hệ thống xử lý khí thải nhà máy nhiệt điện

- Nước được xử lý hóa học, qua bộ hâm đưa vào bao hơi của lò: + Trong lò xảy ra phản ứng cháy; khói thoát ra có nhiệt độ cao qua các dàn quá nhiệt, bộ hâm và bộ sấy không khí để tận dụ

Hệ thống xử lý khí thải nhà

máy nhiệt điện

GVHD: Lê Phú Tuấn

Điện lực Việt

Nam

Thủy điện Nhiệt điện

I.Giới thiệu chung

Lịch sử hình thành

- Ngày 19-5-1961, Nhà máy nhiệt điện Uông Bí có công suất lớn nhất đầu tiên ở miền Bắc được khởi công do Liên Xô giúp đỡ xây dựng, cung cấp thiết bị

và đào tạo cán bộ, công nhân.

- Năm 1963, Nhà máy chính thức đi vào hoạt động Là

1 trong những nguồn cấp điện chủ lực trong công cuộc xây dựng CNXH ở miền Bắc.

2014

2005-Cho phép cạnh tranh trong lĩnh vực sản xuất điện, xu hướng này sẽ thay thế độc quyền.

2022

2015-Cho phép cạnh tranh trong lĩnh vực bán buôn điện

Sau 2022

Cho phép cạnh tranh trong lĩnh vực bán lẻ, ngành điện vận động trong cơ chế thị trường

Quá trình phát triển

Ngành công nghiệp(52%)

Hộ gia đình(38%)

Dịch vụ nông nghiệp và các ngành khác(10%)

Thị trường tiêu thụ

Nguồn cung cấp điện

Các công ty nhà nước chiếm thị phần rất lớn

Tập đoàn Điện lực

VN

Tập đoàn dầu khí VN(PVN).

Tập đoàn than &

khoáng sản VN (VINACOMIN)

Các nhà sản xuất điện độc lập (IPPs)

Dự án BOT nước ngoài.

Nguồn cung cấp điện

Khí Được cung cấp bởi Tập đoàn

dầu khí Việt Nam (PVN).

Được cung cấp bởi Tập đoàn dầu khí Việt Nam (PVN).

Than Được cung cấp bởi Tập đoàn

than khoáng sản (TKV).

Được cung cấp bởi Tập đoàn than khoáng sản (TKV).

Chi phí đầu tư

Sản lượng tiêu thụ

Việt Nam có tốc độ tăng trưởng sản xuất và tiêu thụ điện ở mức cao so với các nước khác trong khu vực châu Á.

Sản lượng điện tiêu thụ qua các năm ở Việt Nam

II Quy trình sản xuất

Nhiên liệu

Lò hơi

Nước ngưng tụ Thiết bị ngưng tụ Lượng hơi nước còn lại

Hơi nước áp suất cao

Tuabin máy phát điện

Nước châm thêm

Hơi trung áp, thấp áp Điện năng (220KV)

máy nhiêt điện là

năng lượng Công

suất của nhà máy

nhiệt điện được xác

định bằng Kwh hay

MW/năm

- Các bộ tua bin/máy phát sẽ sản sinh ra điện năng Điện năng

sẽ được cấp vào lưới điện 220 KV

- Các loại hơi với áp suất thấp hơn được truyền đến các nhà máy khác để tái sử dụng phục vụ sản xuất

Quy trình sản xuất

Quy trình sản xuất kèm dòng thải

- Người ta dùng hơi trích từ Turbine để cung cấp cho các bình gia nhiệt cao, gia nhiệt hạ và bình khử:

+ Trong bao hơi được cấp xuống các giàn ống sinh hơi xung quanh

lò, trao đổi nhận nhiệt của lò biến thành hơi có thông số cao và được dẫn đến Turbine

+ Tại đó, hơi giãn nở sinh công quay Turbine – máy phát Khí thải sinh ra do hoạt dộng quay của turbine, mô tơ

+ Trong bình ngưng, hơi nước đọng thành nước nhờ hệ thống nước làm mát tuần hoàn Nước thải được thải ra từ hệ thống làm mát dây chuyền ngưng tụ hơi nước.

- Nhiên liệu được đưa vào hệ thống nghiền:

+ Tại đây nhiên liệu được sấy bởi gió nóng cấp 1, qua bộ sấy không khí và thổi trực tiếp vào lò

+ Kết quả: sinh ra khí thải, chất thải rắn, tro bụi.

