Đánh giá thực trạng công nghệ sản xuất của nhà máy nhiệt điện quảng ninh và đề xuất giải pháp nâng cao hiệu suất thu hồi, tái sử dụng tro bay của nhà máy

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN --- PHƯƠNG THỊ TÂM ĐÁNH GIÁ THỰC TRẠNG CÔNG NGHỆ SẢN XUÂT CỦA NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN QUẢNG NINH VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

-

PHƯƠNG THỊ TÂM

ĐÁNH GIÁ THỰC TRẠNG CÔNG NGHỆ SẢN XUÂT CỦA NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN QUẢNG NINH VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU SUẤT THU HỒI, TÁI SỬ DỤNG TRO BAY CỦA NHÀ MÁY

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC

Hà Nội – 2019

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

-

PHƯƠNG THỊ TÂM

ĐÁNH GIÁ THỰC TRẠNG CÔNG NGHỆ SẢN XUÂT CỦA NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN QUẢNG NINH VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU SUẤT THU HỒI, TÁI SỬ DỤNG TRO BAY CỦA NHÀ MÁY

Chuyên ngành: Khoa học môi trường

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu khoa học độc lập của riêng tôi, Các thông tin trích dẫn trong luận văn đều đã được chỉ rõ nguồn gốc Các số liệu sử dụng, kết quả nghiên cứu nêu trong luận văn do tôi tự tìm hiểu, phân tích một cách trung thực, khách quan, phù hợp với thực tiễn của đề tài nghiên cứu và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác

Học viên

Phương Thị Tâm

LỜI CẢM ƠN

Với lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc nhất, tôi xin chân thành gửi tới PGS.TS Đỗ Quang Huy, giảng viên cao cấp Khoa Môi trường, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc Gia Hà Nội đã tận tình hướng dẫn, góp ý cho tôi trong quá trình thực hiện luận văn, đồng thời tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất để tôi hoàn thành luận văn này

Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu nhà trường cùng toàn thể các thầy,

cô giáo Khoa Môi trường, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia

Hà Nội đã tận tình giảng dạy, truyền đạt kiến thức và tạo điều kiện để tôi được học tập và nghiên cứu khoa học tại trường

Tôi xin gửi đến Ban Lãnh đạo Công ty Cổ phần Nhiệt điện Quảng Ninh, anh Lương Công Bính – cán bộ Phòng kỹ thuật an toànmôi trường đã giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất cho tôi được đến nhà máy thực tập, thu thập số liệu phục vụ cho nội dung báo cáo này

Cuối cùng, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc đối với gia đình

đã hỗ trợ, động viên tôi có sức mạnh vượt qua mọi khó khăn trong suốt quá trình học tập và thực hiện luận văn này Tôi xin cảm ơn các anh, chị, em, bạn bè thân hữu

đã luôn động viên, khuyến khích và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập

Hà Nội, ngày 5 tháng 5 năm 2019

Học viên

Phương Thị Tâm

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

ASTM Hiệp hội thử nghiệm và vật liệu Hoa Kỳ

BTCLSC Bê tông chất lƣợng siêu cao

BMCR Chế độ ở công suất cực đại

Dầu DO Dầu Diezen

ESP Hệ thống lọc bụi tĩnh điện

EVA Copolyme etylen – vinyl axetat

Dầu FO Dầu nhiên liệu nặng

RO Công suất định mức

TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1 3

TỔNG QUAN 3

1.1 Nhà máy nhiệt điện đốt than 3

1.1.1 Nhu cầu điện năng của Việt Nam 3

1.1.2 Nhiên liệu của nhà máy nhiệt điện đốt than 3

1.1.3 Công nghệ sản xuất của nhà máy nhiệt điện đốt than 3

1.2 Nhà máy nhiệt điện Quảng Ninh 6

1.2.1 Đặc điểm điều kiện tự nhiên khu vực nhà máy 6

1.2.2 Chế độ thủy văn/ hải văn của khu vực nhà máy 9

1.3 Bụi và tro bay của nhà máy nhiệt điện 10

1.4 Công nghệ thu hồi và sử dụng tro bay ở trong nước và trên thế giới 15

1.4.1 Công nghệ thu hồi tro bay ở trong nước 15

1.4.1.1 Xử lý bụi theo phương pháp khô 15

1.4.1.2 Xử lý bụi theo phương pháp ướt 17

1.4.2 Sử dụng tro bay ở trong nước 18

1.4.3 Công nghệ thu hồi và sử dụng tro bay trên thế giới 20

1.4.3.1 Công nghệ thu hồi tro bay 20

1.4.3.2 Sử dụng tro bay trên thế giới 23

1.5 Công nghệ xử lý NOx 26

1.5.2 Hấp thụ khí NOx bằng kiềm 26

1.5.3 Khử NOx có xúc tác và nhiệt độ cao 26

1.5.4 Khử NOx với xúc tác chọn lọc 26

1.5.5 Phân hủy NOx bằng chất khử dị thể 27

1.5.6 Phân hủy NOx bằng chất khử đồng thể và dị thể không có xúc tác 27

1.5.7 Dùng dung dịch nước – cacbanic 27

CHƯƠNG 2 29

ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 29

2.1 Đối tượng nghiên cứu 29

2.2 Phương pháp nghiên cứu 29

2.2.1 Phương pháp thu thập, hồi cứu và kế thừa số liệu, tài liệu 29

2.2.2 Phương pháp điều tra, khảo sát thực tế khu vực nghiên cứu 29

2.2.3 Phương pháp thống kê xử lý số liệu 30

CHƯƠNG 3 31

KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 31

3.1 Công nghệ sản xuất điện của nhà máy nhiệt điện Quảng Ninh 31

3.1.1 Quy trình công nghệ sản xuất 31

3.1.2 Nhiên liệu sử dụng trong sản xuất điện của nhà máy 33

3.1.3 Hiện trạng hệ thống thiết bị của nhà máy nhiệt điện Quảng Ninh 42

3.1.4 Đánh giá các nguồn phát thải từ nhà máy 52

3.1.4.1 Khí thải 52

3.1.4.2 Nước thải 52

3.1.4.3 Chất thải rắn 56

3.1.4.4 Tiếng ồn, độ rung 59

3.2 Thực trạng phát sinh và thu hồi tro bay tại nhà máy 60

3.3 Đề xuất giải pháp nâng cao hiệu suất thu hồi và sử dụng tro bay 62

3.3.1 Các giải pháp nâng cao hiệu suất thu hồi 62

3.3.1.1 Thay thế nhiên liệu đốt 62

3.3.1.2 Nâng cao hiệu suất hoạt động của hệ thống ESP 62

3.3.1.3 Lắp đặt thêm thiết bị xử lý khí NOx 62

3.3.2 Đề xuất các giải pháp sử dụng tro bay của nhà máy nhiệt điện 65

3.3.2.1 Sử dụng tro bay sản xuất bê tông thương phẩm 65

3.3.2.2 Sản xuất xi măng hỗn hợp 66

3.3.2.3 Sản xuất gạch tro bay không nung 67

KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 68

TÀI LIỆU THAM KHẢO 70

PHỤ LỤC 73

DANH MỤC HÌNH

Hình 1 1 Chu trình Rankin của nhà máy nhiệt điện đốt than 4

Hình 1 2 Sơ đồ nguyên lý nhà máy nhiệt điện đốt than 4

Hình 1 3 Sơ đồ vị trí nhà máy nhiệt điện Quảng Ninh 6

Hình 1 4 Cấu tạo thiết bị tuyển cơ học 21

Hình 1 5 Sơ đồ tuyển tro bay bằng công nghệ tuyển nổi 22

Hình 3.1 Sơ đồ quy trình công nghệ nhà máy nhiệt điện Quảng Ninh 31

Hình 3 2 Nguyên lý hoạt động của bộ khử bụi tĩnh điện 46

Hình 3 3 Cấu tạo thiết bị lọc bụi tĩnh điện 47

Hình 3 4 Thiết bị lọc bụi tĩnh điện ESP và thu tro bay của nhà máy 49

Hình 3 5 Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải sản xuất của nhà máy 53

Hình 3 6 Tro bay thu được tại nhà máy Nhiệt điện Quảng Ninh 61

Hình 3 7 Vị trí dự kiến lắp đặt hệ thống khử NOx (SCR) 63

Hình 3.8 Sơ đồ phun chất hấp thụ vào trong dòng khói 64

Hình PL1 Thiết bị khử bụi ESP của nhà máy 73

Hình PL2.Thiết bị khử lưu huỳnh của nhà máy 73

Hình PL3 Băng tải than 74

Hình PL4 Kho than kín 74

Hình PL5 Kênh xả nước làm mát 75

Hình PL6 Bãi chứa xỉ 75

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1 1 Lưu lượng đỉnh lũ thiết kế của các suối đổ vào khu vực nhà máy 8

Bảng 1 2 Lưu lượng đỉnh lũ thiết kế của các suối đổ vào khu vực bãi xỉ 9

Bảng 1 3 Phân loại tro bay theo tiêu chuẩn ASTM C618 11

Bảng 1 4 Thành phần hoá học của tro bay ở một số quốc gia khác nhau 12

Bảng 1 5 Thành phần hoá học của tro bay ở Việt Nam 12

Bảng 1 6 Các thiết bị xử lý, khoảng kích thước hạt xử lý phù hợp và hiệu quả xử lý17 Bảng 3 3 Đặc tính kỹ thuật thiết bị chính của hệ thống thu gom tro bay và xỉ 39

Bảng 3 4 Kết quả quan trắc khí thải online ở các tổ máy 1&2, tổ máy 3&4 ngày 10/8/2017 50

Bảng 3 5 Kết quả quan trắc khí thải online ở các tổ máy 1&2, tổ máy 3&4 ngày 10/8/2017 (tiếp) 51

