Nhƣ đã nêu trong phần tổng quan, có nhiều phƣơng pháp khác nhau để kiểm kê phát thải khí. Tuy nhiên, trong khn khổ của luận văn và dựa vào các ng̀n tài liệu có thể tìm kiếm đƣợc, tác giả tiến hành việc tính tốn lƣợng thải các chất ô nhiễm dựa vào hệ số phát thải và khảo sát, lấy mẫu ng̀n thải.
3.2.1. Tính tốn tải lƣợng dựa vào hệ số phát thải 3.2.1.1. Cơ sở tính tốn
Tác giả đã tham khảo các nguồn tài liệu để áp dụng các hệ số phát thải cho từng ngành sản xuất, bao gờm:
- Hệ số phát thải tính cho nhà máy luyện than cốc có thu hời sản phẩm hóa [19], [20].
- Hệ số phát thải tính cho nhà máy sản xuất hợp kim sắt có trang bị hệ thống xử lý bụi bằng túi vải [19], [20] [23].
- Hệ số phát thải tính cho nhà máy luyện gang có lọc bụi điện [19], [20]. - Hệ số phát thải tính cho nhà máy luyện thép [19], [20].
- Hệ số phát thải tính cho nhà máy cán thép [19], [20], [21]. - Hệ số phát thải tính cho nhà máy đúc gang [19], [20].
- Hệ số phát thải tính cho nhà máy làm giàu quặng kẽm ơ xít [19], [20], [21]. - Hệ số phát thải tính cho nhà máy luyện kẽm có hệ thống thiêu quặng sun phua, thu hồi axit. [19], [20], [21].
Bản tổng hợp các hệ số phát thải đƣa chi tiết tại phụ lục 1 của luận văn. Hệ số phát thải đƣợc xây dựng dựa trên những mơ hình cơng nghệ tiêu biểu có tính đến có hoặc khơng có hệ thống xử lý; hiệu quả làm việc của loại hình cơng nghệ sản xuất/xử lý; nguồn, loại và tỷ lệ nguyên nhiên liệu …
3.2.1.2. Kết quả tính tốn dựa vào hệ số phát thải
Dựa vào việc điều tra, khảo sát, lấy số liệu nguồn từ các cơ sở luyện kim trong tỉnh và tính tốn kết quả, tác giả thu đƣợc tải lƣợng các chất ơ nhiễm khí ở các cơ sở luyện kim nhƣ sau:
* Nhà máy Cốc hóa của cơng ty Cổ phần Gang thép Thái Nguyên
Nhà máy Cốc hóa có nhiệm vụ sản xuất than cốc để cung cấp cho nhà máy luyê ̣n gang . Nguyên liê ̣u chính cho nhà máy cốc là than mỡ của các mỏ Phấn Mễ, mỏ ở Quảng Ninh hoặc nhâ ̣p tƣ̀ mô ̣t số nƣớc nhƣ Trung Quốc , Úc…Khối lƣợng than sƣ̉ du ̣ng vào khoảng 180.000 tấn than /năm, sản lƣợng than cốc đa ̣t 140.000 tấn/năm. Các sản phẩm phụ của quá trình luyện cốc nhƣ dầu cớc , khí hữu cơ đƣơ ̣c thu hời chế biến thành các sả n phẩm hóa nhƣ naphtalen khan , dầu phòng mu ̣c để bảo quản gỗ…
Theo [19], [20] đã ƣớc tính đƣợc hê ̣ sớ phát thải của một số chất tƣ̀ hoạt động sản xuất cớc có thu hời sản phẩm phụ, có hệ thống xƣ̉ lý khí bao gờm:
- TSP có hệ số phát thải là 2,029 kg/tấn cớc - VOC có hệ số phát thải là 0,9227 kg/tấn cớc - PAH có hê ̣ sớ phát thải là 0,0143 kg/tấn cớc - CO có hệ số phát thải là 0,494 kg/tấn cớc - CO2 có hệ số phát thải là 662,5 kg/tấn cớc - NOx có hệ số phát thải là 1,3197 kg/tấn cớc - SO2 có hệ số phát thải là 1,369 kg/tấn cốc
Tải lƣợng ơ nhiễm đối với mỗi chất đƣợc tính nhƣ sau: ETSP=A * EFTSP * (1-ER)
Trong đó:
- ETSP: Tải lƣợng TSP, đơn vị tính bằng kg/năm
- A: Sản lƣợng sản xuất cốc, đơn vi ̣ tính bằng tấn/năm
- EFTSP: Hê ̣ số phát thải của TS P trong hoa ̣t đơ ̣ng sản x́t cớc tính bằng kg/tấn cốc.
