Nghiên cứu xử lý khí cacbon mônôxít từ lò hầm than công nghiệp

8/17/2019 Nghiên cứu xử lý khí cacbon mônôxít từ lò hầm than công nghiệp

http://slidepdf.com/reader/full/nghien-cuu-xu-ly-khi-cacbon-monoxit-tu-lo-ham-than-cong-nghiep 1/54

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN

BỘ MÔN KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG

NGHIÊN CỨU XỬ LÝ KHÍ CACBON MÔNÔXÍT

TỪ LÒ HẦM THAN CÔNG NGHIỆP

Cán bộ hướng dẫn: Sinh viên thực hiện: PGs. Ts.NGUYỄN HỮU CHIẾM PHAN PHƯỢNG ANH Ts. PHẠM VĂN TOÀN

2012

WW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

WWW.BOIDUONGHOAHOCQUYNHON.BLOGSPOT.COMóng góp PDF bở i GV. Nguy ễ n Thanh Tú



Đầu tiên con xin cám ơn Cha Mẹ người đã nuôi dưỡng, chăm sóc và lo lắngcho con, luôn bên con, động viên an ủi con trong suốt quá tr ình học tập cũng nhưtrong quá trình làm luận văn tốt nghiệp.

Tôi xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Thầy Nguyễn Hữu Chiếm và Thầy Nguyễn Văn Long đã tận tình giúp đỡ, động viên, cho tôi những lời khuyên cũngnhư chỉ dạy cho tôi thêm nhiều kiến thức bổ ích trong suốt quá tr ình thực hiện luậnvăn tốt nghiệp.

Xin gửi lời cảm ơn đến Thầy Phạm Văn Toàn đã cho tôi những góp ý cần

thiết và chỉnh sửa luận văn tốt nghiệp. Xin chân thành cám ơn Thầy Huỳnh Long Toản cùng quý thầy cô Bộ môn

K ỹ Thuật Môi Trường – Khoa Môi Trường và Tài Nguyên Thiên Nhiên – TrườngĐại Học Cần Thơ, đã tạo mọi điều kiện thuận lợi trong quá tr ình học tập cũng nhưgiúp đỡ tôi trong suốt quá tr ình thực hiện luận văn tốt nghiệp.

Để hoàn thành luận văn này tôi xin chân thành cám ơn cán bộ anh em côngnhân DNTN Thanh Trang đã giúp đỡ tôi rất nhiều trong suốt thời gian làm thínghiệm.

Tất cả các bạn bè, anh chị em đã bên cạnh giúp đỡ và động viên tôi trong

suốt quá tr ình làm luận văn tốt nghiệp. Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến tất cả mọi người trước những giúp đỡ

quý báu đó.

Sinh viên

Phan Phượng Anh





Nhận Xét Của Cán Bộ Hướng Dẫn

☺☺...…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………





Nhận Xét Của Cán Bộ Phản Biện

☺☺……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………....





i

TÓM TẮT ĐỀ TÀI

Ngày nay môi trường là vấn đề cần được quan tâm đầu tiên trong sự phát triển củatất cả các lỉnh vực. Đa phần người dân sống bằng nghề hầm than đều ý thức đượctác hại cũng như ảnh hưởng mà khói thải của nghê hầm than mang lại. Tuy nhiên,

vẫn chưa có biện pháp thỏa đáng nào có thể đáp ứng được những nhu cầu thiết thựccủa người dân sống bằng nghề hầm than đưa ra. Đứng trước thực trạng đó thínghiệm nghiên cứu khả năng xử lý khí CO (loại khí chiếm phần lớn trong khí thải lòhầm than) được tiến hành nhằm giải quyết một phần vấn nạn ô nhiễm môi trường dolò hầm than mang lại.

Trong phạm vi đề tài nghiên cứu khí CO thải ra lò hầm than có thể xử lý bằng phương pháp đốt với hiệu quả cao khoảng 99% (khi nồng độ CO từ 2.590 – 6.473mg/m3). Với nồng độ khí CO cao sẽ làm giảm khả năng xử lý khí CO. Việc tậndụng khí thải từ lò hầm than hoàn toàn có thể áp dụng được vào sản xuất và manglại thêm một phần lợi nhuận.

Thêm vào đó, việc áp dụng mô hình xử lý khí CO và tận dụng khí thải hoàn toàn phù hợp với chế độ lửa vừa phải của lò hầm than, lửa trung bình trong quá trìnhhầm than góp phần nâng cao khả năng xử lý cũng như nồng độ khí CO thải ra, manglại hiệu quả kinh tế cao.

K ết thúc quá tr ình thí nghiệm chất lượng than thu được và chất lượng than ngoài thị trường nhận thấy không có sự khác biệt về độ ẩm và hàm lượng cacbon, cho thấyviệc áp dụng phương pháp xử lý khí CO và tận dụng khí thải không làm ảnh hưởngđến sản phẩm than đầu ra. Ngoài ra, việc tận dụng lại khí thải từ lò hầm than vào

buồng đốt của nhà máy sấy bã bia có thể giúp nhà máy thu về một khoảng lợi

nhuận: 28.800.000 đồng/năm.





ii

CAM KẾT KẾT QUẢ

Tôi xin cam k ết luận văn này được hoàn thành dựa tr ên k ết quả nghiên cứucủa tôi và các k ết quả này chưa được dùng cho bất cứ luận văn cùng cấp nào khác.

Cần thơ, ngày… tháng…..năm……..

Phan Phượng Anh





iii

MỤC LỤC

Trang

TÓM TẮT ĐỀ TÀI................................................................................................ i

CAM K ẾT KẾT QUẢ .......................................................................................... iiMỤC LỤC ........................................................................................................... iii

DANH SÁCH BẢNG ............................................................................................v

DANH SÁCH HÌNH ........................................................................................... vi

DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT ............................................................................ vii

CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU ........................................................................................ 1

CHƯƠNG 2: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU ............................................................... 2

2.1 Sơ lược về hầm than .................................................................................. 22.1.1 Lò hầm than truyền thống .................................................................. 2

2.1.2 Hầm than thông thường ..................................................................... 3

2.1.3 Đốt than hầm dập............................................................................... 4

2.1.4 Đốt than hầm đứng ............................................................................ 5

2.1.5 Cách hầm than ................................................................................... 5

2.1.6 Nguyên liệu hầm than ........................................................................ 6

2.2 Sơ lược về cây gỗ dùng hầm than .............................................................. 62.2.1 Cây đước........................................................................................... 7

2.2.2 Cây tràm............................................................................................ 7

2.2.3 Cây bạch đàn..................................................................................... 8

2.2.4 Than tràm, than đước ........................................................................ 8

2.3 Sơ lược về cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của lò hầm than công nghiệp . 9

2.4 Quá trình cháy của các hợp chất trong quá tr ình nung than gỗ ..................11

2.5 Cơ sở khoa học của quá tr ình hầm than ....................................................122.6 Quá trình cháy..........................................................................................13

2.7 Sự cháy không hoàn toàn của gỗ...............................................................13

2.8 Sơ lược về khí Cacbon mônôxít ................................................................14

2.9 Tính chất của khí CO................................................................................15

2.10 Hoạt động của khí CO ............................................................................16

2.11 Tác hại của khí CO .................................................................................16

2.12 Ô nhiễm do các quá tr ình đốt..................................................................18

2.13 Sơ lược các phương pháp xử lý không khí hiện nay ...............................18





iv

2.13.1 Phương pháp hấp thụ ......................................................................18

2.13.2 Phương pháp hấp phụ .....................................................................19

2.13.3 Phương pháp nhiệt..........................................................................19

2.13.4 Phương pháp xúc tác ......................................................................20

2.13.5 Phương pháp ngưng tụ....................................................................20

2.14 Phương pháp xử lý khí CO .....................................................................20

2.13 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá tr ình thiêu đốt .........................................21

CHƯƠNG 3: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU........................22

3.1 Thời gian và địa điểm nghiên cứu .............................................................22

3.2 Nội dung nghiên cứu ...............................................................................22

3.3 Phương tiện và phương pháp nghiên cứu .................................................22

3.3.1 Phương pháp và phương tiện dùng trong phòng thí nghiệm ..............22

3.3.2 Bố trí thí nghiệm ..............................................................................23

3.3.3 Chỉ tiêu theo dõi...............................................................................24

3.4 Phương pháp đo và phân tích mẫu ............................................................24

3.5 Công thức tính ..........................................................................................25

3.6 Công cụ xử lý số liệu ................................................................................26

CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN........................................................22

4.3 K ết quả nghiên cứu xử lý khí CO từ lò hầm than công nghiệp sử dụng

3 loại gỗ: tràm, đước, bạch đàn để hầm than với thời gian hầm là 8 giờ ...............27


gỗ đước để hầm than với thời gian hầm là 8 giờ ...................................................30


gỗ đước để hầm than với thời gian hầm là 12 giờ .................................................33

4.6 So sánh k ết quả chất lượng than thu được từ 3 thí nghiệm và chất lượng

than ngoài thị trường............................................................................................36

CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ........................................................38

5.1 K ết luận....................................................................................................38

5.2 Kiến nghị..................................................................................................38

TÀI LIỆU THAM KHẢO....................................................................................39

PHỤ LỤC ............................................................................................................41





v

DANH SÁCH BẢNG

Trang

Bảng 2.1 Thành phần các loại khí khi tiến hành đốt 1 tấn gỗ hầm than ................13Bảng 2.2 Các chịu chứng xuất hiện tương ứng với các mức COHb trong máu .....17

Bảng 2.3 Nhiệt độ phá hủy một số chất do nhiệt ..................................................20

Bảng 3.1 Các chỉ tiêu theo dõi và phương pháp phân tích ....................................24

Bảng 4.1 Độ ẩm và hàm lượng cacbon trong gỗ và than của 3 loại gỗ..................27

Bảng 4.2 Lượng cacbon thất thoát TN1 ................................................................28

Bảng 4.3 Nồng độ khí CO tại van xả khí của lò hầm than TN1.............................29

Bảng 4.4 Độ ẩm và hàm lượng cacbon trong gỗ đước và than đước TN2..............30Bảng 4.5 Lượng cacbon thất thoát TN2 ................................................................31

Bảng 4.6 So sánh lượng nhiên liệu tiêu hao trong 1 giờ khi sử dụng củi tr ấu

và củi trấu có bổ sung khí CO ..............................................................................32

Bảng 4.7 Chi phí và lợi nhuận thu được cho một lần hầm than gỗ........................32

Bảng 4.8 Độ ẩm và hàm lượng cacbon trong gỗ đước và than đước TN3..............33

Bảng 4.9 Lượng cacbon thất thoát TN3 ................................................................33

Bảng 4.10 Nồng độ khí CO tại van xả khí của lò hầm than TN3...........................34

Bảng 4.11 Độ ẩm và hàm lượng cacbon trong than đước tại vị trí lấy mẫu...........36





vi

DANH SÁCH HÌNH

Trang

Hình 2.1 Bùn và cát dùng để xây lò ...................................................................... 3Hình 2.2 Miệng chụm lò hầm than khi hoạt động.................................................. 3

Hình 2.3 Chuẩn bị lò hầm than hầm dập ............................................................... 4

Hình 2.4 Chất gỗ và lắp cỏ chuẩn bị đốt than ........................................................ 4

Hình 2.5 Mặt sau của lò hầm than......................................................................... 9

Hình 2.6 Mặt trước của lò hầm than...................................................................... 9

Hình 2.7 Các lồng sắt chứa gỗ .............................................................................10

Hình 2.8 Bế ống thoát khí ....................................................................................10Hình 2.9 Bịt kín nắp lồng bằng đất sét và tro .......................................................10

Hình 3.1 Bố trí thí nghiệm nghiên cứu xử lý khí CO của lò hầm than gỗ với 3 loại

gỗ: tràm, đước, bạch đàn......................................................................................23

Hình 3.2 Bố trí thí nghiệm nghiên cứu xử lý khí CO của lò hầm than gỗ đước với

thời gian hầm 8 giờ ..............................................................................................23

Hình 3.3 Bố trí thí nghiệm nghiên cứu xử lý khí CO của lò hầm than gỗ đước với

thời gian hầm 12 giờ ............................................................................................24

Hình 4.1 Biểu đồ thể hiện nồng độ khí CO tại đầu ra miệng lò hầm than TN1 ......29

Hình 4.2 Biểu đồ thể hiện nồng độ khí CO tại đầu ra miệng lò hầm than TN3 ......34

Hình 4.3 K ết quả đo nồng độ khí CO ( 3/ mg ) xung quanh khu vực lò hầm thantrung bình 1 giờ ...................................................................................................35

Hình 4.9 So sánh than thị trường và than thành phẩm của 3 thí nghiệm ..............36





vii

DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT

Từ viết tắt Giải thích

CO

TN1

TN2

TN3

QCVN 05:2009

QCVN 19:2009

Khí Cacbon mônôxít

Thí nghiệm 1

Thí nghiệm 2

Thí nghiệm 3

Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng không khí xungquanh.

Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về khói thải công nghiệp đốivới bụi và các chất vô cơ .





Chương 1. Mở Đầu

1

CHƯƠNG 1. MỞ ĐẦU

Sự hoạt động và phát triển của loài người đã đưa vào môi trường khoảng 2000 cácchất độc hại dưới đủ mọi hình thức. Những chất độc hại này đã và đang làm môitrường bị ô nhiễm nặng nề, đe dọa cuộc sống của chính con người. Theo thống k ê,

khoảng 2/3 nguồn gây ô nhiễm không khí là do nhân tạo (Phạm Thượng Hàn,2009).

Tại Việt Nam, sự xuất hiện hàng loạt các khu công nghiệp, ngành nghề, tiểu thủcông nghiệp... đã làm gia tăng nguy cơ ô nhiễm không khí. Trong đó nghề hầm thanlà một trong 14 ngành nghề độc hại và gây ô nhiễm nếu hoạt động trong khu dân cư(Việt Báo, 2012).

Hầm than là một hình thức sản xuất mang tính truyền thống. Người dân sử dụngnguồn nguyên liệu có sẵn từ vườn nhà, thu mua lại của thương lái để hầm than phụcvụ nhu cầu nấu nướng, sưởi ấm trong sinh hoạt và kiếm thêm thu nhập… nên đa

phần chưa áp dụng biện pháp xử lý khí thải. Trước vấn đề đó, cũng có nhiều nghiên cứu về xử lý khí thải lò hầm than được đưara. Tuy nhiên, hầu hết người dân sau khi lắp thiết bị xử lý đều cho rằng không manglại hiệu quả. Việc vận hành thiết bị xử lý làm tốn chi phí điện năng, chất lượng thanlại bị ảnh hưởng nên người dân áp dụng một thời gian rồi tháo dỡ. Tình tr ạng ônhiễm lại tiếp tục xảy ra và ảnh hưởng ngày càng nghiêm tr ọng.

Thành phần khí thải của lò hầm than chứa một lượng lớn khí cacbon mônôxít (khícó khả năng cháy). Vì vậy cần có biện pháp nhằm giảm thiểu tác động tiêu cực củakhí thải lò hầm than, vừa giải quyết vấn đề thiếu nguồn năng lượng và mang lại hiệu

quả kinh tế đang là mối quan tâm hàng đầu mà người dân sống bằng nghề hầm than mong muốn.

Từ những thực tế trên đề tài: “Nghiên cứu xử lý khí cacbon mônôxít từ lò hầm than công nghiệp” được thực hiện. Nhằm mục tiêu:

Khảo sát khả năng sinh khí CO từ lò hầm than công nghiệp khi hầm than vớicác loại gỗ và chế độ lửa khác nhau. Kiểm tra khả năng xử lý CO qua các lần thí nghiệm khác nhau. Sử dụng nhiệt năng trong quá tr ình đốt khí CO để làm năng lượng phục vụcho quá trình sấy bã bia và hầm than.





