ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG MÔI TRƯỜNG KHÔNG KHÍ KHU VỰC NHÀ MÁY SẢN XUẤT XI MĂNG HÒN CHÔNG, HUYỆN KIÊN LƯƠNG, TỈNH KIÊN GIANG.
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (304.84 KB, 33 trang )
Bài tiểu luận
Môn: Kiểm soát ô nhiễm không khí
Đề tài: ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG MÔI TRƯỜNG KHÔNG KHÍ KHU
VỰC NHÀ MÁY SẢN XUẤT XI MĂNG HÒN CHÔNG, HUYỆN KIÊN
LƯƠNG, TỈNH KIÊN GIANG.
Sinh viên: Lù văn phúc
MSV: DTZ1458501010078
lớp: QLTN&MT
1
giảng viên: Ths. Nguyễn thị nhâm tuấtLỜI CẢM ƠN
Mỗi một đề tài báo cáo là kết quả của cả một quá trình lao động mệt mài
nghiêm túc và sự thành công của đề tài là thước đo giá trị công việc của quá trình
lao động. Với đề tài nghiên cứu này, để hoàn thành được thì đó không chỉ là kết quả
của quá trình thu thập thông tin mà còn là quá trình học tập và rèn luyện dưới sự dìu
dắt chỉ bảo của quý thầy,cô giáo trong khoa Khoa học Môi trường và Trái đất
trường Đại Học Khoa Học.
Em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc nhất đến cô - Ths. Nguyễn
Thị Nhâm Tuất, đã tận tình hướng dẫn, bổ sung kiến thức và kinh nghiệm giúp đỡ
em hoàn thành đề tài báo cáo này.
Dù đã hết sức cố gắng trong quá trình làm việc, song do trình độ, vốn kiến
thức có hạn nên đề tài báo cáo không tránh khỏi những thiếu xót. Vì vậy em rất
mong nhận được sự nhận xét, bổ sung từ cô.
Em xin chân thành cảm ơn!
Thái nguyên, ngày 28 tháng 11 năm 2017
Sinh viên
Lù Văn Phúc
2
PHẦN MỞ ĐẦU
1. Lý do lựa chọn đề tài
Đất nước ngày càng phát triển, quá trình công nghiệp hóa ngày càng nhanh,
việc xây dựng cơ sở hạ tầng thúc đẩy các nhà máy sản xuất vật liệu xây dựng đầu tư
nâng cao năng suất mở rộng cơ sở sản xuất. Hoạt động mạnh nhất là các nhà máy
sản xuất xi măng, từ việc đẩy mạnh sản xuất luôn kèm theo các vấn đề môi trường
phát sinh. Trong đó môi trường không khí chịu tác động nhiều nhất.
Kiên Giang là một tỉnh có hai ngành công nghiệp tương đối phát triển là
ngành khai khoáng và ngành công nghiệp sản xuất vật liệu xây dựng. Cùng với sự
phát triển của ngành khai khoáng thì ngành vật liệu xây dựng cũng rất phát triển,
trong đó xi măng là một trong những vật liệu quan trọng trong ngành. Những năm
gần đây Kiên Giang không ngừng đẩy mạnh công nghiệp hóa - hiện đại hóa, những
lợi ích mang lại được thể hiện rất rõ qua tình hình tăng trưởng kinh tế, giáo dục, xã
hội. Tuy nhiên sự gia tăng tốc độ đô thị hóa kéo theo sự gia tăng các chất thải công
nghiệp, giao thông và sinh hoạt làm giảm chất lượng môi trường sống, gia tăng
bệnh tật, ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe con người. Cách trung tâm thành
phố Hồ Chí Minh khoảng 380 km, trên địa bàn xã Bình An, huyện Kiên Lương, tỉnh
Kiên Giang có công ty xi măng Hòn Chông đã và đang trực tiếp, gián tiếp tạo công
ăn việc làm, mang lại thu nhập ổn định, phục vụ đời sống sinh hoạt của nhân dân
địa phương đồng thời đóng góp một lượng lớn cho ngân sách quốc gia. Tuy nhiên
hoạt động sản xuất xi măng cũng là nguyên nhân chính làm cho các vấn đề môi
trường nói chung và môi trường không khí nói riêng ở địa phương.
Từ thực trạng môi trường như trên và xuất phát nguyện vọng của bản thân
em tiến hành nghiên cứu đề tài: “Đánh giá hiện trạng môi trường không khí khu
vực nhà máy sản xuất xi măng Hòn Chông, huyện Kiên Lương, tỉnh Kiên Giang”
2. Mục tiêu nghiên cứu
Trên cơ sở nghiên cứu, kế thừa, tổng hợp tài liệu có chọn lọc, đề tài tập trung
vào các mục tiêu cụ thể sau:
- Đánh giá chất lượng môi trường không khí tại khu vực xung quanh và khu
vực sản xuất của nhà máy xi măng Hòn Chông.
- Xác định được nguồn gây ô nhiễm môi trường không khí do hoạt động sản
xuất của nhà máy.
- Đề xuất một số biện pháp xử lý nhằm giảm thiểu ô nhiễm đối với môi
trường không khí cho nhà máy. Góp phần phát triển bền vững đất nước.
3. Nội dung nghiên cứu chính
3
Để đạt mục tiêu trên đề tài đã thực hiện các nội dung sau:
- Tìm hiểu nhà máy và công tác bảo vệ môi trường không khí nhà máy đang
thực hiện
- Đánh giá hiện trạng môi trường không khí khu vực nhà máy sản xuất xi
măng Hòn Chông
- Nghiên cứu đề xuất biện pháp giảm thiểu ô nhiễm môi trường cho nhà máy
xi măng Hòn Chông
4. Giới hạn phạm vi nghiên cứu
Phạm vi nghiên cứu của đề tài là môi trường không khí khu vực nhà máy sản
xuất xi măng Hòn Chông tại huyện Kiên Lương tỉnh Kiên Giang.
5. Phương pháp nghiên cứu
- Phương pháp thu thập số liệu: Đây là phương pháp cần thiết phục vụ cho
việc nghiên cứu thực hiện đề tài. Để có được những thông tin cần thết, em đã tiến
hành thu thập thông tin từ những đề tài, báo cáo, sách báo, các thông tin từ nguồn
đáng tin cậy… Từ đó xử lý và đưa ra những kết quả chính xác. Phương pháp này
được tiến hành ngay trong giai đoạn đầu tiên để lựa chọn đề tài, xây dựng đề cương.
- Phương pháp thống kê, phân tích, tổng hợp: sau khi thu thập thông tin từ
các nguồn khác nhau, em đã thống kê, sắp xếp một cách hợp lý, hệ thống, logic. Sau
đó tiến hành phân tích, loại bỏ, so sánh, cân đối để đưa ra những thông tin cần thiết
và chính xác cho đề tài.
6. Cấu trúc đề tài
Ngoài phần mở đầu, kết luận và kiến nghị, tài liệu tham khảo, phần nội dung
của đề tài gồm 2 chương:
- Chương 1. Tổng quan về vấn đề nghiên cứu
- Chương 2. Kết quả nghiên cứu và thảo luận hiện trạng môi trường không
khí khu vực nhà máy sản xuất xi măng Hòn Chông, huyện Kiên Lương, tỉnh Kiên
Giang
4
PHẦN NỘI DUNG
Chương 1. TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Khái luận về ô nhiễm Không khí
a) Khái niệm môi trường và ô nhiễm môi trường
- Theo quy định trong luật bảo vệ môi trường Việt Nam 2005: "Môi trường
bao gồm các yếu tố tự nhiên và yếu tố vật chất nhân tạo quan hệ mật thiết với nhau,
bao quanh con người, có ảnh hưởng tới đời sống, sản xuất, sự tồn tại, phát triển của
con người và sinh vật."
