Bài thảo luận xử lý nước thải TRƯỜNG ĐH KĨ THUẬT CÔNG NGHIỆP THÁI NGUYÊN KHOA QUẢN LÝ CÔNG NGHIỆP VÀ MÔI TRƯỜNG BỘ MÔN KĨ THUẬT MÔI TRƯỜNG BÀI THẢO LUẬN TÌM HIỂU CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT VÀ ĐẶC TRƯNG NƯỚC THẢI CỦA NGÀNH SẢN XUẤT THAN CỐC Giáo viên hướng dẫn : Th.S VI THỊ MAI HƯƠNG Lớp : K43_KTM_01 Nhóm Thực hiện :Trần Văn Thức Nguyễn Thị Thi Hà Thái Thùy Đinh Trọng Tiến Thái Nguyên, 2011 1. Giới thiệu chung Nhóm: 16 - 1 - Lớp K43_KTM_01 Bài thảo luận xử lý nước thải - 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. Tính theo hàm lượng thì than cốc chứa khoảng 96-98% С, phần còn lại là Н, S, N, O. 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 6-12 MPa. - Quá trình luyện cốc là quá trình nung kết than trong lò ở nhiệt độ 900-1100 0 C cách ly với không khí trong khoảng thời gian 20 đến 30 giờ nhằm làm tăng hàm lượng cacbon trong than, tăng nhiệt trị của than đồng thời giảm lượng tro, lưu huỳnh. - Than sau khi cốc hóa thường có thành phần: + Chất bốc từ 0,9-1,25% + Lưu huỳnh 0,5-2% + Cacbon từ 82-90% + Tro từ 8-14% + Photpho <0,1% + Nhiệt trị từ 7800-8000kcal/kg - Các chất tạo thành sau luyện cốc là cốc và các chất hữu cơ bay hơi cùng với khí thải.Qua làm lạnh nhiều lần bằng nước, thành phần hữu cơ sẽ ngưng tụ dưới dạng dầu, nhựa hắcín và nước thải chứa các chất ô nhiễm như amon, phenol, xyanua. Nhóm: 16 - 2 - Lớp K43_KTM_01 Bài thảo luận xử lý nước thải - Nếu luyện 1 tấn than đá sẽ thu được 780kg cốc, 30kg bao gồm naphatalein, hắc ín, dầu nặng, dầu nhẹ và 325m 3 khí (tương ứng với 190kg). - Sản xuất cốc luyện kim từ than mỡ cung cấp cho quá trình luyện gang trong lò cao. 2. Công nghệ sản xuất than cốc. 2.1. Sơ đồ công nghệ Nhóm: 16 - 3 - Lớp K43_KTM_01 Bài thảo luận xử lý nước thải Hình 2.1: Sơ đồ công nghệ sản xuất kèm theo dòng thải của phân xưởng cốc. 2.2. Lưu trình công nghệ Nhóm: 16 - 4 - Lớp K43_KTM_01 Các sản phẩm hóa Tháp than Xe rót LÒ CỐC Xe tống Ống tập khí Phân xưởng làm sạch khí Nước NH 3 Khí cốc sạch Nư ớc thả i phê nol Trạm xử lý nước thải phênol Bùn cặn Nước sau xử lý ống khói Khí thải Xe dập cốc Tháp dập cốc Nước Bể lắng cốc bột Bột cốc Sàng cốc nguội Bãi chứa cốc Lò cao Bụi, ồn Khí thải, bụi, nhiệt Khí thải, bụi Không khí Khí than Khí thải Cốc ra lò Nhiệt Bài thảo luận xử lý nước thải - Than trước khi vào tháp than đã được phối liệu và đạt yêu cầu kỹ thuật. - Than được luyện thành cốc trong điều kiện không có không khí tham gia. Than từ tháp than được lấy vào xe rót. Trên xe rót than có phễu rót tương ứng với lỗ nạp than của buồng than hóa. Xe rót chạy trên mặt lò cốc để nạp than vào buồng than hóa. Trong buồng than hóa, than được gia nhiệt gián tiếp, nhiệt từ buồng đốt truyền qua tường buồng than hóa tới khối