Bảng 3.6 Kết quả phân tích nước mưa chảy tràn của nhà máy 52

Bảng 3.7 Kết quả phân tích chất lượng nước thải sau xử lý tập trung lần 1 54

Bảng 3 8 Kết quả phân tích chất lượng nước thải lần 2 55

Bảng 3 9 Kết quả phân tích tro bay tại vị trí 1 57

Bảng 3.10 Kết quả phân tích tro bay tại vị trí 2 57 Bảng 3 11 Thống kê khối lượng lượng tro, xỉ, thạch cao tại nhà máy 5 năm gần đây60

sử dụng than được đưa vào vận hành, nâng công suất mỗi năm lên 50000 MW Việc tăng công suất của các nhà máy nhiệt điện dẫn đến mỗi năm sẽ làm phát thải ra môi trường khoảng 60 triệu tấn tro, xỉ

Sản xuất điện từ nguồn nhiên liệu than có ý nghĩa tích cực to lớn về mặt kinh tế; tuy vậy nó cũng gây ra nhiều vấn đề môi trường như bụi, khí thải độc hại, nước thải, chất thải rắn, đặc biệt là là tro xỉ và tro bay

Quảng Ninh là một tỉnh có nhiều tài nguyên khoáng sản, đặc biệt là than đá, thuận lợi cho phát triển các nhà máy điện sử dụng than Một trong số các nhà máy nhiệt điện lớn thuộc tỉnh Quảng Ninh là nhà máy nhiệt điện Quảng Ninh Nhà máy đặt tại Phường Hà Khánh, thành phố Hạ Long, tỉnh Quảng Ninh Nhà máy được xây dựng vào năm 2002 với tổng công suất 1200 MW, gồm bốn tổ máy, mỗi tổ máy có công suất 300 MW

Từ khi đi vào hoạt động năm 2011, nhà máy nhiệt điện Quảng Ninh thuộc Công

ty cổ phần nhiệt điện Quảng Ninh đã quan tâm đến công tác xử lý môi trường để đảm bảo hàm lượng bụi và khí NOx trong khí thải lò hơi nằm trong giới hạn cho phép

So sánh các thông số bụi và NOx thiết kế theo TCVN 5939 – 1995 với quy định của QCVN 22: 2009/BTNMT thì phát thải bụi và NOx từ khí thải của các lò hơi nhà máy nhiệt điện Quảng Ninh chưa đáp ứng yêu cầu

Đã có những báo cáo về thực trạng công nghệ sản xuất của nhà máychỉ ra nhiều vấn đề môi trường của nhà máy cần quan tâm như nước thải, khí thải và vấn đề chất thải rắn Tuy nhiên các vấn đề này chỉ được quan tâm hạn chế, đặc biệt là vấn đề quản

lý và xử lý tro xỉ

Để đóng góp vào việc nâng cao hiệu quả thu hồi và sử dụng tro bay của Nhà

máy Nhiệt điện Quảng Ninh, chúng tôi chọn đề tài nghiên cứu “Đánh giá thực trạng công nghệ sản xuất của nhà máy nhiệt điện Quảng Ninh và đề xuất giải pháp nâng cao hiệu suất thu hồi, tái sử dụng tro bay của nhà máy”

Đề tài nghiên cứu nhằm mục tiêu:

Phân tích, đánh giá công nghệ sản xuất của Nhà máy Nhiệt điện Quảng Ninh, từ

đó đề xuất giải pháp nâng cao hiệu suất thu hồi và sử dụng tro bay phát sinh của nhà máy

Nội dung nghiên cứu gồm:

- Phân tích, đánh giá quy trình công nghệ sản xuất điện của Nhà máy Nhiệt điện Quảng Ninh và những vấn đề môi trường liên quan đến quy trình sản xuất của nhà máy

- Đánh giá việc thu hồi và sử dụng của tro bay của Nhà máy Nhiệt điện Quảng Ninh

- Đề xuất các giải pháp nâng cao hiệu suất thu hồi và sử dụng tro bay của nhà máy nhiệt điện Quảng Ninh

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1.1 Nhà máy nhiệt điện đốt than

1.1.1 Nhu cầu điện năng của Việt Nam

Theo quy hoạch phát triển điện lực quốc gia giai đoạn 2011-2020, có xét đến năm 2030 được Thủ tướng Chính phủ phê duyệt hiệu chỉnh tại Quyết định số 28 năm

2016 (quy hoạch điện VII điều chỉnh) có đề ra mục tiêu cụ thể đến năm 2020 điện thương phẩm đạt 235 tỷ kWh, con số này tăng lên 2030 tỷ kWh vào năm 2030

Như vậy nhu cầu dùng điện hiện nay đang tăng cao Ngoài việc phát triển các nguồn năng lượng từ thủy điện và một phần điện gió và điện mặt trời nếu không phát triển nhiệt điện than sẽ không đủ điện để đáp ứng phát triển kinh tế xã hội Nhiệt điện than vẫn là nguồn phát điện hợp lý nhất, hiệu quả nhất, đáp ứng nhu cầu điện năng rất lớn của đất nước

1.1.2 Nhiên liệu của nhà máy nhiệt điện đốt than

Nhiên liệu của nhà máy nhiệt điện bao gồm các loại chính: than, dầu

Than là nhiên liệu chính của nhà máy nhiệt điện đốt than Tùy vị trí xây dựng nhà máy nhiệt điện than và nguồn than cung ứng mà than đốt sẽ có các đặc trưng khác nhau Đặc tính quan trọng của than là hàm lượng C trong than, độ ẩm, độ tro, chất bốc

và nhiệt trị của than

Nhiên liệu dầu: Nhà máy nhiệt điện than có thể sử dụng dầu để đốt hỗ trợ quá trình khởi động lò Nhiên liệu đốt có thể sử dụng dầu DO hoặc dầu FO tùy thuộc vào thiết kế của hệ thống đốt nhiên liệu của nhà máy

1.1.3 Công nghệ sản xuất của nhà máy nhiệt điện đốt than

Trên thế giới, hiện nay có ba quy trình công nghệ được áp dụng trong các nhà máy nhiệt điện: Chu trình Rankin áp dụng trong các nhà máy nhiệt điện đốt than; Chu trình Brayton áp dụng trong các nhà máy nhiệt điện khí; và Chu trình hỗn hợp áp dụng

để tận thu năng lượng thừa ở các nhà máy nhiệt điện khí Dưới đây là sơ đồ chu trình Rankin trong nhà máy nhiệt điện đốt than

Hình 1.1 Chu trình Rankincủa nhà máy nhiệt điện đốt than

Trong chu trình Rankin (hình 1.1), nhiệt do đốt than được chuyển vào làm bốc

hơi nước trong thiết bị lò hơi Dòng hơi nóng sinh ra liên tục từ thiết bị lò hơi được dẫn truyền đến tuabin hơi để làm quay tuabin gắn với động cơ điện Hơi nước sau khi quay tuabin sẽ ngưng đọng trong thiết bị bình ngưng để trở lại lò hơi Sơ đồ nguyên lý nhà máy nhiệt điện than theo chu trình Rankin được bày trong hình 1.2

Hình 1 2 Sơ đồ nguyên lý nhà máy nhiệt điện đốt than

Các nhà máy nhiệt điện đốt than thường có hiệu suất nhiệt không cao, khoảng

40 %, tuy nhiên nhờ tăng áp suất và nhiệt độ hơi nên hiệu suất chuyển hóa nhiệt thành điện có thể cao hơn Các nhà máy nhiệt điện đốt than thường thải ra lượng khí thải và bụi lớn, bao gồm: bụi than và bụi đá, khí SO2, NO2; cũng như một lượng lớn chất thải rắn, tro bụi, đồng thời tiêu thụ một lượng nước lớn khoảng 142 lít nước làm mát Bên cạnh đó lượng than chưa cháy còn lại khá nhiều trong xỉ lò ở mức cao (15- 20 %) gây

ra lãng phí tài nguyên than Một số sản phẩm phụ là chất thải rắn của các nhà máy nhiệt điện đốt than như: thạch Cao (CaSO4)2.H2O, tro bay và tro xỉ có thể tận dụng để tạo ra sản phẩm có ý nghĩa kinh tế

Các thiết bị chính của nhà máy điện là lò hơi, tua bin và máy phát điện

Trong đó, lò hơi là thiết bị quan trọng nhất và vận hành phức tạp nhất Tại đây không khí nóng cùng bụi than được đưa vào buồng lửa qua vòi phun và cháy ở điều kiện tối ưu để đạt được hiệu suất cháy cao Bột than được đưa vào buồng đốt theo phương pháp gián tiếp: than được đưa qua máy nghiền, qua phễu chứa than rồi mới vào buồng đốt Than được cấp nhờ hệ thống băng chuyền từ kho than vào máy nghiền

Nhiệt có được trong các phản ứng cháy truyền nhiệt cho nước trong các dàn ống và sinh hơi Hỗn hợp hơi nước sinh ra được đưa lên bao hơi Từ bao hơi, hơi bão hòa được gia nhiệt thành hơi quá nhiệt nhờ các bộ quá nhiệt của lò hơi với nhiệt độ và

áp suất cao để cấp hơi đưa vào vận hành tuabin Tuabin quay làm quay roto máy phát điện và điện sinh ra qua máy biến thế rồi phát lên lưới điện

Hơi nước sau khi làm quay tuabin được làm mát và ngưng tụ thành nước ngưng trong bình ngưng, từ đây nước ngưng qua các bình gia nhiệt, khử khí bộ hâm và được cấp cho lò hơi, thành chu trình kín Nước bổ sung cho lượng mất mát của chu trình nhiệt được khử khoáng và đưa vào bình ngưng

Sản phẩm cháy là khói sinh ra trong quá trình cháy được quạt hút khói đưa qua các bộ quá nhiệt, bộ hâm, qua hệ thống xử lý bụi (hệ thống lọc bụi tĩnh điện) và qua thiết bị khử lưu huỳnh, sau đó xả vào môi trường qua ống khói