Chương 2. Lược Khảo Tài Liệu

2

CHƯƠNG 2. LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU

2.1 SƠ LƯỢ C VỀ HẦM THAN

Nghề hầm than là nghề truyền thống và có từ r ất lâu đờ i. Thuở xưa, con người đã biết sử dụng củi để đốt phục vụ cho nhu cầu sinh hoạt thườ ng ngày. Ngày nay nhucầu nhiên liệu của mỗi cá nhân trong gia đình có thể tr ữ lại để sử dụng lâu dài tăng,thêm vào đó là nhu cầu nhiên liệu than trong và ngoài nướ c cũng tăng cao. Từ đónghề hầm than đã từng bướ c hình thành góp phần mang lại giá tr ị kinh tế, giải quyếtcông ăn việc làm cho nhiều hộ dân trong khu vực.

Khi cây r ừng còn tương đối nhiều ngườ i dân sử dụng những loại cây như cây đướ c,tràm… để hầm than. Nhưng gần đây do việc chặt phá r ừng trái phép nên lượ ng gỗ này đang giảm xuống đáng kể. Vài năm trở lại đây, ngườ i dân vẫn muốn duy trìnghề hầm than nên họ sử dụng những loại gỗ như: nhãn, bưởi… để hầm. Tuy nhiên

hiệu quả kinh tế của chúng mang lại không cao như những cây gỗ trướ c.Thời gian đầu tiế p cận vớ i nghề ngườ i dân tận dụng khoảng đất trong vườn nhà để tiến hành hầm, vớ i mỗi lần hầm ngườ i dân có thể thu về khoảng 1 đến 2 bao than.

Nhưng càng về sau do nhu cầu về than củi tăng nhanh nên xuất hiện nhiều lò vớ ikích thướ c lớ n nhỏ khác nhau, nhiều lò có thể tích 80m3.

Tuy nghề hầm than mang lại hiệu quả kinh tế và giải quyết được lượng lao độngnhàn r ỗi. Nhưng theo ngườ i dân có kinh nghiệm thì đây là một nghề khá vất vã vàlãi không cao. Đa phần ngườ i dân vẫn còn duy trì là do tận dụng nguồn nguyên liệuvà thờ i gian nhàn r ỗi của mình để kiếm thêm thu nhậ p.

2.1.1

Lò hầm than truyền thống

Lò hầm than đượ c xây theo kiểu lòng chuông hoặc trái bần vớ i các nguyên liệu nhưsau:

- Bùn ở dạng phù sa lỏng.

- Gạch tiểu hay còn gọi là gạch thẻ, đối vớ i những lò khoảng 80 m3 cầnkhoảng 20.000 viên gạch kích cở 8x18 cm.

- Hồ là bùn tr ộn nhão tr ộn vớ i cát. Hai nguyên liệu này tr ộn chung vớ i nhauđến khi dẻo là có thể sử dụng đượ c.

-

Nền lò bằng đất nhưng đượ c cho thêm lớ p bụi than mua lại của các lò thanđang hoạt động. Bụi than có thể lấy từ quá trình hầm than bưở i, than nhản, thanmận…

- Đối vớ i những loại lò có kích thướ c lớ n khoảng 80 m3 tr ở lên thì cần thêmniềng sắt để giữ cho lò không bị vỡ .

- Việc xây lò hiệu quả hay không đượ c phụ thuộc chủ yếu vào tay nghề củangườ i thợ . Vớ i khoảng 5 ngườ i và nguyên liệu đầy đủ có thể hoàn thành công việcxây lò hầm than 80 m3 trong vòng 1 ngày.

-

Lò đượ c xây từ dướ i lên, xây theo hình tròn càng lên càng thu nhỏ, thành lòhình vòm, hơi bầu không duỗi thẳng.






3

Cấu tạo của lò:

Lò hầm than gồm: 4 ống khói được đặt cách đều nhau, 1 cửa ra vào, 1 lỗ thăm, 1miệng chụm.

Ống khói có chiều r ộng khoảng 15 cm và chiều cao khoảng 1 m cách mặtđất, được đặt thấp hơn nền lò khoảng 10 cm. Phía dướ i ống khói đượ c thông vớ i lòhầm than bằng một khoảng thấp hơn nền khoảng 10 cm, sâu vào trong lò 20 cm vàchiều r ộng bằng với kích thướ c của ống khói để khói dễ dàng thoát ra ngoài.

Lỗ thăm than được đặt phía sau đối diện vớ i miệng chụm của lò và có kíchthướ c khoảng 20x40 cm vừa đủ để lấy cây than thử. Hầm than cây gỗ nào thì phảisử dụng cây gỗ đó để làm cây than thử.

Cửa ra vào là nơi để xế p than vào chuẩn bị cho quá trình hầm than, đồng thờ icũng là nơi lấy than ra. Cửa ra vào đượ c xây có chiều r ộng khoảng 1 m, chiều caokhoảng 2 m và hình vòng cung ở phía trên.

Miệng chụm của lò có kích thướ c lớ n thì dài hơn so vớ i miệng chụm của lòcó kích thướ c nhỏ. Phía bên trong lò của miệng chụm có thiết k ế tấm bê tông đốidiện vớ i miệng lò và có kích thướ c lớ n gần gấ p 3 lần diện tích miệng lò nhằm tácdụng tản nhiệt và tránh lửa tiế p xúc tr ực tiế p vớ i gỗ trong lò gây cháy gỗ làm ảnhhưởng đến quá trình hình thành than.

2.1.2 Hầm than thông thườ ng

Đây là loại lò hầm than do ngườ i dân tự làm nhằm phục vụ nhu cầu dùng thannhưng vớ i số lượng tương đối ít. Những lò hầm than loại này về cấu tạo gần giốnglò hầm than truyền thống nhưng không đượ c xây bằng gạch.

Các thanh gỗ đượ c sử dụng để hầm than đượ c sắ p thành khối tam giác, gỗ đứngchụm đầu vào nhau. Lò hầm than thông thườ ng có miệng lò được đặt ngược hướ nggió có bề r ộng vừa đủ để nhóm lửa cháy. Người dân thườ ng sử dụng gỗ, rác, lá cây,tr ấu đặt bên trong và bao quanh khối tam giác để làm nguyên liệu đốt. Nguyên liệudùng để tạo môi trườ ng yếm khí cho lò hầm than thườ ng dùng là lá cây tươi, rác,

bùn nhão… được đắ p bao quanh khối tam giác.

Hình 2.1 Bùn và cát dùng để xây lò Hình 2.2 Miệng chụm lò hầm than khi hoạt động






4

Do cấu tạo đơn giản nên lò không có hệ thống ống khói như lò hầm than truyềnthống nhưng khi hầm khói vẫn có thể thoát ra được là do người dân trong lúc đắ p

bùn còn những phần không kín nên khí có thể thoát ra. Khi gần bế thì tiến hành đắ pthật kín sao cho không khí không thể trao đổi với môi trườ ng bên trong gây cháythan.

2.1.3 Đốt than hầm dập

Nguyên liệu hầm than là cây gỗ, cắt ngắn ra từng đoạn dài 1,5 m. Để hầm than đàomột hầm chữ nhật sâu xuống mặt đất; r ộng khoảng 1,5 m; dài 2 m; sâu 50 cm (hầmloại trung bình).

Trước tiên cho hai cây đà to nằm theo hai bên chiều dọc sát đất hầm. Xế p thật dàymột lớ p cây con nằm ngang để tạo một tấm cản than r ớ t xuống đáy hầm, cho lửaluồn vào đượ c và thông khói thoát ra. Xế p cây theo lớ p chồng chất lên lớ p cây concho cao ngang miệng hầm hay vượt hơn một ít. Chặt lá cây phủ dày lên trên củi thậtkín để đất không lọt đượ c vào củi. Dùng đất đã đào, phủ lên trên lá, dày khoảng 20cm và phủ kín cả miệng hầm (Natasha, 2006).

Hình 2.3 Chuẩn bị lò hầm than hầm dập

Hình 2.4 Chất gỗ và lắp cỏ chuẩn bị đốt than






5

Tại điểm giữa phía đầu hầm, có một cửa đốt, sâu ngang đáy, thẳng lên giáp lớp đất phủ. Cửa đốt r ộng khoảng 40 cm, sâu khoảng 50 cm hướng ngượ c chiều gió.

Đối diện cửa hầm, ở phía đối diện, có 2 lỗ thông khói ăn sâu vào đáy hầm.

Khi đốt lửa tại miệng lò, lửa sẽ cháy lan vào hầm, luồn vào đốt cháy tiế p những củi

bên trong. Lửa cháy đến đâu, củi tàn, tạo thành than và lớp đất phủ bên trên tự độngsậ p xuống đoạn đã cháy xong làm tắt lửa và ủ than lại. Đất phủ sẽ từ từ sậ p hết, đếnkhi xông một hầm than hầm dậ p.

Hầm than hầm dập đòi hỏi ngày nào cũng phải thăm nom, chăm sóc. Nếu lửa tắt, phải mồi lại ( Natasha, 2006).

2.1.4 Đốt than hầm đứ ng

Nơi để đào hầm than là nền đất trong vườn được đào hình chữ nhật, hơi phình ở bụng giữa, dài r ộng tùy ý, nhưng mỗi chiều không dướ i 2 m; 1,5 m; sâu trên 1 m.

Khi làm hầm, đóng hai cột tr ụ gần hai đầu giữa hầm, nhô cao trên mặt đất khoảng50 cm để gát cây đòn dông tạo thành hai mái hai bên sườn, hai chái hai đầu như mộtcái nhà. Mái phải ghim chặt xuống mặt đất cho kín miệng hầm.

Cây con đượ c thả xuôi khít nhau tạo thành như rui trên mái nhà. Đất được tướ inước, đạ p cho nhuyễn dẽo r ồi trét lên mái nhà, dày khoảng 20 cm, trét từ dướ i chânlên dần tới đỉnh nhằm không cho không khí lọt vào.

Hầm có 1 cửa đốt, sâu 1 m sát giữa đầu chái. Phía đối diện cửa đốt có 2 lỗ thôngkhói, âm sâu 1 m và 2 lỗ thông khói ở hai bên hông (4 lỗ thông khói đều phải hơi nghiêng ra ngoài).

Ở bên hông hầm có một cửa r ộng 50 cm để đưa củi xuống và lấy than ra. Củi ở hầmthan hầm đứng không cần chặt đều, dài ngắn tùy theo chiều cao của mái hầm vàchiều dài của đáy hầm.

Lửa được đốt tại cửa lò bằng củi khô. Đốt liên tục suốt 3 ngày thì củi trong hầmcháy hết, sau đó trét kín cửa (cả lỗ thông khói để ủ than). Khoảng 4 ngày có thể pháhầm để lấy than.

2.1.5

Cách hầm than

Một lò hầm than có thể sử dụng để hầm nhiều loại gỗ khác nhau hoặc hầm cùng lúc

nhiều loại gỗ. Những thanh gỗ được dùng để hầm than có thể là gỗ vườ n hoặc thu mua của cácthương lái, đượ c cắt thành từng khúc có chiều dài tùy vào từng loại lò khác nhau.Tùy vào một vài loại cây mà ngườ i dân sẽ tách vỏ hoặc để nguyên vỏ để hầm.Thông thườ ng cây gỗ tươi và lâu năm thì cho chất lượ ng than tốt hơn so vớ i cây gỗ khô, non và mục.

Vào mùa mưa cây gỗ bị ướ t thì thờ i gian hầm thườ ng sẽ kéo dài hơn so vớ i mùanắng. Nhưng thông thường đối vớ i lò hầm than công nghiệ p thờ i gian hầm là 8 – 12giờ cho một mẻ, ngắn hơn nhiều so vớ i lò hầm than truyền thống từ 15 – 25 ngày.






6

Những thanh gỗ sau khi đượ c thu mua chủ lò sẽ phân ra các loại gỗ khác nhau vàchất thành những khoảng riêng để thuận tiện khi xế p vào lò. Đối vớ i lò hầm thancông nghiệ p gỗ đượ c phân loại khi chất vào lồng và khi đượ c xế p vào lò thì nhữnglồng này cũng đượ c chất riêng ra từng thùng.

Nhiên liệu dùng để phục vụ quá trình hầm than là những loại gỗ vườ n vớ i giá r ẻ như: cốc, xoài, mắm…

Thờ i gian hầm than ngắn hay dài còn phụ thuộc vào chất lượ ng gỗ và chế độ lửa.Tuy nhiên nếu trong quá trình hầm than mà miệng chụm bị tắt hay lửa yếu sẽ ảnhhưở ng không nhỏ đến chất lượng than đầu ra.

Trong suốt quá trình hầm than, việc canh lửa trong thời gian đầu là r ất quan tr ọng.Theo kinh nghiệm của ngườ i dân hầm than lâu năm thườ ng theo dõi lửa trong các lỗ thăm để đều tiết lượ ng củi đốt cho phù hợ p.

2.1.6

Nguyên liệu hầm than

Nguyên liệu phục vụ nhu cầu hầm than khá đa dạng. Gỗ dùng vào mục đích hầmthan thườ ng là những loại gỗ chắc, có hàm lượng cacbon cao như: gỗ đướ c, tràm…

Ngoài ra ngườ i dân có thể sử dụng một số loại cây ăn trái như: nhãn, xoài, bạchđàn...Nhưng củi đước luôn đượ c các chủ lò ưa chuộng hơn, dù giá gỗ nó khá caohơn các loại cây gỗ khác nhưng hầm củi đước than đạt chất lượ ng và giá bán cao.

2.2 SƠ LƯỢC VỀ CÂY GỖ DÙNG HẦM THAN

Gỗ bao gồm 3 phần chính: cellulose, lignin (chất gỗ) và nước. Cây dự tr ữ năng lượng trong các tế bào cellulose và lignin thông qua quá trình quang hợp. Cellulose

là một chuỗi polymer của các phân tử đường 6 cacbon, lignin và chất hồ kết dínhcác chuỗi cellulose với nhau. Khi đốt các liên k ết giữa các phân tử đường này vỡ ravà phóng thích năng lượng dưới dạng nhiệt, đồng thời thải ra khí CO2 và hơi nước.

Thân cây gỗ được cấu tạo gồm 4 phần: vỏ, tầng phát sinh, gỗ và tủy.

Vỏ là phần ngoài cùng của thân cây. Vỏ cây gồm 2 lớp, bên ngoài là lớp vỏchết chỉ có tác dụng che chắn. Bên trong là lớp vỏ sống vừa có tác dụng che chắnvừa là nơi dự tr ữ dinh dưỡng và dẫn truyền chất.

Tầng phát sinh: là một lớp màng mỏng nằm sát vỏ trong của cây bao gồmtoàn tế bào sống.

Phần gỗ do tầng phát sinh tạo ra. Bao gồm gỗ sơ cấp và gỗ thứ cấp.

Tủy cây nằm ở tâm của thân cây. Nhưng do trong quá tr ình sinh tr ưởng, câychịu ảnh hưởng của nhiều điều kiện ngoại cảnh nên tủy thường bị lệnh sang một bên(Lê Xuân Tình, 1998).

Gỗ và các phụ phẩm của nông lâm sản là loại nhiên liệu có ít tuổi nhất. Gỗ có lượngchất bốc cao, khoảng 80% đến 85% nên dễ cháy. Thành phần khá ổn định gồm:50%C; 43%O; 6%H; khoảng 0,5% đến 1%N. Trong gỗ gần như không có S; độ tror ất nhỏ; thường chiếm khoảng 0,5% đến 2% còn độ ẩm đối với gỗ khô khoảng 20 –

30%; đối với gỗ tươi khoảng 50% đến 60% (Đào Ngọc Chân và Hoàng Ngọc Đồng,2008).






7

Thành phần hóa học không chỉ khác nhau theo từng loại cây mà trong cùng mộtcây, cùng chiều cao, ở gỗ sớm gỗ muộn thành phần hóa học cũng khác nhau. Ở Việt

Nam, khí hậu 4 mùa khác nhau nhiều, cây sinh trưởng quanh năm, gỗ sớm, gỗmuộn ít phân biệt nên vòng năm không r õ. Cellulose ở gỗ muộn nhiều hơn ở sớm,lignin ở sớm và gỗ muộn phụ thuộc nhiều vào vị trí trong cây. Ở phần gốc tỷ lệlignin ở gỗ muộn thấp hơn ở gỗ sớm, giữa thân xấp xỉ bằng nhau, ở nhánh tỷ lệlignin ở gỗ muộn cao hơn ở gỗ sớm. Trong gỗ phần trăm của lignin chiếm khoảng30% và cellulose là 50% (Lê Xuân Tình, 1998).

