Tiểu luận Vấn đề ô nhiễm bụi và kiểm soát ô nhiễm bụi trong ngành nhiệt điện Việt Nam

trường đại học bách khoa hà nội viện khoa học và công nghệ môi trường ---------------------------oOo-------------------------- tiểu luận kỹ thuật kiểm soát ô nghiễm không khí Đề tài: “Vấn đề ô nhiễm bụi và kiểm soát ô nhiễm bụi trong ngành nhiệt điện Việt Nam” Giảng viên : TS. Nghiêm Trung Dũng Nhóm sinh viên : Nguyễn Đức Long Phạm Kim Ngọc Trần Quang Trung Lớp : Kỹ thuật môi trường Khóa : 52 Hà Nội, 11/2010 mục lục Lời nói đầu………………………………………………………………….. 1 Chương 1. Giới thiệu ngành nhiệt điện Việt Nam………………………… 2 1. 1. Xu thế gia tăng nhiệt điện trong cơ cấu ngành điện Việt Nam………………………………………………………………………………….. 2 1. 2. Quy hoạch điện VI – chiến lược phát triển ngành điện Việt Nam giai đoạn 2006 – 2015 tầm nhìn đến 2025………………………………………………. 2 Chương 2. Công nghệ sản xuất nhiệt điện……………………………………….. 6 2. 1. Sơ đồ công nghệ sản xuất nhiệt điện………………………………… 6 2. 2. Nhiên liệu………………………………………………………………. 7 Chương 3. Vấn đề ô nhiễm bụi của ngành nhiệt điện Việt Nam……………….. 8 3. 1. Hiện trạng ô nhiễm bụi của ngành nhiệt điện Việt Nam………………. 8 3. 2. Kiểm soát ô nhiễm bụi trong ngành nhiệt điện Việt nam………………. 12 Kết luận và Kiến nghị……………………………………………..………………. 16 Danh mục tài liệu tham khảo…………………………………………………….. 17 lời nói đầu Tiểu luận môn học Kỹ thuật kiểm soát ô nhiễm không khí với đề tài “ vấn đề ô nhiễm bụi và kiểm soát ô nhiễm bụi trong ngành nhiệt điện Việt Nam” gồm 3 chương được phân công viết như sau: Chương 1. Giới thiệu ngành nhiệt điện Việt Nam do Trần Quang Trung viết; Chương 2. Công nghệ sản xuất nhiệt điện do Phạm kim Ngọc viết; Chương 3. Vấn đề ô nhiễm bụi của ngành nhiệt điện Việt Nam do Nguyễn Đức Long viết. Mặc dù đã cố gắng nhưng chắc chắn tiểu luận này còn có những thiếu sót về cả nội dung và hình thức trình bày. Chúng em rất mong nhận được sự nhận xét, góp ý của Thầy và Các bạn. chương 1. giới thiệu ngành nhiệt điện việt nam 1. 1. Xu hướng gia tăng nhiệt điện trong cơ cấu ngành điện Việt Nam Theo tính toán đến năm 2015 khi các nhà máy thủy điện lớn như Sơn La, Tuyên Quang hoàn tất xây dựng và đi vào vận hành thì tiềm năng thủy điện của Việt Nam cơ bản được khai thác hết. Trong khi đó tốc độ tăng trưởng phụ tải liên tục tăng cao, vài năm trở lại đây luôn có tình trạng thiếu điện về mùa khô. Trong khi đó ngành nhiệt điện có nhiều ưu điểm: chi phí đầu tư ban đầu tương đối thấp, thời gian xây dựng ngắn, nguồn điện ổn định không phụ thuộc vào thời tiết, có thể chủ động được nguồn nhiên liệu. Do đó lựa chọn phát triển ngành nhiệt điện đang là hướng đi chiến lược. Trong thời gian tới hệ thống điện Việt Nam sẽ có sự thay đổi đáng kể trong cơ cấu nguồn. Theo đó, tỷ trọng thủy điện giảm dần, còn tỷ trọng nhiệt điện tăng mạnh (hình 1. 1 và hình 1. 2 [1]), bên cạnh đó trong tương lai không xa sẽ có sự góp mặt của điện nguyên tử và các nguồn điện “sạch”. Hình1. 1. Tỷ lệ công suất các nhà máy nhiệt điện so với thủy điện Hình 1. 