Luận văn thạc sỹ khoa môi trường trường ĐHKHTN

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN PHƢƠNG 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 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN PHƢƠNG 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 trƣờng Mã số : 8440301.01 LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS Đỗ Quang Huy Hà Nội – 2019 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu khoa học độc lập riêng tôi, Các thơng tin trích dẫn luận văn đƣợc rõ nguồn gốc Các số liệu sử dụng, kết nghiên cứu nêu luận văn tự tìm hiểu, phân tích cách trung thực, khách quan, phù hợp với thực tiễn đề tài nghiên cứu chƣa đƣợc công bố cơng trình khác Học viên Phƣơng Thị Tâm TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com LỜI CẢM ƠN Với lòng kính trọng biết ơn sâu sắc nhất, tơi xin chân thành gửi tới PGS.TS Đỗ Quang Huy, giảng viên cao cấp Khoa Môi trƣờng, Trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc Gia Hà Nội tận tình hƣớng dẫn, góp ý cho tơi q trình thực luận văn, đồng thời tạo điều kiện thuận lợi để tơi hồn thành luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu nhà trƣờng tồn thể thầy, giáo Khoa Mơi trƣờng, Trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội tận tình giảng dạy, truyền đạt kiến thức tạo điều kiện để đƣợc học tập nghiên cứu khoa học trƣờng Tôi xin gửi đến Ban Lãnh đạo Công ty Cổ phần Nhiệt điện Quảng Ninh, anh Lƣơng Cơng Bính – cán Phịng kỹ thuật an tồnmơi trƣờng giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi cho đƣợc đến nhà máy thực tập, thu thập số liệu phục vụ cho nội dung báo cáo Cuối cùng, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn chân thành sâu sắc gia đình hỗ trợ, động viên tơi có sức mạnh vƣợt qua khó khăn suốt trình học tập thực luận văn Tôi xin cảm ơn anh, chị, em, bạn bè thân hữu ln động viên, khuyến khích giúp đỡ tơi suốt q trình học tập Hà Nội, ngày tháng năm 2019 Học viên Phƣơng Thị Tâm TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT ASTM Hiệp hội thử nghiệm vật liệu Hoa Kỳ BTCLSC Bê tông chất lƣợng siêu cao BMCR Chế độ 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 GHCP Giới hạn cho phép FGD Hệ thốngkhử lƣu huỳnh MFA Tro tính; MKN Mất nung NMNĐ Nhà máy nhiệt điện KLR Khối lƣợng riêng PE Polyetylen PP Polypropylen QCVN Quy chuẩn kỹ thuật môi trƣờng quốc gia QĐ-BTNMT QCCP Quyết định - Bộ Tài Nguyên môi trƣờng RO Công suất định mức TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam Quy chuẩn cho phép TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƢƠNG TỔNG QUAN 1.1 Nhà máy nhiệt điện đốt than 1.1.1 Nhu cầu điện Việt Nam 1.1.2 Nhiên liệu nhà máy nhiệt điện đốt than 1.1.3 Công nghệ sản xuất nhà máy nhiệt điện đốt than 1.2 Nhà máy nhiệt điện Quảng Ninh 1.2.1 Đặc điểm điều kiện tự nhiên khu vực nhà máy 1.2.2 Chế độ thủy văn/ hải văn khu vực nhà máy 1.3 Bụi tro bay nhà máy nhiệt điện 10 1.4 Công nghệ thu hồi sử dụng tro bay nƣớc giới 15 1.4.1 Công nghệ thu hồi tro bay nƣớc 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 nƣớc 18 1.4.3 Công nghệ thu hồi sử dụng tro bay giới 20 1.4.3.1 Công nghệ thu hồi tro bay 20 1.4.3.2 Sử dụng tro bay giới 23 1.5 Công nghệ xử lý NOx 26 1.5.2 Hấp thụ khí NOx kiềm 26 1.5.3 Khử NOx có xúc tác nhiệt độ cao 26 1.5.4 Khử NOx với xúc tác chọn lọc 26 1.5.5 Phân hủy NOx chất khử dị thể 27 1.5.6 Phân hủy NOx chất khử đồng thể dị thể khơng có xúc tác 27 1.5.7 Dùng dung dịch nƣớc – cacbanic 27 CHƢƠNG 29 ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 29 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com 2.1 Đối tƣợng nghiên cứu 29 2.2 Phƣơng pháp nghiên cứu 29 2.2.1 Phƣơng pháp thu thập, hồi cứu kế thừa số liệu, tài liệu 29 2.2.2 Phƣơng pháp điều tra, khảo sát thực tế khu vực nghiên cứu 29 2.2.3 Phƣơng pháp thống kê xử lý số liệu 30 CHƢƠNG 31 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 31 3.1 Công nghệ sản xuất điện nhà máy nhiệt điện Quảng Ninh 31 3.1.1 Quy trình cơng nghệ sản xuất 31 3.1.2 Nhiên liệu sử dụng sản xuất điện nhà máy 33 3.1.3 Hiện trạng hệ thống thiết bị nhà máy nhiệt điện Quảng Ninh 42 3.1.4 Đánh giá 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 thu hồi tro bay nhà máy 60 3.3 Đề xuất giải pháp nâng cao hiệu suất thu hồi sử dụng tro bay 62 3.3.1 Các giải pháp nâng cao hiệu suất thu hồi 62 3.3.1.1 Thay nhiên liệu đốt 62 3.3.1.2 Nâng cao hiệu suất hoạt động hệ thống ESP 62 3.3.1.3 Lắp đặt thêm thiết bị xử lý khí NOx 62 3.3.2 Đề xuất giải pháp sử dụng tro bay 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 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com DANH MỤC HÌNH Hình 1 Chu trình Rankin nhà máy nhiệt điện đốt than Hình Sơ đồ nguyên lý nhà máy nhiệt điện đốt than Hình Sơ đồ vị trí nhà máy nhiệt điện Quảng Ninh Hình Cấu tạo thiết bị tuyển học 21 Hình Sơ đồ tuyển tro bay công nghệ tuyển 22 Hình 3.1 Sơ đồ quy trình công nghệ nhà máy nhiệt điện Quảng Ninh 31 Hình Nguyên lý hoạt động khử bụi tĩnh điện 46 Hình 3 Cấu tạo thiết bị lọc bụi tĩnh điện 47 Hình Thiết bị lọc bụi tĩnh điện ESP thu tro bay nhà máy 49 Hình Sơ đồ cơng nghệ xử lý nƣớc thải sản xuất nhà máy 53 Hình Tro bay thu đƣợc nhà máy Nhiệt điện Quảng Ninh 61 Hình Vị trí dự kiến lắp đặt hệ thống khử NOx (SCR) 63 Hình 3.8 Sơ đồ phun chất hấp thụ vào dịng khói 64 Hình PL1 Thiết bị khử bụi ESP nhà máy 73 Hình PL2.Thiết bị khử lƣu huỳnh nhà máy 73 Hình PL3 Băng tải than 74 Hình PL4 Kho than kín 74 Hình PL5 Kênh xả nƣớc làm mát 75 Hình PL6 Bãi chứa xỉ 75 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com DANH MỤC BẢNG Bảng 1 Lƣu lƣợng đỉnh lũ thiết kế suối đổ vào khu vực nhà máy Bảng Lƣu lƣợng đỉnh lũ thiết kế suối đổ vào khu vực bãi xỉ Bảng Phân loại tro bay theo tiêu chuẩn ASTM C618 11 Bảng Thành phần hoá học tro bay số quốc gia khác 12 Bảng Thành phần hoá học tro bay Việt Nam 12 Bảng Các thiết bị xử lý, khoảng kích thƣớc hạt xử lý phù hợp hiệu xử lý17 Bảng 3 Đặc tính kỹ thuật thiết bị hệ thống thu gom tro bay xỉ 39 Bảng Kết quan trắc khí thải online tổ máy 1&2, tổ máy 3&4 ngày 10/8/2017 50 Bảng Kết quan trắc khí thải online tổ máy 1&2, tổ máy 3&4 ngày 10/8/2017 (tiếp) 51 Bảng 3.6 Kết phân tích nƣớc mƣa chảy tràn nhà máy 52 Bảng 3.7 Kết phân tích chất lƣợng nƣớc thải sau xử lý tập trung lần 54 Bảng Kết phân tích chất lƣợng nƣớc thải lần 55 Bảng Kết phân tích tro bay vị trí 57 Bảng 3.10 Kết phân tích tro bay vị trí 57 Bảng 11 Thống kê khối lƣợng lƣợng tro, xỉ, thạch cao nhà máy năm gần đây60 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com MỞ ĐẦU Sản xuất điện sử dụng than đƣợc áp dụng từ lâu giới, loại hình sản xuất điện đơn giản rẻ tiền Bên cạnh sản xuất điện từ sức gió nƣớc đƣợc khuyến khích phát triển nhằm đáp ứng nhu cầu sử dụng điện ngƣời dân Ở Việt Nam, nƣớccó 26 nhà máy nhiệt điện sử dụng than vận hành cho công suất 13810 MW tiêu thụ khoảng 47,8 triệu than năm Theo quy hoạch ngành điện, dự kiến đến năm 