Lượng tro xỉ phát sinh trong quá trình đốt than sẽ được đưa qua hệ thống thải xỉ

và được bơm thải đổ vào bãi thải tro xỉ của nhà máy Phương pháp thải tro xỉ là phương pháp ướt Nhà máy sẽ bơm nước vào đường ống thải xỉ để đẩy xỉ về bãi chứa

Nước làm mát bình ngưng tuabin được lấy từ hạ lưu sông hoặc từ nước biển ven bờ Sau đó nước làm mát được thải ra kênh dẫn để hạ nhiệt độ trước khi dẫn trả lại sông

1.2 Nhà máy nhiệt điện Quảng Ninh

Nhà máy nhiệt điện Quảng Ninh được xây dựng trên diện tích đất 2.701.539,4

m2thuộc tổ 33, khu 5, phường Hà Khánh, thành phố Hạ Long, tỉnh Quảng Ninh Sơ đồ

vị trí nhà máy nhiệt điện Quảng Ninh được nêu trong hình 1.3

Hình 1 3 Sơ đồ vị trí nhà máy nhiệt điện Quảng Ninh

Nhà máy nằm cách thành phố Hạ Long khoảng 9 km về phía Tây Bắc, cách bến phà Bãi Cháy khoảng 7,0 km về phía Đông Bắc

1.2.1 Đặc điểm điều kiện tự nhiên khu vực nhà máy

Địa điểm nhà máy nhiệt điện Quảng Ninh nằm cạnh bến Rót của Xí nghiệp than

905, ở bờ trái của sông Diễn Vọng thuộc phường Hà Khánh, thành phố Hạ Long, tỉnh Quảng Ninh Phía Bắc nhà máy giáp sông Diễn Vọng, 3 mặt còn lại là núi bao quanh

Nhà máy nhiệt điện Quảng Ninh phía Bắc giáp sông Diễn Vọng, 3 mặt còn lại nằm giáp với chân núi có độ cao đỉnh từ 60 ÷ 90 m, sườn dốc 10 ÷ 20o Mặt bằng khu vực tương đối thấp và bằng phẳng, nghiêng ra phía sông Cao độ khu vực thay đổi từ 0,8

÷ 6,2 m Phía giáp núi là đất đá hỗn tạp từ trên núi kéo xuống, còn khu vực giáp bờ sông

là bùn, đầm lầy

Địa hình khu vực nhà máy thuộc 2 dạng địa hình, địa mạo rõ rệt:

- Địa hình bóc mòn: Địa hình bóc mòn phân bố ở các sườn dốc của các dải đồi thấp có cao độ 5 m trở nên Hiện trường xâm thực bóc mòn xảy ra liên tục vào mùa mưa tạo thành các khe rãnh trên sườn dốc Cấu tạo nên chúng là các trầm tích tuổi Triat thống thượng bậc Nori-Ret điệp Hòn Gai Đất đá chủ yếu là cát bột kết, sạn sỏi kết với độ cứng chắc khác nhau

- Địa hình tích tụ: Đây là các bãi bồi ven sông, địa hình tương đối phẳng nghiêng dần ra sông Địa hình tích tụ được cấu tạo bởi các trầm tích Neogen và đệ tứ Đất đá chủ yếu là sét kết, bột kết, gắn kết yếu tuổi Neogen và các trầm tích đệ tứ gồm cát lẫn cuội sỏi, ở các phần thấp được phủ bởi lớp bùn

Các suối trong khu vực thường ngắn và dốc, mùa khô suối thường không có nước haợc lưu lượng nhỏ

Nhiệt độ không khí

+ Nhiệt độ không khí trung bình năm 23,2 oC

+ Nhiệt độ không khí trung bình năm cao nhất 23,5 oC

+ Nhiệt độ không khí trung bình năm thấp nhất 22,7 oC

+ Tháng nóng nhất là tháng 6, 7 và 8

+ Tháng lạnh nhất là tháng 1, 2 và 12

Độ ẩm không khí: Do lượng mưa cao, số giờ nắng thấp, nên độ ẩm trong khu

vực này là khá cao Độ ẩm trung bình tương đối năm là 85 % Độ ẩm bình thường là

80 % (tháng 10, 11, 12) Độ ẩm trung bình tháng cao nhất (tháng 3;4) là 89 % Có độ

ẩm trung bình tháng cao nhất là 90 %

Chế độ mưa: Nằm trong khu vực Đông Bắc Việt Nam, gần Vịnh Bắc Bộ nên

khu vực nhà máy bị ảnh hưởng của khí hậu nhiệt đới gió mùa Mùa mưa bắt đầu từ

tháng 5 và kết thúc vào tháng 10 Mùa khô bắt đầu từ tháng 11 và kết thúc vào tháng 4

Lượng bốc hơi: Do số giờ nắng tương đối thấp, độ ẩm khu vực tương đối cao

lượng bay hơi ở khu vực Bãi Cháy nhỏ Theo kết quả đo của trạm Bãi Cháy năm 2017 cho kết quả sau:

Lượng bốc hơi trung bình tháng là 76 mm

Tháng bốc hơi nhiều nhất là tháng 10 và 11 (100 mm và 97,3 mm)

Chế độ gió: Theo số liệu đo đạc trạm Bãi Cháy thì tốc độ gió trung bình là 2,7

m/s Hướng gió chủ đạo của hai mùa là:

Mùa Đông: Gió Bắc và Đông Bắc vận tốc trung bình là 2,4  3,3 m/s

Mùa Hè: Gió Nam và Đông Nam vận tốc trung bình là 2,6 2,7 m/s

Tốc độ gió lớn nhất là 45 m/s (hướng SW)

Bức xạ mặt trời: Theo các số liệu của trạm Bãi Cháy thì số giờ nắng tại Quảng

Ninh năm 2016 tương đối thấp, trung bình năm là 1146,8 giờ Số giờ nắng cao nhất năm vào tháng 5 đến tháng 9 (trung bình là 150,8 giờ) Năm 2017 số giờ nắng cao hơn năm 2016 khá nhiều với số giờ nắng trung bình năm 2017 là 1.287,9 giờ/năm

Hệ thống sông suối, kênh, rạch, ao hồ khu vực nhà máy: Hệ thống sông suối

khu vực nhà máy gồm 3 con sông nhỏ (sông Trới, sông Man và sông Vũ Oai) và một con sông lớn là sông Diễn Vọng Các con sông này đều chảy vào vịnh Cửa Lục ở phía

Nam

Khu vực nhà máy nhiệt điện Quảng Ninh nằm trên bờ sông Diễn Vọng thông qua Vịnh Hạ Long bằng vịnh Cửa Lục tại cầu Bãi Cháy, có chiều rộng là 400 m và chiều sâu 18 m nên có mối quan hệ mật thiết thủy văn của vịnh Hạ Long Thủy văn

của khu vực được chia làm 2 nguồn:

- Do thủy triều của vịnh Hạ Long đổ về thông qua vịnh Cửa Lục

- Ngoài ra còn nguồn nước ngọt từ hồ Cao Vân

Ngoài dòng chính sông Diễn Vọng còn có 5 dòng suối nhỏ từ phía Bắc đổ về khu vực nhà máy và 6 suối nhỏ đổ về khu vực bãi xỉ

Bảng 1 1 Lưu lượng đỉnh lũ thiết kế của các suối đổ vào khu vực nhà máy [13]

Tên

suối

Diện tích lưu vực

F lv (km 2 )

Lưu lượng đỉnh lũ thiết kế Q p (m 3 /s)

Suối 1 0,093 3,75 3,29 3,15 2,98 Suối 2 0,175 7,32 6,56 6,26 5,60 Suối 3 0,341 11,2 10,0 9,59 8,86 Suối 4 1,276 40,0 35,2 33,5 31,1 Suối 5 0,551 18,6 16,2 15,1 13,8

Ghi chú: F lv : Diện tích lưu vực suối (km 2 );

Bảng 1 2 Lưu lượng đỉnh lũ thiết kế của các suối đổ vào khu vực bãi xỉ [13]

Tên suối

Diện tích lưu vực

Ghi chú: F lv : Diện tích lưu vực suối (km 2 );

1.2.2 Chế độ thủy văn/ hải văn của khu vực nhà máy

Khu vực xung quanh nhà máy nhiệt điện Quảng Ninh chỉ có trạm thủy văn Dương Huy trên sông Diễn Vọng cách nhà máy khoảng 8 km, tọa độ 107012’, 21003’, thời gian đo 1961 – 1974 Sông Diễn Vọng là con sông lớn nhất, đồng thời là con sông cung cấp nước trực tiếp cho nhà máy nhiệt điện Quảng Ninh

Qua phân tích dữ liệu thủy văn đo đạc của trạm Dương Huy trên sông Diễn Vọng từ 1961 – 1974, các đặc trưng dòng chảy tại trạm Dương Huy như sau:

+ Lưu lượng trung bình năm 11,2 m3/s tương ứng lượng nước là 354 triệu m3

+ Lưu lượng mùa mưa Qmax = 532 m3/s

+ Lưu lượng mùa khô Qmin = 0,04 m3/s

+ Mực nước cực đại (Hmax = 1 %): 4,54 mét

+ Mực nước thấp nhất (Hmin = 95 %): -1,66 mét

1.3 Bụi và tro bay của nhà máy nhiệt điện

+Bụi: Bụi hình thành do có sự kết hợp không thể tách rời nhau của hai pha là

pha khí (thường là không khí) và pha rắn tồn tại ở dạng hạt thể rời rạc và phân bố ngẫu nhiên Các hạt rắn phân tán trong pha khí mới được gọi là bụi; còn những hạt chất rắn

ấy được gom lại, không chuyển động nữa thì thường đi với khái niệm bột, tro hay bồ hóng

