Nghiên cứu đề xuất biện pháp giảm thiểu phát thải co từ các lò hơi đốt một số nhiên liệu than đá và biomas nhằm giảm thiểu ô nhiễm và tiết kiệm năng lượng trên địa bàn tp hcm

ỦY BAN NHÂN DÂN TP HCM ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM SỞ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆN MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN BÁO CÁO NGHIỆM THU NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT BIỆN PHÁP GIẢM THIỂU PHÁT THẢI CO TỪ CÁC LÒ HƠI ĐỐT MỘT SỐ NHIÊN LIỆU (THAN ĐÁ VÀ BIOMAS) NHẰM GIẢM THIỂU Ô NHIỄM VÀ TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG TRÊN ĐỊA BÀN TP HCM CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI: ĐINH XUÂN THẮNG THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH THÁNG 03 NĂM 2018 ỦY BAN NHÂN DÂN TP HCM SỞ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ BÁO CÁO NGHIỆM THU (Đã chỉnh sửa theo góp ý hội đồng nghiệm thu ngày 19/03/2018) NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT BIỆN PHÁP GIẢM THIỂU PHÁT THẢI CO TỪ CÁC LÒ HƠI ĐỐT MỘT SỐ NHIÊN LIỆU (THAN ĐÁ VÀ BIOMAS) NHẰM GIẢM THIỂU Ô NHIỄM VÀ TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG TRÊN ĐỊA BÀN TP HCM CƠ QUAN CHỦ TRÌ CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI (Ký tên/đóng dấu xác nhận) (Ký tên) THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH THÁNG 03 NĂM 2018   TÓM TẮT NỘI DUNG NGHIÊN CỨU   Giảm thiểu khí CO độc hại từ lị đốt nhiên liệu nhằm giảm thiểu nhiễm mơi trường khơng khí tiết kiệm lượng nhu cầu thiết Theo kết khảo sát, nguyên nhân dẫn đến tình trạng phát thải CO cao q trình vận hành lị chủ yếu chế độ đốt: Hầu hết lò khảo sát cấp liệu vào lị thủ cơng vận hành kinh nghiệm công nhân; lị có quy trình vận hành chế độ đốt tự động hay phần mềm cài đặt sẵn; Việc cấp khí vào lị hút khí thải quạt gió điều chỉnh tay, số có biến tần, số khơng có biến tần dẫn đến tình trạng khí vào khơng đều, q trình cháy khơng hồn tồn gây phát thải CO Dựa cấu tạo hoạt động lò hữu, phương án đề xuất để giảm thiểu CO cho lò điều chỉnh chế độ đốt cách điều chỉnh tốc độ chạy quạt hút, quạt thổi thông qua biến tần; điều chỉnh chế độ vận hành vệ sinh lò; vệ sinh hệ thống xử lý Kết cho thấy việc điều chỉnh chế độ đốt có hiệu cao giảm thiểu phát thải CO i     SUMMARY OF RESEARCH CONTENT   Removal of CO is practically required for reducing air pollution and saving energy from boiler combustion processes According to the survey results, high CO emissions dunring boiler operation process is directly related to the combustion mode: 100% all of fuel input are carried out manually, 100% all of boilers are operated by the experiences of workers – none of them has automatic operation mode or pre-set sofware; The manual opertation of forced draft fan and induced draft fan with and without inverter leads to the unequal air distribution and inefficiency combustion which are the causes of high CO emission In this study, based on the structure and operation of the existing boiler to reduce the CO emission during the operation of boiler, the proposed option is to adjust the combustion mode by adjusting the fan speed through installed inverter, adjusting operation mode and cleaning boiler, cleaning the fluegas treatment system, Research results showed that it is possible to reduce CO emissions by adjusting the