O nhiem khong khi tu qua trinh dot nhien

Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NƠNG LÂM TP.HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠNG NGHỆ MƠI TRƯỜNG

Tiểu luận mơn học
Ơ NHIỄM KHƠNG KHÍ VÀ TIẾNG ỒN
Tên tiểu luận:

Ơ NHIỄM KHƠNG KHÍ TỪ Q TRÌNH
ĐỐT NHIÊN LIỆU VÀ BIỆN PHÁP XỬ LÍ

NHĨM THỰC HIỆN
LỚP
NGÀNH

: NHĨM 3
: DH06MT
: KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG

-02/2009-

GVHD: Huỳnh Ngọc Anh Tuấn

1


Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục
MỤC LỤC

DANH BẢNG BIỂU MỤC.............................................................................................4
CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU..................................................................................................5
1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ.....................................................................................................5
1.2. MỤC TIÊU..........................................................................................................5
1.3. PHẠM VI............................................................................................................5
1.4. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU................................................................................5
CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN CÁC QUÁ TRÌNH ĐỐT.................................................6
2.1. ĐỊNH NGHĨA NHIÊN LIỆU..............................................................................6
2.2. PHÂN LOẠI NHIÊN LIỆU................................................................................6
2.2.1. Nhiên liệu lỏng:..............................................................................................6
2.2.2. Nhiên liệu rắn:................................................................................................8
2.2.3. Nhiên liệu dạng khí:.......................................................................................9
2.2.4. Nhiên liệu sinh học:.......................................................................................9
2.3. THÀNH PHẦN NHIÊN LIỆU..........................................................................10
CHƯƠNG 3 : Ơ NHIỄM KHƠNG KHÍ DO Q TRÌNH ĐỐT NHIÊN LIỆU........13
3.1. Q TRÌNH HÌNH THÀNH CÁC CHẤT GÂY Ơ NHIỄM CHÍNH.............13
3.1.1.Cacbon monoxit:...........................................................................................13
3.1.2.Các nitơ oxit (NOx):.....................................................................................14
3.1.3. Lưu huỳnh oxit (SOx):.................................................................................16
3.1.4. Cacbondioxit (CO2):....................................................................................18
3.2. TẢI LƯỢNG Ơ NHIỄM TRONG Q TRÌNH ĐỐT....................................18
3.2.1. Tải lượng ô nhiễm trong quá trình đốt nhiên liệu của các phương tiện vận
chuyển:...................................................................................................................18
3.2.2. Tải lượng các chất ô nhiễm trong q trình đốt cơng nghiệp......................20
3.3. CÁC BIỆN PHÁP GIẢM Ơ NHIỄM.............................................................21
GVHD: Huỳnh Ngọc Anh Tuấn

2

Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục

3.3.1. Nguyên tắc của các q trình xử lý khí độc hại:..........................................21
3.3.2. Cơ sở lý thuyết của phương pháp hấp thụ:..................................................22
3.3.3. Cơ sở lý thuyết của phương pháp hấp phụ:.................................................24
3.3.4. Các phương pháp xử lý SO2:.......................................................................25
3.3.5. Các phương pháp xử lý NOx:......................................................................28
3.3.5. Nhiệt.............................................................................................................29
3.3.6. Phương pháp xử lý CO:...............................................................................31
CHƯƠNG 4 : KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ...............................................................33
4.1. KẾT LUẬN.......................................................................................................33
4.2. KIẾN NGHỊ.......................................................................................................33
TÀI LIỆU THAM KHẢO.............................................................................................34

GVHD: Huỳnh Ngọc Anh Tuấn

3


Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục

DANH BẢNG BIỂU MỤC
Bảng 2.2.1. Các thông số kỹ thuật của dầu Diesel...................................................8
Bảng 2.3.1. Thành phần nhiên liệu, % KL...........................................................12
Bảng 2.3.2. Thành phần nhiên liệu theo mol.........................................................13
Bảng 3.2.1: Hệ số ô nhiễm của các phương tiện vận chuyển sử dụng dầu diesel 19
Bảng 3.2.2. Tải lượng bụi và khí thải từ phương tiện vận chuyển........................20
Bảng 3.2.4.Tải lượng các chất ơ nhiễm trong q trình đốt công nghiệp;.............21
Bảng 3.2.5 : Hệ số ô nhiễm đốt vơi lị gạch(kg/tấn sản phẩm):.............................22

