất xa, sa lắng xuống mặt đất và nước, lâudần làm hỏng đất trồng, suy thoái hệ thực vật
Phương pháp lọc bụi khô
Trang 10CHƯƠNG 2.
HẬU QUẢ TOÀN CẦU CỦA SỰ Ô NHIỄM TRONG KHÔNG KHÍ
2.1 Hiệu ứng nhà kính
2.1.1 Nguyên nhân gây hiệu ứng nhà kính
Kết quả của sự trao đổi không cân bằng về năng lượng giữa trái đất với không gian xungquanh, dẫn đến sự gia tăng nhiệt độ của khí quyển Trái Đất được gọi là hiệu ứng nhà kính
Để đến được bề mặt Trái Đất, năng lượng mặt trời phải đi qua lớp không khí dày Mộtphần năng lượng mặt trời đến Trái Đất bị giữ lại nhờ các quá trình vật lý, hóa học, sinh học,một phần được phản xạ về vũ trụ Bức xạ nhiệt từ Trái Đất phản xạ lại có bước sóng dài,không xuyên qua được lớp khí quyển và bị giữ lại bởi các khí nhà kính Nếu các khí nhà kínhtồn tại vừa phải thì chúng giúp cho nhiệt độ trái đất không quá lạnh nhưng nếu chúng có quánhiều trong khí quyển thì kết quả là trái đất nóng lên Sự gia tăng của CO2, CFC, CH4, O3,N2O và các khí khác trong khí quyển là nguyên nhân gây hiệu ứng nhà kính
- Việc đốt nguyên liệu hóa thạch thải ra một lượng khí CO2 rất lớn bằng khoảng 85%tổng lượng khí phát thải từ hoạt động của con người
- Sự phát triển của các ngành công nghiệp như khai khoáng, làm phát sinh một lượngkhí CO2 khá lớn từ hoạt động đốt cháy và tiêu thụ nhiên liệu (dầu, than, xăng, khí ga, điện)cho các hoạt động của các máy móc khai thác, chế biến, lò luyện kim, phương tiện vậnchuyển,…việc xây dựng các hồ chứa nước thủy điện cũng sinh ra một lượng khí CO2 đáng kể
- Hằng năm con người khai thác và sử dụng hàng tỉ tấn than đá, dầu mỏ, khí đốt,… làmcho hàm lượng CO2 tăng lên nhanh chóng
- Chặt phá rừng, đốt rừng bừa bãi để lấy đất trồng trọt, chăn nuôi hay xây dựng các côngtrình, các hoạt động này tạo ra khoảng 25% C vào bầu khí quyển, chủ yếu là khí CO2
- Dân số tăng quá nhanh cùng với quá trình công nghiệp hóa và đô thị hóa mạnh cũngthải vào khí quyển một lượng lớn CO2 gây nên hiệu ứng nhà kính
2.1.2.2 Khí CFC (cloro fluoro cacbon)
Chiếm 20% trong cơ cấu các khí gây hiệu ứng nhà kính, là những hóa chất do con ngườitổng hợp để sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp và từ đó xâm nhập vào khí quyển
Trang 11CFC được dùng trong các máy điều hòa nhiệt độ trong xe và nhà cửa, dùng trong hệthống làm lạnh của tủ lạnh, trong việc chế tạo sản phẩm bằng chất plastic xốp (ly, khay ăn, lớpcản nhiệt), một số thuốc xịt, trong các quy trình làm sạch các thiết bị điện tử và là sản phẩmphụ của một số quá trình hóa học.
