Giáo trình sản phẩm dầu mỏ thương phẩm - Chương 5

Sự đốt cháy nhiên liệu Quá trình đốt cháy của nhiên liệu bằng không khí được xem là lý tưởng khi trong hỗn hợp khí cháy chỉ có ra CO2, H2O và N2. Tuy nhiên, quá trình cháy thực tế trong động cơ hoặc trong các lò đốt rất đặc biệt nên sản phẩm của quá trình cháy ngoài các chất kể trên còn có nhiều hợp chất khác hay quá trình cháy ở đây không phải quá trình cháy lý tưởng.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình sản phẩm dầu mỏ thương phẩm - Chương 5 Sản Phẩm Dầu Mỏ Thương Phẩm Chương V SỰ Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG KHÔNG KHÍ DO KHÓI THẢI TỪ QUÁ TRÌNH ĐỐT CHÁY CÁC SẢN PHẨM DẦU MỎ VÀ CÁC BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC 5.1. Sự đốt cháy nhiên liệu, vấn đề ô nhiễm và bảo vệ môi trường 5.1.1. Sự đốt cháy nhiên liệu Quá trình đốt cháy của nhiên liệu bằng không khí được xem là lý tưởng khi trong hỗn hợp khí cháy chỉ có ra CO2, H2O và N2. Tuy nhiên, quá trình cháy thực tế trong động cơ hoặc trong các lò đốt rất đặc biệt nên sản phẩm của quá trình cháy ngoài các chất kể trên còn có nhiều hợp chất khác hay quá trình cháy ở đây không phải quá trình cháy lý tưởng. Phương trình cháy của nhiên liệu trong điều kiện lý tưởng yz y yz - )(O2 +3.78N2) → CO2 + H2O + 3.78(1 + CHyOz + (1+ - )N2 42 2 42 Quá trình cháy trong thực tế ở trong các động cơ hay các lò đốt thường là quá trình không lý tưởng nên ngoài các hợp chất kể trên thì trong khí thải còn có một số hợp chất khác như oxyt nitơ (NO, N2O, NO2 gọi chung là NOx ), monoxyt cacbon (CO), các hydrocacbon chưa cháy (HC), hạt rắn, bồ hống . . . Nồng độ các chất ô nhiễm này phụ thuộc vào loại thiết bị đốt cháy và các chế độ vận hành. Ngoài ra trong nhiên liệu ban đầu thường chứa thêm lưu huỳnh nên trong khói thải còn có thêm khí SO2. Tất cả các hợp chất vừa kể trên đều là chất độc hại đối với còn người và môi trường sinh thái. Vì vậy cần thiết phải hạn chế hay giảm thiểu nồng độ của chúng. 5.1.2. Ô nhiễm và bảo vệ môi trường Như phần trên ta đã thấy việc đốt cháy nhiên liệu luôn kèm theo sự phát thải ra môi trường một lượng chất độc hại gây ảnh hưởng xấu đến sức khoẻ con người và môi trường sinh thái. Vì vậy ngày nay loài người đã nhận ra rằng : không thể có một xã hội hay một nền kinh tế lành mạnh trong một thế giới có quá nhiều sự nghèo đói và suy ThS. Trương Hữu Trì Trang 91 Sản Phẩm Dầu Mỏ Thương Phẩm thoái môi trường. Sự phát triển kinh tế không thể dừng lại, nhưng nó phải định hướng để việc sử dụng tài nguyên thiên nhiên có hiệu quả nhất và hạn chế các tác động xấu đến môi trường. Công nghiệp phát triển càng mạnh, dân sống ở đô thị càng đông, mức thu nhập càng cao thì chất thải gây ô nhiễm môi trường càng nhiều, tài nguyên thiên nhiên càng bị cạn kiệt. Càng ngày con người càng thấy rõ sự ô nhiễm môi trường không khí do chất thải công nghiệp và giao thông vận tải gây ra làm thiệt hại rất lớn đối với nền kinh tế quốc dân và làm tăng bệnh tật đối với con người. Ô nhiễm môi trường không khí, nó được xác định bằng sự biến đổi môi trường theo hướng bất lợi đối với cuộc sống của con người, của động vật, thực vật, mà sự ô nhiễm đó chính là do hoạt động của con người gây ra với quy mô, phương thức và mức độ khác nhau, trực tiếp hay gián tiếp tác động, làm thay đổi mô hình, thành phần hóa học, tính chất vật lý và sinh học của môi trường không khí. 5.2.1. Tác hại của các chất có trong khói thải 5.2.1.1. Tác hại đối với con người Cacbonmonoxyt CO: Tác hại của khí CO đối với con người xảy ra khi nó tác dụng đối với hồng cầu trong máu tạo thành một hợp chất bền vững do đó nó làm giảm hồng cầu trong máu từ đó làm giảm khả năng hấp thụ oxi của hồng cầu để nuôi dưỡng tế bào cơ thể. HbO2 + CO → HbCO + O2 Nạn nhân sẻ bị tử vong khi 70% số hồng cầu bị khống chế (khi nồng độ CO trong không khí >1000 ppm). Ở nồng độ thấp hơn, CO cũng có thể gây nguy hiểm đối với con người: khi 20% hồng cầu bị khống chế, nạn nhân bị nhức dầu, chóng mặt, buồn nôn và khi nồng độ này lên đến 50% thì não bộ con người bắt đầu bị ảnh hưởng nặng. ThS. Trương Hữu Trì Trang 92 Sản Phẩm Dầu Mỏ Thương Phẩm Các oxyt nitơ (NOx) NOx là hỗn hợp của các oxit nitơ. Trong quá trình cháy chủ yếu sinh ra NO sau đó một phần khí này chuyển thành NO2 tuỳ thuộc và điều kiện. NO là chất khí không màu, không mùi, không tan trong nước, NO có thể gây nguy hiểm cho cơ thể do tác dụng với hồng cầu trong máu làm giảm khả năng vận chuyển oxi gây thiếu máu. NO2 là chất khí màu nâu nhạt, mùi của nó có thể bắt đầu được phát hiện ở nồng độ 0.12ppm. NO2 dễ hấp thụ bức xạ tử ngoại, dễ hoà tan trong nước và tham gia phản ứng quang hoá. NO2 là loại khí có tính kích thích, khi tiếp xúc với niêm mạc tạo thành axit qua đường hô hấp hoặc hoà tan vào nước bọt rồi vào đường tiêu hoá, sau đó vào máu. Ở hàm lượng 15 ÷ 50ppm NO2 gây nguy hiểm cho tim phổi và gan. Hydrocacbon Hydrocacbon trong khói thải là một hỗn hợp bao gồm nhiều chất khác nhau như benzen, metan, etan, etylen . . . các khí chứa oxy như rượu, axit, xeton . . . trong các chất này thì người ta quan tâm nhiều nhất đến benzen vì nó là chất gây ra bệnh ung thư. Từ lâu người ta đã xác định được tác hại của benzen trong căn bệnh ung thư máu khi nồng độ của nó lớn hơn 40ppm hoặc gây rối loạn hệ thần kinh khi nồng độ lớn hơn 1 g/ m3, đôi khi nó là nguyên nhân gây các bệnh về gan. Các oxyt lưu huỳnh (SOx ) Trong nhiên liệu có chứa lưu huỳnh thì khi bị đốt cháy chúng sinh ra khí SO2, khí này có thể chuyển thành SO3 trong một số điều kiện nhất định. Các oxit lưu huỳnh là những chất háo nước, vì vậy khi nhiệt độ hạ thấp xuống thì nó kết hợp với nước để tạo thành axit tượng ứng, các axit này có thể theo đường hô hấp để vào sâu trong phổi gây ảnh hưởng đến sức khoẻ con người. Bồ hóng Bồ hóng tồn tại dưới dạng các hạt rắn có đường kính trung bình khoảng 0.3 µm nên rất dễ xâm nhập sâu vào phổi, bị giữ lại ở đó, phản ứng với màng nhầy gây hại đến sức khoẻ. ThS. Trương Hữu Trì Trang 93 Sản Phẩm Dầu Mỏ ...