Tập 2 - Sổ tay hướng dẫn Xử Lý ô nhiễm môi trường

Bộ sổ tay gồm 10 tập hướng dẫn Xử Lý ô nhiễm môi trường - Sở KH CN & MT TPHCM

Sổ tay hướng dẫn xử lý ô nhiễm môi trường trong sản xuất tiểu thủ công nghiệp - Xử lý khói lò hơi

SỞ KHOA HỌC, CÔNG NGHỆ VÀ MÔI TRƯỜNG

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

SỔ TAY HƯỚNG DẪN

XỬ LÝ Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG TRONG

SẢN XUẤT TIỂU THỦ CÔNG NGHIỆP

Tập 2 :

XỬ LÝ KHÓI THẢI LÒ HƠI

\]\] Thành phố Hồ Chí Minh 1998 \]\]

Sổ tay hướng dẫn xử lý ô nhiễm môi trường trong sản xuất tiểu thủ công nghiệp - Xử lý khói lò hơi

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU ……….……… 01

MỤC LỤC……….………02

I- ĐẶC ĐIỂM CỦA KHÓI THẢI LÒ HƠI ……….……… ……… 04

I-1 ĐẶC ĐIỂM KHÓI THẢI LÒ HƠI ĐỐT CỦI……….04

I-2 ĐẶC ĐIỂM KHÓI THẢI LÒ HƠI ĐỐT THAN ĐÁ………05

I-3 ĐẶC ĐIỂM KHÓI THẢI LÒ HƠI ĐỐT DẦU F.O……….06

II- CÁC TÁC ĐỘNG ĐẾN MÔI TRƯỜNG CỦA KHÓI THẢI LÒ HƠI……….08

II-1 CÁC CHẤT Ô NHIỄM TRONG KHÓI THẢI LÒ HƠI……….08

II-2 TÁC ĐỘNG CỦA CÁC CHẤT Ô NHIỄM……… 08

II-3 TIÊU CHUẨN KIỂM SOÁT KHÓI THẢI LÒ HƠI………11

III- CÁC BIỆN PHÁP GIẢM Ô NHIỄM DO KHÓI LÒ HƠI……….13

III-1 CÁC BIỆN PHÁP QUẢN LÝ NGĂN NGỪA Ô NHIỄM ……….13

III-2 GIẢM Ô NHIỄM CHO LÒ HƠI ĐỐT NHIÊN LIỆU RẮN………13

VÍ DỤ Tính kích thước buồng lắng bụi cho lò hơi đốt than có lượng tiêu hao than là 50kg/h………16

VÍ DỤ Tính thiết bị lọc khói cho lò hơi đốt củi có lượng tiêu hao củi đơn vị là 100kg/h……….18

Sổ tay hướng dẫn xử lý ô nhiễm môi trường trong sản xuất tiểu thủ công nghiệp - Xử lý khói lò hơi

III-3 :GIẢM Ô NHIỄM CHO LÒ HƠI ĐỐT DẦU F.O……….………20

VÍ DỤ Tính toán chiều cao ống khói cho lò hơi đốt dầu F.O với lượng dầu đốt 60 kg/h ………21

VÍ DỤ Tính toán thiết bị lọc hơi SO 2 cho khói thải lò hơi đốt dầu F.O với lượng dầu đốt 60 kg/h ……… ………23

IV - NHỮNG CHÚ Ý KHI CẤU TRÚC NGỌN ỐNG KHÓI ……… 27

PHỤ LỤC I : GIÁ THÀNH CỦA MỘT HỆ THỐNG XỬ LÝ KHÓI LÒ HƠI DỰ TOÁN

THEO SUẤT TIÊU HAO DẦU……… 28 PHỤ LỤC II : THIẾT KẾ MẪU BUỒNG LẮNG BỤI CHO LÒ HƠI ĐỐT THAN Công suất

tiêu hao than : 50 kg/h……… 29

PHỤ LỤC III : THIẾT KẾ MẪU BUỒNG LẮNG BỤI ƯỚT CHO LÒ HƠI ĐỐT CỦI

(CYCLON MÀNG NƯỚC ) Công suất tiêu hao củi : 100 kg/h………33

MỘT SỐ NƠI CÓ THỂ MUA CÁC VẬT TƯ CẦN THIẾT HOẶC CÓ THỂ ĐẢM NHẬN TƯ VẤN, THIẾT KẾ, THI CÔNG HỆ THỐNG XỬ LÝ KHÓI LÒ HƠI……….…35

Sổ tay hướng dẫn xử lý ô nhiễm môi trường trong sản xuất tiểu thủ công nghiệp - Xử lý khói lò hơi

LỜI NÓI ĐẦU

ò hơi là nguồn cung cấp nhiệt khá phổ biến trong nhiều loại hình công nghệ, thường gặp trong các công đoạn sấy, gia nhiệt định hình, gia nhiệt cho các phản ứng hóa học, làm chín thực phẩm, khử trùng … trong nhiều ngành sản xuất lò hơi là thiết bị không thể không có

