Đồ án xử lý khí thải lò đốt vỏ hạt điều

Đồ án xử lý khí thải: Thiết kế hệ thống xử lý khí thải lò đốt vỏ hạt điều với công suất 1100 kgh. Nhiệm vụ yêu cầu: Đưa ra hệ thống xử lý khí thải tương ứng; tính toán cyclone xử lý bụi và tính ống khói xử lý CO2

Mục Lục

MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU 4

LỜI MỞ ĐẦU

Như ta đã biết thời đại ngày nay là thời đại công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất

nước, cuộc sống ngày càng nhộn nhịp, dân số thế giới ngày càng tăng thì đòi hỏi sảnphẩm sản xuất từ các ngành công nghiệp, nông nghiệp cũng phải tăng để phục vụ nhucầu của cuộc sống Bên cạnh những lợi ích mà con người đạt được thì cũng kèm theo đó

là một số hiểm họa phát sinh từ các quá trình hoạt động của các công ty xí nghiệp và đặcbiệt là hoạt động của các khu công nghiệp đã thải ra bầu trời một lượng khí độc ô nhiễmđáng kể như (SOx, NOx, COx, HCl, H2SO4, H2S….)

Các loại khí độc này là một trong những nguyên nhân làm ảnh hưởng mạnh đếnsức khỏe của con người và động vật, gây nên hiện tượng hiệu ứng nhà kính, mưa axit,làm mất cân bằng hệ sinh thái,…

Do vậy để giảm được những mối hiểm họa đó, giúp cho môi trường sinh tháiđược trong lành thì cần có những biện pháp, những quy trình xử lý có hiệu quả Nếukhông được xử lý tốt sẽ dẫn đến hàng loạt các hậu quả môi trường không thể lườngtrước được

Chúng em xin chân thành biết ơn thầy Th.S Lâm Vĩnh Sơn đã tận tình hướng dẫn

và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho em hoàn thành môn đồ án môn học này!

Chương 1: Tổng quan về ngành chế biến hạt điều.

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NGÀNH CHẾ BIẾN

HẠT ĐIỀU.

I) SƠ LƯỢC VỀ HẠT ĐIỀU

1) Cấu tạo hạt điều

Cấu tạo hạt điều gồm có 2 phần: nhân và vỏ

+ Nhân chiếm khoảng 25 -35% hạt, có giá trị dinh dưỡng cao

+ Vỏ hạt điều chiếm 65 – 75% hạt gồm có 3 lớp:

• Lớp vỏ ngoài dai, cứng, láng nhẵn

• Lớp vỏ giữa xốp như tổ ong, chứa dầu vỏ hạt, còn gọi là dầu “cashew”

• Lớp vỏ trong cùng cứng như dá bao bọc phần nhân và vỏ lụa

nhân và dầu vỏ hạt bằng phương pháp xử lý nhiệt ở 200oC (phương pháp chao dầu) axitanacardic chuyển hóa thành cardanol.

3) Tính chất dầu hạt điều

Cardol chiếm khoảng 13% công thức tổng quan C24H32O2 là chất lỏng màu vàng

đỏ nhạt, để ra không khí chất này chuyển thành màu nâu, hơi của chất này có tác dụngkích thích đối với mắt, gây ho, viêm đường hô hấp Nhưng cardol không có tác dụng xấuđến với đường tiêu hóa và không tan vào dịch tiêu hóa

Axit nacardic là một thứ bột chuyển màu xanh lơ, trong suốt, có vị nồng và thơm,tan được trong rượu, cồn và ete, nóng chảy ở 26oC, công thức tổng quát là C24H32O3

trong đó có 76,66% Cacbon; 9,3% Hydro; 13,94% Oxy

Cardanol có điểm nóng chảy ở 53 – 55oC là thành phần quan trọng của dầu vỏ,màu sáng

II) GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NGÀNH CHẾ BIẾN HẠT

ĐIỀU.

Như ta đã biết, Việt Nam hiện đã có gần 400.000 ha trồng điều, 300.000 ha đãđưa vào khai thác, tập trung vào các tỉnh miền Trung – Tây Nguyên và miền Đông Nam

Bộ, năm nay cho sản lượng khoảng 350.000 tấn Đặc biệt, tỉnh Bình Dương hiện có tốc

độ phát triển diện tích trồng điều nhanh nhất, từ 65.000 ha trong năm 2000 lên 110.000

ha vào cuối năm 2004 và là tỉnh hiện đứng đầu cả nước về diện tích, sản lượng hạt điềuthô (năm 2004 đạt 97.000 tấn trong tổng số 350.000 tấn) cùng với trên 70 cơ sở, nhàmáy chế biến Ngoài ra vùng trồng điều còn tập trung tại một số tỉnh như Bình Phước(170.000 ha), Bình Thuận (16.000 ha), Bình Định (14.000 ha), Bà Rịa – Vũng Tàu(12.000 ha) Tại các vùng này trồng điều phát triển khá mạnh và chiếm khoảng 2/3 diệntích điều cả nước

Cây điều có nguồn gốc từ Brazil, thân cao Hạt điều được nhiều người biết đếnnhất trên thị trường thế giới, hạt điều được bao phủ bằng vỏ hạt chứa rất nhiều dầu ănmòn, phần này thường được gọi là hạt, nó gắn kết với phần quả Phần hạt chỉ chiếmkhoảng 10% tổng khối lượng cả quả

Hầu hết các nước sản xuất điều đều chỉ chế biến phần hạt mà không chú ý đếnphần quả, chủ yếu chỉ lấy từ phần vỏ lụa trở vào

Hạt điều lần đầu tiên được Ấn Độ xuất khẩu vào năm 1992 và 1925, với khốilượng trên 1000 tấn mỗi năm Ngày nay, hạt điều đã trở thành một mặt hàng quan trọngtrong thương mại thế giới với khối lượng xuất khẩu trên 100 000 tấn/năm Các nướcxuất khẩu chủ yếu là Tanzania, Kenya, Mozambique, Brazil và Nigieria Các nước nhậpkhẩu chủ yếu là Mỹ, Nga, Anh, Bắc Ai len, Đức, Đông Âu, Úc và Canada

Phần quả ít khi được chế biến, mặc dù nó có rất nhiều hương thơm, nếu so sánhvới các loại trái cây khác thì nó là một trong những loại chứa nhiều vitamin C nhất Mộtquả cam chỉ chứa khoảng 50mg vitamin C Kỹ thuật sản xuất nước điều cũng rất đơn

Chương 1: Tổng quan về ngành chế biến hạt điều.

giản, sản phẩm đễ được thị trường trong cũng như ngoài nước chấp nhận, nước điều cóthể sử dụng ở nồng độ tự nhiên hoặc cô đặc đến 60o Brix

Điều được thu hoạch khi đã chín, lúc này phần nhân đã phát triển hoàn toàn Đềuchín tự động rụng xuống, thu nhặt và chuyển ngay đến nhà máy chế biến Nước quả phảiđược trích trong vòng 6 giờ sau khi thu nhặt, nếu không sẽ dễ bị nhiễm khuẩn và có thểlàm giảm chất lượng và thay đổi mùi vị nước điều thành phẩm Hiệu suất chiết nướcđiều là khoảng 80%, với nồng độ dung dịch là khoảng 12o Brix Nước điều rất giàu tanin

do vậy ta chỉ nên tiến hành trích nước quả khi quả đã chín hoàn toàn thì hàm lượng taninmới giảm

III) TÌNH HÌNH CHẾ BIẾN HẠT ĐIỀU Ở VIỆT NAM.

Hình 1.2 : Sơ đồ chế biến hạt điều tại Việt Nam

Gần đây xuất hiện nhiều nhà máy chế biến điều nhân đủ các loại quy mô Cáccông ty thương mại cũng nhảy vào khai thác Hiện nay cả nước đã có 90 nhà máy chếbiến hạt điều với 300.000 công nhân chế biến và tổng vốn đầu tư khoảng 1.000 tỉ đồng,

đó là chưa kể đến sự góp mặt của hàng trăm lò của tư nhân Hiện nay năng lực chế biến

của toàn bộ các nhà máy chế biến và các lò của tư nhân cần tối thiểu khoảng 500.000tấn/năm, nhưng sản lượng trong nước chỉ ở

mức tối đa 350.000 tấn/năm Tình trạng thiếu nguyên liệu trầm trọng đã đẩy các nhàmáy chế biến lao vào cuộc “tử chiến” tranh mua nguyên liệu bằng mọi giá, mọi lúc, mọinơi Hậu quả là trong mùa làm ăn năm nay, giá đầu vào của các nhà máy cao hơn đầu ra,chất lượng nguyên liệu bị giảm sút, tình trạng thua lỗ đang treo lơ lửng trên đầu doanhnghiệp

Nhiều năm qua các doanh nghiệp chế biến điều Việt Nam gần như chỉ làm mỗimột việc là nóc tách từ hạt điều thô ra nhân để đóng thùng xuất khẩu Hiện nay, phần lớncác nhà máy chế biến hạt điều Việt Nam có quy mô nhỏ, sản xuất kết hợp giữa cơ khí vàthủ công Hiện có ít doanh nghiệp đầu tư vào sản phẩm nhân điều tinh chế, do đó sảnphẩm hạt điều chế biến sẵn trên thị trường còn đơn điệu, chưa đáp ứng được nhu cầutiêu dùng

IV) QUY TRÌNH CHẾ BIẾN HẠT ĐIỀU.

