Ứng dụng chùm tia electron năng lượng cao trong xử lý không khí ô nhiễm và chất độc hại phát thải từ các nhà máy nhiệt điện
Nhiên liệu hóa thạch như than đá, khí tự nhiên, dầu mỏ, dầu đá phiến và nhựa đường là nguồn
tạo ra năng lượng nhiệt điện. Trong quá trình đốt cháy, các chất ô nhiễm khác nhau được sản sinh ra
như tro bay (bao gồm kim loại nặng), carbon dioxide (CO2), lưu huỳnh oxit (SO2 và SO3), oxit nitơ
(NOx = NO + NO2), Furan, Dioxin và các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOC). Những chất ô nhiễm
này có hại cho môi trường và cho sức khỏe con người. Công nghệ sử dụng chùm tia electron năng
lượng cao (EBFGT) để xử lý chất thải là một trong những phương pháp hiệu quả nhất để loại bỏ SO
và NO khỏi khói công nghiệp. Tỷ lệ loại bỏ các chất ô nhiễm như sulfur dioxide và oxit nitơ là rất cao,
chiếm tỷ lệ lần lượt là 95% và 85%. Sản phẩm phụ được tạo ra của quá trình này được dùng làm phân
bón chất lượng cao trong nông nghiệp. Các nghiên cứu khác trong phòng thí nghiệm đã chỉ ra rằng
các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi được giải phóng trong quá trình đốt các nhiên liệu hóa thạch cũng có
thể bị loại bỏ. Chiếu xạ khí thải bằng chùm tia điện tử bằng EBFGT với một lượng nhỏ amoniac sẽ
gây ra phản ứng chuyển đổi SO2 và NOx thành dạng muối amoni sulfat và amoni sulfat-amoni nitrat.
Các muối này có thể được thu gom theo phương pháp thông thường như thu gom các chất kết tủa
tại bộ phận máy lọc bụi tĩnh điện hoặc tại các buồng túi lọc.
Tóm tắt nội dung tài liệu: Ứng dụng chùm tia electron năng lượng cao trong xử lý không khí ô nhiễm và chất độc hại phát thải từ các nhà máy nhiệt điện
THÔNG TIN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ HẠT NHÂN 23Số 55 - Tháng 06/2018 1. Giới thiệu Ô nhiễm không khí là một vấn đề quan trọng trong môi trường toàn cầu [1]. Trong khu vực, khoảng 2,8 triệu người chết vì ô nhiễm không khí mỗi năm ở Trung Quốc và các nước Tây Thái Bình Dương [2]. Mỗi ngày, mỗi người hít thở khoảng 15.000 lít không khí. Số lần hít thở tăng khoảng 8-10 lần trong khi tập thể dục hoặc khi làm công việc nặng. Bầu không khí bị ô nhiễm bởi con người và thiên nhiên, có tác động lớn đến các ảnh hưởng sức khỏe con người (Tổ chức Y tế Thế giới WHO) [3]. WHO ước tính rằng trong năm 2012, khoảng 7 triệu người trên toàn thế giới đã chết do ô nhiễm không khí [2]. Nhà máy nhiệt điện đốt than (TPP) là nguồn gây ô nhiễm không khí nghiêm trọng nhất. Theo số liệu thống kê của Cục Năng lượng quốc gia Đài Loan năm 2007, tỷ lệ phát điện đốt than là 53,6% [4]. Theo số liệu thống kê năm 2007 về phát thải kim loại nặng, sản xuất điện bằng việc ỨNG DỤNG CHÙM TIA ELECTRON NĂNG LƯỢNG CAO TRONG XỬ LÝ KHÔNG KHÍ Ô NHIỄM VÀ CHẤT ĐỘC HẠI PHÁT THẢI TỪ CÁC NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN Nhiên liệu hóa thạch như than đá, khí tự nhiên, dầu mỏ, dầu đá phiến và nhựa đường là nguồn tạo ra năng lượng nhiệt điện. Trong quá trình đốt cháy, các chất ô nhiễm khác nhau được sản sinh ra như tro bay (bao gồm kim loại nặng), carbon dioxide (CO2), lưu huỳnh oxit (SO2 và SO3), oxit nitơ (NOx = NO + NO2), Furan, Dioxin và các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOC). Những