MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT XI MĂNG 2 1 1 Khái niệm xi măng 2 1 2 Quy trình sản suất xi măng 2 CHƯƠNG 2 NGUỒN PHÁT SINH VÀ ĐẶC ĐIỂM KHÍ THẢI SẢN XUẤT XI MĂNG 6 2 1 Nguồn phát sinh khí thải 6 2 2 Đặc điểm của khí thải quá trình sản xuất xi măng 7 CHƯƠNG 3 TÁC ĐỘNG CỦA KHÍ THẢI TỪ QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT XI MĂNG TỚI MÔI TRƯỜNG VÀ CON NGƯỜI 12 3 1 Tác động ảnh hưởng tới môi trường không khí của quá trình sản xuất xi măng 12 3 2 Tác động ảnh hưởng tới sức khỏe con.
MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG DANH MỤC HÌNH MỞ ĐẦU Hiện nay, vấn đề ô nhiễm môi trường, đặc biệt nhiễm mơi trường khơng khí khơng cịn trở thành vấn đề riêng lẻ quốc gia hay khu vực mà trở thành vấn đề toàn cầu Thực trạng phát triển kinh tế xã hội quốc gia giới nói chung, Việt Nam nói riêng thời gian qua có tác động lớn tới môi trường, làm cho môi trường sống người bị thay đổi ngày trở nên tồi tệ Những năm gần đây, với phát triển Cơng nghiệp hóa mơi trường khơng khí ngày nhiễm Một ngành công nghiệp đặc biệt gây ô nhiễm mơi trường khơng khí Ngành sản xuất xi măng Hiện Việt Nam có 90 dây chuyền sản xuất clinker, xi măng với tổng công suất 106,6 triệu (tính theo 80% clinker + 20% phụ gia) Thực tế cơng suất sản xuất khoảng 122 triệu xi măng (70% clinker + 30% phụ gia), sản lượng xi măng sản xuất nước phân bổ nhà máy sản xuất clinker + 31 trạm nghiền không nằm khuôn viên nhà máy sản xuất clinker với tổng công suất thiết kế 22,3 triệu xi măng/năm + 28 trạm nghiền xi măng độc lập, khơng có nguồn clinker cố định, với tổng cơng suất thiết kế 5,9 triệu xi măng/năm + 21 trạm nghiền nhà máy xi măng lò đứng, với tổng công suất thiết kế 3,8 triệu xi măng/năm Như tổng số trạm nghiền 80, tổng công suất thiết kế 32 triệu xi măng (Nguồn: Hiệp hội xi măng Việt Nam) Với khối lượng nguyên vật liệu sản phẩm đầu tương đối lớn vậy, việc kiểm sốt xử lý nhiễm khơng khí vấn đề cấp thiết cần phải quan tâm Nhằm có góc nhìn tổng quan vấn đề ô nhiễm không khí từ ngành sản xuất này, em chọn đề tài : “Ơ nhiễm khơng khí từ trình sản xuất xi măng Việt Nam” làm đề tài tiểu luận cho môn học CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT XI MĂNG 1.1 Khái niệm xi măng Xi măng (từ tiếng Pháp: ciment) chất kết dính thủy lực tạo thành cách nghiền mịn clinker, thạch cao thiên nhiên phụ gia Khi tiếp xúc với nước xảy phản ứng thủy hóa tạo thành dạng hồ gọi hồ xi măng Tiếp đó, hình thành sản phẩm thủy hóa, hồ xi măng bắt đầu trình ninh kết sau q trình hóa cứng để cuối nhận dạng vật liệu có cường độ độ ổn định định 1.2 Quy trình sản suất xi măng 1.2.1 Nguyên liệu: Trong phối liệu sản xuất Clinke xi măng pooclăng thơng thường gồm có đá vơi với canxi, đất sét loại phụ gia điểu chỉnh hệ số quặng sắt boxit, Thành phần hóa học chủ yếu phối liệu gồm oxit chính: CaO chủ yếu đá vôi cung cấp, SiO2, Al2O3, Fe2O3 đất sét cung cấp Nếu thiếu SiO2 hay Al2O3, Fe2O3 ta sử dụng nguyên liệu phụ gia điểu chỉnh – đất pháp cổ chứa nhiều SiO 2, quặng sắt chứa nhiều Fe2O3 bôxit chứa nhiều Al2O3 1.2.2 Công nghệ sản xuất Hiện xi măng Việt Nam áp dụng hai loại cơng nghệ xi măng lò đứng xi măng lò quay khơ Ngồi ra, cịn cơng nghệ khác CN lị quay ướt Đá vơi Than Phụ gia CaF2, Na2SiF6 (Xi Pirit, apatit) Nước Khơng khí Than Đất xét Đập Bụi, ồn Sấy Khói lị Trộn nghiền Bụi, ồn Làm ẩm, vê viên Nung Clinke (Lị đứng) Khói lị (HF,SO2,CO,CO2,NO, Bụi) Ủ Clinke Thạch cao Phụ gia Xi hoạt tính Nghiền, sấy Trộn Đóng bao Bụi, ồn Bụi Thành phẩm Hình 1 Cơng nghệ sản xuất xi măng lị đứng kèm nguồn thải Đá vơi Đất xét Điện Điện Phụ gia Đập nguyên liệu Bụi, ồn Kho đồng sơ Bụi Bụi, ồn Nghiền liệu Tháp trao đổi nhiệt Canxinơ Nhiên liệu Khí nóng Khói lị (CO,NOx, SO2, Bụi, ) xỉ than Lị quay Khí nóng Làm nguội Điện Thạch cao Phụ gia Xi hoạt tính Nghiền, sấy Đập clinke Trộn Bụi Bụi, ồn Bụi, ồn Đóng bao Thành phẩm Hình Quy trình sản xuất xi măng lị quay cơng nghệ khơ kèm nguồn thải Bảng 1 So sánh quy trình công nghệ sản xuất xi măng CHƯƠNG 2: NGUỒN PHÁT SINH VÀ ĐẶC ĐIỂM KHÍ THẢI SẢN XUẤT XI MĂNG Hiện nước ta có nhiều nhà máy sản xuất xi măng Bao gồm hai cơng nghệ xi măng lị đứng cơng suất thấp, chất lượng thấp, sản xuất thô sơ xi măng lị quay có cơng suất chất lượng cao Khí thải từ lị nung xi măng có hàm lượng bụi, CO, CO2, Fluor cao cỏ khả gây nhiễm khơng kiểm sốt tốt Hiện tại, vấn đề ô nhiễm môi trường bụi khói số nhà máy xi măng chưa giải Các dịng thải từ q trình sản xuất xi măng theo bảng : Bảng Các dịng thải từ q trình sản xuất xi măng Các chất thải sinh trình sản xuất xi măng theo cơng nghệ lị đứng lò quay phát sinh dạng chất thải Tuy nhiên, tùy theo mức độ đại đồng hóa dây chuyền sản xuất mà khả ô nhiễm môi trường hai công nghệ khác 2.1 Nguồn phát sinh khí thải Các nhà máy xi măng sử dụng khối lượng lớn nguyên liệu phụ gia Trong trình hoạt động nhà máy xi măng, nguồn gốc gây ô nhiễm môi trường khơng khí chủ yếu khí thải Khí thải q trình cơng nghệ sản xuất xi măng có nguồn gốc từ cơng đoạn sau: • Cơng đoạn tiếp nhận, đập chứa nguyên liệu như: đá vôi, đất sét, thạch cao, than, xỉ pirit, xỉ sắt, cát… • Cơng đoạn nghiền ngun liệu, đồng vật liệu cấp liệu lị nung; • Cơng đoạn vận chuyển than tới máy nghiền nghiền sấy than; • Cơng đoạn cấp liệu cho lị nung, lị nung công đoạn phụ trợ bơm dầu, nồi hơi, đập thạch cao… • Cơng đoạn làm nguội clinke, vận chuyển chứa clinke; • Cơng đoạn nghiền xi măng, vận chuyển xi măng, chứa xuất xi măng; • Cơng đoạn đóng bao xuất xi măng Như vậy, nguồn gây nhiễm khơng khí chủ yếu nhà máy xi măng khói lị hơi, buồng đốt phụ, bụi trình nghiền đập, vận chuyển nguyên liệu, nhiên liệu, xi măng chất khí độc hại, bụi từ q trình nung nghiền clinke Trong cơng đoạn sấy ngun liệu, lị nung, đặc biệt công đoạn nung clinker Đây nguồn nhiễm lớn có ảnh hưởng mạnh tới dân cư xung quanh Trong thành phần khí thải ngồi bụi cịn có chất độc hại : SO 2, H2S, NOx, HF … Khí SO2, CO2, NOx, CO hình thành trình cháy nhiên liệu Trong trình sấy nguyên nhiên liệu, đặc biệt trình nung clinker, sử dụng nhiên liệu than, nguyên tố có nhiên liệu, phụ gia : C, N, O, S, H, F cháy tác dụng với oxy khơng khí sinh lượng khí thải độc hại COx, SO2, NOx, HF… theo ống thải gây nhiễm mơi trường 2.2 Đặc điểm khí thải q trình sản xuất xi măng Bụi Bụi chất thải chủ yếu công nghệ sản xuất xi măng Trong tất công đoạn phát sinh bụi Bụi có nhiều dạng kích thước khác Ở chia kích thước bụi thành hai dạng chủ yếu : bụi thô bụi mịn Bảng 2 Tải lượng ô nhiễm bụi xi măng STT Các hoạt động sản xuất Hệ số ô nhiễm (kg/tấn) Tải lượng ô nhiễm (kg/năm) 9 10 Bốc dỡ Clinker Bốc giỡ phụ gia, thạch cao Vận chuyển Clinker Vận chuyển phụ gia, thạch cao Dự trữ Clinker Silo Dự trữ phụ gia, thạch cao Đập phụ gia, thạch cao Nghiền Clinker Đóng bao xi măng Vận chuyển xi măng 0,1 0,1 0,075 0,075 0,12 0,14 0,02 0,05 0,01 0,01 