2.2.1

Cây đước

Theo Tr ần Hợp (2002), đước đôi có tên khoa học là Rhizophora apiculata. Cây gỗ,cao 25 – 30 m, đường kính 600 – 700 mm. Vỏ cây màu xám nhạt nứt dọc, cành xùxì, gốc thân có nhiều rễ chống hình nơm.

Lá dài 100 – 160 mm, r ộng 25 – 60 mm, dày, cứng hình ngọn giáo hoặc trái xoan,

đầu nhọn, gốc hình nêm. Gân chính màu đỏ nổi rõ mặt dưới lá, gân bên không rõ.Mặt dưới lá có nhiều chấm nhỏ màu đen, cuống lá thô dẹt, dài 10 – 20 mm. Lá kèmmàu hồng hay hơi đỏ và dài từ 40 – 80 mm.

Cụm hoa thường có 2 hoa, màu vàng, không có cuống. Hoa thường ra vào tháng 4 –5, quả thường ra vào khoảng tháng 11.

Cây phân bố chủ yếu ở ven biển vùng nhiệt đới Bắc bán cầu. Ở Việt Nam, cây mọcở rừng ngập nước mặn. Cây ưa những bãi sa bồi ở ven biển Nam Bộ như cửa sôngđất dày màu mỡ, thường xuyên chịu ảnh hưởng của thủy triều. Đướ c tái sinh mạnhdưới tán gỗ lớn, là một trong những loại cây tăng trưởng nhanh.

2.2.2

Cây tràmCây tràm có tên là Myrus leucadendra L. In Stickman. Cây tràm được tìm thấy ởViệt Nam vào khoảng năm 1790 bởi ông Jean Loureiro (Lâm Bỉnh Lợi và NguyễnVăn Thôn, 1972).

Tràm là cây thân gỗ cao 20 – 25 m, đường kính thân 5 – 6 cm. Thân không thẳng,vỏ màu tr ắng xám, có thể bốc thành nhiều lớp mỏng, xốp, có mùi thơm. Lá dày,cứng bóng, màu lục xẫm, dài 40 – 80 mm, r ộng 120 mm hình mác hoặc hình tráixoan hẹp, nhọn dần cả về hai đầu, có 3 – 7 gân hình cung.

Hoa bạch đàn nhỏ, không cuống, màu tr ắng vàng nhạt, hợp lại thành bông, dài 50 –150 mm mọc ở đầu cành.

Cây ưa sáng hoàn toàn, tán lá thưa, sinh trưởng nhanh, tái sinh hạt tốt, khả năngđâm chồi mạnh. Gỗ có dác, lõi ít phân biệt, màu xám hồng, cứng và nặng. Lá cấttinh dầu, thường gọi là dầu khuynh diệp (0,3% – 0,6%). Lá tràm có vị cay, ấm,thơm có tác dụng làm ra mồ hôi, giảm đau, trừ phong thấp, sát tr ùng, tr ị cảm cúm,ngạt mũi, giúp tiêu hóa (Tr ần Hợp, 2002).

Tràm tr ổ hoa vào tháng 5, k ết trái tháng 11 (Phạm Hoàng Lộ, 1992; Lâm Bỉnh Lợivà Nguyễn Văn Thôn, 1972).

Cây phân bố ở Việt Nam, Trung Quốc, Thái Lan, Malaixia, Tân Tây Lan, Ghine,Bêrin, Nigieria... Ở Việt Nam tr àm mọc ở các tỉnh Nam Bộ và ở Quảng Bình, Thừa






8

Thiên Huế, Lâm Đồng. Tr àm là loài cây ưa đất phèn, vùng ven biển, nhưng cũng cóthể chịu được đất đồi khô nóng, tầng đất nông, xói mòn mạnh.

2.2.3 Cây bạch đàn (Bạch đàn tr ắng lá nhỏ)

Theo Tr ần Hợp (2002), bạch đàn có tên khoa học là Eucalyptus tererticornis, thuộchọ thực vật Sim (Myrtaceaa), là loài cây gỗ lớn, có thể cao 45 – 50 m, đường kính 2 m. Vỏ nhẵn màu tr ắng xám hay xám nhạt bong thành từng mảng mỏng, vỏ ở gốcthô và không bong. Lá có dạng hình tròn giống ngọn giáo, rộng 10 cm. Lá trưởngthành có hình ngọn giáo hẹp; cong hình liềm; dài 10 – 17 cm; r ộng 1,2 – 3 cm nhọndần về phía đầu. Cuống lá dài 1,3 – 2 cm; gân bên mảnh khá r õ; gân mép đều.

Cụm hoa bạch đàn có dạng tán mọc ở nách lá mang 4 – 8 hoa. Cuốn chung của hoacó hình tròn; dài 0,6 – 1,2 cm. Hoa màu tr ắng vàng hoặc trắng xanh; đường kính 4 –6 mm; cuống hoa dài 3 – 6 mm. Hoa có nhị đực nhiều, dài 6 – 12 mm, quả hìnhtr ứng hoặc gần hình cầu, đường kính 6 – 8 mm.

Cây bạch đàn được nhập trồng nhiều ở Việt Nam khá lâu. Cây ưa khí hậu nóng ẩm, biên độ sinh thái rộng, sinh trưởng nhanh, tốt tr ên nhiều loại đất kể cả đất phèn.Hiện đang là một loài được trồng phổ biến ở các tỉnh Trung Bộ và Nam Bộ.

Gỗ bạch đàn màu nâu hồng nhạt, mịn, khá cứng có thể dùng làm đồ dùng gia đình,dùng trong xây dựng và cung cấp nguyên liệu giấy.

Cây bạch đàn là loại cây mọc tự nhiên trong các r ừng Việt Nam. Loài này xuất xứtừ Úc được nhân giống bằng hạt mang về nước ta vào khoảng thập niên 1950 và chothấy loài r ất thích hợp với thở nghi và khí hậu Việt Nam, nhất là có thể trồng tậptrung thành r ừng thuần hay trồng phân tán trong đất thổ cư của nhân dân từ vùng

đồng bằng cho đến các vùng bình nguyên và cao nguyên (Cục Lâm Nghiệp, 2009).Khi cây bạch đàn mới du nhập vào Việt Nam được gọi là cây Khuynh điệp vì lácong cong hình lưỡi liềm. Sau đó ngành lâm nghiệp chế độ cũ đặt tên là cây Bạc hàvì lá có mùi dầu Bạc hà. Sau ngày 30/04/1975, cây Khuynh điệp hay còn gọi là câyBạc hà được Bộ Lâm Nghiệp đặt tên là cây Bạch đàn (Nguyễn Thanh Vân, 2012).

2.2.4 Than tràm, than đước

Than tràm, than đước được gọi chung là than gỗ. Than gỗ là một hợp chất màu đen,r ất nhẹ được chế từ quá tr ình chưng cất gỗ dưới tác dụng của nhiệt độ cao, trong

thời gian dài, trong điều kiện thiếu oxy và các chất oxy hóa khác. Trong quá tr ìnhchưng cất, các hợp chất hóa học phức tạp trong thân gỗ sẽ bị phân hủy thành cácchất đơn giản hơn, có phân tử lượng nhỏ hơn (Tr ần Bích Lũy, 2010).

Than đước là nguồn xuất khẩu quan trọng trong cả nước và là nguồn cung cấp nhiênliệu tốt. Than đước thường được sản xuất ở khu vực Cà Mau vì nơi đây là nơi có trữ lượng đước tương đối lớn trong cả nước. Than đước Cà Mau là nguồn than mang lạigiá tr ị kinh tế rất cao chỉ sau than đá. Nếu nhiệt lượng tỏa ra của than đá là 8.000calo thì than đước là 6.600 calo, nhưng việc đốt than đước ít sinh ra khói và thờigian nóng của than lâu hơn so với các loại than khác (Hứa Thị Kim Tuyền, 2010).






9

2.3 SƠ LƯỢC VỀ CẤU TẠO VÀ NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG CỦA LÒHẦM THAN CÔNG NGHIỆP

*C ấu tạo:

Lò hầm than được bao bọc bởi thép tấm có bề dày 5 mm. Bên trong được xây bằng

gạch tiểu với bề dày 12 mm nhằm tạo khả năng chịu nhiệt cho lò.Phía tr ước của lò được bố trí 4 miệng đốt nhằm cung cấp nhiệt cho quá tr ình hầmthan. Phía trên 4 miệng đốt là 4 lỗ có nắp dùng để kiểm tra lửa trong lò đốt.

Bên trong lò có 4 thùng có đường kính 640 mm và sâu 1.260 mm để chứa gỗ. Gầnmiệng thùng phía nốc lò có một lỗ đường kính 60 mm để thu khí CO trong quá tr ìnhhầm than, nó được dẫn vào 5 ống dẫn khí đặt ở mặt sau của lò hầm than.

Phía sau lò hầm than được trang bị 5 ống dẫn khí được đặt đứng. Phía dưới ốngđược nối với lò bằng ống dẫn vào sâu đến miệng đốt. Phần ống nằm phía trong lòđược khoan nhiều lỗ có đường kính khoảng 1mm để phục vụ cho việc đốt CO ở đầura tại miệng lò đốt.

Đầu tr ên của 5 ống dẫn phía sau lò được nối với nhau bằng ống thông có đườngkính 120 mm, trên ống thông cũng được gắn thêm 4 van an toàn ứng với 4 thùngchứa gỗ.

Tại vị trí khoảng 2/3 chiều cao của ống (tính từ dưới lên) được gắn thêm bộ phậnđiều chỉnh lưu lượng khí cho quá tr ình xả khí trở lại miệng lò và phân phối qua buồng đốt.

Ngoài hệ thống ống dẫn khí, lò hầm than còn một đường ống dẫn khói từ miệng lòhầm than để thải ra ngoài. Đường ống này được đặt phía ngoài lò và đầu ra bắt đầutại nắp lò hầm than. Hệ thống thu khí CO được gắn với ống nối phía tr ên của 5 ốngdẫn khí.

Nguyên t ắc hoạt động:

Gỗ được chứa trong thùng chứa gỗ. Để lấy than ra dễ dàng và xếp củi vàothùng không gặp khó khăn tiến hành xếp củi vào trong lòng sắt, được hàn bởi sắt có

Hình 2.5 Mặt sau của lò hầm than Hình 2.6 Mặt trước của lò hầm than






10

Hi10 mm. Kích thước lồng sắt được lắp có đường kính nhỏ hơn đường kính th ùng2 cm để thuận tiện cho việc lấy lồng. Mỗi thùng có thể chứa 3 lồng sắt.

Khi nung than, nhiệt được cung cấp phía miệng lò (bằng củi trấu). Nhiệt làmnóng dần thùng chứa gỗ thực hiện quá tr ình than hóa trong thùng. Khí thải của quátrình đốt củi trấu được dẫn qua lỗ thông đưa trực tiếp ra ngoài môi trường bằng 4ống thu đặt phía nốc lò hầm than.

Khi củi trong thùng được cung cấp đủ nhiệt thì khí thoát ra được dẫn quađường ống phía sau của lò hầm than. Các đường ống được thông với nhau bằng mộtống dẫn để đưa vào ống thu khí.

Khi phản ứng nhiệt phân trong thùng bắt đầu thì ống thu khí bắt đầu hoạtđộng. Tại đây, khí thải từ thùng có thể dẫn qua 2 đường khác nhau: (1) dẫn vàođường ống phía dưới miệng lò để cung cấp nhiệt cho quá trình hầm than, (2) dẫnvào thùng chứa khí phục vụ cho việc tận dụng lại lượng khí thừa phục vụ nhu cầusấy bã bia.

Hình 2.8 Bế ống thoát khí Hình 2.9 Bịt kín nắ lồn bằn đất sét và tro

Hình 2.7 Các lồng sắt chứa gỗ






11

* Quy trình nung than áp d ụng cho các thí nghiệm:

Sau khi chất củi vào thùng, đậy nắp thùng lại, cài cây gài nắp, sử dụng bùnnhảo trộn tro bịt kín khe hở của nắp và đốt lò.

Đốt lửa đồng thời 4 miệng lò cùng một lúc để dễ dàng kiểm soát nhiệt độ của

lò đốt. Nhiên liệu để phục vụ quá tr ình hầm than là củi trấu.

Khi lò bắt đầu cháy, kiểm tra van xả khí ở 5 ống dẫn khí phía sau. Điều chỉnhvan xả khí cho khí thoát ra xả vào miệng lò.

Lò cháy được khoảng 15 phút thì bắt đầu nóng dần lên (nhiệt độ tăng) và cókèm theo nước thoát ra từ các khe hở của đường ống.

Tiếp tục cung cấp nhiệt cho lò, càng về sau nước có khuynh hướng chuyểnsang màu vàng hơi sậm và nhiệt độ lò khoảng 130oC.

Khi nước chuyển sang màu vàng đen thì nhiệt độ của lò khoảng 250oC. Kiểm

tra ống dẫn khí về miệng lò thấy có khí cháy thoát ra từ những lỗ nhỏ của ốngnhưng chưa mạnh. Ngừng cung cấp nhiệt cho lò đến khi thấy lửa từ những ống nàyđã bắt đầu cháy.

Điều chỉnh khí cháy ở miệng lò vừa phải, phần còn lại được dẫn vào buồngđốt của hệ thống sấy bã bia.

Để miệng lò cháy bằng khí thoát ra từ thùng gỗ cho đến khi thấy lửa bắt đầuyếu thì bế lò.

Sử dụng đất sét trộn tro bịt kín khe hở của nắp thùng. Phần ống phía sau lò sẽ

được tháo rời và bịt kín bằng d ĩa sắt. Kiểm tra nhiệt độ khi bế lò và đợi nhiệt độ lò giảm xuống khoảng 25oC (thấphơn nhiệt độ môi trường) thì tiến hành lấy than ra.

2.4 QUÁ TRÌNH CHÁY CỦA CÁC HỢP CHẤT TRONG QUÁ TR ÌNHNUNG THAN GỖ

Thành phần nhiên liệu rắn, lỏng bao gồm: cacbon, hydro, nitơ, oxy, lưu huỳnh, độtro, độ ẩm. Trong số các thành phần này chỉ có cacbon, hydro, lưu huỳnh là có khảnăng cháy được và tạo ra nhiệt năng của nhiên liệu (Lê Xuân Tình, 1998).

Theo Tr ần Ngọc Chấn (2001) trong các thành phần được nêu trên cháy được và tạora nhiệt năng theo các phản ứng:

Đối với cacbon:

Khi cháy hoàn toàn:C + O2 → CO2

hay là: 1kg C + 32/12kg O2 → 44/12kg CO2 + 8100 kcal/kg C

Khi cháy không hoàn toàn:

C + ½ O2 → CO hay là: 1kg C + 16/12kg O2 → 28/12 CO + 2440 kcal/kg C






12

Đối với hydro:

2H2 + O2 → H2O

hay là: 1kg H2 + 32/4kg O2 → 36/4kg H2O + 34200 kcal/kg H2

Đối với lưu huỳnh:

S + O2 → SO2

hay là: 1kg S + 32/32kg O2 → 64/32kg SO2 + 2600 kcal/kg S

2.5 CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA QUÁ TRÌNH HẦM THAN

Thành phần của tất cả các loại nhiên liệu bao gồm: cacbon (C), hydro (H2), lưuhuỳnh (S), hydrocarbua (CmHn), nitơ (N), oxy (O2), độ tro (a), độ ẩm (W). Tùythuộc vào nhiên liệu và độ tuổi hình thành mà tỷ lệ thành phần của nhiên liệu sẽkhác nhau (Đào Ngọc Chân và Hoàng Ngọc Đồng, 2008).