chất ô nhiễm này có hại cho môi trường và cho sức khỏe con người. Công nghệ sử dụng chùm tia electron năng lượng cao (EBFGT) để xử lý chất thải là một trong những phương pháp hiệu quả nhất để loại bỏ SO và NO khỏi khói công nghiệp. Tỷ lệ loại bỏ các chất ô nhiễm như sulfur dioxide và oxit nitơ là rất cao, chiếm tỷ lệ lần lượt là 95% và 85%. Sản phẩm phụ được tạo ra của quá trình này được dùng làm phân bón chất lượng cao trong nông nghiệp. Các nghiên cứu khác trong phòng thí nghiệm đã chỉ ra rằng các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi được giải phóng trong quá trình đốt các nhiên liệu hóa thạch cũng có thể bị loại bỏ. Chiếu xạ khí thải bằng chùm tia điện tử bằng EBFGT với một lượng nhỏ amoniac sẽ gây ra phản ứng chuyển đổi SO2 và NOx thành dạng muối amoni sulfat và amoni sulfat-amoni nitrat. Các muối này có thể được thu gom theo phương pháp thông thường như thu gom các chất kết tủa tại bộ phận máy lọc bụi tĩnh điện hoặc tại các buồng túi lọc. So với các phương pháp thông thường hiện đang sử dụng, phương pháp này có nhiều ưu điểm, như sau: (1) Phương pháp loại bỏ SO và NO khỏi khí thải hiệu quả cao; (2) Quá trình chiếu xạ khô được kiểm soát dễ dàng và tính khả thi cao; (3) Không cần hâm nóng khí thải; (4) Chuyển đổi các chất ô nhiễm thành phân bón nông nghiệp; (5) Quy trình có yêu cầu về vốn và chi phí vận hành thấp hơn. Bài báo này nhằm giới thiệu với độc giả công nghệ EBFGT được coi là một công nghệ tốt, thân thiện với môi trường nhằm kiểm soát ô nhiễm không khí đa thành phần có thể được áp dụng cho việc xử lý khí thải của việc đốt than, than non và nồi hơi nhiên liệu nặng. THÔNG TIN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ HẠT NHÂN 24 Số 55 - Tháng 06/2018 đốt than là nguồn phát thải kim loại nặng chủ yếu ở Trung Quốc [4]. Phần lớn năng lượng của thế giới (88%) được tạo ra bởi quá trình đốt các nhiên liệu hóa thạch như dầu, khí thiên nhiên và than đá [5]. Tất cả các nhiên liệu này đều chứa cacbon, hydro và oxy, cũng như các thành phần khác như hợp chất lưu huỳnh và nitơ và kim loại. Trong quá trình đốt cháy, các chất gây ô nhiễm khác nhau được hình thành như tro bay (chứa các nguyên tố kim loại nặng), SOx (SO2 và SO3), NOx (NOx = NO + NO 2 ), thủy ngân (Hg), asen (As) và VOC Các chất gây ô nhiễm này không chỉ ảnh hưởng trực tiếp đến môi trường khí quyển mà còn gây ô nhiễm nguồn nước và đất. Sự lắng đọng chất ô nhiễm vô cơ khô và ướt dẫn đến sự axit hóa môi trường. Những hiện tượng này ảnh hưởng đến sức khỏe con người, tăng sự ăn mòn và phá hủy các loại cây trồng và đặc biệt là rừng gây phá huỷ cân bằng sinh thái. Đối với các nhà máy nhiệt điện đốt than, hai vấn đề môi trường quan trọng nhất hiện nay là: phát thải khí nhà kính và các chất gây ô nhiễm không khí có hại. Việc xử lý khí thải tại các nhà máy nhiệt điện này trở nên cần thiết hơn bao giờ hết. Công nghệ EBFGT là một trong những công nghệ mới đầy hứa hẹn nhất trong kỷ nguyên mới. Bài viết trình bày sự phát triển của công nghệ xử lý khí thải bằng chùm tia điện tử (EBFGT) và ứng dụng công nghệ này xử lý khí thải phátsinh từ các nhà lò đốt, nhà máy nhiệt điện đốt than. 2. Công nghệ xử lý khí thải bằng chùm tia