ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ THẢI potx

t o thành trong quá trình núi l a ho t đ ng và m t s ho t đ ng công nghi p khácạ ử ạ ộ ộ ố ạ ộ ệnhau.

 SO2 là lo i ch t ô nhi m ph bi n nh t trong s n xu t công nghi pạ ấ ễ ổ ế ấ ả ấ ệ cũng nh trong sinh ho t c a con ngư ạ ủ ười Ngu n phát th i SOồ ả 2 ch y u là t Cácủ ế ừtrung tâm nhi t đi n, các lo i lò nung, lò h i khi đ t nhiên li u than, d u và khíệ ệ ạ ơ ố ệ ầ

đ t có ch a l u huỳnh ho c các h p ch t l u huỳnh.ố ứ ư ặ ợ ấ ư

 Ngoài ra, m t s công đo n s n xu t trong công nghi p hóa ch t,ộ ố ạ ả ấ ệ ấ luy n kim, cũng th i vào b u khí quy n m t lệ ả ầ ể ộ ương SO2 đáng k Trên th gi iể ế ớ hàng năm tiêu th g n 2 t t n than đá các lo i và g n 1 t t n d u m Khi thànhụ ầ ỷ ấ ạ ầ ỷ ấ ầ ỏ

ph n l u huỳnh trong nhiên li u trung bình chi m 1% thì lầ ư ệ ế ượng khí SO2 th i vàoảkhí quy n là 60 tri u t n/năm Đó là ch a k lể ệ ấ ư ể ượng SO2 th i ra t các ngành côngả ừnghi p khác.ệ

1.2. Tính ch t: ấ

 SO2 là m t khí vô c không màu, mùi kích thích m nh,ộ ơ ạ không cháy, có

v hăng cayị d hóa l ng, d hòa tan trong nễ ỏ ể ước v i n ng đ th p.ớ ồ ộ ấ

 SO2 có nhi t đ nóng ch y –75ệ ộ ả ở 0C và nhi t đ sôi –10ệ ộ ở 0C

 SO2 r t b n nhi t (ấ ề ệ ∆H0

tt = - 296,9 kJ/mol)

 SO2 oxy hóa ch m trong không khí s ch, ậ ạ do quá trình quang hoá hay

do s xúc tác khí ự SO2 d dàng b oxy hoá bi n thành ễ ị ế SO3 trong khí quy n và hòa tanểtrong nướ ạc t o thành axit H2SO4

 Nó có kh năng làm m t màu dung d ch Brom và làm m t màu cánhả ấ ị ấhoa h ng.ồ

 SO2 tan trong nướ ạc t o thành axit y uế

Khí SO2, SO3 g i chung là ọ SOx, là nh ng khí thu c lo i đ c h i không chữ ộ ạ ộ ạ ỉ

đ i v i s c kho con ngố ớ ứ ẻ ười, đ ng th c v t, mà còn tác đ ng lên các v t li u xâyộ ự ậ ộ ậ ệ

d ng, các công trình ki n trúc,ự ế là m t trong nh ng ch t gây ô nhi m môi trộ ữ ấ ễ ường.Trong khí quy n,ể khí SO2 khi g p các ch t oxy hóa hay dặ ấ ưới tác đ ng c a nhi tộ ủ ệ

đ , ánh sáng chúng chuy n thành SOộ ể 3 nh oxy có trong không khí Khi g p Hờ ặ 2O,

SO3 k t h p v i nế ợ ớ ướ ạc t o thành H2SO4 Đây chính là nguyên nhân t o ra các c nạ ơ

m a acid ư m a axitư ăn mòn các công trình, làm cho th c v t, đ ng v t b ch t ho cự ậ ộ ậ ị ế ặ

ch m phát tri nậ ể , bi n đ t đai thành vùng hoang m c Khí SOế ấ ạ 2 gây ra các b nhệ viêm ph i, m t, da Nổ ắ ếu H2SO4 có trong nước m a v i n ng đ cao làm b ng daư ớ ồ ộ ỏ

người hay làm m c nát qu n áo.ụ ầ

1.3.1 Đ i v i con ng ố ớ ườ i:

 SO2 và h p ch t c a SOợ ấ ủ 2 là nh ng ch t có tính kích thích, n ng đữ ấ ở ồ ộ

nh t đ nh có th gây co gi t c tr n c a khí qu n n ng đ l n h n s gây tăngấ ị ể ậ ơ ơ ủ ả Ở ồ ộ ớ ơ ẽ

ti t d ch niêm m c đế ị ạ ường khí qu n Khi ti p xúc v i m t chúng có th t o thànhả ế ớ ắ ể ạaxit

 SOx có th xâm nh p vào c th con ngể ậ ơ ể ười qua các c quan hô h pơ ấ

ho c các c quan tiêu hóa sau khi đặ ơ ược hòa tan trong nước b t Và cu i cùng chúngọ ố

có th xâm nh p vào h tu n hoàn Khi ti p xúc v i b i, SOể ậ ệ ầ ế ớ ụ x có th t o ra các h tể ạ ạ axit nh , các h t này có th xâm nh p vào các huy t m ch n u kích thỏ ạ ể ậ ế ạ ế ước c aủ chúng nh h n 2-3 μm.ỏ ơ

