Đang tải... (xem toàn văn)
Mở đầu.1I .Giới thiệu chung.2I.1. Lò hơi. 2I.2. Tổng quan về dầu FO.3I.21.Các chỉ tiêu xác định chất lượng của dầu FO.3I.22. Đặc điểm khí thải lò hơi đốt bằng dầu FO.5I.3.Tổng quan về khí thải.6II. Các biện pháp giảm thiểu, và sử lý khí thải lò hơi.7II.1. Các biện pháp ngăn ngừa và giảm thiểu khí thải lò hơi.7II.2 Các phương pháp xử lý khí thải lò hơi.8II.2.1 Các phương pháp xử lý bụi.8II.2.1.1 Phương pháp khô.9II.2.1.2 Phương pháp ướt12II.2.2 Phương pháp xử lý hơi khí độc13II.2.2.1 Phương pháp hấp thụ13II.2.2.2 Phương pháp hấp phụ.17II.2.2.3.Phương pháp đốt19II.2.2.4.Một số phương pháp hấp thụ S02 20
MỤC LỤC Trang Mở đầu I Giới thiệu chung I.1 Lò I.2 Tổng quan dầu FO I.21.Các tiêu xác định chất lượng dầu FO I.22 Đặc điểm khí thải lò đốt dầu FO I.3.Tổng quan khí thải II Các biện pháp giảm thiểu, sử lý khí thải lò II.1 Các biện pháp ngăn ngừa giảm thiểu khí thải lò II.2 Các phương pháp xử lý khí thải lò II.2.1 Các phương pháp xử lý bụi II.2.1.1 Phương pháp khô II.2.1.2 Phương pháp ướt II.2.2 Phương pháp xử lý khí độc II.2.2.1 Phương pháp hấp thụ II.2.2.2 Phương pháp hấp phụ II.2.2.3.Phương pháp đốt II.2.2.4.Một số phương pháp hấp thụ S02 2 3 7 8 12 13 13 17 19 20 Mở đầu Hiện nay, nồi sử dụng rộng rãi ngành công nghiệp, ngành công nghiệp có nhu cầu sử dụng với mức độ công suất khác tùy theo mục đích Trong nhà máy công nghiệp phải sử dụng nhiệt người ta sử dụng thiết bị lò công nghiệp để làm nguồn cung cấp nhiệt dẫn nguồn nhiệt (hơi) đến máy móc sử dụng nhiệt Tùy theo ngành công nghiệp mà nhu cầu sử dụng người ta tạo nguồn có nhiệt độ áp suất phù hợp để đáp ứng mục đích cho loại công nghệ khác Để chuyển nguồn lượng có nhiệt độ áp suất cao người ta phải có kỹ thuật kiểm tra nồi dùng ống nhiệt chịu áp suất cao Và điều đặc biệt nồi công nghiệp mang lại mà không thiết bị thay tạo nguồn lượng an toàn không gây cháy phục vụ cho mục đích vận hành thiết bị động nơi cần cấm lửa cấm nguồn điện (như kho xăng, dầu) Tuy nhiên đôi với công dụng tính chất thay lò lò nguồn phát thải khí thải gây ô nhiễm môi trường Với khí thải chủ yếu so 2,so3,nox,tro bụi… Thì việc kiểm soát khí thải lò điều cần quan tâm, trình xử dụng vận hành lò ( đặc biệt lò đốt dầu) Vì với đề tài nghiên cứu “ Tìm hiểu đặc điểm phương pháp kiểm soát khí thải lò đốt dầu” Sẽ giúp hiểu rõ lò ( đốt dầu), cấu tạo, nguyên lý sản phẩm tạo ( hơi, khí thải) Để từ khai thác xử dụng cách hiệu kiểm soát hạn chế khí thải từ lò I Giới thiệu chung I.1 Lò -Lò công nghiệp thiết bị sử dụng nhiên liệu để đun sôi nước tạo thành nước mang nhiệt để phục vụ cho yêu cầu nhiệt lĩnh vực công nghiệp sấy, đun nấu, nhuộm, để chạy tuabin máy phát điện, vv…Tùy theo nhu cầu sử dụng mà người ta tạo nguồn có nhiệt độ áp suất phù hợp để đáp ứng cho loại công nghệ khác Để vận chuyển nguồn lượng có nhiệt độ áp suất cao người ta dùng ống chịu nhiệt, chịu áp suất cao Và điều đặc biệt lò mà không thiết bị thay tạo nguồn lượng an toàn không gây cháy để vận hành thiết bị động nơi cần cấm lửa cấm nguồn điện (như kho xăng, dầu)Trong nhiều ngành sản xuất, lò thiết bị -Lò đốt dầu: sử dụng nguồn nhiên liệu dầu ( dầu DO, FO, Gas, Khí tự nhiên ) để làm nguyên liệu đốt Lò đốt dầu có đầy đủ loại từ công suất nhỏ đến lớn phù hợp với ngành công nghiệp khác Sử dụng nhiên liệu phổ biến, dễ vận hành, hiệu suất cao, an toàn nên loại lò chọn lựa hàng đầu nhà máy công nghiệp -Quá trình cháy lò dùng dầu FO +Quá trình cháy lò dùng dầu FO oxy hoá nhanh nhiên liệu để tạo nhiệt Quá trình đốt cháy nhiên liệu (dầu FO) hoàn tất cấp lượng thích hợp oxy +Oxy hoá nhiên liệu nhanh mang lại lượng nhiệt lớn Nhiên liệu phải chuyển hoá thành khí trước cháy Thông thường, để chuyển hoá chất lỏng dầu FO sang dạng khí cần phải sử dụng nhiệt Khí nhiên liệu cháy trạng thái bình thường có đủ không khí +Nitơ xem yếu tố pha loãng làm giảm nhiệt độ cần có để đạt lượng oxy cần cho trình cháy +Nitơ làm giảm hiệu suất cháy hấp thụ nhiệt từ nhiên liệu đốt cháy pha loãng khí lò Điều làm giảm nhiệt để truyền qua bề mặt trao đổi