Mô tả
HỆ THỐNG TRUNG HÒA CLO RÒ RỈ – CÔNG SUẤT: 50 – 1000 KG/H
- Tính chất của khí Clo
Clo là một loại khí có màu vàng lục, mùi xốc và rất độc đối với con người và môi trường xung quanh. Khí Clo nặng hơn không khi nên khi bị rò rỉ ra ngoài thì khí Clo sẽ lắng xuống mặt đất. Nếu con người hít phải một hàm lượng nhỏ khí Clo cũng gây kích thích mạnh đường hô hấp và niêm giác mạc, thậm chí có thể gây gạt thở và dẫn đến tử vong. Theo nghiên cứu, nồng độ khí Clo (Cl2) lớn nhất cho phép tồn tại trong không khí là khoảng 0.3 ppm
Vì khí Clo là loại khí rất độc do vậy cần thiết phải có biện pháp an toàn lao động nên việc xử lý hơi Clo rò rỉ trong hệ thống châm Clo khử trùng nước và nhà Clo là một việc rất quan trọng và cần thiết cho tất cả các nhà máy cấp nước.
Đối với các trường hợp sự cố Clo rò rỉ với lưu lượng rất nhỏ, người vận hành hệ thống Clo có thể sử dụng các loại mặt nạ chuyên dùng cho hơi Clo, hoặc các thiết bị thở khí nén để phát hiện và giải quyết sự cố tại chỗ các lỗ rò rỉ (bằng một số dụng cụ chuyên dùng) hoặc đóng ngay van đầu bình chứa Clo để cô lập kịp thời nguồn Clo cung cấp bị rò rỉ ra ngoài.
Tuy nhiên, đối với một số sự cố gây hiện tượng rò rỉ khí Clo với lưu lượng lớn, phát tán với mức độ lớn như vỡ bình chứa, gãy chân van, cháy núm chì… thì không thể sử dụng các phương tiện đơn giản để xử lý. Thậm chí trong khu vực hơi Clo phát tán, nguồn không khí đậm đặc hơi Clo, các dụng cụ phòng độc thông thường dành cho công nhân vận hành không còn đủ tác dụng nếu phải xử lý sự cố trong thời gian dài, việc tiếp xúc trực tiếp với các thiết bị trong nhà Clo và kiểm soát hơi Clo rò rỉ trở nên rất khó khăn và phức tạp.
Trong trường hợp phát tán bình Clo 68kg hay bình chứa 1000kg hơi Clo (trong bình chứa 1 tấn) sẽ gây ra sự cố rất nghiêm trọng về môi trường sống, nhất là khu vực có người dân sinh sống lân cận, thiệt hại về vật chất (Clo khi gặp hơi nước sẽ tạo thành axit có tính ô xy hóa mạnh, nó sẽ phả hủy hầu hết các vật liệu, kết cấu,…) và về sinh mạng con người là rất lớn.
- Một số biện pháp xử lý khí Clo rò rỉ
Để giải quyết các trường hợp khẩn cấp khi có sự cố rò rỉ khí Clo, từ nhiều chục năm trước đây người ta thường sử dụng hố vôi đã tôi sẵn, trong các trường hợp cần thiết, bình chứa Clo (loại cũ, có trọng lượng từ 50 – 60kg) có sự cố rò rỉ sẽ được đưa xuống hố vôi.
Tuy nhiên, khi sử dụng các bình Clo lớn từ 100 – 1000 kg thì việc khắc phục như trên là rất khó khăn, vì trong các trường hợp khẩn cấp việc đưa 1 bình chứa 1000kg xuống hố vôi bằng sức người là không thể, do trọng lượng quá lớn mà không chủ động phương tiện, cũng như do các ràng buộc phức tạp với hệ thống mà trong thời điểm khẩn cấp, người vận hành không thực hiện được.
