A.MỞ ĐẦUI.Đặt vấn đề 1.Tầm quan trọng của vấn đề nghiên cứu Việt Nam đang trên con đường phát triển và hội nhập, sự phát triển kinh tế xã hội đang diễn ra rất mạnh mẽ, mang lại nhiều lợi ích cho nền kinh tế và nâng cao đời sống cho người dân. Tuy nhiên, ngoài những lợi ích kinh tế - xã hội đã đạt được thì tình trạng ô nhiễm môi trường do mặt trái của những hoạt động trên đã gây ra ở mức báo động. Môi trường nói chung và môi trường nước nói riêng đang bị ô nhiễm trầm trọng, đe doạ tới sức khỏe và chất lượng cuộc sống của người dân ở nhiều địa phương.Thái Nguyên là một tỉnh trung du miền núi phía Bắc có tiềm năng phát triển kinh tế mạnh mẽ, trong đó việc hình thành và phát triển các khu công nghiệp, cụm công nghiệp đang trở thành một thế mạnh kinh tế trong khu vực phía Bắc như: khu công nghiệp Sông Công, cụm công nghiệp Điềm Thụy, khu công nghiệp Lưu Xá - Gang thép Thái Nguyên,… Nhưng sự ra đời và hoạt động của nhiều nhà máy xí nghiệp trong khu vực đã làm cho môi trường ngày càng trở lên xấu đi và nhiều vùng bị ô nhiễm trầm trọng. Là đơn vị phụ trợ nằm trong dây truyền luyện kim của Công ty cổ phần Gang thép Thái Nguyên, Nhà máy Cốc Hóa – Thái Nguyên có nhiệm vụ chính là sản xuất cốc luyện kim làm nguyên liệu cho lò cao sản xuất gang. Với công suất ấn tượng (140.000 tấn cốc luyện kim/năm), Nhà máy cũng là nơi duy nhất sản xuất cốc luyện kim trong cả nước tính đến nay.Nhà máy thật sự là một bộ phận không thể tách rời đối với Tổng Công ty gang thép Thái Nguyên, giữ vai trò quan trọng đối với nền kinh tế của tỉnh Thái Nguyên nói riêng & đóng góp không nhỏ vào sự nghiệp xây dựng và phát triển của Đất nước nói chung.Tuy nhiên, song hành với sự thành công về mặt kinh tế, là những vấn đề môi trường gây bức xúc, những rủi ro xung quanh hoạt động của Nhà máy.Sự mâu thuẫn này là vấn đề của mọi quốc gia, của mọi nền kinh tế. Vì vậy, bài toán cân – đo – đong – đếm lợi ích cũng như thiệt hại các vấn đề xoay quanh Nhà máy Cốc Hóa – Thái Nguyên cần được xem xét, đánh giá nghiêm túc & hoàn toàn khách quan. Trên cơ sở đó, đề xuất các giải pháp giảm thiểu tác động có hại của hoạt động sản xuất mà vẫn tạo điều kiện cho hoạt động kinh tế phát triển. MỤC LỤCA.MỞ ĐẦU3I.Đặt vấn đề31.Tầm quan trọng của vấn đề nghiên cứu32.Mục đích của việc nghiên cứu43.Ý nghĩa khoa học & thực tiễn của vấn đề nghiên cứu4II.Đối tượng & phạm vi nghiên cứu4III.Phương pháp nghiên cứu4B.NỘI DUNG NGHIÊN CỨU5I.Tổng quan51.Vài nét sơ lược về Nhà máy Cốc Hóa – Thái Nguyên52.Khái quát về công nghệ sản xuất của Nhà máy Cốc Hóa – Thái Nguyên63.Tóm lược thông tin về các tác động môi trường & sức khỏe con người từ hoạt động sản xuất của Nhà máy Cốc Hóa – Thái Nguyên6II.Quy trình công nghệ tại Nhà máy Cốc Hóa – Thái Nguyên71.Phân xưởng Cốc92.Xưởng phân hóa11III.Các tồn tại & giải pháp khắc phục131.Nước thải132.Khí thải183.Chất thải rắn20C. KẾT LUẬN & CÁC ĐỀ XUẤT NHÓM21I. Kết luận chung21II. Đề xuất của nhóm22TÀI LIỆU THAM KHẢO23 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘITRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊNKHOA MÔI TRƯỜNGBÁO CÁO THỰC TẬP THỰC TẾ 3NHÀ MÁY CỐC HÓA THÁI NGUYÊNHà Nội, 2012