 SO2 có th xâm nh p vào c th c a ngể ậ ơ ể ủ ười qua da và gây ra cácchuy n đ i hóa h c, k t qu c a nó là hàm lể ổ ọ ế ả ủ ượng ki m trong máu gi m, amoniacề ả

b thoát qua đị ường ti u và có nh hể ả ưởng đ n tuy n nế ế ước b t H u h t dân cọ ầ ế ư

s ng quanh khu v c nhà máy có n ng đ SOố ự ồ ộ 2, SO3 cao đ u m c b nh đề ắ ệ ường hô

h p N u hít ph i SOấ ế ả 2 n ng đ cao có th gây t vong.ở ồ ộ ể ử

30 – 20

13 – 8

500 – 400

100 – 5020

nh n m, đ a y, hàm lư ấ ị ượng 0,15 - 0,30 ppm có th gây đ c tính c p.ể ộ ấ

1.3.3 Đ i v i các công trình ki n trúc: ố ớ ế

S có m t c a SOự ặ ủ x trong không khí m t o thành axit là tác nhân gây ăn mònẩ ạkim lo i, bê-tông và các công trình ki n trúc SOạ ế x làm h h ng, làm thay đ i tínhư ỏ ổnăng v t lý, làm thay đ i màu s c v t li u xây d ng nh đá vôi, đá hoa, đá c mậ ổ ắ ậ ệ ự ư ẩ

th ch; phá ho i các tác ph m điêu kh c, tạ ạ ẩ ắ ượng đài S t, thép và các kim lo i khácắ ạ trong môi tr ng khí m, nóng và b nhi m SO

- Khí SO2 được s d ng làm ch t b o qu n cho hoa qu khô, doử ụ ấ ả ả ả

đ c tính kháng khu n c a nó Nó duy trì s tặ ẩ ủ ự ươi sông và ngăn ng a m c nát, tuyừ ụnhiên s d ng ch t b o qu n này cũng làm cho các lo i hoa qu có hử ụ ấ ả ả ạ ả ương v khác.ị

- Khí SO2 đượ ử ục s d ng trong nghành công nghi p ch bi n rệ ế ế ượ uvang Tuy t l r t ít, đóng vai trò nh m t ch t kháng khu n và ch ng oxy hóa.ỷ ệ ấ ư ộ ấ ẩ ốTùy t ng qu c gia, có th cho phép n ng đ SOừ ố ể ồ ộ 2 trong rượ ở ộu m t m c đ nh tứ ộ ấ

 Làm tác nhân kh : ử Điôxít l u huỳnh cũng là m t ch t khư ộ ấ ử Trong

nước, sulfur dioxide có th lam phai màu.ể ̀ Cho nên nó thường được s d ng đử ụ ể làm ch t t y qu n áo, t y tr ng gi y, b t gi y Ngoài ra, nó còn đấ ẩ ầ ẩ ắ ấ ộ ấ ượ ử ục s d ng để

x lý nử ước th i.ả

 Làm thu c th và dung môi trong các phòng thí nghi m: ố ử ệ L u huỳnhưdioxit là m t dung môi tr đa năng đã độ ơ ượ ử ục s d ng r ng rãi cho các mu i hòa tanộ ốoxy hóa cao Nó cũng đôi khi đượ ử ụ nh là m t ngu n c a nhóm sulfonylc s d ng ư ộ ồ ủtrong t ng h p h u c ổ ợ ữ ơ

1.5.Ý nghĩa môi tr ườ ng:

 V n đ ô nhi m b u khí quy n b i khí SOấ ề ễ ầ ể ở 2 t lâu đã tr thành m iừ ở ố

hi m h a c a nhi u qu c gia, nh t là các nể ọ ủ ề ố ấ ước phát tri n trên th gi i Vì nh ngể ế ớ ữ

lý do nêu trên, công ngh x lý khí SOệ ử 2 trong khí th i công nghi p đã đả ệ ược nghiên

c u r t s m và phát tri n m nh m ứ ấ ớ ể ạ ẽ

 Ngoài tác d ng làm s ch b u khí quy n, b o v môi trụ ạ ầ ể ả ệ ường, x lýử khí SO2 còn có ý nghĩa kinh t to l n c a nó b i vì SOế ớ ủ ở 2 thu h i đồ ượ ừc t khí th i làảngu n cung c p nguyên li u cho các nhà máy s n xu t axit Sunfuric (Hồ ấ ệ ả ấ 2SO4) và l uư huỳnh nguyên ch t.ấ

1.6.Các ph ươ ng pháp h p th SO ấ ụ 2 :

1.6.1 H p th SO ấ ụ 2 b ng n ằ ướ c:

 H p th SOấ ụ 2 b ng nằ ước là phương pháp đ n gi n đơ ả ược áp d ngụ

s m nh t đ lo i b khí SOớ ấ ể ạ ỏ 2 trong khí th i.ả

 S đ h th ng x lý SOơ ồ ệ ố ử 2 băng nước bao g m 2 giai đo n:ồ ạ

• H p th SOấ ụ 2 b ng cách phun nằ ước vào dòng khí th i ho c choả ặkhí th i đi qua l p v t li u đ m (v t li u r ng ) có tả ớ ậ ệ ệ ậ ệ ỗ ướ ưới n c – scrubo;

gi i thoát khí SOả 2 kh i nỏ ước thì nhi t đ c a nệ ộ ủ ước ph i cao C th là nhi t đả ụ ể ở ệ ộ

1000C thì SO2 b c ra m t cách hoàn toàn và trong không khí thoát ra có l n c h iố ộ ẫ ả ơ

nước B ng phằ ương pháp ng ng t ngư ụ ười ta có th thu để ược SO2 v i đ đ m đ cớ ộ ậ ặ kho ng 100% đ dùng vào m c đích s n xu t axit sunfuric.ả ể ụ ả ấ

