HIỆU QUẢ xử lý KHÍ THẢI từ QUÁ TRÌNH sản XUẤT THAN SINH HỌC (BIOCHAR) BẰNG PHƯƠNG PHÁP HẤP THỤ VÀ HẤP PHỤ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG HIỆU QUẢ XỬ LÝ KHÍ THẢI TỪ QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT THAN SINH HỌC (BIOCHAR) BẰNG PHƯƠNG PHÁP HẤP THỤ VÀ HẤP PHỤ Cán hướng dẫn: Sinh viên thực hiện: TS PHẠM VĂN TOÀN PHẠM HỮU PHÁT TĂNG VĂN NHỰT 2015 Xác nhận cán hướng dẫn CBHD: TS Phạm Văn Toàn XÁC NHẬN CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN Cần Thơ, ngày 15 tháng 12 năm 2015 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN TS PHẠM VĂN TOÀN SVTH: Phạm Hữu Phát – B1205091 Tăng Văn Nhựt – B1205088 i CBHD: TS Phạm Văn Toàn Lời cảm tạ LỜI CẢM TẠ Trong trình thực luận văn tốt nghiệp, nhận nhiều giúp động viên cá nhân tập thể Nhân đây, chúng xin gửi lời cảm ơn chân thành đến gia đình quan tâm, ủng hộ chúng vật chất lẫn tinh thần trình thực luận văn nói riêng trình học tập trường Đại học Cần Thơ nói chung Chúng ghi nhớ công lao to lớn mà Cha, Mẹ giành cho chúng con, suốt đời sau này, chúng khắc sâu tình cảm Xin chân thành gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy Phạm Văn Toàn tận tình hướng dẫn, truyền đạt kiến thức kinh nghiệm quý báo để hoàn thành tốt luận văn tốt nghiệp Chân thành gửi lời cảm ơn đến quý Thầy/Cô Bộ môn Kỹ thuật Môi trường – Khoa Môi trường Tài nguyên Thiên nhiên – Đại học Cần Thơ bảo, giúp đỡ suốt năm qua tạo điều kiện tốt cho thực luận văn tốt nghiệp Cuối cùng, xin cảm ơn đến Anh/Chị bạn Bộ môn Kỹ thuật Môi trường hỗ trợ, động viên vượt qua thời gian khó khăn để hoàn thành tốt luận văn tốt nghiệp Sau cho dù có xa tình bạn mãi theo đến hết đời Xin chúc bạn đường đời gặp nhiều may mắn thành công đến với Mặc dù cố gắng hoàn thiện luận văn, kiến thức thời gian hạn chế nên tránh khỏi sai sót, mong nhận góp ý quý báo Thầy/Cô bạn TĂNG VĂN NHỰT & PHẠM HỮU PHÁT SVTH: Phạm Hữu Phát – B1205091 Tăng Văn Nhựt – B1205088 ii CBHD: Ts Phạm Văn Toàn Tóm tắt TÓM TẮT Than sinh học (TSH) thuật ngữ dùng để cacbon đen hay biochar, tạo từ trình nhiệt phân vật liệu hữu môi trường nghèo ôxy để không xảy phản ứng cháy TSH tạo từ nhiều loại phế phụ phẩm nông nghiệp khác rơm rạ, vỏ trấu, bã mía,… Sau vụ thu hoạch, lượng lớn phế phụ phẩm nông nghiệp bị đốt cháy để phân hủy giải phóng lượng lớn CO2, CH4 vào khí gây nên ô nhiễm khói bụi hiệu ứng nhà kính (IPCC, 2007) Cacbon từ trình nhiệt phân tạo than sinh học có vật liệu hữu không bị hoàn toàn mà tồn dạng khó bị phân giải yếu tố môi trường đất Sử dụng vật liệu tạo TSH để bón vào đất không giảm ô nhiễm môi trường, mà giúp tăng cường trao đổi cation, khả giữ nước, dưỡng chất bảo vệ vi khuẩn có lợi cho đất, tăng sức sản xuất đất trồng, đảm bảo an ninh lương thực, giảm lượng phân bón vừa đóng vai trò bể chứa cacbon tự nhiên môi trường đất Đặc biệt dễ làm chi phí thấp Tuy nhiên trình làm TSH tạo chất khí gây ô nhiễm môi trường như: CO, CO2, NOx, bụi,… Xuất phát từ thực tiễn ấy, đề tài “Hiệu xử lý khí thải từ trình sản xuất than sinh học (biochar) phương pháp hấp thụ hấp phụ” thực nhằm mục đích giảm thiểu ô nhiễm không khí, hạn chế đáng kể khí gây hiệu ứng nhà kính, góp phần đảm bảo phát triển kinh tế bền vững cho địa phương Lò hầm than sinh học gia công theo thông số có sẵn tiến hành thí nghiệm đánh giá hiệu xử lý khí thải từ lò hầm than sinh học theo hai phương pháp riêng biệt phương pháp hấp thụ với dung dịch nước hấp thụ than hoạt tính Qua kết thí nghiệm cho thấy hai hệ thống xử lý chất ô nhiễm không đạt yêu cầu so với QCVN 19:2009/BTNMT Sau đánh giá hai hệ thống trên, đề tài tính toán, thiết kế lại hệ thống hoàn toàn nhằm cải thiện hiệu xử lý khí thải từ lò hầm than sinh học để đạt quy chuẩn xả thải theo QCVN 19:2009/BTNMT (cột B) SVTH: Phạm Hữu Phát – B1205091 Tăng Văn Nhựt – B1205088 iii CBHD: TS Phạm Văn Toàn Trang cam kết kết