Tiểu luận Ô nhiễm không khí từ quá trình đốt nhiên liệu và biện pháp xử lí

Nhiên liệu là một phần không thể thiếu trong hoạt động sống.Đặc biệt, nó đóng một vai trò quan trọng trong công nghiệp, giao thông vận tải của các quốc gia trên thế giới, nó tham gia vào hầu hết các quá trình sản xuất nhằm tạo ra của cải cải, phục vụ lợi ích cho mỗi quốc gia, mỗi khu vực. Vì vậy, vấn đề nhiên liệu luôn là vấn đề được quan tâm đặc biệt về khâu đầu vào ( đáp ứng đủ cho nhu cầu sản xuất, vận chuyển ), và khâu đầu ra ( tình trạng ô nhiễm không khí trong các khu đô thị, khu công nghiệp, khu chế xuất ).Từ đó, vấn đề bảo vệ môi trường không khí được quan tâm. Do vậy, việc nghiên cứu ô nhiễm không khí từ các quá trình đốt nhiên liệu và các biện pháp xử lí là một vấn đề mang tính cấp thiết và thực tế.

doc34 trang | Chia sẻ: ngtr9097 | Ngày: 10/06/2013 | Lượt xem: 3260 | Lượt tải: 19download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Tiểu luận Ô nhiễm không khí từ quá trình đốt nhiên liệu và biện pháp xử lí, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP.HỒ CHÍ MINH KHOA CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG Tiểu luận môn học Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ VÀ TIẾNG ỒN Tên tiểu luận: Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ TỪ QUÁ TRÌNH ĐỐT NHIÊN LIỆU VÀ BIỆN PHÁP XỬ LÍ NHÓM THỰC HIỆN : NHÓM 3 LỚP : DH06MT NGÀNH : KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG -02/2009- MỤC LỤC DANH BẢNG BIỂU MỤC Bảng 2.2.1. Các thông số kỹ thuật của dầu Diesel 8 Bảng 2.3.1. Thành phần nhiên liệu, % KL 12 Bảng 2.3.2. Thành phần nhiên liệu theo mol 13 Bảng 3.2.1: Hệ số ô nhiễm của các phương tiện vận chuyển sử dụng dầu diesel 19 Bảng 3.2.2. Tải lượng bụi và khí thải từ phương tiện vận chuyển 20 Bảng 3.2.4.Tải lượng các chất ô nhiễm trong quá trình đốt công nghiệp; 21 Bảng 3.2.5 : Hệ số ô nhiễm đốt vôi lò gạch(kg/tấn sản phẩm): 22 CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU 1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ Nhiên liệu là một phần không thể thiếu trong hoạt động sống.Đặc biệt, nó đóng một vai trò quan trọng trong công nghiệp, giao thông vận tải của các quốc gia trên thế giới, nó tham gia vào hầu hết các quá trình sản xuất nhằm tạo ra của cải cải, phục vụ lợi ích cho mỗi quốc gia, mỗi khu vực. Vì vậy, vấn đề nhiên liệu luôn là vấn đề được quan tâm đặc biệt về khâu đầu vào ( đáp ứng đủ cho nhu cầu sản xuất, vận chuyển ), và khâu đầu ra ( tình trạng ô nhiễm không khí trong các khu đô thị, khu công nghiệp, khu chế xuất…).Từ đó, vấn đề bảo vệ môi trường không khí được quan tâm. Do vậy, việc nghiên cứu ô nhiễm