Cacbon là thành phần cháy chủ yếu trong nhiên liệu, có thể chiếm đến 95% khối

lượng nhiên liệu. Khi cháy 1kg cacbon tỏa ra một nhiệt lượng khá lớn, khoảng34.150 kJ/kg, gọi là nhiệt trị của cacbon, do vậy nhiên liệu càng nhiều cacbon thìnhiệt trị càng cao. Tuổi hình thành càng cao thì lượng cacbon càng nhiều nghĩa lànhiệt trị càng cao (Đào Ngọc Chân và Hoàng Ngọc Đồng, 2008).

Khi đốt nóng nhiên liệu trong điều kiện không có oxy ở nhiệt độ từ 300 oC đến820oC thì có chất khí thoát ra do sự phân hủy nhiệt các liên k ết hữu cơ của nhiênliệu. Thành phần cháy ở thể khí gồm: hydro, cacbuahydro, cacbon, oxitcacbon, oxitvà nitơ….được gọi là chất bốc (Đào Ngọc Chân và Hoàng Ngọc Đồng, 2008).

Sau khi chất bốc bóc ra, phần rắn còn lại của nhiên liệu có thể tham gia quá tr ình

cháy gọi là than. Nhiên liệu càng non thì càng nhiều chất bốc, có khả năng phản ứngcàng cao, càng dễ cháy, than càng xốp thì lượng cacbon ít nên nhiệt trị thấp (Đào

Ngọc Chân và Hoàng Ngọc Đồng, 2008).

Nhiên liệu càng già thì lượng chất bốc càng ít, càng khó cháy, nhưng lượng cacbon chứa trong than càng nhiều nên nhiệt trị càng cao, lượng chất bốc của nhiên liệuthay đổi trong phạm vi: than antraxit 2-8%, than đá 10-45%, than bùn 70%, gỗ 80%.

Nhiên liệu càng nhiều chất bốc càng dễ cháy (Đào Ngọc Chân và Hoàng NgọcĐồng, 2008).

Nhiên liệu càng nhiều chất bốc thì than càng xốp, nhiên liệu càng có khả năng phản

ứng cao, càng dễ cháy. Nhiên liệu càng ít chất bốc càng khó cháy.Quá trình hầm than gồm 4 bước:

Bước 1: Sấy gỗ

Bước 2: Đốt gỗ trong môi trường oxy hạn chế. Oxy hạn chế nhằm giữ choquá trình không cháy hoàn toàn làm gỗ cháy thành tro. Cho đến khi gỗ nóng xảy racác thay đổi sau:

Ở 100oC liên k ết hóa học trong gỗ bắt đầu bị phá vỡ .

100oC đến 200oC những sản phẩm khó bị phân hủy như: cacbon dioxit, một

phần các chất hữu cơ, hơi nước được tạo ra.






13

Trên 200oC celluloses bị phá vỡ, tạo ra hắc ín và các chất bay hơi dễ cháy. Nếu các khí này được hòa tr ộn vào không khí và cung cấp nhiệt đến nhiệt độ bắt lửathì phản ứng cháy sẽ xảy ra. Đó là lý do tại sao giữ cho môi trường trong điều kiệnthiếu oxy là điều quan trọng.

Từ 200o

C tr ở lên lignin trong gỗ bắt đầu bị phân hủy bằng phản ứng tỏanhiệt. Chính điều này đã cung cấp thêm nguồn năng lượng bổ sung để có thể làmgia tăng nhiệt độ của gỗ trong lò lên 400oC và cao hơn.

Bước 3: Gỗ sẽ tiếp tục được làm nóng đến nhiệt độ khoảng 450 oC đến500oC. Ở nhiệt độ 500oC cho ra một loại cacbon cố định chứa khoảng 85% và chấtdễ bay hơi chiếm khoảng 10%. Sản lượng than thu được ở nhiệt độ này là khoảng33% theo tr ọng lượng khô của gỗ.

Bước 4: Sau đó gỗ được làm nguội trong điều kiện thiếu oxy nhằm ngănchặn quá tr ình cháy của cacbon còn lại trong gỗ (Schniewind, arno P., ed, 1989).

2.6

QUÁ TRÌNH CHÁY

Quá trình cháy có thể xảy ra hoàn toàn và không hoàn toàn (Đào Ngọc Chân vàHoàng Ngọc Đồng, 2008):

- Quá trình cháy hoàn toàn: là quá trình cháy trong đó các thành phần cháyđược của nhiên liệu đều được oxy hóa hoàn toàn và sản phẩm cháy của nó gồm cáckhí CO2, SO2, H2O, N2, O2.

- Quá trình cháy không hoàn toàn: là quá trình cháy trong đó còn những chấtcó thể cháy được chưa được oxy hóa hoàn toàn. Khi cháy không hoàn toàn, ngoài

những sản phẩm của quá tr ình cháy hoàn toàn trong khói còn có những sản phẩmkhác như CO, H2, CH4…

2.7 SỰ CHÁY KHÔNG HOÀN TOÀN CỦA GỖ

Gỗ là một trong những nguồn nguyên liệu được sử dụng khá phổ biến để làmnguyên liệu đốt, đặc biệt là các lò hầm than là một ví dụ.

Bảng 2.1 Thành phần các loại khí khi tiến hành đốt 1 tấn gỗ hầm than

Thành phần Khối lượng khí (đơn vị: gam)

Bụi 4500

SO2 Không đáng kể

CO 13500 – 29250

NOx 4950

(Tr ần Gia Mỹ, 2005)

Trong các lò hầm than lượng khí thoát ra do quá tr ình đốt cháy không hoàn toàn cácchất hữu cơ là rất lớn trong đó có CO chiếm thành phần lớn nhất. CO là những chấtgây ra ô nhiễm sơ cấp – những chất ô nhiễm được thải trực tiếp từ nguồn ô nhiễm.






14

Tổn thất nhiệt do cháy không hoàn toàn là phần tổn thất do còn sót lại trong khóimột số chất có khả năng cháy được như: CO, CH4, H2... Khi đốt nhiên liệu rắn, lỏngchất khí cháy được còn sót lại trong khói chủ yếu là CO (Phạm Lê Dần và NguyễnCông Hân, 2005).

Theo Tr ần Gia Mỹ (2005) khi quá tr ình cháy không hoàn toàn do thiếu oxy hoặc dotrong không khí khi cháy nhiệt độ ngọn lửa bị giảm xuống, một số nguyên tửcacbon và hydro không được cấp đủ năng lượng cần thiết để hình thành các gốc tựdo để ra các sản phẩm cuối cùng trong ngọn lửa là CO2 và H2O. Sự ngừng tr ệ các

phản ứng cháy ở những giai đoạn cân bằng trung gian dẫn đến các quá tr ình sau:

Phát thải các nguyên tử cacbon hoặc kết hợp các nguyên tử cacbon lại vớinhau thành muội, khói đen và mồ hóng – than chì.

K ết hợp các nguyên tử cacbon với oxy để tạo thành cacbon oxit CO.

K ết hợp với các nguyên tử cacbon với các hydro để tạo thành các

hydrocacbon nhẹ và nặng. Phát thải các hydrocacbon đã oxy hóa từng phần (andehyt, acid).

2.8 SƠ LƯỢC VỀ KHÍ CACBON MÔNÔXÍT

Cacbon mônôxít (CO) được nhà hóa học người Pháp là De Lasone điều chế lần đầutiên năm 1776 bằng cách đốt nóng ôxít k ẽm (ZnO) với than cốc, nhưng ông chor ằng khí thu được là hyđrô vì nó cũng cháy với ngọn lửa màu xanh lam. Sau này, nóđược nhà hóa học người Anh là William Cruikshank xác định là hợp chất chứacacbon và oxy năm 1800. Nhà lý sinh học người Pháp là Claude Bernard vào

khoảng năm 1846 đã lần đầu tiên nghiên cứu kỹ lưỡng các thuộc tính độc hại củacacbon mônôxít.

Cacbon mônôxít là sản phẩm chính trong sự cháy không hoàn toàn của cacbon vàcác hợp chất chứa cacbon. Từ lúc xuất hiện hệ thống vận hành hiện đại, sử dụngnhiên liệu thì CO được tạo ra r ất nhiều. Hút thuốc lá cũng là nguồn tạo ra CO, ởnhững nơi hút thuốc nhiều CO có thể đạt đến 400 pm (Lê Huy Bá, 2000).

Theo Lê Huy Bá (2000):

Khí CO được tạo ra bởi 2 bước:

Bước 1 phản ứng nhanh gấp 10 lần so với bước 2, đó là do CO chỉ là một chất trunggian trong quá trình cháy, nhưng nếu oxy không đủ thì chỉ dừng lại ở bước 1. Mặckhác CO có thể tạo thành từ một pha mà CO2 tác dụng với cacbon trong các chất ởnhiệt độ cao:

Phản ứng này xảy ra trong các lò đốt khi làm nguội ngay.

Thiếu oxi Bước 1: 2C + O2 2CO (Cháy không hoàn toàn)

Bước 2:

2CO + O2 2CO2

to

CO2 + C 2 CO






15

Mặt khác ở trong điều kiện nhiệt độ cao, CO2 bị cắt một nối đôi để chuyển sangdạng CO:

Phản ứng xảy ra ở nhiệt độ 1.475

o

C. K ết quả đạt 1%, nếu ở nhiệt độ 1.945

o

C thì đạt5%.

CO không độc đối với thực vật vì cây xanh có thể chuyển hóa CO thành CO2 và sửdụng nó cho quá tr ình quang hợp. Vì vậy thảm thực vật được xem là tác nhân tựnhiên có tác dụng làm giảm ô nhiễm CO (Lưu Đức Hải, 2001).

Tuy nhiên, với nồng độ cao CO vẫn có thể phá vỡ khả năng ngưng kết nitrogen củacác vi khuẩn tự do, cũng như cản trở khả năng tích trữ nitrogen của rễ cây các lo àihọ đậu. Đó là một trong những ảnh hưởng không nhỏ của CO làm ảnh hưởng tiêucực đến đời sống thực vật, làm cho một số loài thực vật rơi vào tình tr ạng thiếunitrogen khi mà các vi khuẩn trong không khí không có khả năng chuyển hóa nitơ tự do để cung cấp đủ lượng đạm cần thiết cho chúng có thể sinh trưởng và phát triểntốt.

2.9

TÍNH CHẤT CỦA KHÍ CO

CO là acid không tạo muối (oxit trung tính). CO không tác dụng với nước, acid vàdung dịch kiềm ở điều kiện thường (Hóa Học 12, 2008).

CO là hợp chất không màu, không mùi, có độc tính rất cao. Nó có thể tồn tại ở nhiệtđộ 1920C, có tỷ trọng so với không khí là 95,6% (Lê Huy Bá, 2000).

CO là chất khí có phân tử lượng là 28,01; khối lượng riêng ở điều kiện tiêu chuẩn1,25 kJ/m3; nhiệt độ sôi 191,55oC (Tr ần Gia Mỹ, 2005).

Tính khử:

Khi đốt nóng, khí CO cháy trong oxy hoặc trong không khí, cho ngọn lửa màu lamnhạt và tỏa nhiều nhiệt:

Vì vậy khí CO được sử dụng làm nhiên liệu.

Ở nhiệt độ cao, khí CO khử được nhiều kim loại.

Tính chất này được dùng trong luyện kim để khử các oxit kim loại.

Điều chế:

Trong phòng thí nghiệm khí CO được điều chế bằng cách đun nóng acid fomic(HCOOH) khi có mặt H2SO4 đậm đặc:

H2SO4 đặc

toHCOOH CO + H2O

CO2 CO + Oto

to

2CO + O2 2CO2

Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2

to






16

Trong công nghiệp k hí CO thường được sản xuất bằng cách cho hơi nước đi quathan nung đỏ:

Hỗn hợp chứa khí tạo thành được gọi là khí than ướt chứa trung b ình khoảng 44%CO, còn lại là các khí khác: CO2, H2, N2…

Khí CO còn được sản xuất trong các lò gas bằng cách thổi không khí qua than nungđỏ. Ở phần dưới của lò, cacbon cháy thành CO2. Khi đi qua lớp than nung đỏ, CO2

bị khử thành CO:

Hỗn hợp khí thu được gọi là khí lò gas (khí than khô). Trong khí lò gas, CO thườngchiếm khoảng 25%, ngoài ra còn có N2, CO2 và một lượng nhỏ khí khác. Khí thanướt, khí lò gas điều được dùng làm nhiên liệu khí (Hóa học 12, 2008).

2.10

HOẠT ĐỘNG CỦA KHÍ CO

Một lượng lớn CO xâm nhập vào khí quyển sẽ làm tăng nồng độ CO trong khíquyển, bởi tuổi thọ của nó từ 4 đến 5 năm (Lê Huy Bá, 2000).

Theo Lê Huy Bá (2000) mặt dù trong khí quyển có phản ứng:

2CO + O2 CO2

Nhưng phản ứng này xảy ra rất chậm. Tuy nhiên trong không khí có một số vi sinhvật có thể biến đổi CO nhanh hơn. Mặt khác trong không khí của khí quyển có CO

có thể tác dụng với OH- trong tầng đối lưu: CO + OH- CO2 + H+

Điều đó làm giảm dần phần nào lượng CO.

2.11

TÁC HẠI CỦA KHÍ CO

Hít thở trong môi trường có nồng độ CO cao sẽ làm ảnh hưởng đến sức khỏe conngười. Mặt dù với nồng độ trung bình khí CO không có khả năng dẫn đến tử vong,nhưng nếu tiếp tục hít thở khí này sẽ là một trong những nguyên nhân làm giảm khảnăng thị giác, gây nên hiện tượng đau dầu, khiến cơ thể cảm thấy mệt mỏi do thiếu

nguồn oxy trong máu. CO tác dụng đến hệ hô hấp và gây tổn hại đến sự trao đổi ở phổi với hemoglobintrong máu, tạo cacbonize hemoglobin (COHb). Điều này làm giảm khả năng vậnchuyển oxy của hemoglobin đến các tế bào trong cơ thể. Nếu COHb đạt mức 2 –5% thì sẽ ảnh hưởng đến hệ thống trung tâm thần kinh, làm suy giảm cảm giác, thịgiác (Lê Huy Bá, 2000).

Theo Lưu Đức Hải (2001) tác hại của khí CO đối với con người và động vật xảy rakhi nó hòa hợp thuận nghịch với hemoglobin(Hb) trong máu:

HbO2 + CO HbCO + O2

1050oCC + H2O CO +H2

to

CO2 + C 2CO






17

Hemoglobin có ái lực hóa học đối với CO mạnh hơn đối với O2 và khí CO, O2 bãohòa với hemoglobin thì nồng độ HbO2 (oxihemoglobin) và COHb (Cacboxihemoglobin) có quan hệ theo đẳng thức sau:

2OP

COP M =

HbO

COHb

2

P(CO) và P(O2) là áp lực thành phần (hay nồng độ khí CO và O2), M là hằng số phụthuộc vào loài sinh vật. Đối với con người, trị số M vào khoảng 200 – 300, đối vớithỏ thì chỉ bằng 1/2 chỉ số tr ên.

Bảng 2.2 Các chịu chứng xuất hiện tương ứng với các mức COHb trong máu

STT Mức COHb (%) Triệu chứng

1 0 – 1,0 Không có chịu chứng gì rõ, nhưng có thể xuất hiệnmột số dấu hiệu của stress sinh lý.

2 1,0 – 2,0 Một vài biểu hiện không bình thường trong thái độứng xử.

3 2,0 – 5,0 Ảnh hưởng đến hệ thần kinh trung ương, giảm khảnăng phân biệt về khoảng thời gian, kém nhạy cảmgiác quan, kém phân biệt độ sang và một vài chứcnăng tâm lý khác.

4 5,0 – 10,0 Chức năng tim phổi bị ảnh hưởng.

5 10,0 – 20,0 Đau đầu nhẹ, giản mạch máu ngoại vi.

6 20,0 – 30,0 Đau đầu, mấp máy thái dương. 7 30,0 – 40,0 Đau đầu nhiều, mệt mỏi, hoa mắt, chóng mặt, buồn

nôn, nôn mữa, suy sụp.