nhiệt Nó làm tăng khối lượng sản phẩm phụ trình cháy, sản phẩm qua trao đổi nhiệt thoát ống khói nhanh để nhường chỗ cho hỗn hợp nhiên liệu-không khí bổ sung -Đặc điểm cấu tạo lò đốt dầu: Trên thị trường có loại lò đốt dầu lò đốt dầu dạng nằm lò đốt dầu dạng đứng với công suất vận hành từ 2-15 tấn/giờ áp suất làm việc đến 15 bar Cấu tạo thân lò gồm có phần ống lò, ống lửa, pass hộp khói ướt Dung tích cối xay lò đốt dầu tương đối lớn, làm từ nhựa ABS cao cấp có khả chịu nhiệt đến 250 độ C Lưỡi dao làm từ chất liệu thép cacbon sinh sản Đức với khả chống gỉ, cứng sắc bén Diện tích truyền nhiệt lớn nên mức độ tiêu hao nhiên liệu thấp, tiết kiệm chi phí Thiết kế máy nhỏ gọn dễ dàng di chuyển vệ sinh, chống va đập độ bền cao -Ưu điểm lò đốt dầu: +Thiết kế lò đốt dầu gồm pass, hộp khói ướt, nhằm nâng cao hiệu suất lò hơi, tránh nhiệt phần đuôi lò +Ống lò gợn sóng có tác dụng làm tăng diện tích truyền nhiệt tránh tượng co giãn Chế độ tự động bảo vệ lò theo cấp khác nhau: bảo vệ nước thấp, bảo vệ nhiệt độ , bảo vệ áp +Loại lò hoàn toàn khói bụi, thân thiện với môi trường vận hành hoàn toàn tự động An toàn, tự động ngắt có trục trặc +Lò đốt dầu đảm bảo trì cung cấp với áp suất lưu lượng xác -Nhược điểm: chi phí nguyên vật liệu cao I.2 Tổng quan dầu FO -Như biết, lò đốt dầu sử dụng nguyên liệu dầu DO, FO, gas, khí tự nhiên Tuy nhiên thực tế đa số lò đốt dầu sử dụng dầu FO, ta bỏ qua nguyên liệu khác mà sâu vào tìm hiểu dầu FO khí thải từ trình đốt dầu FO Để từ đưa phương pháp kiểm xoát sử lý khí thải từ lò cách hiệu - Dầu FO hay gọi dầu mazut phân đoạn nặng thu chưng cất dầu thô parafin asphalt áp suất khí chân không Các dầu FO có điểm sôi cao Trong kĩ thuật người ta chia thành dầu FO nhẹ FO nặng Vì thế, đặc trưng hoá học dầu mazut có thay đổi đáng kể tất đặc trưng ảnh hưởng tới việc sử dụng chúng làm nhiên liệu kỹ thuật sử dụng để đạt hiệu cao Dầu FO sử dụng làm nhiên liệu đốt lò công nghiệp nồi hơi, lò nung, lò đốt dạng bay hơi, dạng ống khói cho loại động đốt tàu biển, Nhiệt trị dầu FO 10,175 kcal/kg tỷ trọng 0,7 –0,97 kg/l -Phân loại: +Dầu FO nhẹ có độ sôi 200-3.000C, tỷ trọng 0,88 -0,92 +Dầu FO nặng có độ sôi lớn 3.200C tỷ trọng 0,92 -1,0 hay cao Độ nhớt dầu FO cao thay đổi phạm vi rộng từ 250-7.000 đơn vị Red-Wood chuẩn, độ nhớt dầu đo 40-70 đơn vị I.21.Các tiêu xác định chất lượng dầu FO: Hàm lượng lưu huỳnh: -Nhiên liệu đốt lò thường chứa lượng lưu huỳnh lớn, nồng độ thay đổi tuỳ theo loại.Lưu huỳnh tồn nhiên liệu đốt lò nhiều dạng khác nhau, thông thường dạng hợp chất sulfua, disulfua hay dạng di vòng Khi bị đốt cháy lưu huỳnh chuyển thành SO2, khí với khói thải thoát ngoài, thời gian chúng tiếp xác với oxy để chuyển phần thành khí SO3 Khi nhiệt độ dòng khí thải xuống thấp khí kết hợp với nước để tạo thành axit tương ướng, axit vô có độ ăn mòn kim loại lớn Thực tế axit sulfuaric gây ăn mòn nhiệt độ thấp 100 ÷ 150oC, axit sulfuarơ gây ăn mòn nhiệt độ thấp 40 ÷ 50oC -Để hạn chế ăn mòn người ta thường dùng phương pháp sau: + Dùng nhiên liệu đốt lò có hàm lượng lưu huỳnh thấp + Giảm lượng không khí thừa dòng khí +Giữ cho bề mặt trao đổi nhiệt lớn nhiệt độ điểm sương khí + Dùng số kim loại oxyt kim loại (MgO, CaO) để chuyển SO2 thành hợp chất không ăn mòn CaO + SO2+ 1/2O2= CaSO4 Phương pháp vừa giảm ăn mòn vừa giảm ô nhiễm môi trường SO2, SO3 khói thải.Ngoài vấn đề ăn mòn hàm lượng lưu huỳnh cao làm giảm nhiệt trị nhiên liệu đốt lò Độ nhớt -Cũng giống nhiên liệu Diesel hay nhiên liệu phản lực, trước bị đốt cháy nhiên liệu phun dạng hạt sương, từ hạt sương nhiên liệu bay tạo với không khí hỗn hợp cháy Quá trình bay nhanh hay chậm phụ thuộc nhiều vào chất nhiên liệu, kích thước hạt sương dầu phun -Ở gốc độ độ nhớt ảnh hưởng sau: độ nhớt lớn kích thước hạt sương phun lớn, động lớn nên không gian trộn lẫn nhiên liệu với không khí lớn Tuy nhiên kích thước hạt lớn khả bay để tạo hỗn hợp cháy kém, điều làm cho trình cháy không hoàn toàn, làm giảm nhiệt cháy thải nhiều chất gây ô nhiễm cho môi trường.Ngoài ảnh hưởng đến trình cháy độ nhớt lớn làm tăng trở lực ma sát hệ thống bơm Tỷ trọng -Tỷ trọng đại lượng quan trọng nhiên liệu đốt lò liên quan đến chất nhiên liệu, độ nhớt, độ bay nghĩa liên quan đến trình cháy nhiên liệu, tất vấn đề ta đề cập đến Ngoài ra, trình xử lý nhiên liệu, người ta tách loại nước phương pháp ly tâm yêu cầu tỷ trọng nhiên liệu nước phải khác để đảm bảo cho trình tách loại có hiệu Trong trình vận chuyển hay tồn chứa nước thường lẫn vào nhiên liệu, chênh lệch tỷ trọng hai loại lớn giúp cho trình lắng tách nước tốt Hàm lượng nước -Nước thành phần dầu mỏ có mặt dầu thô hay tất sản phẩm dầu mỏ Sự có mặt nước gây tác hại định Nước có mặt dầu thô hay sản phẩm từ nguồn gốc sau: +Trong dầu thô ban đầunhưng không tách loại hết trình xử lý+Do thở bồn chứa +Do thủng thiết bị đun nóng lại +Do lỗi chổ nối +Nước nhiên liệu gây tác hại sau: +Sự rít bơm +Hiện tượng xâm thực +Quá trình bay lớn dẫn đến hoạt động mỏ đốt không bình thường +Sự có mặt nước gây rỉ bảo quan Cặn Carbon -Để đánh giá khả tạo cặn, người ta thường sử dụng tiêu chuẩn đặc trưng độ cốc hoá, tùy theo phương pháp tiến hành xác định cặn mà cặn thu gọi cặn crcbon conradson cặn carbon rabostton -Hàm lượng cặn cacbon conradson dầu nhiên liệu đốt lò thường dao động từ -10% khối lượng,có lên đến 20% khối lượng.Tỷ lệ cao cặn cacbon conradson nhiên liệu đốt lò cao luôn gây trở ngại cho trình cháy, làm tăng hàm lượng bụi chất thải rắn dòng khí thải Hàm lượng tro -Các hợp chất kim muối có dầu mỏ tập trung đa phần dầu cặn, đốt biến thành tro Tro có nhiều nhiên liệu đốt lò làm giảm hiệu sử dụng gây tắc ghi lò, làm giảm khả truyền nhiệt lò, nhiệt độ cao số kim loại vanadi kết hợp với sắt để tạo hợp kim tương ứng có nhiệt độ nóng chảy thấp dễ dẫn đến thủng lò Nhiệt trị -Nhiệt trị tiêu chất lượng quan trọng nhiên liệu đốt lò Thường nhiệt trị nhiên liệu đốt lò khác cao (>10000 cal/g) yếu tố làm cho nhiên liệu đốt lò sử dụng rộng rãi công nghiệp Nhiệt trị phụ thuộc vào thành phần hoá học Nếu thành phần nhiên liệu đốt lò có nhiều hydrocacbon mang đặc tính parafinic, có hydrocacbon thơm nhiều vòng trọng lượng phân tử bé nhiệt chúng cao -Những thành phần không thuộc loại hydrocacbon dầu cặn có ảnh hưởng lớn đến nhiệt trị Các hợp chất lưu huỳnh dầu mỏ tập trung chủ yếu vào dầu cặn Sự có mặt lưu huỳnh làm giảm bớt nhiệt dầu cặn, khoảng 85 kcal/kg tính cho 1% lưu huỳnh Điểm chớp cháy -Cũng giống sản phẩm phẩm dầu mỏ khác, nhiên liệu đốt lò điểm chớp cháy đặc trưng cho mức độ hỏa hoạn nó.Ngoài tiêu nhiên liệu đốt lò phải đạt tiêu chất lượng khác điểm đông đặc, độ ổn định oxy hoá I.22 Đặc điểm khí thải lò đốt dầu FO -Lò đốt dầu FO loại phổ biến Dầu FO phức hợp hợp chất cao phân tử Dầu FO dạng lỏng có lượng sinh nhiệt cao Độ tro nên ngày sử dụng rộng rãi Mặt khác, vận hành lò đốt dầu FO đơn giản kinh tế Khí thải lò đốt dầu F.O thường có chất sau: CO2, CO, SO, SO3, NOx, nướ c Ngoài có hàm lượng nhỏtro hạt tro nhỏ trộn lẫn với dầu cháy không hết tồn dạng sol khí mà ta thường gọi mồ hóng -Lượng khí thải: +Lượng khí thải đốt dầu FO thay đổi; nhu cầu không khí cần cấp cho đốt cháy hết 1kg dầu FO VO20= 10,6 kg/m3 +Lượng khí thải sinh đốt 1kg dầu FO là: VC20≈11,5 m3/kg ≈13,8 kg khí thải/ 1kg dầu -Nồng độ chất ô nhiễm khí thải:Với dầu FO theo tiêu chuẩn chất lượng, đốt cháy lò có nồng độ chất khí thải bảng sau: +CO: sản phẩm trình cháy điều kiện thiếu O2, CO gây ức chế hô hấp động vật tế bào thực vật Có thể gây tử vong cấp kì nồng độ 0,8 ppm +NOx: bao gồm NO, NO2 chất ô nhiễm trình đốt cháy nhiên liệu phát thải vào bầu khí quyển, gần lửa khí NO chiếm 90 –95% phần lại NO2 +SOx: hầu hết loại nhiên liệu lỏng có chứa lưu huỳnh dầu đốt Khi cháy thành phần lưu huỳnh nhiên liệu phản ứng với oxy tạo thành khí oxit lưu huỳnh, khoảng 99% khí sunfua đioxit SO2 +Bụi: sản phẩm cháy nguyên liệu lỏng, rắn hầu hết có mang theo bụi; nhiên liệu cháy sinh hàm lượng bụi lớn thiết cần xử lý để tránh bụi phát tán môi trường gây bệnh liên quan đến đường hô hấp làm vệ sinh môi trường xung quanh nguồn thải I.3.Tổng quan khí thải Tổng