XÂY DỰNG QUY TRÌNH XỬ LÝ KHÍ THẢI NỒI HƠI
MỤC LỤC
Lời nói đầu trang 2
CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG
1.1. GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT NỒI HƠI trang 3
1.1.1.Tổng quan về công nghệ sản xuất nồi hơi trang 3
1.1.2.Cấu tạo của nồi hơi trang 3
1.2.KHÍ THẢI NỒI HƠI VÀ ẢNH HƯỞNG CỦA KHÍ THẢI NỒI HƠI ĐỐI
VỚI MÔI TRƯỜNG trang 5
CHƯƠNG II: XÂY DỰNG QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ XỬ LÝtrang 6
2.1. THÀNH PHẦN, TÍNH CHẤT KHÍ THẢI NỒI HƠI trang 6
2.1.1. Lưu huỳnh dioxit (SO
2
) trang 6
2.1.2. Oxit nito trang 6
2.1.3. Hơi nước (H
2
O) trang 6
2.2. SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ KHÍ THẢI NỒI HƠI trang 7
2.3. THUYẾT MINH SƠ ĐỒ XỬ LÝ KHÍ THẢI trang 9
2.4. ƯU ĐIỂM VÀ NHƯỢC ĐIỂM CỦA CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ KHÍ
THẢI NỒI HƠI trang 10
KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ trang 12
PHỤ LỤC
Hình 1.1. Sơ đồ cấu tạo nồi hơi trang 4
Bảng 2.1. Bảng thông số khí thải từ nồi hơi với phương pháp hấp thụ
bằng nước trang 7
Sơ đồ 2.1: Sơ đồ xử lý khí thải từ nồi hơi với phương pháp hấp thụ
bằng nước trang 7
Bảng 2.2. bảng thong số khí thải nồi hơi với phương pháp hấp phụ
Bằng than hoạt tính trang 8
lĩnh vực công nghiệp như sấy, đun nấu, nhuộm, hơi để chạy tuabin máy phát điện,
vv Tùy theo nhu cầu sử dụng mà người ta tạo ra nguồn hơi có nhiệt độ và áp suất phù
hợp để đáp ứng cho các loại công nghệ khác nhau. Để vận chuyển nguồn năng lượng có
nhiệt độ và áp suất cao này người ta dùng các ống chịu được nhiệt, chịu được áp suất cao.
Và điều đặc biệt của Nồi hơi mà không thiết bị nào thay thế được là tạo ra nguồn năng
lượng an toàn không gây cháy để vận hành các thiết bị hoặc động cơ ở nơi cần cấm lửa
và cấm nguồn điện (như các kho xăng, dầu).
Có rất nhiều loại nồi hơi khác như:
+ Nồi hởi kiểu đứng: đốt dầu.
+ Nồi hơi kiểu nằm: đốt dầu, than, trấu.
+ Ngoài ra còn có các loại nồi hơi sử dụng các loại nhiên liệu đốt là khí gas.
Tùy vào mỗi loại nồi hơi mà có công suất hoạt động khác nhau. Công suất nồi hơi
hay công suất nhiệt của nồi hơi là khả năng nhiệt hoá hơi của nồi hơi trên một đơn vị thời
gian. Khi ta nói nồi hơi có công suất 5 T/h ( 5 Tấn hơi / 01 giờ hoặc là 5000 kg/h) nghĩa
là trong 01 giờ nồi hơi này có thể làm hoá hơi ( bốc hơi) một khối lượng nước là 5m3 tới
một áp suất nhất định nào đó. Đơn vị tính tấn hơi/giờ.
Nồi hơi được sử dụng rất nhiều trong công ngiệp như tạo ra hơi để vận hành đầu
máy xe lửa hơi nước, vận hành turbine máy phát điện
1.1.2. Cấu tạo của nồi hơi:
Cấu tạo đơn giản nhất của nồi hơi gồm có hai trống nước (bao nước), một ở phía
trên, một ở phía dưới, có hai dàn ống, một dàn nằm trong buồng đốt để được đốt nóng tạo
hỗn hợp hơi và nước sôi chuyển động lên trống trên (còn gọi là trống hơi), một dàn nằm
phia ngoài vách lò đưa nước đã tách hơi đi xuống trống dưới (còn gọi là trống nước).
