Đặc điểm và phương pháp kiểm soát khí thải từ lò hơi đốt củi

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN1I.Giới thiệu chung về lò hơi11.Cấu tạo của lò hơi 11Hình ảnh 1. Lò hơi đốt than ghi xích12.Nguyên lý hoạt động của lò hơi 22Hình ảnh 2. Nguyên lý làm việc của lò hơi 33II.Lò hơi đốt củi31.Đặc tính của lò hơi đốt củi3Hình ảnh 3. Lò hơi đốt củi giúp doanh nghiệp tiết kiệm được nhiều chi phí.14Hình ảnh 4. Lò hơi đốt củi dạng đứng42.Đặc điểm, tính năng lò hơi đốt củi53.Nguyên lý hoạt động của lò hơi đốt củi5Hình ảnh 5. Lò hơi đốt củi vận hành an toàn, hiệu quả.164.Ưu điểm của lò hơi đốt củi6Hình ảnh 6. Lò hơi đốt củi phù hợp sử dụng cho nhiều ngành công nghiệp, nhiều loại doanh nghiệp.16CHƯƠNG 2. CÁC PHƯƠNG PHÁP KIỂM SOÁT KHÍ THẢI TỪ LÒ HƠI ĐỐT CỦI8I.Phương pháp kiểm soát khí thải lò hơi đốt củi.81.Đặc điểm khí thải lò hơi đốt củi.8Bảng 1. Các chất ô nhiễm trong khí thải lò hơi 682.Quy chuẩn đầu ra sau khi xử lý khí thải lò hơi đốt củi82.1.Tải lượng khí thải được tính theo công thức:8

Mục lục CHƯƠNG TỔNG QUAN Giới thiệu chung lò I Cấu tạo lò [1] Lò thiết bị xảy trình đốt cháy nhiên liệu, nhiệt lượng tỏa trình cháy truyền cho nước lò để biến nước thành nước Cấu tạo lò khác tùy theo loại lò Lò sử dụng phổ biến công nghiệp nhà máy hóa chất, đường, rượu, bia, nước giải khát, chế biến thực phẩm sử dụng trình trao đổi nhiệt bão hòa Hình ảnh Lò đốt than ghi xích Cấu tạo lò đơn giản gồm có hai trống nước (bao nước), phía trên, phía dưới, có hai dàn ống, dàn nằm buồng đốt để đốt nóng tạo hỗn hợp nước sôi chuyển động lên trống (còn gọi trống hơi), dàn nằm phía vách lò đưa nước tách xuống trống hay gọi trống nước Việc tuần hoàn hỗn hợp nước sôi nước lên trống để tách hơi, nước từ trống chuyển xuống trống tuần hoàn tự nhiên, tuần hoàn cưỡng ta phải dùng bơm chuyên dụng Trống cấu tạo lò có nhiệm vụ tách khỏi hỗn hợp hơi- nước, phần khỏi bao (trống hơi) đưa đến nhiệt dàn ống xoắn ruột gà đặt ngang dọc đỉnh lò để tận dụng nhiệt khói lò, nhận thêm lượng nhiệt thành nhiệt (hơi khô) Loại có áp suất nhiệt độ cao đưa sử dụng cho thiết bị động nước, turbine nước Tùy theo nhu cầu sử dụng mà người ta tạo nguồn nhiệt có nhiệt độ áp suất cao để đáp ứng cho loại máy móc đặc chủng Các ống chịu nhiệt, chịu áp suất cao thành phần quan trọng cấu tạo lò để vận chuyển nguồn lượng có nhiệt độ áp suất cao Nguyên lý hoạt động lò [2] Lò có cấu tạo nguyên lý hoạt động đơn giản Lò hoạt động chủ yếu dựa vào nhiệt lượng sinh nhiên liệu, biến thành nhiệt nước Hơi cung cấp cho trình công nghiệp gia nhiệt cho không khí để sấy, rửa thiết bị, cung cấp nhiệt nhà máy dệt, đường, hóa chất, rượu bia, nước giải khát… trường hợp sử dụng bão hòa Ngoài ra, nhà máy nhiệt điện dùng tuabin để chạy máy phát điện sử dụng nhiệt Theo nguyên lí hoạt động lò nước cấp cho bồn chứa phải đảm bảo yêu cầu chất lượng, bơm hút đẩy vào lò Bộ phận cung cấp nhiệt đốt dầu mazut (có thể nhiên liệu khác) nguồn nhiệt đạt đến khoảng 1600oC- 2200oC Hình ảnh Nguyên lý làm việc lò [3] Với mô hình thiết bị trên, khói