ER: là hiệu suất của hệ thống xử lý khí . Trong trƣờng hợp này các hệ số phát thải đƣợc xây dựng cho trƣờng hợp nhà máy c ốc có hệ thống xử lý nên ta ̣m coi ER=0.
Với sản lƣợng trung bình của nhà máy là 140.000 tấn cớc đƣợc sản x́t mỡi năm, tính theo các hệ số phát thải đƣợc tải lƣợng mô ̣t số loa ̣i chất ô nhiễm phát thải
tƣ̀ nhà máy Cốc hóa - Cơng ty Cở phần Gang thép Thái Nguyên (sau khi đã đổi ra tấn/năm và làm tròn các số sau dấu ”,”) nhƣ sau:
Bảng 11. Tải lượng một số chất ơ nhiễm từ nhà máy Cốc hóa Cơng ty CP Gang thép Thái Nguyên
STT Tên chất ô nhiễm Giá trị (tấn/năm
1 TSP 284 2 VOC 129,2 3 PAH 2 4 CO 69,1 5 CO2 92.750 6 NOx 184,7 7 SO2 191,6
* Nhà máy Luyê ̣n gang – Công ty CP Gang thép Thái Nguyên
Nhà máy Gang thƣ̣c hiê ̣n cơng đoa ̣n đầu tiên của q trình luyện kim của Công ty CP Gang thép Thái Nguyên đó là hoàn nguyên sắ t tƣ̀ quă ̣ng. Nhà máy sử dụng nhiên liệu là than cốc khoảng 176.000 tấn/năm (trong đó đƣợc cấp chủ yếu tƣ̀ nhà máy Cốc hóa ) và một phần khí luyê ̣n cốc giàu CO để gia nhiệt và 420.000 tấn quă ̣ng/năm.
So với sản xuất cốc, luyện thép và các loại hình luyện kim cịn lại, luyê ̣n gang đã đƣợc nghiên cƣ́u xây dƣ̣ng hê ̣ số phát thải cho khá nhiều chất ô nhiễm [19], [20], cụ thể là :
- TSP có hệ số phát thải là 0,05 kg/tấn gang - PM10 có hệ số phát thải là 0,04 kg/tấn gang - PM2,5 có hệ số phát thải là 0,025 kg/tấn gang - Pb có hệ số phát thải là 0,000006 kg/tấn gang - Hg có hệ số phát thải là 0,0000001 kg/tấn gang - Cr có hệ số phát thải là 0,0023 kg/tấn gang - Zn có hệ sớ phát thải là 0,000073 kg/tấn gang - PCB có hệ số phát thải là 0,002 kg/tấn gang
- PAH có hệ số phát thải là 0,0025 kg/tấn gang - CO có hệ số phát thải là 0,354 kg/tấn gang - CO2 có hệ số phát thải là 1.350 kg/tấn gang - NOx có hệ số phát thải là 0,008 kg/tấn gang - SO2 có hệ số phát thải là 0, 038 kg/tấn gang
Các hệ số này đƣợc xây dựng đối với trƣờng hợp nhà máy luyện gang có hệ thống lo ̣c bu ̣i điê ̣n. Nhà máy gang có cơng suất 220.000 tấn/năm. Tính tƣơng tự nhƣ đới với trƣờng hợp nhà máy Cốc hóa, có bảng tải lƣợng phát thải nhƣ sau:
Bảng 12. Tải lượng phát thải của nhà máy luyê ̣n gang – Công ty CP gang thép Thái Nguyên
STT Tên chất ô nhiễm Giá trị (tấn/năm)
1 TSP 11 2 VOC 0 3 PM10 8,8 4 PM 2.5 5,5 5 Pb 0,001 6 Cr 0,5 7 Zn 0,016 8 PCB 0,4 9 PAH 0,5 10 CO 77,8 11 CO2 297.000 12 NOx 1,7 13 SO2 8,4
Tính tƣơng tự đối với các nhà máy còn lại đƣơ ̣c tải lƣợng chất ô nhiễm phát sinh tƣ̀ công nghiê ̣p luyê ̣n kim trong bảng 13 dƣới đây:
Bảng 13. Tải lượng một số khí thải của các cơ sở luyện kim trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên
ST
T Tên cơ sở
Lƣơ ̣ng phát thải (tấn/năm)
T SP V O C PM10 PM 2.5 Pb Cd Hg As Cr Zn PC B PA H CO CO 2 N O x SO 2 I Thành phố Thái Nguyên
1 Cty CP Sửa Chữa Ô Tô Gang Thép 0,414 0,138 0,072 0,063 0,008 0,001 0 0 0 0,011 0,024 0,048 5,100 2.400 0,390 0,180 2 NM cán thép TN 2,700 2,100 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 27.000 51 3,900 3 Cty CP HKS TN 1,920 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 280 0 0
4 Cty NatsteelVina TNHH 1,080 0,840 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 10.800 20,400 1,560 5 Cty CP cơ khí Gang thép 3,450 1,150 0,600 0,525 0,065 0,005 0,001 0 0,003 0,090 0,200 0,400 42,500 20.000 3,250 1,500 6 NM cán Lƣu xá 2,250 1,750 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 22.500 42,500 3,250 7 NM luyện thép Lƣu xá 34,500 11,500 6 5,250 0,650 0,050 0,013 0,004 0,025 0,900 2 4 425 200.000 32,500 15 8 NM Luyện Gang - Lò Cao 11 0 8,800 5,500 0,001 0 0 0 0,506 0,016 0,440 0,550 77,880 297.000 1,760 8,360 9 NM Luyện Gang - Thiêu kết 8 5,520 4 3,200 0 0 0 0 0 0,002 0,012 0,720 8.000 13,160 1,920
10 NM Cốc Hoá Cty 284,060 129,178 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2,002 69,160 92.750 184,758 191,660 11 Cty CP luyện cán 8,280 2,760 1,440 1,260 0,156 0,012 0,003 0,001 0,006 0,216 0,480 0,960 102 48.000 7,800 3,600
ST
T Tên cơ sở
Lƣơ ̣ng phát thải (tấn/năm)
T SP V O C PM10 PM 2.5 Pb Cd Hg As Cr Zn PC B PA H CO CO 2 N O x SO 2 xƣởng luyện thép 12 Cty CP luyện cán thép Gia Sàng -
xƣởng cán thép 0,900 0,700 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 9.000 17 1,300 13 DN Đúc Gang Hồn Hờng 0,003 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 14 DN Thái Ninh 0,690 0,230 0,120 0,105 0,013 0,001 0 0 0,001 0,018 0,040 0,080 8,500 4.000 0,650 0,300 15 HTX cơ khí Bắc Nam 0,003 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 16 Cty CP Đầu Tƣ và TM Hiệp Linh 0,135 0,105 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1.350 2,550 0,195 17 Doanh nghiê ̣p Đúc
gang Hùng Vĩ 0,004 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 18 DN Trọng Phát 0,027 0,021 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 270 0,510 0,039 19 XN Cơ Khí Đúc TN 0,003 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 20 Cty TNHH Mỏ và luyện kim TN 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 21 Cty CP Nhật Anh 3,600 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 525 0 0 22 Cty TNHH kéo cán thép Nam Phong 0,090 0,070 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 900 1,700 0,130
ST
T Tên cơ sở
Lƣơ ̣ng phát thải (tấn/năm)