2020 có thêm 30 nhà máy nhiệt điện sử dụng than đƣợc đƣa vào vận hành, nâng công suất năm lên 50000 MW Việc tăng công suất nhà máy nhiệt điện dẫn đến năm làm phát thải môi trƣờng khoảng 60 triệu tro, xỉ Sản xuất điện từ nguồn nhiên liệu than có ý nghĩa tích cực to lớn mặt kinh tế; gây nhiều vấn đề mơi trƣờng nhƣ bụi, khí thải độc hại, nƣớc thải, chất thải rắn, đặc biệt là tro xỉ tro bay Quảng Ninh tỉnh có nhiều tài nguyên khoáng sản, đặc biệt than đá, thuận lợi cho phát triển nhà máy điện sử dụng than Một số nhà máy nhiệt điện lớn thuộc tỉnh Quảng Ninh nhà máy nhiệt điện Quảng Ninh Nhà máy đặt Phƣờng Hà Khánh, thành phố Hạ Long, tỉnh Quảng Ninh Nhà máy đƣợc xây dựng vào năm 2002 với tổng công suất 1200 MW, gồm bốn tổ máy, tổ máy có cơng suất 300 MW Từ vào hoạt động năm 2011, nhà máy nhiệt điện Quảng Ninh thuộc Công ty cổ phần nhiệt điện Quảng Ninh quan tâm đến công tác xử lý môi trƣờng để đảm bảo hàm lƣợng bụi khí NOx khí thải lị nằm giới hạn cho phép So sánh thông số bụi NOx thiết kế theo TCVN 5939 – 1995 với quy định QCVN 22: 2009/BTNMT phát thải bụi NOx từ khí thải lị nhà máy nhiệt điện Quảng Ninh chƣa đáp ứng yêu cầu Đã có báo cáo thực trạng cơng nghệ sản xuất nhà máychỉ nhiều vấn đề môi trƣờng nhà máy cần quan tâm nhƣ nƣớc thải, khí thải vấn đề chất thải rắn Tuy nhiên vấn đề đƣợc quan tâm hạn chế, đặc biệt vấn đề quản lý xử lý tro xỉ TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Thạch cao đƣợc tạo từ hệ thống khử lƣu huỳnh (FGD) định kỳ bơm bùn thạch cao, lẫn tro bay xỉ đẩy lên bãi chứa bơm qua đƣờng ống thép khép kín Bãi chứa có diện tích 160 ha, cách nhà máy 1,2 km phía Đơng Trong mặt bãi chứa có lắp đặt hệ thống bơm tuần hoàn, thu nƣớc lắng bãi chứa bơm cấp nhà máy cho mục đích chuyển tải tro bay xỉ Vì nhà máy không thải nƣớc môi trƣờng Bãi chứa đƣợc thiết kế tính tốn cho 25 hoạt động Hiện tại, nhà máy có hợp đồng cung cấp tro bay khô với số đối tác lĩnh vực xây dựng Nhà máy thu hồi tro bay khô thiết bị lọc bụi tĩnh điện, phần tro bay khô đƣợc cấp cho khách hàng trực tiếp từ silo chuyển vào xe bồn chun dụng kín, phần cịn lại đƣợc bơm chuyển bãi chứa theo phƣơng pháp ƣớt Toàn bãi chứa đƣợc thiết kế hoạt động tách biệt với mơi trƣờng bên ngồi để tránh nhiễm cho nguồn đất nƣớc khu vực xung quanh Tro bay thu hồi thiết bị lọc bụi tĩnh điện thu đƣợc tro bay khơ, có độ mịn kích thƣớc phù hợp (hình 3.6) đáp ứng mục đích sản xuất vật liệu xây dựng nhƣ xi măng, bê tơng,… Hình Tro bay thu đƣợc nhà máy Nhiệt điện Quảng Ninh 61 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com 3.3 Đề xuất giải pháp nâng cao hiệu suất thu hồi sử dụng tro bay 3.3.1 Các giải pháp nâng cao hiệu suất thu hồi Từ phân tích, đánh giá mặt mạnh hạn chế dây chuyền công nghệ sản xuất điện công nghệ thu hồi tro bay phần trên, đề xuất giải pháp để nâng cao hiệu suất thu hồi tro bay nhà máy: 3.3.1.1 Thay nhiên liệu đốt Than: Từ kết nghiên cứu, than nhà máy sử dụng than cám Hòn Gai có chất lƣợng xấu, nhiệt trị thấp, độ tro cao (29,74 %) thay loại than có chất lƣợng tốt hơn, độ tro thấp để giảm phát thải tro bay xỉ nhà máy Dầu: Nhƣ phân tích trên, hệ thống vịi phun dầu đốt phục vụ khởi động lò ban đầu đƣợc thiết kế để đốt dầu DO Tuy nhiên nhà máy sử dụng dầu FO để đốt Vì thời gian tới, đề xuất thay dầu FO dầu DO để tăng hiệu đốt, tạo lƣợng nhiệt cao cho sản xuất điện 3.3.1.2 Nâng cao hiệu suất hoạt động hệ thống ESP Bụi tro bay nhà máy đƣợc thu gom khô hệ thống lọc bụi tĩnh điện