1 Chế biến nước điều

c) Rửa

Do khi rơi quả điều có dính đất và quá trình tách bóc bằng tay, quả điều có thể bịbẩn do vậy phải rửa với nước clo (5ppm), ban đầu rửa khuấy đảo sau cùng phun nước áplực lớn

d) Trích nước quả

Quả điều được chuyển đến một máy ép trên băng tải cao su sau đó đưa ngược trởlại một mâm bằng thép Phần xơ được đưa ra ngoài ở cuối vít đùn, nước lắng lại ở đáymáy ép, nước quả lúc này có rất nhiều xơ nhỏ Xơ rơi khỏi vít đùn có thể được đưa đếnmột máy ép thứ 2 để thu hồi hết nước điều, nước cũng có thể được thêm vào trong máy

ép thứ 2

e) Lọc

Nếu muốn, phần vỏ còn trong nước điều có thể tách ra bằng thiết bị tách ly tâm

f) Diệt khuẩn theo phương pháp Pasteur và thu hồi hương

Nước quả được diệt khuẩn theo phương pháp Pasteur trong thiết bị trao đổi nhiệt

ở nhiệt độ 85 – 90 oC trong vài giây và bơm ngay đến thiết bị bốc hơi nhanh gắn với hệthống thu hồi hương, trong khi nhiệt độ còn thấp, một số chất ngưng tụ dễ bay hơi vẫn

Chương 1: Tổng quan về ngành chế biến hạt điều.

còn trong trạng thái ngưng tụ Các chất dễ bay hơi này là hương thơm đặc trưng củanước điều Trong giai đoạn diệt khuẩn một số enzyme không mong muốn sẽ bị làm mấthoạt tính và một số hương thơm bị mất đi trong quá trình bay hơi sẽ được thu hồi Nồng

độ hương của sản phẩm sẽ cao hơn từ 500- 1000 lần so với nước điều tự nhiên

g) Bay hơi

Nước điều có thể được cô đặc từ 12o lên 16o Bix bằng thiết bị bay hơi bề mặt,thiết bị bay hơi tuần hoàn hoặc thiết bị bay hơi ly tâm Các loại thiết bị bay hơi đều sửdụng cánh khuấy hoặc

được khuấy đảo nhằm tránh sự phân hủy nhiệt Để tiết giảm hơi nước (dùng để gianhiệt) ta nên dùng thiết bị bay hơi hai cấp

h) Làm lạnh

Nước điều phải được làm lạnh ngay khi nó ra khỏi thiết bị bay hơi, do ở nhiệt độcao có thể làm thay đổi hương thơm Làm lạnh trong thiết bị làm lạnh vỏ áo có cánhkhuấy Các loại thùng chứa này cũng được dùng để chứa sản phẩm nước điều trước khiđóng gói, với dung tích 200 lít Mỗi lô đều có tỳ lệ Brix/axít, độ pH, hương như nhau

i) Đóng gói

Nước điều cô đặc được đóng thùng ở -8 oC trong túi PE 200 lít đặt trong thùngthép Thùng được đặt trên cân và đổ đầy nước điều vào cho đến khối lượng 250 kg.Đóng kín túi PE lại và đặt thùng vào vị trí, mỗi thùng đều phải gắn phiếu ghi đầy đủ cácthông số: trọng lượng cuối cùng, tỷ lệ Brix/axit, pH, Brix và số lô Sấy khô phần bã: bãsau khi ra khỏi máy ép được sấy khô và ép lại thành từng khối để làm thức ăn gia súc

4) Chế biến điều nhân

a) Tồn trữ

Hạt điều sau khi tách khỏi quả phải được phơi khô hoặc chế biến ngay Hạt điềuđược phơi ngoài sân phơi dưới ánh nắng mặt trời, bề dày lớp phơi không quá 10 cm.Thời gian phơi phải trên 1 ngày, sau đó mới có thể cất giữ trong suốt mùa thu hoạch

(Nguồn : Báo cáo đề tài nghiên cứu khoa học – Ths: Lâm Vĩnh Sơn)

lửa Công đoạn nướng hạt có thể được thực hiện bằng chính dầu của vỏ hạt, dầu vỏ phun

ra khi gia nhiệt Nhiệt độ nướng khoảng 185 – 190oC trong vòng 1.5 phút, tỷ lệ dầu vỏhạt với hạt điều

là khoảng 30/50 Sau khi nướng, hạt phải được làm nguội bằng cách xịt nước lạnh, sau

đó ly tâm để trích bỏ phần dầu vỏ hạt còn sót lại

e) Tách vỏ

Quá trình tách vỏ đã loại bỏ dầu bằng cách đập vào đầu hạt, hạt sẽ bị vỡ ra theođường nứt tự nhiên Trung bình mỗi ngày một công nhân tách vỏ có thể tách được 7 kgnhân, hay tương đương với 27 kg hạt nướng, hay 32 kg hạt thô, hay 10 hạt một phút.Một điều hết sức quan trọng là khi tiến hành tách vỏ không được để cho nhân bị vỡ, hạtđiều nguyên sẽ có giá cao hơn trên thị trường Tro của võ sẽ bám vào tay và dụng cụnhằm tránh sự phá hỏng nhân và làm hại da tay do dầu từ vỏ hạt Dầu vỏ hạt kết hợp vớitro của vỏ sẽ được tách ra dễ dàng khỏi nhân

Hình 1.4: Thiết bị tách vỏ cơ giới kết hợp thủ công

(Nguồn : Báo cáo đề tài nghiên cứu khoa học – Ths: Lâm Vĩnh Sơn)

Chương 1: Tổng quan về ngành chế biến hạt điều.

f) Sấy khô và lột vỏ lụa

Để dễ dàng lột vỏ lụa khỏi nhân, hạt điều phải được sấy khô thì khi đó mới có thểlột vỏ lụa bằng dao gỗ hoặc thép hoặc bằng các phương pháp cơ giới khác Làm khô trênmâm bằng không khí nóng, thiết bị làm khô được gia nhiệt bằng vỏ hạt đốt cháy Dầu vỏhạt điều có thể được trích ra trong khi nướng hạt, nó có thể được bán với giá cao dùnglàm nguyên liệu sản xuất nhựa resin dùng cho thắng xe tải

Hình 1.5: Lò sấy

(Nguồn : Báo cáo đề tài nghiên cứu khoa học – Ths: Lâm Vĩnh Sơn)

g) Phân loại và đóng gói

Hạt điều được phân loại theo nhiều loại khác nhau dựa vào kích thước, màu sắc,

độ vỡ của nhân Nhân hạt được đóng trong thùng thiếc, mỗi thùng nặng 11.25 kg Thùngthiếc được đóng kín hút chân không và bơm khí CO2 vào

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ KHÍ THẢI

I KHÁI NIỆM

Ô nhiễm không khí chỉ là một vấn đề tổng hợp, nó được xác định bằng sự biếnđổi môi trường theo hướng không tiện nghi, bất lợi đối với cuộc sống của con người, củađộng vật và thực vật, mà lại chính do hoạt động của con người gây ra với qui mô,phương thức và mức độ khác nhau, trực tiếp hoặc gián tiếp tác động làm thay đổi môhình, thành phần hóa học, tính chất vật lý và sinh vật của môi trường không khí

Theo TCVN 5966- 1995, ô nhiễm không khí là sự có mặt của các chất trong khíquyển sinh ra từ hoạt động của con người hoặc các quá trình tự nhiên với nồng độ đủ lớn

và thời gian đủ lâu và sẽ ảnh hưởng đến sự thoải mái, dễ chịu, sức khỏe, lợi ích của conngười và môi trường

Đối với môi trường không khí trong nhà cần phải kể thêm các yếu tố về khí hậunhư nhiệt độ, độ ẩm, bức xạ, gió

II TÍNH CHẤT

Tùy theo thành phần của nhiên liệu, lượng nhiên liệu và tính chất của nó mà chất

ô nhiễm có nồng độ, có tính chất và tính tải lượng khác nhau Trong tất cả các nhà máy

để phục vụ cho tất cả các quá trình phục vụ công nghệ nồi hơi cũng như các quá trìnhsinh hoạt của con người đều có các quá trình đốt của nhiên liệu, đặc biệt trong giaothông vận tải đây là nguồn ô nhiễm di động với lượng nhiên liệu sử dụng khá lớn, thànhphần, nồng độ, tính chất nhiên liệu giống quá trình trong công nghiệp

+ Chất ô nhiễm từ nguồn đốt trong chủ yếu là động cơ ô tô thường gây ô nhiễm không khímột cách trực tiếp và nguy hiểm vì khói thải ngay trên mặt đất trong khu đông người ởthành phố

+ Chất ô nhiễm từ nguồn đốt ngoài chủ yếu là lò nung, lò nhiệt điện có công suất lớnthường nằm xa khu dân cư và thải khí ở độ cao Ngoài ra ở các trung tâm nhiệt điện hiệnđại đều được trang bị các hệ thống xử lý bụi và khí độc ( chủ yếu là SO2) trước khi thảivào khí quyển

III THÀNH PHẦN

+ Các loại khí oxit: CO, CO2, SO2, NOx

+ Các hợp chất khí halogen: HCl, HF, HBr

+ Các chất hữu cơ tổng hợp RH, bay hơi xăng, sơn

+ Các khí quang hóa: PAN, O3.