Lò hơi có thể được cấp nhiệt từ nhiều nguồn khác nhau Ơû các lò hơi công suất nhỏ thường cấp nhiệt bằng điện, một số lò hiện đại dùng nhiên liệu là khí đốt hóa lỏng (gas-LPG) kèm theo là hệ thống điều chỉnh tự động, với các lò hơi “sạch” như trên thường không có vần đề về mặt khói bụi thải Tuy nhiên, thường gặp trong các cơ sở tiểu thủ công nghiệp tại thành phố Hồ Chí Minh là các lò hơi dùng nhiên liệu đốt lò chính là gỗ củi, than đá hoặc dầu F.O, các sản phẩm cháy do việc đốt các nhiên liệu trên thải vào không khí thường là nguyên nhân dẫn đến các khiếu nại về mặt môi trường

Nhằm mục đích giúp các cơ sở sản xuất có thể tự mình chủ động giải quyết các vấn đề về xử lý khống chế ô nhiễm, Sở Khoa học, Công nghệ và Môi trường Thành phố Hồ Chí Minh đã xây dựng “Sổ tay hướng dẫn xử lý ô nhiễm môi trường trong sản xuất tiểu thủ công nghiệp tại Thành phố Hồ Chí Minh” Phần này của sổ tay trình bày giải pháp xử lý

ô nhiễm do khói lò hơi gây ra

Các thiết kế và tính toán cụ thể trong tài liệu là xử lý khói cho lò hơi dùng nhiên liệu là củi, than đá hoặc dầu F.O với lượng tiêu thụ nhiên liệu khoảng 50 - 100 kg/h là các mức công suất thường gặp, tuy nhiên vẫn có thể áp dụng tài liệu để xử lý khói cho các lò hơi có mức công suất khác và cho những nguồn thải khói tương tự như các lò dầu, lò nung

Tài liệu này là một phần của Sổ tay hướng dẫn xử lý ô nhiễm môi trường trong sản xuất tiểu thủ công nghiệp tại Thành phố Hồ Chí Minh

PTS LÊ VÂN TRÌNH

KS TRẦN PHÚC TUỆ L

Sổ tay hướng dẫn xử lý ô nhiễm môi trường trong sản xuất tiểu thủ công nghiệp - Xử lý khói lò hơi

I ĐẶC ĐIỂM KHÓI THẢI LÒ HƠI

Lò hơi là nguồn cung cấp nhiệt cho các thiết bị công nghệ qua môi chất dẫn nhiệt là hơi nước cao áp Lò hơi có thể được cấp nhiệt từ nhiều nguồn khác nhau, hiện nay trong các cơ sở tiểu thủ công nghiệp tại thành phố Hồ Chí Minh thường dùng 3 loại nhiên liệu đốt lò chính là gỗ củi, than đá hoặc dầu F.O Đặc điểm khói thải của các loại lò hơi khác nhau, tùy theo loại nhiên liệu sử dụng

I-1 ĐẶC ĐIỂM KHÓI THẢI LÒ HƠI ĐỐT CỦI

Lò hơi đốt củi đang có xu hướng ít dần vì chủ trương quản lý rừng chặt chẽ của nhà nước, và thực tế dùng gỗ để đốt lò hơi là quá lãng phí Hiện tại củi đốt lò hơi thường là loại gỗ không còn dùng được vào việc gì khác

Quá trình củi cháy trong lò hơi, là quá trình cháy lớp nhiên liệu rắn trong buồng đốt ghi thủ công Không khí cần cho sự cháy được quạt vào dưới mặt ghi và đi lên trên

tham gia vào quá trình cháy Khí cháy có nhiệt độ cao đi qua các hàng ống lửa của lò, sau khi truyền nhiệt cho áo nước bên ngoài làm nước sinh hơi, khói lò được gom thải ra ngoài qua ống khói

Dòng khí thải ra ở ống khói có nhiệt độ vẫn cón cao khoảng 120 ~ 1500C, phụ thuộc nhiều vào cấu tạo lò Thành phần của khói thải bao gồm các sản phẩm cháy của củi, chủ yếu là các khí CO2, CO, N2, kèm theo một ít các chất bốc trong củi không kịp cháy hết, oxy dư và tro bụi bay theo dòng khí Thành phần khí thải có thể thay đổi rất lớn tùy thuộc vào chế độ cháy trên mặt ghi Ơû chế độ cháy tốt, khí thải mang theo rất ít các chất bốc trong củi nên nhìn thấy khí trong hay có màu xám nhạt Khi chế độ cháy xấu, thiếu ôxy và nhiệt độ buồng lửa thấp, khí thải có màu xám đen tới đen do các hạt mồ hóng ngưng kết từ các phân tử cacbua-hyđrô nặng có nhiều trong khí thải

Sổ tay hướng dẫn xử lý ô nhiễm môi trường trong sản xuất tiểu thủ công nghiệp - Xử lý khói lò hơi