lò sau qua pass khỏi lò nhiệt độ hạ xuống 900oC - 1300oC Hơi cung cấp cho thiết bị trao đổi nhiệt sau khỏi thiết bị bị ngưng tụ thành lỏng quay trở lại bồn chứa nước cấp cho lò II Lò đốt củi Nguồn nhiên liệu cung cấp vào để sinh cho máy móc hoạt động chiếm phần không nhỏ cho chi phí doanh nghiệp Củi nguồn nhiên liệu rẻ, không những tiết kiệm chi phí mà đem lại hiệu suất nhiệt cao Vì mà lò đốt củi dần trở thành thiết bị người tin tưởng sử dụng Đặc tính lò đốt củi Lò đốt củi thường có kiểu ống lửa, dạng tròn Nhiên liệu đốt chủ yếu thường là: than cục, củi, củi trấu, Nồi chế tạo thép chịu nhiệt dày có áp suất làm việc cao Hình ảnh Lò đốt củi giúp doanh nghiệp tiết kiệm nhiều chi phí.[1] Hình ảnh Lò đốt củi dạng đứng Lò đốt củi có hệ thống cấp nhiên liệu hoàn toàn tự động Phương pháp đốt cháy ghi lò cố định Ba lông chế tạo thép Trên ba lông thiết kế thuận tiện cho việc vệ sinh, sửa chữa, bảo dưỡng định kỳ Đặc điểm, tính lò đốt củi Buồng đốt lò đốt củi có kích thước lớn nhằm bảo đảm cho cháy hoàn toàn nhiên liệu, lò đốt củi thích hợp với nhiều loại nhiên liệu khác Cung cấp lượng ổn định với chế độ tải tiêu thụ bảo đảm sinh bão hoà khô Lò đốt củi tránh tượng bám nguyên liệu, bảo đảm tốt luân chuyển nước lò Thân lò cách nhiệt tốt vật liệu thủy tinh có mật độ cao, bên bọc tôn sơn tĩnh điện inox bảo đảm độ bền tính mỹ thuật Bảo đảm tuổi thọ lò công suất không suy giảm theo thời gian Khởi động nhanh, êm Chế độ vận hành hoàn toàn tự động, dễ sử dụng Nguyên lý hoạt động lò đốt củi Lò đốt củi dùng nhiệt lượng sinh nhiên liệu, biến thành nhiệt nước Hơi cung cấp cho trình công nghiệp gia nhiệt cho không khí để sấy, rửa thiết bị, cung cấp nhiệt nhà máy dệt, đường, hóa chất, rượu bia, nước giải khát… trường hợp sử dụng bão hòa Ngoài ra, nhà máy nhiệt điện dùng tuabin để chạy máy phát điện sử dụng nhiệt Nước cấp cho bồn chứa phải đảm bảo yêu cầu chất lượng, bơm hút đẩy vào lò Bộ phận cung cấp nhiệt đốt củi Với mô hình thiết bị vậy, khói lò sau qua pass khỏi lò nhiệt độ hạ xuống 900 - 1300 oC Hơi cung cấp cho thiết bị trao đổi nhiệt sau khỏi thiết bị bị ngưng tụ thành lỏng quay trở lại bồn chứa nước cấp cho lò Hình ảnh Lò đốt củi vận hành an toàn, hiệu quả.[1] Ưu điểm lò đốt củi Hình ảnh Lò đốt củi phù hợp sử dụng cho nhiều ngành công nghiệp, nhiều loại doanh nghiệp.[1] • Lò đốt củi thiết kế theo công nghệ nên khắc phục nhược điểm nồi cũ, tiết kiệm chi phí nhiên liệu rẻ, dễ tìm kiếm nguồn cung cấp có hiệu suất lượng cao Sản lượng mang lại ổn định, chất lượng tốt • Lò đốt củi có hiệu suất lượng cao • An toàn vận hành Khi hoạt động khói bụi ít, giảm ô nhiễm môi trường • Phù hợp sử dụng cấp cho nhiều loại nhà máy tất ngành công nghiệp dùng đến lò hơi, số hộ gia đình kinh doanh lớn ngành sấy hấp hạt điều, sinh sản xuất xưởng làm bún mỹ nghệ, may mặc… • Lò sử dụng nhiều loại nhiên liệu đốt hệ thống nồi hơi: phoi bào, mùn cưa rời, củi, vỏ hạt điều… (độ ẩm 23-25%), đốt kết hợp loại nhiên liệu để tiệt kiệm chi phí vận hành • Sản lượng lò đốt củi mang lại ổn định, chất