2. Tỷ lệ công suất của các nhà máy nhiệt điện 1. 2. Quy hoạch điện VI – chiến lược phát triển ngành điện Việt Nam giai đoạn 2006 – 2015 tầm nhìn đến 2025 Ngày 18 tháng 7 năm 2007 Thủ tướng chính phủ ký quyết định 110/2007/QĐ – TTg phê duyệt Quy hoạch phát triển điện lực quốc gia giai đoạn 2006 - 2015 có xét đến năm 2025 (gọi tắt là quy hoạch điện VI) thể hiện quan điểm phát triển bền vững ngành điện Việt Nam. Căn cứ vào đó, tốc độ phát triển ngành điện Việt Nam được dự báo khoảng 18 – 20% một năm, cụ thể, giai đoạn 2006 – 2015 trung bình một năm tăng thêm 3000MW, còn giai đoạn 2010 – 2015 trung bình một năm tăng thêm 7000MW. Nhu cầu và kế hoạch phát triển nguồn điện cho trong bảng 1. 1[2]. Bảng 1. 1. Nhu cầu và kế hoạch phát triển nguồn điện Năm 2005 2010 2015 Elắp máy (MW) 11286 25857 – 27000 60000 – 70000 Esản xuất (tỷ kWh) 53,5 124 257 Ethương phẩm (tỷ kWh) 45,6 107 223 Eo thương phẩm (kWh/người/năm) 550 1200 2300 Quy hoạch điện VI xác định rõ ràng xu thế gia tăng phát triển nhiệt điện, khẳng định nhiệt điện đóng vai trò chủ đạo trong cơ cấu nguồn điện trong vài chục năm tới. Các nhà máy nhiệt điện trong phương án xây dựng 2006 – 2015 như trong bảng 1. 2. Năm hoạt động # Nhà máy Công suất (MW) Chủ đầu tư 2007 1 NĐ than Cao Ngạn 100 VINACOMIN/IPP 2 TBKHH Cà Mau I 750 PVN/IPP 3 NĐ than Uông Bí mở rộng #1 300 EVN 2008 4 TBKHH Cà Mau II 750 PVN/IPP 5 TBKHH Nhơn Trạch I 450 PVN/IPP 6 NĐ than Sơn Động 220 VINACOMIN/IPP 7 NĐ than Hải Phòng I#1 300 NĐ Hải Phòng 8 NĐ than Cẩm Phả I 300 VINACOMIN/IPP 9 NĐ than Hải Phòng I #2 300 NĐ Hải Phòng 10 NĐ than Quảng Ninh I #1,2 600 NĐ Quảng Ninh 11 NĐ khí Ô Môn I #1 300 EVN 2009 12 NĐ than Hải Phòng II #1 300 NĐ Hải Phòng 13 NĐ than Mạo Khê #1 220 VINACOMIN/IPP 14 NĐ than Nông Sơn 30 VINACOMIN/IPP 15 NĐ Lọc dầu Dung Quất 104 PVN/IPP 2010 16 NĐ than Quảng Ninh II#1 300 NĐ Quảng Ninh 17 NĐ than Hải Phòng II#2 300 NĐ Hải Phòng 18 NĐ than Cẩm Phả II 300 VINACOMIN/IPP 19 NĐ khí Ô Môn I #2 300 EVN 20 NĐ than Vũng Áng I #1 600 LILAMA/IPP 21 NĐ than Mạo Khê #2 220 VINACOMIN/IPP 22 TBKHH Nhơn Trạch 2 750 PVN/IPP 2011 23 NĐ than Uông Bí mở rộng #2 300 EVN 24 NĐ than Mông Dương I #1 500 EVN 25 NĐ than Mông Dương II #1 600 AES/BOT 26 NĐ than Quảng Ninh II #2 300 NĐ Quảng Ninh 27 NĐ than Vũng Áng I #2 600 LILAMA/IPP 28 NĐ than Thăng Long 300 NĐ Thăng Long 29 NĐ than Nghi Sơn I # 1 300 EVN 30 NĐ than Vĩnh Tân I, # 1 600 CSG/BOT 2012 31 NĐ than Nghi Sơn I # 2 300 EVN 32 NĐ than Mông Dương I #2 500  EVN 33 NĐ tha Mông Dương II #2 600 AES/BOT 34 NĐ than Vĩnh Tân I #2 600 CSG/BOT 35 NĐ than Sơn Mỹ #1 600 BOO/BOT 36 NĐ than Trà Vinh I, # 1 600 EVN 37 NĐ than Nghi Sơn II #1 600 BOT 2013 38 TBKHH Ô Môn II 750 BOT/BOO 39 NĐ than Nghi Sơn II #2 600 BOT/BOO 40 NĐ than Vũng Áng II #1,2 1200 LILAMA 41 NĐ than Sơn Mỹ #2 600 BOO/BOT 42 NĐ than Trà Vinh I, # 2 600 EVN 43 NĐ than Vĩnh Tân II, # 1 600 EVN 44 NĐ than Sóc Trăng I #1 600 EVN 45 NĐ than Kiên Giang I # 1 600 BOO/BOT 2014 46 TBKHH miền Nam # 1 750 