than. Nhiên liệu dùng cho buồng đốt là khí cốc. Không khí cấp cho quá trình cháy trong buồng đốt được đốt nóng ở buồng tích nhiệt (buồng tích nhiệt nằm ở dưới buồng đốt), lưu lượng không khí phụ thuộc độ mở của gió và sức hút đường khói. Khi nhiệt độ của trung tâm bánh cốc đạt 950-1050 o C thì cửa lò của than hóa mở ra, sau đó cốc được tống ra khỏi buồng than hóa bằng một thiết bị chuyên dụng gọi là cần tống. Cần tống đặt trên xe tống. Cốc tống ra được hứng vào xe chuyên dụng gọi là xe dập cốc, sau đó xe dập cốc nóng đỏ chạy vào tháp dập bằng nước, nước để dập cốc là nước thải có chứa phênol đã qua xử lý bằng vi sinh vật. Nước phênol chứa trong bể được hệ thống bơm dập bơm lên dàn phun để dập cốc được nhanh và đều. Nước khi phun vào cốc nóng đỏ một phần chuyển thành hơi nước cùng với các hóa chất bị phân hủy bay lên trời. Phần còn lại chảy về bể chứa. Sau khi dập xong cốc đang nóng được đổ xuống bến cốc tại đây cốc được bay hơi và làm nguội tự nhiên. Quá trình dập cốc phải khống chế làm ẩm của cốc nhỏ hơn 4%. Khi cốc nguội người ta vận chuyển cốc theo băng tải lên lầu sàng. Đầu tiên cốc qua hệ thống sàng 15x15 để tách cốc vụn có kích cỡ 0-15 mm dòng cốc tiếp tục qua lầu sàng 60x60 để tách tiếp cốc cỡ hạt từ 15-60 mm. Lượng cốc còn lại vào kho riêng. - Trong quá trình nhiệt phân than xảy ra các phản ứng hóa học, các phản ứng này xảy ra khi bắt đầu đốt nóng than đến nhiệt độ quy định. Những Nhóm: 16 - 5 - Lớp K43_KTM_01 Bài thảo luận xử lý nước thải phản ứng hóa học đó kèm theo các quá trình lý hóa khác nhau như biến đổi trạng thái liên hợp tạo khối rắn chắc. - Trong quá trình nhiệt phân than làm đứt các liên kết C- C tạo ra hơi và khí đơn giản như: CO 2 , H 2 O, CH 4 , C m H n , H 2 , NH 3 , HCN, …Hơi và khí này được hút ra khỏi buồng than hóa bằng quạt hút khí than thông qua ống hút thượng thăng, ống cong, ống cầu và ống tập khí, khí than được làm lạnh trực tiếp bằng nước NH 3 từ 700 o C đến 90-95 o C. Sau đó khí than và dầu cốc, hơi nước được đưa đi xử lý. 3. Đặc trưng nước thải nhà máy than cốc. - Nước thải sản xuất nhà máy Cốc Hóa được chia làm các loại như sau: - Nước thải phenol là nước thải phát sinh từ các thiết bị như thùng chứa dầu, tháp chưng, khu vực chưng cất dầu cốc, khu vực kho hóa chất. Nước thải phenol có hàm lượng các chất độc tố cao. Nguồn nước này có lưu lượng tùy thuộc vào quy mô, công nghệ sản xuất và sản lượng cốc của nhà máy. Hiện nay nguồn nước này được dẫn qua hệ thống xử lý nước thải phenol bằng vi sinh vật sau đó được sử dụng để dập cốc. - Nước thải từ các quá trình sản xuất khác như nước làm mát thiết bị, nước làm lạnh khí cốc trong thiết bị làm lạnh sơ bộ…Nguồn nước này có đặc trưng ô nhiễm bởi nhiệt độ cao. - Nước từ quá trình dập cốc, lượng