không khí từ các quá trình đốt nhiên liệu và các biện pháp xử lí là một vấn đề mang tính cấp thiết và thực tế. 1.2. MỤC TIÊU Tìm hiểu các loại nhiên liệu tham gia trong quá trình đốt. Các loại khí sinh ra trong quá trình đốt nhiên liệu. Đề xuât các biện pháp xử lí nhằm giảm thiểu ô nhiễm không khí do các quá trình đốt gây ra. 1.3. PHẠM VI Các kết quả thu thập chủ yếu là trên mạng và sách chuyên đề về ô nhiễm không khí Các dữ liệu về các loại nhiên liệu tham gia các quá trình đốt. Chỉ tìm một số loại khí đặc trưng trong quá trình đốt. Tìm hiểu các biện pháp xử lí tiêu biểu. Thời gian thực hiện từ 26/02/2009- 10/03/2009. 1.4. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU Tìm hiểu các loại nhiên liệu về: Định nghĩa, phân loại và thành phần. Tìm hiểu các quá trình hình thành các chất ô nhiễm, tải lượng ô nhiễm. Đề xuất các biện pháp xử lí, giảm thiểu ô nhiễm. CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN CÁC QUÁ TRÌNH ĐỐT 2.1. ĐỊNH NGHĨA NHIÊN LIỆU Nhiên liệu là vật chất được sử dụng để giải phóng năng lượng khi cấu trúc vật lý hoặc hóa học bị thay đổi. Nhiên liệu giải phóng năng lượng thông qua quá trình hóa học như cháy hoặc quá trình vật lý, ví dụ : phản ứng nhiệt hạch, phản ứng phân hạch. Tính năng quan trọng của nhiên liệu đó là năng lượng có thể được giải phóng khi cần thiết và sự giải phóng năng lượng được kiểm soát để phục vụ mục đích của con người. 2.2. PHÂN LOẠI NHIÊN LIỆU Có 3 dạng nhiên liệu chủ yếu được sử dụng trong quá trình đốt 2.2.1. Nhiên liệu lỏng: gồm có xăng, dầu hỏa, dầu DO, FO. Xăng: là hỗn hợp phức tạp của các hydrocacbon nhẹ có nhiệt độ sôi trong khoảng từ 30 đến 250 oC. Xăng được sản xuất chủ yếu từ dầu mỏ, khí dầu mỏ, than đá, than nâu, đá phiến nhiên liệu và nhựa than đá. Trị số octan càng cao thì khả năng chống kích nổ càng lớn. Để có trị số ốc tan trong xăng, người ta pha hợp chất của chì vào xăng. Dầu hỏa: là sản phẩm của phân đoạn chưng cất dầu mỏ có nhiệt độ sôi từ 200 - 300 oC. Dầu hỏa có hàm lượng lưu huỳnh nhỏ (0,05%); lượng cacbua hydro thơm thấp. Daàu diezen: một loại nhiên liệu lỏng, sản phẩm tinh chế từ dầu mỏ, laø saûn phaån cuûa quaù trình chöng caát tröïc tieáp. Trò soá xeâtan ñaùnh giaù khaû naêng töï boác chaùy cuûa daàu. Thöôøng ta theâm vaøo daàu moät löôïng khoâng quaù 1% izopropylnitrat ñeå taêng trò soá xeâtan tôùi möùc qui ñònh. Chúng thường có nhiệt độ bốc hơi từ 175 đến 370 độ C. Các nhiên liệu Diesel nặng hơn, với nhiệt độ bốc hơi 315 đến 425 độ C còn gọi là dầu Mazut (Fuel oil). Bảng 2.2.1. Các thông số kỹ thuật của dầu Diesel Các tiêu chuẩn chất lượng của nhiên liệu Diesel Loại nhiên liệu Diesel Phương