quan khí SO2 -Khí sunfurơ chất khí không màu ,có mùi hăng cay nồng độ khí 1ppm,là sản phẩm trình đốt cháy nhiên liệu có chứa lưu huỳnh (ví dụ dầu FO) -SO2 có nhiệt độ nóng chảy -750C nhiệt độ sôi -100C -SO2 bền nhiệt((ΔH0tt=-296,9kJ/mol) -Khí SO2là chất khí ô nhiễm điển hình.SO2có khả hòa tan nước cao khí gây ô nhiễm khác nên dễ phản ứng với quan hô hấp người động vật -Độc tính chung SO2 thể rối loạn chuyển hoá protein đường,thiếu vitamin B,C ức chế enzyme oxydaza Khi hàm lượng thấp, SO2 làm sưng viêm mạc Bảng 1.3: Liều lượng gây độc SO2 mg/m3 Tác hại 20-30 Giới hạn gây độc tính 50 Kích thích đường hô hấp, ho Liều nguy hiểm sau hít thở 30-60 phút Liều nguy hiểm sau hít thở 30-60 phút 130-260 1000-1300 -SO2 làm thiệt hại đến mùa màng, nhiễm độc trồng.Khí SO2 khí gặp chất oxy hóa tác động nhiệt độ,ánh sáng chúng chuyển thành SO3.Khi gặp nước SO3 + H2O = H2SO4 nguyên nhân gây nên mưa axit gây thịêt hại lớn Nhà cửa,kiến trúc công trình làm kim loại dễ bị ăn mòn, động vật thực vật chậm phát triển chết Tổng quan bụi -Ô nhiễm bụi gây tác hại đến sức khoẻ đặc biệt bụi chứa chất độc hại Thành phần hoá học ,thời gian tiếp xúc yếu tố ảnh hưởng đến quan nội tạng Mức độ bụi máy hô hấp phụ thuộc vào kích thước ,hình dạng, mật độ hạt bụi cá nhân người -Bụi đất không gây phản ứng phụ thể có đặc tính trơ không chứa hợp chất có tính độc hại.Bụi đất ,cát có kích thước lớn (bụi thô) ,nặng ,ít có khả di vào phế nang phổi ,ít ảnh hưởng đến sức khoẻ -Bụi than tạo thành trình đốt nhiên liệu có thành phần chủ yếu chất Hydrocacbon đa vòng chất ô nhiễm có độc tính cao có khả gây ung thư Khi tiếp xúc ,phần lớn bụi than có kích thước lớn micromet bị dich nhầy tuyến phế quản long giữ lại Chỉ có hạt bụi có kích thước nhỏ micromet vào phế nang Bụi vào phổi gây kích thước học,xơ hoá phổi dẫn đến bệnh hô hấp khó thở ,ho, khạc đờm, ho máu,đau ngực, -Tiêu chuẩn y tế Việt Nam năm 1992 quy định bụi than không khí khu vực dân cư 0.15 mg/m3,TCVN 1995 quy định bụi tổng cộng không khí xung quanh 0.5 mg/m3 II Các biện pháp giảm thiểu, sử lý khí thải lò II.1 Các biện pháp ngăn ngừa giảm thiểu khí thải lò Các biện pháp quản lý ngăn ngừa ô nhiễm - Ngoài biện pháp công nghệ, biện pháp quản lý đem lại hiệu lớn việc ngăn ngừa ô nhiễm sử dụng lò Ở quy mô tiểu thủ công nghiệp áp dụng biện pháp sau : + Không bố trí ống khói lò vị trí bất lợi phía gió cửa sổ nhà cao + Không nhóm lò cao điểm có nhiều người tập trung; mồi lò nhiên liệu dễ cháy dầu lửa, dầu D.O, không dùng cao su, nhựa… + Bố trí cửa mái hệ thống gương phản chiếu để người vận hành lò nhìn thấy đỉnh ống khói +Đưa tiêu vận hành lò khói đen vào tiêu chuẩn khen thưởng Giảm việc tái nhóm lò nhiều lần cách xả dư thay tắt lò + Không sơn ống khói màu gây kích thích thị giác màu đen, đỏ + Hạn chế sử dụng loại nhiên liệu xấu làm phát sinh nhiều bụi khí thải loại gỗ có vỏ lụa, gỗ có ngâm tẩm hóa chất, cao su, dầu F.O trôi … + Cung cấp lượng khí thổi vừa đủ + Định thời gian chọc xỉ hợp lý Các biện pháp công nghệ ngăn ngừa ô nhiễm -Để ngăn ngừa chất ô nhiễm khói thải lò ,việc trước hết phải hoàn thiện thiết bị đốt dầu F.O cách : Thay vòi phun quạt gió cho sương dầu tán đủ nhỏ để cháy hết tỷ lượng dầu – gió cân chỉnh hợp lý Có hai khâu tác động lớn đến cháy dầu lò vòi phun hoàn thiện là: + Kiểm soát bảo đảm lượng nước lẫn dầu không lớn + Nâng nhiệt độ hâm dầu F.O trước vòi phun lên tới 1200C II.2 Các phương pháp xử lý khí thải lò II.2.1 Các phương pháp xử lý bụi II.2.1.1 Phương pháp khô Ưu điểm: -Hiệu suất tùy thuộc vào loại thiết bị lựa chọn tùy theo yêu cầu thực tế -Thu hồi bụi, khí độc cần tái sử dụng -Không sinh nước thải -Không cần sử dụng dung dịch hấp thụ Nhược điểm: -Không xử lý khí thải có nhiệt độ cao -Không xử lý khí độc -Tạo chất thải rắn nguy hại(chất hấp phụ) Một số phương pháp xử lý bụi phương pháp khô thông thường -Buồng lắng bụi +Buồng lắng bụi thu gom bụi hoạt động theo nguyên lý sử dụng lực hấp dẫn, trọng lực để lắng đọng phần tử bụi khỏi không khí Áp dụng với hạt bụi thô có kích thước lớn, dòng khí