Description
PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ KHÍ THẢI MÁY PHÁT ĐIỆN
1. MỤC TIÊU CỦA PHƯƠNG ÁN :
Phương án nhằm xây dựng, lắp đặt thiết bị và chuyển giao công nghệ xử lý khí thải máy phát điện . Công suất thiết bị xử lý khí thải cho cho máy phát xưởng khoảng 67.680 m³/h.
Phương pháp của tháp khử khí là phương án hấp thụ và hấp phụ.
Phương án nhằm mục đích sau :
- Lắp đặt hệ thống xử lý khí thải theo yêu cầu tại nơi lắp đặt máy phát điện như đã nêu trên là làm sạch khí đạt chất lượng khí thải để thải ra môi trường theo QCVN 19-2009 - BTNMT(quy chuẩn khí thải công nghiệp).
- Hướng dẫn vận hành đào tạo cán bộ kỹ thuật của Công ty vận hành hệ thống xử lý khí thải theo đúng quy trình công nghệ, hướng dẫn làm sạch, hướng dẫn bảo trì sửa chữa, Catologue tháp, hướng dẫn xử lý các sự cố, hướng dẫn an toàn và phòng chống cháy nổ, bản chứng nhận môi trường kèm theo QCVN về khí thải.
2. PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ :
Qua nghiên cứu thành phần và tính chất của khí thải của máy phát điện, chúng tôi rút ra những nhận định sau : khí thải chứa nhiều bụi, các chất vô cơ như: NOx, SOx … Chúng tôi đưa ra công nghệ xử lý khí thải như sau.
2.1 Các biện pháp lựa chọn :
a/ Biện pháp hấp thụ : Quá trình hấp thụ là một quá trình quan trọng trong xử lý khí. Nó dựa trên cơ sở của quá trình truyền khối. Nghĩa là nó được chia làm 02 pha. Phụ thuộc vào sự tương tác giữa chất hấp thụ và chất bị hấp thụ trong pha khí, và tất cả quá trình này điều xảy ra trong tháp hấp thụ.
Các thông số kỹ thuật cần phải tính toán trong quá trình thiết kế hệ thống xử lý khí thải bằng phương pháp hấp thụ:
- Chiều cao tháp
- Đường kính tháp
- Kích thước đệm
- Lượng dung dịch hấp thụ
- Hiệu suất xử lý.
b/ Biện pháp hấp phụ: Quá trình hấp phụ là sự truyền khối xảy ra giữa pha khí hoặc lỏng và pha rắn. Ở đây là quá trình truyền khối giữa pha khí và pha rắn. Pha rắn thường là chất hấp phụ, pha hơi (khí) thường là chất bị hấp phụ.
Hấp phụ có hai lọai chính là hấp phụ vật lý và hấp phụ hóa học. Hấp phụ hóa học là dạng hấp phụ xảy ra khi có kèm theo phản ứng hóa học giữa chất hấp phụ và bị hấp phụ.
Hấp phụ vật lý được chọn trong xử lý khí thải máy phát điện vì các lý do sau:
- Quá trình hấp phụ là quá trình thuận nghịch, nên có thể giải hấp để sử dụng lại than, và thu hồi chất bị hấp phụ.
- Nhiệt tỏa ra không đáng kể, nên quá trình hấp phụ diễn ra tốt hơn.
- Có thể hấp phụ một lớp hay nhiều lớp, tránh được tổn thất áp suất lớn.
Dựa vào tính chất và thành phần của khí thải, sẽ tính tóan được chiều cao, đường kính tháp hấp phụ, lượng than cần sử dụng, thời gian than bão hòa…
2.2 Mô tả công nghệ được lựa chọn :
Công nghệ xử lý khí được lựa chọn là phương pháp hấp thụ kết hợp hấp phụ. Cơ sở của biện pháp hấp thụ là dùng dung dịch NaOH làm chất hấp thụ khí CO, Sox trong thành phần khí thải, đồng thời giải nhiệt cho dòng khí. Sau đó hút ẩm sinh ra từ quá trình hấp thụ và tiếp tục cho dòng khí đi qua lớp hấp phụ bằng than họat tính.
Ưu điểm công nghệ : là đơn giản, hóa chất sử dụng dễ tìm mua trên thị trường, giá thành rẻ, dễ vận hành và bảo trì, mức làm sạch cao, ít tốn diện tích.
2.3. Thuyết minh công nghệ
Khí thải sẽ được đưa vào tháp hấp thụ bằng quạt hút khí để làm tăng áp suất cho dòng khí. Ở đây đồng thời bơm dung dịch (dung dịch NaOH) cũng hoạt động. Dịch thể được phun từ trên xuống còn khí thải thì được đẩy từ phía dưới lên. Hai pha sẽ tiếp xúc với nhau trong tháp rửa khí và dung dịch hấp thụ (NaOH) sẽ chuyển hóa và lấy bớt khí thải một phần trong dòng khí. Ở phần hấp thu, các vật liệu đệm ceramic được thêm vào để tăng sự tiếp xúc giữa pha lỏng và khí, nhằm tăng hiệu quả xử lý. Trước khi được hấp phụ bằng than hoạt tính, dòng khí sẽ được tách ẩm bằng 1 lớp giá thể tách ẩm để ngăn không cho hơi nước chiếm các lỗ rỗng trong vật liệu hấp phụ. Khí thải được làm khô sẽ tiếp tục qua bộ phận hấp phụ gồm 2 lớp để giảm trở lực qua lớp vật liệu hấp phụ. Chất hấp phụ được chọn là than họat tính vì dễ tìm mua, dễ sử dụng, thay thế và giá thành không cao. Cuối cùng, khí sạch sẽ được dẫn qua ống khói ra ngòai.