8 40,0 – 50,0 Suy sụp, ngất, mạch đập và nhịp thở chậm dần.

9 50,0 – 60,0 Ngất, giảm mạch đập và nhịp thở, hôn mê, co giậttừng cơn.

10 60,0 – 70,0 Hôn mê, co giật từng cơn, tim mạch suy giảm và nguycơ tử vong.

11 70,0 – 80,0 Mạch yếu, thở chậm và yếu dần rồi tắt thở sau vài giờ. 12 80,0 – 90,0 Chết trong vòng dưới một giờ.

13 >90,0 Chết trong vòng vài phút.

(Nguồn: Trần Ngọc Chấn, 2000)

Khi con người ở trong không khí có nồng độ CO khoảng 250 ppm sẽ bị đầu độc tửvong. Người hút thuốc lá mỗi ngày khoảng 1 bao thì mức COHb trong cơ thể đạtđến 5% hoặc lớn hơn. Nhìn chung tiếp xúc với khí CO là r ất độc (Lưu Đức Hải,2001).






18

Theo Đinh Xuân Thắng (2003), trong khí quyển nếu khí CO có nồng độ 35 mg/m3 (30 ppm) thì tương đương với việc mất 0,57 L máu. Nói cách khác lượng máu nàyđã hấp thu CO nên chúng không còn khả năng thực hiện vai tr ò vận chuyển oxy chomáu. Đây là vấn đề đặc biệt nguy hiểm đối với những người có liên q uan đến nhữngcăn bệnh thiếu oxy như: bệnh thiếu máu, bệnh tim, các chứng bệnh về đường hôhấp khác.

Quy chuẩn Việt Nam về chất lượng không khí xung quanh cũng quy định thời gian phơi nhiễm đối với khí CO. Với nồng độ 30 mg/m3 là nồng độ tối đa một ngườiđược phép tiếp xúc trong 1 giờ và 5 mg/m3 là nồng độ giới hạn tối đa được phéptiếp xúc trong 24 giờ.

Triệu chứng ngộ độc CO thường bắt đầu bằng cảm giác bần thần, nhức đầu, buồnnôn, khó thở rồi từ từ đi vào hôn mê. Nếu ngộ độc CO xảy ra khi đang ngủ say hoặcuống rượu say thì người bị ngộ độc sẽ hôn mê từ từ, ngưng thở và tử vong.

Ngộ độc CO có thể xảy ra ở những trường hợp chạy máy nổ phát điện trong nhàkín, sản phụ nằm trong lò than trong phòng kín, ngủ trong xe hơi đang nổ máy trongnhà hoặc gara…

2.12

Ô NHIỄM DO CÁC QUÁ TR ÌNH ĐỐT

Quá trình đốt là một trong những hoạt động của con người bao gồm: đốt nhiên liệutrong các ngành công nghiệp, chạy máy phát điện, sấy nông sản, đốt phá rừng, nấuăn gia đình, trong đó có hầm than cũng là một trong những nguyên nhân ô nhiễmkhông khí do quá trình đốt cháy không hoàn toàn.

Tùy theo mục đích sử dụng nguyên liệu đốt khác nhau mà người dân tính toán loại

nhiên liệu, thành phần nhiên liệu khác nhau. Nhưng nhìn chung hầu hết các loạinhiên liệu sau khi đốt sẽ sinh ra các loại khí như: SOx, NOx, CO... Ngoài các loạikhí độc hại tr ên vấn đề môi trường làm việc của công nhân nhà máy và người dântrong khu vực cũng là một trong những ảnh hưởng lớn của khí thải.

Căn cứ vào thành phần nguyên liệu, khối lượng nguyên liệu tiêu thụ, tình tr ạng thiết bị... có thể xác định được thành phần, tính chất và khối lượng chất ô nhiễm sinh ratrong khói thải khi đốt chúng (Đinh Xuân Thắng, 2003).

2.13

SƠ LƯỢC CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ KHÔNG KHÍ HIỆN NAY

Có 4 phương pháp chính để xử lý khí thải.

2.13.1

Phương pháp hấp thụ

Hấp thụ là quá trình truyền khối mà ở đó các phân tử chất khí chuyển dịch và hòatan vào trong chất lỏng.

Cho dòng khí tiếp xúc trực tiếp với dung môi ở dạng hạt hay dạng bề mặt. Khi đókhí sẽ bị hấp thụ và bị giữ lại trong dung môi, không khí sạch ra ngoài. Dung môicó thể cho tuần hoàn hoặc bổ sung thêm, sau đó có thể bị loại bỏ hẳn hay hoànnguyên hoặc phục hồi.

Hiệu quả lọc phụ thuộc rất lớn vào nồng độ của dung môi.






19

Cơ chế của quá tr ình hấp thụ:

Hấp thụ vật lý: dựa tr ên sự hòa tan của cấu tử pha khí trong pha lỏng.

Hấp thụ hóa học: xảy ra giữa chất hấp thụ và chất bị hấp thụ hoặc cấu tử phalỏng xảy ra phản ứng hóa học.

Các giai đoạn của quá tr ình hấp thụ:

Khí chuyển động khuếch tán đến bề mặt pha lỏng.

Truyền ngang qua bề mặt tiếp xúc giữa pha khí và pha lỏng.

Truyền khuếch tán chất khí hòa tan từ bề mặt tiếp xúc của pha khí vào phalỏng.

2.13.2 Phương pháp hấp phụ

Hấp phụ là quá trình truyền khối mà trong đó chất khí được liên k ết với chất rắn. Sựhấp phụ là quá trình hút có chọn lọc một hay một số thành phần từ hỗn hợp khí hoặcdung dịch bằng vật thể rắn, xảy ra ở bề mặt tiếp xúc chất lỏng – chất rắn, chất khí –chất rắn.

Cho dòng khí đi qua một lớp vật rắn, các vật rắn này có khả năng hấp phụ các hơikhí độc. Các chất ô nhiễm sẽ thâm nhập vào các mao quản của chất rắn, nhưngkhông thâm nhập sâu vào các cấu trúc mạng tinh thể của vật rắn. Các chất bị hấp

phụ sẽ bị giữ lại trong các vật rắn, không khí sạch đi ra ngoài. Chất hấp phụ sau thờigian làm việc phải hoàn nguyên hay phục hồi lại khả năng hấp phụ.

Vận tốc quá tr ình hấp phụ phụ thuộc vào nồng độ, cấu trúc của chất hòa tan, nhiệtđộ dòng khí thải, dạng và tính chất hấp phụ, trong trường hợp tổng quát quá tr ìnhhấp phụ bao gồm 3 giai đoạn:

Chuyển vật chất đến bề mặt hạt hấp phụ (khuếch tán ngoài).

Hấp phụ.

Chuyển vật chất vào trong hạt hấp phụ (khuếch tán trong).

Cơ chế của quá tr ình hấp phụ:

Liên k ết vật lý: là quá trình đặc trưng bởi lực hút tỉnh điện.

Liên k ết hóa học: là quá trình phản ứng giữa khí và chất hấp phụ.

2.13.3

Phương pháp nhiệt

Một số hơi khí độc, khi dùng hai phương pháp tr ên hiệu quả xử lý thấp. Thôngthường với các loại khí có cấu trúc dạng mạch vòng, khó bị phân hủy thì người tadùng phương pháp nhiệt (thiêu đốt).






20

Bảng 2.3 Nhiệt độ phá hủy một số chất do nhiệt

Chất ô nhiễm được thiêu đốt Khoảng nhiệt độ trung b ình (oC)

Hydrocacbon (CH) 500 – 750

Cacbon monoxit (CO) 680 – 800Chất có mùi 680 – 700

(Theo Nguyễn Văn Tuyến, 2010)

Đốt hơi khí độc ở nhiệt độ cao với sự trợ giúp của nhiên liệu. Khi đó các hơi khíđộc bị phân hủy k èm theo quá trình này là quá trình xử lý.

Các phương pháp thiêu đốt:

Thiêu đốt có xúc tác: trong phương pháp này, nhiệt độ oxy hóa không vượtquá: 250 – 300oC. Làm sạch khí thải theo phương pháp xúc tác rẻ hơn 2 – 3 lần sovới phương pháp thiêu đốt bằng lò nhiệt độ cao, vì làm giảm bớt tiêu hao nănglượng đốt và quá trình liên tục.

Thiêu đốt không có xúc tác: được thực hiện khi đốt trực tiếp khí thải ở nhiệtđộ cao 800 – 1.100oC. Phương pháp này áp dụng đối với khí thải có nồng độ độchại cao (vượt quá giới hạn bốc cháy) và có hàm lượng oxy đủ lớn. Có thể thiêu cháykhí thải ở trong các lò đốt khi cần tận dụng lượng nhiệt khá lớn tỏa ra.

2.13.4 Phương pháp xúc tác

Cơ sở lý thuyết của phản ứng xúc tác để làm sạch khí là thực hiện các tương tác hóa

học, nhằm chuyển hóa chất độc thành sản phẩm khác, với sự có mặt của chất xúctác đặc biệt. Chất xúc tác không làm thay đổi mức năng lượng của các phân tử chấttương tác và không làm dịch chuyển cân bằng của phản ứng đơn giản. Vai tr ò củachúng là tăng vận tốc (phản ứng) tương tác hóa học. Tương tác xúc tác dị thể diễnra trên bề mặt phân chia pha khí và xúc tác. Xúc tác đảm bảo sự tương tác của cácchất chuyển hóa tr ên bề mặt của mình, với sự hình thành các phức hoạt hóa ở dạngcác liên k ết bề mặt trung gian của xúc tác và tác chất, sau đó sản phẩm của xúc táchình thành và giải phóng bề mặt xúc tác.

2.13.5 Phương pháp ngưng tụ

Với một số loại hơi, dung môi, dung dịch có khả năng ngưng tụ ở nhiệt độ và ápsuất thấp, phương án rẻ, tiện và tốt nhất là phương pháp ngưng tụ. Nguyên tắc hạnhiệt độ và áp suất của dòng khí trong thiết bị, làm ngưng tụ các khí độc hay dungmôi. Phương pháp ngưng tụ dựa tr ên hiện tượng giảm áp suất bão hòa hơi khi khígiảm nhiệt độ. Phương pháp này dùng để thu hồi dung môi hữu cơ. Để quá tr ìnhngưng tụ xảy ra cần phải làm sạch khí chứa dung môi.

2.14

PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ KHÍ CO

Oxy hóa xúc tác là phương pháp phù hợp nhất để xử lý CO chứa trong khí thải. Tuy

nhiên trong khí thải còn chứa nhiều khí khác như: SO2, CO2, NOx, hơi nước… Cácchất này có thể là chất độc đối với chất xúc tác. Để oxy hóa CO người ta dùng xúc






21

tác: mangan, đồng – crom và xúc tác kim loại nhóm platin. Nhiệt độ của phản ứnglà 200 – 250oC, xúc tác dạng cầu chứa 0,2% platin phủ lên oxit nhôm, hiệu quả xửlý là 98 – 99% (Nguyễn Văn Tuyến, 2010).

2.15

CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TR ÌNH THIÊU ĐỐT

Nhiệt độ và thời gian: nâng cao nhiệt độ làm thời gian đốt có thể giảm, để đạt đượccùng mức độ phá hủy (oxy hóa); tuy nhiên nhiệt độ là biến số thường quan tr ọnghơn. Khi thời gian đốt là 0,01s tăng nhiệt độ từ 650 oC – 760oC, làm % phá hủy tăng2 lần (từ 40 đến gần 100%), ở nhiệt độ 650oC thời gian lưu đốt cần phải tăng 10 lần(từ 0,01 đến 0,1s) để đạt nức % phá hủy (gấp 2 lần) (Nguyễn Văn Tuyến, 2010).

Nồng độ chất ô nhiễm quyết định lượng nhiên liệu bổ sung yêu cầu. Ban đầu nhiênliệu bổ sung có thể tăng để bắt đầu khởi động phản ứng, khi nhiệt độ tăng cao, tốcđộ phản ứng của chất ô nhiễm tăng, cho đến khi phản ứng có thể tự duy tr ì, lượngnhiên liệu bổ sung khi đó có thể giảm đến giới hạn, bảo đảm sự thiêu đốt bình

thường và quá trình làm việc của thiết bị ổn định.





Chương 3. Nội Dung và Phương Pháp Nghiên Cứu

22

CHƯƠNG 3. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1

THỜI GIAN VÀ ĐỊA ĐIỂM NGHIÊN CỨU

Thời gian: đề tài được thực hiện từ tháng 08/2012 đến tháng 12/2012.

Chuẩn bị mô hình đốt khí: mô hình thu và đốt khí CO được lắp đặt tại tỉnhHậu Giang.

Chuẩn bị mẫu gỗ: cây đước, tr àm, bạch đàn được thu mua và hầm tại lò hầmthan công nghiệp có lắp đường ống thu và dẫn khí CO để xử lý.

Tiến hành thí nghiệm “ Nghiên cứu xử lý khí cacbon mônôxít t ừ lò hầm thancông nghiệp” và phân tích mẫu tại phòng thí nghiệm Khoa Môi Trường và Tài

Nguyên Thiên Nhiên.

3.2 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

Nghiên cứu xử lý khí CO từ lò hầm than công nghiệp bằng phương pháp đốt nhằmtận dụng lại nguồn nhiệt năng phục vụ nhu cầu sấy bã bia, góp phần giảm chi phí vềnguồn nhiên liệu và giảm ô nhiễm môi trường:

Khảo sát khả năng sinh khí CO từ lò hầm than công nghiệp khi hầm than vớicác loại gỗ và chế độ lửa khác nhau.

Kiểm tra khả năng xử lý khí CO qua các lần thí nghiệm khác nhau.

Sử dụng nhiệt năng trong quá tr ình đốt khí CO để làm nhiên liệu phục vụ choquá trình sấy bã bia và hầm than.

Bên cạnh đó làm tài liệu cho các nghiên cứu về khí thải lò hầm than gỗ.

3.3 PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.3.1

Phương pháp và phương tiện dùng trong phòng thí nghiệm

Đối tượng nghiên cứu: khí CO thải ra trong quá tr ình hầm than gỗ đước,tràm, bạch đàn.

Phương pháp tiến hành thí nghiệm:

Lấy mẫu gỗ tràm, đước, bạch đàn để phân tích độ ẩm và hàm lượng cacbon.Thí nghiệm được tiến hành bằng cách sấy gỗ ở nhiệt độ 105oC để xác định độ ẩm vànung ở nhiệt độ 550oC để xác định hàm lượng cacbon.

Gỗ trước khi đưa vào lò hầm than cân khối lượng gỗ cho vào lò, sau khi hầmcân khối lượng than thu được để tính hiệu quả của lò hầm than.

Lắp đường ống dẫn khí thải từ thùng chứa gỗ của lò hầm than vào buồng đốtcủa hệ thống sấy bã bia và miệng lò hầm than.

Trong suốt quá tr ình hầm than đo nồng độ khí CO trước khi đốt và nồng độkhí CO sau khi ra khỏi buồng đốt để xác định hiệu quả xử lý.

Quá trình hầm than kết thúc lấy mẫu than đem cân và xác định hàm lượngcacbon còn lại trong than.






23

Phương tiện đo khí CO: máy đo khí đốt xách tay QUINTOX.

Phương tiện phân tích mẫu: mâm chứa mẫu, cốc sứ, tủ sấy, tủ nung, cân điệntử, k ìm gắp, bình hút ẩm…

3.3.2 Bố trí thí nghiệm

Tiến hành 3 thí nghiệm. Thí nghiệm được tiến hành tại lò hầm than công nghiệp đãđược lắp đường ống dẫn khí vào buồng đốt của hệ thống sấy bã bia.

Như đã trình bày ở tr ên thành phần các loại gỗ khác nhau có ảnh hưởng đến chấtlượng than tạo thành, cũng như thành phần các chất bị mất đi trong quá tr ình hầmthan. Vì vậy 3 thí nghiệm được tiến hành nhằm mục tiêu nghiên cứu xử lý khí COứng với các loại gỗ khác nhau và nhiệt độ nung khác nhau để mang lại hiệu quảkinh tế nhất.

