nghiên cứu hiện trạng và ðề xuất biện pháp kiểm soát ô nhiễm môi
TRANSCRIPT
1
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
NGUYỄN THỊ YÊN PHƯƠNG
NGHIÊN CỨU HIỆN TRẠNG VÀ ĐỀ XUẤT BIỆN PHÁP
KI ỂM SOÁT Ô NHI ỄM MÔI TR ƯỜNG KHÔNG KHÍ
TẠI CÔNG TY CỔ PHẦN THÉP ĐÀ NẴNG –
KCN LIÊN CHI ỂU – ĐÀ NẴNG
Chuyên ngành: Công nghệ Môi tr ường
Mã số: 60.85.06
TÓM T ẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
Đà Nẵng – Năm 2012
2
Công trình ñược hoàn thành tại
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. Bùi Sỹ Lý
Phản biện 1: GS. TS. Đặng Thị Kim Chi
Phản biện 2: TS. Lê Thị Kim Oanh
Luận văn sẽ ñược bảo vệ tại Hội ñồng chấm Luận văn tốt nghiệp
Thạc sĩ Công ngệ Môi trường họp tại Đại học Đà Nẵng vào ngày 18
tháng 11 năm 2012
Có thể tìm hiểu luận văn tại:
- Trung tâm Thông tin – Học liệu, Đại học Đà Nẵng
- Trung tâm Học liệu, Đại học Đà Nẵng
3
MỞ ĐẦU 1. Đặt vấn ñề
KCN Liên Chiểu, nơi tập trung chủ yếu các DN thuộc ngành
công nghiệp nặng như luyện thép, chế tạo máy, hoá chất, sản xuất vật
liệu xây dựng,… ô nhiễm chủ yếu là do khói bụi của các doanh
nghiệp. Chẳng hạn, Công ty Thép Đà Nẵng, mặc dù công ty ñã có
nhiều cố gắng trong việc ñầu tư hệ thống hút bụi, song do công nghệ
xử lý không phù hợp nên trong qúa trình sản xuất, bụi sắt và khí thải
chưa ñược xử lý hết ñã phát tán sang cả các doanh xung quanh gây ô
nhiễm môi trường KCN, làm ảnh hưởng ñến chất lượng sản phẩm
của các doanh nghiệp sản xuất cao su, gốm sứ…
Làm thế nào ñể ñánh giá mức ñộ ô nhiễm với nhiều thời ñiểm
và ñiều kiện khác nhau (mùa hè, mùa ñông, ñiều kiện khí tượng thủy
văn…) và làm thế nào ñể xác ñịnh ñược nguy cơ ô nhiễm ở vị trí nào
là cao nhất…với mô hình tính toán phát tán ô nhiễm sẽ giúp giải
quyết các vấn ñề này một cách nhanh chóng.
2. Mục ñích nghiên cứu:
- Nghiên cứu hiện trạng MTKK xung quanh Công ty Cổ phần
Thép Đà Nẵng.
- Đánh giá chất lượng và ñề xuất biện pháp giảm thiểu – kiểm
soát ô nhiễm MTKK xung quanh Công ty cổ phần Thép Đà Nẵng.
3. Đối tượng, phạm vi
- Đối tượng: Công ty cổ phần Thép Đà Nẵng - KCN Liên
Chiểu – TP Đà Nẵng.
- Phạm vi: hiện trạng MTKK trong phạm vi quy hoạch của
công ty, kiểm soát ô nhiễm MTKK xung quanh Công ty cổ phần
Thép Đà Nẵng.
4
4. Phương pháp nghiên cứu
- Phương pháp lý thuyết
- Tham khảo, thu thập số liệu liên quan
- Xử lý và tổng hợp số liệu.
- Phương pháp mô hình hóa
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của ñề tài
Tính toán và kiểm tra sự phát tán các chất ô nhiễm MTKK
ñược dựa trên mô hình Gauss ñã ñược nhiều nước trên thế giới áp
dụng rộng rãi, kết quả thu ñược ñáng tin cậy, mô hình tính toán cho
biết mức ñộ ô nhiễm, phạm vi ô nhiễm và vị trí ñạt ô nhiễm cực ñại.
Mô hình Gauss lý thuyết chỉ ñược xây dựng cho một nguồn
thải ñộc lập, nhưng ñề tài này, ñã xây dựng và tính toán, xác ñịnh
mức ñô ô nhiễm tổng hợp từ 2 nguồn thải, giúp các cơ quan chức
năng có thể ñánh giá ñược tình hình ô nhiễm MTKK tại Công ty
Thép Đà Nẵng, ñể từ ñó ñề xuất các biện pháp thích hợp ñể xử lý ô
nhiễm MTKK.
6. Cấu trúc của luận văn: Luận văn gồm 4 chương:
- Chương 1. Tổng quan
- Chương 2. Nghiên cứu hiện trạng môi trường không khí tại Công ty
cổ phần Thép Đà Nẵng
- Chương 3. Tính toán – kiểm tra sự ô nhiễm môi trường không khí
tại Công ty cổ phần thép Đà Nẵng
- Chương 4. Đề xuất các biện pháp kiểm soát ô nhiễm môi trường
không khí tại Công ty cổ phần thép Đà Nẵng
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN 1.1. Giới thi ệu chung về ngành sản xuất thép ở Việt Nam
1.1.1. Mô tả ngành sản xuất thép
1.1.2. Quá trình sản xuất thép bằng lò ñiện hồ quang
5
Hình 1.2. Quy trình sản xuất thép bằng lò ñiện hồ quang
1.1.3. Sử dụng tài nguyên, ô nhiễm môi trường và an toàn sản xuất
trong ngành thép
Hình 1.3. Nguyên nhiên liệu sử dụng và các phát thải môi trường của
ngành sản xuất thép lò ñiện
1.1.3.1. Tiêu thụ nguyên nhiên liệu
1.1.3.2. Các vấn ñề môi trường và an toàn sản xuất
1.2. Tổng quan về Công ty cổ phần thép Đà Nẵng
1.2.1. Lịch sử hình thành và phát triển của Công ty
1.2.1.1. Nhân lực của Công ty
6
1.2.1.2. Vị trí ñịa lý của dự án
Nhà máy luyện thép của Công ty cổ phần Thép Đà Nẵng nằm
tại lô H, Đường số 6, KCN Liên Chiểu -Liên Chiểu - Đà Nẵng:
- Phía Đông giáp Công ty Gốm sứ Hải Vân, Đường số 7
- Phía Tây giáp Đường số 9 và Tổng công ty Hóa chất Việt Nam
- Phía Nam giáp Tổng công ty thủy tinh và Gốm xây dựng
- Phía Bắc giáp khu ñất trống và tuyến ñường sắt dự kiến.
