Thiết kế hệ thống xử lí khí thải từ nhà máy sản xuất cao su Phú Riềng

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢIĐỒ ÁN MÔN HỌC: THIẾT KẾ KIỂM SOÁT Ô NHIỄM Địa điểm: Nhà máy sản xuất cao su Phú Riềng Nhiệt độ khói thải:160oC Loại nhiên liệu: dầu FO NỘI DUNG YÊU CẦU THỰC HIỆN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

ĐỒ ÁN MÔN HỌC: THIẾT KẾ KIỂM SOÁT Ô NHIỄM

Địa điểm: Nhà máy sản xuất cao su Phú Riềng

Nhiệt độ khói thải:160oC

Loại nhiên liệu: dầu FO

NỘI DUNG YÊU CẦU THỰC HIỆN

Tính toán sản phẩm cháy

Xác định tải lượng các chất ô nhiễm

Đề xuất quy trình công nghệ xử lý ô nhiễm

Tính toán chi tiết thiết bị xử lý khí thải

M c L c ụ ụ

MỞ ĐẦU1.Đặt vấn đề

Trong thời đại công nghiệp hóa-hiện đại hóa,con người đang phải đối mặt với sự khủng hoảng sinh thái mà nguyên nhân chính lại do chính con người gây ra.Vấn đề bảo vệ môi trường mang tính cấp bách và được sự quan tâm của các quốc gia trên toàn thế giới.Cùng với việc xây dựng ngày càng nhiều các nhà máy,khu công nghiệp,các khu chế xuất,

…phục vụ nhu cầu sống của con người,môi trường không khí cũng theo đó mà ô nhiễm

và ngày càng trầm trọng hơn.Tuy nhiên con người không thể sống thiếu không khí và cầnmột môi trường không khí trong lành nên chính con người cần phải bảo vệ môi trường sống của chính mình và khắc phục những hậu quả mà do hoạt động sống của mình gây ra

Hiện nay,ở Việt Nam,nhiều nhà máy,công ty,…đang hoạt động và hằng ngày thải ra môi trường những chất thải có hại,có nguy cơ gây ảnh hưởng lớn đến môi trường sinh

thái.Cần phải có các biện pháp xử lý chúng

Công ty cổ phần cao su Đà Nẵng nằm trong khu vực có dân cư sinh sống xung quanh,có nhiều vấn đề liên quan đến môi trường cần được quan tâm,đặc biệt là môi trường không khí.Trước những vấn đề trên em đã thực hiện đề tài “Thiết kế hệ thống xử lý khí thải lò hơi thuộc nhà máy sản xuất cao su Phú Riềng”

2.Mục tiêu đề tài

Thiết kế hệ thống xử lý ô nhiễm khí thải cho nhà máy sản xuất cao su đảm bảo chất lượngkhông khí đầu ra đạt quy chuẩn xả thải

3.Nội dung đồ án

Thu thập số liệu, thông tin, đánh giá tổng quan khí thải của nhà máy sản xuất cao su, khả năng gây ô nhiễm của dòng khí thải của nhà máy sản xuất cao su đến môi trường, ảnh hưởng của nó đến con người và các phương pháp xử lý

Lựa chọn công nghệ dây chuyền xử lý dòng khí thải, tính toán chi tiết và thiết kế các hạng mục của hệ thống Hạch toán kinh tế cho các công trình xử lý

CHƯƠNG I:TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY

I.TỔNG QUAN VỀ VỊ TRÍ ĐỊA LÝ

Vị trí địa lý

Công ty cao su Phú Riềng được xây dựng tại xã Phú Riềng Huyện Bù Gia Mập Tỉnh Bình Phước.Tỉnh Bình Phước là một tỉnh miền núi Phía Tây của vùng Đông Nam Bộ,Phía Đông giáp tỉnh Lâm Đồng và Đồng Nai,phía Tây giáp tỉnh Tây Ninh và Campuchia,phía nam giáp tỉnh Bình Dương và phía bắc giáp tỉnh Đắk Lắk và Campuchia.