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN KHOA MÔI TRƯỜNG BÁO CÁO THỰC TẬP THỰC TẾ 3 NHÀ MÁY CỐC HÓA THÁI NGUYÊN Hà Nội, 2012 Giáo viên hướng đẫn: Bộ môn Công nghệ Môi trường Sinh viên thực hiện: Nhóm 3 – K54 KHMT 9. Cao Hồng Ngọc 10.Vũ Thị Hồng Nhung 11. Nguyễn Thị Oanh 12.Phạm Thị Phượng 13.Lê Thị Thanh Quỳnh 14.Nguyễn Thị Hương Sao 15.Hoàng Trung Sơn 16.Nông Hồng Sơn 1. Nguyễn Nhật Linh 2. Lê Thị Thanh Lợi 3. Nguyễn Thành Luân 4. Trần Thị Mùi 5. Vũ Thanh Nam 6. Tạ Thị Kim Ngân 7. Nguyễn Thị Ngoan 8. Cao Ánh Ngọc Báo cáo thực tế 3 Đại học Khoa học Tự nhiên MỤC LỤC A. MỞ ĐẦU I. Đặt vấn đề 1. Tầm quan trọng của vấn đề nghiên cứu Việt Nam đang trên con đường phát triển và hội nhập, sự phát triển kinh tế xã hội đang diễn ra rất mạnh mẽ, mang lại nhiều lợi ích cho nền kinh tế và nâng cao đời sống cho người dân. Tuy nhiên, ngoài những lợi ích kinh tế - xã hội đã đạt được thì tình trạng ô nhiễm môi trường do mặt trái của những hoạt động trên đã gây ra ở mức báo động. Môi trường nói chung và môi trường nước nói riêng đang bị ô nhiễm trầm trọng, đe doạ tới sức khỏe và chất lượng cuộc sống của người dân ở nhiều địa phương. Thái Nguyên là một tỉnh trung du miền núi phía Bắc có tiềm năng phát triển kinh tế mạnh mẽ, trong đó việc hình thành và phát triển các khu công nghiệp, cụm công nghiệp đang trở thành một thế mạnh kinh tế trong khu vực phía Bắc như: khu công nghiệp Sông Công, cụm công nghiệp Điềm Thụy, khu công nghiệp Lưu Xá - Gang thép Thái Nguyên,… Nhưng sự ra đời và hoạt động của nhiều nhà máy xí nghiệp trong khu vực đã làm cho môi trường ngày càng trở lên xấu đi và nhiều vùng bị ô nhiễm trầm trọng. Là đơn vị phụ trợ nằm trong dây truyền luyện kim của Công ty cổ phần Gang thép Thái Nguyên, Nhà máy Cốc Hóa – Thái Nguyên có nhiệm vụ chính là sản xuất cốc luyện kim làm nguyên liệu cho lò cao sản xuất gang. Với công suất ấn tượng (140.000 tấn cốc luyện kim/năm), Nhà máy cũng là nơi duy nhất sản xuất cốc luyện kim trong cả nước tính đến nay.Nhà máy thật sự là một bộ phận không thể tách rời đối với Tổng Công ty gang thép Thái Nguyên, giữ vai trò quan trọng đối với nền kinh tế của tỉnh Thái Nguyên nói riêng & đóng góp không nhỏ vào sự nghiệp xây dựng và phát triển của Đất nước nói chung. 