đồ án xử lý nước thải

ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ THẢI GVHD: ThS. VÕ THỊ THU NHƯ MỤC LỤC MỤC LỤC 1 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1. Giới thiệu:  Sunfua dioxit là một hợp chất hóa học có công thức SO 2 . Chất khí quan trọng này là sản phẩm chính của sự đốt cháy hợp chất lưu huỳnh và nó là một mối lo môi trường đáng kể. SO 2 thường được mô tả là "mùi hôi của lưu huỳnh bị XỬ LÝ KHÍ SO 2 BẰNG NƯỚC 1 ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ THẢI GVHD: ThS. VÕ THỊ THU NHƯ đốt cháy". Nó là sản phẩm tạo thành trong quá trình núi lửa hoạt động và một số hoạt động công nghiệp khác nhau.  SO 2 là loại chất ô nhiễm phổ biến nhất trong sản xuất công nghiệp cũng như trong sinh hoạt của con người. Nguồn phát thải SO 2 chủ yếu là từ Các trung tâm nhiệt điện, các loại lò nung, lò hơi khi đốt nhiên liệu than, dầu và khí đốt có chứa lưu huỳnh hoặc các hợp chất lưu huỳnh.  Ngoài ra, một số công đoạn sản xuất trong công nghiệp hóa chất, luyện kim, cũng thải vào bầu khí quyển một lương SO 2 đáng kể. Trên thế giới hàng năm tiêu thụ gần 2 tỷ tấn than đá các loại và gần 1 tỷ tấn dầu mỏ. Khi thành phần lưu huỳnh trong nhiên liệu trung bình chiếm 1% thì lượng khí SO 2 thải vào khí quyển là 60 triệu tấn/năm. Đó là chưa kể lượng SO 2 thải ra từ các ngành công nghiệp khác. 1.2. Tính chất:  SO 2 là một khí vô cơ không màu, mùi kích thích mạnh, không cháy, có vị hăng cay dễ hóa lỏng, dể hòa tan trong nước với nồng độ thấp.  SO 2 có nhiệt độ nóng chảy ở –75 0 C và nhiệt độ sôi ở –10 0 C.  SO 2 rất bền nhiệt (∆H 0 tt = - 296,9 kJ/mol).  SO 2 oxy hóa chậm trong không khí sạch, do quá trình quang hoá hay do sự xúc tác khí SO 2 dễ dàng bị oxy hoá biến thành SO 3 trong khí quyển và hòa tan trong nước tạo thành axit H 2 SO 4 .  Nó có khả năng làm mất màu dung dịch Brom và làm mất màu cánh hoa hồng.  SO 2 tan trong nước tạo thành axit yếu SO 2 + H 2 O  H 2 SO 3  SO 2 là chất khử khi tác dụng một chất oxi hóa mạnh SO 2 + Br 2 + 2H 2 O  2HBr + H 2 SO 4 SO 2 + 2KMnO 4 + 2H 2 O  K 2 SO 4 + 2MnSO 4 + 2 H 2 SO 4  SO 2 là chất oxi hóa khi tác dụng với chất khử mạnh hơn SO 2 + 2H 2 S  3S + 2H 2 O SO 2 + 2Mg  S + 2MgO  SO 2 tác dụng với nước tạo thành H 2 SO 3 nhưng H 2 SO 3 là axit yếu SO 2 + H 2 O  H 2 SO 3 XỬ LÝ KHÍ SO 2 BẰNG NƯỚC 2 ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ THẢI GVHD: ThS. VÕ THỊ THU NHƯ 1.3. Tác hại: Khí SO 2 , SO 3 gọi chung là SO x , là những khí thuộc loại độc hại không chỉ đối với sức khoẻ con người, động thực vật, mà còn tác động lên các vật liệu xây dựng, các công trình kiến trúc, là một trong những chất gây ô nhiễm môi trường. Trong khí quyển, khí SO 2 khi gặp các chất oxy hóa hay dưới tác động của nhiệt độ, ánh sáng chúng chuyển thành SO 3 nhờ oxy có trong không khí. Khi gặp H 2 O, SO 3 kết