- Nước được xử lý hóa học, qua bộ hâm đưa vào bao hơi của lò:

+ Trong lò xảy ra phản ứng cháy; khói thoát ra có nhiệt độ cao qua các dàn quá nhiệt, bộ hâm và bộ sấy không khí để tận dụng nhiệt rồi thoát ra ngoài ống khói nhờ quạt khói

+ Nước ngưng được qua các bình gia nhiệt hạ và được đưa đến bình khử khí nhờ bơm ngưng Nước được khử khí được bơm cấp bơm qua các bình gia nhiệt cao, bộ hâm và đưa vào bao hơi

III Các vấn đề môi trường và

đặc trưng nguồn thải

bị, các quá trình trong nhà máy;

+ Bụi than trước quá trình đốt, vận chuyển than…

- Nhiệt: Các quá trình hoạt động với công suất lớn, đặc biệt là

lò hơi đã toả ra một lượng nhiệt lớn làm cho không khí xung quanh nóng lên, gây ảnh hưởng đến sức khỏe

III Các vấn đề môi trường và

đặc trưng nguồn thải.

Tiếng ồn:

+ Các thiết bị đều hoạt động với công suất lớn nên tiếng ồn luôn ở mức quá giới hạn cho phép

+ Nếu người lao động không có thiết bị bảo hộ lao động thì

dễ bị bệnh do tiếng ồn gây ra như: nặng tai, viêm màng nhĩ, điếc nghề nghiệp

+ Các nguồn chính phát ra tiếng ồn: máy nghiền than, bộ lọc bụi tĩnh điện, máy phát điện

1 Không khí

- Không khí bị ô nhiễm sẽ tồn tại 1 số chất có hại gây ảnh

hưởng đến sức khỏe con người, tới sự sinh trưởng và phát triển của động-thực vật, phá hủy vật liệu,cảnh quan môi trường

III Các vấn đề môi trường và

đặc trưng nguồn thải

1 Không khí

STT Chất ô nhiễm Tác động

1 Bụi Kích thích hô hấp, xơ hoá phổi, ung thư phổi;

Gây tổn thương da, giác mạc mắt, bệnh ở đường tiêu hoá.

2 Khí axít (SOx, NOx)

Gây ảnh hưởng hệ hô hấp, phân tán vào máu;

SO2 có thể nhiễm độc qua da, làm giảm dự trữ kiềm trong máu; Tạo mưa axít ảnh hưởng xấu tới sự phát triển thảm thực vật và cây trồng;

Tăng cường quá trình ăn mòn kim loại, phá huỷ vật liệu bê tông và các công trình nhà cửa;

Ảnh hưởng xấu đến khí hậu, hệ sinh thái và tầng ôzon.

3 Oxyt cacbon (CO) Giảm khả năng vận chuyển ôxy của máu đến các tổ chức, tế bào do CO kết hợp với hemoglobin và biến thành cacboxyhemoglobin

4 Khí cacbonic (CO2)

Gây rối loạn hô hấp phổi;

Gây hiệu ứng nhà kính;

Tác hại đến hệ sinh thái.

5 hydrocarbonTổng Gây nhiễm độc cấp tính: suy nhược, chóng mặt, nhức đầu, rối loạn giác quan có khi gây tử vong.

Suy giảm đa dạng sinh học

Giảm tốc độ phân hủy các chất hữu

cơ trong nước

Gây chết động, thực vật thủy sinh Ảnh hưởng đến sức khỏe con người.

.

2 Nước

III Các vấn đề môi trường và

đặc trưng nguồn thải.

3 Chất thải rắn.

• a, Giai đoạn xây dựng.

- Chất thải rắn phát sinh chủ yếu là các loại nguyên vật liệu xây dựng phế thải như gạch ngói, xi măng, cốp pha, sắt thép vụn Lượng chất thải này tùy thuộc vào quy mô của từng công trình và trình độ quản lý dự án

- Ngoài ra, còn một khối lượng lớn rác sinh hoạt của công nhân

III Các vấn đề môi trường và

đặc trưng nguồn thải.

3 Chất thải rắn.

• b, Giai đoạn hoạt động.

