Luận văn thạc sĩ hay nghiên cứu đề xuất giải pháp kỹ thuật giảm thiểu phát thải thủy ngân trong khí thải của một số nhà máy nhiệt điện sử dụng than antraxit trong công nghệ đốt than phun

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu hay nghiên cứu đề xuất giải pháp kỹ thuật giảm thiểu phát thải thủy ngân trong khí thải của một số, đánh giá hiện trạng, phân tích vấn đề, đề xuất biện

• Tác giả: Vũ Tất Đạt
• Người hướng dẫn: Ts. Ngô Duy Bách
• Trường học: Trường Đại học Lâm nghiệp
• Chuyên ngành: Khoa học Môi trường
• Đề tài: Nghiên cứu đề xuất giải pháp kỹ thuật giảm thiểu phát thải thủy ngân trong khí thải của một số nhà máy nhiệt điện sử dụng than antraxit bằng công nghệ đốt than phun (Pulveresed Combustion) tại Việt Nam
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
• 1.1. Những nghiên cứu về phát thải thủy ngân trong nhiệt điện than trên thế giới và tại Việt Nam
• 1.1.1. Những nghiên cứu trên thế giới
• 1.1.2. Những nghiên cứu tại Việt Nam
• 1.2. Hiện trạng phân bố và khai thác than tại Việt Nam
• 1.2.1. Hiện trạng phân bố các mỏ than
• 1.2.2. Nhu cầu sử dụng than cho ngành điện
• 1.2.3. Công nghệ đốt, sử dụng than và công nghệ kiểm soát khí thải tại các nhà máy nhiệt điện hiện nay
• 1.2.4. Hiện trạng phát triển nhiệt điện đốt than của Việt Nam
• 1.2.4.1. Các nhà máy nhiệt điện đốt than đã được lắp đặt
• 1.2.4.2. Kế hoạch xây dựng các nhà máy nhiệt điện theo Quy hoạch
• 2. CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Đối tượng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu
• 2.2. Phương pháp nghiên cứu
• 2.2.1. Phương pháp kế thừa, thu thập số liệu, kết quả nghiên cứu
• 2.2.2. Phương pháp đánh giá mức độ phát thải thủy ngân
• 2.2.3. Thu thập và phân tích mẫu than tại các mỏ
• 2.2.4. Phương pháp và thiết bị quan trắc thủy ngân trong khí thải
• 2.2.5. Lựa chọn các nhà máy nhiệt điện sử dụng than để quan trắc
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Hiện trạng hoạt động của các nhà máy nhiệt điện
• 3.1.1. Nhiệt điện Quảng Ninh
• 3.1.2. Nhiệt điện Phả Lại
• 3.1.3. Nhiệt điện Ninh Bình
• 3.2. Mức độ phát thải Thủy ngân của các nhà máy Nhiệt điện
• 3.2.1. Xác định hàm lượng Thủy ngân trong than dùng cho nhiệt điện
• 3.2.2. Đánh giá mức độ phát thải thủy ngân tại 03 nhà máy nhiệt điện
• 3.2.3. So sánh phát thải thủy ngân với các nhà máy khác trên thế giới
• 3.3. Hiệu quả giảm phát thải thủy ngân của các nhà máy nhiệt điện
• 3.3.1. Hiệu quả giảm phát thải thủy ngân của 03 nhà máy nhiệt điện
• 3.3.2. Đánh giá hiệu quả giảm phát thải thủy ngân theo kế hoạch phát triển ngành điện
• 3.4. Đề xuất một số giải pháp để kiểm soát phát thải thủy ngân
• 3.4.1. Đề xuất một số giải pháp kỹ thuật kiểm soát phát thải thủy ngân
• 3.4.2. Đánh giá hiệu quả của các giải pháp kỹ thuật trong giảm thiểu phát thải thủy ngân
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về giải pháp kỹ thuật giảm phát thải thủy ngân từ nhà máy nhiệt điện than

Giảm phát thải thủy ngân từ các nhà máy nhiệt điện than antraxit là một vấn đề cấp bách trong bối cảnh ô nhiễm môi trường ngày càng gia tăng. Thủy ngân là một trong những chất độc hại có thể gây ra nhiều tác động xấu đến sức khỏe con người và môi trường. Việc áp dụng các giải pháp kỹ thuật hiệu quả không chỉ giúp giảm thiểu ô nhiễm mà còn đảm bảo phát triển bền vững cho ngành năng lượng.

