Nghiên cứu tổng hợp vật liệu hấp phụ sulphua kim loại để xử lý các nguồn khí có nồng độ thủy ngân cao

Bộ GIáO DụC Và ĐàO TạO psp TRƯờng đại học bách khoa hà nội - Trần Hùng Sơn NGHIÊN CứU tổng hợp vật liệu hấp phụ sulphua kim loại để xử lý nguồn khí có nồng độ thủy ngân cao Chuyờn ngành: Kỹ thuật húa học LUậN VĂN THạC Sĩ khoa HọC Kỹ THUậT HóA HọC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS ĐÀO QUỐC TÙY Hà Nội – Năm 2012 Luận văn thạc sỹ kỹ thuật CBHD: TS Đào Quốc Tùy MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƯƠNG I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU I.1 Tình hình khai thác, chế biến sử dụng khí Việt Nam I.2 Thủy ngân khí tự nhiên tác hại thuỷ ngân I.2.1 Thuỷ ngân khí tự nhiên .6 I.2.2 Thủy ngân nhà máy xử lý khí I.2.3 Tác hại thủy ngân .11 I.3 Các phương pháp xử lý thủy ngân khí tự nhiên 17 I.3.1 Tình hình xử lý thuỷ ngân nhà máy Khí, Điện, Đạm .17 I.3.2 Các phương pháp xử lý thủy ngân khí tự nhiên giới 18 I.4 Giới thiệu vật liệu hấp phụ sulphua kim loại oxit nhôm 27 CHƯƠNG II: THỰC NGHIỆM 32 II.1 Thực nghiệm tổng hợp CuS/ γ-Al O 32 II.1.1 Phương pháp tẩm khô .32 II.1.2 Phương pháp tẩm ướt 33 II.1.3 Phương pháp tổng hợp CuS/ γ-Al O .35 II.2 Thực nghiệm đánh giá hiệu xử lý thuỷ ngân 36 II.3 Các phương pháp phân tích hóa lý thực 36 II.3.1 Phương pháp quang phổ hấp thụ hồng ngoại (IR) 36 II.3.2 Nhiễu xạ Rơngen XRD 37 II.3.3 Phương pháp phân tích nhiệt 38 II.3.4 Xác định bề mặt riêng theo BET 39 II.3.5 Phương pháp đo phân bố lỗ xốp .40 II.3.6 Phương pháp hiển vi điện tử quét SEM 41 II.3.7 Phương pháp hiển vi điện tử truyền qua TEM 41 II.3.8 Phương pháp phân tích thủy ngân pha khí 42 II.3.9 Phương pháp phân tích thủy ngân pha rắn, lỏng 42 II.3.10 Phương pháp hấp thụ nguyên tử 44 HV: Trần Hùng Sơn MSHV: CB 110696 Luận văn thạc sỹ kỹ thuật CBHD: TS Đào Quốc Tùy CHƯƠNG III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 45 III.1 Khảo sát đặc trưng hóa lý γ- Al O 45 III.1.1 Kết phân tích phổ IR .45 III.1.2 Kết phân tích phổ XRD 45 III.1.3 Kết xác định diện tích bề mặt 46 III.1.4 Kết xác định phân bố kích thước lỗ xốp 47 III.1.5 Kết chụp ảnh SEM 47 III.1.6 Kết chụp ảnh TEM 48 III.2 Điều chế CuS/γ-Al O 49 III.2.1 Phương pháp tẩm khô 49 III.2.2 Phương pháp tẩm ướt 50 III.2.3 Phương pháp tổng hợp CuS 51 III.3 Khả hấp phụ thuỷ ngân khí tự nhiên vật liệu tổng hợp 57 III.3.1 Ảnh hưởng thời gian lưu đến khả hấp phụ thuỷ ngân 58 III.3.2 Hiệu suất xử lý, tốc độ hấp phụ dung lượng hấp phụ thuỷ ngân 60 KẾT LUẬN 66 Tài liệu tham khảo 67 HV: Trần Hùng Sơn MSHV: CB 110696 Luận văn thạc sỹ kỹ thuật