combustion regime ii   Nghiên cứu đề xuất biện pháp giảm thiểu phát thải CO từ lò đốt số nhiên liệu (than đá biomas) nhằm giảm thiểu ô nhiễm tiết kiệm lượng địa bàn TP HCM   MỤC LỤC TÓM TẮT NỘI DUNG NGHIÊN CỨU i  SUMMARY OF RESEARCH CONTENT ii  MỤC LỤC iii  DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT vi  DANH SÁCH BẢNG viii  DANH SÁCH HÌNH xi  PHẦN MỞ ĐẦU 1  THÔNG TIN CHUNG 1  MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 3  NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 3  SẢN PHẨM CỦA ĐỀ TÀI 4  CHƯƠNG I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 5  1.1 Tính cấp thiết – ý nghĩa khoa học – tính đề tài 5  1.1.1 Tính cấp thiết đề tài 5  1.1.2 Ý nghĩa khoa học tính 7  1.2 Cơng trình nghiên cứu nước 7  1.2.1 Tình hình nghiên cứu ngồi nước 7  1.2.2 Tình hình nghiên cứu nước 12  1.2.3 Đánh giá kết cơng trình nghiên cứu công bố 15  CHƯƠNG II: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 17  2.1 Cơ sở lý thuyết giảm thiểu CO q trình vận hành lị 17  2.1.1 Phân loại lò 17  2.1.2 Nhiên liệu sử dụng lị cơng nghiệp 20  Trang iii Nghiên cứu đề xuất biện pháp giảm thiểu phát thải CO từ lò đốt số nhiên liệu (than đá biomas) nhằm giảm thiểu ô nhiễm tiết kiệm lượng địa bàn TP HCM   2.1.3 Nguyên lý hoạt động lò 25  2.1.4 Đặc điểm khí thải lị 33  2.1.5 Cơ chế hình thành khí CO từ trình đốt nhiên liệu 35  2.1.6 Các phương pháp giảm thiểu yếu tố ảnh hưởng đến q trình giảm thiểu phát thải khí CO 38  2.2 Nội dung phương pháp nghiên cứu 54  2.2.1 Phương pháp luận 54  2.2.2 Phương pháp nghiên cứu 54  2.2.3 Nội dung nghiên cứu 55  CHƯƠNG III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 60  3.1 Điều tra, khảo sát, phân loại số lượng, chủng loại lượng phát thải CO lò (có cơng suất tấn/h trở lên) địa bàn Tp HCM 60  3.1.1 Điều tra, khảo sát, phân loại số lượng, chủng loại lượng phát thải CO lị (có cơng suất tấn/h trở lên) KCN/KCX 62  3.1.2 Điều tra, khảo sát, phân loại số lượng, chủng loại lượng phát thải CO lị (có cơng suất tấn/h trở lên) ngồi KCN/KCX 64  3.1.3 Hiện trạng nhiễm khí thải lò hơi, lò đốt 65  3.2 Điều tra đánh giá quy trình vận hành lò sử dụng số nhiên liệu phổ biến (than đá biomas) địa bàn TP HCM 67  3.2.1 Đánh giá quy trình vận hành lị địa bàn Tp HCM 67  3.2.2 Khảo sát lấy mẫu bổ sung xác định nồng độ ô nhiễm lị 69  3.3 Tính tốn nhiệt cho lị 74  3.3.2 Tính tốn cháy nhiên liệu 74  3.3.2 Tính tốn nhiệt lượng cần để tạo hóa nhiệt 82  3.3.3 Tính tốn khói thải tải lượng chất ô nhiễm 84  3.4 Kết thực 89  Trang iv Nghiên cứu đề xuất biện pháp giảm thiểu phát thải CO từ lò đốt số nhiên liệu (than đá biomas) nhằm giảm thiểu ô nhiễm tiết kiệm lượng địa bàn TP HCM   3.4.1 Danh sách sở tiến hành thực nghiệm 89  3.4.2 Kết vận hành thực tế hướng dẫn vận hành thực tế 91  3.4.3 Quy trình vận hành lò giảm thiểu CO 108  3.5 Các giải pháp tiết kiệm lượng lò hệ thống 110  3.5.1 Kiểm sốt hệ số khơng khí thừa 112  3.5.2 Giảm tổn thất khói thải 113  3.5.3 Giảm tổn thất khơng cháy hết hố học Q3 (q3): 113  3.5.4 Giảm tổn thất không cháy hết học Q4 (q4) 113  3.5.5 Tổn thất nhiệt nhiệt môi trường xung quanh Q5 (q5) 114  3.5.6 Giảm tổn thất tro xỉ Q6 (q6) 114  3.5.7 Giảm tổn thất nhiệt xả lò 114  3.5.8 Tận dụng nhiệt khói thải 115  3.5.9 Giải pháp tận dụng nhiệt từ nước xả lị 116  3.6 Tính tốn khả tiết kiệm lượng cho lị 117  3.7 Đề xuất giải pháp – lộ trình triển khai nhân rộng kết nghiên cứu 119  3.7.1 Công tác chuẩn bị 119  3.7.2 Dự kiến lộ trình thực 119  3.7.3 Chi phí lộ trình 120  3.7.4 Tổ chức thực 120  KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ 122  KẾT LUẬN 122  KIẾN NGHỊ 123  TÀI LIỆU THAM KHẢO 124  PHỤ LỤC 126  Trang v Nghiên cứu đề xuất biện pháp giảm thiểu phát thải CO từ lò đốt số nhiên liệu (than đá biomas) nhằm giảm thiểu ô nhiễm tiết kiệm lượng địa bàn TP HCM   DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT VIẾT TẮT THUẬT NGỮ TIẾNG VIỆT BTNMT Bộ Tài nguyên Môi trường BVTV Bảo vệ thực vật BYT Bộ Y tế CFB Circulating Fluidized Bed boiler – Lị tầng sơi tuần hồn CNMT Cơng nghệ mơi trường CO Carbon Monoxide DME Dimethyl ether DNTN Doanh nghiệp tư nhân ĐHBK Đại học Bách Khoa ĐHTN&MT Đại học Tài ngun Mơi trường GC-MS Sắc ký khí ghép khối phổ HTXL Hệ thống xử lý KCN Khu công nghiệp KCX Khu chế xuất KHCN Khoa học Công nghệ KPH Không phát MTV Một thành viên NCKH Nghiên cứu khoa học NCKHKT BHLĐ Nghiên cứu khoa học kỹ thuật – Bảo hộ lao động NN&PTNT Nông nghiệp phát triển nông thôn NIOSH Viện sức khỏe an toàn lao động quốc gia (Mỹ) Trang vi Nghiên cứu đề xuất biện pháp giảm thiểu phát thải CO từ lò đốt số nhiên liệu (than đá biomas) nhằm giảm thiểu ô nhiễm tiết kiệm lượng địa bàn TP HCM   VIẾT TẮT THUẬT NGỮ TIẾNG VIỆT QCVN Quy chuẩn Việt Nam TCVS Tiêu chuẩn vệ sinh THC Tổng hidrocacbon Trang vii Nghiên cứu đề xuất biện pháp giảm thiểu phát thải CO từ lò đốt số nhiên liệu (than đá biomas) nhằm giảm thiểu ô nhiễm tiết kiệm lượng địa bàn TP HCM   DANH SÁCH BẢNG Bảng So sánh đặc tính loại lị thường dùng cơng nghiệp 19 Bảng 2 Thành phần số nhiên liệu đốt .24 Bảng Lượng tối thiểu N2 lỏng (m3) để làm 150m3 khí thải chứa 6% khí CO .40 Bảng Phần trăm CO2 khí lị ứng với loại hình nhiên liệu 41 Bảng Các mức khí dư điển hình với loại nhiên liệu khác 42    Bảng Bảng tỷ lệ lấp đầy KCX-KCN địa bàn Tp.HCM 60 Bảng Thống kê tỷ lệ % công ty KCN/KCX sử dụng lị phân loại theo cơng suất 63 Bảng 3 Tỷ lệ % doanh nghiệp sử dụng lò theo loại nhiên liệu đốt 64 Bảng Thống kê tỷ lệ % cơng ty ngồi KCN/KCX sử dụng lị phân loại theo cơng suất 64 Bảng Kết lấy mẫu bổ sung khảo sát nồng độ chất ô nhiễm từ lị 71 Bảng Thành phần trung bình than 74 Bảng Tính tốn cháy than 75 Bảng Cân khối lượng chất tham gia chất tạo thành đốt than 76 Bảng Thành phần trung bình biomas (50% trấu + 50% mùn cưa) .78 Bảng 10 Tính tốn cháy biomas .79 Bảng 11 Cân khối lượng chất tham gia chất tạo thành đốt biomas .80 Bảng 12 Nhiệt lượng cần để tạo hóa nhiệt cho cơng suất lị khác 82 Trang viii   Công Stt Đơn vị suất (tấn/giờ) Nhiên liệu Nhiệt độ Lưu SO2 CO2 O2 C % % m3/h 96,7 19,40 1,18 1063 < 10 318 3359 161 11,83 9,03 19195 < 10 245 5515 o lượng mg/N m3 NOx mg/Nm3 CO mg/N m3 Cty TNHH Nhuộm 78 Ngọc Lan - H Bình Củi Chánh 79 80 Cty TNHH Liên Doanh Excelkind - H Củ Chi Cơ Sở Phú Thành - H Củ Chi Củi, vỏ điều Củi 237,5 15,16 5,75 2076 < 10 188 2950 Củi 225 13,64 7,22 2262 < 10 217 1360 Củi  209 15,58 5,31 1872 < 10 206 6120 Cty CP Đầu Tư Xây 81 Dựng Và May Thêu Tân Tiến - H Hóc Mơn Doanh Nghiệp Tư Nhân 82 Vưu Hồng Sơn - H Củ Chi     Công Stt Đơn vị suất (tấn/giờ) Nhiên liệu Nhiệt độ o Lưu CO2 O2 C % % m3/h lượng SO2 mg/N m3 NOx mg/Nm3 CO mg/N m3 Cty TNHH Sản Xuất 83 Thương Mại Dịch Vụ Củi  113,9 18,24 2,73 2840 < 10 106 3617 Vỏ điều 17,45 3,5 109 3815