lượng tốt, đặc biệt độ ổn định áp suất nhiệt độ cao • Buồng đốt nồi tầng sôi thiết kế cao, nên trình cháy phản ứng cháy kéo dài, dẫn đến hấp thụ truyền nhiệt triệt để CHƯƠNG CÁC PHƯƠNG PHÁP KIỂM SOÁT KHÍ THẢI TỪ LÒ HƠI ĐỐT CỦI I Phương pháp kiểm soát khí thải lò đốt củi Đặc điểm khí thải lò đốt củi Hầu hết lượng khí phát sinh từ trình đốt củi chưa qua xử lý vượt tiêu chuẩn khí thải cho phép theo QCVN 19/2009/BTNMT Dòng khí thải ống khói có nhiệt độ cao khoảng 120 ~ 1500C, phụ thuộc nhiều vào cấu tạo lò Thành phần khói thải bao gồm sản phẩm cháy củi, chủ yếu khí CO 2, CO kèm theo chất bốc củi không kịp cháy hết, oxy dư tro bụi bay theo dòng khí Khi đốt củi, thành phần chất khí thải thay đổi tùy theo loại củi, lượng khí thải sinh tương đối ổn định Để tính toán ta dùng trị số VT20 = 4,23 m3/kg , nghĩa đốt kg củi sinh 4,23 m khí thải nhiệt độ 200C Lượng bụi tro có khói thải phần lượng không cháy hết lượng tạp chất không cháy có củi, lượng tạp chất thường chiếm tỷ lệ 1% trọng lượng củi khô Bụi khói thải lò đốt củi có kích thước hạt từ 500μm tới 0,1μm, nồng độ dao động khoảng từ 200-500 mg/m Khi củi bị ướt hay mục lượng khói có cỡ hạt nhỏ bay nhiều Bảng Các chất ô nhiễm khí thải lò [6] Quy chuẩn đầu sau xử lý khí thải lò đốt củi 2.1 Tải lượng khí thải tính theo công thức: Tải lượng (g/s) = Hệ số ô nhiễm x Khối lượng nhiên liệu sử dụng Hệ số chất ô nhiễm trình đốt công nghiệp trình bày bảng sau: Bảng Hệ số ô nhiễm đốt củi công nghiệp Hệ số ô nhiễm (kg/tấn nhiên liệu) Tên nhiên liệu Bụi SO2 VOC NOx CO Củi 15 0,2 46 1,4 140 (Nguồn: WHO - 1993) Bảng Hàm lượng chất ô nhiễm khói thải lò (mg/ m3) [6] 10  Nhìn vào bảng ta thầy, khói thải lò đốt củi ưu tiên hàng đầu giảm tải lượng bụi để với mức quy định quy chuẩn tiêu chuẩn tương ứng 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 giá trị nồng độ tối đa cho phép chất ô nhiễm quy định Tiêu Chuẩn bảng Kp hệ số theo lưu lượng nguồn thải, lưu lượng Q < 20.000m³/h Kp= Kv hệ số vùng, khu vực, nơi có sở sản xuất, chế biến, kinh doanh, dịch vụ Nhà máy nằm khu đô thị => Kv= 0,8 2.2 Tiêu chuẩn xả thải theo QCVN 19:2009/BTNMT (Qui chuẩn kỹ thuật quốc gia khí thải công nghiệp bụi chất vô cơ) [7] Nồng độ C bụi chất vô làm sở tính nồng độ tối đa cho phép khí thải công nghiệp quy định bảng đây: Bảng Nồng độ C bụi chất vô làm sở tính nồng độ tối đa cho phép khí thải công nghiệp 11 TT Thông số Nồng độ C (mg/Nm3) A B Bụi tổng 400 200 Bụi chứa silic 50 50 Cacbon oxit, CO 1000 1000 Hydro sunphua, H2S 7,5 7,5 Lưu huỳnh đioxit, SO2 1500 500 Nitơ oxit, NOx (tính theo NO2) 1000 850 Nitơ oxit, NOx (cơ sở sản xuất hóa chất), tính 2000 1000 theo NO2 Hơi H2SO4 SO3, tính theo SO3 100 50 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; • 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 II Các phương pháp kiểm soát khí thải lò đốt củi Do lò đốt củi sinh chủ yêu CO, CO 2, khói thải bụi nên ta có biện pháp để kiểm soát Giảm thiểu phát thải nguồn ( trình đốt) 12 • Độ ẩm củi: Hạn chế việc đưa củi vào lò trình cháy, lượng nước