Giải pháp kiểm soát nồng độ bụi trong các nhà máy công nghiệp

 Ks. Vũ Tuấn Vinh

Trưởng phòng thiết bị đo lường, điều khiển

& tự động hóa công nghiệp


Trách nhiệm của doanh nghiệp với xã hội- CSR

Vấn đề đặt ra

Trong quá trình công nghiệp hóa và hiện đại hóa đất nước, càng ngày càng có nhiều nhà máy, khu công nghiệp tập trung được xây dựng và đưa vào hoạt động tạo ra một khối lượng sản phẩm công nghiệp chiếm tỷ trọng cao trong toàn bộ nền kinh tế quốc dân. Bên cạnh đó sản xuất công nghiệp đã gây nên nhiều ảnh hưởng xấu đến môi trường trong đó có môi trường không khí. Nếu không có biện pháp thích đáng thì môi trường nói chung và môi trường không khí nói riêng xung quanh nhà máy, các khu công nghiệp tập trung sẽ đứng trước nguy cơ bị xấu đi trầm trọng , ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe của dân.  �" nhiễm không khí do hoạt động công nghiệp vẫn đang và sẽ là một trong những nguồn gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng nhất.

image002

KHÓI THẢI TỪ NGUỒN ĐỐT NHIÊN LIỆU.

Hầu hết các ngành công nghiệp đều sử dụng các loại nguyên liệu khác nhau để làm chất đốt nhằm cung cấp năng lượng cho quá trình công nghệ khác nhau.  Ở một số khu vực, hầu hết sử dụng dầu làm nguyên liệu (Vd: các khu công nghiệp tại TP HCM). Nguồn thải do chất đốt dầu (chủ yếu là dầu FO) được coi là nguồn thải quan trọng nhất do các lý do sau:

-         Là nguồn thải có khối lượng lớn nhất. VD: Với nguồn nhiên liệu loại này chỉ tính cho một nhà máy điện Hiệp phước trong khu công nghiệp Hiệp Phước với công suất 675 MW khi xây dựng xong, mỗi giờ sẽ thải vào không khí và khí quyển một khối lượng lớn các chất ô nhiễm như sau:

+ Lưu lượng khói: 3.578.000 m3

+ SO2 8.721 Kg

+ NO2 438 Kg

+ SO3 108 Kg

+ Bụi 43 Kg

-         Là  nguồn thải được phân bố khắp nơi, hầu như tất cả các nhà máy đều sử dụng dầu FO làm nguyên liệu để cung cấp năng lượng cho các quá trình công nghiệp như lò hơi, lò sấy, lò rang ở ngành công nghiệp thực phẩm, lò nung ở ngành công nghiệp luyện kim.

-         Là nguồn thải có chứa đầy đủ các chất ô nhiễm không khí đặc trưng như SO2, NO2, CO bụi và các chất ô nhiễm nguy hiểm khác như: SO3, ALDEHYDE, CARBUA HYDRO.

Ngoài nhiên liệu chủ yếu là dầu FO các loại nguyên liệu khác được sử dụng trong các ngành công nghiệp cũng gây ô nhiễm đáng kể như than đá,..

KHÍ THẢI TỪ C�"NG NGHIỆP LUYỆN KIM

Khí thải từ các nhà máy luyện thép: Nguồn gây ô nhiễm không khí chủ yếu của các nhà máy luyện thép là khói thải từ lò hồ quang, lượng khí thải này được ước tính với lưu lượng là  50.000 M3/H cho lò hồ quang, khí thải chứa chủ yếu là bui với hệ số ô nhiễm là 20-30 kg/tấn sản phẩm, CO với hệ số ô nhiễm là 7-10 kg/tấn sản phẩm.

image005

Dây chuyền sản xuất thép của Nhà máy thép đã cũ

Khói thải từ các lò đúc nấu kim loại dạng thủ công : Khói thải từ nguồn này có chứa các chất ô nhiễm như: SO2, CO, NO2, Bụi, CXHY.

