Chương 1: TỔNG QUAN
1.1 SỰCẦN THIẾT CUA DE TAI
Ngày nay, cùng với tiến bộ của khoa học kỹ thuật kéo theo sự phát triển mạnh mẽ của hầu hết các ngành sản xuất công nghiệp, nông nghiệp, dịch vụ làm cho bộ mặt đất nước thay đổi: các nhà máy xí nghiệp, các khu công nghiệp, khu chế xuất, các cơ sở chăn nuôi tập trung được hình thành Tất cả mọi sự thay đổi này déu hướng đến việc phục vụ nhu câu của con người, tạo điều kiện sống tốt hơn
Bên cạnh những mặt tích cực mang lại, đó là việc thải ra các loại chất bẩn đa
dang va độc hại, làm cho tình trạng môi trường ngày càng trở nên xấu đi Các chất thải độc hại có tác động xấu đối với con người, động vật, đất đai, cây cối và các công trình nhân tạo khác Nếu môi trường tiếp tục suy thoái sẽ dẫn đến hậu quả nghiêm trọng cho loài người Vì vậy, hiện nay vấn để bảo vệ môi trường đã không còn là nhiệm vụ mỗi quốc gia mà là nhiệm vụ của toàn câu và của toàn
thể nhân loại
Nước ta, trong giai đoạn đẩy mạnh quá trình cơng nghiệp hố, hiện đại hoá đất nước để đáp ứng việc hội nhập WTO, nhiều ngành công nghiệp đã không ngừng
phát triển và lớn mạnh, bên cạnh đó tài nguyên thiên nhiên đang dân cạn kiệt tỉ
lệ nghịch với các chất thải làm ô nhiễm môi trường Tuỳ từng loại và quy mô sản xuất của những ngành khác nhau mà mức độ gây ô nhiễm môi trường là rất khác
nhau Chẳng hạn như việc đốt nhiên liệu cho nổi hơi cũng gây ô nhiễm môi
trường:khí (hơi hoá chất độc hại), nước thải, chất thải rắn nhưng trong đó chỉ có
khí là ô nhiễm đáng kể
Tại các khu công nghiệp hiện nay, việc sử dụng nổi hơi từ nhiên liệu là than đá là rất phổ biến, thì việc quản lý và kiểm sốt các nguồn ơ nhiễm từ đây là việc làm
rất cần thiết để đảm bảo môi trường làm việc cho người lao động và bảo vệ môi
Trang 2
chon dé tai “tinh toán và thiết kế hệ thống xử lý khói thải - bụi từ nồi hơi đốt bằng than đá tại công ty C.P Group Việt Nam ” nhằm mục đích làm giảm các tác động đến môi trường, bảo vệ sức khỏe người lao động và người dân ở khu vực lân cận
1.2 MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI
Tính toán và thiết kế hệ thống xử lý khói thải - bụi từ nổi hơi đốt bằng than đá tại công ty C.P Group Việt Nam, tập trung giải quyết các mục tiêu chính sau đây: Đánh giá tác động môi trường tại Công ty C.P Group Việt Nam
Để xuất và đưa ra dây chuyển công nghệ xử lý khói thải —- bụi từ nổi hơi đốt bằng
than đá thích hợp có thể áp dụng cho Công ty nhằm giảm thiểu ô nhiễm môi trường do cơ sở gây ra
Để xuất việc tính toán và thiết kế các công trình đơn vị
Để xuất và đưa ra các giải pháp kinh tế hiệu quả nhất có thể áp dụng cho công ty 1.3 PHAM VIDE TAI
Để tài chỉ tập trung nghiên cứu tính toán và thiết kế hệ thống xử lý khói thải — bụi từ nổi hơi đốt bằng than đá tại công ty C.P Group Việt Nam
1.4 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
Nghiên cứu tổng quan về công ty C-P group Việt Nam
Nghiên cứu sơ lược về tình hình sản xuất và đặc điểm quy trình công nghệ của Công ty
Nghiên cứu nhằm xác định nguyên nhân gây ô nhiễm, từ đó phân tích và đánh giá mức độ gây ô nhiễm đối với môi trường lao động và môi trường xung quanh
Trang 3
Dé xuất các biện pháp ngăn ngừa ô nhiễm môi trường góp phần đảm bảo sự phát
triển cân đối giữa phát triển sản xuất và bảo vệ môi trường, sức khoẻ cho công
nhân
Để xuất các công nghệ xử lý ô nhiễm thích hợp nhằm hạn chế ô nhiễm góp phần
bảo vệ môi trường, bảo vệ sức khoẻ của người dân
1.5 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
1.5.1 Phương pháp luận nghiên cứu
Xây dựng quy trình công nghệ xử lý tại Công ty C.P Group Việt Nam dựa trên cơ sở phân tích thông tin về hiện trạng của Công ty và mối quan tâm của Ban Giám Đốc Công ty đối với vấn để môi trường
Những thông tin cần thiết cho quá trình phân tích phải được thu thập đây đủ và có
độ tin cậy cao Do đó, các thông tin trên phải được tổng hợp từ nhiều nguồn, đối
tượng khác nhau, trong đó có các thông tin từ Ban Giám Đốc, Cán bộ/công nhân viên trong Công ty và từ việc quan sát hiện trường
1.5.2 Phương pháp nghiên cứu
Quá trình làm đồ án tốt nghiệp đòi hỏi phải tiến hành với nhiều khía cạnh khác nhau, do đó phải vận dụng nhiều phương pháp khác nhau:
+ Phương pháp tổng hợp tài liệu
+ Phương pháp thu thập số liệu
+ Phương pháp điều tra khảo sát
Trang 4
Chương 2: GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC CÔNG TY C-P GROUP VIỆT NAM 2.1 LỊCH SỬ HÌNH THÀNH
Công ty TNHH Chăn nuôi CP việt Nam là công ty 100% vốn đầu tư nước
ngoài thuộc thuộc tập đoàn C.P (C.P Group), Thái Lan, có trụ sở chính tại 12” Floor, CP Tower, 313 Silom Road, Bangrak, Bangkok 10500, Thailand CP 1a 2 chữ cái đầu tiên cửa cụm từ Charoen Pokphand Tiền thân cửa tập
đoàn chỉ là một sạp nhỏ ở Bangkok-Thailand, do 2 anh em Ekochor và Siew Whooy điều hành, chuyên nhập khẩu hạt giống từ Trung Quốc về bán cho nông dân Thái Năm 1953 người con trai cả Ekochor cho xây dựng nhà máy thức ăn gia súc Choroen Pokphand đầu tiên
Trong 30 năm hoạt động và mở rộng, CP đã trở thành nhà vận hành thức ăn gia súc lớn thức 5 trên thế giới Đầu năm 90 năng suất thức ăn gia súc hằng
năm ở các nhà máy tại 14 nước đật 14 triệu tấn
Tại Việt Nam, Công ty TNHH Chăn nuôi CP Việt Nam được xây dựng theo giấy phép đầu tư số 545A/GP do Bộ kế hoạch và Đầu tư cấp ngày 22/11/1996 Công ty có trụ sở chính tại Khu Công Nghiệp Biên Hoà II — Thành Phố Biên Hoà, có văn phòng đại diện tại số 151 Xô Viết Nghệ Tĩnh,
phường 17 quận Bình Thạnh, Thành Phố Hồ Chí Minh và các chỉ nhánh tại
Hà Nội, Hải Phòng, Đà Nẵng, Khánh Hoà, Bình Thuận, Bà Rịa Vũng Tàu,
Đồng Nai, Tiền Giang, Bạc Liêu, Cần Thơ Hệ thống nhà máy và trại chăn
nuôi cửa công ty bao gồm: nhà máy thức ăn gia súc Hà Tây, Đồng Nai, Tién Giang), nhà máy sản xuất thiết bị dụng cụ chăn nuôi Đồng Nai, trại heo giống cao sản, trại gà bố mẹ, nhà máy ấp trứng CP,nhà máy chế biến
thực phẩm CP, phân xưởng công nghệ sinh học, nhà máy chế biến hải sản
Trang 5
đông lạnh, trại tôm giống Vĩnh Hảo - Bình Thuận và nhà máy sản xuất
thức ăn ni tơm 2.2 VỊ TRÍ ĐỊA LÝ - Tên Nhà máy : Nhà máy chế biến thức ăn tôm - Công ty TNHH CP.Việt Nam - Địa điểm : Khu công nghiệp Bàu Xéo - xã Sông Trầu - Huyện Trảng Bom - Đồng Nai - Diện tích : 52.000 m?