T SP V O C PM10 PM 2.5 Pb Cd Hg As Cr Zn PC B PA H CO CO 2 N O x SO 2 23 DN Dƣơng Thành 0,003 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 24 DN Thành Nhân 0,690 0,230 0,120 0,105 0,013 0,001 0 0 0,001 0,018 0,040 0,080 8,500 4.000 0,650 0,300 25 Cty TNHH Hiền Sơn 0,414 0,138 0,072 0,063 0,008 0,001 0 0 0 0,011 0,024 0,048 5,100 2.400 0,390 0,180 26 XN luyện kim màu 1 15,200 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
27 XN luyện kim màu 2 136 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Thị xã Sông Công
1 NM thép Trƣờng Sơn 0,966 0,322 0,168 0,147 0,018 0,001 0 0 0,001 0,025 0,056 0,112 11,900 5.600 0,910 0,420
2 Cty CP thép TN xƣởng luyện 0,690 0,230 0,120 0,105 0,013 0,001 0 0 0,001 0,018 0,040 0,080 8,500 4.000 0,650 0,300
3 Cty CP thép TN Xƣởng cán 0,045 0,035 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 450 0,850 0,065
ST
T Tên cơ sở
Lƣơ ̣ng phát thải (tấn/năm)
T SP V O C PM10 PM 2.5 Pb Cd Hg As Cr Zn PC B PA H CO CO 2 N O x SO 2 5 Cty TNHH Phác Hƣơng 0,414 0,138 0,072 0,063 0,008 0,001 0 0 0 0,011 0,024 0,048 5,100 2.400 0,390 0,180 6 NM kẽm điện phân 54,500 0 4 3 0,170 0,024 0,050 0 0 0,400 0 0 0 0 15 33 7 Cty TNHH đúc Vạn Thông 0,006 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 8 HTX CN và VT Chiến Công 7,200 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1.050 0 0
9 XN Cơ Khí Đúc Sơng Cơng 0,002 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
III Huyê ̣n Đồng Hỷ
1 Cty TNHH HKS Trung Việt 2.400 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 350.000 0 0
IV Huyê ̣n Võ Nhai
ST
T Tên cơ sở
Lƣơ ̣ng phát thải (tấn/năm)
T SP V O C PM10 PM 2.5 Pb Cd Hg As Cr Zn PC B PA H CO CO 2 N O x SO 2
2 Cty CP SX gang Hoa Trung 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
V Huyê ̣n Phú Bình
Từ số liệu trong bảng nhận thấy rằng:
- Số lƣợng các thông số ô nhiễm đƣợc xây dựng hệ số phát thải không đồng nhất trong các loại hình luyện kim, nhiều loại phát thải khí chƣa đƣợc ƣớc tính hệ số. Duy nhất chỉ có thơng số TSP là đã có đầy đủ hệ số phát thải cho các loại hình.
- Khơng phải tất cả các loại hình luyện kim ở Việt Nam ta có đều có thể sử dụng hệ số phát thải để tính lƣợng thải do thiếu hệ số phát thải
- Khối lƣợng khí phát thải trên địa bàn Thái Nguyên tƣơng đối lớn; Nếu tính về tỷ lệ CO2 là lớn nhất, chiếm đến 99% tổng khối lƣợng khí thải.
- Trong khí thải cơng nghiệp luyện kim có nhiều thành phần nguy hại nhƣ các hợp chất hữu cơ mạch vòng PAH, các chất hữu cơ bay hơi VOC và kim loại nặng; tuy nhiên chiếm tỷ lệ khá nhỏ trong tổng khối lƣợng khí phát thải.
