intTypePromotion=1

Xác định hệ số phát thải cho công đoạn cán thép sử dụng dầu FO

Chia sẻ: Thi Thi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:4

0
41
lượt xem
1
download

Xác định hệ số phát thải cho công đoạn cán thép sử dụng dầu FO

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Nghiên cứu này đã tiến hành quan trắc, xác định được nồng độ của một số chất ô nhiễm không khí trong công đoạn cán thép. Các chất ô nhiễm dạng khí trong khí thải được đo bằng thiết bị Drager MSI.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Xác định hệ số phát thải cho công đoạn cán thép sử dụng dầu FO

Nguyễn Thị Thu Thủy<br /> <br /> Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ<br /> <br /> 88(12): 181 - 184<br /> <br /> XÁC ĐỊNH HỆ SỐ PHÁT THẢI CHO CÔNG ĐOẠN CÁN THÉP<br /> SỬ DỤNG DẦU FO<br /> Nguyễn Thị Thu Thủy*<br /> Trường ĐH Kỹ thuật công nghiệp - ĐH Thái Nguyên<br /> <br /> TÓM TẮT<br /> Nghiên cứu này đã tiến hành quan trắc, xác định đƣợc nồng độ của một số chất ô nhiễm không khí<br /> trong công đoạn cán thép. Các chất ô nhiễm dạng khí trong khí thải đƣợc đo bằng thiết bị Drager<br /> MSI. Kết quả cho thấy SO2 có nồng độ cao nhất trong số các chất gây ô nhiễm. Hệ số phát thải CO,<br /> SO2 và NOx của công đoạn cán thép sử dụng dầu FO đã đƣợc xác định trong nghiên cứu này. Hệ số<br /> phát thải thu đƣợc trong nghiên cứu nằm cùng một dải so với các nghiên cứu ở một số nƣớc khác.<br /> Từ khóa: Phát thải, hệ số phát thải, cán thép, dầu FO, công nghiệp.<br /> <br /> ĐẶT VẤN ĐỀ*<br /> Hệ số phát thải là một trong những phƣơng<br /> pháp tính toán tải lƣợng chất ô nhiễm không<br /> khí đơn giản và có chi phí thấp hơn so với các<br /> phƣơng pháp tiếp cận khác nhƣ mô hình phát<br /> thải theo nguồn hay quan trắc phát thải [3].<br /> Cho đến nay, việc nghiên cứu xây dựng hệ số<br /> phát thải ở các nƣớc phát triển đã có phƣơng<br /> pháp luận và quy trình thực hiện đạt đƣợc ở<br /> trình độ khoa học công nghệ cao, còn một số<br /> nƣớc đang phát triển trong đó có Việt Nam,<br /> vấn đề này còn rất mới mẻ, đang ở giai đoạn<br /> nghiên cứu thử nghiệm. Việc xác định bộ hệ<br /> số phát thải các chất ô nhiễm ứng với từng<br /> công đoạn trong công nghiệp nói chung còn<br /> hạn chế và việc áp dụng vào thực tế còn gặp<br /> nhiều khó khăn do chƣa có phƣơng pháp luận<br /> và quy trình một cách khoa học, cụ thể. Tại<br /> Việt Nam, ngoài một số nghiên cứu về sự<br /> phát thải PAH trong các nhà máy nhiệt điện<br /> [6], hệ số phát thải trong nguồn giao thông<br /> [4]…hiện vẫn chƣa có nghiên cứu chuyên sâu<br /> về hệ số phát thải cho công đoạn cán thép sử<br /> dụng dầu FO.<br /> Chính vì vậy, đề tài “Xây dựng bộ hệ số phát<br /> thải cho công đoạn cán thép sử dụng dầu<br /> FO” chọn vấn đề trên làm nội dung nghiên<br /> cứu của mình. Kết quả của đề tài hy vọng sẽ<br /> góp phần hoàn thiện, bổ sung cơ sở khoa học<br /> và phƣơng pháp luận cho việc xây dựng bộ hệ<br /> số phát thải các chất ô nhiễm không khí, để có<br /> *<br /> <br /> Tel: 0979958785; Email: Thuynguyenktmt@gmail.com<br /> <br /> Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên<br /> <br /> một quy trình tính toán tải lƣợng chất ô nhiễm<br /> thống nhất áp dụng cho các vùng khác nhau,<br /> phục vụ cho công tác quản lý môi trƣờng<br /> không khí của nƣớc ta.