chuyển động với vận tốc nhỏ (< ÷ m/s) +Buồng lắng bụi làm từ gạch, bê tông cốt thép, thép +Buồng lắng bụi không gian hình hộp có tiết diện ngang lớn nhiều lần so với tiết diện đường ống dẫn +Trên buồng lắng có cửa để làm vệ sinh hay lấy bụi 10 Xyclon ( Thiết bị lọc bụi ly tâm kiểu đứng ) -Thiết bị lọc bụi ly tâm kiểu đứng thường gọi xiclon có cấu tạo đa dạng, nguyên tắc gồm phận sau - Cấu tạo xyclon:1: Ống dẫn khí vào 2: Thân hình trụ đứng 3: Phễu 4: Ống xả cặn 5: Ống dẫn khí 6a, 6b: Van xả bụi - Nguyên tắc hoạt động 11 +Không khí chuyển động xoáy ốc bên thân hình trụ xiclon chạm vào ống đáy hình phễu, dòng không khí bị dội ngược trở lên giữ chuyển động xoáy ốc thoát qua ống +Trong dòng chuyển động xoáy ốc, hạt bụi chịu tác dụng lực ly tâm làm cho chúng có xu hướng tiến dần phía thành ống thân hình trụ chạm vào đó, động rơi xuống đáy phễu Trên ống xả người ta có lắp van để xả bụi - Các dạng tổ hợp khác xiclon +Lắp nối tiếp hai xiclon loại: Khi hai xiclon loại lắp nối tiếp hiệu lọc hệ thống cao xiclon riêng lẻ Sự tăng hiệu lọc hệ thống hai xiclon lắp nối tiếp đáng xem xét hiệu lọc theo cỡ hạt hiệu lọc tổng cộng +Lắp song song hai hay nhiều xiclon loại: hiệu lọc xiclon tăng lưu lượng tăng lưu lượng không đổi hiệu lọc tăng đường kính xiclon giảm Cả hai trường hợp tổn thất áp suất tăng +Theo tài liệu Jackson bụi xiclon định có biến thiên hiệu lọc tổn thất áp suất Khi cần xử lý bụi cho lượng khí thải lớn tốt nên dùng nhiều xiclon loại có đường kính thích hợp lắp song song để xiclon làm việc với lưu lượng tối ưu Hiệu lọc chung hệ thống tương đối cao mà tổn thất áp suất không tăng -Xiclon chùm: tổ hợp nhiều xiclon kiểu đứng – tức kiểu chuyển động ngược chiều có đường kính bé lắp song song thiết bị hoàn chỉnh, gọi xiclon chùm +Số lượng xiclon xiclon chùm lên đến hàng trăm tùy theo suất thiết bị +Hiệu lọc xiclon chùm hiệu lọc xiclon riêng biệt +Tổn thất áp suất chung hệ thống tổn thất áp suất xiclon +Lưu lương hệ thống tổng lưu lượng tất xiclon -Ưu điểm xyclon +Không có phần chuyển động +Có thể làm việc nhiệt độ cao (đến 500 C) +Có khả thu hồi vật liệu mài mòn mà không cần bảo vệ bề mặt cyclon +Thu hồi bụi dạng khô +Trở lực cố định không lớn (250 – 1500N/m ) +Làm việc tốt áp suất cao +Chế tạo đơn giản, rẻ +Năng suất cao +Hiệu không phụ thuộc vào thay đổi nồng độ -Nhược điểm xyclon +Hiệu vận hành bụi có kích thước nhỏ µm 12 +Không thể thu hồi bụi kết dính Lọc bụi tay áo -Thiết bị gồm nhiều ống tay áo đường kính từ 125 – 300 mm, chiều cao từ 2,5 –3,5 m đầu liên kết vào đáy đục lỗ tròn đường kính ống tay áo lồng vào khung cố định đầu vào đục lỗ Vải lọc phải thỏa mãn điều kiện sau đây: +Khả chứa bụi cao sau phục hồi bảo đảm hiệu lọc cao; +Giữ khả cho khí xuyên qua tối ưu; +Độ bền học cao nhiệt độ cao môi trường ăn mòn; +Có khả phục hồi; +Giá thấp -Nguyên lý lọc bụi: Khí cần lọc đưa vào phễu chứa bụi theo túi vải từ từ vào để vào ống góp khí thoát Khi bụi bám nhiều mặt (hoặc mặt ngoài) ống tay áo làm cho sức cản chúng tăng cao, lưu lượng khí qua chúng giảm ảnh hưởng đến suất lọc Nồng độ bụi lại sau lọc vải 10 – 50 mg/m Người ta tiến hành hoàn nguyên cách rung để rũ bụi kết hợp với thổi ngược khí từ vào ống tay áo, không khí nén kiểu xung lực để không khí từ ngòai ống tay áo II.2.1.2 Phương pháp ướt -Nguyên lý: tiếp xúc dòng khí mang bụi với chất lỏng, bụi dòng khí bị chất lỏng thải dạng cặn bùn Chất lỏng thường nước -Trường hợp thiết bị hồi bụi có chức vừa khử bụi vừa khử khí độc chất lỏng loại dung dịch hấp thụ Ưu điểm: -Dễ chế tạo, giá thành thấp, hiệu cao -Lọc bụi có kích thước 0.1 µm (Thiết bị Venturi) -Có thể làm việc với khí có nhiệt độ độ ẩm cao -Nguy hiểm cháy, nổ thiết bị thấp -Có thể thu hồi khí độc hại trình hấp thụ Nhược điểm: -Bụi thu hồi thải dạng cặn bùn, làm phức tạp hệ thống thoát nước tăng chi phí xử lý nước thải -Dòng khí thoát khỏi thiết bị có độ ẩm cao mang theo giọt lỏng làm han gỉ đường ống, ống khói phận khác Trường hợp khí thải có tính ăn mòn, cần bảo vệ thiế bị hệ thống vật liệu chống ăn mòn Một số phương