Được phỏt triển từ những năm 70 của thế kỷ trước. Cụng nghệ này gần như cụng nghệ đốt than phun. Lũ hơi tầng sụi tuần hoàn sử dụng chủ yếu đối với than bitum, than non. Cỏc lũ hơi tầng sụi tuần hoàn hiện nay cú cụng suất dưới 300 MW. Đặc điểm chung của lũ hơi tầng sụi tuần hoàn là sử dụng than chất lượng xấu, khú chỏy, kớch thước lớn, nhiệt trị thấp, nhiờn liệu cú hàm lượng lưu huỳnh cao.
* Nguyờn lý làm việc:
Tốc độ khớ trong buồng đốt của lũ hơi tầng sụi tuần hoàn lớn. Vỡ tốc độ dũng cao nờn hỗn hợp đậm đặc cỏc hạt rắn (nhiờn liệu, đỏ vụi và tro) được cuốn theo dũng khúi và qua buồng lửa. Thời gian lưu lại của cỏc hạt rắn cú thể lờn tới vài phỳt trong buồng lửa. Trong khoảng thời gian lưu lại này của cỏc hạt rắn, cỏc hạt nhiờn liệu sẽ tiếp tục chỏy trong buồng đốt.
Nhiờn liệu giảm dần kớch thước hạt trong khi chỏy, được hũa trộn kỹ với bột đỏ vụi và đạt được một lớp đệm cõn bằng. Thời gian lưu lại trong buồng lửa kộo dài kết hợp với cỡ hạt nhỏ làm cho tốc độ khử lưu huỳnh tốt hơn, tốn ớt đỏ vụi hơn so với buồng đốt tầng sụi kiểu bọt.
Khụng cú chiều cao xỏc định cho lớp đệm trong lũ hơi tầng sụi tuần hoàn. Mật độ cỏc hạt lớp đệm tuần hoàn sẽ thay đổi tựy theo trọng lượng của cỏc hạt và chiều cao buồng lửa. Cỏc hạt nặng ở lại vựng thấp hơn của buồng đốt. Khi cỏc hạt phõn
25
tỏn đủ lớn chỳng được mang ra ngoài vũng tuần hoàn núng (ra ngoài đường tuần hoàn) bởi khúi thải và sẽ tạo tro bay [1].
Hỡnh 1.3. Cấu tạo của lũ hơi tầng sụi tuần hoàn [1] * Ƣu điểm của lũ hơi tầng sụi tuần hoàn:
- Phự hợp với nhiều loại than, kể cả những loại than cú hàm lượng tro cao, hàm lượng lưu huỳnh cao mà vẫn đảm bảo cỏc tiờu chuẩn về mụi trường.
- Do than chỏy ở nhiệt độ khụng cao (khoảng 8500C) nờn lượng NOx tạo thành trong buồng lửa ở mức rất thấp hơn so với cụng nghệ lũ than phun truyền thống. Vỡ vậy, với cỏc tiờu chuẩn mụi trường hiện hành, khụng cần phải lắp đặt bộ khử NOx đắt tiền trờn đường khúi thải của lũ hơi.
- Việc khử SO2 trực tiếp ngay trong buồng đốt với hiệu quả khử đạt rất cao nhờ sử dụng đỏ vụi làm phụ gia trong quỏ trỡnh đốt, vỡ vậy khụng cần phải lắp đặt bộ khử SO2 đắt tiền trờn đường khúi thải của lũ hơi.
BUỒNG LỬA Bộ phõn ly(Cyclon) Lớp sụi (Van L) Hộp giú cấp 1 Đường khúi khói Đường khúig Bộ quỏ nhiệt Bộ hõm nước Bộ sấy khụng khớ Bộ lọc bụi Quạt giú cao ỏp
Quạt giú cấp 2 Quạt khúi Quạt giú cấp 1 Vòi d ầ u Đường cấp than vào lũ
860 ~ 890 0C
Tro bay từ bộ lọc bụi được vận chuyển đến silo tro bay
ống khúi
Bộ làm mỏt tro đỏy
Bao hơi
Hơi nước ỏp suất & nhiệt độ cao
26
* Nhƣợc điểm của lũ hơi tầng sụi tuần hoàn:
- Lũ hơi tầng sụi tuần hoàn là loại mới cú cụng suất hạn chế và giỏ thành thường cao hơn sơ với lũ than phun cú cụng suất tương đương nờn khụng phổ biến ỏp dụng.