pháp thử DO 0,5% S DO 1,0% S 1. Chỉ số cetan ≥ 50 ≥ 45 ASTM D 976 2. Thành phần chưng cất, t °C 50% được chưng cất ở 280 °C 280 °C TCVN 90% được chưng cất ở 370 °C 370 °C 2693–95 3. Độ nhớt động học ở 20 °C (đơn vị cSt: xenti-Stock) 1,8 ÷ 5,0 1,8 ÷ 5,0 ASTM D 445 4. Hàm lượng S (%) ≤ 0,5 ≤ 1,0 ASTM D 2622 5. Độ tro (% kl) ≤ 0,01 ≤ 0,01 TCVN 2690–95 6. Độ kết cốc (%) ≤ 0,3 ≤ 0,3 TCVN6 324–97 7. Hàm lượng nước, tạp chất cơ học (% V) ≤ 0,05 ≤ 0,05 TCVN 2693–95 9. Ăn mòn mảnh đồng ở 50 °C trong 3 giờ N0 1 N0 1 TCVN 2694–95 10. Nhiệt độ đông đặc, t °C ≤ 5 ≤ 5 TCVN 3753–95 11. Tỷ số A/F 14,4 14,4 Dầu mazut: là phần cặn của quá trình chưng cất dầu mỏ ở áp suất thường. Dầu mazut có nhiều loại chủ yếu khác nhau ở độ nhớt, nhiệt độ nóng chảy, hàm lượng lưu huỳnh và nhiệt độ đông đặc. Dầu mazut được dùng để đốt nồi hơi trong các lò công nghiệp nhà máy dệt, đường, rượu bia, nhiệt điện, v.v..; Ở nước ta đang sử dụng 3 loại dầu mazut của các nước thuộc khối Liên Xô cũ có ký hiệu M-40; M-100; M-200; ngoài ra còn sử dụng dầu FO của các nước khác có đặc tính tương tự dầu M-40 và M-100. 2.2.2. Nhiên liệu rắn: Gỗ: có thành phần hóa học và nhiệt trị thấp ; độ ẩm cao; độ tro thấp, nhiều chất bốc (80 -90%) nên dễ cháy. Than bùn: có độ ẩm cao tới 90%; chất bốc chiếm khoảng 70%. Than nâu: sự phân hóa địa chất già hơn than bùn; độ ẩm 20 - 60%; độ tro từ 15 - 50%; chất bốc từ 30 - 50%. Than đá: (tên tiếng Anh là anthracite) là một loại nhiên liện hóa thạch được hình thành ở các hệ sinh thái đầm lầy nơi xác thực vật được nước và bùn lưu giữ không bị ô xi hóa và phân hủy bởi sinh vật (biodegradation). Than đá, là sản phẩm của quá trình biến chất, là các lớp đá có màu đen hoặc đen nâu có thể đốt cháy được. Than đá là nguồn nhiên liệu sản xuất điện năng lớn nhất thế giới, cũng như là nguồn thải khí carbon dioxide lớn nhất, được xem là nguyên nhân hàng đầu gây nên hiện tượng nóng lên toàn cầu. Than đá được khai thác từ các mỏ than lộ thiên hoặc dưới lòng đất (hầm lò) có tuổi hình thành địa chất cao hơn than nâu, hàm lượng cacbon lớn chất bốc thay đổi trong phạm vi lớn (từ 15 - 50%). Than cốc: là sản phẩm tạo thành từ than đá, là loại than chứa ít lưu huỳnh và ít tro nhờ quy trình luyện than đá thành than cốc ở điều kiện yếm khí trên 1000°С. Các thành phần dễ bay hơi như nước, khí than và tro than đã bị loại bỏ gần như hoàn toàn. Cacbon và các phần tro còn lại bị hòa tan lẫn vào nhau. Một phần cacbon bị chuyển sang dạng giống như than chì (hay graphít). Than cốc là sản phẩm cứng và xốp có màu xám, thu được nhờ quá trình luyện cốc của than mỡ (loại than có thể tự tạo ra chất kết dính khi được nung ở môi