Khi đốt củi, thành phần các chất trong khí thải thay đổi tùy theo loại củi, tuy vậy lượng khí thải sinh ra là tương đối ổn định Để tính toán ta có thể dùng trị số V T2 0 = 4,23

m3/kg , nghĩa là khi đốt 1kg củi sẽ sinh ra 4,23 m3 khí thải ở nhiệt độ 20oC

Lượng bụi tro có trong khói thải chính là một phần của lượng không cháy hết và lượng tạp chất không cháy có trong củi, lượng tạp chất này thường chiếm tỷ lệ 1% trọng lượng củi khô Tro bị khí cháy cuốn theo vào dòng khí lò tạo thành 1 lượng bụi nhất định trong khí thải Lượng bụi này có nồng độ dao động rất lớn vì phụ thuộc vào các thao tác của công nhân đốt lò Bụi phát sinh lớn nhất khi công nhân nạp thêm củi vào lò hay

“chọc ghi” Nó còn phụ thuộc vào vận tốc dòng khí cháy trong lò và cấu tạo lò Bụi trong khói thải lò hơi đốt củi có kích thước hạt từ 500µm tới 0,1µm, nồng độ dao động trong khoảng từ 200-500 mg/m3 Khi củi bị ướt hay mục, lượng khói với cỡ hạt nhỏ bay

ra nhiều hơn

1-2 ĐẶC ĐIỂM KHÓI THẢI LÒ HƠI ĐỐT THAN ĐÁ

Các loại than đá được sử dụng ở Tp HCM đều là than gầy hay An-tra-xít xuất xứ từ vùng Quảng Ninh Đây là loại than ít chất bốc, không xốp nên khó cháy và cháy lâu Nguyên lý cháy của than trong lò hơi tương tự như củi, nghĩa là : Khi đốt than trong buồng đốt cháy lớp có ghi thủ công, không khí được quạt vào từ phía dưới ghi, than cháy dần từ lớp phía dưới lên lớp phía trên và từ phía ngoài vào trong cục than

Khí thải của lò hơi đốt than chủ yếu mang theo bụi, CO2, CO, SO2 , SO3 và NOx

do thành phần hoá chất có trong than kết hợp với ôxy trong quá trình cháy tạo nên Lượng bụi trong khí thải có kích thước hạt và nồng độ dao động trong khỏang rộng và phụ thuộc nhiều vào thời điểm “chọc ghi” và thêm than vào lò Hàm lượng lưu huỳnh trong than ≅ 0,5% nên trong khí thải có SO2 với nồng độ khoảng 1.333 mg/m3

Lượng khí thải phụ thuộc vào mỗi loại than, với than An-tra-xít Quảng Ninh lượng khí thải khi đốt 1 kg than là: V020 ≈ 7,5 m3/kg

Sổ tay hướng dẫn xử lý ô nhiễm môi trường trong sản xuất tiểu thủ công nghiệp - Xử lý khói lò hơi

Bụi trong khói thải lò hơi là một tập hợp các hạt rắn có kích thước rất khác nhau, từ vài micrômét tới vài trăm micrômét Các kết quả nghiên cứu đã cho thấy tỷ lệ phân bố các loại hạt bụi ở các khoảng đường kính trung bình (Dtb) của lò đốt than như trong bảng 1

Bảng 1 Tỷ lệ phân bố các loại hạt bụi ở lò đốt than:

Dtb(µm) 0÷10 10≈20 20≈30 30≈40 40≈50 50≈60 60≈86 86≈100 >100

% 3 3 4 3 4 3 7 6 67

I-3 ĐẶC ĐIỂM KHÓI THẢI LÒ HƠI ĐỐT DẦU F.O

Lò hơi sử dụng nhiên liệu dầu F.O để đốt sinh nhiệt là loại phổ biến nhất hiện nay (F.O - chữ viết tắt của Fuel Oil, còn gọi là dầu đen) Dầu F.O là một phức hợp của các Hyđrô Cacbon cao phân tử Dầu F.O dạng lỏng có lượng sinh nhiệt đơn vị cao, độ tro ít nên ngày càng được sử dụng rộng rãi Mặt khác vận hành lò hơi đốt dầu F.O đơn giản và khá kinh tế

Dầu F.O đúng tiêu chuẩn có các thông số kỹ thuật như trong bảng 2

Bảng 2 Các tiêu chuẩn chất lượng của dầu F.O sử dụng ở Việt Nam :

Các thông số Giá trị Phương thức

xác định

1.Tỷ trọng

2.Độ nhớt

3.Cặn cacbon (% W)

4.Nhiệt độ bắt lửa

5.Điểm đông đặc

6 Hàm lượng lưu huỳnh (% W)

7 Hàm lượng nước (% V)

8 Hàm lượng tro (% W)

20 oC 3,0 0,1 6,5 10,2 1,0

Sổ tay hướng dẫn xử lý ô nhiễm môi trường trong sản xuất tiểu thủ công nghiệp - Xử lý khói

lò hơi

Khi đốt dầu F.O trong lò hơi, người ta phun dầu qua các vòi phun đặc biệt (béc

phun) để tạo thành sương dầu trong hỗn hợp với không khí đi vào buồng đốt Các hạt

sương dầu sẽ bay hơi và bị phân hủy dưới nhiệt độ cao thành các Cacbua hyđro nhẹ,

dễ cháy và cháy hết trong buồng đốt của lò Khi hạt dầu phun quá lớn hay buồng chứa

quá nguội, các hạt sương dầu bay hơi và phân hủy không hết sẽ tạo thành khói và muội