1.2.2. Một số thay ñổi của Công ty cổ phần Thép Đà Nẵng
1.2.2.1. Thay ñổi về quy mô, công suất thiết kế và sản phẩm sản xuất
1.2.2.2. Thay ñổi về công nghệ, thiết bị sản xuất
- Thay ñổi về công nghệ sản xuất
Hình 1.5. Sơ ñồ công nghệ sản xuất nâng cấp cải tạo
- Thay ñổi về thiết bị sản xuất: Đầu tư mới lò trung tần: 15
tấn/mẻ và ñầu tư mới thiết bị lò tinh luyện (Ladle Furnace – LF)
25T/mẻ
Phân loại, xử lý
Bãi liệu Sắt thép
Phân loại Cắt, ép, chế
Lò trung tần Lò ñiện
Thùng
Chất cường hóa
Chất trợ
Lò LF Chất trợ Fero hợp
Đúc liên
Phôi thành phẩm
Công ñoạn thay ñổi
7
1.2.3. Một số vấn ñề còn tồn tại ñối với sự ô nhiễm MTKK xung
quanh Công ty Cổ phần Thép Đà Nẵng.
Cùng với sự phát triển của ngành thép nói chung và Công ty cổ
phần Thép Đà Nẵng nói riêng, việc nâng cao công suất sản xuất và
thay ñổi, bổ sung một số thiết bị trong dây chuyền công nghệ sản
xuất thép, thì việc gây ra các vấn ñề ô nhiễm môi trường, ñặc biệt là
MTKK xung quanh Công ty cổ phần Thép Đà Nẵng là một vấn ñề
bức thiết. Mặc dù, công ty ñã lắp ñặt thiết bị xử lý khí thải nhưng vẫn
chưa giải quyết triệt ñể ñược sự ô nhiễm MTKK xung quanh (theo
báo cáo giám sát môi trường ñịnh kỳ của KCN Liên Chiểu hàng
năm).
CHƯƠNG 2. NGHIÊN CỨU HIỆN TRẠNG MTKK T ẠI CÔNG TY CỔ PHẦN THÉP ĐÀ NẴNG
2.1. Hiện trạng chất lượng MTKK t ại Công ty Cổ phần thép Đà
Nẵng
Hiện trạng chất lượng MTKK trong năm 2010, khi dây chuyền
công nghệ mới chưa ñi vào hoạt ñộng.
2.1.1. Chất lượng môi trường khí thải
Bảng 2.1. Kết quả phân tích chất lượng khí thải, [11]
Kết quả STT Chỉ tiêu Đơn vị tính
K2,1 K2,2
QCVN 19:2009
Số lần QCVN 05:2009
1 CO mg/m3 866,3 687,5 1000 - 2 NOx mg/m3 6,2 2,1 1000 0 3 SOx mg/m3 Vết Vết 2000 0 4 Bụi tổng mg/m3 390 350 400 0 5 Bụi Pb mg/m3 2,013 1,018 10 0 6 Bụi Ni mg/m3 0,0813 0,0523 - -
8
Ghi chú: Vị trí lấy mẫu:
K2.1- Lấy mẫu tại ống khói thải sau khi qua hệ thống xử lý
khói thải giai ñoạn phá liệu.
K2.2 - Mẫu khói thải sau khi qua hệ thống xử lý khói thải giai
ñoạn hoàn nguyên.
Dấu (-): không có trong tiêu chuẩn.
Nhận xét: Kết quả phân tích các chỉ tiêu trong môi trường khí thải tại
thời ñiểm lấy mẫu ñều nằm trong giới hạn cho phép của QCVN.
2.1.2. Chất lượng môi trường không khí và vi khí hậu
Bảng 2.2. Kết quả phân tích chất lượng MTKK xung quanh, [11]
TT Chỉ tiêu Đơn vị
tính Kết quả
QCVN 05:2009
Số lần vượt
QCVN 05:2009
1 Bụi tổng số mg/m3 0,03 0,3 0 2 SO2 mg/m3 0,072 0,35 0 3 NO2 mg/m3 0,03 0,2 0 4 CO mg/m3 10 30 0
Theo các kết quả ño ñạc ở trên, chất lượng MTKK xung quanh
Công ty Cổ phần Thép Đà Nẵng vẫn khá tốt. Tuy nhiên, sau khi dây
chuyền công nghệ mới ñã nâng cấp cải tạo, ñi vào hoạt ñộng, theo kết
quả ño ñạc chất lượng môi trường ñịnh kỳ KCN Liên Chiểu năm
2011 và năm 2012 ở bảng 2.3 và bảng 2.4.