+ Các chất lơ lửng: sương mù, bụi,khí thải sinh hoạt như than bếp

+ Nhiệt, tiếng ồn, phóng xạ

Chương 2: Tổng quan về ô nhiễm không khí và các phương pháp xử lý khí thải.

Một số thành phần chủ yếu trong ô nhiễm không khí:

• Khí Cox (CO: cacbon monoxit; CO2: cacbon dioxit).

COx là khí không màu, không mùi và không vị Sinh ra do quá trình cháy không hoàn toàn của các nhiên liệu có chứa cacbon (than, củi, dầu):

C + O2 → COx

Với CO : Trữ lượng sinh ra hàng năm là 250 triệu tấn/năm Hàm lượng CO trongkhông khí không ổn định, chúng thường biến thiên nhanh nên rất khó xác định đượcchính xác

Khi CO thâm nhập vào cơ thể người theo con đường hô hấp, chúng sẽ tác dụngthuận nghịch với oxy hemoglobin (HbO2) tách oxy ra khỏi máu và tạo thànhcacboxyhemoglobin, làm mất khả năng vận chuyển oxy của máu và gây ngạt:

HbO2 + CO ↔ HbCO + O2

CO tác dụng với Hb mạnh gấp 250 lần so với O2 Triệu chứng của con người khi

bị nhiễm bởi CO thường bị nhức đầu, ù tai, chóng mặt, buồn nôn, mệt mỏi Nếu bị lâu sẽ

có triệu chứng đau đầu dai dẳng, chóng mặt, mệt mỏi, sút cân Nếu bị nặng sẽ bị hôn mê,

co giật, mặt xanh tím, chân tay mềm nhũn, phù phổi cấp

Thực vật ít nhạy cảm với CO, nhưng khi nồng độ cao (100 - 10.000ppm) sẽ làmxoắn lá cây, chết mầm non, rụng lá và kìm hãm sự sinh trưởng của cây cối

Với CO2 : có lợi cho cây cối phát triển trong quá trình quang hợp nhưng gây nênhiệu ứng nhà kính làm nóng bầu khí quyển của Trái Đất

• Khí SOx (SO2: Sunfua dioxit; SO3: Sunfua trioxit)

Chủ yếu là SO2, là khí không màu, có vị hăng cay, mùi khó chịu SO2 trongkhông khí có thể biến thành SO3 dưới ánh sáng Mặt Trời khi có chất xúc tác

Chúng được sinh ra do quá trình đốt cháy nhiên liệu có chứa lưu huỳnh, đặc biệt

là trong công nghiệp có nhiều lò luyện gang, lò rèn, lò gia công nóng Hàm lượng lưuhuỳnh thường xuất hiện nhiều trong than đá (0,2-0,7%) và dầu đốt (0,5-4%), nên trongquá trình cháy sẽ tạo ra khí SO2:

S + O2 → SO2

Trữ lượng của SO2 là khoảng 132 triệu tấn/ năm, chủ yếu là do đốt than và sửdụng xăng dầu SO2 sẽ kích thích tới cơ quan hô hấp của người và động vật, nó có thểgây ra chứng tức ngực, đau đầu, nếu nồng độ cao có thể gây bệnh tật và tử vong

Trong không khí SO2 gặp nước mưa dễ chuyển thành axit Sulfuric (H2SO4).Chúng sẽ làm thay đổi tính năng vật liệu, thay đổi màu sắc công trình, ăn mòn kim loại,giảm độ bền sản phẩm đồ dùng Thực vật khi tiếp xúc với SO2 sẽ bị vàng lá, rụng lá,giảm khả năng sinh trưởng và có thể bị chết

• Khí NOx (NO: nitric oxit ; NO2: nitơ dioxit)

NOx thường xuất hiện nhiều trong giao thông và công nghiệp Trong không khínitơ và ôxy có thể tương tác với nhau khi có nguồn nhiệt cao > 1100oC và làm lạnhnhanh để tránh phân hủy:

N2 + xO2 2NOx

Trữ lượng NOx sinh ra khoảng 48 triệu tấn / năm (chủ yếu là NO2) NO2 là khí cómàu nâu, khi nồng độ ≥ 0,12 ppm thì có thể phát hiện thấy mùi

NOx sẽ làm phai màu thuốc nhuộm vải, làm cứng vải tơ, ni lông và gây han rỉ kimloại Tùy theo nồng độ mà NO2 mà cây cối sẽ bị ảnh hưởng ở những mức độ khác nhau:

− Nồng độ khoảng 0,06 ppm → có thể gây bệnh phổi cho người nếu tiếp xúclâu dài

− Nồng độ khoảng 0,35 ppm → thực vật sẽ bị ảnh hưởng trong khoảng 1tháng

− Nồng độ khoảng 1 ppm → thực vật sẽ bị ảnh hưởng trong khoảng 1 ngày

− Nồng độ khoảng 5 ppm → có thể gây tác hại đến cơ quan hô hấp sau vàiphút tiếp xúc

− Nồng độ khoảng 15 – 50 ppm → gây ảnh hưởng đến tim, phổi, gan sau vàigiờ tiếp xúc

− Nồng độ khoảng 100 ppm → có thể gây chết người và động vật sau vàiphút tiếp xúc

Với NO2 là tác nhân gây ra hiện tượng khói quang

• Khí H2S

H2S còn gọi là Sulfur hydro, là khí không màu, có mùi trứng thối H2S sinh ra doquá trình hủy các chất hữu cơ, các xác chết động thực vật, đặc biệt là ở các bãi rác, khuchợ, cống rãnh thoát nước, sông hồ ô nhiễm và hầm lò khái thác than

Trữ lượng H2S sinh ra khoảng 113 triệu tấn / năm (mặt biển ≈ 30 tiệu tấn, mặt đất

≈ 80 triệu tấn, sản xuất công nghiệp ≈ 3 triệu tấn) H2S có tác hại là gây rụng lá cây, thốihoa quả và giảm năng suất cây trồng

Đối với con người, khi tiếp xúc với H2S sẽ cảm thấy khó chịu, nhức đầu, buồnnôn và mệt mỏi Nếu tiếp xúc lâu sẽ làm mất khả năng nhận biết của khứu giác, từ đótổn hại đến hệ thần kinh khứu giác và rối loạn đến khả năng hoạt động bình thường củacác tuyến nội tiết trong cơ thể, cuối cùng dẫn đến bệnh thần kinh hoảng hốt thất thường.Ngoài ra nó còn kích thích tim đập nhanh, huyết áp tăng cao khiến những người mắcbệnh tim càng nặng thêm

− Ở nồng độ 150 ppm sẽ gây tổn thương đến cơ quan hô hấp

− Ở nồng độ 500 ppm sẽ gây tiêu chảy và viêm cuống phổi sau 15-20 phúttiếp xúc

− Nếu nồng độ cao (700-900ppm) nó có thể xuyên qua màng túi phổi, gây

hô mê và tử vong

Chương 2: Tổng quan về ô nhiễm không khí và các phương pháp xử lý khí thải.