đen trong khí thải Điều này thường gặp ở các vòi phun quá cũ hay khi khởi động hoặc

tái khởi động lò

Trong khí thải của lò hơi đốt dầu F.O người ta thường thấy có các chất sau: CO2,

CO, NOx , SO2 , SO3 và hơi nước, ngoài ra còn có một hàm lượng nhỏ tro và các hạt tro

rất nhỏ trộn lẫn với dầu cháy không hết tồn tại dưới dạng son khí mà ta thường gọi là

mồ hóng

TẢI LƯỢNG Ô NHIỄM CỦA DẦU F.O :

a- Lượng khí thải :

Lượng khí thải khi đốt dầu F.O ít thay đổi Nhu cầu không khí cần cấp cho đốt

cháy hết 1 kg dầu F.O là V020 = 10,6 m3/kg, lượng khí thải sinh ra khi đốt hết 1 kg dầu

F.O là : Vc20 ≈ 11,5 m3/kg ≈ 13,8 kg khí thải/ 1kg dầu

b- Nồng độ các chất ô nhiễm trong khí thải :

Với dầu F.O đúng theo tiêu chuẩn chất lượng, khi đốt cháy trong lò hơi sẽ có

nồng độ các chất trong khí thải như trong bảng 3 :

Bảng 3 Nồng độ các chất trong khí thải lò hơi đốt dầu F.O :

CHẤT GÂY Ô NHIỄM NỒNG ĐỘ (mg/m 3 )

Sổ tay hướng dẫn xử lý ô nhiễm môi trường trong sản xuất tiểu thủ công nghiệp - Xử lý khói lò hơi

Lưu ý là nồng độ các chất trong khí thải này ứng với điều kiện hơi dầu cháy tốt trong lò hơi Nếu điều kiện cháy không tốt thì lượng tro bụi, CO và hơi dầu tăng lên rất cao và khói có màu đen

II- CÁC TÁC ĐỘNG ĐẾN MÔI TRƯỜNG CỦA KHÓI THẢI LÒ HƠI

II-1 CÁC CHẤT Ô NHIỄM TRONG KHÓI THẢI LÒ HƠI

Có thể nhận diện các chất ô nhiễm trong khói thải lò hơi ở bảng 4 dưới đây,

trong đó các yếu tố được tô đậm là các tác nhân gây ô nhiễm chính cần phải kiểm soát đối với mỗi loại lò hơi

Bảng 4 Các chất ô nhiễm trong khói thải lò hơi :

Lò hơi đốt bằng củi Khói + tro bụi + CO + CO2

Lò hơi đốt bằng than Khói + tro bụi + CO + CO2 + SO 2 + SO 3 + NOx

Lò hơi đốt bằng dầu F.O Khói + tro bụi + CO +CO2 + SO 2 +SO 3 + NOx

II-2 TÁC ĐỘNG CỦA CÁC CHẤT Ô NHIỄM

II-2-1 Tác hại của khí SO 2 , SO 3 :

Khí SO2, SO3 được sinh ra từ quá trình đốt nhiên liệu có chứa lưu huỳnh như than, dầu FO, DO Khí SO2 là loaiï khí không màu, không cháy, có vị hăng cay, do quá trình quang hoá hay do sự xúc tác khí SO2 dễ dàng bị oxy hoá và biến thành SO3 trong khí quyển

Khí SO2, SO3 gọi chung là SOx, là những khí thuộc loại độc hại không chỉ đối với sức khoẻ con người, động thực vật, mà còn tác động lên các vật liệu xây dựng, các công trình kiến trúc Chúng là những chất có tính kích thích, ở nồng độ nhất định có thể

Sổ tay hướng dẫn xử lý ô nhiễm môi trường trong sản xuất tiểu thủ công nghiệp - Xử lý khói lò hơi

gây co giật ở cơ trơn của khí quản Ở nồng độ lớn hơn sẽ gây tăng tiết dịch niêm mạc đường khí quản Khi tiếp xúc với mắt chúng có thể tạo thành axit

SOx có thể xâm nhập vào cơ thể con người qua các cơ quan hô hấp hoặc các cơ quan tiêu hóa sau khi được hòa tan trong nước bọt Và cuối cùng chúng có thể xâm nhập vào hệ tuần hoàn Khi tiếp xúc với bụi, SOx có thể tạo ra các hạt axit nhỏ, các hạt này có thể xâm nhập vào các huyết mạch nếu kích thước của chúng nhỏ hơn 2 -3 µm

SO2 có thể xâm nhập vào cơ thể của người qua da và gây ra các chuyển đổi hóa học, kết quả của nó là hàm lượng kiềm trong máu giảm, amoniắc bị thoát qua đường tiểu và có ảnh hưởng đến tuyến nước bọt Hầu hết dân cư sống quanh khu vực nhà máy có nồng độ SO2, SO3 cao đều mắc bệnh đường hô hấp