trường yếm khí). Độ xốp đạt 49-53%, tỷ trọng riêng khoảng 1,80-1,95 g/cm³, tỷ trọng biểu kiến khoảng 1 g/cm³, còn tỷ trọng khi ở dạng rời là khoảng 400-500 kg/m³, độ tro 9-12%, tỷ lệ các chất dễ bay hơi khoảng 1%. Độ ẩm tương đối khoảng 2-4% và không lớn hơn 0,5% khối lượng. Giới hạn sức bền khi bị nén là 15-25 MPa, khi bị cắt (đặc trưng cho tính bền vững đối với sự cắt) 6-12 MPa, năng suất tỏa nhiệt 29-30 MJ/kg. 2.2.3. Nhiên liệu dạng khí: Khí thiên nhiên là hỗn hợp chất khí cháy được, bao gồm phần lớn là các hydrocarbon (hợp chất hóa học chứa cacbon và hyđrô). Khí thiên nhiên có thể chứa đến 85% mêtan (CH4) và khoảng 10% êtan (C2H6), và cũng có chứa số lượng nhỏ hơn propan (C3H8), butan (C4H10), pentan (C5H12), và các alkan khác. Khí thiên nhiên, thường tìm thấy cùng với các mỏ dầu ở trong vỏ Trái Đất, được khai thác và tinh lọc thành nhiên liệu cung cấp cho khoảng 25% nguồn cung năng lượng thế giới. Khí thiên nhiên được sử dụng làm nhiên liệu và nguyên liệu đầu vào cho ngành chế biến hóa chất. Là một nhiên liệu gia dụng, nó được đốt trong các bếp ga, lò ga để nấu nướng, sấy khô. Là một nhiên liệu công nghiệp, khí thiên nhiên được đốt trong các lò gạch, gốm và lò cao sản xuất xi măng. Khí thiên nhiên còn được sử dụng để đốt các lò đốt các tua-bin nhiệt điện để phát điện cũng như các lò nấu thủy tinh, lò luyện kim loại và chế biến thực phẩm Thành phần khí đốt của Việt Nam hiện nay tính theo tỷ lệ % vol như sau: CO2 : 1,07% N2 : 2,45% Methane : 80,8% Ethane : 14,3% Propane : 1,11% i-Butane : 0,11% n-Butane : 0,08% Khí khác : 0,08% 2.2.4. Nhiên liệu sinh học: Nhiên liệu sinh học: (tiếng Pháp là biocarburant) là loại nhiên liệu được hình thành từ các hợp chất có nguồn gốc động thực vật (sinh học). Ví dụ như nhiên liệu chế xuất từ chất béo của động thực vật (mỡ động vật, dầu dừa, ...), ngũ cốc (lúa mỳ, ngô, đậu tương...), chất thải trong nông nghiệp (rơm rạ, phân, ...), sản phẩm thải trong công nghiệp (mùn cưa, sản phẩm gỗ thải...), ... Loại nhiên liệu này có nhiều ưu điểm nổi bật so với các loại nhiên liệu truyền thống (dầu khí, than đá...): tính chất thân thiện với môi trường: chúng sinh ra ít hàm lượng khí gây hiệu ứng nhà kính (một hiệu ứng vật lý khiến Trái Đất nóng lên) và ít gây ô nhiễm môi trường hơn các loại nhiên liệu truyền thống. nguồn nhiên liệu tái sinh: các nhiên liệu này lấy từ hoạt động sản xuất nông nghiệp và có thể tái sinh. Chúng giúp giảm sự lệ thuộc vào nguồn tài nguyên nhiên liệu không tái sinh truyền thống. Tuy nhiên hiện nay vấn đề sử dụng nhiên liệu sinh học vào đời sống còn nhiều hạn chế do chưa hạ được giá thành sản xuất xuống thấp hơn so với