hợp với nước tạo thành H 2 SO 4 . Đây chính là nguyên nhân tạo ra các cơn mưa acid mưa axit ăn mòn các công trình, làm cho thực vật, động vật bị chết hoặc chậm phát triển, biến đất đai thành vùng hoang mạc . Khí SO 2 gây ra các bệnh viêm phổi, mắt, da. Nếu H 2 SO 4 có trong nước mưa với nồng độ cao làm bỏng da người hay làm mục nát quần áo. 1.3.1. Đối với con người:  SO 2 và hợp chất của SO 2 là những chất có tính kích thích, ở nồng độ nhất định có thể gây co giật cơ trơn của khí quản. Ở nồng độ lớn hơn sẽ gây tăng tiết dịch niêm mạc đường khí quản. Khi tiếp xúc với mắt chúng có thể tạo thành axit.  SO x có thể xâm nhập vào cơ thể con người qua các cơ quan hô hấp hoặc các cơ quan tiêu hóa sau khi được hòa tan trong nước bọt. Và cuối cùng chúng có thể xâm nhập vào hệ tuần hoàn. Khi tiếp xúc với bụi, SO x có thể tạo ra các hạt axit nhỏ, các hạt này có thể xâm nhập vào các huyết mạch nếu kích thước của chúng nhỏ hơn 2-3 μm.  SO 2 có thể xâm nhập vào cơ thể của người qua da và gây ra các chuyển đổi hóa học, kết quả của nó là hàm lượng kiềm trong máu giảm, amoniac bị thoát qua đường tiểu và có ảnh hưởng đến tuyến nước bọt. Hầu hết dân cư sống quanh khu vực nhà máy có nồng độ SO 2 , SO 3 cao đều mắc bệnh đường hô hấp. Nếu hít phải SO 2 ở nồng độ cao có thể gây tử vong.  Độc tính của SO 2 : Triệu chứng Theo Henderson – Haggard mg/m 3 ppm Chết nhanh trong 30’ – 1h Nguy hiểm sau khi hít thở 30’ – 1h 1.300 – 1.000 260 – 130 500 – 400 100 – 50 XỬ LÝ KHÍ SO 2 BẰNG NƯỚC 3 ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ THẢI GVHD: ThS. VÕ THỊ THU NHƯ Kích ứng đường hô hấp, ho Giới hạn độc tính Giới hạn ngửi thấy mùi 50 30 – 20 13 – 8 20 12 – 8 5 – 3 1.3.2. Đối với thực vật: SO x bị oxy hóa ngoài không khí và phản ứng với nước mưa tạo thành axit sulfuric là tác nhân chính gây hiện tượng mưa axit, ảnh hưởng xấu đến sự phát triển thực vật. Khi tiếp xúc với môi trường có chứa hàm lượng SO 2 từ 1 - 2ppm trong vài giờ có thể gây tổn thương lá cây. Đối với các loại thực vật nhạy cảm như nấm, địa y, hàm lượng 0,15 - 0,30 ppm có thể gây độc tính cấp. 1.3.3. Đối với các công trình kiến trúc: Sự có mặt của SO x trong không khí ẩm tạo thành axit là tác nhân gây ăn mòn kim loại, bê-tông và các công trình kiến trúc. SO x làm hư hỏng, làm thay đổi tính năng vật lý, làm thay đổi màu sắc vật liệu xây dựng như đá vôi, đá hoa, đá cẩm thạch; phá hoại các tác phẩm điêu khắc, tượng đài. Sắt, thép và các kim loại khác ở trong môi trường khí ẩm, nóng và bị nhiễm SO x thì bị han gỉ rất nhanh. SO x cũng làm hư hỏng và giảm tuổi thọ các sản phẩm vải, nylon, tơ nhân tạo, đồ bằng da và giấy 1.4. Ứng dụng:  Sản xuất axit sunfuric  Làm chất bảo quản: - Khí SO 2 được sử dụng làm chất bảo quản cho hoa quả khô, do đặc tính kháng khuẩn của nó . Nó duy trì sự tươi sông và ngăn ngừa mục