8.700 1.400 6.525 1.050 10.440 1.960 280 4.350 1.000 1.000 Bụi thơ Dạng bụi có kích thước lớn 10 µm Bụi phát sinh cơng đoạn: Công đoạn khai thác nguyên liệu : Thường dùng mìn để phá đá, bụi bị bắn tung ngồi môi trường nên bãi khai thác đá nồng độ bụi mơi trường lớn Trong q trình gia công nguyên liệu : Khi đưa nguyên vật liệu vào kẹp hàm, đập búa, tác dụng búa đập va chạm nguyên liệu phá vỡ kết cấu sinh hạt bụi nhỏ Do công đoạn khô với rơi tự hạt nguyên vật liệu tạo áp lực làm phát tán bụi xung quanh Quá trình nghiền nguyên liệu : công đoạn phát sinh bụi chủ yếu, kích thước nguyên liệu tính lỗ sàng 4800 lỗ/cm Do kích thước nhỏ nên mức độ phát tán bụi lớn Công đoạn vận chuyển nguyên liệu sản phẩm : Các xe chuyên chở nguyên liệu, vật liệu khô đất, đá, phụ gia, than … khơng che kín khơng dùng xe chun dụng bị rơi vãi đường vận chuyển làm tăng khả phát tán bụi môi trường Bụi mịn Dạng bụi có kích thước > 5µm, phát sinh công đoạn : Đồng nhất, tháo đáy silo, vận chuyển phối liệu, trộn ẩm, vê viên nạp liệu vào lị : Q trình đồng nhất, tháo đáy silo, vận chuyển phối liệu phát thải bụi dạng khô mịn, công đoạn bụi chủ động che chắn có thiết bị thu hồi nên hạn chế khả phát tán môi trường xung quanh Nhìn chung việc xử lý bụi điểm kiểm sốt nơi làm việc nhà máy Quá trình nghiền, vận chuyển đóng bao xi măng : Tại hạt bụi mịn nhỏ µm nên khả bay phát tán rát mạnh Tại vịi đóng bụi phát tán lớn áp lực xả clinker vào bao 10 Quá trình vận chuyển nguyên, nhiên liệu sản phẩm : Trong q trình ngồi phát sinh bụi thơ cịn có lượng nhỏ bụi mịn Công đoạn nung clinker : Đây công đoạn gây nhiễm lớn q trình sản xuất xi măng Ngồi bụi cịn có nhiều chất khí độc hại khác bay theo ống khói lị nung ảnh hưởng đến dân cư xung quanh Do có chênh lệch áp suất miệng lị áp suất đầu ống khói thải ngồi mơi trường mà phần bụi nhẹ theo khói mà bốc bên Khả nhiệt độ khói lị cao nên nước bốc nhanh chóng để lại phần khơ bụi nên trọng lượng bụi nhẹ bị ngoài, thành phần bụi phần tro xỉ, phần bột clinker khô vỡ Bụi thải trình sản xuất xi măng bụi nguyên liệu, nhiên liệu, clinker xi măng Hầu hết bụi có hàm lượng silic cao Bụi xi măng có tính kiềm (chứa vơi) hạt bụi mịn ≤ 5µm có khả đơng kết quan hô hấp người Nơi thải bụi nhiều phát tán xa ống thông gió máy nghiền, máy sấy ống khói lị nung clinker Khí CO CO2 Khí thải trực tiếp xi măng phát sinh thông qua q trình hóa học gọi canxi hóa Canxi hóa xảy đá vôi, tạo thành từ canxi carbonat, nung nóng, phân hủy thành canxi oxit CO Q trình chiếm khoảng nửa tồn khí thải từ hoạt động sản xuất xi măng Khí thải gián tiếp tạo từ việc đốt cháy nhiên liệu hóa thạch để làm nóng lị nung Các lị nung thường đốt nóng than đá, khí tự nhiên, dầu mỏ, cháy nhiên liệu tạo thêm nhiều khí thải CO 2, việc sản xuất điện (Chiếm khoảng 40 phần trăm khí thải từ xi măng) Cuối cùng, điện sử dụng để cung cấp lượng cho máy móc khác nhà máy, việc vận chuyển cuối cùng, tạo thành nguồn khí thải gián tiếp khác chiếm khoảng đến 10 phần trăm khí thải ngành • Khí CO CO2 sinh chủ yếu nguồn : Do trình cháy nhiên liệu có chứa cacbon : cacbon thành phần tất loại than Các phản ứng cháy cung cấp nhiệt cho trình nung clinker Các trình xảy sau : C + O2 → CO 11 CO + O2 → CO2 C + H2O → CO + H2 C + CO2 → CO Ngoài phản ứng trên, sản phẩm sinh tác dụng lẫn tạo nên sản phẩm Do q trình phân hủy đá vơi nhiệt độ cao : Trong trình nung clinker, thành phần đá vơi ngun liệu có chứa