Đánh giá hiện trạng và đề xuất biện pháp giảm thiểu ô nhiễm môi trường không khí của cụm các cơ sở sản xuất thép tại khu công nghiệp hòa khánh TP đà nẵng

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN TIẾN NAM ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG VÀ ĐỀ XUẤT BIỆN PHÁP GIẢM THIỂU Ơ NHIỄM MƠI TRƯỜNG KHƠNG KHÍ CỦA CỤM CÁC CƠ SỞ SẢN XUẤT THÉP TẠI KHU CÔNG NGHIỆP HÒA KHÁNH – TP ĐÀ NẴNG Chuyên ngành: KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG Mã số: 8520320 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG Đà Nẵng, năm 2018 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN TIẾN NAM ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG VÀ ĐỀ XUẤT BIỆN PHÁP GIẢM THIỂU Ơ NHIỄM MƠI TRƯỜNG KHƠNG KHÍ CỦA CỤM CÁC CƠ SỞ SẢN XUẤT THÉP TẠI KHU CÔNG NGHIỆP HÒA KHÁNH – TP ĐÀ NẴNG Chuyên ngành: KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG Mã số: 8520320 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS NGUYỄN ĐÌNH HUẤN Đà Nẵng, năm 2018 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết nghiên cứu nêu luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác Người cam đoan NGUYỄN TIẾN NAM i MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i MỤC LỤC i DANH MỤC BẢNG BIỂU iv DANH MỤC HÌNH VẼ v DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT vii MỞ ĐẦU CHƯƠNG - TỔNG QUAN VẤN ĐỀ Ơ NHIỄM KHƠNG KHÍ CỦA NGÀNH SẢN XUẤT THÉP 1.1 Mơi trường khơng khí sở sản xuất thép giới 1.2 Môi trường khơng khí sở sản xuất thép Việt Nam 1.3 Môi trường khơng khí sở sản xuất thép KCN thành phố Đà Nẵng 10 1.4 Tổng quan phần mềm mô khuếch tán ô nhiễm MTKK 11 CHƯƠNG - ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG Ơ NHIỄM MƠI TRƯỜNG KHƠNG KHÍ CỦA CỤM CÁC CƠ SỞ SẢN XUẤT THÉP TẠI KCN HÒA KHÁNH 13 2.1 Các sở sản suất thép KCN Hòa Khánh 13 2.1.1 Khu cơng nghiệp Hịa Khánh .13 2.1.1.1 Lịch sử hình thành 13 2.1.1.2 Vị trí điều kiện khí tượng 14 2.1.2 Các sở sản xuất thép KCN Hòa Khánh .15 2.2 Quy trình cơng nghệ sản xuất sở sản xuất thép 16 2.2.1 Quy trình công nghệ sản xuất sở sản xuất thép DANA – Nhật 16 2.2.2 Quy trình cơng nghệ sản xuất sở sản xuất thép Thường Thắng Đạt 19 2.2.3 Quy trình cơng nghệ sản xuất sở sản xuất thép Tấn Quốc 21 2.2.4 Quy trình cơng nghệ sản xuất sở sản xuất thép Tấn Hiền 23 2.3 Hiện trạng chất lượng mơi trường khơng khí cụm sở sản xuất thép KCN Hòa Khánh 24 2.3.1 Các nguồn phát thải tác nhân gây nhiễm mơi trường khơng khí sở sản xuất thép 24 2.3.1.1 Cơ sở sản xuất thép DANA – Nhật 27 2.3.1.2.Cơ sở sản xuất thép Thường Thắng Đạt 28 2.3.1.3 Cơ sở sản xuất thép