CBHD: TS Đào Quốc Tùy DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1: Tình hình khai thác khí Việt Nam từ năm 2000 đến năm 20010 Bảng 1.2: Dự báo sản lượng khai thác khí từ năm 2011 đến năm 2025 Bảng 1.3: Tiêu thụ khí khơ năm vừa qua dự kiến giai đoạn 2011-2025 Bảng 1.4: Hàm lượng thủy ngân khí tự nhiên Việt Nam Bảng 1.5: Độ hồ tan tính bay hợp chất thủy ngân Bảng 1.6: Tỷ lệ phân bố tương đối hợp chất thủy ngân Bảng 1.7: Hàm lượng thủy ngân trung bình khí tự nhiên theo khu vực Bảng 1.8: Hàm lượng thủy ngân khí tự nhiên số nước Bảng 1.9: Phân bố thủy ngân nhà máy xử lý khí 1,4 triệu m3/ngày 10 Bảng 1.10: Độ hoà tan thủy ngân chất lỏng 10 Bảng 1.11: Thành phần thuỷ ngân gần bề mặt bình phản ứng thép 12 Bảng 1.12: Tính chất màng module dòng chảy 21 Bảng 1.13: Một số tổ hợp loại bỏ thủy ngân dùng nhà máy xử lý khí 26 Bảng 3.1: Thành phần nguyên tố Cu S mẫu tổng hợp 53 Bảng 3.2: So sánh diện tích bề mặt thể tích lỗ xốp 55 Bảng 3.3: Hàm lượng CuS tẩm diện tích bề mặt 55 Bảng 3.4: Các mẫu vật liệu hấp phụ có hàm lượng CuS khác 58 Bảng 3.5: Dung lượng hấp phụ số mẫu thương mại 64 HV: Trần Hùng Sơn MSHV: CB 110696 Luận văn thạc sỹ kỹ thuật CBHD: TS Đào Quốc Tùy DANH MỤC ĐỒ THỊ, HÌNH VẼ Hình 1.1: Thị phần khai thác khí mỏ khí năm 2009 Hình 1.2: Biểu đồ suy giảm Hg đường ống dần theo thời gian Hình 1.3: Nồng độ thủy ngân chu trình tái sinh theo nhiệt độ 11 Hình 1.4: Cảnh nhà máy LNG Skikda, Angiêri sau vụ nổ 12 Hình 1.5: Sơ đồ xử lý thuỷ ngân phương pháp hấp thụ 19 Hình 1.6: Sơ đồ trình hấp thụ thủy ngân qua màng oxi hoá 20 Hình 1.7: Sơ đồ khối phát minh WO 2007/124134 A2 22 Hình 1.8: Sơ đồ hệ thống xử lý thuỷ ngân công nghệ plamas 24 Hình 1.9: Sơ đồ tách thuỷ ngân sử dụng chất hấp phụ HgSIV UOP 27 Hình 1.10: Cấu trúc tinh thể Boehmit 29 Hình 1.11: Cấu trúc Polime Boehmit 29 Hình 1.12: Cấu trúc khối γ-A O 30 Hình 2.1: Sơ đồ thí nghiệm phương pháp tẩm ướt 33 Hình 2.2: Sơ đồ thí nghiệm phương pháp tổng hợp CuS 35 Hình 2.3: Sơ đồ vi dịng đánh giá khả hấp phụ thuỷ ngân 36 Hình 2.4: Sơ đồ nguyên lý phương pháp nhiễu xạ tia X 37 Hình 2.5: Sơ đồ khối phương pháp phân tích nhiệt 38 Hình 2.6: Các dạng vòng trễ vật liệu MQTB 40 Hình 2.7: Sơ đồ phân tích Hg pha khí 42 Hình 2.8: Sơ đồ hệ thống đo thuỷ ngân lỏng, rắn 43 Hình 3.1: Phổ IR mẫu tổng hợp 45 Hình 3.2: Phổ XRD vật liệu tổng hợp 46 Hình 3.3: Giản đồ hấp phụ nhả hấp phụ nitơ γ- Al O 46 Hình 3.4: Phân bố lỗ xốp γ- Al O 47 Hình 3.5: Ảnh SEM mẫu tổng hợp 48 Hình 3.6: Ảnh TEM mẫu tổng hợp 48 Hình 3.7: Ảnh SEM mẫu tẩm CuS lên γ-Al O theo phương pháp tẩm khô 49 HV: Trần Hùng Sơn MSHV: CB 110696 Luận văn thạc sỹ kỹ thuật CBHD: TS Đào Quốc Tùy Hình 3.8: Ảnh TEM mẫu tẩm CuS lên γ-Al O theo phương pháp tẩm khơ 50 Hình 3.9: Ảnh SEM mẫu tổng hợp theo phương pháp tẩm ướt 50 Hình 3.10: Ảnh TEM mẫu tổng hợp theo phương pháp tẩm ướt 51 Hình 3.11: Ảnh SEM hai mẫu tẩm đồng có thời gian khuấy khác 52 Hình 3.12: Phổ Rơngen mẫu tổng hợp 80oC 52 Hình 3.13: Phổ XRD mẫu tẩm đồng 54 Hình 3.14: Kết chụp ảnh TEM mẫu tổng hợp CuS 54 Hình 3.15: Mối quan hệ hàm lượng CuS diện tích bề mặt 56 Hình 3.16: Mối quan hệ hàm lượng CuS thể tích lỗ xốp 57 Hình 3.17: Ảnh hưởng thời gian lưu đến hiệu suất hấp phụ thủy ngân 59 Hình 3.18: Ảnh hưởng thời gian lưu đến nồng độ thủy ngân đầu 59 Hình 3.19: Hiệu suất xử lý thủy ngân 60 Hình 3.20: Nồng độ thủy ngân đầu 61 Hình 3.21: Tốc độ hấp phụ thuỷ ngân mẫu tổng hợp 62 Hình 3.22: Dung lượng hấp phụ mẫu tổng hợp 63 HV: Trần Hùng Sơn MSHV: CB 110696 Luận văn thạc sỹ kỹ thuật CBHD: TS Đào Quốc Tùy LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn: “Nghiên cứu tổng hợp vật liệu hấp phụ sulphua kim loại để xử lý nguồn khí có nồng độ thủy ngân cao” cơng trình nghiên cứu thân Tất thơng tin tham khảo dùng luận văn lấy từ cơng trình nghiên cứu có liên quan nêu rõ nguồn gốc danh mục tài liệu tham khảo Các kết nghiên cứu đưa luận văn hồn tồn trung thực chưa cơng bố cơng trình khoa học khác Ngày tháng năm 2012 TÁC-GIẢ TRẦN HÙNG SƠN HV: Trần Hùng Sơn MSHV: CB 110696 Luận văn thạc sỹ kỹ thuật CBHD: TS Đào Quốc Tùy LỜI CẢM ƠN -Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS Đào Quốc Tùy tận tình bảo giúp đỡ suốt thời gian làm thực nghiệm hồn thành luận văn Tơi xin chân thành cảm ơn anh chị cán Trung tâm Ứng dụng Chuyển giao Cơng nghệ - Viện Dầu Khí Việt Nam tạo điều kiện giúp đỡ đóng góp nhiều ý kiến bổ ích mặt khoa học để tơi hồn thành luận văn Ngày tháng năm 2012 TÁC-GIẢ TRẦN HÙNG SƠN HV: Trần Hùng Sơn MSHV: CB 110696 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật CBHD: TS Đào Quốc Tùy MỞ ĐẦU Thủy ngân xuất hầu hết mỏ dầu khí giới, nồng độ thường dao động từ 0,01-1000 µg/Nm3 Sự có mặt thủy ngân khí tự nhiên, dù mức vết gây ảnh hưởng đến an toàn cơng trình khí, q trình chế biến khí hóa dầu Thủy ngân gây tượng ăn mòn, phá hủy thiết bị kim loại, dẫn đến khí bị rị rỉ q trình chế biến, sử dụng, vận chuyển tàng trữ sản phẩm khí Hiện nay, chuyên gia lĩnh vực chế biến sử dụng khí tự nhiên muốn loại thủy ngân đến mức nhỏ 0.01µg/Nm3 Theo đánh giá Viện Dầu Mỏ Pháp (IFP) khí thiên nhiên khí đồng hành nước khu vực Đơng Nam Á Thái Lan, Malaysia, Indonesia có hàm lượng thủy ngân cao, gây cố trình