Đặc điểm và phương pháp kiểm soát khí thải nhà máy luyện thép

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ MƠI TRƯỜNG ****************** TIỂU LUẬN Mơn: Kĩ thuật kiểm sốt nhiễm khơng khí ĐỀ TÀI: Đặc điểm phương pháp kiểm sốt khí thải nhà máy luyện thép Lớp Giảng viên hướng dẫn: Lý Bích Thủy Nhóm sinh viên thực hiện: Mục lục Chương TỔNG QUAN VỀ NGÀNH SẢN XUẤT THÉP Ở VIỆT NAM Quá trình hình thành phát triển 2 Quy trình sản xuất thép .4 Quá trình sản xuất thép lò điện hồ quang Thực trạng nhu cầu, sản xuất phát triển ngành thép a NHU CẦU TIÊU THỤ THÉP Chương 2: Hiện trạng ô nhiễm không khí công ty sản xuất thép 11 Hiện trạng ô nhiễm không khí hoạt động sản xuất thép 11 Hiện trạng cơng nghệ xử lí khí thải nhà máy nhiễm thép 13 Chương 3: Tính tốn, kiểm tra nhiễm khơng khí .14 Các phương pháp luyện thép chủ yếu .14 Nhiên liệu đầu vào 15 Tải lượng chất ô nhiễm trình đốt cháy nhiên liệu 16 Chương 4: Giải pháp kỹ thuật xử lý khí thải 18 Khống chế ô nhiễm khơng khí 18 Giải pháp kĩ thuật xử lý khí thải 18 Xử lý, thu hồi sử dụng lại bụi: 21 Kết luận 22 Tài liệu tham khảo .23 Chương TỔNG QUAN VỀ NGÀNH SẢN XUẤT THÉP Ở VIỆT NAM Quá trình hình thành phát triển Ngành thép ngành Công nghiệp nặng sở quốc gia.Nền Công nghiệp gang thép mạnh đảm bảo ổn định lên kinh tế cách chủ động, vững Sản phẩm thép vật tư, nguyên liệu chủ yếu, “lương thực” nhiều ngành kinh tế quan trọng ngành khí, ngành xây dựng; có vai trò định tới nghiệp Cơng nghiệp hố, đại hố đất nước.Đa số nước thành cơng phát triển kinh tế xác định ngành thép ngành kinh tế mũi nhọn, hàng đầu tập trung đầu tư cho phát triển Trước năm 90, có doanh nghiệp Nhà nước tham gia sản xuất thép Công ty Gang thép Thái Nguyên, Công ty Gang thép Miền Nam… sau đó, sách đổi Đảng phát triển kinh tế đời, ngành thép không ngừng phát triển, dẫn chứng đời liên doanh cán thép, cơng ty cán thép 100% vốn nước ngồi sau năm 2000, có thêm hàng loạt cơng ty sản xuất thép tư nhân, công ty thép cổ phần công ty thép thuộc đơn vị khác ngồi Cơng nghiệp, đưa số lượng đơn vị lên gần 50 đơn vị Trong năm gần đây, tốc độ phát triển xây dựng Việt Nam ngày gia tăng, thị trường thép từ mở rộng Tính bình qn, tốc độ tăng trưởng ngành thép thời kì 1991-2001 25% đáp ứng nhu cầu thép xây dựng đất nước (đã năm nay, gần nhập thép thép cho xây dựng) Theo thống kê Hiệp hội thép Việt Nam, tính tới năm 2002, cơng suất thiết kế tất doanh nghiệp sản xuất thép Việt Nam đạt triệu tấn/năm, nhu cầu thị trường số nhà máy vào sản xuất chưa đạt công suất thiết kế… nên sản lượng thép cán năm 2002 đạt 2,4 triệu Mặc dù có phát triển đáng kể nhìn tổng quát, ngành thép Việt Nam điểm xuất phát thấp, chậm so với nước khu vực khoảng 10 năm Hiện Việt Nam có dàn cán liên tục nhập từ Nhật Bản Tây Âu có trình độ tương đối cao liên doanh Vinakyoe Vina-Pasco (VPS) Ngồi ra, có 10 máng cán thuộc loại bán liên tục, thiết bị phần lớn sản xuất Đài Loan, Trung Quốc, Việt Nam Như vậy, trừ liên doanh, thiết bị cán thép Việt Nam thuộc hệ cũ, công nghệ thấp, tuổi thọ ngắn, quy mơ nhỏ Có thể nói thép ngành cơng nghiệp non trẻ đất nước ta lại đóng vai trò quan trọng cơng cuộccơng nghiệp hóa – đại hóa, xây dựng chủ nghĩa xã hội đất nước Tuy nhiên, điều kiện kinh tế mở cửa yêu cầu trình hội nhập khu vực giới việc nâng cao khả cạnh tranh ngành thép cấp bách cần thiết Trong trình hội nhập kinh tế khu vực giới Việt Nam tham gia ASEAN (1995), APEC (1998) trình đàm phán để gia nhập WTO Hiện nay, ngành thép nhà nước bảo hộ sản xuất hàng rào thuế quan với mức thuế cao.Mức thuế nhập thép xây dựng 40%, loại sắt thép khác từ 0-20% Bên cạnh đó, có bảo hộ hàng rào phi thuế quan như: hạn ngạch, cấm nhập… thuế suất, thuế nhập sản phẩm đầu vào ngành sản xuất thép như: phôi thép, than mỡ… tương đối thấp (0-5%), hệ số bảo hộ thực tế thép xây dựng tương đối cao (90%) loại thép khác 26% Như nói, doanh nghiệp thép Việt Nam tồn nhờ nhiều vào bảo hộ Nhà nước Quá trình hội nhập, mặt mở hội để ngành thép phát triển lên, mặt khác ngành thép không đủ tiềm lực cạnh tranh dẫn đến bờ vực phá sản Ngành thép đứng trước cạnh tranh gay gắt vào AFTA, thuế nhập sản phẩm thép giảm từ 40% xuống 20% đến năm 2006 0-5% Thời điểm Việt Nam phải thực cam kết khu vực mậu dịch tự ASEAN đến Các doanh nghiệp thép Việt Nam phải đói mặt với cạnh tranh mạnh mẽ hàng hoá nước khác khu vực vào thị trường nước ta thuế suất hàng hố nhập từ 0-5%, bên cạnh hàng hố phi thuế quan dỡ bỏ hoàn toàn, điều buộc ngành thép phải thật bước vào cạnh tranh khắc nghiệt thị trường khu vực quốc tế, thánh thức lớn đặt yêu cầu cho ngành thép Việt Nam, mà nòng cốt Tổng công ty thép Việt Nam phải nâng cao sứccạnh tranh để chủ động hội nhập Trong năm gần ngành thép Việt Nam có tốc độ tăng trưởng cao, 18%/năm Năm 2006 Việt nam sản xuất 4.743.000 thép bao gồm thép thanh, thép dây, thép hình nhỏ, thép cán nguội, thép ống hàn thép mạ loại, đáp ứng gần 66% nhu cầu thép đất nước Sản lượng phôi thép năm 2006 đạt khoảng 1.100.000 tấn, đáp ứng 33,4% nhu cầu phôi nước Sản lượng phôi thép nước ta, theo số liệu Hiệp hội thép Việt nam, năm gần nêu hình 1200 1000 1000 800 600 400 200 2001 2002 2003 2004 2005 2006 Hình Sản lượng thép phơi Việt nam Tuy nhiên, phát triển ngành công nghiệp thép Việt Nam cân đối khâu luyện gang, luyện thép cán thép Quy trình sản xuất thép Ở Việt nam, phần lớn thép sản xuất cơng nghệ lò điện hồ quang – đúc liên tục Ngành sản xuất thép Việt nam bắt đầu lò mactanh 50 tấn/mẻ Cơng ty gang thép Thái Nguyên lò BOF tấn/mẻ nhà máy Luyện cán thép Gia Sàng Sau số năm vận hành, Cơng ty chuyển sang lò điện hồ quang Hiện tại, ngành thép Việt nam sử dụng 100% cơng nghệ lò điện Điều xuất phát từ điều kiện thiếu gang lỏng nước ta Gần nhiều nhà máy sản xuất phôi thép xây dựng vào hoạt động Hoà Phát, Đình Vũ, Lương Tài, Vạn Lợi … Các lò điện sản xuất thép Việt nam nhỏ, trừ nhà máy thép Phú Mỹ trang bị lò điện hồ quang kiểu DANARC 70 tấn/mẻ đưa vào vận hành Các lò điện áp dụng số tiến kỹ thuật phun ô xy than vào tạo xỉ bọt, dùng biến siêu cao công suất, sử dụng loại vật liệu chịu lửa siêu bền, thép đáy lệch tâm … Trong thời gian tới, ngành thép có lò chuyển thổi ô xy 25 T, 50 T đặc biệt xây dựng nhà máy luyện kim liên hợp có lò chuyển thổi xy 200 T Lúc đó, trình độ cơng nghệ ngành luyện thép nâng lên tầm cao mới, đáp ứng nhu cầu công xây dựng đất nước hội nhập kinh tế Quá trình sản xuất thép lò điện hồ quang Sản xuất thép lò điện hồ quang bao gồm khâu chuẩn bị liệu, nạp liệu, nấu luyện, thép xỉ, tinh luyện, thu gom xỉ đúc liên tục Sơ đồ hình mơ tả tóm tắt cơng đoạn quy trình sản xuất thép lò điện Sắt thép phế Điện Chuẩn bị liệu Đất cát Chất phi kim loại Tiếng ồn Nạp liệu Điện Điện cực Chất tạo xỉ VL đầm lò Gas Oxy Dầu mỡ Nước Nấu chảy Ra thép Khí thải Bụi Hơi nước Chất thải rắn Dầu mỡ Tiếng ồn Nhiệt độ cao Tinh luyện Điện Dầu, mỡ Nước Đúc liên tục Bụi Chất thải rắn Hơi nước Tiếng ồn Nhiệt độ cao Sản phẩm Hình Quy trình sản xuất thép lò điện hồ quang  Chuẩn bị liệu Nguyên liệu cho luyện thép lò điện sắt thép phế, sắt xốp gần số nước Trung Quốc, Ấn Độ Việt Nam sử