Vì giải pháp nâng cao hiệu suất thu hồi tro bay nâng cấp, cải tạo hệ thống lọc bụi tĩnh điện ESP Đối với tổ máy Nhà máy Nhiệt điện Quảng Ninh, tiến hành thay máy biến áp chỉnh lƣu thƣờng máy biến áp chỉnh lƣu cao tần có điện áp làm việc 83+2 kV; Thay cải tạo tất cực lắng, cực phóng, đỡ, búa gõ, sứ cách điện trƣờng lọc bụi loại tốt cho tất trƣờng lọc bụi hệ thống ESP 3.3.1.3 Lắp đặt thêm thiết bị xử lý khí NOx Để đáp ứng quy chuẩn mơi trƣờng, nồng độ NOx khói thải đầu đảm bảo nhỏ 510 mg/Nm3 nhà máy phải lắp đặt thêm hệ thống xử lý NOx kiểu có xúc tác (SCR) đƣờng khói lị Vị trí lắp đặt đầu hâm nƣớc đƣợc hình 3.7 Amonia từ xe chuyên dụng nhà cung cấp đƣợc cấp vào bình chứavà cấp đến bình hịa trộn khí nén, đƣa qua vịi phun đặt trƣớc bình phản ứng xúc tác phun vào đƣờng khói để khử NOx Các thiết bị hệ thống SCR cho tổ máy: 62 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com + Hệ thống tích trữ amonia: bình dung tích 95 m3 + Máy nén cái, + Bơm amonia cái, + Hệ thống bốc amonia gồm bình bốc bình chứa, bình 1,5 m3 (02 làm việc dự phòng) thiết bị đo lƣờng, điều khiển, giám sát, + Các thiết bị hệ thống SCR cho tổ máy: - Hệ thống giàn phun, hồ trộn bình phản ứng xúc tác (Catalyst Reactor) 02 (mỗi nhánh kèm hệ thống thổi bụi hơi, kích thƣớc sơ lị phản ứng 6,60 m x 8,5 m x 10,0 m (dài x rộng x cao) - Quạt cấp khơng khí hồ trộn (Dilution air Fan): x 100 % Hình Vị trí dự kiến lắp đặt hệ thống khử NOx (SCR) Khi NH3 dƣ khí thải sau SCR điều kiện phù hợp độ phân bố hoà trộn, vùng nhiệt độ thích hợp phản ứng với SO3 khí thải tạo thành NH4HSO4 (NH4)2SO4 (NH4)2SO4 dạng chất bột khô, phần chất lỏng sệt dính bề mặt bị thiêu kết Trong vận hành bình thƣờng xảy tƣợng hầu nhƣ NH4HSO4 bị thiêu kết bề mặt phần cuối sấy khơng khí đƣợc thải ngồi theo tro bay phễu sấy khơng khí.Một phần nhỏ NH4HSO4 (NH4)2SO4 bay theo dịng khí thải vào hệ thống ESP.Thông thƣờng 63 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com hệ thống ESP đƣợc vận hành khoảng nhiệt độ 145-150 oC khả thiêu kết H4HSO4 cực hệ thống ESP thấp nhƣng xảy điều này, làm giảm khả phóng điện cực phóng khả hút cực lắng Ngoài (NH4)2SO4 lẫn vào tro bay làm giảm điện trở tro bay dẫn đến giảm hiệu suất hệ thống ESP Cả hai tƣợng tác động tiêu cực đến hiệu suất hệ thống ESP nhƣng mức độ suy giảm không đáng kể Để giảm hình thành NH4HSO4 (NH4)2SO4 phải giảm hình thành SO3, có số giải pháp nhƣ thay đổi nguồn than có hàm lƣợng lƣu huỳnh thấp, đốt than trộn, phun chất hấp thụ vào đƣờng khói, hình 3.8 Khi phun chất hấp thụ vào đƣờng khói giảm đƣợc hình thành SO nhƣng lại ảnh hƣởng đến hệ thống khác tăng chi phí vận hành Chất hấp thụ Lị Bộ khử NOx Thiết Bộ sấy khơng khí bị ESP FGD ống khói Hình 3.8 Sơ đồ phun chất hấp thụ vào dịng khói Kinh nghiệm giới chứng minh giải pháp tốt điều khiển hàm lƣợng NH3 dƣ giải thiết kế cho phép không ảnh hƣởng đến vận hành hệ thống ESP hệ thống phía sau NH4+ + OH- ↔ NH3 + H2O NH4 phân tử hoà tan dễ dàng giải phóng khỏi dung dịch thành khí NH3 tự do, có mùi nặng, làm ngƣời sử dụng khó chấp nhận Các nghiên cứu tro xỉ chứa hợp chất NH4 không vƣợt 100 ppm khơng phát tìm thấy 64 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com mùi NH3 Vì để đảm bảo khơng có vấn đề xảy trình sử dụng tro xỉ, hàm lƣợng hợp chất NH4 chứa tro xỉ không lớn 100 ppm 3.3.2 Đề xuất giải pháp sử dụng tro bay nhà máy nhiệt điện Qua tìm hiểu ví dụ ứng dụng sử dụng tro bay nƣớc giới phần tổng quan cho thấy, tro bay nguyên