GVHD: Huỳnh Ngọc Anh Tuấn

4


Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục

CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU
1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Nhiên liệu là một phần không thể thiếu trong hoạt động sống.Đặc biệt, nó đóng
một vai trị quan trọng trong công nghiệp, giao thông vận tải của các quốc gia trên thế
giới, nó tham gia vào hầu hết các quá trình sản xuất nhằm tạo ra của cải cải, phục vụ
lợi ích cho mỗi quốc gia, mỗi khu vực.
Vì vậy, vấn đề nhiên liệu ln là vấn đề được quan tâm đặc biệt về khâu đầu
vào ( đáp ứng đủ cho nhu cầu sản xuất, vận chuyển ), và khâu đầu ra ( tình trạng ơ
nhiễm khơng khí trong các khu đô thị, khu công nghiệp, khu chế xuất…).Từ đó, vấn
đề bảo vệ mơi trường khơng khí được quan tâm. Do vậy, việc nghiên cứu ơ nhiễm
khơng khí từ các quá trình đốt nhiên liệu và các biện pháp xử lí là một vấn đề mang
tính cấp thiết và thực tế.
1.2. MỤC TIÊU
Tìm hiểu các loại nhiên liệu tham gia trong q trình đốt.
Các loại khí sinh ra trong quá trình đốt nhiên liệu.
Đề xuât các biện pháp xử lí nhằm giảm thiểu ơ nhiễm khơng khí do các quá
trình đốt gây ra.
1.3. PHẠM VI
Các kết quả thu thập chủ yếu là trên mạng và sách chuyên đề về ơ nhiễm khơng
khí
Các dữ liệu về các loại nhiên liệu tham gia các quá trình đốt.
Chỉ tìm một số loại khí đặc trưng trong q trình đốt.
Tìm hiểu các biện pháp xử lí tiêu biểu.

Thời gian thực hiện từ 26/02/2009- 10/03/2009.
1.4. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
Tìm hiểu các loại nhiên liệu về: Định nghĩa, phân loại và thành phần.
Tìm hiểu các q trình hình thành các chất ơ nhiễm, tải lượng ơ nhiễm.
Đề xuất các biện pháp xử lí, giảm thiểu ô nhiễm.

GVHD: Huỳnh Ngọc Anh Tuấn

5


Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN CÁC QUÁ TRÌNH ĐỐT
2.1. ĐỊNH NGHĨA NHIÊN LIỆU
Nhiên liệu là vật chất được sử dụng để giải phóng năng lượng khi cấu trúc vật
lý hoặc hóa học bị thay đổi. Nhiên liệu giải phóng năng lượng thơng qua q trình hóa
học như cháy hoặc q trình vật lý, ví dụ : phản ứng nhiệt hạch, phản ứng phân hạch.
Tính năng quan trọng của nhiên liệu đó là năng lượng có thể được giải phóng
khi cần thiết và sự giải phóng năng lượng được kiểm sốt để phục vụ mục đích của
con người.
2.2. PHÂN LOẠI NHIÊN LIỆU
Có 3 dạng nhiên liệu chủ yếu được sử dụng trong quá trình đốt
2.2.1. Nhiên liệu lỏng: gồm có xăng, dầu hỏa, dầu DO, FO.
 Xăng: là hỗn hợp phức tạp của các hydrocacbon nhẹ có nhiệt độ sơi trong
khoảng từ 30 đến 250 oC. Xăng được sản xuất chủ yếu từ dầu mỏ, khí dầu mỏ, than đá,
than nâu, đá phiến nhiên liệu và nhựa than đá. Trị số octan càng cao thì khả năng
chống kích nổ càng lớn. Để có trị số ốc tan trong xăng, người ta pha hợp chất của chì
vào xăng.
 Dầu hỏa: là sản phẩm của phân đoạn chưng cất dầu mỏ có nhiệt độ sơi từ 200 300 oC. Dầu hỏa có hàm lượng lưu huỳnh nhỏ (0,05%); lượng cacbua hydro thơm

thấp.
 Daàu diezen: một loại nhiên liệu lỏng, sản phẩm tinh chế từ dầu mỏ,
là sản phẩn của quá trình chưng cất trực tiếp. Trị số
xêtan đánh giá khả năng tự bốc cháy của dầu. Thường
ta thêm vào dầu một lượng không quá 1% izopropylnitrat
để tăng trị số xêtan tới mức qui định. Chúng thường có nhiệt độ
bốc hơi từ 175 đến 370 độ C. Các nhiên liệu Diesel nặng hơn, với nhiệt độ bốc hơi 315
đến 425 độ C còn gọi là dầu Mazut (Fuel oil).

GVHD: Huỳnh Ngọc Anh Tuấn

6


Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục

Bảng 2.2.1. Các thông số kỹ thuật của dầu Diesel
Loại nhiên liệu
Diesel

Các tiêu chuẩn chất lượng của nhiên liệu
Diesel

1.

Chỉ số cetan

2.

Thành phần chưng cất, t °C

3.

Phương pháp

DO

DO

0,5% S

1,0% S

thử

≥ 50

≥ 45

ASTM D 976

50% được chưng cất ở

280 °C

280 °C

TCVN

90% được chưng cất ở

370 °C

370 °C

2693–95

Độ nhớt động học ở 20 °C

1,8 ÷ 5,0 1,8 ÷ 5,0 ASTM D 445

(đơn vị cSt: xenti-Stock)
4.