electron năng lượng cao (EBFGT) Đầu những năm 1970, Viện Nghiên cứu Năng lượng nguyên tử Nhật Bản (JAERI) và Tập đoàn EBara hợp tác cùng nghiên cứu ứng dụng chùm tia điện tử để loại bỏ SO 2 và NOx. Sự thành công của sự hợp tác này đã khuyến khích tập đoàn Ebara thành lập một nhà máy thí điểm khí đốt dùng dầu nặng với lưu lượng khoảng 1.000 Nm3/h vào năm 1974 để chứng minh tính hiệu quả của việc xử lý khí thải bằng chùm điện tử năng lượng cao. Nhà máy xác nhận rằng công nghệ của Ebara có thể sử dụng NH 3 để loại bỏ SO 2 và NOx cùng một lúc và chuyển đổi các loại khí này thành (NH 4 ) 2 SO 2 và NH 4 NO 3 . Năm 1977, Tập đoàn Ebara hợp tác với Nippon Steel và các công ty khác, đã xây dựng và thử nghiệm một nhà máy xử lý khí thải với lưu lượng 10.000 Nm3/h để loại bỏ SO 2 và NOx khỏi khí thải từ một nhà máy sản xuất thép. Thời gian theo dõi 12 tháng của nhà máy mang lại đủ thông tin để xác định rằng hệ thiết bị xử lý khí thải của Tập đoàn Ebara là một bị thiết thương mại khả thi để loại bỏ SO 2 và NOx khỏi khí đốt và sản xuất sản phẩm phụ là phân bón. Thành công ban đầu của nhà máy đã thúc đẩy nghiên cứu toàn cầu về bức xạ chùm tia điện tử về xử lý khí thải. Kể từ đó, phương pháp này đã phát triển từ quy mô phòng thí nghiệm thành quy mô công nghiệp của các dự án R&D của Nhật Bản, Hoa Kỳ, Đức, Trung Quốc và Ba Lan. 3. Nguyên tắc vật lý và tương tác hóa học trong quá trình xử lý khí thải bằng công nghệ EBFGT 3.1- Nguyên tắc vật lý Máy gia tốc chiếu xạ đặc trưng được sử dụng trong hệ xử lý khí thải bằng chùm electron, có thể trang bị một hay nhiều chùm điện tử (xem hình 1,2). Chùm tia điện tử khi chiếu qua môi trường vật chất (khí thải) sẽ tạo ra hiện tượng ion hóa. Khi các electron và vật chất tương tác với nhau, tạo ra các electron thứ cấp gồm các điện tử Auger, và các electron bị tán xạ ngược. Khi va chạm với vật chất, bức xạ hãm được tạo ra (tạo ra tia X liên tục và tia X đặc trưng) (hình 3). Ngoài ra, còn có sự tương tác và ảnh hưởng giữa THÔNG TIN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ HẠT NHÂN 25Số 55 - Tháng 06/2018 các electron, các hạt tích điện, và vật chất (các va chạm giữa nguyên tử hoặc phân tử là chủ yếu); va chạm đàn hồi và không đàn hồi giữa các hạt nhân của nguyên tử; va chạm đàn hồi và không đàn hồi của các electron với bên ngoài lớp vỏ của nguyên tử được mô tả trong hình 3. Hình 1. Máy gia tốc chiếu xạ đặc trưng được gắn trong hệ thống EBFGT Hình 2. Máy gia tốc chiếu xạ được ứng dụng trong hệ thống công nghiệp Vai trò của electron là tiếp thêm năng lượng vào sự phá hủy và phân tách các liên kết hóa học của phân tử. Năng lượng liên kết hóa học giữa các phân tử khoảng một vài eV. Đối với liên kết như C-H, C-O và năng lượng liên kết cộng hóa trị khác là khoảng 5 eV. Một electron 2 MeV có thể phân tách khoảng 400.000 liên kết hóa học. Quá trình tán xạ của electron bởi các electron bên ngoài lõi có ảnh hưởng đáng kể đến sự thâm nhập và khuếch tán của các electron năng lượng thấp trong vật chấ. Khi chiếu chum tia electron năng lượng 2 MeV, trong môi trường nước nó có thể đạt độ sâu khoảng 1cm và nó cũng có thể đạt tới 600 cm khi chiếu trong môi trường không khí. Hình 3. Hiện tượng