Thiết kế hệ thống xử lý khí thải nhà máy nhiệt điện đốt than, công suất phát thải 10000 Nm3/h Nguyễn Ngọc Nhất – Lớp CNMT K52QN CHƢƠNG I: TỔNG QUAN VỀ NGÀNH ĐIỆN ĐỐT THAN Ở VIỆT NAM I.1 Vấn đề lƣợng nói chung: Năng lượng đóng vai trò quan trọng đời sống xã hội chúng ta, xã hội ngày phát triển nhu cầu sử dụng lượng ngày cao Tiêu thụ lượng giới gia tăng liên tục, từ năm 1976 đến năm 2006 tổng mức tiêu thụ lượng thê giới tăng từ khoảng tỷ đổi đổi dầu (TQD) lên đến 12 TQD Trong lượng hoá thạch chiếm 80 % tổng lượng lượng nêu trên, lượng sinh khối chiếm khoảng 10 %, lại 10 % lượng điện sơ cấp, nguồn lượng sản xuất gồm 55 % lượng tái tạo mà chủ yếu thuỷ điện, 45% lượng hạt nhân Khoảng từ năm 2000, mức tiêu thụ lượng hoá thạch tăng trưởng ngày cao, đặc biệt với tăng trưởng kinh tế nước phát triển.[1]  Tiềm năng lƣợng Việt Nam: Việt Nam có tiềm lớn nguồn khoáng sản lượng huy động tích cực để phục vụ cho phát triển kinh tế xã hội Việt Nam có mạng lưới sông ngòi dày đặc có độ dốc cao, điều kiện tốt cho việc phát triển công trình thủy điện phục vụ cung cấp điện cho phát triển kinh tế quốc dân Đến nhà địa chất phát xác định tiềm dầu khí bể trầm tích khoảng 4,3 tỷ dầu quy đổi, trữ lượng 1,2 tỷ trữ lượng dầu khí có khả thương mại 814,7 triệu Tổng tài nguyên khoáng sản than bể than Quảng Ninh đạt 10 tỷ tấn, trữ lượng đạt hàng tỷ Than lignit sâu đồng sông Hồng với tiềm khoảng 200 tỷ nguồn lượng lớn cho kỷ 21 Như nguồn nhiên liệu dồi cho phát triển ngành nhiệt điện đốt than, đốt dầu khí thiên nhiên Ưu ngành phát triển lượng nhiệt điện nguồn nhiên liệu ổn định chi phí đầu tư thấp so với ngành thủy điện Ngoài hai nguồn lượng truyền thống Việt Nam có chương trình nghiên cứu sử dụng nguồn lượng như: lượng mặt trời, địa nhiệt, lượng gió, lượng sóng thủy triều, lượng sinh khối… I.2 Hiện trạng xu hƣớng phát triển nhiệt điện đốt than Việt Nam I.2.1 Hiện trạng ngành nhiệt điện Việt Nam Nhu cầu lượng điện Việt Nam tiếp tục tăng từ 1416%/năm thời kỳ 2011-2015 sau giảm dần xuống 11.15%/năm Viện Khoa Học Và Công Nghệ Môi Trường - ĐHBKHN –Tel (+844)38681686 – Fax: (+844)38693551 Trang Thiết kế hệ thống xử lý khí thải nhà máy nhiệt điện đốt than, công suất phát thải 10000 Nm3/h Nguyễn Ngọc Nhất – Lớp CNMT K52QN thời kỳ 2016-2020 7.4-8.4%/năm cho giai đoạn 2021-2030 Vì sản lượng điện hàng năm tăng mạnh, nhiên chưa đáp ứng đủ nhu cầu sử dụng nhiều lý khách quan chủ quan Tính đến năm 2011 sản lượng điện sản xuất trung bình ngày đạt 285 triệu kWh, tính trung bình năm đạt hàng trăm tỉ kWh Trong nhiệt điện đóng vai trò quan trọng chiếm khoảng 48-52% tổng sản lượng điện Nhìn chung hàng năm tốc độ tăng trưởng sản lượng điện đạt từ 12-15% so với năm trước.[2] Để đáp ứng nhu cầu tiêu thụ điện, nhiệt điện đốt than ưu tiên lựa chọn phát triển nguồn nguyên liệu ổn định, chi phí xây dựng thấp thời gian thi công nhanh so với thủy điện Nguồn nguyên liệu sản xuất nhiệt điện than, dầu khí tự nhiên Theo tổng kết tập đoàn than khoáng sản Việt Nam, trữ lượng than nước ta khoảng 10 tỉ tấn, thăm dò tìm kiếm 3,5 tỉ chủ yếu than atraxit, loại than khai thác với quy mô lớn có khả đáp ứng đủ nhu cầu sử dụng than nước phần xuất Ngoài ra, trữ lượng than nâu Việt Nam lớn chưa khai thác nhiều; theo Bộ Công Thương năm 2011 tổng sản lượng dầu khai thác khoảng 25 triệu tấn/năm, khí thiên nhiên đạt khoảng tỷ m3/năm…và sản lượng khai thác hàng năm tăng so với năm trước từ 210% Đây loại nhiên liệu sẵn có Việt Nam, với mỏ than lớn tập trung chủ yếu tỉnh Quảng Ninh, mỏ dầu khí tập trung miền trung miền nam Chính mà nhà máy nhiệt điện phân bố cách hợp lý dọc theo chiều dài đất nước Các nhà máy nhiệt điện đốt than tập trung chủ yếu miền Bắc nhà máy nhiệt điện Phả Lại, Thái Bình, Hải Phòng, Uông Bí, Cẩm Phả, Ninh Bình…còn nhà máy nhiệt điện tua bin khí xây dựng miền trung miền nam nhà máy nhiệt điên Phú Mỹ, Vũng Áng, Nhơn Trạch, Duyên Hải 3… I.2.2 Xu phát triển nhiệt điện đốt than Việt Nam Khoáng sản than lượng Việt Nam đánh giá có trữ lượng lớn (10 tỉ tấn), đáp ứng nhu cầu cho phát triển nhiệt điện đốt than đến khoảng năm 2025 Tuy nhiên trình độ điều kiện kinh tế Việt Nam thấp nên trữ lượng than phần lớn nằm sâu lòng đất mà chưa khai thác Phần có khả khai thác cạn kiệt, đủ đáp ứng đến hết năm 2011 Vì vậy, để đáp ứng đủ nhu cầu sử dụng than nước, tập Đoàn điện lực Việt Nam chủ trương sách nhập than Bitum nước láng giềng mà chủ yếu Indonesia Úc Than nhập đốt riêng biệt pha trộn với than nước để tăng khả cháy than nước Vấn đề phải làm Viện Khoa Học Và Công Nghệ Môi Trường - ĐHBKHN –Tel (+844)38681686 – Fax: (+844)38693551 Trang Thiết kế hệ thống xử lý khí thải nhà máy nhiệt điện đốt than, công suất phát thải 10000 Nm3/h Nguyễn Ngọc Nhất – Lớp CNMT K52QN bố trí địa điểm xây dựng nhà máy thật hợp lý, nhằm phân bổ, cân đối công suất nhà máy nhiệt điện than vùng miền Cụ thể đảm bảo tỷ lệ 50% công suất miền Nam, lại miền Bắc miền Trung Qua hạn chế việc truyền tải điện Bắc - Nam, giảm tổn thất, nâng cao chất lượng điện năng, đảm bảo có nguồn cấp cho miền, khu vực Trong việc bố trí xây dựng nhà máy nhiệt điện ưu tiên nhà máy phía Bắc sử dụng nguồn than nội địa, nhà máy phía Nam sử dụng nguồn than nhập dầu khí Trong tương lai việc chuyển giao công nghệ ứng dụng lò đốt tầng sôi tuần hoàn cho nhà máy nhiệt điện than thực công nghệ gây ô nhiểm môi trường nhiều nước giới ứng dụng Dự kiến đến năm 2020 tỉ trọng nhiệt điện than chiếm khoảng 48,6% tổng sản lượng điện nước đến năm 2030 sản lượng nhiệt điện than đạt khoảng 52% tổng sản lượng điện nước.