Đặc điểm điều kiện tự nhiên

Tỉnh Bình Phước nói chung và huyện Phú Riềng nói riêng nằm trong vùng mang đặc trưng khí hậu nhiệt đới cận xích đạo gió mùa với 2 mùa rõ rệt: mùa mưa và mùa khô

Nhiệt độ không khí

Nhiệt độ bình quân trong năm cao đều và ổn định từ 25,8 - 26,20oC Nhìn chung sự thay đổi nhiệt độ qua các tháng không lớn, song chênh lệch nhiệt độ giữa ngày và đêm thì khá lớn, khoảng 7 – 9oC nhất là vào các tháng mùa khô

- Nhiệt độ trung bình: 26,10oC/năm

- Nhiệt độ tháng cao nhất: 27,40oC (tháng 5)

- Nhiệt độ tháng thấp nhất: 24,70oC (tháng 11)

- Nhiệt độ cao tuyệt đối: 35,20oC

- Nhiệt độ thấp tuyệt đối: 17,90oC

Đất ở huyện Phú Riềng chủ yếu là đất đỏ Bazan rất màu mỡ, có khả năng thích nghi đối

với nhiều loại cây trồng đặc biệt là các loại cây công nghiệp như: cao su, cà phê, điều và tiêu là vựa cao su, cây điều lớn nhất của tỉnh Bình Phước

II.TỔNG QUAN VỀ KHÍ THẢI

2.2 Nguồn gốc từ hoạt động công nghiệp

Sản xuất công nghiệp được xem là nguồn chính phát sinh khí thải vào khôngkhí Mỗi năm nền công nghiệp đưa vào không khí hàng trăm triệu mét khối khí thải đọchại như CO2, CO, SO2, NOx, và vô vàn bụi độc hại và bụi than

2.3 Nguồn gốc từ phương tiện giao thông

Các loại động cơ của các phương tiện giao thông cũng là nguồn lớn tạo khí thảigây ô nhiễm không khí Mặc dù lượng thải ra không bằng hoạt động công nghiệp gây ranhưng cũng ảnh hưởng không nhỏ tới môi trường mà chúng ta đang sống

2.4 Nguồn thải từ sinh hoạt

Khí thải cũng có thể phát sinh từ hoạt động của con người như đun nấu, đốt rác,đốt rơm, hàng ngày

III.THIẾT BỊ,CÔNG NGHỆ SINH RA KHÍ THẢI LIÊN QUAN ĐẾN QUÁ TRÌNH ĐỐT

Khí thải được tạo ra chủ yếu từ quá trình đốt dầu FO ở trong lò hơi của nhà máy sản xuấtcao su với lưu lượng rất lớn chủ yếu mang theo tro bụi và một số chất khí ô nhiễm nhưSO2 NOx , CO, CO2 , dioxin, furan, VOC, hơi thủy ngân …

Cấu tạo lò hơi đốt dầu

IV.VẤN ĐỀ MÔI TRƯỜNG DO NHÀ MÁY CAO SU GÂY RA

 Tác hại của tro, bụi:

- Tác hại đầu tiên cần phải nói đến là ảnh hưởng đến sức khỏe con người: trẻ em, người già và những người mắc bệnh về hô hấp là dể bị ảnh hưởng nhiềunhất Các hạt bụi có kích thước nhỏ hơn 10 µm có thể đi vào tận phế nang gâyviêm nhiểm phế quản, hạt nhỏ hơn 2,5 µm có thể đi vào tận màng phổi và đọng lạitrong lá phổi gây viêm phổi, sơ hóa phổi, nếu nồng độ cao và kéo dài có thể dẩnđến ung thư phổi.Một số bệnh ở con người dobụi gây ra: đối với hệ hô hấp:viêmmũi, viêm phế quản, hen suyễn, viêm phổi, unthư phổi;đối với hệ tiêu hóa: giảmmen răng gây sâu răng, gây rối loạn tuyến nước bọt, rối loạn hệ tiêu hóa, viêm dạdày, viêm nhiểm đường ruột làm giảm khả năng tiêu hóa và hấp thụ chấtdinhdưỡng; đối với da: tác động đến tuyến nhờn ở da làm khô da, kích thích gây dị ứng

da, viêm da, sinh mụn trứng cá, mụn nhọt, lở loét da; đối với mắt: khi bụi tiếp xúctrực tiếp với mắt sẽ kích thích đến màng tiếp hợp gây sưng đỏ, chảy nước mắt nếutình trạng này kéo dài có thể làm tổn thương màng tiếp hợp gây viêm mi mắt, viêmgiác mạc, giảm thị lực, nặng hơn có thể làm mù mắt