BOO/BOT 47 NĐ than Vĩnh Tân II, #2 600 EVN 48 NĐ than Sơn Mỹ #3 600 BOO/BOT 49 NĐ than Sóc Trăng I # 2 600 EVN 50 NĐ than Trà Vinh II # 1 600 EVN 51 NĐ than Kiên Giang I # 2 600 BOO/BOT 52 NĐ than Hải Phòng III#1,2 1200 EVN 2015 53 TBKHH miền Nam #2,3 1500 BOO/BOT 54 NĐ than Vĩnh Tân III, # 1 1000 EVN 55 NĐ than Trà Vinh II # 2 600 EVN 56 NĐ than Kiên Giang II # 1 600 BOO/BOT 57 NĐ than Sóc Trăng II # 1,2 1200 EVN 58 NĐ than Sơn Mỹ #4 600 BOO/BOT 59 NĐ than Hải Phòng III#3,4 1200 EVN Ghi chú: NĐ – Nhiệt điện TBKHH – Turbine khí hỗn hợp EVN – Tập đoàn điẹn lực Việt Nam VINACOMIN – Tập đoàn Than – Khoáng sản Việt Nam PVN – Tập đoàn dầu khí quốc gia Việt Nam LILAMA – Tổng công ty lắp máy Việt Nam AES – Một tập đoàn kinh doanh điện lực của Mỹ CSG – Công ty lưới điện Phương Nam Trung Quốc IPP – Dự án đầu tư độc lập BOO – Xây dựng-Sở hữu-Kinh doanh BOT – Xây dựng-Kinh doanh-Chuyển giao chương 2. công nghệ sản xuất nhiệt điện 2. 1. Sơ đồ công nghệ sản xuất nhiệt điện [3] Theo dạng năng lượng cấp đi thì các nhà máy nhiệt điện được chia làm hai loại: Nhà máy nhiệt điện ngưng hơi: chỉ cung cấp điện; Nhà máy phát điện và nhiệt kết hợp: cung cấp điện và nhiệt hơi. Ở Việt Nam hầu hết là các nhà máy nhiệt điện ngưng hơi và chỉ có các nhà máy phát điện và nhiệt kết hợp cỡ nhỏ như nhà máy điện đạm Hà Bắc và một số nhà máy đường. Sơ đồ công nghệ của nhà máy nhiệt điện ngưng hơi như hình 2. 1. Hình 2. 1. Nhà máy nhiệt điện ngưng hơi Lò hơi dùng nhiệt do đốt nhiên liệu biến nước thành hơi nước quá nhiệt. Hơi nước quá nhiệt đi vào turbine. Ban đầu, hơi nước quá nhiệt giãn nở trong cánh tĩnh của turbine (ống tăng tốc) để tăng động năng sau đó đập vào cánh động của turbine làm turbine quay và sinh công chạy máy phát điện. Hơi nước ra khỏi turbine ở trạng thái bão hòa ẩm đi vào bình ngưng. Tại đây, hơi nước bão hòa ẩm ngưng tụ thành nước lỏng sôi và nhả nhiệt cho nước làm mát bình ngưng. Nước ngưng qua thiết bị khử khí rồi tuần hoàn lại lò hơi. Sơ đồ công nghệ của nhà máy phát điện và nhiệt không khác nhiều so với nhà máy nhiệt điện ngưng hơi, như hình 2. 2. Hình 2. 2. Nhà máy phát điện và nhiệt kết hợp 2. 2. Nhiên liệu 2. 2. 1. Thành phần của nhiên liệu [3] Thành phần của nhiên liệu rắn và lỏng thường được đánh giá theo phần trăm khối lượng của cacbon, hydro, lưu huỳnh, nitơ, oxy, độ trovà độ ẩm: C+H+S+O+N+A+W=100% Trong đó: C có thể chiếm đến 95%, khi cháy C tỏa nhiệt lượng lớn khoảng 33520kJ/kg; H có khoảng <10%, khi cháy H tỏa nhiệt lượng lớn gấp 4 lần C; S có mặt trong nhiên liệu làm xấu tính chất làm việc của nhiên liệu, khi cháy S tỏa nhiệt lượng bằng 1/3 của C nhưng sinh ra SO2, SO3 gây ô nhiễm môi trường và ăn mòn thiết bị; N là thành phần vô ích trong nhiên liệu, làm giảm nhiệt trị của nhiên liệu, mặt khác khi nhiên liệu cháy ở dưới 1000oC thì N được giải phóng ở dạng tự do nhưng trên 1000oC thì N cháy sinh ra NOx gây ô nhiễm môi trường. O cũng làm giảm nhiệt trị của nhiên liệu, hơn nữa O vốn có nhiều trong không khí nên