[2] Bên cạnh việc gia tăng phát triển nhà máy nhiệt điện vấn đề bảo vệ môi trường quan tâm trong trình đầu tư, lựa chọn công nghệ, lựa chọn nguyên liệu I.3 Vấn đề môi trƣờng nhà máy nhiệt điện gây I.3.1 Các đặc trƣng chất thải nhà máy nhiệt điện đốt than: Đặc trưng chất thải nhà máy nhiệt điện đốt than chủ yếu phụ thuộc vào thành phần tính chất nhiên liệu Nguồn nguyên liệu sử dụng cho trình sản suất than antraxit - loại than có hàm lượng tro cao, đốt tạo lượng khói lớn nên chất thải nhà máy nhiệt điện có đặc trưng sau:  Thành phần khói thải: - Khói thải tạo chủ yếu từ trình đốt than lò hơi, với lưu lượng lớn chủ yếu mang theo tro bụi số chất khí ô nhiễm SO2, NOx, CO, CO2, dioxin, furan, VOC, thủy ngân … - Ngoài có khí thải phương tiện giao thông lại nhà máy; hợp chất hữu bay bị rò rỉ từ đường ống dẫn, thiết bị từ trình nhà máy; bụi than trước trình đốt thường xuất cảng than, cảng lật toa, kho chứa than, trình vận chuyển than kho vận chuyển sản xuất…  Nước thải: nhu cầu sử dụng nước nhà máy nhiệt điện lớn nên vấn đề nước thải tránh khỏi, nước thải nhà máy nhiệt điện đốt than có nguồn gốc từ trình khác mang đặc trưng khác nhau:Nước làm mát: thải từ trình làm mát bình ngưng thiết bị phụ, thường Viện Khoa Học Và Công Nghệ Môi Trường - ĐHBKHN –Tel (+844)38681686 – Fax: (+844)38693551 Trang Thiết kế hệ thống xử lý khí thải nhà máy nhiệt điện đốt than, công suất phát thải 10000 Nm3/h Nguyễn Ngọc Nhất – Lớp CNMT K52QN có nhiệt độ cao, thành phần tính chất biến đổi so với nguồn nước ban đầu; Nước thải ô nhiễm dầu: cố rò rỉ dầu, trình rửa thiết bị có sử dụng dầu, rửa nồi hơi, động cơ, nhà dầu, nước mưa chảy tràn… Nước thải chứa dầu thường có màng dầu phía trên, hàm lượng dầu lớn có màu đen; Nước xả lò hơi: trình vận hành lò hơi, để tránh tình trạng đóng cặn lắng nhiệt người ta thường bổ sung thêm hóa chất chống đóng cặn, theo chu kì thải rửa Loại nước nước thải không thường xuyên lưu lượng không lớn, chất lượng nằm tiêu chuẩn xả thải; Nước thải tro xỉ: có lưu lượng lớn, thường để thải tro xỉ phải tốn m3 nước[3] Nước thải tro xỉ có độ đục cao, hàm lượng cặn lớn, khả tiếp nhận oxi giảm Nếu không xử lý nguồn gây ô nhiễm nước đáng lo ngại; Nước thải sinh hoạt: với lượng công nhân làm việc thường đông, nên vấn đề nước thải sinh hoạt đáng quan tâm Nước thải sinh hoạt thường có hàm lượng BOD, COD cao, độ màu độ đục cao, hàm lượng chất dinh dưỡng lớn…; Nước rửa thiết bị, rửa dầm thiết bị lọc bụi nước mưa chảy tràn: có độ đục cao, chứa ion kim loại, có chứa dầu mỡ, hàm lượng chất rắn lớn  Chất thải rắn: Chất thải rắn nhà máy nhiệt điện chủ yếu tro xỉ từ trình đốt nhiên liệu, thạch cao từ trình xử lý SO2, phần chất thải rắn sinh hoạt, thiết bị hư hỏng - Than có hàm lượng tro cao (30,32%), có 10% xỉ lò thải nhờ hệ thống tháo xỉ Phần lại tro bay theo khói (90% hàm lượng tro) tách khỏi khối khí thải nhờ hệ thống lọc bụi Lượng tro xỉ thải theo hệ thống kín đưa hồ chứa tập trung riêng biệt.[3] - Do trình xử lý SO2, người ta thường sử dụng phương phấp hấp thụ dung dịch sữa vôi, nên sau hệ thống xử lý SO2 có tạo lượng lớn thạch cao - Quá trình sinh hoạt làm việc cán công nhân viên nhà máy phát sinh thêm lượng chất thải rắn như: bao bì, thức ăn thừa, giấy, nhựa số chất thải từ trang thiết bị bị hư hỏng  Vi khí hậu: - Nhiệt: trình hoạt động với công suất lớn, đặc biệt lò toả lượng nhiệt đáng kể làm cho môi trường không khí xung quanh nóng lên, gây ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe người lao động - Tiếng ồn: thiết bị điều hoạt động với công suất lớn, tiếng ồn mức giới hạn cho phép Nếu người lao động thiết bị bảo hộ lao động dễ bị bệnh nghề nghiệp tiếng ồn gây như: nặng tay, viêm màng Viện Khoa Học Và Công Nghệ Môi Trường - ĐHBKHN –Tel (+844)38681686 – Fax: (+844)38693551 Trang Thiết kế hệ thống xử lý khí thải nhà máy nhiệt điện đốt than, công suất phát thải 10000 Nm3/h Nguyễn Ngọc Nhất – Lớp CNMT K52QN nhĩ, điếc nghề nghiệp Các nguồn phát tiếng ồn là: máy nghiền than, lọc bụi tĩnh điện, máy phát điện I.3.2 Các tác hại khí thải nhà máy nhiệt điện đốt than:  Tác hại tro, bụi: [4] - Tác hại cần phải nói đến ảnh hưởng đến sức khỏe người: trẻ em, người già người mắc bệnh hô hấp dể bị ảnh hưởng nhiều Các hạt bụi có kích thước nhỏ 10 µm vào tận phế nang gây viêm nhiểm phế quản, hạt nhỏ 2,5 µm vào tận màng phổi đọng lại phổi gây viêm phổi, sơ hóa phổi, nồng độ cao kéo dài dẩn đến ung thư phổi.Một số bệnh người bụi gây ra: hệ hô hấp:viêm mũi, viêm phế quản, hen suyễn, viêm phổi, ung thư phổi; hệ tiêu hóa: giảm men gây sâu răng, gây rối loạn tuyến nước bọt, rối loạn hệ tiêu hóa, viêm dày, viêm nhiểm đường ruột làm giảm khả tiêu hóa hấp thụ chất dinh dưỡng; da: tác động đến tuyến nhờn da làm khô da, kích thích gây dị ứng da, viêm da, sinh mụn trứng cá, mụn nhọt, lở loét da; mắt: bụi tiếp