1. Trang chủ
  2. » Giáo án - Bài giảng

Đề thi xử lý phát thải

20 574 1

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Định dạng
Số trang 20
Dung lượng 194,33 KB

Nội dung

Hấp phụ khí bằng vật liệu rắn Hấp phụ là quá trình phân ly khí dựa trên ái lực của một số chất rắn đối với một số loại khí có mặt trong hỗn hợp khí nói chung và trong khí thải nói riêng,

Trang 1

1. Thiết bị hấp thụ

TBHT có chức năng tạo ra bề mặt tiếp xúc càng lớn càng tốt giữa 2 pha khí và lỏng Thường có 4 loại:

- Buồng phun, tháp phun: trong đó chất lỏng được phun thành giọt nhỏ trong thể tích rỗng của thiết bị và cho dòng khí đi qua

- Thiết bị sục khí: khí được phân tán dưới dạng bong bóng đi qua lớp chất lỏng Quá trình phân tán khí có thể thực hiện bằng cách cho khí đi qua tấm xốp, tấm đục lỗ hoặc bằng cách khuấy cơ học

- TBHT kiểu sủi bọt: khí đi qua tấm đục lỗ bên trên có chứa lớp nước mỏng

- TBHT có lớp đệm bằng vật liệu rỗng Chất lỏng được tưới trên lớp đệm rỗng

và chảy xuống dưới tạo ra bề mặt ướt của lớp đệm để dòng khí tiếp xúc khi đi qua

2. Hấp phụ khí bằng vật liệu rắn

Hấp phụ là quá trình phân ly khí dựa trên ái lực của một số chất rắn đối với một số loại khí có mặt trong hỗn hợp khí nói chung và trong khí thải nói riêng, trong quá trình đó các phân tử chất khí ô nhiễm trong khí thải bị giữ lại trên bề mặt của vật liệu rắn Vật liệu rắn sử dụng trong quá trình này gọi là chất hấp phụ, chất khí bị giữ lại trong chất hấp phụ gọi là chất bị hấp phụ

Quá trình hấp phụ thường được sử dụng trong các trường hợp:

- Chất khí ô nhiễm không cháy được hoặc khó cháy

- Chất khí cần khử có giá trị và cần thu hồi

- Chất khí ô nhiễm có nồng độ thấp trong khí thải mà các quá trình khử khác không thể áp dụng được

Hấp phụ vật lý: Các phân tử khí bị hút vào bề mặt chất hấp phụ nhờ lực liên

kết giữa các phân tử

- Đặc điểm:

+ Là quá trình thuận nghịch Bằng cách hạ thấp áp suất riêng của chất khí cần hấp phụ hay thay đổi nhiệt độ, khí đã bị hấp phụ nhanh chóng được nhả ra mà bản chất hóa học của nó không thay đổi

+ Tính thuận nghịch của quá trình vật lý có ý nghĩa đặc biệt qua trọng khi cần thu hỗi chất bị hấp phụ có giá trị hoặc khi cần hoàn nguyên chất hấp phụ đã bão hòa

+ Lượng khí bị hấp phụ giảm rất nhanh khi nhiệt độ tăng và tỷ lệ thuận với diện tích bề mặt của chất hấp phụ

+ Tốc độ hấp phụ diễn ra rất nhanh

Hấp phụ hóa học: Là kết quả của các phản ứng hóa học giữa chất hấp phụ và

chất bị hấp phụ

Một số điểm khác biệt so với hấp phụ vật lý:

- Là quá trình không thuận nghịch

- Khi cần giải thoát khí đã bị hấp phụ trong quá trình hấp phụ hóa học thì bản chất hóa học của khí bị thay đổi

- Lực liên kết mạnh hơn nhiều do lượng nhiệt tỏa ra nhiều hơn

Trang 2

a. Than hoạt tính:

Là vật liệu hoàn toàn cấu tạo bởi 1 dạng nguyên tử trung tính có các diện tích phân bố đều trên bề mặt Bề mặt hiệu quả lên đến 105 – 106 m2/kg

Than hoạt tính được từ những nguyên liệu có nguồn gốc khác nhau có chứa thành phần cacbon như: than, xenlulozo, gỗ, sọ dừa, bã mía, nứa, mùn cưa, vỏ trấu

Đặc điểm và tính chất của than:

- Tốc độ hấp phụ tăng khi kích thước hạt giảm

- Diện tích bề mặt càng lớn thì dung lượng hấp phụ càng lớn

- Than hoạt tính dạng hạt (GAC) có kích thước từ 0,2 – 5mm

+ Độ bền cơ học cao

+ Diện tích bề mặt và dung lượng hấp phụ lớn

+ Thường dùng hấp phụ khí, khử mùi

- Than hoạt tính dạng bột (PAC) có kích thước < 0,18mm

+ Diện tích bề mặt không lớn lắm

+ Độ xốp cao

+ Thường sử dụng để hấp thụ trong pha lỏng

- Than hoạt tính vải

+ Hấp phụ nhanh

+ Độ lọc tinh khiết cao

+ Nhẹ và dễ co giãn

+ Có màng bán thấm cho phép sợi vải dễ trao đổi chất

+ Mang các tính chất của sợi vải

+ Thời gian sử dụng lâu, có thể tái sinh và giặt

+ Có hiệu quả ở những ứng dụng ướt

- Than hoạt tính viên: có dạng hình trụ, đường kính 0,8 – 5mm

+ Thường sử dụng trong hấp phụ các pha khí

+ Chịu áp lực kém

+ Độ bền cơ học cao

+ Dung lượng hấp phụ bụi thấp

Ứng dụng:

- Hấp phụ hơi axit, rượu, benzen, toluel etylaxetat với mức hấp phụ bằng 50% trọng lượng bản than

- Axeton, acrolein, Cl, H2S, với mức 10 – 25%

- CO2 , etylen: mức độ thấp

- Mùi và hầu hết các khí

- Than hoạt tính vải được dùng làm quần áo bảo vệ con người khỏi các tác nhân hóa học, sinh học, hạt nhân, làm mặt nạ khẩu trang phòng độc

b. Silicagel

Là 1 chất hấp phụ có thành phần chủ yếu là silic oxit có cấu trúc rất xốp

Độ xốp có thể đạt 50 – 60%, diện tích bề mặt của 1 số loại đạt tới 800 m2/g

- Phân loại:

Trang 3

+ Mao quản lớn: thường dùng làm chất hấp phụ trong phân tích sắc kí, sắc kí khí, bản mỏng, sắc kí rắn – lỏng, sắc kí cao áp, loại này trước khi sử dụng thường được biến tính bề mặt

+ Mao quản nhỏ: có dung lượng hấp phụ lớn hơn mao quản lớn

- Đặc điểm:

+ Silicagel được ứng dụng ở dạng hạt có kích thước từ 0,2 – 0,7mm

+ Bề mặt tiếp xúc 600 m2/g

+ Chất hấp phụ phân cực ưa nước

+ Không dễ cháy

+ Chi phí hoàn nguyên thấp hơn các chất hấp phụ khoáng chất khác

+ Độ bền cơ học tương đối cao

+ Giá thành thấp khi sản xuất nhiều

- Ứng dụng:

+ Làm chất hút ẩm

+ Làm chất xúc tác

+ Làm mặt nạ phòng độc

+ Tinh chế dầu mỏ

+ Trong phân tích, làm chất hấp phụ hay chất mang sắc kí

c. Zeolit

Là tên gọi 1 nhóm khoáng chất alumosilicat cấu trúc tinh thể, thành phần hóa học chủ yếu là nhôm oxit và silic oxit sắp xếp theo 1 trật tự nào đó và với tỉ lệ nhất định