không cần thiết có mặt trong nhiên liệu; Độ tro (A) Tro của nhiên liệu là phần rắ ở dạng khoáng còn lại khi nhiên liệu cháy. Sự có mặt của nó làm giảm nhiệt trị của nhiên liệu. Độ ẩm (W) Độ ẩm là lượng nước có trong nhiên liệu. Vì lượng nước này mà nhiệt trị của nhiên liệu giảm xuống, hơn nữa khi nhiên liệu cháy cần tiêu tốn nhiệt lượng để bay hơi lượng nước này. Thành phần của nhiên liệu khí thì đặc trưng bởi hàm lượng các chất hydrocacbua (CH4, C2H6, C3H8,…) tính theo phần trăm thể tích. Chất bốc và cốc cũng là đặc tính quan trọng của nhiên liệu. Chất bốc là một sản phẩm thể khí do các liên kết hữu cơ của nhiên liệu bị phân tích ở nhiệt độ cao. Chất bốc sinh ra trước khi có quá trình cháy, chất bốc cũng cháy được. Cốc là phần rắn cháy được của nhiên liệu sau khi tạo chất bốc. 2. 2. 2. Các nhiên liệu dùng trong ngành nhiệt điện Việt Nam a. Than Than antraxit khai thác ở vùng mỏ Quảng Ninh; Than bitum nhập khẩu từ Indonesia và Australia; Than nâu ở bể than đồng bằng sông Hồng, loại này chưa được khai thác mà tính làm nguồn dự trữ trong tương lai. b. Dầu: DO, FO c. Khí: khí thiên nhiên và khí mỏ dầu Chương 3. vấn đề ô nhiễm bụi của ngành nhiệt điện việt nam 3. 1. Hiện trạng ô nhiễm bụi của ngành nhiệt điện Việt Nam Bụi là hệ phân tán: Môi trường phân tán: không khí; Pha phân tán: những hạt rắn, hạt lỏng hay hạt rắn – lỏng có kích thước khoảng từ lớn hơn kích thước phân tử đến 500μm. Thường phân loại bụi theo kích thước hạt bụi: Bụi lắng: hạt bụi có kích thước lớn hơn 100μm; Bụi lơ lửng: hạt bụi có kích thước nhỏ hơn 100μm. Hành vi của các loại bụi trên rất khác nhau. Bụi lắng có khả năng lắng đọng nhanh nhờ trọng lực. Bụi lơ lửng tuân theo quy luật chuyển động của môi trường khí nên thời gian lưu rất dài. Một đặc trưng khác của bụi, đó là thành phần hóa học của bụi, phụ thuộc nguồn hay công nghệ sản xuất. Ví dụ: bụi than, bụi uranium, bụi khoáng vô cơ, bụi phóng xạ, bụi gỗ,…. Bụi của ngành nhiệt điện (bụi tro) chủ yếu là bụi lơ lửng có thành phần hóa học: SiO2,2CaO.SiO2,CaO, CaSO4,CaCO3,Carbon, Ca(AlO2)2 [4]. Bụi tro có thể hấp phụ tốt các kim loại nặng và các chất hữu cơ khác hay có khi là mầm bệnh. Bụi tro gây hại tới sức khỏe con người phần lớn qua đường hô hấp như gây bệnh bụi phổi và ung thư. Cơ chế gây bệnh ở đây có thể là do kích thước bụi hay thành phần hóa học. Bụi tro cũng tham gia vào nhiều quá trình hóa lý khác ảnh hưởng xấu tới môi trường và cân bằng sinh thái. Bảng 3. 1 so sánh hàm lượng bụi lơ lửng tổng số cơ sở trong khí thải nhà máy nhiệt điện theo QCVN22:2009/BTNMT với hàm lượng bụi lơ lửng tổng số cho phép trong không khí xung quanh theo QCVN05:2009/BTNMT. Bảng 3. 1. So sánh hàm lượng TSP Hàm lượng TSP cơ sở trong khí thải nhiệt điện (mg/Nm3) Hàm lượng TSP cho phép trong không khí xung quanh (μg/Nm3) A B (theo loại nhiên liệu) Trung bình 1 giờ Trung bình 24h Trung bình năm Than Dầu Khí 400 200 150 50 300 200 140 Ghi chú: Cột A có quy định cho các tổ máy nhiệt điện hoạt động trước 17/10/2005 với thời hạn áp dụng đến 31/12/2014; Cột B dành cho các trường hợp còn lại. Nguồn phát thải bụi toàn cầu ước tính do các quá trình công nghệ (43%), giao thông vận tải (13%), sản xuất điện năng (12%) và các nguồn khác[5] (hình 3. 