Ngoài ra cũng có thể sử dụng phương pháp xử lý khí clo rò rỉ bằng gian phun mưa, tuy nhiên giải pháp này cũng không thực sự giải quyết được triệt để khi có sự cố rò rỉ khí Clo, bỏi vi:
– Hệ thống chỉ giải quyết cho một số sự cố rò rỉ nhỏ để rửa sạch hơi Clo, trong trường hợp khẩn cấp với lượng Clo phát tán quá lớn thì giàn mưa sẽ có tác dụng ngược vì Clo khi gặp nước làm thành lượng axit Clohidric HCl nồng độ cao, lượng Axit này sẽ phá huỷ các thiết bị của hệ thống khử trùng, kể cả các bình Clo khác và bất cứ cấu kiện nào bằng kim loại trong phòng như dầm cầu trục, tủ điện, cửa nhà…
– Gỉa sử khi rò rỉ nguyên 1 bình Clo và thời gian để lượng khí phát tán hết là 30 phút thì để khắc phục tình trạng trên cần một lượng nước lớn với cường độ phun mưa rất cao để hoà tan toàn bộ lượng khí Clo tức thời. Thông thường theo tính toán thiết kế với diện tích phòng Clo khoảng 60m2 và để đạt hiệu quả cô lập hoàn toàn khí Clo bay lên bằng hệ thống nước phun mưa, cường độ phun nước cần đạt được 10m3/1m2/h. Như vậy tổng lượng nước phun cần khoảng 300m3. Lượng nước này có thể sử dụng nước có sẵn trong các bể chứa nhưng để xử lý hết số nước sau khi phun sẽ cần đầu tư thiết bị công nghệ xử lý với giá thành rất cao.
Vì vậy, để sử lý triệt để sự cố rò rỉ khí CLo thì theo quan điểm của các nhà tư vấn thiết kế thì hệ thống trung hòa Clo khẩn cấp bằng quạt hút gió lưu lượng lớn và tháp trung hoà Clo là giải pháp triệt để nhất mà hiện nay đã và đang được trang bị cho các hệ thống cung cấp khí Clo ở các nhà máy nước lớn.
Hệ thống Trung hòa Clo rò rỉ phải được thiết kế vận hành tự động. Nhà đặt thiết bị châm Clo phải được thiết kế kín, có gắn quạt thông gió và bên trong phải có đặt sensor báo Clo rò rỉ và bộ truyền tín hiệu về cho tủ điện của hệ thống. Sensor báo Clo rò rỉ phải được lắp đặt cách mặt đất tối đa là 300mm.
Khi có sự cố rò rỉ Clo, toàn bộ quạt thông gió của nhà Clo sẽ ngừng chạy. Clo nặng hơn không khí do vậy hơi Clo rò rỉ sẽ ở sát mặt đất. Hơi Clo rò rỉ phát tán sẽ được hút nhanh bằng quạt hút hơi Clo của hệ thống trung hòa công suất từ 5000m3/h đến 10000m3/h qua tháp trung hòa. Tháp trung hòa Clo được thiết kế tháp đơn (cho bình Clo1000kg) để đảm bảo độ an toàn và hiệu quả của quy trình.
Tháp trung hòa được tính toán và thiết kế đặc thù cho việc trung hòa Clo, trong tháp có lắp đặt hệ thống phân phối đều hóa chất và lắp đặt vật liệu tiếp xúc (với độ rỗng, kích thước và chiều cao thích hợp) để tăng bề mặt tiếp xúc, khả năng trung hòa Clo một cách triệt để.
Trong tháp trung hòa hơi Clo được trung hòa bằng dung dịch xút (NaOH 20%) được bơm từ bơm hóa chất, sẽ tạo thành dung dịch muối (NaCl) và không khí được làm sạch trở lại với hiệu quả xử lý đạt 98-99%, sau đó được xả thẳng vào môi trường không khí xung quanh.
Dung dịch muối (NaCl) sau khi trung hòa sẽ được xả bỏ vào hệ thống mương thoát của nhà máy, đảm bảo tiêu chuẩn môi trường. Lượng xút (NaOH) trong bồn chứa sẽ được xả bỏ và thay mới sau mỗi lần có xảy ra sự cố rò rỉ Clo để đảm bảo hoạt tính của hóa chất và hiệu quả xử lý của hệ thống trung hòa.
Toàn bộ tháp trung hòa Clo, bơm hóa chất được, quạt hút khí Clo, đường ống van công nghiệp phải được thiết kế bằng vật liệu chống ăn mòn Clo như PVC, PP và FPR. Vì vậy, mới đảm bảo được hiệu suất hoạt động và thời gian sử dụng của hệ thống.