- Dién thoai : 061 921502 —- 503 — 504 - 509 Fax :061.921513
- Hình thức đầu tư : 100% vốn đầu tư nước ngòai
- Cán bộ phụ trách môi trường : Lê Ngọc Nhi 2.3 CHỨC NĂNG HOẠT ĐỘNG
Trang 7
* Mô tả dây chuyển công nghệ :
se Khâu nhận nguyén liệu :Nguyên liệu (bột cá, bột vồtôm, bột gan mực, bột đậu tương, bột lứa mì ) được đổ vào máng nguyên liệu có trang bị
hệ thống hút bụi Sau đó, nguyên liệu được di chuyển ngang bằng hệ thống xích truyền và truyén lên cao bằng hệ thống gầu nâng có công suất 30
tấn/giờ Ở trên đỉnh cửa nhà máy, nguyên liệu sẽ đi qua sàn lọc để làm sạch và loại bỏổ tạp chất Tại đây có nam châm hút sạch các vật sắt thép có lẫn trong nguyên liệu
se Khâu xay nghiền :Những loại nguyên liệu có cấu trúc thô cần được
xay nghiển trước khi trộn thì được chuyển đến máy nghiên loại bua đập
Máy nghiền có trang bị máy hút bụi để khống chế bụi và đồng thời tăng
hiệu quả cửa máy nghiển Nguyên liệu đã được nghiển sẽ được chuyển
ngang bằng vít chuyển xoắn và chuyển lên gầu nâng vào các bổn chứa
nguyên liệu Công suất nghiển là 10 tấn / giờ (loại hai 12% độ ẩm và lưới
sàn 3,5 mm)
e _ Khâu cân mẻ trộn :Khâu này sử dụng vit tdi nạp nguyên liệu và cả 6 bộ phận xả nguyên liệu từ bổn vào máng cân Cân được điều khiển bằng máy vi tính có độ chính xác đến 1 kg Trọng lượng tối đa cửa mỗi mẻ là 3 tấn
e Khâu trộn :Số nguyên liệu đã cân được đổ vào 3 máy trộn nằm ngang trộn bằng ruy băng Nguyên liệu được trộn đều trong 5 phút và sau đó được chuyển sang công đoạn kế tiếp
e Khâu nghiền nhuyễn :Hệ thống nghiển nhuyễn (Atomizer) không sử dụng sàng lọc có trang thiết bị vi phân (Micro — separator) được dùng để
nghiền số nguyên liệu đã trộn đều trước cho trở nên thật nhuyễn và sau đó
được chuyển đến bộ phận lọc không khí bằng hệ thống truyền bằng sức hút Số nguyên liệu này được nhận tại một máng tràn (Surge hopper) ở phía trên máy trộn Công suất của hệ thống nghién nhuyễn là 12 tấn/giờ
e Khâu trộn lại :Số nguyên liệu đã được trộn sơ bộ và nghiển nhuyễn
lại được trộn lại thêm một lần nữa trong một loại máy trộn ngang sử dụng
tay khuấy ngắn có công suất 3 tấn /mẻ Tại công đoạn này, các nguyên liệu khác đã được nghiển nhuyễn từ trước và các loại prêmic được cho vào trộn chung Công suất của hệ thống trộn này là 12 tấn/giờ
e _ Khâu ép viên :Số nguyên liệu đã được trộn đều sẽ được đưa đến bộ phận sơ chế (Conditioner) của hệ thống ép viên Tại đây, số nguyên liệu
được xử lý bằng hơi nước sôi dưới áp suất để được gia tăng độ ẩm và đồng
Trang 8
cửa máy ép viên, thông thường là vào khoảng 1,2 - 2 tấn/giờ Viên thức ăn vừa ép xong sau khi đi qua khuôn ép sẽ được cắt để có bể dài mong muốn
e Khâu làm khô và nguội viên thức ăn vừa ép :Khi rời khỏi máy ép viên thì thức ăn có độ ẩm khoảng 16-17% và nhiệt độ khoảng 80-
90oC.Bằng cách cho bộ phận đi qua thiết bị làm khô, độ ẩm sẽ mất đi 5- 6%, và kế đến viên thức ăn khô sẽ được cho đi qua bộ phận làm nguội nhờ vậy nhiệt độ của viên thức ăn lúc này chỉ còn cao hơn nhiết độ môi trường xung quanh khoảng 15°C Công suất làm khô và nguội viên thức ăn là 6 tấn/giờ
e Khâu sàn viên :Viên thức ăn nguội được sàn lọc để loại bỏ những
viên quá cỡ và quá nhỏ Những viên quá nhỏ và bụi sẽ được chuyển đến
bổn trộn lại Công suất sàn là 10 tấn/giờ
e Khâu nghiền viên thành cốm :Các viền thức ăn quá kích cỡ sé được chuyển qua máy nghiền để tạo ra viên cám nhỏ có nhiều kích cỡ và bụi
cám Công suất nghiên là 6 tấn/giờ
e Khâu sàn cốm:Các viên dạng cốm sẽ được sàn lọc để loại bỏ phần
bụi cám và phân tách riêng biệt các cỡ viên thức ăn Công suất bộ phận
sàn cốm là 6 tấn/giờ
e Khâu đóng bao :Khâu đóng bao được thực hiện bằng các máy đóng bao tự động tốc độ nhanh Công suất đóng bao là § bao 25 kg/phút
se Nhập kho: Sau khi đóng bao thành phẩm sẽ đựơc vận chuyển tới kho
bằng xe nâng xếp thành từng chồng, gần nhau theo từng dấy khác nhau cửa đạng thức ăn tôm (dạng cốm, dạng viên) Xắp xếp theo thứ tự chồng nào vào trứơc xuất trứơc vào sau xuất sau
e_ Khâu vận chuyển :Thức ăn nuôi tôm thành phẩm sẽ vận chuyển đến khách hàng thông qua các xe vận tải của các đại lý Thông qua các đại lý của công ty thành phẩm sẽ đến tay người nuôi tôm
2.5 NHU CẦU NGUYÊN LIỆU
Các loại nguyên liệu chủ yếu dùng trong sản xuất thức ăn tôm chủ yếu là: bột cá, bột vỏ tôm, bột gan mực, bột đậu tương, bột lứa mì, chất kết dính, đầu cá, lecithin, premic sinh tố và premic khoáng
Trang 9
Nguyên liệu Đơn vị | Số lượng Nguồn cung cấp
1 Bột cá 65% Tấn 18.000 Nhập khẩu + trong nước 2 Bột vỏ tôm Tấn 3.000 Nhập khẩu + trong nước 3 Bột gan mực Tấn 4.800 Nhập khẩu 4 Bọt đậu tương | Tấn 9.000 Nhập khẩu 5 Bột lúa mì Tấn 13.000 Nhập khẩu 6 Chất kết dính | Tấn 3.600 Nhập khẩu 7 Dầu cá Tấn 1.200 Nhập khẩu
8 Lecithin Tan 1.800 Nhap khẩu
9 Prémic sinh t6 | Tan 1.800 Nhập khẩu 10.Prê mic Tấn 3.000 Nhập khẩu khoáng
Cộng 59.200
(Nguồn: Công ty CP Việt Nam) 2.6 NHU CẦU ĐIỆN, NƯỚC, NHIÊN LIỆU
Nhà máy hiện nay có 04 lò hơi (02 lò tại phân xưởng I, 02 lò tại phân xưởng II) hoạt động trong quá trình sẩn xuất nhiên liệu sử dụng là dầu EO Máy phát điện dự phòng khi cúp điện tại nhà máy là 2 máy, hoạt động không liên tục chỉ sử dụng khi gặp sự cố hệ thống điện lưới cung cấp cho
hoạt động của nhà máy bị cúp đột xuất
Trang 10
2.7 AN TOAN LAO DONG VA PHONG CHAY CHUA CHAY
Nhà máy đã bố trí nhà xưởng cách ly với văn phòng và các công trình khác trong khuôn viên nhà máy Đường xung quanh bên ngoài nhà xưởng được
tráng nhựa để xe cứu hoả có thể ra vào dễ dàng