Hàm lượng S (%)

≤ 0,5

≤ 1,0

ASTM D 2622

5.

Độ tro (% kl)

≤ 0,01

≤ 0,01

TCVN 2690–95

6.

Độ kết cốc (%)

≤ 0,3

≤ 0,3

TCVN6 324–97

7.

Hàm lượng nước, tạp chất cơ học (% V) ≤ 0,05

≤ 0,05

TCVN 2693–95

9.

Ăn mòn mảnh đồng ở 50 °C trong 3 giờ N0 1

N0 1

TCVN 2694–95
TCVN 3753–95

10. Nhiệt độ đông đặc, t °C

≤5

≤5

11. Tỷ số A/F

14,4

14,4

GVHD: Huỳnh Ngọc Anh Tuấn

7


Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục

 Dầu mazut: là phần cặn của quá trình chưng cất dầu mỏ ở áp suất thường. Dầu
mazut có nhiều loại chủ yếu khác nhau ở độ nhớt, nhiệt độ nóng chảy, hàm lượng lưu
huỳnh và nhiệt độ đông đặc. Dầu mazut được dùng để đốt nồi hơi trong các lị cơng
nghiệp nhà máy dệt, đường, rượu bia, nhiệt điện, v.v..;
Ở nước ta đang sử dụng 3 loại dầu mazut của các nước thuộc khối Liên Xơ cũ
có ký hiệu M-40; M-100; M-200; ngồi ra còn sử dụng dầu FO của các nước khác có
đặc tính tương tự dầu M-40 và M-100.
2.2.2. Nhiên liệu rắn:
 Gỗ: có thành phần hóa học và nhiệt trị thấp ; độ ẩm cao; độ tro thấp, nhiều chất
bốc (80 -90%) nên dễ cháy.
 Than bùn: có độ ẩm cao tới 90%; chất bốc chiếm khoảng 70%.
 Than nâu: sự phân hóa địa chất già hơn than bùn; độ ẩm 20 - 60%; độ tro từ 15

- 50%; chất bốc từ 30 - 50%.
 Than đá: (tên tiếng Anh là anthracite) là một loại nhiên liện hóa thạch được
hình thành ở các hệ sinh thái đầm lầy nơi xác thực vật được nước và bùn lưu giữ
không bị ô xi hóa và phân hủy bởi sinh vật (biodegradation). Than đá, là sản phẩm của
quá trình biến chất, là các lớp đá có màu đen hoặc đen nâu có thể đốt cháy được. Than
đá là nguồn nhiên liệu sản xuất điện năng lớn nhất thế giới, cũng như là nguồn thải khí
carbon dioxide lớn nhất, được xem là nguyên nhân hàng đầu gây nên hiện tượng nóng
lên tồn cầu. Than đá được khai thác từ các mỏ than lộ thiên hoặc dưới lịng đất (hầm
lị) có tuổi hình thành địa chất cao hơn than nâu, hàm lượng cacbon lớn chất bốc thay
đổi trong phạm vi lớn (từ 15 - 50%).
 Than cốc: là sản phẩm tạo thành từ than đá, là loại than chứa ít lưu huỳnh và ít
tro nhờ quy trình luyện than đá thành than cốc ở điều kiện yếm khí trên 1000°С. Các
thành phần dễ bay hơi như nước, khí than và tro than đã bị loại bỏ gần như hồn tồn.
Cacbon và các phần tro cịn lại bị hòa tan lẫn vào nhau. Một phần cacbon bị chuyển
sang dạng giống như than chì (hay graphít).
Than cốc là sản phẩm cứng và xốp có màu xám, thu được nhờ quá trình luyện
cốc của than mỡ (loại than có thể tự tạo ra chất kết dính khi được nung ở mơi trường
yếm khí).
GVHD: Huỳnh Ngọc Anh Tuấn

8


Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục

Độ xốp đạt 49-53%, tỷ trọng riêng khoảng 1,80-1,95 g/cm³, tỷ trọng biểu kiến
khoảng 1 g/cm³, còn tỷ trọng khi ở dạng rời là khoảng 400-500 kg/m³, độ tro 9-12%, tỷ
lệ các chất dễ bay hơi khoảng 1%. Độ ẩm tương đối khoảng 2-4% và không lớn hơn
0,5% khối lượng. Giới hạn sức bền khi bị nén là 15-25 MPa, khi bị cắt (đặc trưng cho
tính bền vững đối với sự cắt) 6-12 MPa, năng suất tỏa nhiệt 29-30 MJ/kg.

