Xử lý khói bụi lò nấu nhôm

XỬ LÝ KHÓI BỤI LÒ NẤU NHÔM

Hệ thống xử lý bụi lò nung là một giải pháp cần thiết trong các nhà máy lò nung sắt, nhôm, đồng, kim loại. Giúp hạn chế nguy cơ ô nhiễm môi trường, cũng như ảnh hưởng sức khỏe của công nhân và người dân xung quanh nhà máy.

1. Đặc tính dòng khói bụi

–    Khói bụi có nhiệt độ tương đối cao, khoảng 500 – 800oC.

–    Do nấu ở nhiệt độ cao nên thành phần khói bụi còn lẫn 1 phần bụi oxit nhôm (Al2O3).

–    Ngoài ra trong khói bụi còn chứa một phần nhỏ các khí CO, NO2, SO2, và các kim loại như Mg, Pb, Si…, do các phản ứng cháy tạo thành và thành phần nguyên liệu nhôm đầu vào.

2. Ảnh hưởng của bụi nhôm đến con người và môi trường xung quanh

–    Công nhân làm việc trong môi trường chứa nhiều bụi nhôm có nguy cơ nhiễm độc rất cao. Nếu hít phải nồng độ bụi nhôm trong không khí quá 0,15 mg/m3 thì sẽ ảnh hưởng tới sức khỏe của công nhân và từ đó dẫn tới các bệnh về đường ruột và hệ hô hấp,…

– Trong quá trình cô nhôm, cô lon của các lò đã thải ra khói bụi kim loại gây ảnh hưởng tới môi trường không khí. Ngoài ra, nhiên liệu đốt chính sử dụng trong sản xuất ở làng nghề là than. Quá trình đốt than, nung chảy phế liệu nhôm, vỏ lon phát sinh một lượng lớn các khí thải độc hại như: Khói, bụi, CO, SO2, NO2, hơi xút… là nguyên nhân gây ra các bệnh ở người như mẩn ngứa, ung thư… Lượng khí độc hại xả trực tiếp ra môi trường có thể gây ra các bệnh về đường hô hấp như viêm phổi, ảnh hưởng đến hệ thần kinh, gây buồn nôn, chóng mặt…

Bảng I.1. Nồng độ các thành phần trong khói bụi phát sinh ở lò nấu

II. Biện pháp xử lý

+ Lọc túi vải chịu nhiệt và ăn mòn

–  Để xử lý khói bụi trong lò nấu sắt có các phương pháp như:

+ Tháp hấp thụ dòng khí bụi bằng dung dịch hấp thụ

+ Tháp đệm

+ Cyclon ướt

Tuy nhiên, phương án tháp lọc túi vải tích hợp khử mùi bằng tháp sủi bọt được lựa chọn vì những ưu điểm sau:

+ Hoàn toàn thu được lượng Oxit quá nhiệt bị cháy bốc hơi ( Đây là thành phần chính độc hại gây ra mùi )

+ Thiết bị thu hồi bụi dạng khô có thể tái sử dụng và không ảnh hưởng đến môi trường nước.

+ Hiệu suất xử lý cao

+ Vận hành và bảo dưỡng đơn giản

+ Chi phí vận hành thấp

–    Thuyết minh dòng khí thải:   

  – Khói bụi sinh ra trong lò nấu nhôm và các công đoạn liên quan sẽ được thu hồi triệt để bằng các chụp hút bụi. Khói bụi được dẫn theo đường ống đến tháp làm sạch đồng thời làm nguội bằng nước. Tại đây phần lớn bụi bị giữ lại và theo dòng nước đi ra ngoài. Khí đi ra khỏi đỉnh tháp được 01 quạt hút vào ống khói trước khi thải ra ngoài môi trường. Khí thoát ra đạt cột B QCVN 19 : 2009/ BTNMT về khí thải công nghiệp đối với bụi và các chất vô cơ, áp dụng đối với các nhà máy, cơ sở đang hoạt động.