Bảng 2.3. Kết quả ño ñạc, phân tích chất lượng MTKK xung quanh
(10/06/2011), [5] Kết quả
STT Chỉ tiêu Đơn vị
tính D3 D4 D5 D6 D7 D10 1 Bụi tổng số mg/m3 0,72 0,49 0,35 0,69 0,32 0,93 2 SO2 mg/m3 0,087 0,054 0,33 0,083 0,034 0,157 3 NO2 mg/m3 0,095 0,067 0,042 0,054 0,045 0,225 4 CO mg/m3 5,92 6,03 3,58 2,73 2,08 22,78
9
Bảng 2.4. Số lần vượt QCVN 05:2009 của MTKK xung quanh
(10/06/2011) Số lần vượt tiêu chuẩn
STT Chỉ tiêu Đơn vị
tính QCVN 05:2009 D3 D4 D5 D6 D7 D10
1 Bụi tổng số mg/m3 0,3 2,40 1,63 1,17 2,30 1,07 3,10 2 SO2 mg/m3 0,35 - - - - - - 3 NO2 mg/m3 0,2 - - - - - - 4 CO mg/m3 30 - - - - - -
Bảng 2.5. Kết quả ño ñạc, phân tích chất lượng MTKK xung quanh
(13/12/2011), [5] Kết quả
STT Chỉ tiêu Đơn vị tính D3 D4 D5 D6 D7 D10
1 Bụi tổng số mg/m3 0,74 0,50 0,36 0,71 0,37 0,953 2 SO2 mg/m3 0,092 0,059 0,286 0,087 0,035 0,162 3 NO2 mg/m3 0,089 0,08 0,049 0,062 0,05 0,188 4 CO mg/m3 6,33 6,18 3,79 2,91 2,13 23,07
Bảng 2.6. Số lần vượt QCVN 05:2009/BTNMT của MTKK xung
quanh (13/12/2011)
Số lần vượt QCVN 05:2009 STT Chỉ tiêu Đơn vị tính
QCVN 05:2009 D3 D4 D5 D6 D7 D10
1 Bụi tổng số mg/m3 0,3 2,47 1,67 1,20 2,37 1,23 3,18 2 SO2 mg/m3 0,35 - - - - - - 3 NO2 mg/m3 0,2 - - - - - - 4 CO mg/m3 30 - - - - - -
Bảng 2.7. Kết quả ño ñạc, phân tích chất lượng MTKK xung quanh
(12/06/2012), [6] Kết quả
STT Chỉ tiêu Đơn vị tính D3 D4 D5 D6 D7 D10
1 Bụi tổng số mg/m3 0,51 0,42 0,27 0,54 0,35 0,89
2 SO2 mg/m3 0,162 0,143 0,125 0,183 0,136 0,194
3 NO2 mg/m3 0,134 0,164 0,132 0,126 0,153 0,195
4 CO mg/m3 8,21 9,32 7,65 6,29 4,15 18,74
10
Bảng 2.8. Số lần vượt QCVN 05:2009/BTNMT của MTKK xung
quanh ( 12/06/2012) Số lần vượt tiêu chuẩn
STT Chỉ tiêu Đơn vị
tính QCVN 05:2009 D3 D4 D5 D6 D7 D10
1 Bụi tổng số
mg/m3 0,3 1,70 1,40 0,90 1,80 1,17 2,97
2 SO2 mg/m3 0,35 - - - - - - 3 NO2 mg/m3 0,2 - - - - - - 4 CO mg/m3 30 - - - - - -
Ghi chú: (-) Đạt tiêu chuẩn cho phép.
Vị trí quan trắc: D3- Khu vực giữa công ty cao su Đà Nẵng; D4- Khu
vực hóa chất Kiêm Liên; D5-Trạm công an Quận Liên Chiểu (phía
Tây KCN Liên Chiểu); D6-Khu vực xí nghiệp Thủy sản Nam Ô;
D10-Công ty Thép Đà Nẵng (tháng 6- hướng gió Đông, cách nhà
máy thép 250m; tháng 12-hướng gió Bắc, cách nhà máy thép 350m).
Như vậy, theo các kết quả ño ñạc ñịnh kì năm 2011, 2012 thì
chất lượng MTKK xung quanh Công ty cổ phần Thép Đà Nẵng, cụ
thể như sau:
- Năm 2011: bụi lơ lửng, tháng 6- vượt 3,1 lần và tháng 12 – vượt
3,27 lần giới hạn cho phép.
- Năm 2012: bụi lơ lửng, tháng 6- vượt 2,97 lần giới hạn cho phép.
2.2. Hiện trạng các công trình xử lý khí thải
Hệ thống hút và xử lý khí thải hiện có:
- Hiện tại Nhà máy Thép của Công ty Thép Đà Nẵng ñang vận hành
hệ thống hút và xử lý khí cũ với lưu lượng tối ña là 165000m3/h, ñể
thải khí thải từ lò trung tần, sử dụng xiclon lọc bụi với hiệu suất 65%.
- Hệ thống xử lý khí thải mới khánh thành tháng 8/2010 (thải khí thải
từ lò hồ quang và lò thùng tinh luyện) với lưu lượng tối ña là
400000m3/h và sử dụng thiết bị lọc bụi túi vải với hiệu suất 90%.
11
2.3. Một số thay ñổi về chất lượng MTKK c ủa Công ty Thép sau
khi nâng cấp công suất và cải tạo dây chuyền công nghệ sản xuất
- Sản lượng thép hoạt ñộng ổn ñịnh 180000 tấn/năm (2013)
- Cải tạo lò ñiện 15 tấn/mẻ thành lò ñiện công suất 20 tấn/mẻ.
- Định mức sử dụng dầu FO 2,5kg/tấn sản phẩm (chủ yếu dùng
vào việc sấy thùng rót).
- Đầu tư thêm lò trung tần.
Như vậy, những thay ñổi như trên sẽ ảnh hưởng ñến chất lượng
MTKK trong phạm vi phân xưởng cũng như MTKK xung quanh
Công ty cổ phần thép Đà Nẵng.