SOx bị oxy hóa ngoài không khí và phản ứng với nước mưa tạo thành axit sulfuric hay các muối sulfate gây hiện tượng mưa axit, ảnh hưởng xấu đến sự phát triển thực

vật Khi tiếp xúc với môi trường có chứa hàm lượng SO2 từ 1 - 2ppm trong vài giờ có

thể gây tổn thương lá cây Đối với các loại thực vật nhạy cảm như nấm, địa y, hàm

lượng 0,15 - 0,30 ppm có thể gây độc tính cấp

Sự có mặt của SOx trong không khí nóng ẩm còn là tác nhân gây ăn mòn kim

loại, bê-tông và các công trình kiến trúc SOx làm hư hỏng, làm thay đổi tính năng vật lý, làm thay đổi màu sắc vật liệu xây dựng như đá vôi, đá hoa, đá cẩm thạch; phá hoại các tác phẩm điêu khắc , tượng đài Sắt , thép và các kim loại khác ở trong môi trường khí

ẩm, nóng và bị nhiễm SOx thì bị han gỉ rất nhanh SOx cũng làm hư hỏng và giảm tuổi

thọ các sản phẩm vải , nylon , tơ nhân tạo , đồ bằng da và giấy

II-2-2 Tác hại của khí NO 2

Nitơ dioxit (NO2) là khí có màu nâu đỏ có mùi gắt và cay, mùi của nó có thể phát hiện được vào khoảng 0,12 ppm NO2 là khí có tính kích thích mạnh đường hô hấp, nó tác động đến thần kinh và phá hủy mô tế bào phổi, làm chảy nước mũi, viêm họng

Khí NO2 với nồng độ 100 ppm có thể gây tử vong cho người và động vật sau một số phút tiếp xúc Và với nồng độ 5 ppm sau một số phút tiếp xúc có thể dẫn đến ảnh hưởng xấu đối với bộ máy hô hấp Con người tiếp xúc lâu với khí NO2 khoảng 0,06 ppm có thể gây các bệnh trầm trọng về phổi

Một số thực vật có tính nhạy cảm đối với môi trường sẽ bị tác hại khi nồng độ

NO2 khoảng 1 ppm và thời gian tác dụng trong khoảng một ngày, nếu nồng độ NO2 nhỏ khoảng 0,35 ppm thì thời gian tác dụng là một tháng

NO2 cũng góp phần vào sự hình thành những hợp chất như tác nhân quang hóa và tạo axit, tính chất quan trọng của nó trong phản ứng quang hoá là hấp thụ bức xạ tử ngoại đóng vai tró quan trọng trong sự hình thành khói quang học, có tác dụng làm phai màu thuốc nhuộm vải, làm hư hỏng vải bông ,và nylon, làm han gỉ kim loại và sản sinh

Sổ tay hướng dẫn xử lý ô nhiễm môi trường trong sản xuất tiểu thủ công nghiệp - Xử lý khói lò hơi

ra các phân tử nitrat làm tăng sự tích tụ của hạt trong không khí Ngoài ra, NO2 là chất góp phần gây thủng tầng Ozon

II-2-3 Tác hại của bụi tro và mồ hóng

Trong phổi người, bụi có thể là nguyên nhân gây kích thích cơ học gây khó khăn cho các hoạt động của phổi, chúng có thể gây nên các bệnh về đường hô hấp Nói chung bụi tro và mồ hóng ảnh hưởng đến sức khỏe con người như gây bệnh hen suyễn, viêm cuống phổi, bệnh khí thủng và bệnh viêm cơ phổi Bụi khói được tạo ra trong quá trình đốt cháy nhiên liệu có thể chứa các hydrocacbon đa vòng (giống như 3,4-benzpyrene) với độc tố cao, có thể gây ung thư

Bụi góp phần chính vào ô nhiễm do hạt lơ lửng và các sol khí, có tác dụng hấp thụ và khuyếch tán ánh sáng mặt trời, làm giảm độ trong suốt của khí quyển, tức là làm giảm bớt tầm nhìn Loại ô nhiễm này hiện là vấn đề ô nhiễm không khí thành thị nghiêm trọng nhất, các nghiên cứu cho thấy mối liên kết chặt chẽ giữa ô nhiễm không khí hạt và sự tử vong, chúng gây tác hại đối với thiết bị và mối hàn điện, làm giảm năng suất cây trồng, gây nguy hiểm cho các phương tiện giao thông đường bộ

II-2-4 Tác hại của khí CO

Khí CO là loại khí không màu, không mùi và không vị, tạo ra do sự cháy không hoàn toàn của nhiên liệu chưá carbon Con người đề kháng với CO rất khó khăn Những người mang thai và đau tim tiếp xúc với khí CO sẽ rất nguy hiểm vì ái lực của

CO với hemoglobin cao hơn gấp 200 lần so với oxy, cản trở oxy từ máu đến mô Thế nên phải nhiều máu được bơm đến để mang cùng một lượng oxy cần thiết Một số nghiên cứu trên người và động vật đã minh hoạ những cá thể tim yếu ở điều kiện căng thẳng trong trạng thái dư CO trong máu, đặc biệt phải chịu những cơn đau thắt ngực khi lượng CO bao quanh nâng lên Ở nồng độ khoảng 5ppm CO có thể gây đau đầu, chóng mặt Ở những nồng độ từ 10ppm đến 250ppm có thể gây tổn hại đến hệ thống tim mạch, thậm chí gây tử vong Người tiếp xúc với CO trong thời gian dài sẽ bị xanh xao, gầy yếu