–    Thuyết minh dòng nước thải: 

Nước rửa từ tháp rửa chứa cặn ô nhiễm được dẫn vào ngăn phản ứng, tại đây các hóa chất trung hòa và xử lý nước thải được cấp vào nhằm tách triệt để lượng cặn, các chất ô nhiễm ra khỏi dòng nước, đồng thời duy trì pH trong dung dịch hấp thụ trong khoảng 8 – 10, để tránh sự ăn mòn vật liệu làm tháp, nước sau khi qua bể phản ứng được dẫn vào bể lắng có bố trí các ống lắng Lamen nhằm làm tăng hiệu suất lắng. Tại đây, qua quá trình lắng trọng lực, cặn lắng xuống đáy bể, được định kỳ thải bỏ ra ngoài. Phần nước trong được tuần hoàn lại tháp rửa và định kỳ thải bỏ ra hệ thống xử lý nước thải tập trung của nhà máy.

–    Một số đặc điểm lưu ý khi thiết kế hệ thống: 

+ Thiết kế các van đóng mở tại các vị trí phát sinh khí thải để tối ưu hóa quá trình hút khói và bụi khi rót nhôm nóng chảy cũng như khi cần bảo dưỡng.

+ Công suất vận hành của hệ thống được điều chỉnh tăng giảm tương ứng với công suất hoạt động của hệ thống để giảm thiểu tối đa chi phí vận hành.

+ Công suất của quạt, kích thước các chụp hút và hệ thống đường ống thu khí phải được tính toán sao cho thu được toàn bộ lượng khí thoát ra

— Hoàn toàn thu được lượng Oxit quá nhiệt bị cháy bốc hơi ( đây là thành phần chính độc hại gây ra mùi )

Thiết bị thu hồi bụi dạng khô có thể tái sử dụng và không ảnh hưởng đến môi trường nước.

Hiệu suất xử lý cao

Vận hành và bảo dưỡng đơn giản

Chi phí vận hành thấp

1. Mô tả tháp xử lý khí thải: BL-TANK 

(Hiệu suất xử lý khí thải đạt 60 – 70%)

Hình 2. Mô hình hóa công nghệ tháp xử lý

+ Khí thải đi từ đáy lên đỉnh của tháp, nước chứa chất hấp thụ được bơm và phân phối đều lên bề mặt lớp đệm được phân thành hai tầng trong tháp xử lý, hấp thụ các chất độc hại trong khí thải.

–    Giai đoạn 1: Xử lý bằng giàn phun mưa – khí thải được xử lý sơ bộ bởi giàn phun mưa (tầng xử lý thứ nhất). Trong tầng 1 bố trí dàn phun chuyên dụng chống tắc phân phối đều lượng nước trong tháp, nước thải được phun với áp suất lớn, đồng thời do cấu tạo của Bép phun chuyên dụng hình thành lớp mù trong toàn bộ không gian bên dưới tháp tăng hiệu quả khối bụi tiếp xúc với chất lỏng. Đa phần lượng bụi được giữ lại tại đây.

–    Giai đoạn 2: Xử lý bằng lớp đệm thứ nhất – khí thải sau giai đoạn 1 đã được tách hầu như toàn bộ lượng bụi đi qua lớp vật liệu đệm thứ nhất có đường kính và chiều cao lớp đệm theo tính toán thiết kế. Tại đây dòng khí thải va chạm với lớp đệm tại bề mặt lớp đệm, tiếp xúc với chất hấp thụ.

Các quá trình hấp thụ trung hòa được biểu hiện thông qua các quá trình phản ứng sau:

NaOH + CO2 –> NaCO3 + H2O

2NaOH + SO2 –> Na2SO3 + H2O

–    Giai đoạn 3: Quá trình xử lý được tăng cường bằng cách bố trí thêm một lớp đệm với cấu tạo tương tự như lớp đệm thứ nhất. Mục đích tách 2 lớp đệm để nồng độ chất hấp phụ được duy trì trên toàn bộ chiều dài lớp đệm.

–    Giai đoạn 4: Lượng khí thải có nhiệt độ cao chứa hơi nước và các phân tử nước nhỏ do quạt hút được tiếp xúc với lớp tách mù bố trí trong đỉnh tháp. Tại đây hơi nước và nước được giữ lại.

+ Ở cả 2 giai đoạn, cơ chế xử lý các thành phần ô nhiễm trong khí thải như sau:

– Bụi và các thành phần kim loại nặng, hơi kim loại, CO, … sẽ được hấp thụ bởi hóa chất hấp thụ, cuốn theo dòng nước thải ra khỏi tháp hấp thụ vào bể lắng Lamen.

– Hơi HF tác dụng với thành phần ion M2+ có trong hóa chất hấp thụ theo phản ứng: M2+ + HF = MF2 + H+ Thành phần MF2 kết tủa, cuốn theo dòng nước thải đi vào bể lắng Lamen và lắng xuống đáy bể lắng.

+ Khí thải đã xử lý đi lên đỉnh tháp, thoát ra ngoài qua ống khói bởi 1 quạt hút khí. Khí sau xử lý đạt cột B QCVN 19:2009/BTNMT về tiêu chuẩn khí thải công nghiệp áp dụng cho bụi và các chất vô cơ, áp dụng cho các cơ sở đang hoạt động.

+ Nước thải sau tháp chảy vào bể lắng, các thành phần lắng được lắng xuống đáy bể lắng. Phần nước trong được tuần hoàn lại tháp hấp thụ. Đến 1 thời gian định kỳ xả bỏ nước thải ra hệ thống xử lý nước thải tập trung của nhà máy.

2. Xử lý triệt để khói mùi khí thải bằng công nghệ lọc tĩnh điện

(Hiệu suất xử lý đạt 95 – 98% lượng khí thải sinh ra)

(Đạt hiệu suất xử lý khí thải lên tới 98%)

   So với phương pháp xử lý khí thải nhà máy truyền thống, máy lọc tĩnh điện có nhiều ưu điểm hơn, có thể kết hợp với các công nghệ lọc bụi khác như lọc bụi theo kiểu ướt (phun sương để làm ướt các hạt bụi và giữ lại chúng, tiêu diệt một phần khí độc), than hoạt tính (loại phân tử gây mùi, vi khuẩn, virus, …) để nâng cao hiệu quả lọc khí. 

   Bên cạnh đó, bản thân máy lọc tĩnh điện có thể sản sinh ra điện trường, tích điện cho các hạt bụi, … tồn tại trong luồng khí đó, biến chúng thành các ion mang điện tích âm (-) hoặc (+) và bị các điện cực trái dấu của phin lọc hút về và không thể đi ra ngoài. Như vậy, thiết bị lọc tĩnh điện có thể xử lý được hạt bụi lớn, nhỏ, các phân tử gây mùi, … hiệu quả đến 99%, mang đến một luồng khí trong lành, giảm thiểu những nguy cơ gây hại cho môi trường và sức khỏe con người.

Trước tiên, chúng ta cần tìm hiểu để biết về nguyên lý lọc bụi tĩnh điện ESP như thế nào ?

Lọc bụi tĩnh điện được hiểu rất đơn giản là thiết bị lọc bụi bằng phương pháp tĩnh điện. Khi dòng khí khói bụi dệt nhuộm đi qua điện trường ( được tạo bởi dòng điện 1 chiều có hiệu điện thế cao). Dòng khói bụi sẽ bị nhiễm điện, điện ly thành các điện tử, các Ion (-) và các Ion (+). Bụi trong khói dệt nhuộm khi đi qua điện trường cũng bị nhiễm điện, các hạt bụi khói nhiễm điện sẽ bị hút về phía các điện cực trái dấu (-) : (+) và bám trên bề mặt các điện cực. Sau một thời gian bụi bám trên bề mặt điện cực nhiều hơn sẽ có độ dày nhất định thì sẽ được hệ thống búa gõ, máy rung tách các hạt bụi và đưa về phễu thu hồi, hoặc có thể tháo bỏ lõi lọc tĩnh điện vệ sinh rất đơn giản bằng cách ngâm vào nước nóng 80- 100°C hoặc pha thêm dung dịch NAOH tỉ lệ 1/25 .( NAOH/H2O) .

Cấu tạo phin lọc tĩnh điện ESP

Gồm 3 phần chính phần vỏ + hộp điện tử điều khiển và  phin lọc tĩnh điện ( thêm đèn UV tùy từng Model yêu cầu).

Vỏ phin lọc tinh điện bằng thép sơn tĩnh điện, cứng cáp chắc chắn

Hộp điều khiển điện tử

Phin lọc gồm phin lọc thô và phin lọc tĩnh điện

Phin lọc thô dùng để chặn dầu mỡ

Phin lọc tĩnh điện dùng để khử khói và các hạt bụi nhỏ mà lọc thô chưa xử lý được.

Thông số cơ bản: