Nghiên cứu tình trạng ô nhiễm môi trường khí và các giải pháp xử lý khí thải của lò đốt công nghiệp sử dụng dầu FO
I HC NNG I HC BCH KHOA KHOA HO K THUT - - TI : NGHIấN CU TèNH TRNG ễ NHIM MễI TRNG KH V CC GII PHP X Lí KH THI CA Lề T CễNG NGHIP S DNG DU FO GVHD : Th.S Trng Hu Trỡ SVTH : inh Th Thanh Trang Nghnh Cụng Ngh Hoỏ Hc Du v Khớ NI DUNG NGHIấN CU Cỏc cht ụ nhim mụi trng khụng khớ v tỏc hi ca chỳng Du t FO v cỏc ngun thu nhn Gii thiu chung v quỏ trỡnh t FO Tớnh toỏn ti lng cht ụ nhim ti Khu cụng nghip Ho Khỏnh Cỏc bin phỏp gim thi ụ nhim mụi trng CC CHT ễ NHIM MễI TRNG KHễNG KH V TC HI CA CHNG CC NGUN GY ễ NHIM KHễNG KH Ngun thi ụ nhim cụng nghip Ngun ụ nhim giao thụng ti ễ nhim khụng khớ hot ng xõy dng Ngun ụ nhim sinh hot ca ngi gõy CC CHT ễ NHIM CHNH TRONG Lề T CễNG NGHIP V TC HI CA CHNG Oxyde Nit NOx Sulfur dioxit SO2 Monoxit Carbon CO Dioxit Carbon CO2 Cỏc hp cht hu c Bi i vi sc kho ngi: Gõy cỏc bnh v hụ hp Gõy cỏc bnh v tim mch nh hng n h thn kinh i vi mụi trng: Gõy ma axit Gõy hiu ng nh kớnh Sulfur dioxit SO2 TCCP SO2 = 0,3mg/m3 Hỡnh1.1- Din bin nng khớ SO2 (mg/m3) trung bỡnh nm 1995 n nm 2002 khụng khớ ti Khu NM Thộp Nng Ngun : Bỏo cỏo Hin trng Mụi Trng Vit Nam nm 2003 (trớch t bỏo Bo V Mụi Trng S 5-2004) Bi TCCP Bi = 0,2 mg/m3 Hỡnh 1.2 - Din bin nng bi l lng (mg/m3) trung bỡnh nm khụng khớ ti Khu NM Thộp Nng t nm 1995 n 2002 Ngun: Bỏo cỏo Hin trng Mụi Trng Vit Nam 2003 (trớch t bỏo Bo V Mụi Trng S 5-2004) DU T FO V CC NGUN THU NHN CC NGUN THU NHN PH GIA CHO DU T FO Ph gia chuyn v tn tr Ph gia cho quỏ trỡnh t Ph gia chng n mũn sn phm chỏy Xột s nh hng ca quy trỡnh ch bin n cht lng FO qua s sau: CC NGUN THU NHN S 1: Khớ t GPL Chng RC quyn Xng HDS Du thụ ct khớ KEROSEN E GAZOLE/FOD FO Cht t FO thu c s ny l phn cn ca chng ct trc tip ỏp sut khớ quyn Cú lng riờng nh va hm lng kim loi thp S : Khớ t Du thụ GPL Chng ct khớ quyn RC HDS Xng KEROSENE GAZOLE/FOD DSV FCC FO Cht t FO thu c t s ny l hn hp gia phn cn ca chng ct chõn khụngv dũng sn phm ca phõn xng cracking xỳc tỏc tõng sụi FCC cú vai trũ nh cht lm loóng gim nht FO õy cha mt hm lng ln lu hunh v kim loi S 3: FO thu c õy l hn hp gia phn cn ca quỏ trỡnh gim nht v dũng cht lm loóng ( ch yu l Gasoil nh, Gasoil nng ca FCC, Gasoil ca chng ct khớ quyn) FO ny cú n nh kộm, hm lng lu hunh ln Tcỏc s trờn ta nhn thy: S