Sổ tay hướng dẫn xử lý ô nhiễm môi trường trong sản xuất tiểu thủ công nghiệp - Xử lý khói
lò hơi-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
-----Sở Khoa học, Công nghệ và Môi trường Tp. Hồ Chí Minh
1
SỞ KHOA HỌC, CÔNG NGHỆ VÀ MÔI TRƯỜNG
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH SỔ TAY HƯỚNG DẪN

XỬ LÝ Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG TRONG
SẢN XUẤT TIỂU THỦ CÔNG NGHIỆP
Tập 2 :
XỬ LÝ KHÓI THẢI LÒ HƠI


III- CÁC BIỆN PHÁP GIẢM Ô NHIỄM DO KHÓI LÒ HƠI……………………………………………………….13
III-1 CÁC BIỆN PHÁP QUẢN LÝ NGĂN NGỪA Ô NHIỄM …………………………………….13
III-2 GIẢM Ô NHIỄM CHO LÒ HƠI ĐỐT NHIÊN LIỆU RẮN……………………………………13
VÍ DỤ Tính kích thước buồng lắng bụi cho lò hơi đốt than có lượng tiêu hao than
là 50kg/h…………………………………………………………………………………………………………………………………………16
VÍ DỤ Tính thiết bò lọc khói cho lò hơi đốt củi có lượng tiêu hao củi đơn vò là
100kg/h………………………………………………………………………………………………………………………………………….18 Sổ tay hướng dẫn xử lý ô nhiễm môi trường trong sản xuất tiểu thủ công nghiệp - Xử lý khói
lò hơi-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
-----Sở Khoa học, Công nghệ và Môi trường Tp. Hồ Chí Minh
3
III-3 :GIẢM Ô NHIỄM CHO LÒ HƠI ĐỐT DẦU F.O………………………………….…………………20
VÍ DỤ Tính toán chiều cao ống khói cho lò hơi đốt dầu F.O với lượng dầu đốt 60
kg/h ……………………………………………………………………………………………………………………………………………21
VÍ DỤ Tính toán thiết bò lọc hơi SO
2
cho khói thải lò hơi đốt dầu F.O với lượng dầu
đốt 60 kg/h ……………………………………………………………………………………………………………..……………23
IV - NHỮNG CHÚ Ý KHI CẤU TRÚC NGỌN ỐNG KHÓI ……………………………………………………..27
PHỤ LỤC I : GIÁ THÀNH CỦA MỘT HỆ THỐNG XỬ LÝ KHÓI LÒ HƠI DỰ TOÁN
THEO SUẤT TIÊU HAO DẦU………………………………………………………………………………………………..28
PHỤ LỤC II : THIẾT KẾ MẪU BUỒNG LẮNG BỤI CHO LÒ HƠI ĐỐT THAN Công suất
tiêu hao than : 50 kg/h……………………………………………………………………………………………………………..29
PHỤ LỤC III : THIẾT KẾ MẪU BUỒNG LẮNG BỤI ƯỚT CHO LÒ HƠI ĐỐT CỦI
(CYCLON MÀNG NƯỚC ) Công suất tiêu hao củi : 100 kg/h…………………………………33

nghệ và Môi trường Thành phố Hồ Chí Minh đã xây dựng “Sổ tay hướng
dẫn xử lý ô nhiễm môi trường trong sản xuất tiểu thủ công nghiệp tại
Thành phố Hồ Chí Minh”. Phần này của sổ tay trình bày giải pháp xử lý
ô nhiễm do khói lò hơi gây ra.

Các thiết kế và tính toán cụ thể trong tài liệu là xử lý khói cho lò hơi
dùng nhiên liệu là củi, than đá hoặc dầu F.O với lượng tiêu thụ nhiên liệu
khoảng
5
0 - 100 kg/h là các mức công suất thường gặp, tuy nhiên vẫn
có thể áp dụng tài liệu để xử lý khói cho các lò hơi có mức công suất
khác và cho những nguồn thải khói tương tự như các lò dầu, lò nung ...
Tài liệu này là một phần của Sổ tay hướng dẫn xử lý ô nhiễm môi
trường trong sản xuất tiểu thủ công nghiệp tại Thành phố Hồ Chí Minh.

