Bài giảng Quá trình hấp Phụ - Lê Thị Thái Hà

Bài giảng Quá trình hấp Phụ trình bày khái niệm, một số vật liệu hấp phụ phổ biến, xử lý mùi ô nhiễm bằng quá trình thiêu đốt; các phương pháp thiêu đốt. Mời các bạn cùng tham khảo bài giảng để nắm chi tiết nội dung kiến thức.

QUÁ TRÌNH HẤP PHỤ GVGD:LÊ THỊ THÁI HÀ LOGO Hấp phụ q trình xảy chất khí hay chât lỏng bị hút bề mặt chất rắn xốp Chất khí hay gọi chất bị hấp phụ, chất rắn xốp dùng để hút khí hay gọi chất hấp phụ khí khơng bị hấp phụ gọi khí trơ Q trình ngược lại hấp phụ gọi trình giải hấp phụ hay nhả hấp phụ www.themegallery.com Company Logo Hấp phụ vật lí q trình hấp phụ khơng hình thành liên kết hóa học Hấp phụ vật lý xảy nhiệt độ thấp, nhiệt hấp phụ thường nhỏ so với hấp phụ hóa học www.themegallery.com Company Logo Hấp phụ hóa học loại hấp phụ gây tưong tác mạnh phần tử tạo hợp chất bề mặt bề mặt chất hấp phụ phần tử bị hấp phụ Đối với chất bị hấp phụ chất khí, q trình phụ thuộc vào nhiệt độ áp suất www.themegallery.com Company Logo Vật liệu hấp phụ Vật liệu làm chất hấp phụ vật liệu xốp Cấu trúc bên đặc trưng kích thước hình dạng khác khoảng trống lỗ xốp www.themegallery.com Company Logo Vật liệu hấp phụ cần đáp ứng yêu cầu sau: Có khả hấp phụ cao Phạm vi tác dụng rộng Có độ bền học cần thiết Có khả hòan nguyên dễ dàng Rẻ tiền www.themegallery.com Company Logo Một số vật liệu hấp phụ phổ biến 1.Than họat tính: chất phụ rắn, xốp, khơng phân cực Than họat tính có cấu tạo xốp có nhiều lỗ rỗng nhỏ không đồng phức tạp, bề mặt kỵ nước ứng dụng: tách chất ô nhiễm có nguồn gốc hữu Ưu điểm: giá rẻ dùng xử lý ô nhiễm môi trường Nhược điểm: khó tái sinh bị đóng cặn, bắt cháy tái sinh www.themegallery.com Company Logo Zeolit: hợp chất có cấu trúc tinh thể, sản xuất từ cao lanh tự nhiên Tính chất zeolit phụ thuộc vào tỷ lệ Si Al Zeolites sử dụng q trình làm khơ khí, loại CO2 khỏi khí thiên nhiên, loại khí CO khỏi gas tinh lọc,… Ưu điểm: giữ họat tính cao nhiệt độ tương đối 150 – 250oC Nhược điểm: thể tích lỗ xốp nhỏ nên lượng chất hấp phụ so với chất hấp phụ khác www.themegallery.com Company Logo Silicagen: hóa chất trơ, khơng độc, phân cực Độ rỗng cao, khoảng 800m2/gram, cho phép hút nước mạnh Ứng dụng: Silicagen có lỗ xốp mịn dùng hấp phụ khí dễ ngưng tụ - Silicagen có lỗ xốp trung bình thơ dùng để hút hợp chất hữu Ưu điểm: không cháy, có nhiệt độ tái sinh thấp (110 – 200oC) có độ bền học Khuyết điểm: bị phá hủy giọt ẩm www.themegallery.com Company Logo Thiết bị hấp phụ: Trong thiết bị hấp phụ, vật liệu hấp phụ đổ thành lớp đệm có độ dày định, tùy theo nồng độ khí độc Tốc độ dịng khí qua lớp vật liệu tùy theo cấu tạo hạt vật liệu lọc Thông thường, vận tốc khí tịan tiết diện ngang thiết bị khoảng 0,1 – 0,5m/s thời gian lưu dịng khí lớp vật liệu hấp phụ khoảng – 6s www.themegallery.com Company Logo Xử lý khí SO2 chất hấp phụ thể rắn Hấp phụ khí SO2 than hoạt tính Khói thải vào tháp hấp phụ bị giữ lại lớp than họat tính tầng hấp phụ Sau hoàn nguyên với lượng than bổ sung chuyển lên phễu chứa để cung cấp vào tháp hấp phụ qua phận khống chế liều lượng www.themegallery.com Company Logo www.themegallery.com Company Logo Sau hồn ngun, than hoạt tính sàng lọc lại để loại bỏ phần than vụn Ưu điểm: hệ thống đơn giản, áp dụng cho q trình cơng nghệ có thải khí SO2 liên tục hay gián đoạn nhiệt độ cao Nhược điểm: tuỳ thuộc vào q trình hồn ngun tiêu hao nhiều vật liệu hấp phụ sản phẩm khí SO2 thu hồi có nồng độ thấp www.themegallery.com Company Logo Hấp phụ khí SO2 than hoạt tính có tưới nước Cần lắp đặt bình hấp phụ họat động luân phiên nhau, theo chu trình hấp phụ, theo chu trình hồn ngun Lưu lượng khí thải 1000 – 1500m3/h Nồng độ ban đầu SO2 0,1 – 0,15% Hiệu khử SO2 đạt 98 – 99% www.themegallery.com Company