xúc trực tiếp với mắt kích thích đến màng tiếp hợp gây sưng đỏ, chảy nước mắt tình trạng kéo dài làm tổn thương màng tiếp hợp gây viêm mi mắt, viêm giác mạc, giảm thị lực, nặng làm mù mắt - Bụi gây tác hại đến hệ sinh thái, ảnh hưởng đến mùa màng: bụi lắng đọng bề mặt cây, nước mưa để rửa ngăn cản trình quang hợp trao đổi chất làm cối chậm phát triển, hệ sinh thái bị tổn hại nặng nề suất trồng giảm sút - Khi bụi phát tán môi trường làm giảm độ suốt khí quyển, cản trở tầm nhìn, hư hỏng thiết bị, giảm tuổi thọ công trình, làm giá trị mỹ quan  Tác hại SO2: [5], [6] - Khí SO2, SO3 gọi chung SOx khí độc hại không với sức khỏe người, động thực vật mà tác động lên vật liệu xây dựng, công trình kiến trúc Chúng chất có tính kích thích, nồng độ định gây co giật trơn khí quản Ở nồng độ lớn gây tăng tiết dịch niêm mạc đường khí quản gây viêm khí quản, tiếp xúc với mắt tạo thành axit gây tổn hại đến thị lực - SOx xâm nhập vào thể người qua quan hô hấp quan tiêu hóa sau hòa tan nước bọt, cuối chúng xâm nhập vào hệ tuần hoàn Khi tiếp xúc với SOx tạo hạt axit nhỏ, hạt xâm nhập vào huyết mạch SOx xâm nhập vào thể người qua da gây Viện Khoa Học Và Công Nghệ Môi Trường - ĐHBKHN –Tel (+844)38681686 – Fax: (+844)38693551 Trang Thiết kế hệ thống xử lý khí thải nhà máy nhiệt điện đốt than, công suất phát thải 10000 Nm3/h Nguyễn Ngọc Nhất – Lớp CNMT K52QN chuyển đổi hóa học, kết hàm lượng kiềm máu giảm, amoniac bị thoát qua đường tiểu có ảnh hưởng đến tuyến nước bọt - SOxbị oxy hóa không khí phản ứng với nước mưa tạo thành axit H2SO4 hay muối sulfate gây tượng mưa axit, ảnh hưởng xấu đến phát triển thực vật, ảnh hưởng đến hệ sinh thái, làm chua đất tác nhân gây ăn mòn kim loại, bê tông công trình kiến trúc…  Tác hại NO2: [5], [6] - NOx khí có màu nâu đỏ có mùi gắt cay, mùi phát vào khoảng 0.12 ppm NO2 khí có tính kích thích mạnh đường hô hấp Nó tác động đến hệ thần kinh phá hủy mô tế bào phổi, làm chảy nước mũi, viêm họng Khi NO2 với nồng độ 100ppm gây tử vong cho người động vật sau phút Với nồng độ 5ppm gây ảnh hưởng xấu đến đường hô hấp Con người tiếp xúc lâu với NO2 khoảng 0.06 ppm gây bệnh trầm trọng phổi - Một số thực vật nhạy cảm bị tác hại NO2 nồng độ khoảng ppm NO2 tác nhân gây hiệu ứng nhà kính  Tác hại CO [5] [6] - Khí CO loại khí không màu, không mùi không vị, tạo từ trình cháy không hoàn toàn nguyên liệu than Sức đề kháng người với CO Những người mang thai đau tim tiếp xúc với CO nguy hiểm lực CO với hemoglobin cao gấp 200 lần so với oxy, nên vào thể phản ứng với hemoglobin, cản trở oxy từ máu đến mô Vì cần lượng máu lớn nhiều bơm đến để mang lượng oxy cần thiết đến mô.Ở nồng độ khoảng 5ppm gây đâu đầu chóng mặt Ở nồng độ từ 10-250 ppm gây tổn hại đến hệ thống tim mạch chí gây tử vong - Rất nhiều nghiên cứu người động vật chứng tỏ người yếu tim bị tăng thêm căng thẳng lượng CO máu vượt mức Đặc biệt nghiên cứu lâm sàng cho thấy tiếp xúc với CO mức cao người hay bị đau thắt ngực tăng thời gian đau Những người khoẻ mạnh bị ảnh hưởng, tiếp xúc với CO cao dẫn đến khả suy giảm thị lực, lực làm việc, khéo léo, khả học tập hiệu suất công việc Với tác hại khí thải nhà máy nhiệt điện đốt than trình bày yêu cầu cấp bách cho phải có hệ thống xử lý khí thải hợp lý trước đưa dòng khí vào môi trường Viện Khoa Học Và Công Nghệ Môi Trường - ĐHBKHN –Tel (+844)38681686 – Fax: (+844)38693551 Trang Thiết kế hệ thống xử lý khí thải nhà máy nhiệt điện đốt than, công suất phát thải 10000 Nm3/h Nguyễn Ngọc Nhất – Lớp CNMT K52QN CHƢƠNG II: LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ CHO HỆ THỐNG XỬ LÝ KHÍ THẢI II.1 Một số phƣơng pháp xử lý khí thải thƣờng đƣợc sử dụng: II.1.1 Các phƣơng pháp xử lý bụi: Xử lý bụi theo phƣơng pháp khô: i) Buồng lắng: Buồng lắng không gian dạng hình hộp chữ nhật có tiết diện ngang lớn nhiều lần so với tiết diện đường ống dẩn khí vào, nhằm giảm vận tốc dòng khí xuống nhỏ vào buồng lắng Vì vậy, hạt bụi có đủ thời gian lắng xuống đáy thiết bị tác dụng trọng lực giữ lại mà không bị dòng khói mang theo Buồng lắng ứng dụng để lọc bụi thô, hạt bụi có kích thước lớn 50µm Ưu điểm: - Thiết bị có cấu tạo đơn giản, đầu tư thấp, xây dựng vật liệu dể kiếm gạch, xi măng - Chi phí vận hành, sửa chữa, bảo dưỡng thấp - Lọc hiệu suất cao hạt bụi có kích thước lớn giảm tải cho thiết bị phía sau, tổn thất áp suất nhỏ - Có khả làm việc dải nhiệt độ áp suất rộng Nhược điểm: - Kích thước thiết bị cồng kềnh, chiếm nhiều diện tích - Chỉ lọc hạt bụi có kích thước lớn 50µm ii) Thiết bị lọc bụi ly tâm: Thiết bị lọc bụi ly tâm hay gọi xiclon Có cấu tạo gồm thân hình trụ tròn, phía thân hình trụ có phễu thu bụi ống thu bụi Không khí mang bụi vào phần thiết bị theo đường ống có phương tiếp tuyến với thân hình trụ, dòng khí vào chuyển động theo đường xoắn ốc từ xuống Nhờ vào lực ly tâm mà hạt bụi có xu hướng tiến phía thành ống va chạm vào đó, động rơi xuống phễu hứng bụi Khi dòng khí chạm vào đáy phễu bị dội ngược lên giữ chuyển động xoáy ốc theo đường ống thoát khí lắp trục với thân thiết bị Để có hiệu suất lọc bụi cao người ta thường bố trí hai hay nhiều xiclon theo kiểu mắc nối tiếp, song song theo kiểu chùm Ưu diểm: Cấu tạo đơn giản, giá