1.1. Tình hình phát thải thủy ngân từ nhà máy nhiệt điện than tại Việt Nam

Tại Việt Nam, các nhà máy nhiệt điện than đang là nguồn phát thải thủy ngân lớn. Theo báo cáo của UNEP, phát thải thủy ngân từ các nhà máy này chiếm tỷ lệ cao trong tổng phát thải toàn cầu. Việc kiểm soát và giảm thiểu phát thải thủy ngân là cần thiết để bảo vệ sức khỏe cộng đồng và môi trường.

1.2. Tác động của thủy ngân đến sức khỏe và môi trường

Thủy ngân có khả năng tích lũy sinh học và gây ra nhiều bệnh lý nghiêm trọng cho con người. Nó có thể ảnh hưởng đến hệ thần kinh, hệ miễn dịch và gây ra các vấn đề về phát triển ở trẻ em. Do đó, việc giảm phát thải thủy ngân từ nhà máy nhiệt điện than là rất quan trọng.

II. Những thách thức trong việc giảm phát thải thủy ngân từ nhà máy nhiệt điện than

Việc giảm phát thải thủy ngân từ nhà máy nhiệt điện than đối mặt với nhiều thách thức. Các công nghệ hiện tại chưa đủ hiệu quả trong việc xử lý thủy ngân, và chi phí đầu tư cho các hệ thống mới thường rất cao. Hơn nữa, việc thiếu quy định chặt chẽ về phát thải cũng làm cho công tác kiểm soát trở nên khó khăn.

2.1. Công nghệ xử lý khí thải hiện tại và hạn chế

Nhiều nhà máy nhiệt điện than hiện nay sử dụng công nghệ lọc bụi tĩnh điện và hệ thống khử lưu huỳnh. Tuy nhiên, các công nghệ này chưa đủ khả năng xử lý triệt để thủy ngân, dẫn đến việc phát thải vẫn còn cao.

2.2. Thiếu quy định và chính sách kiểm soát phát thải

Việc thiếu các quy định nghiêm ngặt về phát thải thủy ngân từ các nhà máy nhiệt điện than đã tạo ra một khoảng trống trong công tác quản lý môi trường. Điều này cần được khắc phục để đảm bảo hiệu quả trong việc giảm thiểu ô nhiễm.

III. Phương pháp kỹ thuật giảm phát thải thủy ngân hiệu quả

Để giảm phát thải thủy ngân từ nhà máy nhiệt điện than, cần áp dụng các phương pháp kỹ thuật tiên tiến. Các giải pháp này không chỉ giúp giảm thiểu ô nhiễm mà còn nâng cao hiệu quả sản xuất điện năng.

3.1. Công nghệ khử thủy ngân trong khí thải

Công nghệ khử thủy ngân trong khí thải đang được nghiên cứu và áp dụng tại nhiều quốc gia. Các hệ thống này có thể giảm thiểu phát thải thủy ngân từ 30-50%, góp phần bảo vệ môi trường.

3.2. Sử dụng nguyên liệu đầu vào chất lượng cao

Việc sử dụng than antraxit có hàm lượng thủy ngân thấp sẽ giúp giảm thiểu phát thải ngay từ nguồn. Điều này cần được khuyến khích trong các chính sách phát triển năng lượng.

IV. Ứng dụng thực tiễn và kết quả nghiên cứu về giảm phát thải thủy ngân

Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc áp dụng các giải pháp kỹ thuật giảm phát thải thủy ngân có thể mang lại hiệu quả cao. Các nhà máy nhiệt điện đã thực hiện các biện pháp này và ghi nhận sự giảm đáng kể trong mức độ phát thải.

4.1. Kết quả từ các nhà máy nhiệt điện áp dụng công nghệ mới

Các nhà máy nhiệt điện tại Việt Nam đã áp dụng công nghệ khử thủy ngân và ghi nhận sự giảm phát thải rõ rệt. Điều này cho thấy tính khả thi của các giải pháp kỹ thuật trong việc bảo vệ môi trường.

4.2. Đánh giá hiệu quả kinh tế của các giải pháp

Việc đầu tư vào công nghệ giảm phát thải không chỉ mang lại lợi ích về môi trường mà còn có thể tiết kiệm chi phí cho các nhà máy trong dài hạn. Điều này cần được xem xét trong các quyết định đầu tư.