- Bụi còn gây tác hại đến hệ sinh thái, ảnh hưởng đến mùa màng: khi bụi lắng đọng trên

bề mặt lá cây, nếu không có nước mưa để rửa sạch thì ngăn cản quátrình quang hợp và

trao đổi chất của cây làm cây cối chậm phát triển, hệ sinh tháibị tổn hại nặng nề và năng suất cây trồng giảm sút.

- Khi bụi phát tán ra môi trường làm giảm độ trong suốt của khí quyển, cản trở tầm nhìn,

hư hỏng thiết bị, giảm tuổi thọ của công trình, làm mất giá trị mỹquan

 Tác hại của SO2 :

- Khí SO2 , SO3 gọi chung là SOx là những khí độc hại không chỉ với sức khỏe con người, động thực vật mà còn tác động lên các vật liệu xây dựng, các côngtrình kiến trúc Chúng là những chất có tính kích thích, ở nồng độ nhất định có thểgây co giật cơ trơn củakhí quản Ở nồng độ lớn hơn sẽ gây tăng tiết dịch niêm mạcđường khí quản gây viêm khí quản, khi tiếp xúc với mắt có thể tạo thành axit gâytổn hại đến thị lực

- SOx có thể xâm nhập vào cơ thể người qua các cơ quan hô hấp hoặc cơ quan tiêu hóa sau khi được hòa tan trong nước bọt, cuối cùng chúng có thể xâmnhập vào hệ tuần hoàn Khi tiếp xúc với SOx có thể tạo ra các hạt axit nhỏ, các hạtnày có thể xâm nhập vào các huyết mạch SO x có thể xâm nhập vào cơ thể ngườiqua da và gây các chuyển đổi hóa học, kết quả của nó là hàm lượng kiềm trongmáu giảm, amoniac bị thoát qua đường tiểu

và có ảnh hưởng đến tuyến nước bọt

- SOx bị oxy hóa ngoài không khí và phản ứng với nước mưa tạo thành axit H 2 SO 4 haycác muối sulfate gây hiện tượng mưa axit, ảnh hưởng xấu đến sựphát triển thực vật, ảnh hưởng đến hệ sinh thái, làm chua đất và là tác nhân gây ănmòn kim loại, bê tông và các công trình kiến trúc…

 Tác hại của NOx :

- NOx 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 hệ thần kinh và phá hủy mô tế bào phổi, làm chảy nước mũi, viêmhọng Khi NO2 với nồng

độ 100ppm có thể gây tử vong cho người và động vật sauít phút Với nồng độ 5ppm có thể gây ảnh hưởng xấu đến đường hô hấp Con người tiếp xúc lâu với NO2 khoảng 0.06 ppm có thể gây các bệnh trầm trọng vềphổi

- Một số thực vật nhạy cảm cũng bị tác hại bởi NO2 khi ở nồng độ khoảng 1 ppm NO2 cũng là tác nhân gây ra hiệu ứng nhà kính

 Tác hại của CO

- Khí CO là loại khí không màu, không mùi không vị, tạo ra từ quá trình cháy không hoàn toàn của nguyên liệu than Sức đề kháng của con người với COrất kém Những người mang thai và đau tim tiếp xúc với CO sẽ rất nguy hiểm vì áilực của CO với

hemoglobin cao hơn gấp 200 lần so với oxy, nên khi vào cơ thể sẽlập tức phản ứng với hemoglobin, cản trở oxy từ máu đến các mô Vì vậy cần mộtlượng máu lớn hơn nhiều được bơm đến để mang cùng một lượng oxy cần thiếtđến các mô.Ở nồng độ khoảng 5ppm có thể gây đâu đầu chóng mặt Ở những nồngđộ từ 10-250 ppm có thể gây tổn hại đến hệ thống tim mạch thậm chí gây tử vong.