 Đ gi i h p c n th c n ph i đun nóng m t lể ả ấ ầ ụ ầ ả ộ ượng nướ ấ ớ ứ c r t l n t c

ph i có m t ngu n c p nhi t (h i nả ộ ồ ấ ệ ơ ước) công su t l n Đó là m t khó khăn.ấ ớ ộNgoài ra đ s d ng l i nể ử ụ ạ ước cho quá trình h p th ph i làm ngu i nấ ụ ả ộ ước xu ngố

g n 10ầ 0C – t c ph i c n đ n ngu n c p l nh Đó cũng là v n đ không đ n gi nứ ả ầ ế ồ ấ ạ ấ ề ơ ả

và khá t n kém.ố

 T nh ng nhừ ữ ược đi m nói trên, phể ương pháp khí SO2 b ng nằ ước chỉ

áp d ng đụ ược khi:

- N ng đ ban đ u c a khí SOồ ộ ầ ủ 2 trong khí th i tả ương đ i cao.ố

- Có s n ngu n c p nhi t (h i nẵ ồ ấ ệ ơ ước) v i giá r ớ ẻ

- Có s n ngu n c p l nh.ẵ ồ ấ ạ

- Có th x để ả ược nước có ít nhi u axit ra sông ngòi.ề

 Trường h p khí th i giàu SOợ ả 2 nh trong công đo n n u qu ngư ạ ấ ặ sunfua kim lo i c a công nghi p luy n kim (n ng đ SOạ ủ ệ ệ ồ ộ 2 trong khí th i có th đ tả ể ạ

2 ÷ 12%) Người ta có th x lý b ng nể ử ằ ước k t h p v i quá trình oxy hóa SOế ợ ơ 2

b ng ch t xúc tác vanadi (V).ằ ấ

 Quá trình cũng được th c hi n thành hai giai đo n:ự ệ ạ

• Khí SO2 k t h p v i oxy nh s có m t c a ch t xúc tác vanadiế ợ ớ ờ ự ặ ủ ấ

đ bi n thành anhidrit sunfuric (SOể ế 3), ph n ng này có t a nhi t và x y ra càngả ứ ỏ ệ ả

m nh nhi t đ càng th p, do đó c n th c hi n quá trình này qua nhi u t ng xúcạ ở ệ ộ ấ ầ ự ệ ề ầtác, sau m i t ng đ u đỗ ầ ề ược làm ngu i.ộ

• Dùng nướ ước t i trong scruber đ anhidrit sunfuric k t h p v iể ế ợ ớ

nướ ạc t o thành axit sunfuric (H2SO4)

1.6.2 H p th b ng đá vôi (CaCO ấ ụ ằ 3 ), vôi nung CaO ho c vôi s a ặ ữ (Ca(OH) 2 ):

 X lý SOử 2 b ng vôi là phằ ương pháp được áp d ng r t r ng rãi trongụ ấ ộcông nghi p vì hi u qu x lý cao, nguyên li u r ti n và có s n m i n i.ệ ệ ả ử ệ ẻ ề ẵ ở ọ ơ

 Các ph n ng hóa h c x y ra trong quá trình x lý nh sau:ả ứ ọ ả ử ư

CaCO3 + SO2 CaCO3 + CO2CaO + SO2  CaSO32CaSO3 + O2  2CaSO4

1-tháp h p thu, 2- b ph n tách tinh th , 3-b l c chân không,ấ ộ ậ ể ộ ọ

4,5- máy b m, 6-thùng tr n s a vôiơ ộ ữ

Hình 1: s đ h th ng x lý SO ơ ồ ệ ố ử 2 b ng CaCO ằ 3 và CaO

 Khói th i sau khi đả ượ ọ ạc l c s ch tro b i đi vào scrubo 1,trong đó x yụ ả

ra quá trình h p th khí SOấ ụ 2 b ng dung d ch s a vôi tằ ị ữ ưới trên l p đ m b ng v tớ ệ ằ ậ

li u r ng Nệ ỗ ước ch a acid ch y ra t scrubo có ch a nhi u sunfit và canxi sunfatứ ả ừ ứ ề

dướ ại d ng tinh th : CaSOể 3.0,5H2O, CaSO4.2H2O và m t ít tro b i còn sót l i sau bộ ụ ạ ộ

l c tro b i, do đó c n tách các tinh th nói trên ra kh i dung d ch b ng b ph nọ ụ ầ ể ỏ ị ằ ộ ậ tách tinh th 2 Thi t b s 2 là 1 bình r ng cho phép dung d ch l u l i 1 th i gianể ế ị ố ỗ ị ư ạ ờ

đ đ hình thành các tinh th sunfit và sunfat canxi Sau b ph n tách tinbh th 2,ủ ể ể ộ ậ ể dung d ch 1 ph n đi vào tị ầ ưới cho Scruber, ph n còn l i đi qua bình l c chân khôngầ ạ ọ

3, đó các tinh th b gi l i dở ể ị ữ ạ ướ ại d ng c n bùn và đặ ược th i ra ngoài Đá vôiả

được đ p v n và nghi n thành b t và cho vào thùng 6 đ pha tr n v i dung d chậ ụ ề ộ ể ộ ớ ị loãng ch y ra t b l c chân không s 3 cùng v i 1 lả ừ ộ ọ ố ớ ượng nước b sung đ đổ ể ượ cdung d ch s a vôi m i.ị ữ ớ