khai thác, chế biến sử dụng Các mỏ dầu, khí Việt Nam khơng phải ngoại lệ Số liệu nhà thầu dầu khí Việt Nam cho thấy dấu hiệu rõ rệt hàm lượng thủy ngân khí tự nhiên mức độ đáng quan tâm, xem xét Công nghiệp khí Việt Nam giai đoạn tăng trưởng mạnh mẽ Nguồn khí tự nhiên Việt Nam đưa vào khai thác thuộc ba khu vực là: Bể khí Cửu Long, Nam Cơn Sơn MaLay - Thổ Chu có xu hướng gia tăng Khâu chế biến khí đạt bước tiến quan trọng với nhà máy xử lý khí Dinh Cố, Nhà máy Đạm Phú Mỹ hay cụm khí điện đạm Cà Mau khánh thành Do đó, việc kiểm tra kiểm soát hàm lượng thủy ngân khí tự nhiên khai thác sử dụng việc làm cần thiết phải thực cách nghiêm túc để xử lý kịp thời, vừa bảo đảm hiệu kinh tế, vừa hạn chế ảnh hưởng xấu thủy ngân chế biến, sử dụng, vận chuyển tàng trữ sản phẩm khí tự nhiên, đảm bảo an toàn người môi trường sinh thái Ở Việt Nam, vấn đề thủy ngân cơng nghiệp khí quan tâm khoảng năm gần đây, song nghiên cứu chủ yếu tập trung vào phân tích, đánh giá ảnh hưởng thủy ngân công trình cơng nghiệp khí, đề HV: Trần Hùng Sơn Trang MSHV: CB 110696 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật CBHD: TS Đào Quốc Tùy xuất biện pháp xử lý Cho đến nay, việc nghiên cứu tổng hợp chất hấp phụ xử lý thủy ngân chưa quan tâm mức, đặc biệt tổng hợp chất hấp phụ từ nguồn nguyên liệu nước Tác giả thực đề tài “Nghiên cứu tổng hợp vật liệu hấp phụ sulphua kim loại để xử lý nguồn khí có hàm lượng thủy ngân cao” tập trung vào hướng nghiên cứu sản xuất chất hấp phụ xử lý thuỷ ngân từ nguồn nguyên liệu nước, nhằm thay sản phẩm nhập ngoại để sử dụng cho phân xưởng xử lý thuỷ ngân Các nội dung nghiên cứu đề tài bao gồm: CHƯƠNG I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU CHƯƠNG II: THỰC NGHIỆM CHƯƠNG III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN KẾT LUẬN HV: Trần Hùng Sơn Trang MSHV: CB 110696 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật CBHD: TS Đào Quốc Tùy Bảng 3.2: So sánh diện tích bề mặt thể tích lỗ xốp Ký hiệu mẫu Phương Hàm lượng Diện tích bề Thể tích lỗ xốp, pháp CuS mặt BET, m2/g cm3/g 0% 279,0127 0,733 Mẫu ban đầu Mẫu Tẩm ướt 10% 243,3105 0,654 Mẫu Tổng hợp 7,6% 235,4675 0,642 Theo số liệu ta thấy, mẫu có hàm lượng CuS thấp diện tích bề mặt thể tích lỗ xốp nhỏ so với mẫu Điều cho thấy phân tử CuS mẫu chồng lấn, co cụm phần Khả phân bố bề mặt mao quản mẫu tẩm ướt so với mẫu tổng hợp CuS γ-Al O Hơn nữa, phương pháp tẩm khô tẩm ướt phải sử dụng CuS tinh khiết Hiện tại, CuS tinh khiết có giá thành cao khó mua thị trường Do vậy, tác giả chọn phương pháp tổng hợp CuS γ-Al O Đây phương pháp cho kết tốt