Việc tuần hoàn hỗn hợp nước sôi và hơi nước đi lên trống trên để tách hơi, và nước từ
Page
3
XÂY DỰNG QUY TRÌNH XỬ LÝ KHÍ THẢI NỒI HƠI
trống trên chuyển xuống trống dưới có thể là tuần hoàn tự nhiên, cũng có thể là tuần hoàn
cưỡng bức: phải dùng bơm chuyên dụng. Trống trên là nơi tách hơi ra khỏi hỗn hợp hơi-
nước, phần hơi ra khỏi bao hơi (trống hơi) được đưa đến bộ quá nhiệt là các dàn ống
giảm nhanh khi axit phá hủy chu trình sinh sản của chúng. Khi mưa axit hòa tan được các
kim loại nặng và các độc tố khác, gây hại cho thực vật và các sinh vật. Mức nito quá
nhiều có thể kích thích tăng trưởng quá mức và thúc đẩy sự suy giảm các chất dinh
dưỡng.
CHƯƠNG II: XÂY DỰNG QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ XỬ LÝ
2.1. THÀNH PHẦN, TÍNH CHẤT KHÍ THẢI NỒI HƠI:
Như ta biết thành phần chủ yếu của khí thải nồi hơi đốt bằng nguồn nhiên liệu đó
là dầu FO, thì thành phần khí thải chủ yếu là khí thải có chứa lưu huỳnh (SO
2
), khí thải có
chứa nito (NO
x
), hơi nước.
2.1.1. Lưu huỳnh dioxit (SO
2
):
Page
5
XÂY DỰNG QUY TRÌNH XỬ LÝ KHÍ THẢI NỒI HƠI
Lưu huỳnh dioxit là loại chất ô nhiễm phổ biến nhất trong sản xuất công nghiệp
cũng như trong sinh hoạt của con người. Nguồn phát thải khí này chủ yếu từ các trung
tâm nhiệt điện, lò nung, lò hơi khi đốt nhiên liệu than, dầu và khí đốt có chứa lưu huỳnh
hoặc hợp chất của lưu huỳnh.
Tính chất vật lý:
Ở điều kiện thường, SO
2
là chất khí không màu, mùi xốc, gây ho, nặng gấp 2 lần
không khí (d = 2,2). SO
2
Oxit nito có 6 loại ổn định: N
2
O, NO, NO
2
, N
2
O
3
, N
2
O
4
và N
2
O
5
và loại oxit nito
không ổn định là NO
3
. Trong đó NO, NO
2
và N
2
O
4
được hình thành trong quá trình đốt
nhiên liệu từ các lò nung, lò hơi…
Tính chất vật lý:
Tùy vào mỗi loại hợp chất của nito oxit thì có tính chất vật lý khác nhau.
SO
2
mg/Nm
3
3000 1050 1500
NO
x
mg/Nm
3
2000 1000 1000
Hơi nước m
3
Sơ đồ 2.1: Sơ đồ xử lý khí thải từ nồi hơi với phương pháp hấp thụ bằng
nước.
Bảng 2.2. Bảng thông số khí thải từ nồi hơi với phương pháp hấp phụ bằng than
hoạt tính
Thông số Đơn vị Giá trị đầu
vào
Giá trị đầu ra Giá trị đầu ra
TCVN 5039 –
2005
Giới hạn tối
đa loại A
SO
2
mg/Nm
3
3000 60 1500
NO
x
(NO
2
và N
2
O
4
) được thu gom và đưa vào cyclone
bằng ống dẫn để lọc khí thải trước khi đi vào tháp hấp thụ. Sau khi qua cyclone thì khí
thải được quạt vào tháp hấp thụ từ dưới đáy tháp. Dung dịch hấp thụ sẽ được bơm vào
tháp hấp thụ với dạng các tia nhỏ từ trên chảy xuống nhằm tạo điều kiện tốt nhất giữa khí
thải với dung dịch lúc này quá trình phản ứng giữa các khí độc hại và dung dịch sẽ xảy
ra. Dung dịch hấp thụ ở đây là nước. Nước được bơm vào tháp hấp thụ sẽ hấp thụ khí
SO
2
của dòng khí thải. Quá trình này diễn ra theo hai giai đoạn:1. Hấp thụ khí SO
2
bằng
Page
8
Khí thải chứa SO
2
,
NO
x
Tháp hấp phụ nhiều tầng trong
đó có tầng chứa than hoạt tính
cyclone
Khí sạch
XÂY DỰNG QUY TRÌNH XỬ LÝ KHÍ THẢI NỒI HƠI
2HNO
2
NO + NO
2
(Hoặc ½ N
2
O
4
) + H
2
O
NO + ½ O
2
NO
2
2NO
2
N
2
O
4
.