- Tiờu tốn điện năng do hệ thống phõn ly tuần hoàn phức tạp, điện tự dựng cho bản thõn lũ tăng dẫn đến chi phớ vận hành tăng.
- Mài mũn và ăn mũn: Do vận tốc trong lớp sụi cao, nồng độ hạt chất rắn cao gõy nờn hiện tượng mài mũn và ăn mũn bề mặt truyền nhiệt.
27
CHƢƠNG 2: QUY TRèNH KIỂM Kấ KHÍ THẢI TỪ NGUỒN ĐIỂM
2.1. Nguồn thải điểm và cỏc đặc trƣng của nguồn điểm
Khi thực hiện kiểm kờ nguồn thải, việc xỏc định loại nguồn thải cú vai trũ rất quan trọng trong việc lập kế hoạch kiểm kờ.
- Nguồn điểm : là nguồn cố định cú thể xỏc định chớnh xỏc vị trớ thải và đo được thải lượng chất ụ nhiễm thải ra mụi truờng. Đối với cỏc nước phỏt triển như Mỹ nguồn điểm cần phải thỏa món thờm điều kiện là thải lượng chất ụ nhiễm phải lớn hơn giỏ trị giới hạn, vớ dụ Mỹ quy định cỏc chương trỡnh kiểm kờ phỏt thải ở quy mụ liờn bang, cỏc nguồn thải cú thải lượng cỏc chất ụ nhiễm khụng khớ chớnh 100 tấn/năm mới được xếp vào nguồn điểm. Phỏt thải từ ống khúi, rũ rỉ thiết bị hoặc vận chuyển nguyờn liệu từ vị trớ này sang vị trớ khỏc [15].
Trước khi bắt đầu xõy dựng chương trỡnh kiểm kờ nguồn điểm, hai yờu cầu quan trọng phải được thực hiện là phải xỏc định rừ ràng “nguồn điểm” (nguồn điểm phõn định/xỏc lập khu vực) và độ chớnh xỏc của cỏc thụng tin thu thập được.
- Ở Mexico, nguồn điểm trong chương trỡnh kiểm kờ phỏt thải, được quy định tại điều 6 của Luật chung ỏp dụng cõn bằng sinh thỏi, bảo vệ mụi trường khụng khớ, kiểm soỏt ụ nhiễm và phũng ngừa, bao gồm cỏc ngành cụng nghiệp sau : húa chất, dầu khớ và húa dầu, sơn và mực in, ụ tụ, cellulose và giấy, sắt và thộp, thủy tinh, sản xuất điện, xi măng, vụi và xử lý chất thải nguy hại [15, 16].
- Tất cả cỏc cơ sở, dự ỏn hoặc cỏc hoạt động (cụng nghiệp, thương mại hoặc dịch vụ) được thực hiện bởi cỏc đơn vị hành chớnh liờn bang.
- Nguồn ảnh hưởng đến cõn bằng sinh thỏi trong nước hoặc đến nước liền kề. Nguồn điểm cũng cú thể được quy định trong một số cỏch khỏc, bao gồm việc xỏc định nguồn điểm như sau [14, 15] .
- Nguồn tĩnh/nguồn cố định (vớ dụ: 1 tầng sụi xỳc tỏc cracking) hoặc cả hai loại và kớch thước (vớ dụ : nồi hơi nhiệt đầu vào > 10.000 [Btu]/giờ).
- Nguồn phỏt thải ra một lượng lớn khớ thải được xỏc định trờn một sơ sở (vớ dụ: nồi hơi phỏt ra hơn 100 tấn NOX mỗi năm ).
28
- Nguồn (khụng phõn biệt loại, kớch cỡ hoặc khớ thải) được đặt tại một cơ sở của một loại nhất định (vớ dụ : nhà mỏy lọc dầu) hoặc loại và kớch thước (vớ dụ : nhà mỏy đỳc thộp với sản lượng hơn 1 000 tấn/năm)
- Nguồn (khụng phõn biệt loại, kớch cỡ hoặc khớ thải) được đặt trong một cơ sở với một số quy định khớ thải được xỏc định trờn một số cơ sở phự hợp.