Khí CO có thể bị oxy hoá thành cacbon dioxyt (CO2) nhưng phản ứng này xảy ra rất chậm dưới tác dụng của ánh sáng mặt trời CO có thể bị oxy hoá và bám vào thực vật và chuyển dịch trong qúa trình diệp lục hoá Các vi sinh vật trên mặt đất cũng có khả năng hấp thụ CO từ khí quyển Tác hại của khí CO đối với con người và động vật xảy ra khi nó hoà hợp thuận nghịch với hemoglobin (Hb) trong máu

- Hemoglobin có ái lực hoá học đối với CO mạnh hơn đối với O2, khi CO và O2 có mặt bão hoà số lượng cùng với hemoglobin thí nồng độ HbO2 (oxi hemoglobin) và HbCO (caroxihemoglobin) có quan hệ theo đẳng thức Haridene như sau :

[HbCO]/[HbO2] = M * P(CO)/P(O2)

Sổ tay hướng dẫn xử lý ô nhiễm môi trường trong sản xuất tiểu thủ công nghiệp - Xử lý khói lò hơi

Ở đây P(CO) và P(O2) la øái lực thành phần (hay nồng độ) khí CO và O2 , còn M là hằng số và phụ thuộc vào hình thái động vật Đối với con người , M có giá trị từ 200 - 300 Hỗn hợp hemoglobin và CO làm giảm hàm lượng oxi lưu chuyển trong máu và như vậy tế bào con người thiếu oxi Các triệu chứng xuất hiện bệnh tương ứng với các mức HbCO gần đúng như sau :

+ 0,0 - 0,1 : không có triệu chứng gì rõ rệt , nhưng có thể xuất hiện một số dấu hiệu của stress sinh lý

+ 0,1 - 0,2 : hô hấp nặng nhọc, khókhăn

+ 0.1 - 0.3 : đau đầu

+ 0,3 - 0,4 : làm yếu cơ bắp , buồn nôn và loá mắt

+ 0,4 - 0,5 : sức khoẻ suy sụp , nói líu lưỡi

+ 0,5 - 0,6 : bị co giật , rối loạn

+ 0,6 -0,7 : hôn mê tiền định

+ 0,8 : tử vong

Thực vật ít nhạy cảm với CO hơn người , nhưng ở nồng độ cao (100 - 10.000ppm) nó làm cho lá rụng , bị xoắn quăn , diện tích lá bị thu hẹp , cây non bị chết yểu CO có tác dụng kềm chế sự hô hấp của tế bào thực vật

II-3 TIÊU CHUẨN KIỂM SOÁT KHÓI THẢI LÒ HƠI

Hiện có hai tiêu chuẩn áp dụng cho việc kiểm soát KHÓI THẢI LÒ HƠI là Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5937-1995 và TCVN 5939-1995 :

1 Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5939-1995 :

Tiêu chuẩn này quy định nồng độ tối đa cho phép của bụi và các chất vô cơ trong

khí thải công nghiệp Việc đo kiểm được tiến hành bằng cách lấy mẫu từ 1 lỗ khoan

ngay trên ống khói, lỗ khoan có đường kính > 10 mm tại vị trí cách xa các mối nối tối

thiểu là 5 lần đường kính trong của ống khói Theo tiêu chuẩn nồng độ tối đa cho phép

của các chất ô nhiễm trong ống khói lò hơi không được vượt qúa các mức sau :

- Bụi < 400 mg/ m3

- CO < 500 mg/ m3

- SO2 < 500 mg/ m3

Sổ tay hướng dẫn xử lý ô nhiễm môi trường trong sản xuất tiểu thủ công nghiệp - Xử lý khói lò hơi

- NO2 < 1.000 mg/ m3

Thông thường, với các lò hơi đốt than hoặc đốt dầu F.O không có các biện pháp xử lý khí thải thì hàm lượng của các chất ô nhiễm trong ống khói lò hơi có thông số như sau :

Bảng 5 Hàm lượng của các chất ô nhiễm trong ống khói lò hơi (mg/m 3 ) :

So với Tiêu chuẩn có thể rút ra kết luận sau :

Khi không có các biện pháp xử lý, hàm lượng của SOx và bụi trong ống khói lò

hơi đốt than và đốt dầu thường không đạt tiêu chuẩn cho phép, các chỉ tiêu khác đều ở

trong khoảng cho phép

2 Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5937-1995 :

Tiêu chuẩn này quy định nồng độ tối đa cho phép của các chất trong không khí

xung quanh (bên ngoài) Việc đo kiểm được tiến hành bằng cách lấy mẫu không khí tại các nhà ở gần cơ sở, thường là tại các nhà có khiếu nại và ở dưới gió, chú ý không để

việc lấy mẫu bị ảnh hưởng bởi các nguồn ô nhiễm khác như hút thuốc lá, đốt rác, xe cộ