gia tng nhu cu cỏc sn phm nh kộo theo tng lng u vo cho quỏ trỡnh chuyn hoỏ sõu, vỡ vy ngun nguyờn liu phi trn sn xut du t lũ ngy cng tr nờn nng hn Khớ t Du thụ GPL RC HDS Chng ct khớ quyn DSV Xng KEROSENE GAZOLE/FOD FCC VB FO Cht t GII THIU CHUNG V QU TRèNH T FO MT S KHI NIM C BN V S CHY Chỏy hon ton Chỏy khụng hon ton Nguyờn nhõn gõy chỏy khụng hon ton: Do cung cp khụng oxy Do s trn ln hn hp khụng khớ v nhiờn liu khụng tt Do phõn hoỏ nhit Chỏy khụng hon ton s dn n tn tht nhit, tng tiờu hao nhiờn liu v gim nhit chỏy lý thuyt H s khụng khớ tha Trong thc t cho thy, nu cung cp ỳng lng khụng khớ lý thuyt thỡ khụng oxy chỏy hon ton ú ngi ta dựng mt lng khụng khớ thc t (Vkk>Vkko) Nú cú mi quan h =Vkk/Vkko H s khụng khớ tha C IM CHY NHIấN LIU LNG Mt s mụ hỡnh vt lý v quỏ trỡnh chỏy theo phun sng Hỡnh 3.1- Mụ hỡnh vt lý chỏy ht nhiờn liu lng dũng Quỏ trỡnh chỏy th khớ theo bc hi (hỡnh 3.1a ) Quỏ trỡnh chỏy khuych tỏn chựm ht sng (hỡnh 3.1b ) Quỏ trỡnh chỏy hn hp cú mt phn hoỏ khớ mt phn dng ht THIT B T NHIấN LIU Vic t chỏy nhiờn liu lng ngi ta dựng loi thit b gi l m phun Nhim v ca m phun : Bin dũng nhiờn liu thnh bi nh a hn hp cht bin bi v nhiờn liu vo t chỏy lũ M phun thp ỏp Cht bin du thnh bi : Khụng khớ qut cp cú ỏp sut cao u im : Thit b n gin, d ch to, d hnh, r tin Nhc im : Ngn la ngn, ũi hi cht lng du cao Gi cho m phun lm vic cụng sut Nu cụng sut thay i thỡ cht lng bin bi du cng nh hng Hỡnh 3.2- S m phun thp ỏp 1-ng dn du; 2-ng dn khụng khớ; 3-tng lũ M phun cao ỏp Hỡnh 3.3- S m phun cao ỏp 1- ng du du; 2-c cu hóm; 3-ng dn khụng khớ lm cht bin bi 10 Cht bin bi du l : Khụng khớ Hi nc cú ỏp sut cao u im : Cu to n gin , hiu sut cao Nhc im : Chiu di ngn la ln nờn m phun ch dựng c cỏc lũ cú chiu di phự hp i vi bung t cú kớch thc nh thỡ khụng dựng c vỡ ngn la s va p vo tng lũ lm hng vt liu xõy lũ Bng 3.1- Cỏc c tớnh ca m phun thp ỏp v m phun cao ỏp c tớnh M phun Thp ỏp Cao ỏp Cht bin bi du Khụng khớ qut cp Khụng khớ nộnHi nc p sut ca cht bin bi , kN/m2 2,59 - 8,8 Khụng khớ nộn : 400-600 Hi nc : 500 - 1500 Lng cht bin bi (khụng khớ), % ca tng lng khụng khớ cn t chỏy nhiờn liu 100 - 12 Lng khụng khớ t hai, % ca tng lng khụng khớ cn t chỏy nhiờn liu Nhit nung khụng khớ , 0C 88 93 100 300 Khụng hn ch 0,6 0,8 Lng cht bin bi cho mt kg du ,kg Tc cht bin bi ming ng, m/s 50 - 80 Thng n 