dụng lượng gang lỏng tới 50-60% Sắt thép phế tập trung bãi chứa liệu Tại liệu xử lý phân loại, cắt, băm thành kích thước theo quy định Các tạp chất đất cát, nhựa, gỗ chất gây cháy nổ vũ khí cũ loại loại bỏ cắt làm thoáng ống kín… Sau xử lý, liệu chất vào thùng chứa liệu vận chuyển đến vị trí quy định xưởng luyện Trong số trường hợp nguyên liệu gia nhiệt trình vận chuyển (trong thùng chứa liệu băng tải) nhiệt tuần hồn lò điện Một số loại lò điện có hệ thống sấy liệu nhiệt khí thải lò kiểu lò đứng (shaft furnace) consteel Tuy nhiên việc gia nhiệt liệu dẫn đến sinh lượng khí thải gồm chất độc hữu chứa halogen polyclorin dibenzo-p-dioxin furam (PCDD/F), polyclorin biphenil (PCB), polyciclic aromatic hydrocarbon (PAH)… cao cần thêm chi phí xử lý Việc kiểm tra đồng vị phóng xạ nguyên liệu quan trọng Các nguyên liệu khác chất tạo xỉ dạng cục hay bột (vơi, bột carbon), chất hợp kim hóa, hợp kim phero, chất khử ôxy vật liệu chịu lửa phải lưu trữ, bảo quản thùng hay boongke có mái che Các vật liệu dạng bột cần chứa xilo kín  Nạp liệu Sắt thép vụn với chất trợ dung vôi, dolomit chất vào thùng chứa liệu Khi nạp liệu, điện cực nâng lên cao, nắp lò xoay sang bên để chất liệu từ thùng chứa liệu vào lò Thơng thường lần đầu chất 5060% liệu cho mẻ Sau nắp lò đóng lại, điện cực từ từ hạ xuống tới khoảng cách 20-30 mm tới liệu bắt đầu đánh hồ quang Sau liệu đầu nóng chảy chất phần liệu lại vào lò  Nấu chảy Khi bắt đầu qúa trình nấu chảy cần lưu ý sử dụng công suất điện thấp để phòng ngừa phá hủy tường lò nắp lò xạ nhiệt Khi hồ quang bị bao che sắt thép phế xung quanh nâng cơng suất điện nấu chảy hồn tồn Các vòi phun oxy ngày sử dụng để cường hóa q trình nấu luyện Ngồi điện, q trình nấu chảy sử dụng nhiên liệu khí thiên nhiên dầu nhằm rút ngắn q trình nấu luyện Oxi phun vào thép lỏng vòi phun đặc biệt từ hơng lò Oxi luyện thép lò điện hồ quang sử dụng ngày nhiều từ 30 năm khơng lý luyện kim mà yêu cầu tăng suất Việc sử dụng oxi từ bình oxi lỏng từ trạm sản xuất oxi Về luyện kim, oxi dùng để khử cacbon thép lỏng khử chất không mong muốn P, Mn, Si, S Hơn nữa, oxi phản ứng với cacbua hydro tạo nên phản ứng tỏa nhiệt, hỗ trợ cường hóa Cần lưu ý việc thổi oxi tăng khí khói lò Khí CO, CO 2, hạt oxit sắt cực mịn sản phẩm khói khác tạo thành Trong trường hợp cháy sau (post composting), hàm lượng CO 0.5% thể tích.Argon khí trơ khác đưuọc phun vào thép lỏng để khuấy đảo bể thép làm đồng thành phần hóa học nhiệt độ thép  Rót thép xỉ Khi thép lỏng đạt yêu cầu cần tháo xỉ trước rót thép vào thùng để đưa sang lò tinh luyện Lò nghiêng phía cửa tháo xỉ để xỉ chảy vào thùng xỉ Sau thép lỏng rót vào thùng chứa thép Hiện thường áp dụng công nghệ thép đáy lệch tâm (Eccentric Bottom Tapping-EBT) với lượng xỉ phủ bề mặt thùng thép lỏng Trong nhà máy khơng có thiết bị tinh luyện riêng nguyên tố hợp kim cho vào thép trước thép Các chất cho thêm làm tăng lượng khói q trình thép Xỉ cần vớt q trình nóng chảy oxi hóa cuối mẻ luyện, trước thép  Tinh luyện Tinh luyện thép thông thường tiến hành lò thùng (Ladle Furnace-LF) sau thép lấy từ lò điện hồ quang Trong lò thùng, bể thép lỏng nâng nhiệt hồ quang điện đồng hoá nhiệt độ thành phần hố học cách thổi khí argon Việc thổi khí argon có tác dụng khử sâu tạp chất khí tạp chất phi kim loại Ngồi bón dây nhơm CaSi vào để khử sâu lưu huỳnh, ôxy  Đúc liên tục Hiện nay, 90% sản lượng thép sản xuất toàn giới đúc liên tục công nghệ cải thiện suất chất lượng phôi thép Thép lỏng sau tinh luyện rót vào thùng trung gian (tundish) máy đúc