Bố trí nhà xưởng thơng thống có những khoảng trống cần thiết đối với
từng thiết bị và ở vị trí cao ráo
Đã bố trí và duy trì tốt hệ thống chiếu sáng trong xưởng sản xuất
Tại khu nhà xưởng đã thực hiện nay đủ các biện pháp phòng chống sự cố môi trường trong nhà xưởng như phòn chống cháy nổ, phòng chống sét
Đã thực hiện tốt việc khám sức khoẻ định kỳ cho người lao động theo chế độ hằng năm Đã và đang tiến hành đo đạc, giám sát chất lượng môi trường cửa nhà máy theo định kỳ 2.8 NHỮNG NGUỒN GÂY Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG 2.8.1 Nước thải
e Ô nhiễm do nước mưa chẩy tràn:
Vào mùa mưa, nước mưa chảy trên mặt đất tại khu vực nhà máy sẽ
Trang 11
e© Ô nhiễm do nước thải sinh hoạt
Nước thải sinh hoạt phát sinh từ nhu cầu sinh hoạt cửa công nhân trong nhà máy, ước tính khoảng 24m /ngày Trong đó:
—= Nước dùng cho vệ sinh cửa công nhân trong Công ty:
Lượng công nhân cửa công ty tổng cộng là 335 người Và theo tiêu chuẩn TCN 20-33-85 Bộ Xây dựng, nước dùng cho sinh hoạt của công nhân là 45 líi/người/ca
Lượng nước sử dụng: 45lít x 335 = 15.075 m3/ngày
- Nước dùng cho nhu câu ăn uống, nhà ăn cửa công nhân trong Công ty: Theo tiêu chuẩn thiết kế TCVN 4474 -§7, lượng nước sử dụng cho nhà ăn tập thể cho 1 người/I bữa ăn là 25lí/người Do vậy lượng nước thải nhà ăn được tính như sau: Lượng nước thải = 335 người x 25 lit/ngudi =
8.375 m*/ngay
e Ô nhiễm do nước thải sản xuất
Nhà máy hiện nay đã đầu tư xây dựng hệ thống cống rãnh thu gom
nước thải tại hai xưởng sản xuất Nước thải cửa nhà máy phát sinh từ các nguồn: máy xử lý mùi, rữa cá tươi, rữa dầu mở cá, đậu nành, làm vệ sinh máy móc, khu tắm cửa công nhân bốc vác, từ máy xử lý khí thải lò hơi Lượng nước thải này trong đợt cao điểm nhất của nhà máy vào khoảng 80 m3/ ngày
Nhà máy hiện nay có một hệ thống xử lý nước thải sản xuất công suất 40m3/ngày Nước thải sau khi qua hệ thống xử lý này được chứa tại một hồ có diện tích 100m” và để cho bốc hơi nước Hiện nay hệ thống xử lý này đã quá tải không hoạt động được, nhà máy đang tiến hành xây dựng
hệ thống xử lý nước thẩi mới công suất 80mỶ/ngà y
Trang 12
Tiêu chuẩn nứơc thải được phép thải ra môi trường của nhà máy theo Phiếu xác nhận số 166/BĐK-KHCNMT ngày 1/02/2000 của Sở Khoa học, Công nghệ và Môi trường Đồng Nai phải được xử lý đạt tiêu chuẩn loại A theo Qui định bảo vệ môi trường tỉnh Đồng Nai
2.8.2 Chất thải rắn
Chất thải rắn trong công nghệ gồm hai loại:
e Cặn và bùn lắng tích luỹ theo thời gian trong các bể chứa
e Bùn lắng do quá trình xử lý nước thải trước khi thải ra môi trường
Loại cặn thứ nhất thì không nhiều và thường thì cặn lắng được thải ra cùng với nước thải Loại cặn thứ hai là cặn của những loại cặn hữu cơ, có độ ô nhiễm rất
cao
2.8.3 Không khí
e_ Mùi hôi từ các bể chứa thịt tôm cá thối: Dễ dàng bay hơi ra môi trường xung quanh làm ảnh hưởng đến môi trường và sức khỏc của công nhân
e Khí thải lò nung: Để vận hành lò hơi cho dây chuyển đòi hỏi phẩi sử dụng một lượng dầu E.O và than đá khá lớn Khi đốt cháy nhiên liệu thải ra môi trường một lượng khí ô nhiễm đáng kể mà các thành phần chính là: C,H;, các các hợp chất của oxi, lưu huỳnh, nitơ Trong đó các tác nhân cần kiểm soát là SO;, NO;, CO, Bụi Các khí này gây tác động xấu đến môi trường
e Hơi dung môi từ quá trình tẩy dầu mỡ
Trang 13
Chương 3: TỔNG QUAN VỀ BỤI VÀ MÔNÔ ÔXITCACBON (CO) 3.1 BUI (AEROSOL)
3.1.1 Khái niệm chung
Các phân tử chất rắn thể rời rạc(vụn) có thể được tạo ra trong quá trình nghiền, ngưng kết và các phẩn ứng hóa học khác nhau Dưới tác dụng của các dòng khí hoặc không khí, chúng chuyển thành trạng thái lơ lửng và trong những điều kiện nhất định chúng tạo thành thứ vật chất mà người ta gọi là bụi
Bụi là hệ thống gồm hai pha : pha khí và pha rắn rời rạc Các hạt bụi có kích thước nằm trong khoảng từ kích thước nguyên tử đến kích thước nhìn thấy được bằng mắt thường, có thời gian tổn tại ở dạng lơ lửng dài ngắn khác nhau
Sol khí là hệ thống vật chất rời rạc gồm từ những hạt thể rắn và thể lỏng ở dạng
lơ lửng trong thời gian dài không xác định Tốc độ lắng chìm của các hạt aerozon là rất bé, những hạt bé nhất của aerozon có kích thước gần bằng kích thước các nguyên tử lớn, còn những hạt lớn hơn có kích thước khoảng 0.2 - 1 um
Bụi thu giữ được hoặc đã lắng đọng đồng nghĩa với khái niệm “bột”, tức là loại vật chật vụn, rời rạc
3.1.2 Phân loại
Về kích thươc bụi được phân loại thành các loại:
Bụi thô, cát bụi (gri): gồm các hạt rắn có kích thước hạt lớn hơn 75 um
Trang 14
Khói: gồm các hạt vật chất có thể rắn hoặc lỏng được tạo thành trong quá trình
đốt cháy nhiên liệu hoặc quá trình ngưng tụ, có kích thước hạt từ l _- 5 um Hat bụi này có tính khuyếch tán rất ổ định trong khí quyển
Khói mịn: gồm những hạt chất rắn rất mịn, kích thước nhỏ hơn 1 um
Sương: hạt chất lỏng có kích thước nhỏ hơn 10 um Loại hạt cỡ này có một nông
độ đủ để làm giảm tâm nhìn thì được gọi là sương giá 3.1.3 Tác hại
Bụi gây ra nhiều tác hại khác nhau nhưng trong đó tác hại đối với sức khỏe con người là quan trọng nhất
Về sức khỏe, bụi có thể gây tổn thương với mắt, da hoặc hệ tiêu hóa(một cách ngẫu nhiên), nhưng chủ yếu vẫn là sự thâm nhập của bụi vào phổi do hít thở Ô nhiễm bụi gây tác hại đến sức khỏe đặc biệt nếu bụi chứa hóa chất độc hại Thành phần hóa học, thời gian tiếp xúc là các yếu tố ảnh hưởng đến các cơ quan nội tạng Mức đọ bụi trong bộ máy hô hấp phụ thuộc vào kích thước, hình dạng,
mật độ hạt bụi và cá nhân từng người