<br /> ĐỐI TƢỢNG, PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU<br /> Đối tượng nghiên cứu<br /> Khói thải nhà máy cán thép Lƣu Xá, chi<br /> nhánh công ty Cổ phần Gang thép Thái<br /> Nguyên<br /> Phương pháp nghiên cứu<br /> Đối với nguồn tĩnh, hệ số phát thải thƣờng<br /> đƣợc biểu diễn bằng lƣợng chất ô nhiễm phát<br /> thải trên một đơn vị nhiên liệu đã đƣợc đốt<br /> cháy, hay còn đƣợc gọi là hệ số phát thải theo<br /> khối lƣợng (mass – based emission factor) và<br /> đƣợc tính theo công thức<br /> Mi<br /> EFi =<br /> Mnl<br /> Trongđó:<br />  EFi: hệ số phát thải của chất ô nhiễm thứ i,<br /> g/kg<br />  Mi: lƣợng chất ô nhiễm thứ i phát thải<br /> trong quá trình đốt, g<br />  Mnl - khối lƣợng nhiên liệu đã đốt, kg [7].<br /> Từ công thức trên nhận thấy việc xác định<br /> lƣợng nhiên liệu đã đốt tƣơng đối đơn giản<br /> đặc biệt là trong các quá trình công nghiệp.<br /> Để xác định đƣợc hệ số phát thải chủ yếu phải<br /> tính đƣợc lƣợng chất ô nhiễm phát thải trong<br /> quá trình đốt mà cụ thể là xác định đƣợc nồng<br /> độ các chất ô nhiễm không khí phát sinh và<br /> tổng lƣợng khí thoát ra trong toàn bộ quá<br /> trình đốt.<br /> 181<br /> <br /> http://www.lrc-tnu.edu.vn<br /> <br /> Nguyễn Thị Thu Thủy<br /> <br /> Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ<br /> <br /> Quan trắc nguồn thải là một trong các phƣơng<br /> pháp tiếp cận thƣờng ứng dụng để xác định<br /> lƣợng phát thải trong quá trình đốt cho độ<br /> chính xác cao. Cơ sở chung của phƣơng pháp<br /> là tiến hành đo đạc trực tiếp tại nguồn thải,<br /> thu thập số liệu và kết hợp các phƣơng pháp<br /> tính toán, từ đó xác định đƣợc tải lƣợng các chất<br /> ô nhiễm phát sinh. Phƣơng pháp này cho phép<br /> xác định đƣợc hầu hết các chất ô nhiễm không<br /> khí thƣờng gặp nhƣ CO, SO2, NOx và bụi.<br /> Đối với các chất ô nhiễm dạng khí trong thí<br /> nghiệm này, dựa vào số liệu đo đạc trên thiết<br /> bị đo nhanh, tính giá trị nồng độ trung bình<br /> trong khí thải cho từng mẫu.<br /> Nồng độ các chất ô nhiễm trong khí thải<br /> Chuyển đổi thể tích khí từ điều kiện thực tế<br /> về điều kiện kiện chuẩn theo công thức:<br /> P1V1<br /> T1<br /> =<br /> P2V2<br /> T2<br /> Trong đó:<br />  P1, P2: Áp suất khí ở điều kiện thực tế và<br /> điều kiện tiêu chuẩn (atm).<br />  V1, V2: Thể tích khí ở điều kiện thực tế và<br /> điều kiện tiêu chuẩn (m3).<br />  T1, T2: Nhiệt độ khí ở điều kiện thực tế và<br /> điều kiện tiêu chuẩn (oK).<br /> Lượng phát thải trong quá trình đốt<br /> Lƣợng phát thải của chất ô nhiễm đƣợc tính<br /> theo công thức sau:<br /> Mi = Ci x Li x t x10-3 (g)<br /> Trong đó:<br />  Ci: Nồng độ chất ô nhiễm thứ i (mg/m3).<br /> <br /> 88(12): 181 - 184<br /> <br />  Li: Lƣu lƣợng khí thải (m )<br />  t: Thời gian đốt nhiên liệu (h)<br /> Lƣu lƣợng khí thải sinh ra trong quá trình đốt<br /> đƣợc tính theo công thức sau :<br /> Li = u × S × 3600 (m3/h)<br /> Trong đó:<br />  u: Vận tốc trung bình của dòng khí tại<br /> điểm lấy mẫu (m/s).