CaCO3, MgCO3, CaSO4… Các chất bị phân hủy nhiệt độ cao, sinh khí CO2 theo phản ứng sau : CaCO3 CaO + CO2 ↑ MgCO3 MgO + CO2↑ CO Hydrocacbon : sinh q trình cháy khơng hồn tồn Nếu thiết bị lò, buồng đốt thiết kế vận hành tốt lượng phát thải khí CO thấp không đáng kể khoảng 200 ppm đốt than, hydrocacbon khoảng 200ppm Khí SO2 Khí SO2 hình thành q trình cháy nhiên liệu có chứa hợp chất lưu huỳnh, lò nung clinker, lò đốt than để cháy Lượng khí SO2 hình thành phụ thuộc trực tiếp vào hàm lượng lưu huỳnh nhiên liệu Do đốt than lò, phản ứng xảy sau : S + O2 SO2 Do phân hủy nguyên liệu : Một phần lưu huỳnh có nguyên liệu dạng CaSO4, Na2SO4, K2SO4, CaS, Na2S, CS2 q trình nung phân hủy tạo SO2 Khí NOx Oxit nitơ thường gọi chung NO x bao gồm NO NO2 … Khi NOx hình thành trình cháy nhiên liệu, nitơ nhiên liệu khơng khí cháy bị oxy hóa để trở thành oxit nitơ Lượng NO x tạo thành phụ thuộc vào lượng dư khơng khí đưa vào buồng đốt lượng nito có nhiên liệu Dưới tác dụng nhiệt độ cao lò, O N2 khơng khí tác dụng với theo phản ứng thuận nghịch : N2 + O2 ↔ NO NO + 0,5 O2 ↔ NO2 Ở gần lửa, NO chiếm 90 – 95% phần lại NO Trong thiết bị công nghiệp khí NO kết hợp với oxy tạo thành NO2 12 Sự phát thải NOx trình cháy bao gồm ba nguồn khác : • NOx tức thời : Nito oxy có phản ứng nhanh tác dụng xúc tác hợp chất cacbon hình thành lửa • NOx nhiệt : Nito oxy tự khơng khí kết hợp với tác dụng nhiệt độ cao • NOx nhiên liệu : Thành phần nito hữu nhiên liệu tác dụng với oxy Thường có khoảng 10 – 50% nito nhiên liệu biến thành NO x trình cháy Sự hình thành NOx sản phẩm cháy phụ thuộc vào nhiều yếu tố : nhiệt độ lửa, nồng độ N2 O2 buồng đốt, thời gian lưu tốc độ nguội sản phẩm cháy Khí HF Khí HF sinh sử dụng hợp chất có chứa flo làm phụ gia khống hóa Đầu tiên, hợp chất phân hủy thành F 2, sau F2 gặp nước tạo HF theo phản ứng: F2 + H2 HF Tro khói Trong nhiên liệu chứa lượng tro tỉ lệ với Ap% trọng lượng Khi cháy lượng tro theo sản phẩm cháy tạo thành dạng nhiễm bụi Ngồi cịn có hạt nhiên liệu chưa cháy hết gọi bồ hóng – sản phẩm cháy khơng hồn tồn Đơi có hạt lỏng không cháy giọt nhiên liệu lỏng chưa cháy hết SO3 khói thải biến thành giọt sương axit sunfuric có tượng đọng sương bề mặt thành ống, ống khói nhiệt độ khói thải thấp (dưới 150°C) Khói hạt bụi mịn dạng sol khí với cỡ hạt từ 0,3 – 0,5µm khả tán xạ ánh sáng nhanh 13 CHƯƠNG 3: TÁC ĐỘNG CỦA KHÍ THẢI TỪ Q TRÌNH SẢN XUẤT XI MĂNG TỚI MƠI TRƯỜNG VÀ CON NGƯỜI Sản xuất xi măng kèm với tiêu hao lượng điện than, khơng cịn thải khối lượng khói bụi khổng lồ vào mơi trường sống Trong q trình sản xuất xi măng có nhiều cơng đoạn gây ảnh hưởng đáng kể tới môi trường người 3.1 Tác động ảnh hưởng tới mơi trường khơng khí trình sản xuất xi măng - Trong trình sản xuất xi măng tạo số chất gây nhiễm khơng khí loại bụi: bụi đá vôi, bụi đất sét, bụi xi măng, bụi than Ngồi ra, cịn sinh số khí thải gây ảnh hưởng tới mơi trường như: khí CO, SO2, NOx,CO2, hidro cacbon… Trong trình sản xuất xi măng khí thải có nồng độ CO cao gây cháy nổ, khí SO2, NOx nguyên nhân gây trận mưa axit làm ảnh hưởng tới phát triển trồng thảm thực vật Hơn nữa, mưa axit cịn phá hủy cơng trình xây dựng, cầu cống ăn mịn thiết bị máy móc Ngồi ra, cịn có khí CO2 ngun nhân gây lên “hiệu ứng nhà kinh” làm tăng nhiệt độ trái đất cân sinh thái Bên cạnh đó, q trình sản xuất xi măng cịn kèm theo tiếng ồn, tiếng ồn cao tiêu chuẩn cho phép gây ảnh hưởng đến công nhân dân