+Tro bay: Trong các nhà máy nhiệt điện, sau quá trình đốt cháy nhiên liệu than

đá phần phế thải rắn tồn tại dưới hai dạng: phần xỉ thu được từ đáy lò và phần tro gồm các hạt rất mịn bay theo các khí ống khói được thu hồi bằng các hệ thống thu gom của các nhà máy nhiệt điện

Trước đây ở châu Âu cũng như ở Vương quốc Anh phần tro này thường được cho là tro của nhiên liệu đốt đã được nghiền mịn Nhưng ở Mỹ, loại tro này được gọi

là tro bay bởi vì nó thoát ra cùng với khí ống khói và “bay” vào trong không khí Và

thuật ngữ tro bay (fly ash) được dùng phổ biến trên thế giới hiện nay để chỉ phần thải

rắn thoát ra cùng các khí ống khói ở các nhà máy nhiệt điện

Ở một số nước, tùy vào mục đích sử dụng mà người ta phân loại tro bay theo các loại khác nhau Theo tiêu chuẩn DBJ08-230-98 của thành phố Thượng Hải, Trung Quốc, tro bay được phân làm hai loại là tro bay có hàm lượng canxi thấp và tro bay có hàm lượng canxi cao Tro bay có chứa hàm lượng canxi 8 % hoặc cao hơn (hoặc CaO

tự do trên 1 %) được gọi là tro bay có hàm lượng canxi cao Do đó, CaO trong tro bay hoặc CaO tự do được sử dụng để phân biệt tro bay có hàm lượng canxi cao với tro bay hàm lượng canxi thấp Theo cách phân biệt này thì tro bay có hàm lượng canxi cao có màu hơi vàng trong khi đó tro bay có hàm lượng canxi thấp có màu hơi xám

Theo cách phân loại của Canada, tro bay được chia làm hai loại [30]:

 Loại F: Hàm lượng CaO ít hơn <10 %

 Loại C1: Hàm lượng CaO lớn hơn 10 % nhưng ít hơn 40 %

Trên thế giới hiện nay, thường phân loại tro bay theo tiêu chuẩn ASTM C618, bảng 1.3 Tro bay loại F thường được tạo ra do sự đốt cháy của than antraxithoặc than bitum và loại C thu được bằng cách đốt than non hoặcđốt than bitum [30]

Theo cách phân loại này có nghĩa là chúng phụ thuộc vào thành phần các hợp chất có trong tro bay nó được phân làm hai loại là loại C và loại F

Bảng 1 3 Phân loại tro bay theo tiêu chuẩn ASTM C618

Các yêu cầu theo tiêu chuẩn

Hoạt tính pozzolanic so với xi

măng (28 ngày) % nhỏ nhất 75 75 Lượng nước yêu cầu % lớn nhất 105 105

Độ nở trong nồi hấp % lớn nhất 0,8 0,8 Yêu cầu về độ đồng đều về tỷ

Yêu cầu về độ đồng đều về độ

Phân loại tro bay theo tiêu chuẩn ASTM:

- Tro bay loại F nếu tổng hàm lượng (SiO2 + Al2O3 + Fe2O3) lớn hơn 70 %

- Tro bay loại C nếu tổng hàm lượng (SiO2 + Al2O3 + Fe2O3) nhỏ hơn 70 %

+ Thành phần hóa học của tro bay:

Tro của các nhà máy nhiệt điện gồm chủ yếu các sản phẩm tạo thành từ quá trình phân hủy và biến đổi của các chất khoáng có trong than đá Thông thường, tổng lượng tro thải ra tro ở đáy lò chiếm khoảng 20% và tro bay từ ống khói chiếm khoảng 80% [30] Hầu hết các loại tro bay đều là các hợp chất silicat, gồm các oxit kim loại

như SiO2, Al2O3, Fe2O3, TiO2, MgO, CaO,… với hàm lượng than chưa cháy chỉ chiếm một phần nhỏ so với tổng hàm lượng tro, ngoài ra còn có một số kim loại nặng khác như Cd, Ba, Pb, Cu, Zn, Thành phần hóa học của tro bay phụ thuộc vào nguồn nguyên liệu than đá sử dụng để đốt và điều kiện đốt cháy trong các nhà máy nhiệt điện, bảng 1.4

Bảng 1 4 Thành phần hoá học của tro bay ở một số quốc gia khác nhau Thành phần Khoảng (% khối lượng)

Châu Âu Mỹ Trung Quốc Ấn độ Australia SiO2 28,5-59,7 37,8-58,5 35,6-57,2 50,2-59,7 48,8-66,0

Al2O3 12,5-35,6 19,1-28,6 18,8-55,0 14,0-32,4 17,0-27,8

Fe2O3 2,6-21,2 6,8-25,5 2,3-19,3 2,7-14,4 1,1-13,9 CaO 0,5-28,9 1,4-22,4 1,1-7,0 0,6-2,6 2,9-5,3 MgO 0,6-3,8 0,7-4,8 0,7-4,8 0,1-2,1 0,3-2,0

Na2O 0,1-1,9 0,3-1,8 0,6-1,3 0,5-1,2 0,2-1,3

K2O 0,4-4,0 0,9-2,6 0,8-0,9 0,8-4,7 1,1-2,9

P2O5 0,1-1,7 0,1-1,3 1,1-1,5 0,1-0,6 0,2-3,9 TiO2 0,5-2,6 1,1-1,6 0,2-0,7 1,0-2,7 1,3-3,7

SO3 0,1-12,7 0,1-2,1 1,0-2,9 - 0,1-0,6 MKN 0,8-32,8 0,2-11,0 - 0,5-5,0 -

Đối với một số nhà máy nhiệt điện ở miền Bắc nước ta, thành phần tro bay được nêu ở bảng 1.5 [30]

Bảng 1 5 Thành phần hoá học của tro bay ở Việt Nam

Thành phần

Nhà máy nhiệt điện

Phả lại

Nhà máy nhiệt điện Mông Dương

Nhà máy nhiệt điện Ninh Bình

Hàm lượng % Hàm lượng % Hàm lượng %

Kết quả trên cho thấy tro bay đều chứa các nguyên tố Mg, Al, Si, P, S, K, Ca,

Ti, Cr, Mn, Fe, Cu, Pb,…; tuy nhiên Al, Si là hai nguyên tố có hàm lượng cao nhất

Các nguyên tố dinh dưỡng (K, P, Ca, Mg và S) trong tro bay có hàm lượng khá cao; ngoài ra trong tro bay còn chứa các nguyên tố dinh dưỡng vi lượng như Fe, Zn,

Cu, Mn, Cr, Ni Bên cạnh đó, trong tro bay còn chứa các nguyên tố phóng xạ (226Ra,

238U, 232Th, 40K), các nguyên tố vết kim loại nặng khác, tuy nhiên hàm lượng của chúng khá thấp Thành phần khoáng của tro bay chủ yếu là quartz (SiO2) và mullite (Al2Si2O13)

+ Thiết bị khử bụi – hệ thống lọc bụi tĩnh điện:

Nguyên lý cơ bản của hệ thống khử bụi tĩnh điện dựa trên việc tích điện cho các hạt tro trong dòng khói và thải đi

Các bộ phận cơ bản của thiết bị khử bụi bao gồm vỏ và kết cấu bao che, các cực phóng, cực lắng, hệ thống rung gõ, các máy biến áp chỉnh lưu, kết cấu đỡ và phễu tro

Một điện trường được tạo ra giữa các cực phóng và cực lắng Khi dòng khói đi qua điện trường này, các hạt bụi sẽ bị nhiễm điện âm và bị hút về phía các bề mặt thu bụi của bản cực lắng ngang qua dòng khói

Căn cứ theo chiều dày cho phép của lớp bụi bám trên bản cực, định kỳ hệ thống búa gõ sẽ tác động lên các bản cực làm các mảng hạt bụi bám trên các bản cực sẽ rơi xuống phễu thu tro phía dưới và được thải ra hệ thống thải xỉ hoặc silo tro

Các phản ứng hóa học xảy ra khi đốt cháy nhiên liệu:

Việc lựa chọn phương pháp đốt và sử dụng nhiệt lượng giải phóng từ quá trình cháy nhiên liệu phụ thuộc nhiều vào đặc tính công nghệ của nhiên liệu Trong công nghiệp người ta coi các đặc tính sau đây là đặc tính công nghệ của nhiên liệu: độ ẩm, chất bốc, cốc, tro và nhiệt trị

- Độ ẩm: Độ ẩm ký hiệu là W, là lượng nước chứa trong nhiên liệu, lượng nước

này lớn thì nhiệt trị của nhiên liệu giảm xuống Mặt khác khi nhiên liệu cháy cần cung cấp một nhiệt lượng để bốc ẩm thành hơi nước Độ ẩm của nhiên liệu được chia thành hai loại: Độ ẩm trong và độ ẩm ngoài

Độ ẩm trong có sẵn trong quá trình hình thành nhiên liệu, thường ở dạng tinh thể ngậm nước và chỉ tách ra khỏi nhiên liệu khi nung nhiên liệu ở nhiệt độ khoảng

800 0C Độ ẩm ngoài xuất hiện trong quá trình khai thác, vận chuyển và bảo quản nhiên liệu Độ ẩm ngoài tách ra khỏi nhiên liệu khi nung nhiên liệu khi sấy ở nhiệt độ khoảng 105 0C

- Chất bốc và cốc: Chất bốc ký hiệu là V, khi đốt nóng nhiên liệu trong điều

kiện không có oxi ở nhiệt độ 800-850 0C thì có chất khí thoát ra gọi là chất bốc, đó là kết quả của sự phân hủy nhiệt các liên kết hữu cơ của nhiên liệu Nó là thành phần cháy ở thể khí gồm: hydrô, cacbua hydrô, cacbon, oxitcacbon, cacbonic, oxi và nitơ…nhiên liệu càng già thì lượng chất bốc càng ít, nhưng nhiệt trị của chất bốc càng cao Nhiên liệu càng nhiều chất bốc thì càng dễ cháy Sau khi chất bốc bốc ra, phần rắn còn lại có thể tham gia quá trình cháy gọi là cốc Nhiên liệu càng nhiều chất bốc thì cốc càng xốp, nhiên liệu càng có khả năng phản ứng cao