CHƯƠNG 3. TÍNH TOÁN - KI ỂM TRA SỰ Ô NHIỄM MTKK
TẠI CÔNG TY CỔ PHẦN THÉP ĐÀ NẴNG
3.1. Xác ñịnh nhiên liệu sử dụng của nhà máy.
- Dầu FO: 2,5kg/tấn sản phẩm, công suất sản xuất của lò nung
phôi (dầu FO dùng ñể sấy thùng rót): 30 tấn/h.
Tiêu hao dầu FO: 2,5kg/tấn sản phẩm Lượng dầu FO: 75kg/h.
Số liệu này, dùng ñể tính toán lượng phát thải các chất ô nhiễm do
ñốt cháy dầu FO.
3.2. Tính toán tải lượng chất ô nhiễm trong quá trình ñốt cháy
nhiên liệu
3.2.1. Tính toán sản phẩm cháy
Bảng 3.1. Thành phần nhiên liệu của dầu FO
Tỷ lệ Cp Hp Op Np Sp Ap Wp
% 82,98 12,38 0,74 1,12 0,3 0,15 1,2
12 .
ST
T
Đại
lư
ợng
tính
toá
n Đ
ơn v
ị K
ý hi
ệu
Côn
g th
ức
tính
S
ố cô
ng
thứ
c
Kết
quả
Hè
Đô
ng
1
Lư
ợng
khôn
g kh
í kh
ô lý
th
uyết
cầ
n ch
o
quá
trìn
h ch
áy
m3 c
huẩ
n/kg
NL
VO
V
O =
0,0
89C
P+
0,2
64H
P -
0,0
333(
OP-S
P)
(3.1
) 10
,64
10.6
4
2
Lư
ợng
khôn
g kh
í ẩm
lý
thuy
ết c
ần c
ho q
uá
trìn
h ch
áy
(ở t
=29
,1oC
; %
5,7
6=
ϕ⇒
d=1
9g/k
g
m3 c
huẩ
n/kg
NL
Va
Va =
(1
+ 0
,001
6d)V
O
(3.2
)
10,9
6 10
.87
3
Lư
ợng
khôn
g kh
í ẩm
thự
c tế
với
hệ
số t
hừa
khôn
g kh
í α
=1,
2- 1
,6
m3 c
huẩ
n/kg
NL
Vt
Vt =
α.V
a (3
.3)
14,2
5 14
.12
4 L
ượn
g kh
í S
O2
tron
g S
PC
m
3 c
huẩ
n/kg
NL
VS
O2
V
SO
2=
0,6
83.1
0-2.S
P
(3.4
) 0,
002
0.00
2
5 L
ượn
g kh
í C
O tr
ong
SP
C v
ới
hệ s
ố ch
áy
khôn
g ho
àn t
oàn
về h
óa h
ọc v
à cơ
học
η
(η=
0,01
-0,0
5).
m3 c
huẩ
n/kg
NL
VC
O
VC
O =
1,86
5.10
-2. η
.CP
(3
.5)
0,02
0.
02
6 L
ượn
g kh
í C
O2 t
rong
SP
C
m3 c
huẩ
n/kg
NL
VC
O2
VC
O2
=1,
853.
10-2
. (1
-η).
CP
(3.6
) 1.
48
1.48
7 L
ượn
g hơ
i nư
ớc t
rong
SP
C
m3 c
huẩ
n/kg
NL
VH
2O
VH
2O=
0,1
11.
HP+
0,01
24.W
P+
0,0
16d.
Vt
(3.7
) 1.
80
1.80
8 L
ượn
g kh
í N
2 tr
ong
SP
C
m3 c
huẩ
n/kg
NL
VN
2
VN
2=
0,8
.10-2
NP +
0,7
9.V
t (3
.8)
11.2
7 11
.17
9 L
ượn
g kh
í O
2 tr
ong
khôn
g kh
í th
ừa
m3 c
huẩ
n/kg
NL
VO
2
VO
2=
0,2
1(α
-1).
Va
(3.9
) 0.
69
0.68
10
Lư
ợng
SP
C t
ổng
cộng
(tứ
c lư
ợng
khó
i th
ải
bằng
tổn
g số
TT
từ
1-9
)
m3 c
huẩ
n/kg
NL
VS
PC
VS
PC=
VS
O2+
VC
O+
VC
O2+
VH
2O+
VN
2+
VO
2
(3.1
0)
15.2
8 15
.17
Ghi
chú
: m3 c
huẩn
/kgN
L –
m3 ở
ñiề
u ki
ện c
huẩn
trê
n 1k
g nh
iên
liệu
Bản
g 3.
2. C
ông
thức
tính
sản
phẩm
chá
y (S
PC
) ở ñ
iều
kiện
chu
ẩn (
t=0o C
; P
=76
0mm
Hg)
13
TT
Đ
ại l
ượn
g tí
nh t
oán
Đơn
vị
Ký
hiệu
C
ông
thứ
c tí
nh
Kết
quả
M.H
è M
.Đôn
g
1 L
ượn
g kh
ói (
SP
C)
ở ñi
ều
kiện
chu
ẩn
m3 /s
L
C
LC =
VS
PC.B
/360
0
0.3
19
0.3
16
2 L
ượn
g kh
ói (
SP
C)
ở ñi
ều
kiện
thự
c tế
tkh
ói ,
oC
m3 /s
L
T
LT =
LC.(
273
+ t
khó
i)/2
73
0.5
05
0.5
02
3 L
ượn
g kh
í S
O2 v
ới
2SOρ
=2,
926
kg/m
3 c
huẩn
g/s
MS
O2
M
SO
2 =
(10
3.V
SO
2.B
.2
SOρ
)/36
00
0.1
26
0.1
26
4 L
ượn
g kh
í C
O
với
CO
ρ
=1,
25 k
g/m
3 chu
ẩn
g/s
MC
O
MC
O =
(10
3 .VC
O.B
. C
Oρ
)/36
00
1.6
12
1.6
12
5 L
ượn
g kh
í C
O2 v
ới
2C
Oρ
=1,
977
kg/m
3 c
huẩn
g/s
MC
O2
MC
O2
= (
103.V
CO
2.B
.2
CO
ρ)/
3600
60
.797
60
.797
6 L
ượn
g tr
o bụ
i vớ
i hệ
số
tro
bay
theo
khó
i a
= 0
,8
g/s
MB
ụi
MB
ụi =
10.
a.A
P.B
/360
0 0.