Mục đớch chớnh của kiểm kờ khớ thải là để cung cấp thụng tin, cho phộp cỏc cơ quan kiểm soỏt ụ nhiễm khụng khớ và lập kế hoạch kiểm soỏt khớ thải cũng chiến lược để quản lý chất lượng khụng khớ. Kiểm kờ phỏt thải theo thời gian cú thể là một dấu hiệu của những thay đổi trong chất lượng khụng khớ. Khu vực kiểm kờ thường được xỏc định bởi ranh giới hành chớnh (vớ dụ, đụ thị) và ranh giới quốc gia. Thụng tin về cỏc nguồn điểm thường được thu thập qua cỏc cuộc điều tra. Nguồn điểm cú thể được kiểm kờ tại ba cấp độ chi tiết sau:
- Cấp độ nhà mỏy hoặc cơ sở phỏt thải ra mụi trường một số chất gõy ụ nhiễm từ hoạt động sản xuất.
- Ống khúi nhà mỏy hoặc rũ rỉ thiết bị, nơi phỏt thải ra khụng khớ xung quanh xảy ra.
- Cấp quy trỡnh/mức phõn đoạn, đại diện cho hoạt động đơn vị phỏt thải của một loại nguồn.
Cỏc vấn đề cụ thể liờn quan đến mỗi cấp độ được liệt kờ dưới đõy, bất kỳ khi nào cú thể, lượng khớ thải phải được kiểm kờ ở cấp độ quy trỡnh/mức phõn đoạn để cú thể hỗ trợ cỏc hoạt động chất lượng khụng khớ như quy định, tuõn thủ và cho phộp. Vớ dụ, xỏc định cỏc quỏ trỡnh và thiết bị mà cỏc quy định trong tương lai cú thể ỏp dụng và sau đú tớnh toỏn tỏc động (vớ dụ, chi phớ và lợi ớch) mà thường sẽ yờu cầu ước tớnh lượng khớ thải cho mỗi quỏ trỡnh/thiết bị.
Một lý do quan trọng khụng kộm để thu thập dữ liệu ở mức độ chi tiết là nú cung cấp cho cỏc cơ quan thụng tin cần thiết để thẩm tra dự bỏo phỏt thải.
- Cấp độ nhà mỏy
Trong quỏ trỡnh khảo sỏt ở cấp độ nhà mỏy, cỏc vấn đề sau cần quan tõm: vị trớ địa địa lý cụ thể, bản đồ tọa độ hoặc vĩ độ/kinh độ và một số thụng tin liờn lạc để thuận tiện cho thụng tin liờn lạc và tương tỏc với cỏc nhà mỏy khỏc.
29 - Cấp độ ống khúi
Mỗi ống khúi hoặc điểm phỏt thải khỏc nhau của khớ thải cần được xỏc định như một điểm phỏt thải trong nhà mỏy. Trong quỏ trỡnh phỏt thải của ống khúi nhà mỏy hoặc rũ rỉ thiết bị, cỏc vấn đề sau đõy cần quan tõm :
Cỏc thụng tin sau đõy cần được ghi nhận cho mỗi điểm phỏt thải trong kiểm kờ toàn diện, cũng như cho cỏc chương trỡnh mụ hỡnh:
- Địa điểm (vĩ độ/kinh độ) :
- Chiều cao của cỏc điểm phỏt thải . - Đường kớnh của cỏc điểm phỏt thải. - Tỷ lệ phỏt thải;
- Nhiệt độ thoỏt khớ - Vận tốc thoỏt khớ
- Tốc độ dũng chảy từ điểm phỏt thải. - Cấp quy trỡnh/mức phõn đoạn
Một nhà mỏy cú thể bao gồm cỏc quy trỡnh hoặc hoạt động sản xuất khỏc nhau. Thụng tin cần thiết để thiết lập kiểm kờ ở mức này bao gồm:
- Thụng tin nhận dạng quy trỡnh cụng nghệ
- Cấp dữ liệu quy trỡnh (vớ dụ, nguyờn liệu và cỏc đặc tớnh sản phẩm);
- Tốc độ dữ liệu hoạt động, bao gồm cả thực tế, tối đa và tỷ lệ điều hành - thiết kế hoặc năng lực.
- Sử dụng nhiờn liệu và cỏc thuộc tớnh nhiờn liệu (tro, lưu huỳnh, nguyờn tố vi lượng, lượng nhiệt, vv);
- Xỏc định tất cả cỏc thiết bị kiểm soỏt ụ nhiễm khụng khớ và kiểm soỏt và điều hành.
