CHƯƠNG 7. KIỂM KÊ PHÁT THẢI
7.2. Quy trình thực hiện kiểm kê phát thải tại các cơ sở công nghiệp
7.2.5. Tính toán kết quả kiểm kê
(1) Phương pháp quan trắc liên tục dòng thải và phương pháp kiểm tra nguồn thải
‐ Xử lý số liệu:
(i) Chuyển đổi nồng độ khí thải
Chuyển đổi từ nồng độ ppm(v/v) sang mg/Nm3 ở điều kiện chuẩn
Nồng độ chất ô nhiễm đo được từ hệ thống quan trắc liên tục thường có đơn vị ppm do đó cần chuyển đổi sang đơn vị mg/Nm3 ở điều kiện chuẩn (25oC, 760mmHg) theo công thức (24) để tính toán thải lượng.
(24) Trong đó
- C (mg/Nm3): nồng độ chất ô nhiễm tính theo mg/Nm3 - C (ppm): nồng độ chất ô nhiễm tính theo ppm - MW: khối lượng mol phân tử của chất ô nhiễm - K: hệ số chuyển đổi
Bảng 7.2 trình bày hệ số chuyển đổi từ nồng độ ppm sang nồng độ mg/Nm3 ở điều kiện 25oC, 760 mmHg của một số chất ô nhiễm phổ biến.
Bảng 7.2. Hệ số chuyển đổi từ nồng độ (ppm) sang nồng độ (mg/Nm3) ở điều kiện chuẩn (25oC, 760 mmHg)
TT Chất ô nhiễm Hệ số chuyển đổi từ ppm sang mg/Nm3
1 CO 1,14
2 NO 1,22
3 NO2 1,88
4 SO2 2,62
5 Cl2 2,89
6 F2 1,55
7 NH3 0,70 Chuyển đổi từ nồng độ mg/m3 ở điều kiện đo (to, P) sang điều kiện chuẩn (25oC, 760mmHg)
Một số trường hợp đơn vị đo của nồng độ của thông số ô nhiễm trong khí thải công nghiệp thể hiện dưới dạng mg/m3 ở điều kiện đo không phải ở điều kiện chuẩn (25oC, 760 mmHg) cần phải thực hiện chuyển đổi nồng độ về điều kiện chuẩn theo công thức (25):
(25) Trong đó :
C0 : Nồng độ của thông số ô nhiễm ở điều kiện tiêu chuẩn (25 oC, 760 mmHg) (mg/Nm3) ;
C : Nồng độ của thông số ô nhiễm ở điều kiện đo (mg/m3) ; to: Nhiệt độ ống khói thực tế đo được (oC) ;
P: Áp suất thực tế đo được (mmHg).
Lưu ý: Đối với phương pháp quan trắc trực tiếp nguồn thải, kết quả quan trắc liên tục nồng độ chất ô nhiễm trong dòng khí thải thường là giá trị nồng độ tức thời, do đó trước cần ước tính giá trị trung bình của nồng độ các chất ô nhiễm cần kiểm kê trong khoảng thời gian thực hiện quan trắc.
(ii) Chuyển đổi lưu lượng khí thải
Đơn vị đo của lưu lượng khí thải phải thể hiện trong điều kiện chuẩn là ở 25oC 760 mmHg.
Trường hợp đơn vị đo của lưu lượng khí thải thể hiện ở điều kiện khác với điều kiện chuẩn, cần phải thực hiện chuyển đổi theo công thức (26):
(26) Trong đó :
‐ Q0: Lưu lượng khí thải ở điều kiện tiêu chuẩn (25oC, 760mmHg) (Nm3/h) ;
‐ Q: Lưu lượng khí thải thực tế đo được (m3/h) ;
‐ to: Nhiệt độ ống khói thực tế đo được (oC) ;
‐ P: Áp suất thực tế đo được (mmHg).
‐ Tính toán lượng thải:
Thải lượng chất ô nhiễm cần kiểm kê được tính theo công thức (27)
E= C0×Q0×t×10-9
(27) Trong đó :
‐ E: thải lượng chất ô nhiễm (tấn/năm)
‐ C0: nồng độ trung bình theo thời gian của chất ô nhiễm ở điều kiện tiêu chuẩn (mg/Nm3)
‐ Q0: lưu lượng khí thải ở điều kiện tiêu chuẩn (Nm3/giờ)
‐ t: thời gian hoạt động của nguồn thải (giờ/năm)
Đối với trường hợp nguồn thải có lưu lượng thay đổi theo các thời điểm nhất định trong một năm, có thể tính toán thải lượng cho từng khoảng thời gian có lưu lượng ổn định sau đó tính tổng thải lượng trong 1 năm.