… Theo tiêu chuẩn nồng độ trung bình của các chất ô nhiễm trong không khí xung

quanh không được vượt qúa các mức sau (ứng với thời gian lấy mẫu < 1 giờ) :

Sổ tay hướng dẫn xử lý ô nhiễm môi trường trong sản xuất tiểu thủ công nghiệp - Xử lý khói lò hơi

hàm lượng SO2 cũng không đạt tiêu chuẩn cho phép, các chỉ tiêu còn lại ở trong khoảng cho phép

III- CÁC BIỆN PHÁP GIẢM Ô NHIỄM DO KHÓI LÒ HƠI

III-1 CÁC BIỆN PHÁP QUẢN LÝ NGĂN NGỪA Ô NHIỄM

Ngoài các biện pháp công nghệ, các biện pháp quản lý cũng đem lại hiệu quả rất lớn trong việc ngăn ngừa ô nhiễm khi sử dụng lò hơi Ở quy mô tiểu thủ công nghiệp có thể áp dụng các biện pháp sau :

1 Không bố trí ống khói lò hơi ở các vị trí bất lợi như ở phía trên gió đối với cửa sổ của các nhà cao

2 Không nhóm lò trong những giờ cao điểm có nhiều người tập trung; mồi lò bằng những nhiên liệu sạch dễ cháy như dầu lửa, dầu D.O, không dùng cao su, nhựa…

3 Bố trí cửa mái hoặc hệ thống gương phản chiếu để người vận hành lò có thể nhìn thấy đỉnh ống khói

4 Đưa chỉ tiêu vận hành lò không có khói đen vào tiêu chuẩn khen thưởng

5 Giảm việc tái nhóm lò nhiều lần bằng cách xả hơi dư thay vì tắt lò

6 Không sơn ống khói bằng những màu gây kích thích thị giác như màu đen, đỏ

7 Hạn chế sử dụng các loại nhiên liệu xấu làm phát sinh nhiều bụi và hơi khí thải như các loại gỗ có vỏ lụa, gỗ có ngâm tẩm hóa chất, cao su, dầu F.O trôi nổi …

Sổ tay hướng dẫn xử lý ô nhiễm môi trường trong sản xuất tiểu thủ công nghiệp - Xử lý khói lò hơi

III-2 GIẢM Ô NHIỄM CHO LÒ HƠI ĐỐT NHIÊN LIỆU RẮN

Nhiên liệu rắn cho lò hơi bao gồm củi và than Chúng có chung một đặc tính là được đốt trong buồng đốt cháy lớp có ghi cố định Vì vậy, đặc điểm phát thải chất ô nhiễm có nhiều điểm giống nhau

III-2-1 Yếu tố gây ảnh hưởng tới tải lượng ô nhiễm

1- Độ ẩm của than củi : Hạn chế việc đưa than, củi bị ướt vào lò vì trong quá

trình cháy, lượng nước trong than củi bay hơi sẽ làm nguội bề mặt cháy, gây cản trở cho việc bay hơi chất bốc trong than củi, làm buồng đốt phát sinh nhiều khói

2- Cung cấp lượng khí thổi vừa đủ: Hầu hết các buồng đốt đều dùng quạt gió

để quạt không khí vào lò giúp cho than, củi dễ cháy Việc phân bố đều lượng không khí này vào dưới ghi là việc rất cần thiết để tạo cho than củi cháy đồng đều trên toàn mặt ghi Mặt khác chỉ thổi vào một lượng không khí vào vừa đủ để cháy than củi tránh làm nguội lò và bay tro vào khí thải

3- Định thời gian chọc xỉ hợp lý: Thao tác này chỉ có ở lò hơi đốt than Khi lớp

xỉ phía dưới ghi để quá dày sẽ làm tăng sức cản của lớp nhiên liệu cháy, dễ gây ra tình trạng thiếu gió trên ghi Nếu chọc xỉ quá sớm sẽ làm rơi các hòn than đang cháy xuống ngăn xỉ và sẽ lãng phí

III-2-2 Tải lượng khí thải

Lưu lượng khí thải từ 1 lò hơi đốt than hay củi được tính từ công thức:

Sổ tay hướng dẫn xử lý ô nhiễm môi trường trong sản xuất tiểu thủ công nghiệp - Xử lý khói lò hơi

Trong đó: B- Lượng than củi đốt trong một giờ (kg/h)

V020- Khói sinh ra khi đốt 1 kg than hay củi có thể lấy:

Cho than: V020 = 7,5 m3/kg

Cho củi : V020 = 4,3 m3/kg

α- Hệ số thừa không khí α=1,25÷ 1,3

V0- Lượng không khí cần để đốt 1 kg than hay củi

Cho than: Vo = 7,1 m3/kg

Cho củi : Vo = 3,43 m3/kg

t- Nhiệt độ khí thải gần đúng có thể lấy t ≈ 150oC

Trọng lượng riêng trung bình của các hạt xỉ than trong khói thải ρ = 2÷2,2 g/cm3 Với trọng lượng riêng này, loại bụi tro than có đường kính < 50µm hầu như không lắng trong tự nhiên vì tốc độ rơi của nó trong môi trường lặng gió chỉ là ≈ 0,2 m/s Trong bụi lò đốt than, tỷ lệ loại hạt này rất thấp, chỉ chiếm tối đa 17÷20% trọng lượng bụi số lớn còn lại lắng rất nhanh trong không khí