2 Nhóm 3 – K54 KHMT Báo cáo thực tế 3 Đại học Khoa học Tự nhiên Tuy nhiên, song hành với sự thành công về mặt kinh tế, là những vấn đề môi trường gây bức xúc, những rủi ro xung quanh hoạt động của Nhà máy.Sự mâu thuẫn này là vấn đề của mọi quốc gia, của mọi nền kinh tế. Vì vậy, bài toán cân – đo – đong – đếm lợi ích cũng như thiệt hại các vấn đề xoay quanh Nhà máy Cốc Hóa – Thái Nguyên cần được xem xét, đánh giá nghiêm túc & hoàn toàn khách quan. Trên cơ sở đó, đề xuất các giải pháp giảm thiểu tác động có hại của hoạt động sản xuất mà vẫn tạo điều kiện cho hoạt động kinh tế phát triển. 2. Mục đích của việc nghiên cứu Nắm được: Quy trình công nghệ Các vấn đề liên quan đến dòng thải Các giải pháp công nghệ, quản lý hiện tại Đánh giá, đề xuất các giải pháp tại nhà máy Cốc hóa Thái Nguyên. 3. Ý nghĩa khoa học & thực tiễn của vấn đề nghiên cứu Đánh giá khách quan, đề xuất những biện pháp phù hợp có thể giúp giảm thiểu ảnh hưởng về mặt môi trường & không gây cản trở về mặt phát triển kinh tế của Nhà máy Cốc Hóa – Thái Nguyên, tiến tới mục tiêu phát triển bền vững nền kinh tế. II. Đối tượng & phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu • Quy trình công nghệ tại Nhà máy Cốc Hóa • Các tồn tại và giải pháp khắc phục Phạm vi nghiên cứu • Nhà máy Cốc Hóa – Công ty Gang thép Thái Nguyên • Thời gian: Quá trình vận hành nhà máy đến nay III. Phương pháp nghiên cứu 1. Phương pháp khảo sát, quan sát thực địa 2. Phương pháp phỏng vấn 3 Nhóm 3 – K54 KHMT Báo cáo thực tế 3 Đại học Khoa học Tự nhiên 3. Phương pháp thu thập tài liệu, tư liệu 4. Phương pháp hồi cứu 5. Thảo luận nhóm tập trung 6. Phân tích – Tổng hợp B. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU I. Tổng quan 1. Vài nét sơ lược về Nhà máy Cốc Hóa – Thái Nguyên Thành lập: ngày 06/09/1963, Là đơn vị phụ trợ nằm trong dây truyền của CTCP gang thép Thái Nguyên, Đi vào sản xuất từ năm 1964. Nhiệm vụ:Sản xuất cốc luyện kim làm nguyên liệu cho lò cao sản xuất gang từ nguồn than mỡ, Bản chất là quá trình làm giàu C từ than mỡ. Vai trò: Là nhà máy duy nhất sản xuất Côc luyện kim cho cả nước, Các sản phẩm được quản lý bởi Hệ thống quản lý theo TC quốc tế ISO 9001 : 2000. Thành tích đạt được: Năm 2008, sản xuất đạt 150.829 tấn/công suất thiết kế 125.000 tấn, bằng 110,90 % kế hoạch, tăng 9,72% so với năm 2004, đạt cao nhất từ trước đến nay. Năm 2008 giá trị sản xuất công nghiệp đạt 214,168 tỷ đồng, bằng 114,65% kế hoạch, tăng 5,21% so với năm 2004. Doanh thu đạt 663,78 tỷ đồng, bằng 136,34% kế hoạch, tăng 66,85% so với năm 2004. Thu nhập bình quân năm 2008 đạt 4,027 triệu đồng/người/tháng, bằng 201,35% kế hoạch, tăng 61,27% so với năm 2004. Trải qua gơn 40 năm xây dựng & phát triển, Nhà máy Cốc Hóa nói riêng & Tổng Công ty Gang thép Thái Nguyên nói chung không ngừng tăng trưởng & lớn mạnh. Trong suốt 45 năm không ngừng nỗ lực phấn đấu, Nhà máy đã nhận được rất nhiều sự ủng hộ, ghi nhận từ các bộ, ngành mà