<br />  S: Tiết diện ống khói tại vị trí lấy mẫu (m2)<br /> KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN<br /> Nồng độ các chất ô nhiễm trong khí thải<br /> Nghiên cứu tiến hành đo đạc khí thải ống<br /> khói năm lần (ký hiệu mẫu CT1 đến CT5) vào<br /> ngày 20/09/2011. Lƣu lƣợng khí thải đƣợc<br /> tính dựa vào vận tốc khí thải, tiết diện ống<br /> khói và quy về điều kiện chuẩn. Nhiệt độ khí<br /> thải là giá trị trung bình nhiệt độ của khí thải<br /> tại vị trí quan trắc. Nồng độ các chất ô nhiễm<br /> dạng khí đƣợc quy về điều kiện tiêu chuẩn<br /> (25oC và 1 atm) theo bảng 3.1.<br /> Qua các kết quả của nghiên cứu này, trong<br /> các chất ô nhiễm quan tâm phát sinh từ quá<br /> trình đốt các loại nhiên liệu, SO2 là chất ô<br /> nhiễm có nồng độ trung bình lớn nhất trong<br /> khí thải, dao động trong khoảng từ 1282,52<br /> đến 1317,10 mg/Nm3. Nồng độ SO2 cao nhƣ<br /> vậy có thể là do phản ứng cháy hoàn toàn,<br /> hầu hết lƣu huỳnh trong dầu FO đƣợc chuyển<br /> hóa thành SO2. NOx có nồng độ cao dao động<br /> ổn định trong khoảng 736,35 đến 738,39<br /> mg/Nm3 trong khi CO có nồng độ nhỏ hơn<br /> khá nhiều, cụ thể là từ 5,09 đến 7,12 mg/Nm3.<br /> 3<br /> <br /> Bảng 1. Nồng độ các chất ô nhiễm trong khí thải<br /> Kí hiệu<br /> mẫu<br /> CT1<br /> CT2<br /> CT3<br /> CT4<br /> CT5<br /> <br /> Nhiệt độ<br /> khí thải<br /> (oC)<br /> <br /> Lưu lượng<br /> khí thải<br /> (m3/h)<br /> <br /> 423,8<br /> 424,5<br /> 422,6<br /> 423,3<br /> 425,2<br /> Trung bình<br /> <br /> 10970<br /> 10568<br /> 10597<br /> 10194<br /> 10557<br /> <br /> Nồng độ các chất ô nhiễm<br /> CO<br /> (mg/Nm3)<br /> 5,09<br /> 6,10<br /> 6,10<br /> 5,09<br /> 7,12<br /> 5,90±0,85<br /> <br /> Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên<br /> <br /> SO2(mg/Nm3)<br /> <br /> NOx(mg/Nm3)<br /> <br /> 1282,52<br /> 1317,10<br /> 1316,25<br /> 1306,11<br /> 1282,52<br /> 1300,90±17,33<br /> <br /> 736,35<br /> 743,47<br /> 738,39<br /> 736,35<br /> 737,37<br /> 738,39±2,97<br /> <br /> 182<br /> <br /> http://www.lrc-tnu.edu.vn<br /> <br /> Nguyễn Thị Thu Thủy<br /> <br /> Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ<br /> <br /> 88(12): 181 - 184<br /> <br /> (Nhà máy cán thép Lưu Xá Thái Nguyên)<br /> <br /> Kết quả về nồng độ của CO và NOx là hoàn<br /> toàn hợp lý. Với nhiệt độ lò vào khoảng<br /> 1200oC, nồng độ NO trong khí thải xấp xỉ 900<br /> mg/Nm3 (785 ppm) khi không có thiết bị xử lý<br /> [5]. Nhiệt độ cao nhƣ vậy cộng với việc dầu<br /> đƣợc phun sƣơng với áp lực khí nén 2KG/cm2<br /> nên diện tích tiếp xúc giữa dầu và khí nóng<br /> tăng lên khiến cho quá trình đốt cháy diễn ra<br /> hoàn toàn làm cho nồng độ CO trong khí thải<br /> thấp [1].<br /> Lượng khí thải trong một ca làm việc<br /> Theo nhật ký làm việc của ngày quan trắc,<br /> thời gian làm việc của ca 1 ngày 20/09/2011<br /> là 460 phút, từ đó tính lƣợng phát thải trong<br /> ca làm việc này nhƣ 3.2.