CHỦ TRÌ :

GSTS. NGUYỄN THIỆN NHÂN

BIÊN SOẠN : PTS. PHẠM TIẾN DŨNG
PTS. LÊ VÂN TRÌNH
KS. TRẦN PHÚC TUỆ

L

Sổ tay hướng dẫn xử lý ô nhiễm môi trường trong sản xuất tiểu thủ công nghiệp - Xử lý khói
lò hơi

các chất bốc trong củi nên nhìn thấy khí trong hay có màu xám nhạt . Khi chế độ cháy
xấu, thiếu ôxy và nhiệt độ buồng lửa thấp, khí thải có màu xám đen tới đen do các hạt
mồ hóng ngưng kết từ các phân tử cacbua-hrô nặng có nhiều trong khí thải.

Sổ tay hướng dẫn xử lý ô nhiễm môi trường trong sản xuất tiểu thủ công nghiệp - Xử lý khói
lò hơi-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
-----Sở Khoa học, Công nghệ và Môi trường Tp. Hồ Chí Minh
6
Khi đốt củi, thành phần các chất trong khí thải thay đổi tùy theo loại củi, tuy vậy
lượng khí thải sinh ra là tương đối ổn đònh. Để tính toán ta có thể dùng trò số V
T
2 0
= 4,23
m3
/
kg
, nghóa là khi đốt 1kg củi sẽ sinh ra 4,23 m3 khí thải ở nhiệt độ 20oC.
Lượng bụi tro có trong khói thải chính là một phần của lượng không cháy hết và
lượng tạp chất không cháy có trong củi, lượng tạp chất này thường chiếm tỷ lệ 1% trọng
lượng củi khô. Tro bò khí cháy cuốn theo vào dòng khí lò tạo thành 1 lượng bụi nhất đònh
trong khí thải. Lượng bụi này có nồng độ dao động rất lớn vì phụ thuộc vào các thao tác
của công nhân đốt lò. Bụi phát sinh lớn nhất khi công nhân nạp thêm củi vào lò hay
“chọc ghi”. Nó còn phụ thuộc vào vận tốc dòng khí cháy trong lò và cấu tạo lò. Bụi
trong khói thải lò hơi đốt củi có kích thước hạt từ 500µm tới 0,1µm, nồng độ dao động
trong khoảng từ 200-500 mg/m3. Khi củi bò ướt hay mục, lượng khói với cỡ hạt nhỏ bay
ra nhiều hơn.
1-2. ĐẶC ĐIỂM KHÓI THẢI LÒ HƠI ĐỐT THAN ĐÁ
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
-----Sở Khoa học, Công nghệ và Môi trường Tp. Hồ Chí Minh
7
Bụi trong khói thải lò hơi là một tập hợp các hạt rắn có kích thước rất khác nhau,
từ vài micrômét tới vài trăm micrômét. Các kết quả nghiên cứu đã cho thấy tỷ lệ phân
bố các loại hạt bụi ở các khoảng đường kính trung bình (Dtb) của lò đốt than như trong
bảng 1.

Bảng 1. Tỷ lệ phân bố các loại hạt bụi ở lò đốt than:

Dtb(µm) 0÷10 10≈20 20≈30 30≈40 40≈50 50≈60 60≈86 86≈100 >100
% 3 3 4 3 4 3 7 6 67

I-3. ĐẶC ĐIỂM KHÓI THẢI LÒ HƠI ĐỐT DẦU F.O

Lò hơi sử dụng nhiên liệu dầu F.O để đốt sinh nhiệt là loại phổ biến nhất hiện
nay (F.O - chữ viết tắt của Fuel Oil, còn gọi là dầu đen). Dầu F.O là một phức hợp của
các Hrô Cacbon cao phân tử. Dầu F.O dạng lỏng có lượng sinh nhiệt đơn vò cao, độ
tro ít nên ngày càng được sử dụng rộng rãi. Mặt khác vận hành lò hơi đốt dầu F.O đơn
giản và khá kinh tế.
Dầu F.O đúng tiêu chuẩn có các thông số kỹ thuật như trong bảng 2.