cư vùng xung quanh Các khí SO2 ,NOx ảnh hưởng lớn tới đời sống động thực vật đặc biệt bụi phát sinh trình trình sản xuất xi măng phát tán mơi trường xung quanh phủ lên làm giảm khả quang hợp làm cho chậm phát triển Quá trình hoạt động phương tiện vận chuyển nguyên vật liệu sản phầm từ trình sản xuất thải lượng khí thải gây nhiễm mơi trường chủ yếu CO2 gây ồn Ngồi ra, sản xuất xi măng nhà máy thải ngồi mơi trường lượng lớn bụi khí thải gây ảnh hưởng tới người tham gia giao thông, gây giảm tầm nhìn gây khó khăn cho người tham gia giao thông 3.2 Tác động ảnh hưởng tới sức khỏe người 14 Các loại bụi, khí trình sản xuất xi măng ảnh hưởng trực tiếp tới sức khỏe người lao động nhà máy cộng đồng xung quanh Cụ thể sau: Các loại bụi đá vôi bụi đất sét cao hít vào thể dẫn đến suy nhược đường hơ hấp, khơ họng Bụi xi măng gây bệnh phổi, đường hô hấp Bụi than vào phổi gây kích thích phổi đường hơ hấp làm sơ hóa phổi có khả dẫn đến ung thư Khí CO loại khí độc người động vật, vào thể làm giảm khả vận chuyển oxy máu tới tế bào Với nồng độ CO cao gây ngất tử vong Khí SO2, NOx vào thể người gây viêm đường hô hấp, viêm họng, căng thẳng thần kinh SO2 vào máu làm rối loạn chuyển hóa protein, gây thiếu hụt vitamin B,C làm thể mệt mỏi Ngồi khí SO2 cịn gây nhiễm độc qua da, giảm lượng kiềm dự trữ máu Khí SO NOx kết hợp với hạt bụi tạo thành hạt bụi axit lơ lửng vào phế nang người gây tác hại tế bào Khí CO2 gây rối loạn hơ hấp phổi tế bào chiếm chỗ O với nồng độ CO2 5000ppm làm thể có biểu nhức đầu, ngạt thở Hydrocacbon thường gây nhiễm độc cấp tính với triệu chứng như: mệt mỏi, chóng mặt, buồn nơn nồng độ lớn gây rối loạn tim mạch, co giật Ngồi cịn phải kể đến tiếng ồn ô nhiễm nhiệt làm ảnh hưởng tới tâm lí, sinh lí, hệ thống tiêu hóa người từ ảnh hưởng tới suất lao động người công nhân 3.3 Quy chuẩn kĩ thuật quốc gia khí thải cơng nghiệp sản xuất xi măng Ngành sản xuất xi măng ngành đặc biệt gây nhiễm khơng khí, áp dụng quy chuẩn riêng QCVN 23: 2009/ BTNMT- Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia khí thải cơng nghiệp sản xuất xi măng Nồng độ ô nhiễm giới hạn cho phép quy định bảng đây: 15 Bảng Nồng độ ô nhiễm giới hạn cho phép QCVN 23:2009/BTNMT Trong đó: Cột A quy định nồng độ C thơng số nhiễm khí thải cơng nghiệp sản xuất xi măng làm sở tính toán nồng độ tối đa cho phép dây chuyền sản xuất nhà máy, sở sản xuất xi măng hoạt động trước ngày 16 tháng năm 2007 với thời gian áp dụng đến ngày 01 tháng 11 năm 2011; Cột B1 quy định nồng độ C thơng số nhiễm khí thải cơng nghiệp sản xuất xi măng làm sở tính toán nồng độ tối đa cho phép áp dụng đối với: Các dây chuyền sản xuất nhà máy, sở sản xuất xi măng hoạt động trước ngày 16 tháng năm 2007 với thời gian áp dụng kể từ ngày 01 tháng 11 năm 2011 đến ngày 31 tháng 12 năm 2014; Các dây chuyền sản xuất nhà máy, sở sản xuất xi măng bắt đầu hoạt động kể từ ngày 16 tháng 01 năm 2007 với thời gian áp dụng đến ngày 31 tháng 12 năm 2014; Cột B2 qui định nồng độ C để tính nồng độ tối đa cho phép thơng số ô nhiễm khí thải công nghiệp sản xuất xi măng áp dụng đối với: Các dây chuyền sản xuất nhà máy, sở sản xuất xi măng xây dựng cải tạo, chuyển đổi công nghệ; Tất dây chuyền nhà máy, sở sản xuất xi măng với thời gian áp dụng kể từ ngày 01 tháng 01 năm 2015; Ngồi 04 thơng số quy định Bảng 1, tuỳ theo yêu cầu mục đích kiểm sốt nhiễm, nồng độ thơng số ô nhiễm khác áp dụng theo quy định cột A cột