- Độ tro: Độ tro ký hiệu là A, tro của nhiên liệu là phần rắn ở dạng khoáng chất

còn lại sau khi nhiên liệu cháy Độ tro của một số nhiên liệu trong khoảng: Than 15-

30 %, gỗ 0,5-1,0 %, mazut 0,2 – 0,3 % được xác định bằng cách đốt nhiên liệu ở nhiệt độ ở 850 0C với nhiên liệu rắn, đến 500 0C với nhiên liệu lỏng cho đến khi khối lượng còn lại hoàn toàn không thay đổi

Tác hại của tro: sự có mặt của tro trong nhiên liệu làm giảm nhiệt trị của nhiên liệu, cản trở quá trình cháy Khi bay theo khói tro sẽ làm mài mòn bề mặt đốt của lò hơi

- Nhiệt trị: Nhiệt trị của nhiên liệu là lượng nhiệt sinh ra khi cháy hoàn toàn 1

kg nhiên liệu rắn hoặc lỏng

1.4 Công nghệ thu hồi và sử dụng tro bay ở trong nước và trên thế giới

1.4.1 Công nghệ thu hồi tro bay ở trong nước

Công nghệ thu hồi tro bay được áp dụng tương tự như công nghệ xử lý bụi trong công nghiệp

1.4.1.1 Xử lý bụi theo phương pháp khô

+ Buồng lắng

Buồng lắng là một không gian hình hộp chữ nhật có tiết diện ngang lớn hơn nhiều so với tiết diện của đường ống dẫn khí vào, nhằm giảm vận tốc dóng khí xuống rất nhỏ khi đi vào buồng lắng Vì vậy, các hạt bụi có đủ thời gian lắng xuống đáy thiết

bị dưới tác dụng của trọng lực và được giữ lại ở đó mà không bị dòng khói mang theo Buồng lắng được ứng dụng để lọc bụi thô, hạt bụi có kích thước lớn hơn 50 µm

Ưu điểm:

- Thiết bị có cấu tạo đơn giản, đầu tư thấp, có thể xây dựng bằng các vật liệu dễ kiếm như gạch, xi măng

- Chi phí vận hành, sửa chữa, bảo dưỡng thấp

- Lọc được hiệu suất cao các hạt bụi có kích thước lớn giảm quá tải cho các thiết bị phía sau, tổn thất áp suất nhỏ

- Có khả năng làm việc trong dải nhiệt độ và áp suất rộng

Nhược điểm:

- Kích thước thiết bị cồng kềnh, chiếm nhiều diện tích

- Chỉ có thể lọc được các hạt bụi có kích thước lớn hơn 50 µm

+ Thiết bị lọc bụi ly tâm

Thiết bị lọc bụi ly tâm hay còn gọi là cyclon Cyclon có cấu tạo gồm thân hình trụ tròn, phía dưới thân hình trụ có phễu thu bụi và dưới cùng là ống thu bụi Không khí mang bụi đi vào ở phần trên của thiết bị theo đường ống có phương tiếp tuyến với thân hình trụ Vì vậy dòng khí vào chuyển động theo hướng xoắn ốc từ trên xuống Nhờ vào lực ly tâm mà các hạt bụi có xu hướng tiến về phía thành ống rồi va chạm vào

đó, mất động năng và rơi xuống phễu hứng bụi Khi dòng khí chạm vào đáy phễu thì

bị dội ngược lên nhưng vẫn giữ được chuyển động xoáy ốc và đi ra ngoài theo đường ống thoát khí được lắp cùng trục với thân thiết bị Để có được hiệu suất lọc bụi cao người ta thường bố trí hai hay nhiều cyclon theo kiểu mắc nối tiếp, song song hoặc theo kiểu chùm

Ưu điểm: Cấu tạo đơn giản, giá thành thấp, chi phí vận hành bảo dưỡng thấp, có khả năng làm việc liên tục, có thể chế tạo bằng nhiều loại vật liệu khác nhau tùy thuộc yêu cầu nhiệt độ, áp suất

Nhược điểm: Hiệu suất thấp đối với hạt bụi có kích thước nhỏ hơn 5 µm, dễ bị mài mòn nếu bụi có độ cứng cao Hiệu suất sẽ giảm nếu bụi có độ kết dính cao

+ Thiết bị lọc bụi bằng vật liệu lọc

Môi trường lọc hay còn gọi là vật liệu lọc hay lưới lọc Được cấu tạo từ một hoặc nhiều lớp sợi mà mỗi sợi được xem là có tiết diện tròn nằm cách nhau từ 5-20 lần

so với kích thước của hạt bụi Khi dòng khí mang bụi đi qua lớp vật liệu lọc thì bụi bị giữ lại trên bề mặt lớp vật liệu sạch Sau một khoảng thời gian lớp vật liệu lọc có sự thay đổi về mặt cấu trúc do bụi bám vào bên trong, do thay đổi độ ẩm hoặc là do một

lý do nào đó làm cho sức cản khí động và hiệu quả lọc bị thay đổi rõ rệt

+ Thiết bị lắng bụi tĩnh điện

Thiết bị có cấu tạo gồm một dây dẫn kim loại nhẵn, có tiết diện nhỏ, được căng theo trục của ống kim loại nhờ có đối trọng Dây kim loại được nạp dòng điện một chiều có điện thế cao khoảng 50-100 kV, còn được gọi là cực âm hay cực ion hóa của thiết bị Cực dương là ống kim loại được bao quanh cực âm và nối đất hay còn gọi là cực lắng Khi cấp điện thế cao vào cực âm thì tạo ra một điện trường mạnh bên trong ống cực dương và khi dòng khí mang bụi đi qua các phân tử khí sẽ bị ion hóa và truyền điện tích âm cho các hạt bụi do tác dụng va chạm hoặc khuếch tán ion Các hạt bụi bị nhiễm điện sẽ di chuyển về cực dương (cực lắng) và đọng lại trên bề mặt bên trong của ống hình trụ, mất điện tích và rơi xuống phễu thu bụi

Ngoài ra còn có thiết bị lọc bụi tĩnh điện kiểu tấm, là loại thiết bị mà cực dương

là các tấm dạng bảng được đặt song song hai bên các cực âm

Ưu điểm:

- Thu bụi với hiệu suất cao 99,5 % Lưu lượng khí thải lớn

- Thu bụi với kích thước siêu nhỏ, dưới 1 µm và nồng độ bụi lớn > 50 g/m3

- Làm việc trong môi trường có nhiệt độ cao > 500 0C

- Làm việc trong phạm vi có áp suất cao hoặc áp suất chân không

- Có khả năng tách bụi có độ ẩm cao, cả dạng lỏng hoặc dạng rắn

Nhược điểm:

- Vì khá nhạy cảm nên khó khăn trong việc lọc bụi có nồng độ thay đổi lớn

- Chi phí chế tạo cao, vận hành và bảo dưỡng cao và phức tạp hơn thiết bị khác;

dễ bị ăn mòn trong điều kiện khói thải có chứa hơi axit hay chất ăn mòn; không thể lọc bụi mà khí thải có chứa các chất dễ cháy nổ có điện trở suất quá cao

- Tốn nhiều không gian để đặt thiết bị

1.4.1.2 Xử lý bụi theo phương pháp ướt

Phương pháp tách bụi ướt dựa trên nguyên tắc cho dòng khí mang bụi tiếp xúc trực tiếp với chất lỏng mà thông thường là nước Bụi sẽ bị chất lỏng giữ lại và tách ra khỏi dòng khí dưới dạng bùn Trong quá trình xử lý bụi bằng phương pháp ướt có thể kết hợp xử lý một số chất ô nhiễm dạng khí như SO2, NOx Ngoài ra còn kết hợp để giảm nhiệt độ khí thải trước khi thải ra môi trường Các thiết bị tách bụi ướt thường được bố trí các vòi phun nước ở các vị trí thích hợp tùy từng loại thiết bị Một số thiết

bị được sử dụng để tách bụi theo phương pháp ướt là: cyclon ướt, ventury ướt, thiết bị lọc bụi có đĩa chứa nước sủi bọt, thiết bị lọc bụi có lớp đệm bằng vật liệu rỗng được tưới nước, thiết bị lọc bụi kiểu ướt có tác động va đập quán tính

Ưu điểm:

- Chi phí đầu tư ban đầu thấp;

- Có thể xử lý đồng thời bụi và các khí ô nhiễm

- Có khả năng lọc được những hạt bụi kích thước nhỏ, hiệu suất lọc bụi cao

- Có thể xử lý đồng thời bụi và các khí ô nhiễm

- Không có hiện tượng bụi quay lại;

- Có khả năng làm việc với khí thải có nhiệt độ cao

Nhược điểm:

- Chi phí vận hành cao, tiêu tốn nhiều năng lượng;

- Thiết bị dễ ăn mòn, phát sinh nhiều bùn thải

Dưới đây là bảng tổng hợp về các thiết bị xử lý, khoảng kích thước hạt xử lý phù hợp và hiệu quả xử lý được nêu ở bảng 1.6

Bảng 1 6 Các thiết bị xử lý, khoảng kích thước hạt xử lý phù hợp và hiệu quả xử lý

Stt Thiết bị xử lý Kích thước hạt phù hợp Hiệu quả xử lý

1 Buồng lắng bụi 2000 – 100 µm 40 – 70 %

2 Cyclon đơn 100 – 5 45 – 85 %

3 Cyclon tổ hợp 100 – 5 65 – 95 %

Giải pháp công nghệ thu hồi tro bay áp dụng ở trong nước tương tự với các biện pháp thu hồi được sử dụng trên thế giới, gồm công nghệ tuyển cơ học, công nghệ tuyển tĩnh điện và công nghệ tuyển nổi