3.2.1.3. So sánh tổng tải lƣợng khí thải phát sinh từ các nhóm ngành luyện kim luyện kim
Từ kết quả tính tốn tải lƣợng ô nhiễm ở trên và việc thống kê, sắp xếp lại tác giả thu đƣợc bảng tổng lƣợng phát thải từ mỗi nhóm ngành luyện kim trong bảng 12 dƣới đây:
Bảng 14. Tổng tải lượng khí thải luyện kim trên địa bàn tỉnh (tấn/năm)
STT Chất ON
Luyện kim đen
Gia công
kim loại đen Hợp kim sắt
Luyện kim màu Tổng 1 TSP 354,81 7,25 15,12 205,70 582,88 2 VOC 151,95 5,62 157,57 3 PM10 21,80 - - 4 25,80 4 PM 2.5 16,58 - - 3 19,58 5 Pb 0,98 - - 0,17 1,15 6 Cd 0,08 - - 0,02 0,10 7 Hg 0,02 - - 0,05 0,07 8 As 0,01 - - - 0,01 9 Cr 0,54 - - - 0,54 10 Zn 1,37 - - 0,40 1,77 11 PCB
STT Chất ON
Luyện kim
đen kim loại đen Gia công Hợp kim sắt Luyện kim màu Tổng
12 PAH 8,56 - - - 8,56
13 CO 785,26 - - - 785,26
14 CO2 697.750 72.270 2.205 - 772.225
15 NOx 248,43 136,51 - 15,00 399,94
16 SO2 224,44 10,44 - 33,00 267,88
Qua tính tốn cho thấy:
- Khí thải phát sinh từ ngành luyện kim đen là chủ yếu trong tổng lƣợng phát sinh khí thải của cơng nghiệp luyện kim, chiếm tới 94% tổng lƣợng khí thải cơng nghiệp luyện kim phát sinh trên địa bàn.
- Khối lƣợng những chất ô nhiễm nguy hiểm nhƣ kim loại nặng, các PAH, các VOC do ngành luyện kim đen thải ra khá lớn so với những ngành khác.
Hình 6. Tỷ lệ đóng góp phát thải khí của các ngành luyện kim tỉnh Thái Nguyên
Tỷ lệ đóng góp phát thải khí của các ngành luyện kim tỉnh Thái Nguyên
94% 6%
LK đen LK màu
3.2.2. Kết quả tính tốn tải lƣợng phát thải ơ nhiễm dựa vào đo đạc thực nghiệm nghiệm
Thái Ngun. Kết hợp với các thơng tin khảo sát, tính tốn đƣợc thải lƣợng một số loại khí so sánh với kết quả tính tốn theo hệ số phát thải ở các phần trên đây nhằm xác định tải lƣợng thực tế.
3.2.2.1. Tải lƣợng khí thải tính theo nồng độ đo đạc một số đơn vị trên địa bàn
+ Công ty TNHH Nasteel Vina
Công ty TNHH Nasteel ViNa là công ty liên doanh của Việt Nam và Singapor. Công ty đặt tại phƣờng Cam Giá thành phố Thái Nguyên. Sản phẩm chính của cơng ty là thép cán với công suất thiết kế là 120.000 tấn thép cán mỗi năm. Nhiên liệu sử dụng là dầu FO để gia nhiệt cho phơi thép trong lị phản xạ. Khí thải phát sinh đƣợc thải qua ống khói cao khoảng 40m, khơng có thiết bị xử lý.
Theo kết quả phân tích của Viện khoa học và Công nghệ Môi trƣờng số 34/DEQA/TN ngày 28/1/2010 và [9] các thơng số về khí thải của Cơng ty nhƣ sau:
Bảng 15. Nồng độ một số chất trong khí thải của Cơng ty TNHH Nasteel Vina
STT Thông số Nồng độ (mg/m3 Lƣu lƣợng Tải lƣợng tấn/năm
1 CO 239 9.000m3/h 18,8
2 NOx 388 9.000m3/h 30,6
3 SO2 3.358 9.000m3/h 264,7
4 Bụi 380 9.000m3/h 29,6
+ Nhà máy Cán Thái Nguyên Công ty Cổ phần Gang thép Thái Nguyên