nhiên liệu truyền thống. Trong tương lai, khi nguồn nhiên liệu truyền thống cạn kiệt, nhiên liệu sinh học có khả năng là nhiên liệu thay thế. 2.3. THÀNH PHẦN NHIÊN LIỆU Đối với thành phần nhiên liệu thường được biểu diễn dưới các dạng: - Thành phần hữu cơ Ch + Hh + Oh + Nh = 100% - Thành phần cháy Cc + Hc + Oc + Nc + Sc = 100% - Thành phần khô Ck + Hk + Ok + Nk + Sk + Ak = 100% - Thành phần sử dụng Cd + Hd + Od + Nd + Sd + Ad + Wd = 100% Ví dụ: Cacbon (C) là thành phần cháy chủ yếu trong nhiên liệu. 1kg cacbon khi cháy tỏa ra khoảng 8.000 kCal. Nhiên liệu rắn chứa nhiều cacbon hơn nhiên liệu lỏng và khí, nhưng thành phần chất bốc (chất trợ cháy) ít hơn. Than, gỗ càng già thì hàm lượng cacbon càng cao, chất bốc trong nhiên liệu càng thấp càng khó cháy. Hydro (H) là thành phần cháy thứ hai của nhiên liệu. 1kg hydro khi cháy tỏa ra nhiệt lượng lớn gấp bốn lần 1kg than. Than càng non thì lượng hydro càng nhiều, nên càng dễ bắt lửa. Nhiên liệu lỏng và khí có nhiều hydro hơn nhiên liệu rắn. Lưu huỳnh (S) cũng là thành phần cháy song phần lưu huỳnh cháy được tỏa nhiệt ít, còn phần không cháy được sẽ tạo thành tro. Sản phẩm cháy của lưu huỳnh tạo thành khí SOx, gặp hơi nước có khả năng tạo thành axít gây ăn mòn các thiết bị. Khí SOx là dạng khí độc, lưu huỳnh là nguyên tố có hại trong nhiên liệu. Ôxy và nitơ là chất vô ích. Nó làm giảm thành phần cháy của nhiên liệu. Nhiên liệu càng non, ôxy càng nhiều. Độ tro (A) cũng là yếu tố tiêu cực cho nhiên liệu. Độ tro cao làm giảm thành phần chất cháy, gây khả năng đóng kết ở các trung tâm buồng đốt và đáy lò, tro dễ phủ lên bề mặt tiếp nhiệt của buồng lửa gây giảm hiệu quả đốt. Độ ẩm của nhiên liệu (W) thể hiện mức độ chứa nước trong nhiên liệu. Độ ẩm lớn, thành phần chất cháy giảm làm nhiệt trị sẽ giảm và khi đốt nhiên liệu, nhiệt bị hao phí một phần để làm bay hơi nước. Bảng 2.3.1. Thành phần nhiên liệu, % KL Các chất Gỗ Than bùn Than non (than nâu) Than bitum Than antraxit Dầu Khí Các bon 52,3 57 55 75,8 82,1 86 75 Hydro 6,3 5,5 4,4 5,0 2,3 10 24 Oxy 40,5 31 13 7,4 2,0 Nitơ 0,1 1,5 1,0 1,5 2,8 0.6 1 Lưu huỳnh < 0,1 0,2 1,7 1,6 0,6 3 vết Tro 0,8 4,8 24,9 8,7 12,2 0.4 - Bảng 2.3.2. Thành phần nhiên liệu theo mol Thành phần nhiên liệu Thành phần sử dụng các chất trong 100 kg nhiên liệu (kg) Khối lượng phân tử Số lượng mol C H O N S A W Tổng cộng Cd Hd Od Nd Sd Ad Wd 100,0 12 2 32 28 32 - 18 Cd : 12 Hd : 2 Od : 32 Nd : 28 Sd : 32 - Wd : 18 CHƯƠNG 3 : Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ DO QUÁ TRÌNH ĐỐT NHIÊN LIỆU. 3.1. QUÁ TRÌNH HÌNH THÀNH CÁC CHẤT GÂY Ô NHIỄM CHÍNH 3.1.1.Cacbon monoxit: Là chất khí không màu,không mùi,không