 Hi u qu h p th SOệ ả ấ ụ 2 b ng s a vôi đ t 98% S c c n khí đ ng c aằ ữ ạ ứ ả ộ ủ

h th ng không vệ ố ượt quá 20 mm H2O

 Nguyên li u vôi đệ ượ ử ục s d ng m t cách hoàn toàn, c th là c n bùnộ ụ ể ặ

t h th ng x lý th i ra có th đừ ệ ố ử ả ể ượ ử ục s d ng làm ch t k t dính trong xây d ngấ ế ự sau khi chuy n sunfit thành sunfat trong lò nung ể

u đi m:

Ư ể công ngh đ n gi n, chi phí đ u t ban đ u không l n, có thệ ơ ả ầ ư ầ ớ ể

ch t o thi t b b ng v t li u thông thế ạ ế ị ằ ậ ệ ường, không c n đ n v t li u ch ng axit vàầ ế ậ ệ ốkhông chi m nhi u di n tích xây d ng.ế ề ệ ự

1.6.3 H p th SO ấ ụ 2 b ng NH ằ 3:

 Amoniac và khí SO2 trong dung d ch nị ước có ph n ng v i nhau vàả ứ ớ

t o ra mu i trung gian amoni sunfit, sau đó mu i amoni sunfit l i tác d ng ti p v iạ ố ố ạ ụ ế ớ

SO2 và H2O đ t o ra mu i amoni bisunfit theo ph n ng sau:ể ạ ố ả ứ

SO2 + 2NH3 + H2O = (NH4)2SO3(NH4)2SO3 + SO2 + H2O = 2NH4HSO3

 Lượng bisunfit tích t d n trong dung d ch có th hoàn nguyên b ngụ ầ ị ể ằ cách nung nóng trong chân không, k t qu thu đế ả ược amoni sunfit và SO2 Amoni sunfit này l i có th s d ng ti p đ kh SOạ ể ử ụ ế ể ử 2

 V kh năng s d ng s a MgO đ kh SOề ả ử ụ ữ ể ử 2 khói th i đã đả ược bi tế

t lâu, nh ng nghiên c u ng d ng trong công nhgi p m i đừ ư ứ ứ ụ ệ ớ ược th c hi n g nự ệ ầ đây ch y u là do các nhà khoa h c – công ngh c a Liên Xô cũ.ủ ế ọ ệ ủ

 SO2 được h p th b i oxit –hydroxit magiê, t o thành tinh th ng mấ ụ ở ạ ể ậ

nước sunfit magiê Trong thi t b h p th x y ra các ph n ng sau:ế ị ấ ụ ả ả ứ

MgO + SO2 = MgSO3MgO + H2O = Mg(OH)2MgSO3 + H2O + SO2 = Mg(HSO3)2Mg(OH)2 + Mg( HSO3)2 = 2MgSO3  + 2H2O

 Đ hòa tan c a sunfit magiê trong nộ ủ ước b gi i h n, nên lị ớ ạ ượng d ư ở

 Tái sinh oxit magie trong lò nung:

MgSO3 MgO + SO2

 SO2 thoát ra là 7-15% được làm ngu i, tách b i và sộ ụ ương mù axitsunfuric dùng đ s n xu t axit sunfuric.ể ả ấ

Than c c ố

t 0

= 900 0 C

 Có các phương pháp h p th sau:ấ ụ

- Phương pháp magie oxit “k t tinh” theo chu trình.ế

- Phương pháp magie oxit “không k t tinh”.ế

- Phương pháp magie oxit “s i b t”.ủ ọ

- Phương pháp magie oxit k t h p v i Potas (kali cacbonat).ế ợ ớ

- Không phân gi i hoàn toàn sulfat khi nung.ả

- T n hao MgO khá nhi u.ổ ề

1.6.5 H p th SO ấ ụ 2 b ng ZnO: ằ

 X lí khí SOử 2 b ng k m oxit (ZnO) cũng tằ ẽ ương t nh phự ư ương phápoxit magiê t c là dùng ph n ng gi a SOứ ả ứ ữ 2 v i k m oxit đ thu các mu i sunfit vàớ ẽ ể ốbisunfit, sau đó dùng nhi t đ phân ly thành SOệ ể 2 và ZnO

 Trong phương pháp này, ch t h p th là k m oxit Ph n ng h p thấ ấ ụ ẽ ả ứ ấ ụ

nh sau:ư

SO2 + ZnO + 2,5H2O ZnSO3.2,5H2O

 Khi n ng đ SOồ ộ 2 l n:ớ

2SO2 + ZnO + H2O  Zn(HSO3)2

 Sunfit k m t o thành không tan trong nẽ ạ ước được tách ra b ngằ xyclone ướt và s y khô.Tái sinh ZnO b ng cách nung sunfit 350ấ ằ ở oC

ZnSO3.2,5H2O SO2 + ZnO + 2,5H2O

 SO2 được ch bi n ti p t c, còn ZnO quay l i h p th ế ế ế ụ ạ ấ ụ

 Có các phương pháp h p th sau:ấ ụ

- Phương pháp k m oxit đ n thu n.ẽ ơ ầ

Có kh năng hình thành sunfit k m (MgSOả ẽ 4) làm cho vi c tái sinh ZnO b tệ ấ

l i v kinh t nên ph i tách chúng ra và b sung ZnO.ợ ề ế ả ổ

1.6.6 X lý SO ử 2 b ng các ch t h p th h u c : ằ ấ ấ ụ ữ ơ

 X lí khí SOử 2 trong khí th i b ng các ch t h p th h u c đả ằ ấ ấ ụ ữ ơ ược áp

d ng nhi u trong công nghi p luy n kim màu Ch t h p th khí SOụ ề ệ ệ ấ ấ ụ 2 được sử

d ng ph bi n là các amin th m nh anilin Cụ ổ ế ơ ư 6H5NH2, toluđin CH3C6H4NH2, xyliđin (CH3)2C6H3NH2, và đimety-anilin C6H5N(CH3)2