2.2.3. Nhiên liệu dạng khí:
Khí thiên nhiên là hỗn hợp chất khí cháy được, bao gồm phần lớn là các
hydrocarbon (hợp chất hóa học chứa cacbon và hyđrơ). Khí thiên nhiên có thể chứa
đến 85% mêtan (CH4) và khoảng 10% êtan (C2H6), và cũng có chứa số lượng nhỏ hơn
propan (C3H8), butan (C4H10), pentan (C5H12), và các alkan khác. Khí thiên nhiên,
thường tìm thấy cùng với các mỏ dầu ở trong vỏ Trái Đất, được khai thác và tinh lọc
thành nhiên liệu cung cấp cho khoảng 25% nguồn cung năng lượng thế giới.
Khí thiên nhiên được sử dụng làm nhiên liệu và nguyên liệu đầu vào cho ngành
chế biến hóa chất. Là một nhiên liệu gia dụng, nó được đốt trong các bếp ga, lị ga để
nấu nướng, sấy khô. Là một nhiên liệu công nghiệp, khí thiên nhiên được đốt trong các
lị gạch, gốm và lị cao sản xuất xi măng. Khí thiên nhiên còn được sử dụng để đốt các
lò đốt các tua-bin nhiệt điện để phát điện cũng như các lò nấu thủy tinh, lò luyện kim
loại và chế biến thực phẩm
Thành phần khí đốt của Việt Nam hiện nay tính theo tỷ lệ % vol như sau:
CO2

: 1,07%

N2

: 2,45%

Methane

: 80,8%

Ethane

Propane

: 1,11%

i-Butane

: 0,11%

n-Butane

: 0,08%

Khí khác

: 0,08%

: 14,3%

2.2.4. Nhiên liệu sinh học:
Nhiên liệu sinh học: (tiếng Pháp là biocarburant) là loại nhiên liệu được hình
thành từ các hợp chất có nguồn gốc động thực vật (sinh học). Ví dụ như nhiên liệu chế
xuất từ chất béo của động thực vật (mỡ động vật, dầu dừa, ...), ngũ cốc (lúa mỳ, ngô,
đậu tương...), chất thải trong nông nghiệp (rơm rạ, phân, ...), sản phẩm thải trong công
nghiệp (mùn cưa, sản phẩm gỗ thải...), ...

GVHD: Huỳnh Ngọc Anh Tuấn

9


Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục

Loại nhiên liệu này có nhiều ưu điểm nổi bật so với các loại nhiên liệu truyền
thống (dầu khí, than đá...):


tính chất thân thiện với mơi trường: chúng sinh ra ít hàm lượng khí gây hiệu
ứng nhà kính (một hiệu ứng vật lý khiến Trái Đất nóng lên) và ít gây ơ nhiễm
mơi trường hơn các loại nhiên liệu truyền thống.



nguồn nhiên liệu tái sinh: các nhiên liệu này lấy từ hoạt động sản xuất nơng
nghiệp và có thể tái sinh. Chúng giúp giảm sự lệ thuộc vào nguồn tài nguyên
nhiên liệu không tái sinh truyền thống.
Tuy nhiên hiện nay vấn đề sử dụng nhiên liệu sinh học vào đời sống còn nhiều

hạn chế do chưa hạ được giá thành sản xuất xuống thấp hơn so với nhiên liệu truyền
thống. Trong tương lai, khi nguồn nhiên liệu truyền thống cạn kiệt, nhiên liệu sinh học
có khả năng là nhiên liệu thay thế.
2.3. THÀNH PHẦN NHIÊN LIỆU
Đối với thành phần nhiên liệu thường được biểu diễn dưới các dạng:
- Thành phần hữu cơ

Ch + Hh + Oh + Nh = 100%

- Thành phần cháy

Cc + Hc + Oc + Nc + Sc = 100%

- Thành phần khô

Ck + Hk + Ok + Nk + Sk + Ak = 100%

- Thành phần sử dụng

Cd + Hd + Od + Nd + Sd + Ad + Wd = 100%

Ví dụ:
 Cacbon (C) là thành phần cháy chủ yếu trong nhiên liệu. 1kg cacbon khi cháy
tỏa ra khoảng 8.000 kCal. Nhiên liệu rắn chứa nhiều cacbon hơn nhiên liệu lỏng và
khí, nhưng thành phần chất bốc (chất trợ cháy) ít hơn. Than, gỗ càng già thì hàm lượng
cacbon càng cao, chất bốc trong nhiên liệu càng thấp càng khó cháy.
 Hydro (H) là thành phần cháy thứ hai của nhiên liệu. 1kg hydro khi cháy tỏa ra
nhiệt lượng lớn gấp bốn lần 1kg than. Than càng non thì lượng hydro càng nhiều, nên
càng dễ bắt lửa. Nhiên liệu lỏng và khí có nhiều hydro hơn nhiên liệu rắn.
 Lưu huỳnh (S) cũng là thành phần cháy song phần lưu huỳnh cháy được tỏa
nhiệt ít, cịn phần khơng cháy được sẽ tạo thành tro. Sản phẩm cháy của lưu huỳnh tạo

GVHD: Huỳnh Ngọc Anh Tuấn

10


Ket-noi.com diễn đàn cơng nghệ, giáo dục

thành khí SOx, gặp hơi nước có khả năng tạo thành axít gây ăn mịn các thiết bị. Khí
SOx là dạng khí độc, lưu huỳnh là ngun tố có hại trong nhiên liệu.
 Ơxy và nitơ là chất vơ ích. Nó làm giảm thành phần cháy của nhiên liệu. Nhiên
liệu càng non, ôxy càng nhiều.
 Độ tro (A) cũng là yếu tố tiêu cực cho nhiên liệu. Độ tro cao làm giảm thành
phần chất cháy, gây khả năng đóng kết ở các trung tâm buồng đốt và đáy lò, tro dễ phủ

lên bề mặt tiếp nhiệt của buồng lửa gây giảm hiệu quả đốt.
 Độ ẩm của nhiên liệu (W) thể hiện mức độ chứa nước trong nhiên liệu. Độ ẩm
lớn, thành phần chất cháy giảm làm nhiệt trị sẽ giảm và khi đốt nhiên liệu, nhiệt bị hao
phí một phần để làm bay hơi nước.
Bảng 2.3.1. Thành phần nhiên liệu, % KL
Các chất

Gỗ

Tha

Than non

Than

Than

n

(than

bitu

antraxit

bùn

nâu)

m

Dầu

Khí

Các bon

52,3

57

55

75,8

82,1

86

75

Hydro

6,3

5,5

4,4

5,0

2,3

10

24

Oxy

40,5

31

13

7,4

2,0

Nitơ

0,1

1,5

1,0

1,5

2,8

0.6

1

< 0,1

0,2

1,7

1,6

0,6

3

vết

0,8

4,8

24,9

8,7

12,2

0.4

-

Lưu huỳnh
Tro

GVHD: Huỳnh Ngọc Anh Tuấn

11


Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục

Bảng 2.3.2. Thành phần nhiên liệu theo mol
Thành phần nhiên

Thành phần sử dụng

liệu

các chất trong 100

Khối lượng phân tử

Số lượng mol

kg nhiên liệu (kg)
C

Cd

12

Cd : 12

H

Hd

2

Hd : 2

O

Od

32

Od : 32

N

Nd

28

Nd : 28

S

Sd

32

Sd : 32

A

Ad

-

-

W

Wd

18

Wd : 18

Tổng cộng

100,0

GVHD: Huỳnh Ngọc Anh Tuấn

12

Ket-noi.com diễn đàn cơng nghệ, giáo dục

CHƯƠNG 3 : Ơ NHIỄM KHƠNG KHÍ DO Q TRÌNH ĐỐT NHIÊN
LIỆU.
3.1. Q TRÌNH HÌNH THÀNH CÁC CHẤT GÂY Ơ NHIỄM CHÍNH
3.1.1.Cacbon monoxit:
Là chất khí khơng màu,khơng mùi,khơng vị,nhẹ hơn khơng khí,nhiệt độ sơi –
192 ºC, gây ô nhiễm với quy mô lớn chỉ trong các đô thị.
Nguồn ô nhiễm nhân tạo (400 triệu tấn/năm) chủ yếu do đốt nguyên liệu (trong
sản xuất công nghiệp và trong sinh hoạt),do một số quá trình sản xuất,do động cơ đốt
trong của ôtô,đầu máy xe lửa.Xấp xỉ 2/3 lượng CO trong khí quyển do các nguồn
nhân tạo sinh ra do động cơ đốt trong,chủ yếu do ôtô chạy xăng.
Khi đốt nhiên liệu rắn và lỏng,xảy ra phản ứng cháy khơng hồn tịan giữa
cacbon và oxi tạo thành CO.Trong thành phần của nhiều loại khí đốt nhân tạo đều có
CO : khí lị ga chứa 25 – 34% CO,khí từ đá phiến – khoảng 17% CO.Người ta tính
với tình trạng kĩ thuật hiện nay,thường khi đốt 1 tấn nhiên liệu cho phát thải 20kg
CO.Chỉ khi khí đốt tự nhiên (hay nhân tạo) thì q trình cháy mới có thể thực hiện
hoàn toàn và loại trừ được CO trong sản phẩm cháy.
Cơng nghiệp luyện kim có nhiều q trình phát thải khí CO như q trình lị cao
(lị gang) với khí lị cao chứa 28 – 32% CO,q trình nấu chảy thỏi đúc,thép phơi
trong luyện kim đen,q trình sản xsuất nhơm trong luyện kim màu,q trình luyện
cốc để sản xuất kim loại đen và màu…
Hàm lượng CO chiếm 4 – 5%,cá biệt 13,5% trong khí xả ơtơ.Ơtơ du lịch phát
thải 1h 3m3 CO và ôtô tải – 6m3.
CO được hình thành do việc đốt cháy khơng hết nhiên liệu hóa thạch như than,
dầu và một số hợp chất hữu cơ khác.
2C + O2