nát, tuy nhiên sử dụng chất bảo quản này cũng làm cho các loại hoa quả có hương vị khác. - Khí SO 2 được sử dụng trong nghành công nghiệp chế biến rượu vang. Tuy tỷ lệ rất ít, đóng vai trò như một chất kháng khuẩn và chống oxy hóa. Tùy từng quốc gia, có thể cho phép nồng độ SO 2 trong rượu ở một mức độ nhất định. Ở Mỹ là 350 ppm, EU là 160 ppm và 210 ppm đối với rượu vang đỏ và trắng, hồng. Ở nồng độ thấp dưới 50 ppm SO 2 không ảnh hưởng đén mùi vị của rượu, nhưng nếu nồng độ cao hơn, nó cũng tạo ra một hương vị khác. - SO 2 còn được dùng trong quá trình vệ sinh thiết bị trong các nhà máy sản xuất rượu . XỬ LÝ KHÍ SO 2 BẰNG NƯỚC 4 ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ THẢI GVHD: ThS. VÕ THỊ THU NHƯ - Chống nấm mốc.  Làm tác nhân khử: Điôxít lưu huỳnh cũng là một chất khử Trong nước, sulfur dioxide có thể làm phai màu. Cho nên nó thường được sử dụng để làm chất tẩy quần áo, tẩy trắng giấy, bột giấy. Ngoài ra, nó còn được sử dụng để xử lý nước thải.  Làm thuốc thử và dung môi trong các phòng thí nghiệm: Lưu huỳnh dioxit là một dung môi trơ đa năng đã được sử dụng rộng rãi cho các muối hòa tan oxy hóa cao. Nó cũng đôi khi được sử dụng như là một nguồn của nhóm sulfonyl trong tổng hợp hữu cơ. 1.5. Ý nghĩa môi trường:  Vấn đề ô nhiễm bầu khí quyển bởi khí SO 2 từ lâu đã trở thành mối hiểm họa của nhiều quốc gia, nhất là các nước phát triển trên thế giới. Vì những lý do nêu trên, công nghệ xử lý khí SO 2 trong khí thải công nghiệp đã được nghiên cứu rất sớm và phát triển mạnh mẽ.  Ngoài tác dụng làm sạch bầu khí quyển, bảo vệ môi trường, xử lý khí SO 2 còn có ý nghĩa kinh tế to lớn của nó bởi vì SO 2 thu hồi được từ khí thải là nguồn cung cấp nguyên liệu cho các nhà máy sản xuất axit Sunfuric (H 2 SO 4 ) và lưu huỳnh nguyên chất. 1.6. Các phương pháp hấp thụ SO 2 : 1.6.1. Hấp thụ SO 2 bằng nước:  Hấp thụ SO 2 bằng nước là phương pháp đơn giản được áp dụng sớm nhất để loại bỏ khí SO 2 trong khí thải.  Sơ đồ hệ thống xử lý SO 2 băng nước bao gồm 2 giai đoạn: • Hấp thụ SO 2 bằng cách phun nước vào dòng khí thải hoặc cho khí thải đi qua lớp vật liệu đệm (vật liệu rỗng ) có tưới nước – scrubo; • Giải thoát khí SO 2 ra khỏi chất hấp thụ để thu hồi SO 2 nếu cần và nước sạch.  Quá trình diễn ra theo phản ứng sau: SO 2 + H 2 O ↔ H + + HSO 3-  Mức độ hòa tan của khí SO 2 trong nước giảm khi nhiệt độ nước tăng cao, do đó nhiệt độ nước cấp vào hệ thống hấp thụ khí SO 2 phải đủ thấp. Còn để XỬ LÝ KHÍ SO 2 BẰNG NƯỚC 5 ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ THẢI GVHD: ThS. VÕ THỊ THU NHƯ giải thoát khí SO 2 khỏi nước thì nhiệt độ của nước phải cao. Cụ thể là ở nhiệt độ 100 0 C thì SO 2 bốc ra một cách hoàn toàn và trong không khí thoát ra có lẫn cả hơi nước. Bằng phương pháp ngưng tụ người ta có thể thu được SO 2 với độ đậm đặc khoảng 100% để dùng vào mục đích sản xuất axit sunfuric.  