so với phương pháp tẩm khơ, tẩm ướt có chi phí thấp Sau xác định điều kiện tổng hợp CuS chất mang, γ-Al O , tác giả tiếp tục khảo sát mối liên quan diện tích bề mặt thể tích lỗ xốp với hàm lượng CuS thay đổi Theo số cơng trình nghiên cứu cơng bố [15,17,18,29,30], hàm lượng chất hoạt tính mang chất mang thường dao động khoảng từ 5% - 50% Do vậy, nhóm tác giả khảo sát mẫu tẩm CuS khoảng từ 5%-50% Dưới kết liên hệ hàm lượng CuS diện tích bề mặt, thể tích lỗ xốp vật liệu tổng hợp Bảng 3.3: Hàm lượng CuS tẩm diện tích bề mặt Ký hiệu Hàm lượng CuS, % Diện tích bề mặt, Thể tích lỗ xốp, Mẫu khối lượng m2/g cm3/g 7,65% 235,47 0,642 10,6% 208,21 0,580 13,9% 178,10 0,512 TT HV: Trần Hùng Sơn Trang 55 MSHV: CB 110696 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật CBHD: TS Đào Quốc Tùy 26,10% 152,00 0,43 33,60% 100,16 0,294 46,83% 66,7 0,198 Kết cho thấy rằng: hàm lượng CuS vật liệu tổng hợp tăng diện tích bề mặt giảm đồng thời thể tích lỗ xốp giảm theo Điều giải thích CuS bao phủ bề mặt làm diện tích bề mặt giảm, CuS thâm nhập vào mao quản bám lên thành mao quản nên làm thể tích mao quản giảm Kết phù hợp với nghiên cứu Hsing-Cheng cộng công bố [29] Dưới đồ thị mô tả mối liên hệ hàm lượng CuS diện tích bề mặt vật liệu tổng hợp Hình 3.15: Mối quan hệ hàm lượng CuS diện tích bề mặt Kết cho thấy hàm lượng CuS tăng diện tích bề mặt giảm Với hàm lượng CuS tẩm lên bề mặt γ- Al O 46,83%, diện tích bề mặt vật liệu giảm 76% (66,7 m2/g) Mối quan hệ hàm lượng CuS diện tích bề mặt vật liệu tổng hợp biểu diễn phương trình tuyến tính hình 3.24 Mối quan hệ hàm lượng CuS thể tích lỗ xốp thể hình 3.25 HV: Trần Hùng Sơn Trang 56 MSHV: CB 110696 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật CBHD: TS Đào Quốc Tùy Hình 3.16: Mối quan hệ hàm lượng CuS thể tích lỗ xốp Kết hình cho thấy hàm lượng CuS tẩm lên vật liệu γAl O tăng thể tích trung bình lỗ xốp có xu hướng giảm Mối quan hệ hàm lượng CuS thể tích lỗ xốp vật liệu tổng hợp biểu diễn phương trình tuyến tính mối quan hệ hàm lượng CuS diện tích bề mặt III.3 Khả hấp phụ thuỷ ngân khí tự nhiên vật liệu tổng hợp Khả hấp phụ thuỷ ngân vật liệu tổng hợp xác định thơng qua sơ đồ vi dịng Theo thơng tin từ nhà máy Đạm Cà Mau, thiết bị xử lý thủy ngân hoạt động nhiệt độ 28oC Do vậy, nhóm tác giả tiến hành đánh giá khả hấp phụ thủy ngân vật liệu tổng hợp điều kiện nhiệt độ khoảng 28oC Ống phản ứng chứa chất hấp phụ giữ ổn định khoảng 28oC suốt q trình thử nghiệm Mẫu khí chạy thử nghiệm khí Tây Nam PM3 lấy từ trạm phân phối khí Cà Mau Do mẫu khí lấy lưu lâu ngày bình đựng mẫu nên hàm lượng thủy