 Quá trình x lí theo phử ương pháp trên là:

- Quá trình sunfidin: Quá trình này được các hãng công nghi p hóaệ

ch t và luy n kim c a Đ c nghiên c u và áp d ng nhà máy luy n kim Hamburgấ ệ ủ ứ ứ ụ ở ệ

đ kh SOể ử 2 trong khói th i c a lò th i luy n đ ng N ng đ c a khí trong khóiả ủ ổ ệ ồ ồ ộ ủ

th i dao đ ng trong ph m vi 0,5 ÷ 8%, trung bình là 3,6%.Ch t h p th là h n h pả ộ ạ ấ ấ ụ ỗ ợ xylidin và nướ ỉ ệc t l ≈ 1:1

- Quá trình kh SOử 2 b ng dimetylanilin – Quá trình ASARCO: quáằtrình này được nghiên c u và áp d ng nhi u các nhà máy luy n kim.ứ ụ ở ề ệ

1.6.7 X lý SO ử 2 b ng natri cacbonat: ằ

 Nguyên t c:ắ

Na2CO3 + SO2  Na2SO3 + CO2

Na2SO3 + SO2 + H2O  2NaHSO3

 Cho ZnO vào dung d ch t o thànhị ạ

NaHCO3 + ZnO  ZnSO3 + NaOH

 Nung ZnSO3 đ thu khí SOể 2 và ZnO dùng l iạ

s ch tro b i trạ ụ ước khi th i ra khí quy n ả ể

 Than ho t tính đạ ược hoàn nguyên b ng cách nâng nhi t đ lên 400-ằ ệ ộ

450oC Khí SO2 thoát ra t quá trình hoàn nguyên có n ng đ 40-50% và đ từ ồ ộ ạ kho ng 96-97% lả ượng khí SO2 có trong khói th i.ả

 Sau khi hoàn nguyên than ho t tính đạ ược sàn ch n l i đ lo i bọ ạ ể ạ ỏ

ph n than quá v n nát và b sung thêm than m i đ đ a lên h p ph tr l i.ầ ụ ổ ớ ể ư ấ ụ ở ạ

 Khí thoát ra t quá trình hoàn nguyên ngoài SOừ 2 còn có m t s lo iộ ố ạ khí khác nh : Hư 2S là 2-4%, l u huỳnh là 0,1-0,3%.ư

1.6.8.2 H p ph khí SO ấ ụ 2 b ng than ho t tính có t ằ ạ ướ ướ i n c – quá trình LURGI:

 Theo phương pháp này khí th i đả ược làm cho bão hòa h i nơ ướ ở c nhi t đ dệ ộ ưới 100oC đi qua l p than ho t tính có tớ ạ ướ ưới n c làm m trong thi t bẩ ế ị

h p ph Khí SOấ ụ 2 b gi l i trong l p than ho t tính và oxy hóa thành SOị ữ ạ ớ ạ 3 nh cóờoxy trong khí th i Ti p theo, SOả ế 3 k t h p v i nế ợ ớ ước bi n thành axit sunfuric Hế 2SO4

và theo nước ch y vào thùng ch a Axit sunfuric thu đả ứ ược trong thùng ch a v iứ ớ

n ng đ 20-25%.ồ ộ

 H th ng th nghi m ban đ u v i l u lệ ố ử ệ ầ ớ ư ượng kh i th i 1000-1500ỏ ả

m3/h N ng đ ban đ u c a SOồ ộ ầ ủ 2 trong khói khi đ t nhiên liêu mazut là 0,1-0,15%.ố

Hi u qu kh SOệ ả ử 2 đ t 98-99% Ch t h p ph làm vi c trong h n 3 năm liên t cạ ấ ấ ụ ệ ơ ụ

mà ho t tính c a nó không h b gi m sút.ạ ủ ề ị ả

1.6.8.3 X lý SO ử 2 b ng nhôm oxit ki m hóa: ằ ề

Quá trình x lý khí SOử 2 b ng nhôm oxit ki m hóa đằ ề ược d a trên tính ch tự ấ

h p ph c a h n h p nhôm oxit (Alấ ụ ủ ỗ ợ 2O3) và natri oxit (Na2O)v i thành ph n natriớ ầoxit chi m 20% kh i lế ố ượng h n h p Trong quá trình h p ph , khí SOỗ ợ ấ ụ 2 b oxy hóa,ịsau đó tác d ng v i các oxit kim lo i đ bi n thành sunfat Ch t h p ph đã bãoụ ớ ạ ể ế ấ ấ ụhòa được hoàn nguyên b ng khí tr nhi t đ 600-650ằ ơ ở ệ ộ oC

1.6.8.4 X lý SO ử 2 b ng Mangan oxit: ằ

 Có 2 phương pháp tiêu bi u c a quá trình x lý SOể ủ ử 2 b ng Manganằoxit là “quá trình Mangan” được nghiên c u áp d ng M và “quá trình DARứ ụ ở ỹMangan” do hãng Mitsubishi c a Nh t B n đ xu t.ủ ậ ả ề ấ