phần thưởng cao quý nhất là Huân chương 4 Nhóm 3 – K54 KHMT Báo cáo thực tế 3 Đại học Khoa học Tự nhiên Độc lập Hạng Ba, 3 Huân chương Lao động hạng Nhất, Nhì, Ba; Huân chương Bảo vệ Tổ quốc hạng Ba & nhiều Bằng khen của Thủ tướng Chính phủ, Bộ Công nghiệp (nay là Bộ Công Thương), tỉnh Thái Nguyên… 2. Khái quát về công nghệ sản xuất của Nhà máy Cốc Hóa – Thái Nguyên • Thiết bị: Dây chuyền sản xuất cốc luyện kim 45 buồng than hóa và các thiết bị đồng bộ. • Công suất: 125.000 – 140.000 tấn cốc luyện kim/năm. • Nguyên liệu thô: than mỡ (chủ yếu từ mỏ than Phấn Mễ) số lượng 180.000 tấn/năm, có các tiêu chuẩn kỹ thuật về độ tro, chất bốc, hàm lượng lưu huỳnh, độ ẩm, độ co, độ chảy dẻo . đảm bảo đạt yêu cầu. • Sản phẩm chính: Cốc luyện kim có thành phần: Chất bốc: V < 1% Hàm lượng cacbon cố định: C > 80% Độ tro: AC < 15% Lưu huỳnh: S < 1.6% Cỡ hạt: 15 ÷ 40 mm Cường độ trống quay: 340 Kg • Sản phẩm khác: Hóa phẩm thu hồi sau cốc: Bi tum, Naptalen, Antracen, Dầu phòng mục, Phenol, Nhựa rải đường . Thép hình cán nóng: thép góc L25 ÷ L75; thép chữ C từ C40 ÷ C80. 3. Tóm lược thông tin về các tác động môi trường & sức khỏe con người từ hoạt động sản xuất của Nhà máy Cốc Hóa – Thái Nguyên Nhà máy Cốc Hóa bị Nhà nước liệt vào danh sách cơ sở gây ô nhiễm nghiêm trọng theo quyết định của 64/2003/QĐ –TTg . Đến nay đã được ra khỏi danh sách đó nhưng thực chế vấn đề ô nhiễm vẫn chưa được giảm thiểu. Nguyên nhân: • Lò cốc sản xuất công suất tối đa • Hệ thống, thiết bị sản xuất lâu năm, xuống cấp • Nguồn than mỡ không ổn định Thực trạng môi trường lao động & tình hình sức khỏe của công nhân Môi trường bị ô nhiễm nghiêm trọng: ô nhiễm bụi, ô nhiễm nước do phenol chưa được xử lý, tiếng ồn ,… 5 Nhóm 3 – K54 KHMT Báo cáo thực tế 3 Đại học Khoa học Tự nhiên Điều kiện lao động của công nhân là nặng nhọc, độc hại như: nhiệt độ cao, yếu tố độc hại vượt TCCP như tiếng ồn, hơi khí độc (CO, CO 2 , SO 2 , NO x ,…). Đặc biệt là nồng độ bụi than, Fe có chứa nhiều Si có thể gây bệnh hô hấp và bệnh nghề nghiệp. Sức khỏe của công nhân chủ yếu loại loại sức khỏe loại II, III chủ yếu mắc bệnh về mắt, bệnh TMH, RHM, ngoài da, ung thư … Vì vậy cần phải có những biện pháp nhằm chăm sóc sức khỏe và bảo vệ người lao động tốt hơn. Đóng góp không nhỏ đối với nền kinh tế của tỉnh Thái Nguyên nói riêng & cả nước nói chung của Nhà máy Cốc hóa, tỉnh Thái Nguyên là không thể phủ nhận. Tuy nhiên, bên cạnh đó là những vấn đề môi trường gây bức xúc, chủ yếu là ô nhiêm không khí, bụi, tiếng ồn…. II. Quy trình công nghệ tại Nhà máy Cốc Hóa – Thái Nguyên 6 Nhóm 3 – K54 KHMT Báo cáo thực tế 3 Đại học Khoa học Tự nhiên Than được phối liệu rồi đưa vào máy nghiền, qua các băng tải và đưa lên tháp than => được tháo xuống các phễu của xe rót Xe rót chạy trên đỉnh lò