liên tục để đúc thành thép phôi vuông (billet), phôi dẹt (slab) … qua hệ thống hộp kết tinh đồng làm nguội nước Tốc độ làm nguội cần kiểm tra chặt chẽ để đảm bảo chất lượng phôi thép Để phơi thép khơng bám dính vào thành hộp kết tinh, người ta áp dụng cấu rung theo hướng đúc bôi trơn hộp dầu thực vật Khi khỏi hộp kết tinh, phôi thép kéo liên tục làm nguội hệ thống giàn phun Sau làm nguội, phôi thép cắt theo chiều dài yêu cầu máy cắt lửa Thực trạng nhu cầu, sản xuất phát triển ngành thép a NHU CẦU TIÊU THỤ THÉP Theo nghiên cứu thị trường, thép mặt hàng có nhu cầu ngày tăng yếu tố chủ chốt hầu hết ngành công nghiệp.Trong vài năm trở lại đây, nhu cầu thép giới không ngừng tăng với phát triển kinh tế Để đáp ứng nhu cầu thị trường, sản lượng thép giới tăng trưởng liên tục Trước tình hình đó, Chính phủ có chủ trương khuyến khích mạnh nhà đầu tư vào sản xuất phôi thép nhằm tạo cân đối khâu sản xuất phôi khâu cán thép để giảm bớt lượng ngoại tệ lớn mà Nhà nước phải bỏ để nhập phơi hàng năm Vì có nhiều dự án đầu tư luyện gang thép lớn đầu tư vào Việt Nam Nhà máy thép Lào Cai (công suất 1.000.000 tấn/năm), Khu liên hợp gang thép Formosa Hà Tĩnh (công suất giai đoạn 7.500.000 tấn/năm), Nhà máy thép liên hợp Việt Nam (công suất giai đoạn 2.400.000 tấn/năm) đưa ngành thép nước ngày phát triển Sản xuất Bảng: Sản lượng công ty Thép lớn nước TT Tên công ty Sản xuất (tấn) Bán hàng (bao gồm XK) (tấn) Thị phần (%) Tồn kho đến hết tháng (tấn) 14,2 22.917 CTCP Tập đồn Hòa Phát 292.538 297.492 CTCP Thép Pomina 316.540 292.897 13,9 73.681 CTCP Gang thép Thái Nguyên (Tisco) 316.540 253.365 12,1 23.705 Tổng Công ty thép Việt Nam (VNS) 194.232 176.623 8,4 60.244 Công ty thép Vina Kyoei (VKS) 183.675 158.187 7,5 40.383 Công Ty sản xuất thép Úc (SSE) 116.260 128.486 6,1 15.085 CTCP Thép Việt -Ý 109.030 112.272 5,3 25.091 Công ty thép ViệtHàn (VPS) 109.444 99.552 4,7 22.537 Công ty liên doanh thép Việt –Úc (Vinausteel) 102.226 97.860 4,7 15.375 10 CTCP Thép Việt Đức (Công ty VGS) 83.040 70.665 3,4 - Sản xuất gang thép giữ vai trò quan trọng trình phát triển văn minh nhân loại qua nhiều thiên niên kỷ chúng sử dụng rộng rãi ngành nông nghiệp, xây dựng, sản xuất phân phối lượng, chế tạo máy móc thiết bị, sản xuất hàng gia dụng y học, an ninh quốc phòng … Một đặc trưng ngành thép tiêu tốn nhiều lượng Theo thống kê Viện Năng lượng, Việt Nam có khoảng 65 dự án sản xuất gang thép có cơng suất 100.000 tấn/năm trở lên Mặc dù nhà máy thép sử dụng chưa tới 50% công suất thiết kế lượng điện tiêu thụ hàng năm lên gần 3,5 tỷ kWh Lượng than, dầu, điện ngành thép tiêu thụ chiếm khoảng 6% tổng tiêu thụ lượng ngành công nghiệp Bên cạnh đó, cơng nghệ lạc hậu nên thời gian luyện mẻ thép cao gần gấp đơi so với trung bình giới Theo tính toán để luyện mẻ thép, doanh nghiệp khoảng 90-180 phút (trung bình giới 45-70 phút), tiêu hao điện từ 550-690 kWh/tấn (trung bình giới 360-430 kWh/tấn) Trong sản xuất thép, đầu vào gồm nguyên liệu (sắt thép vụn, sắt xốp, gang lỏng, vơi, than …), lượng (ơxy, than, khí thiên nhiên, điện năng, dầu …), nước vật tư khác (phero hợp kim, điện cực grafit, khí trơ, vật liệu chịu lửa …) Các số liệu tiêu hao nguyên nhiên liệu sản xuất thép lò điện Châu Âu Việt Nam nêu bảng đây: Bảng: Tiêu hao nguyên nhiên liệu cho thép lò điện (tài liệu hướng dẫn đánh giá sản xuất ngành thép –trung tâm sản xuất Việt Nam, hợp phần sản xuất công nghiệp) STT Nguyên nhiên liệu Đơn vị tính Châu Âu Việt Nam 1.080 – 1.130 1.1351.200 Sắt thép phế Kg/t Gang thỏi Kg/t - 250 Gang