1). Hình 3. 1. Các nguồn phát thải bụi Bảng 3. 2 đánh giá một số nguồn phát thải bụi ở Việt Nam trong một năm khoảng thời gian 1996 – 1997 [6]. Bảng 3. 2. Phát thải bụi ở Việt Nam giai đoạn 1996 – 1997 TT Ngành Lượng bụi (nghìn tấn) 1 Điện 280 2 Công nghiệp 1559 3 Giao thông vận tải 4 Tổng 1843 Như trên cho thấy phần lớn bụi được phát thải từ các nguồn cố định mà chủ yếu là từ quá trình đốt nhiên liệu trong các loại lò công nghiệp và các công đoạn gia công vật liệu dạng hạt. Vấn đề ô nhiễm bụi của nhà máy nhiệt điện chủ yếu nằm trong giai vận hành. Trong đó, phần lớn bụi được sinh ra từ lò hơi đốt nhiên liệu rồi thải ra qua ống khói. Ống khói nhà máy nhiệt điện thường cao 80 – 250m, khói thải thường chứa hàm lượng bụi lớn khoảng 10 – 30g/m3 và có thể lan truyền xa hàng chục km [7]. Đối với nhà máy nhiệt điện đốt than còn có một phần bụi sinh ra từ bộ phận chuẩn bị nhiên liệu (nghiền than và vận chuyển bột than), lượng bụi này gây ô nhiễm trực tiếp không khí khu vực sản xuất. Lượng nhiên liệu tiêu tốn ở các nhà máy điện là rất lớn do đó lượng bụi sinh ra cũng rất lớn nhưng điều này phụ thuộc rất nhiều vào công nghệ và loại nhiên liệu sử dụng. Nhưng cần chú ý là nhà máy nhiệt điện quy mô càng lớn càng có điều kiện áp dụng công nghệ tiên tiến và vận hành các hệ thống xử lý bụi như cyclone hay lắng bụi tĩnh điện (EPS) nhờ đó có thể giảm nhiều lượng phát thải bụi. Đối với loại nhiên liệu thì nhà máy nhiệt điện đốt than gây ô nhiễm nhất, sau đó là đốt dầu và khí đốt (không chỉ kể riêng bụi mà cả các khí độc hại khác). Ước tính lượng bụi do các nhà máy nhiệt điện thải vào khí quyến theo sản lượng điện và loại nhiên liệu sử dụng cho trong bảng 3. 3 [8]. Bảng 3. 3. Phát thải bụi ở các nhà máy điện theo sản lượng điện và loại nhiên liệu Loại nhiên liệu Bụi (g/MJ) Than: Có chứa bitum Antraxit (0,5 – 2,7)A Dầu 0,24 Khí đốt 0,068 Ghi chú: Hiện tại các nhà máy nhiệt điện than Việt Nam (tập trung nhiều ở miền Bắc) chủ yếu sử dụng than có chứa bitum nhập khẩu từ Indonesia, Australia và than antraxit khai thác ở Quảng Ninh. A – Độ tro của than. Hiện nay tính toán lượng phát thải bụi (hay các chất ô nhiễm khác) ở Việt Nam thường được tiến hành theo phương pháp gián tiếp thông qua các hệ số phát thải: MTSP=BξA Trong đó: MTSP – Lượng phát thải TSP (bụi lơ lửng tổng số), kg; B – Lượng than (hoặc than quy đổi) sử dụng, kg; ξ – Hệ số phát thải; A = 10 – 25 (đối với Việt Nam). Hệ số phát thải phụ thuộc vào ngành sản xuất và trình độ công nghệ. Chú ý rằng các hệ số phát thải đang được dùng cũng dựa nhiều vào các tài liệu nước ngoài chẳng hạn như của WHO do thiếu các nghiên cứu trong nước. Theo phương pháp trên Tiến sĩ Nguyễn Hồng Khánh (Viện Công nghệ môi trường – Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam) cùng các cộng sự đã tính toán lượng phát thải bụi trong năm 2001 từ các nguồn ở miền Bắc (từ Ninh Bình trở ra) như trong bảng 3. 4 [9]. Bảng 3. 4. Lượng phát thải bụi ở miền Bắc năm 2001 TT Nguồn TSP (tấn) 1 Nhiệt điện 8100,0 2 Xi măng 9362,5 3 Vật liệu xây dựng 10000,0 4 Phân bón hóa học 4106,3 5 Giấy 1600,0 6 Dệt 1050,0 7 Các ngành khác 34168,8 Tổng cộng 68387,5 8 Sinh hoạt 2264,80 9 Giao thông vận tải 19395,80 Theo đó chúng ta nhận thấy ngành nhiệt điện nằm trong nhóm ngành dẫn đầu về gây ô nhiễm bụi ở Việt Nam. Một mặt khác chúng ta có thể khẳng định còn rất nhiều nhà máy nhiệt điện chưa tuân thủ các văn bản pháp luật về bảo vệ môi trường, thực thi thiếu nghiêm túc. Chẳng hạn, trong Quyết định 64/ 2003/QĐ – TTg của Thủ tướng chính phủ phê duyệt “Kế hoạch xử lý triệt để các cơ sở môi trường nghiêm trọng” có nêu tên các nhà máy nhiệt điện: nhà máy nhiệt điện Chụt – Khánh Hòa, nhà máy nhiệt điện Tuy Hòa – Phú Yên, nhà máy nhiệt điện Kon Tum – Kon Tum, nhà máy nhiệt điện Phả Lại 1,2 – Hải Dương, nhà máy nhiệt điện Uông Bí – Quảng Ninh. Nhưng cho đến thời điểm tháng 8/2008 mới chỉ có nhà máy nhiệt điện Phả Lại 1,2 – Hải Dương và nhà máy nhiệt điện Uông Bí – Quảng Ninh nghiêm túc thực hiện lắp đặt hệ thống xử lý chất thải [1]. 3. 2. Kiểm soát ô nhiễm bụi trong ngành nhiệt điện Việt Nam 3. 2. 1. Tăng cường mức độ phát tán bụi Phương án tăng cường mức độ phát tán bụi thể hiện ở 2 điếm: Quy hoạch vị trí xây dựng thích hợp; Tính toán ống khói cho phù hợp. Về quy hoạch vị trí xây dựng các nhà máy nhiệt điện thường gần nguồn nhiên liệu và xa trung tâm phụ tải vì chi phí vận tải nhiên liệu đến thường lớn hơn nhiều chi phí truyền tải điện năng đi, phải xa khu dân cư để tránh tác hại của ô nhiễm môi trường và càng gần nguồn nước làm mát. Ngoài ra còn phải chú ý đến điều kiện địa hình, khí hậu tránh xảy ra trường hợp tương tự như nhà máy nhiệt điện Ninh Bình xây dựng trong bóng khí động của núi Cánh Diều do đó đã từng gây sự cố ô nhiễm không khí nghiêm trọng cho thị xã Ninh Bình. Chiều cao ống khói phù hợp sẽ phát huy tác dụng rất lớn tăng cường phát tán chất ô nhiễm (bụi và khí độc hại) . Để tính chiều cao ống khói cần biết mức phát thải, nhiệt độ khói, tốc độ khói, hàm lượng và thành phần chất ô nhiễm, các giá trị cho phép theo tiêu chuẩn môi trường và đặc tính vùng đang xét. Ví dụ: các nhà máy nhiệt điện Phả Lại, Uông Bí đều xây dựng các ống khói cao 200m; nhà máy điện Ninh Bình xây dựng ống khói mới cao 130m thay thế ống khói cũ cao 80m; nhà máy nhiệt điện Vũng Áng I dự tính xây dựng ống khói cao 180m [10]. 3. 2. 2. Giảm thiểu phát thải bụi tại nguồn ● Thay thế nhiên liệu từ than sang dầu hay khí sẽ làm giảm đáng kể lượng bụi phát thải nhưng cách này có thể chỉ khả thi đối với các nhà máy nhiệt điện than cũ đang có điều kiện tài chính chuyển đổi công nghệ. ● Tuần hoàn tái sử dụng bụi nhiệt điện bằng công nghệ tiên tiến lò hơi tầng sôi tuần hoàn (kết hợp với kỹ thuật cháy than sạch). Nguyên tắc ở đây là hiệu suất đốt nhiên liệu một lần thường thấp nên bụi nhiệt điện vẫn còn có thể đốt tiếp. Các nhà máy nhiệt điện than khởi công xây dựng trong vài năm gần đây đều áp dụng công nghệ lò hơi tầng sôi tuần hoàn, ví dụ nhà máy nhiệt điện than Mông Dương I khởi công năm 2008. 