- Rất nhiều nghiên cứu trên con người và động vật chứng tỏ rằng những người yếu tim sẽ

bị tăng thêm căng thẳng khi lượng CO trong máu vượt quá mức.Đặc biệt các nghiên cứu lâm sàng đã cho thấy khi tiếp xúc với CO ở mức cao thìnhững người hay bị đau thắt ngực

sẽ tăng thời gian đau Những người khoẻ mạnhcũng bị ảnh hưởng, nhưng chỉ khi tiếp xúcvới CO cao sẽ dẫn đến khả năng suygiảm thị lực, năng lực làm việc, sự khéo léo, khả năng học tập và hiệu suất côngviệc Với các tác hại của khí thải nhà máy nhiệt điện đốt than như đã trình bày thìyêu cầu cấp bách cho chúng ta là phải có hệ thống xử lý khí thải hợp lý trước khi xả thải ra môi trường

V MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ KHÍ THẢI THƯỜNG ĐƯỢC SỬ DỤNG:

• 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 nhỏ - Có khả năng làm việc trong dải nhiệt độ và áp suất rộng

• Nhược điểm:

- Kích thước thiết bị cồng kềnh, chiếm nhiều diện tích

- Chỉ có thể lọc các hạt bụi có kích thước lớn hơn 50µm

1.1.2 Thiết bị lọc bụi ly tâm:

Thiết bị lọc bụi ly tâm hay còn gọi là xiclon Có cấu tạo gồm thân hình trụ tròn,phía dưới thân hình trụ có phễu thu bụi và dưới cùng là ống thu bụi Không khí mang bụi

đi vào ở phần trên của thiết bị theo đường ống có phương tiếp tuyến với thân hình trụ, vì vậy dòng khí vào chuyển động theo đường xoắn ốc từ trên xuống Nhờ vào lực ly tâm màcác hạt bụi có xu hướng tiến về phía thành ống rồi va chạm vào đó, mất động năng và rơi xuống phễu hứng bụi Khi dòng khí chạm vào đáy phễu thì bị dội ngược lên nhưng vẫn giữ được chuyển động xoáy ốc và đi ra ngoài theo đường ống thoát khí được lắp cùng trục với thân thiết bị Để có được hiệu suất lọc bụi cao người ta thường bố trí hai hay nhiều xiclon theo kiểu mắc nối tiếp, song song hoặc theo kiểu chùm.

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

Dể bị mài mòn nếu bụi có độ cứng cao, Hiệu suất sẽ giảm nếu bụi có độ kết dính cao

1.1.3 Thiết bị lọc bụi bằng vật liệu lọc:

Môi trường lọc hay còn gọi là vật liệu lọc hay lưới lọc Được cấu tạo từ một hoặc nhiều lớp sợi mà mỗi sợi được xem là có tiết diện tròn nằm cách nhau từ 5-10 lần sovới kích thước của hạt bụi Khi dòng khí mang bụi đi qua lớp vật liệu lọc thì bụi bị giữ lạitrên bề mặt lớp vật liệu sạch Sau một khoảng thời gian lớp vật liệu lọc có sự thay đổi về mặt cấu trúc do bụi bám vào bên trong, do thay đổi độ ẩm hoặc là do một lí do nào đó làm cho sức cản khí động và hiệu quả lọc bị thay đổi rõ rệt

1.1.4 Thiết bị lắng bụi tĩnh điện:

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 Dây kim loại được nạp dòng điện một chiều

có điện thế cao khoảng 50-100 = kV, còn gọi là cực âm hay cực ion hóa của thiết bị Cực dương là ống kim loại được bao quanh cực âm và nối đất hay còn gọi là cực lắng Khi cấp điện thế cao vào cực âm thì tạo ra một điện trường mạnh bên trong ống cực dương vàkhi dòng khí mang bụi đi qua các phân tử khí sẽ bị ion hóa và truyền điện tích âm cho cáchạt bụi do tác dụng va chạm hoặc khếch tán ion Các hạt bụi bị nhiểm điện âm sẽ di chuyển về cực dương (cực lắng) và đọng lại trên bề mặt bên trong của ống hình trụ, mất điện tích và rơi xuống phễu thu bụi Ngoài ra còn có thiết bị lọc bụi tĩnh điện kiểu tấm, là loại thiết bị mà cực dương là các tấm dạng bảng được đặt song song hai bên các cực âm