TRANG CAM KẾT KẾT QUẢ Chúng xin cam kết kết hoàn thành dựa kết nghiên cứu kết chưa dùng cho luận văn cấp khác Cần Thơ, ngày 15 tháng 12 năm 2015 SINH VIÊN THỰC HIỆN TĂNG VĂN NHỰT SVTH: Phạm Hữu Phát – B1205091 Tăng Văn Nhựt – B1205088 PHẠM HỮU PHÁT iv CBHD: TS Phạm Văn Toàn Mục lục MỤC LỤC XÁC NHẬN CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN i LỜI CẢM TẠ ii TÓM TẮT iii TRANG CAM KẾT KẾT QUẢ iv MỤC LỤC v DANH SÁCH BẢNG vii DANH SÁCH HÌNH viii DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT x CHƯƠNG GIỚI THIỆU 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Mục tiêu đề tài 1.3 Phạm vi nghiên cứu CHƯƠNG LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 2.1 Sơ lược hầm than 2.1.1 Cách hầm than 2.1.2 Nguyên liệu hầm than 2.2 Sơ lược than sinh học (biochar) 2.2.1 Khái niệm 2.2.2 Đặc điểm 2.3 Cơ sở khoa học trình hầm than 2.3.1 Quá trình cháy 2.4 Tác hại chất ô nhiễm sinh từ trình hầm than 2.4.1 Đối với người 2.4.2 Đối với động vật 2.4.3 Đối với thực vật 2.4.4 Đối với vật liệu 10 2.5 Các phương pháp xử lý bụi khí thải 10 2.5.1 Một số phương pháp xử lý bụi 10 2.5.2 Một số phương pháp xử lý khí thải 17 CHƯƠNG PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 22 3.1 Thời gian địa điểm thực 22 3.2 Nội dung thực 22 3.3 Phương tiện phương pháp thực 22 SVTH: Phạm Hữu Phát – B1205091 Tăng Văn Nhựt – B1205088 v Mục lục CBHD: TS Phạm Văn Toàn 3.3.1 Đối tượng phương pháp nghiên cứu 22 3.3.2 Chuẩn bị nguyên liệu 24 3.3.3 Bố trí thí nghiệm 24 3.3.4 Các tiêu theo dõi 25 3.3.5 Phương pháp đo phân tích mẫu 25 3.3.6 Phương pháp xác định bụi lơ lửng không khí 25 3.3.7 Công thức tính toán 27 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 28 4.1 CẤU TẠO LÒ HẦM THAN SINH HỌC (BIOCHAR) 28 4.2 QUY TRÌNH HẦM THAN SINH HỌC 29 4.3 MÔ TẢ HỆ THỐNG XỬ LÝ KHÍ THẢI LÒ HẦM THAN 31 4.3.1 Hệ thống xử lý khí thải lò hầm than sinh học với dịch thể nước 31 4.3.2 Hệ thống xử lý khí thải lò hầm than sinh học với phương pháp hấp phụ than hoạt tính 31 4.4 ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG GÂY Ô NHIỄM CỦA KHÍ THẢI LÒ HẦM THAN SINH HỌC 32 4.4.1 Đặc điểm khí thải hầm than rơm 33 4.4.2 Đặc điểm khí thải hầm than củi 36 4.5 Tính toán thiết kế hệ thống xử lý khí thải lò hầm than 40 4.5.1 Phương án thiết kế 40 4.5.2 Tính toán thiết kế chụp hút 41 4.5.3 Tính toán thiết kế ống dẫn khí 42 4.5.4 Tính toán thiết kế tháp rỗng 42 4.5.5 Tính toán thiết kế ống dẫn hai tháp rỗng 45 4.5.6 Tính toán thiết kế tháp đệm 46 4.5.7 Tính toán ống khói 50 4.5.8 Tính toán vòi phun máy phun 51 4.5.9 HIỆU QUẢ XỬ LÝ CỦA HỆ THỐNG 52 4.5.10 Bể lắng cặn, hồ chứa cặn ao chứa nước 52 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 53 5.1 Kết luận 53 5.2 Kiến nghị 53 TÀI LIỆU THAM KHẢO 54 PHỤ LỤC 1: SỐ LIỆU THÔ 55 SVTH: Phạm Hữu Phát – B1205091 Tăng Văn Nhựt – B1205088 vi Mục lục CBHD: TS Phạm Văn Toàn PHỤ LỤC 2: CƠ SỞ PHÁP LÝ 58 SVTH: Phạm Hữu Phát – B1205091 Tăng Văn Nhựt – B1205088 vii CBHD: Ts Phạm Văn Toàn Danh sách bảng DANH SÁCH BẢNG Bảng 2.1 Triệu chứng thể ứng với nồng độ COHb máu Bảng 2.2 Tác hại NO2 phụ thuộc vào nồng độ thời gian tiếp xúc Bảng 2.3 Tác động SO2 sức khỏe người Bảng 2.4 Những tiêu kỹ thuật thiết bị này…………………………… 18 Bảng 3.1 Các tiêu theo dõi phương pháp phân tích mẫu…………… ……… 25 Bảng 4.1 Tiêu chuẩn xả thải tối đa QCVN 19:2009…………………… …….….32 Bảng 4.2 Nồng độ khí thải trước sau xử lý phương pháp hấp thụ…… …33 Bảng 4.3 Nồng độ khí thải trước sau xử lý phương pháp hấp phụ……….35 Bảng 4.4 Nồng độ khí thải trước sau xử lý phương pháp hấp thụ.……… 36 Bảng 4.5 Nồng độ bụi, CO, SO2, NOx trước sau xử lý…………………………… 38 SVTH: Phạm Hữu Phát – B1205091 Tăng Văn Nhựt – B1205088 viii CBHD: Ts Phạm Văn Toàn Danh sách hình DÁNH SÁCH HÌNH Hình 2.1 Sơ đồ nguyên lý buồng phun……………………………………………… 13 Hình 2.2 Sơ đồ tháp phun có lớp đệm…………………………………………….