nước này không nhiều, được lắng và làm mát tự mhiên sau đó được sử dụng tuần hoàn để dập cốc, do vậy không có nước thải phát sinh từ quá trình này. - Nước mưa rửa trôi bụi than và các chất ô nhiễm tại khu vực nhà máy làm cho nước thải có chứa hàm lượng các chất lơ lửng lớn và có độ màu cao. - Các thành phần hữu cơ bay hơi trong khí thải của quá trình luyện cốc được ngưng tụ qua quá trình làm lạnh nhiều lần bằng nước dưới dạng dầu, nhựa hắc ín và nước thải chứa các chất ô nhiễm như xyanua, phenol, amon… Nhóm: 16 - 6 - Lớp K43_KTM_01 Bài thảo luận xử lý nước thải - Dầu, nhựa hắc ín được thu hồi bằng phương pháp lắng hoặc tuyển nổi ở giai đoạn xử lý đầu và được sử dụng như nguyên liệu đầu cho quá trình sản xuất khác. - Nước thải sau khi thu hồi dầu, hắc ín còn chứa các chất tan như phenol, xyanua, amon… lượng, thành phần và hàm lượng các chất ô nhiễm nước trong nước thải phụ thuộc đặc tính của loại than đưa vào luyện cốc, điều kiện làm việc của lò cốc như nhiệt độ, thời gian luyện cốc cũng như phương pháp xử lý khí thải lò luyện cốc. - Chính vì vậy trong nước thải nhà máy than cốc thường chứa Phenol, SS, dầu, nhựa hắc ín, xyanua, amon, H 2 S, độ màu … KẾT LUẬN - Than cốc được sử dụng để nung chảy gang (cốc lò cao) cũng như làm nhiên liệu không khói chất lượng cao, làm chất khử trong các công nghệ Nhóm: 16 - 7 - Lớp K43_KTM_01 Bài thảo luận xử lý nước thải luyện kim từ quặng sắt, các chất làm tơi trong phối liệu. Than cốc cũng được sử dụng như là nhiên liệu trong sản xuất gang đúc hay các mục đích sử dụng thông thường, trong các công nghiệp hóa chất và luyện các hợp kim của sắt. - Công nghệ sản xuất than cốc là một công nghệ sản xuất tạo ra lượng nước thải không nhiều tuy nhiên hàm lượng các chất gây ô nhiễm tương đối lớn. Trước khí thải vào môi trường cần được xử lý. - Qua quá trình tìm hiểu và nghiên cứu chúng em đã phần nào nắm được quy trình sản xuất và đặc trưng nước thải của nhà máy than cốc. Tuy nhiên do kiến thức còn hạn chế và thiếu kinh nghiệm thực tế nên không tránh khỏi thiếu sót. Kính mong được sự giúp đỡ của Cô để chúng em có thể hoàn thiện bài và nâng cao kiến thức của mình. Chúng Em xin chân thành cảm ơn Cô ! Nhóm thực hiện 16 MỤC LỤC Nhóm: 16 - 8 - Lớp K43_KTM_01 . gia. Than từ tháp than được lấy vào xe rót. Trên xe rót than có phễu rót tương ứng với lỗ nạp than của buồng than hóa. Xe rót chạy trên mặt lò cốc để nạp than vào buồng than hóa. Trong buồng than. K43_KTM_01 Bài thảo luận xử lý nước thải - 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 nhiệt Khí thải, bụi Không khí Khí than Khí thải Cốc ra lò Nhiệt Bài thảo luận xử lý nước thải - Than trước khi vào tháp than đã được phối liệu và đạt yêu cầu kỹ thuật. - Than được luyện thành cốc trong