Để giải hấp cần thụ cần phải đun nóng một lượng nước rất lớn tức phải có một nguồn cấp nhiệt (hơi nước) công suất lớn. Đó là một khó khăn. Ngoài ra để sử dụng lại nước cho quá trình hấp thụ phải làm nguội nước xuống gần 10 0 C – tức phải cần đến nguồn cấp lạnh. Đó cũng là vấn đề không đơn giản và khá tốn kém.  Từ những nhược điểm nói trên, phương pháp khí SO 2 bằng nước chỉ áp dụng được khi: - Nồng độ ban đầu của khí SO 2 trong khí thải tương đối cao. - Có sẵn nguồn cấp nhiệt (hơi nước) với giá rẻ. - Có sẵn nguồn cấp lạnh. - Có thể xả được nước có ít nhiều axit ra sông ngòi.  Trường hợp khí thải giàu SO 2 như trong công đoạn nấu quặng sunfua kim loại của công nghiệp luyện kim (nồng độ SO 2 trong khí thải có thể đạt 2 ÷ 12%). Người ta có thể xử lý bằng nước kết hợp vơi quá trình oxy hóa SO 2 bằng chất xúc tác vanadi (V).  Quá trình cũng được thực hiện thành hai giai đoạn: • Khí SO 2 kết hợp với oxy nhờ sự có mặt của chất xúc tác vanadi để biến thành anhidrit sunfuric (SO 3 ), phản ứng này có tỏa nhiệt và xảy ra càng mạnh ở nhiệt độ càng thấp, do đó cần thực hiện quá trình này qua nhiều tầng xúc tác, sau mỗi tầng đều được làm nguội. • Dùng nước tưới trong scruber để anhidrit sunfuric kết hợp với nước tạo thành axit sunfuric (H 2 SO 4 ). 1.6.2. Hấp thụ bằng đá vôi (CaCO 3 ), vôi nung CaO hoặc vôi sữa (Ca(OH) 2 ):  Xử lý SO 2 bằng vôi là phương pháp được áp dụng rất rộng rãi trong công nghiệp vì hiệu quả xử lý cao, nguyên liệu rẻ tiền và có sẵn ở mọi nơi.  Các phản ứng hóa học xảy ra trong quá trình xử lý như sau: CaCO 3 + SO 2 CaCO 3 + CO 2 CaO + SO 2  CaSO 3 2CaSO 3 + O 2  2CaSO 4 XỬ LÝ KHÍ SO 2 BẰNG NƯỚC 6 ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ THẢI GVHD: ThS. VÕ THỊ THU NHƯ 1-tháp hấp thu, 2- bộ phận tách tinh thể, 3-bộ lọc chân không, 4,5- máy bơm, 6-thùng trộn sữa vôi Hình 1: sơ đồ hệ thống xử lý SO 2 bằng CaCO 3 và CaO  Khói thải sau khi được lọc sạch tro bụi đi vào scrubo 1,trong đó xảy ra quá trình hấp thụ khí SO 2 bằng dung dịch sữa vôi tưới trên lớp đệm bằng vật liệu rỗng. Nước chứa acid chảy ra từ scrubo có chứa nhiều sunfit và canxi sunfat dưới dạng tinh thể: CaSO 3. 0,5H 2 O, CaSO 4 .2H 2 O và một ít tro bụi còn sót lại sau bộ lọc tro bụi, do đó cần tách các tinh thể nói trên ra khỏi dung dịch bằng bộ phận tách tinh thể 2. Thiết bị số 2 là 1 bình rỗng cho phép dung dịch lưu lại 1 thời gian đủ để hình thành các tinh thể sunfit và sunfat canxi. Sau bộ phận tách tinbh thể 2, dung dịch 1 phần đi vào tưới cho Scruber, phần còn lại đi qua bình lọc chân không 3, ở đó các tinh thể bị giữ lại dưới dạng cặn bùn và được thải ra ngoài. Đá vôi được đập vụn và nghiền thành bột và cho vào thùng 6 để pha trộn với dung dịch loãng chảy ra từ bộ lọc chân không số 3 cùng với 1 lượng nước bổ sung để được dung dịch sữa vôi mới.  