Tấn Quốc .28 2.3.1.4 Cơ sở sản xuất thép Tấn Hiền 28 2.3.2 Hiện trạng ô nhiễm không khí KCN Hịa Khánh 29 ii 2.4 Hiện trạng cơng trình xử lý khí thải 30 2.4.1 Cơ sở sản xuất thép DANA – Nhật 30 2.4.2 Cơ sở sản xuất thép Thường Thắng Đạt .32 2.4.3 Cơ sở sản xuất thép Tấn Quốc 33 2.4.4 Cơ sở sản xuất thép Tấn Hiền .34 2.5 Kết đo đạc khảo sát trạng môi trường 36 CHƯƠNG - MƠ PHỎNG KHUẾCH TÁN Ơ NHIỄM KHƠNG KHÍ TẠI CỤM CÁC CƠ SỞ SẢN XUẤT THÉP 38 3.1 Cơ sở lý thuyết mơ hình khuếch tán 38 3.2 Dữ liệu nguồn thải 49 3.3 Mơ hình tính tốn 50 3.3.1 Chương trình tính sản phẩm cháy 50 3.3.2 Chương trình mơ phát thải nguồn điểm 53 3.4 Xây dựng kịch khuếch tán ô nhiễm 54 3.5 Kết mô mơ hình khuếch tán 55 3.5.1 Kịch 1: Các nhà máy hoạt động theo công suất thực tế không lắp đặt hệ thống xử lý khí thải 55 3.5.2 Kịch 2: Các nhà máy hoạt động theo công suất thực tế vận hành hệ thống xử lý khí thải có 57 3.5.3 Kịch 3: Các nhà máy hoạt động nâng công suất sản xuất tương lai giữ nguyên hệ thống xử lý 60 3.6 Đánh giá thông số kỹ thuật ống khói 63 3.6.1 Đánh giá chiều cao ống khói 63 3.6.2 Đánh giá đường kính ống khói .63 CHƯƠNG - ĐỀ XUẤT BIỆN PHÁP KIỂM SỐT Ơ NHIỄM MƠI TRƯỜNG KHƠNG KHÍ CỦA CÁC NHÀ MÁY THÉP 65 4.1 Các giải pháp chung 65 4.1.1 Thay đổi công nghệ nhiên liệu 65 4.1.2 Biện pháp vận hành 65 4.1.3 Biện pháp khác .65 4.2 Đề xuất biện pháp kỹ thuật để giảm thiểu ô nhiễm cụm sở sản xuất thép KCN Hòa Khánh 66 4.2.1 Đề xuất hệ thống xử lý hoạt động .66 4.2.1.1 Đối với nhà máy DANA – Nhật .66 4.2.1.2 Đối với nhà máy Thường Thắng Đạt .66 iii 4.2.1.3 Đối với nhà máy Tấn Quốc 67 4.2.1.4 Đối với nhà máy Tấn Hiền .67 4.2.2 Trường hợp nhà máy hoạt động nâng công suất 67 4.2.2.1 Đối với nhà máy DANA – Nhật .67 4.2.2.2 Đối với nhà máy Thường Thắng Đạt .68 4.2.2.3 Đối với nhà máy Tấn Quốc 68 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ TÀI LIỆU THAM KHẢO PHẦN PHỤ LỤC iv DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 So sánh hiệu phương pháp xử lý khí bụi Bảng 2.1 Các sở sản xuất thép KCN Hòa Khánh 15 Bảng 2.2 Số liệu nguồn phát thải ô nhiễm nhà máy 24 Bảng 2.3 Các nguồn gây ô nhiễm môi trường không khí 27 Bảng 2.4 Mức ồn gây từ thiết bị sản xuất nhà máy (dBA) 29 Bảng 2.5 Thông số kỹ thuật hệ thống xử lý khí than 32 Bảng 2.6 Kết phân tích mẫu khơng khí xung quanh cụm sở sản xuất thép KCN Hòa Khánh lấy ngày 14/08/2018 36 Bảng 2.7 Kết phân tích mẫu khơng khí xung quanh cụm sở sản xuất thép KCN Hòa Khánh lấy ngày 11/09/2018 36 Bảng 3.1 Cấp ổn định khí 43 Bảng 3.2 Hệ số a, b, c d 43 Bảng 3.3 Số mũ n 49 Bảng 3.4 Tình hình sử dụng nhiên liệu đốt nhà