- Phân loại: zeolite tự nhiên và zeolite tổng hợp

- Đặc điểm:

+ Là chất hấp phụ xốp, độ xốp của nó chính là các kênh nối các hốc với nhau + Ít được sử dụng ở dạng bột, thường được tạo viên với chất kết dính

+ Lực hấp phụ của zeolite chủ yếu là lực tương tác tĩnh điện hay định hướng, lực tán xạ đóng góp không nhiều

+ Bề mặt hút nước, phân cực rãnh đều đặn

+ Có khả năng trao đổi ion

- Ứng dụng

+ Khử nước, phân riêng không khí

+ Làm chất hấp phụ trong công nghiệp lọc dầu

+ Làm chất hấp phụ nhằm loại bỏ những tác nhân gây hại cho xúc tác

+ Làm chất trao đổi ion

+ Tách hợp chất có độ phân cực khác nhau

+ Khử mùi và khử khuẩn

+ Hấp phụ ammonia và ammonium trong khói thải

d. Nhôm hoạt tính

Là vật liệu màu trắng ngà, không tan trong nước nhưng tan trong axit đậm đặc, khi nung ở nhiệt độ cao sẽ chuyển sang dạng hình thù khác và không tan trong axit Thành phần hóa học gồm: SiO2 (0,02%), Fe2O3 (0,02%), Na2O (0,3 – 0,35%),

Al2O3 (93,1 – 93,6%)

Trang 4

+ Là chất hấp phụ háo nước

+ Diện tích bề mặt lớn có thể đạt 30 – 300 m2/g

+ Dung lượng hấp phụ cao

+ Chịu mài mòn tốt

- Ứng dụng:

+ Làm chất sấy khô khí

+ Chất mang xúc tác

+ Xử lý phân đoạn dầu mỏ

+ Khử mùi

3. Thiết bị hấp phụ

Trong TBHP, vật liệu hấp phụ được đổ thành lớp đệm có bề dày nhất định và cho dòng khí đi qua

Thông số quan trọng của lớp đệm bằng vạt liệu hấp phụ là sức cản khí động của

nó phải nằm trong phạm vi thích hợp để tổn thất của dòng khí đi qua thiết bị

không quá lớn, đồng thời đảm bảo thời gian tiếp xúc giữa khí và vật liệu hấp phụ Yêu cầu:

- Đảm bảo thời gian chu kỳ làm việc thích hợp

- Có xử sơ bộ đối với khí thải để loại bỏ các chất không thể hấp thụ được

- Xử lý làm giảm bớt nồng độ ban đầu của chất cần khử trong khí thải để bảo vệ lớp vật liệu hấp phụ khỏi bị quá tải

- Phân phối dòng khí đi qua lớp vật liệu hấp phụ 1 cách đều đặn

- Đảm bảo khả năng thay thế mới hoặc hoàn nguyên vật liệu hấp phụ sau đạt trạng thái bão hòa

Khi thiết kế hệ thống hấp phụ ta có thể chọn phương án hoạt động từng đợt hay liên tục, hoàn nguyên hoặc không hoàn nguyên

Thi?t b? h?p ph? 1 Chu k? h?p ph?

Thi?t b? h?p ph? 2 Chu k? hoàn nguyên Khí th?i vào

Hoi nu?c

Ngu ng t?

L?ng

Nu?c th?i

X? c?n Khí sau

x? lý

Trang 5

4. Hoàn nguyên vật liệu hấp phụ

- Hoàn nguyên bằng nhiệt: vật liệu hấp phụ được sây nóng để khả năng hấp phụ của nó giảm xuống đến mức thấp và lúc đó chất khí đã bị hấp phụ sẽ thoát ra ngoài Sauk hi hoàn nguyên bằng nhiệt, vật liệu hấp phụ cần được làm nguội trước khi đưa vào xử dụng lại