vị,nhẹ hơn không khí,nhiệt độ sôi – 192 ºC, gây ô nhiễm với quy mô lớn chỉ trong các đô thị. Nguồn ô nhiễm nhân tạo (400 triệu tấn/năm) chủ yếu do đốt nguyên liệu (trong sản xuất công nghiệp và trong sinh hoạt),do một số quá trình sản xuất,do động cơ đốt trong của ôtô,đầu máy xe lửa.Xấp xỉ 2/3 lượng CO trong khí quyển do các nguồn nhân tạo sinh ra do động cơ đốt trong,chủ yếu do ôtô chạy xăng. Khi đốt nhiên liệu rắn và lỏng,xảy ra phản ứng cháy không hoàn tòan giữa cacbon và oxi tạo thành CO.Trong thành phần của nhiều loại khí đốt nhân tạo đều có CO : khí lò ga chứa 25 – 34% CO,khí từ đá phiến – khoảng 17% CO.Người ta tính với tình trạng kĩ thuật hiện nay,thường khi đốt 1 tấn nhiên liệu cho phát thải 20kg CO.Chỉ khi khí đốt tự nhiên (hay nhân tạo) thì quá trình cháy mới có thể thực hiện hoàn toàn và loại trừ được CO trong sản phẩm cháy. Công nghiệp luyện kim có nhiều quá trình phát thải khí CO như quá trình lò cao (lò gang) với khí lò cao chứa 28 – 32% CO,quá trình nấu chảy thỏi đúc,thép phôi trong luyện kim đen,quá trình sản xsuất nhôm trong luyện kim màu,quá trình luyện cốc để sản xuất kim loại đen và màu… Hàm lượng CO chiếm 4 – 5%,cá biệt 13,5% trong khí xả ôtô.Ôtô du lịch phát thải 1h 3m3 CO và ôtô tải – 6m3. CO được hình thành do việc đốt cháy không hết nhiên liệu hóa thạch như than, dầu và một số hợp chất hữu cơ khác. 2C + O2 2CO Ở nhiệt độ cao CO2 sinh ra cũng phản ứng với các chất chứa cacbon như trong quá trình luyện gang tạo thành CO: CO2 + C 2CO Ở nhiệt độ cao CO2 phân hủy cũng tạo thành C: CO2 CO + 1/2 O2 Quá trình oxy hóa CO trong khí quyển diễn ra chậm,và có thể coi như 0,1% CO trong 1h ánh sáng (ánh sáng đóng vai trò xúc tác cho phản ứng) : 2CO + O2 2 CO2. Sự có mặt của nhóm hidroxit (OH) thúc đẩy quá trình phản ứng : 2CO + 2OH CO2 + H2O 3.1.2.Các nitơ oxit (NOx): Trong số 7 NOx bao gồm NO,NO2,NO3,N2O,N2O3,N2O4 và N2O5,chỉ có N2O (dinitơ oxit),NO (nitơ monoxit) và NO2 (nitơ dioxit) là có thể đánh giá được lượng tạo thành của chúng trong khí quyển.NO và NO2 thường đi với nhau và chúng có thể đặc trưng và đại diện cho NOx. a.Dioxide nitơ (NO2) Là chất khí có màu nâu thẫm - hơi đỏ,vị cay và mùi kích thích,có thể nhận biết ở nồng độ 0,12ppm.NO2 phát thải do cháy nhiên liệu (ở nhiệt độ cao) và từ các nhà máy sản xuất HNO3.Nó còn được bổ sung trong khí quyển do oxi hóa NO nhờ O3 (theo phản ứng đã trình bày ở trên). NO2 oxi hóa thành N2O5 (anhidric của axit nitric – nitơ pentoxit ) nhờ O3 Vậy NOx có thể coi như tác nhân gây nên quá trình phân hủy ozon.Phản ứng sẽ kết thúc khi tạo thành HNO3 (và các sản phẩm quang hóa) : 2NO2 + H2O HNO3 + HNO2 2NO2 + H2O 2HNO3 + NO N2O5 + H2O 2HNO3 Đối với động cơ Diesel, người ta thấy có đến 30% NOx dưới dạng NO2. Dioxyde nitơ NO2 được hình thành từ monoxyde nitơ NO và các chất trung gian của sản vật cháy theo phản ứng sau: NO + H2O NO2 + OH Trong điều kiện nhiệt độ cao, NO2 tạo thành có thể phân giải theo phản ứng: NO2 + O NO + O2 b.Protoxyde nitơ (N2O) Protoxyde nitơ N2O chủ yếu hình thành từ các chất trung gian NH và NCO khi chúng tác dụng với NO: NH + NO N2O + H NCO + NO N2O + CO N2O chủ yếu được hình thành ở vùng oxy hóa có nồng độ nguyên tử H cao, mà hydrogène là chất tạo ra sự phân hủy mạnh protoxyde nitơ theo phản ứng: N2O + H NH + CO N2O + H N2 + OH c.Nitơ monoxit (NO) Là chất khí không màu,được tạo thành với quy mô lớn do cháy nhiên liệu không hoàn toàn ở nhiệt độ cao.NO còn được sinh ra trong công nghiệp sản xuất HNO3 và các hóa chất,do động cơ ôtô. Sự hình thành NO phụ thuộc rất mạnh vào nhiệt độ N2 + O2 2NO Phản ứng tạo NO có tốc độ thấp hơn nhiều so với phản ứng cháy. Nồng độ NO cũng phụ thuộc mạnh vào nồng độ oxy. Vì vậy trong điều kiện nhiệt độ cao và nồng độ O2 lớn thì nồng độ NO trong sản phẩm cháy cũng lớn NO oxi hóa thành NO2,gây ô nhiễm qua phản ứng quang hóa thứ cấp : NO + O3 NO + O2 NO2 oxi hóa thành N2O5 (anhidric của axit nitric – nitơ pentoxit ) nhờ O3 Vậy NOx có thể coi như tác nhân gây nên quá trình phân hủy ozon.Phản ứng sẽ kết thúc khi tạo thành HNO3 (và các sản phẩm quang hóa) : 2NO2 + H2O HNO3 + HNO2 2NO2 + H2O 2HNO3 + NO N2O5 + H2O 2HNO3 3.1.3. Lưu huỳnh oxit (SOx): SOx bao gồm 6 hợp chất khác nhau của lưu huỳnh,đó là : SO (lưu huỳnh monoxit),SO2 (lưu huỳnh dioxit),SO3 (lưu huỳnh tridoxit),SO4 (lưu huỳnh tetroxit),S2O3 (lưu huỳnh seskioxit) và S2O7 (lưu huỳnh heptoxic),trong đó SO2 và SO3 là quan trọng hơn và có thể đại diện cho SOx a.Lưu huỳnh dioxit (SO2) Còn gọi là anhidrit sunfurơ,hay đơn giản – khí sunfua.Là chất khí không màu,có mùi hắc và vị cay,khó cháy nổ. Là chất khí không màu,có mùi hắc và vị cay,khó cháy nổ. Khí SO2 phát thải còn do nung và luyện pirit sắt,quặng lưu huỳnh,do các quá trình trong các phân xưởng rèn,đúc,công nghiệp luyện kim,các quá trình hóa học sản xuất H2SO4 như phương tiện sát trùng,trong máy lạnh,lọc sản phẩm dầu lửa,sản phẩm cao su,phân bón,sản xuất khí lò cao,lò cốc…. Lưu huỳnh có trong nhiên liệu như than đá,dầu lửa (hàm lượng nhiều nhất của nó trong than,có khi đến 8%).Nếu hàm lượng S trong than 4% thì lượng SO2 trong khói chiếm 0,35%.Khí thải từ nồi hơi đốt than không xử lý chứa 500 – 5000ppm hàm lượng SO2.Khi nung quặng S khói thải có thể chứa 8% SO2. Các nhà máy điện đốt than sinh khoảng 60% tổng SOx trong khí quyển,dầu – 14%,và các quá trình công nghiệp xấp xỉ 22%. b.Lưu huỳnh trioxit (SO3) SO3 thường phát thải cùng với SO2,với khoảng 1 – 5% so với SO2 và kết hợp nhanh với hơi ẩm trong khí quyển tạo thành H2SO4 có điểm sương thấp. Cả SO2 và SO3 đều được rửa nhanh trong khí quyển nhờ mưa hoặc lắng như sol khí.