Bụi đất đá không gây ra các phẩn ứng phụ trong cơ thể người do các đặc tính tra và không chứa các hợp chất gây độc Bụi đất, cát có kích thước lớn (bụi thô), nặng, ít có khả năng đi vào phế nang phổi, ít ảnh hưởng đến sức khỏe
Bụi than tạo thành trong quá trình đốt nhiên liệu mà thành phần chủ yếu là các hợp chất HC đa vòng(ví dụ: 3.4-benzpyrene) là chất ô nhiễm có độc tính cao vì có khẩ năng gây ung thư Khi tiếp xúc, phần lớn bụi than có kích thước lớn hơn 5 micromet bị các dịch nhầy ở tuyến phế quản và các lông giữ lại Chỉ có các hạt bụi có kích thước nhỏ hơn 5 micromet là vào được phế nang Bụi vào phổi gây
Trang 15
kích thích cơ học, xơ hóa phổi dẫn đến các bệnh về hô hấp như khó thở, ho và khac đờm, ho ra máu, đau ngực
Tuy nhiên nguy hại cho sức khỏe nhất là bệnh phổi và các bệnh liên quan do bụi gây ra
Bệnh bụi phổi (Pneumoconiosis) là một thuật ngữ chung bao gồm một nhóm bệnh
nghề nghiệp do bụi lắng đọng trong phổi gây ra, được trình bày dưới này
Bệnh bụi silic phổi là bệnh đặc biệt nguy hiểm do hít thở bụi có chứa silic Bụi
silic có tầm quan trọng đặc biệt bởi các đặc tính gây nhiễm độc tế bào có thể để lại dấu vết do xơ hóa các mô làm giảm nghiêm trọng sự trao đổi khí của các tế bào phổi Công nhân trong nhiều ngành công nghiệp như khai thác than, khai thác đá, nghiền đá, đúc gang, phun cát rất dễ mắc các bệnh bụi phổi silic
Bệnh bụi amiang phổi là bệnh gây ra do bụi amiang Các hạt bụi amiang dạng sợi có kích thước tương đối dài khỏang 50 micromet Bụi amiang gây xơ hóa lá phổi và làm tổn thương trầm trọng hệ thống hô hấp Ngòai ra người ta còn phát hiện
khẩ năng gây ung thư phổi của bụi amiang
Bệnh bụi sắt và bụi thiếc là những bệnh phổi tương đối nhẹ, nó làm mờ phim chụp phổi bằng tia X-quang Bệnh tiến triển chậm và không gây nguy hại bằng
hai bệnh trên
Trang 16
3.2 MÔNÔ ÔXITCACBON (CO)
3.2.1 Khái niêm chung
CO có tên gọi là mônôxit cacbon, là một chất khí không màu, không mùi, bắt
cháy và có độc tính cao Nó là sản phẩm chính trong sự cháy khơng hồn tồn của cacbon và các hợp chất chứa cacbon
Có nhiều nguồn sinh ra CO khí thải của động cơ đốt trong tạo ra sau khi đốt các nhiên liệu gốc cacbon(gần như bất kỳ nguôn nhiên liệu nào, ngoại trừ Hidro
nguyên chất) có chứa CO đặc biệt khi nồng độ quá cao và nhiệt độ quá thấp có thể thực hiện việc oxi hóa trọn vẹn các HC trong nhiên liệu thành nước dạng hơi và CO, do khoảng thời gian tổn tại trong buồng đốt là quá ngắn và cũng có thể là
không đủ lượng oxi cần thiết Thông thường, việc thiết kế và vận hành buồng đốt sao cho có thể giảm lượng CO là khó khăn rất nhiều so với việc thiết kế để làm giảm lượng HC chưa cháy hết CO cũng tổn tại một lượng nhỏ nhưng tính về nồng độ là đáng kể trong khói thuốc lá Trong gia đình, khí CO được tạo ra khi các nguôn nhiên liệu như xăng, hơi đốt, dầu hay gỗ không cháy hết trong các thiết bi dùng chúng làm nhiên liệu như xe máy, ôtô, hay lò sửơi và bếp lò khí CO có thể thấm qua bêtông hàng giờ sau khi xe cộ đã rời khỏi gara
Trong quá khứ, ở một số quốc gia người ta sử dụng cái gọi là town gas để thắp sáng và cung cấp nhiệt ở thế kỷ 19 Town gas được tạo ra bằng cách cho một luồng hơi nước đi ngang qua hỗn hợp than cốc nóng đỏ, chất tạo thành sau phản ứng của nước và cacbon là hỗn hợp của hidro và CO phần ứng như sau:
H,0+C>CO+H,
Trang 17
Khí này ngày nay được thay thế bằng khí đốt thiên nhiên (khí mêtan) nhằm tránh
các tác động độc hại tiềm ẩn của nó Khi gỗ, sản phẩm của sự cháy khơng hồn
tồn của gỗ cũng chứa CO như là một sản phẩm chính 3.2.2 Tính chất vật lý và hóa học
e_ Tính chất hóa học:
Cấu trúc phân tử của CO được mô tả tốt nhất dựa theo thuyết quỹ đạo phân tử Độ dài của liên kết hóa học là 0,111 nanomet, chỉ ra rằng nó có đặc trưng liên kết ba một phân tử Phân tử có mô men lưỡng cực nhỏ và thông thường được biểu diễn bằng ba cấu trúc cộng hưởng C=ØO'`<>`C=O<>C`-O” Ở nhiệt độ thường CO ít hoạt động, các phan ứng của nó với các chất thường diễn ra ở nhiệt độ cao Ở nhiệt độ thường CO không phần ứng với oxi, nó cháy trong không khí ở khoắng 700°C 1
COG) + 3 Oulk) > CO,(k); AH yo = —283kI
Phản ứng tỏa nhiều nhiệt nên CO được dùng làm nhiệt liệu
Khi có ánh sáng mặt trời hoặc than hoạt tính xúc tác CO tác dụng với Clo tạo
thành COC];
Trang 18
Phản ứng của CO và H; với sự xúc tác của ZnO được hoạt hóa bằng Cu ở khoảng 250°C và áp suất 50atm sẽ tạo thành methanol
CO +2H, > CH,OH
Phản ứng này dùng trong công nghiệp để tổng hợp methanol
Khi kim loại Niken tạo ra hợp chất dễ bay hơi với CO, được biết đến với tên gọi Niken cacbonyl bị phân hủy rất nhanh ngược trở thành kim loại và khí CO, và nó được sử dụng làm nền tắng cho việc làm tinh khiết Niken
Nhiều kim loại khác cũng có khả năng tạo các hợp chất cacbonyl chứa các liên
kết cộng hóa trị với mono oxiteacbon, các chất này có thể tạo ra bằng một loạt
các phương pháp khác nhau Ví dụ như đun sôi Rutheni triclorua với triphênyl
phốt phin trong mêthoxyetanol (DEM) thì có thể thu được phức chất [RuHCI(CO)(PPh;);] Ñiken cacbonyl là đặc biệt do nó được tạo ra bằng tổ hợp
trực tiếp CO và Niken kim loại ở nhiệt độ phòng
Trong Niken cacbonyl và các cacbonyl khác, cặp điện tử trên nguyên tử cacbon được liên kết với ion kim loại Trong trường hợp này CO được nói đến như một nhóm cacbonyl
4CO + Ni— ”=—>Ni(CO),
Trang 19
CO thể hiện tính khử trong một số phản ứng với các oxit kim loại có độ hoạt động hóa học yếu ở nhiệt độ cao, chẳng hạn như CuO:
CÓ + CuO > CO, + Cu