KHÍ THẢI TỪ C�"NG NGHIỆP HOÁ CHẤT

Chủ yếu thuộc các nhà máy hóa chất cơ bản, các nhà máy sản xuất bột giặt, chất thải rửa,…

image007

Khí thải qua ống khói của một nhà máy công nghiệp

KHÍ THẢI TỪ CÁC NHÀ MÁY GIA C�"NG BỀ MẶT KIM LOẠI

Quá trình hoạt động của các nhà máy này tạo ra khí thải với chất ô nhiễm là bụi, khí HCl, Khí NH3.

KHÍ THẢI CHỨA CÁC CHẤY �" NHIỄM DẠNG HẠT

Các nguồn gây ô nhiễm dạng hạt của công nghiệp rất đa dạng và rất phổ biến. Các loại bụi cũng rất đa dạng từ những loại bụi vô cơ, kích thước rất nhỏ cho đến các loại bụi có kích thước lớn. Một số nhà máy mà nguồn ô nhiễm không khí chủ yếu là bụi, có thể liệt kê như sau:

+ CÁC NHÀ MÁY XI MĂNG

+ CÁC NHÀ MÁY CHẾ BIẾN LƯỢNG THỰC

+ CÁC NHÀ MÁY CHẾ BIẾN GỖ

+ CÁC TRẠM TRỘM BÊ T�"NG, BÊ T�"NG NHỰA NÓNG

+ CÁC MỎ KHAI THÁC ĐÁ

+ CÁC NHÀ MÁY THUỐC LÁ...

+ C�"NG NGHIỆP DỆT SỢI

image009

Ống khói của  nhà máy ximăng ngày đêm thải khói mịt mù

Hệ quả…

Các loại bụi khí là nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường và ảnh hưởng đến sức khỏe con người. Vấn đề giảm thiểu khói bụi phát ra từ các nhà máy/ khu công nghiệp hiện đang là nhu cầu cấp thiết toàn cầu. Ở nhiều nước trên thế giới các chính phủ đã cho thi hành luật để ngăn chặn và giảm thiểu tối đa ô nhiễm không khí. Cùng chung tay giúp sức và cũng để thể hiện trách nhiệm của doanh nghiệp với các vấn đề toàn cầu,  Hãng Tanaka Electric Lab đã cho ra đời “hệ thống kiểm soát nồng độ bụi”, hệ thống này có thể giúp các công ty sản xuất có thể hoàn toàn kiểm soát lượng khói bụi thải ra môi trường, nhằm mang lại một bầu không khí sạch hơn cũng như nâng cao hơn nữa hiệu quả sản xuất.

 image011

Giải pháp hệ thống kiểm soát nồng độ bụi

anh231110

Hình 1- Hệ thống kiểm soát nồng độ bụi DDM-fc

Hệ thống kiểm soát nồng độ bụi DDM-fC của Hãng Tanaka Electric Lab là hệ thống kiểm soát bụi thời gian thực hiệu suất cao, hệ thống này được thiết kế phù hợp với các điều kiện môi trường công nghiệp khắc nghiệt như nhiệt độ cao (820˚C), áp suất lớn (246 kPa), độ ẩm cao và môi trường nhiễm điện cao. Nó có thể đo nồng độ bụi lên đến 1 mg/Nm3 theo quy định của Luật Kiểm soát ô nhiễm không khí. Nó được thiết kế cả cho trường hợp làm việc độc lập và cho hệ thống giám sát liên tục CEMS (hệ thống giám sát khí phát thải liên tục). Các tín hiệu từ hệ thống này có thể dễ dàng kết nối tới hệ thống DCS (Hệ thống điều khiển phân tán). Hệ thống DDM-fC là một sản phẩm hoàn hảo và phù hợp cho cả việc lắp đặt mới hoặc thay thế cho hệ thống giám sát bụi không ổn định hiện có của Quý khách hàng. Hệ thống DDM-fC bao gồm hệ thống đầu đo quang học, dây cáp quang, tủ điều khiển trung tâm, và hệ thống khí chèn làm sạch. Hệ thống đầu đo quang học sử dụng phương pháp tán xạ ánh sáng để đo chính xác nồng độ bụi bên trong ống khói. Hệ thống này có thiết kế rất độc đáo và sáng tạo để có thể hoạt động đo chính xác, tin cậy và với yêu cầu bảo trì thấp. Các bộ vi xử lý điều khiển cho trung tâm điều khiển chính phân tích các dữ liệu từ hệ thống đo quang học và truyền đi các tín hiệu cảnh báo tới hệ thống DCS để kiểm soát toàn bộ nhà máy hoặc điều khiển hệ thống kiểm soát bụi như bộ lọc bụi túi và Bộ lọc bụi tĩnh điện ESP nhằm tránh ô nhiễm môi trường hoặc điều khiển các hệ thống để giảm thiểu các chi phí vận hành của nhà máy. Các dữ liệu phân tích có thể được truyền đến DCS để lưu trữ và sử dụng cho các phân tích trong tương lai.