- Hoàn nguyên bằng áp suất: ở nhiệt độ không đổi nếu áp suất giảm thì khả năng hấp phụ giảm và do đó khí đã bị hấp phụ sẽ được thoát khỏi bề mặt của vật liệu

- Hoàn nguyên bằng khí trơ: dùng khí trơ không chứa chất khí đã bị hấp phụ thổi qua lớp vật liệu hấp phụ Trong trường hợp này áp suất riêng phần của chất bị hấp phụ trong pha khí sẽ thấp hoặc bằng không, như vậy sẽ tạo được gradian ngược chiều với quá trình hấp phụ và do đó chất bị hấp phụ trong pha rắn sẽ khuếch tán ngược trở lại vào pha khí

Trang 6

5. Xử lý ô nhiễm bằng quá trình thiêu đốt

Phần lớn các chất ô nhiễm có mùi khó chịu đều cháy được hoặc thay đổi về mặt hóa học để biến thành chất ít mùi hơn khi phản ứng với oxi ở nhiệt độ thích hợp

Các loại sol khí hữ cơ có khói nhìn thấy được, ví dụ như khói từ lò rang cà phê, lò sản xuất thịt hun khói, lò nung men sứ…

Một số các hơi, khí hữu cơ nếu thải trực tiếp vào môi trường sẽ phản ứng với sương

mù và gây tác hại cho môi trường

Một số các loại công nghệ như công nghệ khai thác và lọc dầu thải ra rất nhiều khí cháy được kể cả những chất hữu cơ rất độc hại Phương pháp xử lý hiệu quả và an toàn nhất là thiêu đốt

- Ưu điểm:

+ Phân hủy được hoàn toàn các chất ô nhiễm cháy được khi thiết bị thiêu đốt được thiết kế và vận hành đúng quy cách

+ Có khả năng thích ứng đối với sự thay đổi vừa phải của lưu lượng khí thải cũng như nồng độ chất ô nhiễm trong khí thải

+ Hiệu quả xử lý cao đối với những chất ô nhiễm đặc biệt mà các phương pháp xử

lý khác không có hiệu quả hoặc hiệu quả thấp

+ Có khả năng thu hồi, tận dụng được nhiệt thải ra trong quá trình thiêu đốt

- Nhược điểm:

+ Chi phí đầu tư và vận hành khá lớn

+ Có khả năng làm phức tạp thêm vấn đề ô nhiễm không khí khi trong các chất + Trong quá trình thiêu đốt có cấp them nhiên liệu hay có xúc tác để đảm bảo nhiệt

độ ở mức cần thiết cho quá trình oxy hóa các chất ô nhiễm cần xử lý Việc cấp thêm nhiên liệu bổ sung có khả năng gây trở ngại cho quá trình vận hành thiết bị

6. Biện pháp thực hiện

a. Thiêu đốt bằng ngọn lửa trực tiếp trong không khí

Là biện pháp làm cho khí ô nhiễm cháy trực tiếp trong không khí mà không cần cấp nhiên liệu bổ sung, trường hợp chung chỉ cần nhiên liệu để mồi lửa và để điều chỉnh khi cần thiết

Thiết bị thiêu đốt được thiết kế tốt có thể đốt cháy được những hỗn hợp khí có nhiệt lượng cháy nằm trong khoảng 3150 – 3350 kJ/m3 mà không cần đến nhiên liệu

bổ sung Trong nhiều trường hợp việc vấp nhiên liệu bổ sung có thể tránh được bằng cách hâm nóng khí thải đến 1 nhiệt độ nhất định vì ta biết rằng nhiệt độ càng cao thì giới hạn của quá trình cháy càng thấp

b. Thiêu đốt có buồng đốt

Được áp dụng rộng rãi đối với các loại khí thải có chứa chất ô nhiễm dạng khí, hơi, sol khí cháy được với nồng độ tương đối thấp