Ví dụ: Tính toán thải lượng SO2 phát thải từ nhà máy nhiệt điện đốt than với số liệu quan trắc cho ở bảng sai:
Khoảng đo Nồng độ SO2 (ppm) Lưu lượng khí thải (250C) (m3/h)
Thời gian hoạt động (giờ)
SO2 NOx CO TVOCs
1 150,9 142,9 42,9 554,2 11,735 1500
2 144,0 145,7 41,8 582,9 15,265 2000
3 123,0 112,7 128,4 515,1 19,530 1800
Tính toán:
Đầu tiên cần chuyển đổi nồng độ SO2 từ ppm sang mg/Nm3 dùng hệ số chuyển đổi ở bảng 7.2 ta có:
TT Nồng độ (ppm) Hệ số chuyển đổi từ ppm sang mg/Nm3
Nồng độ (mg/Nm3)
1 150,9
2,62
395,4
2 144,0 377,3
3 123,0 322,3
Áp dụng phương trình (28) tính toán thải lượng SO2
E= C×Q×t×10-9
(28) Xét với khoảng đo 1:
C1 = 395,4 mg/Nm3 Q1 = 11,735 m3/h t1 = 1500 giờ
ta có E1 = 395,4×11, ×1500×10-9 = 6,96 tấn Tương tự với 2 khoảng thời gian đo tiếp theo ta có E2 = 11,52 tấn
E3 = 11,33 tấn
Như vậy thải lượng trong năm kiểm kê E = E1+E2+E3=29,81 tấn/năm.
(2) Phương pháp sử dụng hệ số phát thải
Thải lượng chất ô nhiễm ước tính bằng phương pháp sử dụng hệ số phát thải theo công thức (29) như sau:
(29) Trong đó: E: Thải lượng chất ô nhiễm từ nguồn thải (tấn/năm)
EF: hệ số phát thải tương ứng với lượng hoạt động (kg/tấn) A: Mức độ hoạt động của nguồn thải, ví dụ công suất (tấn/năm) ER: hiệu quả xử lý khí thải của các hệ thống kiểm soát khí thải (%)
Hệ số phát thải của một số loại hình công nghiệp điển hình được trình bày chi tiết trong phụ lục.
Trong phương trình trên, lượng hoạt động thường là lượng nhiên liệu tiêu thụ trong một năm đối
với các cơ sở nhiệt điện hoặc lượng sản phẩm sản xuất được trong một năm đối với các ngành công nghiệp khác.
Ví dụ: Ước tính thải lượng NOx phát thải từ quá trình sản xuất clinker bằng phương pháp sử dụng hệ số phát thải với các thông số như sau:
‐ Công nghệ lò quay
‐ Công suất: 1 triệu tấn/năm
‐ Thiết bị xử lý NOx: không có Tính toán:
Đầu tiên cần xác định các công đoạn phát sinh NOx trên dây chuyền sản xuất xi măng là từ lò nung.
Hệ số phát thải NOx từ lò nung trong nhà máy sản xuất xi măng là 2,15kg/tấn clinker Áp dụng phương trình (2) ta tính được thải lượng NOx như sau:
(30) EF = 2,15kg/tấn
A = 106 tấn/năm ER = 0
Ta có E = 2,15×106×[(100-0)/100] 10-3 =2150 tấn/năm (3) Phương pháp cân bằng vật liệu
Theo quy định tại thông tư về đăng ký, kiểm kê nguồn thải khí thải công nghiệp, phương pháp cân bằng vật liệu được áp dụng ước tính thải lượng khí SO2 phát thải từ các cơ sở nhiệt điện. Tại các cơ sở nhiệt điện đốt than, SO2 phát thải do quá trình cháy của lưu huỳnh có trong nhiên liệu như than đốt, dầu. Toàn bộ lượng lưu huỳnh trong nhiên liệu sẽ tham gia phản ứng cháy chuyển hóa thành SO2 phát thải vào không khí.
Trên cơ sở đó thải lượng SO2 được ước tính theo công thức (31):
(31) Trong đó:
‐ E: thải lượng SO2 (tấn/năm);
‐ A: lượng nhiên liệu sử dụng trong năm (tấn);
‐ S: hàm lượng lưu huỳnh trong nhiên liệu (%);