pháp xử lý bụi phương pháp khô thông thường: -Lọc bụi ly tâm ướt (xyclon ướt) 13 +Đây thiết bị kết hợp lực li tâm xyclon với dập bụi nước Nước phun từ xuống theo thành hình trụ thiết bị, đồng thời khí thổi theo dòng xoáy từ lên bụi văng phía thành bị nước theo xuống cửa thoát đáy +Khi phun nước tạo thành màng mặt thành xyclon, bụi chạm vào thành khả bắn ngược trở lại vào dòng khí hiệu lọc tăng cao +Vận tốc dòng khí vào thiết bị phải lớn (v = 18 – 21 m/s)àtạo lực xoáy ly tâm thiết bị +Phun nước: v = 0.14-0.36 l/s +Bụi: d > 2μm +Năng suất lọc: 700 – 10 m /h -Thiết bị rửa khí vận tốc cao – Thiết bị lọc Venturi +Quá trình quan trọng: va đập quán tính hạt bụi giọt nước thân ống định hiệu lọc thiết bị +Tiêu hao lượng lớn phải tạo áp lực vận tốc dòng không khí đầu vào lớn (v = 150m/s) +Hiệu suất lọc đạt 99% +Bụi: d ≤ 5µm 14 Về vị trí ống Venturi, ta lắp đặt theo phương nằm ngang theo phương thẳng đứng II.2.2 Phương pháp xử lý khí độc II.2.2.1 Phương pháp hấp thụ -Hấp thụ trình lôi chọn lọc cấu tử từ hỗn hợp khí chất lỏng Dựa vào tương tác chất hấp thụ (dung môi) chất bị hấp thụ(chất ô nhiễm) pha khí, khí không bị hấp thụ gọi khí trơ -Mục đích: Hòa tan hay nhiều cấu tử hỗn hợp khí để tạo nên dung dịch cấu tử chất lỏng trình xảy tiếp xúc pha khí lỏng Quá trình cần truyền vật chất từ pha khí vào pha lỏng Nếu trình xảy ngược lại , nghĩa cần truyền vật chất từ pha lỏng vào pha , ta có trình nhả khí Nguyên lý hai trình giống -Phân loại hấp thụ: +Hấp thụ vật lý: Dựa hòa tan cấu tử pha khí pha lỏng(tương tác vật lý).Hấp thụ vật lý sử dụng rộng rãi xử lý khí thải +Hấp thụ hóa học: Cấu tử pha khí pha lỏng có phản ứng hóa học với (tương tác hóa học) +Hấp thụ trình mà truyền khối mà phân tử chất khí chuyển dịch hòa tan vào chất lỏng.Sự hòa tan diễn đồng thời với phản ứng hóa học hợp phần pha lỏng pha khí phản ứng hóa học +Truyền khối thực chất trình khuếch tán mà chất khí ô nhiễm dịch chuyển từ trạng thái có nồng độ cao đến trạng thái có nồng độ thấp Việc khử chất khí diễn theo giai đoạn: Khuếch tán phân tử chất ô nhiễm thể khí khối khí thải đến bề mặt Dung dịch hấp thụ thâm nhập hòa tan chất khí vào bề mặt dung dịch hấp thụ 15 Khuếch tán chất khí hòa tan bề mặt ngăn cách vào sâu lòng chất lỏng hấp thụ -Ứng dụng: +Xử lý khí ô nhiễm +Lưu lượng khí cần xử lý lớn +Nồng độ chất ô nhiễm không nhỏ +Thường xử lý SO x , HCl, H S, HF, Cl , NO x , axeton,… +Áp dụng phương pháp trình xử lí khí thảis ẽ đạt hiệu kinh tế +Thu hồi chất để tuần hoàn chuyển sang công đoạn sản xuất khác -Điều kiện lựa chọn dung dịch hấp thụ: +Độ hoà tan chọn lọc +Độ bay tương đối thấp +Tính ăn mòn dung môi thấp +Chi phí +Độ nhớt bé, trở lực trình nhỏ, tăng tốc độ hấp thụ có lợi cho trình truyền khối +Các tính chất khác: Nhiệt dung riêng, nhiệt độ đóng rắn, tạo tủa, độc hại… -Chất hấp thụ phổ biến: +Nước (H O) +Dung dịch bazơ: KOH, NaOH, Na CO , K CO , Ca(OH) , CaCO ,… +MonoEtanolAmin(OHCH CH NH ), Dietanolamin (R2NH), trietanolamin(R N) -Hiệu suất trình hấp thụ phụ thuộc váo yếu tố: +Thành phần tính chất khí thải cần xử lí +Tính chất chất lượng chất hấp thụ +Thời gian sử dụng chất hấp thụ thiết bị (chu kì hấp thụ) +Lượng chất hấp thụ + Khả tiếp xúc chất ô nhiễm dung dịch hấp thụ +Nhiệt độ, áp suất,… -Nguyên lý hoạt động tháp hấp thụ : +Dòng khí dẫn vào đáy tháp, dung dịch hấp thụ phun đỉnh tháp +Dòng khí cần xử lý tiếp xúc với dung dịch hấp thụ, chất cần xử lý giữ lại dung dịch hấp thụ thu đáy tháp Dòng không khí thoát đỉnh tháp 16 Có nhiều dạng kiểu thiết bị hấp thụ phân thành loại sau: -Tháp phun: Tháp có dạng hình trụ đặt thẳng đứng, sử dụng nguyên tắctạo tiếp xúc chất ô nhiễm dòng nước phun Dung dịch hấp thụ phun thành giọt nhỏ xuyên qua dòng khí bốc lên thể tích rỗng thiết bị -Ưu điểm: +Vậntốc dòng khí tháp cao làm cho khả hấp thụ tăng đángkể +Đường kính tháp nhỏ nên mật độ tưới nhỏ (50 – 90 m /m ), tiết kiệm dung dịch hấp thụ cho hiệu suất cao -Nhược điểm: +Thiết bị dễ bị ăn mòn, đòi hỏi phải có lớp phủ bảovệ, làm tăng giá thành chế tạo thiết bị 17 +Cần phải có hệ thống tự động điều chỉnh lưu lượng dung dịch hấp thụ phun vào thiết bị +Dung dịch phải phun khắp tiết diện tháp -Tháp đệm +Chất lỏng tưới lớp đệm rỗng chảy xuống tạo bề mặt ướt lớp vật liệu đệm cho dòng khí từ lên Tháp đệm -Ưu điểm: +Hiệu xử lí cao +Vận hành đơn giản +Giá thành thiết bị chấp nhận -Nhược điểm: +Khó khăn khâu rửa vật liệu đệm +Dễ gây tắc nghẽn vật liệu đệm tích tụ cặn, làm tăng trở lực trình hấp thụ +Phân phối dung dịch hấp thụ phải khắp tiết diện tháp -Tháp mâm +Tháp hình trụ thẳng đứng, có gắn mâm có cấu tạo khác nhau, pha lỏng pha khí cho tiếp xúc với Quá trình chung tháp tiếp xúc pha nghịch dòng mâm hai pha khí lỏng tiếp xúc giao dòng -Ưu điểm: +Có thể sử dụng cho trình chưng cất lẫn hấp thụ +Hiệu suất không thay đổi nhiều theo lưu lượng -Nhược điểm: 18 +Khi vận tốc khí lớn gây nên lôi học giọt lỏng dòng từ mâm lên mâm làm giảm biến đổi nồng độ tạo nên trình truyền khối, làm giảm hiệu suất +Ngoài tạo độ giảm áp lớn cho pha khí làm tăng công suất máy nén khí cho tháp II.2.2.2 Phương pháp hấp phụ -Hấp phụ trình hút có chọn lọc cấu tử pha khí lên bề mặt chất rắn dựa lực số chất rắn với số loại khí có mặt hỗn hợp khí Vật rắn gọi chất hấp phụ, chất khí bị giữ lại chất bề mặt chất hấp phụ gọi chất bị hấp phụ -Quá trình hấp phụ áp dụng phù hợp cho những: +Chất khí ô nhiễm không cháy khí đốt cháy; +Chất khí ô nhiễm có giá trị cần thu hồi; +Chất khí ô nhiễm có nồng độ thấp mà phương pháp khác không áp dụng -Phân loại +Hấp phụ vật lý: Lực hấp phụ lực Van der Waals tượng tương tác thuận nghịch lực hút phân tử chất rắn chất bị hấp phụ Quá trìnhhấp phụ trình thuận nghịch hoàn toàn Nhiệt toả không đáng kể Có thể hấp phụ nhiều lớp haymột lớp +Hấp phụ hóa học: (hay hấp phụ hoạt hóa) kết tương tác hóa học chất rắn chất bị hấp phụ Nhiệt phát hấp phụ hóa học thường lớn cỡ nhiệt phản ứng Quá trình thường không thuận nghịch -Các yếu tố ảnh hưởng đến trình hấp phụ: +Ảnh hưởng nhiệt độ : Nhiệt độ tăng, trình hấp phụ giảm +Ảnh hưởng áp suất: Giảm áp suất, trình hấp phụ giảm -Vật liệu hấp phụ cần đáp ứng yêu cầu sau đây: +Cấu trúc bên có lỗ xốp +Có khả hấp phụ cao, phạm vi tác dụng rộng +Có tính lựa chọn cao, không tác dụng hóa học với thành phần khí riêng biệt có khí thải +Có độ bền học cần thiết +Có khả hoàn nguyên dễ dàng +Giá thành rẻ -Vật liệu hấp phụ chia thành nhóm chính: +Vật liệu không phân cực +Vật liệu có phân cực 19 +Vật liệu mà bề mặt chúng xảy trình hấp phụ hóa học trình làm thay đổi cấu trúc phân tử khí -Ưu điểm: + Điều chỉnh trình tinh vi + Có thể sử dụng kết cấu tối ưu kích thước tối ưu cho đoạn thiết bị +Tiết kiệm chất hấp phụ ,sử dụng tối đa suất hấp phụ +Quá trình thực liên tục dẫn đến hiệu suất cao +Chất hấp phụ dễ kiếm rẻ tiền,thường dùng than hoạt tính hấp phụ nhiều chất hữu -Nhược điểm: +Kết cấu phức tạp +Chất hấp phụ bị mài mòn nên phải xử lý bụi +Cường độ hấp phụ thấp vận tốc dòng khí thấp vận tốc khí nhỏ xáo trộn mãnh liệt than +Hiệu hấp phụ nhiệt độ khí thải cao +Không hiệu dòng khí ô nhiễm chứa bụi lẫn chất ô nhiễm thể hay khí bụi dễ gây nên tắc thiết bị làm giảm hoạt tính hấp phụ chất hấp phụ (lúc muốn sử dụng ta phải lọc bụi trước cho dòng khí vào thiết bị hấp phụ) Than hoạt tính: Là chất gồm chủ yếu nguyên tố carbon dạng vô định hình (bột), phầnnữa có dạng tinh thể vụn grafit Có lỗ xốp vào khoảng 0,24-0,48cm /g, bề mặt kỵ nước -Ưu điểm: Giá rẻ dùng xử lý ô nhiễm môi trường -Nhược điểm: bền học dễ cháy, khó tái sinh bị đóng cặn Zeolites: Là nhóm silic, chứa oxit kim loại kiềm kiềm thổ Công thức hóa học tổng quát zeolit Me /nO, Al O xSiO 7H O -Zeolit có khả hấp phụ hợp chất phân cực chất có nối đôi phân cực, zeolit có khả lớn hấp thụ nước -Zeolit giữ hoạt tính cao nhiệt độ tương đối lớn (150- 250 C) -Thể tích lỗ xốp nhỏ, lượng chứa chất hấp phụ so với chất hấp phụ khác -Ưu điểm: Không cháy tính lớn -Nhược điểm: Bị phá hủy giọt ẩm Silicagen: oxit Silic vô định hình ngậm nước (SiO n H O) -Thể tích lỗ xốp silicagen khoảng 0.3 – 1.2 cm /g Diện tích bề mặt 300 –750 m2/g -Silicagen ứng dụng để hấp phụ chất phân cực, khí dễ ngưng tụ 20 -Ái lực mạnh với nước silicagen ứng dụng để sấy khô môi trường khí khác -Silicagen không cháy, có nhiệt độ tái sinh thấp (100 – 200 C ) đủ độ bền học -Bị phá hủy giọt ẩm II.2.2.3.Phương pháp đốt -Áp dụng lượng khí thải lớn mà nồng độ chất ô nhiễm cháy lại bé đặc biệt chất có mùi khó chịu -Các chất khí xử lý theo phương pháp đốt thường hợp chất hydrocacbon,các dung môi hữu Việc xử lý khí thải theo phương pháp sử dụng trường hợp khí thải có nồng độ chất độc cao vượt giới hạn bắt cháy có chứa hàm lượng oxygen đủ lớn -Quá trình đốt thực hệ thống gồm thiết bị liên kết đơn giản có khả đạt hiệu suất phân hủy cao.Hệ thống đốt gồm cửa lò,bộ mồi lửa đốt nhiên liệu khí thải -Có phương pháp đốt: +Đốt lửa trực tiếp(phương pháp oxy hóa nhiệt):làm cho chất ô nhiễm cháy trực tiếp không khí mà không cần bổ sung thêm nhiên liệu,chỉ cần nhiên liệu để mồi lửa điều chỉnh +Thiêu đốt có xúc tác(phương pháp oxy hóa xúc tác):Quá trình oxy hóa chất ô nhiễm bề mặt chất xúc tác Để lựa chọn phương pháp xử lý thích hợp cần phân tích phạm vi ứng dụng,ưu nhược điểm phương pháp nêu tạo sở cho việc lựa chọn Ưu điểm: -Phân hủy hoàn toàn chất ô nhiễm cháy -Thích ứng với thay đổi lưu lượng tải lượng chất ô nhiễm khí thải -Hiệu cao với chất khó xử lý phương pháp khác -Có thể thu hồi nhiệt thải trình đốt -Trong trường hợp khí thải có nhiệt độ cao không cần phải gia nhiệt trước đưa vào đốt -Phương pháp đốt hoàn toàn phù hợp với việc xử lý khí thải độc hại không cần thu hồi hay khả thu hồi thấp, khí thu hồi giá trị kinh tế cao -Có thể tận dụng nhiệt trình xử lý vào mục đích khác Nhược điểm: -Chi phí đầu tư thiết bị ,vận hành lớn -Có thể làm phức tạp thêm vấn đề ô nhiễm không khí sau đốt có chlorine,N,S -Có thể cần cấp thêm nhiên liệu bổ sung,xúc tác gây trở ngại cho việc vận hành thiết bị -Đối với dòng khí phương pháp lựa chọn để xử lý thích hợp phương pháp hấp thụ II.2.2.4.Một số phương pháp hấp thụ S02 -Để hấp thụ SO2 ta sử dụng nước, dung dịch huyền phù muối kim loại kiềm kiềm thổ Hấp thụ nước: Là phương pháp đơn giản áp dụng sớm để loại bỏ khí 21 SO2 khỏi khí thải từ lò công nghiệp -Ưu điểm: rẻ tiền, dễ tìm, hoàn nguyên SO2+ H2O -> H++ HSO3-Nhược điểm: độ hòa tan SO2trong nước thấp nên phải cần lưu lượng nước lớn thiết bị hấp phụ tích lớn, trình hấp thụ tốn nhiều lượng chi phí nhiệt lớn Hấp thụ huyền phù CaCO3 sữa vôi: -Ưu điểm: phương pháp quy trình công nghệ đơn giản chi phí hoạt động thấp, chất hấp thụ dễ tìm, có khả xử lý mà không cần làm nguội xử lý sơ Có thể chế tạo thiết bị vật liệu thông thường, không cần đến vật liệu chống acid không chiếmnhiếu diện tích xây dựng -Nhược điểm: Thiết bị đóng cặn tạo thành CaSO4 CaSO3, gây tắc đường ống ăn mòn thiết bị Phương pháp Magie (Mg): SO2 hấp thụ oxít–hydro magie, tạo thành tinh thể ngậm nước Sunfit magie -Ưu điểm:làm khí nóng, không cần lọc sơ bộ, thu sản phẩm tận dụng H2SO4; MgO dễ kiếm rẻ, hiệu xử lý cao -Nhược điểm: vận hành khó, chi phí cao tốn nhiều MgO Phương pháp kẽm:Trong phương pháp chất hấp thụ kẽm : SO2+ ZnO + 2,5 H2SO4-> ZnSO3+ H2O -Ưu điểm:của phương pháp khả xử lý nhiệt độ cao (200 –2500C) -Nhược điểm: hình thành ZnSO4 làm cho việc tái sinh ZnO bất lợi kinh tế nên phải thường xuyên tách chúng bổ sung thêm ZnO Hấp thụ chất hấp thụ sở Natri -Ưu điểm: Ứng dụng chất hấp thụ hóa học không bay hơi, có khả hấp thụ ớn.Phương pháp thể ứng dụng để loại S02 khỏi khí nồng độ khác 22 23 ... hành lò ( đặc biệt lò đốt dầu) Vì với đề tài nghiên cứu “ Tìm hiểu đặc điểm phương pháp kiểm soát khí thải lò đốt dầu Sẽ giúp hiểu rõ lò ( đốt dầu) , cấu tạo, nguyên lý sản phẩm tạo ( hơi, khí thải) ... lò đốt dầu sử dụng dầu FO, ta bỏ qua nguyên liệu khác mà sâu vào tìm hiểu dầu FO khí thải từ trình đốt dầu FO Để từ đưa phương pháp kiểm xoát sử lý khí thải từ lò cách hiệu - Dầu FO hay gọi dầu. .. đốt lò điểm chớp cháy đặc trưng cho mức độ hỏa hoạn nó.Ngoài tiêu nhiên liệu đốt lò phải đạt tiêu chất lượng khác điểm đông đặc, độ ổn định oxy hoá I.22 Đặc điểm khí thải lò đốt dầu FO -Lò đốt
