Sau khi áp dụng các giải pháp SXSH, các dòng thải vẫn có các thành phần vượt quá tiêu chuẩn môi trường thì cần phải xử lý còn gọi là xử lý cuối đường ống). Các biện pháp giảm thiểu ô nhiễm môi trường trong sản xuất sắt-thép bao gồm khí thải, nước thải và chất thải rắn.

Some solutions for processing of industrial waste

KS Phạm Chí Cường
Chủ tịch Hiệp hội Thép Việt Nam

I. Xử lý khí thải

I.1. Các công nghệ xử lý

a) Lọc bụi bằng cyclon và multicyclon

    Cyclon và multicyclon (bao gồm nhiều cyclon nhỏ hợp lại) tách bụi khỏi dòng khí thải bằng lực ly tâm. Cyclon có hiệu quả tách bụi thấp hơn nhiều so với lọc bụi tĩnh điện hay lọc bụi túi vải và không bao giờ dùng một mình trong các hệ thống kiểm soát ô nhiễm hiện đại.

b) Lọc bụi tĩnh điện

    Lọc bụi tĩnh điện thông thường được dùng để tách bụi trong khí cháy bằng việc cho dòng khí thải đi qua điện trường mạnh. Như vậy điện trường sẽ nạp điện các hạt bụi.

    Những tấm thu bụi có kích thước lớn được nạp ngược lại để hút và thu các hạt bụi. Hiệu quả thu bụi là hàm số của điện trở của các hạt bụi. Lọc bụi tĩnh điện khử bụi rất có hiệu quả bao gồm cả khí CO2. Nhiệt độ làm việc tiêu chuẩn của lọc bụi tĩnh điện là khoảng (160÷260) °C.

    Lọc bụi tĩnh điện ướt dùng dung dịch, nói chung hay dùng nước để rửa các chất bẩn từ điện cực thu bụi. Hệ thống này làm việc tốt nhất khi khí thải đi vào được làm mát hay ẩm.

    Lọc bụi tĩnh điện ngưng hơi sử dụng những ống nhựa làm lạnh bằng nước ở bên ngoài để thu những hạt nước hay hạt bụi mịn bằng việc tạo sự ngưng hơi cùng với phun nước làm nguội.

c) Lọc bụi túi vải

    Lọc bụi túi vải đạt hiệu quả cao nhằm loại bỏ chất hoá học liệt kê trong Phụ lục C của Công ước Stocholm đi cùng với bụi hay bất kỳ dạng hơi nào mà hút bám vào bề mặt hạt bụi trong dòng khí thải.

    Phin lọc thường là túi có đường kính từ 16 đến 20cm, chiều dài 10m được làm từ sợi bông thuỷ tinh hay PTFE và tính chịu đựng của từng loại được sắp xếp theo thứ tự trong bảng 1.

Loại sợi TMax (°C) Sự chịu đựng
Axit Kiềm Tính linh hoạt
Sợi vải 80 Kém Tốt Tính linh hoạt
Polypropylen 95 Cực tốt Cực tốt Rất tốt
Len 100 Tạm được Kém Rất tốt
Polyeste 135 Tốt Tốt Rất tốt
Nylon 205 Kém – tạm được Cực tốt Cực tốt
PTFE 135 Cực tốt Cực tốt Tạm được
Polyamid 260 Tốt Tốt Rất tốt
Sợi thủy tinh 260 Kém – tạm được Kém-tạm được Tạm được

Bảng 1. Các đặc tính của vật liệu làm phin lọc

    Quạt thổi bụi đi qua lớp phin lọc và các hạt bụi được giữ lại trên bề mặt phin lọc và tạo lớp. Độ xốp của phin lọc và hình thù của lớp bụi tạo thành cho phép giữ lại các hạt bụi ở dải rộng đến cỡ hạt nhỏ hơn 1 μm (với cỡ hạt 1 μm thì hiệu quả thu bụi giảm). Túi vải sẽ bị hư hỏng vì ướt hay ăn mòn và vì thế nhiệt độ của khí thải vào túi lọc phải duy trì cao hơn điểm đọng sương (130÷140) để tránh những sự cố trên. Một số loại vải lọc có độ bền cao, ít hư hỏng. Phin lọc dễ bị hỏng bởi axit, vì thế thông thường sử dụng kết hợp hệ thống hút bám sấy-phun dòng khí vào để loại bỏ các khí axit. Sấy- phun cũng làm nguội khí vào.