025
0.
025
Bản
g 3.
3. C
ông
thức
và k
ết q
uả tí
nh to
án lư
ợng
khói
thả
i và
tải l
ượng
các
chấ
t ô
nhiễm
tro
ng kh
ói ứ
ng v
ới
lượn
g nh
iên
liệu
tiêu
thụ
B =
75[
kg/h
]
14
3.2.2. Tính toán tải lượng chất ô nhiễm trong quá trình nấu luyện
thép
Hiện tại, ñể quá trình nấu luyện và ra phôi thép, có 3 lò hoạt
ñộng [1]: - Lò ñiện hồ quang: 20 tấn/mẻ/h (1 lò)
- Lò trung tần: 15 tấn/mẻ/50 phút (2 lò)
- Lò tinh luyện LF : 25 tấn/mẻ/45 phút (1 lò)
- Đốt dầu FO sấy thùng rót.
Bảng 3.4. Mức ñộ ô nhiễm tính cho 1000kg thép lỏng và tải lượng
các chất ô nhiễm trong quá trình luyện thép Lò ñiện, 20 tấn/mẻ/h
Lò LF, 15 tấn/mẻ/45 phút
Lò Trung tần, 25 tấn/mẻ/45 phút
ThànhPhần
Đơn vị
LượngCông suất
[tấn/h]
M1
[g/s] Lượng
Công suất [t/h]
M2
[g/s] Lượng
Công suất [t/h]
M3
[g/s]
BỤI g/tấn 5100 20,00 28,33 3570 18 17,85 4080 30 68,00
SO2 g/tấn 600 20 3,33 420 18 2,10 480 30 8,00
NOx g/tấn 160 20 0,89 112 18 0,56 128 30 2,13
CO g/tấn 9000 20 50,00 6300 18 31,50 7200 30 120,00
Nguồn số liệu: [3]
Bảng 3.5. Tải lượng và nồng ñộ phát thải các chất ô nhiễm của các
nguồn thải
Lò ñiện
Lò LF Lò
Trung tần
Đốt dầu FO
Ống khói K1
Ống khói K2 Thảnh phần
Đơn vị
M1 [g/s]
M2 [g/s]
M3 [g/s]
M4
[g/s] M5=M3
[g/s] M6=M1+M2+M4
[g/s] BỤI g/s 28,33 17,85 68,00 0,03 68,00 46,21 SO2 g/s 3,33 2,10 8,00 0,13 8,00 5,56 NOx g/s 0,89 0,56 2,13 0,00 2,13 1,45 CO g/s 50,00 31,50 120,00 1,21 120,00 82,71
15
Bảng 3.6. Tải lượng của các nguồn thải sau khi qua thiết bị xử lý
Tải lượng M
[g/s]
Tải lượng M [g/s], sau khi qua thiết bị xử
lý với n=65% (K1), n=90% (K2)
Nguồn h
[m]
D
[m]
L
[m3/s]NOx CO SO2 Bụi NOx CO SO2 Bụi
K1 24 2,8 46 2,13 120,00 8,00 68,00 2,13 120,008,00 23,80
K2 25 3,85 111 1,45 82,71 5,56 46,21 1,45 82,71 5,56 4,62
3.3. Tính toán quá trình khuếch tán chất ô nhiễm trong môi
trường Không khí theo Mô hình Gauss
3.3.1. Lý thuyết tính toán quá trình khuếch tán chất ô nhiễm theo
mô hình Gauss
3.3.1.1. Phương trình vi phân cơ bản
3.3.1.2. Tính toán khuếch tán ô nhiễm không khí theo mô hình Gauss
3.3.1.3. Hệ số khuếch tán zyx σσσ ,,
3.3.1..4. Cấp ổn ñịnh khí quyển
3.3.1.5. Chiều cao hiệu quả của ống khói
3.3.1.6. Xác ñịnh nồng ñộ cực ñại CMax và vị trí xMax của chất ô
nhiễm ñạt CMax bằng giải tích gần ñúng.
3.3.2. Tính toán quá trình khuếch tán chất ô nhiễm theo mô hình
Gauss
3.3.2.1. Số liệu chi tiết các nguồn gây ô nhiễm
16
Bảng 3.10. Nguồn gây ô nhiễm và tải lượng các chất ô nhiễm mùa
Hè
Mùa Hè Kích thước
Nguồn thải h
[m]
D
[mm]
Nhiệt ñộ khói thải
t khói
[oC]
L [m3/s]
MNOx
[g/s]
MCO
[g/s]
MSO2
[g/s]
MBụi
[g/s]
Vận tốc tại miệng ống khói [m/s]
Chiều cao hiệu quả
H [m]
K1 24 2800 160 46 2,13 120,0 8,00 23,80 7,45 35,16
K2 25 3850 160 111 1,45 82,71 5,56 4,62 9,55 46,55
Bảng 3.11. Nguồn gây ô nhiễm và tải lượng các chất ô nhiễm mùa Đông
Mùa Đông Kích thước
Nguồn thải h
[m]
D
[mm]
Nhiệt ñộ
khói thải t khói,
[oC]
L
[m3/h]
MNOx
[g/s]
MCO
[g/s]
MSO2,
[g/s]
MBụi
[g/s]
Vận tốc tại miệng ống khói, [m/s]
Chiều cao hiệu quả, H
[m]
K1 24 2800 160 46 2,13 120,0 8,00 23,80 7,45 34,03
K2 25 3850 160 111 1,45 82,71 5,56 4,62 9,55 44,46
3.3.2.2. Tính nồng ñộ ô nhiễm cực ñại các chất gây ô nhiễm của các
nguồn thải
a. Tính cho mùa Hè: cấp ổn ñịnh khí quyển B
Bảng 3.12. Nồng ñộ Cmax và khoảng cách Xmax của các chất ô nhiễm
tính cho mùa Hè
Cmax [mg/m3] Xmax [km] Nguồn
thải NOx CO SO2 Bụi NOx CO SO2 Bụi
K1 0,067 3,748 0,250 0,743 0,249 0,249 0,249 0,249
K2 0,027 1,516 0,102 0,085 0,328 0,328 0,328 0,328
17
b. Tính cho mùa Đông: cấp ổn ñịnh khí quyển C
Bảng 3.13. Nồng ñộ Cmax và khoảng cách Xmax của các chất ô nhiễm
vào mùa Đông.