<br /> Lƣợng phát thải khí ô nhiễm trong một ca làm<br /> việc khá cao do lƣu lƣợng thoát ra tƣơng đối<br /> lớn. Có thể thấy lƣợng phát thải SO2 lớn nhất<br /> khoảng 105 kg/ca và lƣợng CO nhỏ nhất vào<br /> khoảng 478 g/ca. Lƣợng SO2 tính từ nồng độ<br /> SO2 đo đạc đƣợc cũng xấp xỉ lƣợng SO2 tính<br /> toán lý thuyết, hiệu suất chuyển đổi lƣu<br /> huỳnh thành SO2 là 95% với hàm lƣợng lƣu<br /> huỳnh khoảng 1,6% (Thành phần lƣu huỳnh<br /> của dầu FO trong nghiên cứu)<br /> <br /> Hệ số phát thải<br /> Theo nhật ký làm việc của ngày quan trắc,<br /> lƣợng dầu FO sử dụng trong ca 1 là 3,471 tấn,<br /> từ đó ta tính đƣợc lƣợng phát thải trong ca<br /> làm việc này nhƣ bảng 3.3.<br /> Nhận thấy rằng hệ số phát thải của SO2 là cao<br /> nhất vào 30,39 g/kg nhiên liệu và 431g/kg sản<br /> phẩm. Hệ số phát thải theo sản phẩm của SO2<br /> cũng tƣơng tự với hệ số phát thải của IPCC<br /> (450g/kg sản phẩm) nhƣng cao hơn hệ số của<br /> UNEP đã công bố (250 g/kg sản phẩm). Điều<br /> này có thể giải thích do hàm lƣợng lƣu huỳnh<br /> trong nhiên liệu nghiên cứu này cao hơn so<br /> với các nghiên cứu của UNEP. Hệ số phát<br /> thải SO2 theo nhiên liệu của nghiên cứu này<br /> cũng khá tƣơng đồng với hệ số phát thải SO2<br /> của lò hơi dùng dầu FO với cùng hàm lƣợng<br /> lƣu huỳnh tƣơng tự nhau [2]. Có thể so sánh<br /> hệ số phát thải giữa lò nung và lò hơi do SO2<br /> không phụ thuộc nhiều vào nhiệt độ quá trình<br /> cháy mà phụ thuộc vào hàm lƣợng lƣu huỳnh<br /> trong nhiên liệu cũng nhƣ hiệu suất quá trình<br /> cháy. Hệ số phát thải của CO theo sản phẩm<br /> vào khoảng 0,14g CO/tấn, cao gấp 1,4 lần khi<br /> so sánh với số liệu của IPCC.<br /> <br /> Bảng 2. Lượng phát thải trong ca làm việc<br /> Kí hiệu mẫu<br /> CT1<br /> CT2<br /> CT3<br /> CT4<br /> CT5<br /> <br /> Thời gian<br /> 1 ca (h)<br /> 7,67<br /> 7,67<br /> 7,67<br /> 7,67<br /> 7,67<br /> Trung bình<br /> <br /> Lưu lương<br /> khí thải<br /> (m3/h)<br /> 10970<br /> 10568<br /> 10597<br /> 10194<br /> 10557<br /> <br /> Lượng khí thải trong một ca làm việc<br /> CO (g)<br /> <br /> SO2(g)<br /> <br /> NOx(g)<br /> <br /> 427,70<br /> 494,41<br /> 495,76<br /> 397,43<br /> 576,24<br /> 478,31<br /> <br /> 107865,57<br /> 106710,51<br /> 106933,40<br /> 102076,90<br /> 103804,67<br /> 105478,21<br /> <br /> 6192,30<br /> 60238,70<br /> 59989,87<br /> 57547,67<br /> 59567,49<br /> 59854,61<br /> <br /> Bảng 3. Hệ số phát thải các khí ô nhiễm<br /> Kí<br /> hiệu<br /> mẫu<br /> CT1<br /> CT2<br /> CT3<br /> CT4<br /> CT5<br /> <br /> Lượng Lượng<br /> sản<br /> nhiên<br /> CO<br /> CO<br /> phẩm/ca liệu/ca<br /> (g/kg)<br /> (g/kg sp)<br /> (kg)<br /> (kg)<br /> 244817<br /> 3471<br /> 0,12<br /> 1,7470<br /> 3471<br /> 244817<br /> 0,14<br /> 2,0195<br /> 3471<br /> 244817<br /> 0,14<br /> 2,0250<br /> 3471<br /> 244817<br /> 0,11<br /> 1,6234<br /> 3471<br /> 244817<br /> 0,17<br /> 2,3537<br /> Trung bình<br /> 0,14±0,02 1,95±0,28<br /> <br /> Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên<br /> <br /> Hệ số phát thải<br /> SO2<br /> (g/kg)<br /> <br /> SO2<br /> (g/kg sp)<br /> <br /> NOx<br /> (g/kg)<br /> <br /> NOx<br /> (g/kg sp)<br /> <br /> 31,08<br /> 440,60<br /> 17,84<br /> 297,34<br /> 30,74<br /> 435,88<br /> 17,35<br /> 286,10<br /> 30,81<br /> 436,79<br /> 17,28<br /> 293,29<br /> 29,41<br /> 416,95<br /> 16,58<br /> 278,25<br /> 29,91<br /> 424,01<br /> 17,16<br /> 