Dung dịch từ tháp hấp thụ sẽ được dẫn sang một bể lắng cặn và ở đây nó lại tiếp tục được bơm trở lại tháp hấp thụ bằng bơm dịch thể. Phần cặn lắng sẽ được thải ra ngoài. Khi mà dung dịch đã bảo hoà (đục và rất dơ thường thì khoảng 20-30ngày) thì ta tiến hành thay dung dịch mới.
Vật liệu hấp phụ sau khoảng 10-15 ngày sẽ bị bão hòa. Lúc này, cần tái sinh hoặc thay mới chất hấp phụ.
2.4 Tháp hấp thụ - hấp phụ kết hợp
Tháp được thiết kế bằng vật liệu Inox 304 chống ăn mòn, là nơi diễn ra các quá trình phản ứng hoá học giữa pha lỏng (chất hấp thụ) với pha khí (chất ô nhiễm) và sự tiếp xúc giữa pha khí (chất ô nhiễm) với pha rắn (chất hấp phụ).
Tháp hấp thụ được thiết kế với thời gian lưu khí khoảng 2-3s với vận tốc dòng khí chuyển động trong tháp từ 0.5-1.5m/s. Bên trong tháp được bố trí một lớp đệm và hệ thống mũi phân phối dung dịch.
Lớp đệm được dùng là các khâu nhựa đặc biệt có diện tích bề mặt riêng lớn, tạo điều kiện tiếp xúc giữa pha lỏng và pha khí. Lớp đệm có vai trò kéo dài thời gian tiếp xúc giữa khí thải và dịch thể đồng thời giữ lại những hạt bụi có trong dòng khí nhờ sự tác động tương hổ giữa bụi khí và lớp đệm.
Hệ thống phân phối dung dich (gọi tắt là dàn mưa): được bố trí bên trên lớp đệm, nó có chức năng là phân bố đều dung dịch theo tiết diện thiết bị. Ngoài ra, trên hệ thống này còn lắp đặt thiết bị tách ẩm nhằm tách hơi nước ra khỏi dòng khí.
Chất hấp phụ được chọn là than họat tính vì dễ tìm mua, dễ sử dụng, thay thế và giá thành không cao. Chất hấp phụ có bề mặt riêng lớn, thể tích lỗ rỗng lớn, kích thước hạt nhỏ nhằm làm cho các phần tử chất ô nhiễm dễ dàng bị “hút và giữ lại” trong các lỗ rỗng của chất hấp phụ.
2.4 Quạt gió
Quạt gió được lưa chọn dựa vào các thông số của hệ thống gồm: Lưu lượng gió; áp lục gió. Quạt làm nhiệm vụ thu gom và vận chuyển dòng khí từ các miệng hút trong xưởng tới tháp hấp thụ và thải ra ngoài. Dòng khí chuyển động trong tháp hấp thụ theo phương thẳng đứng có chiều từ dưới lên và dẫn ra ngoài qua ống khói.
Trong suốt quá rình dòng khí chuyển động trong ống dẫn khí và đến thiết bị làm sạch khí đã sinh ra tổn thất năng lượng dọc đường đi và tổn thất năng lượng cục bộ. Tổn thất năng lượng dọc đường đi do sự ma sát giữa dòng khí và thành ống, đồng thời chúng bị ma sát và xáo trộn với lớp đệm và dịch thể. Còn tổn thất năng lượng cục bộ là dòng khí vào tháp hấp thụ, kích thước của chúng thay đổi do thành thiết bị thay đổi. Vì vậy để khắc phục những tổn thất năng lượng trên và đảm bảo lưu lượng khí được xử lý hoàn toàn, chúng tôi đã thiết kế thiết bị quạt cấp khí đúng theo yêu cầu kỹ thuật.
2.5 Bơm dung dịch NaOH
Bơm dung dịch được sử dụng để bơm dung dịch từ bể lắng cặn qua hệ thống dàn mưa trong tháp hấp thụ và tưới đều từ trên xuống tiếp xúc với dòng khí thải có ô đệm thì cần phun dung dịch vào tháp với lượng lớn để loại trừ sự tắc bẩn trong lớp ô đệm do quá trình phản ứng xảy ra.
Sau khi dung dịch tiếp xúc với khí thải, dung dịch được dẫn ra ngoài tới bể chứa cặn. Dòng khí bị hấp thụ và được làm sạch đi lên qua hệ thống tách ẩm được phép thải ra nguồn tiếp nhận.