Ngoài ra, dưới tác dụng của tia tử ngoại Mặt Trời chiếu vào phân tử O2 sẽ phântích chúng thành nguyên tử oxy (O), các nguyên tử oxy này lại tương tác với phân tử O2

− Ở nồng độ 0,02ppm → chưa có tác động gây bệnh rõ rệt

− Ở nồng độ 0,3ppm → mũi và họng bị kích thích, cảm thấy rát

− Ở nồng độ 1-3ppm →gây mệt mỏi sau 2 giờ tiếp xúc

− Ở nồng độ 8ppm → gây nguy hiểm đối với phổi

Ngoài ra O3 còn ảnh hưởng tới quá trình phát triển của các thực vật (đặc biệt làcây cà chua, đậu, ), chúng thường gây ra bệnh đốm lá, khô héo mầm non Bên cạnh đóozon còn gây tác tác hại đến các loại sợi bông, sợi nilon, sợi nhân tạo và hỏng màu thuốcnhuộm, làm cứng cao su Nếu ozon quá cao cũng sẽ tham gia vào quá trình làm nóng lêncủa Trái Đất, khi nồng độ ozon tăng lên 2 lần thì nhiệt độ trung bình của Trái Đất tănglên 1oC, gây ảnh hưởng đến khí hậu toàn cầu

• Khí CxHy:

Là hợp chất của hydro và cacbon (mêtan, êtylen, anilin, ) Là khí không màu,không mùi Sinh ra do quá trình đốt cháy nhiên liệu không hoàn toàn, đặc biệt là tại cácnhà máy lọc dầu, khai thác và vận chuyển xăng dầu, sự rò rỉ đường ống dẫn khí đốt,

Tùy vào hợp chất của chúng mà tạo ra các chất ô nhiễm khác nhau và gây ranhững tác hại khác nhau:

− Êtylen (C2H4): gây bệnh phổi cho người, làm sưng tấy mắt, có thể gây ung thư phổi chođộng vật Nó còn làm vàng lá cây và chết hoại cây trồng

− Benzen (C6H6): Nó thường được dùng trong kỹ nghệ nhuộm, dược phẩm, nước hoa, làmdung môi hòa tan dầu mỡ, sơn, cao su, làm keo dán dày dép Trong xăng có từ 5-20%.Khi benzen thâm nhập vào cơ thể theo hô hấp sẽ gây ra bệnh thần kinh, thiếu máu, chảymáu ở răng lợi, suy tủy, suy nhược, xanh xao và dễ bị chết do nhiễm trùng máu

IV CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ

1 Phương pháp hấp thụ

a Nguyên tắc:

Cơ sở của nguyên lý là dựa trên sự tương tác giữa chất cần hấp thụ ( thường làkhí hoặc hơi) với chất hấp thụ ( thường là chất lỏng) hoặc dựa vào khả năng hoà tankhác nhau của các chất trong chất lỏng để tách chất Tuỳ thuộc vào bản chất của bảnchất mà ta chia thành:

+ Hấp thụ vật lý: Là quá trình dựa trên sự tương tác vật lý bao gồm sự khuếch tán, hoà

tan của các chất vào trong lòng chất lỏng và sự phân bố của chúng giữa các phân tử chấtlỏng

+ Hấp thụ hoá học: Là quá trình luôn đi kèm với một hay nhiều phản ứng hoá học và bao

gồm 2 giai đoạn: giai đoạn khuếch tán và giai đoạn xảy ra các phản ứng hoá học Nhưvậy sự hấp thụ hoá học không những phụ thuộc vào tốc độ khuếch tán của chất khí vàotrong chất lỏng mà còn phụ thuộc vào tốc độ chuyển hoá các chất – tốc độ phản ứng củacác chất Trong hấp thụ hoá học, chất được hấp thụ có thể được phản ứng ngay với cácphân tử của chính chất hấp thụ

b Ưu điểm

+ Rẻ tiền nhất là khi sử dụng nước làm dung môi hấp thu, các khí độc hại như SO2, H2S,

NH3, HF, v.v… có thể được xử lý rất tốt bằng phương pháp này với dung môi nước, cácdung môi thích hợp

+ Có thể được sử dụng kết hợp khi cần rửa khí làm sạch bụi, khi trong khí thải có chứa cảbụi lẫn khí độc hại mà các chất khí có khả năng hoà tan tốt trong nước rửa

c Nhược điểm

+ Hiệu suất làm sạch không cao, hệ số làm giảm khi nhiệt độ dòng khí tăng cao nên khôngthể dùng xử lý dòng khí thải có nhiệt độ cao, quá trình hấp thụ là quá trình toả nhiệt nênkhi thiết kế, xây dựng và vận hành hệ thống thiết bị hấp thụ xử lý khí nhiều trường hợp

ta phải lắp đặt thêm thiết bị trao đổi nhiệt trong tháp hấp thụ để làm nguội thiết bị hiệuquả của quá trình xử lý như vậy thiết bị sẽ trở nên cồng kềnh, vận hành phức tạp

+ Khi làm việc hiện tượng “sặc” rất dễ xảy ra khi khống chế, điều chỉnh mật độ tưới củapha lỏng không tốt, đặc biệt khi dòng khí thải có hàm lượng bụi lớn

+ Việc lựa chọn dung môi thích hợp sẽ rất khó khăn, khi chất khí cần xử lý không có khảnăng hoà tan trong nước, lựa chọn các dung môi hữu cơ sẽ nảy sinh vấn đề: Các dungmôi này có gây độc hại cho con người và môi trường hay không? Việc lựa chọn dungmôi thích hợp là bài toán hóc búa mang tính tinh tế và kỹ thuật, giá thành dung môiquyết định lớn đến giá thành xử lý và hiệu quả xử lý

+ Phải tái sinh dung môi ( dòng chất thải thứ cấp) khi sử dụng dung môi đắt tiền hoặc chấtthải gây ô nhiễm nguồn nước Hệ thống càng trở nên cồng kềnh phức tạp

+ Trong xử lý khí thải của công nghệ chế biến hạt điều phương pháp hấp thụ càng tỏ ra íthiệu quả vì nó có các nhược điểm

+ Khí thải chứa nhiều chất hữu cơ độc hại, ít tan trong nước với dung dịch nước nên nếulựa chọn dung môi hấp thụ là nước sẽ rất kém hiệu quả, còn nếu ta chọn dung môi hữu

cơ thì không kinh tế, hơn nữa các dung môi này có thể là các chất độc hại gây ô nhiễmkhông khí

Chương 2: Tổng quan về ô nhiễm không khí và các phương pháp xử lý khí thải.

+ Dòng khí thải sau các thiết bị trao đổi nhiệt (sau lò chao và sấy) vẫn còn có nhiệt độ khácao nên quá trình hấp thụ kém hiệu quả

+ Khí thải có hàm lượng bụi khá lớn, bụi này có chứa nhiều chất hữu cơ do quá trình cháykhông hoàn toàn của vỏ hạt điều tạo nên mồ hóng rất dễ làm tắc hệ thống thiết bị nhất làvới các loại tháp đệm

+ Chất thải sau hệ thống xử lý khí thải được xử lý lại nên thêm một hệ thống xử lý chấtthải lỏng thứ cấp mà chúng ta có điều kiện quan tâm nghiên cứu đến

2 Phương pháp hấp phụ

a Nguyên lý

+ Hơi và khí độc khi đi qua lớp hấp phụ bị giữ lại nhờ hiện tượng hấp phụ Nếu ta chọncác chất hấp phụ chọn lọc thì có thể loại bỏ được các chất độc hại mà không ảnh hưởngđến thành phần các khí không có hại khác

+ Có 2 cách để áp dụng phương pháp hấp phụ xử lý chất thải công nghiệp:

• Sử dụng thiết bị hấp phụ định kỳ tức là trên một tháp hấp phụ, ta nhồi chất hấp vào vàcho chất hấp phụ đi qua đó Sau một thời gian khi chất hấp phụ no (đã bảo hoà chất bịhấp phụ) thì quá trình dừng lại để tháo bỏ chất hấp phụ đã no và đưa lượng chất hấpphụ mới vào

• Sử dụng thiết bị hấp phụ liên tục, trong đó chất hấp phụ được chuyển động ngược dòngvới chất bị hấp phụ

+ Có 2 kiểu hấp phụ:

• Hấp phụ vật lý: chất hấp phụ chỉ giữ lại cấu tử (do lực Vanderwaals)

• Hấp phụ hoá học: chất hấp phụ hấp phụ các cấu tử lên trên bề mặt chất rắn do đó chất

hấp phụ là chất xúc tác làm xảy ra phản ứng hoá học

b Ưu điểm

+ Làm sạch và thu hồi được khá nhiều chất ô nhiễm thể hơi khí nếu chất này có giá trịkinh tế cao thì sau khi hoàn nguyên chất hấp phụ chúng sẽ được tái sử dụng trong côngnghệ sản xuất mà vẫn tận giảm tác hại gây ô nhiễm

+ Chất hấp phụ cũng khá dễ kiếm và rẻ tiền thông dụng nhất là than hoạt tính ( than hoạttính hấp thu được nhiều chất hữu cơ

c Nhược điểm

+ Khi hoàn nguyên chất hấp phụ sẽ sinh ra chất thải ô nhiễm thứ cấp (nếu chất ô nhiễmhoàn toàn là chất độc hại nguy hiểm cần thải bỏ hoặc có giá trị kinh tế không cao thìkhông cần tái sử dụng) Trường hợp này chất phụ có giá thành rẻ, dễ kiếm và có thể tháo

bỏ nó đi

+ Không hiệu quả khi dòng khí có chứa bụi và chất ô nhiễm thể hơi khí vì bụi dễ gây tắcthiết bị và làm giảm hoạt tính hấp phụ của chất hấp phụ (nếu lúc này muốn sử dụng taphải lọc bụi trước khi cho dòng khí vào thiết bị hấp phụ)

+ Hiệu quả hấp phụ kém nếu nhiệt độ khí thải khá cao (tương tự như hấp thụ)

+ Với các chất khí bị hấp phụ có khả năng bắt cháy cao việc thực hiện nhả hấp phụ bằngdòng khí có nhiệt độ cao cũng sẽ vấp phải nguy cơ cháy tháp hấp phụ

+ Như vậy trong xử lý khí thải của công nghệ chế biến hạt điều phương pháp hấp phụkhông có hiệu quả với 2 lý do sau: dòng thải có nhiệt độ cao và có lẫn bụi, khi thả cókhả năng bắt cháy khá lớn.