Khí thải sau khi được hấp thụ bởi dung dịch nước sẽ trở thành khí sạch và được
thoát ra ngoài theo ống dẫn, khí thoát ra ngoài đạt tiêu chuẩn TCVN 5939 – 2005 giới
hạn tối đa loại A. Dung dịch hấp thụ còn lại sẽ được thu vào bể chứa theo ông dẫn, được
xử lý và tuần hoàn trở lại cho quá trình xử lý tiếp theo.
Hiệu quả xử lý khí thải bằng phương pháp hấp thụ mà dung dịch hấp thụ ở đây là
nước thì đối với việc xử lý khí SO
2
đạt hiệu quả tương đối 65% nhưng đối với việc hấp
2
+ C = S + CO
2
2S + C + 2H
2
O = 2H
2
S + CO
2
Chính vì vậy mà khí thoát ra từ quá trình hấp phụ còn chứa một số khí H
2
S và S
với nồng độ thấp không đáng kể.
Page
9
XÂY DỰNG QUY TRÌNH XỬ LÝ KHÍ THẢI NỒI HƠI
Quá trình than hoạt tính hấp phụ NO
x
có thể xảy ra: nếu trong chất hấp phụ có
chứa NO
2
thì nó sẽ trở thành chất xúc tác để oxy hóa NO
x
thành NO
2
. NO
2
sẽ được hấp
phụ bởi than hoạt tính và được tách ra bằng cách đun nóng.
Hiệu quả xử lý bằng phương pháp hấp phụ bằng than hoạt tính đối với khí SO
tính:
2.4.2.1. Ưu điểm:
- Sơ đồ hệ thống đơn giản.
- Có thể làm việc với khí thải có nhiệt độ cao.
- Xử lý được khí thải có nồng độ tương đối cao.
- Hiệu quả xử lý cao 80% - 90%.
- Mang lại hiệu quả kinh tế cao vì ít tốn kém chi phí.
2.4.2.2. Nhược điểm:
Page
10
XÂY DỰNG QUY TRÌNH XỬ LÝ KHÍ THẢI NỒI HƠI
- Tiêu hao nhiều vật liệu hấp phụ.
- Sản phẩm thu hồi được có lẫn nhiều axit phải xử lý mới tận dụng được.
- Khí thoát ra còn chứa nhiều tạp chất khí.
Và so sánh về mặt ưu điểm và khuyết điểm của hai hệ thống thì xử lý khí thải từ
nồi hơi bằng phương pháp hấp phụ bằng than hoạt tính thì có khả năng mang lại hiệu quả
tốt hon về mặc khả năng xử lý và hiệu quả kinh tế.
KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ
Kết luận:
Hầu hết các nhà máy sản xuất công nghiệp đều sử dụng nồi hơi vì nồi hơi là nguồn
cung cấp nhiệt tốt nhất để vận hành các loại thiết bị máy móc khác tuy nhiên tùy vào nhu
cầu sử dụng của mỗi nhà máy sản xuất khác nhau mà sử dụng nồi hơi với các công suất
khác nhau. Việc sử dụng nồi hơi mang lại nhiều hiệu quả kinh tế tuy nhiên khí thải từ nồi
hơi lại là các loại khí thải khó được xử lý triệt để thải ra môi trường vì thông số đầu vào
của khí thải nồi hơi rất cao lên đến hàng ngàn mg/Nm
3
mà giới hạn đầu ra tối đa loại A
Page
11
XÂY DỰNG QUY TRÌNH XỬ LÝ KHÍ THẢI NỒI HƠI