- Xỏc định cỏc phương phỏp ước lượng hoặc tham chiếu được sử dụng để ước tớnh lượng khớ thải và thụng tin cuối cựng của sản phẩm.
Cỏc đặc trƣng của nguồn điểm
Kiểu nguồn
Xỏc định cỏc loại hoạt động gõy ụ nhiễm, vớ dụ như sản xuất xi măng, lưu lượng xe, đốt nhiờn liệu bờn ngoài, cú thể do hoạt động cụng nghiệp hay nụng
30
nghiệp, dịch vụ, sinh hoạt. Cỏc loại nguồn là một tham số cú liờn quan chặt chẽ đến loại và số lượng cỏc chất ụ nhiễm phỏt ra.
Thụng qua cỏc tham số kiểu nguồn riờng ta cú thể đơn giản húa rất đỏng kể kiểm kờ nguồn và nhiệm vụ quản lý ụ nhiễm khụng khớ bằng cỏch loại trừ ngay từ rất nhiều cỏc hoạt động khởi đầu khụng đỏng kể với tiềm năng ụ nhiễm khụng khớ. Từ kiểu nguồn xỏc định loại và luợng chất ụ nhiễm phỏt thải.
Đơn vị hoạt động của nguồn
Được tớnh theo nguyờn liệu đầu vào hay theo sản phẩm thể hiện hoạt động của một nguồn nhất định. Lựa chọn đơn vị phự hợp, liờn quan trực tiếp đến tải luợng chất thải chất ụ nhiễm và thuận lợi trong quỏ trỡnh thu thập dữ liệu (vớ dụ cỏc nguyờn nhiờn liệu tiờu thụ ụ như dầu nhiờn liệu đốt chỏy bởi một lũ hơi cụng nghiệp hoặc sản phẩm vớ dụ như số lượng xi măng sản xuất bởi một nhà mỏy sản xuất xi măng .
Cụng suất hoạt động của nguồn
Tớnh theo luợng sản phẩm tạo ra hay luợng nguyờn liệu tiờu thụ trong năm Đặc điểm cụng nghệ
Đặc điểm cụng nghệ phụ thuộc vào điều kiện địa phuơng và cụng suất hoạt động của nguồn, cú thể ảnh huởng đến loại và số luợng chất ụ nhiễm phỏt thải từ cỏc hoạt động cụng nghiệp.
Tuổi của nguồn và trỡnh độ cụng nghệ
Đều cú ảnh huởng tới đến tải luợng thải chất ụ nhiễm. Tuổi nguồn ảnh huởng đến cỏc sự cố trong hoạt động phỏt thải. Đổi mới trong cụng nghệ thuờng giảm tải luợng thải và cú xu hướng thõn thiện với mụi trường.Trỡnh độ cụng nghệ khụng chỉ phụ thuộc vào tuổi của nguồn, mà cũn về phỏp luật mụi trường cũng như về cỏc khớa cạnh thi hành phỏp luật.
Đặc điểm hoạt động và bảo duỡng nguồn
Việc vận hành và bảo quản cỏc nguồn cụng nghiệp cú quy mụ lớn một cỏch thớch hợp cũng liờn quan mật thiết đến chi phớ và chất luợng sản phẩm, cú ảnh huởng tới tải luợng thải. Bảo dưỡng nguồn chỉ thớch hợp với một số cỏc nguồn được mụ tả trong mụ hỡnh khớ thải, vỡ chỳng cho phộp lựa chọn giải phỏp thay thế kiểm
31
soỏt phỏt thải tiềm năng cho vấn đề ụ nhiễm khụng khớ đụ thị với mức tiờu thụ nhiờn liệu giảm đỏng kể và hiệu quả kinh tế hơn.
Loại và chất luợng nguyờn liệu thụ
Đều liờn quan chặt chẽ đến việc lựa chọn cụng nghệ sử dụng, từ đú kiểm soỏt chặt chẽ chất thải và luợng thải. Trong cụng nghiệp, sử dụng cỏc loại và chất lượng nguyờn liệu thụ đều cú ảnh hưởng chi phối đến chất lượng khụng khớ, việc lựa chọn loại và chất lượng nguyờn liệu thụ được đặc biệt chỳ trọng do tầm quan trọng của chỳng tới sự phỏt thải gõy ụ nhiễm mụi trường khụng khớ.