CO có khẩ năng khử oxit của nhiều kim loại nên nó được sử dụng trong ngành luyện kim điều chế kim loại
3CO + Fe,O, ~> 3CO, +2ƑFe
3.2.3 Tác hại
Trang 20
Chương 4: TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ BỤI VÀ CO 4.1 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ BỤI
4.1.1 Thiét bi thu bui khé kiéu co hoc
Thiết bị thu hồi bụi khô hoạt động dựa trên cơ chế lắng khác nhau như trọng lực
(các buồng lắng bụi), quán tính (lắng bụi nhờ thay đổi hướng chuyển đổi của dòng khí hoặc nhờ vách ngăn) và l¡ tâm (các xiclon ướt đơn, nhóm và tổ hợp, các
thiết bị thu hổi xoáy và động)
Lọc bụi theo phương pháp trọng lực:
Các hạt bụi đều có khối lượng, dưới tác dụng của trọng lực các hạt có xu hướng
chuyển động từ trên xuống (đáy của thiết bị lọc bụi) Tuy nhiên đối với các hạt nhỏ ngoài tác dụng của trọng lực còn có lực chuyển động của dòng khí và lực ma sát của môi trường Như đã biết trở lực phụ thuộc vào nhiều nhân tố trong đó có kích thước hạt bụi do vậy sẽ ảnh hưởng đến tốc độ lắng của hạt
Lọc bụi theo phương pháp ly tâm — xiclon ướt - tấm chớp
Nguyên lý : Khi dòng chuyển động đổi hướng hoặc chuyển động theo đường
cong, ngoài trọng lực tác dụng lên hạt còn có lực quán tính, lực này lớn hơn nhiều lần so với trọng lực Dưới ảnh hưởng của lực quán tính, hạt có xu hướng chuyển động thẳng nghĩa là các hạt có khả năng tách ra khỏi dòng khí
Nguyên lý này được áp dụng cho các thiết bị lọc xiclon ướt, tấm chớp .Tuy nhiên các thiết bị này chỉ có khả năng tách các hạt bụi có kích thước > 10m nên khi dùng để lắng hạt bụi có kích thước nhỏ sẽ không có hiệu quả
e_ Giới thiệu về Xiclon ướt:
Là thiết bị lọc li tâm kiểu đứng, bụi khí vào thiết bị theo ống, có phễu và ống xả
bụi Dòng khí đưa vào phân trên của xiclon ướt Thân xiclon ướt thường là hình trụ có đáy hìng chóp cụt, ống khí vào thường có dạng hình chữ nhật được bố trí
Trang 21
theo phương tiếp tuyến với thân xiclon ướt Khí sạch được đưa ra ngoài ở trên đầu
thiết bị Khí vào xiclon ướt chuyển động theo đường xoắn ốc, dịch chuyển xuống
dưới và hình thành dòng xoáy ngoài Lúc đó các hạt bụi dước tác dụng của lực li
tâm văng vào thành xiclon ướt, tiến dần đến đáy chóp, dòng khí bắt đầu quay
ngược trở lại và chuyển động lên trên hình thành vòng xoắn trong Các hạt bụi văng đến thành dịch chuyển xuống dưới nhờ lực đẩy của dòng xoáy và trọng lực từ đó ra khỏi xiclon ướt qua ống xả bụi
Hiệu quả thu hồi bụi trong xiclon ướt tỷ lệ thuận với căn bật 2 vận tốc và tỉ lệ
nghịch với căn bật hai đường kính Do đó xiclon ướt làm việc tốt khi vận tốc dòng
khí cao và đường kính thiết bị nhỏ Ngoài ra còn có các thiết bị thu hồi bụi xoáy và thu hồi bụi cơ động
e_ Ưu điểm của xiclon ướt:
Thiết bị thu hồi dòng không khí xoáy xiclon ướt đã được sử dụng rộng rãi và lý thuyết về dòng khí xoáy là cơ sở thiết kế các thiết bị thu gom bụi quán tính Ngoai ra, thiét bi xiclon ướt vừa có cấu trúc đơn giản, giá thành rẻ, không có các
chi phí chuyển động phức tạp, vận hành dễ dàng, có thể sử dụng bất cứ vật liệu nào thích hợp Xiclon ướt thích hợp và được chọn trong việc xử lý bụi không cao
cấp và phức tạp, bụi có kích thước lớn và không độc hại Vật liệu chế tạo xiclon ướt không bị bó hẹp nên xiclon ướt có thể dùng trong những điều kiện đặc biệt như chống ăn mòn, mài mòn mà các thiết bị khác không khắc phục được
Ngòai ra, xiclon ướt có thể vận hành bình thường ở nhiệt độ lên đến 500C, thu
hôi dễ đàng các loại bụi có tính ăn món cao Xiclon ướt có thể làm việc ở áp suất lớn, trị số tổn thất áp lực ổn định, hiệu quả không giảm cho dòng khí có nồng độ
bụi cao
e©_ Nhược điểm cửa xiclon ướt:
Trang 22
Hiệu suất làm việc của xielon ướt phụ thuộc vào tốc độ dòng khí, tổn thất áp lực, đường kính xiclon ướt Theo lý thuyết, hiệu suất tỉ lệ thuận với tốc độ dòng khí, tỉ
lệ thuân với tổn thất áp lực và tỉ lệ nghịch với đường kính xiclon ướt, e Hiệu ứng lễ:
Trong vùng không gian giữa thân xiclon ướt và ống thoát, gần đỉnh của xiclon ướt, nơi ống dẫn khí vào có hiện tượng dòng xoáy phụ Dòng khí vào có vận tốc tăng dần từ thành xiclon ướt cho đến thành của ống dẫn khí thoát và sinh ra một dòng khí đi xuống Ngòai ra, do bán kính của ống thóat lớn hơn bán kính có dòng xóay có vận tốc lớn nhất bên trong ống khí thải, vận tốc dòng khí này không có vận tốc lớn như dòng khí thóat Thêm vào đó, có một dòng khí đi lên dọc theo thành của xiclon ướt ở gần đỉnh của phần trụ ngoài ý muốn Nó mang khí và cả những hạt
bụi đi chuyển trong vùng không gian giữa thành xiclon ướt và thành ống thải làm
giảm hiệu suất thu gom bụi
4.1.2 Làm sạch bụi bằng phương pháp ướt
Thiết bị thu hồi (theo phương pháp) ướt hoạt động dựa trên sự tiếp xúc của dòng khí bụi với chất lỏng được thực hiện bằng các biện pháp cơ bản sau :
Dòng khí bụi đi vào thiết bị và được rửa bằng chất lỏng Các hạt bụi được tách ra
khỏi khí nhờ va chạm với các giọt nước
Chất lỏng tưới ướt bề mặt làm việc của thiết bị còn dòng khí tiếp xúc với bể mặt này Các hạt bụi bị hút bởi màng nước và tách ra khỏi dòng khí Dòng khí bụi
được sục vào nước và bị chia ra thành các bọt khí; các hạt bụi bị dính ướt và loại ra khỏi khí
Do tiếp xúc với dòng khí nhiễm bụi với chất lỏng hình thành bể mặt tiếp xúc pha Bê mặt này bao gồm các bọt khí, tia khí, tia lỏng, giọt lỏng và màng lỏng Trong đa số thiết bị thu hồi bụi ướt tổn tại các dạng bể mặt khác nhau do đó bụi được thu hồi theo nhiều cơ chế khác nhau
Trang 23
4.1.3 Làm sạch bụi bằng phương pháp lọc