- Chất thải rắn công nghiệp : phát sinh từ hoạt Chất thải rắn công nghiệp

động của nhà máy như tro khô sinh ra trong quá trình đốt than, dầu hoặc nhiên liệu khác để cung cấp nhiệt cho nồi hơi; tro khô từ hệ thống lọc bụi tĩnh điện; tro ướt ở đáy nồi hơi; bùn khô từ nhà máy xử lý nước thải

- Chất thải rắn sinh hoạt

- Chất thải rắn sinh hoạt : phát sinh từ các hoạt

động của cán bộ, công nhân làm việc tại nhà máy nhiệt điện gồm: Túi nylon, carton, giấy vụn, thuỷ tinh, thức ăn thừa,

IV Công nghệ xử lý

Phương pháp khô - Hấp phụ

-Phương pháp hấp phụ dựa trên khả năng lôi cuốn các phân tử khí, hơi bởi các chất rắn xốp.

-Chất hấp phụ thường được sử dụng: than hoạt tính, silicagel và zeolit Gần đây, trong luyện kim màu người ta sử dụng Al2O3 được nghiền mịn để làm chất hấp phụ HF

-Phương pháp hấp phụ dựa trên khả năng lôi cuốn các phân tử khí, hơi bởi các chất rắn xốp.

-Chất hấp phụ thường được sử dụng: than hoạt tính, silicagel và zeolit Gần đây, trong luyện kim màu người ta sử dụng Al2O3 được nghiền mịn để làm chất hấp phụ HF

Phương pháp khô - Xúc tác

- Xử lý bằng phương  pháp xúc tác dựa trên

sự biến đổi hóa học các cấu tử độc hại thành không độc hại trên bề mặt xúc tác rắn

- Phương pháp này được sử dụng để xử lý NOx, SOx, COx và các tạp chất hữu cơ.

- Xử lý bằng phương  pháp xúc tác dựa trên

sự biến đổi hóa học các cấu tử độc hại thành không độc hại trên bề mặt xúc tác rắn

- Phương pháp này được sử dụng để xử lý NOx, SOx, COx và các tạp chất hữu cơ.

Phương pháp khô - Nhiệt

- Phương pháp nhiệt (phương pháp đốt cháy trực tiếp) để xử lý các chất độc dễ bị ôxi hóa và các tạp chất có mùi hôi, ứng dụng trong các nhà máy hóa dầu, sản xuất metannol, khai thác dầu mỏ

- Phương pháp này dựa trên khả năng cháy của các tạp chất trong lò hoặc đèn xì.

- Phương pháp nhiệt (phương pháp đốt cháy trực tiếp) để xử lý các chất độc dễ bị ôxi hóa và các tạp chất có mùi hôi, ứng dụng trong các nhà máy hóa dầu, sản xuất metannol, khai thác dầu mỏ

- Phương pháp này dựa trên khả năng cháy của các tạp chất trong lò hoặc đèn xì.

Phương pháp khô - Ngưng tụ

- Phương pháp ngưng tụ dựa trên hiện tượng giảm áp suất bão hòa, khi giảm nhiệt độ, dùng để thu hồi dung môi hữu cơ.

- Để quá trình ngưng tụ xảy ra cần phải làm lạnh bể chứa dung môi.

- Phương pháp ngưng tụ dựa trên hiện tượng giảm áp suất bão hòa, khi giảm nhiệt độ, dùng để thu hồi dung môi hữu cơ.

- Để quá trình ngưng tụ xảy ra cần phải làm lạnh bể chứa dung môi.

Phương pháp khô - Tổng hợp

- Thường áp dụng hệ thống xử lý nhiều bậc,

là tổ hợp của nhiều phương pháp khác nhau

để xử lý khí thải có thành phần hóa học phức tạp, nồng độ chất độc cao

- Thường áp dụng hệ thống xử lý nhiều bậc,

là tổ hợp của nhiều phương pháp khác nhau

để xử lý khí thải có thành phần hóa học phức tạp, nồng độ chất độc cao

Lựa chọn công nghệ

Xử lý bụi theo phương pháp khô

- Buồng lắng là một không gian dạng hình hộp chữ nhật có tiết diện ngang lớn (nhằm giảm vận tốc dòng khí xuống rất nhỏ khi đi vào buồng lắng)

Vì vậy, các hạt bụi có đủ thời gian lắng xuống đáy thiết bị dưới tác dụng của trọng lực và được giữ lại ở

đó Buồng lắng được ứng dụng để lọc bụi thô, hạt bụi

có kích thước lớn hơn 50µm

a, Buồng lắng:

Lựa chọn công nghệ

• Ưu điểm:

• Thiết bị có cấu tạo đơn

giản, đầu tư thấp, có thể

xây dựng bằng các vật liệu

dể kiếm như gạch, xi

măng.