1.4.2 Sử dụng tro bay ở trong nước

Tro bay có hàm lượng mất khi nung nhỏ hơn 11 % có thể dùng để trộn vào xi măng với tỷ lệ trung bình 10÷20 % Hiện tại, tro bay Phả Lại (SCLFLY ASH) đã được

sử dụng làm nguyên liệu sản xuất tại nhà máy xi măng Hoàng Thạch với tỷ lệ trộn 14

%, tại nhà máy xi măng Sông Gianh với tỷ lệ trộn 18 %, và là nguyên liệu chính cho Công ty TNHH Vina Fly Ash and Cement

Sử dụng gạch xây không nung từ tro bay để xây dựng nhà cao tầng có hiệu quả kinh tế khá cao Hỗn hợp vật liệu làm gạch gồm tro bay, xi măng, vôi, thạch cao và bột nhôm, trong đó tro bay là thành phần chính, chiếm đến 70 % khối lượng Vì vậy nhu cầu tro bay để cung ứng cho thị trường sản xuất gạch không nung, gạch bê tông nhẹ và

bê tông là rất lớn

Tro bay nhà máy nhiệt điện Phả Lại cũng đã được nghiên cứu sử dụng để cải tạo đất Ảnh hưởng của việc bón tro bay đến một số tính chất vật lý đất xám bạc màu (dung trọng, tỷ trọng, độ xốp và thành phần cơ giới của đất) Ảnh hưởng của việc bón tro bay đối với tính chất hóa học của đất bạc màu (pH, CEC, chất hữu cơ và các nguyên tố dinh dưỡng đa lượng), ảnh hưởng của tro bay đến khu hệ sinh vật đất nghiên cứu Nghiên cứu liều lượng thích hợp và đề xuất liều lượng tối thích [19]

Đã có những nghiên cứu sử dụng tro bay làm chất liên kết để gia cố vật liệu cát,

đá làm mặt đường Kết quả cho thấy, hỗn hợp 80 % tro bay và 20 % vôi dùng làm chất liên kết để gia cố đường sẽ đạt được độ bền cơ học khá cao Khi làm mặt đường có thể

sử dụng các hỗn hợp sau: đá + vôi + tro bay ẩm; tro bay ẩm + xi măng hoặc tro bay ẩm

+ vôi + thạch cao Hiện đã có dự án thử nghiệm xây dựng đường giao thông nông thôn huyện Kim Động, Hưng Yên Loại đất gia cố bằng tro bay sẽ có cường độ khá cao, loại vật liệu này hoàn toàn có thể sánh với gia cố bằng vôi và một số hoá chất khác Với loại đất gia cố này cóthể dùng làm móng đường hoặc gia cố lề, mái dốc ta luy sẽ cho hiệu quả cao

Ở nước ta, tro bay được sử dụng chủ yếu trong lĩnh vực xây dựng, vấn đề sử dụng tro bay làm vật liệu xử lý môi trường và cải tạo đất chưa được quan tâm nhiều Nghiên cứu xử lý tro bay để tạo ra zeolit P1 làm chất xử lý ô nhiễm môi trường [21] Tro bay được xử lý bằng dung dịch NaOH 3,5 M có khả năng sử dụng làm chất hấp phụ trong phân tích môi trường [20] Sản phẩm tạo thành là một hỗn hợp các hạt rất nhỏ, hình cầu và tương đối đồng đều; và trong đó có chứa chủ yếu là các hạt quartz, mullite và zeolit P1 (Na) Tro bay sau khi xử lý được sử dụng để đánh giá khả năng hấp phụ và tách chất đối với hai hỗn hợp các chất bảo vệ thực vật cơ clo M1 và M2 Hiệu suất thu hồi chất đối với M1 là 83,3 đến 89,5 %, đối với M2 là 51,28 đến 93,75

% Do khả năng hấp phụ kim loại nặng không cao, nhiều công trình đã nghiên cứu biến tính tro bay, chủ yếu là chuyển hóa thành zeolit bằng cách trộn với xút rắn và nung ở nhiệt độ cao khoảng 500 – 600 oC Tro bay Phả Lại đã xử lý chuyển thành dạng zeolit dùng làm vật liệu hấp phụ cải tạo đất [19]

Vấn đề nghiên cứu xử lý, biến tính tro bay để ứng dụng trong lĩnh vực cao su và chất dẻo cũng đã được một số tác giả quan tâm Tác giả Thái Hoàng và các cộng sự đã nghiên cứu biến tính bề mặt tro bay bằng 2 tác nhân liên kết silan là vinyl trimetoxy silan (VTMS) và 3-glycido propyl trimetoxy silan (GPTMS) [18] Kết quả thu được cho thấy, trên bề mặt tro bay hình thành một lớp màng silan hữu cơ rất mỏng Tro bay biến tính tạo ra được sử dụng trong nghiên cứu chế tạo và tính chất compozit trên cơ

sở nhựa PE, PP và EVA Trên cơ sở các kết nghiên cứu tính chất cơ lý, khả năng chống cháy, độ bền oxy hóa nhiệt và cấu trúc hìnhthái của vật liệu compozit nhiệt dẻo (PE, PP, EVA) với tro bay không biến tính (FA) và tro bay biến tính (MFA) cho thấy:

+ Thành phần thích hợp của vật liệu compozit trên cơ sở PE là 15 % hỗn hợp OFA/MFA (V) với tỷ lệ 70/30 về khối lượng Vật liệu thu được có độ bền kéo đứt lớn hơn 20 MPa, độ dãn dài khi đứt lớn hơn 200 %

+ Thành phần thích hợp của vật liệu compozit trên cơ sở PP là 15-20 % hỗn hợp FA/MFA (G hoặc V) (với tỷ lệ 70/30 hoặc 80/20 về khối lượng) Vật liệu thu được có độ bền kéo đứt lớn hơn 20 MPa, độ dãn dài khi đứt lớn hơn 200 %

+ Thành phần thích hợp của vật liệu compozit trên cơ sở EVA là 10 % hỗn hợp FA/MFA (G) với tỷ lệ 70/30 hoặc 80/20 về khối lượng Vật liệu thu được có độ bền kéo đứt lớn hơn 15 MPa, độ dãn dài khi đứt lớn hơn 160 %

Từ những nội dung trên đây cho thấy, khả năng ứng dụng của tro bay rất đa dạng, đặc biệt trong lĩnh vực làm vật liệu xây dựng Việc nghiên cứu các biện pháp xử

lý, biến tính tro bay để ứng dụng vào các lĩnh vực kinh tế, kỹ thuật là vấn đề không chỉ

có ý nghĩa khoa học, kinh tế rõ rệt mà còn có giá trị đặc biệt là tận dụng một cách hiệu quả một loại vật liệu phế thải, góp phần sử dụng hợp lý tài nguyên và bảo vệ môi trường

1.4.3 Công nghệ thu hồi và sử dụng tro bay trên thế giới

1.4.3.1 Công nghệ thu hồi tro bay

Các giải pháp công nghệ thu hồi tro bay trên thế giới hiện nay được sử dụng gồm: Công nghệ tuyển cơ học (tuyển khô), công nghệ tuyển tĩnh điện (tuyển khô), công nghệ tuyển nổi (tuyển ướt)

- Công nghệ tuyển cơ học (tuyển khô):

Nguyên tắc: Dùng dòng khí có áp suất vận chuyển hỗn hợp tro bay và dẫn chúng vào buồng ly tâm Tại buồng ly tâm, các hạt chịu tác dụng của nhiều loại lực khác nhau như: áp lực, trọng lực, lực li tâm Tổng các lực tác dụng lên hạt phụ thuộc vào tỷ trọng và kích thước của hạt và làm cho chúng chuyển động theo hướng này hay hướng kia Các lực tác dụng vào hạt có kích thước khác nhau, thì sẽ khác nhau, bởi vì áp lực dòng khí tác dụng vào tỉ lệ với bình phương đường kính; trọng lực và lực li tâm phụ thuộc vào khối vật, có nghĩa tỉ lệ bậc 3 với đường kính hạt

Cấu tạo thiết bị tuyển:

Hình 1 4 Cấu tạo thiết bị tuyển cơ học

- Công nghệ tuyển tĩnh điện (tuyển khô)

Lợi dụng sự khác biệt, sự tiếp xúc điện giữa các hạt than (điện trở 104 ~ 105 Ω.cm) và các hạt khoáng (điện trở là 1011 ~ 1012 Ω.cm), phân tách chúng trong môi trường điện áp cao Đồng thời dưới tác dụng lực li tâm trong máy điện tuyển, tiến hành phân tách [20] Vì vậy, phương pháp tuyển tĩnh điện có tác dụng giảm lượng mất khi nung và tăng độ mịn của tro, phương pháp này đã được chứng minh qua nghiên cứu trong phòng thí nghiệm và ứng dụng thực tế Tro bay được cho đi qua các khe nhỏ giữa 2 cực điện từ song song Tro bay (hạt mịn) và bã xỉ (hạt to) sẽ chuyển động ngược chiều chuyển về silo chứa khác nhau Tro bay thu được từ công nghệ tĩnh điện thường có chất lượng cao hơn

- Công nghệ tuyển nổi

Một phương pháp tuyển khoáng bất kỳ nào cũng đều lợi dụng đến mức tối đa sự khác nhau về một tính chất nào đó giữa các loại khoáng vật để phân chia chúng ra khỏi nhau Tuyển nổi là phương pháp phân chia một tập hợp không đồng nhất, phân tán, nhiều pha và đa nguyên dựa vào khả năng bám dính khác nhau lên bề mặt phân chia các pha: nước - không khí hoặc nước - dầu