Các khí này trơ về mặt hóa học, không cháy, không mùi nên có thời gian lưu rất dài Khithải ra không khí các chất này bay lên tầng khí quyển cao và có khả năng xói mòn lớp ozonbao quanh trái đất và làm cho các tia cực tím từ mặt trời đến mặt đất nhiều hơn, làm tăngnhanh hiệu ứng nhà kính
- Sự khai thác, vận chuyển các loại khí đốt, than đá và dầu mỏ
- Sự phân hủy các chất hữu cơ trong các bãi rác thải rắn
- Được sinh ra từ các quá trình sinh học, như sự men hóa đường ruột của các loài độngvật, sự phân giải kị khí ở đất ngập nước, ruộng lúa
- Việc sử dụng và đốt nhiên liệu hóa thạch Các hồ chứa nước thủy điện do đầu ống dẫnnước vào các tuabin đặt sau dưới đáy hồ, ở điều kiện áp suất cao, khí CH4 trong nước dễ dàngthoát ra bên ngoài, gây tổn hại cho môi trường
2.1.2.4 O 3 ( Ozone)
Chiếm 8% trong cơ cấu các khí gây hiệu ứng nhà kính, có chức năng bảo vệ sinh quyển
do khả năng hấp thụ bức xạ tử ngoại và tỏa nhiệt của phân tử ozone
Khí ozone hình thành khi các chất gây ô nhiễm không khí tương tác với nhau dưới tác động của ánh sáng mặt trời Vì thế nồng độ khí ozone vào ban ngày luôn cao hơn ban đêm Trong thiên nhiên, khí ozone hình thành khi những tia sét xuất hiện Một số thiết bị, như tivi
và máy photocopy, cũng tạo ra khí ozone
2.1.2.5 N 2 O (oxit nito)
Chiếm 5% trong cơ cấu các khí gây hiệu ứng nhà kính Mỗi phân tử N2O bắt giữ nănglượng nhiệt gấp 270 lần phân tử CO2 Các nguyên nhân chính phát sinh khí N2O là do:
- Khí thải từ ô tô, xe máy ( chủ yếu là oxit carbon, hidrocarbon, oxit nito)
- Quá trình đốt cháy các rác thải rắn và nguyên liệu
- Một lượng nhỏ N2O xâm nhập vào khí quyển do kết quả của quá trình nitrat hóa cácloại phân bón hữu cơ và vô cơ hay các quá trình xử lí nước thải
- Quá trình sản xuất nông nghiệp và các hoạt động công nghiệp
Trang 12Hợp chất này khi phản ứng với nguyên tử oxy năng lượng cao sẽ tạo thành hợp chấtnitric oxit (NO), là tác nhân làm suy yếu tầng ozone.
Hàm lượng của nó đang tăng dần trong phạm vi toàn cầu, tăng khoảng 0.2 đến 3%/năm.Mỗi năm có khoảng 10 triệu tấn N2O được thải ra môi trường
2.1.2.6 Một số chất khí khác
- SF CF3 (trifluoromethylsulfure): loại khí này có khả năng hấp thụ ánh sáng mặt trờicực lớn, gấp từ 18.000-20.000 lần CO2, có thể tồn tại trên tầng cao của khí quyển 3.500 năm
- Hơi nước và SO2 cũng góp phần gây hiệu ứng nhà kính.
2.1.3 Hậu quả của hiệu ứng nhà kính
Việc tăng nồng độ các khí nhà kính sẽ làm tăng nhiệt độ trên toàn cầu (sự nóng lên củakhí hậu toàn cầu) và sự thay đổi khí hậu, kéo theo những hậu quả nghiêm trọng
Một số hậu quả liên đới với việc thay đổi khí hậu do hiệu ứng nhà kính gây ra:
- Các nguồn nước: Chất lượng và số lượng của nước uống, nước phục vụ cho
công-nông nghiệp có thể bị ảnh hưởng nghiêm trọng bởi sự thay đổi của các trận mưa rào và bởi sựtăng khí bốc hơi Mưa tăng có thể gây lũ lụt thường xuyên hơn Khí hậu thay đổi có thể làmđầy các lòng chảo nối với sông ngòi trên thế giới
- Sinh vật: Sự nóng lên của trái đất làm thay đổi điều kiện sống bình thường của các
sinh vật trên trái đất Một số loài sinh vật thích nghi với điều kiện mới sẽ thuận lợi phát triển.Trong khi đó nhiều loài bị thu hẹp về diện tích hoặc bị tiêu diệt
- Sức khỏe: Nhiều loại bệnh tật mới xuất hiện, các loại dịch bệnh lan tràn, sức khoẻ của
con người bị suy giảm Số người chết vì nóng có thể tăng do nhiệt độ cao trong những chu kìdài hơn trước Sự thay đổi lượng mưa và nhiệt độ có thể đẩy mạnh các bệnh truyền nhiễm
- Các tài nguyên bờ biển: Chỉ tại riêng Hoa Kỳ, mực nước biển dựđoán tăng 50 cm vào
năm 2100, có thể làm mất đi 5.000 dặm vuông đất khô ráo và 4.000 dặm vuông đất ướt
- Lâm nghiệp: Nhiệt độ cao hơn tạo điều kiện cho nạn cháy rừng dễ xảy ra hơn.
Xa hơn nữa nếu nhiệt độ của quả đất đủ cao thì có thể làm tan nhanh băng tuyết ở BắcCực và Nam Cực và do đó mực nước biển sẽ tăng quá cao, có thể dẫn đến nạn hồng thủy
2.1.4 Biện pháp giảm thiểu việc gia tăng hiệu ứng nhà kính
2.1.4.1 Biện pháp kỹ thuật
- Nghiên cứu, phát triển ứng dụng nguồn năng lượng sạch: Cần đẩy mạnh nghiên cứuphát triển năng lượng gió, thủy triều, Mặt Trời, sóng biển, sinh học để giải quyết thiếu điện,chất đốt nhằm giảm sự tăng lên của hiệu ứng nhà kính Trái Đất
- Một số giải pháp giảm thiểu hậu quả của hiệu ứng nhà kính mà số nước có nền khoahọc tiên tiến đang thực hiện như: