Giáo trình ô nhiễm không khí part 8 ppsx

- 233 - Hình 6. 7: Ôxy hóa nhờ nhiệt Khí ô nhiễm sau khi được ôxy hóa ở nhiệt độ cao sẽ trở nên sạch và được thải vào trong khí quyển. Loại lò đốt này thường sinh ra ngọn lửa màu vàng, trong hình 6.8 có trình bày kỹ thuật này. Lò đốt cũng có thể được dùng để xử lý methyl mercaptan, H 2 S, mùi methyl sulfid từ trong các quá trình chế biến bột giấy, xử lý hơi sơn, hơi vani từ các nồi nấu, mùi sinh ra từ rang cà phê, hơi bụi từ các lò sưởi trong gia đình. Trong lò sưởi nhiên liệu đốt phụ được sử dụng làm chất tác động cho xảy ra quá trình cháy hoàn toàn dòng khí bốc lên và dùng một buồng lắng để thu hồi lượng bụi sinh ra. Hình 6.9, 6.10 trình bày những khoang đốt, nhiên liệu phụ và buồng lắng. + Đốt cháy bằng lửa: Đôi khi có trường hợp thích hợp với đốt trực tiếp, nó được thực hiện bằng cách hòa trộn trực tiếp khí cần đốt và không khí rồi đốt bằng lửa. Một thiết bò đánh lửa đặt trên đỉnh của ống khói được dùng để đánh lửa. Ngọn lửa được hình thành khi ôxy trong không khí xung quanh được tiếp xúc với khí hydrocacbon khuếch tán tới. Loại này áp dụng cho tất cả các nhà máy chế biến có phát sinh ra hydrocacbon, hydro, amoniắc, hydroxyanua hoặc một số loại chất khác. Với một vài loại chất khác tuỳ thuộc vào mức độ nguy hiểm, cần phải được kiểm tra trực tiếp - 234 - Hình 6.8. Đốt trực tiếp nhằm phát hiện kòp thời để bảo vệ cho cộng đồng con người và động, thực vật. Đốt cháy trực tiếp nhờ ngọn lửa là cách tốt nhất để xử lý chất ô nhiễm. Hình 6.11 minh hoạ cho phương thức đốt này. + Đốt xúc tác: là cách đốt lượng khí bốc ra ở nhiệt độ thấp, cách này được dùng khi khí phải đốt có nhiệt độ thấp và sạch, tức là khí chỉ chứa hơi và chất ô nhiễm có thể cháy (mà hầu như không chứa bụi). - 235 - Hình 6.9. Ống thải lò sưởi Quá trình đốt cháy khí thường ở khoảng nhiệt độ 350 – 450 0 C, có thể đốt cháy trực tiếp hoặc thông qua chất xúc tác. Về nhiệt độ thì nó làm tăng và đẩy mạnh quá trình ôxy hóa bằng cách đốt cháy hoặc phá hủy các yếu tố cần thiết có trong khí. Chất xúc tác có tác dụng đẩy mạnh quá trình ôxy hóa các chất cháy trong dòng khí và có thể làm giảm thấp nhiệt độ yêu cầu, kỹ thuật này đòi hỏi một mức độ tiêu thụ nhiên liệu chậm. Hợp kim platin, một vài loại oxit hoặc vanadi pentoxit là những loại thường dùng làm chất xúc tác, nhờ có chúng mà chỉ cần một nhiệt độ thấp cũng đủ thực hiện quá trình cháy. Một vài ứng dụng của kỹ thuật này là đốt hỗn hợp khí từ quá trình in thạch bản, phun sơn, nhà máy sản xuất acid nitric, nhà máy chế biến dầu mỡ, chất béo. Hình 6. 11 và 12 minh họa hệ thống đốt cháy xúc tác. - 236 - Hình 6.10. Đốt cháy nhiên liệu phụ trên mái (dùng cho các ống khói lò sưởi) - 237 - 6.1.4. Các hệ thống kiểm soát ô nhiễm khác Trong các kho chứa các thùng dầu lửa, nơi có nhiều dầu bay hơi, có thể thu hồi và ngưng tụ hơi hydrocacbon vào một thùng được treo trên mái, nhằm ngăn chặn chúng lan toả vào trong khí quyển. Trong việc kiểm soát mùi, việc bao kín và trung hòa có thể được thực hiện bằng cách thêm vào một yếu tố thích ứng với mùi, đủ để át hết mùi ở nồng độ cao hoặc trộn hai loại mùi có nồng độ tương đương, do đó chúng sẽ tự khử nhau. Một điều đáng lưu ý là mùi dùng để trung hòa phải là không độc, không gây cháy, không gây dò ứng hoặc ăn mòn. Ví d ụ, khi muốn át mùi cho xử lý nước thải người ta phun vani vào, hơi vani sẽ thay thế vò trí của hơi H 2 S và metal. Hình 6.11. Loại phun khí đốt cháy Có nhiều chất có thể gây ra mùi tồn tại ở dạng lỏng trong điều kiện không khí xung quanh. Làm lạnh hơi có thể xử lý được những mùi do làm ngưng tụ các hơi. Trong các lò tái chế và các cơ sở nghiền thực phẩm có thể ứng dụng của kỹ thuật này. Nhiều loại khí hữu cơ và hơi sinh ra các mùi có thể được khử bớt mùi bằng việc tạo ra quá trình ôxy hóa làm chuyển chúng sang dạng có ít mùi hơn, hóa chất dùng làm chất ôxy hóa là clo, ozon, thuốc tím (KMnO 4 ). - 238 - Hình 6.12: Quá trình đốt cháy xúc tác Biện pháp khử mùi trong các nhà máy chế biến các loại thòt có thể ứng dụng biện pháp xử lý mùi bằng phương pháp ôxy hóa nhờ hoá chất. Những phương pháp tổng quát dùng để kiểm soát cho từng nguồn ô nhiễm khí từ các nguồn cố đònh, bao hàm cả các kỹ thuật thường sử dụng được liệt kê để tham khảo ở cuối chương này. 6.2. THIẾT BỊ VÀ KỸ THUẬT KIỂM SOÁT Ô NHIỄM BỤI Để kiểm soát ô nhiễm bụi, ngoài các biện pháp về quản lý như: thay đổi nguyên liệu, nhiên liệu, thực hiện đúng các quy trình vận hành thiết bò và giảm công suất của thiết bò, người ta thường sử dụng các phương pháp lọc bụi. Thông thường, các phương pháp sau được sử dụng khá phổ biến: - Phương pháp lọc bụi khô; - Phương pháp lọc bụi ướt; - Phương pháp lọc bụi bằng tónh điện; Các căn cứ để chọn thiết bò: Để lựa chọn từng loại thiết bò thu bụi hoặc thiết bò lọc sạch bụi cần phải chú ý các điều kiện sau: 1/ Tính chất của bụi: Kích cỡ, hình dạng, mật độ, độ ẩm, tính hút ẩm (tức là tính hấp thụ hoặc hút hơi nước), tính dẫn điện, tính cháy, tính ăn mòn, độ mài mòn và tính độc của bụi. 2/ Tính chất của dòng khí mang bụi: Nhiệt độ, độ chứa ẩm, tính ăn mòn, tính - 239 - cháy, áp suất, độ ẩm tương đối, mật độ, tính dính, tính dẫn điện và tính độc của dòng khí có mang theo hạt bụi. 3/ Các tiêu chuẩn thải của nhà nước ban hành. 4/ Yếu tố phát sinh: Tốc độ sa lắng của bụi theo kích thước hạt bụi, lưu lượng dòng khí, nồng độ bụi, tính chất hoạt động của nguồn liên tục hay gián đoạn, hiệu quả mong muốn. 5/ Yếu tố kinh tế: Chi phi lắp đặt, vận hành, duy tu bảo dưỡng. 6/ Hiệu quả thu bụi: Kích cỡ hạt bụi có trong dòng khí là rất quan trọng cho khả năng thu bụi của thiết bò thu bụi, hay hiệu quả thu bụi phụ thuộc kích cỡ hạt bụi và độ phân tán. Ví dụ, với loại bụi lớn có thể có hiệu quả tốt với các loại thiết bò sử dụng lực trọng trường ví dụ buồng lắng bụi, trái lại với thiết bò lọc bụi túi vải thì thích hợp với các hạt bụi nhỏ nhưng lại nhanh bò bít kín hơn là với những hạt bụi lớn. 6.2.1. Phương pháp lọc bụi khô Phương pháp lọc bụi khô thường dùng để thu hồi các loại bụi có thể tận dụng lại hoặc tái chế. Ví dụ các loại bụi thuốc tây, cám, bụi gỗ… Các thiết bò sử dụng trong phương pháp lọc khô bao gồm: buồng lắng bụi, xyclon, lọc túi vải và thiết bò quán tính. a. Buồng lắng bụi Là một buồng kín trong đó vận tốc dòng khí chứa hạt bụi giảm tới một giá trò nào đó, đủ để cho các hạt bụi, hạt sương lắng tách ra khỏi dòng khí bằng trọng lực. Thiết bò này hầu hết có hiệu quả với những hạt bụi thô (kích thước lớn hơn 40 μm), kích thước hạt càng lớn thì hiệu quả càng cao. Bởi vì thiết bò này sử dụng có hiệu quả với một loại kích thước hạt nhất đònh, nên nó không có ý nghóa khi sử dụng để thu những hạt bụi nhỏ. Buồng lắng thường dùng để tách những hạt bụi thô trước, tiếp đó là đưa thiết bò khác có hiệu quả cao hơn để tách những hạt bụi nhỏ ví dụ túi vải, xyclon. Một vài ứng dụng thiết bò này là dùng trong lò vôi, lò đốt và các nhà máy chế biến thức ăn gia súc. b. Cyclon (Hoặc thiết bò lọc bụi ly tâm) Thiết bò bao gồm một hình trụ với một đường ống dẫn khí có lẫn bụi vào thiết bụi theo đường tiếp tuyến với hình trụ và một đường ống tại trục thiết bò dùng để thoát khí sạch ra. Vận tốc của dòng khí đi vào thường nằm trong khoảng 17 – 25 m/s sẽ tạo ra dòng không khí xoáy với lực ly tâm rất lớn làm cho các hạt bụi giảm động năng, giảm quán tính khi va đập vào thành thiết bò và lắng xuống phía dưới. Phía dưới là một đáy hình nón và một phễu thích hợp để thu bụi và lấy bụi ra. Dòng khí có chứa - 240 - bụi được sự trợ giúp của quạt, làm cho chúng chuyển động xoáy trong vỏ hình trụ và chuyển động dần xuống tới phần hình nón. Dòng khí chuyển động vượt quá xuống phần hình nón, tạo ra một lực ly tâm làm cho hạt bụi bò văng ra khỏi dòng khí, va chạm vào vách cyclon và cuối cùng rơi xuống phễu. Xyclon có thể được sử dụng dạng đơn hoặc xyclon dạng chùm tức là bao gồm nhiều xyclon m ắc song song với nhau Hình 6.13. Xyclon lọc bụi nhằm làm tăng hiệu quả lọc của tập hợp thiết bò, các thiết bò nhỏ do đường kính thu nhỏ nên làm tăng lực ly tâm tác dụng lên hạt bụi. Với những cyclon nhỏ thì có một vài khó khăn như là chúng dễ bò bít kín bởi bụi, vận tốc dòng khí cao khiến chúng sẽ dễ bò mài mòn hơn các cyclon lớn. Một vài ứng dụng quan trọng của loại thiết bò này là trong các nhà máy xi măng, công nghiệp sắt thép, nghiền lúa gạo thực phẩm, nhà máy nhựa đường, lọc dầu. Hình 6.13 trình bày một tổ hợp cyclon lọc bụi cơ học, chúng được mắc song song. c. Hệ thống lọc túi vải Hệ thống này bao gồm những túi vải hoặc túi sợi đan lại, dòng khí có lẫn bụi được hút vào trong ống nhờ một lực hút của quạt ly tâm. Những túi này được đan lại hoặc chế tạo cho kín một đầu. Hỗn hợp khí bụi đi vào trong túi, kết quả là bụi được giữ lại trong túi. Sử dụng túi lọc thì hiệu quả cao hơn là với các thiết bò lọc cơ học. Khi túi lọc được dùng bằng túi lọc nỉ hoặc các sợi tự nhiên thì các hạt bụi rất nhỏ cũng được giữ lại. Điều gây trở ngại đáng kể nhất là trở lực gây ra do túi. Để giảm bớt các - 241 - tác hại này thì có thể dùng thiết bò lọc tónh điện, va chạm, phát tán và lắng trọng lực được chọn tùy theo từng loại bụi thu hồi. Bụi càng bám nhiều vào các sợi vải thì trở lực do túi lọc càng tăng. Túi lọc phải được làm sạch theo đònh kỳ, tránh quá tải cho các quạt hút làm cho dòng khí có lẫn bụi không thể hút vào các túi lọc. Để làm sạch túi có thể dùng biện pháp rũ túi để làm sạch bụi ra khỏi túi hoặc có thể dùng các sóng âm thanh truyền trong không khí hoặc rũ bụi bằng phương pháp đổi ngược chiều dòng khí, dùng áp lực hoặc ép từ từ. Những loại sơiï khác nhau và sự khác nhau về cách dệt được sử dụng tùy theo từng mục đích. Một vài căn cứ để chọn túi lọc là nhiệt độ nung chảy, tính kháng axit hoặc kháng kiềm, tính chống mài mòn, chống co và năng suất lọc của các loại vải. Thông thường, năng suất lọc được lựa chọn trong khoảng 80 – 150 m 3 khí thải cho 1 m 2 vải lọc trong một giờ tùy theo nồng độ bụi và thành phần, tính chất của bụi. Một vài loại s ợi thường được dùng bao gồm sơiï bông, sợi len, nylon, sợi amiăng, sợi silicon, sợi thủy tinh. Hình 6.14. Lọc bụi túi vải Thiết bò lọc bụi túi vải thường đặt phía sau thiết bò lọc bụi cơ học để giữ lại những hạt bụi nhỏ mà quá trình lọc bụi cơ học không giữ lại được. Khi các hạt bụi thô hoàn toàn đã được tách ra thì lượng bụi giữ trong túi sẽ giảm đi. Một vài ứng dụng của túi lọc là trong các nhà máy ximăng, lò đốt, lò luyện thép và máy nghiền ngũ cốc. 6.2.2. Phương pháp lọc bụi bằng tónh điện - 242 - Thiết bò lắng tónh điện là sử dụng một hiệu điện thế cực cao để tách bụi, hơi, sương, khói khỏi dòng khí. Có bốn bước cơ bản được thực hiện là: - Dòng điện làm các hạt bụi bò ion hóa; - Chuyển các ion bụi từ các bề mặt thu bụi bằng lực điện trường; - Trung hòa điện tích của các ion bụi lắng trên bề mặt thu; - Tách bụi lắng ra khỏi bề mặt thu. Các hạt bụi có thể được tách ra bởi một áp lực hay nhờ rửa sạch. Thiết bò này có thể thu được những hạt bụi rất nhỏ (1 - 44 μm) với hiệu quả rất cao có thể đạt tới 99,99 %. Khi dòng khí chứa quá nhiều bụi chứa trong nó thì ta đặt một thiết bò thu bụi cơ học phía trước, lọc bớt lượng bụi thô trước khi lọc bằng thiết bò lắng tónh điện. Axít, chất thải, nhiệt độ cao và vật chất có tính ăn mòn đều có thể làm hư hại thiết bò. Thiết bò lắng tónh điện được ứng dụng trong các trường hợp: thu bụi tại khâu tán than đá thành bột dùng trong nhà máy nhiệt điện, nhà máy luyện thép, nghiền ximăng, sản xuất giấy. Hình 6 -15 trình bày thiết bò lắng tónh điện. Hình 6.15. Thiết bò lắng tónh điện 6.2.3. Phương pháp lọc bụi ướt Nguyên tắc của phương pháp lọc bụi ướt là người ta cho dòng không khí có chứa bụi tiếp xúc trực tiếp với dung môi (thường là nước). Quá trình tiếp xúc có thể ở dạng hạt (khi nước được phun thành các hạt nước có kích thước nhỏ và mật độ cao); dạng bề mặt khi thiết bò có sử dụng lớp đệm (nước chảy trên các bề mặt vật liệu đệm); dạng bọt khí khi sử dụng tháp sủi bọt hoặc tháp mâm. Các hạt bụi có thể kết dính lại [...]... mẫu không khí xung quanh là mẫu khí trong đó chứa đựng các chất ô nhiễm phân tán khắp trên bề mặt trái đất Mẫu không khí xung quanh là đối tượng chính để nói tới trong chương này PHẦN THỨ NHẤT: LẤY MẪU KHÔNG KHÍ XUNG QUANH 7.1 MỤC ĐÍCH CỦA LẤY MẪU KHÔNG KHÍ XUNG QUANH Mục đích của việc lấy mẫu khí xung quanh nhằm kiểm soát chất lượng môi trường không khí, dựa trên một cơ sở chuẩn về chất lượng môi trường... 1930 < RW ⊆ 2150 2150 < RW 65 71 76 87 99 110 121 132 143 6,0 6,3 6,5 7,1 7,6 8, 1 8, 6 9,1 9,6 8, 5 8, 5 8, 5 10,2 11,9 12,3 12 ,8 13,2 13,6 CO HC+NOx 58 19 67 76 84 93 101 110 20,5 22 23,5 25 26,5 28 Ghi chú: - Trọng lượng xe = trọng lượng xe không tải + 100 Kg Tất cả các giá trò được tính bằng g/lần thử nghiệm 6.3.2 Kiểm soát ô nhiễm không khí cho từng phương tiện giao thông - 250 - a Thiết bò kiểm soát... cứu bước đầu năm 1997 và 19 98 cũng cho thấy tải lượng chất ô nhiễm sinh ra do các hoạt động của giao thông vận tải là không nhỏ Trong các bảng 1.7 và 1 .8 chương 1 đã thống kê bước đầu tải lượng các chất ô nhiễm sinh ra tại thành phố Hồ Chí Minh do giao thông vận tải Đây là những con số không nhỏ - 246 - Từ mức độ phát thải chất ô nhiễm do không trang bò thiết bò kiểm soát ô nhiễm cho các phương tiện... các thông tin nền cho việc xác đònh lượng ô nhiễm và nguồn phát sinh ô nhiễm 7.2 TRÌNH TỰ CỦA VIỆC LẤY MẪU Trình tự lấy mẫu dựa trên cơ sở mẫu chất ô nhiễm, kỹ thuật thu chất ô nhiễm, lựa chọn thiết bò (phụ thuộc vào kỹ thuật lấy mẫu) và phương pháp phân tích (có quan hệ với thiết bò sử dụng) Mẫu không khí xung quanh liên quan đến việc phân tích lưu lượng không khí đã thu vào khi lấy mẫu (m3) Thông qua... chất ô nhiễm quan trọng; còn theo WHO năm 1 981 lượng chất độc hại sinh ra gây ô nhiễm không khí do các phương tiện giao thông vận tải là 51 %, còn lại là do khí thải công nghiệp và các nguồn khác Ở Mỹ, chỉ riêng các động cơ xe tải đã chiếm tới 39% tải lượng ô nhiễm do các phương tiện giao rhông vận tải gây nên trong