- QCVN 34:2010/BTNMT, QCVN về khớ thải cụng nghiệp lọc hoỏ dầu đối với bụivà cỏc chất vụ cơ
e.Mức độ hoàn nguyờn
Khi hoàn nguyờn một chất hấp phụ bóo hũa, nhất là trong cỏc thiết bị tại chỗ, thường sẽ khụng kinh tế khi loại bỏ tất cả chất bị hấp phụ. Thay vào đú, người ta chỉ tiến hành hoàn nguyờn đến mức mà chi phớ cho một đơn vị khối lượng chất bị hấp phụ đạt giỏ trị tối thiểu. Mức này bao giờ cũng chưa đến mức giải hấp phụ hoàn toàn. Một ưu điểm của than chưa giải hấp phụ là nú làm hạ nhiệt độ của cỏc chu kỳ hấp phụ tiếp theo. Khả năng hấp phụ của than hoạt tớnh cú thể chỉ bằng ẵ khả năng bóo hũa lệ thuộc phần lớn vào thể tớch mol của chất bị hấp phụ.
5.2. Xử lý SO2 bằng phương phỏp hấp phụ5.2.1. Xử lý SO2 bằng than hoạt tớnh 5.2.1. Xử lý SO2 bằng than hoạt tớnh
Hệ thống xử lý SO2 bằng than hoạt tớnh cú sơ đồ đơn giản và được ỏp dụng cho nhiều ngành cụng nghiệp thải ra khớ SO2 khỏc nhau. Hệ thống này cú ưu điểm là cú thể làm việc được với khớ thải cú nhiệt độ cao trờn 1000C.
Nhược điểm của phương phỏp này tựy thuộc vào quỏ trỡnh hoàn nguyờn, quỏ trỡnh này cú thể làm tiờu hao nhiều vật liệu hấp phụ hoặc sản phẩm thu hồi là khớ SO2 cú nồng độ thấp hoặc cú lẫn nhiều H2SO4.
Hỡnh 5.2. Sơ đồ hệ thống xử lý SO2 bằng than hoạt tớnh
1. Phễu chứa than hoạt tớnh 2. Đo liều lượng 3. Thỏp hấp phụ nhiều tầng 4. Xiclon 5. Bunke 6. Thỏp giải hấp phụ
7. Thiết bị cấp nhiệt 8. Quạt 9. Mỏy sàng Nguyờn lý hoạt động: chia làm 2 giai đoạn
- Giai đoạn 1: Hấp phụ SO2 vào than hoạt tớnh
+ Khớ thải chứa khớ SO2 đi vào phớa dưới của thỏp hấp phụ nhiều tầng, than hoạt tớnh được đưa từ tầng trờn xuống tầng dưới ở trong thỏp, nhờ cú hệ thống cào đảo.
+ Khớ SO2 sẽ được hấp phụ vào than hoạt tớnh, khớ thải tiếp tục đi lờn phớa trờn và được lọc sạch tro bụi trước khi thải vào mụi trường.
- Giai đoạn 2: Giải hấp phụ
+ Sau khi than hoạt tớnh bóo hũa khớ SO2 thỡ nú sẽ được chuyển qua bunke rồi được đưa vào thỏp giải hấp phụ.
+ Ở nhiệt độ 400 ữ 4500C thỡ khớ SO2 sẽ thoỏt ra khỏi than hoạt tớnh. Khớ SO2 thaots ra từ quỏ trỡnh hoàn nguyờn cú nồng độ 40 ữ 50% và đạt khoảng 96 ữ 97% lượng khớ SO2
cú trong khớ thải, trước khi xử lý.
+ Lượng than hoạt tớnh sau khi được hoàn nguyờn, sẽ được loại bỏ một số khụng đạt yờu cầu, rồi được bổ sung thờm một lượng than hoạt tớnh mới trước khi được đưa tuần hoàn trở lại thỏp hấp phụ nhiều tầng.
Khớ SO2 thoỏt ra từ quỏ trỡnh hoàn nguyờn cũn chứa một số khớ khỏc như: H2S là 2 ữ 4%; S từ 0,1 ữ 0,3% do cú cỏc phản ứng sau.