• Ưu điểm:

- Có thể thu bụi với hiệu suất cao 99,5 % Lưu lượng khí thải lớn - Có thể thu bụi có kích thước siêu nhỏ, dưới 1µm, và nồng độ bụi lớn 50 g/m3 - Có thể làm việc trong môi trường có nhiệt độ cao lên đến 5000c

- Làm việc trong phạm vi áp suất cao hoặc áp suất chân không

- Có khả năng tách bụi có độ ẩm cao, cả dạng lỏng hoặc rắn

• Nhược điểm:

- Vì khá nhạy cảm nên khó khăn trong việc lọc bụi có nồng độ thay đổi lớn

- Chi phí chế tạo cao, vận hành, bảo dưỡng cao và phức tạp hơn các thiết bị khác; 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

- Tốn nhiều không gian để đặt thiết bị

- Vì môi trường làm việc có điện thế và nhiệt độ cao nên có thể phát sinh các chất gây ô nhiểm môi trường như NOx hay O3

1.1.5 Phương pháp ướt:

Phương pháp tách bụi ướt dựa trên nguyên tắc cho dòng khí mang bụi tiếp xúc trực tiếp với chất lỏng mà thông thường là nước Bụi sẽ bị chất lỏng giữ lại và tách ra khỏi dòng khí dưới dạng bùn Trong quá trình xử lý bụi bằng phương pháp ướt có thể kết hợp xử lý một số chất ô nhiểm dạng khí như SO2, NOx, ngoài ra còn kết hợp để giảm nhiệt độ khí thải trước khi thải ra môi trường Các thiết bị tách bụi ướt thường được bố trícác vòi phun nước ở các vị trí thích hợp tuỳ từng loại thiết bị Một số thiết bị được sử dụng để tách bụi theo phương pháp ướt là: Cyclon ướt, ventury ướt, thiết bị lọc bụi có đĩachứa nước sủi bọt, thiết bị lọc bụi có lớp đệm bằng vật liệu rỗng được tưới nước, buồng phun-thùng rửa khí rỗng, thiết bị lọc bụi kiểu ướt có tác động va đập quán tính

• Ưu điểm:

- Chi phí đầu tư ban đầu thấp

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

- 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

1.2.Phương pháp xử lý khí thải độc hại

1.2.1 Các phương pháp xử lý SO 2

a Hấp thụ SO 2 bằng đá vôi, vôi nung CaO hoặc sữa vôi Ca(OH) 2

Xử lý SO2 bằng vôi là phương pháp này được áp dụng rất rộng rãi trong công nghiệp vì hiệu quả xử lý cao, nguyên liệu rẻ tiền và có sẵn ở mọi nơi Trong tháp hấp thụ,dòng khí thải mang khí SO2 đi từ dưới lên trên qua bộ phận phân phối khí, dòng dung dịch hấp thụ đi từ trên xuống qua hệ thống giàn phun Khi SO2 tiếp xúc với dung dịch hấpthụ thì xảy ra quá trình hấp thụ SO2 tạo thành thạch cao, dòng khí sạch qua bộ khử ẩm rồi

đi ra ngoài, còn dung dịch sau hấp thụ được trộn với dung dịch hấp thụ mới và tiếp tục được sử dụng đến khi nồng độ thạch cao trong dung dịch trên 60 % thì được tháo ra nhờ

hệ thống tách thạch cao

Các phản ứng hóa học xảy ra trong quá trình xử lý như sau:

• Ưu điểm:

- Công nghệ đơn giản, chi phí đầu tư ban đầu không lớn, có thể chế tạo thiết bị bằng vật liệu thông thường, không cần đến vật liệu chống axit và không chiếm nhiều diệntích xây dựng

- Hiệu quả xử lý cao, tiêu tốn chất hấp thụ ít và điện năng tiêu thụ thấp

- Độ tin cậy và giá trị lợi ích cao, sản phẩm phụ có độ ổn định cao

b Hấp thụ SO 2 bằng MgO hoặc ZnO:

Về khả năng sử dụng sữa MgO (ZnO) để khử SO2 khói thải đã được biết từ lâu,nhưng nghiên cứu ứng dụng trong công nhgiệp mới được thực hiện gần đây chủ yếu là docác nhà khoa học công nghệ của Liên Xô cũ SO2 được hấp thụ bởi oxit –hydroxit magiê, tạo thành tinh thể ngậm nước sunfit magiê Trong thiết bị hấp thụ xảy ra các phản ứng sau:

MgO + SO2 → MgSO3

MgO + H2O → Mg(OH)2

MgSO3 + SO2 + H2O → Mg(HSO3)2

Mg(OH)2 + Mg(HSO3)2 → 2MgSO3↓+ 2H2O

Độ hòa tan của sunfit magiê trong nước bị giới hạn, nên lượng dư ở dạng MgSO3.6H2O và MgSO3.3H2O rơi xuống thành cặn lắng Tỉ lệ rắn: lỏng trong huyền phù

là 1:10 Độ pH ở đầu vào là 6,8 – 7,5; còn ở đầu ra là 5,5 – 6,0

Sunfat magiê được hình thành do oxit hóa sunfit magiê: MgSO3 + O2 →

- Không phân giải hoàn toàn sulfat khi nung

-Tổn hao MgO khá nhiều

c Xử lý SO 2 bằng các chất hấp thụ hữu cơ:

Xử lí khí SO2 trong khí thải bằng các chất hấp thụ hữu cơ được áp dụng nhiều trong công nghiệp luyện kim màu Chất hấp thụ khí SO2 được sử dụng phổ biến là các amin thơm như anilin C6H5NH2, toluđin CH3C6H4NH2, xyliđin (CH3)2C6H3NH2, và

đimety-anilin C6H5N(CH3)2

Quá trình xử lí theo phương pháp trên là quá trình sunfidin: Quá trình này được các hãng công nghiệp hóa chất và luyện kim của Đức nghiên cứu và áp dụng ở nhà máy luyện kim Hamburg để khử SO2 trong khói thải của lò thổi luyện đồng Nồng độ của khí trong khói thải dao động trong phạm vi 0,5 ÷ 8%, trung bình là 3,6%.Chất hấp thụ là hỗn hợp xylidin và nước tỉ lệ ≈ 1:1

Quá trình khử SO2 bằng dimetylanilin – Quá trình ASARCO: quá trình này đượcnghiên cứu và áp dụng ở nhiều các nhà máy luyện kim

d.Xử lý SO 2 bằng chấp hấp thụ thể rắn:

Thực chất của phương pháp này là sử dụng các chất hấp phụ thể rắn có khả nănghấp phụ SO2 đưa vào trong thiết bị phản ứng Khi SO2 đi qua lớp chất hấp thụ ở một điều kiện nhất định sẽ bị giữ lại trong đó, dòng khí sạch đi ra ngoài, chất hấp phụ được hoàn nguyên bởi những phương pháp khác nhau Một số chất hấp phụ thể rắn thường được sử dụng: than hoạt tính, than hoạt tính có tưới nước,nhôm oxit kiềm hóa, mangan oxit, bằng vôi và dolomit trộn với than nghiền…

2.2 Các phương pháp xử lý khí NO x

2.2.1 Khử xúc tác chọn lọc với chất khử ammoniac(SCR)

Ammoniac là chất khử có khả năng phản ứng chọn lọc với NO và NO2 ở nhiệt

độ cao >232oC Quá trình khử được thực hiện trên bề mặt xúc tác tạo thành Nito và nước theo các phản ứng sau:

Khi có mặt của oxy:

Một số nhóm xúc tác thường được dùng cho quá trình này bao gồm:

- Nhóm xúc tác kim loại quý: Platin Pt, Rodi, Pt-Ro, Pt/Al2O3 , nhiệt độ làm việc từ 200-3000C

- Nhóm xúc tác oxit kim loại: Fe2O3/Cr2O3, V2O5/ TiO2…Nhiệt độ làm việc từ 300-450