dùng để nạp than vào buồng than hóa. Khi rót, xe tống đưa cần dàn than vào để dàn cho mặt than trong buồng than hóa được bằng phẳng. Sau đó, đậy miệng rót than vào và đóng kín cửa. Hai bên của một buồng than hóa có 2 buồng đốt cung cấp nhiệt. Trong buồng đốt, khí cốc nghịch và không khí đã được sấy nóng tham gia phản ứng cháy, tỏa nhiệt cung cấp cho quá trình than hóa thành cốc. Khí cốc thuận phát sinh trong quá trình luyện cốc được hạ nhiệt sơ bộ tại ống tập khí, sau đó được dẫn vào đường ống để qua bộ phận phân ly lỏng khí. Tại bộ phận phân ly pha lỏng chảy về bể lắng cơ giới, pha khí qua tháp làm lạnh sơ. Khí ra khỏi tháp làm lạnh về quạt gió để gia nhiệt lò cốc, lò nung phôi phân xưởng cán, khu vực thiêu kết nhà máy luyện gang, khu vực nấu luyện nhà máy luyện thép. Chất lỏng chảy về bể cơ giới gồm dầu cốc và hỗn hợp nước NH 3 , dầu cốc nặng hơn sẽ lắng xuống đáy bể còn nước NH 3 sẽ được bơm tuần hoàn để hạ nhiệt khí cốc thuận ở ống tập khí. Dầu cốc tại bể lắng cơ giới định kỳ 2 ngày tháo 1 lần xuống bể ngầm, rồi bơm lên thùng chứa dầu cốc khu quạt gió. Tại đây, dầu cốc được gia nhiệt bằng hơi nước trong vòng 48 giờ để thoát nước, sau đó được bơm sang thùng chứa. Dầu cốc tiếp tục được lắng và gia nhiệt cho tới khi hàm lượng nước trong dầu cốc đạt yêu cầu thì bơm lên nồi chưng. Gia nhiệt cho nồi chưng đến nhiệt độ 160 0 thì bắt đầu lấy sản phẩm. Các loại dầu nhẹ, naphtalen, dầu trung gian, dầu tẩy đều đi qua tháp chưng xuống trao đổi nhiệt, làm lạnh và chảy về thùng lường. Khi mỗi giai đoạn sản phẩm đầy thùng hoặc trong quá trình chuyển các giai đoạn thì mở van để cho dầu chảy về thùng chứa tương ứng. Sau khi chưng dầu cốc ta tách được sản phẩm sau: • Dầu nhẹ, Dầu trung gian, Dầu tẩy, Dầu Antraxen • Dầu Naphtalen để riêng để sản xuất Naphtalen tạp còn các loại dầu khác đổ chung gọi là dầu phòng mục. 7 Nhóm 3 – K54 KHMT Báo cáo thực tế 3 Đại học Khoa học Tự nhiên • Phần còn lại trong nồi tháo ra lấy sản phẩm Bitum hoặc nhựa đường tùy theo kết thúc nhiệt độ chảy (Bitum T 0 = 70 0 – 75 0 C , nhựa đường T 0 = 40 0 - 45 0 C). • Các nguồn nước thải chứa phenol của nhà máy phát sinh chủ yếu từ: phân xưởng cốc và phân xưởng hóa. 1. Phân xưởng Cốc 8 Nhóm 3 – K54 KHMT Báo cáo thực tế 3 Đại học Khoa học Tự nhiên Phân xưởng cốc làm nhiệm vụ luyện than thành cốc trong điều kiện không có không khí tham gia Than từ tháp than được lấy vào xe rót (có 3 phễu rót ứng với 3 lỗ nạp than của buồng than hóa). Xe rót chạy trên mặt lò cốc để nạp than vào buồng than hóa. Lượng than nạp vào mỗi buồng than hóa là 7,6 tấn. Nhiên liệu dùng cho buồng đốt là khí cốc. Không khí cấp cho quá trình cháy trong buồng đốt được đốt nóng ở buồng tích nhiệt, lưu lượng không khí phụ thuộc độ mở của gió và sức hút đường khói. Khi nhiệt độ của