3 Phương pháp đốt

a Ưu điểm

+ Những khí có khả năng bắt cháy cao và nhiệt trị cao có thể xử lý bằng phương pháp đốt Thông thường những hợp chất hữu cơ nhất là các hydrocacbon chưa no như olephin hoặc mạch vòng (dãy thơm – acromatic) là những chất có khả năng bắt cháy lớn khi đốt.Khí thải của công nghệ chế biến hạt điều có các chất này

+ Phương pháp đốt trực tiếp là giải pháp thoả đáng khi xử lý không chứa nhiều chất ô nhiễm vô cơ như sulfur, chlorine và fluorine Khí thải của công nghệ chế biến hạt điều các hợp chất loại này có nồng độ khá thấp nên khá phù hợp

+ Trong những trường hợp khí thải có nhiệt độ cao có thể không cần phải gia nhiệt khi đưavào đốt Khí thải của công nghệ chế biến hạt điều có tính chất này

+ Phương pháp đốt hoàn toàn phù hợp với việc xử lý các khí độc hại không cần thu hồi hoặc khả năng thu hồi thấp, khí thu hồi không có giá trị kinh tế lớn Với khí thải của công nghệ chế biến hạt điều điều kiện này cũng thoả mãn

+ Có thể tận dụng nhiệt năng trong quá trình xử lý vào các mục đích khác

b Nhược điểm

+ Phải có hệ thống thiết bị đốt thích hợp không sinh ra khói và các chất ô nhiễm thứ cấp gây độc hại Nên trong khi nghiên cứu, thiết bị triển khai phải chú ý tốt đến tất cả các điều kiện duy trì phản ứng cháy để có được một thiết bị đốt cho hiệu quả cao

4 Xử lý bụi

Để xử lý aerosol (bụi, khói, sương) người ta sử dụng phương pháp khô, ướt và tĩnh điện Trong thiết bị khô bụi được lắng bởi trọng lực, lực quán tính và lực ly tâm hoặc được lọc qua vách ngăn xốp Trong thiết bị ướt, sự tiếp xúc giữa khí bụi và nước được thực hiện Nhờ đó, bụi được lắng trên các giọt lỏng, trên bề mặt bọt khí hay trên các màng chất lỏng Trong thiết bị lọc tĩnh điện các aerosol được tích điện và lắng trên điện cực

Trên cơ sở phân loại các phương pháp xử lý bụi, ta có thể chia các thiết bị xử lý bụi làm những dạng sau:

Chương 2: Tổng quan về ô nhiễm không khí và các phương pháp xử lý khí thải.

biến nhất là phương pháp làm giảm nhiệt độ (làm lạnh) Các chất hữu cơ bay hơi đượclàm lạnh đến điểm sương, bị ngưng tụ và tách khỏi dòng khí thải Có thể làm lạnh trựctiếp hay làm lạnh gián tiếp

+ Phương pháp trực tiếp là dùng tác nhân lạnh trực tiếp tiếp xúc với khí thải, gây hiệu ứngngưng tụ các chất ô nhiễm độc hại, sau đó tách khí độc hại đã ngưng tụ ra khỏi tác nhânlàm lạnh

+ Phương pháp gián tiếp là dùng phương tiện trao đổi nhiệt (gián tiếp), chất thải độc hạingưng tụ được thu hồi dễ dàng, không cần phải có thiết bị xử lý phân tách

CHƯƠNG 3: TỔNG QUAN VỀ KHÍ CẦN XỬ LÝ

VÀ ĐỐI TƯỢNG XỬ LÝ

I TỔNG QUAN VỀ KHÍ CẦN XỬ LÝ

1) Tổng quan về bụi

a) Tính chất hóa lý của bụi

Bụi là hệ thống gồm hai pha: pha khí và pha rắn rời rạc, trong đó các hạt có kíchthước khoảng một phân tử tới kích thước nhìn thấy được Bụi tồn tại ở dạng lơ lửngtrong thời gian ngắn hay dài khác nhau tùy theo kích cỡ hạt Người ta gọi đó là tính lắnghay tính phân tán của bụi Bụi có kích thước > 10 μm dưới tác dụng của trọng lực nó tựrơi xuống đất

Trong điện trường > 3000V, bụi thể hiện tính nhiễm điện cao

Bụi còn có tính cháy nổ, tự bốc cháy như bụi sơn, hữu cơ plastic, … Do đó cầnquan tâm đến nồng độ an toàn của các loại bụi này

Ngoài ra tính lắng của bụi còn phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường xung quanh

b) Tác hại của bụi

+ Tác hại đối với con người:

Bụi vào phổi gây kích thích cơ học, xơ hóa phổi dẫn đến các bệnh về hô hấp nhưkhó thở, ho và khạc đờm, ho ra máu, đau ngực … Bụi có đường kính d < 1 – 2 μm nếuxâm nhập vào sâu trong phổi sẽ bị lắng đọng lại, còn đối với bụi có d < 0,5 μm bị đẩy rangoài khi thở

Bụi than: thành phần chủ yếu là hydrocacbon đa vòng (VD: 3,4-benzenpyrene),

có độc tính cao, có khả năng gây ung thư, phần lớn bụi than có kích thước lớn hơn 5 μm

bị các dịch nhầy ở các tuyến phế quản và các lông giữ lại Chỉ có các hạt bụi có kíchthước nhỏ hơn 5 mm vào được phế nang

+ Tác hại đối với động, thực vật:

Bụi làm giảm khả năng diệp lục hóa quang hợp, hô hấp và thoát hơi nước Dẫnđến cây sinh trưởng kém cỏi, làm năng suất cây giảm, làm thất thu mùa màng

Tương tự như ảnh hưởng tới người, bụi cũng tác động xấu lên hệ hô hấp của độngvật và làm kích thích các bệnh ho, dị ứng, …

+ Tác hại đối với môi trường:

Nồng độ bụi lơ lửng cao trong không khí (đặc biệt là nồng độ cao của bụi PM10 những hạt bụi có kích thước nhỏ hơn 10 mm) sẽ làm giảm chất lượng không khí, tácđộng xấu đến môi trường không khí, chẳng hạn: làm thay đổi các phản ứng quang hoátrong không khí (ví dụ, làm tăng tốc độ một số phản ứng trong không khí như phản ứngoxi hóa SO2 thành SO3), lan truyền/phát tán bụi trong vùng rộng lớn hơn, hấp phụ nhiềuhơn các chất độc lên bề mặt và khi lắng đọng xuống mặt đất, sẽ tác động bất lợi đếncác hệ sinh thái trên cạn,

-Chương 3: Tổng quan về khí cần xử lý và đối tượng xử lý.

Bụi trong không khí có tác động làm tăng cường quá trình han gỉ của kim loại,đặc biệt là bụi than có chứ SO2 và vôi Hợp kim nhôm có độ bền vững cao dưới tác độnghóa học của ô nhiễm không khí, tuy nhiên bề mặt của vật liệu đã hoàn thiện cũng có thể

bị mài mòn hoặc hoen ố do bụi bám

c) Các nguồn tạo ra bụi

Bụi là chất phát thải chiếm tỉ lệ rất lớn trong quá trình sản xuất Bụi sản xuấtthường tạo ra nhiều trong các khâu thi công làm đất đá, mìn, bốc dỡ nhà cửa, đập nghiềnsàng đá và các vật liệu vô cơ khác, nhào trộn bêtông, vôi vữa, chế biến vật liệu, chế biếnvật liệu hữu cơ khi nghiền hoặc tán nhỏ

Khi vận chuyển vật liệu rời bụi tung ra do kết quả rung động, khi phun sơn, bụitạo ra dưới dạng sương, khi phun cát để làm sạch các bề mặt tường nhà