Khi cho khí chứa bụi qua vách ngăn xốp các hạt rắn được giữ lại còn khí xuyên qua nó hoàn toàn, đó là nguyên lý chung của thiết bị lọc bụi Trong quá trình lọc bụi các hạt bụi khô tích tụ trong các lỗ xốp hoặc tạo thành lớp bụi trên bể mặt vách ngăn, do đó chúng trở thành
môi trường lọc đối với các bụi đến sau Tuy nhiên bụi tích tụ càng nhiễu làm cho kich thước của lỗ xốp và độ xốp chung của vách ngăn càng giảm Vì vậy sao một thời gian làm việc cần phải phá vỡ và loại bỏ lớp bụi ra, như vây quá trình lọc bụi kết hợp với quá trình phục hồi vật liệu
Có thể chia làm 3 loại sau :
Thiết bị lọc hiệu suất > 99%, nồng độ bụi Cụụ¡ < Img/emỶ, vận tốc lọc < 10cm/s Thiết bị lọc không khí sử dụng trong hệ thống thông gió
Thiết bị lọc công nghiệp (vải, sợi, hạt )
4.1.4 Làm sạch bụi bằng điện trường
Trong thiết bị lọc điện khí xử lý bụi nhờ tác dụng của lực điện Các hạt bụi được tích điện và dưới tác dụng của trường điện chúng chuyển động đến gần và
lắng trên các bản điện cực Sự tích điện diễn ra trong trường phóng điện theo 2 cơ chế sau :
Cơ chế I : do tác dụng của điện trường các hạt (kích thước > 0,5um) bị bắn phá bởi các ion chuyển động theo hướng điện trường
Cơ chế 2 : do sự khuyếch tán của ion Cơ chế này áp dụng cho các hạt có kích
thước < 0,2um)
Trang 24
Cực âm : điện cực quầng sáng - để tích điện cho các hạt Đó là các dây dẫn mảnh được bố trí ở một khoảng cách nhất định
Cực lắng có bể mặt rộng hơn với nhiều hình dạng như gợn sóng, dạng trụ, dạng
lòng mảng Các yêu cầu cơ bản đối với điện cực lắng là bển cơ học, cứng và có khẩ năng tách bụi khi rung lắc
4.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ CO
4.2.1 Phuong pháp hấp thụ
Hấp thụ là kỹ thuật làm sạch khí thải dựa trên cơ sở hấp thụ khí độc hại bằng phương pháp phụ thuộc vào loại khí độc và dung dịch hấp thu Dùng nước hấp thu là rẻ nhất tuy nhiên hiệu quả không cao
Phương pháp hấp thu được chia làm 2 phương thức:
Hấp thu vật lý : chỉ xảy ra khi những phân tử bị hấp thụ không đi vào
những phân tử hấp thu Áp suất riêng phân của khí thành phân trong hỗn
hợp cao hơn áp suất cân bằng trên bể mặt dung dịch
Hấp thụ hoá học: chỉ xẩy ra khi những phân tử bị hấp thụ sẽ tác động
tương hỗ hoá học với các phân tử hoạt tính của chất hấp thụ Áp suất lực
can bằng của khí thành phần trên bề mặt dung dịch ít hơn hấp thụ vật lý và có khả năng tách ra hoàn toàn khỏi dòng khí thải
Phương pháp này sử dụng nhiều để xử lý các khí độc : HCI, HF, SiF4, CO2 Nguyên lý:
Không khí bẩn được đưa vào tháp hấp thu, rửa khí, chất lỏng trong ống phân phối (thường là nước) được phun thành các hạt nhỏ theo hướng cắt ngang hoặc ngược hướng với chuyển động của dòng khí thải Các hạt nhỏ li tỉ tiếp xúc với khí thải và hấp thu khí độc hại Một đầu của tháp hấp thu, thải ra chất lỏng sạch sau khi
được hấp thu qua vật liệu đệm Đầu còn lại của tháp thải ra khí khô sạch sau khi
được hấp thu ở lớp tách ẩm
Trang 25
e Ưu điểm: có thể sử dụng rất tốt phương pháp này với dung môi là nước có lợi về kinh tế
Có thể được sử dụng được kết hợp khi cần rử khí làm sạch bụi, khi trong khí thải có chứa cả bụi lẫn khí độc hại mà các chất khí có khả năng hòa tan tốt trong nước
e_ Nhược điểm: hiệu suất làm sạch không cao, hiệu suất làm sạch giảm khi nhiệt
độ dòng khí tăng cao nên không thể xử lý các dòng khí thải có nhiệt độ cao, quá trình hấp thụ là quá trình tỏa nhiệt nên khi thiết kế, xây doing và vận
hành hệ thống thiết bị hấp thụ xử lý khí thải nhiều trường hợp phải lắp đặt
thêm thiệt bị trao đổi nhiệt trong tháp hấp thụ để làm nguội thiết bị, tăng hiệu quả của quá trính xử lý như vậy thiệt bị sẽ trở nên công kểnh, vận hành phức
tập
Khi làm việc hiện tượng “sạc” rất dễ xẩy ra khi ta khống chế, điều chỉnh mật độ tưới của pha lỏng không tốt, đặc biệt khi dòng khí thải có khối lượng bụi lớn
Việc lựa chọn dung môi thích hợp sẽ rất khó khăn, khi chất khí cần xử lý không
có kha năng hòa tan Lựa chọn các dung môi hữu cơ sẽ nảy sinh vấn dé: cdc dung môi này độc hại cho người sử dụng và môi trường hay không? Việc lựa chọn dung môi thích hợp là bài toán hóc búa mang tính kinh tế và kỹ thuật Giá thành dung môi quyết định lớn đến giá thành xử lý và hiệu quả xử lý
Phải tái sinh dung môi (dòng chất thải thứ cấp) khi sử dụng dung môi đắt tiền hoặc chất gây ô nhiễm nguồn nước Hệ thống càng trở nên công kểnh và phức tạp
Trang 26
Khí thải có chứa một số hợp chất hữu cơ ít tan trong nước, nếu nước được lựa chọn là dung mô hấp thụ sẽ tổ ra kém hiệu quả Còn nếu sử dụng dung môi hữu cơ thì không kinh tế, hơn nữa có thể các dung môi hữu cơ này là các chất độc hại gây ô nhiễm môi trường không khí
Dòng khí thải sau các thiết bị trao đổi nhiệt, vẫn còn nhiệt độ rất cao nên hiêu quả hấp thụ sẽ giẩm rất nhiều
Khí thải có hàm lượng bụi khá lớn, còn chứa nhiều chất hữu cơ do quá trình đốt cháy không hòan tòan than đá có thể tạo ra mồ hóng làm tắc thiết bị nhất là với
tháp đệm
Chất lỏng sau hệ thống xử lý khí thải phải được xử lý thêm một lần nữa bằng hệ thống xử lý nước thải, điểu này rất gây tốn kém
4.2.2 Phương pháp hấp phụ
Hấp phụ là sự hấp các phân tử khí, hơi bể mặt chất rắn, người ta ứng dụng phương pháp hấp phụ để là sạch khí có hàm lượng tạp chất khí và hơi nhỏ
Vật liệu dùng để làm chất hấp phụ là các vật liệu xốp với bể mặt bên trong lớn
được tạo thành do tổng hợp nhiên liệu hoặc tự nhiên
Người ta chia hấp phụ ra làm 2 loại hấp phụ vật lý và hấp phụ hóa học
Các chất hấp phụ công nghiệp thường là than hoat tính, silicagen, aluniogen, zeolit va inoit
Phương pháp tái sinh :