Các bộ phận chính gồm buồng đốt, các vòi đốt, bộ phận điều chỉnh quá trình cháy,

và bộ phận chỉ thị nhiệt độ Buồng đốt thường có dạng hình trụ và được xây dựng bằng vỏ thép có ốp gạch chịu lửa Nhiệt độ trong buồng đốt khoảng 900 – 1500 oC Buồng đốt cần được thiết kế đảm bảo hòa trộn triệt để khí thải và nhiên liệu đốt bổ sung Khí thải cần được đưa vào chỗ thắt của buồng đốt và tại đó có bố trí các vòi đốt Vân tốc của khí trong buồng đốt dao động trong khoảng 5 – 8 m/s và thời gian

Trang 7

lưu của khí thải trong buồng đốt khoảng 0,2 – 0,5s là đạt yêu cầu Thời gian lưu phụ thuộc vào lưu lượng khí thải, kích thước buồng đốt và được xác định sau khi nhiệt

độ khí thải đạt giá trị quy định

Thông thường chỉ 1 phần khí thải (50%) hòa trộn tốt với nhiên liệu bổ sung ngay tại vòi đốt Phần còn lại của khí thải cần được hòa trộn với sp cháy ở nhiệt độ cao sau ngọn lửa để đảm bảo ngọn lửa không bị dập tắt và quá trình cháy được hoàn toàn Không có sự hòa trộn tốt giữa sp cháy và phần còn lại của khí thải thì sp cháy không hoàn toàn sẽ phát thải vào khí quyển

Khi nồng độ chất ô nhiễm trong khí thải quá thấp, nhiệt lượng cháy của nó không

đủ duy trì sự cháy, người ta áp dụng biện pháp hâm nóng khí thải trước khi đưa vào buồng đốt

c. Thiêu đốt có xúc tác

Là 1 bước phát triển tiếp theo của công nghệ xử lý khí thải trong không gian kín – buồng đốt

Nhiệt độ làm việc của buồng đốt có xúc tác thường nằm trong khoảng từ 200 –

460 oC và cũng tùy thuộc vào loại chất ô nhiễm

Quá trình oxi hóa xảy ra trên bề mặt chất xúc tác không phát ra ngọn lửa, nhưng

bề mặt chất xúc tác vẫn nóng đỏ Hiệu quả oxi hóa đạt từ 95 – 98% và do đó khí thải thoát ra ngoài từ buồng đốt có xúc tác chủ yếu là khí CO2 , hơi nước và khí trơ.Vật liệu xúc tác thường dùng làPt/Al2O3

Đặc điểm:

- Quá trình oxi hóa chất ô nhiễm xảy ra trên bề mặt vật liệu xúc tác ở nhiệt độ thấp hơn đáng kể so với nhiệt độ bắt lửa và khi nồng độ chất ô nhiễm trong khí thải rất thấp mà nếu áp dụng các biện pháp thiêu đốt khác không thể nào duy trì được phản ứng oxi hóa, ngoại trừ trường hợp phải tiêu tốn nhiều năng lượng

- Nhờ phản ứng oxi hóa rất mạnh và nhanh nên thời gian lưu của khí thải chỉ bằng 1/20 – 1/50 thời gian lưu ở trường hợp thiêu đốt bằng buồng đốt

- Lượng chất xúc tác thường chỉ cần từ 0,0, - 0,12 m3 cho 1m3/s khí thải cần oxy hóa

- Nhiệt độ làm việc từ 300 – 500 oC nên tiết kiệm được nhiên liệu bổ sung từ 40 – 50% so với buồng đốt thông thường

Trang 8

7. Công nghệ xử lý khí SO 2

7.1. Hấp thụ SO 2 bằng nước

Hệ thống xử lý SO 2 bằng nước bao gồm 2 giai đoạn:

- Hấp thụ khí SO2 bằng cách phun nước vào dòng khí thải hoặc cho khí thải đi qua lớp vật liệu đệm rỗng có tưới nước