• Chi phí vận hành, sửa

chữa, bảo dưỡng thấp.

• Lọc được hiệu suất cao các

hạt bụi có kích thước lớn

giảm quá tải cho các thiết

bị phía sau, tổn thất áp suất

Lựa chọn công nghệ

Xử lý bụi theo phương pháp khô

Có cấu tạo gồm:

+Thân hình trụ tròn

+ Dưới thân có phễu thu bụi

+ Dưới cùng là ống thu bụi

- Không khí mang bụi đi vào ở phần trên thiết bị, dòng khí chuyển động theo đường xoắn ốc Nhờ lực ly tâm, các hạt bụi tiến về phía thành ống rồi va chạm vào đó, rơi xuống phễu hứng bụi

- Khi dòng khí chạm vào đáy phễu thì bị dội ngược lên

và đi ra ngoài theo đường ống thoát khí

b, Thiết bị lọc bụi ly tâm ( xiclon )

- Để hiệu suất lọc bụi cao, thường bố trí hai hay

nhiều xiclon mắc nối tiếp, song song hoặc kiểu

chùm

Lựa chọn công nghệ

Xử lý bụi theo phương pháp khô

b, Thiết bị lọc bụi ly tâm:

Ưu điểm:

- Cấu tạo đơn giản, giá thành thấp, chi phí vận hành bảo dưỡng thấp, có khả năng làm việc liên tục, có thể chế tạo bằng nhiều loại vật liệu khác nhau tùy vào yêu cầu nhiệt độ áp suất.

Nhược điểm:

- Hiệu suất thấp đối với hạt bụi có kích thước nhỏ hơn 5µm;

- Dễbị mài mòn nếu bụi có độ cứng cao, Hiệu suất sẽ giảm nếu bụi có độ kết dính cao.

Lựa chọn công nghệ

Xử lý bụi theo phương pháp khô

- Được cấu tạo từ một hoặc nhiều lớp sợi , mỗi sợi có tiết diện tròn, nằm cách nhau

- Khi dòng khí mang bụi đi qua lớp vật liệu lọc thì bụi được giữ lại trên bề mặt lớp vật liệu sạch Sau một

khoảng thời gian lớp vật liệu lọc thay đổi cấu trúc do bụi bám vào bên trong, hoặc do thay đổi độ ẩm

c, Thiết bị lọc bụi bằng vật liệu lọc:

Lựa chọn công nghệ

Xử lý bụi theo phương pháp khô

Thiết bị có cấu tạo gồm:

- Một dây kim loại nhẵn, có tiết diện nhỏ, được căng theo trục của ống kim loại nhờ có đối trọng

- Cực dương là ống kim loại được bao quanh cực âm và nối đất.

+ Khi cấp điện thế cao vào, cực âm tạo ra một điện trường mạnh bên trong ống cực dương

+ Khi dòng khí mang bụi đi qua các phân tử khí, sẽ bị ion hóa

và truyền điện tích âm cho các hạt bụi

+ Các hạt bụi sẽ di chuyển về cực dương (cực lắng) và đọng lại trên bề mặt bên trong ống hình trụ, mất điện tích và rơi xuống phễu thu bụi.

d, Thiết bị lắng bụi tĩnh điện:

Ngoài ra còn có thiết bị lọc bụi tĩnh điện kiểu tấm, là loại thiết bị

có cực dương dạng bảng đặt song song cực âm.

- Có thể thu bụi có kích thước siêu nhỏ, dưới 1µm, và nồng độ bụi lớn 50 g/m 3

- Có thể làm việc trong môi trường có nhiệt độ cao lên đến 500 0 c, áp suất cao hoặc

áp suất chân không.

- Có khả năng tách bụi có độ

ẩm cao, cả dạng lỏng hoặc rắn.

NHƯỢC ĐIỂM :

-

- Chi phí chế tạo cao, vận hành, bảo dưỡng cao và phức tạp hơn các thiết bị khác; tốn nhiều không gian để đặt thiết bị.

- Dễ bị ăn mòn, hư hỏng trong điều kiện khí thải có chứa hơi axit hay chất ăn mòn.

- Không thể lọc bụi mà khí thải có chứa các chất dể cháy

nổ, có điện trở suất quá cao.

- Môi trường làm việc có điện thế và nhiệt độ cao nên

có thể phát sinh các chất gây

ô nhiểm môi trường như NOxhay O3

Phương pháp ướt

- Nguyên tắc:

+ Cho dòng khí mang bụi tiếp xúc trực tiếp với chất lỏng

(thông thường là nước) Bụi sẽ bị chất lỏng giữ lại và tách ra khỏi dòng khí dưới dạng bùn

- Một số thiết bị được sử dụng cho phương pháp ướt là:

liệu rỗng được tưới nước

• Buồng phun-thùng rửa khí rỗng

• Thiết bị lọc bụi kiểu ướt có tác động va

đập quán tính.

Phương pháp ướt

Ưu điểm:

- Chi phí đầu tư ban đầu thấp

- Có thể xử lý đồng thời bụi và các khí ô nhiễm

- Có khả năng lọc được những hạt bụi có kích thước nhỏ, hiệu suất lọc bụi cao hơn phương pháp khô

- Không có hiện tượng bụi quay lại

- Có khả năng làm việc với khí thải có nhiệt độ cao

Nhược điểm:

- Chi phí vận hành cao, tiêu tốn nhiều năng lượng

- Thiết bị dể bị ăn mòn, phát sinh nhiều bùn thải

Quy trình công nghệ xử lý

V THÔNG SỐ THIẾT KẾ CƠ BẢN

Thông số đầu vào là :

+ Lưu lượng khí thải 10000Nm3/h

+ Nhiệt độ khí thải 600°C

+ Nồng độ bụi vào: Cv = 38600 mg/Nm3

+Nồng độ SÓ2: 120mg/Nm3

+Nồng độ NOx: 4000mg/Nm3

V THÔNG SỐ THIẾT KẾ CƠ BẢN

• Thông số đầu ra:

- Với Cmax là nồng độ tối đa cho phép của các

thông số ô nhiễm trong khí thải công nghiệp nhiệt điện, mg/Nm3;C

-

- Kp là hệ số công suấtKp là hệ số công suất

- Kv là hệ số vùng

VI HIỆU SUẤT XỬ LÝ

• Hiệu quả xử lý:Hiệu quả xử lý:

• Hoạt động của thiết bị xử lý có thể đánh giá qua Hoạt động của thiết bị xử lý có thể đánh giá qua

hai đại lượng :

• Nồng độ của chất ô nhiễm còn lại trong khí thải: Nồng độ của chất ô nhiễm còn lại trong khí thải:

đại lượng này cho biết khí sau xử lý có đạt tiêu chuẩn khí thải hay không

• Hiệu quả xử lý: được xác định bằng tỉ lệ chất thải Hiệu quả xử lý: được xác định bằng tỉ lệ chất thải

được loại trên tổng số chất thải trong khí thải ban đầu

VI HIỆU SUẤT XỬ LÝ

• ŋ=(Go-G)/Go

• Trong đó : Go là số lượng hay nồng độ chất thải ban đầu

• G là số lượng hay nồng độ chất thải sau xử lý.G là số lượng hay nồng độ chất thải sau xử lý

• Hiệu quả xử lý của hệ thống bao gồm tỏ hợp n Hiệu quả xử lý của hệ thống bao gồm tỏ hợp n

thiết bị xử lý được xác định theo công thức sau:

• ŋ=1-(1-ŋ1) *(1-ŋ2)…(1-ŋn)ŋ=1-(1-ŋ1) *(1-ŋ2)…(1-ŋn)

• Ở đây ŋ1, ŋ2 …ŋnỞ đây ŋ1, ŋ2 …ŋn là hiệu quả xử lý của thiết bị

trong hệ thống

VII GIÁ THÀNH

Tính toán chi phí đầu tư:

+ Thiết bị trong hệ thống xử lý khói thải làm bằng thép hợp kim (D = 7900(kg/m3) Đơn giá: 34500 VNĐ/kg

+ Chân đỡ thiết bị làm bằng thép cacbon (D=785 (kg/m3) Đơn giá 16500 VNĐ/ kg

+ Các bể chứa, bể lắng, vỏ ngoài ống khói làm bằng bê tông cốt thép Đơn giá: 2.250.000VNĐ/m3

Tổng chi phí các thiết bị chính là: 8.225.952.682(VNĐ)

Tổng chi phí cho các thiết bị phụ là:185.583.000(VNĐ)

Tổng chi phí vận hành là:

PVvh=PVhc+PVđiện=2301207+66876=2368083(VNĐ/h)