củi bay làm nguội bề mặt cháy, gây cản trở cho việc bay chất bốc củi, làm buồng đốt phát sinh nhiều khói • Cung cấp lượng khí thổi vừa đủ: Hầu hết buồng đốt dung quạt gió để quạt không khí vào lò giúp cho củi dễ cháy Việc phân bố lượng không khí vào ghi việc cần thiết để tạo cho củi cháy đồng toàn mặt ghi Mặt khác thổi vào lượng không khí vừa đủ để cháy củi tránh làm nguội lò bay tro vào khí thải Xử lý cuối nguồn Các kết nghiên cứu cho thấy, bụi khói thải lò đốt củi có kích thước lớn (500μm tới 0,1μm), dùng loại buồng lắng bụi tác dụng lực quán tính lực trọng trường để xử lý Buồng lắng bụi chia nhiều loại: Buồn lắng ngang, buồng đứng buồng xoáy (cyclone) • Buồng lắng ngang loại buồng lắng đó, không khí di chuyển theo phương ngang, bụi rơi thẳng đứng xuống theo phương lực trọng trường 13 Hình ảnh Buồng lắng ngang [7] a Mặt cắt dọc b Sơ đồ không gian • Buồng lắng đứng: loại buồng lắng đó, không khí di chuyển theo phương đứng từ lên trên, bụi rơi thẳng đứng xuống theo phương lực trọng trường • Buồng thu bụi kiểu quán tính: hoạt động theo nguyên lý lợi dụng quán tính xuất thay đổi hướng chuyển động luồng khí chưa bụi bẩn • Cyclon : Không khí bẩn thổi vào theo hướng tiếp tuyến với vỏ buồng hình trụ phần gần cổ Không khí bẩn xoáy theo thân buồng theo hướng từ xuống Khi gặp phần vỏ buồng thu nhỏ dần, dòng khí xoáy tạo thành lõi xoáy ngược lên Do ma sát với thành vỏ dòng xoáy biến đổi tốc độ nên hạt bụi dòng khí chuyển động không tốc độ, lực khí động sinh làm cho hạt bụi lệch quỹ đạo, va vào vỏ, tách động rơi xuống theo tác dụng lực trọng trường Ưu điểm buồng lắng trở lực không khí qua buồng nhỏ nên hệ thống thải khói đặt thêm thiết bị hút khói, tiết kiệm chi phí 14 Ngoài đặt thêm chắn dòng buồng lắng để tăng hiệu lọc bụi Hình ảnh Buồng lắng kép có vách ngăn tăng hiệu • Có thể sử dụng buồng lắng bụi quán tính kết hợp với bề mặt ướt để lắng bụi khói thải, loại thích hợp với lò đốt củi củi không chứa lưu huỳnh trọng lượng riêng hạt bụi nhỏ • Tuy ưu điểm buồng lắng trở lực bé xong thiết bị lại cồng kềnh, chiếm diện tích lớn ta sử dụng cyclone ướt để xử lý bụi sau đốt Hình ảnh Xyclon ướt 15 Nguyên lý hoạt động: dòng khí bụi đưa vào phần thân hình trụ thiết bị Nước phun từ đầu phun nhỏ đặt trục quay tâm thân hình trụ Nhờ nước phun thành tia từ tâm qua dòng khí chuyển động xoáy Các giọt nước bắt hạt bụi, tác dụng lực ly tâm văng phía ngoài, chạm vào thành cyclon, theo thành xuống bị loại bỏ - Thời gian lưu bụi thiết bị dài kích thước lại nhỏ gọn - Không làm nguội khí thải bề mặt bay nhỏ - Các hạt bụi va chạm vào vách ướt bị theo xuống bể nước - Hiệu suất tách bụi cao, khoảng 100% cho hạt bui có đường kính d>100 μm, khoảng 99% cho giọt có d= 50 - 100 μm, 90- 98% cho giọt có d= 5- 50 μm Giới thiệu “Hệ thống lọc bụi khói lò đảm bảo vệ sinh môi trường” Nhà máy bia Hà Nội – Quảng Bình sử dụng nhiên liệu đốt chủ yếu than đá, năm gần chuyển sang đốt củi trấu ép Xuất phát từ những ý tưởng liên quan đến xử lý bụi lò đốt củi, nhà máy bia đưa giải pháp xây dựng đưa vào