Cmax [mg/m3] Xmax [km] Nguồn
thải NOx CO SO2 Bụi NOx CO SO2 Bụi
K1 0,068 3,835 0,256 0,761 0,36 0,36 0,36 0,36
K2 0,027 1,551 0,104 0,087 0,483 0,483 0,483 0,483
3.3.3. Tổng hợp quá trình khuếch tán của các chất gây ô nhiễm
của các nguồn thải
3.3.3.1. Nồng ñộ các chất ô nhiễm Cx của các nguồn thải ở các
khoảng cách x bất kì.
3.3.3.2. Tổng hợp nồng ñộ ô nhiễm chất ô nhiễm Cx của các nguồn
thải ở các khoảng cách x bất kì.
3.3.4. Đồ thị biểu diễn nồng ñộ chất ô nhiễm trên mặt ñất dọc theo chân
ống khói của các nguồn thải
3.3.4.1. Mùa hè
Hình 3.3. Đồ thị biểu diễn sự Hình 3.4. Đồ thị biểu diễn sự thay ñổi nồng ñộ Bụi thay ñổi nồng ñộ NOx
18
Hình 3.5. Đồ thị biểu diễn sự Hình 3.6. Đồ thị biểu diễn sự thay ñổi nồng ñộ SO2 thay ñổi nồng ñộ CO
3.3.4.2. Mùa ñông
Hình 3.7. Đồ thị biểu diễn sự Hình 3.8. Đồ thị biểu diễn sự thay ñổi nồng ñộ Bụi thay ñổi nồng ñộ NOx
Hình 3.9. Đồ thị biểu diễn sự Hình 3.10. Đồ thị biểu diễn sự
thay ñổi nồng ñộ SO2 thay ñổi nồng ñộ CO
19 3.3.5. Đánh giá sự ô nhiễm MTKK do hoạt ñộng của Công ty cổ
phần thép Đà Nẵng
3.3.5.1. Nồng ñộ tối ña cho phép của bụi và các chất vô cơ trong khí
thải công nghiệp khi phát tán vào MTKK (QCVN 19:2009/BTNMT)
Theo bảng 3.20 thì Nồng ñộ bụi và CO trong khí thải nhà máy thép
vượt QCVN 19:2009/BTNMT.
Cụ thể: Bụi vượt 5,41 lần và CO vượt 5,45 lần nồng ñộ tối ña cho
phép trong khí thải công nghiệp.
Bảng 3.20. Số lần vượt tiêu chuẩn tối ña cho phép của nồng ñộ phát
thải Cft các chất ô nhiễm
Nồng ñộ phát thải Cft [mg/m3] Cft, max tối ña cho phép
[mg/m3] Số lần vượt Cft, max Nguồn
thải NOx CO SO2 Bụi NOx CO SO2 Bụi NOx CO SO2 Bụi
K1 46,55 2618,18 174,55 519,27 408 480 240 96 0 5,45 0 5,41
K2 13,04 744,38 50,03 41,59 408 480 240 96 0 1,55 0 0
3.3.5.2. Nồng ñộ cho phép của các chất ô nhiễm môi trương không
khí xung quanh
Bảng 3.21. Đánh giá sự ô nhiễm MTKK xung quanh các chất ô
nhiễm do Công ty Thép Đà Nẵng (Mùa Hè)
Nguồn 1 Nguồn 2 Tổng hợp 2 nguồn
Chất
QCVN 05:2009
C [mg/m3] Cmax
[mg/m3]
Số lần vượt
QCVN 05:2009
Cmax [mg/m3]
Số lần vượt
QCVN 05:2009
Cmax [mg/m3]
Số lần vượt
QCVN 05:2009
BỤI 0,3 0,743 2,48 0,085 0 0,812 2,71 NOx 0,2 0,067 0 0,027 0 0,088 0 SO2 0,35 0,250 0 0,102 0 0,332 0 CO 30 3,748 0 1,516 0 4,965 0
20
Bảng 3.22. Đánh giá sự ô nhiễm các chất ô nhiễm do Công ty Thép
Đà Nẵng (Mùa Đông)
Nguồn 1 Nguồn 2 Tổng hợp 2 nguồn
Số lần vượt
QCVN 05:2009
Chất
QCVN 05:2009
C [mg/m3] Cmax
[mg/m3]
Số lần vượt
QCVN 05:2009 Cmax
[mg/m3]
Số lần vượt
QCVN 05:2009 Cmax,
[mg/m3]
BỤI 0,3 0,761 2,54 0,087 0 0,833 2,78 NOx 0,2 0,068 0 0,027 0 0,091 0 SO2 0,35 0,256 0 0,104 0 0,343 0 CO 30 3,835 0 1,551 0 5,134 0
3.3.5.3. Nhận xét
Nguồn gây ô nhiễm chủ yếu của Công ty Thép là Ống khói
thải khí từ lò trung tần (nguồn 1 - K1) và chất gây ô nhiễm là bụi.
