Xử lý khí HCl pdf

z  ĐỒ ÁN MÔN: KỸ THUẬT XỬ LÝ KHÍ THẢI ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ HCl   GVHD: ThS.   1 CHƢƠNG I:   I.1 T I.1.1  clorua (HCl) Cấu trúc phân tử của hydro clorua    36,4606 g/mol    o C: 720g/L  -114,2 o C  -85,1 o C   2     hydro clorua HCl   khí không màu,            ro clorua hòa tan trong . Hydro  trong , , .  hyd  hydro clo    GVHD: ThS.   2  có        -   + ro,   clorua là   dung môi                cation hydro (H 3 O + ) và các anion clorua (Cl -   HCl + H 2  3 O + + Cl               axít .   a      n   mêtanol  axít cho  HCl + CH 3  3 O + H 2 + Cl   3 OH)   . . Màu  ng các quá trình:   GVHD: ThS.   3 - - - - -Quá trình  - -  I.1.3                : a/ Đối với con ngƣời Tip xúc vi khí HCl gây ra n sc khe ca con ni  nhiu dng khác nhau bao gm làm nga phi, da và màng nhy, làm tê lit hóa các cha h thng th v v hô hp và tiêu hóa.                                 GVHD: ThS.   4  - 3,23 mg/m 3 -12,8 mg/m 3  -32,9 mg/m 3   Công  3   2,9 mg/m 3 .   b/ Đối với môi trƣờng: . HCl có tác  . I.1.4 :     cao su.            o  o silic thành SiHCl 3    ng không khí xung quanh: TCVN 5938-2005  3   5939-2005    3   GVHD: ThS.   5    3  I.2 C Á C P H   N G P H Á P X L Ý KH Í T H  I : I.2.1. P hƣ ơ n g pháp hấp t hu : Ng u y ê n t ắ c : C s ca nguyên lý là d trên s tg tác g ch  h th (thg là khí ho hi) vi ch h th (thg là ch lng) ho da vào kh nng hoà tan khác nhau ca các ch trong ch lng  tách cht. Tu thc vào b ch a s tg tác mà ta chia thành:  H th v lý : p th v lý là quá trình da trên s ng tác vt lý bao gm skhu tán, hoà tan ca các cht  h th vào trong lòng ch lng và s phân ba chúng gia các phân  cht lng.  H th hoá c : H th hoá c là quá trình luôn i kèm i mt hay nh ph ng hoá c và bao gm hai giai  :giai o kh tán và giai  x ra các ph ng hoá hc. Nh vy s h th hoá hc không nhng ph tc vào tc khu tán ca cht khí vào trong ch lg mà còn ph thc vào tc  chuyn hoá các ch- tc  ph ng ca các cht. Trong h th hoá c, cht c h th có th ph ng ngay vi các phân  ca chính cht hp th. Ư u điểm: R t nht là khi s g nc làm dung môi h thu, các khí c h nhSO 2 , H 2 S, NH 3 , HF, v.v có th c x lý r tt bng phng pháp này vi dung môi nc, các dung môi thích . Có th c s g k p khi cn ra khí làm sch i, khi trong khí th có cha c bi  các khí c h mà các ch khí có kh nng hòa tan tt trong nc r   GVHD: ThS.   6 K hu y ết điểm: H su làm s không cao, h s làm g khi n  dòng khí tng cao nên không th dùng x lý dòng khí th có nh  cao,quá trình hp th là quá trình ta nhit nên khi thit k xây dng và v hành h tg th b h thx lý khí nh trg hp ta ph   thêm thi b trao i nhit trong tháp h th  làm ni th b h qu ca quá trình x lý nh v thit b s trnên cg knh, v hành phc p. Khi làm vi h ng s rt d