B Bảng gia QCVN 19: 2009/BTNMT- Quy chuẩn kỹ thuật quôc gia khí thải cơng nghiệp bụi chất vơ 16 CHƯƠNG 4: PHƯƠNG PHÁP KIỂM SỐT KHÍ THẢI TỪ NHÀ MÁY XI MĂNG Hiện nước ta có nhiều nhà máy sản xuất xi măng Bao gồm hai cơng nghệ xi măng lị đứng công suất thấp, chất lượng thấp, sản xuất thô sơ xi măng lị quay có cơng suất chất lượng cao Khí thải từ lị nung xi măng có hàm lượng bụi, CO, CO2, Fluor cao có khả gây nhiễm khơng kiểm sốt tốt Hiện tại, vấn đề nhiễm mơi trường bụi khói số nhà máy xi măng chưa giải Trước tình hình cần phải có phương án thích hợp để khống chế, xử lý lượng bụi, khí phát thải trình sản xuất, hạn chế đến mức thấp tác động đến mơi trường Giải pháp cho cơng đoạn 4.1 Dựa vào đặc tính, vai trị, hoạt động công đoạn mà đưa giải pháp thích hợp cho cơng đoạn Dưới số phương pháp sản xuất đề xuất áp dụng công đoạn sản xuất nhà máy xi măng • Cơng đoạn nghiền ngun liệu Dịng thải chín h Bụi Ngun nhân Giải pháp sản xuất Thiết bị vận chuyển gia cơng hở Che chắn, bịt kín Quạt hút thiết bị xử lý khơng hiệu Bố trí miệng hút hợp lý Giảm độ rơi tự đầu băng tải, phễu nạp liệu Tăng công suất quạt hút Cải tạo thay đổi thiết bị thu hồi (để hiệu suất cao) Ngun liệu dạng khơ (kích thước nhỏ) Phun ẩm nhẹ máy nghiền Khi vệ sinh thiết bị nhà xưởng Làm ẩm môi trường, vệ sinh nhẹ nhàng, thường xuyên theo quy định Đối với thiết bị thu hồi bụi cải tạo thay đạt hiệu suất cao Ví dụ: Ở nhà máy xi măng cơng nghệ lị quay ướt, cơng đoạn vấn đề nhiễm bụi không đáng kể, phải đặc biệt ý tới việc kiểm sốt q trình cấp nước vào máy nghiền (theo tỷ lệ định khoảng 40%) 17 • Cơng đoạn sấy ngun liệu nung clinke Lị đứng có cấu tạo khác lị quay có cửa mở để cấp nén liệu vào chọc phối phối liệu để lò làm việc ổn định đạt hiệu suất cao Do cần có biện pháp kiểm sốt q trình hoạt động lị đốt, cửa cần đảm bảo độ kín tránh tổn thấy nhiệt • Kiểm sốt chế độ cháy lị lượng ngun liệu Giải pháp kiếm soát tốt chế độ cháy lị lượng ngun, nhiên liệu, khơng khí cấp vào… cần đào tạo, sử dụng lao động có tay nghề kinh nghiệm Dịng thải chín h Bụi khói lò, tổn thất nhiệt Nguyên nhân Giải pháp sản xuất Lị nung hở (có cửa) Lị đứng Che chắn, bịt kín Q trình vận hành lị đặn, kiểm sốt chặt chẽ Tăng cơng suất động Cải tạo thay đổi thiết bị để nâng hiệu suất thu hồi, giảm tiêu thụ nguyên liệu Sử dụng loại nguyên liệu có thành phần S thấp Quạt hút thiết bị xử lý bụi không hiệu Sử dụng nguyên, nhiên liệu có hàm lượng S cao Chế độ cháy lò chưa tốt Tiêu tốn nhiên liệu cao làm phát sinh nhiều chất thải • Kiểm sốt tốt điều chỉnh lượng nguyên liệu cấp vào lò Chế độ cấp than tỉ lệ (đối với lò quay) Bảo quản nhiên liệu tốt nhằm giảm độẩm Tận dụng tiềm nhiệt khói lị Bảo ơn thiết bị sấy lò nung tốt tránh tổn thất Sử dụng nhiên liệu phụ (cao su, bùn hữu cơ,…) Công đoạn nghiền xi măng đóng bao sản phẩm Dịng thải chín h Bụi Nguyên nhân Giải pháp sản xuất Thiết bị vận chuyển gia công nguyên liệu miệng xả đáy cyclon, cân định lượng hở Khi vệ sinh bảo dưỡng thiết bị Che chắn, bịt kín Giảm độ rơi tự đầu băng tải, phễu nạp liệu Quạt hút thiết bị xử lý không hiệu Làm ẩm môi trường, vệ sinh nhẹ nhàng, thường xuyên theo quy định Bố trí miệng hút hợp lý Tăng công suất quạt hút 18 Vỏ bao chất lượng khơng tốt Thiết bịđóng bao bị rơi vãi xi măng • Cải tạo thay đổi thiết bị thu hồi (để hiệu suất cao) Sử dụng loại vỏ bao kín bền Lượng khí bơm xi măng cần kiểm sốt chặt chẽ Dùng khí đóng bao kín Cơng đoạn