2CO

Ở nhiệt độ cao CO2 sinh ra cũng phản ứng với các chất chứa cacbon như trong
quá trình luyện gang tạo thành CO:
CO2 + C

2CO

Ở nhiệt độ cao CO2 phân hủy cũng tạo thành C:
CO2

CO + 1/2 O2

GVHD: Huỳnh Ngọc Anh Tuấn

13


Ket-noi.com diễn đàn cơng nghệ, giáo dục

Q trình oxy hóa CO trong khí quyển diễn ra chậm,và có thể coi như 0,1% CO
trong 1h ánh sáng (ánh sáng đóng vai trò xúc tác cho phản ứng) :
2CO + O2

2 CO2.

Sự có mặt của nhóm hidroxit (OH) thúc đẩy q trình phản ứng :
2CO + 2OH

CO2 + H2O

3.1.2.Các nitơ oxit (NOx):
Trong số 7 NOx bao gồm NO,NO 2,NO3,N2O,N2O3,N2O4 và N2O5,chỉ có N2O
(dinitơ oxit),NO (nitơ monoxit) và NO2 (nitơ dioxit) là có thể đánh giá được lượng tạo
thành của chúng trong khí quyển.NO và NO2 thường đi với nhau và chúng có thể đặc
trưng và đại diện cho NOx.
a.Dioxide nitơ (NO2)
Là chất khí có màu nâu thẫm - hơi đỏ,vị cay và mùi kích thích,có thể nhận biết
ở nồng độ 0,12ppm.NO2 phát thải do cháy nhiên liệu (ở nhiệt độ cao) và từ các nhà
máy sản xuất HNO3.Nó cịn được bổ sung trong khí quyển do oxi hóa NO nhờ O 3
(theo phản ứng đã trình bày ở trên).
NO2 oxi hóa thành N2O5 (anhidric của axit nitric – nitơ pentoxit ) nhờ O3
Vậy NOx có thể coi như tác nhân gây nên quá trình phân hủy ozon.Phản ứng sẽ
kết thúc khi tạo thành HNO3 (và các sản phẩm quang hóa) :
2NO2 + H2O

HNO3 + HNO2

2NO2 + H2O

2HNO3 + NO

N2O5 + H2O

2HNO3

Đối với động cơ Diesel, người ta thấy có đến 30% NOx dưới dạng NO2.
Dioxyde nitơ NO2 được hình thành từ monoxyde nitơ NO và các chất trung gian của
sản vật cháy theo phản ứng sau:
NO + H2O

NO2 + OH

Trong điều kiện nhiệt độ cao, NO2 tạo thành có thể phân giải theo phản ứng:
NO2 + O

NO + O2

b.Protoxyde nitơ (N2O)
GVHD: Huỳnh Ngọc Anh Tuấn

14


Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục

Protoxyde nitơ N2O chủ yếu hình thành từ các chất trung gian NH và NCO khi
chúng tác dụng với NO:
NH + NO
NCO + NO

N 2O + H
N2O + CO

N2O chủ yếu được hình thành ở vùng oxy hóa có nồng độ nguyên tử H cao, mà
hydrogène là chất tạo ra sự phân hủy mạnh protoxyde nitơ theo phản ứng:
N2O + H

NH + CO

N2O + H

N2 + OH

c.Nitơ monoxit (NO)
Là chất khí khơng màu,được tạo thành với quy mơ lớn do cháy nhiên liệu
khơng hồn tồn ở nhiệt độ cao.NO cịn được sinh ra trong cơng nghiệp sản xuất
HNO3 và các hóa chất,do động cơ ôtô.
Sự hình thành NO phụ thuộc rất mạnh vào nhiệt độ
N2 + O2

2NO

Phản ứng tạo NO có tốc độ thấp hơn nhiều so với phản ứng cháy. Nồng độ NO
cũng phụ thuộc mạnh vào nồng độ oxy. Vì vậy trong điều kiện nhiệt độ cao và nồng
độ O2 lớn thì nồng độ NO trong sản phẩm cháy cũng lớn
NO oxi hóa thành NO2,gây ơ nhiễm qua phản ứng quang hóa thứ cấp :
NO + O3

NO + O2

NO2 oxi hóa thành N2O5 (anhidric của axit nitric – nitơ pentoxit ) nhờ O3
Vậy NOx có thể coi như tác nhân gây nên quá trình phân hủy ozon.Phản ứng sẽ
kết thúc khi tạo thành HNO3 (và các sản phẩm quang hóa) :
2NO2 + H2O