Nguyên lý đo tán xạ ánh sáng của Tanaka Electrict Lab.

anh1231110

Hình 2- Sơ đồ nguyên lý đo tán xạ ánh sáng

Nguyên lý đo tán xạ ánh sáng của Tanaka Electric Laboratory đảm bảo đưa ra được kết quả đo đáng tin cậy trong các điều kiện khắc nghiệt như khói bụi tích điện cao, khói có độ ẩm lớn và khói có vận tốc thường xuyên thay đổi. Diện tích khu vực đo bụi của thiết bị rộng theo cả ba chiều, bao gồm cả vùng diện tích rộng bên trong của ống khói và hệ thống đo quang học có độ nhạy rất cao. Nguyên lý đo tán xạ ánh sáng sử dụng bộ cảm biến quang học đảm bảo khả năng chống nhiễu rất tốt. Thiết kế độc đáo của hệ thống này thể hiện ở chỗ là tích hợp hệ thống khí chèn giúp các đầu cảm biến  luôn được làm sạch và do đó hầu như không cần bảo trì trong quá trình sử dụng. Ngoài ra, việc lắp đặt toàn bộ thiết bị cũng rất đơn giản. Thiết bị của chúng tôi có ưu điểm hơn hẳn các thiết bị đo nồng độ bụi khác sử dụng các nguyên lý đo truyền thống là dùng điện cực (electrode method) hoặc phương pháp đo quang thấu (optical penetration method), cụ thể:

Về mặt lý thuyết phương pháp đo bằng điện cực (electrode method) tương đối chính xác, tuy nhiên các tín hiệu đầu ra thường bị nhiễu và do đó kết quả đo là không đáng tin cậy.

Phương pháp đo quang thấu (optical penetration method: cho luồng ánh sáng đi xuyên qua khói từ 1 phía của ống khói và nồng độ bụi sẽ tương ứng với cường độ hấp thụ lại ánh sáng đó ở đầu kia) thường phụ thuộc rất nhiều vào tính chất  của từng loại khói bụi, diện tích vùng đo theo phương pháp này thường rất nhỏ hẹp và do đó thông số đo thường không chính xác, việc lắp đặt thiết bị rất khó khăn và công việc bảo trì phức tạp, tốn kém.

 Bảng so sánh các phương pháp đo

So sánh giữa Phương pháp tán xạ sánh sáng và Phương pháp điện cực

So sánh giữa Phương pháp tán xạ sánh sáng và Phương pháp đo quang thấu

image020

Thiết bị dùng phương pháp điện cực không thể phát hiện được bụi trong khi DDM phát hiện được. Các tín hiệu đo từ thiết bị DDM là rất ổn định, trong khi các tín hiệu đo từ thiết bị dùng phương pháp điện cực lại rất nhiễu.

Vùng thiết bị DDM vẫn cho các thông số đo được nồng bụi trong khi thiết bị sử dụng 2 phương pháp kia  không thể phát hiện được nồng độ bụi.

Các tín hiệu đo của thiết bị DDM và thiết bị sử dụng phương pháp quang thấu là gần như giống nhau. Tuy nhiên vùng đo của thiết bị DDM lớn rất nhiều do đó thông số đo sẽ chính xác hơn nhiều lần.