liệu tiềm tuyệt vời dùng để sản xuất vật liệu xây dựng nhƣ xi măng pha trộn, gạch tro bay, gạch ốp lát khối rỗng xây dựng 3.3.2.1 Sử dụng tro bay sản xuất bê tông thương phẩm Hiện Công ty Hàn Quốc Hải Dƣơng sử dụng thiết bị tổng hợp đa tính để sản xuất bê tông, xi măng hỗn hợp, vữa (vữa khơ, vữa rót khơng co ngót), phụ gia bê tông vữa loại từ tro bay nhà máy nhiệt điện Phả Lại Đây Cơng ty có thiết bị tiên tiến nhập 100 % từ Hàn Quốc với dây chuyền cơng nghệ sản xuất khép kín, gây ảnh hƣởng tới mơi trƣờng.Các quy trình cơng nghệ đƣợc trình bày nhƣ dƣới [10]: * Quy trình sản xuất bê tơng thƣơng phẩm: Tại nhà máy, tro bay đƣợc bơm vào silo nguyên liệu kín, qua hệ thống xử lý ly tâm, hạt phân tử nhỏ, nhẹ rơi xuống silo thành phẩm, hạt lớn đƣợc chuyển vào silo phế thải Sau lọc tuyển, phần cấp bán cho khách hàng, phần tro đạt chất lƣợng đƣợc Công ty sử dụng trộn với xi măng, cát, đá, nƣớc chất phụ gia thiết bị tổng hợp đa tính để tạo thành bê tông, xi măng hỗn hợp loại vữa, phụ gia dùng cho vữa bê tông Theo yêu cầu mác bê tông khối lƣợng bê tông cần cung cấp,nạp liệu vào máy tính, sau vào số mẻ cần phải trộn, hệ thống điều khiển tự động tính toán thực phối trộn vật liệu - Chuyển xi măng tro bay lên silo chứa, cốt liệu đƣợc xe xúc vận chuyển vào bunke chứa, nƣớc phụ gia đƣợc chuẩn bị sẵn thùng đựng trung gian - Hệ thống định lƣợng hoạt động, thực đồng thời công việc cân cốt liệu, cân xi măng cân nƣớc, phụ gia - Cân cốt liệu đƣợc thực theo nguyên tắc cộng dồn: Đầu tiên mở cửa xả bunke chứa đá 1, xả đủ đóng cửa xả bunke chứa đá 1, đồng thời mở cửa xả chứa đá tiếp tục mở cửa xả bunke chứa cát, cát đủ cửa xả đƣợc đóng lại…Q trình đƣợc diễn cân xong cốt liệu 65 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com - Cân hỗn hợp xi măng tro bay: mở cửa xả đáy silô chứa xi măng tro bay, cân đủ xi măng vít tải ngừng lại - Cân nƣớc phụ gia: nƣớc đƣợc bơm vào thùng cân sau cân đến phụ gia - Sau định lƣợng xong, thùng trộn quay, băng tải quay hoạt động xả cốt liệu xuống băng tải để chuyển lên phễu chờ trung gian, sau trộn xong mẻ bê tơng mở cửa xả thùng chờ cho vật liệu vào cối trộn Sau cốt liệu đƣợc xả hết vào thùng trộn bắt đầu xả xi măng, nƣớc phụ gia Thời gian trộn cối trộn cƣỡng khoảng 1s Hết thời gian trộn hỗn hợp bê tơng đƣợc xả vào xe chun chở bê tơng Khi xả hết bê tơng cửa thùng trộn đóng lại hệ thống điều khiển lại tiếp tục thực mẻ trộn Toàn quy trình đƣợc vận hành khép kín hồn tồn tự động, hạn chế tối đa khói bụi, khí thải nhƣ tiếng ồn ảnh hƣởng đến môi trƣờng sức khỏe ngừời 3.3.2.2 Sản xuất xi măng hỗn hợp Nhƣ phần tổng quan nghiên cứu, tro bay ứng dụng để sản xuất xi măng hỗn hợp Theo quy định, tổng lƣợng phụ gia khống xi măng hỗn hợp tính theo khối lƣợng khơng lớn 40 %, phụ gia đầy khơng lớn 20 % Phụ gia khống vật liệu khống vơ có nguồn gốc tự nhiên nhân tạo, đƣợc phân thành loại phụ gia khống hoạt tính phụ gia đầy Theo nguồn gốc tạo thành, phụ gia khống hoạt tính có loại tự nhiên nhân tạo Tro xỉ nhiệt điện phụ gia khống hoạt tính nhân tạo.Nhƣ tro bay đƣa vào làm chất độn sản xuất xi măng hỗn hợp Thuyết minh quy trình cơng nghệ sản xuất: Theo yêu cầu loại xi măng khối lƣợng xi măng cần cung cấp, nhân viên sản xuất đƣa liệu vào máy tính, hệ thống điều khiển tự động làm việc Các nguyên liệu tro bay, xi măng, chất phụ gia đƣợc đƣa vào silo chứa tƣơng ứng với tỷ lệ tro bay: xi măng: chất phụ gia 15: 5: Hệ thống định lƣợng hoạt động, thực đồng thời công việc cân tro bay, cân xi măng cân phụ gia Từ silo chứa nguyên liệu đƣợc chuyển qua hệ thống trung chuyển tới máy trộn Tại toàn nguyên liệu đƣợc trộn qua băng tải guồng xoắn chuyển tới silo thành phẩm Lúc thành phẩm đƣợc xả vào xe vận chuyển xả xuống thiết bị 66 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com đóng gói thành bao hồn thiện cấp cơng trình.Lƣợng xi măng hỗn hợp sản xuất m3/mẻ 3.3.2.3 Sản xuất gạch tro bay không nung Gạch tro bay không nung đƣợc ƣa chuộng sử dụng tính kinh tế thân thiện với mơi trƣờng Tuy nhiên nhà máy sản xuất gạch tro bay nƣớc cịn chƣa đƣợc phát triển Do nghiên cứu đề xuất quy trình sản xuất gạch tro bay không nung nhƣ sau: Các nguyện vật liệu bao gồm: tro bay, xỉ, đá vôi, cát, xi măng thạch cao sau qua phễu định lƣợng theo tỷ lệ phối trộn quy định đƣợc đƣa vào cối trộn nƣớc để trộn đều, tạo kết dính trƣớc đƣa vào khn định hình Tồn quy trình sản xuất đƣợc theo dõi qua internet để kiểm soát hoạt động sản xuất hạn chế đƣợc tác động xấu môi trƣờng ngƣời Gạch từ khn định hình cần sấy khơ nguồn lƣợng sẵn có sở sản xuất đƣợc dƣỡng hộ để thành tạo thành gạch thành phẩm Toàn dây chuyền sản xuất đƣợc vận hành hoàn toàn tự động Sản xuất gạch tro bay khơng nung có ý nghĩa lớn mơi trƣờng khơng cần sử dụng nhiệt nên giảm tiêu dùng lƣợng so với sản xuất gạch nung truyền thống Việc sản xuất gạch tro bay không nung tận dụng đƣợc lƣợng đáng kể tro bay xỉ than đƣợc tạo từ nhà máy nhiệt điện đốt than Tiết kiệm 84 % lƣợng đầu vào so với sản xuất gạch nung truyền thống, giảm phát thải CO2 Về chất lƣợng sản phẩm: gạch tro bay khơng nung có chất lƣợng tốt, đảm bảo đáp ứng yêu cầu xây dựng công trình 67 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ Kết luận Từ kết nghiên cứu luận văn rút số kết luận sau: Công nghệ sản xuất điện Nhà máy nhiệt điện Quảng Ninh công nghệ lị đốt than phun Đây cơng nghệ tiên tiến đƣợc áp dụng phổ biến giới Các nguồn chất thải: Tro bay, nƣớc thải khí thải đƣợc xử lý đảm bảo theo Quyết định số 767/QĐ-BTNMT Bộ Tài Nguyên môi trƣờng việc phê duyệt báo cáo đánh giá tác động môi trƣờng dự án nhà máy nhiệt điện Quảng Ninh ngày 18 tháng năm 2003 Tuy nhiên nồng độ NOx bụi khí thải đo đƣợc tƣơng ứng 616 mg/m3 (vƣợt 1,2 lần) 116,06 mg/Nm3 (vƣợt 1,13 lần) cao giới hạn cho phép so với QCVN 22: 2009/BTNMT cột B 510 mg/m3 102 mg/Nm3 Điện áp hệ thống lọc bụi tĩnh điện không đạt giá trị tối ƣu nên hệ thống lọc bụi tĩnh điện không loại bỏ đƣợc hết bụi khí thải, hệ thống lọc bụi tĩnh điện ESP loại bỏ đƣợc 696.341 tấn/năm; nhà máy tiêu thụ đƣợc 12,9 % lƣợng tro bay sinh q trình sản xuất Phần cịn lại đƣợc chứa bãi chứa xỉ Đã đề xuất 03 giải pháp sau để nâng cao hiệu suất thu hồi tro bay nhà máy là: thay nhiên liệu đốt, nâng cao hiệu suất hoạt động hệ thống ESP, lắp đặt thêm thiết bị xử lý khí NOx đề xuất 03 giải pháp để tận dụng lƣợng tro bay nhà máy làm bê tông thƣơng phẩm, làm xi măng hỗn hợp, làm gạch tro bay không nung Khuyến nghị Qua nghiên cứu đề tài, thấy: (i) than cấp cho nhà máy sử dụng chất lƣợng thấp, độ tro cao nhiên liệu dầu FO đốt phụ trợ khởi động lò chƣa với thiết kế vòi đốt dầu DO, (ii) Điện áp cấp cho hệ thống lọc bụi tĩnh điện chƣa đạt yêu cầu nhà máy chƣa có hệ thống khử NOx nên nồng độ bụi, khí NOx phát sinh cao, (iii) việc sử dụng tro bay nhà máy cịn hạn chế Từ tác giả đƣa số khuyến nghị nhƣ sau: + Thay loại than có chất lƣợng tốt hơn, có độ tro thấp hàm lƣợng S thấp Đồng thời thay nhiên liệu dầu FO dầu DO 68 