d) Rửa khí thải bằng sấy phun

    Rửa bằng sấy-phun hay rửa bán ướt có thể khử axit và bụi từ khí thải sau đốt. Đối với máy sấy- phun điển hình thì khí cháy nóng đi vào buồng phản ứng của tháp rửa.

    Dung dịch nước vôi tôi được phun vào buồng phản ứng với tốc độ được kiểm soát. Dung dịch trộn như với khí cháy trong buồng phản ứng. Nước sẽ bay hơi nhanh và nhiệt hoá hơi làm cho nhiệt độ của khí cháy giảm nhanh. Nước vôi tôi sẽ trung hoà các thành phần axit trong khí cháy (thí dụ HCl và SO2) tới 90%. Đối với lò thiêu đốt chất thải rửa bằng sấy phun có thể đạt hiệu quả đến 93% đối với SO2 và 98% đối với HCl. Sản phẩm sấy gồm các hạt và vôi tôi lắng xuống đáy của buồng phản ứng hay sẽ dược thu lại tại thiết bị khử bụi tiếp theo (lọc bụi tĩnh điện hay lọc bụi túi vải).

    Công nghệ sấy-phun dùng kết hợp với lọc bụi tĩnh điện hay lọc bụi túi vải. Ngoài việc giảm khí axit và bụi và kiểm soát các kim loại bay hơi, sấy- phun còn giảm nhiệt độ khí cháy vào như vậy giảm khả năng hình thành các chất hoá học độc hại. Các chất thải rắn từ quy trình sấy-phun thông thường chứa hỗn hợp của sunphát, sunphít, tro bay, chất thải độc hại và các chất hút bám không phản ứng.

e) Rửa khí thải bằng phương pháp ướt

    Tháp rửa ướt tổng hợp một số quá trình được thiết kế cho việc khử bụi và khí axit. Những công nghệ đó bao gồm bắn, quay, ống Venturi, phun, tháp khô và tháp hỗn hợp. Tháp rửa ướt giúp giảm sự hình thành và phát thải các chất hoá học độc hại ở cả dạng hơi và dạng hạt. ở tháp rửa hai công đoạn, công đoạn một khử HCl bằng nước, công đoạn hai khử SO2 bằng nạp thêm sôđa hay nước vôi tôi. Trong quy trình tháp rửa ướt sinh ra thạch cao như vậy làm giảm lượng chất thải rắn ra môi trường vì thạch cao là sản phẩm có giá trị. Tháp rửa ướt có hiệu quả khử cao nhất các khí axit hoà tan trong số các công nghệ hiện có khi mà hiệu quả khử là hàm số của độ pH của nước rửa.

f) Tháp rửa bụi mịn

    Tháp rửa bụi mịn được lắp cùng với số lượng lớn các vòi hơi hai cấu tử (nước và khí nén). Tháp rửa hiệu quả cao như vậy có thể tách các hạt bụi mịn thông qua việc phun tạo hạt rất mịn như kiểu thâm nhiễm của dung dịch hút bám và tốc độ cao của các hạt nước. Hơn nữa việc làm nguội khí thải và sự nguội hơn trong tháp rửa bụi tạo điều kiện cho việc ngưng tụ và nâng cao khả năng hút bám các thành phần chất bốc trong các hạt bụi. Dung dịch hút bám được xử lý bằng quy trình xử lý nước thải. Đối với loại tháp rửa đơn giản có thể loại khí axit trong khí thải và cả khử khí CO. Kết quả đạt được bằng tháp rửa hiệu quả cao tương đương với hiệu quả khử của tháp rửa là khoảng 95%.

g) Phin lọc kiểu đệm cố định (hút bám)

    Trong quy trình này khí thải dã được làm sạch sơ bộ ở nhiệt độ (110÷150) °C được dẫn qua lớp vật liệu hút bám chứa than hoạt tính. Những thiết bị cần thiết kèm theo bao gồm bộ cấp than hoạt tính mới, buồng phản ứng đệm cố định và hệ thống xử lý chất hút bám đã sử dụng. Đệm than hoạt tính tách nốt các hạt bụi còn dư lại, aerosol và các chất khí ô nhiễm. Sự chuyển động trong tháp là vuông góc và ngược chiều nhằm ngăn ngừa sự tắc của đệm lọc do bụi bám vào.