6 Tổng quan về CO2

a Khái niệm

Điôxít cacbon hay cacbon điôxít (các tên gọi khác thán khí, anhiđrít cacbonic, khícacbonic) là một hợp chất ở điều kiện bình thường có dạng khí trong khí quyểnTrái Đất, bao gồm một nguyên tử cacbon và hai nguyên tử ôxy Là một hợp chất hóa học được biết đến rộng rãi, nó thường xuyên được gọi theo công thức hóa học là CO2. Trong dạng rắn, nó được gọi là băng khô.Điôxít cacbon thu được từ nhiều nguồn khác nhau, bao gồm cả khí thoát ra từ các núi lửa, sản phẩm cháy của các hợp chất hữu cơ và hoạt động

hô hấp của các sinh vật sống hiếu khí Cũng được một số vi sinh vật sản xuất từ sự lên men và sự hô hấp của tế bào Các loài thực vật hấp thụ điôxít cacbon trong quá trình quang hợp, và sử dụng cả cacbon và ôxy để tạo ra các cacbohyđrat Ngoài ra, thực vật cũng giải phóng ôxy trở lại khí quyển, ôxy này sẽ được các sinh vật dị dưỡng sử dụng trong quá trình hô hấp, tạo thành một chu trình Nó có mặt trong khí quyển Trái Đất với nồng độ thấp và tác động như một khí gây hiệu ứng nhà kính Nó là thành phần chính trong chu trình cacbon

b Tính chất hóa lý của CO2

Điôxít cacbon là một khí không màu mà khi hít thở phải ở nồng độ cao (nguy hiểm do nó gắn liền với rủi ro ngạt thở) tạo ra vị chua trong miệng và cảm giác nhói ở mũi và cổ họng Các hiệu ứng này là do khí hòa tan trong màng nhầy và nước bọt, tạo ra dung dịch yếu của axít cacbonic

Tỷ trọng riêng của nó ở 25°C là 1,98 kg m−3, khoảng 1,5 lần nặng hơn không khí Phân tử điôxít cacbon (O=C=O) chứa hai liên kết đôi và có hình dạng tuyến tính

Nó không có lưỡng cực điện Do nó là hợp chất đã bị ôxi hóa hoàn toàn nên về mặt hóa học nó không hoạt động lắm và cụ thể là không cháy

Ở nhiệt độ dưới -78 °C, điôxít cacbon ngưng tụ lại thành các tinh thể màu trắng gọi là băng khô Điôxít cacbon lỏng chỉ được tạo ra dưới áp suất trên 5,1 barơ; ở điều kiện áp suất khí quyển, nó chuyển trực tiếp từ các pha khí sang rắn hay ngược lại theo một quá trình gọi là thăng hoa

Nước sẽ hấp thụ một lượng nhất định điôxít cacbon, và nhiều hơn lượng này khi khí bị nén Khoảng 1% điôxít cacbon hòa tan chuyển hóa thành axít cacbonic Axít cacbonic phân ly một phần thành các ion bicacbonat (HCO3-) và cacbonat (CO32-).

c Tác hại của CO2

+ Đối với con người

Khí CO2 không phải là một khí độc, nhưng khi nồng độ của chúng lớn thì sẽ làm giảm nồng độ O2 trong không khí, gây nên cảm giác mệt mỏi Khi nồng độ quá lớn có thể dẫn tới ngạt thở , kích thích thần kinh , tăng nhịp tim và các rối loạn khác

Bảng dưới đây trình bày mức độ ảnh hưởng của CO2 theo nồng độ của nó trong không khí.Theo bảng này khi nồng độ CO2 trong không khí chiếm 0,5% theo thể tích là

có thể gây nguy hiểm cho con người Nồng độ cho phép của CO2 trong không khí

thường lấy là 0,15% theo thể tích

Nồng độ CO2% thể tích Mức độ ảnh hưởng

0.0.7 • Chấp nhận được ngay cả khi có nhiều

người trong phòng0.10 • Nồng độ cho phép trong trường hợp thông

thường0.15 • Nồng độ cho phép khi dùng tính toán

thông gió

4-5

• Hệ thần kinh bị kích thích gây ra thở sâu

và nhip thở gia tăng Nếu hít thở trong môitrườn này kéo dài thì có thể gây nguy hiểm

8 • Nếu thở trong môi trường này kéo dài 10

phút thì mặt đỏ bừng và đau đầu

18 hoặc lớn hơn • Hết sức nguy hiểm có thể dẫn tới tử vong

Bảng 3.1 : Ảnh hưởng của nồng độ CO2 trong không khí

+ Đối với môi trường

• CO2 cùng với hơi nước hình thành nên một lớp mỏng bao phủ trái đất , cho nhiệt lượng

từ Mặt trời phát ra đi tới mặt đất một cách dễ dàng , nhưng lại hấp thụ nhiệt lượng từ mặtđất tán xạ vào không gian rồi lại phát nhiệt lượng đó xuống lại mặt đát Nên hiên tượng này gọi là hiện tượng nhà kính CO2 tăng gấp đôi , nhiệt độ không khí trung bình tại mặt đát liền 2-3 độ

• Lượng khí thải CO2 tăng cao tỷ lệ thuận với sự gia tăng nồng độ axit trong nước biển Điều này sẽ dẫn tới " hội trứng trắng" , hay còn gọi là vôi hóa các dải san hô do các khoáng chất nuôi dưỡng san hô bị axit phân hủy và các dải san hô có thể chết sau 1 năm nhiễm bệnh

Chương 3: Tổng quan về khí cần xử lý và đối tượng xử lý.

• Những nghiên cứu gần đây cho thấy , CO2 trong khí quyển tăng vừa làm nhiều dưỡng chất quan trọng của các loại cây lương thực chủ đạo giảm, đồng thời làm dư lượng một

số kim loại nặng và chất độc hại tăng lên

• Một nghiên cứu khác của Đại học Monash, Australia cho thấy, nếu nồng độ CO2 tăng gấp đôi hiện nay, làm lượng glycoside trong lá sắn cũng tăng gấp đôi Glycoside là chất

tự nhiên trong cây sắn , khi phân hủy sẽ giải phóng hydrogen cyanide

• Ngộ độc hydroden cyanide có thể dẫn tới tử vong Tuy lá sắn không phải là lương thực chủ đạo Nhưng ở nhiều địa phương châu Á và châu Phi , nó vẫn được coi như một loại rau phổ biến trong bửa ăn hằng ngày

• Với tốc độ tăng phát thải CO2 như hiện nay , các nhà khoa học cảnh báo ngộ độc cyanide

có thể trở thành chủ đề nóng bổng về an toàn thực phẩm theo thể tích

d Các nguồn tạo ra CO2

CO2 thu được từ nhiều nguồn khác nhau trong tự nhiên:

- Có sẵn trong không khí trong lành với hàm lượng là 0,04%

- Khí thoát ra từ các miệng nùi lửa

- Sản phẩm cháy của các hợp chất hữu cơ

- Hoạt động hô hấp của các sinh vật sống hiếu khí

- Từ một số sinh vật sản sinh xảy ra từ sự lên men và hô hấp tế bào

- Từ quá trình hấp thụ của cây xanh vào buổi tối

- Sản phẩm cuối cùng trong cơ thể sinh vật có sự tích lũy năng lượng từu việc phân hủy đường hay chất béo ới oxy như là một phần trao đổi chất của chúng, trongmột quá trình được biết đến với tên gọi sự hô hấp tế bào

Ngoài ra, nó có mặt trong khí quyển Trái đất với nồng độ thấp và tác động như một khí gây hiệu ứng nhà kính Nó là thành phần chính trong chu trình cacbon

Bên cạnh đó với sự phát triển của công nghệ hiện đại như bây giờ, con người đã

sử dụng chu trình nhân tạo để lọc và lưu trữ khí CO2: trong công nghiệp, khí CO2 được điều chế từ các khí sinh ra khi lên men rượu bia, phân hủy chất béo, từ các khí thu được

từ sản xuất hoát chất, như sản xuất ammoniac hoặc tổng hợp methanol, hoặc từ khói các nhà máy công nghiệp đốt than

CO2 là thành phần chính của khí quyển Sao Hỏa, và là một thành phần quan trọngcủa khí quyển Sao Kim Chất khí này đã được quan sát là có mặt ở khoảng không vũ trụ,gần những sao thuộc thế hệ 2 hoặc thế hệ 3, nơi mà sản phẩm của quá trình phản ứng nhiệt hạch trong các sao đã tích tụ nhiều cacbon và oxy, qua quá trình phản ứng hóa học tạo thành khí CO2

V TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ BỤI VÀ

CO2

1 Phương pháp xử lý bụi

a Buồng lắng bụi

+ Đặc điểm:

Cấu tạo của buồng lắng rất đơn giản, đó là một không gian hình hộp có tiết diệnngang lớn hơn nhiều lần so với tiết diện đường ống dẫn khí Nguyên lí chung củaphương pháp này là dựa vào sự thay đổi tốc độ đột ngột của dòng khí làm cho động năngcủa dòng khí giảm, làm cho năng lượng của hạt bụi giảm và do chúng có khối lượng lớnnên dưới tác dụng của trọng lực trái đất nó sẽ chìm xuống đáy phòng lắng.