- Luật Bảo Vệ Môi trương Việt Nam 2005: “Ô nhiễm môi trường là sự biến
đổi của thành phần môi trường không phù hợp với tiêu chuẩn môi trường, gây ảnh
hưởng xấu đến con người, sinh vật”
b) Khái niệm Môi trường không khí và ô nhiễm môi trường không khí
- Môi trường không khí là lớp không khí bao quanh trái đất.
- “Ô nhiễm không khí là sự có mặt một chất lạ hoặc một sự biến đổi quan
trọng trong thành phần không khí, làm cho không khí trong sạch hoặc gây ra toả
mùi, có mùi khó chịu, giảm tầm nhìn xa (do bụi)” (Lưu Đức Hải, 2012)
c) Tác hại của ô nhiễm không khí do một số khí thải chính của nhà máy xi
măng đến sức khỏe con người
- Khí NOx (các oxit nitơ): Với nồng độ từ 5 phần triệu đến 20 phần triệu
trong không khí, NO2 có thể gây tác động xấu đến phổi, tim, gan. Ở nồng độ cao
1% trong không khí NO2 có thể gây chết người trong vài phút. NO2 cũng góp phần
gây bệnh hen, ung thư phổi và hỏng khí quản.
- Khí SO2 (lưu huỳnh dioxit): có thể kết hợp với hơi nước trong không khí để
tạo thành H2SO4 và xâm nhập vào máu khi hít thở. SO 2 làm giảm dự trữ kiềm trong
máu gây rối loạn chuyển hoá đường và protêin. Trong máu, SO 2 còn gây thiếu
vitamin B và C, tạo ra methemoglobine để chuyển Fe 2+ (hoà tan) thành Fe3+(kết tủa)
gây tắc nghẽn mạch máu, làm giảm khả năng vận chuyển ôxy của hồng cầu, gây co
hẹp dây thanh quản, khó thở.
- Khí CO (cacbonoxit): Khi hít phải CO sẽ đi vào máu chúng phản ứng với
Hemoglobin (có trong hồng cầu) khiến cho cơ thể bị ngạt do máu không tải được
ôxy. Khi hít phải CO2 sẽ bị đau đầu, chóng mặt, mệt mỏi. Ở liều lượng lớn hơn
người hít phải CO bất tỉnh hoặc chết ngạt rất nhanh. Khi bị ôxy hoá CO biến thành
5
khí cacbonic (CO2). Khí CO2 cũng gây ngạt nhưng không độc bằng CO.
1.2. Tổng quan về hoạt động sản xuất xi măng
a) Hoạt động sản xuất và tiêu thụ xi măng trên thế giới
Nền kinh tế thế giới trong những năm qua (2000 - 2016) bước vào giai đoạn
phát triển ổn định và có thiên hướng chú ý vào nền kinh tế Châu Á. Tiêu dùng xi
măng trong những năm trở lại đây không ngừng tăng trưởng và là động lực quan
trọng thúc đẩy ngành công nghiệp xi măng phát triển tại một số nước đang phát
triển như: Trung Quốc, Thái Lan, Ấn Độ, Indonesia... (trên thế giới hiện nay có
khoảng hơn 160 nước sản xuất xi măng, tuy nhiên các nước có ngành công nghiệp
xi măng chiếm sản lượng lớn của thế giới thuộc về Trung Quốc, Ấn Độ và một số
nước như khu vực Đông Nam Á là Thái Lan và Indonesia).
Theo dự báo nhu cầu sử dụng xi măng từ nay đến năm 2020: Tăng hàng năm
3,6% năm nhu cầu sử dụng xi măng có sự chênh lệch lớn giữa các khu vực trên thế
giới: (nhu cầu các nước đang phát triển 4,3% năm, riêng châu Á bình quân 5%/năm,
các nước phát triển xấp xỉ 1%/năm. Ngoài ra tình trạng dư thừa công suất của các
nhà máy là phổ biến ở Đông Âu, Đông Nam Á (Thái Lan, ngược lại ở Bắc Mỹ).
Các nước tiêu thụ lớn xi măng trong những năm qua phải kể đến: Trung
Quốc, Ấn Độ, Mỹ, Nhật bản, Hàn Quốc, Nga, Tây Ban Nha, Italya, Braxin, Iran,
Mê hy cô, Thổ Nhĩ Kỳ, Việt Nam, Ai Cập, Pháp, Đức.....
b) Hoạt động sản xuất và tiêu thụ xi măng tại Việt Nam
Xi măng là một trong những ngành công nghiệp được hình thành sớm nhất ở
nước ta (cùng với các ngành than, dệt, đường sắt).
Ngày 25/12/1889 khởi công xây dựng nhà máy xi măng đầu tiên của ngành
Xi măng Việt Nam tại Hải Phòng.
Đến nay đã có khoảng 90 Công ty, đơn vị tham gia trực tiếp sản xuất và phục
vụ sản xuất xi măng trong cả nước, trong đó: Khoảng 33 thành viên thuộc tổng công
ty xi măng Việt Nam, 5 công ty liên doanh, và hơn 50 công ty nhỏ và các trạm
nghiền.
Trong những năm qua ngành xi măng đóng góp một phần không nhỏ vào tốc
độ tăng trưởng kinh tế Việt Nam, trung bình từ 10% - 12% GDP. Vì thế Chính phủ
xác định Xi măng là ngành phát triển chiến lược nhằm hỗ trợ phát triển kinh tế.
6
Năm 2009 toàn ngành công nghiệp xi măng đã sản xuất và tiêu thụ 45,5 triệu
tấn xi măng, tăng 11,4% so với năm 2008, nhập khẩu 3,4 triệu tấn clinker.
Năm 2011 toàn ngành công nghiệp xi măng đã sản xuất và tiêu thụ 49,3 triệu
tấn xi măng, nhập khẩu 1,15 triệu tấn clinker, xuất khẩu khoảng 5,5 triệu tấn clinker
và xi măng.
Năm 2016 toàn ngành công nghiệp xi măng đã sản xuất và tiêu thụ 60,3 triệu
tấn xi măng, tăng khoảng 3,5 triệu tấn (+6,1%) so với cùng kỳ năm trước.
Trong những năm gần đây, một số nhà máy sản xuất xi măng lớn tập trung
nhiều vào thị trường trong nước do thị trường này đang tăng trưởng mạnh mẽ.
Ngành công nghiệp xi măng Việt Nam hiện nay đã có khoảng 14 nhà máy xi măng
lò quay với tổng công suất thiết kế là 21,5 triệu tấn/năm, 55 cơ sở xi măng lò đứng,
lò quay chuyển đổi tổng công suất thiết kế 6 triệu tấn/năm, khoảng 18 triệu tấn xi
măng được sản xuất từ nguồn clinker trong nước (ứng với 14,41 triệu tấn clinker).
Hầu hết các nhà máy sản xuất xi măng sử dụng phương pháp kỹ thuật khô,
ngoại trừ những nhà máy có lò trộn xi măng đứng với thiết bị và kỹ thuật lạc hậu,
thì những nhà máy còn lại có năng suất trộn xi măng từ 1,4 triệu đến 2,3 triệu tấn
mỗi năm với thiết bị và trình độ kỹ thuật tương đương với những nhà máy khác ở
Đông Nam Á.
Việt Nam đang có khoảng 31 dự án xi măng lò quay với tổng công suất thiết
kế là 39 triệu tấn được phân bổ ở nhiều vùng trên cả nước. Đa số tập trung ở miền
Bắc, miền Trung và chỉ có 4/31 nằm ở miền Nam.
Hiện nay các nhà máy xi măng phân bố không đều giữa các khu vực. Hầu hết
các nhà máy tập trung nhiều tại miền Bắc nơi có vùng nguyên liệu đầu vào lớn,
trong khi đó các nhà máy lớn phía Nam rất hạn chế. Do đó nguồn cung xi măng ở
phía Bắc thì dư thừa trong khi miền Nam lại thiếu hụt.
c) Hoạt động sản xuất xi măng tại Kiên Giang
Tính đến nay trên địa bàn tỉnh Kiên Giang có 5 công ty sản xuất xi măng
đang hoạt động. Từ khi đi vào hoạt động đến nay, các công ty đã cung cấp cho thị
trường hàng chục triệu tấn xi măng các loại với chất lượng cao, phục vụ các công
trình xây dựng công nghiệp và dân dụng, các công trình trọng điểm trên địa bàn tỉnh
Kiên Giang và các địa phương lân cận. Ưu điểm vượt trội của xi măng Kiên Giang
7
nằm ở chất lượng cao, ổn định, độ dẻo mịn cao, thời gian đông kết hợp lý, có khả
năng chống xâm thực tốt, bền trong môi trường nhiễm phèn, nhiễm mặn, rất phù
hợp với địa chất và đặc điểm tự nhiên của khu vực Đồng bằng sông Cửu Long. Đây
cũng chính là yếu tố quan trọng giúp sản phẩm Xi măng của các Công ty Xi măng
Kiên Giang nhanh chóng trở thành sự lựa chọn tối ưu của mọi công trình, khẳng
định uy tín thương hiệu và giành được trọn vẹn niềm tin của người tiêu dùng tại thị
trường Kiên Giang và khu vực Đồng bằng sông Cửu Long.
Để phát triển trở thành một trong những thương hiệu xi măng hàng đầu tại
khu vực Đồng bằng sông Cửu Long, các công ty xi măng Kiên Giang đã tập trung
đầu tư chiều sâu cho quy trình sản xuất loại Xi măng Pooc Lăng hỗn hợp PCB 40 và
PCB 30 phát triển thương hiệu và thị trường tiêu thụ; xây dựng đội ngũ nhân viên
nhiệt huyết, có chuyên môn cao.
Bảng 1: Danh sách các công ty xi măng trên địa bàn tỉnh Kiên Giang
STT
Tên
Địa chỉ
Thành lập
1
Công ty xi măng Hà
Tiên
Xã Bình An, huyện
Kiên Lương
Năm 1964
0.28 triệu tấn
xi măng/năm
2
Công ty xi măng Hà
Tiên 2
Thị trấn Kiên
Lương, huyện Kiên
Lương
Tháng 03
năm 1964
0.8 triệu tấn
xi măng/năm
3
Công ty cổ phần xi
măng Hà Tiên Kiên
Giang
Xã Bình An, huyện
Kiên Lương
Tháng
02/2008
0,4 triệu tấn
xi măng/năm.
4
Công ty cổ phần xi
măng Kiên Giang
Ấp Lò Bom, thị
trấn Kiên Lương,
huyện Kiên Lương
Tháng
03/2010
1,2 triệu tấn
xi măng/năm
5
Công ty Holcin Việt
Nam liên doanh xi
măng - Nhà máy xi
măng Hòn Chông
xã Bình An, huyện
Kiên Lương
Tháng
4/1998
2 triệu tấn xi
măng/năm
8
Công suất
thiết kế
d) Ô nhiễm môi trường không khí do các hoạt động sản xuất xi măng tại Kiên
Giang
Kiên Giang có 5 Nhà máy xi măng và hàng trăm cơ sở sản xuất vật liệu
xây dựng quy mô vừa và nhỏ. Các nhà máy này hàng năm đang thải ra môi trường
không khí hàng ngàn tấn khí thải và bụi.
Bên cạnh những giá trị về lợi tích kinh tế mang lại thì hoạt động sản xuất xi
măng đã góp phần tác động gây ô nhiễm tới môi trường, đặc biệt là môi trường
không khí. nhiều nhà máy vẫn chưa thực hiện đúng các quy định của pháp luật về
Luật bảo vệ môi trường, khiến cho hàng loạt hộ dân sinh sống xung quanh khu vực
này hàng ngày phải chịu cảnh ô nhiễm khói bụi xi măng hàng chục năm qua ảnh
hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe và sinh hoạt hàng ngày. từ năm 2003 đến nay, tại
thị trấn Kiên Lương có đến 40 người chết vì ung thư, phổ biến là ung thư phổi, ung
thư vòm họng, có trường hợp ung thư da, trong đó có nhiều người là công nhân làm
việc tại nhà máy xi măng Kiên Lương. Chưa biết các trường hợp trên có phải chết
do khói bụi xi măng từ nhà máy hay không nhưng việc hàng ngày phải sống chung
với khói bụi đã khiến nhiều người dân ở đây mắc phải các bệnh về hô hấp là có thật.
Ô nhiễm bụi xi măng đang là vấn đề nổi cộm bức xúc khi trong thời kì
phát triển hội nhập, nhu cầu xi măng tăng cao hơn rất nhiều so với các biện pháp
giảm thiểu khắc phục ô nhiễm do sản xuất xi măng gây ra. Thực tế cho thấy, cần có
cái nhìn tổng quan và các biện pháp triệt để hơn nữa để góp phần phát triển kinh tế
cũng như môi trường bền vững.
9
Chương 2. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN HIỆN TRẠNG
MÔI TRƯỜNG KHÔNG KHÍ KHU VỰC NHÀ MÁY SẢN XUẤT XI MĂNG
HÒN CHÔNG, HUYỆN KIÊN LƯƠNG, TỈNH KIÊN GIANG
2.1. Giới thiệu về nhà máy xi măng Hòn Chông và công tác bảo vệ nhà
máy đang thực hiện
2.1.1. Thông tin chung về nhà máy xi măng Hòn Chông
Nhà máy xi măng Hòn Chông được đặt tại xã Bình An, huyện Kiên Lương,
tỉnh Kiên Giang. Cách thành phố Hồ Chí Minh khoảng 380km. Diện tích sử dụng
của nhà máy chiếm khoảng 5,6, với 3 ngọn núi đá vôi, mỏ đất sét, cảng biển và
cảng sà lan sông. Nhà máy sản xuất khoảng 2 triệu tấn xi măng mỗi năm.
Hình 1: Nhà máy xi măng Hòn Chông
2.1.2. Công nghệ và quy trình sản xuất của nhà máy
Nhà máy xi măng Hòn Chông sử dụng đá vôi khai thác từ núi Cây Xoài, núi
Bãi Voi nằm kề nhà máy về hướng Đông Bắc và một phần núi Khoe Lá nằm cách
nhà máy 1km về hướng Tây Nam. Đất sét được khai thác tại mỏ sét nằm cạnh nhà
máy về hướng Nam. Laterite được cung cấp từ tỉnh Đồng Nai về cảng Bình Trị.
Đá vôi sau khi khai thác được vận chuyển bằng xe tải chuyên dụng đến trạm
đập công suất 700 tấn/h để đập thành mảnh <10 cm sau đó được băng tải 1000 tấn/h
chuyển qua hệ thống phân tích nhanh Neutron Gamma (PGNAA) để phân tích –
kiểm tra chất lượng rồi đưa vào kho chứa. Đá vôi thường là đá vôi chất lượng cao
10
được tồn trữ trong hai kho riêng biệt. Đá vôi chất lượng cao dùng để hiệu chỉnh
thành phần nguyên liệu.
Đất sét khai thác tại mỏ Bình Trị được băng tải chuyển vào hệ thống phân
tích nhanh Neutron Gamma (PGNNA) để phân tích – kiểm tra chất lượng, trộn
chung với đá vôi theo tỷ lệ đã định nhằm làm giảm độ kết dính của đất sét sau đó
theo băng tải đi vào kho chứa.
Các kho chứa đá vôi và đất sét là loại kho kín có trang bị máy chất liệu 1000
tấn/h và một máy rút liệu 330 tấn/h cung cấp nguyên liệu cho máy nghiền.
Phụ gia Laterite được cung cấp bằng xà lan hoặc tàu đến cảng Bình Trị. Tại
đây nguyên liệu được bốc lên hệ thống băng tải có vòm che mưa, chắn bụi và
chuyển vào kho chứa kín với công suất 15.000 tấn.