Thí nghiệm 1 (TN1): Nghiên cứu xử lý khí cacbon mônôxít t ừ l ò hầm t han công

nghiệp sử dụng 3 loại gỗ tràm, bạch đàn, đước để hầm than với thời gian hầm l à 8giờ .

Gỗ tràm, bạch đàn, đước được phân tích độ ẩm, cacbon trước khi nung than. Trướckhi tiến hành phân tích gỗ được chặt nhỏ với kích thước < 2 mm.

Thí nghiệm được tiến hành trong 1 lò hầm than với 3 loại gỗ được bố trí như sau:

Thí nghiệm 1 được tiến hành nhằm xác định khả năng sinh khí CO khi hầm cùnglúc nhiều loại gỗ khác nhau (củi tạp). Dẫn dòng khí CO từ thùng chứa gỗ đến buồngđốt và xác định hiệu quả xử lý khí CO. Kiểm tra chất lượng than tạo thành để điềuchỉnh lượng củi trấu phù hợp cho các thí nghiệm tiếp theo, từ đó xác định loại gỗ cókhả năng áp dụng cho các thí nghiệm tiếp theo. Tổng thời gian hầm than là 8 giờ.

Thí nghiệm 2 (TN2): Nghiên cứu xử lý khí cacbon mônôxít t ừ l ò hầm than công

nghiệp sử dụng gỗ đước để hầm than và thời gian hầm l à 8 giờ.

Lò hầm than

Lồng 1: Lồng 2: Lồng 3: Gỗ Lồng 4: Tr àm+ B ch đàn

Hình 3.1 Bố trí thí nghiệm nghiên cứu xử lý khí CO từ lò hầm thanvới 3 loại ỗ: tràm, đước, bạch đàn

Lò hầm than

Lồng 1: Gỗ đước


Lồng 3:Gỗ đước


Hình 3.2 Bố trí thí nghiệm nghiên cứu xử lý CO từ lò hầm than gỗ đướcvới thời gian hầm 8 giờ






24

Thí nghiệm 2 được tiến hành hầm 1 loại gỗ đước và dựa tr ên k ết quả thí nghiệm 1để điều chỉnh lượng củi trấu và thời gian hầm than cho phù hợp.

Thí nghiệm 2 thực hiện nhằm nâng cao chất lượng than tạo thành. Tiến hành khảosát nồng độ khí CO tạo ra khi nung than bằng loại gỗ có hàm lượng cacbon cao hơn

và với chế độ lửa thấp hơn thí nghiệm 1. Nghiên cứu khả năng xử lý khí CO khi sửdụng gỗ đước để hầm than và khảo sát khả năng ứng dụng của việc xử lý CO vàoquy trình sấy bã bia của nhà máy.

Thí nghiệm 3 (TN3): Nghiên cứu xử lý cacbon mônôxít từ l ò hầm than công nghiệp,sử dụng gỗ đước để hầm than với thời gian hầm l à 12 giờ .

Thí nghiệm 3 được thực hiện với 3 mục tiêu:

Khảo sát nồng độ, khả năng xử lý khí CO, chất lượng than khi kéo dài thờigian hầm là 12 giờ với chế độ lửa trung bình.

Khảo sát khả năng xử lý khí CO trong thí nghiệm.

Khảo sát hiệu quả kinh tế khi sử dụng khí CO làm nhiên liệu đốt trong thí

nghiệm.Thí nghiệm 3 cũng được thực hiện và dựa tr ên k ết quả thí nghiệm 2 để xác địnhlượng củi trấu và thời gian đốt cho phù hợp. Tổng thời gian hầm than trong thínghiệm 3 là 12 giờ.

3.3.3 Chỉ tiêu theo dõi

Theo dõi nồng độ khí CO và phân tích các thông số: độ ẩm, hàm lượng cacbon cótrong gỗ và than.

3.4 PHƯƠNG PHÁP ĐO VÀ PHÂN TÍCH MẪU

Bảng 3.1 Các chỉ tiêu theo dõi và phương pháp phân tích STT Chỉ tiêu Phương pháp phân tích Phương tiện phân tích

1 Nồng độ khí CO Đo trực tiếp Máy đo khí QUINTOX

2 Cacbon Cân và tủ nung

3 Độ ẩm

Tài liệu sổ tay phân tích đất –nước – phân bón – cây tr ồng Cân và tủ sấy

Lò hầm than





Hình 3.3 Bố trí thí nghiệm nghiên cứu xử lý CO từ lò hầm than gỗ đước với thời gian hầm 12 giờ






25

3.5 CÔNG THỨC TÍNH

Công thức tính hàm lượng cacbon:

1,8

%100 tro=C

(3.1)

%tro là tỉ lệ phần trăm của trọng lượng tro thu được sau khi đốt nguyên liệu ở550oC trong thời gian một giờ so với trọng lượng chất hữu cơ đưa vào đốt (Theo LêHoàng Việt, 2005).

Công thức tính phần trăm độ ẩm:

% độ ẩm = 100*1

21

m

mm (3.2)

Trong đó:

m1: khối lượng mẫu trước khi sấym2: khối lượng mẫu sau khi sấy

(Nguồn: Viện thỗ nhưỡng nông hóa, 1998)

Công thức tính hiệu suất xử lý:

Hiệu suất xử lý = 100 - ([CO]ra /[CO]vào)*100 (3.3)

(phải thỏa điều kiện số liệu trong cùng một lần hầm than)

Trong đó:

[CO]ra: nồng độ khí CO thải ra từ hệ thống đốt khí CO [CO]vào: nồng độ khí CO thải ra từ ống dẫn thùng chứa gỗ của lò hầm than

Công thức quy đổi t ừ nồng độ khí thải mg/m3 sang nồng độ khí chuẩn

mg/Nm3:

mg/m3.k = mg/Nm

3 (3.4)

Trong đó: k = (to*p)/(T*po)

Với T,p là nhiệt độ và áp suất thực tế đo được tính bằng oK, mmHg hoặc atm.

to, po là nhiệt độ và áp suất chuẩn tính bằng 273

o

K và 760 mmHg hoặc atm. Lợi nhuận thu được từ quá tr ình hầm than có sử dụng khí CO:

Lợi nhuận = (CPNL – CPCT)*T + LN1 (3.5)

Trong đó:

CPNL: Chi phí nhiên liệu củi trấu khi nhà máy hoạt động bình thường

CPCT: Chi phí nhiên liệu củi trấu khi nhà máy hoạt động có sử dụng khí CO

T: Số giờ dẫn khí vào buồng đốt

LN1: Lợi nhuận của lò hầm than tr ên một lần hầm than






26

Lượng cacbon thất thoát:

Lượng cacbon thất thoát = cacbon trong gỗ – cacbon trong than (3.6)

3.6

CÔNG CỤ XỬ LÝ SỐ LIỆU

Sử dụng phần mềm Microsoft Excel để thống k ê và xử lý số liệu.





Chương 4. Kết Quả và Thảo Luận

27

CHƯƠNG 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

4.1

KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU XỬ LÝ KHÍ CO TỪ LÒ HẦM THANCÔNG NGHIỆP SỬ DỤNG 3 LOẠI GỖ: TRÀM, ĐƯỚC, BẠCH ĐÀN ĐỂHẦM THAN VỚI THỜI GIAN HẦM LÀ 8 GIỜ

Thí nghiệm vào ngày 15/09/2012, nội dung thí nghiệm như đã trình bày ở phần 3.3.K ết quả được trình bày trong bảng:

Bảng 4.1 Độ ẩm và hàm lượng cacbon trong gỗ và than của 3 loại gỗ

Loại Độ ẩm (%) Hàm lượng cacbon (%) Khối lượng (k g)

Gỗ Đước 27,31 42,22 273,30

Gỗ Bạch Đàn 53,46 52,47 195,45

Gỗ Tr àm 19,04 52,27 49,10

Than Đước 2,74 49,19 65,10

Than Bạch Đàn 2,15 48,51 51,75

Than Tràm 1,92 46,88 13,10

Sự biến động của nồng độ khí CO của thí nghiệm phụ thuộc nhiều vào thành phầnvà tính chất của từng loại gỗ đem nung. Trong đó thời gian sinh trưởng, điều kiệnsống của cây…có ảnh hưởng rất lớn. Cây sống càng lâu năm th ì sự tích tụ củacacbon càng nhiều, gỗ càng chắc; nhưng cũng tùy vào từng loại khác nhau mà hàm

lượng cacbon có trong gỗ sẽ khác nhau. Trong thí nghiệm 1 việc vận hành lò hầm than với 150kg củi trấu trong thời gian đốt4 giờ cho thấy lửa lớn đã làm ảnh hưởng đến chất lượng than tạo thành, than đầu racó hàm lượng cacbon và độ ẩm thấp. Than nhẹ ký nên hiệu suất của quá tr ình hầmthan thấp (25%).

Điều kiện sinh trưởng của từng cây có ảnh hưởng đến thành phần hóa học của gỗ,hàm lượng cellulose và lignin biến động theo từng loại cây khác nhau. Các nguyêntố cấu tạo nên cellulose gồm: Cacbon (44,4%); Hydro (6,2%); Oxy(49,6%); cácnguyên tố cấu tạo nên lignin: 64,40% (Cacbon); 5,90% (hydro); 29,70% (Oxy);

trong gỗ lignin chiếm 17 – 30% (Lê Xuân Tình, 1998).Đước có hàm lượng cacbon thấp nhất và cao nhất là bạch đàn (Bảng 4.1). Mặc dù,đước được người dân thường sử dụng vào mục đích hầm than vì những ưu điểmnhư: cho lượng than nhiều (than nặng ký), khi than cháy có mùi thơm. Nhưng kếtquả phân tích cho thấy hàm lượng cacbon của đước thấp hơn so với 2 loại còn lạinguyên nhân là do đước có độ tuổi thấp. Đường kính gỗ trung bình của đước, tràm,

bạch đàn lần lượt là: 3 cm; 3,5 cm; 24 cm. Chất lượng than tạo thành không chịuảnh hưởng bởi độ tuổi của cây, hàm lượng cacbon có trong gỗ mà phụ thuộc vàotính chất của từng loại gỗ.






28

Bảng 4.1 cho thấy hàm lượng cacbon còn lại trong than đước chiếm tỉ lệ cao nhất vàthấp nhất là tràm. Trong suốt quá tr ình hình thành than như đã trình bày ở phần 2.3thành phần cacbon còn lại trong than có đóng góp phần lớn là cacbon trong lignin.

Giai đoạn cacbon hóa là yếu tố quyết định trong quá tr ình sản xuất than gỗ. Các

thành phần cellulose, lignin và nước được liên k ết chặt chẻ với nhau tạo nên gỗ.Hàm lượng lignin của gỗ có tác động tích cực đến sản lượng than tạo thành, hàmlượng lignin càng cao thì năng suất của than càng cao (Techniques simples decarbonization, 1983). Phần trăm lignin trong gỗ đước cao hơn so với tr àm và bạchđàn.

Như vậy, phần trăm cacbon có trong than không phụ thuộc vào hàm lượng cacboncó trong gỗ đem nung mà phụ thuộc vào tính chất hoá học của từng loại gỗ. Điềunày hoàn toàn phù hợp vì khi hầm cây đước cho chất lượng than tốt hơn các loại câykhác, do đây là loại cây có khả năng tích tụ sinh khối lớn. Khả năng tích lũy cacboncủa r ừng ngập mặn cho thấy hàm lượng cacbon tích lũy trong r ừng ngập mặn là r ất

cao, cây đước có có khả năng tích lũy cacbon là 5,93 – 12,44 tấn/ha/năm (Viên Ngọc Nam, 1998).

Từ kết quả phân tích độ ẩm trong Bảng 4.1; cây bạch đàn có độ ẩm cao 53,46%.Theo Lê Xuân Tình (1998), lượng nước có trong gỗ được biểu thị bằng độ ẩm, độẩm là tỉ lệ phần trăm lượng nước có trong gỗ so với khối lượng của gỗ, trung bìnhgỗ tươi có độ ẩm trung bình 60 – 80%, gỗ khô có độ ẩm khoảng 15 – 18%.

Độ ẩm trung bình của than tạo thành 2,27% (Bảng 4.1); thấp hơn so với độ ẩm củathan thị trường (3,54% – 5,37%); than thu được bị mất khối lượng và hiệu suất nungthan thấp (25%). Điều này do vận hành với chế độ lửa chưa hợp lý nên chất lượng

than chưa tốt. Lửa lớn nên than tạo thành giòn, nhẹ và dễ vỡ vụn. Hầm than bằng gỗ có độ ẩm cao làm giảm nồng độ khí CO bởi việc sấy gỗ trongquá trình hầm than sẽ làm mất đi lượng nước có trong gỗ. Nhiệt độ cao một phầnhơi nước thoát ra sẽ phản ứng với CO cho ra CO 2 và H2 làm giảm nồng độ CO(Tr ần Hồng Côn và Đồng Kim Loan, 2009).

Lượng cacbon thất thoát trong suốt quá tr ình hầm than được tính toán dựa tr ên hàmlượng cacbon trước và sau khi nung than. Từ kết quả Bảng 4.1 tính lượng cacbonthất thoát bằng công thức 3.6 được tr ình bày trong bảng:

Bảng 4.2 Lượng cacbon thất thoát TN1 (Đơn vị k g)

Loại gỗ Cacbon trong gỗ Cacbon trong than Cacbon thất thoát

Đước 115,39 32,02 83,37

Tràm 25,76 6,14 19,62

Bạch Đàn 102,16 25,10 77,06

Tổng 180,05

(TN1: Nghiên cứu xử lý khí cacbon mônôxít từ lò hầm than công nghiệp sử dụng 3 loại gỗ tr àm, bạch đàn, đước để hầm than với thời gian hầm là 8 giờ)

Tổng lượng cacbon bị thất thoát trong quá tr ình hầm than là: 180,05 kg; chiếm 74%tổng hàm lượng cacbon có trong gỗ đem nung. Lượng cacbon thất thoát trong quá






29

trình hầm than là r ất lớn. Việc thu hồi khí CO để xử lý và làm nguồn nhiên liệu đốt,tận dụng lại lượng thất thất thoát này là điều cần thiết.

Tiến hành đo nồng độ khí CO bằng máy QUINTOX làm cơ sở so sánh hiệu quả xửlý ở các lần thí nghiệm tiếp theo. Thời gian đo khí được xác định vào thời điểm bắt

đầu có khí thoát ra tại miệng lò, 2 giờ sau khi đo lần 1 và khi lửa cháy bằng khí COđã yếu dần. Kết quả đo khí CO được tr ình bày trong bảng:

Bảng 4.3 Nồng độ khí CO tại van xả khí của lò hầm than TN1

Nồng độ CO (mg/Nm3) Van số 1 Van số 2 Van số 3 Van số 4

Lần 1 (2h25) 987 - - -

Lần 2 (3h45) 1.933 1.269 1.241 2.467

Lần 3 (4h40) 2.046 2.319 2.147 1.186

(TN1: Nghiên cứu xử lý khí cacbon mônôxít từ lò hầm than công nghiệp sử dụng 3 loại gỗ tr àm, bạch đàn, đước để hầm than với thời gian hầm là 8 giờ)

Từ Bảng 4.3 cho thấy nồng độ khí CO đo được là tương đối cao. Trong quá trìnhhầm than từ khi bắt đầu có khí CO thoát ra thì nồng độ tăng dần theo nhiệt độ của lòhầm than. Nhiệt độ tại thời điểm đo lần 3 là 554oC, tuy nhiên tại van số 4 có nồngđộ khí CO tăng nhanh hơn 3 van còn lại và giảm ở lần đo thứ 3 là do van số 4 ứngvới miệng lò có chế độ lửa cao hơn so với 3 miệng lò còn lại, vì vậy quá tr ình gỗthành than xảy ra sớm hơn và kết thúc nhanh hơn.