……14 Hình 2.3 Sơ đồ thiết bị sủi bọt……………………………………………………… 15 Hình 2.4 Sơ đồ thiết bị lọc bụi hình cầu di động……………………………………….16 hình 2.5 Sơ đồ thiết bị hấp thụ tốc độ cao……………………………………… ……19 Hình 3.1 Mô hình tháp hấp phụ than hoạt tính………………………………… 23 Hình 3.2 Mô hình tháp hấp thụ nước…………………………………………… 24 Hình 4.1 Lò hầm than sinh học………………………………………… ………… 28 Hình 4.2 Cyclon chứa nguyên liệu hầm than………………………… ………… .29 Hình 4.3 Nguyên liệu củi tràm………………………………………… ………… 30 Hình 4.4 Nguyên liệu rơm củi tràm xếp vào cyclon………… ……… ……30 Hình 4.5 Cyclon xếp vào lò…………………………………… …………… 30 Hình 4.6 Sơ đồ quy trình xử lý khí thải lò hầm than sinh học………… ………….…31 Hình 4.7 Sơ đồ hệ thống xử lý khí thải phương pháp hấp phụ than hoạt tính………………………………………………………………………… ……… 32 Hình 4.8 Biểu đồ nồng CO trước sau xử lý 33 Hình 4.9 Biểu đồ nồng độ NOx trước sau xử lý 34 Hình 4.10 Biểu đồ nồng độ SO2 trước sau xử lý…….…………… ………………34 Hình 4.11 Biểu đồ nồng độ CO trước sau xử lý……………………… ….……35 Hình 4.12 Biểu đồ nồng độ NOx trước sau xử lý……………………… ….…36 Hình 4.13 Biểu đồ nồng độ SO2 trước sau xử lý……………………… …….…36 Hình 4.14 Biểu đồ nồng độ CO trước sau xử lý…………………………… ………37 Hình 4.15 Biểu đồ nồng độ NOx trước sau xử lý………………………… ……….37 Hình 4.16 Biểu đồ nồng độ SO2 trước sau xử lý………………………… ……….38 Hình 4.17 Biểu đồ nồng độ CO trước sau xử lý…………………………… ………39 Hình 4.18 Biểu đồ nồng độ NOx trước sau xử lý……………………… …… 39 Hình 4.19 Biểu đồ nồng đọ SO2 trước sau xử lý………… ………………… 40 Hình 4.20 Sơ đồ hệ thống xử lý khí thải lò hầm than………………… …… … … 41 Hình 4.21 Chụp hút 41 SVTH: Phạm Hữu Phát – B1205091 Tăng Văn Nhựt – B1205088 ix Chương 4: Kết thảo luận CBHD: TS Phạm Văn Toàn Entanpi nước khí vào tháp: i H' 2O  (2480+1,96*45)*0.025 = 64,205 J/m3 Xác định nhiệt độ nhiệt kế ẩm nhiệt độ nước nung: Biết độ chứa nước ban đầu d H' O = 25 g/m3, nhiệt độ khí vào tháp là: t’k = 450C tra bảng 3.1 (Hoàng Kim Cơ, 2002) suy nhiệt độ nhiệt kế ẩm là: tM = 38,50C Nhiệt độ nước khỏi tháp chọn nhỏ đến 100C so với nhiệt độ nhiệt kế ẩm, lấy nhiệt độ nước khỏi tháp thấp nhiệt độ nhiệt kế ẩm 8,50C ta có: t H" 2O = 38,5-8,5 = 300C Xác định độ chứa nước d’’H2O khỏi tháp: P = B p Trong đó:  B áp suất khí , B = 760 mmHg = 760*133,3 = 101308 N/m2   p áp suất khí vào tháp ta có  p = mmHg = 114*133,3 = 15196,2 N/m2 Vậy áp suất tuyệt đối khí vào tháp là: P = 101308 + 15196,2 = 116504,2 N/m2 Căn vào nhiệt độ nhiệt kế ẩm tM = 38,50C Tra phụ lục 5a (Hoàng Kim Cơ, 2002) ta có áp suất bảo hòa nước là: pbh = 6849,1 N/m2 Vậy độ chứa nước khỏi tháp: d H'' 2O = 0,805 * pbh 0,805 * 6849,1 = = 0.05 kg/m3 p  pbh 116504,2  6849,1 Entanpi nước khỏi tháp là: i H" 2O  (2480+1,96tk”) d H'' 2O = (2480+1,96*30)*0.05 = 126,94 J/m3 Lượng nhiệt khí truyền cho nước: Qnguội = Q*(Cv(t’-t”) + ( i H' O - i H" O )) 2 = 0,0042*(1302,4*(45-30) + (64,20-126,94)) = 81,7 J/s = 294,12 kj/h Xác định hiệu nhiệt độ trung bình khí nước tháp: t = (t k'  t H" 2O )  (t k"  t H' 2O ) ln t t ' k " H 2O t k"  t H' 2O = (45  30)  (30  25) = 9,10C 45  30 ln 30  25 SVTH: Phạm Hữu Phát – B1205091 Tăng Văn Nhựt – B1205088 47 Chương 4: Kết thảo luận CBHD: TS Phạm Văn Toàn Theo Hoàng Kim Cơ, (2002): Xác định lưu lượng nước cấp vào tháp hệ số sử dụng nước   0,5 Ta có: G= Q nguoi  * C n * (t"k t ' H O ) = 77,89 = 0.007 kg/s = 0,007 L/s 0,5 * 4186,8 * (30  25) Trong đó: Cn nhiệt dung riêng nước, J/kg.độ Theo Hoàng Kim Cơ (2002), nhiệt dung riêng nước thừa nhận 4186,8 J/kg.độ Luu lượng khí điều kiện thực tế vào tháp là: d ' H 2O 371(273  t ' k ) (1  ) B  p 0,804 Qvào = Q* = 0.0042* 371 * (273  45) 0,025 (1  ) 116504,2 0,804 = 0.0044 m3/s Trong đó:  B   p - Áp suất tuyệt đối khí vào tháp N/m2  Qvào - Thể tích khí điều kiện thực tế vào tháp, m3/s  0,804 - Trọng lượng riêng m3 nước điều kiện chuẩn kg/m3 Xác định chiều cao có ích tháp: Theo Hoàng Kim Cơ (2002) tỉ lệ chiều cao đường kính tháp là: H1=2,5D1 Ta có: V1 = D1 = D12 * H1 * V1 * 0,24 = 0,5 m 3 3,14 * 2,5 3,14 * 2,5 Chiều cao có ích tháp : H1 = 2,5D1 = 2,5*0,5 = 1,25 m Tiết diện đứng tháp: F1 = H1*D = 1,25*0,5 = 0,63 m2 Tiết diện ngang tháp: F2 = D12 = 3,14 * 0,5 = 0,2 m2 Hệ số truyền nhiệt tháp K = 7.36 *v = 7,36*0,51 = 3,75 Wm2.K Trong v = 0,51 vận tốc khí Diện tích bề mặt ô đệm là: SVTH: Phạm Hữu Phát – B1205091 Tăng Văn Nhựt – B1205088 48 Chương 4: Kết thảo luận CBHD: TS Phạm Văn Toàn Xác định thể tích kích thước ô đệm Qnguoi F= k * t = 81, = 2,4 m2 3, 75*9,1 Thể tích nước bóc tháp Vb Vb = G (1) 0,804 Trong đó: G = Q 280,40 = = 0,117 kg/h 2400 2400 (2400 giá trị nhiệt hóa hơi, phụ lục Hoàng Kim Cơ,2002) Thay vào (1) ta có : Vb = 0,117 = 0,15 m3/h 0,804 Lượng khí khỏi tháp: Qra = (Vb+Qvào) d " H 2O 371(273  t"k ) (1  ) B  p 0,804 = (0,15+15,84) 371(273  30) 0,05 (1  ) 115604,2 0,804 = 16.51m3/h.=0,0046 m3/s Lưu lượng khí trung bình giây qua tháp Q= Qvao  Qra 0, 0042  0, 0046 =  0, 0044 m3/s 2 Ô đệm thiết kế theo kiểu vành khuyên gốm xếp thứ tự 25x25x3 có diện tích bề mặt riêng 1m3 ô đệm Fod=200 m2/m3 Thể tích kích thước ô đệm Vod = F 2, = 0,012 m3  Fod 200 Trở lực tháp đệm: Trở lực tháp rỗng mở rộng đột ngột: Tiết diện ống dẫn khí vào tháp f = 0,03 m2 Tiết diện đứng tháp rỗng F1 = 0,63 m2 Theo Nguyễn Duy Động (2002) ta có hệ số sức cản cục là:   (1  0,03 f ) = 0,9 ) = (10,63 F1 Theo Hoàng Kim Cơ (2002), khối lượng riêng không khí điều kiện làm việc xác định theo công thức: SVTH: Phạm Hữu Phát – B1205091 Tăng Văn Nhựt – B1205088 49 Chương 4: Kết thảo luận  kk   kk0 * CBHD: TS Phạm Văn Toàn 273 * ( P0  Pkt ) 273 * (760  9,98) = 1,29* = 1,12 Kg/m3 P0 * (273  t kt 760 * (273  45) Trong đó:   kk - Khối lượng riêng không khí điều kiện làm việc, Kg/m3   kk0 =1,29 Kg/m3, khối lượng riêng không khí điều kiện chuẩn  P0 =760 mmHg, áp suất khí quyển,  Pkt = 9,89 mmHg, áp suất dư khí thải,  Tkt=900C, nhiệt độ khí thải đầu vào Theo Hoàng Kim Cơ (1999), trở lực xác định theo công thức: v2 22 *1,12 = 0,22 kg/m2 P1 =  * *  kk = 0,975* 2g * 9,98 Trong đó:  v - Vận tốc chổ hẹp ống dẫn khí tháp rỗng, v = m/s  g – Gia tốc trọng trường, m/s2 4.5.7 Tính toán ống khói Thông số thiết kế: Lưu lượng khí thải: Q = 0,0046 m3/s Chọn nhiệt độ khí vào ống khói tvao = 550C, khí khỏi ống khói tra = 530C Chọn ống khói có đường kính D = 0,2 m Theo Hoàng Kim Cơ (2002), vận tốc ống khói xác định theo công thức:  ok = Q * (273  t ) 0.0046*(273  53) = =0,17 m/s 3,14*0, 22  * D2 273* 273 * 4 Vậy tiết diện ống khói là: F= Q  ok = 0, 0046 = 0,03 m2 0,17 Chiều cao ống khói xác định theo công thức: Hok = H+ 1,5D  0, 0098(Ckk tvao  Ckk tkk )*  kk Trong đó:       Hok - chiều cao hữu dụng ống khói, m H - Chiều cao thực tế ống khói,m D - Đường kính ống khói, m  - Tốc độ khí thải chỗ hẹp ống khói, m/s  kk - Tốc độ không khí, chọn  kk = 1m/s Ck =1.34 kJ/m3.K - Nhiệt dung riêng khí ống khói, SVTH: Phạm Hữu Phát – B1205091 Tăng Văn Nhựt – B1205088 50 Chương 4: Kết thảo luận CBHD: TS Phạm Văn Toàn  Ckk =1.34 kJ/m3.K - Nhiệt dung riêng khí không khí, kJ/m3.K Thay vào công thức ta có: Hok = H+ 1,5*0, 2*0,1  0, 0098(1,34*55  1,34*29)*0,1 = H + 0,06 Theo Hoàng Kim Cơ (2002) giới hạn nồng độ cực đại xác định theo công thức: Cmax = 235* M *a kk * H ok (1) Trong đó:  Cmax – Giới hạn nồng độ cực đại chất độc hại, mg/m3 Theo QCVN 19:2009/BTNMT nồng độ CO cho Phép 1200 mgN/m3  M - Lượng vật chất bị bắn làm bẩn môi trường khí quyển, g/s   kk = 1m/s tốc độ gió đỉnh ống khói,  a - Hệ số tính đến lên xuống tốc độ gió, dao động khoảng 0,150,5, chọn a = 0,5 Giá trị M là: M = Q*  CO = 0,014*1250= 5,75 g/s Thay vào công thức (1) ta có: 1200 = 235*5, 75 *0,5 1*( H  0, 06)  H = 1,65 ≈ 1,7 m Để tiết kiệm diện tích nơi đặt hệ thống xử lý khí thải giúp cho trình phát thải ảnh hưởng đến cộng đồng, ống khói đặt đỉnh tháp đệm 4.5.8 Tính toán vòi phun máy phun Tổng lượng nước phun vào tháp rỗng: V1 nước = 0.0056*86400 = 483,84 L/ngày Tổng lượng nước phun vào tháp đệm: V2 nước = 0,007*86400 = 604,8 L/ngày Vậy tổng lượng nước cần cho ngày là: Vtổng = V1 nước + V2 nước = 483,84+604,8 = 1088,64 L/ngày = 1,08 m3/ngày Chọn béc phun sương Đài Loan mã hàng TW-02H có áp lực phun 20-40 kg/cm2, lưu lượng nước phun 3-4 l/h Chọn béc phun với lưu lượng L/h Số béc phun gắn vào tháp rỗng là: N1 = V1nuoc 483,84   vòi * 24 * 24 Số béc phun gắn vào tháp đệm là: SVTH: Phạm Hữu Phát – B1205091 Tăng Văn Nhựt – B1205088 51 Chương 4: Kết thảo luận N2 = CBHD: TS Phạm Văn Toàn V2 nuoc 604,8   vòi * 24 * 24 Chọn máy phun với lưu lượng 50 L/h 4.5.9 HIỆU QUẢ XỬ LÝ CỦA HỆ THỐNG Theo Hoàng Kim Cơ (1999), hiệu suất thu bụi tháp rỗng đạt 25 đến 60% hiệu suất thu bụi tháp đệm 70% bụi có kích thước 2÷5 𝜇m Nồng độ bụi cần xử lý trình hầm than 673.078 mg/Nm3 Chọn lượng bụi bám đường ống dẫn 2%, lượng bụi vào tháp rỗng là: Qvào-1= 673.078*0.98=659.616 mg/Nm3 Chọn hiệu suất thu bụi tháp rỗng 50% Vậy lượng bụi khỏi tháp rỗng là: Qra-1= Qvào-1*50%=659.616*0.5=329.808 mg/Nm3 Lượng bụi khỏi tháp đệm với hiệu suất thu bụi 70% là: Qra= Qra-1*(1-70%)=329.808*(1-0.7)=98.942 mg/Nm3 Lượng bụi phát thải môi trường 98.942 mg/Nm3 đạt quy chuẩn xả thải 4.5.10 Bể lắng cặn, hồ chứa cặn ao chứa nước Tổng lượng nước sử dụng ngày 1,08 m3 Bể lắng cặn xây gạch với kích thước: dài 2m, rộng 1m, cao 1m Định kì lần nước từ bể dẫn qua ao chứa nước, cặn lắng dẫn thải qua hồ chứa cặn Định kì cần bón vôi vào hồ chứa nước để trung hòa nước thải, nước thải thải SVTH: Phạm Hữu Phát – B1205091 Tăng Văn Nhựt – B1205088 52 Chương 5: Kết luận kiến nghị CBHD: TS Phạm Văn Toàn Chương KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1 Kết luận Qua kết đo đạc cho thấy bụi khí CO chất ô nhiễm khí thải lò hầm than Ở nhiều thời điểm, hai tiêu vượt nhiều lần so với quy chuẩn cho phép QCVN 19:2009/BTNMT (cột B) Nồng độ NOx SO2 không vượt QCVN 19:2009/BTNMT (cột B) Hệ thống xử lý khí thải phương pháp hấp thụ hấp phụ xử lý tiêu ô nhiễm CO, NOx, SO2 đạt hiệu chưa cao Nồng độ bụi giảm 21% phương pháp hấp thụ 82% phương pháp hấp phụ Nồng độ CO giảm trung bình khoảng 14% với hai phương pháp xử lý Hệ thống xử lý khí thải thiết kế lại cải thiện hiệu xử lý chất ô nhiễm Trên lý thuyết hệ thống xử lý thiết kế lại cho nồng độ đầu khí thải đạt QCVN 19:2009/BTNMT (cột B) 5.2 Kiến nghị Gia công, lắp đặt thử nghiệm hệ thống xử lý khí thải lò hầm than thiết kế lại Tiến hành thí nghiệm đánh giá lại hiệu suất xử lý hệ thống xử lý khí thải tháp rỗng kết hợp tháp đệm Thường xuyên kiểm tra béc phun, tránh để nghẹt béc làm giảm hiệu xử lý Khi xử lý quy mô lớn cần có hệ thống xử lý nước sau xử lý để không làm ảnh hưởng môi trường Tiến hành thí nghiệm bổ sung than cho đất nhằm đánh giá khả cải tạo đất than SVTH: Phạm Hữu Phát – B1205091 Tăng Văn Nhựt – B1205088 53 CBHD: TS Phạm Văn Toàn Tài liệu tham khảo TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng Việt Đào Ngọc Chấn Hoàng Ngọc Đồng, 2008 Lò thiết bị đốt Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật Đinh Xuân Thắng, 2003 Ô nhiễm không khí Nhà xuất Đại học Quốc gia thành phố Hồ Chí Minh Hoàng Kim Cơ, 1999 Kỹ thuật lọc bụi làm khí Nhà xuất Giáo dục Hoàng Kim Cơ, 2002 Tính toán kỹ thuật lọc bụi làm khí Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật Nguyễn Duy Động, 1999 Thông gió kỹ thuật xử lý khí thải Nhà xuất Giáo dục Phan Phượng Anh, 2012 Nghiên cứu xử lý khí Cacbon monoxit từ lò hầm than công nghiệp Luận văn tốt nghiệp, Trường Đại học Cần Thơ Trần Ngọc Chấn, 1998 Kỹ thuật thông gió Nhà xuất Xây dựng Trần Ngọc Chấn, 2000 Ô nhiễm không khí xử lý khí thải – Ô nhiễm không khí tính toán khuếch tán chất ô nhiễm (Tập 1) Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật Trần Ngọc Chấn, 2004 Ô nhiễm không khí xử lý khí thải – học bụi phương pháp xử lý bụi (Tập 2) Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật 10 Trần Ngọc Chấn, 2004 Ô nhiễm không khí xử lý khí thải – Lý thuyết tính toán công nghệ xử lý khí độc hại (Tập 3) Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật 11 Hoàng Thị Hiền Bùi Sỹ Lý, 2012 Bảo vệ môi trường không khí Nhà xuất Xây dựng 12 Nguyễn Văn Liêm – Hồ Minh Tân, 2014 Khảo sát quy trình hầm than theo kiểu truyền thống đánh giá hiệu thiết bị xử lý khí thải lò hầm than theo phương pháp ướt, Trường Đại học Cần Thơ 13 Lâm Vĩnh Sơn, 2007 Kỹ thuật xử lý khí thải (Chương 7) Trường Đại học Kỹ thuật Công nghệ Tp HCM Tài liệu tiếng anh 14 Brown, 2012 Biochar characterization and engineering Lowa State University SVTH: Phạm Hữu Phát – B1205091 Tăng Văn Nhựt – B1205088 54 CBHD: TS Phạm Văn Toàn Phụ lục PHỤ LỤC 1: SỐ LIỆU THÔ Nồng độ khí thải trình hầm than rơm trước xử lý a Quá trình hấp thụ 35p 45p QCVN 19:2009/ BTNMT (Cột B) 2650,88 62,10 6,46 2191,91 46,64 9,89 344,6281 1200 1020 600 240 Chỉ tiêu CO NOx SO2 Bụi mg/Nm3 mg/Nm3 mg/Nm3 mg/Nm3 b Quá trình hấp phụ Chỉ tiêu CO NOx SO2 Bụi mg/Nm3 mg/Nm3 mg/Nm3 mg/Nm3 35 phút 45 phút QCVN 19:2009/ BTNMT (Cột B) 2582,68 91,80 19,9 - 2425,09 80,11 20,75 309,09 1200 1020 600 240 Nồng độ khí thải trình hầm than rơm sau xử lý a Quá trình hấp thụ Chỉ tiêu CO NOx SO2 Bụi mg/Nm3 mg/Nm3 mg/Nm3 mg/Nm3 35p 45p 1321,97 24,75 2,81 2591,86 55,91 7,28 QCVN 19:2009/ BTNMT (Cột B) 1200 1020 600 240 b Quá trình hấp phụ Chỉ tiêu CO NOx SO2 Bụi 35 phút mg/Nm3 mg/Nm3 mg/Nm3 mg/Nm3 2628,40 79,33 16,54 SVTH: Phạm Hữu Phát – B1205091 Tăng Văn Nhựt – B1205088 45 phút QCVN 19:2009/ BTNMT (Cột B) 2181,32 70,91 15,79 37,73 1200 1020 600 240 55 CBHD: TS Phạm Văn Toàn Phụ lục Nồng độ khí thải trình hầm than củi trước xử lý a Quá trình hấp thụ 3h 30p 4h TCVN 19:2009/ BTNMT (Cột B) 2385,51 300,26 17,87 1303,72 13,16 673,078 1200 1020 600 240 3h 30p 4h QCVN 19:2009/ BTNMT (Cột B) 3954,26 52,09 17,23 5406,21 175,53 22,64 681,65 1200 1020 600 240 Chỉ tiêu CO NOx SO2 Bụi mg/Nm3 mg/Nm3 mg/Nm3 mg/Nm3 b Quá trình hấp phụ Chỉ tiêu CO NOx SO2 Bụi mg/Nm3 mg/Nm3 mg/Nm3 mg/Nm3 Nồng độ khí thải trình hầm than củi sau xử lý a Quá trình hấp thụ Chỉ tiêu CO NOx SO2 Bụi mg/Nm3 mg/Nm3 mg/Nm3 mg/Nm3 3h 30p 4h QCVN 19:2009/ BTNMT (Cột B) 2269,97 271,91 16,66 1200,37 10,03 526,315 1200 1020 600 240 SVTH: Phạm Hữu Phát – B1205091 Tăng Văn Nhựt – B1205088 56 CBHD: TS Phạm Văn Toàn Phụ lục b Quá trình hấp phụ Chỉ tiêu CO NOx SO2 Bụi mg/Nm3 mg/Nm3 mg/Nm3 mg/Nm3 3h 30p 4h QCVN 19:2009/ BTNMT (Cột B) 1904,91 35,78 12,75 5951,95 140,88 19,71 135,27 1200 1020 600 240 SVTH: Phạm Hữu Phát – B1205091 Tăng Văn Nhựt – B1205088 57 CBHD: TS Phạm Văn Toàn Phụ lục PHỤ LỤC 2: CƠ SỞ PHÁP LÝ QCVN 19:2009/BTNMT a Nồng độ tối đa cho phép Nồng độ tối đa cho phép bụi chất vô khí thải công nghiệp tính theo công thức sau: Cmax = C x Kp x Kv Trong đó: - Cmax nồng độ tối đa cho phép bụi chất vô khí thải công nghiệp, tính miligam mét khối khí thải chuẩn (mg/Nm3); - C nồng độ bụi chất vô quy định mục 2.2; - Kp hệ số lưu lượng nguồn thải quy định mục 2.3; - Kv hệ số vùng, khu vực quy định mục 2.4 b Nồng độ C bụi chất vô Nồng độ C bụi chất vô làm sở tính nồng độ tối đa cho phép khí thải công nghiệp quy định Bảng đây: SVTH: Phạm Hữu Phát – B1205091 Tăng Văn Nhựt – B1205088 58 CBHD: TS Phạm Văn Toàn Phụ lục Bảng - Nồng độ C bụi chất vô làm sở tính nồng độ tối đa cho phép khí thải công nghiệp TT Thông số Nồng độ C (mg/Nm3) A B Bụi tổng 400 200 Bụi chứa silic 50 50 Amoniac hợp chất amoni 76 50 Antimon hợp chất, tính theo Sb 20 10 Asen hợp chất, tính theo As 20 10 Cadmi hợp chất, tính theo Cd 20 Chì hợp chất, tính theo Pb 10 Cacbon oxit, CO 1000 1000 Clo 32 10 10 Đồng hợp chất, tính theo Cu 20 10 11 Kẽm hợp