Hiệu quả hấp thụ SO 2 bằng sữa vôi đạt 98%. Sức cản khí động của hệ thống không vượt quá 20 mm H 2 O.  Nguyên liệu vôi được sử dụng một cách hoàn toàn, cụ thể là cặn bùn từ hệ thống xử lý thải ra có thể được sử dụng làm chất kết dính trong xây dựng sau khi chuyển sunfit thành sunfat trong lò nung. XỬ LÝ KHÍ SO 2 BẰNG NƯỚC 7 ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ THẢI GVHD: ThS. VÕ THỊ THU NHƯ Ưu điểm: công nghệ đơn giản, chi phí đầu tư ban đầu không lớn, có thể chế tạo thiết bị bằng vật liệu thông thường, không cần đến vật liệu chống axit và không chiếm nhiều diện tích xây dựng. 1.6.3. Hấp thụ SO 2 bằng NH 3:  Amoniac và khí SO 2 trong dung dịch nước có phản ứng với nhau và tạo ra muối trung gian amoni sunfit, sau đó muối amoni sunfit lại tác dụng tiếp với SO 2 và H 2 O để tạo ra muối amoni bisunfit theo phản ứng sau: SO 2 + 2NH 3 + H 2 O = (NH 4 ) 2 SO 3 (NH 4 ) 2 SO 3 + SO 2 + H 2 O = 2NH 4 HSO 3  Lượng bisunfit tích tụ dần trong dung dịch có thể hoàn nguyên bằng cách nung nóng trong chân không, kết quả thu được amoni sunfit và SO 2 . Amoni sunfit này lại có thể sử dụng tiếp để khử SO 2 2NH 4 HSO 3 (NH 4 ) 2 SO 3 + SO 2 ↑ + H 2 O  Ngoài ra trong dung dịch còn có thể xảy ra sự phân hủy sunfit và bisunfit amoni thành sunfat amoni và lưu huỳnh đơn chất theo phản ứng sau: 2NH 4 HSO 3 + (NH 4 ) 2 SO 3 = 2(NH 4 ) 2 SO 4 + S + H 2 O  Lưu huỳnh đơn chất hình thành theo phản ứng trên đến lượt của mình lại tác dụng với amoni sunfit và tạo ra thiosunfat: (NH 4 ) 2 SO 3 + S = (NH 4 ) 2 S 2 O 3  Sau đó thiosunfat lại kết hợp với amoni bisunfit và tạo ra lưu huỳnh đơn chất nhiều gấp 2 lần: (NH 4 ) 2 S 2 O 3 + 2NH 4 HSO 3 = 2(NH 4 ) 2 SO 4 + 2S + H 2 O  Lưu huỳnh đơn chất lại tác dụng với sunfit. Cứ như vậy tốc độ phản ứng phân hủy dung dịch làm việc tăng dần và dung dịch làm việc sẽ hoàn toàn biến thành amoni sunfat và lưu huỳnh đơn chất.  Có các phương pháp xử lý sau: - Hệ thống xử lý SO 2 bằng NH 3 theo chu trình. - Hệ thống xử lý SO 2 bằng NH 3 có chưng áp. - Hệ thống xử lý SO 2 bằng NH 3 và vôi. 1.6.4. Hấp thụ SO 2 bằng MgO:  Về khả năng sử dụng sữa MgO để khử SO 2 khói thải đã được biết từ lâu, nhưng nghiên cứu ứng dụng trong công nhgiệp mới được thực hiện gần đây chủ yếu là do các nhà khoa học – công nghệ của Liên Xô cũ.  SO 2 được hấp thụ bởi oxit –hydroxit magiê, tạo thành tinh thể ngậm nước sunfit magiê. Trong thiết bị hấp thụ xảy ra các phản ứng sau: XỬ LÝ KHÍ SO 2 BẰNG NƯỚC 8 nung nóng ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ THẢI GVHD: ThS. VÕ THỊ THU NHƯ MgO + SO 2 = MgSO 3 MgO + H 2 O = Mg(OH) 2 MgSO 3 + H 2 O + SO 2 = Mg(HSO 3 ) 2 Mg(OH) 2 + Mg( HSO 3 ) 2 = 2MgSO 3  + 2H 2 O  Độ hòa tan của sunfit magiê trong nước bị giới hạn, nên lượng dư ở dạng MgSO 3 .6H 2 O và MgSO 3 .3H 2 O rơi xuống thành cặn lắng.  