Hỗn hợp đá vôi và đất sét được máy rút từ kho chứa lên băng tải đưa vào
máy sấy và nghiền nguyên liệu. Tại đây, thành phần các vật liệu sẽ được phối trộn
chính xác và cấp vào máy nghiền công suất 300 tấn/h.
Hỗn hợp nguyên liệu sau khi được nghiền mịn sẽ được chuyển bằng gàu tải
đưa vào Silo đồng nhất với sức chứa 8.000 tấn. Tại đây nguyên liệu được trộn nhiều
lần và trở nên đồng nhất về thành phần trước khi đi vào lò nung. Hơi thoát ra từ
máy nghiền được lọc hoàn toàn bằng hệ thống lọc bụi tĩnh điện sau đó thoát ra
ngoài qua ống khói chính cao 124 m của lò nung.
Nguyên liệu từ Silo đồng nhất được cung cấp cho phễu cấp liệu của lò nung
clinker với công suất 80 tấn cho 20 phút hoạt động của lò nung. Khí xả của lò nung
sau khi lên đỉnh của hệ thống tiền nung sẽ được tận dụng để sấy nguyên liệu của
máy nghiền liệu và máy nghiền than trước khi vào hệ thống lọc bụi tỉnh điện và thải
ra ngoài môi trường.
Lò nung có công suất 4.000 tấn cinker/ngày. Clinker sau khi ra khỏi lò nung
được làm nguội bởi hệ thống ghi. Không khí dùng làm nguội clinker sẽ bị nóng lên
và được tái sử dụng trong hệ thống tiền nung để đạt được hiệu suất sử dụng nhiệt
cao.
Lò nung được đốt bằng than Antraxite cung cấp từ miền Bắc vào bằng tàu
biển đến cảng Bình Trị. Tại đây, than được bốc lên hệ thống băng tải kín tải vào kho
có mái che sức chứa 21.500 tấn. Kho có thiết bị tự động chất than xuống và rút than
đi để cung cấp cho máy nghiền than. Máy nghiền than có công suất 25 tấn/h. Khí
nóng của lò nung được tận dụng để sấy nguyên liệu và than trong khi nghiền. Sau
khi nghiền, than được chứa vào các bồn để cung cấp cho lò nung.
11
Clinker sau khi làm nguội được băng tải vận chuyển vào bồn trữ Silo chứa
20.000 tấn, sau đó được chuyển vào hệ thống băng tải vào máy nghiền xi măng.
Thạch cao mua từ Thái Lan,vận chuyển bằng tàu đến cảng Bình Trị sau đó
được hệ thống băng tải chuyển vào kho có sức chứa 10.000 tấn. Từ đây thạch cao
được máy xúc đưa vào hệ thống băng tải khác đưa vào máy cấp phối.
Clinker và thạch cao được cấp phối chính xác theo tỷ lệ đã định nhờ hệ thống
định lượng và cung cấp cho hai máy nghiền xi măng. Máy nghiền xi măng là loại
máy nghiền đứng với hệ thống phân hạt hiệu quả cao, có công suất 100 tấn/h mỗi
máy. Tại Hòn Chông nhà máy chỉ sản xuất clinker và xi măng OPC (Xi măng
Ordinary Portland) rời có tiêu chuẩn như qui định. Hiện chưa có công đoạn đóng
bao và phân phối xi măng cho khách hàng tại đây..
Xi măng sau khi nghiền được chứa trong hai Silo có tổng sức chứa 18.000
tấn. Sau đó nó được tải bằng băng chuyền có công suất 1.000 tấn/h trên giờ ra cảng
Bình Trị và bơm xuống 2 tàu chuyên dụng có trọng tải 8.500 tấn/chiếc và được vận
chuyển bằng đường biển về trạm xi măng Cát Lái và Thị Vải để hoàn tất công đoạn
pha trộn, đóng gói và giao cho khách hàng.
Để cung cấp điện năng cho các hoạt động tại Nhà máy xi măng Hòn Chông,
một nhà máy phát điện có công suất 33MW gồm 6 tổ máy được xây dựng. Các tổ
máy phát luân phiên nhau hoạt động 3 - 4 máy/lần, với công suất 5,5MW/máy.
2.1.3. Các tác nhân ô nhiễm không khí và nguồn gốc phát sinh ô nhiễm
a) Khí thải
Do đặc thù của ngành công nghiệp sản xuất xi măng nên hầu hết các khâu,
công đoạn vận hành của nhà máy đều phát sinh ra khí thải rất nhiều. Thành phần
các chất ô nhiễm chính trong khí thải gồm có: Bụi (chiếm tỷ lệ nhiều nhất trong
thành phần khí thải công nghiệp sản xuất xi măng), SO 2, NOx, CO, của 11 ống khói
nhà máy xi măng và máy phát điện, trong đó có 5 ống khói của khu vực sản xuất xi
măng và 6 ống khói thuộc 2 cụm ống khói của nhà máy phát điện và các công đoạn
vận chuyển nguyên liệu đá, sét từ nơi khai thác về nhà máy cũng như vận chuyển
sản phẩm từ nhà máy hoặc ngược lại.
Bằng phương pháp đánh giá nhanh tải lượng, có thể tính được lượng các chất
ô nhiễm thải ra môi trường từ các hoạt động đốt nhiên liệu trong quá trình sản xuất
tại nhà máy xi măng Hòn Chông. Trình bày trong bảng 2.
Bảng 2. Tải lượng chất ô nhiễm không khí do đốt nhiên liệu
Chất ô nhiễm
Hệ số tải lượng,
12
Lượng nhiên liệu
Tổng tải lượng,
TT
1
2
3
4
SO2
NOx
CO
Bụi
1
2
3
4
SO2
NOx
CO
Bụi
1
2
3
4
SO2
NOx
CO
Bụi
kg/tấn nhiên liệu
sử dụng, tấn/năm
Nhà máy phát điện
30
9,62
25.000
2,19
0,71
Nung nghiền clinker
11,7
5,0
150.000
0,3
4,6
Xe chuyên dụng
10
65
500
10
4,3
tấn/năm
750
240,5
54,75
17,75
1.755
750
45
690
5
32,5
5
2,15
b) Tiếng ồn và độ rung
Các nguồn gây ồn chính của nhà máy là hoạt động khai thác đá (dùng thuốc
nổ), hoạt động của các động cơ, các hệ thống nén khí và nhà máy phát điện.
Độ rung gây ra nhiều nhất là khâu nổ mìn phá đá.
2.1.4. Công tác bảo vệ môi trường của nhà máy
Trước những tác nhân ô nhiễm và nguồn gốc phát sinh trên nhà máy đã thực
hiện các công tác bảo vệ môi trường như sau:
a) Lưu trữ và sử dụng các loại hóa chất, nhiên liệu, nguyên liệu thô
Nguyên, vật liệu dự trữ và sản phẩm được bảo quản trong các kho kín hoặc
các bồn chứa riêng biệt, đảm bảo an toàn, thuận tiện cho qui trình sản xuất và được
vận chuyển khép kín bằng hệ thống băng tải.
Các loại nguyên, vật liệu dễ cháy nổ, kíp mìn, thuốc nổ được Công ty đặc
biệt quan tâm trong các khâu quản lý, tồn trữ, phòng cháy và chữa cháy. Các vật
liệu này được tồn trữ trong các kho nằm riêng biệt trong khu vực mỏ của nhà máy
và được bảo vệ hết sức nghiêm ngặt theo qui định.