290,18<br /> 30,39±0,7 430,85±9,94 17,24±6,42 244.49±6.42<br /> <br /> 183<br /> <br /> http://www.lrc-tnu.edu.vn<br /> <br /> Hệ số phát thải của NOx 17,24 g/kg dầu FO, và<br /> 0,24 kg/tấn sản phẩm. Dải hệ số phát thải của<br /> nghiên cứu này hoàn toàn phù hợp với hệ số<br /> phát thải của UNEP đối với quá trình cán thép<br /> nóng (0,25g/kg sản phẩm). Bên cạnh đó, các sai<br /> số khi tính toán cũng nằm trong khoảng cho<br /> phép. Điều này chứng minh đƣợc độ chính xác<br /> trong quá trình quan trắc và độ tin cậy của thí<br /> nghiệm.<br /> KẾT LUẬN<br /> Nghiên cứu đã tiến hành quan trắc để xác định<br /> hệ số phát thải của một số chất ô nhiễm gồm<br /> CO, SO2, NOx từ công đoạn cán thép sử dụng<br /> dầu FO. Kết quả này khá tƣơng đồng với các<br /> nghiên cứu tƣơng tự với hệ số phát thải đang<br /> đƣợc sử dụng phổ biến của US EPA, IPCC và<br /> UNEP. Kết quả thu đƣợc của nghiên cứu có thể<br /> góp phần bổ sung cơ sở dữ liệu về hệ số phát<br /> thải, giúp cho việc kiểm kê phát thải và đánh giá<br /> ô nhiễm không khí ở Việt Nam.<br /> <br /> TÀI LIỆU THAM KHẢO<br /> [1]. Trần Ngọc Chấn (2001), Ô nhiễm không khí và<br /> xử lý khí thải, tập 2, Nhà xuất bản Khoa học Kỹ<br /> thuật, Hà Nội<br /> [2]. U. S Environmental Protection Agency (1998),<br /> Report on revisions to 5th edition AP-42 Section 1.3<br /> Fuel Oil Combustion.<br /> [3]. US Environmental Protection Agency (1972),<br /> "Emissionfactors & AP42.<br /> [4]. Noel de Nevers (1997), Air pollution control<br /> engineering, McGraw-Hill Science, NewYork<br /> [5]. Nghiem Trung Dung, Lars Bætz Reutergårdh,<br /> Nguyen Thi Kim Oanh, Dang Kim Chi, and Hoang<br /> Xuan Co (2004), Emission of Polycyclic Aromatic<br /> Hydrocarbons Associated with Particulate Matter<br /> from a Coal-Fired Power Plant in Vietnam, Tạp chí<br /> Hóa học và Ứng dụng, 9 (33), trg 36-40<br /> [6]. Jim Junfeng Zhang, Lidia Morawska (2002),<br /> Combustion sources of particles: 2. Emission factors<br /> and measurement methods, Chemosphere, 49, pg.<br /> 1059–1074.<br /> [7]. Junfeng Zhang, Lidia Morawska (2002),<br /> Combustion sources of particles: 2. Emission factors<br /> and measurement methods, Chemosphere, 49, trg<br /> 1059–1074<br /> <br /> ABSTRACT<br /> DETERMINATION OF EMISSION FACTORS FOR STEEL ROLLING<br /> USING FUEL OIL<br /> Nguyen Thi Thu Thuy*<br /> College of Technology - TNU<br /> <br /> Concentration of some air pollutants in steel rolling was determined in this study. The gaseous pollutants in<br /> the flue gas were measured by using a monitor of Drager MSI. Concentration of SO 2 was the highest in this<br /> study. Emission factors of CO, SO2 and NOx for steel rolling using fuel oil were identified. The emission<br /> factors obtained in this study are in the same range with those in other countries.<br /> Keywords: Emission, emission factor, steel rolling, fossil oil, industry.<br /> <br /> *<br /> <br /> Tel: 0979958785; Email: Thuynguyenktmt@gmail.com<br /> <br /> Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên<br /> <br /> 184<br /> <br /> http://www.lrc-tnu.edu.vn<br /> <br />
ADSENSE
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2