Logo Hấp phụ khí NOx silicagel, than hoạt tính Khí thải có chứa -1,5% NOx Ưu điểm phương pháp có khả thu hồi NO2 nồng độ cao để điều chế axit nitric sử dụng cho mục đích khác cơng nghiệp Nhược điểm phương pháp khả hấp phụ NOx chất rắn thấp nên phải sử dụng hệ thống hấp phụ nhiều tầng, dẫn đến tiêu hao lượng lớn để thắng sức cản hệ thống www.themegallery.com Company Logo Hoàn nguyên vật liệu hấp phụ Khi xuất điểm dừng, lúc cần phải ngừng chu kỳ hấp phụ chuyển sang chu kỳ hoàn nguyên để giải chất nhiễm bị hấp phụ bề mặt vật liệu Cần thiết hoàn nguyên chất hấp phụ để phục hồi khả hấp phụ Chi phí hồn ngun chiếm từ 40 – 70% tổng chi phí q trình làm khí www.themegallery.com Company Logo Các phương pháp hoàn nguyên Hoàn nguyên nhiệt Phổ biến phương pháp dùng khơng khí nóng nước Hồn ngun áp suất Ở nhiệt độ khơng đổi áp suất giảm khả hấp phụ giảm chất khí bị hấp phụ thoát khỏi bề mặt vật liệu www.themegallery.com Company Logo Hồn ngun khí trơ Dùng khí trơ khơng chứa chất khí bị hấp phụ thổi qua lớp vật liệu hấp phụ Áp suất riêng chất bị hấp phụ pha khí thấp không www.themegallery.com Company Logo Ưu điểm phương pháp hồn ngun nước Đơn giản, tốn kém, hiệu cao Ở nhiệt độ cao, giải hầu hết chất khí nhiễm bị hấp phụ pha rắn, không làm hỏng vật liệu hấp phụ chất khí giải thoát www.themegallery.com Company Logo Hơi nước ngưng tụ lại nhã nhiệt ngưng tụ lớp vật liệu hấp phụ thúc đẩy q trình giải hấp phụ Có thể thu hồi chất bị hấp phụ cách cho ngưng tụ www.themegallery.com Company Logo XỬ LÝ MÙI Ô NHIỄM BẰNG QT THIÊU ĐỐT Ưu điểm :  Phân huỷ hồn tồn chất nhiễm cháy thiết bị thiêu đốt thiết kế vận hành qui cách  Có khả thích ứng thay đổi vừa phải lưu lượng khí thải nồng độ chất ô nhiễm khí thải  Hiệu xử lý cao chất ô nhiễm đặc biệt mà phương pháp xử lý khác khơng có hiệu hiệu thấp  Có khả thu hồi, tận dụng nhiệt thải trình thiêu đốt www.themegallery.com Company Logo XỬ LÝ MÙI Ô NHIỄM BẰNG QT THIÊU ĐỐT Nhược điểm:  Chi phí đầu tư thiết bị vận hành tương đối lớn  Có khả làm phức tạp thêm vấn đề ô nhiễm khơng khí chất nhiễm hydrocacbon cần thiêu đốt ngồi ngun tố C, H, O… cịn chứa hợp chất clorin, nitơ, lưu huỳnh  Trong trình thiêu đốt cần cấp thêm nhiên liệu chất xúc tác  Xảy số phản ứng hóa học khơng mong muốn q trình thiêu đốt www.themegallery.com Company Logo XỬ LÝ MÙI Ô NHIỄM BẰNG QT THIÊU ĐỐT Nhược điểm:  Thiết kế thiết bị thiêu đốt cần phải kiểm soát nhiều yếu tố : thành phần hóa học, nồng độ, lưu lượng www.themegallery.com Company Logo CÁC PHƯƠNG PHÁP THIÊU ĐỐT Thiêu đốt lứa trực tiếp • Là biện pháp làm cho khí nhiễm cháy trực tiếp khơng khí mà không cần cấp nhiên liệu bổ sung, trường hợp chung cần nhiên liệu để mồi lửa để điều chỉnh cần thiết www.themegallery.com Thiêu đốt có buồng đốt • Thiêu đốt có buồng đốt áp dụng rộng rãi kim loại khí thải có chứa chất nhiễm dạng khí, sol khí cháy với nồng độ tương đối thấp từ q trình cơng nghệ khác q ngành thương nghiệp công nghiệp: thiết bị phun nhựa đường, lị sản xuất thịt hun khói, lị rang café, lị nấu sơn,… Thiêu đốt có chất xúc tác • Thiêu đốt có xúc tác bước phát triển cơng nghệ xử lý khí thải khơng gian kín – buồng đốt Company Logo ... lại hấp phụ gọi trình giải hấp phụ hay nhả hấp phụ www.themegallery.com Company Logo ? ?Hấp phụ vật lí q trình hấp phụ khơng hình thành liên kết hóa học Hấp phụ vật lý xảy nhiệt độ thấp, nhiệt hấp. .. hấp phụ thường nhỏ so với hấp phụ hóa học www.themegallery.com Company Logo ? ?Hấp phụ hóa học loại hấp phụ gây tưong tác mạnh phần tử tạo hợp chất bề mặt bề mặt chất hấp phụ phần tử bị hấp phụ. . .Hấp phụ trình xảy chất khí hay chât lỏng bị hút bề mặt chất rắn xốp Chất khí hay gọi chất bị hấp phụ, chất rắn xốp dùng để hút khí hay gọi chất hấp phụ khí khơng bị hấp phụ gọi khí trơ Q trình