Hàm lượng khí SO2 và SO3 trong khói thải lò hơi đốt than sinh ra do lượng lưu huỳnh có trong than Thông thường than An-tra-xít Quảng Ninh có chứa hàm lượng lưu huỳnh là 0,5 % Có nghĩa là nồng độ của khí SO2 và SO3 trong khí thải (tính theo SO2) khi đốt 1 kg than đá là ≈ 700 mg/m3

III-2-3 Giảm bớt lượng bụi trong khí thải

Các kết quả nghiên cứu cho thấy bụi trong khói thải lò hơi đốt củi và than có kích thước lớn, có thể dùng các loại buồng lắng bụi dưới tác dụng của lực quán tính và lực trọng trường

Sổ tay hướng dẫn xử lý ô nhiễm môi trường trong sản xuất tiểu thủ công nghiệp - Xử lý khói lò hơi

Buồng lắng bụi được chia nhiều loại: Buồng lắng ngang, lắng đứng và buồng xoáy (cyclon)

Buồng lắng ngang là loại buồng lắng ở trong đó, không khí di chuyển theo phương ngang, còn bụi rơi thẳng đứng xuống dưới theo phương của lực trọng trường

Buồng lắng đứng là loại buồng lắng ở trong đó, không khí di chuyển theo phương đứng từ dưới lên trên, còn bụi rơi thẳng đứng xuống dưới theo phương của lực trọng trường

Buồng thu bụi kiểu quán tính hoạt động theo nguyên lý lợi dụng các quán tính xuất hiện khi thay đổi hướng chuyển động của luồng khí chứa bụi bẩn

Buồng xoáy làm việc theo nguyên lý : Không khí bẩn được thổi vào theo hướng tiếp tuyến với vỏ buồng hình trụ ở phần gần cổ Không khí bẩn sẽ xoáy theo thân buồng theo hướng từ trên xuống dưới Khi gặp phần vỏ buồng thu nhỏ dần , dòng khí xoáy sẽ tạo thành lõi xoáy ngược lên trên.Do ma sát với thành vỏ và do dòng xoáy biến đổi tốc độ nên các hạt bụi trong dòng khí chuyển động không cùng tốc độ ,các lực khí động sinh ra sẽ làm cho hạt bụi đi chệch quỹ đạo ,va vào vỏ , tách ra và rơi xuống dưới theo tác dụng của lực trọng trường Trong loại buồng này lực ly tâm tác dụng lên hạt bụi nhỏ không đáng kể

Chiều dài buồng lắng bụi ngang được tính theo công thức:

L =H V Vk

l

× (m) [ II ] H- Chiều cao buồng lắng (m)

Vk- Vận tốc trung bình của không khí trong vùng lắng (Vk=0,2÷0,8 m/s)

Sổ tay hướng dẫn xử lý ô nhiễm môi trường trong sản xuất tiểu thủ công nghiệp - Xử lý khói lò hơi

Vl- Vận tốc cân bằng của hạt bụi trong không khí (vận tốc thăng) là tốc độ dòng khí thổi từ dưới lên giữ cho hạt bụi treo lơ lửng trong không gian Vận tốc này phụ thuộc vào đường kính hạt bụi;trọng lượng hạt bụi và nhiệt độ dòng khí (m/s)

Ví dụ: Buồng đốt lò hơi đốt than có lượng tiêu hao than là 50kg/h.Hãy tính kích

thứơc buồng lắng bụi để lắng các hạt bụi có kích thước ≥ 50µm

1- Lưu lượng khí thải của lò:[ I ]

Chọn chiều cao cửa dẫn khói vào buồng h=0,25 m

Chọn chiều rộng cửa dẫn khói vào buồng b=1m

3-Chiều dài buồng lắng:

Sổ tay hướng dẫn xử lý ô nhiễm môi trường trong sản xuất tiểu thủ công nghiệp - Xử lý khói lò hơi

Ưu điểm của buồng lắng là trở lực không khí qua buồng rất nhỏ nên hệ thống thải khói hầu như không phải đặt thêm thiết bị hút khói.Để tăng thêm hiệu qủa lọc bụi,

ta có thể đặt thêm các tấm chắn dòng trong buồng lắng

Trong một vài trường hợp, người ta sử dụng buồng lắng bụi quán tính kết hợp với các bề mặt ướt để lắng bụi trong khói thải Loaị này rất hay được sử dụng trong lò hơi đốt củi vì củi không chứa lưu huỳnh và trọng riêng của hạt bụi rất nhỏ

Ví dụ: Tính thiết bị lọc khói cho lò hơi đốt củi có lượng tiêu hao củi đơn vị là

-Thời gian lưu bụi trong thiết bị dài nhưng kích thước nhỏ gọn

-Không làm nguội khí thải do bề mặt bay hơi nhỏ lượng nước bổ sung nhỏ

-Trở lực nhỏ