Xử lí khí SO2 bằng kẽm oxits (ZnO) cũng tương tự như phương pháp oxit magie tức là dùng phản ứng giữa SO2 với kẽm sunfit và bisunfit, sau đó dùng nhiệt để phân ly thành SO2 và ZnO.
Ưu điểm chính của phương pháp này là quá trình phân ly kẽm sunfit ZnSO3 thành SO2 và ZnO xảy ra ở nhiệt độ thấp hơn đáng kể so với quá trình phân ly bằng nhiệt đối với MgSO3. Áp suất bão hòa của sò trên MgSO3 bằng 1 atm ở nhiệt độ 650oC, trong khi đó đối với ZnSO3 áp suất bão hòa như trên có ở nhiệt độ chỉ bằng 2600C. Điều đó cho phép tiến hành phân ly ZnSO3 trong lò múp và thu hồi với nồng độ gần bằng 100% trong lúc MgSO3 được phân ly trong dòng sản phẩm cháy của nhiên liệu nung và chỉ đạt nồng độ không vượt quá 15-20%.
a/ Phương pháp kẽm oxit đơn thuần:
Theo phương pháp này khí thải sau khi được lọc tro bụi không cần làm nguội sơ bộ đi vào scurbơ, trong đó tưới dung dịch huyền phù ZnO. Pảnh ứng xảy ra trong scrcubơ như sau: ZnO+ SO2=ZnSO3 (14.24)
Kẽm sunfit hình thành từ phản ứng trên là loại muối kẽm hòa tan trong và kết tủa dưới dạng các tinh thể ZnSO3.25H2O trong bể tuần hoàn có khuấy. Tinh thể kẽm sunfit được tách ra khỏi dung dịch bằng máy lọc hoặc máy ly tâm. Dung dịch loãng sau máy lọc được đưa về để chuẩn bị sữa kẽm oxit mới, còn tinh thể kẽm sunfit thì được sấy khô và đưa vào lò nung để hoàn nguyên kẽm oxit và thu hồi SO2 nồng độ cao (gần bằng 100% ).
đơn chất.
Trong quá trình khử SO2 vì trong khí thải có chứa oxy nên kẽm sunfit bị oxi hóa thành sunfat - đó là chất có độ hòa tan cao do có nồng độ kẽm sunfat trong dung dịch dần dần tăng cao. Để loại bỏ kẽm sunfat, một phần dung dịch sau khi tách lọc các tinh thể kẽm cần cho bốc hơi và bổ sung vào chu trình một lượng kẽm oxit tương ứng.
Nhược điểm của phương pháp này là đòi hỏi phải lọc sạch tro bụi trong khí thải trước khi đưa vào hệ thống xử lí SO2 và tiêu hao nhiều kẽm oxit do có hiện tượng oxy hóa kẽm sunfit thành sunfat. Ngoài ra, nếu trong khí thải có chứa các chất ô nhiễm như hydroclorua và oxit nitơ thì lượng tiêu hao kẽm oxit sẽ nhiều hơn do hình thành các clorit và nitrit hòa tan.
b/ Phương pháp kẽm oxit kết hợp với natri sunfit:
Sơ đồ công nghệ của phương pháp này được thể hiện ở hình 2.12. Khí thải sau khi qua bộ lọc tro bụi được đưa vào scrubơ 1 đễ tiếp xúc với dung dịch tưới là sunfit và bisunfit natri. Khí SO2 bị hấp thụ bởi dung dịch tưới là natri sunfit biến thành bisunfit theo phản ứng:
Na2SO3 + SO2 + H2O = 2NaHSO3 (14.25)
Dung dịch sau khi tưới trong scrubơ được đưa về bể lắng 2, ở đó tro bụi lắng xuống đáy bể và dung dịch trong đi vào thùng phản ứng 7, kẽm oxit sau khi được hoàn nguyên ở lò nung 10 được đưa vào thùng phản ứng để phục hồi tỷ lệ sunfit và bisunfit natri trong dung dịch tưới, còn kẽm sunfit thì kết tủa thành cặn. Phản ứng xảy ra như sau:
1-scrubo; 2,5-bể lắng ; 3,4,7 thùng phản ứng; 6,8-thiết bị lọc chân không; 9-máy sấy hình trốn;10-lò nung hoàn nguyên ZnO và thu hồi SO2
2NaHSO3+ZnO=ZnSO3+H2O (14.26)
Tinh thể kẽm sunfit từ thùng phản ứng 7 được tách ra ở máy lọc chân không 8, qua máy sấy 9 rồi đi vào lò nung 10. Từ lò nung 10 kẽm oxit quay trở lại chu trình còn khí SO2 thu hồi được sẽ làm khô và cung cấp cho các công đoạn chế biến axit sunfuric hoặc lưu huỳnh đơn chất. Phần dung dịch sau máy lọc 8 được quay về tưới cho scurbơ.
Khi hệ thống làm việc, một lượng natri sunfit oxy hóa thành sunfat. Trong hệ thống này sunfat được loại bỏ bằng cách chuyển thành muối canxi nhờ xử lí dung dịch bằng vôi cấp vào thùng phản ứng 3 có khuấy liên tục. Canxi sunfit không hòa tan có dạng nhão được bổ sung vào bể lắng 2, từ đây bùn nhão chứa canxi sunfit và tro bụi được đưa vào thùng phản ứng 4 đẻ kết hợp với một lượng nhỏ khí SO2 trích ra từ lò nung 10, kết quả là canxi sunfit sẽ chuyển thành bi sunfit dễ hòa tan hơn theo phản ứng :
CaSO3+H2O+SO2==Ca(HSO3)2 (14.27)
Đồng thời các ion hòa tan trong thùng phản ứng 4 tác dụng với natri sunfit ít hòa tan. Canxi sunfat và tro bụi có mặt trong dung dịch để tạo thành canxi sunfat ít hòa tan.
không 6. Dung dịch đã được loại bỏ sunfat có chứa canxi bisunfit hòa tan lại được xử lí bằng vôi trong thùng phản ứng 3 để tạo ra cặn nhão mới bổ sung vào bể lắng 2. Lượng vật liệu tiêu hao để thu hồi 1 tấn khí SO2 nồng độ 100% theo phương pháp này như sau:
Vôi: 0.095 tấn
Kẽm oxit : 0.015 tấn
Natri sunfit : 0.07 tấn
Mazut : 0.28 tấn
Nước : 9.20 m3
Phương pháp này cùng như phương pháp kẽm oxit đơn thuần không đòi hỏi làm nguội sơ bộ khói thải, hiệu quả khử SO2 đạt 96-98%. Nhưng nhược điểm chủ yếu là hệ thống xử lí khá phức tạp và tiêu hao nhiều muối natri.