Nhiên liệu sử dụng tại nhà máy xi măng Hòn Chông chủ yếu là dầu HFO
(Heavy Fuel Oil – dầu nhiên liệu nặng) sử dụng chạy máy phát điện và một lượng
nhỏ xăng dầu cấp phát cho các hoạt động khác như xe, máy chuyên dụng. Xăng,
13
dầu được dự trữ trong các bồn chứa bằng thép, bố trí cách ly với các kho chứa, các
phân xưởng sản xuất và khu vực văn phòng. Xung quanh các bồn chứa dầu có đê
bao bằng bê tông và hệ thống thu gom nước mưa riêng để tiện quản lý và xử lý khi
có sự cố.
b) Hệ thống thiết bị giảm thiểu khí thải
Nhà máy xi măng Hòn Chông sử dụng công nghệ mới và hiện đại, với chu
trình khép kín và tự động hóa từ khai thác đá, đất sét, nung, nghiền, phối trộn, vận
chuyển… Các công đoạn vận chuyển nguyên liệu đá, sét từ nơi khai thác về nhà
máy cũng như vận chuyển sản phẩm từ nhà máy xuống tàu hoặc ngược lại đều bằng
hệ thống băng tải có mái che.
Các công đoạn nung, nghiền, phối trộn đều có sử dụng các hệ thống xử lý,
thu hồi đi kèm với qui trình công nghệ như: lọc bụi tĩnh điện, lọc bụi tay áo, phun
nước, tận dụng nhiệt lượng quay cho quá trình sấy và nung nóng nguyên liệu… Các
biện pháp này đã giảm tối đa việc phát tán bụi và các chất ô nhiễm trong khí thải ra
môi trường, cụ thể như sau:
- Đã lắp đặt thiết bị công nghệ phản ứng không xúc tác chọn lọc (SNCR) cho
cả hai dây chuyền xi măng để kiểm soát nồng độ phát thải NOx tại nguồn.
-
Lò nung Clinker sử dụng than Anthracite với hàm lượng lưu huỳnh tối đa
0,6%, xử lý bụi bằng thiết bị tách lọc bụi tĩnh điện, khí thải thoát ra ống khói cao
124 m đảm bảo cho việc phát tán khí thải và khí quyển tốt, không ảnh hưởng tới
khu vực lân cận.
-
Máy nghiền và sấy than công suất 25 tấn/h, sử dụng hệ thống lọc bụi tay
áo. Khí thải thoát ra ống thải máy nghiền than cao 44,5 m.
-
Hai máy nghiền xi măng công suất 100 tấn/h/máy, sử dụng thiết bị lọc bụi
tay áo, khí thải thoát qua ống thải 44 m.
-
Hệ thống làm nguội clinker, hồi lưu nhiệt cho lò tiền nung, xử lý bụi bằng
thiết bị lọc bụi tĩnh điện, khí thải thoát qua ống thải cao 36 m.
-
Nhà máy phát điện có 6 tổ máy công suất 5,5 MW/tổ máy, sử dụng dầu
HFO có hàm lượng lưu huỳnh 1,5 – 2,5% S. Khu vực này có 6 ống khói, chia làm 2
cụm, mỗi cụm 3 ống khói, ống khói máy phát điện cao 30 m.
Bên cạnh đó việc xây dựng các ống khói có chiều cao đảm bảo góp phần làm
tăng khả năng phát tán của khí thải hạn chế sự ảnh hưởng của khí thải ra các khu
vực dân cư lân cận.
c) Tiếng ồn và độ rung
14
Các nguồn gây ồn chính của nhà máy như: hệ thống nghiền, hoạt động của
các động cơ, các hệ thống nén khí, cơ cấu giũ bụi bằng khí nén của các thiết bị lọc
bụi tay áo, nhà máy phát điện.
Để giảm ồn các thiết bị, máy móc luôn được bảo dưỡng thường xuyên, các
thiết bị có tiếng ồn cao được lắp đặt ở các vị trí có che chắn thích hợp. Xung quanh
nhà máy cũng được trồng cây xanh để thanh lọc không khí và chắn ồn đáng kể.
Bên cạnh đó do khuôn viên nhà máy có diện tích khá rộng (560 ha) nên tiếng
ồn ảnh hưởng không đáng kể đến khuc vực xung quanh.
Độ rung gây ra do các hoạt động của các dây chuyền sản xuất nhưng nhiều
nhất là khâu nổ mìn phá đá. Tuy nhiên nhà máy đã cho xây dựng các công trình xa
mỏ đá với khoảng cách đủ an toàn. Nền móng của các thiết bị và máy móc được xây
dựng theo tiêu chuẩn quốc tế nên độ rung không đáng kể.
d) Giám sát môi trường định kỳ
Nhà máy xi măng Hòn Chông đã phối hợp với Viện Kỹ thuật Nhiệt đới và
Bảo vệ Môi trường thực hiện chương trình giám sát định kỳ môi trường của nhà
máy (mỗi năm 3 lần). Nhằm xác định được hàm lượng hay nồng độ của các chất ô
nhiễm không khí trong khí quyển theo không gian và thời gian, hiện trạng môi
trường không khí ở khu vực giám sát. Nhằm phát hiện ra tình trạng ô nhiễm không
khí từ đó kịp thời đưa ra các biện pháp giải quyết giảm thiểu ô nhiễm.
2.2. Hiện trạng môi trường không khí khu vực nhà máy khu vực sản xuất xi
măng Hòn Chông
Với công tác bảo vệ môi trường mà nhà máy đang thực hiện thì chất lượng
môi trường của khu vực bên trong và xung quanh nhà máy có hoàn toàn đảm bảo
được tính an toàn hay không?
Để trả lời cho câu hỏi này hãy cùng xem xét các thông số môi trường mà
Viện Kỹ thuật Nhiệt đới và Bảo vệ Môi trường đo đạc được trong công tác thực
hiện chương trình giám sát định kỳ môi trường của nhà máy.
2.2.1. Chất lượng môi trường không khí xung quanh
Hướng gió chính trong thời điểm đo đạc là hướng Tây Nam, hướng gió này
không thay đổi trong suốt thời gian đo đạc. Các điểm thu mẫu nằm trên đường cắt
qua ống khói chính của lò quay dọc theo hướng gió chính gồm 01 điểm đầu hướng
gió và 04 điểm dưới hướng gió ở khoảng cách so với trung tâm Nhà máy:
•
K1A- UW 400m: Đầu gió, đường hông vào trạm đóng bao, cách ống khói lò
nung 400m.
15
•
K2A- DW 100m: Cuối gió, cách ống khói lò nung 100 m.
•
K3A- DW 200m: Cuối gió, cách ống khói lò nung 200 m.
•
K4A- DW 400m: Cuối gió, cách ống khói lò nung 400 m, gần chân núi Cây
Xoài.
•
K5A- DW 800m: Cuối gió, cách ống khói lò nung 800 m, chân núi Bãi Voi.
Bảng 3. Chất lượng không khí khu vực nhà máy
Hàm lượng chất ô nhiễm (mg/m3)
TT
Ký hiệu mẫu
Tổng bụi
lơ lửng
(TSP)
SO2
NO2
CO
1
K1A- UW 400m
220
110
74
3000
2
K2A- DW 100m
240
92
55
3200
3
K3A- DW 200m
270
107
57
2700
4
K4A- DW 400m
290
106
68
2300
5
K5A- DW 800m
260
73
45
2000
QCVN 05: 2013/BTNMT
300
350
200
30.000
Ghi chú:
•
UW: điểm đầu gió; DW: điểm cuối gió
•
QCVN 05: 2013/BTNMT quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng không
khí xung quanh
Nhận xét: Kết quả giám sát (bảng 3) cho thấy chất lượng không khí trong
khu vực nhà máy khá tốt. Tất cả các thông số: tổng bụi lơ lửng, SO2, NO2, CO đều
đạt các quy chuẩn môi trường tương ứng.