0C

- Nhóm xúc tác Zeolite, nhiệt độ làm việc 300-600 0C

• Ưu điểm: hiệu quả xử lý cao

• Nhược điểm: cần phải gia nhiệt dòng khí trước khi đưa vào hệ thống xử lý

2.2.2 Khử xúc tác không chọn lọc:

Các chất khử thường dùng trong phương pháp này là hydrocacbon, hydro, và

cacbon monoxit với sự có mặt của xúc tác Các phản ứng xảy ra:

• Ưu điểm: Hiệu suất khử NOx cao, có thể đạt 80-90%

• Nhược điểm: Chủ yếu được áp dụng với dòng khói thải có nồng độ oxy thấp.Các chất xúc tác trên dể bị ngộ độc bởi SO2, kẽm và phốt pho có trong khí thải của quá trình đốt

2.2.3 Khử chọn lọc không có xúc tác:

Phương pháp này cũng dựa trên phản ứng chọn lọc của NH3 với NO và NO2, giống như khử xúc tác chọn lọc nhưng nhiệt độ để xảy ra các phản ứng cao hơn (khoảng 900- 1000 0C) Tác nhân khử được sử dụng là NH3 hoặc Ure, quá trình khử diễn ra chậm

Ở nhiệt độ cao hơn, hầu hết NH3 được chuyển hóa thành NO: NH3 +O2 →NO + 3/2 H2O Ngoài ra, người ta còn sử dụng một số phương pháp khác để xử lý NOx như: hấpphụ NOx bằng silicagel, alumogel, than hoạt tính…

CHƯƠNG II.TÍNH TOÁN SẢN PHẨM CHÁY VÀ ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ

Hệ số tro bụi bay theo khói a = 0.475

Hệ số cháy không hoàn toàn η =0.03

Nhiệt độ khói thải = 160

2 Tính toán sản phẩm cháy và tải lượng các chất ô nhiễm

Khu vực nghiên cứu :Huyện Phú Riềng tỉnh Bình Phước

Hướng gió thịnh hành: Mỗi năm có 2 hướng gió theo 2 mùa: mùa mưa và mùa khô Về mùa mưa, gió thịnh hành Tây - Nam Về mùa khô, gió thịnh hành Đông - Bắc Chuyển tiếp giữa hai mùa còn có gió Đông và Đông Nam.

- Tốc độ gió trung bình đạt 10 - 15 m/s, lớn nhất 25 - 30 m/s (90 - 110 km/h) Khu vực này không chịu ảnh hưởng của gió bão

Tra bảng 2.3 Nhiệt độ không khí cao nhất trung bình tháng và năm (oC) (QCVN02:2009/BXD) để xác định nhiệt độ không khí vào mùa khô và mùa mưa

Ta thấy tỉnh Bình Phước thuộc dạng nhiệt đới gió mùa ổn định chia thành 2 mùa trong năm(Mùa mưa và mùa khô) và nhiệt độ bình quân giữa các tháng không chênh lệch nhiềuMùa mưa:

2.1 Tính toán sự cháy của dầu FO

Bảng 2.1 Thành phần nhiên liệu dầu FO

Bảng 2.2: Đại lượng của quá trình đốt cháy dầu DO

TT Đại lượng tínhtoán Đơn vị Công thức tính Mùamưa Mùakhô

2 Lượng không khíẩm lý thuyết mkg NL3chuẩn/ Va=(1+0,0016.d).Vo 10.249 10.412

3 Lượng không khíẩm thực tế với hệ

e) Bụi g/m3 Cbụi= 0.058 0.058

3 Xác định yêu cầu cần xử lý

Từ công thức: n= , suy ra *K = mg/Nm 3 với K =

Trong đó:

- T, P là nhiệt độ và áp suất của khí thải, tính bằng (433 o K và 760 mmHg)

- To, Po là nhiệt độ và áp suất chuẩn, tính bằng (298 o K và 760 mmHg hoặc atm).