- Giải thoát khí SO2 ra khỏi chất hấp thụ để thu hồi SO2 và nước sạch

Ưu điểm:

- Đơn giản

- Thu hồi được khí SO2

Nhược điểm: Khá tốn kém cho giai đoạn giải thoát SO2 và sử dụng lại nước

Phương pháp hấp thụ khí SO 2 bằng nước chỉ áp dụng khi:

- Nồng độ ban đầu của khí SO2 trong khí thải tương đối cao

- Có sẵn nguồn cấp nhiệt hơi nước với giá rẻ

- Có sẵn nguồn lạnh

- Có thể xả được nước có chứa ít nhiều axit ra sông ngòi

Một số hệ thống:

- Xử lý SO2 bằng nước

- Xử lý SO2 bằng nước kết hợp với oxi hóa bằng xúc tác: gồm 2 giai đoạn

+ Khí SO2 kết hợp với oxi nhờ sự có mặt của chất xúc tác vanadi để biến thành

SO3 Phản ứng oxi hóa khí SO2 có tỏa nhiệt và phản ứng xảy ra càng mạnh ở nhiệt độ càng thấp do đó cần thiết quá trình này phải qua nhiều tầng xúc tác, sau mỗi tầng đều được làm nguội

+ Dùng nước tưới trong tháp đệm có lớp vật liệu rỗng để SO3 kết hợp với nước tạo thành H2SO4

7.2. Xử lý SO 2 bằng đá vôi CaCO 3 hoặc vôi nung CaO

Ưu điểm:

- Quy trình công nghệ đơn giản

- Chi phí hoạt động thấp

- Chất hấp thụ dễ tìm và rẻ

- Có khả năng xử lý khí mà không cần làm nguội và xử lý bụi sơ bộ

- Hiệu quả cao

Sơ đồ hệ thống xử lý SO2 bằng sữa vôi: Khói thải sau khi lọc sạch tro bụi di vào tháp rửa khí, trong đó xảy ra quá trình hấp thụ khí SO2 bằng dung dịch sữa vôi tưới trên lớp dệm bằng vật liệu rỗng Nước chảy ra từ tháp rửa khí được bổ sung thường xuyên bằng sữa vôi mới Trong nước chảy ra từ tháp rửa khí có chứa nhiều sunfit và canxi sunfat dưới dạng tinh thể: CaSO3.0,5H2O,

CaSO4.2H2O và 1 ít tro bụi còn sót lại sau bộ lọc tro bụi, do đó cần tách tinh thể trên ra khỏi dung dịch bằng bộ phận tách tinh thể Thiết bị tách tinh thể là 1 bình rỗng cho phép dung dịch lưu lại 1 thời gian đủ để hình thành các tin thể sunfit và canxi sunfat Sau bộ phận tách tinh thể, 1 phần dung dịch đi vào tưới cho tháp rửa khí, phần còn lại đi qua bình lọc chân không 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 nhờ máy nghiền và máy đập rồi cho vào thùng hòa trộn để

Trang 9

pha trộn với dung dịch loãng chảy ra từ bộ lọc chân không cùng với 1 lượng nước bổ sung để dược dung dịch sữa vôi mới

7.3. Xử lý SO 2 bằng chất hấp thụ hữu cơ

Quá trình này dùng để khử SO2 trong khói thải của lò thổi luyện đồng Nồng độ khí SO2 trong khói thải dao động trong phạm vi 0,5 – 8% Chất hấp thụ sử dụng là hỗn hợp xylinđin và nước, tỉ lệ 1:1

- Nguyên lý: Khí thải sơ bộ được làm nguội và lọc sạch bụi trong thiết bị lọc bụi bằng điện, sau đó cho qua các tháp hấp thụ 2 và 3 đặt nối tiếp nhau, hỗn hợp xyliđin và nước được tưới vào ngược chiều với dòng khí Trong quá trình hấp thụ tỏa ra 1 lượng nhiệt đáng kể do đó cần phải làm nguội dung dịch bằng thiết bị trao đổi nhiệt