V. Kết luận và hướng đi tương lai cho giảm phát thải thủy ngân

Giảm phát thải thủy ngân từ nhà máy nhiệt điện than là một nhiệm vụ quan trọng và cấp bách. Cần có sự phối hợp giữa các cơ quan chức năng, nhà đầu tư và cộng đồng để thực hiện hiệu quả các giải pháp kỹ thuật.

5.1. Tầm quan trọng của việc hợp tác trong giảm phát thải

Sự hợp tác giữa các bên liên quan là rất cần thiết để triển khai các giải pháp giảm phát thải thủy ngân. Điều này sẽ giúp nâng cao hiệu quả và tính bền vững của các biện pháp.

5.2. Định hướng phát triển bền vững cho ngành nhiệt điện

Ngành nhiệt điện cần hướng tới phát triển bền vững, đảm bảo cung cấp năng lượng trong khi vẫn bảo vệ môi trường. Các giải pháp giảm phát thải thủy ngân sẽ đóng vai trò quan trọng trong định hướng này.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU I. Sự ần thiết nghiên ứu ủ ề tài uận văn Trong những năm gần đây, theo một số nghiên cứu của Chương trình môi trường Liên hợp quốc, phát thải thủy ngân từ các nhà máy nhiệt điện là một chủ đề ngày càng được quan tâm nhiều hơn của nhiều quốc gia trên thế giới vì những đặc tính về độc tính, khả năng khó phân hủy, di truyển với khoảng cách xa trong khí quyển. Đồng thời, thủy ngân là kim loại nặng có khả năng tích lũy sinh học và đi vào chuỗi thức ăn. Khi thải vào môi trường, thủy ngân có nguy cơ rất cao gây ô nhiễm đất, không khí, nguồn nước mặt và nước ngầm và có những tác động rất xấu tới sức khỏe con người.

Thủy ngân phát thải từ các nhà máy điện sử dụng than có dạng nguyên tố và tồn tại tự nhiên trong trong than. Thông thường, nồng độ thủy ngân có trong than với hàng chục ppt. Việc sử dụng lượng lớn than để phát điện tại nhiều quốc gia trong thời gian gần đây khi nhu cầu về năng lượng tăng cao làm cho thủy ngân có khả năng phát thải ở cấp độ toàn cầu. Quá trình công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước trong khoảng 20 năm qua ở nước ta đã đẩy mạnh phát triển kinh tế - xã hội, nâng cao đáng kể mức sống của nhân dân.

Nhưng cùng với đó là sự gia tăng rất nhanh các nguồn phát thải các chất ô nhiễm môi trường nước, môi trường không khí và chất thải rắn, làm cho chất lượng môi trường xung quanh ngày càng suy giảm, ảnh hưởng rất lớn đến sức khỏe cộng đồng và ảnh hưởng tiêu cực ngay cả đối với quá trình phát triển kinh tế - xã hội của nước ta. Nhu cầu lớn về năng lượng nói chung, điện năng nói riêng đặc biệt trong thời kỳ công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước sẽ là động lực gia tăng mạnh số lượng các dự án nhiệt điện sử dụng than. Việt Nam là một nước có nguồn nguyên liệu than khá dồi dào, bao gồm than atracite là loại nguyên liệu chủ yếu dùng cho ngành nhiệt điện. Theo Quy LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] 2 hoạch phát triển ngành than Việt Nam đến năm 2020, có xét triển vọng đến năm 2030, tính đến tháng 12 năm 2015, tổng trữ lượng và tài nguyên than của Việt Nam vào khoảng 48,88 tỷ tấn bao gồm 2,26 tỷ tấn trữ lượng, bao gồm bể than Đông Bắc khoảng 2,21 tỷ tấn và các mỏ than tại địa phương khoảng 41,7 triệu tấn.

Nhiệt điện đốt than ở Việt Nam có vai trò quan trọng trong cơ cấu sản xuất điện năng. Ưu thế cơ bản của nhiệt điện đốt than là giá than ổn định và có thể cạnh tranh với các nguồn nhiên liệu khác. Theo một số nghiên cứu cho thấy, sau thủy điện, nhiệt điện than cho giá thành điện thấp nhất (7 cent/kWh), vốn đầu tư không quá cao (thấp hơn thủy điện, điện mặt trời.), khả năng huy động công suất lớn (6.500 giờ/năm) nên sản lượng điện phát ra lớn, không lệ thuộc vào địa điểm đặt nhà máy, thời gian xây dựng không quá lâu (3 năm). Vì những ưu điểm này mà trong những năm gần đây nhiệt điện sử dụng than đã và đang chiếm tỷ trọng lớn trong tổng tỷ lệ phát điện của toàn ngành điện.