ngân mẫu khí bị giảm nhiều Hàm lượng thủy ngân trước chạy thử nghiệm vật liệu nhóm tác giả xác định cịn khoảng µg/m3 Do đó, để chạy thử nghiệm đạt kết tốt, nhóm tác giả tiến hành bơm thêm thủy ngân vào hỗn hợp khí Hàm lượng thủy ngân hỗn hợp khí sau bơm thêm thủy ngân dao động khoảng 10-26 µg/m3 Hàm lượng thủy ngân dao động khoảng rộng, nhằm mục đích xem xét khả xử lý nồng độ thủy ngân khác HV: Trần Hùng Sơn Trang 57 MSHV: CB 110696 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật CBHD: TS Đào Quốc Tùy Theo số kết nghiên cứu công bố [15, 29, 30] nhiều tài liệu tham khảo khác, diện tích bề mặt yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến khả hấp phụ thủy ngân, để vật liệu có khả hấp phụ tốt diện tích bề mặt chất mang nên > 70 m2/g kích thước mao quản thường > 50 Å dùng cho xử lý khí tự nhiên để hạn chế trình ngưng tụ thu giữ hydrocacbon Cũng theo nghiên cứu công bố [15,17,18,29], nguồn khí có hàm lượng thuỷ ngân khoảng vài chục µg/Nm3, tỷ lệ pha hoạt động pha thường dao động khoảng từ 5-15% Do vậy, nhóm tác giả tập trung vào đánh giá vật liệu hấp phụ có hàm lượng CuS khoảng từ 5-15% Bảng mẫu vật liệu tổng hợp với hàm lượng CuS khác dùng để khảo sát khả hấp phụ thủy ngân Bảng 3.4: Các mẫu vật liệu hấp phụ có hàm lượng CuS khác STT Ký hiệu mẫu Hàm lượng CuS, % Diện tích bề mặt, khối lượng m2/g Mẫu 7,6 235,47 Mẫu 10,6 208,21 Mẫu 13,9 178,10 III.3.1 Ảnh hưởng thời gian lưu đến khả hấp phụ thuỷ ngân Nhóm tác giả tiến hành nghiên cứu ảnh hưởng thời gian lưu đến khả xử lý thủy ngân mẫu tổng hợp Dựa thông tin thiết bị xử lý thủy ngân lưu lượng dịng khí vào nhà máy Đạm Cà Mau Nhóm tác giả tính sơ thời gian lưu (thời gian dịng khí qua tháp hấp phụ khơng có chất hấp phụ bên trong) khoảng 0,5 giây Và hàm lượng thủy ngân khỏi thiết bị xử lý thủy ngân nhà máy Đạm < 0,01 µg/Nm3 Theo cơng trình nghiên cứu công bố [29], hàm lượng chất hoạt động tăng khả xử lý tăng theo Do vậy, nhóm tác giả tiến hành HV: Trần Hùng Sơn Trang 58 MSHV: CB 110696 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật CBHD: TS Đào Quốc Tùy nghiên cứu mẫu có hàm lượng chất hoạt động thấp Nếu mẫu thỏa mãn yêu cầu (thời gian lưu 0,5 giây, nồng độ thủy ngân đầu < 0,01 µg/Nm3) mẫu có hàm lượng lớn đạt thỏa mãn Dưới kết chạy thử nghiệm sơ đồ vi dịng mẫu Hình 3.17: Ảnh hưởng thời gian lưu đến hiệu suất hấp phụ thủy ngân Theo kết cho thấy thời gian lưu khoảng 0,1 giây hiệu suất hấp phụ xử lý thủy ngân đạt 99,83% Khi thời gian lưu tăng lên hiệu suất hấp phụ tăng, thời gian lưu từ 0,3 giây trở lên hiệu suất hấp phụ khơng thay đổi đạt giá trị cao 99,96% Như