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com + Cải tạo, thay tất cực lắng, cực phóng, sứ cách điện hệ thống lọc bụi tĩnh điện ESP loại tốt nâng điện áp hoạt động lên 35-70 kV để đảm bảo yêu cầu làm việc đạt hiệu suất cao + Lắp đặt thêm thiết bị khử NOx (bộ khử SCR) để đảm bảo NOx đạt giới hạn cho phép QCVN 22: 2009/BTNMT, cột B theo yêu cầu hành + Tận dụng tro bay thu đƣợc nhà máy làm nguyên liệu cho số ngành sản xuất vật liệu xây dựng nhƣ bê tông thƣơng phẩm, xi măng hỗn hợp, gạch tro bay không nung 69 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Bộ Tài nguyên Môi trƣờng (2011), QCVN 40: 2011/BTNMT – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia nước thải công nghiệp Bộ Tài nguyên Môi trƣờng (2009), QCVN 22: 2009/BTNMT – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia khí thải nhà máy nhiệt điện Bộ Tài nguyên Môi trƣờng (2009), QCVN 07: 2009/BTNMT– Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia ngưỡng nguy hại Bộ Y Tế (2016), QCVN 24: 2016/BYT – Quy chuẩn kỹ thuật Quốc Gia tiếng ồn – Mức tiếp xúc cho phép tiếng ồn nơi làm việc Công ty cổ phầnnhiệt điện Quảng Ninh (2003), Báo cáo đánh giá tác động môi trường dự án nhà máy nhiệt điện Quảng Ninh Công ty cổ phần nhiệt điện Quảng Ninh (2015), Báo cáo hồn thành cơng trình biện pháp bảo vệ môi trường nhà máy nhiệt điện Quảng Ninh Công ty cổ phần nhiệt điện Quảng Ninh (2015), Báo cáo xả nước thải vào nguồn nước Công ty cổ phần nhiệt điện Quảng Ninh (2015), Báo cáo khai thác nước mặt Công ty cổ phần nhiệt điện Quảng Ninh (2018), Báo cáo quan trắc chất lượng môi trường quý 10 Công ty cổ phần nhiệt điện Quảng Ninh (2011), Quy trình vận hành nồi 11 Công ty cổ phần nhiệt điện Quảng Ninh (2011), Quy trình vận hành hệ thống FGD 12 Công ty cổ phần nhiệt điện Quảng Ninh (2011), Quy trình vận hành hệ thống thải tro ướt 13 Công ty cổ phần nhiệt điện Quảng Ninh (2002), Thuyết minh thiết kế kỹ thuật nhà máy Nhiệt điện Quảng Ninh 14 Công ty TNHH Vina Fly Ash and Cement (2015), Báo cáo nghiên cứu khả thi dự án "Dự án xử lý tái chế tro bay” 15 Phạm Thị Chọn (2014), Nghiên cứu ảnh hưởng phụ gia hỗn hợp tro bay – CMC đến tính chất xi măng, Luận văn thạc sĩ khoa học, trƣờng Đại học khoa học Tự nhiên 70 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com 16 Tạ Ngọc Đôn, Võ Thị Liên (2005), “Zeolit từ tro bay: Tổng hợp, đặc trƣng ứng dụng III-Nghiên cứu chuyển hố tro bay thành zeolit X có độ tinh thể cao điều kiện mềm”, Tạp chí Hoá học ứng dụng, 5, 32-35 17 Lƣơng Nhƣ Hải (2015), Nghiên cứu ứng dụng tro bay làm chất độn gia cường cho vật liệu cao su cao su blend, Luận án tiến sĩ hóa học, Viện hóa học, Viện Hàn lâm khoa học công nghệ Việt Nam 18 Thái Hoàng (2010), Nghiên cứu chế tạo vật liệu compozit từ số nhựa nhiệt dẻo (PE, PP, EVA)/tro bay nhà máy nhiệt điện ứng dụng làm số sản phẩm dân dụng, Báo cáo tổng kết đề tài cấp Viện Khoa học Công nghệ Việt Nam 19 Nguyễn Thị Bích Ngọc (2012), Nghiên cứu sử dụng tro bay nhà máy nhiệt điện Phả Lại để cải tạo đất xám bạc màuở xã Tây Đằng, huyện Ba Vì, thành phố Hà Nội, Luận văn thạc sĩ khoa học, Trƣờng ĐHKHTN Hà Nội 20 Phan Thach (2007), Nghiên cứu, thiết kế cải tiến chế tạo cấu cấp liệu cho máy tuyển điện tro bay phương pháp khô nhà máy nhiệt điện để làm phụ gia bê tông cho đập thủy điện, báo cáo tổng kết đề tài nghiên cứu khoa học công nghệ cấp Bộ 21 Nguyễn Thị Thu, Nguyễn Đức Chuy (2002), “Nghiên cứu chuyển hóa tro bay Phả Lại thành sản phẩm