chất, tính theo Zn 30 30 12 Axit clohydric, HCl 200 50 13 Flo, HF, hợp chất vô Flo, tính theo HF 50 20 14 Hydro sunphua, H2S 7,5 7,5 15 Lưu huỳnh đioxit, SO2 1500 500 16 Nitơ oxit, NOx (tính theo NO2) 1000 850 17 Nitơ oxit, NOx (cơ sở sản xuất hóa chất), tính theo NO2 2000 1000 18 Hơi H2SO4 SO3, tính theo SO3 100 50 19 Hơi HNO3 (các nguồn khác), tính theo NO2 1000 500 Trong đó: - Cột A quy định nồng độ C bụi chất vô làm sở tính nồng độ tối đa cho phép khí thải công nghiệp sở sản xuất, chế biến, kinh doanh, dịch vụ công nghiệp hoạt động trước ngày 16 tháng 01 năm 2007 với thời gian áp dụng đến ngày 31 tháng 12 năm 2014; - Cột B quy định nồng độ C bụi chất vô làm sở tính giá trị tối đa cho phép khí thải công nghiệp đối với: + Các sở sản xuất, chế biến, kinh doanh, dịch vụ công nghiệp hoạt động kể từ ngày 16 tháng 01 năm 2007; SVTH: Phạm Hữu Phát – B1205091 Tăng Văn Nhựt – B1205088 59 CBHD: TS Phạm Văn Toàn Phụ lục + Tất sở sản xuất, chế biến, kinh doanh, dịch vụ công nghiệp với thời gian áp dụng kể từ ngày 01 tháng 01 năm 2015 c Hệ số lưu lượng nguồn thải Kp Bảng 2: Hệ số lưu lượng nguồn thải Kp Lưu lượng nguồn thải (m3/h) Hệ số Kp P ≤ 20.000 20.000 < P ≤ 100.000 0,9 P>100.000 0,8 d Hệ số vùng, khu vực Kv Bảng 3: Hệ số vùng, khu vực Kv Phân vùng, khu vực Loại Hệ số Kv Nội thành đô thị loại đặc biệt (1) đô thị loại I (1); rừng đặc dụng (2); di sản thiên nhiên, di tích lịch sử, văn hóa xếp hạng (3); sở sản xuất công nghiệp, chế biến, kinh doanh, dịch vụ hoạt động công nghiệp khác 0,6 có khoảng cách đến ranh giới khu vực 02 km Loại Nội thành, nội thị đô thị loại II, III, IV (1) ; vùng ngoại thành đô thị loại đặc biệt, đô thị loại I có khoảng cách đến ranh giới nội thành lớn 02 km; sở sản xuất công nghiệp, chế biến, kinh doanh, dịch vụ 0,8 hoạt động công nghiệp khác có khoảng cách đến ranh giới khu vực 02 km SVTH: Phạm Hữu Phát – B1205091 Tăng Văn Nhựt – B1205088 60 CBHD: TS Phạm Văn Toàn Phụ lục Loại Khu công nghiệp; đô thị loại V (1) ; vùng ngoại thành, ngoại thị đô thị loại II, III, IV có khoảng cách đến ranh giới nội thành, nội thị lớn 02 km; sở sản xuất công nghiệp, chế biến, kinh doanh, dịch vụ 1,0 hoạt động công nghiệp khác có khoảng cách đến ranh giới khu vực 02 km (4) Loại Nông thôn 1,2 Loại Nông thôn miền núi 1,4 Chú thích: Đô thị xác định theo quy định Nghị định số 42/2009/NĐ-CP ngày 07 tháng năm 2009 Chính phủ việc phân loại đô thị; (1) Rừng đặc dụng xác định theo Luật Bảo vệ phát triển rừng ngày 14 tháng 12 năm 2004 gồm: vườn quốc gia; khu bảo tồn thiên nhiên; khu bảo vệ cảnh quan; khu rừng nghiên cứu, thực nghiệm khoa học; (2) Di sản thiên nhiên, di tích lịch sử, văn hóa UNESCO, Thủ tướng Chính phủ chủ quản định thành lập xếp hạng; (3) Trường hợp nguồn phát thải có khoảng cách đến 02 vùng trở lên nhỏ 02 km áp dụng hệ số vùng, khu vực Kv vùng có hệ số nhỏ nhất; (4) (5) Khoảng cách quy định bảng tính từ nguồn phát thải SVTH: Phạm Hữu Phát – B1205091 Tăng Văn Nhựt – B1205088 61 [...]... Đại Học Cần Thơ Hệ thống xử lý khí thải được thực hiên từ mô hình xử lý có sẵn tại khoa Môi Trường và TNTN 3.2 Nội dung thực hiện - Tìm hiểu và chế tạo mô hình hầm than sinh học Xác định thành phần khí trong quá trình hầm than sinh học Đánh giá hiệu quả xử lý khí thải hầm than sinh học từ hai mô hình xử lý khí bằng phương pháp hấp thụ và hấp phụ để kiểm tra hiệu quả của hai hệ thống 3.3 Phương tiện và. .. dẫn khí từ lò vào thiết bị xử lý khí Thiết bị xử lý là tháp phun rỗng, với dung dịch phun là nước Trong suốt quá trình hầm than cần xác định nồng độ và thành phần khí trước và sau khi ra khỏi thiết bị xử lý nhằm đánh giá hiệu quả xử lý của thiết bị Sau khi hầm than kết thúc cần xác định khối lượng than tạo thành, nhằm đánh giá hiệu quả của lò  Thí nghiệm 3 (TN3): Đánh giá hiệu quả xử lý khí thải từ. .. chặt vào lò, sau đó tiến hành đốt lò Tiến hành lắp