 Trong quá trình Mangan c a M , ch t h p ph đủ ỹ ấ ấ ụ ược s d ng làử ụMangan oxit (Mn2O3) d ng h t đạ ạ ược làm khô trong không khí và trong chân không nhi t đ 300-400

 Quá trình DAR-Mangan c a hãng Mitsubishi s d ng ch t h p ph làủ ử ụ ấ ấ ụ

h n h p c a m t s oxit đỗ ợ ủ ộ ố ược g i là oxit Mangan ho t tính Ch t h p ph thuọ ạ ấ ấ ụ

được b ng cách dùng amoniac đ x lý Mangan sunfat và ti p theo là oxy hóaằ ể ử ếhydrat b ng oxy trong không khí và h i nằ ơ ước:

MnSO4 + 2NH4OH  Mn(OH)2 + (NH4)2SO4Mn(OH)2 + 0,5iO2 + n(n-1)H2O  MnO1+i.nH2OTrong đó: i = 0,5-0,8 và n = 0,1-1,0

1.6.8.5 X lý SO ử 2 b ng vôi và dolomit tr n vào than nghi n ằ ộ ề

 Quá trình đ t nhiên li u than nghi n có tr ng b t vôi và dolomit đố ệ ề ộ ộ ể

kh khí SOử 2 m i đớ ược áp d ng trong nh ng năm g n đây và hi n nay v n đangụ ữ ầ ệ ẫ

được ti p t c nghiên c u hoàn thi n.ế ụ ứ ệ

 Ph n ng gi a vôi (CaO) và dolomit (CaCOả ứ ữ 3.MgCO3) v i SOớ 2 x y raả

nh sau:ư

2CaO + 2 SO2 +O2  2CaSO4

2CaCO3.MgCO3 + 2SO2 + O2  2[CaSO4 + MgO] + 4CO2

 Ph n ng gi a vôi và SOả ứ ữ 2 x y ra m nh nh t nhi t đ 760-1040ả ạ ấ ở ệ ộ oC, còn ph n ng gi a dolomit và SOả ứ ữ 2 nhi t đ 600-1200ở ệ ộ oC

 Phương pháp này là s k t h p gi a quá trình cháy v i quá trình khự ế ợ ữ ớ ử khí SO2 thành 1 quá trình th ng nh t trong bu ng đ t c a lò mà không đòi h i ph iố ấ ồ ố ủ ỏ ả

l p đ t thêm nhi u thi t b ph tr khác.ắ ặ ề ế ị ụ ợ

 Trong m t s trộ ố ường h p khác, ngợ ười ta còn dùng vôi dướ ại d ng v aữ (30% ch t r n trong nấ ắ ước theo kh i lố ượng) và phun vào dòng khói th i trong thi tả ế

b g i là bu ng s y khô ki u phun đ t trên đị ọ ồ ấ ể ặ ường khói c a lò Khí SOủ 2 trong khói

 C canxi sunfit và canxi sunfat đ u r t ít hòa tan trong nả ề ấ ước Khi các

gi t v a đọ ữ ược làm khô b ng nhi t c a khói th i, chúng s tr thành nh ng h t r nằ ệ ủ ả ẽ ở ữ ạ ắ

có nhi u l r ng và đề ỗ ỗ ược tách Ra kh i khói th i trong thi t b l c b i Ngỏ ả ế ị ọ ụ ười ta

g i đó là phọ ương pháp r a khí ử ướt-khô h n h p b ng đá vôi.ỗ ợ ằ

c a thi t b và cho dòng khí đi qua.ủ ế ị

Tháp phun đươc s d ng khi yêuử ụ

c u tr l c bé và khí có ch a h tầ ở ự ứ ạ

r n.ắ

l ng và khí đi trong cùng ng); màng phân ph i, vòi phun hoa sen (d ng tr , bánỏ ố ố ạ ụ

c u, khe); bánh xe quay ( ng có l , phun quay, đ ) ầ ố ỗ ổ ỡ

 Các ph n t đ m đầ ử ệ ược đ c tr ng b ng: đặ ư ằ ường kính d, chi u cao h,ề

b dày δ Đ i v i đ m tr , h = d ch a đề ố ớ ệ ụ ứ ược nhi u ph n t nh t trong 1 đ n v thề ầ ử ấ ơ ị ể tích

 Kh i đ m đố ệ ược đ c tr ng b ng các kích thặ ư ằ ước: b m t riêng a (m2/ề ặm3); th tích t do ε (m3/m3); để ự ường kính tương đương d (tđ) = 4r(th y l c) =ủ ự4.S/n = 4 ε/a; ti t di n t do S (mế ệ ự 2/m3)

 Khi ch n đ m c n l u ý: th m ọ ệ ầ ư ấ ướ ốt t t ch t l ng; tr l c nh , thấ ỏ ở ự ỏ ể tích t do và và ti t di n ngang l n; có th làm vi c v i t i tr ng l n c a l ng vàự ế ệ ớ ể ệ ớ ả ọ ớ ủ ỏkhí khi ε và S l n; kh i lớ ố ượng riêng nh ; phân ph i đ u l ng; có tính ch u ăn mònỏ ố ề ỏ ịcao, r ti n, d ki m Đ làm vi c v i ch t l ng b n nên ch n đ m c u có kh iẻ ề ễ ế ể ệ ớ ấ ỏ ẩ ọ ệ ầ ố

lượng riêng nh ỏ

1.7.2.2 Nguyên lý ho t đ ng: ạ ộ

 Ch t l ng ch y trong tháp theo đ m dấ ỏ ả ệ ướ ại d ng màng nên b m tề ặ

ti p xúc pha là b m t th m ế ề ặ ấ ướ ủt c a đ m.ệ

 Tháp đ m làm vi c ngệ ệ ược chi u có các ch đ th y đ ng l c sau:ề ế ộ ủ ộ ự

• Ch đ màng OA: khi m t đ tế ộ ậ ộ ưới không l n, t c đ khí nh ,ớ ố ộ ỏ

ch t l ng ch y thành màng theo b m t đ m, khí đi khe gi a các màng.ấ ỏ ả ề ặ ệ ở ữ