2SO2 + 3C + 2H2O = 2H2S + 3CO2
SO2 + C = S + CO2
2S + C + 2H2O = 2H2S + CO2
5.2.2. Xử lý khớ SO2 bằng than hoạt tớnh cú tưới nước (LURGI)
Theo phương phỏp này, khớ thải được làm cho bóo hũa hơi nước ở nhiệt độ dưới 1000C đi qua lớp than hoạt tớnh cú tưới nước làm ẩm trong thiết bị hấp phụ. Khớ SO2 bị giữ lại trong lớp than hoạt tớnh và oxy húa thành SO3 nhờ cú oxy trong khớ thải.
Hỡnh 5.3. Xử lý khớ SO2 theo quỏ tỡnh LURGI
1. Scrubber Venturi 2. Xiclon 3. Thiết bị hấp phụ 4. Bể chứa axit 5. Bơm 6. Than hoạt tớnh
Tiếp theo, SO3 kết hợp với nước biến thành H2SO4 và theo nước chảy vào thựng chứa. H2SO4 thu được với nồng độ 20 – 25% được trớch một phần để làm nguội và làm ẩm khớ thải cần xử lý. Quỏ trỡnh này được thực hiện trong Scrubơ Venturi, trong đú axit loóng được dũng khớ chuyển động rối với vận tốc lớn xộ nhỏ thành giọt min, nhiệt độ của khớ giảm xuống nhờ cú nước bốc hơi, cũn axit loóng thỡ trở lờn đậm đặc hơn. Sau Scrubơ Venturi tro bụi và axit được tỏch ra khỏi dũng khớ trong xiclon và chảy xuống bể chứa, cũn khớ đi vào thiết bị hấp phụ.
Để quỏ trỡnh xử lý được liờn tục cần lắp đặt ớt nhất là hai bỡnh hấp phụ luõn phiờn nhau hoạt động, cỏi này theo chu kỳ hấp phụ, cỏi kia theo chu kỳ hoàn nguyờn.
Việc sử dụng H2SO4 thu được từ quỏ trỡnh phụ thuộc vào mức độ nhiễm bẩn tro bụi và độ đậm đặc của nú khi xử lý khớ thải đó được lọc sạch bụi, nồng độ axit thu được cú thể đạt 65 – 70%. Axit bị nhiễm bẩn nặng cú thể được phõn giải theo cỏc phương phỏp thụng dụng để thu khớ SO2 dựng vào việc điều chế H2SO4 sạch hoặc S đơn chất.
Hệ thống thử nghiệm ban đầu với lưu lượng khúi thải 1.000 – 1.500 m3/h. Nồng độ ban đầu của SO2 trong khớ thải đốt nheien liệu mazut là 0,1 – 0,15%. Hiệu quả khử SO2 đạt 98 – 99%. Chất hấp phụ làm việc trong hơn 3 năm liờn tục mà hoạt tớnh của nú khụng hề bị giảm sỳt.
5.2.3. Xử lý SO2 bằng Al2O3 kiềm húa
Quỏ trỡnh xử lý SO2 bằng Al2O3 kiềm húa được dựa trờn tớnh chất hấp phụ của hỗn hợp nhụm oxit và natri oxit (Na2O) với thành phần natri oxit chiếm 20% khối lượng của hỗn hợp. Trong quỏ trỡnh hấp phụ, khớ SO2 bị oxy húa, sau đú tỏc dụng với cỏc oxit kim loại để biến thành sunfat. Chất hấp phụ đó bóo hũa được hoàn nguyờn bằng khớ trơ ở nhiệt độ 600 – 6500C.
- Giai đoạn 1: Hấp phụ SO2
+ Khớ thải sau khi được làm sạch sơ bộ sẽ được đưa vào phớa dưới của thỏp hấp phụ. Chất hấp phụ sẽ được đưa vào phớa trờn của thỏp và chuyển động từ trờn xuống dưới. + Trong quỏ trỡnh chuyển động ngược chiều, chất hấp phụ sẽ khử khớ SO2 trong khớ thải. Bụi và cỏc hạt chất hấp phụ cú kớch thước nhỏ sẽ bị dũng khớ mang theo, đi lờn phớa trờn của thỏp. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
+ Khớ tiếp tục được đi qua xiclon để làm sạch tro bụi trước khi thải vào khớ quyển.