Tỉ lệ rắn: lỏng trong huyền phù là 1:10.  Độ pH ở đầu vào là 6,8 – 7,5; còn ở đầu ra là 5,5 – 6,0.  Sunfat magiê được hình thành do oxit hóa sunfit magiê. MgSO 3 + O 2  MgSO 4  Tái sinh oxit magie trong lò nung: MgSO3 MgO + SO2  SO 2 thoát ra là 7-15% được làm nguội, tách bụi và sương mù axit sunfuric dùng để sản xuất axit sunfuric.  Có các phương pháp hấp thụ sau: - Phương pháp magie oxit “kết tinh” theo chu trình. - Phương pháp magie oxit “không kết tinh”. - Phương pháp magie oxit “sủi bọt”. - Phương pháp magie oxit kết hợp với Potas (kali cacbonat). Ưu điểm: - Có thể làm sạch khí nóng mà không cần làm lạnh sơ bộ. - Thu được axit sunfuric. - Hiệu quả làm sạch cao. Nhược điểm: - Quy trình công nghệ phức tạp. - Không phân giải hoàn toàn sulfat khi nung. - Tổn hao MgO khá nhiều. 1.6.5. Hấp thụ SO 2 bằng ZnO:  Xử lí khí SO 2 bằng kẽm oxit (ZnO) cũng tương tự như phương pháp oxit magiê tức là dùng phản ứng giữa SO 2 với kẽm oxit để thu các muối sunfit và bisunfit, sau đó dùng nhiệt để phân ly thành SO 2 và ZnO.  Trong phương pháp này, chất hấp thụ là kẽm oxit. Phản ứng hấp thụ như sau: SO 2 + ZnO + 2,5H 2 O ZnSO 3 .2,5H 2 O XỬ LÝ KHÍ SO 2 BẰNG NƯỚC 9 Than cốc t 0 = 900 0 C ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ THẢI GVHD: ThS. VÕ THỊ THU NHƯ  Khi nồng độ SO 2 lớn: 2SO 2 + ZnO + H 2 O  Zn(HSO 3 ) 2  Sunfit kẽm tạo thành không tan trong nước được tách ra bằng xyclone ướt và sấy khô.Tái sinh ZnO bằng cách nung sunfit ở 350 o C. ZnSO 3 .2,5H 2 O SO 2 + ZnO + 2,5H 2 O  SO 2 được chế biến tiếp tục, còn ZnO quay lại hấp thụ.  Có các phương pháp hấp thụ sau: - Phương pháp kẽm oxit đơn thuần. - Phương pháp kẽm oxit kết hợp với natri sunfit. Ưu điểm: - Quá trình phân ly kẽm sunfit ZnSO 3 thành SO 2 và ZnO xảy ra ở nhiệt độ thấp hơn đáng kể so với quá trình phân ly bằng nhiệt đối với MgSO 3 . - Có khả năng xử kí khí ở nhiệt độ cao (200 – 250 o C). Nhược điểm: Có khả năng hình thành sunfit kẽm (MgSO 4 ) làm cho việc tái sinh ZnO bất lợi về kinh tế nên phải tách chúng ra và bổ sung ZnO. 1.6.6. Xử lý SO 2 bằng các chất hấp thụ hữu cơ:  Xử lí khí SO 2 trong khí thải bằng các chất hấp thụ hữu cơ được áp dụng nhiều trong công nghiệp luyện kim màu. Chất hấp thụ khí SO 2 được sử dụng phổ biến là các amin thơm như anilin C 6 H 5 NH 2 , toluđin CH 3 C 6 H 4 NH 2 , xyliđin (CH 3 ) 2 C 6 H 3 NH 2 , và đimety-anilin C 6 H 5 N(CH 3 ) 2 .  Quá trình xử lí theo phương pháp trên là: - Quá trình sunfidin: Quá trình này được các hãng công nghiệp hóa chất và luyện kim của Đức nghiên cứu và áp dụng ở nhà máy luyện kim Hamburg để khử SO 2 trong khói thải của lò thổi luyện đồng. Nồng độ của khí trong khói thải dao động trong phạm vi 0,5 ÷ 8%, trung bình là 3,6%.Chất hấp thụ là hỗn hợp xylidin và nước tỉ lệ ≈ 1:1. - Quá trình khử SO 2 bằng dimetylanilin – Quá trình ASARCO: quá trình này được nghiên cứu và áp dụng ở nhiều các nhà máy luyện kim. 1.6.7. Xử lý SO 2 bằng natri cacbonat:  Nguyên tắc: Na 2 CO 3 + SO 2  Na 2 SO 3 + CO 2 Na 2 SO3 + SO 2 + H 2 O  2NaHSO 3  Cho ZnO vào dung dịch tạo thành XỬ LÝ KHÍ SO 2 BẰNG NƯỚC 10 [...]