thành thấp, chi phí vận hành bảo dưỡng thấp, có khả làm việc liên tục, chế tạo nhiều loại vật liệu khác tùy vào Viện Khoa Học Và Công Nghệ Môi Trường - ĐHBKHN –Tel (+844)38681686 – Fax: (+844)38693551 Trang Thiết kế hệ thống xử lý khí thải nhà máy nhiệt điện đốt than, công suất phát thải 10000 Nm3/h Nguyễn Ngọc Nhất – Lớp CNMT K52QN yêu cầu nhiệt độ áp suất Nhược điểm: Hiệu suất thấp hạt bụi có kích thước nhỏ 5µm; Dể bị mài mòn bụi có độ cứng cao, Hiệu suất giảm bụi có độ kết dính cao iii) Thiết bị lọc bụi vật liệu lọc: Môi trường lọc hay gọi vật liệu lọc hay lưới lọc Được cấu tạo từ nhiều lớp sợi mà sợi xem có tiết diện tròn nằm cách từ 5-10 lần so với kích thước hạt bụi Khi dòng khí mang bụi qua lớp vật liệu lọc bụi bị giữ lại bề mặt lớp vật liệu Sau khoảng thời gian lớp vật liệu lọc có thay đổi mặt cấu trúc bụi bám vào bên trong, thay đổi độ ẩm lí làm cho sức cản khí động hiệu lọc bị thay đổi rõ rệt iv) Thiết bị lắng bụi tĩnh điện: Thiết bị có cấu tạo gồm dây kim loại nhẵn, có tiết diện nhỏ, căng theo trục ống kim loại nhờ có đối trọng Dây kim loại nạp dòng điện chiều có điện cao khoảng 50-100 = kV, gọi cực âm hay cực ion hóa thiết bị Cực dương ống kim loại bao quanh cực âm nối đất hay gọi cực lắng Khi cấp điện cao vào cực âm tạo điện trường mạnh bên ống cực dương dòng khí mang bụi qua phân tử khí bị ion hóa truyền điện tích âm cho hạt bụi tác dụng va chạm khếch tán ion Các hạt bụi bị nhiểm điện âm di chuyển cực dương (cực lắng) đọng lại bề mặt bên ống hình trụ, điện tích rơi xuống phễu thu bụi Ngoài có thiết bị lọc bụi tĩnh điện kiểu tấm, loại thiết bị mà cực dương dạng bảng đặt song song hai bên cực âm Ưu điểm: - Có thể thu bụi với hiệu suất cao 99,5 % Lưu lượng khí thải lớn - Có thể thu bụi có kích thước siêu nhỏ, 1µm, nồng độ bụi lớn 50 g/m3 - Có thể làm việc môi trường có nhiệt độ cao lên đến 5000c - Làm việc phạm vi áp suất cao áp suất chân không - Có khả tách bụi có độ ẩm cao, dạng lỏng rắn Nhược điểm: - Vì nhạy cảm nên khó khăn việc lọc bụi có nồng độ thay đổi lớn - Chi phí chế tạo cao, vận hành, bảo dưỡng cao phức tạp thiết bị khác; dễ bị ăn mòn, hư hỏng điều kiện khí thải có chứa axit hay chất ăn mòn; Không thể lọc bụi mà khí thải có chứa chất dể cháy nổ.có điện trở suất cao - Tốn nhiều không gian để đặt thiết bị Viện Khoa Học Và Công Nghệ Môi Trường - ĐHBKHN –Tel (+844)38681686 – Fax: (+844)38693551 Trang Thiết kế hệ thống xử lý khí thải nhà máy nhiệt điện đốt than, công suất phát thải 10000 Nm3/h Nguyễn Ngọc Nhất – Lớp CNMT K52QN - Vì môi trường làm việc có điện nhiệt độ cao nên phát sinh chất gây ô nhiểm môi trường NOx hay O3 Phƣơng pháp ƣớt: Phương pháp tách bụi ướt dựa nguyên tắc cho dòng khí mang bụi tiếp xúc trực tiếp với chất lỏng mà thông thường nước Bụi bị chất lỏng giữ lại tách khỏi dòng khí dạng bùn Trong trình xử lý bụi phương pháp ướt kết hợp xử lý số chất ô nhiểm dạng khí SO2, NOx, kết hợp để giảm nhiệt độ khí thải trước thải môi trường Các thiết bị tách bụi ướt thường bố trí vòi phun nước vị trí thích hợp tuỳ loại thiết bị Một số thiết bị sử dụng để tách bụi theo phương pháp ướt là: Cyclon ướt, ventury ướt, thiết bị lọc bụi có đĩa chứa nước sủi bọt, thiết bị lọc bụi có lớp đệm vật liệu rỗng tưới nước, buồng phun-thùng rửa khí rỗng, thiết bị lọc bụi kiểu ướt có tác động va đập quán tính  Ưu nhược điểm phương pháp tách bụi ướt: Ưu điểm: - Chi phí đầu tư ban đầu thấp - Có thể xử lý đồng thời bụi khí ô nhiểm - Có khả lọc hạt bụi có kích thước nhỏ, hiệu suất lọc bụi cao phương pháp khô - Không có tượng bụi quay lại - Có khả làm việc với khí thải có nhiệt độ cao Nhược điểm: - Chi phí vận hành cao, tiêu tốn nhiều lượng - Thiết bị dể bị ăn mòn, phát sinh nhiều bùn thải II.1.2 Các phƣơng pháp xử lý khí SO2 [7] Xử lý SO2 phƣơng pháp hấp thụ: a Hấp thụ SO2 đá vôi, vôi nung CaO sữa vôi (Ca(OH)2) Xử lý SO2 vôi phương pháp áp dụng rộng rãi công nghiệp hiệu xử lý cao, nguyên liệu rẻ tiền có sẵn nơi Trong tháp hấp thụ, dòng khí thải mang khí SO2 từ lên qua phận phân phối khí, dòng dung dịch hấp thụ từ xuống qua hệ thống giàn phun Khi SO2 tiếp xúc với dung dịch hấp thụ xảy trình hấp thụ SO2 tạo thành thạch cao, dòng khí qua khử ẩm ngoài, dung dịch sau hấp thụ trộn với dung dịch hấp thụ tiếp tục sử dụng đến nồng độ thạch cao dung dịch 60 % [16] tháo nhờ hệ thống tách thạch cao Viện Khoa Học Và Công Nghệ Môi Trường - ĐHBKHN –Tel (+844)38681686 – Fax: (+844)38693551 Trang Thiết kế hệ thống xử lý khí thải nhà máy nhiệt điện đốt than, công suất phát thải 10000 Nm3/h Nguyễn Ngọc Nhất – Lớp CNMT K52QN Các phản ứng hóa học xảy trình xử lý sau: CaCO3 + SO2CaCO3 + CO2 CaO + SO2 CaSO3 2CaSO3 + O2 2CaSO4 Hiệu hấp thụ SO2 sữa vôi đạt 98% Sức cản khí động hệ thống không vượt 20 mm H2O.