Cụ thể, tổng hợp 2 nguồn gây ô nhiễm (nguồn K1 và K2): Nồng ñộ
bụi vượt QCVN 05:2009 là 2,71 lần (mùa hè) và 2,78 lần (mùa
ñông). Các chất ô nhiễm khác vẫn nằm trong giới hạn cho phép,
không gây ảnh hưởng ñến chất lượng MTKK xung quanh.
Theo kết quả tính toán, so sánh với kết quả giám sát ñịnh kì
năm 2011 và năm 2012 vừa qua, thì kết quả tính toán tương ñối phù
hợp với kết quả ño ñạc.
CHƯƠNG 4. ĐỀ XUẤT BIỆN PHÁP KIỂM SOÁT Ô NHI ỄM
MTKK T ẠI CÔNG TY CỔ PHẦN THÉP ĐÀ NẴNG
4.1. Một số biện pháp kiểm soát ô nhiễm MTKK t ại Công ty
Thép Đà Nẵng bằng Sản xuất sạch hơn
Hiện tại, Công ty Thép Đà Nẵng ñã sử dụng một số biện pháp
hướng ñến quá trình sản xuất sạch, ñể kinh tế hơn, công ty có thể áp
dụng thêm một số biện pháp sản xuất sạch hơn như: Nung sơ bộ
21
thép phế, vận hành lò ñiện chế ñộ siêu cao công suất, cải tiến công
nghệ bằng cách ra thép ở ñáy lò.
4.2. Kiểm soát ô nhiễm MTKK b ằng giải pháp khống chế và xử
lý ngay tại nguồn
4.2.1. Một số phương pháp xử lý khí bụi ñã áp dụng của một số
nhà máy thép
4.2.1.1. Lọc bụi ống tay áo
4.2.1.2. Phương pháp lọc bụi tĩnh ñiện
4.2.1.3. Phương pháp xyclon màng nước
4.2.1.4. Các phương pháp ướt: Phương pháp dập bụi bằng màng
chất lỏng (thường là nước) và phương pháp rửa khí kiểu Venturi
4.2.2. Đánh giá hiệu quả của một số phương pháp xử lý bụi của
nhà máy luyện thép
Bảng 4.1. So sánh hiệu quả các phương pháp xử lý khí bụi
Phương pháp
Ưu ñiểm Nhược ñiểm
Buồng lắng bụi
- Cấu tạo ñơn giản
- Độ bền cao, dễ vận hành
- Giá thành thấp
- Chi phí năng lượng không lớn và có thể lọc ñược bụi có tính mài mòn
- Ngoài ra hoạt ñộng của buồng lắng không chịu ảnh hưởng của nhiệt ñộ và bảo ñảm lắng ñược bụi thô.
- Chỉ lọc ñược bụi có kích thước tương ñối lớn
- Để lắng ñược các hạt nhỏ kích thước của buồng lắng phải rất lớn → Chiếm nhiều diện tích không gian lắp ñặt thiết bị.
- Hiệu quả lọc ñối với các hạt nhỏ hơn 5µm thậm chí trong các buồng lắng kích thước lớn hầu như bằng 0.
- Hiệu suất xử lý thấp (40 – 60%)
22
Phương pháp
Ưu ñiểm Nhược ñiểm
Cyclon - Cấu tạo ñơn giản
- Hiệu suất cao 60-80% (cyclone khô); 80-95% (cyclone ướt)
- Chỉ lọc ñược bụi có kích thước tương ñối lớn
- Với xử lý lưu lượng lớn, chiếm nhiều diện tích không gian lắp ñặt thiết bị.
Lọc bụi ống tay áo
- Hiệu suất cao 90 – 95% - Trở lực cao
- Chỉ dùng ñược với bụi khô, nhiệt ñộ tương ñối thấp (<100oC)
- Giá thành thiết bị cao.
Lọc tĩnh ñiện
- Hiệu suất cao 95 – 99%
- Tốn năng lượng và không áp dụng ñược với các loại khí có khả năng cháy, nổ
- Giá thành thiết bị cao.
Lọc ướt - Dễ chế tạo, giá thành thấp, nhưng hiệu quả lọc bụi cao
- Có thể lọc ñược bụi có kích thước dưới 0,1 mµ (ví dụ trong
thiết bị lọc bụi Venturi
- Có thể làm việc với khí có nhiệt ñộ và ñộ ẩm cao
- Thiết bị lọc bằng phương pháp ướt có lợi thế hơn các thiết bị lọc khác là nó có thể ñược sử dụng trong trường hợp khí nóng và bụi, chất lỏng kết dính, không an toàn về cháy nổ.
- Thiết bị lọc ướt, ngoài lọc bụi và lọc khí, tức dùng chúng như thiết bị hấp thụ, còn có thể làm nguội và làm ẩm khí, tức như thiết bị trao ñổi nhiệt hòa trộn.
- Năng lượng lớn.
- Khí ướt gây những vấn ñề như xâm thực cần phải chống ăn mòn, sản phẩm thải ở dạng cắn bùn yêu cầu phải xử lý nước thải.
- Lượng nước khổng lồ khoảng 0,05-0,1m3 nước cho 100m3 khí là lượng nước yêu cầu, lượng nước này quay vòng cùng bụi cho ra lượng cắn bùn quánh rất ñáng quan tâm, làm phức tạp cho hệ thống thoát nước và xử lý nước thải.
23
4.2.3. Lựa chọn giải pháp xử lý bụi Công ty Thép Đà Nẵng
4.2.3.1. Nguyên tắc lựa chọn thiết bị lọc bụi
4.2.3.2. Lựa chọn thiết bị
Từ các kết quả tính toán ở chương 3, thì nguồn thải ở ống khói
lò trung tần gây ô nhiễm và chất ô nhiễm là bụi. Với các ñánh giá và
nhận xét ở trên, có thể ñề xuất biện pháp cải tiến công nghệ xử lý
bụi ở ống khói lò trung tần từ xử lý cyclone, có thể cải tiến xử lý
bằng thiết bị lọc bụi bằng vật liệu hạt (cục). Sau khi cải tiến bằng
thiết bị lọc bụi bằng vật liệu hạt (cục), với hiệu suất 90%, tính toán,
kiểm tra lại khả năng phát tán ô nhiễm, thì nồng ñộ bụi ô nhiễm ñảm
bảo QCVN 05:2009.