Cụng nghệ và tuổi của hệ thống xử lý chất ụ nhiễm
Phõn tớch hiệu quả của hệ thống xử lý thụng qua cỏc mụ hỡnh thớch hợp, từ đú đỏnh giỏ chớnh xỏc hơn hiệu quả của hệ thống xử lý. Tuy nhiờn, khi hiệu quả hệ thống xử lý phụ thuộc nhiều vào bản chất của cỏc chất ụ nhiễm đặc trưng thỡ việc dự đúan chớnh xỏc cỏc chất phỏt thải khụng phải dễ dàng.
Tuổi của hệ thống xử lý cú thể ảnh huởng đến hiệu quả xử lý do sự xuống cấp của hệ thống xử lý theo thời gian. Tuổi của thiết bị lớn thỡ hiệu quả của hệ thống xử lý sẽ thấp hơn.
Cụng nghệ và tuổi của hệ thống xử lý chất ễN ảnh huởng đến hiệu quả xử lý của hệ thống, từ đú ảnh huởng đến thải luợng.
Cỏc điều kiện bờn ngoài
- Cỏc điều kiện bờn ngoài ảnh hưởng giỏn tiếp đến tốc độ phỏt thải chất ụ nhiễm. Hiệu suất của cỏc quỏ trỡnh xử lý đặc biệt là cỏc quỏ trỡnh sinh học bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ xung quanh.
Điều kiện địa hỡnh cũng ảnh hưởng đặc biệt đến hiệu quả quỏ trỡnh đốt do thay đổi về ỏp suất khớ quyển.
2.2. Quy trỡnh kiểm kờ khớ thải từ nguồn điểm
Dựa vào cỏc phương phỏp luận cũng như thực tế ỏp dụng kiểm kờ nguồn thải trờn Thế giới và ở Việt Nam, cỏc bước của quy trỡnh kiểm kờ khớ thải từ nguồn điểm được thể hiện túm tắt ở hỡnh sau:
32
33
Giai đoạn 1 : Giai đoạn chuẩn bị
Bƣớc 1: Xỏc định đối tƣợng và mục tiờu của chƣơng trỡnh kiểm kờ
Để xỏc định được mục tiờu chương trỡnh kiểm kờ thỡ cần phải biết đối tượng và mục đớch sử dụng kết quả kiểm kờ. Cõu trả lời cho cõu hỏi ai sẽ là người sử dụng kết quả kiểm kờ và sử dụng để làm gỡ, chớnh là mục tiờu của chương trỡnh kiểm kờ.
Từ mục tiờu kiểm kờ cho phộp xỏc định đối tượng và phạm vi của chương trỡnh kiểm kờ.
- Cỏc mục tiờu thƣờng gặp của kiểm kờ nguồn thải điểm
Ước lượng mức độ phỏt thải nhằm xỏc định nguồn thải chớnh;
Cung cấp thụng tin đầu vào cho cỏc mụ hỡnh phõn tỏn, nồng độ nền, ảnh hưởng của sa lắng đến chất ụ nhiễm;
Thụng tin cho nhà hoạch định chớnh sỏch và cộng đồng;
Hỗ trợ việc xỏc định mức độ ưu tiờn và thiết lập mục tiờu cho hoạt động cắt giảm phỏt thải;
Đỏnh giỏ hiệu quả của cỏc chiến lược cắt giảm phỏt thải;
Dự bỏo mức độ phỏt thải trong tương lai, từ đú xỏc định cỏc nguồn ụ nhiễm cần kiểm soỏt phỏt thải.
Bƣớc 2: Xỏc định cỏc đặc tớnh của chƣơng trỡnh kiểm kờ
(1) Nguồn thải
Khi đó xỏc định được phạm vi thực hiện kiểm kờ, cần lờn danh sỏch cỏc nguồn thải gõy ụ nhiễm. Hoạt động này nhằm ưu tiờn và lựa chọn những nguồn ụ nhiễm sẽ được kiểm kờ tựy thuộc vào đặc trưng của từng nguồn ụ nhiễm. Danh sỏch cỏc nguồn ụ nhiễm là cơ sở thiết yếu cho việc xõy dựng chương trỡnh kiểm kờ. Danh