Bảng 2. Các tiêu chuẩn chất lượng của dầu F.O sử dụng ở Việt Nam :

Các thông số Giá trò Phương thức
xác đònh
1.Tỷ trọng
2.Độ nhớt

D 240
D 974 Sổ tay hướng dẫn xử lý ô nhiễm môi trường trong sản xuất tiểu thủ công nghiệp - Xử lý khói
lò hơi-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
-----Sở Khoa học, Công nghệ và Môi trường Tp. Hồ Chí Minh
8
Khi đốt dầu F.O trong lò hơi, người ta phun dầu qua các vòi phun đặc biệt (béc
phun) để tạo thành sương dầu trong hỗn hợp với không khí đi vào buồng đốt. Các hạt
sương dầu sẽ bay hơi và bò phân hủy dưới nhiệt độ cao thành các Cacbua hro nhẹ,
dễ cháy và cháy hết trong buồng đốt của lò. Khi hạt dầu phun quá lớn hay buồng chứa
quá nguội, các hạt sương dầu bay hơi và phân hủy không hết sẽ tạo thành khói và muội
đen trong khí thải. Điều này thường gặp ở các vòi phun quá cũ hay khi khởi động hoặc
tái khởi động lò.
Trong khí thải của lò hơi đốt dầu F.O người ta thường thấy có các chất sau: CO
2
,
CO, NO
x
, SO
2
, SO
3
và hơi nước, ngoài ra còn có một hàm lượng nhỏ tro và các hạt tro
rất nhỏ trộn lẫn với dầu cháy không hết tồn tại dưới dạng son khí mà ta thường gọi là
mồ hóng.

Hơi dầu 0,4
NOx 428

Sổ tay hướng dẫn xử lý ô nhiễm môi trường trong sản xuất tiểu thủ công nghiệp - Xử lý khói
lò hơi-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
-----Sở Khoa học, Công nghệ và Môi trường Tp. Hồ Chí Minh
9
Lưu ý là nồng độ các chất trong khí thải này ứng với điều kiện hơi dầu cháy tốt
trong lò hơi. Nếu điều kiện cháy không tốt thì lượng tro bụi, CO và hơi dầu tăng lên rất
cao và khói có màu đen.
II- CÁC TÁC ĐỘNG ĐẾN MÔI TRƯỜNG CỦA KHÓI THẢI LÒ HƠI
II-1. CÁC CHẤT Ô NHIỄM TRONG KHÓI THẢI LÒ HƠI
Có thể nhận diện các chất ô nhiễm trong khói thải lò hơi ở bảng 4 dưới đây,
trong đó các yếu tố được tô đậm là các tác nhân gây ô nhiễm chính cần phải kiểm soát
đối với mỗi loại lò hơi.
Bảng 4. Các chất ô nhiễm trong khói thải lò hơi :
LOẠI LÒ HƠI CHẤT Ô NHIỄM
Lò hơi đốt bằng củi
Khói + tro bụi + CO + CO
2

Lò hơi đốt bằng than
Khói + tro bụi + CO + CO
2
+ SO
2
+ SO

trình quang hoá hay do sự xúc tác khí SO
2
dễ dàng bò oxy hoá và biến thành SO
3
trong
khí quyển.
Khí SO
2
, SO
3
gọi chung là SO
x
, là những khí thuộc loại độc hại không chỉ đối với
sức khoẻ con người, động thực vật, mà còn tác động lên các vật liệu xây dựng, các
công trình kiến trúc. Chúng là những chất có tính kích thích, ở nồng độ nhất đònh có thể

Sổ tay hướng dẫn xử lý ô nhiễm môi trường trong sản xuất tiểu thủ công nghiệp - Xử lý khói
lò hơi-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
-----Sở Khoa học, Công nghệ và Môi trường Tp. Hồ Chí Minh
10
gây co giật ở cơ trơn của khí quản. Ở nồng độ lớn hơn sẽ gây tăng tiết dòch niêm mạc
đường khí quản. Khi tiếp xúc với mắt chúng có thể tạo thành axit.
SO
x
có thể xâm nhập vào cơ thể con người qua các cơ quan hô hấp hoặc các cơ
quan tiêu hóa sau khi được hòa tan trong nước bọt. Và cuối cùng chúng có thể xâm
nhập vào hệ tuần hoàn. Khi tiếp xúc với bụi, SOx có thể tạo ra các hạt axit nhỏ, các hạt

thì bò han gỉ rất nhanh. SO
x
cũng làm hư hỏng và giảm tuổi
thọ các sản phẩm vải , nylon , tơ nhân tạo , đồ bằng da và giấy ...
II-2-2. Tác hại của khí NO
2