3. 2. 3. Xử lý bụi Các phương án tăng cường mức độ phát tán bụi hay giảm thiểu phát thải bụi tại nguồn sẽ đồng thời giảm thiếu ô nhiễm dạng khí (NOx, SO2 và các khí độc hại khác) tuy nhiên không thể giải quyết triệt để bụi mà phương án hiệu quả nhất là xử lý bụi. Hiện tại, các nhà máy nhiệt điện đã vận hành lâu năm hay đang xây dựng đều có điều kiện kinh tế lắp đặt và vận hành hệ thống lắng bụi tĩnh điện (EPS) có hiệu suất cao trên 95% ,hơn hẳn các hệ thống xử lý bụi khác (như hệ thống cyclone hay lọc bụi ướt hiệu suất thấp khoảng 70 – 80%). Ví dụ: giai đoạn 1998 – 200 nhà máy nhiệt điện Ninh Bình thay thế 4 thiết bị lọc bụi nước bằng thiết bị lắng bụi tĩnh điện với hiệu suất làm việc 99%; cuối năm 2006 nhà máy nhiệt điên Uông Bí cũng đưa vào vận hành 4 thiết bị lắng bụi tĩnh điện với hiệu suất làm việc trên 97% [1]; nhà máy nhiệt điện Vũng Áng I tính toán khi vận hành nếu bộ lắng bụi tĩnh điện đạt hiệu suất thiết kế 99,65% thì phát thải bụi cực đại 126,20 mg/Nm3 vẫn trong giới hạn cho phép [10]. Thiết bị lắng bụi tính điện [11] a. Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý làm việc Thiết bị lắng bụi tĩnh điện gồm một dây kim loại tiết diện bé 1 được căng theo trục của ống kim loại 2 nhờ đối trọng 3 (hình 3. 2). Dây kim loại 1 cách điện với các bộ phận khác tại vị trí 4. Dây kim loại 1 nối với cực âm của một nguồn cao thế (thường từ -40 đến -60 kV) một chiều. Dây kim loại 1 gọi là điện cực quầng. Ống kim loại 2 nối đất gọi là điện cực lắng. Hình 3. 2. EPS kiểu ống Như vậy, không gian bên trong điện cực lắng có một điện trường rất mạnh. Khi khói đi qua đó, những phân tử khí sẽ bị ion hóa và các electron sinh ra được truyền cho bụi. Hạt bụi tích điện âm chịu tác dụng của lực tĩnh điện chuyển động về phía điện cực lắng. Trên bề mặt điện cực lắng các hạt bụi bị mất điện tích âm, bám dính lại với nhau thành bánh bụi. Còn khí sạch thoát ra ngoài ống khói. Định kỳ tiến hành tách bánh bụi bằng phương pháp rung lắc (cơ học, điện từ) hay phun nước rửa. Ngoài thiết bị lắng bụi tĩnh điện kiểu ống như trên còn có kiểu tấm như hình 3. 3. Hình 3. 3. EPS kiểu tấm Thiết bị lắng bụi tĩnh điện một vùng (tức là vùng ion hóa và vùng lắn kết hợp làm một) như trên được dùng rộng rãi nhất trong công nghiệp nhưng có nhược điểm là đòi hỏi có nguồn điện cao thế một chiều. Như vậy sẽ tạo điều kiện phát sinh NOx, O3,….và bộ phận cung cấp điện phức tạp. Thiết bị lắng bụi tĩnh điện hai vùng (hình 3. 4) sẽ khắc phục nhược điểm này. Hình 3. 