330, ụi ln hn 330 Mc bin bi (ng kớnh n 0,5 0,1 - 0,2 11 ht bi du), mm TNH TON TI LNG CHT ễ NHIM TI KHU CễNG NGHIP HO KHNH Xỏc nh nng phỏt thi cỏc cht ụ nhim khúi thi ti Nh Mỏy Thộp Nng Quỏ trỡnh cỏn thộp cú t chỏy du FO lũ nung phụi, sinh cỏc khớ thi gõy ụ nhim mụi trng khụng khớ ch yu l SO2, CO, CO2, bi Tớnh lng khớ thi t chỏy du FO Thnh phn hoỏ hc ca du FO dựng cho lũ hi, lũ nung Nhiờn liu Du FO Thnh phn nguyờn t nhiờn liu (% lng) Clv Hlv Olv Slv Nlv 85,7 10,5 0,92 0,2 tro nhiờn liu 0,001 Lng nhiờn liu tiờu th B = 7500 tn /nm Thi gian hot ng t = 300 ngy (24 gi/ ngy) H s tha khụng khớ = 1,15 Nhit khúi thi tkhúi = 2000C Lng khụng khớ lý thuyt Th tớch ca sn phm chỏy hon ton vi =1,15 Lng khúi iu kin chun Lng khúi iu kin thc t t0khúi 0C Cỏc cht ụ nhim SO2 NOx V0kk = 10,49 m3tc/1kg FO Vspc = 12,984 m3tc/1kg FO Lc = 3,757 m3/s LT = 6,5 m3/s Nng (g/m3) 2,735 0,2679 So vi tiờu chun TCVN 5939-1995 thỡ nng SO vt tiờu chun gn gp 1,8 ln Vỡ vy cn cú h thng x lý khớ thi lũ hi CC BIN PHP GIM THI ễ NHIM MễI TRNG 12 Nhm hn ch s hỡnh thnh v phỏt thi cỏc cht ụ nhim th khớ ngi ta cú th s dng cỏc bin phỏp sau: S dng cỏc loi nhiờn liu sch hn quỏ trỡnh chỏy Ci tin h thng t chỏy nhiờn liu S lý lm sch khớ thi trc x vo bu khớ quyn 13 S DNG CC LOI NHIấN LIU SCH HN TRONG QU TRèNH CHY Cỏc loi nhiờn liu cú th thay th c cho du FO l LPG, khớ thiờn nhiờn , v mt s loi nhiờn liu khỏc So sỏnh mc phỏt thi cỏc cht ụ nhim khúi thi ca nhiờn liu Hỡnh 5.1- th biu din s ph thuc nng phỏt thi SO2 vo khong cỏch x ca du FO x: khong cỏch t chõn ng khúi n v trớ cỏch chõn ng khúi Hỡnh 5.2- th biu din s ph thuc nng phỏt thi CO vo x ca du FO v Khớ thiờn nhiờn Hỡnh 5.3- th biu din s ph thuc nng NOx vo x ca du FO 14 Hỡnh 5.4- th biu din s ph thuc nng NOx vo x ca khớ thiờn nhiờn S DNG PH GIA CHO DU T FO Gii thiu 15 Ph gia nh hoỏ MKB 028 l mt dung mụi hu c cú th lm gim nht ca hydrocacbon mch di ca du t FO, v lm cho quỏ trỡnh t chỏy chỳng d dng hn, t chỏy hon ton v cho ngn la sỏng xanh Tớnh cht vt lý MKB 028 l mt cht lng mu nõu, cú mựi c trng T trng ( 150C) : 0,890 g/cm3 nht : 40 cps Nhit bc chỏy: 290C nh hng n mụi trng Gim khúi bi mt cỏch trit Gim ti thiu lng cacbon t Khớ cacbon monoxyt (CO) gim thiu, khúi thi ch cũn thnh phn chớnh l CO2 v H2O c ch khụng to V2O5, vỡ V2O5 lm xỳc tỏc to SO3 nờn phn ng to SO3 c khng ch v kt qa