Ngyên lý dò tán xạ ánh sáng của Tanaka Electrict Lab.

 Lắp đặt rất dễ dàng và đơn giản

anh2231110

Bảo trì dễ dàng và đơn giản

anh4231110

Hệ thống DDM-fC có thể được lắp đặt, hiệu chỉnh và bảo trì ngay cả trong khi nhà máy vẫn đang vận hành với bụi khói đang chạy trong ống khói. Việc này không hề ảnh hưởng đến việc sản xuất của nhà máy. Trong khi hầu hết các hệ thống đo kiểm soát bụi của các hãng khác đều cần phải dừng nhà máy mới có thể thực hiện được công việc lắp đặt và bảo trì.

Kiểm soát liên tục tin cậy

anh3231110

 Đồ thị trên mô tả thông số đo của DDM-fC tại đường ống xả của hệ thống lọc bụi túi của máy nghiền xi măng, việc kiểm soát bụi liên tục và phát hiện nồng độ bụi vượt quá mức cho phép có thể dễ dành nhận thấy trên đồ thị bên trái. Từ đó phát hiện ra sự cố bộ lọc bụi túi bị tắc và cánh gió bị hỏng. Đồ thị bên phải hiển thị thông số đo khi sự cố đã được xử lý.

Các lợi ích mang lại

Hệ thống kiểm soát nồng độ bụi của Tanaka Electric Laboratory không chỉ giúp giảm thiểu ô nhiễm môi trường, thể hiện trách nhiệm xã hội của các doanh nghiệp, mà còn mang lại những lợi ích như:

- Tăng hiệu suất hoạt động của các nhà máy.

- Giảm thiểu chi phí vận hành của bộ lọc bụi tĩnh điện (ESP).

- Tăng tuổi thọ làm việc của các thiết bị trong nhà máy.

Ngoài ra, còn có những lợi ích:

- Giảm thời gian và chi phí cài đặt ban đầu.

- Giảm chi phí và thời gian bảo trì.

 Phạm vi ứng dụng của thiết bị

Hệ thống kiểm soát nồng độ bụi DDM-fC được ứng dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp như:

- Nhà máy điện đốt than, dầu
- Nhà máy thép
- Nhà máy giấy và nguyên liệu giấy
- Nhà máy xử lý chất thải, lò đốt rác thải
- Lò hơi công nghiệp
- Lò hơi Biomass
- Nhà máy xi măng
- Nhà máy luyện kim nhôm

image027

Nhà máy giấy

image029

Các khu công nghiệp nặng

image031

Các khu xử lý rác thải

image033

Nhà máy nhiệt điện

image035

Nhà máy luyện gang/ thép

image036

Nhà máy xi măng

 Thông số kỹ thuật

Tủ điều khiển chính

(1) Kết cấu: khung hộp lắp đặt ngoài trời

(2) Nguyên lý đo: tán xạ ánh sáng 90 độ

(3) Nguồn sáng: halogen

(4) Dải đo: từ 0 – 500 mg/Nm3 (dải đo có thể thay đổi được)

(5) Tín hiệu đầu ra: DC 4-20mA cách ly, RS-232C

(6) Màn hình hiển thị: dạng số 0 - 100%

(7) Tín hiệu cảnh báo: báo lỗi

(8) Hiệu chuẩn: điều chỉnh về 0 , Thay đổi lựa chọn bằng tay/tự động ; Điều chỉnh dải

(9) Nguồn cấp: AC100V±10% (50Hz/ 60Hz), 4A lấy từ hệ thống khí chèn

(10) Nhiệt độ làm việc: -10 ˚C ~ +50 ˚C

(11) Kích thước: 500 x 670 x 270mm

(12) Trọng lượng: ~ 45kg

(13) Màu sơn: Munsel 5Y7/1 G=40

Cáp quang

(1) Kích thước: Ø4 x 4m (tiêu chuẩn)

Hệ thống đo quang học

(1) Kích thước: 260 x 125 mm

(2) Trọng lượng: xấp xỉ 5 kg

(3) Vật liệu: thép không rỉ (SUS304)

(4) Trang bị bộ sấy khí để chống mờ thấu kính do hơi nước trong khí chèn.