Cần thiết tái sinh chất hấp phụ để thu hồi cấu tử hấp phụ và phục hồi khả năng hấp phụ của chất hấp phụ Chi phí tái sinh chiếm từ 40 — 70 % tổng chi phí của quá trình làm sạch
Trang 27
Tái sinh được tiến hành bằng cách tăng nhiệt độ hút cấu tử bị hấp phụ bằng chất hấp phụ khác mạnh hơn, giảm áp suất Trong phương pháp này thì khâu giải hấp là quan trọng nhất Quá trình giải hấp có thể thực hiện bằng cách tăng nhiệt độ, đuổi chất hấp phụ bằng 1 chất khác hấp phụ tốt hơn
Nhiệt độ giải hấp : thực hiện bằng cách gia nhiệt chất hấp phụ đã bão hòa, nhiệt
độ cần thiết cho quá trình nhờ tiếp xúc trực tiếp với dòng hơi nước không khí
nóng hay khí tro với độ chênh lệch nhiệt độ 100 — 200°C thi đủ giải hấp than hoạt
tính, silicagen, alumogen đối với zeolit thì 200 — 4000°C
Giải hấp bằng cách đuổi hay còn gọi là giải hấp lạnh là dùng tác nhân đuổi để đẩy chất bị hấp phụ ra khỏi chất hấp phụ Để đuổi các cấu tử hữu cơ bị hấp phụ
có thể sử dụng tác nhân đuổi là CO;, NH;, H;O, một số chất hữu cơ hay chất khí khác miễn sao đuổi có hiệu quả mà bản thân chúng cũng dễ tách ra khỏi chất hấp phu
Giải hấp bằng giảm áp suất : thực hiện bằng cách giẩm áp suất hệ thống sau khi chất hấp phụ đã được bão hòa (khi giai đoạn tiến hành ở áp suất đó) hay tạo chân không hệ thống (nếu khi hấp phụ ở áp suất thường)
Giải hấp chân không : phương pháp này đòi hỏi hệ thống phải thật kín nên thường được sử dụng trong các quá trình xử lý khí công nghiệp
Hấp phụ các dung môi bay hơi :
Trang 28
thuộc vào nồng độ tối thiểu (C) của dung môi trong không khí đã làm sạch và (C)
được cho như sau : Dung môi C(/m)) Dung môi C(g/m’) Axeton 3.0 Toluen 2.0 Xăng 2.0 Rượu ctylic 1.8 Benzen 2.0 Metylencloric 2.0
Butyl Axetat 1.5 Tricloetylen 1.8
Việc hấp phụ hơi trong dung môi có thể xảy ra trong các lớp vật liệu hấp phụ
nằm yên, tầng sôi hay chuyển động liên tục Nhưng trong thực tế sẩn xuất thường
dùng kiểu thiết bị có lớp hấp phụ nằm yên
Các tháp hấp phụ kiểu đứng dùng trong các đòng khí thải ít, còn loại vòng và loại
nằm dùng trong trường hợp lượng khí thải rất lớn
Các thiết bị tái sinh với tháp hấp phụ làm việc theo chu kì (các lớp vật liệu hấp
phụ cố định) làm việc theo 3 chu kì công nghệ cơ bản như sau : 4- 3 và 2 giai đọan
Chu kì 4 giai đoạn nối tiếp nhau gồm hấp phụ, giải hấp, sấy và làm lạnh chẳng
hạn khi hấp phụ bằng than hoạt tính khi giải hấp phải dùng hơi nước Sấy bằng không khí nóng (để thổi hơi ẩm ra khỏi chất hấp phụ cho sự ngưng tụ một phần
của hơi nước trong giai đoạn hấp) sau đó phải làm nguội than bằng khơng khí ngồi trời
Chu kì 3 giai đoạn khác chu kì 4 giai đoạn ở chỗ bỏ qua giai đoạn cuối của chu trinh 4 giai đoạn, có thể bổ luôn giai đoạn sấy Sau khi hấp phụ thì tiến hành đun
Trang 29
nóng chất hấp phụ đã bảo hòa bằng nguồn khí trơ nóng, rồi đưa cả hỗn hợp hơi
vào thiết bị ngưng tụ Sau đó thổi qua lớp than hoat tính một luồng hơi nước để
kết thúc giải hấp và làm lạnh chất hấp phụ bằng không khí lạnh
Chu trình 2 giai đoạn : quá trình hấo phụ kết hợp với sấy và làm lạnh chất hấp phụ (lúc đầu thổi qua lớp vật liệu hấp phụ một luồng không khí và khí nóng 50 — 60°C) Sau d6 luéng không khí hơi không đun nóng hoặc là suốt cả quá trình hấp phụ cho luồng hơi khí có nhiệt độ không đổi 35°C
Việc lựa chọn chu trình làm viện của thiết bị tái sinh phụ thuộc vào đặt tính của
dung môi, hàm lượng hơi của nó trong hỗn hợp khí phải sử lý, điều kiện kinh tế kỹ thuật có thể, công nghệ sản xuất đã sẳn sinh ra dung môi ấy
Để đảm bảo cho quá trình sản xuất liên tục thì phài lắp ít nhất có 2 tháp hấp phụ, để giảm tổn thất hơi dung môi theo khí thải ra ngoài trời thì người ta thường lắp các tháp hấp phụ làm việc theo sơ đồ nối tiếp nhau Tuy nhiên như vậy sẽ tăng chi phí công vận chuyển hỗn hợp khí qua tháp thường sẽ được bù lại bằng lượng
dung môi thu được
Nguyên tặc chung của chất hấp phụ :
Những chất hấp phụ được sử dụng trong kỹ thuật xử lý khí thải có sự phát triển bể
mặt rất lớn và chúng cần được đáp ứng một số nhu cầu khi ta áp dụng thiết kế cho
các dây chuyển công nghệ : © Có khả năng hấp phụ lớn
e_ Không tác dụng hóa học với các thành phần khí riêng biệt có trong dòng khí thải
e C6 tính chọn lựa cao
Trang 30
e_ Có khẩ năng hoàn nguyên e_ Có giá thành thấp
Những loại chất hấp phụ rỗng sau đây được sử dụng khá rộng rãi như : than hoạt tính, silicagen, alumogen, zeolit những chất này khác nhau về tính chất hấp phụ (do bản chất vật liệu, phương pháp gia công, cấu tạo và cấu trúc cũng khác nhau) cũng như xét về kích thước các hạt và khối lượng riêng co Khối lượng riêng Khối lượng riêng Khối lượng riêng Chất hấp phụ thực biễu kiến thể tích Than hoạt tính 1750 - 2100 500 - 1000 200 - 600 Silicagen độ rỗng 2100 - 2300 1300 — 1400 800 — 800 nhỏ Silicagen độ rỗng 2100 - 2300 700 — 800 500 — 600 lớn Zeolit 2100 - 2400 1200 - 1400 600 — 800
Bảng : khối lượng riêng của một số chất hấp phụ
Khối lượng riêng thực của chất hấp phụ là khối lượng thể tích đơn vị của chất hấp phụ
Khối lượng riên biểu kiến — khối lượng thể tích đơn vị của vật liệu hấp phụ e Ưu điểm: làm sạch và thu hồi được khá nhiều chất ô nhiễm thể hơi khí nếu
các chất này có giá trị kinh tế cao thí sau khi hòan nguyên chất hấp phụ chúng
được tái sử dụng trong công nghệ sản xuất mà vẫn giảm được tác hại ô nhiễm
Trang 31
Chất hấp phụ cũng khá dễ kiếm và rẻ tiền thông dụng nhất là than hoạt tính e© Nhược điểm: khi hồn nguyên được chất hấp phụ thị sẽ sinh ra chất gây ô