Nitơ dioxit (NO
2
) là khí có màu nâu đỏ có mùi gắt và cay, mùi của nó có thể phát
hiện được vào khoảng 0,12 ppm. NO
2
là khí có tính kích thích mạnh đường hô hấp, nó
tác động đến thần kinh và phá hủy mô tế bào phổi, làm chảy nước mũi, viêm họng.
Khí NO
2
với nồng độ 100 ppm có thể gây tử vong cho người và động vật sau một
số phút tiếp xúc . Và với nồng độ 5 ppm sau một số phút tiếp xúc có thể dẫn đến ảnh
hưởng xấu đối với bộ máy hô hấp. Con người tiếp xúc lâu với khí NO
2
khoảng 0,06 ppm
có thể gây các bệnh trầm trọng về phổi .
Một số thực vật có tính nhạy cảm đối với môi trường sẽ bò tác hại khi nồng độ
NO
2
khoảng 1 ppm và thời gian tác dụng trong khoảng một ngày, nếu nồng độ NO
2
nhỏ
khoảng 0,35 ppm thì thời gian tác dụng là một tháng.
NO

II-2-4. Tác hại của khí CO
Khí CO là loại khí không màu, không mùi và không vò, tạo ra do sự cháy không
hoàn toàn của nhiên liệu chưá carbon. Con người đề kháng với CO rất khó khăn.
Những người mang thai và đau tim tiếp xúc với khí CO sẽ rất nguy hiểm vì ái lực của
CO với hemoglobin cao hơn gấp 200 lần so với oxy, cản trở oxy từ máu đến mô. Thế
nên phải nhiều máu được bơm đến để mang cùng một lượng oxy cần thiết. Một số
nghiên cứu trên người và động vật đã minh hoạ những cá thể tim yếu ở điều kiện căng
thẳng trong trạng thái dư CO trong máu, đặc biệt phải chòu những cơn đau thắt ngực khi
lượng CO bao quanh nâng lên. Ở nồng độ khoảng 5ppm CO có thể gây đau đầu, chóng
mặt. Ở những nồng độ từ 10ppm đến 250ppm có thể gây tổn hại đến hệ thống tim
mạch, thậm chí gây tử vong. Người tiếp xúc với CO trong thời gian dài sẽ bò xanh xao,
gầy yếu.
Khí CO có thể bò oxy hoá thành cacbon dioxyt (CO
2
) nhưng phản ứng này xảy ra
rất chậm dưới tác dụng của ánh sáng mặt trời. CO có thể bò oxy hoá và bám vào thực
vật và chuyển dòch trong qúa trình diệp lục hoá . Các vi sinh vật trên mặt đất cũng có
khả năng hấp thụ CO từ khí quyển. Tác hại của khí CO đối với con người và động vật
xảy ra khi nó hoà hợp thuận nghòch với hemoglobin (Hb) trong máu.
- Hemoglobin có ái lực hoá học đối với CO mạnh hơn đối với O
2
, khi CO và O
2
có mặt
bão hoà số lượng cùng với hemoglobin thí nồng độ HbO
2
(oxi hemoglobin) và HbCO
(caroxihemoglobin) có quan hệ theo đẳng thức Haridene như sau :
[HbCO]/[HbO
2

làm cho lá rụng , bò xoắn quăn , diện tích lá bò thu hẹp , cây non bò chết yểu . CO có tác
dụng kềm chế sự hô hấp của tế bào thực vật .
II-3. TIÊU CHUẨN KIỂM SOÁT KHÓI THẢI LÒ HƠI