cui cựng khụng to nờn H 2SO4 gõy n mũn thit b, nh xng Gim thiu NO2, NO v to Magiờ Nitrua (Mg3N2) Nhng u im v hiu qu Gim ụ nhim mụi trng ỏng k Kộo di tui th ca thit b v nh xng Quỏ trỡnh chỏy hon ton hn, ngn la sỏng xanh khụng to x Lũ hi c sch hn, gim h s n mũn tt hn Lm sch cỏc cht bựn bn cha v gi ng dn khớ thi khụng b tt nghn 16 Nõng cao hiu sut truyn nhit ca lũ t Tit kim nhiờn liu 5-8% nh s to thnh mng sng rt tt ca MBK 028 v du t 17 PHNG PHP CI TIN H THNG T CHY NHIấN LIU Tng nhanh quỏ trỡnh bc hi ca nhiờn liu lng Tng nhanh quỏ trỡnh hn hp gia ht nhiờn liu v khụng khớ CC PHNG PHP X Lí BI, B HểNG TRONG KH THI 18 Bng 5.7-u nhc im ca tng loi thit b thu tỏch bi Thit b u im Nhc im Bung lng -Vn u t thp -Chi phớ bo dng thp -Cng knh -Hiu qu thp, ch lc c cỏc ht bi cú kớch thc > 10 àm Cyclone -Lm vic c mụi trng ỏp sut cao v nhit cao n 5000C -Thu gom c c ht bi cú tớnh mi mũn -Ch to n gin, kớch thc nh,d sa cha -Hiu sut cao -Vn u t khụng ln -Tn tht ỏp sut thit b tng i cao -Ch lc c cỏc ht bi cú kớch thc >5m -Tiờu tn in nng ng Venturi Lc tỳi vi vi ng -Lu lng nc -Hiu sut rt cao tiờu th ln -cú th lc cỏc ht bi cú -Tiờu hao nng kớch thc t 2-3àm lng ln -Lc c c cỏc ht bi kim loi cú kớch thc nh nht -Hiu sut ln 98-99% -Chi phớ u t thp hn thit b lc bi tnh in Phm dng Lc in -Chi phớ bo dng cao -Tỳi lc d b thng, nh hng n cụng sut lc -Khụng lc c khớ núng v cú n mũn hoỏ hc -Hiu sut lm sch cao 90-99% -Nng lng tiờu hao ớt - Kớch thc ln, tnh -Cú th tin hnh nhit cng knh cao, mụi trng n mũn -Chi phớ u t ln hoỏ hc -Cú th t ng hoỏ v c khớ hoỏ hon ton -Thng c ng dng cỏc nh mỏy c hoc cỏc xớ nghip cú cụng sut thu hi cỏc bi cú kớch thc ln -Lc s b trc khớ c lc cỏc thit b lc tỳi vi, lc bi in -c ng dng lc khớ thi cú hm lng ln, cỏc ht bi cú kớch thc rt nh CễNG NGH X Lí KH SO2 19 X lý khớ SO2 bng ỏ vụi (CaCO3) hoc vụi nung (CaO) X lý khớ SO2 bng amoniac H thng x lý SO2 bng amoniac theo chu trỡnh X lý khớ SO2 bng amoniac v vụi X lý khớ SO2 bng Magie oxit (MgO) GIM THIU S PHT THI KH NOX BNG CCH IU CHNH QU TRèNH CHY Cỏc gii phỏp nhm gim thiu mc phỏt thi khớ NOx H thp h s tha khụng khớ T chc quỏ trỡnh chỏy hai giai on Tun hon sn phm chỏy XUT H THNG X Lí KH THI CHO NH MY THẫP TI KHU CễNG NGHIP HO KHNH X lý khớ thi h thng cỏn thộp : s dng bin phỏp x lý khớ SO2 bng thit b thỏp tip xỳc X lý khớ thi lũ in luyờn thộp 20 21