khai thác vận chuyển nguyên liệu Khu vực khai thác đá vơi đất sét : Trong q trình khai thác đá vơi đất sét vấn đề ô nhiễm môi trường chủ yếu bụi, khí thải, tiếng ồn,… Sau số biện pháp nhằm khống chế mơi trường khơng khí khu vực mỏ khai thác Tổ chức phun nước thường xuyên xe phun nước nhằm tránh phát tán Tu sửa đường sá nội mỏ nhằm giảm lượng nguyên liệu rơi vãi, giảm lượng bụi bột đất đá bị xe theo Quy hoạch trồng vành đai xanh xung quanh mỏ để giảm phát tán bụi, tiếng ồn môi trường xung quanh tạo cảnh quan Trong trình vận chuyển nguyên liệu: Quá trình vận chuyển nguyên vật liệu cần số lượng lớn phương tiện vận tải, q trình hoạt động làm ô nhiễm môi trường như: rơi vãi đất đá, bụi tiếng ồn, khí thải động cơ,… Một số biện pháp áp dụng để giảm mức độ gây ô nhiễm môi trường: Xe chở đất đá phải xe thùng ben kín có phủ bạt bên Khơng chở nguyên liệu vượt thành xe để tránh rơi vãi đường vận chuyển Tổ chức quét thu dọn đất đá rơi vãi trì phun nước đường hàng ngày 19 CHƯƠNG MỘT SỐ BIỆN PHÁP XỬ LÝ HIỆN NAY 5.1 Giải pháp xử lý bụi Ô nhiễm chủ yếu trình sản xuất xi măng nhiễm bụi, tất điểm phát sinh bụi cần phải có hệ thống xử lý thích hợp Tuỳ theo nồng độ mà sử dụng hệ thống lọc bụi cấp (cấp xyclon, cấp lọc bụi tĩnh điện) hệ thống lọc bụi cấp dùng loại lọc bụi kiểu túi có hệ thống hồn ngun túi lọc rung rũ Các điểm phát bụi công đoạn vận chuyển, đóng bao xuất hàng trang bị lọc bụi tay áo Máy nghiền thiết kế lắp đặt lọc bụi tĩnh điện Các công nghệ xử lý bụi áp dụng nhà máy sản xuất xi măng Việt Nam phổ biến : Lọc bụi Xyclon Multi Xyclon: tách bụi khỏi dịng khí thải sử dụng lực ly tâm Hiệu việc tách bụi xyclon thấp nhiều so với lọc bụi tĩnh điện hay lọc bụi túi vải nên thường khơng áp dụng hệ thống xử lý khí thải Lọc bụi tĩnh điện: thường áp dụng để tách bụi khí cháy cách cho dịng khí thải qua trường điện mạnh, trường điện nạp điện cho hạt bụi khí cháy Trong tháp lọc bụi có thu bụi kích thước lớn, thu hạt bụi khí thải Nhiệt độ làm việc ti chuẩn lọc bụi tĩnh điện từ 160- 260 oC Các nhà máy xi măng thường hay dùng nước để rửa chất bẩn từ điện cực thu bụi khí thải thường làm mát phun nước làm ấm để nâng cao hiệu thu bụi Lọc bụi túi vải: biện pháp thu bụi đạt hiệu cao, phin lọc thường túi có đường kính từ 16- 20 cm, chiều dài đạt tới 10cm làm từ sợi thủy tinh Quạt đẩy thổi bụi qua lớp phin lọc hạt bụi giữ lại bề mặt phin lọc tạo lớp Để tránh túi vải bị phá hỏng hóa chất, người ta thường kết hợp hệ thống sấy dòng khí để loại bỏ ẩm trước vào túi lọc 5.2 Giải pháp xử lý khí Nhìn chung, giải pháp giảm nhiễm khí thải chia thành nhóm : Nhóm thứ nhất: Tổ chức tốt q trình cháy nhằm giảm nhiễm chất NOx, CO, HC nguồn (trong xy-lanh) Nhóm bao gồm biện pháp liên 20 quan đến việc tối ưu hóa kết cấu chi tiết, cụm chi tiết hệ thống có ảnh hướng đến q trình cháy: Thiết kế đỉnh pít-tơng nắp máy tạo hiệu ứng lốc xốy, tăng khả hịa trộn nhiên liệu khơng khí tốt hơn, q trình cháy diễn nhanh – thường áp dụng cho động diesel phun xăng trực tiếp; sử dụng hệ thống tăng áp, tăng đường kính xu-páp, giảm tổn thất đường nạp để tăng hiệu suất nạp; tính toán thiết kế thời điểm mở sớm xu-páp thải cách tối ưu; sử dụng hệ thống phun nhiên liệu điều khiển điện tử, tăng áp suất phun, lựa chọn kiểu phun đơn điểm hay đa điểm… Mặc dù biện pháp hữu hiệu riêng thân chúng chưa thể giúp động đáp ứng tiêu chuẩn ô nhiễm ngày nghiêm ngặt Nhóm thứ hai: Xử lý khí thải Đây biện pháp