HNO3 + HNO2

2NO2 + H2O

2HNO3 + NO

N2O5 + H2O

2HNO3

GVHD: Huỳnh Ngọc Anh Tuấn

15


Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục

3.1.3. Lưu huỳnh oxit (SOx):
SOx bao gồm 6 hợp chất khác nhau của lưu huỳnh,đó là : SO (lưu huỳnh monoxit),SO2
(lưu huỳnh dioxit),SO3 (lưu huỳnh tridoxit),SO4 (lưu huỳnh tetroxit),S2O3 (lưu huỳnh
seskioxit) và S2O7 (lưu huỳnh heptoxic),trong đó SO2 và SO3 là quan trọng hơn và có
thể đại diện cho SOx
a.Lưu huỳnh dioxit (SO2)
Cịn gọi là anhidrit sunfurơ,hay đơn giản – khí sunfua.Là chất khí khơng
màu,có mùi hắc và vị cay,khó cháy nổ.
Là chất khí khơng màu,có mùi hắc và vị cay,khó cháy nổ.
Khí SO2 phát thải còn do nung và luyện pirit sắt,quặng lưu huỳnh,do các q
trình trong các phân xưởng rèn,đúc,cơng nghiệp luyện kim,các q trình hóa học sản
xuất H2SO4 như phương tiện sát trùng,trong máy lạnh,lọc sản phẩm dầu lửa,sản phẩm
cao su,phân bón,sản xuất khí lị cao,lị cốc….
Lưu huỳnh có trong nhiên liệu như than đá,dầu lửa (hàm lượng nhiều nhất của
nó trong than,có khi đến 8%).Nếu hàm lượng S trong than 4% thì lượng SO2 trong
khói chiếm 0,35%.Khí thải từ nồi hơi đốt than không xử lý chứa 500 – 5000ppm hàm
lượng SO2.Khi nung quặng S khói thải có thể chứa 8% SO2.

Các nhà máy điện đốt than sinh khoảng 60% tổng SO x trong khí quyển,dầu –
14%,và các q trình công nghiệp xấp xỉ 22%.
b.Lưu huỳnh trioxit (SO3)
SO3 thường phát thải cùng với SO2,với khoảng 1 – 5% so với SO 2 và kết hợp
nhanh với hơi ẩm trong khí quyển tạo thành H2SO4 có điểm sương thấp.
Cả SO2 và SO3 đều được rửa nhanh trong khí quyển nhờ mưa hoặc lắng như sol
khí.Đó là lý do tại sao lượng SO 2 trong khí quyển sạch nhỏ hơn nhiều so với lượng
phát thải hằng năm do các nguồn nhân tạo.
Các phản ứng hóa học tạo thành SO2,SO3,H2SO4 và muối của H2SO4 :
Đốt S

oxi hóa
SO2

H 2O + O2
SO3↓

H2SO4

Oxi hóa H2S
GVHD: Huỳnh Ngọc Anh Tuấn

16


Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục

MO + H2SO4

MSO4 + H2

2NH3 +H2SO4

(NH4)2SO4

Hoặc

(trong đó : M = Mg,Fe,Zn,Mn,MSO4 – muối kim loại : (NH4)2SO4 – amonisunfat)
Phần lớn q trình oxi hóa nhanh SO2 tạo thành sương mù quyện khói quang
hóa sau đó.Q trình oxi hóa SO2 thành SO3 phụ thuộc vào cường độ bức xạ mặt trời :
hv
SO2

SO2(SO2 phân tử được kích thích)

Kích thích quang hóa
Oxi hóa
SO2 + O2

SO4

SO4 + O2

SO3 + O3

SO3 +H2O

H2SO4

(ước lượng phản ứng oxi hóa SO2 là 2%,nhưng thời gian có mặt của SO2 trong khí

quyển đến 5 ngày).

GVHD: Huỳnh Ngọc Anh Tuấn

17


Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục

3.1.4. Cacbondioxit (CO2):
CO2 được hình thành từ những con đường chính như sau:
 Trong quá trình phân hủy động thực vật chết, chuyển tiếp qua khí CH4
 Phản ứng cháy của gỗ và các nhiên liệu hóa thạch khác
 Là sản phẩm phụ của quá trình lên men đường, bia, rượu và các hợp chất
alcohol khác
 Là sản phẩm phụ của các chế biến hóa học như sản xuất Na 3PO4, q
trình khí hóa than, sản xuất CaO,...
 Hình thành trong tự nhiên thơng qua phản ứng của nước ngầm với
CaCO3, và CaMg(CO3)2.
Một số phản ứng tạo thành CO2 trong quá trình đốt nhiên liệu :
CO + O2

CO2

C + O2

CO2

3.2. TẢI LƯỢNG Ô NHIỄM TRONG Q TRÌNH ĐỐT
3.2.1. Tải lượng ơ nhiễm trong q trình đốt nhiên liệu của các phương tiện

vận chuyển:
 Hệ số phát thải trong khí thải đốt dầu diesel được trình bày trong bảng 3.2.1a)
Bảng 3.2.1: Hệ số ơ nhiễm của các phương tiện vận chuyển sử dụng dầu
diesel
Chất ô nhiễm

Bụi

SO2

NO2

CO

VOC

(g/xe.km)
Chạy khơng tải

611x10-3

582x10-3

1620x10-3

913x10-3

511x10-3

Chạy có tải

1190x10-3

786x10-3

2960x10-3

1780x10-3

1270x10-3

Nguồn: GE MOTORS AND INDUSTRIAL SYSTEMS [GEMIS V.4.1]
Tải lượng bụi và khí thải từ phương tiện vận chuyển tương ứng với quảng đường vận
chuyển 500 m và tần suất vận chuyển trung bình khoảng 15 - 20 lượt/ngày được xác
định nhờ phương pháp đánh giá nhanh như sau:
GVHD: Huỳnh Ngọc Anh Tuấn

18


Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục

Bảng 3.2.2. Tải lượng bụi và khí thải từ phương tiện vận chuyển
Bụi

Chất ơ

SO2

nhiễm

Chạy

CO

VOC

(kg/ngày)
0,0050,00

0,0040,00

0,0120,01

6

6

6

0,0060,00

0,0220,03

8

0

khơng tải
Chạy

NO2

có 0,0090,01

tải

2

0,0070,009

0,0130,013

0,0040,00
5
0,0100,01
3

Nguồn: Khoa Cơng nghệ Mơi trường ĐH Nơng Lâm Tp. Hồ Chí Minh, tháng 11/2008
Nhận xét:
Tải lượng bụi và các chất ơ nhiễm khơng khí phát sinh do các phương tiện vận chuyển
tương đối thấp, cụ thể:
- Tải lượng bụi

: 0,005 - 0,012 kg/ngày;

- Tải lượng SO2

: 0,004 - 0,008 kg/ngày;

- Tải lượng NO2

: 0,012 - 0,030 kg/ngày;

- Tải lượng CO

: 0,007 - 0,013 kg/ngày;

- Tải lượng VOC

: 0,004 - 0,013 kg/ngày.

 Hệ số ô nhiễm các chất ô nhiễm trong khí thải đốt dầu DO (WHO - 1993)
Chất ô nhiễm
Hệ số ô nhiễm (kg chất ô nhiễm/tấn dầu)
Bụi
0,28
NO2
20 x S
NOx
2,84
SO3
0,28 x S
CO
0,71
VOC
0,035
S: Hàm lượng lưu huỳnh trong dầu DO = 1%

GVHD: Huỳnh Ngọc Anh Tuấn

19


Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục

3.2.2. Tải lượng các chất ơ nhiễm trong q trình đốt cơng nghiệp
Bảng 3.2.4.Tải lượng các chất ơ nhiễm trong q trình đốt cơng nghiệp;
(kg/tấn nhiên
liệu)
Ngành CN

bụi (C)

SO2

NOx

CO

THC

SO3

Khí thiên nhiên
Nồi
nấu

hơi

0,061

20S

11,3f

0,82

0,036

Nồi hơi CN

0,061

20S

2,87

0,72

0,118

đốt phục vụ
sinh hoạt

0,061

20S

2,05

0,41

0,160

Turbin khí

0,287
0,224/
Nm3

20S
15,6/Nm3

8,91
6,62/Nm3

2,36
1,84/Nm3

0,863
0,673/
Nm3

Khí hố lỏng (LPG) liquefired petroleum gas
Nồi hơi CN

0,06

0,07

2,9

0,71

0,12

đốt phục vụ
sinh hoạt

0,06

0,07

2,05

0,42

0,17

Dầu DO
Nồi hơi CN
Máy
điện

phát

0,28

20S

2,84

0,71

0,35

0,71

20S

9,62

2,19

0,79

0,28S

Dầu FO
Nôi
nấu

hơi

Nồi hơi CN

P

20S

8,5

0,64

0,127

0,25S

P

20S

7,0

0,64

0,163

0,25S

Nhiên liệu khác
Than nâu

5A

19,5S

9,0

0,3

0,055

Củi
hơi)

(nồi

3,6

0,075

0,34

13

0,85

Rác
hơi)

(nồi

8

-

3

42

21,5

Ghi chú:
f = 0,3505 - 0,005235 L + 0,0001173 L2 ( L là tải lượng trung bình của nơi hơi
thơng thống 87%).
GVHD: Huỳnh Ngọc Anh Tuấn

20