4. EPS hai vùng b. Hiệu suất Hiệu suất của thiết bị lắng bụi tĩnh điện EPS đạt được là rất cao có thể trên 99,5% chủ yếu phụ thuộc vào các yếu tố: Kích thước hạt bụi ( có thể tách được hạt bụi có kích thước >0,1μm); Điện trở suất của hạt bụi phải trong khoảng 107 – 2.1010Ω.cm (liên quan đến việc tạo thành bánh bụi trên điện cực lắng); Cường độ điện trường ( khoảng 50 – 100 lần phóng tia lửa điện/ phút) Thời gian lưu (khoảng 1 – 10s). Phương trình Deutrsch – Anderson ứng dụng tính toán thiết bị lắng bụi tĩnh điện: η=1-exp⁡(-wAQ) Trong đó: η – Hiệu suất lắng bụi; w – Vận tốc lắng giới hạn (vận tốc trôi dạt), m/s; A – Bề mặt thu bụi, m2; Q – Lưu lượng của dòng khí, m3/s. Kết luận và kiến nghị Kết luận: Trong tương lai gần ngành nhiệt điện sẽ phát triển với vai trò chủ đạo đảm bảo an ninh năng lượng quốc gia; Ngành nhiệt điện là một trong những ngành gây ô nhiễm không khí nhiều nhất; Bằng các giải pháp kỹ thuật điển hình như xây dựng ống khói với chiều cao thích hợp và vận hành hệ thống lắng bụi tĩnh điện có thể giải quyết triệt để vấn đề ô nhiễm bụi cả về mặt phát thải và khuếch tán. Kiến nghị Thực tế việc phát thải bụi hay các khí ô nhiễm do sản xuất điện năng để đáp ứng nhu cầu tiêu dùng điện ngày càng cao của chúng ta, do đó việc thực hành tiết kiệm điện năng trong sản xuất và sinh hoạt chính là một biện pháp hữu hiệu góp phần giảm gây ô nhiễm không khí. Danh mục tài liệu tham khảo [1]. Hoàng Dương Tùng. Vấn đề môi trường các nhà máy nhiệt điện Việt Nam. Cục Bảo vệ môi trường. Hạ Long. 8/2008. [2]. Lương Văn Đài. Vài nét về ngành điện Việt Nam, tiềm năng và kế hoạch khai thác thủy điện [Trực tuyến]. Trang web Hội đập lớn Việt Nam. Tham khảo 10/11/2010. Truy cập: [3]. Ngô Đức Minh, Vũ Văn Thắng, Nguyễn Đức Tường. Nhà máy điện. Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật. Hà Nội. 2009. [4]. Đặng Kim Chi. Hóa học môi trường. Nhà xuất bản Khoa học và kỹ thuật. Hà Nội. 2005. [5]. Nguyễn Sỹ Mão. Môi trường và kỹ thuật xử lý chất phát thải. Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật. Hà Nội. 2008. [6]. Đỗ Văn Quân. Cơ chế hình thành NOx và N2O trong lò hơi tầng sôi tuần hoàn, các giải pháp kỹ thuật giảm thiểu phát thải khí trong buồng lửa lò hơi tầng sôi tuần hoàn đốt than antraxit trong các nhà máy điện ở Việt Nam. Luận văn thạc sỹ kỹ thuật. Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội. 2005. [7]. Hoàng Kim Cơ, Trần Hữu Uyển, Lương Đức Phẩm, Lý Kim Bảng, Dương Đức Hồng. Kỹ thuật môi trường. Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật. Hà Nội. 2005. [8]. Trần Ngọc Chấn. Ô nhiễm không khí và xử lý khí thải – Tập 1: Ô nhiễm không khí và tính toán khuếch tán chất ô nhiễm. Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật. Hà Nội. 2000. [9]. Nguyễn Hồng Khánh. Đánh giá diễn biến mưa axit ở miền Bắc Việt Nam. Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật. Hà Nội. 2005. [10]. Bản tóm tắt Báo cáo Đánh giá tác động môi trường Nhà máy nhiệt điện Vũng Áng I. [Trực tuyến]. Trang thông tin điện tử tỉnh Hà Tĩnh. Download ngày 10/11/2010: [11]. Trần Ngọc Chấn. Ô nhiễm không khí và xử lý khí thải – Tập 2: Cơ học về bụi và phương pháp xử lý bụi. Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật. Hà Nội. 2000.