1 Khí sạch thoát ra khỏi tháp hấp thụ có chứa hơi xyliđin cần cho qua tháp rửa khí

4 để thu hồi bằng axit sunfuric loãng

Dung dịch hấp thụ đã bão hòa từ tháp hấp thụ đầu tiên đi ra khỏi với nồng độ SO2

130 – 180 g/l được đưa vào tháp bốc hơi 5 Nhiệt độ ở phần dưới của tháp bốc hơi được giữ ở mức 45 – 100 oC bằng chất mang nhiệt là hơi nước đi bên trong ống xoắn Các loại khí, hơi (SO2 , xyliđin và hơi nước) bốc lên trong tháp bốc hơi được ngưng tụ ở thiết bị trao đổi nhiệt 1 rồi đi tiếp vào tháp rửa khí 7 tưới bằng nước để giảm nồng độ xyliđin trong khí SO2 Dung dịch loãng xiliđin-SO2 cùng với nước từ thiết bị ngưng tụ 1 quay lên tưới vào tháp bốc hơi 5 Dung dịch hấp thụ đã hoàn nguyên ở dưới của tháp bốc hơi chảy vào bể lắng 6, ở đó nước thừa được thải đi và hỗn hợp xyliđin- nước theo tỉ lệ thích hợp được bơm qua thiết bị làm nguội rồi tưới cho tháp hấp thụ số 3

Trong quá thình hấp thụ, 1 phần sunfit xyliđin bị oxy hóa Để hạn chế sự tích tụ của sunfat xyliđin trong dung dihcj hấp thụ người ta cho natri cacbonat vào dung dịch tưới ở tháp hấp thụ 3 Khí CO2 sẽ thoát ra cùng với khí thải sau khi xử lí Còn natri sunfat sẽ được thải ra ngoài ở bể lắng 6 dưới dạng dung dịch

2. Quá trình khử SO 2 bằng dimetylanilin – quá trình ASARCO

Khí thải được lọc sạch bụi và các giọt sương axit sunfuric bằng bộ lọc điện và tháp rửa khí được đưa vào tháp hấp thụ 1 trong đó xảy ra 3 quá trình:

- Hấp thụ khí SO2 bằng dimetylanilin khan

- Khử SO2 còn lại trong khí bằng dung dịch natri cacbonat loãng để thu sunfit và bisunfit natri dùng cho các giai đoạn tiếp theo

- Hấp thụ hơi dimetylanilin bằng axit sunfuric loãng và thu được sunfat dimetylanilin Phần dưới của tháp hấp thụ được chia thành 8 tầng tưới dung dịch Lượng nhiệt tỏa ra trong quá thình hấp thụ được khử bằng các thiết bị làm nguôi 6: dung dịch sau khi tưới ở tầng trên chảy ra được làm nguội rồi đưa xuống tầng dưới; tầng dưới cùng được tưới bằng dung dịch tuần hoàn Dần dẫn chất hấp thụ bị bão hòa bởi khí

SO2 chuyển sang màu đỏ thẫm

Phần giữa của tháp hấp thụ gồm 2 tầng được tưới dung dịch natri cacbonat

Phần trên cũng của tháp được chia thành 14 tầng và dùng axit sunfuric loãng để tưới

Trang 10

Chất hấp thu bão hòa từ tháp hấp thụ đi ra được đun nóng trong bề mặt trao đổi nhiệt 12 nhờ lượng nhiệt của bản than chất hấp thụ đã được hoàn nguyên từ tháp giải hấp 8 đi ra để tưới vào phần giữa (phần bốc hơi của tháp 8) Khí SO2, hơi dimetylanilin và hơi nước bốc lên trong tháp 8 được đưa vào thùng ngưng tụ 9 để tưới vào phần trên cùng của tháp 8, ở đó hơi nước và hơi dimetylanilin sẽ ngưng tụ lại còn khí SO2 đi tiếp sang tháp rửa số 10 để dùng nước khử sạch hơi dimetylanilin tạo thành sunfit