Sơ ñồ nguyên lý dây chuyền công nghệ xử lý bụi ở ống khói 1
ở hình 4.2.
Hình 4.2. Sơ ñồ nguyên lý dây chuyền công nghệ xử lý bụi ở ống khói 1
Với thiết bị lọc bụi ống tay áo, hiệu suất cao, nhưng nhược
ñiểm là giá thành cao và khó vận hành hơn thiết bị lọc bụi bằng vật
liệu hạt (phương pháp ướt), có thể tận dụng nước làm mát ở lò ñiện
hồ quang ñể sử dụng lại. Thiết bị này, giá thành rẻ và dễ vận hành
hơn lọc bụi ống tay áo.
Lớp vật liệu cục này có thể là lớp ñá cuội, than cốc, than
xỉ…hoặc là từ những khâu bằng sứ, nhựa hoặc là những viên bằng
24
Hình 4.3. Thiết bị lọc bụi dạng hạt (cục)
sứ. Bề dày của lớp lọc phụ thuộc vào vật liệu cục. Với thiết bị này,
có thể lọc ñược bụi và hấp thụ một số khí khác như SO2, CO,
NOx…Hiệu quả lọc bụi của loại này ñạt từ 85-95%.
4.2.4. Tính toán – Kiểm tra nồng ñộ các chất ô nhiễm sau khi lắp
ñặt hệ thống xử lý bụi
Hình 4.4a. Đồ thị biểu diễn sự thay ñổi Hình 4.4b. Đồ thị biểu diễn sự
thay ñổi nồng ñộ bụi, sau khi bố trí hệ thống nồng ñộ bụi, sau khi bố trí
hệ xử lý bụi (mùa hè) thống xử lý bụi (mùa
ñông)
25 Như vậy, sau khi bố trí hệ thống xử lý bụi, thì MTKK ở Công
ty cổ phần Thép Đà Nẵng không còn bị ô nhiễm, ñảm bảo QCVN
05:2009/BTNMT.
KẾT LUẬN VÀ KI ẾN NGHỊ 1. Tình hình sản xuất ngành thép và vấn ñề ô nhiễm MTKK t ại
Công ty cổ phần thép Đà Nẵng.
- Đề tài ñã nêu ñược tầm quan trọng và tình hình sản xuất thép
hiện nay và dây chuyền công nghệ sản xuất thép lò ñiện hồ quang tại
công ty thép Đà Nẵng.
- Quá trình sản xuất thép ở công ty cổ phần Thép Đà Nẵng,
dẫn ñến hiện trạng môi MTKK xung quanh bị ô nhiễm bụi là chính,
và chủ yếu là do ống khói thu nguồn thải ở lò trung tần, nên tác giả
ñã ñưa ra và lựa chọn phương pháp xử lý bụi ống ống khói này ñó là
dùng thiết bị lọc bụi bằng phương pháp ướt (lọc bụi dạng hạt). Dùng
thiết bị lọc bụi này, sẽ có hiệu suất xử lý bụi cao, giảm ñược chi phí
cho công ty qua việc tận dụng nước làm mát ở lò hồ quang ñể cung
cấp cho thiết bị xử lý bụi này.
2. Một số vấn ñề áp dụng các phương pháp tính toán ñể ñánh
giá ô nhiễm MTKK xung quanh công ty cổ phần thép Đà Nẵng
- Trên cơ sở lý thuyết khuếch tán, tác giả ñã áp dụng phương
pháp tính toán khuếch tán chất ô nhiễm từ nguồn ñiểm cao ñể xác
ñịnh hiện trạng MTKK công ty CP Thép Đà Nẵng theo nồng ñộ của
từng chất ñộc hại riêng biệt, của từng ống khói, cũng như theo nồng
ñộ tổng cộng các chất ô nhiễm do hai ống khói ñồng thời thải ra.
- Bằng chương trình excel 2007, có thể lập ñược biểu ñồ biểu
thị sự biến ñổi các trị số nồng ñộ ô nhiễm các chất, của từng ống
26
khói cũng như biểu ñồ tổng hợp phân bố nồng ñộ ô nhiễm trên mặt
ñất ở chế ñộ tức thời theo từng mùa.
- Tác giả ñã ñưa ra phương pháp xác ñịnh nồng ñộ cực ñại
Cmax , khoảng cách từ ñiểm có nồng ñộ cực ñại ñến chân ống khói
trên trục gió Xmax và nồng ñộ tại ñiểm có toạ ñộ x,y bất kỳ trong mô
hình Gauss bằng biểu ñồ, nó cho phép xác ñịnh Cmax, Xmax, Cx,y
thuận tiện, dễ dàng, góp phần hoàn thiện thêm mô hình khuếch tán
Gauss.
3. Biện pháp ñể kiểm soát ô nhiễm MTKK t ại Công ty cổ phần
Thép Đà Nẵng
Vấn ñề trước hết là công ty cần áp dụng thêm một số biện
pháp sản xuất sạch hơn trong ngành luyện thép lò ñiện hồ quang.
Đồng thời Công ty có thể thành lập một bộ phận thường
xuyên giám sát ñịnh kì hay phòng bảo vệ môi trường tại công ty. Và
nên giám sát ñịnh kì 3 tháng, ñể thường xuyên kiểm soát hiện trạng
MTKK, k ịp thời xử lý các vấn ñề liên quan ñến ô nhiễm MTKK nếu
môi trường bị ô nhiễm.