vậy, với thời gian lưu 0,5 giây, vật liệu hấp phụ tổng hợp hồn tồn có khả tách thủy ngân với hiệu suất tối đa Hình thể mối quan hệ thời gian lưu nồng độ thủy ngân đầu dịng khí Hình 3.18: Ảnh hưởng thời gian lưu đến nồng độ thủy ngân đầu HV: Trần Hùng Sơn Trang 59 MSHV: CB 110696 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật CBHD: TS Đào Quốc Tùy Trên hình 3.27 cho thấy với thời gian lưu khoảng 0,1 giây nồng độ thủy ngân đầu 0,017 µg/Nm3 Khi tăng thời gian lưu nồng độ thủy ngân đầu có xu hướng giảm đạt giá trị nhỏ 0,004 µg/Nm3 thời gian lưu lớn 0,3 giây Kết cho thấy khả xử lý thủy ngân vật liệu tổng hợp tương đương với mẫu vật liệu xử lý thủy ngân thương mại HGR® hãng CALGON, mẫu HgSIV UOP, xử lý thủy ngân cho dòng khí có nồng độ < 0,01µg/Nm3 Kết đáp ứng yêu cầu đặt nhà máy Đạm Cà Mau nồng độ thủy ngân dịng khí sau qua tháp hấp phụ < 0,01µg/Nm3 Đối với mẫu tổng hợp có hàm lượng CuS cao 7,6% cho kết tương đương cao so với mẫu có hàm lượng CuS 7,6% [29] Dựa vào kết khảo sát thời gian lưu hiệu suất hấp phụ Nhóm tác giả lựa chọn lưu lượng phù hợp để tiến hành đánh giá khả hấp phụ mẫu tổng hợp có hàm lượng CuS khác III.3.2 Hiệu suất xử lý, tốc độ hấp phụ dung lượng hấp phụ thuỷ ngân III.3.2.1 Hiệu suất xử lý thủy ngân Dưới kết khảo sát khả hấp phụ thuỷ ngân mẫu tổng hợp có hàm lượng CuS khác Hình 3.19: Hiệu suất xử lý thủy ngân Theo kết hình 3.28: hiệu suất xử lý thủy ngân mẫu tổng hợp cao Hiệu suất ban đầu mẫu đạt 99,9%, mẫu có hàm lượng CuS=13,9% cho hiệu suất cao Nhưng tiếp tục chạy hiệu suất có xu HV: Trần Hùng Sơn Trang 60 MSHV: CB 110696 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật CBHD: TS Đào Quốc Tùy hướng giảm xuống Đối với mẫu có hàm lượng CuS chiếm 7,6% khối lượng, hiệu suất xử lý giảm xuống 99,78% chạy khoảng 20 Mẫu chứa 10,6 % CuS chạy khoảng 43 giờ, hiệu xuất xử lý giảm 99,76% Mẫu chứa 13,9% CuS chạy khoảng 54 hiệu suất trì mức cao (99,96%) Như vậy, qua kết xử lý thủy ngân mẫu có hàm lượng CuS khác nhau, nhóm tác giả nhận thấy rằng: hàm lượng CuS tăng khả trì hiệu suất xử lý thủy ngân tăng Dưới nồng độ thủy ngân đầu sử dụng chất hấp phụ có hàm lượng CuS khác Hình 3.20: Nồng độ thủy ngân đầu Theo kết trên, hai mẫu mẫu có hàm lượng CuS 10,6% 13,9% có khả xử lý thủy ngân tốt mẫu có hàm lượng CuS 7,6% Nồng độ thủy ngân dịng khí sau qua mẫu đạt giá trị nhỏ 0,004 µg/Nm3, mẫu mẫu nồng độ thủy ngân đạt giá trị nhỏ 0,0023 µg/Nm3 0,0021 µg/Nm3 Khi chạy thử nghiệm khoảng 43 kết chạy mẫu cho thấy nồng độ thủy ngân bắt đầu tăng nồng độ > 0,01 µg/Nm3, mẫu chạy khoảng 54 cho kết tốt (nồng độ thủy ngân