Quá trình đốt khí CO nhằm xử lý và tận dụng nhiệt được thực hiện trong điều kiệnsử dụng nhiệt trong buồng đốt của hệ thống sấy bã bia làm điều kiện xúc tác cho khíCO có thể bắt cháy tạo hiệu quả cao đồng thời tạo ra nhiệt năng có lợi cho nh à máy.K ết quả đo nồng độ CO (mg/ Nm3) tại đầu ra khi nhà máy sử dụng 1 phần chất đốt làkhí CO:

Hình 4.1 Biểu đồ thể hiện nồng độ khí CO tại đầu ra miệng lò hầm than TN1

3.76

9.13

10.22

2.923.29

3.76

14.01

4.44

11.10

6.24

3.12

4.86

0.00

2.00

4.00

6.00

8.00

10.00

12.00

14.00

16.00

Ống 1 Ống 2 Ống 3 Ống 4

Đầu ra miệng lò đốt bằng khí CO

N ồ n g đ ộ k h í

C O ( m g / N m 3 )

lần 1 lần 2 lần 3

N ồ n g đ ộ k h í C

O

( m g / N m

3 )






30

Hình 4.6 cho thấy nồng độ khí CO còn lại sau khi dẫn khí qua ống đốt phía miệnglò đã giảm đáng kể (giảm khoảng 180 lần so với đầu vào). Nhìn chung nồng độ khíCO thoát ra trung bình khoảng 6,4 mg/Nm3, r ất thấp so với QCVN 19:2009 (1000mg/Nm3).

Hiệu quả của phương pháp xử lý khí CO tính bằng công thức 3.3 khoảng 99%. Với nồng độ khí CO đo được từ 987 – 2.467 mg/Nm3 thì hiệu suất xử lý CO bằng phương pháp này là rất cao. Ngoài việc xử lý khí CO bằng phương pháp này còn tậndụng lại được một phần nhiệt năng.

Trong quá trình hầm than, việc sử dụng khí CO để sấy bã bia nhận thấy sản phẩm sau sấy so với không sử dụng khí CO có sự khác biệt. Cụ thể bã bia trong thínghiệm có mùi hôi của dầu, có thể giải thích điều này là do mùi dầu trong bạch đànvà tràm làm ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm đầu ra. Nên trong các lần thínghiệm tiếp theo tiến hành “ Nghiên cứu xử lý khí cacbon mônôxít t ừ lò hầm than

công nghiệp sử dụng gỗ đước” với chế độ lửa phía miệng lò thấp hơn nhằm khắc

phục các nhược điểm tr ên.

4.2 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU XỬ LÝ KHÍ CO TỪ LÒ HẦM THANCÔNG NGHIỆP SỬ DỤNG GỖ ĐƯỚC ĐỂ HẦM THAN VỚI THỜI GIANHẦM LÀ 8 GIỜ

Do chất lượng than trong thí nghiệm 1 thấp nên trong thí nghiệm 2 chỉ sử dụng125kg củi trấu và đốt củi trấu trong thời gian 4,5 giờ.

Thí nghiệm 2 được tiến hành vào ngày 18/10/2012, phân tích các thông số đầu vàonhư thí nghiệm 1, kết quả được tr ình bày trong bảng:

Bảng 4.4 Độ ẩm và hàm lượng cacbon trong gỗ đước và than đước TN2


Đước 21,38 54,76 531

Than Đước 3,47 50,47 286

(TN2: Nghiên cứu xử lý khí cacbon mônôxít từ lò hầm than công nghiệp sử dụng gỗ đước để hầmthan và thời gian hầm là 8 giờ)

Trong thí nghiệm 2 sử dụng gỗ đước có độ tuổi lớn hơn, đường kính thân trung b ình

khoảng 10 cm và vận hành với lửa thấp hơn so với thí nghiệm 1. K ết quả cho thấychất lượng than đã nâng cao. Nhưng tại một số lồng có xuất hiện than sống, do thờigian hầm than là 8 giờ là chưa đủ nên hiệu suất hầm than cao 53%.

Sau khi tiến hành thí nghiệm cùng với các kết quả từ bảng tr ên có một vài k ết luậnnhư sau:

- So sánh Bảng 4.4 và Bảng 4.1 cho thấy: hiệu suất hầm than đã được nâng lênđáng kể (từ 25% lên 53%).

- Việc sử dụng nguồn nguyên liệu gỗ khác nhau và chế độ lửa tại miệng lòthấp hơn thí nghiệm 1 cho thấy nồng độ khí CO đo được tại thí nghiệm 2: >11.988

mg/Nm3

(cao hơn khoảng 7 lần so với thí nghiệm 1).






31

Từ Bảng 4.4 độ ẩm của than tạo thành đã cao hơn, cho thấy chế độ lửa của thínghiệm 2 đã đạt yêu cầu hơn, chất lượng than đã đạt hơn. Khi nung than với lửa nung từ từ thì chất lượng than sẽ cao hơn so với nung than lửa lớn.

Bằng quan sát, than đầu ra có xuất hiện “than sống”, chiếm khoảng 8% tổng khối

lượng than tạo thành. Nguyên nhân có thể là do thời gian hầm than chưa đủ. Cũng từ kết quả của Bảng 4.4 tính được lượng cacbon thất thoát bằng công thức 3.6,k ết quả được thể hiện trong bảng:

Bảng 4.5 Lượng cacbon thất thoát TN2 (Đơn vị kg)


Đước 290,78 144,34 146,44


Từ Bảng 4.5 lượng cacbon thất thoát của thí nghiệm 2 đã giảm (chiếm 50,36% tổngcacbon đem nung); nồng độ khí CO tạo ra nhiều hơn; hiệu suất hoạt động của lò caohơn; thời gian vận hành bằng với thí nghiệm 1 chỉ khác nhau về chế độ lửa tạimiệng lò và chất lượng gỗ hầm than.

Với chế độ lửa vừa phải góp phần tạo điều kiện thuận lợi cho phản ứng của cacbontạo CO có đủ thời gian để xảy ra hơn nên lượng cacbon thất thoát trong thí nghiệm2 thấp hơn so với thí nghiệm 1 nhưng nồng đồ khí CO đo được là cao hơn.

Việc hầm than với một nhiệt độ nung vừa phải có ảnh hưởng lớn đến quá tr ình hầmthan. Khả năng nhiệt phân của gỗ để tạo thành than cần có thời gian để xảy ra hoàntoàn, phản ứng quá nhanh hay nhiệt độ qua cao trong thời gian n gắn sẽ làm cho quátrình truyền nhiệt bị ảnh hưởng làm ảnh hưởng đến thành phần cũng như chất lượngcác sản phẩm tạo thành.

Trong thí nghiệm 1 trung bình độ ẩm của gỗ đem nung là 33,27% cao hơ n so với thínghiệm 2 là 21,38%; độ ẩm thấp phản ứng tạo ra CO2 cung cấp nhiệt độ cho lò hầmthan khó xảy ra nên không làm tăng nhiệt độ lò. Nhiệt độ cao nhất của lò hầm thantrong thí nghiệm 1 là 585oC, thí nghiệm 2 là 503oC.

Trong thời gian nhà máy hoạt động lượng nhiên liệu tiêu hao cho quá trình sấy bã bia có xu hướng giảm. Với điều kiện bình thường, lượng củi trấu cần thiết trongthời gian 1h là 75 kg, khi đốt có sử dụng một phần khí CO dẫn từ lò hầm than số củitr ấu giảm 25 kg trong 1 giờ.






32

Bảng 4.6 So sánh lượng nhiên liệu tiêu hao trong 1 giờ khi buồng đốt sử dụng củitr ấu và củi trấu có bổ sung khí CO

Chỉ tiêu so sánh Củi trấu Củi trấu + Khí CO

Khối lượng củi trấu 75 kg 50 kg

Nhiệt độ buồng đốt 550 – 700oC 550 – 700oC

Số lần mở cửa buồng đốt thêm củi trấu 3 lần 2 lần

Chi phí nhiên liệu (1.200đồng/1kg củi trấu) 90.000 đồng 60.000 đồng

Việc dẫn khí CO vào buồng đốt của hệ thống sấy bã bia không chỉ làm giảm lượng

nhiên liệu sử dụng mà còn làm giảm số lần mở cửa buồng đốt để thêm củi trấu (Bảng 4.6). Giảm số lần mở cửa buồng đốt giúp giảm được hao hụt nhiệt độ tại buồng đốt. Theo các công nhân trong nhà máy thì việc điều chỉnh van xả khí COlàm nhiên liệu đốt ít tốn công hơn so với việc cho củi trấu vào lò.

Bảng 4.7 Chi phí và lợi nhuận thu được cho một lần hầm than gỗ

Chỉ tiêu Số lượng Đơn giá (đồng) Thành tiền (đồng)

Khối lượng gỗ 550 kg 3.000 1.650.000

Lượng củi trấu đốt lò 150 kg 1.200 180.000Chi phí nhân công + bảo tr ì 1 200.000 200.000

Khối lượng than 280 kg 8.000 2.240.000

Tổng chi phí phải chi để hầm than 2.030.000

Lợi nhuận của lò hầm than/1 lần hầm 210.000

Từ Bảng 4.7 cho thấy mức lợi nhuận thu được khi hầm 1 lò hầm than 3 ngày (1

ngày hầm và 2 ngày bế) tương đối thấp, lượng nhiên liệu tiêu hao trong quy trìnhsản xuất của nhà máy lại có xu hướng giảm (Bảng 4.6).

Lợi nhuận mà nhà máy thu về trong một lần hầm than được tính bằng công thức 3.4.Sau một lần hầm than với các thông số như bảng 4.7 và số giờ dẫn khí vào buồngđốt là 1,5 giờ nhà máy sẽ thu về tổng số tiền là: 255.000 đồng/1 lần hầm than.

Trong một năm nếu hoạt động bình thường 8 mẻ/tháng ước tính lợi nhuận thu đượckhoảng 24.480.000 đồng/năm.

Hơn hết đây là mô hình giúp giải quyết được nạn ô nhiễm môi trường do các lò hầmthan sinh ra, tạo ra được nhiều ý tưởng mới về xử khí thải ở các lò hầm than góp

phần giảm tối đa nguy cơ ô nhiễm môi trường ở các làng nghề hầm than truyềnthống.






33

Tuy nhiên, than tạo thành còn sống do thời gian hầm than chưa đủ và thời gian dẫnkhí vào buồng đốt còn ngắn. Một số lồng, than có dấu hiệu chín không đều, do đó tiến hành thí nghiệm 3 với cùng loại gỗ như thí nghiệm 2 nhưng tiếp tục giảm chếđộ lửa và kéo dài thời gian hầm để loại bỏ lượng than sống, tăng chất lượng than vàhơn hết là tăng thời gian dẫn khí CO vào buồng đốt nhằm mang lại hiệu quả kinh tếcao hơn.

4.3

KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU XỬ LÝ KHÍ CO TỪ LÒ HẦM THANCÔNG NGHIỆP SỬ DỤNG GỖ ĐƯỚC ĐỂ HẦM THAN VỚI THỜI GIANHẦM LÀ 12 GIỜ

Thí nghiệm 3 tiến hành vào ngày 27/10/2012 với cùng loại gỗ trong thí nghiệm 2.Gỗ được phân tích các thông số đầu vào như thí nghiệm 1 và 2, k ết quả được tr ình

bày trong bảng:

Bảng 4.8 Độ ẩm và hàm lượng cacbon trong gỗ đước và than đước TN3


Đước 14,27 54,07 561,1

Than Đước 4,64 52,35 206,5


Với thời gian hầm than trong thí nghiệm 2 là 12 giờ, sử dụng lượng củi trấu thấphơn các thí nghiệm trước là 150kg củi trấu trong thời gian đốt là 8 giờ. Kết quả chothấy than đầu ra đạt chất lượng, than không có dấu hiệu bị sống, hiệu suất hầm than36,8%.

Hàm lượng cacbon trong thí nghiệm 2 và thí nghiệm 3 không khác nhau nhiều (dosử dụng cùng loại gỗ), tuy nhiên độ ẩm trong thí nghiệm 3 thấp hơn nguyên nhân làdo thí nghiệm 3 tiến hành sau thí nghiệm 2 là 7 ngày nên cây gỗ bị mất nước.

Từ kết quả của Bảng 4.8 tính lượng cacbon thất thoát bằng công thức 3.5 k ết quảđược thể hiện trong bảng:

Bảng 4.9 Lượng cacbon thất thoát TN3 (đơn vị: k g)


Đước 303,37 108,11 195,28

Bảng 4.9 cho thấy tổng cacbon thất thoát trong thí nghiệm 3 chiếm 64,37% tổnglượng cacbon có trong gỗ trước khi nung. So với thí nghiệm 2 th ì lượng cacbon thấtthoát đã cao hơn nhưng vẫn thấp hơn so với thí nghiệm 1. Với cùng loại gỗ cho vàolò hầm than, thời gian hầm than càng dài thì lượng cacbon thất thoát càng lớn.

Chất lượng than đầu ra của thí nghiệm 3 thông qua Bảng 4.8 đã cao hơn thí nghiệm2 về độ ẩm. Chế độ lửa tại miệng lò thấp đã nâng cao độ ẩm của than tạo thành vànồng độ khí CO. Từ đó cho thấy trong suốt quá tr ình hầm than bằng lò hầm than

công nghiệp để đạt được chất lượng than tốt và thu được nồng độ khí CO cao cần






34

điều chỉnh chế độ lửa tại miệng lò vừa phải, đồng thời kéo dài thời gian nung ở mứchợp lý để không ảnh hưởng đến chất lượng than tạo thành.

K ết thúc 3 ngày hầm than cho thấy hiệu suất hầm than của thí nghiệm 3 là 36,8%;về tính chất than đầu ra không có dấu hiệu bị sống. Nồng độ khí CO đo được là

>12.000 mg/Nm3

. So sánh hiệu quả kinh tế của thí nghiệm 3 với hai thí nghiệmtrước thì thời gian dẫn khí vào buồng đốt đã cao hơn.

Như các thí nghiệm trước khí CO được xử lý trong điều kiện sử dụng nhiệt trong buồng đốt của hệ thống sấy bã bia của nhà máy làm điều kiện xúc tác. K ết quả đonồng độ CO mg/m3 đầu ra của lò hầm than sử dụng nhiên liệu một phần là khí CO:

Bảng 4.10 Nồng độ khí CO tại ống xả khí của lò hầm than TN3

Nồng độ CO (mg/Nm3) Ống 1 Ống 2 Ống 3 Ống 4

Lần 1 (5h20) 1.170 179 444 3.629

Lần 2 (6h40) 1.334 405 501 3.591Lần 3 (7h20) 919 149 303 3.158


Hình 4.7 cho thấy nồng độ khí CO còn lại sau khi dẫn khí qua thiết bị đã giảm đángk ể (giảm khoảng 11 lần so với đầu vào), trung bình nồng độ khí CO đầu ra khoảng1.315 mg/Nm3 vẫn còn cao so với QCVN 19:2009 (1.000 mg/Nm3). Cho thấy khíCO xả xuống miệng lò hầm than chỉ bị đốt cháy một phần để sinh nhiệt, phần cònlại thoát ra ngoài đường ống dẫn khói của miệng lò nên nồng độ khí CO thải ra cao.

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

Ống 1 Ống 2 Ống 3 Ống 4

Đầu ra miệng lò đốt bằng khí CO

lần 1 lần 2 lần 3

Hình 4.2 Biểu đồ thể hiện nồng độ khí CO tại đầu ra miệng lò hầm than TN3

N ồ n g đ ộ k h í C O ( m g / N m

3 )

QCVN 19:2009






35

Nồng độ khí CO đo được trong 3 thời điểm cho thấy ống 4 luôn cao hơn nhiều sovới các ống còn lại (Hình 4.7). Lửa cháy phía miệng lò hầm than là nguyên nhânlàm nồng độ khí CO ở các ống có sự khác nhau. Lửa cháy mạnh, quá trình cháy củakhí CO xảy ra tốt, lượng CO thất thoát ít. Lửa cháy yếu, quá trình cháy của khí CO

phía miệng lò không hiệu quả, lượng CO thất thoát nhiều.