máy 49 Bảng 3.5 Cơng thức tính sản phẩm cháy điều kiện chuẩn 50 Bảng 3.6 Công thức tính lượng khói thải tải lượng khí nhiễm 51 Bảng 3.7 Tải lượng ô nhiễm luyện thép lò điện châu Âu 53 Bảng 3.8 Tải lượng ô nhiễm luyện thép lò điện nhà máy thép Tấn Hiền 53 Bảng 3.9 Tải lượng ô nhiễm nguồn thải khơng có hệ thống xử lý 55 Bảng 3.10 Tải lượng ô nhiễm ống khói nhà máy thép có vận hành hệ thống xử lý 58 Bảng 3.11 Tiêu hao nhiên liệu nhà máy tăng công suất 60 Bảng 3.12 Tải lượng ô nhiễm nguồn thải tăng công suất nhà máy 60 Bảng 3.13 Tải lượng nhiễm từ q trình luyện ngun liệu nhà máy thép Tấn Hiền sau tăng công suất KCN Hòa Khánh 61 Bảng 3.14 Tải lượng ô nhiễm nguồn thải nhà máy thép nâng công suất giữ nguyên hệ thống xử lý 61 v DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Quy trình sản xuất thép khép kín Hình 2.1.Bản đồ tổng thể KCN Hịa Khánh 13 Hình 2.2 Vị trí nhà máy sản xuất thép KCN Hịa Khánh 16 Hình 2.3 Quy trình sản xuất nhà máy thép DANA – Nhật 17 Hình 2.4 Quy trình sản xuất nhà máy thép Thường Thắng Đạt 20 Hình 2.5.Quy trình sản suất nhà máy thép Tấn Quốc 22 Hình 2.6 Quy trình sản xuất nhà máy thép Tấn Hiền 23 Hình 2.7 Sơ đồ cơng nghệ xử lý khí hóa than 31 Hình 2.8 Hệ thống xử lý khí thải sở sản xuất thép Thường Thắng Đạt 32 Hình 2.9 Hệ thống xử lý khí thải sở sản xuất thép Tấn Quốc 34 Hình 2.10 Hệ thống xử lý khí thải lị luyện thép tháp tiếp xúc sở sản xuất thép Tấn Hiền 35 Hình 3.1 Luồng khói từ nguồn điểm cao hệ trục xyz 38 Hình 3.2 Minh họa lan truyền theo chiều 39 Hình 3.3 Luồng khói từ nguồn điểm cao hệ trục xyz 40 Hình 3.4 Khoảng cách theo chiều đứng điểm xem xét A B đến đường trục luồng thực luồng ảo 40 Hình 3.5 Hệ số khuếch tán ngang σy, m 42 Hình 3.6 Hệ số khuếch tán đứng σz, m 42 Hình 3.7 Chiều cao hiệu ống khói 44 Hình 3.8 Hàm số z = f(X) 46 Hình 3.9 Sơ đồ khối mơ nhiễm theo Gauss 49 Hình 3.10 Vị trí nguồn thải sở sản xuất thép KCN Hịa Khánh 50 Hình 3.11 Giao diện tính sản phẩm cháy 52 Hình 3.12 Giao diện mơ hình Meti - lis 53 Hình 3.13 Cửa sổ thực tính tốn 54 Hình 3.14 Mơ phát tán ô nhiễm bụi hệ thống xử lý nhà máy DANA - Nhật 56 Hình 3.15 Mơ phát tán nhiễm SO2 khơng có hệ thống xử lý nhà máy DANA - Nhật 56 Hình 3.16 Mô phát tán ô nhiễm bụi nhà máy hoạt động lúc khơng có hệ thống xử lý 57 Hình 3.17 Mơ phát tán nhiễm bụi có hệ thống xử lý nhà máy thép DANA – Nhật 59 Hình 3.18 Mơ phát tán ô nhiễm bụi nhà máy thép có vận hành hệ thống xử lý 59 vi Hình 3.19 Mơ phát tán nhiễm bụi tăng công suất giữ nguyên hệ thống xử lý nhà máy thép DANA – Nhật 62 Hình 3.20 Mơ phát tán nhiễm bụi tăng công suất giữ nguyên