Bảng 4. Các yếu tố vi khí hậu khu vực nhà máy
Các yếu tố vi khí hậu
TT
Ký hiệu mẫu đo
Nhiệt độ (0C)
Độ ẩm (%)
Tốc độ gió
(m/s)
1
K1A- UW 400m
32,3
73
1,7 – 3,1
2
K2A- DW 100m
32,6
73
0,9 – 1,5
3
K3A- DW 200m
32,8
72
0,4 – 0,8
4
K4A- DW 400m
32,9
70
1,2 – 2,0
16
5
K5A- DW 800m
32,2
74
0,8 – 2,8
Bảng 5. Mức áp suất ồn khu vực nhà máy theo thời gian tiếp xúc
Độ ồn tích phân trung bình (dBA)
Mức áp suất âm cực
đại (LMAX) thời gian tiếp
xúc với tiếng ồn trong
30 giây
Mức áp suất âm tương
đương (LAeq ) thời gian
tiếp xúc với tiếng ồn
trong 8 giờ
TT
Ký hiệu mẫu đo
1
K1A- UW 400m
87,1
0,4
2
K2A- DW 100m
69,0
67,2
3
K3A- DW 200m
69,3
61,9
4
K4A- DW 400m
76,0
60,5
5
K5A- DW 800m
77,3
63,5
< 115
≤ 85
QCVN 24:2016/BYT
Ghi chú: QCVN 24:2016/BYT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về tiếng ồn mức tiếp xúc cho phép tiếng ồn tại nơi làm việc.
Nhận xét: Các yếu tố vi khí hậu trong khu vực Nhà máy khá ổn định. Mức
tiếng ồn đo được tại các điểm giám sát đều nằm trong mức cho phép. Nhà máy được
thiết kế, xây dựng và vận hành theo quy chuẩn môi trường quốc tế.
Bảng 6. Mức áp suất ồn trên đường biên nhà máy theo thời gian tiếp xúc
Độ ồn tích phân trung bình (dBA)
Mức áp suất âm cực
đại (LMAX) thời gian
tiếp xúc với tiếng ồn
trong 30 giây
Mức áp suất âm tương
đương (LAeq ) thời gian
tiếp xúc với tiếng ồn
trong 8 giờ
TT
Ký hiệu mẫu đo
1
K6 - Điểm P
65,5
52,7
2
K7 - Điểm R
88,2
70,7
3
K8 – Điểm T
77,5
66,2
< 115
≤ 85
QCVN 24:2016/BYT
Ghi chú:
17
•
K6 - Biên điểm P: Vị trí trên đường biên tại điểm P, góc Mỏ Sét hướng Tây
Nam
•
K7 - Biên điểm R: Vị trí trên đường biên tại điểm R, cạnh đường giao thông;
•
K8 - Biên điểm T: Vị trí trên đường biên tại điểm T, cạnh đường giao thông.
•
QCVN 24:2016/BYT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về tiếng ồn - mức tiếp
xúc cho phép tiếng ồn tại nơi làm việc
Nhận xét: Độ ồn trên đường biên của Nhà máy là chỉ tiêu rất quan trọng, cho
phép đánh giá được Nhà máy có gây ồn cho khu vực xung quanh hay không, nhất là
ở các khu dân cư. Tuy nhiên, vùng đệm của Nhà Máy là dải đất rất rộng, đã trồng
khá nhiều cây xanh, hơn nữa xung quanh Nhà máy chỉ có một số hộ dân sinh sống
chủ yếu dọc hai bên trục đường Ba Hòn - Bình An. Do vậy, các yếu tố môi trường
nói chung sẽ không gây ảnh hưởng đáng kể tới dân cư xung quanh. Đặc biệt khi so
sánh mức ồn của Nhà máy với quy chuẩn QCVN 24: 2016/BYT thì kết quả đạt
được điều nằm trong giới hạn cho phép.
2.2.2. Khí thải từ các nguồn sản xuất xi măng
Các điểm đo đạc gồm: ống khói lò nung, máy nghiền xi măng số 1, máy
nghiền xi măng số 2, ống thải hệ thống làm nguội và ống thải từ máy nghiền than.
Kết quả được trình bày trong bảng 7:
Bảng 7. Kết quả đo chất lượng khí tại nguồn thải khu vực sản xuất xi măng
Mẫu đo
Nồng độ C của bụi và các chất vô cơ (mg/Nm3)
Bụi tổng
SO2
NOx
CO
K1E
Kiln Stack
38,5
25
960
227
K2E
Ciment mill-1
70,7
-
-
-
K3E
Ciment mill-2
95,5
-
-
-
K4E
Cooler EP
25,0
16
36
20
K5E
Coal mill
27,6
50
780
185
500
1.000
1000
QCVN 19: 2009/BTNMT
(B)
200
Ghi chú:
18
•
K1E - Ống khói lò nung (Kiln Stack);
•
K2E - Ống thải máy nghiền xi măng 1 (Ciment mill No.1);
•
K3E - Ống thải máy nghiền xi măng 2 (Ciment mill No. 2);
•
K4E - Ống thải hệ thống làm nguội (Cooler stack);
•
K5E - Ống thải máy nghiền than (Coal mill);
•
QCVN 19: 2009/BTNMT (B) – quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về khí thải công
nghiệp: đối với bụi và các chất vô cơ, quy định nồng độ C của bụi và các chất vô cơ
làm cơ sở tính giá trị tối đa cho phép trong khí thải công nghiệp đối với các cơ sở
sản xuất, chế biến, kinh doanh, dịch vụ công nghiệp hoạt động kể từ ngày 16 tháng
01 năm 2007, theo thải lượng của các chất vô cơ trong vùng nông thôn (K V=1,2),
trình độ công nghệ cấp B (KCN=0,75), lưu lượng > 20.000m3/h (Q3).
Nhận xét: Các kết quả giám sát cho thấy:
Phát thải bụi, SO2, CO và NOx của các ống khói lò nung, ống khói bộ phận
làm nguội clinker (Cooler EP), ống thải máy nghiền xi măng số 1, phát thải bụi của
ống thải máy nghiền xi măng số 2 (Ciment mill No. 2) và ống thải máy nghiền than
(Coal mill) điều nằm trong giới hạn cho phép.
2.2.3. Khí thải từ nhà máy điện
Trong thời gian đo đạc, có 2 máy phát điện đang bảo trì, không hoạt động.
Do vậy, không đo 2 máy này.
Bảng 8. Chất lượng khí thải ống khói máy phát điện
Ống khói
T (oC)
Hàm lượng chất ô nhiễm (mg/Nm3)
SO2
NO2
NOx
CO
K6E
N0 2
343
430
97
1.760
600
K7E
N0 3
325
470
130
2.550
340
K8E
N0 5
315
460
170
3.460
270
K9E
N0 6
306
440
185
3.550
280
500
-
1.000
1000
QCVN 19: 2009/BTNMT (B)
Ghi chú: QCVN 19: 2009/BTNMT (B) – quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về khí
thải công nghiệp: đối với bụi và các chất vô cơ, quy định nồng độ C của bụi và các
19
chất vô cơ làm cơ sở tính giá trị tối đa cho phép trong khí thải công nghiệp đối với
các cơ sở sản xuất, chế biến, kinh doanh, dịch vụ công nghiệp hoạt động kể từ ngày
16 tháng 01 năm 2007, theo thải lượng của các chất vô cơ trong vùng nông thôn
(KV=1,2), trình độ công nghệ cấp B (KCN=0,75), lưu lượng > 20.000m3/h (Q3).
Nhận xét:
- Phát thải NOx của các máy phát điện là 1.760 – 3.550 mg/Nm 3,
khoảng 1,8 – 3.6 lần cao hơn quy chuẩn thải QCVN 19: 2009/BTNMT là
1.000 mg/Nm3.
- Hàm lượng CO và SO2 thải ra từ các ống khói đều đạt quy chuẩn cho
phép. Tuy nhiên ở ống khói K6E hàm lượng CO cao vượt trội so với các ống khói
khác có thể là do mụi than bám lâu ngày trong ống khói khi thực hiện mở nắp
lấy mẫu và đưa đầu dò thiết bị đo nguồn vào đã làm cho các mụi than bay ra
khỏi thành ống khói và vào đầu dò thiết bị gây ra.