Miệng lò ứng với ống 1, ống 2, ống 3 lửa cháy tốt. Nồng độ khí CO thoát ra tại ống2 và ống 3 thấp là do miệng lò thứ 2 và thứ 3 tương ứng của hai ống này nằm ở giữacó điều kiện trao đổi với oxy trong không khí nhiều hơn nên phản ứng cháy của khíCO xảy ra tốt hơn 2 ống còn lại. Đối với ống 4 có nồng độ khí CO cao do phíamiệng lò khí CO cháy nhưng với ngọn lửa yếu. Trong thời gian dẫn khí vào miệnglò khả năng tiếp xúc của khí CO với không khí là khác nhau, miệng lò 4 có điềukiện tiếp xúc với oxy trong không khí là thấp nhất.

Hiệu suất hoạt động của hệ thống xử lý khí CO tính bằng thức 3.3 khoảng 10,05%,con số này là thấp. Cho thấy hiệu quả đốt khí CO trong lò hầm than phụ thuộc và

nồng độ khí CO xả vào miệng lò. Với nồng độ khí CO xả xuống vừa phải khả năngxử lý là r ất cao. Vì vậy cần nghiên cứu xác định nồng độ khí CO cho hiệu quả tốiưu, góp phần nâng cao hiệu quả xử lý.

Hình 4.8 cho thấy nồng độ khí CO xung quanh khu vực lò hầm than trong các lầnđo đều vượt quy chuẩn QCVN 05:2009 (3.000 µg/m3). Nguyên nhân là do việc đốtkhí CO tại miệng lò hầm than chưa hiệu quả, nồng độ khí CO thải ra vượt quychuẩn khoảng 4 – 5 lần.

Trong thí nghiệm 3, tổng thời gian dẫn khí CO vào buồng đốt là 3 giờ. Lượng nhiên

liệu tiêu hao là 150 kg củi trấu, giảm 75 kg củi trấu khi nhà máy hoạt động bìnhthường.

Hình 4.3 Nồng độ khí CO xung quanh khu vực lò hầm than trung bình 1

N ồ n g đ ộ k h í C

O

0

20000

40000

60000

80000100000

120000

140000

160000

180000

Cách 3 m Cách 5m Cách 10m

Vị trí đo khí cách lò

lần 1 lần 2 lần 3 QCVN






36

Lợi nhuận mà nhà máy thu về trong một lần hầm than được tính bằng công thức 3.4.

Trong thí nghiệm 3 với số giờ dẫn khí vào buồng đốt là 3 giờ vậy lợi nhuận mà nhàmáy thu được sau một lần hầm than là: 300.000 đồng/1 lần hầm than.

Trong một năm nếu hoạt động bình thường 8 mẻ/tháng ước tính lợi nhuận thu được

khoảng 28.800.000 đồng/năm cao hơn so với kết quả trong thí nghiệm 2. Nhìnchung hiệu quả hoạt động của việc tận dụng khí CO đã được nâng cao.

Vì vậy cần có biện pháp giảm thiểu lượng hao hụt này, tránh nguy cơ làm ô nhiễmmôi trường làm việc của công nhân trong nhà máy khi áp dụng vào sản xuất. Giảmnồng độ khí CO xả xuống phía miệng lò giúp cho khí CO có thể cháy hoàn toàn tạora lượng nhiệt vừa đủ, tiết kiệm lượng khí CO tạo ra, giảm khí thải xả ra ngoài môitrường và làm tăng hiệu quả kinh tế.

4.4 SO SÁNH KẾT QUẢ CHẤT LƯỢNG THAN THU ĐƯỢC TỪ 3 THÍNGHIỆM VÀ CHẤT LƯỢNG THAN NGOÀI THỊ TRƯỜNG

Với kết quả phân tích than tạo ra từ lò hầm than trong 3 thí nghiệm, tiến hành sosánh chất lượng than ngoài thị trường vớ i than thành phẩm, sử dụng 2 thông số sosánh là độ ẩm và hàm lượng cacbon. Mẫu than để so sánh được mua ngẫu nhiên tại3 vị trí khác nhau thuộc thành phố Cần Thơ . Các mẫu than sau khi phân tích cho kếtquả như bảng:

Bảng 4.11 Độ ẩm và hàm lượng cacbon trong than đước tại các vị trí lấy mẫu

Vị trí lấy mẫu Độ ẩm (%) Hàm lượng Cacbon (%)

1 4,61 – 5,37 50,45 – 53,67

2 3,54 – 4,8 51,54 – 54,11

3 4,1 – 4,5 51,95 – 53,91

Phần trăm độ ẩm và cacbon trong than mua tại 3 địa điểm cho độ ẩm khoảng 3,54 –5,37% và cacbon khoảng 50,45 – 53,41% (Bảng 4.11).

Hình 4.4 So sánh than thị trường và than thành phẩm của 3 thí nghiệm






37

So sánh k ết quả Bảng 4.11 với kết quả Bảng 4.1, Bảng 4.4, Bảng 4.9 cho thấy cả haithông số độ ẩm và cacbon của than trong thí nghiệm 2, thí nghiệm 3 đều nằm trongkhoảng kết quả phân tích của than mua ngoài thị trường. Từ đó có thể thấy than thuđược từ thí nghiệm 2 và thí nghiệm 3 về tính chất hoàn toàn đạt chất lượng.

Tuy nhiên, về hình dạng bên ngoài thì than ngoài thị trường có bề ngoài cứng chắchơn và có trọng lương cao hơn. Nguyên nhân là do người dân sử dụng cây gỗ tươi(độ ẩm 60 – 80%) để hầm than và k ỹ thuật của quá tr ình hầm cũng ảnh hưởng một

phần đến chất lượng than tạo thành.





Chương 5. Kết Luận và Kiến Nghị

38

CHƯƠNG 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

5.1 KẾT LUẬN

K ết thúc thí nghiệm cho thấy khi hầm than lượng cacbon thải ra ngoài môi trường làr ất lớn gây ảnh hưởng đến môi trường và đời sống người dân xung quanh.

Khí CO có thể được xử lý bằng phương pháp đốt và mang lại hiệu quả. Vớinồng độ khí CO từ lò hầm than khoảng 987 – 2.467 (mg/Nm3) hiệu suất xử lý khíCO đạt khoảng 99%.

K hí CO được dẫn vào buồng đốt sấy bã bia đã giúp nhà máy tiết kiệm đượcmột phần nhiên liệu, mang lại hiệu quả kinh tế cao (28.800.000 đồng/năm).

Phương pháp hầm than trong thí nghiệm chưa mang lại hiệu quả tuy nhiênkhả năng cháy cũng như khả năng sinh nhiệt của khí thải lò hầm than là r ất lớn cần

được tận dụng và tiếp tục nghiên cứu. Việc xử lý khí thải lò hầm than bằng phương pháp này mang lại hiệu quảkinh tế mà còn giải quyết được một phần nạn ô nhiễm môi trường.

Khí thoát ra từ lò hầm than hoàn toàn không phải là khí thải mà là mộtnguồn nhiên liệu cần được tận dụng tránh lãng phí và gây ô nhiễm môi trường.

5.2

KIẾN NGHỊ

Cần nghiên cứu thêm về việc xử lý khí CO xả xuống miệng lò hầm than để cho hiệuquả xử lý cao nhất.

Trong thí nghiệm cho thấy việc hầm than bằng lò hầm than công nghiệp khôngmang lại hiệu quả, cần tiến hành nghiên cứu khả năng xử lý bằng lò hầm thantruyền thống nhằm mang lại hiệu quả cao hơn.

Trong thí nghiệm khí CO thoát ra từ quá tr ình hầm than phụ thuộc phần lớn vào chếđộ lửa phía miệng lò, vì vậy cần có biện pháp xác định thời gian đốt hợp lý để manglại hiệu quả cao nhất. Tiến hành lắp đặt các van xã khí phù hợp để việc điều chỉnhnồng độ khí CO bằng van xuống miệng lò hầm than để thực hiện quá tr ình cháyđược hiệu quả góp phần nâng cao hiệu quả xử lý khí CO .





39

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tiếng Việt:

Đào Ngọc Chân và Hoàng Ngọc Đồng, 2008. Lò hơi và thiết bị đốt, Nhà xuất bản

Khoa học kỹ thuật. Đinh Xuân Thắng, 2003. Ô nhiễm không khí, Đại học quốc gia Thành Phố Hồ ChíMinh.

Hóa Học 12, 2008. Nhà xuất bản giáo dục.

Hoàng Chương, 2004. Sổ tay hướng dẫn kỷ thuật trồng tr àm.

Hứa Thị Kim Tuyền, 2010. Khảo sát khả năng hấp thụ đạm lân có trong nước thải biogas của than đước, Luận văn tốt nghiệp, Đại học Cần Thơ.

Lâm Bỉnh Lợi và Nguyễn Văn Thôn, 1972. Rừng ngập nước Việt Nam, Sở Lâm

Học, Viện Khảo cứu nông nghiệp, tổng Nha nông nghiệp, Bộ cải cách điền địa và phát triển Nông – Ngư – Mục, Sài Gòn.

Lê Huy Bá, 2000. Môi trường, Nhà xuất bản Đại học quốc gia Thành Phố Hồ ChíMinh.

Lê Xuân Tình, 1998. Khoa học gỗ, Nhà xuất bản nông nghiệp.

Lê Hoàng Việt, 2005. Giáo tr ình xử lý chất thải rắn, trường Đại Học Cần Thơ.

Lưu Đức Hải, 2001. Cơ sở khoa học môi trường, Nhà xuất bản Đại học quốc gia Hà Nội.

Nguyễn Văn Tuyến, 2010. Giáo tr ình K ỹ thuật xử lý ô nhiễm không khí và tiếng ồn,Trường đại học Cần Thơ.

Phạm Hoàng Hộ, 1992. Cây cỏ Việt Nam.

Phạm Lê Dần, Nguyễn Công Hân, 2005. Công nghệ lò hơi và mạng nhiệt, Nhà xuất bản Khoa học và k ỹ thuật.

Phạm Ngọc Đăng, 1997. Môi trường không khí, Nhà xuất bản Khoa học kỹ thuật.

Tr ần Bích Lũy, 2010. Khảo sát khả năng hấp thụ đạm lân của than tr àm, Luận văntốt nghiệp, Đại học Cần Thơ.

Tr ần Gia Mỹ, 2005. Kỹ thuật cháy, Nhà xuất bản Khoa học kỹ thuật.

Tr ần Hồng Côn và Đồng Kim Loan, 2009. Cơ sở công nghệ xử lý khí thải, Nhà xuất bản Khoa học kỹ thuật Hà Nội.

Tr ần Hợp, 2002.Tài nguyên cây gỗ Việt Nam, Nhà xuất bản nông nghiệp.

Tr ần Ngọc Chấn, 2000. Ô nhiễm không khí và xử lý khí thải – Ô nhiễm không khívà tính toán khuếch tán chất ô nhiễm (Tập 1), Nhà xuất bản Khoa học và k ỹ thuật.

Viên Ngọc Nam, 1998. Công trình nghiên cứu sinh khối và năng suất sơ cấp rừngĐước Cần Giờ, Thành Phố Hồ Chí Minh.





40

Viện thổ nhưỡng nông hóa, 1998. Tài liệu sổ tay phân tích đất – nước – phân bón –cây tr ồng, Nhà xuất bản nông nghiệp.

Tiếng anh:

Schniewind, arno P., ed, 1989. Concise Encyclopedia of Wood & Wood-basedMaterals, 271-273.

Techniques simples de carbonization,1983. Organisation des nations unies pourl’alimentation et l’agriculture Rome, Chapitre 4 - La carbonisation du bois.

Các trang Web:

Cục Lâm Nghiệp, 2009. Những điều biết thêm về cây bạch đàn. Trích từ web: http://sonongnghiepbinhdinh.gov.vn/component/content/article/95-tu-lieu-lam-nghiep-khac/560-nhung-dieu-biet-them-ve-cay-bach-dan.html, truy cập ngày2/10/2012.

Martin Zhekov, 2008. How to conver from m3 to nm3. Trích từ trang web:http://mjekov74.blogspot.com/2008/10/how-to-convert-from-m3-to-nm3.html,truycập ngày 25/10/2012.

Natasha, 2006. Pacific views. Trích từ trang we b:http://www.pacificviews.org/weblog/archives/017752.php, truy cập ngày 2/10/2012

Nguyễn Thanh Vân, 2012. Bạch đàn. Trích từ web:http://duocthaothucdung.blogspot.com/2012/02/cay-bach-santal-blanc_7918.html,truy cập ngày : 21/09/2012.





41

PHỤ LỤC

QCVN 19: 2009

Bảng nồng độ của bụi và các chất vô cơ làm cơ sở tính nồng độ tối đa cho phép

trong khí thải công nghiệp Nồng độ C (mg/Nm3)

TT Thông số A B

1 Bụi tổng 400 200

2 Bụi chứa silic 50 50

3 Amoniac và các hợp chất amoni 76 50

4 Antimon và hợp chất, tính theo Sb 20 10

5 Asen và các hợp chất, tính theo As 20 106 Cadmi và hợp chất, tính theo Cd 20 5

7 Chì và hợp chất, tính theo Pb 10 5

8 Cacbon oxit, CO 1000 1000

9 Clo 32 10

10 Đồng và hợp chất, tính theo Cu 20 10

11 K ẽm và hợp chất, tính theo Zn 30 30

12 Axit clohydric, HCl 200 5013 Flo, HF, hoặc các hợp chất vô cơ của Flo,

tính theo HF50 20

14 Hydro sunphua, H2S 7,5 7,5

15 Lưu huỳnh đioxit, SO2 1500 500

16 Nitơ oxit, NOx (tính theo NO2) 1000 850

17 Nitơ oxit, NOx (cơ sở sản xuất hóa chất),tính theo NO2

2000 1000

18 Hơi H2SO4 hoặc SO3, tính theo SO3 100 50

19 Hơi HNO3 (các nguồn khác), tính theo NO2 1000 500

Trong đó:

Cột A quy định nồng độ C của bụi và các chất vô cơ làm cơ sở tính nồng độtối đa cho phép trong khí thải công nghiệp đối với các cơ sở sản xuất, chế biến, kinhdoanh, dịch vụ công nghiệp hoạt động trước ngày 16 tháng 01 năm 2007 với thờigian áp dụng đến ngày 31 tháng 12 năm 2014.

Cột B quy định nồng độ C của bụi và các chất vô cơ làm cơ sở tính giá trị tốiđa cho phép trong khí thải công nghiệp đối với:





42

Các cơ sở sản xuất, chế biến, kinh doanh, dịch vụ công nghiệp hoạt động kểtừ ngày 16 tháng 01 năm 2007;

Tất cả các cơ sở sản xuất, chế biến, kinh doanh, dịch vụ công nghiệp với thờigian áp dụng kể từ ngày 01 tháng 01 năm 2015.

QCVN 05 :2009

Bảng giá trị giới hạn các thông số cơ bản trong không khí xung quanh

Đơn vị: Microgam tr ên mét khối ( µg/m3)

TT Thông số Trungbình 1 giờ

Trungbình 3 giờ

Trungbình 24 giờ

Trungbình năm

1 SO2 350 - 125 50

2 CO 30000 10000 5000 -

3 NOx 200 - 100 40

4 O3 180 120 80 -

5 Bụi lơ lửng (TSP) 300 - 200 140

6 Bụi ≤ 10 µm(PM10)

- - 150 50

7 Pb - - 1,5 0,5

Ghi chú: Dấu (-) là không quy định





Van số 4 Van số 3 Van số 2 Van số 1

Vị trí các van an toàn tương ứng với các k ết quả đo khí

Ống 1 Ống 2

Ống 3

Ống 4

Vị trí các ống khói miệng lò hầm than ứng với kết quả đo khí


Documents

Nghiên cứu xử lý khí cacbon mônôxít từ lò hầm than công nghiệp