tương tác giữa các electron năng lượng cao và vật chất Trong vùng năng lượng thấp từ khoảng 600 keV đến 2 MeV, hầu hết các hiệu ứng ion hóa xảy ra ở trạng thái kích thích. Ví dụ như 1 electron năng lượng 800 keV chiếu vào trong không khí có thể làm đứt 200.000 mối liên kết. Phạm vi tương tác phụ thuộc vào năng lượng và sự va chạm của các electron trong không khí. Và khi với mức năng lượng cao hơn 10 MeV, bức xạ hãm được tạo ra có ý nghĩa hơn, có nghĩa là công nghệ EBFGT dùng chùm tia electron năng lượng cao có đủ năng lượng cắt đứt các liên kết hóa học, đánh bật các điện tử ra khỏi các nguyên tử, tạo ra các ion có hoạt tính cao. 3.2- Các phản ứng hóa học diễn ra trong quá trình xử lý khí thải bằng EBFGT Có nhiều phản ứng hóa học xảy ra đồng thời trong công nghệ chiếu xạ bằng chùm tia electron. Những phản ứng này là kết quả trực tiếp của sự phân ly khí và hiện tượng ion hóa. Các phản ứng diễn ra trong chuỗi xử lý bằng chùm electron là những phản ứng chính cần thiết để tạo ra các dạng hoạt tính cần thiết để chuyển đổi SO 2 và NOx thành các ion mang điện tích: nguyên tử phân tử trong khí thải nguyên tử phân tử trong khí thải bị tách ra bởi bức xạ năng lượng cao và sản phẩm thu được thể hiện ở bảng 1. THÔNG TIN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ HẠT NHÂN 26 Số 55 - Tháng 06/2018 Bảng 1 Đồng vị Đơn vị tính Phước Dinh [3] Vĩnh Hải [3] Các vùng khác của Việt Nam [1,2] Châu Á - Thái Bình Dương [9,10] Cs-137 10-3 Bq/L 1,40÷2,12 1,72÷3,28 0,67÷3,60 0,6÷7,5 Sr-90 10-3 Bq/L 0,74÷1,94 1,30÷2,21 0,91÷3,60 Pu-239+240 10-3 Bq/L 0,004÷0,007 0,005÷0,008 0,002÷0,014 0,001÷0,084 Đối với các nguyên tố hay nguyên tử kim loại pha hơi khi bị chiếu bởi chùm tia electron, sẽ bị ion hóa và trở thành các hạt mang điện tích và kèm với dấu vết của bức xạ hãm (phát sinh tia X trong quá trình tương tác) (xem bảng 2). Các hạt kim loại tích điện có thể dễ dàng bị hấp thụ hoặc đẩy lùi bởi các gốc tự do khác hoặc các lực coulomb phân tử hoặc tạo kết tủa khi kết hợp với các phản ứng hóa học khác. Bảng 2 Đồng vị Đơn vị tính Phước Dinh [3] Vĩnh Hải [3] Các vùng khác của Việt Nam [1,2] Châu Á - Thái Bình Dương [9,10] Cs-137 Bq/kg khô 0,52÷1,15 0,72÷1,45 0,02÷2,62 0,03÷25,4 Sr-90 Bq/kg khô 0,06÷0,28 0,17÷0,32 0,05÷0,41 0,04÷3,67 Pu-239+240 Bq/kg khô 0,235÷0,785 0,415÷0,786 0,012÷0,683 0,03÷3,73 Bảng 3 Đồng vị Đơn vị tính Phước Dinh [3] Vĩnh Hải [3] Các vùng khác của Việt Nam [1,2] Châu Á - Thái Bình Dương [9,10] Cs-137 Bq/kg khô 0,52÷1,15 0,72÷1,45 0,02÷2,62 0,03÷25,4 Sr-90 Bq/kg khô 0,06÷0,28 0,17÷0,32 0,05÷0,41 0,04÷3,67 Pu-239+240 Bq/kg khô 0,235÷0,785 0,415÷0,786 0,012÷0,683 0,03÷3,73 Các phân tử nước, hoặc các gốc tự do, các liên kết phân tử nitơ bị phân tách bởi các nguyên tử nitơ, giữa nguyên tử nitơ và các electron. OH, H, NO, oxygen, oxit nitơ có thể kết hợp với amoniac NH 3 . Các liên kết phân tử cũng bị chia thành phân tử nguyên tử và một số hoạt động đơn nguyên tử (xem bảng 3). Những sản phẩm sau chiếu xạ này được hoàn thành trong một thời gian rất ngắn và là các thành phần cơ bản cho các phản ứng hóa học tiếp theo để loại bỏ SO 2 và NOx. Tùy thuộc vào thành phần của khí thải, nhiều phản ứng hóa học khác nhau có thể xảy ra do sự tương tác với các sản phẩm sau chiếu xạ này. Từ các hằng số tốc độ, các phản ứng chính của các loại khí này theo mô tả ở hình 4, 5. Khí thải đi vào ống khói và đồng thời khí ammoniac được bơm vào, chùm tia electron suất liều cao sẽ được chiếu xạ vào trong khí thải. Hiệu ứng vật lý sẽ diễn ra khoảng10-8 giây, thời gian phản ứng hóa học khoảng 10-3 giây sẽ tạo ra các gốc tự do và các phân tử và nguyên tử tích điện, SO 2 , OH, HSO 3 , O 2 , SO 3 , H 2 , SO 4 . Những gốc tự do hay phân tử này khi cộng với khí amoniac sẽ trở thành phân bón ammonium sulfate. Hình 4. Sơ đồ biểu diễn của một quá trình phản ứng hóa học cho NO x THÔNG TIN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ HẠT NHÂN 27Số 55 - Tháng 06/2018 Hình 5. Sơ đồ biểu diễn của quá trình phản ứng hóa học cho SO2 3.3- Quy trình xử lý khí thải của hệ thống EBFGT Một sơ đồ đơn giản của một EBFGT tích hợp vào một nhà máy điện được thể hiện trong Hình 6. Ban đầu, khí thải lò hơi đã được loại bỏ một phần bởi tro bụi thông qua một bộ phận lọc bụi. Sau đó thông qua một máy làm mát phun bay hơi, nhiệt độ khí giảm khi độ ẩm tăng lên. Khí này sau đó được truyền qua một chuỗi máy chiếu xạ bằng chùm tia electron. Ở đó khí thải sẽ được chiếu xạ bởi một chùm tia electron năng lượng cao với sự có mặt của một lượng amoniac gần bằng khí thải ở phía trên của ống khói. Quá trình ion hóa hóa SO và NO xảy ra để tạo thành các sản phẩm là các nguyên tố hóa học hoặc các hạt mang điện tích và sau đó phản ứng với amoniac được thêm vào để tạo thành amoni sulfat và amoni sulfat-ammonium nitrat. Các muối này được thu hồi dưới dạng bột khô để tái sử dụng và có thể được bán dưới dạng phân bón dùng trong nông nghiệp. Ngoài ra, việc sử dụng chùm electron EBFGT có thể đồng thời chiếu xạ khí tự nhiên (CH 4 ) và CO 2 được thải ra từ việc đốt than, các phản ứng hóa học được diễn ra tạo ra các sản phẩm hóa học có giá trị được trộn lẫn với nhau như: methanol, axit axetic và carbon monoxide. Các phản ứng này làm giảm số lượng carbon và công nghệ này được xem như là rất thuận tiện và hiệu quả hơn các phương pháp truyền thống. Hình 6. Sơ đồ về công nghệ xử lý khí thải EBFGT ở nhà máy nhiệt điện Hình 7. Sử dụng chùm electron EBFGT để đồng thời chiếu xạ khí tự nhiên (CH4) và CO2 từ việc đốt than 3.4- Giá trị đầu tư và hiệu quả mang lại của EBFGT Theo nghiên cứu của tác giả Kim và cộng sự [7] và đã báo cáo tại Hội nghị chuyên đề quốc tế về ứng dụng nghiên cứu hạt nhân và sử dụng các máy gia tốc năm 2009, Vienna, Áo, tổng chi phí vốn đầu tư cho EBFGT khoảng 37,4 triệu USD (Số liệu báo cáo năm 2009), tương đương với 227 USD / kWe. Chi phí hoạt động là khoảng 1,2 USD / kWe (157 USD / tấn SO 2 ). Chi phí vốn đơn vị tương ứng với chi phí vốn đơn vị trong báo cáo cuối cùng EBARA [8], báo cáo USEPA [9] và báo cáo IAEA [10] dựa trên mức giá 2 đôla / W cho chi phí máy gia tốc. Công nghệ này cạnh THÔNG TIN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ HẠT NHÂN 28 Số 55 - Tháng 06/2018 tranh với những công nghệ thông thường từ hiệu suất loại bỏ và các quan điểm kinh tế. Ngay cả khi chi phí vốn của EBFGT cao hơn so với công nghệ xử lý dạng ướt FGD (Flue Gas desulfurization) hiện