... VỊ 2 1 BỂ CHỨA NƯỚC XỬ LÝ KHÍ SO2 BẰNG NƯỚC BỂ TRUNG HÒA 19 ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ THẢI GVHD: ThS VÕ THỊ THU NHƯ 1-Vật liệu đệm; 2-Bơm; Sơ đồ hấp thụ SO2 bằng nước 2.2  Thuyết minh sơ đồ công nghệ: Nước ở bể chứa được bơm lên bồn cao vị Tại đây nước được dẫn vào tháp bằng một đường ống khác Nước được phun từ trên tháp xuống trải đều trên lớp vật liệu đệm thông qua hệ thống vòi phun  Khí thải được quạt thổi... chân không, ) XỬ LÝ KHÍ SO2 BẰNG NƯỚC 18 ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ THẢI GVHD: ThS VÕ THỊ THU NHƯ CHƯƠNG 2: SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ Chọn phương pháp xử lý SO2: hấp thụ bằng H2O Vì tính chất nước sau hấp thụ không có cặn ( nước sau hấp thụ là H 2SO3) nên chọn tháp hấp thụ bằng tháp đệm SO2 là chất khí khó hấp thụ ở nhiệt độ cao (>60 oC), do đó phải giải nhiệt khí thải trước khi cho vào tháp hấp thụ 2.1 Sơ đồ công nghệ... giữa nước và khí thải SO2 sẽ được nước hấp thụ  Nước sau khi hấp thụ SO2 sẽ tạo thành H2SO3 rơi xuống đáy tháp đệm và được bơm đến bể trung hòa Tại bể trung hòa, H2SO3 được trung hòa trước khi xả thải ra môi trường CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ THÁP HẤP THỤ Số liệu thiết kế ban đầu: - Năng suất: 2500m3/h XỬ LÝ KHÍ SO2 BẰNG NƯỚC 20 ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ THẢI - GVHD: ThS VÕ THỊ THU NHƯ Nồng độ SO2 trong khí thải: ... nghiệm ban đầu với lưu lượng khỏi thải 1000-1500 m3/h Nồng độ ban đầu của SO2 trong khói khi đốt nhiên liêu mazut là 0,1-0,15% Hiệu quả khử SO2 đạt 98-99% Chất hấp phụ làm việc trong hơn 3 năm liên tục mà hoạt tính của nó không hề bị giảm sút 1.6.8.3 Xử lý SO2 bằng nhôm oxit kiềm hóa: XỬ LÝ KHÍ SO2 BẰNG NƯỚC 11 ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ THẢI GVHD: ThS VÕ THỊ THU NHƯ Quá trình xử lý khí SO2 bằng nhôm oxit kiềm hóa... dưới dạng vữa (30% chất rắn trong nước theo khối lượng) và phun vào dòng khói thải trong thiết bị XỬ LÝ KHÍ SO2 BẰNG NƯỚC 12 ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ THẢI GVHD: ThS VÕ THỊ THU NHƯ gọi là buồng sấy khô kiểu phun đặt trên đường khói của lò Khí SO 2 trong khói thải kết hợp với Ca(OH)2 theo phản ứng: SO2 + Ca(OH)2  CaSO3 + H2O  CaSO3 bị oxy hóa rất nhanh bằng oxy có mặt trong khói thải và tạo thành CaSO4:  CaSO3... Y1=Yr=0,000175 XỬ LÝ KHÍ SO2 BẰNG NƯỚC 28 ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ THẢI  GVHD: ThS VÕ THỊ THU NHƯ Phương trình cân bằng: Y*=47,9X Xv=0  =0 Xr=7,83.10-5  =0,00375 = 