nhằm đảm bảo hàm lượng chất độc hại có khí thải trước thải vào môi trường phải nhỏ giới hạn cho phép quy định điều luật Có nhiều cơng nghệ khác để xử lý khí thải: Bộ xử lý khí thải kiểu xúc tác đường (trung hịa thành phần khí thải CO, HC NOx); Bộ lọc PM, Bộ xử lý khí thải kiểu ơ-xy hóa dùng cho động diesel, Bộ xử lý NOx kiểu tích lũy, ) Nhóm thứ ba: Sử dụng kết hợp hệ thống phụ trợ Để phát huy hiệu hai nhóm giải pháp hạn chế phát thải mức động số chế độ làm việc, cần phải sử dụng thêm hệ thống phụ trợ như: Hệ thống kiểm sốt vịng lặp kín (hồi lưu khí thải); hệ thống đảm bảo nhiệt độ khí nạp; hệ thống phun khí (ơ-xy) nhằm hỗ trợ phản ứng đường thải; hệ thống tự chẩn đoán - OBD (OnBoard Diagnostics) Nhóm thứ tư: Các giải pháp có liên quan đến nhiên liệu Nhiên liệu có ảnh hưởng đáng kể đến đặc tính nhiễm khí thải động đốt Có nhiều giải pháp giảm nhiễm khí thải có liên quan đến nhiên liệu như: Đảm bảo phù hợp động nhiên liệu (động có tỷ số nén cao sử dụng xăng có số octan lớn); nâng cao chất lượng nhiên liệu (ít tạp chất phụ gia độc hại); sử dụng nhiên liệu xanh, nhiên liệu thay thế; sử dụng phụ gia nhiên liệu, 5.3 Đánh giá Ơ nhiễm mơi trường chủ yếu phát sinh từ nhà máy sản xuất xi măng theo cơng nghệ lị đứng cơng nghệ lị quay phương pháp ướt khơng có hệ thống điều khiển tự động, từ nhiều nhà máy khơng có hệ thống xử lý chất thải hệ thống 21 cũ, hỏng, khơng hoạt động Các nhà máy xi măng lị quay cơng nghệ khơ có trang bị hệ thống xử lý chất thải, gây nhiễm mơi trường, cơng tác BVMT chủ yếu kiểm sốt kỹ khâu vận chuyển nguyên vật liệu vệ sinh khu vực sản xuất Phế thải dây chuyền sản xuất xi măng bao gồm xỉ than, nước thải, bụi Xỉ than lị đốt khơng gây độc hại, sử dụng làm chất phụ gia Nước thải chủ yếu nước sử dụng cho công đoạn làm mát máy nên không chứa chất độc hại gây ô nhiễm môi trường Đối với nhà máy xi măng phải tiến hành đầu tư trang bị thiết bị lọc bụi tiến tiến, ứng dụng công nghệ giảm thiểu SOx NOx thải môi trường thực đổi công nghệ sản xuất Vấn đề tiết kiệm lượng quan tâm có nhiều biện pháp tích cực để chuyển giao công nghệ tiết kiệm lượng giảm thiểu CO2 chống ô nhiễm môi trường Chẳng hạn dự án mẫu tiết kiệm lượng, tận dụng nhiệt thừa từ lò nung klinker để chạy máy phát điện tổ chức NEDO (Nhật Bản) tài trợ thực Nhà máy xi măng Hà Tiên II Đối với nhà máy gây ô nhiễm nghiêm trọng nằm xen kẽ khu dân cư phải đình sản xuất di chuyển địa điểm 22 KẾT LUẬN Qua việc nghiên cứu đặc điểm số phương pháp kiểm sốt khí thải từ nhà máy xi măng có nhìn tổng quan vấn đề nhiễm mơi trường khơng khí ngành sản xuất xi măng Việt Nam Việc khơng khí ngày bị nhiễm gây nhiều vấn nạn xã hội ảnh hưởng nghiêm trọng tới sức khỏe người Nhận biết nguồn thải, nắm rõ đặc điểm khí thải từ q trình sản xuất xi măng đề tài giúp ta đưa biện pháp kiểm soát xử lý hiệu 23 ... bụi khói số nhà máy xi măng chưa giải Các dịng thải từ q trình sản xuất xi măng theo bảng : Bảng Các dòng thải từ trình sản xuất xi măng Các chất thải sinh trình sản xuất xi măng theo cơng nghệ... trình sản xuất xi măng có nhiều công đoạn gây ảnh hưởng đáng kể tới môi trường người 3.1 Tác động ảnh hưởng tới mơi trường khơng khí q trình sản xuất xi măng - Trong trình sản xuất xi măng tạo... nhiễm khí thải công nghiệp sản xuất xi măng áp dụng đối với: Các dây chuyền sản xuất nhà máy, sở sản xuất xi măng xây dựng cải tạo, chuyển đổi công nghệ; Tất dây chuyền nhà máy, sở sản xuất xi