[7] Nguyên liệu vôi sử dụng cách hoàn toàn, cụ thể cặn bùn từ hệ thống xử lý thải sử dụng làm chất kết dính xây dựng sau chuyển sunfit thành sunfat lò nung Ưu điểm: - Công nghệ đơn giản, chi phí đầu tư ban đầu không lớn, chế tạo thiết bị vật liệu thông thường, không cần đến vật liệu chống axit không chiếm nhiều diện tích xây dựng - Hiệu xử lý cao, tiêu tốn chất hấp thụ điện tiêu thụ thấp - Độ tin cậy giá trị lợi ích cao, sản phẩm phụ có độ ổn định cao b Hấp thụ SO2 MgO ZnO: Về khả sử dụng sữa MgO (ZnO) để khử SO2 khói thải biết từ lâu, nghiên cứu ứng dụng công nhgiệp thực gần chủ yếu nhà khoa học công nghệ Liên Xô cũ SO2 hấp thụ oxit –hydroxit magiê, tạo thành tinh thể ngậm nước sunfit magiê Trong thiết bị hấp thụ xảy phản ứng sau: MgO + SO2 = MgSO3 MgO + H2O = Mg(OH)2 MgSO3 + H2O + SO2 = Mg(HSO3)2 Mg(OH)2 + Mg( HSO3)2 = 2MgSO3 + 2H2O Độ hòa tan sunfit magiê nước bị giới hạn, nên lượng dư dạng MgSO3.6H2O MgSO3.3H2O rơi xuống thành cặn lắng Tỉ lệ rắn: lỏng huyền phù 1:10 Độ pH đầu vào 6,8 – 7,5; đầu 5,5 – 6,0 Sunfat magiê hình thành oxit hóa sunfit magiê: MgSO3 + O2 MgSO4 SO2 thoát 7-15% làm nguội, tách bụi sương mù axit sunfuric dùng để sản xuất axit sunfuric Ưu điểm: - Có thể làm khí nóng mà không cần làm lạnh sơ - Thu axit sunfuric, hiệu làm cao Nhược điểm: Viện Khoa Học Và Công Nghệ Môi Trường - ĐHBKHN –Tel (+844)38681686 – Fax: (+844)38693551 Trang 10 Thiết kế hệ thống xử lý khí thải nhà máy nhiệt điện đốt than, công suất phát thải 10000 Nm3/h Nguyễn Ngọc Nhất – Lớp CNMT K52QN Chiều dày tối thiểu thân hình trụ làm việc chịu áp suất P xác định theo công thức: S Dt * P  C [10] * [ k ] *  h  P Trong đó: - P: áp suất làm việc bên tháp, (N/m2) Ở môi trường làm việc bên tháp hỗn hợp khí lỏng, nên áp suất làm việc bên tháp tổng số áp suất pha khí áp suất thuỷ tĩnh cột chất lỏng Tuy nhiên, lưu lượng dòng lỏng tháp nhỏ so với dòng khí, nên áp suất thuỷ tĩnh cột chất lỏng nhỏ ta chọn 10% so với áp suất môi trường khí Khi áp suất làm việ tháp bằng: P = 1,1*pmt = 1,1 (atm) = 111430 (N/m2) Dt : đường kính tháp, Dt = 1,3 m k] : ứng suất cho phép vật liệu theo giới hạn bền chảy, k] = 146,7* 10 (N/m ) - Hệ số bền mối hàn: φh = 0,95 - C : hệ số bổ sung, C = C1 + C2 + C3 , m [10] + C1 : hệ số bổ sung ăn mòn Đối với thép X18H10T có độ bền 0,05 – 0,1 mm/năm Chọn độ bền vật liệu thời gian 20 năm, C1 = 2mm + C2 : hệ số bổ sung bào mòn hạt rắn, chọn C2 = [10] + C3 : hệ số bổ sung dung sai chiều dày, chọn C3 = 0,8 mm [10] → C = + + 0,8 = 2,8 (mm ) Trong trường hợp 146, *106 [ k ] *0,95  1375,8 > 50 nên ta bỏ *h  101300 P qua đại lượng P mẫu số công thức trên, chiều dày thân tháp tính bằng: S Dt * P C = * [ k ] *  h 3,32*10-3 (m) = 3,32 (mm) Vì chiều dày thân tháp cho phép từ đến 25 mm, chiều cao tháp lớn ( 10 m), để đảm bảo thành thiết bị chịu tải trọng thân thời gian làm việc, ta chọn bề dày thân tháp S = mm  Kiểm tra ứng suất thành theo áp suất thử: Ứng suất thân thiết bị theo áp suất thử tính toán theo công thức sau: [10] ζ= [ Dt  ( S  C )]* P0 2*( S  C ) * h Với P0 áp suất thử, P0 tính toán sau: Viện Khoa Học Và Công Nghệ Môi Trường - ĐHBKHN –Tel (+844)38681686 – Fax: (+844)38693551 Trang 66 Thiết kế hệ thống xử lý khí thải nhà máy nhiệt điện đốt than, công suất phát thải 10000 Nm3/h Nguyễn Ngọc Nhất – Lớp CNMT K52QN (N/m2) P0 = Pth + Ptt Trong đó: - Pth : áp suất thử thủy lực, Pth = 1,5*P = 1,5 111430 = 167145 (N/m2) - Ptt : áp suất thủy tĩnh, Ptt = 0,1*pmt = 0,1*111430 = 11143 (N/m2)  P0 = 167145 + 11143 =178288 (N/m2)  Như ứng suất thành là: ζ= [1,3  (8*103  2,8*10 3 )]*178288 = 23551340 (N/m2) 3 3 2*(8*10  2,8*10 ) *0,95 c 220 * 10   183 ,33 * 10 (N/m2) = 23,55*10 < 1,2 1,2 Vậy : ζ < c 12 => thỏa mãn yêu cầu  Tính khối lƣợng thân tháp: Khối lượng thép tạo thân tháp xác định theo công thức: Dn2  Dt * H * ρthép Mthép = Vthép * ρthép = π* Với Dn: đường kính thân tháp, Dn = Dt + 2*S, (m) Dt: đường kính tháp, Dt = 1,3 (m); S bề dày thân tháp, S = 8mm H: chiều cao thân tháp + chiều cao phần nắp tháp, H = 13,5 m ρthép: khối lượng riêng thép, ρthép = 7900 (kg/m3) → Mthép = 3,14* = 3504,2 (kg) c) Tính bề dày khối lƣợng bể ôxi hoá:  Áp suất tác dụng lên bể ôxi hoá: P = Ptháp + Ptt + Plv Trong đó: - Ptháp : áp suất trọng lực thân tháp hấp thụ tác dụng dọc trục lên bể ôxi hoá Được xác định theo công thức: Ptháp = Với : Mthép: khối lượng thép tạo thân tháp, Mthép = 3504,2 (kg); g gia tốc trọng trường, g = 9,81 (m/s2); F tiết diện ngang thân tháp, phần tiếp xúc với bể ôxi hoá, F = 1,33 (m2) Nên Ptháp = (N/m2) - Ptt : áp suất thuỷ tĩnh tác dụng lên thân bể ôxi hoá xác định theo công thức: Ptt = g*ρ*H Với ρ khối lượng riêng dung dịch, ρ = 1163 (kg/m3); H chiều cao cột chất lỏng, H = m Như vậy, áp suất thuỷ tĩnh tác dụng lên thân bể ôxi hoá là: Ptt = 9,81*1163*3 = 34227 (N/m2) Viện Khoa Học Và Công Nghệ Môi Trường - ĐHBKHN –Tel (+844)38681686 – Fax: (+844)38693551 Trang 67 Thiết kế hệ thống xử lý khí thải nhà máy nhiệt điện đốt than, công suất phát thải 10000 Nm3/h Nguyễn Ngọc Nhất – Lớp CNMT K52QN - Plv: áp suất làm việc bên bể, ta giả sử Plv = 0,4*106 (N/m2) Khi tổng áp suất tác dụng lên thân bể ôxi hoá là: P = 25847 + 34227 + 0,4*106 = 460074 (N/m2)  Tính chiều dày thân bể ôxi hoá: Chiều dày tối thiểu bể oxi hoá xác định theo công thức: S Dt * P  C [10] * [ k ] *  h  P Trong đó: - P: áp suất tác dụng lên thân bể, P = 460074 (N/m2) Dt : đường kính bể, Dt = 2,5 m k] : ứng suất cho phép vật liệu theo giới hạn bền chảy, k] = 146,7* 106 (N/m ) - Hệ số bền mối hàn: φh = 0,95 - C : hệ số bổ sung, C = C1 + C2 + C3 , m [10] + C1 : hệ số bổ sung ăn mòn Đối với thép X18H10T có độ bền 