3,95.10-4  Ytb= = noy = = 10,95 hoy = h1 + h2 h1: chiều cao của một đơn vị truyền khối đối với pha hơi [m] h2: chiều cao của một đơn vị truyền khối đối với pha lỏng [m]  Tính h1: h1 = (4) Với: Vđ = 0,74 a=0,123 =1 =78 • Rey = Tính : XỬ LÝ KHÍ SO2 BẰNG NƯỚC... Suất lượng mol của hỗn hợp khí thải: XỬ LÝ KHÍ SO2 BẰNG NƯỚC 23 ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ THẢI GVHD: ThS VÕ THỊ THU NHƯ Q = 40,2 (mol/m3) G= n 2500 (m3/h) = 100500 (mol/h) = 100,5 (kmol/h) • Suất lượng khí trơ: Gtr = G (1 – yv) = 100500 (1 - 0,0045) = 100047,75 (mol khí trơ/h) • Xác định đường làm việc: đi qua 2 điểm (Xv, Yr) và (Xmax, Yv): Nồng độ SO2 cực đại trong dung môi (nước) khi ra khỏi tháp hấp thụ... khí, (kmolhh/h) • Gtr – Suất lượng khí trơ, (kmol khí trơ/h) • L – Suất lượng nước, (kmolH2O/h) • Ltr – Suất lượng cấu tử lỏng trơ, (kmol trơ/h) Sơ đồ cân bằng vật chất của tháp hấp thụ: Gtr Yv Ltr Xr Y Y*=mX Yv = Đường làm việc THÁP HẤP THỤ Đường cân bằng Yr Gtr Yr XỬ LÝ KHÍ SO2 BẰNG NƯỚC L X tr 21 v X Xv Xr = ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ THẢI 3.1 GVHD: ThS VÕ THỊ THU NHƯ Nồng độ của SO2: 3.1.1 Nồng độ đầu vào của... tập 3 – Vũ Bá Minh) + Dy = 1/2 = 0,1146 (cm2/s) = 1,146 10-4 (m2/s) XỬ LÝ KHÍ SO2 BẰNG NƯỚC 30 ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ THẢI GVHD: ThS VÕ THỊ THU NHƯ Pry = = 1,387 (4) h1 = =  = 0,398 (m) Tính h2: 2/3 h2 = 256 • Rey = (5) = Rey = 18,62 • Prx= Tính Dx: Dx = 7,4 10-8 Trong đó: • M: khối lượng mol nước • V: thể tích mol SO2, • T: nhiệt độ nước (303oK) • = 44,8 (cm3/mol) : hệ số kể đến sự kết hợp của các phân... =( ) 0,2 1,8 ( )0,2 = 1,42 >0,5 A=10, m=0,945, n=5,525, c=0,105 XỬ LÝ KHÍ SO2 BẰNG NƯỚC 33 ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ THẢI  Pư = Pk = 347,55 GVHD: ThS VÕ THỊ THU NHƯ [ 1+A ( [1+10 ( )m )n c 0,945 ( )0,105 ] = 4530 (N/m2) Vậy trở lực của tháp là: Ptháp = Max( Pk, Pư) Ptháp = 4530 (N/m2) CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN CƠ KHÍ VÀ CÁC THIẾT BỊ PHỤ TRỢ 4.1 Tính toán các thiết bị phụ trợ: 4.1.1 Ống dẫn khí vào tháp:  Vận tốc . nó không hề bị giảm sút. 1.6.8.3. Xử lý SO 2 bằng nhôm oxit kiềm hóa: XỬ LÝ KHÍ SO 2 BẰNG NƯỚC 11 ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ THẢI GVHD: ThS. VÕ THỊ THU NHƯ Quá trình xử lý khí SO 2 bằng nhôm oxit kiềm. chân không, ). XỬ LÝ KHÍ SO 2 BẰNG NƯỚC 18 ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ THẢI GVHD: ThS. VÕ THỊ THU NHƯ CHƯƠNG 2: SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ Chọn phương pháp xử lý SO 2 : hấp thụ bằng H 2 O. Vì tính chất nước sau hấp thụ. Sơ đồ công nghệ. XỬ LÝ KHÍ SO 2 BẰNG NƯỚC 19 BỒN CAO VỊ BỂ CHỨA NƯỚC BỂ TRUNG HÒA 1 2 ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ THẢI GVHD: ThS. VÕ THỊ THU NHƯ 1-Vật liệu đệm; 2-Bơm; Sơ đồ hấp thụ SO 2 bằng nước 2.2.