Từ những kết quả hiện trạng môi trường không khí khu vực nhà máy có thể
đưa ra tiểu kết sau:
- Công tác bảo vệ môi trường của nhà máy xi măng Hòn Chông đang thực
hiện là tương đối tốt.
- Chất lượng môi trường không khí xung quanh, khí thải từ các nguồn sản
xuất xi măng đều nằm trong mức cho phép. Tuy nhiên khí thải từ các ống khói nhà
máy phát điện cao, vẫn còn chất ô nhiễm vượt quy chuẩn cho phép như khí NOx,
nếu không xử lý kịp thời sẽ gây ô nhiễm môi trường không khí ảnh hưởng đến sức
khỏe công nhân, người dân xung quanh. Do vậy, để bảo đảm phát triển và bảo vệ
môi trường được bền vững nhà máy nên xây dựng hệ thống xử lý khí thải cho các
ống khói nhà máy điện có chất thải vượt quy chuẩn cho phép.
2.3. Nghiên cứu đề xuất biện pháp giảm thiểu ô nhiễm môi trường cho
nhà máy xi măng Hòn Chông
Hầu hết các chất gây ô nhiễm không khí của nhà máy đều đạt quy chuẩn môi
trường, nhưng tại các ống khói của nhà máy phát điện đều có hàm lượng NO x vượt
mức quy chuẩn cho phép.
Vì vậy cần thiết phải xây dựng các biện pháp xử lý NOx cho nhà máy phát
điện để nâng cao công tác bảo vệ môi trường cho nhà máy, bên cạnh đó cũng cần
phải xây dựng hệ thống xử lý SO2 cho nhà máy phát điện hoặc thay đổi nhiên liệu
20
đốt của nhà máy để giảm bớt lượng SO2 phát thải vào môi trường, tuy rằng SO2
chưa vượt tiêu chuẩn nồng độ phát thải ra môi trường cũng khá cao.
2.3.1. Tổng quan các phương pháp xử lý NOx
a) Phương pháp hấp phụ
Hấp phụ là quá trình phân ly khí dựa trên các ái lực của một số chất rắn đối
với một số loại khí có mặt trong hỗn hợp khí nói chung và trong khí thải nói riêng,
trong quá trình đó, các phân tử khí thải bị giữ lại trên bề mặt của vật liệu rắn. Vật
liệu rắn được sử dụng trong quá trình này được được gọi là chất hấp phụ, còn chất
khí bị giữ lại trong quá trình này gọi là chất bị hấp thụ.
Có hai loại hấp phụ là hấp phụ vật lý và hấp phụ hóa học:
- Hấp phụ vật lý: là hấp phụ đa phân tử (hấp phụ nhiều lớp), lực liên kết là lực
hút giữa các phân tử (lực Vander – Waals) không tạo thành hợp chất bề mặt.
- Hấp phụ hóa học: là hấp phụ đơn phân tử (hấp phụ một lớp), lực liên kết là
liên kết hóa học, tạo nên hợp chất bề mặt.
Vật liệu làm chất hấp phụ: là vật liệu xốp với bề mặt bên trong lớn, được tạo
thành do tổng hợp nhân tạo hay tự nhiên.
Vật liệu hấp phụ cần đáp ứng các yêu cầu sau:
- có khả năng hấp phụ cao;
- Phạm vi tác dụng rộng;
- Có độ bền cơ học cần thiết;
- Có khả năng hoàn nguyên dễ dàng;
- Giá thành rẻ.
Chất hấp phụ: thông thường là các chất như than hoạt tính, silicagel, nhôm
hoạt tính, zeolit …
- Than hoạt tính: được đặc trưng bởi tính kỵ nước, vì vậy nó được ứng dụng
rộng rãi để xử lý các dạng ẩm khác nhau. Nhược điểm cơ bản của than hoạt tính là
kém bền cơ học và dễ cháy.
- Silicagel: là oxit silic vô định hình ngậm nước (SiO2.nH2O), silicagel không
cháy, có nhiệt độ tái sinh thấp (110 – 200 oC) và đủ độ bền cơ học. Tuy nhiên, nó bị
phá hủy bởi các giọt ẩm.
- Nhôm hoạt tính (oxit nhôm được hoạt hóa Al 2O3.nH2O, 0
dụng của các giọt ẩm, chúng được ứng dụng để thu hồi các hợp chất hữu cơ phân
cực và sấy khí.
- Zeolit là các nhóm silic, chứa các oxit kim loại kiềm và kiềm thổ. Công thức
hóa học tổng quát của Zeolic là Me 2/nO.Al2O3.xSiO2.7H2O (ở đây, Me là cation kim
21
loại kiềm, n – hóa trị của nó). Zeolit có khả năng hấp phụ lớn hơi nước và giữ được
hoạt tính cao ở nhiệt độ tương đối lớn (150 – 250 oC) đây là ưu điểm nổi bật của
Zeolit.
Hiệu quả hấp phụ:
NOx được hấp phụ mạnh bởi than hoạt tính. Tuy nhiên khi tiếp xúc với các
oxit nitơ than có thể cháy và nổ. Ngoài ra, than có độ bền cơ học thấp và khi phục
hồi có thể chuyển NOx thành NO.
Khả năng hấp phụ NOx của silicagel thấp hơn than hoạt tính nhưng nó bền cơ
học, không cháy, cũng giống như than hoạt tính khi tái sinh có thể chuyển NO x
thành NO.
Nhôm hoạt tính hấp phụ NOx với hiệu suất không cao và độ bền cơ học kém.
b) Phương pháp hấp thụ
Hấp thụ là phương pháp dựa trên cơ sở của quá trình truyền khối, nghĩa là
phân chia hai pha. Phụ thuộc vào tương tác giữa chất hấp thụ và chất bị hấp thụ
trong pha khí.
Phương pháp hấp thụ được chia ra làm hai loại: hấp thụ vật lý và hấp thụ hóa
học.
- Hấp thụ vật lý dựa trên sự hòa tan của cấu tử pha khí trong pha lỏng.
- Hấp thụ hóa học: chất hấp thụ tham gia phản ứng hóa học với dung môi hấp
thụ.
Để hấp thụ các oxit nitơ người ta dùng nước, dung dịch kiềm, axit và chất oxi
hóa.
Hấp thụ bằng nước
Khi hấp thụ NO2 bằng nước một phần axit nitric được sinh ra ở pha khí:
3NO2 + H2O <=> 2HNO3 + NO + Q
Để xử lý các oxit nitơ có thể sử dụng dung dịch oxi già loãng.
NO + H2O2 = NO2 + H2O
NO2 + H2O = 2HNO3 +NO
N2O3 + H2O2 <=> N2O4 + H2O
N2O4 + H2O <=> HNO3 + HNO2
Yếu tố cơ bản xác định kinh tế của quá trình là lưu lượng oxi già (vào khoảng
6kg/tấn axit).
Hấp thụ NOx thành HNO3 tăng theo độ tăng của nồng độ axit và áp sất riêng
phần của NOx. Để thúc đẩy quá trình có thể dùng chất xúc tác. Hiệu quả xử lý có thể
đạt 97%.