Hiện có hai tiêu chuẩn áp dụng cho việc kiểm soát KHÓI THẢI LÒ HƠI là Tiêu
chuẩn Việt Nam TCVN 5937-1995 và TCVN 5939-1995 :
1. Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5939-1995 :
Tiêu chuẩn này quy đònh nồng độ tối đa cho phép của bụi và các chất vô cơ trong
khí thải công nghiệp. Việc đo kiểm được tiến hành bằng cách lấy mẫu từ 1 lỗ khoan
ngay trên ống khói, lỗ khoan có đường kính >
10 mm tại vò trí cách xa các mối nối tối
thiểu là 5 lần đường kính trong của ống khói. Theo tiêu chuẩn nồng độ tối đa cho phép
của các chất ô nhiễm trong ống khói lò hơi không được vượt qúa các mức sau :
- Bụi <
400 mg/ m
3

- CO <
500 mg/ m
3

- SO2 <
500 mg/ m
3Sổ tay hướng dẫn xử lý ô nhiễm môi trường trong sản xuất tiểu thủ công nghiệp - Xử lý khói
lò hơi
trong khoảng cho phép.

2. Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5937-1995 :
Tiêu chuẩn này quy đònh nồng độ tối đa cho phép của các chất trong không khí
xung quanh (bên ngoài). Việc đo kiểm được tiến hành bằng cách lấy mẫu không khí tại
các nhà ở gần cơ sở, thường là tại các nhà có khiếu nại và ở dưới gió, chú ý không để
việc lấy mẫu bò ảnh hưởng bởi các nguồn ô nhiễm khác như hút thuốc lá, đốt rác, xe cộ
… Theo tiêu chuẩn nồng độ trung bình của các chất ô nhiễm trong không khí xung
quanh không được vượt qúa các mức sau (ứng với thời gian lấy mẫu <
1 giờ) :
- Bụi <
0,3 mg/ m
3

- CO <
40 mg/ m
3

- SO2 <
0,5 mg/ m
3

- NO2 <
0,4 mg/ m
3

Việc đo đạc thực tế cho thấy : khi không có các biện pháp xử lý, tại các điểm bò
ảnh hưởng do khói thải lò hơi thường không đạt tiêu chuẩn cho phép về bụi, đôi khi

Sổ tay hướng dẫn xử lý ô nhiễm môi trường trong sản xuất tiểu thủ công nghiệp - Xử lý khói


-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
-----Sở Khoa học, Công nghệ và Môi trường Tp. Hồ Chí Minh
15
III-2. GIẢM Ô NHIỄM CHO LÒ HƠI ĐỐT NHIÊN LIỆU RẮN

Nhiên liệu rắn cho lò hơi bao gồm củi và than. Chúng có chung một đặc tính là
được đốt trong buồng đốt cháy lớp có ghi cố đònh. Vì vậy, đặc điểm phát thải chất ô
nhiễm có nhiều điểm giống nhau.

III-2-1. Yếu tố gây ảnh hưởng tới tải lượng ô nhiễm
1- Độ ẩm của than củi : Hạn chế việc đưa than, củi bò ướt vào lò vì trong quá
trình cháy, lượng nước trong than củi bay hơi sẽ làm nguội bề mặt cháy, gây cản trở
cho việc bay hơi chất bốc trong than củi, làm buồng đốt phát sinh nhiều khói.
2- Cung cấp lượng khí thổi vừa đủ: Hầu hết các buồng đốt đều dùng quạt gió
để quạt không khí vào lò giúp cho than, củi dễ cháy. Việc phân bố đều lượng không khí
này vào dưới ghi là việc rất cần thiết để tạo cho than củi cháy đồng đều trên toàn mặt
ghi. Mặt khác chỉ thổi vào một lượng không khí vào vừa đủ để cháy than củi tránh làm
nguội lò và bay tro vào khí thải.
3- Đònh thời gian chọc xỉ hợp lý: Thao tác này chỉ có ở lò hơi đốt than. Khi lớp
xỉ phía dưới ghi để quá dày sẽ làm tăng sức cản của lớp nhiên liệu cháy, dễ gây ra tình
trạng thiếu gió trên ghi. Nếu chọc xỉ quá sớm sẽ làm rơi các hòn than đang cháy xuống
ngăn xỉ và sẽ lãng phí.
III-2-2. Tải lượng khí thải
Lưu lượng khí thải từ 1 lò hơi đốt than hay củi được tính từ công thức:
(
)
[]
( )
L=B V 1V