lỏng Kg/t - 600 Vôi Kg/t 30 - 80 50 - 80 Than Kg/t 13 - 15 - 20 Điện cực grafit Kg/t 1,5 – 4,5 2,9 – 6,8 Vật liệu đầm lò Kg/t 1,9 – 25,1 17 - 30 Tổng lượng MJ/t 6.000 – 7.000 7.000 – 10.000 Điện kwh/t 350 - 500 420 - 800 Ôxy m3/t 24 - 47 30 – 50 10 Nước làm nguội m3/t 4–7 Tuần hồn Tỷ lệ thu hồi phơi thép % 90 - 93 86-88 Qua bảng thấy để sản xuất thép, Việt Nam tốn nhiều nguyên liệu đầu vào tổng lượng cần thiết nhiều so với Châu Âu Nguyên nhân công nghệ sản xuất thép cũ dẫn đến tiêu hao nhiều nhiên liệu cho công đoạn sản xuất, dẫn đến tỷ lệ thu hồi thép thấp Chương 2: Hiện trạng ô nhiễm khơng khí cơng ty sản xuất thép Hiện trạng nhiễm khơng khí hoạt động sản xuất thép 10 Ngành thép ngành cơng nghiệp có “tiềm năng” gây nhiễm, suy thối mơi trường có lượng chất thải gồm nước thải, khí thải chất thải rắn lớn có nồng độ chất ô nhiễm cao Một tổ hợp sản xuất sáp nhập nhiều khâu sản xuất mạn ngược chu trình chế biến nhiễm môi trường tiêu thụ lượng nhiêu - Khí thải từ nhà máy luyện thép: Nguồn gây nhiễm khơng khí chủ yếu nhà máy luyện thép khói thải từ lò hồ quang, lượng khí thải ước tính với lưu lượng 50.000 M3/H cho lò hồ quang, khí thải chứa chủ yếu bui với hệ số ô nhiễm 20-30 kg/tấn sản phẩm, CO với hệ số ô nhiễm 7-10 kg/tấn sản phẩm Lấy ví dụ TPHCM, với tồn nhà máy thép cơng ty thép miền Nam thải vào môi trường hàng năm lượng chất ô nhiễm là:  Bụi 2.840 - 4.260 tấn/năm  CO 994 - 1.420 tấn/năm Dây chuyền sản xuất thép Nhà máy thép cũ - Khói thải từ lò đúc nấu kim loại dạng thủ cơng: Khói thải từ nguồn có chứa chất nhiễm như: SO2, CO, NO2, Bụi, CXHY Thường gặp lò luyện thép hồ quang miền nam miền bắc Khi hoạt động, lò luyện thường làm nhiễm khu xung quanh khói bụi q trình sản xuất Trong khí thải lò, lượng CO 15% – 20% (thể tích); H2 chiếm 0.5% - 35% Tải lượng bụi trung bình tính theo thành phẩm 6-9 kg/tấn thép hay 3~10g/m3 khí thải Thành phần chủ yếu bụi oxit sắt, ngồi 11 có oxit măng gan, canxi, ma nhê… Đây nguồn gây ô nhiễm đáng kể khu công nghiệp, chưa kể tới nhà máy có lò nung đốt dầu FO thải mơi trường loại khí độc hại đặc trưng Các chun gia mơi trường nhận định, tất dự án thép cấp phép triển khai cam kết đến năm 2020, ngành thép thải 174 triệu CO2 lúc đó, riêng ngành thép “giáng” lên đầu người dân Việt (1) Nam thêm 1,5 khí CO2” Theo tính tốn, sản xuất thép thải từ 0,5-1 xỉ, 10.000m3 khí thải, 100kg bụi, nhiều chất nhiễm như: axit, kiềm, nguyên tố hợp kim thải mơi trường Trong vùng luyện kim, khí bị nhiễm bẩn chiếm tỷ lệ gần 60% Ngoài nguyên liệu thép phế, sắt xốp, gang thỏi gang lỏng, vơi, việc sản xuất thép sử dụng lượng than, gas, điện, dầu, oxy, nước chất phụ trợ hợp kim, điện cực, khí trơ, vật liệu đầm lò Q trình sản xuất thép sinh chất thải khí, rắn tiếng ồn.Trong số trường hợp, nước làm mát không tuần hồn tuyệt đối phát thải mơi trường Đặc biệt, trình sản xuất gang thép tạo lượng lớn chất thải gây ô nhiễm môi trường với lượng bụi lên tới hàng ngàn tấn/năm, thành phần chủ yếu oxit kim loại loại oxit khác (FeO, MnO, Al2O3, SiO2, CaO, MgO) loại khí thải chứa CO, CO 2, SO2, NO2 với số khí độc khác Bụi sinh chứa oxit tác nhân khác gây ảnh hưởng đến sức khỏe người mà trực tiếp công nhân làm việc nhà máy người dân khu lân cận Do đặc trưng công nghệ sản xuất nên ô nhiễm nước thải sở luyện kim đen mức độ thấp trung bình Mức độ ô nhiễm phần lớn chất thải có nguồn gốc hữu diện nước thải sinh hoạt dầu mỡ có nước thải làm nguội thép máy móc nước vệ sinh mặt xưởng sản xuất Tuy nhiên không xử lý gây ô nhiễm nguồn nước mặt Ví dụ nước