Theo Báo cáo Nhiệt điện than trong quy hoạch ngành điện VII (điều chỉnh) của Hiệp hội năng lượng Việt Nam (VESC), năm 2016 tỷ lệ phát nhiệt điện than đang chiếm tới 34,37%, với tổng công suất các nhà máy nhiệt điện than đạt 13. Nếu năm 2010 tổng công suất nhiệt điện than là 17,6% thì đến cuối năm 2015 Việt Nam đã có 13.000MW nhiệt điện, chiếm 38,4%. Tốc độ tăng trưởng của nhiệt điện than từ năm 2000 - 2015 là 17%, sản xuất tới 80 tỷ kWh/năm. Cũng theo báo cáo của VESC, tính đến năm 2030 sau khi Thủ tướng Chính phủ phê duyệt đề án điều chỉnh Quy hoạch điện VII (điều chỉnh), Việt Nam sẽ có khoảng 64 dự án nhiệt điện với tổng công suất 56.

Đến năm 2020, công suất nhiệt điện than tăng từ 33,4% lên 42,7% tổng công suất nguồn. Mặc dù đã giảm 5,3% so với Quy hoạch điện VII, nhưng nhiệt điện than trong Quy hoạch điều chỉnh vẫn chiếm tỉ trọng đáng kể. Nhiều tổ chức cơ quan tư vấn trong ngoài nước đã đề xuất giảm mạnh nguồn nhiệt điện than LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] 3 song với Quyết định 428/QĐ-TTg ban hành ngày 18/3/2016 vừa qua nhận thấy đến năm 2030 nguồn nhiệt điện than vẫn còn đóng vai trò quan trọng của Hệ thống điện quốc gia. Hiện nay, nước ta có khoảng 20 nhà máy nhiệt điện than (không tính một số nhà máy nhiệt điện nhỏ với công suất dưới 100MW) đang vận hành với lượng tro xỉ, thạch cao thải ra hơn 15,7 triệu tấn/năm.

Ngoài ra, trong quá trình vận hành các nhà máy nhiệt điện than đã thải ra một khối lượng rất lớn các chất ô nhiễm khác như SOx, NOx, bụi và nước thải từ quá trình làm mát thiết bị và xử lý khí thải. Ở Việt Nam các nhà máy nhiệt điện đốt than đều sử dụng thiết bị lọc bụi tĩnh điện để xử lý bụi. Bên cạnh đó, công tác xử lý khí SO 2 và NOx ở các nhà máy nhiệt điện than chiếm tỷ lệ nhỏ và phương pháp chủ yếu là hấp thụ dùng dung dịch đá vôi. Đặc biệt, tại một số nhà máy với công nghệ cũ (Phả Lại 1, Ninh Bình) và một số nhà máy sử dụng công nghệ đốt than tầng sôi Đông Triều, Cẩm Phả, Cao Ngạn) thiếu các hệ thống xử lý lưu huỳnh trong khí thải dẫn đến nguy cơ ô nhiễm không khí rất cao.

Đồng thời, theo Công ước Minamata về thủy ngân mà Việt Nam là một trong 114 nước thành viên, nhiệt điện sử dụng than là một trong những nguồn phát thải thủy ngân với khối lượng lớn vào môi trường không khí. Như vậy, để đồng thời đảm bảo mục tiêu phát triển năng lượng để phục vụ quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa, đồng thời đảm bảo mục tiêu về bảo vệ môi trường, phát triển bền vững, việc tăng cường công tác kiểm soát ô nhiễm và phòng ngừa ứng phó các sự cố về môi trường đối với ngành công nghiệp nhiệt điện than đang được đặt ra cấp thiết. Nhận thức rõ tầm quan trọng và tính cấp thiết của việc nghiên cứu này, tác giả đã lựa chọn luận văn với đề tài: “Nghiên cứu đề xuất giải pháp kỹ thuật giảm thiểu phát thải Thủy ngân trong khí thải của một số nhà máy nhiệt điện sử dụng than Antraxit trong công nghệ đốt than phun - PC LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] 4 (Pulveresed combustion) tại Việt Nam”. II Mụ tiêu ủ ề tài - Mục tiêu tổng quát: Tăng cường hiệu quả về kiểm soát ô nhiễm môi trường do phát thải Thủy ngân từ các nhà máy nhiệt điện sử dụng than Antraxit tại Việt Nam để thực hiện tốt công tác bảo vệ môi trường và đảm bảo phát triển bền vững.