x ra khi kng ch iu chnh  i ca pha lg không tt, bi khi dòng khí th có hàm ng i l. V  chn dung môi thích p s rt khó khn, khi ch khí  x lý không có kh nng hòa tan trong nc, la cn các dung môi h  s n sinh v Các dung môi này có gây c h cho con ngi và môi trg hay không? Vic  cn dung môi thích hp là bài toán hóc búa mang tính kinh t và khu giá thành dung môi quy nh ln  giá thành x lý và hiu qu x lý. Ph tái sinh dung môi (dòng cht th th cp) khi s g dung môi  tiho ch th gây ô nh n nc. H thg càng tr nên cg knh php. I.2.2. P hƣ ơ n g pháp hấp phụ : Ng u y ê n l ý : Hi và khí  khi i qua lp h ph b gi l n h ng hp . N ta cn các cht h ph cn lc thì có th lo b c các ch c h mà không nh hng  thành ph các khí không có h khác.  Có hai cách  áp dg phng pháp hp ph x lý  th công nghp:   GVHD: ThS.   7 o S ng th b h ph nh k tc là trên mt tháp h , ta ni ch hp ph vào và cho ch b hp ph i qua ó. Sau mt thi gian khi ch h ph no ã bão hoà ch b h ph) thì quá trình dng   tháo b ch h phã no và a vào ng ch hp ph mi vào. o S g thit b h ph liên tc, trong ó ch hp ph c chuy g ngc dòng vi ch b h p. Có hai k h ph: - H ph v lý :ch hp ph ch g    ( do  Van der Waals ). - H ph hoá hc :cht h ph h ph các cu  lên trên b m ch rn do ó ch hp ph là ch xúc tác làm x ra ph ng hoá hc. Ư u điểm: Làm s và thu hi c khá nh ch ô nhim th hi khí n ch này có giá tr kinh  cao thì sau khi hoàn nguyên cht hp ph chúng s c tái sdng trong công ngh sn xut mà v t g c tác hi gây ô nhim. Ch h ph cg khá d kim và   thông g nh là than ho tính (than ho tính h thu c nhi ch hu c). N hư ợc điểm : Khi hoàn nguyên ch h ph s sinh ra ch th ô nhi th  (n ch ô nhm hoàn toàn là ch c h nguy him  th b ho có giá tr kinh không cao thì không cn tái s g). Trng p này ch ph có giá thành r d k có th th b nó i. Không hi qu khi dòng khí có ch i và cht ô nh th hi khí vì i dgây t th b và làm gi hot tính h ph ca ch h ph (lúc này nmun s g ta phi lc i trc khi cho dòng khí vào th b h . H qu h ph kém n nh  ca khí th khá cao (ng t   GVHD: ThS.   8 nh h th). Vi các ch khí b hp ph có kh nng b cháy cao v th hi nh h ph bng dòng khí có nh  cao cg s v ph nguy  cháy tháp h ph. I.2.3. P hƣ ơ n g pháp đ ố t: Ư u điểm: Nhng khí có kh nng b cháy cao và nhit tr cao có th x lý bng phg pháp t. Thông thng nhng p ch hu c nh là các hydrocacbon cha no nh olephin ho  vòng ( dãy thm  acromatic) la nhng ch có khnng bt cháy ln khi t. Phng pháp t tr tip là gi pháp tha áng khi x lý không ch nhih ô nh vô  nh Sulfur, Chlorine và Fluorine. Trong nhng trng hp khí th có nhi  cao có th không cn phi gia nhi khi  vào t. Khí th ca công ngh ch  h  có tính chnày. Phng pháp t hoàn toàn phù hp vi v x lý các khí c h không chu i ho kh nng thu i thp, khí thu i không có giá tr kinh t l. Có th t g nh nng trong quá trình x vào các mc ích khác. N hư ợc điểm : Ph có h tg th b t thích hp không sinh ra khói và các ch ô nhh  gây c hi. Nên trong khi nghiên cu, thit k tri khai ph chú ý tt    các  kin duy trì ph ng cháy  có c 1 thi b t cho hiqu cao. I.2.4. X ử lý bụ i:   x lí aerosol (i, khói, sng) ngi ta s ng phng pháp khô, t và tnh n. Trong thi b khô i c lng i trg   GVHD: ThS.   9 lc,  quán tính và lc li tâm hoc lc qua vách ngn xp. Trong th b t, s tip xúc gia khí i và nc c th hn. Nh ó, i c ng trên các git lng, trên b m t khí hay trên các màng ch l. Trong thit b lc tnh  các aerosol c tích  và ng trên   Trên  s phân lo các phg pháp x lý bi, ta có th chia các th b x lý bi làm nhng dng sau :  Lc  khí  Th b màng lc  Th b h th  Th b lc nh i  Th b lc t  Th b g t I.3  I.2.1   a 90- chóp 97,8%.   cation hydro (H 3 O + ) và các anion clorua (Cl -   HCl + H 2  3 O + + Cl      2   háp cho  2 , NaCl, BaCl 2. [...]... sau khi hấp thụ khí HCl, được dẫn ra ngồi từ đáy tháp hấp thụ và được XỬ LÝ KHÍ HCL BẰNG NƯỚC 21 ĐỒ ÁN MƠN: KỸ THUẬT XỬ LÝ KHÍ THẢI GVHD: ThS Nguyễn Chí Hiếu dẫn đến hệ thống xử lý nước thải của nhà máy, hoặc có thể tận dụng để sản xuất các clorua kim loại XỬ LÝ KHÍ HCL BẰNG NƯỚC 22 ĐỒ ÁN MƠN: KỸ THUẬT XỬ LÝ KHÍ THẢI GVHD: ThS Nguyễn Chí Hiếu CHƢƠNG III: TÍNH TỐN THIẾT BỊ XỬ LÝ KHÍ HCL III.1 U CẦU... sử dụng do chi phí phục hồi chất hấp phụ lớn, chất hấp phụ thường đắt và hiếm XỬ LÝ KHÍ HCL BẰNG NƯỚC 10 ĐỒ ÁN MƠN: KỸ THUẬT XỬ LÝ KHÍ THẢI GVHD: ThS Nguyễn Chí Hiếu CHƢƠNG II: ĐỀ XUẤT VÀ THUYẾT MINH CƠNG NGHỆ XỬ LÝ KHÍ HCL II.1 LỰA CHỌN PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ: II.1.1 Lựa chọn phƣơng pháp xử lý: * Lựa chọn cơng nghệ: xử lý khí HCl bằng phƣơng pháp hấp thụ với dung dich hấp thụ là dung dịch kiềm NaOH, vì:... dịch) XỬ LÝ KHÍ HCL BẰNG NƯỚC 23 ĐỒ ÁN MƠN: KỸ THUẬT XỬ LÝ KHÍ THẢI GVHD: ThS Nguyễn Chí Hiếu xr: Phần mol khí trong pha lỏng ra khỏi tháp hấp thụ, (kmolHCl/kmol dung dịch) yv: Phần mol khí trong dòng khí đi vào tháp hấp thụ, (kmolHCL/kmol hỗn hợp khí) yr: Phần mol khí trong dòng khí ra khỏi tháp hấp thụ, (kmolHCL/kmol hỗn hợp khí) G: Suất lượng trong hỗn hợp khí, (kmolhh/h) Gtr: Suất lượng khí trơ,... Trong đó : P : áp suất khí quyển (at) V : thể tích khơng khí (l) R : hằng số khí lý tưởng ( R = 0.082) n : số mol khí ( kmol) n P = v R.T 1 n P  Ckk = = = =0,0402 (mol/l) 0.082(273  30) v R.T   Ckk = 40,2 (kmol hỗn hợp khí/ m3) b) Nồng độ đầu ra của HCl Ở 30 oC , 1 at thì nồng độ HCl = XỬ LÝ KHÍ HCL BẰNG NƯỚC 50.273 C1.T1 = = 45,1(mg/m3 ) 273  30 T2 24 ĐỒ ÁN MƠN: KỸ THUẬT XỬ LÝ KHÍ THẢI GVHD: ThS... một hay nhiều chất ơ nhiễm ra khỏi dòng khí thải (pha khí) bằng cách xử lý với chất lỏng (pha lỏng) Khi này hỗn hợp khí sẽ được cho tiếp xúc với chất lỏng nhằm mục đích hòa tan chọn lựa một XỬ LÝ KHÍ HCL BẰNG NƯỚC 11 ĐỒ ÁN MƠN: KỸ THUẬT XỬ LÝ KHÍ THẢI GVHD: ThS Nguyễn Chí Hiếu hay nhiều cấu tử của hỗn hợp khí để tạo nên một dung dịch các cấu tử trong chất lỏng - Khí được hấp thụ gọi là chất bị hấp thụ... mol khí trong dòng lỏng vào tháp hấp thụ, (kmol HCl/ kmol dung mơi) Xr: Tỷ số mol khí trong dòng lỏng vào tháp hấp thụ, (kmolHCl/kmol dung mơi) Yv: Nồng độ mol tương đối của khí trong hỗn hợp khí thải vào tháp hấp thụ, (kmolHCl/kmol khí trơ) Yr: Nồng độ mol tương đối của khí trong hỗn hợp khí thải khi đi ra tháp hấp thụ, (kmolHCl/kmol khí trơ) xv: Phần mol khí trong pha lỏng đi vào tháp hấp thụ, (kmolHCl/kmol... II.2.1 Quy trình cơng nghệ xử lý khí HCl: Khí sạch Khí sạch BỒ CAO VỊ N Ố G KHÓ N I KHÍ THẢ I QUẠT THÁ HẤ THỤ P P QUẠT dd NaOH và o BƠM Hệthốg XLNT củ nhà y n a má (t?n d?ng s?n xu?t clorua kim lo?i) BỒ CHỨ N A BỂ ? A DD NaOH CH Đườg dẫ khí n n Đườg dẫ NaOH n n TRƯỜG ĐH K ? THU?T-CƠNG NGH? N TP.HCM KHOA MÔTRƯỜG VÀ I N CNSH ĐỒ N MÔ HỌC XỬ KHÍ THẢ Á N LÝ I SỐ NG VẼ02 BẢ : HẤ THU KHÍ HCl BẰ G DUNG DỊ KIỀ P... y : chuẩn số Reinolds đối với pha khí của tháp đệm: 4.w k  y Re y   y  d  : Độ nhớt động học của pha khí tính như độ nhớt hỗn hợp của hai cấu y tử hơi Mk k  y A M A A  yb M B B ya: nồng độ mol của HCL trong pha khí XỬ LÝ KHÍ HCL BẰNG NƯỚC 31 ĐỒ ÁN MƠN: KỸ THUẬT XỬ LÝ KHÍ THẢI GVHD: ThS Nguyễn Chí Hiếu yA  0,007(kmolHCl / Kmolkk ) Mk: khối lượng phân tử khí hỗn hợp M k  0,007.36,5  (1 ... tạo thiết bị sủi bọt Chất khí đi ra Chất lỏng đi vào Chất lỏng đi ra Chất khí đi vào Sơ đồ tháp sủi bọt XỬ LÝ KHÍ HCL BẰNG NƯỚC 19 ĐỒ ÁN MƠN: KỸ THUẬT XỬ LÝ KHÍ THẢI  GVHD: ThS Nguyễn Chí Hiếu Tháp phun: Ngun lý hoạt động:Chất lỏng được phun thành dạng bụi mù sương từ trên xuống, khí đi từ dưới lên nhằm tăng diện tích tiếp xúc để nồng độ thực tế của chất cần hấp thụ của pha khí giảm dần theo chiều từ... này có lợi cho việc tăng hiệu quả xử lý Là tháp có cơ cấu phun chất lỏng bằng cơ học hay bằng áp suất trong đó chất lỏng được phun thành những giọt nhỏ trong thể tích rỗng của thiết bị và cho dòng khí đi qua.Tháp phun được sử dụng khi u cầu trở lực bé và khí có chứa hạt rắn Dòng chất lỏng Dòng khí vào Sơ đồ tháp phun XỬ LÝ KHÍ HCL BẰNG NƯỚC 20 ĐỒ ÁN MƠN: KỸ THUẬT XỬ LÝ KHÍ THẢI GVHD: ThS Nguyễn Chí Hiếu . z  ĐỒ ÁN MÔN: KỸ THUẬT XỬ LÝ KHÍ THẢI ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ HCl . dòng khí tng cao nên không th dùng x lý dòng khí th có nh  cao,quá trình hp th là quá trình ta nhit nên khi thit k xây dng và v hành h tg th b h thx lý khí nh. II.1 L: : * Lựa chọn công nghệ: xử lý khí HCl bằng phƣơng pháp hấp thụ với dung dich hấp thụ là dung dịch kiềm NaOH, vì: 