sơng Cầu bị nhiễm mà nguyên nhân nước thải sản xuất Cty Gang thép Thái Nguyên số sở khác thải Ngoài ra, vấn đề ô nhiễm nhiệt, rung động, tiếng ồn vấn đề ngành thép phải quan tâm Nguyên nhân chủ yếu phát sinh ô nhiễm môi trường thiết bị công nghệ cũ lạc hậu, thiếu kinh phí đầu tư cho giải pháp cơng nghệ xử lý chất thải Đó tốn khó đặt bước đường tồn phát triển ngành thép Việt Nam Ngoài nguyên liệu thép phế, sắt xốp, gang thỏi gang lỏng, vơi, việc sản xuất thép sử dụng lượng than, gas, điện, dầu, oxy, nước chất phụ trợ hợp kim, điện cực, khí trơ, vật liệu đầm lò Q 12 trình sản xuất thép sinh khí thải độc hại Điển nhà máy thuộc Công ty cổ phần gang thép Thái Ngun, tình trạng gây nhiễm mơi trường chưa xử lý triệt để nhà máy luyện thép, Cơng ty cổ phần khí, nhà máy cán thép Thái Nguyên, Công ty cổ phần hợp kim sắt Gang Thép Tình trạng nhiễm khơng khí, nhiễm mơi trường khói bụi thải phát tán khu dân cư lân cận nhà máy gây xúc dư luận Đặc biệt, Cơng ty cổ phần tập đồn vật liệu chịu lửa có hành vi tác động tiêu cực đến môi trường như: quản lý chất thải nguy hại khơng quy định, xả khí thải vượt tiêu chuẩn cho phép, giám sát môi trường không đầy đủ bị Thanh tra mơi trường phạt hành 60 triệu đồng (2) Hiện trạng cơng nghệ xử lí khí thải nhà máy ô nhiễm thép Ngành thép phát triển lượng khí thải ngày tăng cao, đòi hỏi người phải có biện pháp xử lý triệt để tránh gây tác hại tới sức khỏe người ảnh hưởng tới mĩ quan chất lượng khơng khí xung quanh Trước tình hình số cơng ty đầu tư xây dựng hệ thống xử lí khí thải để giải vấn đề Cơng Ty thép Miền Nam số đơn vị có quan tâm mức vấn đề xử lý khí thải Sau thử nghiệm ban đầu việc xử lý khỏi thải từ lò luyện thép hồ quang nhà máy thép Tân Bình kĩ thuật thiết bị nước (sử dụng lọc bụi ướt) công ty phối hợp với công ty Thụy Sỹ Ấn Độ thiết kế thi công hệ thống xử lý khói thải lò hồ quang cho nhà máy thép Biên Hòa Thủ Đức theo nguyên lý lọc bụi túi vải có kết hợp khử CO, với vốn đầu tư khoảng 10 tỷ đồng cho hai nhà máy Các hệ thống nói hoạt động có hiệu quả, giảm đáng kể tải lượng chất nhiễm khơng khí Hiện cơng ty tiếp tục triển khai kĩ thuật cho nhà máy lại cơng ty (yeumoitruong.vn/attachments/hintrn-1-doc.231/) Tận dụng nhiệt dư khí thải với mục đích sấy nguyên vật liệu để rút ngắn trình nâng nhiệt sản xuất luyện kim Việc tận dụng nhiệt dư từ khí thải Việt Nam số nhà máy áp dụng (tại lò CONSTEEL Cơng ty thép Việt, lò DANARC PLUS Cơng ty thép Miền Nam) http://sxsh.vn/vi-VN/Home/sanxuatsachhon-9/2014/e-xuat-giai-phap-nhamgiam-phat-thai-khi-nha-1792.aspx 13 Tuy nhiên nhiều cơng ty chưa thực đầu tư mức cho hệ thống xử lý khí thải gây ảnh hưởng nghiêm trọng tới mơi trường Điển số công ty cổ phần gang thép Thái Nguyên gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng nói phần Qua nhận xét vài điều sau: - Nhiều nhà máy sản xuất thép gây nhiễm khơng khí chưa có hệ thống xử lý khí thải biện pháp thích ứng để giảm thiểu ô nhiễm thiết bị cũ kĩ hiệu suất xử lí khơng cao - Quy mơ hệ thống xử lý nhỏ, vốn đầu tư chưa cao - Trình độ cơng nghệ phần lớn cơng trình xử lí mức độ trung bình Chưa có có khơng đáng kể cơng trình xử lý áp dụng phương pháp xử lý tiên tiến lọc bụi tĩnh điện , hấp phụ… - Hiệu suất thiết bị xử lí chưa cao phụ thuộc vào nhiều yếu tố chi phí đầu tư , chi phí vận hành , trình độ thiết kế, chế tạo , vận hành yếu tố vốn vận hành quan trọng - Một số nhà máy có đầu tư thích đáng cho hệ thống xử lí nhiễm khơng khí - Trình độ khả số nhà khoa học Việt Nam hồn tồn thiết kế chế tạo vận hành hiệu