• Ch đ hãm AB: t A tăng t c đ khí s làm tăng ma sát c aế ộ ừ ố ộ ẽ ủ dòngkhí v i b m t l ng và kìm hãm s ch y c a màng l ng, lớ ề ặ ỏ ự ả ủ ỏ ượng l ng gi l iỏ ữ ạ trong đ m tăng.ệ

• Khi tăng t c đ khí làm tăng xoáy đ o màng l ng trên đ m nênố ộ ả ỏ ệtăng cường quá trình truy n kh i.ề ố

• Ch đ nhũ tế ộ ương BC: Khí-l ng t o thành h nhũ tỏ ạ ệ ương không

b n 2 pha liên t c-gián đo n c a khí-l ng đ i vai trò cho nhau liên t c, làm tăngề ụ ạ ủ ỏ ổ ụ

b m t ti p xúc pha và cề ặ ế ường đ truy n kh i lên c c đ i, đ ng th i tr l c th yộ ề ố ự ạ ồ ờ ở ự ủ

l c cũng tăng nhanh; ch đ này duy trì r t khó m c dù cự ế ộ ấ ặ ường đ truy n kh i l n.ộ ề ố ớ

• Ch đ cu n theo: quá gi i h n s c, n u tăng t c đ khí, toàn bế ộ ố ớ ạ ặ ế ố ộ ộ

ch t l ng s b gi l i trong tháp và cu n ngấ ỏ ẽ ị ữ ạ ố ược tr ra theo dòng khí.ở

 Hi u ng thành thi t b (channeling effect): Ch t l ng có xu hệ ứ ế ị ấ ỏ ướ ng

ch y t tâm ra thành thi t b , gây gi m hi u su t do ti p xúc pha kém Kh c ph cả ừ ế ị ả ệ ấ ế ắ ụ

• Dùng trong các trường h p năng su t th p: tháp h p th khí, thápợ ấ ấ ấ ụ

ch ng c t, ư ấ

• Dùng trong các h th ng tr l c nh (nh h th ng hút chânệ ố ở ự ỏ ư ệ ốkhông, )

1.7.3 Tháp mâm:

1.7.3.1 S đ c u t o: ơ ồ ấ ạ

 Tháp đĩa thường c u t o g m thânấ ạ ồ

hình tr th ng đ ng, bên trong có đ t các t mụ ẳ ứ ặ ấ

ngăn (đĩa) cách nhau m t kho ng nh t đ nh Trênộ ả ấ ị

m i đĩa hai pha chuy n đ ng ngỗ ể ộ ược ho c chéoặ

chi u:l ng t trên xu ng (ho c đi ngang), khí điề ỏ ừ ố ặ

t dừ ưới lên ho c xuyên qua ch t l ng ch y ngang; đây ti p xúc pha x y ra theoặ ấ ỏ ả ở ế ả

t ng b c là đĩa.Tùy thu c c u t o c a đĩa ch t l ng trên đĩa có th là khu y lýừ ậ ộ ấ ạ ủ ấ ỏ ể ấ

tưởng hay là dòng ch y qua.ả

 Tháp đĩa có ng ch y chuy n: bao g m tháp đĩa, chóp, l , xupap,ố ả ề ồ ỗ

lưới, Trên đĩa có c u t o đ c bi t đ l ng đi t đĩa trên xu ng đĩa dấ ạ ặ ệ ể ỏ ừ ố ưới theo

đường riêng g i là ng ch y chuy n, đĩa cu i cùng ng ch y chuy n ng p sâuọ ố ả ề ố ố ả ề ậtrong kh i ch t l ng đáy tháp t o thành van th y l c ngăn không cho khí (h i hayố ấ ỏ ạ ủ ự ơ

l ng) đi theo ng lên đĩa trên.ỏ ố

 Pha khí (h i hay l ng) xuyên qua các l , khe chóp, khe lơ ỏ ỗ ưới,hay khexupap s c vào pha l ng trên đĩa Đ phân ph i đ u ch t l ng ngụ ỏ ể ố ề ấ ỏ ười ta dùng t mấ ngăn đi u ch nh chi u cao m c ch t l ng trên đĩa.ề ỉ ề ứ ấ ỏ

 Tháp đĩa không có ng ch y chuy n: khi đó khí (h i hay l ng) vàố ả ề ơ ỏ

l ng đi qua cùng m t l trên đĩa.ỏ ộ ỗ

1.7.3.2 Ư u – nh ượ c đi m và ng d ng: ể ứ ụ

 Tháp đĩa l : ỗ u đi m là k t c u khá đ n gi n, tr l c tư ể ế ấ ơ ả ở ự ương đ iố

th p, hi u su t khá cao Tuy nhiên không làm vi c đấ ệ ấ ệ ược v i ch t l ng b n,ớ ấ ỏ ẩ kho ng làm vi c h p h n tháp chop (v l u lả ệ ẹ ơ ề ư ượng khí)