Đó là lý do tại sao lượng SO2 trong khí quyển sạch nhỏ hơn nhiều so với lượng phát thải hằng năm do các nguồn nhân tạo. Các phản ứng hóa học tạo thành SO2,SO3,H2SO4 và muối của H2SO4 : Đốt S oxi hóa H2O + O2 SO2 SO3↓ H2SO4 Oxi hóa H2S MO + H2SO4 MSO4 + H2 Hoặc 2NH3 +H2SO4 (NH4)2SO4 (trong đó : M = Mg,Fe,Zn,Mn,MSO4 – muối kim loại : (NH4)2SO4 – amonisunfat) Phần lớn quá trình oxi hóa nhanh SO2 tạo thành sương mù quyện khói quang hóa sau đó.Quá trình oxi hóa SO2 thành SO3 phụ thuộc vào cường độ bức xạ mặt trời : hv SO2 SO2(SO2 phân tử được kích thích) Kích thích quang hóa Oxi hóa SO2 + O2 SO4 SO4 + O2 SO3 + O3 SO3 +H2O H2SO4 (ước lượng phản ứng oxi hóa SO2 là 2%,nhưng thời gian có mặt của SO2 trong khí quyển đến 5 ngày). 3.1.4. Cacbondioxit (CO2): CO2 được hình thành từ những con đường chính như sau: Trong quá trình phân hủy động thực vật chết, chuyển tiếp qua khí CH4 Phản ứng cháy của gỗ và các nhiên liệu hóa thạch khác Là sản phẩm phụ của quá trình lên men đường, bia, rượu và các hợp chất alcohol khác Là sản phẩm phụ của các chế biến hóa học như sản xuất Na3PO4, quá trình khí hóa than, sản xuất CaO,... Hình thành trong tự nhiên thông qua phản ứng của nước ngầm với CaCO3, và CaMg(CO3)2. Một số phản ứng tạo thành CO2 trong quá trình đốt nhiên liệu : CO + O2 CO2 C + O2 CO2 3.2. TẢI LƯỢNG Ô NHIỄM TRONG QUÁ TRÌNH ĐỐT 3.2.1. Tải lượng ô nhiễm trong quá trình đốt nhiên liệu của các phương tiện vận chuyển: Hệ số phát thải trong khí thải đốt dầu diesel được trình bày trong bảng 3.2.1a) Bảng 3.2.1: Hệ số ô nhiễm của các phương tiện vận chuyển sử dụng dầu diesel Chất ô nhiễm Bụi SO2 NO2 CO VOC (g/xe.km) Chạy không tải 611x10-3 582x10-3 1620x10-3 913x10-3 511x10-3 Chạy có tải 1190x10-3 786x10-3 2960x10-3 1780x10-3 1270x10-3 Nguồn: GE MOTORS AND INDUSTRIAL SYSTEMS [GEMIS V.4.1] Tải lượng bụi và khí thải từ phương tiện vận chuyển tương ứng với quảng đường vận chuyển 500 m và tần suất vận chuyển trung bình khoảng 15 - 20 lượt/ngày được xác định nhờ phương pháp đánh giá nhanh như sau: Bảng 3.2.2. Tải lượng bụi và khí thải từ phương tiện vận chuyển Chất ô nhiễm Bụi SO2 NO2 CO VOC (kg/ngày) Chạy không tải 0,005¸0,006 0,004¸0,006 0,012¸0,016 0,007¸0,009 0,004¸0,005 Chạy có tải 0,009¸0,012 0,006¸0,008 0,022¸0,030 0,013¸0,013 0,010¸0,013 Nguồn: Khoa Công nghệ Môi trường ĐH Nông Lâm Tp. Hồ C
Luận văn liên quan