phần lớn thiết bị xử lí nhiễm khơng khí có đầu tư mức Chương 3: Tính tốn, kiểm tra ô nhiễm không khí Các phương pháp luyện thép chủ yếu - Phương pháp luyện thép lò chuyển Bessemer: Là phương pháp chủ yếu để luyện thép Khí oxi thổi qua lò đựng gang nóng chảy nhiệt độ cao Khí oxi oxi hóa số kim loại gang Cu, Zn, Si, S Sản phẩm thu thép Phương pháp cung cấp thép giá thành rẻ dùng đóng tàu kết cấu thép - Phương pháp lò hồ quang điện: Phương pháp dùng hồ quang cháy điện cực carbon phơi để làm nóng chảy phơi liệu Thường dùng để tái chế thép từ phế liệu phôi thép luyện thô Phương pháp thường dùng để luyện mác thép hợp kim chất lượng cao thép inox, thép bền nhiệt (heatresistingsteels) thép dụng cụ (thép gió – highspeedstee) - Phương pháp luyện thép lò cao tần: Phương pháp sử dụng lò nung cao tần (500-2000 Hz) để nung chảy phơi kim loại nhờ dòng điện ứng foucault Khi bắt đầu dùng tần số cao để nung phần kim loại sát thành lò sau giảm dần tần số để nung sâu phía tâm lò, nhờ với cơng suất nung 14 vừa phải nấu mẻ thép lớn, mẻ thép đốt nóng đồng hơn, trình tinh luyện thực triệt để đồng Phương pháp thường dùng để sản xuất mác thép chất lượng cao thép làm vòng bi, thép dụng cụ, thép khơng gỉ - Phương pháp lò cốc hở: Trong phương pháp nhiệt dùng làm nóng chảy phơi liệu cung cấp từ lửa khí đốt dầu Lò nung thường có hình dạng cốc Ngun liệu thơ chủ yếu gang lò cao dạng thỏi lỏng thép phế liệu, trộn với đá vơi Phương pháp lò cốc hở dùng để sản xuất khối lượng lớn thép phôi giá thành rẻ Tuy vậy, theo xu chung lò cốc hở đốt dầu khí đốt bị thay dần lò hồ quang cơng suất Nhiên liệu đầu vào Muốn sản xuất gang cần phải sử dụng 1,7 ÷ 1,8 quặng sắt (tuỳ thuộc hàm lượng sắt quặng, hàm lượng sắt thấp số lớn hơn); 0,6 ÷ 0,7 đá vơi làm chất trợ dung giúp tạo xỉ để khử phần tạp chất vạ tạo màng che phủ bề mặt gang lỏng nhằm giảm khả ơxi hóa sắt lò Trong quặng làm giàu đá khơng quặng Nếu đá thuộc loại axit (như silicôxit) phải dùng đá bazơ (đá vơi) làm chất giúp chảy, đá bazơ (như ôxitcanxy) lại phải dùng chất trợ dung đá axit (cát thạch anh); 0,6- 0,8 than cốc dùng để làm nhiên liệu khả sinh nhiệt cao, chịu sức nặng phôi liệu, kích thích cháy Trong q trình luyện thép, ngồi nguyên liệu gang thỏi gang lỏng, sử dụng nguồn nguyên liệu thép phế, sắt xốp, vơi Việc sản xuất thép sử dụng lượng (than, gas, điện, dầu, oxy), nước, chất phụ trợ hợp kim, điện cực, khí trơ, vật liệu đầm lò Q trình sản xuất thép sinh chất thải khí, rắn tiếng ồn.2.5Trong kg CO số trường hợp, nước làm mát 120 kg CO2 không tuần hoàn tuyệt đối 60 phát thải mơi trường g SO2 Trong đó, với cơng nghệ cao hơn, lò luyện thép theo phưng 0.5 kgNOx 1130 kg thép phế 165 kg bụi thức trên14ởkg nước châu Âu, nguyên liệu cho trình luyện thép hợp kim Nhiệt thải 100 kg chất trợ dung 67-86% so với Việt Nam Đặc biệt, nước làm nguội tuần hồn tồn 15 kg than cốc (450 MJ) 3,5 kg điện cực (120 MJ) kwh (55 chất GJ) ô nhiễm trình đốt cháy nhiên liệu Tải572lượng 205 MJ oxi Đối lò luyện thép Hồ quang điện: 1.3với GJ gas m3 nước thép sản phẩm 15 Nước thải Chất thải rắn Khí thải sản xuất thép lò điện bao gồm khí thải trực tiếp từ lò điện thùng tinh luyện, khí thải vận chuyển nạp liệu, rót thép đúc thép khói chế biến xỉ Khí thải trực tiếp từ lò điện thùng tinh luyện chiếm khoảng 95% tồn khí thải xưởng thép Khí thải trực tiếp với loại khí thải khác lọc bụi túi vải hay lọc bụi tĩnh điện Có thể thu hồi 85-90% khí thải trực tiếp để xử lý lỗ bổ sung nắp lò điện Khí thải lò điện hồ quang có dải thành phần rộng, gồm thành phần