chứa zeolit số tính chất đặc trƣng chúng”, Tạp chí khoa học số 4, Trƣờng ĐHSP Hà Nội 22 Viện lƣợng (2017), Thuyết minh nghiên cứu khả thi dự án nâng cấp, cải tạo hệ thống xử lý khí thải nhà máy nhiệt điện Quảng Ninh Tiếng Anh 23 Bui Hoang Bac, Bui Xuan Nam, Vu Dinh Hieu, Nguyen Tien Dung (2012),Characterization of a Vietnamese coal fly ash and its possible utilizations 24 D.C.D Nath, S Bandyopadhyay, J Campbell, A Yu, D Blackburn, C White (2010), “Surface-coated fly ash reinforced biodegradable poly(vinyl alcohol) composite films: part 2-analysis and characterization”, Applied Surface Science, 257, 1216–1221 25 Dr.Suhas V, Patil, Suryakant C, Nawle, Sunil J, Kulkarni (2013), “Industrial Applications of Fly ash”,International Journal of Science, Engineering and Technology Research (IJS, ETR),Vol 71 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com 26 Department of Mechanical Engineering, Faculty of Engineering & Technology, Jamia Millia Islamia, Jamianagar, New Delhi-110025, India (2013), “Disposal and Utilization of Fly Ash to Protect the Environment”, International Journal of Innovative Research in Science,Engineering and Technology (An ISO 3297: 2007 Certified Organization), Vol 27 Shu- Hua Ma, Min – Di Xu, Qiquige, Xiao- Hui Wang, and Xiao Zhou (2017),“Challenges and Developments in the Utilization of Fly Ash in China”, International Journal of Environmental Science and Development, Vol No 11 28 Surabhi (2017), “Fly ash in India: Generation vis-à-vis Utilization and Global perspective”,International Journal of Applied Chemistry, ISSN 0973 -1792 Vol 13, 29-52 29 Shaobin Wang, and Hongwei Wu (2006), “Environmental-benign utilisation of fly ash as low-cost adsorbents”, Journal of Hazardous Materials, 136 (3), 482-501 30 Le Van Thien, Ngo Thi Tuong Chau, Le Thi Tham Hong, Le Hoai Nam (2016), “Physico-chemical and Mineralogical Properties of Fly Ash from Thermal Power Stations in Northern Vietnam”,VNU Journal of Science: Earth and Environmental Sciences, Vol 32, No 1S, 334-341 31 Vimal Kumar, Gautam Goswami, Kiran A Zacharia Fly ash use in Agriculture: Issues & Concerns, http://www.tifac.org.in/news/pub.htm 32 Zhenhua Tang, Shuhua Ma, Jian Ding YuejiaoWang Shili Zheng and Guanjie Zhai (2013), Current Status and Prospect of fly ash utilization in China, World of coal ash (WOCA) conference in Lexington, http: //www.flyash.info 72 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com PHỤ LỤC MỘT SỐ HÌNH ẢNH Hình PL1 Thiết bị khử bụi ESP nhà máy Hình PL2.Thiết bị khử lƣu huỳnh nhà máy 73 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Băng tải than Hình PL3 Băng tải than Hình PL4 Kho than kín 74 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Hình PL5 Kênh xả nƣớc làm mát Hình PL6 Bãi chứa xỉ 75 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com ... THU HỒI, TÁI SỬ DỤNG TRO BAY CỦA NHÀ MÁY Chuyên ngành: Khoa học môi trƣờng Mã số : 8440301.01 LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS Đỗ Quang Huy Hà Nội – 2019 TIEU LUAN MOI... cấp Khoa Môi trƣờng, Trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc Gia Hà Nội tận tình hƣớng dẫn, góp ý cho tơi q trình thực luận văn, đồng thời tạo điều kiện thuận lợi để tơi hồn thành luận văn. .. xin cam đoan cơng trình nghiên cứu khoa học độc lập riêng tôi, Các thơng tin trích dẫn luận văn đƣợc rõ nguồn gốc Các số liệu sử dụng, kết nghiên cứu nêu luận văn tự tìm hiểu, phân tích cách trung