sử dụng “Hệ thống lọc bụi khói lò đảm bảo vệ sinh môi trường” Điểm cải tiến hệ thống sử dụng chắn bụi lắp theo hình zích zắc để cản bụi khói bơm nước dạng phun mưa làm ẩm ướt bụi để triệt tiêu tối đa lượng bụi xuống đáy hộp lọc bụi trước thải khói môi trường Hình ảnh 10 Hệ thống lọc bụi khói lò đảm bảo vệ sinh môi trường • Cấu tạo hệ thống: 16 Nhìn tổng thể, công trình có hộp lọc bụi khói tường bê-tông, gồm: Một ngăn góp khói vào, ngăn thoát khói ngăn phun mưa nước có gắn chắn bụi lắp theo hình zích zắc; Đường ống góp khói từ lò để dẫn khói vào hệ thống lọc bụi khói, sử dụng thép dày 2,5mm hàn thành ống vuông 500 x 500 mm nối từ sau quạt hút lò đễ dẫn khói vào hộp góp khói hệ thống lọc bụi Hệ thống quạt hút đường ống thoát khói, sử dụng ống 500 mm để làm ống thoát khói Để quạt hút lắp đặt phía sau hộp thoát khói để hút khói sau khói đẩy lên ống khói thải môi trường TỔNG KẾT Đối với lò số nhà máy vận hành phương pháp đốt củi việc thải khói chứa nhiều bụi tro làm ảnh hưởng ô nhiễm lớn đến vệ sinh môi trường xung quanh Các chất gây ô nhiễm là: Khói, tro bụi, CO, CO2, N2, Cho nên cần phải thực giải pháp giảm thiểu tối đa lượng bụi tro gây ô nhiễm thải khói để đảm bảo tiêu chuẩn khí thải vệ sinh môi trường xung quanh 17 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Lò đốt củi Cty TNHH lò Đại Nam [ Ngày truy cập: 29-03-2016 ] [2] Nguyên lí làm việc lò Cty CP nồi công nghiệp Đông Anh [ Ngày truy cập: 27-03-2016 ] [3] Nguyên lý làm việc lò [ Ngày truy cập: 30-03-2016 ] [4] Nguyên lí làm việc lò Cty CP nồi công nghiệp Đông Anh 18 [ Ngày truy cập: 27-03-2016 ] [5] Lò đốt củi trấu gì? Cty TNHH Đại Nam [ Ngày truy cập: 27-03-2016 ] [6] GS.TS Nguyễn Thiện Nhân, Sổ tay hướng dẫn xử lý ô nhiễm môi trường sản xuất tiểu thủ công nghiệp - Tập 2, Sở khoa học công nghệ môi trường thành phố Hồ Chí Minh, 1998 [7] QCVN 19- 2009 < http://enidc.com.vn/vn/Quy-chuan-ky-thuat/Quy-chuan-ve-khi/QCVN192009BTNMT-Khi-thai-cong-nghiep-doi-voi-bui-va-cac-chat-vo-co.aspx > [ Ngày truy cập: 28-03-2016] [8] Trần Ngọc Chấn, Ô nhiễm không khí xử lý khí thải tập 2, NXB Khoa Học Và Kĩ Thuật, 2001 [9] Nhà máy bia Hà Nội – Quảng Bình: Sáng chế thành công “Hệ thống lọc bụi khói lò đảm bảo vệ sinh môi trường” < http://moitruong.com.vn/phat-trien-ben-vung/nha-may-bia-ha-noi-quang-binh-sangche-thanh-cong-he-thong-loc-bui-khoi-lo-hoi-dam-bao-ve-sinh-moi-truong-5153.htm> [ Ngày truy cập 29- 03- 2016 ] 19 20 ... để CHƯƠNG CÁC PHƯƠNG PHÁP KIỂM SOÁT KHÍ THẢI TỪ LÒ HƠI ĐỐT CỦI I Phương pháp kiểm soát khí thải lò đốt củi Đặc điểm khí thải lò đốt củi Hầu hết lượng khí phát sinh từ trình đốt củi chưa qua xử... dụng kể từ ngày 01 tháng 01 năm 2015 II Các phương pháp kiểm soát khí thải lò đốt củi Do lò đốt củi sinh chủ yêu CO, CO 2, khói thải bụi nên ta có biện pháp để kiểm soát Giảm thiểu phát thải nguồn... cấp cho lò Hình ảnh Lò đốt củi vận hành an toàn, hiệu quả.[1] Ưu điểm lò đốt củi Hình ảnh Lò đốt củi phù hợp sử dụng cho nhiều ngành công nghiệp, nhiều loại doanh nghiệp.[1] • Lò đốt củi thiết