(5) Mặt bích chữ nhật 200mm x 65mm để lắp trên đường ống.

(6) Đầu nối thiết bị chèn khí: đai ốc PT 1/4"

Tủ hệ thống khí chèn

(1) Chú ý lắp đặt:

Thiết bị này có thể dùng trong trường hợp áp lực của dòng bụi khói ngang bằng với áp suất khí quyển hoặc ở áp suất âm.

(2) Lưu lượng khí cấp: xấp xỉ 100 lít/phút

(3) Tín hiệu cảnh báo: báo lỗi khi bơm cấp khí hỏng

(4) Nguồn cấp: AC220V±10% (50Hz/ 60Hz), Công suất 1KVA

(5) Nhiệt độ làm việc: -10 ˚C ~ +50 ˚C

(6) Kích thước: 530 mm x 504 mm x 322mm

(7) Trọng lượng: ~ 35kg

______________

Đại diện tại Việt Nam:

Phòng thiết bị đo lường, điều khiển & tự động hóa công nghiệp

Công ty Cổ phần Thương mại và Kỹ thuật VINTEC                                                                                                                                             
Phòng A7-12, toà nhà Golden West, 02 Lê Văn Thiêm, Nhân Chính, Thanh Xuân,

Hà Nội, Việt Nam.

Tel.  +84 24 2284 4488
Fax.  +84 
24 2284 4489
Email:  sales@vintec.com.vn
Website: www.vintec.com.vn



No. of read: 1510
Send via email Print
  Others:
   FCI MT Series Multi-Point – Giải pháp lý tưởng cho việc kiểm soát lưu lượng khí thải liên tục trong hệ thống CEMS ( 26/9/2017 )
   Ứng dụng nguyên lý đo tán xạ ánh sáng trong việc theo dõi và giám sát nồng độ bụi trong khói thải ( 26/9/2017 )
   ST100 SERIES, LƯU LƯỢNG KẾ CAO CẤP THEO CÔNG NGHỆ PHÂN TÁN NHIỆT - NHỮNG ĐỘT PHÁ THIẾT KẾ TRONG LĨNH VỰC ĐO LƯỜNG LƯU LƯỢNG KHÍ TRONG THẾ KỶ 21 ( 2/8/2017 )
   FCI - Công nghệ tạo nên thương hiệu sản phẩm ( 22/7/2010 )
   ST51: Lưu lượng kế đo lường khí metan mỏ than của FCI ( 22/7/2010 )
   FCI-GF90 Giải pháp đo lưu lượng khí cho nhà máy lọc dầu, nhà máy điện và hóa chất ( 22/7/2010 )
   GF90: Giải pháp đo lưu lượng khí/gas với độ chính xác cao cho việc giám sát lỗ thông khí ở các nhà máy lọc dầu ( 22/7/2010 )
   So sánh giữa công nghệ đo chênh áp và công nghệ phân tán nhiệt trong việc lựa chọn đo lưu lượng khí ( 21/7/2010 )
   Đo mức/ giao diện chất lỏng trong kiểm soát chất lỏng sệt/ chất tạo kết tủa ( 21/7/2010 )
   FCI với các thiết bị và giải pháp bảo vệ bơm hữu hiệu trong các ngành công nghiệp trọng điểm ( 21/7/2010 )
   Giải pháp đo lưu lượng khí BIOGAS ( 21/7/2010 )
   Giải pháp FCI cho các quá trình công nghệ trong ngành công nghiệp giấy ( 21/7/2010 )
   Kiểm soát lưu lượng khí Ozone trong hệ thống xử lý nước thải ( 21/7/2010 )
   Giải pháp đo lường và kiểm soát lưu lượng cho các dây chuyền và phụ trợ ( 21/7/2010 )
   Nâng cao độ linh hoạt và đơn giản hóa việc bảo dưỡng thiết bị đo lưu lượng ( 20/7/2010 )
   Nâng cao độ chính xác trong đo lưu lượng và tiết kiệm trong vận hành ( 20/7/2010 )

8/ 106,355