22
Hấp thụ bằng kiềm
Người ta sử dụng nhiều dung dịch kiềm và muối khác nhau. Hấp thụ hóa học
NO2 bằng dung dịch Soda diễn ra theo phương trình phản ứng sau:
2NO2 + Na2CO3 = NaNO3 +CO2 + Q
Các phương trình phản ứng cho quá trình hấp thụ N 2O3 bằng các dung dịch
kiềm hoặc huyền phù khác như sau:
2NaOH + N2O3 = 2NaNO2 + H2O
Na2CO3 + N2O3 = 2NaNO2
2NaHCO3 + N2O3 = 2NaNO2 + 2CO2 + H2O
2KOH + N2O3 = 2KNO2 + H2O
K2CO3 + N2O3 = 2KNO2 + CO2
2KHCO3 + N2O3 = 2KNO2 + 2CO2 + H2O
Ca(OH)2 + + N2O3 = Ca(NO2)2 + H2O
CaCO3 + N2O3 = Ca(NO2)2 + CO2
Mg(OH)2 + N2O3 = Mg(NO2)2 + H2O
MgCO3 + N2O3 = Mg(NO2)2 +CO2
Ba(OH)2 + N2O3 = Ba(NO2)2 + H2O
BaCO3 + N2O3 = Ba(NO2)2 + CO2
2NH4OH + N2O3 = 2NH4NO2 + H2O
2NH4HCO3 + N2O3 = 2NH4NO2 + H2O + CO2
Khi hấp thụ N2O3 độ hoạt động của các dung dịch kiềm giảm theo thứ tự sau:
KOH
Ba(OH)2 >
>
1
NaOH
>
0,84
NaHCO3
Mg(OH)2
0,51
>
KHCO3
0,44
Ca(OH) 2
0,80
>
>
Na 2CO3
0,78
MgCO3
0,40
>
>
K2CO3
0,63
BaCO 3
0,40
>
>
0,56
CaCO3
>
0,39
0,35
Các chỉ số nêu lên độ hoạt động của dung dịch kiềm tương đối so với dung
dịch KOH . Các dữ liệu này tương ứng với các nồng độ ban đầu của dung dịch là
100g/l và thời gian hấp thụ là 10 phút.
Hấp thụ chọn lọc
Để hấp thụ NO khi không có O2 trong pha khí, có thể sử dụng các dung dịch
FeSO4, FeCl2, Na2S2O2, NaHCO3.
23
Phương trình phản ứng tạo thành các phức sau:
FeSO4 +NO <=> Fe(NO)SO4
FeCl2 + NO <=> Fe(NO)Cl2
Khi đun nóng đến 95 – 100oC, phức Fe(NO)SO4 phân rã, sinh ra NO, còn dung
dịch được dùng lại. Phức Fe(NO)Cl2 cũng phân rã tương tự.
Dung dịch FeSO4 dễ kiếm và hấp thụ hiệu quả. Khả năng hấp thụ của dung
dịch phụ thuộc vào nồng độ FeSO 4, nhiệt độ và nồng độ NO trong pha khí. Ở nhiệt
độ 20 - 25oC dung dịch có thể hấp thu No với nồng độ thấp, sự có mặt của axit
H2SO4, HNO3, các muối và hợp chất hữu cơ trong dung dịch làm giảm khả năng hấp
thụ của nó. Tuy nhiên sự có mặt H 2SO4 với nồng độ 0,5 – 1,5% thể tích bảo vệ
FeSO4 khỏi bị oxi hóa bởi oxi trong không khí thành Fe2(SO4)3.
Sử dụng dung dịch Na2S2O3, NaHSO4, (NH2)2CO sẽ tạo thành nitơ .
2Na2S2O3 + 6NO = 3N2 + 2na2So4 + 2SO2
2NaHSO3 + 2NO = N2 + 2NaHSO4
2(NH2)2CO + 6NO = 5N2 + 4H2O + 2CO2
Ở nhiệt độ cao hơn 200oC, NO liên kết với NH3 theo phản ứng:
4NH3 + 6No → 5N2 + 6H2O
Axit sunfuaric được sử dụng để hấp thụ NO2 và N2O3:
H2SO4 + 2NO = HNSO5 + HNO3
2H2SO4 + N2O3 = 2 HNSO5 + H2O
Khi đun nóng hoặc pha loãng bằng nước HNSO5 sẽ sinh ra các oxit nitơ:
HNSO5 + H2O = 2HSO4 + NO + NO2
Tương tác giữa các oxit nitơ với chất hấp thụ hiệu quả nhất ở nhiệt độ 20 –
40 C.
o
Phương pháp hấp thụ đồng thời SO2 và NOx
Khí thải chứa SO2 và NOx sinh ra khi đốt nhiên liệu có lưu huỳnh. Xử lý đồng
thời SO2 và NOx được tiến hành bằng dung dịch kiềm. khi hấp thụ bằng dung dịch
NaOH và Na2CO3, sản phẩm hấp thụ sẽ là Na 2SO4, NaCl, Na2CO3, NaNO2; còn hấp
thụ bằng Ca(OH)2 sản phẩm sẽ là CaSO4, Ca(NO3)2. Hiệu quả xử lý SO2 thường
khoảng 90%, còn NOx là 70 – 90%.
c) Xử lý NOX bằng phương pháp xúc tác và nhiệt
Bản chất của quá trình xúc tác là để làm sạch khí và thực hiện các tương tác
hóa học nhằm chuyển hóa chất độc thành sản phẩm khác với sự có mặt của chất xúc
tác đặc biệt. Chất xúc tác không làm thay đổi mức năng lượng của các phân tử chất
24
tương tác và không làm dịch chuyển cân bằng phản ứng đơn giản. Vai trò của chúng
là làm tăng vận tốc tương tác hóa học.
Chất xúc tác rắn gồm 2 hay nhiều cấu tử với vai trò là: chất hoạt động xúc tác,
chất trợ xúc tác và chất mang. Chất hoạt động xúc tác là chất chịu trách nhiệm làm
tăng tốc độ phản ứng. Chất trợ xúc tác là chất mà bản than nó không có tác dụng
xúc tác, nó là nền để phân bố các phần tử hoạt động xúc tác cũng như các thành
phần nền khác lên.
NOx trong khói thải có thể được giảm thiểu có xúc tác bằng các chất gây phản
ứng khác như: CO, H2, CH4, H2S, NH3 … Các phản ứng thường là phản ứng tỏa
nhiệt, với nhiệt lượng tỏa ra khá lớn và làm cho nhiệt độ khí thải tăng cao. Đó là đặc
điểm của quá trình giảm thiểu bằng CH 4. Khi sử dụng các kim loại quí làm xúc tác
như platin – paladi (Pt-Pd), nhiệt độ khói thải với chất phản ứng khử nằm trong
khoảng 450oC. khi sử dụng khí làm chất gây phản ứng khử, bản than nó là loại khí
độc hại thường có mặt trong khí thải và quá trình trở nên toàn diện hơn nếu kết hợp
khử NO và SO2 trong cùng hệ thống.
Khử oxit nitơ có xúc tác và nhiệt độ cao
Quá trình diễn ra khi tiếp xúc NOx với khí khử trên bề mặt xúc tác. Xúc tác có
thể là các kim loại nhóm platin (paladin (Pd), ruteni (Ru), rodi (Rh), platin (Pt))
hoặc rẻ hơn nhưng kém hiệu quả và kém ổn định hơn như niken, crom, đồng, kẽm,
vanadi (V), xeri (Ce)… Với mục đích tăng bề mặt tiếp xúc, chúng được phủ lên các
vật liệu xốp như: sứ, oxit nhôm, silicagen, băng kim loại… có hình dạng khác nhau.
Chất khử là metan, khí tự nhiên, khí than hoặc khí dầu mỏ, CO, H 2 hoặc hỗn
hợp nitơ-hydro.
Hiệu quả khử NOx phụ thuộc hoạt tính của xúc tác. Xúc tác trên cơ sở platin
kim loại khi vận tốc thể tích của khí (2-12)x10 4 l/h cho phép đạt nồng độ còn lại
trong khí của NOx 5x10-4 – 5x10-2 % thể tích.
Khí thải chứa NOx của sản xuất acid nitric cần phải đun từ 30 – 35 o lên nhiệt
độ cháy của xúc tác. Nhiệt độ này phụ thuộc chất khử: 450 – 480 oC đối với mêtan,
350o đối với propan và butan, 150 – 200oC đối với hydo và oxit cacbon.
Bản chất quá trình khử được biểu diễn bằng các phản ứng sau:
4NO + CH4 → 2N2 + CO2 + 2H2O
2NO2 + CH4 → N2 + CO2 + 2H2O
2NO + 2CO + → N2 + 2CO2
2NO2 + 4CO → N2 +4CO2
2NO + 2H2 + 4H2O
25