nhiễm thứ cấp (nếu chất ơ nhiễm hồn toàn là chất độc hại nguy hiểm cần thải bổ hoặc có giá trị kinh tế không cao, không cần tái sử dụng) Trường hợp chất hấp phụ dễ kiễm giá thành rẻ thì có thể bỏ đi
Không hiệu quả khi dòng khí có lẫn cả bụi lẫn dòng ô nhiễm thể hơi khí Vì bụi dễ gây tắt thiết bị và làm giảm hoạt tính hấp phụ của chất hấp phụ (lúc này muốn sử dụng ta phải lọc bụi trước khi cho dòng khí thi vào thiết bị hấp phụ Hiệu quả kém nếu nhiệt độ khí thải cao
Với CO khả năng bắt cháy cao nên trong quá trình nhả hấp phải dùng nhiệt độ
cao là hết sức nguy hiểm
4.2.3 Pha lỗng khơng khí bằng khuyếch tán
Sự phát tán chất thải độc hại vào khí quyển là quá trình vật lý rất phức tạp Trong
quá trình này gió, các hiện tượng trao đổi chất trong khí quyển cũng như các điều
kiện khí hậu địa phương có ý nghĩa rất lớn
Khí thải sau khi thoát ra khỏi ống khói nhà máy chịu tác động của nhiều yếu tố
như thành phần, tính chất và đặc tính của chất thải; chiểu cao ống khói, hình dạng
và kích thước của ống khói; vận tốc thải; hướng và vận tốc gió, sự phân tầng nhiệt độ, mức độ chảy rối và các chỉ số trạng thái của khí quyển, mưa; nhiệt độ
à ẩm độ của không khí
Quá trình này thường được thực hiện sau khi xử lý khí thải đến nỗng độ cho phép
thải (theo qui định của luật pháp) rồi phát tán vào khí quyển qua ống khói cao Tuy nhiên hiện nay có khá nhiều nhà máy, cơ sở sản xuất mặc dù chưa xử lý khí
Trang 32
e Ưu điểm: Phương pháp này tỏ ra rất hiệu quả trong trường hợp này vì nó: rẻ tiễn, hiệu quả cao, vận hành và bảo dưỡng dễ dàng
4.2.4 Kiểm soát xử lý tại nguôn
Bố trí lại nguồn: bằng cách nghiên cứu khí tượng ảnh hưởng đến nguồn như
thế nào Cộng đồng dân cư cách nguồn như thế nào Phải bố trí nguồn thải
ở vị trí thỏa mãn yêu cầu sản xuất công nghiệp nhưng không gây ô nhiễm cho vùng dân cư (tính khoảng cách vệ sinh)
Cách ly nguồn: là một phương thức để kiểm soát ô nhiễm không khí tại
nguồn Nguồn có thể cách ly một thời gian (ngưng hoạt động)khi nồng độ chất ô nhiễm vượt quá TCVN về chất lượng không khí
Thay đổi nguyên, nhiên liệu: là phương pháp thay thê những nguồn nguyên nhiên liệ hiện tại bằng những nguồn nguyên, nhiên liệu khác có mức độc độc hại thấp hơn Ví dụ : thay than đá bằng khí đốt để sản phẩm cháy sinh
ra chứa nông độ CO, NO; thấp
Thay đổi công nghệ: sử dụng công nghệ tiên tiến, tiêu hao ít nguyên liệu, nhiên liệu, đồng thời thải ra ít chất thải hơn Thông thường việc thay đổi công nghệ kết hợp với các thiết bị làm sạch khí thải, đạt hiệu quả cao
Các kỹ thuật xử lý khí thải tại nguồn: tùy thuộc vào chất ô nhiễm là thể hạt
hay thể hơi mà có biện pháp xử lý khác nhau
Trang 33
Chương 5: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KỂ THIẾT BỊ XỬ LÝ KHÍ THAI 5.1 TÍNH TỐN CAN BANG VAT CHAT
Các thông số đầu vào:
Khi đốt than đá khí thải gồm có: bụi, SO,, NO,, CO, Thành x €; Hp Sp Np Ap O; Wp phan % khoi 74% 3.4% 0.5% 0.4% 13.5% 2.5% 6% lượng Lượng than sử dụng B = 750 Kg/h Nhiệt độ làm việc t = 30°C = 303”K Áp suất làm việc p = latm
Hệ số cháy khơng hồn toàn r = 0.04 Hệ số thừa không khí ơ = 1.4
Nhiệt độ khói thải t = 200°C Hệ số tro bụi bay theo khói a = 0.4
5.1.1 Lượng khói thải
a) _ Nhiệt năng của nhiên liệu theo công thức Mendeleev:
Ó, =8IxC, +246x H„ ~26x(O, —S,„)~6xIW,.keal! kgNL
Ó, =81x74+246x3.1— 26x (2.5 ~0.5)~6x6 = 6668(kcal/ kgNL)
Trang 34b)_ Lượng không khí khô lý thuyết: V, =0.089x Œ„ +0.264x H„ — 0.0333x (0, — S„ ),m`chuan! kgNL V, = 0.089 x 74 + 0.264 x 3.1 — 0.0333 x (2.5 — 0.5) = 7.338(m*chuan/ kgNL) ©)_ Lượng khơng khí ẩm lý thuyết cần cho quá trình cháy: (ở t=30°C; ọ=65 % — d= 17 g/kg) V„ =(1+0.0016đ)xƒ„,m 0? chuan! kgNL V,, = (1+ 0.0016 x17) x 7.338 = 7.537(mÌchuan! kgNL) d)_ Lượng không khí ẩm thực tế với hệ số thừa không khí z = 1.2 -1.6 , chona =14: V, = øf, a? m*chuan/kgNL V, =1.4x 7.537 =10.552(m* chuan/ kgNL) e)_ Lượng khí SO; trong sản phẩm cháy : Vy, = 0.683x10°Š,„,mÌchuan/ kgNL Vso, = 9.683 x 107 x 0.5 = 0.003(m> chuan/ kgNL)
ñ_ Lượng khí CO trong sản phẩm cháy với hệ số cháy không hoàn toàn về
Trang 36M vo, 3 No, = Bevo, „m`chuan! kgNL 3.176 = ————_ = 2.06 «10° (m*chuan/ kgNL) 750 x 2.054 NO,
+ Thể tích khí N; tham gia vào phẩn ứng của NO,: Vy.(y0,) = 0-5V yo, sm chuan! kgNL
Vy cvo,) = 0-5 2.06 x10 * = 1.03 x 10° (m*chuan/ kgNL) + Thể tích khí O; tham gia vào phẩn ứng của NO,:
to, = Vụu, ; m*chuan/kgNL
Vo,o,) = 2.06 x1 0° (m*chuan/kgNL)
1) Lượng sản phẩm cháy tổng cộng(tức lượng khói thải tổng cộng):
Trang 37L(273+0) 3 -e2 219) L “/s : 273 L,= 4.771 x (273 + 200) = 8.266(m°* /s) 273
5.1.2 Tải lượng các chất khí có trong khói thải
Trang 39Cua = 7 = ue =1.361(g/m’)
` „ NONG ĐỘ CHO PHEP(mg/m’)
STT| CHAT | NONG DO THUC TE (mg/m’) công nghệ Cấp C 1 | KHfSO, 251.84 500 2_| KHÍCO 1739.15 500 3 | KHÍCO; 655904 Khơng quy định 4_ | KHÍNOx 106.72 1000 5 BỤI 1360.97 400
Theo TCVN 6991 : 2001 chỉ có khí CO và Bụi là vượt quy định nên cân phải đưa ra phương án xử lý nhằm đạt tiêu chuẩn trước khi thải ra ngồi mơi trường
Trang 405.3 TÍNH TỐN THIẾT KẾ THIẾT BỊ CỤ THE
5.3.1 Tính toán chụp hút
Hòa trộn sản phẩm cháy với không khí qua cửa của chụp hút Lưu lượng khí tại cửa chụp hút:
L,= 3600VF,m* /h
E: diện tích tai miéng hut, m? (F = 3x2.5 = 7.5 m’)
V: vận tốc trung bình tại cửa của chụp hút, m/s (V = 0.4 — 0.5 ;chon V= 0.45m/s) Lưu lượng khí tại cửa chụp hút
L„ =3600x0.45x 7.5 = 12150 /h = 3.375m” /s
Nhiệt độ khói thải sau khi hòa trộn với không khí qua cửa chụp hút Thông số vật lý khói thải ở nhiệt độ t¡ = 200°C