Việc hút và trung hòa nhanh, triệt để lượng Clo dò rỉ bằng hệ thống trung hòa Clo rò rỉ giúp cho khu vực xảy ra sự cố giảm nhanh nồng độ hơi Clo, tạo điều kiện cho sự can thiệp của người vận hành lên hệ thống có hiệu quả hơn, không gây ra thiệt hại về máy móc cũng như con người.
Hệ thống trung hòa hơi Clo khẩn cấp là giải pháp an toàn nhất mà các nhà thiết kế, nhà quản lý, vận hành bộ phận châm Clo khử trùng nước rất quan tâm để tránh các tổn thất gây thiệt hại cho tài sản cũng như tính mạng mỗi khi có sự cố rò rỉ Clo quá mức xảy ra.
- Nguyên lý hoạt động của tháp trung hòa khí Clo rò rỉ
Hệ thống trung hòa khí Clo rò rỉ bao gồm:
– Bồn chứa hóa chất NaOH và tháp trung hòa khí CLo
– Bộ cảm biến phát hiện khí Model 1610B hiệu DENORA – Mỹ clo rò rỉ, bao gồm thiết bị báo hiệu: còi và đen
– Quạt hút khí clo rò rỉ: Q = 7000 – 10000 m3/h; H = 120 – 150 mmH2O; P = 5,5kw
– Bơm hóa chất NaOH 20%: Q = 20 m3/h; H = 15m; P = 2,2kw
– Tủ điện điều khiển tự động hoàn toàn (hoặc bằng tay) hệ thống
– Đường ống, van kết nối hệ thống bằng vật liệu chịu ăn mòn hóa chất
Trình tự hoạt động của hệ thống hoàn toàn tự động và diễn ra như sau:
– Khi có sự cố rò rỉ khí CLo trong không khí (trong phòng clo), Sensor phát hiện Clo rò rỉ sẽ ghi nhận giá trị đo được và đưa về bộ phận xử lý trung tâm. Tại đây giá trị đưa về sẽ được so sánh với giá trị cài đặt của người vận hành (Thông thường giá trị cài đặt từ 0.1 – 1.5 ppm ), nếu vượt quá ngưỡng cài đặt thì bộ xử lý trung tâm sẽ gửi tín hiệu đến tủ điều khiển của hệ thống.
– Tủ điện điều khiển hệ thống, khi nhận được tín hiệu từ bộ xử lý trung tâm sẽ đóng các tiếp điểm để kích hoạt cho bơm hóa chất trung hòa NaOH (20%), Còi và đèn báo động đồng thời được bật lên, quạt sẽ chạy sau một thời gian cài đặt, thông thường thì từ 5 đến 10 giây để cho bơm, bơm đều dung dich NaOH
– Quá trình hút Clo và trung hòa khí Clo bằng dung dịch NaOH diễn ra liên tục cho đến khi hàm lượng clo rò rỉ trong không khí (trong nhà clo) xuống dưới mức đã cài đặt.
– Khí Clo được hút sạch, lúc này bộ xử lý trung tâm sẽ gửi tín hiệu điện đến tủ điện điều khiển mở các tiếp điểm cho quạt hút clo rò rỉ, bơm hóa chất trung hòa NaOH (20%), Còi và đèn báo động tắt. Qúa trình xử lý sự cố rò rỉ đến đây là kết thúc, nhân viên vận hành tiếp tục mang theo bảo hộ (quần áo, mặt lạ..) để vào phòng Clo khắc phục và sửa chữa những sự cố đã gây hư hỏng thiết bị
– Sau mỗi lần hệ thống hoạt động như trên thì phải thay mới hoàn toàn lượng dung dịch NaOH, để phục vụ cho các chu trình làm việc khi có sự cố mới xảy ra.
Lưu ý:
– Để đảm bảo hệ thống hoạt động được hiệu quả mỗi khi có sự cố xảy ra, nhân viên vận hành nên kiểm tra từng thiết bị và cho khởi động chạy hệ thống (hoặc từng thiết bị ít nhất 01 lần trong tuần).
– Thường xuyên kiểm tra, làm sạch cho đầu sensor đo khí Clo rò rỉ để đảm bảo rằng việc đo và truyền tín hiệu đến tủ điện được nhanh nhạy và chính xác nhất.