nay, quá trình EBFGT sẽ cạnh tranh hơn so với quá trình ướt FGD và SCR hiện tại cho SO 2 và NOx. Theo báo cáo của Cơ quan Năng lượng nguyên tử quốc tế (IAEA) năm 2009 với trường hợp nhà máy nhiệt điện có công suất 350 MW, lưu lượng khí thải 1.500.000 Nm3/h, đầu vào SO 2 và NOx nồng độ 5.500 ppm / 390 ppm, suất liều xạ 5-10 kGy, tổng công suất tiêu thụ là 10.200 kW, sản phẩm phụ tạo ra là 32,9 tấn / giờ (100 đô la/tấn) [11] thì thu nhập từ việc bán sản phẩm phụ thu được từ công nghệ EBFGT có thể đạt hơn 26 triệu đôla/năm. 3.5- Khái quát ưu điểm của hệ thống xử lý khí thải EBFGT cho nhà máy điện nhiệt Sau đây là những lợi thế được chứng minh - Quy trình sấy khô: Công nghệ xử lý SO 2 dạng ướt FGD thông thường (khử lưu huỳnh khí thải) cần lượng khí thải lớn trong nước sạch và sau khi xử lý nước thải, trong khi phương pháp EBFGT về cơ bản là khô, không tạo ra nước thải. - Loại bỏ đồng thời SO 2 và NOx: Đơn giản hơn FGD thông thường kết hợp với SCR (giảm xúc tác chọn lọc) để loại bỏ NOx. - Sản phẩm phụ có thể sử dụng làm phân bón nông nghiệp: Sản phẩm phụ của FGD thông thường là thạch cao (chất thải) không thể sử dụng được ở một số nước. - Giá đầu tư thấp hơn so với công nghệ xử lý khí thải dạng ướt FGD. Ngoài ra, công nghệ này có thể xử lý các chất thải khác như loại bỏ cả Furan, Dioxin, các kim loại nặng dạng pha hơi như thủy ngân, asen và chì, và các chất phóng xạ có hại tự nhiên như uracil và uranium, v.v 3.6- Khả năng ứng dụng công nghệ này ở Việt Nam Hiện nay, ở Việt Nam có nhiều nhà máy nhiệt điện Phần lớn các nhà máy này mới chỉ có thiết bị xử lí bụi, một số có khả năng xử lí SO 2 , chưa có nhà máy nào có thiết bị xử lý NOx [12]. Việt Nam hiện có 21 nhà máy nhiệt điện than đang hoạt động, với tổng công suất lắp đặt hơn 14.000 MW [13]. Nhiệt điện than được đánh giá là cho giá thành điện thấp chỉ sau thủy điện, bởi vốn đầu tư không quá cao và thời gian xây dựng nhanh. Tuy nhiên, bảo vệ môi trường lại là một thách thức do vấn đề trong xử lý khí thải và tro, xỉ của các nhà máy nhiệt điện than, nếu áp dụng công nghệ EBFGT vào xử lý khí thải thì giá thành này sẽ như thế nào? Công nghệ xử lý khí thải bằng chum tia electron EBFGT cho đến nay đã được đã được áp dụng thành công ở nhiều nước như Hoa Kỳ, Ba Lan, Nhật Bản, Trung Quốc và thực tế chứng minh rằng công nghệ này có thể được mở rộng để đáp ứng các yêu cầu của các nhà máy nhiệt điện. Các nhà máy nhiệt điện ở Việt Nam có thể áp dụng công nghệ này dựa vào các tính năng vượt trội so với công nghệ xử lý khí thải hiện tại như sau: • Loại bỏ đồng thời SO 2 và NOx khỏi khí thải giúp bảo vệ môi trường. • Đây là một quá trình khô và do đó không cần xử lý bùn hoặc xử lý chất thải. • Chuyển đổi các chất ô nhiễm khói thành phân bón nông nghiệp. • Cung cấp khả năng kiểm soát quá trình và theo dõi đơn giản. • Vốn đầu tư và chi phí hoạt động thấp. 4. Kết luận Công nghệ EBFGT có thể loại bỏ 95 % sulfur dioxide (SO 2 ), 85% nitơ oxit (NOx) và các THÔNG TIN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ HẠT NHÂN 29Số 55 - Tháng 06/2018 hợp chất hữu cơ dễ bay hơi và đồng thời có thể loại bỏ cả Furan, Dioxin, các kim loại nặng dạng pha hơi như thủy ngân, asen và chì, và