bụi, kim loại nặng, SO 2, NOx, CO2, chất hữu bay hơi, thành phần lượng chất hữu bay đặc biệt quan trọng Tuy nhiên số liệu khảo sát hạn chế Bụi: Lượng bụi chứa khí thải lò điện hồ quang 14-20 kg/tấn thép cacbon 6-15 kg/tấn thép hợp kim Kim loại nặng: Hàm lượng kim loại nặng khí thải dao động tương đối rộng, nhiều Zn Hàm lượng Hg tuỳ thuộc vào chất lượng thép phế SO2, NOx, CO, CO2 : phụ thuộc vào số lượng chất lượng nhiên liệu sử dụng Chất hữu bay hơi: Phát thải chất hữu cơ, đặc biệt benzen ghi nhận cao đáng kể phụ thuộc vào than sử dụng phân hủy trước cháy Than đưa vào để lót thùng thép phế Từ phát thải dự đốn phát thải toluen, xylen cacbua hydro khác phát sinh từ than Các hợp chất hữu chứa clo PCB, PCDD/F, PAH ghi nhận phát thải số nhà máy Ví dụ với Cơng ty thép Đà Nẵng, năm 2011 2012, kết quan 16 trắc mơi trường khơng khí xung quanh cho kết nhiều thành phần vượt tiêu cho phép thời điểm (QCVN/05:2009) STT Chỉ tiêu Đơn vị tính Nồng 10/06/2011 độ theo Kết Số lần QCVN đo vượt 05/200 13/12/2011 Kết đo 12/06/2012 Số lần Kết Số lần vượt đo vượt Tổng bụi mg/m3 0,3 0,93 3,10 0,953 3,18 0,89 2,97 SO2 mg/m3 0,35 0,157 Đạt 0,162 Đạt 0,194 Đạt NO2 mg/m3 0,2 0,225 Đạt 0,188 Đạt 0,195 Đạt CO mg/m3 30 22,78 Đạt 23,07 Đạt 18,74 Đạt Hiện tại, để q trình nấu luyện phơi thép, có lò hoạt động: - Lò điện hồ quang (1 lò) - Lò trung tần (2 lò) - Lò tinh luyện LF (1 lò) - Đốt dầu FO sấy thùng rót Mức độ nhiễm tính cho 1000kg thép lỏng tải lượng chất ô nhiễm: Thành phần Bụi Đơn vị g/tấn Lò điện Lượn g Cơng suất (tấn/h) 5100 20 Lò tinh luyện M1 Lượn (g/s g ) 28, 33 3570 17 Cơng suất (tấn/h) 18 Lò trung tần M2 Lượn (g/s) g 17,8 4080 Đốt dầu FO Công suất (tấn/h) M3 (g/s ) M4 (g/s ) 30 68 0,0 SO2 g/tấn 600 20 3,3 420 18 2,1 480 30 0,1 NOx g/tấn 160 20 0,8 112 18 0,56 128 30 21, CO g/tấn 9000 20 50 6300 18 31,5 7200 30 120 1,2 Chương 4: Giải pháp kỹ thuật xử lý khí thải Khống chế nhiễm khơng khí Nhà xưởng phải thiết kế đảm bảo điều kiện vệ sinh cơng nghiệp, đảm bảo thơng thống đảm bảo chế độ vi khí hậu bên cơng trình vị trí thao tác người công nhân Các biện pháp kỹ thuật áp dụng: Hệ thống thơng gió tự nhiên cửa mái nhà cơng nghiệp - Hệ thống thơng gió hút thổi cục - Hệ thống thơng gió chung, hệ thống lọc bụi xử lý khí thải Giải pháp kĩ thuật xử lý khí thải Trong cơng nghệ luyện gang thép, công đoạn phát sinh ô nhiễm bụi chất khí độc hại cần sử dụng thiết bị lọc bụi ống tay áo, thiết bị lọc bụi túi, lọc bụi tĩnh điện Đối với nồng độ chất độc hại SO2, NO2, CO, VOC thải vào mơi trường xung quanh sử dụng phương pháp hấp thụ, phương pháp thực thiết bị xử lý hấp thụ dạng đệm dạng đĩa Dung dịch hấp thụ nước dung dịch kiềm loãng Nếu sử dụng nước hiệu đạt 50-60% chất khí SO2 NO2 Tuy nhiên sử dụng dung dịch kiềm lỗng hiệu đạt đến 85-90% Nước thải khỏi thiết bị hấp thụ khí có chứa chất khí hồ tan mang tính axit chứa chất kết tủa muối vơ cơ, cần phải đưa trạm xử lý nước thải trước thải môi trường Để lựa chọn phương án xử lý bụi khả thi cho công đoạn sản xuất, điều cần xem xét ngun lý, tính kỹ thuật, ưu khuyết điểm phương án xử lý bụi để áp dụng cho phù hợp Phương pháp Ưu điểm Khuyết điểm Buồng lắng bụi - Lắng trọng lực hạt bụi - Hiệu suất xử lý thấp có kích thước 100-2000 (40-70%) μm, h/t đơn giản 18 Xyclon - Kích thước hạt từ đến - Hiệu thấp 45-85% 100μm - Chỉ lọc bụi có kích - Xyclon tổ hợp thước tương đối lớn đạt hiệu suất cao (95%) Lọc tay áo - Lọc loại bụi - Trở lực cao có kích thước nhỏ (2-10 - Chỉ dùng với bụi μm) khô, nhiệt độ thấp - Hiệu suất cao 85-99,5% (