Nói một cách khác là phương pháp tuyển nổi được thực hiện dựa trên cơ sở sự khác nhau về các tính chất hoá lý của bề mặt các hạt dạng khoáng vật Như vậy, tuyển nổi thích hợp cho việc phân chia các hạt khoáng vật có kích thước nhỏ, bởi vì những

hạt càng nhỏ thì có diện tích bề mặt riêng càng lớn và hoạt tính bề mặt của chúng càng mạnh

Nguyên lý chung của phương pháp tuyển nổi là phân chia các pha rắn khác nhau, có cỡ hạt tương đối mịn lơ lửng trong pha lỏng ra khỏi nhau (hoặc tách các hạt chất rắn ra khỏi chất lỏng) dựa vào khả năng bám dính của chúng lên các bóng khí hoặc giọt dầu được đưa vào pha lỏng dưới dạng nhũ tương cùng vận động với chúng và nổi lên trên bề mặt chất lỏng tạo thành bọt [20]

Đây là công nghệ tuyển đơn giản, tỷ lệ thu hồi sản phẩm cao, nhưng trong quá trình tuyển, các hoá chất tuyển ảnh hưởng tới chất lượng tro bay, yêu cầu môi trường sản xuất nghiêm ngặt, nước thải gây ô nhiễm môi trường Mặt khác, quá trình tuyển nước làm cho hoạt tính của tro bay bị thay đổi và còn dư một số hoá chất có trong thuốc tuyển, điều đó không có lợi cho những ứng dụng trong các công trình thuỷ điện đòi hỏi chất lượng cao

- Tro bay thu được lưu trữ trong bãi thải, sử dụng bơm hút, đổ trực tiếp vào máy phân cấp xoắn, tách xỉ

- Tro bay kích thước nhỏ dẫn vào bể trữ, bơm vào thùng khuấy tiếp xúc tuyển nổi, chất tuyển là dầu mỏ và dầu thông được bơm vào

- Tro tuyển sẽ được khử nước ở bể lắng, chuyển ra bãi để róc nước tự nhiên và cấp vào máy sấy sấy khô hoặc tro tuyển sẽ được khử nước ở bể cô đặc, lọc ép rồi sấy khô

Hình 1 5 Sơ đồ tuyển tro bay bằng công nghệ tuyển nổi

1.4.3.2 Sử dụng tro bay trên thế giới

- Tro bay dùng làm vật liệu điền lấp: Tro bay có thể dùng để phục hồi và cải tạo

các vùng đất yếu bởi các hoạt động khác Tro bay được sử dụng cho phát triển các công trình công cộng như công viên, bãi đậu xe, sân chơi, Tro bay có độ bền đầm nén tương đương hoặc lớn hơn đất nên thường được sử dụng trong các lĩnh vực bồi đắp đất

Tro bay sử dụng trong bê tông đầm lăn: Tro bay cải thiện độ bền và kết cấu của

bê tông dẫn đến tăng tuổi thọ của đường Thông thường, tro bay có thể thay thế từ 15 đến 30 % xi măng portland Hiện nay, tro bay được ứng dụng rộng rãi trong xây dựng với các mục đích khác nhau như làm phụ gia cho bê tông xi măng, làm chất độn cho

bê tông asphalt Một số công trình xây dựng nổi tiếng trên thế giới đã sử dụng tro bay trong bê tông như đập Puylaurent ở Pháp, cây cầu Great Belt East nối Copenhagen (Đan Mạch) với những vùng đất của trung tâm châu Âu, [16]

- Tro bay làm đường xá: Tro bay có thể được sử dụng để xây dựng đường và đê

kè Việc sử dụng này có nhiều lợi thế hơn so với các phương pháp thông thường như tiết kiệm đất trồng trọt, tránh tạo ra các vùng trũng, giảm chi phí, làm giảm nhu cầu đất

để xử lý/lắng đọng tro bay [28]

- Gạch không nung từ tro bay: Gạch tro bay được tạo thành từ tro bay, cát và xi măng, trong đó tro bay là chất độn chính và cát là chất độn thứ hai Còn xi măng làm

chất kết dính tất cả các nguyên liệu với nhau Ở Đức, tro bay được ứng dụng để sản

xuất gạch xây nhà Các khối gạch này được tạo ra từ hỗn hợp của tro xỉ, tro bay, đá vôi

và nước được ép thành khuôn [32]

- Sản phẩm gạch ốp lát từ tro bay: Gạch ốp lát có thể được sản xuất từ tro bay

Gạch ốp lát gồm hai lớp: lớp mặt và lớp nền Lớp mặt là hỗn hợp gồm nhựa men, xi măng, bột tro bay và đôlômit Lớp nền là hỗn hợp gồm tro bay bán khô, xi măng và bụi mỏ đá Việc sử dụng gạch tro bay có thể làm giảm xói mòn và việc phá rừng lấy củi đun nấu [29]

- Làm vật liệu cốt nhẹ: Nhiều công nghệ đã được phát triển để sản xuất cốt liệu nhân tạo từ tro bay Cốt liệu từ sản phẩm tro bay có thể được sử dụng cho một loạt các ứng dụng trong ngành công nghiệp xây dựng, bao gồm thành phần xây dựng, thành phần bê tông đúc sẵn, bê tông trộn sẵn cho các tòa nhà cao tầng,…

- Tro bay dùng trong nông nghiệp: Một ứng dụng trực tiếp của tro bay là một

tác nhân cải tạo đất nông nghiệp [19] Phần lớn các loại cây trồng thích hợp với môi trường pH là 6,5-7 cho sự phát triển Việc bổ sung tro bay kiềm cho đất chua có thể làm tăng độ pH Phần lớn các nghiên cứu đã chứng tỏ khả năng của tro bay làm tăng

độ pH của đất có môi trường axit bằng sử dụng tro bay loại C, tức là tro bay với hàm lượng CaO cao (> 15 %) Tro bay có thể cải tạo đất xám bạc màu và nâng cao khả năng giữ ẩm, đô phì nhiêu cho đất [19] Nó cải thiện sự hấp thu nước và chất dinh dưỡng của cây trồng, giúp sự phát triển của rễ cây và kết dính đất, dầu khoáng và cacbohydrat dự trữ để sử dụng khi cần thiết, bảo vệ thực vật các bệnh tật từ đất gây ra,

và giải độc đất bị ô nhiễm Năng suất cây trồng cũng tăng lên, như các thí nghiệm trên lạc, hướng dương, hạt lanh và hạt có dầu khác đã minh chứng Nhiều nghiên cứu báo cáo về hiệu quả của tro bay tới độ bền của đất như cải thiện độ bền cắt và độ bám dính của đất

Mặt khác, một số nghiên cứu cho thấy việc kết hợp giữa vôi và tro bay vào đất

đã làm tăng sự ổn định cho đất so với ổn định đất chỉ bằng tro bay hoặc vôi riêng rẽ

Tro bay làm chất hấp phụ: Trong những năm gần đây, việc sử dụng tro bay đã thu hút rất nhiều trong công nghiệp, việc sử dụng này sẽ giảm bớt gánh nặng về môi trường và nâng cao lợi ích kinh tế Tính khả thi kỹ thuật của việc sử dụng tro bay làm chất hấp phụ giá rẻ cho các quá trình hấp phụ khác nhau để loại bỏ các chất ô nhiễm trong không khí và nước đã được xem xét Có thể dùng tro bay để thay thế than hoạt tính thương mại hoặc zeolit cho việc hấp phụ các khí NOx, SOx, các hợp chất hữu cơ, thủy ngân trong không khí, các cation, anion, thuốc nhuộm và các chất hữu cơ khác trong nước Wang và Wu đã nghiên cứu điều tra và cho thấy rằng thành phần cacbon chưa cháy trong tro bay đóng một vai trò quan trọng trong khả năng hấp phụ [29] Có nhiều báo cáo nghiên cứu sử dụng tro bay làm vật liệu hấp phụ để loại bỏ các ion kim loại độc hại, chất gây ô nhiễm trong không khí, các hợp chất hữu cơ và vô cơ, và hấp phụ thuốc nhuộm trong nước thải

Tro bay dùng trong công nghiệp gia công chất dẻo Tro bay là vật liệu phế thải của quá trình sản xuất điện năng từ các nhà máy nhiệt điện sử dụng nhiên liệu than đá Với thành phần chủ yếu là các oxit kim loại như oxit silic, oxit nhôm,… kích thước hạt mịn và giá thành rẻ, ngoài những ứng dụng hết sức hiệu quả trong các ngành xây dựng, tro bay còn có một tiềm năng lớn trong lĩnh vực làm chất độn cho polyme [24]

Trong số các nhựa nhiệt dẻo thì PE và PP được sử dụng phổ biến nhất.D.C.D Nath và cộng sự đã chế tạo vật liệu compozit trên cơ sở PP gia cường bởi một hàm lượng lớn tro bay (60 %) có kích thước hạt 5-60 μm bằng phương đúc phun ở 210o

C Theo các tác giả, trong điều kiện khí quyển, nhóm OH hoặc ion trên bề mặt kim loại hoặc oxit kim loại như tro bay có vai trò quan trọng trong hình thành các liên kết vật lý giữa bề mặt tro bay với nền polyme Vật liệu compozit LDPE/10 % tro bay có độ bền kéo đứt, modul đàn hồi cao hơn LDPE và vật liệu compozit LDPE/10 % CaCO3 Tro bay cải thiện tính chất cơ học của LDPE cao hơn so với CaCO3 vì tro bay có khả năng liên kết với polyme nền tốt hơn CaCO3 Vật liệu compozit LDPE/tro bay đã được các hãng chế tạo ô tô General Motor dùng để chế tạo một số chi tiết như kẹp định vị, mắc dây điện bên trong thân ô tô