+ Điều kiện áp dụng:

Buồng lắng bụi được ứng dụng để lắng bụi thô có kích thước hạt từ 60 - 70 trởlên Tuy vậy, các hạt có kích thước nhỏ hơn vẫn có thể bị giữ lại trong buồng lắng Mộtvài ứng dụng thiết bị này là dùng trong lò vôi, lò đốt và các nhà máy chế biến thức ăngia súc

Hình 3.1: Thiết bị xử lý bụi kiểu buồng lắng

b Lọc túi vải

+ Đặc điểm:

Hệ thống này bao gồm những túi vải hoặc túi sợi đan lại, dòng khí có thể lẫn bụiđược hút vào trong ống nhờ một lực hút của quạt li tâm Những túi này được đan lạihoặc chế tạo cho kín một đầu Hỗn hợp khí bụi đi vào trong túi, kết quả là bụi đươc giữlại trong túi Bụi càng bám nhiều vào các sợi vải thì trở lực do túi lọc càng tăng Túi lọcphải làm sạch theo định kỳ, tránh quá tải cho các quạt hút, làm cho dòng khí có lẫn bụikhông thể vào túi lọc Để làm sạnh túi có thể dùng biện pháp rũ túi để làm sạch bụi rakhỏi túi hoặc có thể dùng các sóng âm truyền trong không khí hoặc rũ túi bằng phươngpháp đổi ngược chiều dòng khí, dùng áp lực hoặc ép từ từ Một vài căn cứ để chọn túilọc là nhiệt độ nung chảy, tính kháng axit hoặc kháng kiềm, tính chống mài mòn, chống

co và năng suất lọc của từng loại vải Một vài loại sợi thường được dùng bao gồm sợibông, sợi len, nylon, sợi silicon, sợi thủy tinh

Thiết bị lọc bụi túi vải thường đặt phía sau thiết bị lọc bụi cơ học để giữ lại nhữnghạt bụi nhỏ mà quá trình lọc cơ học không giữ lại được Khi các hạt bụi thô hoàn toàn đãđược tách ra thì lượng bụi trong túi sẽ giảm đi

+ Điều kiện áp dụng:

Lọc bụi túi vải dùng cho các nhà máy với khí thải không có nhiệt độ cao, môitrường mài mòn và lượng khí thải lớn Có thể dùng kết hợp với thiết bị lọc bụi tĩnh điện

Chương 3: Tổng quan về khí cần xử lý và đối tượng xử lý.

Hình 3.2: Thiết bị lọc túi vải

Hình 3.3: Thiết bị lọc bụi Cyclone

sạch 4.

Không khí sẽ chuyển động xoáy ốc bên trong thân ống hình trụ của cyclone vàkhi chạm vào ống đáy hình phễu, dòng khí bị dội ngược trở lên nhưng vẫn giữ đượcchuyển động xoáy ốc rồi thoát ra ngoài qua ống 4

Trong dòng chuyển động xoáy ốc, các hạt bụi chịu tác dụng bởi lực ly tâm làmcho chúng có xu hướng tiến dần về phía thành ống của thân hình trụ rồi chạm vào đó,mất động năng và rồi rơi xuống đáy phễu Trên ống xả 5 người ta có lắp van 5 để xả bụi

+ Ưu điểm

• Không có phần chuyển động nên tăng độ bền của thiết bị

• Có thể làm việc ở nhiệt độ cao (đến 5000C)

• Thu hồi bụi ở dạng khô

• Trở lực hầu như cố định và không lớn (250÷1500) N/m2

• Làm việc ở áp suất cao

• Năng suất cao, Rẻ

• Có khả năng thu hồi vật liệu mài mòn mà không cần bảo vệ bề mặt cyclone

• Hiệu suất không phụ thuộc sự thay đổi nồng độ bụi

• Chế tạo đơn giản

+ Nhược điểm

• Hiệu quả vận hành kém khi bụi có kích thước nhỏ hơn 5 mm

• Không thể thu hồi bụi kết dính

d Lọc bụi tĩnh điện

+ Đặc điểm:

Thiết bị lọc bụi tĩnh điện sử dụng một hiệu điện thế cưc cao để tách bụi, hơi,sương, khói khỏi dòng khí Có 4 bước cơ bản để được thực hiện là:

• Dòng điện làm các hạt bụi bị ion hóa

• Chuyển các ion bụi từ các bề mặt thu bụi bằng lực điện trường

• Trung hòa điện tích của các bụi lắng trên bề mặt thu

• Tách bụi lắng ra khỏi bề mặt thu Các hạt bụi có thể được tách ra bởi một áp lực hay nhờrửa sạch

Thiết bị này có thể thu được những hạt rất nhỏ với hiệu quả rất cao, có thể đạt tới99,99% Khi dòng khí chứa quá nhiều bụi trong nó thì ta đặt ta đặt một thiết bị cơ họcphía trước đó, lọc

Chương 3: Tổng quan về khí cần xử lý và đối tượng xử lý.

bớt lượng bụi thô trước khi lọc bằng thiết bị tĩnh điện Axit, chất thải, nhiệt độ cao và vậtchất có tính ăn mòn đều có thể làm thể làm hư hại thiết bị Thiết bị lắng tĩnh điện đượcứng dụng trong các trường hợp thu bụi tại khâu tán than đá thanh bột dùng trong nhàmáy nhiệt điện, nhà máy luyện thép, nghiền xi măng, sản xuất giấy

+ Điều kiện áp dụng:

Để đảm bảo thu bụi tốt thì điện trở suất của các hạt bụi phải nằm trong khoảng

104 – 109 Ωm Thông thường, phần lớn các hạt bụi đều có điện trở suất nằm trongkhoảng này, nhưng một số hợp chất như các clorua kiềm, clorua của các kim loại nặng

và ôxit canxi có điện trở suất cao hơn nhiều nên khó loại bỏ hết

Các nhân tố có ảnh hưởng đến hiệu quả khử bụi là lưu lượng khí thải, cường độđiện trường, tỷ lệ bụi trong khí thải, nồng độ SO3; độ ẩm; hình dạng và diện tích của cácđiên cực

Có ba loại thiết bị lọc bụi tĩnh điện mới:

• Lọc bụi tĩnh điện có điện cực chuyển động

• Sử dụng tăng xung năng lượng

• Thiết bị làm sạch không gian tĩnh điện

Hình 3.4: Thiết bị lọc bụi bằng điện

e Máy lọc khí ướt tinh

+ Đặc điểm: Trong máy lọc khí ướt, các hạt bụi đuợc chất lỏng cuốn đi Chất lỏng

này thường được xử lý và tái sử dụng Một loại máy lọc khí mới đuợc sản xuất vớitên AIRFINE bao

gồm một thiết bị lọc bụi tĩnh điện để lọc bụi thô, một hệ thống làm nguội khíthải và bão hoà độ ẩm, một hệ thống máy lọc tinh để lọc bụi nhỏ mịn và làm sạch khí

và một thiết bị xử lý nước để tách sản phẩm phụ và thu hồi Trái tim của quátrình này là máy lọc khí tinh

Bảng 3.2: Vùng lọc và hiệu quả xử lý của các phương pháp STT Thiết bị xử lý Kích thước hạt phù hợp

- Rất hiệu quả trong việc

giảm thiểu bụi, HCl, HF và

Chương 3: Tổng quan về khí cần xử lý và đối tượng xử lý.

- Chi phí không cao

- Nếu bụi của nhà máy nhỏ hơn thì chỉ lọcđược 60-80% Vì vậy, khí thải ra vẫn còn lượngbụi khoảng 300 – 600 mg/Nm3

Lọc bụi

tĩnh

điện

- Lọc bụi tĩnh điện có thểgiảm 95 – 99% nồng độ bụi

- Việc sử dụng thiết bị lọc bụi tĩnh điện tạo radòng chất thải rắn Có thể tái sử dụng bụitrở lại nhà máy thiêu kết Tuy nhiên, cầnchú ý nếu hàm lượng kim loại nặng hoặc cáchợp chất kiềm quá cao có thể có hại khi tái sửdụng

- Tiêu hao năng lượng

- Nước tách từ bùn cặn cũng phải xử lýtrước khi dùng lại bằng hệ thống tuần hoàn

- Tiêu hao năng lượng

Tóm lại, muốn chọn được các thiết bị để tách bụi và lọc sạch khí có hiệu quả, phải xuất phát từ các yêu cầu chính sau:

+ Ưu điểm: Giá rẻ, khả năng phản ứng cao, ổn định, dễ phục hồi.

+ Nhược điểm: Áp suất hơi cao và dung dịch tham gia phản ứng không thuận nghịch với

+ Ưu điểm: Cho phép giảm nồng độ CO2 từ 34% còn 0,015% trong khi tổng hợp NH3.Dung dịch hấp thụ được thu hồi bằng cách đun nóng.