các chất phóng xạ có hại tự nhiên như uracil và uranium, v.v. Công nghệ xử lý khí thải bằng chùm tia điện tử năng lượng cao EBFGT rất hiệu quả so với các công nghệ xử lý khí thải khác. Các sản phẩm phụ được tạo ra được dùng làm phân bón chất lượng cao sử dụng trong nông nghiệp và có thể bán ra thị trường để thu lợi nhuận. Công nghệ này cũng có thể được áp dụng để kiểm soát ô nhiễm không khí trong các lò đốt các nhiên liệu khác nhau như than đá, than non, dầu nhiên liệu nặng, chất thải đô thị và các chất thải công nghiệp khác. Phàng Đức Tín (Khoa Vật lý Y sinh, Trường Đại học Nguyễn Tất Thành), Jao-Perng LIN, Đặng Thanh Lương, Tsung-Ting Pai, Chien-Yi TING __________________________________ TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. World Health Organization. 7 million deaths in 2012 due to air pollution. March 25, 2014. 2. WHO, “Burden of Disease from Household Air Pollution for 2012: Summary of Results”(WHO2016) health_topics/outdoorair/databases/FINAL_ HAP_AAP_BoD_24March2014.pdf?ua=1 3. The National Energy Bureau of Taiwan reported 2007. The proportion of coal-fired power plant. 4. Kim, K.J.; Kim, J.C.; Kim, J.; Sunwoo, Y. Development of Hybrid Technology Using e-Beam and Catalyst for Aromatic VOCs Control; Radiat. Phys. Chem. 2005, 73, 85-90. 5. Namba, H.; Tokunaga, O.; Hashimoto, S. Pilot-Scale Tests for Electron Beam Purification of Flue Gas from Coal-Combustion Boiler; Radiat. Phys. Chem. 1995, 46, 1103-1106. 6. Basfar A.A., Fageeha, O.I., Kunnummal N., Chmielewski A.G., Pawelec, A., Zimek Z. et al. A review on electron beam flue gas treatment (EBFGT) as a multicomponent air pollution control technology. NUKLEONIKA. 2010; 55(3):271−277. 7. Kim J.K., Han B., Kim J., Doutzkinov N., Nikolov K., E-beam flue gas treatment plant for ‘Sviloza Power Station’ AD. International topical meeting on nuclear research applications and utilization of accelerators; Vienna (Austria); 4-8 May 2009; SM/EB—24 8. Frank, N. W., et al., Final Report Ebara Electron Beam Flue Gas Treatment Process, Indianapolis, Indiana Demonstration Unit, DOE Contract AE22-830PC60259. 9. USEPA report, “Multipollutant Emission Control Technology Options for Coal-fired Poer Plants”, EPA-600/R-05/034, 2005. 10. IAEA- TECDOC-1189, Radiation processing of flue gases: Guidelines for feasibilitystudies, IAEA 2000. 11. International Atomic Energy Agency. E-Beam Flue Gas Treatment Plant for “Sviloza Power Station” in Bulgaria- Engineering Consideration & Cost Evaluation. IAEA 2009. 12. https://baomoi.com/nguy-co-o-nhiem- moi- t ruong- tu-cac-nha-may-nhie t -dien- than/c/22621190.epi 13. h t t p s : / / m o s t . g o v . v n / c c h c / t i n - tuc/525/12630/phat-trien-nhiet-dien-than-va- cac-giai-phap-bao-ve-moi-truong-o-viet-nam. aspx 14. Jao-Perng Lin, Duc-Tin Phang, Tsung- Ting Pai, Chien-Yi Ting. High Energy Electron Beam Flue Gas Treatment Technology for Multicomponent Air Pollution and Airborne Toxic Substances from Incinerators and Thermal Power Plants. Taiwanese Journal of Applied Radiation and Isotopes. Mar 2018; Vol. 1 4, No. 1, P1541 -1548.
File đính kèm:
- ung_dung_chum_tia_electron_nang_luong_cao_trong_xu_ly_khong.pdf