Dung dịch được hình thành cùng với nước ngưng từ bình ngưng 9 được để tưới vào phần trên cùng của tháp 8 Chất hấp thụ đã được hoàn nguyên cùng với nước ngưng tụ đi ra từ phía dưới của phần bốc hơi được làm nguội sơ bộ trong bề mặt trao đổi nhiệt 12 và tiếp tục được làm nguội trong thiết bị 6 rồi đi vào bể phân ly 4, tại đó dimetylanilin được tách ra khỏi nước và chảy vào bể chứa 2 để tưới cho tháp hấp thụ 1 Một phần nước đã được tách ra từ thùng phân ly 4 đi vào bể chứa 5 và được dùng để tưới vào phần dưới cùng được gọi là phần hoàn nguyên của tháp giải hấp 8 phục vụ cho việc hoàn nguyên dimetylanilin Phần nước còn lại cùng với dung dịch hấp thụ chảy ra từ phần trên và phần giữa của tháp hấp thụ 1 đi vào bể chứa 3 Dung dịch trong bể 3 có chứa 1 lượng nhỏ chất dimetylanilin dưới dạng lơ lửng được đưa vào bể phân ly 7, sau đó phần nước chảy vào bể chứa 5 còn chất lơ lửng đã được đậm đặc hơn đi tiếp vào bể phân ly 4

7.4. Xử lý SO 2 bằng các chất hấp thụ thể rắn

Các quá trình xử lý SO2 bằng chất hấp thụ theo phương pháp ướt có nhược điểm: nhiệt độ của khí thải bị hạ thấp, ẩm độ lại tăng cao gây han gỉ thiết bị máy móc, hệ thống cồng kềnh và chi phí đầu tư lớn Do đó ngày càng có nhu cầu nghiên cứu áp dụng phương pháp xử lý SO2 bằng các laoij vật liệu hấp thụ rắn để khắc phục nhược điểm này

Kinh phí đầu tư cho việc xây dựng và lắp đặt hệ thống xử lý khí thải theo phương pháp khô thấp hơn so với phương pháp ướt, còn chi phí vận hành thì theo phương pháp khô đôi lúc lại cao hơn phương pháp ướt

7.5. Hấp thụ khí SO 2 bằng than hoạt tính

Sử dụng than hoạt tính để hấp thụ SO2 có sơ đồ hệ thống đơn giản và vạn năng, tức là

có thể áp dụng được cho mọi công nghệ có thải khí SO2 một cách liên tục hay gián đoạn Ngoài ra hệ thống xử lý cho phép làm việc được với khí thải có nhiệt độ cao trên

100oC

Nhược điểm của phương pháp này tùy thuộc vào quá trình hoàn nguyên có thể là tiêu hao nhiều vật liệu hấp thụ hoặc là sản phẩm thu hồi được khí SO2 có nồng độ thấp, có lẫn nhiều axit sunfuric và tận dụng khó khan, phải xử lý tiếp mới sử dụng được

7.6. Xử lý khí SO 2 bằng than hoạt tính có tưới nước – Quá trình LURGI

Khí thải được làm cho bão hòa hơi nước ở nhiệt độ dưới 100oC đi qua lớp than hoạt tính có tưới nước làm ẩm trong thiết bị hấp phụ 3 Khí SO2 bị giữ lại trong lớp than hoạt tính và oxy hóa thành SO3 nhờ có oxy trong khí thải Tiếp theo, SO3 kết hợp với nước biến thành axit sunfuric và theo nước chảy vào thùng chứa 4 Axit sunfuric được trích 1 phần để làm nguội và làm ẩm khí thải cần xử lý Quá trình này

Ngày đăng: 12/03/2015, 16:36

TỪ KHÓA LIÊN QUAN

w