-4 Xác định chất ô nhiễm cần phải xử lý và đề xuất công nghệ

Theo bảng trên thì nồng độ các khí thải ra từ lò đốt dầu FO này các chất CO và SO2

vượt quá giới hạn cho phép theo QCVN 61-MT: BTNMT nên cần có công nghệ xử lý

SO2 hợp lý trước khi xả thải ra môi trường

Đối với SO2,CO

-Phương pháp hấp thụ:ta có thể sử dụng nước ,dung dịch hoặc huyền phù của muối kiemloại kiềm, kiềm thổ

-Phương pháp hấp phụ:Có thể sử dụng đá vôi,quặng dolomite,than hoạt tính,…

 Đề xuất công nghệ và thiết bị xử lí:

Do nồng độ khí SO2 quá cao có tác hại nghiêm trọng đến sức khỏe con người nêncần có hệ thống xử lí các chất ô nhiễm này đảm bảo nồng độ của chúng sau khi thải rangoài môi trường phải đạt tiêu chuẩn cho phép

Đối với SO2 chọn phương pháp hấp thụ là phương pháp xử lý và thiết bị sử dụng làtháp hấp thụ loại mâm xuyên lỗ

SO2 được hấp thụ bằng dung dịch kiềm và nước Dung dịch kiềm sử dụng có thể làNaOH, Ca(OH)2 hoặc Na2CO3 để hấp thụ.Ca(OH)2 giá thành thấp, dễ tìm kiếm nhưnghiệu suất xử lý thấp hơn NaOH vì vậy lựa chọn dung dịch nước kiểm để xử lý SO2 làNaOH 10%

Ngoài ra, trong qua trình xử lý SO2 ta sẽ tiến hành xử lý đồng thời khí CO, ngoài nângcao hiệu quả buồn thứ cấp cũng có thể giảm thiểu CO bằng cách tăng lượng khí thừatrong không khí

Với những lí do đó, em đề xuất công nghệ như sau:

Thuyết minh quy trình công nghệ:

Dòng khí thải đi qua thiết bị trao đổi nhiệt sau đó khí được đưa vào tháp hấp thụ để xử lý

SO2 đồng thời một phần xử lý khí CO Tháp hấp thụ được thiết kế nhằm hấp thụ các loạikhí độc hại sinh ra từ quá trình đốt cháy nhiên liệu như SOx, NOx … bằng dung dịchNaOH được cung cấp từ hệ thống bơm định lượng Tại tháp hấp thụ dung dịch hấp thu(xút) được bơm liên tục từ đỉnh tháp xuống các lớp mâm tiếp xúc, khí thải chứa SOx,NOx được dẫn từ dưới đi lên quá trình tiếp xúc giữa pha khí và pha lỏng giúp quá trìnhhấp thụ được diễn ra dễ dàng Khí đi ra khỏi thiết bị hấp thu là không khí sạch tiếp tục

Dung dịch NaOH Thùng chứa

ống khói Tháp hấp thụ

Tháp giải nhiệt

Khí thải đầu

vào

Bể Lắng

được đẩy vào ống khói và thải ra ngoài Dung dịch hấp thu được bơm tuần hoàn từ ngănchứa vào thiết bị hấp thụ Tro bụi được định kỳ thải bỏ.

Ống khói có nhiệm vụ vận chuyển dòng khí thải ra môi trường ở một độ cao nhất định,đảm bảo các chất ô nhiểm còn lại không gây tác hại đến môi trường không khí xungquanh

CHƯƠNG 3:TÍNH TOÁN THIẾT KẾ

Tính toán thiết bị hấp thụ

 Trình tự tính toán

1. Lựa chọn dung dịch hấp thụ

2. Cân bằng vật chất

3. Đường cân bằng và đường làm việc

4. Lượng dung môi cần thiết

5. Số đơn vị truyền khối, chiều cao của 1 đơn vị truyền khối cột đệm

6. Xác định chiều cao, đường kính, trở lực

 Yêu cầu: Thiết kế hệ thống xử lý bụi và khí thải SOx lò đốt chất thải rắn sinh hoạtbằng thiết bị tháp hấp thụ (tháp đệm) với công suất 960kg/h

Theo QCVN 61:2016/BTNMT, nồng độ tối đa cho phép của khí SO2 là

Giả thiết tính toán: Nhiệt độ đầu vào của khí: 150 0C

Nhiệt độ đầu vào của dung môi: 30 0C

Hiệu suất: ᶯ = 69.2%

2.Tính toán tháp mâm