0,05 – 0,1 mm/năm Chọn độ bền vật liệu thời gian 20 năm, C1 = 2mm + C2 : hệ số bổ sung bào mòn hạt rắn, chọn C2 = [10] + C3 : hệ số bổ sung dung sai chiều dày, chọn C3 = 0,8 mm [10] → C = + + 0,8 = 2,8 (mm ) Trong trường hợp 146, *106 [ k ] *0,95  1375,8 > 50 nên ta bỏ *h  101300 P qua đại lượng P mẫu số công thức trên, chiều dày thân tháp tính bằng: S Dt * P C = * [ k ] *  h 6,93*10-3 (m) = (mm) Vì chiều dày thân tháp hấp thụ mm, nên để đảm bảo kết cấu ổn định ta nên chọn bề dày bể ôxi hoá tối thiểu phải bề dày thân tháp; mặc khác đường kính bể ỗi hoá (2,5 m) lớn đường kính thân tháp (1,3 m) Chọn cách bố trí tháp hấp thụ đặt phía bể ôxi hoá theo trục thân hình trụ Nhằm tránh tình trạng tháp hấp thụ gây sập nắp bể ôxi hoá ta nên đặt tháp độ cao 0,5 m so với nắp bể ôxi hoá, thân tháp bể ôxi hoá nối với thép loại vật liệu Ta chọn bề dày thân bể ôxi hoá thép nối S =12 mm  Kiểm tra ứng suất thành theo áp suất thử: Ứng suất thân thiết bị theo áp suất thử tính toán theo công thức sau: [10] Viện Khoa Học Và Công Nghệ Môi Trường - ĐHBKHN –Tel (+844)38681686 – Fax: (+844)38693551 Trang 68 Thiết kế hệ thống xử lý khí thải nhà máy nhiệt điện đốt than, công suất phát thải 10000 Nm3/h Nguyễn Ngọc Nhất – Lớp CNMT K52QN ζ= [ Dt  ( S  C )]* P0 2*( S  C ) * h Với P0 áp suất thử, P0 tính toán sau: P0 = Pth + Ptt Trong đó: N/m2 - Pth : áp suất thử thủy lực, Pth = 1,5*P = 1,5 460074 (N/m2) = 690111 (N/m2) - Ptt : áp suất thủy tĩnh, Ptt = 34227 (N/m2) P0 = 690111 + 34227 =724338 (N/m2)  Như ứng suất thành là: ζ= [2,5  (12*10 3  2,8*10 3 )]*724336 = 103,976*106 ( N/m2) 3 3 2*(12*10  2,8*10 ) *0,95 Ta có ζ = 103,976*106 ( N/m2) Vậy ζ < c 12 < c 1,2  220 * 10  183 ,33 * 10 ( N/m2) 1,2 => thỏa mãn yêu cầu  Tính khối lượng thép tạo bể oxi hoá: Dn2  Dt * H * ρthép Khi khối lượng thân tháp là: Mtháp = Vthép * ρthép = π* Với Dn: đường kính bể ôxi hoá, Dn = Dt + 2*S, (m) Dt: đường kính bể, Dt = 2,5 (m); S bề dày thân bể, S = 8mm H: chiều cao bể + ½ chiều cao phần thép nối, H = 3,25 m ρthép: khối lượng riêng thép, ρthép = 7900 (kg/m3) → Mthép = 3,14* = 2430 (kg) d) Tính đáy bể ôxi hoá: Đáy bể ôxi hoá nối với thân bể phương pháp hàn tay hồ quang điện, chọn hình dạng đáy bể đáy phẳng tròn có gân tăng cứng thuộc loại III  Áp suất tác động lên bể ôxi hoá: Khối lượng lưu lượng lỏng bể ôxi hoá: Mdd = Vdd*ρdd = 14,4 (m3)*1163 (kg/m3) = 16747,2 (kg) Nên tổng khối lượng đè lên đáy bể ôxi hoá là: M = 3504,2 +2430 + 16747,2 = 22681,4 (kg) Áp lực trọng lực gây là: , đó: M: tổng khối lượng đè lên đáy bể, M = 22681,4 (kg) Viện Khoa Học Và Công Nghệ Môi Trường - ĐHBKHN –Tel (+844)38681686 – Fax: (+844)38693551 Trang 69 Thiết kế hệ thống xử lý khí thải nhà máy nhiệt điện đốt than, công suất phát thải 10000 Nm3/h Nguyễn Ngọc Nhất – Lớp CNMT K52QN F: tiết diện ngang đáy, F = π*Dn2/4, với Dn đường kính bể ôxi hoá, Dn =2,5+2*0,012 = 2,524 (m) Nên F = (m2) (N/m2) →P= Tổng áp lực tác động lên đáy bể ôxi hoá bao gồm phần áp suất làm việc bên tháp hấp thụ bể ôxi hoá: Ptổng = Pmt + Plv (bể) + Ptt + Ptrọng lực, đó: - Pmt : áp suất làm việc tháp hấp thụ, Pmt = 111430 (N/m2) - Plv (bể) : áp suất làm việc bể ôxi hoá, Plv (bể) = 400000 (N/m2) - Ptt: áp suất thuỷ tỉnh cột chất lỏng bể, Ptt = 34227 (N/m2) - Ptrọng lực : áp suất toàn khối lượng thiết bị gây ra, Ptrọng lực = 44501 (N/m2) → Ptổng = 590158 (N/m2)  Tính bề dày đáy bể: Kiểm tra điều kiện: Một là: ( ) ( ) Hai là: Cả hai điều kiện thoả mãn nên bề dày tối thiểu đáy xác định theo công thức: √ ( ) Trong đó: S1: bề dày đáy; S: bề dày thân bể; d: đường kính lỗ đục đáy, d = không đục lổ đáy; P: áp suất tác động lên đáy bể, P = 590158 (N/m2); ứng suất cho phép, = 146,7*10 (N/m ); k hệ số, đáy loại III k = 0,5; Dt đường kính bể ôxi hoá, Dt = 2,5 m; C hệ số bổ sung, giả sử đáy không bị mài mòn, C1 = 0, đáy làm thép không gỉ nên C2 = 0, C3 hệ số bổ sung dung sai, thường C3 = mm, chọn C3 = mm nên C = mm Thay giá trị có vào biểu thức ta được: S1 = √ ( ) Ta chọn chiều dày đáy bể lớn so với giá trị tính toán, chon S1 = 100 mm  Khối lượng đáy bể: Mđáy = F*S1*ρ = 5*0,1*7900 = 3950 (kg) Viện Khoa Học Và Công Nghệ Môi Trường - ĐHBKHN –Tel (+844)38681686 – Fax: (+844)38693551 Trang 70 Thiết kế hệ thống xử lý khí thải nhà máy nhiệt điện đốt than, công suất phát thải 10000 Nm3/h Nguyễn Ngọc Nhất – Lớp CNMT K52QN Tổng khối lượng thép không gỉ để chế tạo hệ thống hấp thụ SO2 là: M = 3504,2 (kg) + 2430 (kg) + 3950 (kg) = 9884,2 (kg) Ống khói Ống khói bao gồm ống dẫn khí thải đường kính 0,65 m, chiều dài ống dẫn khí ống khói 71 m bề dày thành ống mm Bên ống dẫn khí có xây ống trụ bê tông cốt thép, bề dày 200 mm, cao 71 m Đường kính chân ống khói m, đường kính miệng ống khói m Thể tích bê tông cốt thép: để xác định thể tích bê tông cốt thép ta chọn đường kính trung bình ống khói để tính toán: Dtb = 0,5(8+2) = m Với bề dày lớp bê tông 0,4 m chân ống khói, lên cao bề dày giảm đến miệng ống khói có bề dày 0,2 m Để đơn giản ta chọn bề dày trung bình thân ống khói từ chân lên miệng 0,3 m xem đường kính trung bình thân ống khói đường kính Ta tính thể tích bê tông cốt thép cần thiết là: V = 172 m3 Viện Khoa Học Và Công Nghệ Môi Trường - ĐHBKHN –Tel (+844)38681686 – Fax: (+844)38693551 Trang 71 Thiết kế hệ thống xử lý khí thải nhà máy nhiệt điện đốt than, công suất phát thải 10000 Nm3/h Nguyễn Ngọc Nhất – Lớp CNMT K52QN CHƢƠNG IV TÍNH KINH TẾ VÀ XÂY DỰNG HỆ THỐNG IV.1Tínhtoánchiphíđầutƣ Cácthiếtbịtrong hệthốngxửlýkhóithảiđượclàm bằngthéphợpkim X18H10Tcó khốilượngriênglà7900 (kg/m3).Chân đỡ thiết bị làm thép cacbon CT3, khối lượng riêng 7850 (kg/m3).Các bể chứa dung dịch sữa vôi, bể lắng bùn, võ ống khói làm bê tông cốt thép Đơngiáchomỗikgthéphợp kim:34500 VNĐ/kg, thép cacbon CT3: 16500 VNĐ/kg, bêtôngcốtthéplà2.250.000VNĐ/m3 IV.1.1 Các thiết bị chính: Thiết bị trao đổi nhiệt với nƣớc Bảng IV.1 : Giá thành vật liệu thiết kế thiết bị trao đổi nhiệt [15] Chi tiết Thông số Vật liệu chế tạo Ống trao - Đường đổi nhiệt - 0,034 m X18H10T, dày Chiều dài: 296m mm - Kích Vỏ bọc kính: Thép hợp kim: 500 kg thước: Thép hợp 933 kg 3*1,2*0,9 m Lớp cách nhiệt Chân đỡ Số lượng Giá thành Thành tiền (đồng/kg) 34.500 VNĐ 34.500 Thép CT3 khối 471 kg vuông 100x100mm 32.188.500 VNĐ kim: X18H10T dày 8mm Kích thước: Bông thủy tinh, 14,76 m2 18000 đ/kg 3*1,2*0,9 m dày 100mm - Chiều cao: 1m, Số chân: 17.250.000 16.500 265.680 VNĐ 7.771.500 VNĐ Tổng chi phí vật liệu cho trao đổi nhiệt với nước: C1 = 17250000+ 32188500 + 265680 + 7771500 = 57.475.680 (VNĐ) Bộ lắng bụi tĩnh điện: (ESP) Bảng IV.2: Giá vật liệu thiết kế ESP Chi tiết Thông số Vật liệu chế Khối Đơn Giá Thành tiền tạo lượng (kg) (VNĐ/kg) Thân thiết bị:- Chiều dài: 7,3 m Chiều rộng: 2,2 m Thép hợp 4245 kim: Chiều cao: 3,5m X18H10T dày 8mm - 34500 146.452.50 VNĐ Viện Khoa Học Và Công Nghệ Môi Trường - ĐHBKHN –Tel (+844)38681686 – Fax: (+844)38693551 Trang 72 Thiết kế hệ thống xử lý khí thải nhà máy nhiệt điện đốt than, công suất phát thải 10000 Nm3/h Nguyễn Ngọc Nhất – Lớp CNMT K52QN Điện cực - Diện tích: 457,38 Thép hợp kim 7227 lắng m2 X18H10T, dày 4mm Điện cực - R= 0,015 m Thép hợp kim 55,3 ion hoá L = 990 m X18H10T - Khung Treo điện cực Thép CT3 treo lắng điện cực ion 34500 249.331.50 VNĐ 34500 1.907.850 VNĐ 416 16500 6.864.000 VNĐ Bông thủy Diện tích: 18000 tinh, 100mm 63 m2 đ/m2 1.134.000 VNĐ Phểu thu Cao 1,2 m bụi Thép hợp kim 466 X18H10T 34500 16.077.000 VNĐ Chân đỡ đứng 5,5m Thép 16500 115.533.00 dọc 7,3 m ngang2,2m khối vuông 100x100mm dầm rung hoá Lớp bảo Chiều dài: 7,3 m ôn Chiều rộng: 2,2 m Chiều cao: 3,5m CT3 7002 Tổng chi phí vật liệu cho lắng bụi tĩnh điện: C2 = 146.452.500 + 249.331.500 + +1.134.000+16077000 + 115.533.000 = 537.299.850 VNĐ VNĐ 1.907.850 +6.864.000 Tháp khử xúc tác chọn lọc: Chi phí đầu tư bao gồm chi phí xúc tác chi phí vỏ thiết bị: Bảng IV.3 : Giá vật liệu xây dựng thiết bị SCR Chi tiết Thông số Vật liệu chế Số tạo lƣợng (kg) Đơn giá Thành tiền (đồng/k g) Xúc tác Thể tích : 22,5m3 Xúc tác V2O5 /TiO2 3300 USD/m3 1.485.000.000 VNĐ Thân tháp Tiết diện ngang: Thép hợp 5061 2,24x2,24m kim: Chiều cao: 9,62m X18H10T 34500 174.604.500 VNĐ 16500 100419000 dày 8mm Chân đỡ Chiều cao: 9,6 m Thép CT3 6086 Viện Khoa Học Và Công Nghệ Môi Trường - ĐHBKHN –Tel (+844)38681686 – Fax: (+844)38693551 Trang 73 Thiết kế hệ thống xử lý khí thải nhà máy nhiệt điện đốt than, công suất phát thải 10000 Nm3/h Nguyễn Ngọc Nhất – Lớp CNMT K52QN Gồm chân VNĐ 100x100mm Chi phí vật liệu chế tạo tháp khử NOx: C3 = 1.760.023.500 VNĐ Thiết bị trao đổi nhiệt ống chùm Bảng IV.4 : Giá vật liệu xây dựng thiết bị ống chùm: Chi tiết Thông số Vật liệu Thân Đường Thép Số lượng Đơn giá hợp 2935 (kg) 34500 kính 1,46 kim m, Chiều X18H10T Thành tiền 101.257.500 VNĐ/kg VNĐ 34500 VNĐ/kg 168.429.000 VNĐ Lớp bảo Diện tích Bông sợi 44,46 m2 ôn cần bảo thuỷ tinh ôn 44,46 m2 18000 VNĐ/m2 800.000 VNĐ Chân đỡ 16500 VNĐ/kg 68.376.000 VNĐ cao 9,4 m Ống trao Kích đổi nhiệt thước: d2/d1 =53/50 Tổng Thép kim hợp 4882 kg X18H10T chiều dài 2547,4 m Thép CT3, 4144 kg đứng 10 trụ vuông m 100*100 mm ngang 1,6m Tổng chi phí vật liệu cho trao đổi nhiệt ống chùm: C4 = 338.862.500 VNĐ Tháp hấp thụ SO2 Bảng IV.5 : Giá vật liệu xây dựng tháp hấp thụ SO2: Chi tiết Thông số Vật liệu chế Số tạo lƣợng Đơn giá Thành tiền (VNĐ/kg) Viện Khoa Học Và Công Nghệ Môi Trường - ĐHBKHN –Tel (+844)38681686 – Fax: (+844)38693551 Trang 74 Thiết kế hệ thống xử lý khí thải nhà máy nhiệt điện đốt than, công suất phát thải 10000 Nm3/h Nguyễn Ngọc Nhất – Lớp CNMT K52QN (kg) Thân - Đường - trong: 1,3 m hợp kim: Chiều cao: 14 m X18H10T tháp kính Thép 3504 34500 120.888.000 VNĐ dày 8mm Bể hoá oxi - Đường kính: 2,5 Thép m hợp Cao 3,5 m 2430 kim: 34500 83.835.000 VNĐ 34500 136.275.000 X18H10T dày 12mm Đáy bể - Diện tích: m Bề dày thép: 3950 oxi hoá 100 mm VNĐ Chân đỡ đứng 18m Thép CT3, 6672,5 16500 ngang 100*100 mm 110.096.250 VNĐ 1,6m Tổng chi phí vật liệu cho tháp hấp thụ SO2: C5 = 451.094.000 VNĐ Ống khói Bảng IV.6 : Giá vật liệu xây dựng ống khói: (chỉ tính phần bê tông cốt thép) Chi tiết Thông số Vỏ - - Vật liệu chế tạo Lượng Đơn giá Thành tiền vật liệu (đồng/kg) (kg) Đường kính trung Bêtông – cốt 172 m3 bình bên ngoài: thép dày 0,3 m m 2250000 đồng/m3 387.000.000 VNĐ Chiều cao: 74 m Tổng chi phí vật liệu cho xây dựng ống khói: C6 = 387.000.000 VNĐ Hệ thống đƣờng ống: Hệ thống đường ống làm