- Mục tiêu cụ thể: + Nghiên cứu, đánh giá mức độ phát thải Thủy ngân trên cơ sở một số nhà máy nhiệt điện sử dụng than Antraxit. + Nghiên cứu, đề xuất một số giải pháp kỹ thuật để giảm thiểu, kiểm soát phát thải Thủy ngân từ các nhà máy nhiệt điện sử dụng than Antraxit bằng công nghệ đốt than phun. III Nội dung nghiên ứu - Các nội dung nghiên cứu: + Nghiên cứu thực trạng hoạt động của các nhà máy nhiệt điện ở Việt Nam. + Đánh giá mức độ phát thải Thủy ngân của các nhà máy nhiệt điện.

+ Đánh giá hiệu quả của các biện pháp kỹ thuật giảm thiểu phát thải Thủy ngân tại các nhà máy nhiệt điện. + Đề xuất giải pháp kỹ thuật giảm thiểu phát thải Thủy ngân trong khí thải của các nhà máy nhiệt điện ở Việt Nam. LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] 5 Chƣơng 1 TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Những nghiên ứu về ph t thải thủ ng n trong nhiệt iện th n trên thế giới và t i Việt N 1.1 Những nghiên cứu trên thế giới: Từ cuối những năm 1970, hiện tượng ô nhiễm Thủy ngân trên thế giới được phát hiện và bùng nổ thành những thảm họa môi trường nghiêm trọng. Vì vậy, nhiều chương trình quan trắc ô nhiễm Thủy ngân đã được thực hiện trên thế giới, trong đó phải kể đến Chương trình quan trắc của Mỹ, Chương trình quan trắc của Cộng đồng Châu Âu – Canada (Chương trình quan trắc ô nhiễm không khí tầm xa), Chương trình quan trắc của một số nước Đông Á và Chương trình quan trắc ô nhiễm Thủy ngân toàn cầu của UNEP.1 Hệ thống qu n trắ ph t thải thu ng n khu vự Ch u Âu Nguồn: UNEP, 2016 Theo báo cáo của UNEP về đánh giá phát thải thủy ngân toàn cầu năm 2018 (Global Mercury Assessment 2018), cho thấy các hoạt động của con người đã làm tăng hàm lượng Thủy ngân trong khí quyển lên 3 lần so với thời kỳ tiền công nghiệp.

Có thể nói, đến nay ô nhiễm Thủy ngân đã trở thành một vấn nạn mang tính toàn cầu, xuất hiện tại nhiều nước như Tanzania, Philippin, LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] 6 Indonexia, Trung Quốc, Brazin, Mỹ, Canada… Hình 1.2 Tỷ ệ ph t thải thủ ng n ủ ngành ông nghiệp Nguồn: Global Mercury Assessment 2018 Cũng theo báo cáo này, xu thế phát thải thủy ngân giữa các khu vực trên toàn cầu đến năm 2015 không có sự thay đổi nhiều so với năm 2010. Phần lớn khối lượng thủy ngân phát thải ra môi trường tại khu vực Châu Á (với tỷ lệ 49%, trong đó 39% ở Đông và Đông Nam Á), tiếp theo là Nam Mỹ (18%) và châu Phi (16%). Đáng chú ý là các ngành công nghiệp đốt, sử dụng than đang là lĩnh vực chiếm tỷ lệ phát thải cao tại nhiều khu vực như Bắc Mỹ (60%), Châu Âu (50%) và Úc, New Zealand (37%). Cũng theo Báo cáo này, trong năm 2015, phát thải các ngành công nghiệp đốt than chiếm tỷ lệ khoảng 21% tổng phát thải thủy ngân toàn cầu (khoảng 1480 tấn).

Ước tính phát thải thủy ngân từ các ngành công nghiệp toàn cầu trong năm 2015 được thể hiện tại Hình sau. Theo báo cáo kỹ thuật về phát thải thủy ngân của UNEP (Technical Background report to the Global Atmospheric Mercury Assessment, 2018), hiện nay, hầu hết các nhà máy nhiệt điện sử dụng than trên thế giới thường sử dụng các công nghệ lọc bụi tĩnh điện dạng khô và hệ thống khử lưu huỳnh LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] 7 dạng ướt (FGDw) để xử lý bụi và một số chất độc hại trong khí thải (SOx, CO2).