số này Với từng loại chất ô nhiễm không khí thì các phương tiện vận tải tạo ra 50% các... và bụi vào khí quyển, SOx và bụi có trong khí quyển hầu hết được sinh ra từ các nguồn cố đònh Nếu các tác động tới đời sống động thực vật, tới sức khỏe con người tương đương với trọng lượng chất ô nhiễm mà chúng sinh ra thì các phương tiện vận tải phải chòu trách nhiệm khoảng dưới 10% những hiện tượng ô nhiễm không khí năm 19 68 (xem hình 6.17) - 245 - Hình 6.17 Tác động của ô nhiễm không khí ở Mỹ Ví... theo công ty sản xuất ô tô Chrysler Điều này buộc các nhà sản xuất và phân phối phải tuân theo: Không được tách thiết bò lọc khí ra hoặc phải - 2 48 - trao tận tay người tiêu dùng thiết bò xử lý ô nhiễm khí chưa qua sử dụng trước và sau khi bán hàng Nhà sản xuất cũng phải cho khách hàng biết được những chỉ dẫn thích hợp để duy tu bảo dưỡng thiết bò và những quy đònh kèm theo về khả năng gây ô nhiễm không. .. phố lớn, nơi mà các phương tiện giao thông và nạn ô nhiễm đang trở nên cực kỳ nghiêm trọng Câu hỏi kiểm tra và đánh giá: 1 Các biện pháp kiểm soát ô nhiễm không khí từ nguồn cố đònh? 2 Nguyên lý làm việc của các thiết bò xử lý khí thải? - 255 - 3 Yêu cầu khi lựa chọn dung dòch hấp thu? 4 yêu cầu khi lựa chọn chất hấp phụ? 5 Các biện pháp kiểm soát ô nhiễm không khí từ nguồn di động? Tài liệu tham khảo... trọng trong vai trò làm ô nhiễm không khí Chất ô nhiễm cấp II hay là những màn sương mù tạo ra trong khí quyển, sau khi những chất ô nhiễm cấp I lan tỏa vào khí quyển cũng là một điều rất đáng quan tâm Những chất như NO2, O3, PAN và aldehyde đã được nói tới trong phần trước Bụi sinh ra thành phần chủ yếu là chì và cacbon Bởi vậy ngày nay người ta đã điều chế ra loại xăng không chứa chì nhằm làm giảm... thông gió, Nhà xuất bản Xây dựng, Hà Nội, 19 98 2 Trần Ngọc Chấn, Ô nhiễm không khí và kỹ thuật xử lý, tập 2, 3; Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội, 2000 – 2001 3 Lê Ba, Kỹ thuật môi trường, Trường Đại học Bách khoa TP Hồ Chí Minh, 1 980 4 Võ Thò Ngọc Tươi, Võ Văn Bang, Vũ Bá Minh, Quá trình và thiết bò công nghệ hóa học, tập 3, Trường Đại học Bách khoa TP Hồ Chí Minh, 1993 Tiếng Anh 1 US Departerment . quan trọng trong vai trò làm ô nhiễm không khí. Chất ô nhiễm cấp II hay là những màn sương mù tạo ra trong khí quyển, sau khi những chất ô nhiễm cấp I lan tỏa vào khí quyển cũng là một điều. gây ô nhiễm không khí do các phương tiện giao thông vận tải là 51 %, còn lại là do khí thải công nghiệp và các nguồn khác. Ở Mỹ, chỉ riêng các động cơ xe tải đã chiếm tới 39% tải lượng ô nhiễm. sử dụng để xử lý đồng thời khí độc có trong dòng khí. 6.3. KIỂM SOÁT Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ TỪ NGUỒN DI ĐỘNG Trong chương 1 chúng ta đã đề cập đến ô nhiễm do giao thông vận tải gây ra ở thành