I.2. Giới thiệu công nghệ nước ngoài

a) Quy trình xử lý của hãng POSCO – Hàn Quốc

    + Quy trình hấp thụ bằng cacbon hoạt tính:

    Khí thải từ lò luyện thép được khử bụi bằng lọc bụi tĩnh điện, sau đó được dẫn vào tháp có các lớp chứa cacbon hoạt tính. Các hạt cacbon có tác dụng hấp thụ các hạt bụi mịn, khí SOx. Tại đây cung xay ra sự phân huỷ khí NOx thành khí N2 và H2O. Khí Sau khi được làm sạch thì dẫn đến ống khói thải ra môi trường. Than hoạt tính được xử lý và tái sinh tại tháp khác, ở đó khí có nồng độ SO2 cao được thu hồi dưới dạng axit H2SO4 (tỷ lệ thu hồi H2SO4 tới 95%). Kết quả Xử lý thu được như trình bày trong bảng 2.

    + Quy trình phun bột NaHCO3 Và tháp rửa

    Khí thải từ lò luyện thép được khử bụi bằng lọc bụi tĩnh điện, sau đó trước khi dẫn vào phin lọc túi vải thì được phun bột Natri Bicacbonat NaHCO3). Dưới tác dụng của nhiệt độ NaHCO3 phân huỷ thành Na2CO3 khí CO2 và hơi nước. Na2CO3 có độ xốp cao, hoạt tính cao sẽ hấp thụ các khí độc hại trong khí thải theo các phản ứng sau:

Na2CO3 + SO2 + 1/2O2 Na2SO4 + CO2
Na2CO3 + 2HCl + 1/2O2 2NaCl + CO2 + H2O
Na2CO3 + 2HF + 1/2O2 2NaF + CO2 + H2O

    Kết quả xử lý thu được như trình bày trong bảng 2

Khí thải Than hoạt tính Phun NaHCO3 & tháp lọc
Sox 90% 80%
Nox 40% 80%
Bụi 10 mg/Nm3 10 mg/Nm3

Bảng 2. Kết quả xử lý khí thải của lò luyện thép

b) Công nghệ ADIOX – Thụy Điển xử lý khí thải đốt lò hơi

    Khí thải từ lò đốt nồi hơi trước tiên được dẫn qua bộ phin lọc túi vải để làm sạch bụi. Sau đó khí thải được dẫn qua tháp rửa để loại các thành phần axit. Nhiệt khí thải được thu hồi tại bộ tận thu trao đổi nhiệt và được dùng để sưởi ấm dân dụng. Bước tận thu nhiệt cuối cùng xẩy ra tại bộ khử ẩm, nó truyền nhiệt để sấy nóng không khí cấp vào buồng đốt. Khí thải được hâm nóng lên 20°C cao hơn điểm tụ sương trước khi được dẫn vào bộ hấp thụ ADIOX. Bộ hấp thụ là hệ hống tĩnh gồm có 2 lớp ADIOX riêng. Kết quả đạt được đối với khí thải sau khi làm sạch bằng công nghệ ADIOX được trình bay trong bảng 3

Khí thải Vào tháp rửa Sau khi làm sạch
NH3 200 < 10 mg/Nm3
dg@11%O2
HCl 200 < 10 mg/Nm3
dg@11%O2
SO2 600 < 50 mg/Nm3
dg@11%O2
HF 5 < 1 mg/Nm3
dg@11%O2

Bảng 3. Chất lượng khí thải sau khi làm sạch bằng công nghệ ADIOX

Bình luận

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>