hệ thống dẫn khói từ lò vào thiết bị hấp phụ than hoạt tính Trong suốt quá trình vận hành lò cần xác định nồng độ và thành phần khí trước và sau khi ra khỏi hệ thống xử lý Sau khi hầm than cần kiểm tra lượng than thành phẩm, để đánh giá hiệu quả hầm của lò  Thí nghiệm 2 (TN2): Đánh giá hiệu quả xử lý khí thải từ lò hầm than sinh học bằng biện pháp hấp. .. dựng,… bằng các quá trình ăn mòn, mài mòn, gây hoen ố và phá hủy (Trần Ngọc Chấn, 2000) Đặc biệt trong điều kiện nóng ẩm như ở nước ta thì các quá trình trên diễn ra mạnh mẽ hơn làm giảm tuổi thọ của các công trình 2.5 Các phương pháp xử lý bụi và khí thải 2.5.1 Một số phương pháp xử lý bụi Có nhiều phương pháp xử lý bụi khác nhau Tùy vào kích thước tính chất bụi và yêu cầu xử lý mà chọn phương pháp xử lý. .. khô, và trử lại chuẩn bị cho quá trình đốt 3.3.3 Bố trí thí nghiệm Tiến hành 4 thí nghiệm Thí nghiệm được tiến hành từ mô hình lò hầm than sinh học và hệ thống xử lý khí thải lò đốt có sẵn  Thí nghiệm 1 (TN1): Đánh giá hiệu quả xử lý khí thải từ lò hầm than sinh học, bằng biện pháp hấp phụ bằng than hoạt tính với nguyên liệu là rơm Rơm được phơi khô, xác định độ ẩm Rơm dùng làm nguyên liệu hầm than. .. thực tiễn ấy, đề tài Hiệu quả xử lý khí thải từ quá trình sản xuất than sinh học (biochar) bằng phương pháp hấp thụ và hấp phụ sẽ được thực hiện nhằm mục đích giảm thiểu sự ô nhiễm không khí, cũng như hạn chế được đáng kể khí gây hiệu ứng nhà kính, góp phần đảm bảo phát triển kinh tế bền vững cho địa phương 1.2 Mục tiêu của đề tài - Tìm hiểu cấu tạo, cách thức vận hành và nguyên lý làm việc của lò đốt... đưa vào hầm than  Lắp hệ thống ống dẫn khí từ lò vào hệ thống xử lý khí thải  Trong suốt quá trình hầm than cần tiến hành xác định các chỉ tiêu khí và nồng độ bụi trước và sau khi ra khỏi hệ thống xử lý, nhằm đánh giá hiệu quả xử lý của hệ thống  Sau khi hầm than kết thúc cân lại lượng than thành phẩm để đánh giá hiệu quả hầm than - Phương tiện đo bụi là máy đo bụi SIBATA CODE 8086-2, và máy đo khí. .. thức vận hành và nguyên lý làm việc của lò đốt biochar - Xác định hiệu quả của thiết bị xử lý khí thải từ lò đốt biochar theo phương pháp hấp thụ bằng nước và hấp phụ bằng than hoạt tính 1.3 Phạm vi nghiên cứu Đề tài được thực hiện từ trên hình lò đốt than sinh học và mô hình xử lý khí thải tại Khoa Môi trường và Tài nguyên Thiên nhiên từ tháng 8 đến tháng 12 năm 2015 SVTH: Phạm Hữu Phát – B1205091 Tăng... nhiễm (do chất được hấp phụ) đến dung dịch được hoàn nguyên để làm khô lớp hấp phụ và làm nguội dung dịch  Thiết bị hấp phụ có lớp hấp phụ giả lỏng Thiết bị hấp phụ có lớp hấp phụ giả lỏng dựa trên nguyên lý tuần hoàn liên tục chất hấp phụ qua chu trình hấp phụ và tái sinh Dòng khí hướng lên trên, chất hấp phụ được bảo hòa đi xuống dưới và chuyển hóa cho đến khi được tái sinh, nhờ dòng khí được giả lỏng... bằng quá trình thiêu đốt (đốt cháy sau) hoặc xử lý bằng chất xúc tác đối với khí thải a Hấp thụ khí bằng chất lỏng Theo Hoàng Thị Hiền và Bùi Sỹ Lý (2012), hấp thụ hay còn gọi hòa tan là quá trình thu hút có chọn lọc chất khí và hơi bởi chất lỏng Theo Trần Ngọc Chấn (2001), hấp thụ khí bằng chất lỏng là quá trình hòa tan chất khí trong chất lỏng khi chúng tiếp xúc với nhau Cơ cấu của quá trình có thể ... hình hầm than sinh học Xác định thành phần khí trình hầm than sinh học Đánh giá hiệu xử lý khí thải hầm than sinh học từ hai mô hình xử lý khí phương pháp hấp thụ hấp phụ để kiểm tra hiệu hai... THỐNG XỬ LÝ KHÍ THẢI LÒ HẦM THAN 4.3.1 Hệ thống xử lý khí thải lò hầm than sinh học với dịch thể nước Hệ thống xử lý khí thải lò hầm than sinh học phương pháp hấp thụ nước thiết kế sau: Khói thải. .. trường không khí, ảnh hưởng đến chất lượng sống người dân Xuất phát từ thực tiễn ấy, đề tài Hiệu xử lý khí thải từ trình sản xuất than sinh học (biochar) phương pháp hấp thụ hấp phụ thực nhằm