Hỡnh 5.4. Sơ đồ hệ thống xử lý khớ SO2 bằng Al2O3 kiềm húa
1, 3. Xiclon 2. Thỏp hấp phụ 4. Phễu nạp chất hấp phụ 5. Đo liều lượng 6. Thiết bị giải hấp phụ 7. Buồng làm nguội 8 Bề mặt trao đổi nhiệt
- Giai đoạn 2: Giải hấp phụ
+ Phần cũn lại đi qua bộ phận khống chế liều lượng để đi qua thiết bị hoàn nguyờn. Ở nhiệt độ và ỏp suất thớch hợp, chất hấp phụ sẽ được hoàn nguyờn.
+ Sau khi hoàn nguyờn, vật liệu hấp phụ được làm nguội và được đưa tuần hoàn trở lại thỏp hấp phụ. Một lượng chất hấp phụ mới được bổ sung, để lặp lại chu trỡnh làm việc. Lượng chất hấp phụ lưu thụng trong hệ thống khoảng 48 – 50 kg cho 1000 m3 khớ thải cần xử lý, với nồng độ ban đầu của SO2 khoảng 0,3%. Vận tốc chuyển động của dũng khớ trong thỏp hấp phụ và 2 – 2,5 m/s. Thỡ hiệu quả khử SO2 trong khớ thải đạt trờn 90%.
5.2.4. Xử lý khớ SO2 bằng mangan oxita. Xử lý SO2 theo quỏ trỡnh mangan (Mỹ) a. Xử lý SO2 theo quỏ trỡnh mangan (Mỹ)
Chất hấp phụ được xử dụng là Mn2O3 dạng hạt, được làm khụ trong khụng khớ và trong chõn khụng ở nhiệt độ 300 – 4000C.
Khớ thải ở nhiệt độ 130 – 3300C đi vào thiết bị hấp phụ bởi mangan oxit và oxy húa thành SO3, sau đú kết hợp với độ ẩm mao dẫn trong chất hấp phụ tạo thành H2SO4. H2SO4 lại kết hợp với Mn2O3 tạo thành mangan sunfat. Sự tiếp xỳc giữa khớ thải với chất hấp phụ dạng hạt cũng được thực hiện tương tự như trong phương phỏp nhụm oxit kiềm húa. Trong phạm vi nhiệt độ của khúi thải nờn trờn khả năng khử SO2 của chất hấp phụ đạt 25 – 37% trọng lượng bản thõn và khả năng hấp phụ càng cao khi nhiệt độ càng tăng.
Hỡnh 5.5. Sơ đồ hệ thống xử lý khớ SO2 theo quỏ trỡnh mangan
1. Thiết bị hấp phụ 2. Mỏy sàng 3. Thựng điện phõn 4. Thựng phản ứng 5. Mỏy lọc ly tõm 6. Mỏy sấy
Khi chất hấp phụ đó bóo hũa SO2, thỡ chất hấp phụ được đưa qua mỏy sàng rồi đưa vào thựng phản ứng, để kết hợp với dung dịch xỳt theo phản ứng:
MnSO4 + 2NaOH = MnO↓ + Na2SO4 + H2O
Tiếp theo chất kết tủa thu được sẽ được tỏch ra, giội nước trong mỏy ly tõm, ở đú MnO bị oxy húa thành Mn2O3. Chất này được đem đi sấy rồi đưa tuần hoàn trở lại chu trỡnh làm việc.
Dung dịch thu được từ mỏy ly tõm, cú chứa Na2SO4 sẽ được đưa vào thựng điện phõn, để phõn giải thành H2SO4 loóng và dụng dịch NaOH. H2SO4 sẽ được cụ đặc và đem dựng cho cỏc mục đớch khỏc. Cũn NaOH thỡ tuần hoàn trở lại vào thựng phản ứng để tiếp tục chu trỡnh hoàn nguyờn vật liệu hấp phụ.