hệ thống xử lý nhà máy thép 62 vii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Ký hiệu CP CCN DN Ý nghĩa chữ viết tắt Cổ phần Cụm công nghiệp Doanh nghiệp GCOS Global Climate Observing System (hệ thống quan trắc khí hậu tồn cầu) KCN MTKK MTV PTFE QCVN QCCP TNHH SXSH BOF EAF Khu công nghiệp Môi trường khơng khí Một thành viên Poly Tetra Fluorethylene (Nhựa Teflon) Quy chuẩn Việt Nam Quy chuẩn cho phép Trách nhiệm hữu hạn Sản xuất Basic Oxygen Furnace (lị thổi oxy) Electric Arc furnace (lị điện) D Mơ phát tán CO nhà máy vận hành hệ thống xử lý Phát tán CO – nhà máy DANA – Nhật Phát tán CO – nhà máy Thường Thắng Đạt Phát tán CO – nhà máy Tấn Hiền Phát tán CO – nhà máy Tấn Quốc Phát tán CO – nhà máy DANA – Nhật, Thường Thắng Đạt, Tấn Hiền PHỤ LỤC KẾT QUẢ MƠ HÌNH PHÁT TÁN Ô NHIỄM ỨNG VỚI KỊCH BẢN A Mô phát tán Bụi nhà máy hoạt động tăng công suất giữ nguyên hệ thống xử lý khí thải Phát tán Bụi – Nhà máy Thường Thắng Đạt Phát tán Bụi – Nhà máy Tấn Hiền Phát tán Bụi – Nhà máy Tấn Quốc B Mô phát tán SO2 nhà máy hoạt động tăng công suất giữ nguyên hệ thống xử lý khí thải Phát tán SO2– nhà máy DANA – Nhật Phát tán SO2– nhà máy Thường Thắng Đạt Phát tán SO2– nhà máy Tấn Hiền Phát tán SO2– nhà máy Tấn Quốc Phát tán SO2– nhà máy DANA –Nhật, Thường Thắng Đạt, Tấn Hiền C Mô phát tán NO2 nhà máy hoạt động tăng công suất giữ nguyên hệ thống xử lý khí thải Phát tán NO2 – nhà máy DANA – Nhật Phát tán NO2 – nhà máy Thường Thắng Đạt Phát tán NO2 – nhà máy Tấn Hiền Phát tán NO2 – nhà máy Tần Quốc Phát tán NO2 – nhà máy DANA – Nhật, Thường Thắng Đạt, Tấn Hiền D Mô phát tán CO nhà máy hoạt động tăng cơng suất giữ ngun hệ thống xử lý khí thải Phát tán CO – nhà máy DANA – Nhật Phát tán CO – nhà máy Thường Thắng Đạt Phát tán CO – nhà máy Tấn Hiền Phát tán CO – nhà máy Tấn Quốc Phát tán CO – nhà máy DANA – Nhật, Thường Thắng Đạt, Tấn Hiền ... HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN TIẾN NAM ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG VÀ ĐỀ XUẤT BIỆN PHÁP GIẢM THIỂU Ơ NHIỄM MƠI TRƯỜNG KHƠNG KHÍ CỦA CỤM CÁC CƠ SỞ SẢN XUẤT THÉP TẠI KHU CÔNG NGHIỆP HÒA KHÁNH... Đánh giá trạng ô nhiễm môi trường khơng khí cụm sở sản xuất thép KCN Hịa Khánh Chương 3: Mơ khu? ??ch tán ô nhiễm không khí cụm sở sản xuất thép Chương : Đề xuất biện pháp kiểm sốt nhiễm mơi trường. .. hạn Sản xuất Basic Oxygen Furnace (lò thổi oxy) Electric Arc furnace (lò điện) viii ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG VÀ ĐỀ XUẤT BIỆN PHÁP GIẢM THIỂU Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG KHÔNG KHÍ CỦA CỤM CÁC CƠ SỞ SẢN XUẤT THÉP