Vật liệu polyme compozit sử dụng tro bay làm chất độn và vải đay làm chất gia cường Sau khi xử lý, vải đay được chuyển vào chất nền để cán thành tấm Các tấm được sấy khô ở nhiệt độ và áp suất cụ thể Số lượng tấm được sử dụng theo độ dày yêu cầu Vật liệu polyme/tro bay compozit sử dụng vải đay gia cường để thay thế vật liệu

gỗ trong nhiều sản phẩm như cửa chớp, vách ngăn, gạch lát nền, tấm tường, trần,…

Tro bay cùng với các phụ gia khác như bột kim loại và với chất dẻo đưa vào cao su tái sinh để chế tạo tấm lát đường ngang xe lửa M Hossain và các cộng sự nghiên cứu của trường Đại học Kansas đã công bố kết quả sử dụng cao su tái chế từ lốp ô tô để làm lớp asphalt trải đường có sử dụng phụ gia tro bay Đây là công trình rất

có giá trị về khoa học môi trường, khi công trình này được áp dụng thì một lượng lớn lốp ô tô phế thải được sử dụng để thay thế nhựa đường và như vậy sẽ làm giảm giá thành xây dựng

Nhiều nghiên cứu đánh giá khả năng gia cường của tro bay tới tính chất vật liệu cao su như CSTN, SBR, BR,…và cao su blend như CSTN/NBR, CSTN/SBR [13] Đối với tro bay không biến tính khả năng gia cường cho vật liệu cao su là không đáng kể Khi tro bay được biến tính bằng các hợp chất silan, khả năng gia cường của tro bay được cải thiện đáng kể Hàm lượng tro bay tối ưu dùng để gia cường cho vật liệu polyme nói chung và vật liệu cao su nói riêng vào khoảng 10 đến 30 pkl Tro bay có thể thay thế các chất độn truyền thống như đất sét, canxi cacbonat hoặc sử dụng kết hợp với than đen Mặt khác, tro bay có giá thành rất thấp nên tro bay làm giảm giá

thành của sản phẩm Nhiều sản phẩm cao su đã sử dụng tro bay làm chất độn gia cường hoặc làm chất độn thay thế chất thông thường đã được chế tạo

1.5 Công nghệ xử lý NOx

1.5.1 Hấp thụ khí NOx bằng nước

Trong công nghiệp các loại khí thải có chứa Oxit Nitơ với nồng độ khí thấp thường được xử lý bằng phương pháp hấp thụ bằng nước trong các loại thiết bị như ống Venturi, thiết bị sục khí sủi bọt….Hiệu quả quá trình thường không cao, tối đa đạt

1.5.3 Khử NOx có xúc tác và nhiệt độ cao

Quá trình diễn ra khi tiếp xúc NOx với khí khử trên bề mặt xúc tác Chất khử thường được dùng là khí metan, khí tự nhiên hay khí than hoặc khí dầu mỏ,

CO, H2 hoặc hỗn hợp nitơ-hydro Hiệu quả khử NOx sẽ phụ thuộc hoạt tính của chất xúc tác.Xúc tác trên cơ sở platin kim loại xảy ra khi vận tốc thể tích của khí đạt (2-12)x104 l/h cho phép đạt nồng độ còn lại trong khí của NOx là 5×10-4 – 5×10-2 % thể tích Bản chất quá trình khử được biểu diễn bằng các phản ứng sau:

8 NO +2 NH3 → 5 N2O + 3 H2O

5 NO2 + 2 NH3 → 7 NO + 3 H2O

4 NO + 4 NH3 +O2 → 4 N2 + 6 H2O

4 NH3 + 3 O2 → 2 N2 + 6 H2O Quá trình yêu cầu thiết bị đơn giản, hiệu suất xử lý cao và đã áp dụng vào thực tiễn

1.5.5 Phân hủy NOx bằng chất khử dị thể

Tại nhiệt độ 500 đến 1300 oC thì sự phân hủy NOx có thể diễn ra trên vật liệu dạng rắn có chứa cacbon như là than đá, than cốc hoặc grafit Trong đó cacbon đóng vai trò xúc tác và là nhiên liệu đốt

C + NO → (C – 0) + 1/2 N2 (C – O) + NO → CO2 + 1/2 N2 Tại nhiệt độ 800 oC, độ chuyển hóa NOx khi dùng than cốc là 96 % và ở tại nhiệt độ 1000 oC thì hiệu suất này tiến đến gần 100 %

1.5.6 Phân hủy NOx bằng chất khử đồng thể và dị thể không có xúc tác

Tại nhiệt độ 30 – 40 oC sẽ diễn ra các phản ứng tỏa nhiệt sau:

H2PO4, H3PO4 sẽ làm giảm nhiệt độ do phân hủy Tuy nhiên, phương pháp này áp dụng với vận tốc không lớn và hiệu quả làm sạch sẽ không quá 80 %

1.5.7 Dùng dung dịch nước – cacbanic

NO2 + H2O → HNO3 +HNO22HNO2 + CO (NH2)2 → 2 N2 + CO2 + 3 H2O

N2O3 + CO (NH2)2 → 2 N2 + CO2 + 2 H2O Dùng dung dịch axit nitric – cacbanit

Cacbanit đƣợc dùng chủ yếu ở dạng bột hoặc hạt, đôi khi chúng đƣợc phủ lên các chất mang xốp hoặc đƣợc ép cùng với nó Hiệu quả xử lý NOx có thể đạt 85 – 99

% và lớn hơn

CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Đối tượng nghiên cứu

- Dây chuyền công nghệ sản xuất điện của nhà máy nhiệt điện Quảng Ninh và tro bay phát sinh tại nhà máy

- Các chất thải rắn, lỏng, khí của nhà máy nhiệt điện Quảng Ninh

2.2 Phương pháp nghiên cứu

2.2.1 Phương pháp thu thập, hồi cứu và kế thừa số liệu, tài liệu

Phương pháp này được áp dụng để thu thập các kết quả khảo sát, nghiên cứu khoa học đã được công bố có liên quan đến khu vực nghiên cứu Các thông tin liên quan đến công nghệ sản xuất, tro bay thực tế được thu gom, xử lý và các thông tin về công tác quản lý hiện nay Đây là phương pháp thông dụng và thường xuyên được sử dụng khi cần có thông tin về vấn đề nghiên cứu

Ngoài ra việc thu thập các tài liệu, số liệu sẽ được thu nhận từ các nguồn khác như các cơ quan, ban ngành liên quan và từ thư viện, internet,…

2.2.2 Phương pháp điều tra, khảo sát thực tế khu vực nghiên cứu

Việc khảo sát thực tế tại nhà máy sẽ đánh giá được thực trạng công nghệ sản xuất điện của nhà máy, các loại chất thải của nhà máy và các giải pháp sử dụng các loại chất thải này

Phương pháp này nhằm kiểm chứng và đánh giá lại mức độ chính xác của các tài liệu, số liệu, thông tin đã thu thập được

Trong nghiên cứu đã tiến hành lấy 04 mẫu nước thải và 02 mẫu tro bay tại nhà máy nhiệt điện Quảng Ninh vào các ngày 10/8/2017 và ngày 18/11/2018 để phân tích, đánh giá các nguồn ô nhiễm của nhà máy

Các mẫu nước thải được phân tích theo các phương pháp như sau:

+ Đối với các thông số pH theo phương pháp TCVN 6492: 2011, nhiệt độ theo phương pháp SMEWW 2550B: 2012, DO đo tại hiện trường

+ Đối với các thông số COD theo phương pháp SMEWW 5220C: 2012, BOD5 theo phương pháp TCVN 6001-1: 2008, NH4+ theo phương pháp TCVN 6179-1: 1996, Clorua theo phương pháp TCVN 6194: 1996, Clo dư theo phương pháp TCVN 6225-2: 2012, Fe theo phương pháp TCVN 6177: 1996 Các kim loại Pb, Cu theo phương

pháp TCVN 6193: 1996 Coliform phân tích theo phương pháp TCVN 6187-2: 1996

và tổng dầu mỡ theo phương pháp SMEWW 5520 B&F: 2012

Việc phân tích mẫu tro bay được thực hiện theo phương pháp sau:

+ Đối với thông số xianua sử dụng phương pháp phân tích APA 9013A, EPA

9014 và EPA 9010C Các thông số kim loại nặng Ag, As, Co, Hg phân tích theo phương pháp EPA 3051B, EPA1311: 2007, SMEWW 3125: 2012 Các thông số Cd,

Pb, Zn, Cr(VI), Ni được phân tích theo các phương pháp EPA 3051: 2007, EPA 1311:

2007, SMEWW 3125: 2012 Thông số phenol phân tích theo phương pháp EPA 8041: 2012; EPA 3540C: 2012; EPA 3550C: 2012

Các mẫu phân tích được thực hiện tại phòng thí nghiệm của Phòng phân tích chất lượng môi trường – Trung tâm môi trường và Khoáng sản

2.2.3 Phương pháp thống kê xử lý số liệu

Phương pháp này được sử dụng trong luận văn khi so sánh các kết quả thu được với QCVN hiện hành

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

3.1 Công nghệ sản xuất điện của nhà máy nhiệt điện Quảng Ninh

3.1.1 Quy trình công nghệ sản xuất

Công nghệ sản xuất điện của nhà máy nhiệt điện Quảng Ninh là công nghệ nhiệt điện đốt than theo chu trình Rankin loại than phun, công suất 1200 MW Nhà máycó 4 tổ máy, mỗi tổ máy công suất 300 MW Phương pháp đốt than phun được sử dụng và có thể tăng tối đa hiệu suất đốt, giảm phát thải khí độc hại CO

Sơ đồ nguyên lý làm việc của mỗi tổ máy được nêu trong hình 3.1

Hình 3.1 Sơ đồ quy trình công nghệ nhà máy nhiệt điện Quảng Ninh

Thuyết minh sơ đồ quy trình sản xuất:

Nhiên liệu chính được sử dụng là than và dầu DO Than được cấp và kho than, sau đó được chuyển vào bunke vào máy nghiền than tạo kích thước yêu cầu Sau đó

Nước sông

Bãi chứa xỉ