trung tâm bánh cốc đạt 950 - 1050 o C thì hai cửa lò của buồng than hóa được mở ra, sau đó cốc được tống ra khỏi buồng than hóa bằng một thiết bị chuyên dụng gọi là cần tống. Cần tống đặt trên xe tống. Cốc tống ra được hứng vào xe chuyên dụng gọi là xe dập cốc, sau đó xe dập cốc nóng đỏ chạy vào tháp dập bằng nước, nước để dập cốc là nước thải đã qua xử lý bằng vi sinh vật. Thời gian tống cốc và xe dập di chuyển đến tháp dập cốc bình quân 30 - 40 giây/buồng. Nước trong bể được hệ thống bơm lên dàn phun để dập cốc được nhanh và đều. Nước khi phun vào cốc nóng đỏ 1 phần chuyển thành hơi bay lên qua một số chụp hút xả ra ngoài môi trường, phần nước thải sau dập cốc được chảy vào hệ thống xử lý nước thải chứa phenol. Sau khi dập xong, cốc đang nóng được đổ xuống bến cốc làm nguội tự nhiên. Khi cốc nguội người ta vận chuyển cốc theo băng tải lên lầu sàng: cốc qua hệ thống sàng 15 x 15 để tách cốc vụn có kích cỡ 0 -15 mm, dòng cốc tiếp tục qua lầu sàng 60 x 60 để tách tiếp cốc cỡ hạt từ 15- 60 mm. Lượng cốc còn lại vào kho riêng. Tùy từng mục đích sử dụng khác nhau người ta vận chuyển cốc đến các nơi tiêu dùng trong Công ty. Trong quá trình nhiệt phân than làm đứt các liên kết C - C tạo ra hơi và khí đơn giản như: CO 2 , H 2 O, CH 4 , C m H n , H 2 , NH 3 , HCN, …Hơi và khí này được hút ra khỏi buồng than hóa bằng quạt hút khí than thông qua ống hút thượng thăng, ống cong, ống cầu và ống tập khí, khí than được làm lạnh trực tiếp bằng nước NH 3 hạ nhiệt độ khí than từ 700 o C xuống còn 85-95 o C. Sau đó khí than và dầu cốc, hơi nước được đưa đi xử lý ở bên phân xưởng hóa. 9 Nhóm 3 – K54 KHMT Báo cáo thực tế 3 Đại học Khoa học Tự nhiên 2. Xưởng phân hóa Phân xưởng hóa là nơi thu hồi và chế biến các sản phẩm hóa học tạo thành trong quá trình luyện cốc Khí và hơi phát sinh trong quá trình nhiệt phân than trong buồng than hóa được quạt gió hút ra và làm lạnh trực tiếp bằng nước NH 3 ở ống tập khí. Sau quá trình làm lạnh phần lớn hơi nước, dầu và vón than ngưng tụ; và được tách ra khỏi khí than nhờ thiết bị phân ly lỏng khí. Hỗn hợp dầu nước và vón than chảy vào bể lắng cơ giới: vón than chìm xuống dưới đáy bể và được tách ra nhờ hệ thống băng tải xích tự động. Lớp dầu trung gian được tháo vào bể chứa dầu cốc, còn nước NH 3 được bơm đi làm nguội khí than. Khí than sau quá trình làm nguội có nhiệt độ 90-95 o C được dẫn vào tháp làm lạnh gián tiếp kiểu ống chùm (diện tích trao đổi nhiệt 750 m 2 /l tháp). 10 Nhóm 3 – K54 KHMT . ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN KHOA MÔI TRƯỜNG BÁO CÁO THỰC TẬP THỰC TẾ 3 NHÀ MÁY CỐC HÓA THÁI NGUYÊN Hà Nội, 2012 Giáo. chung. 2 Nhóm 3 – K54 KHMT Báo cáo thực tế 3 Đại học Khoa học Tự nhiên Tuy nhiên, song hành với sự thành công về mặt kinh tế, là những vấn đề môi trường