 Tháp chóp: có th làm vi c v i t tr ng c a khí, l ng thay đ i m nh,ể ệ ớ ỉ ọ ủ ỏ ổ ạkhá n đ nh Song có tr l c l n, tiêu t n nhi u v t t kim lo i ch t o, k t c uổ ị ở ự ớ ố ề ậ ư ạ ế ạ ế ấ

ph c t p Nói chung tháp chop có hi u su t cao h n tháp đĩa l ứ ạ ệ ấ ơ ỗ

v thi t b đ tách khi c n thi t Ch t l ng ch y thành màng theo thành ng tỏ ế ị ể ầ ế ấ ỏ ả ố ừ trên xu ng, ch t khí (h i) đi theo kho ng không gian trong màng ch t l ng t dố ấ ơ ả ấ ỏ ừ ướ ilên.

1.7.4.2 Tháp màng d ng t m ph ng: ạ ấ ẳ

 Các t m đ m đ t d ng th ng đ ng đấ ệ ặ ở ạ ẳ ứ ược làm t nh ng v t li uừ ữ ậ ệ khác nhau (kim lo i, nh a, v i căng treo trên khung ) đ t trong thân hình tr Đạ ự ả ặ ụ ể

đ m b o th m ả ả ấ ướ ềt đ u ch t l ng t c 2 phía t m đ m ta dùng d ng c phânấ ỏ ừ ả ấ ệ ụ ụ

ph i đ c bi t có c u t o răng c a.ố ặ ệ ấ ạ ư

1.7.4.3 Tháp màng d ng ng khi l ng và khí đi cùng chi u: ạ ố ỏ ề

 Cũng có c u t o t các ng c đ nh trên 2 v , khí đi qua thân g m cácấ ạ ừ ố ố ị ỉ ồ

ng phân ph i t ng ng đ t đ ng tr c v i ng t o màng Ch t l ng đi vào ng

t o màng qua khe gi a 2 ng Khi t c đ khí l n s kéo theo ch t l ng t dạ ữ ố ố ộ ớ ẽ ấ ỏ ừ ưới lênchuy n đ ng dể ộ ướ ại d ng màng theo thành ng t o màng Khi c n tách nhi t có thố ạ ầ ệ ể cho tác nhân l nh đi vào kho ng không gian gi a v và ng Đ nâng cao hi uạ ả ữ ỏ ố ể ệ

su t ngấ ười ta dùng thi t b nhi u b c gi ng nhau.ế ị ề ậ ố

- Có th bi t để ế ược b m t ti p xúc pha (trong trề ặ ế ường h p ch tợ ấ

CH ƯƠ NG 2: S Đ CÔNG NGH Ơ Ồ Ệ

Ch n phọ ương pháp x lý SOử 2: h p th b ng Hấ ụ ằ 2O Vì tính ch t nấ ước sau

h p th không có c n ( nấ ụ ặ ước sau h p th là Hấ ụ 2SO3) nên ch n tháp h p th b ngọ ấ ụ ằ tháp đ m SOệ 2 là ch t khí khó h p th nhi t đ cao (>60ấ ấ ụ ở ệ ộ oC), do đó ph i gi iả ả nhi t khí th i trệ ả ước khi cho vào tháp h p th ấ ụ

2.1 S đ công ngh ơ ồ ệ

B N Ồ CAO VỊ

B CH A Ể Ứ

N ƯỚ C

B TRUNG Ể HÒA

12

S đ h p th SO ơ ồ ấ ụ 2 b ng n ằ ướ c

2.2 Thuy t minh s đ công ngh : ế ơ ồ ệ

 Nướ ở ểc b ch a đứ ược b m lên b n cao v T i đây nơ ồ ị ạ ước được d nẫ vào tháp b ng m t đằ ộ ường ng khác Nố ước được phun t trên tháp xu ng tr i đ uừ ố ả ề trên l p v t li u đ m thông qua h th ng vòi phun ớ ậ ệ ệ ệ ố

 Khí th i đả ược qu t th i vào tháp, đi t dạ ổ ừ ưới lên trên qua l p v t li uớ ậ ệ

đ m T i l p v t li u đ m s x y ra quá trình ti p xúc pha gi a nệ ạ ớ ậ ệ ệ ẽ ả ế ữ ước và khí th i.ả

SO2 s đẽ ược nước h p th ấ ụ

 Nước sau khi h p th SOấ ụ 2 s t o thành Hẽ ạ 2SO3 r i xu ng đáy thápơ ố

đ m và đệ ược b m đ n b trung hòa T i b trung hòa, Hơ ế ể ạ ể 2SO3 được trung hòa

trước khi x th i ra môi trả ả ường

CH ƯƠ NG 3: TÍNH TOÁN THI T K THÁP H P TH Ế Ế Ấ Ụ

• Yv – N ng đ mol tồ ộ ương đ i c a khí trong h n h p khí th i vào thápố ủ ỗ ợ ả

• yr – Ph n mol khí trong dòng khí khi đi ra tháp h p th ,ầ ấ ụ (kmolSO2/kmolkk).

Y

Y*=m X

Đ ườ ng làm vi c ệ

Đ ườ ng cân

b ng ằ

Y −

=

0045,0

000175,

00045,

 H ng s Henrry c a khí SOằ ố ủ 2 nhi t đ trung bình t = 30ở ệ ộ oC:

H = 0,0364.106 mmHg = 36400 mmHg (trang 139 S tay quá trình và thi t bổ ế ị