thép hợp kim X18H10T, bề dày mm Tổng khối lượng thép cần thiết (bao gồm ống khói) là:7110 (kg) Chi phí vật liệu cho đường ống: C7 = 245.295.000 VNĐ Như tổng chi phí vật liệu cần thiết cho thiết bị là: C = C1 + C2 + C3 + C4 + C5 +C6 + C7 = 57.475.680 + 537.533.000 + 1.760.023.500 + 338.862.500 + 451.094.000 + 387.000.000 + 245.295.000 = 3.777.283.680 VNĐ Viện Khoa Học Và Công Nghệ Môi Trường - ĐHBKHN –Tel (+844)38681686 – Fax: (+844)38693551 Trang 75 Thiết kế hệ thống xử lý khí thải nhà máy nhiệt điện đốt than, công suất phát thải 10000 Nm3/h Nguyễn Ngọc Nhất – Lớp CNMT K52QN Chi phí thiết bị tính dựa lượng vật liệu, giá thành vật liệu chi phí chế tạo Thông thường chi phí chế tạo thiết bị chiếm khoảng 20 – 50 % chi phí vật liệu Chọn chi phí chế tạo thiết bị chiếm khoảng 40% chi phí vật liệu Trong thiết bị hệ thống, chi phí cho xúc tác tháp khử xúc tác chọn lọc mức chi phí bao gồm chi phí chế tạo Nên tổng chi phí cho thiết bị là: PV1 = 1,4*(C – Cxúc tác) + Cxúc tác = 1,4*(3.777.283.680 - 1.485.000.000) + 1.485.000.000 = 4.694.197.152 (VNĐ) IV.I.2 Các thiết bị phụ: Bảng IV.7 Chi phí cho thiết bị phụ Thiết Thông số Vật liệu/ Số Đơn giá Thành tiền loại thiết bị lượng bị Quạt khói Công suất 21,5 kW 15.000.000 VNĐ 15.000.000 VNĐ Silo tro Cao thân: 2,5 Thép m; cao hình X18H10T, 958 (kg) 34500 VNĐ/kg 33.051.000 VNĐ Công suất: 1,23 kW 2.800.000 VNĐ 2.800.000 VNĐ Ống dẫn tro Chiều dài: Thép 24 m; X18H10T, đường kính Dày mm ống: 385 (kg) 34500 VNĐ/kg 13.282.500 VNĐ Bơm dung dịch Năng suất: 111 lít/h 1.100.000 VNĐ 1.100.000 VNĐ Đường kính Thép 1,6 m Cao X18H10T, 958 (kg) 34500 VNĐ/kg 33.051.000 VNĐ chóp: 1m; Dày mm đường kính thân: 1,6 m Máy thổi khí vận chuyể n tro NH3 Bể chứa Viện Khoa Học Và Công Nghệ Môi Trường - ĐHBKHN –Tel (+844)38681686 – Fax: (+844)38693551 Trang 76 Thiết kế hệ thống xử lý khí thải nhà máy nhiệt điện đốt than, công suất phát thải 10000 Nm3/h Nguyễn Ngọc Nhất – Lớp CNMT K52QN dung dày mm m dịch NH3 Bơm Công suất: dung dịch sữa kW 14.000.000 28.000.000 VNĐ VNĐ 1.000.000 1.000.000 (m /h) VNĐ VNĐ Kích thước: Bê tông cốt 2,4 2*1,4*2 thép, dày (m3) 2.250.000 VNĐ 5.400.000 VNĐ 2.250.000 VNĐ 9.000.000 VNĐ vôi Máy nén khí cấp Năng suất: 13 oxi Bể hoà trộn Bể lắng 0,15 m 2*1,4*4 bùn Bê tông cốt (m3) thép, dày 0,15 m Máy Năng suất: 50 ép bùn (lít dd/h) Nồng độ bùn 60 % 20.000.000 VNĐ 20.000.000 VNĐ Máy khuấy 8.000.000 VNĐ 24.000.000 VNĐ trộn Tổng chi phí cho thiết bị phụ trợ: PV2 = 185.583.000 VNĐ Như tổng đầu tư xây dựng hệ thống là: PVxd = 4.694.197.152 + 185.583.000 = 4.879.781.000 (VNĐ) Xây dựng hệ thống với ước tính có khả làm việc 10 năm, nên tổng lưu lượng khí cần xử lý 10 năm: 876 triệu m3 khí thải Chi phí xây dựng tính cho m3 khí thải là: 5,57 (VNĐ/1 Nm3) Nếu tính cho chi phí xây dựng là: 55.705 (VNĐ/h) Viện Khoa Học Và Công Nghệ Môi Trường - ĐHBKHN –Tel (+844)38681686 – Fax: (+844)38693551 Trang 77 Thiết kế hệ thống xử lý khí thải nhà máy nhiệt điện đốt than, công suất phát thải 10000 Nm3/h Nguyễn Ngọc Nhất – Lớp CNMT K52QN IV.2 Tính chi phí vận hành: IV.2.1 Chi phí hoá chất: Bảng IV.8 Chi phí hoá chất để vận hành thiết bị Stt Thiết bị Hoá chất Lượng Tháp khử NOx Dungdịch Urê 32% 111 (lít/h) Đá vôi 42,2 (kg/h) Tháp hấp thụ SO2 Nước 108 (m3/h) Giá thành 16421,5 (VNĐ/lít) 1100 Thành tiền 1.822.787 VNĐ 46.420 (VNĐ/kg) VNĐ 4000 (VNĐ/m3) 432.000 VNĐ Trong bảng dung dịch Urê 32% sản suất Úc Chọn giá sau nhập Việt Nam 0,5 (£/litre), tương đương 16421,5 (VNĐ/lít) (Nguồn www.buyadblue.co.uk) Tổng chi phí hoá chất cho hệ thống: PVhc = 2.301.207 (VNĐ) IV.2.2 Chi phí điện năng: Bảng IV.9 Chi phí điện để vận hành hệ thống với giá trung bình 1200 đồng/kWh S Thiết bị Điện tiêu thụ (kWh) Thành tiền (VNĐ) Bộ lắng bụi tĩnh điện 10.800 Quạt khói 21,5 25.800 Máy thổi khí vận chuyển tro 1,23 1.476 Bơm tuần hoàn 14 16.800 Một số thiết bị khác 10 12.000 tt Tổng chi phí điện cho hệ thống: PVđiện = 66.876 (VNĐ/h) Tổng chi phí vận hành hệ thống: Viện Khoa Học Và Công Nghệ Môi Trường - ĐHBKHN –Tel (+844)38681686 – Fax: (+844)38693551 Trang 78 Thiết kế hệ thống xử lý khí thải nhà máy nhiệt điện đốt than, công suất phát thải 10000 Nm3/h Nguyễn Ngọc Nhất – Lớp CNMT K52QN PVvh = PVhc + PVđiện = 2301207 + 66876 = 2368083 (VNĐ/h) Viện Khoa Học Và Công Nghệ Môi Trường - ĐHBKHN –Tel (+844)38681686 – Fax: (+844)38693551 Trang 79 Thiết kế hệ thống xử lý khí thải nhà máy nhiệt điện đốt than, công suất phát thải 10000 Nm3/h Nguyễn Ngọc Nhất – Lớp CNMT K52QN KẾT LUẬN Viện Khoa Học Và Công Nghệ Môi Trường - ĐHBKHN –Tel (+844)38681686 – Fax: (+844)38693551 Trang 80 ... ống dẫn, thiết bị từ trình nhà máy; bụi than trước trình đốt thường xu t cảng than, cảng lật toa, kho chứa than, trình vận chuyển than kho vận chuyển sản xu t…  Nước thải: nhu cầu sử dụng nước... trụ, dòng khí vào chuyển động theo đường xoắn ốc từ xu ng Nhờ vào lực ly tâm mà hạt bụi có xu hướng tiến phía thành ống va chạm vào đó, động rơi xu ng phễu hứng bụi Khi dòng khí chạm vào đáy phễu... đốt than ưu tiên lựa chọn phát triển nguồn nguyên liệu ổn định, chi phí xây dựng thấp thời gian thi công nhanh so với thủy điện Nguồn nguyên liệu sản xu t nhiệt điện than, dầu khí tự nhiên Theo