Dung dịch được hoàn nguyên bằng cách đun nóng bằng hơi nước

Để tang hiệu quả hấp thụ, cho vào dung dịch hấp thụ một lượng dư NaOH

d Hấp phụ bằng nước

+ Phương trình phản ứng:

CO2 + H2O → H+ + HCO3

-Sử dụng trong công nghiệp để xử lý có áp suất cao

Khả năng hấp thụ của nước cao khi áp suất riêng phần của CO2 là 3-4 at

+ Ưu điểm: kết cấu đơn giản, không tốn nhiệt, dung dịch rẻ, nước trơ với khí COS, O2 vàcác tạp chất khác

+ Nhược điểm: hấp thụ H2 trong không khí, bơm công suất lớn, khả năng hấp thu thấp

Chương 4: Phân tích nguồn thải và đề xuất công nghệ xử lý khí thải.

1 PHÂN TÍCH NGUỒN THẢI VÀ ĐỀ XUẤT

CÔNG NGHỆ XỬ LÝ KHÍ THẢI

I ĐẶC TÍNH NGUỒN THẢI

1 Sơ lược về nguồn thải

Vỏ hạt điều được đưa vào làm nguyên liệu dùng đốt ở lò chao dầu, vỏ có chứadầu cashew làm cho khói thải của lò đốt đen đậm đặc mang nhiều bụi, chứa các chất độchại gây nguy hiểm đối với con người Từ đây có thể thấy được việc đầu tư xử lý khí thảicho lò đốt vỏ hạt điều để đạt được tiêu chuẩn cho phép là hết sức cần thiết

Khói bụi, hơi Hydrocacbon cháy không hoàn toàn từ lò đốt chao hạt điều đượccấp nhiệt nhờ vào vỏ hạt điều và gas làm nguyên liệu lò đốt điều dẫn đến khí thải cóchứa bụi và các chất hữu cơ gây mùi thoát ra ở ống khói

Hydrocacbon hữu cơ từ chảo chao thoát ra là do sự phân huỷ anacardic thànhcardanol, CO2 và hơi dẫn suất cardanol Các hợp chất này cũng được thải trực tiếp quaống khói

Khói bụi, hợp chất hữu cơ cháy không hoàn toàn chủ yếu là bụi, CO và các chấthữu cơ bay hơi

Nguồn gây ô nhiêm môi trường do chế biến hạt điều gây ra có thể phân tích nhưsau:

+ Hơi dầu bốc lên từ chảo chao:

Quá trình chao được thực hiện từng mẻ gián đoạn bằng cách nhúng hạt điều khôvào chảo dầu vỏ hạt điều đang sôi khoảng 180-2000oC Ở nhiệt độ này dầu sẽ bay hơicùng với thao tác chao Hơi dầu bốc lên được hệ thống chụp hút thu gom và quạt đẩyđưa dòng khí chứa hơi dầu ra môi trường bên ngoài Đây là nguồn ô nhiễm lớn chưađược xử lý trước khi thải ra môi trường xung quanh

Việc cấp vỏ vào lò đốt không liên tục do thói quen của công nhân cũng là mộtnguyên nhân đáng kể gây ra quá trình cháy không hoàn toàn của vỏ hạt điều dẫn đến sựthăng giáng cúa các CÔN

+ Khói phát thải sinh từ lò đốt:

Thành phần chính của khói thải ngoài bụi còn có hỗn hợp khí thải chính gồm có

CO, CxHy (các hydro cacbon), hơi dầu có trong hạt điều dạng chưa cháy hoặc cháy

không hoàn toàn Hỗn hợp khí thải này sẽ kế hợp với tro tạo nên mồ hóng dạng khói đenlàm tăng thêm nguồn ô nhiễm đây cũng chính là nguồn ô nhiễm lớn hiện nay tại các cơ

sở chế biến hạt điều

Bảng 4.1: Thành phần khói thải sau buồng đốt vỏ

(Nguồn : Báo cáo đề tài nghiên cứu khoa học – Ths: Lâm Vĩnh Sơn)

Bảng 4.2: Thành phần hơi dầu bốc lên trong chảo chao

(Nguồn : Báo cáo đề tài nghiên cứu khoa học – Ths: Lâm Vĩnh Sơn)

Bảng 4.3: Thành phần hơi dầu bốc lên trong chảo chao (tiếp theo)

(Nguồn : Báo cáo đề tài nghiên cứu khoa học – Ths: Lâm Vĩnh Sơn)

Bảng 4.4: Kết quả nghiên cứu của các chế độ đốt trong buồng đốt lò đốt vỏ

hạt điều

Chương 4: Phân tích nguồn thải và đề xuất công nghệ xử lý khí thải.

(Nguồn : Báo cáo đề tài nghiên cứu khoa học – Ths: Lâm Vĩnh Sơn)

8 Tác hại của khói thải

+ Bụi: làm kích thích cơ học và phát sinh phản ứng xơ hoá phổi gây nên các bệnh về hôhấp khi vào trong cơ thể Các loại bụi này có thành phần chủ yếu là các chất H, C có khảnăng gây u thư

+ CO2: gây rối loạn hô hấp

+ Phenol từ dẫn xuất cardanol, cadol gây nhiễm độc cấp tính, nếu nhiễm nặng phenol sẽgây rối loạn tiêu hoá, rối loạn thần kinh, dị ứng da….

VI QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ XỬ LÝ

1 Sơ đồ công nghệ

Hình 4.1: Sơ đồ dây chuyền khối lò đốt khí thải vỏ hạt điều

9 Thuyết minh sơ đồ công nghệ

Chao dầu (đốt sản xuất)

Chương 4: Phân tích nguồn thải và đề xuất công nghệ xử lý khí thải.

Tại lò đốt sản xuất, nguyên liệu dùng để đốt lò là vỏ hạt điều và được mồi bằng bếp Gas Lò được thiết kế để mô phỏng quá trình chao dầu trong chế biến hạt điều Trên

lò có đặt một chảo dầu điều Khi dầu trong chảo nóng lên sẽ bốc hơi, hơi sẽ bị thu giữ nhờ chụp hút đặt phía trên chảo

Khí sinh ra từ lò đốt sản xuất gồm 2 nguồn: khói thải do đốt vỏ hạt điều và hơi điều và hơi dầu điều Cả 2 sẽ được dẫn qua lò đốt xử lý Tại đây khí sẽ được đốt bằng điện nhờ 2 thanh điện trở nóng

Sau đó khí được dẫn qua xyclon để xử lý bụi thô, khí tiếp tục qua lọc tay áo để xử

lý bụi tinh

Khí lúc này sẽ được dẫn qua tháp hấp thụ CO2 để loại CO2 Sau cùng qua một lớp than hoạt tính để khử mùi và thải ra ngoài

10 Xây dựng mô hình vật lý

a Giới thiệu mô hình tổng quát

Hình 4.2: Mô hình vật lý hệ thống xử lý khí thải lò đốt vỏ hạt điều

(Nguồn : Báo cáo đề tài nghiên cứu khoa học – Ths: Lâm Vĩnh Sơn)

b Thành phần chức năng các thiết bị chính

Lò sản xuất

Hình 4.3: Lò sản xuất

(Nguồn : Báo cáo đề tài nghiên cứu khoa học – Ths: Lâm Vĩnh Sơn)

+ Nguyên lý hoạt động

Lò được đốt vỏ hạt điều và mồi lửa bằng gas Bên hông lò có một đoạn ống nhô

ra và hở để hút oxy giúp quá trình cháy tốt hơn,

Kích thước lò đốt sản xuất: Cao 17cm, đường kính 24cm Cửa lò làm theo hìnhvuông kích thước 15x15cm

Nồi chao dầu

Nồi chao dầu hay còn gọi là chảo chao dầu được đặt phía trên lò đốt sản xuất Bên trong nồi có chứa dầu diều Trong quá trình sản xuất thực tế, đây là giai đoạnsản sinh ra nhiều khí độc hại nên phía trên nồi chao dầu thường gắn thêm chụp hút dể thu hơi dầu thoát ra

Chụp hút

Hình 4.4: Chụp hút

(Nguồn : Báo cáo đề tài nghiên cứu khoa học – Ths: Lâm Vĩnh Sơn)

+ Công dụng và nguyên lý hoạt động:

Trong quá tình đốt nóng, một phần hơi dầu sẽ bị bay hơi Chụp hút được đặt phía trên chảo chao dầu để thu hơi dầu bay ra từ chảo chao dầu Chụp hút có gắn 1 quạt điện

để quá trình hút triệt để hơn

Chương 4: Phân tích nguồn thải và đề xuất công nghệ xử lý khí thải.

Kích thước: đường kính 24cm, cao 12cm

Lò đốt xử lý

+ Nguyên lý hoạt động:

Khí được thu gom từ 2 nguồn: khói sinh ra từ lò đốt vỏ hạt điều và hơi dầu bốc lên từ chảo chao dầu Tất cả sẽ được dẫn qua lò đốt xử lý Tại đây hổn hợp hơi dầu và khói sẽ được đốt nhờ 2 thanh điện trở nóng được đặt phía trong lò đốt

Kích thước: dài 30cm, đường kính 21cm