- QCVN 34:2010/BTNMT, QCVN về khớ thải cụng nghiệp lọc hoỏ dầu đối với bụivà cỏc chất vụ cơ
6.1.Xử lý khớ thải bằng phương phỏp đốt 1 Nguyờn tắc
b. Quỏ trỡnh DAR-mangan (Mitsubishi)
6.1.Xử lý khớ thải bằng phương phỏp đốt 1 Nguyờn tắc
6.1.1. Nguyờn tắc
Dưới tỏc dụng của nhiệt độ và oxi trong khụng khớ, cỏc chất ụ nhiễm bị oxihoỏ thành chất ớt ụ nhiễm hơn. Điều kiện: phải cú nhiệt độ và O2
Đốt là quỏ trỡnh oxy húa nhanh mà chỳng ta thường hay liờn tưởng đến lửa. Quỏ trỡnh này gồm cỏc giai đoạn: trộn, phản ứng trước chỏy, chỏy và phản ứng sau chỏy.
Quỏ trỡnh trộn cú thể diễn ra trước khi bắt đầu đốt (đốt cú trộn trước) hay trong khi đang đốt (trộn bằng vụi phun hay ngọn lửa khuếch tỏn). Húa học sự chỏy phụ thuộc vào sự cú mặt của cỏc gúc tự do, những đoạn phõn tử trung hũa về điện chứa một liờn kết húa trị đơn. Gốc tự do cực kỳ hoạt húa và khụng ổn định. Ngay cả khi tồn tại khụng lõu và ở nồng độ thấp, chỳng cũng làm tăng tốc độ oxy húa lờn rất nhiều. Trong vựng trước chỏy, cỏc gốc tự do bắt đầu hỡnh thành. Nhiệt độ vựng này lờn khoảng 5000 C do dẫn nhiệt và bức xạ nhiệt từ vựng chỏy.
Trong vựng chỏy, cỏc gốc tự do kết hợp nhanh với oxy và cỏc phõn tử nhiờn liệu bằng một chuỗi cỏc phản ứng húa học phức tạp, gồm cỏc phản ứng dõy chuyền tạo ra cỏc gốc tự do, cỏc phản ứng tạo ra cỏc sản phẩm oxy húa khụng hoàn toàn như andehyt, cacbon monoxit và hydro, và cỏc phản ứng tạo cỏc sản phẩm cuối của quỏ trỡnh chỏy như cacbon dioxit và nước. Cựng với cỏc biến đổi húa học này, nhiệt của quỏ trỡnh chỏy giải phúng ra và làm nhiệt độ tăng nhanh đến 17000C và cao hơn. Vỡ vựng chỏy cú nhiệt độ cao, cỏc phản ứng chỏy khụng thể xảy ra hoàn toàn. Hydro, cacbon monixit và oxy vẫn ở nồng độ cõn bằng là vài %. Cũng vậy, ở nhiệt độ 17000C hay cao hơn, vẫn cũn cỏc gốc hydroxyt tự do và hydro nguyờn tử với nồng độ nhỏ hơn 1%.
Tiếp sau đú là vựng sau chỏy. Trong vựng này, sản phẩm chỏy nguội đi do truyền nhiệt. Khi nhiệt độ hạ xuống, sản phẩm chỏy khụng hoàn toàn cũn lại và cỏc gốc tự do kết hợp với oxy và kết hợp với nhau cho đến khi chỏy hoàn toàn. Khi đủ thời gian để hoàn thành tất cả cỏc quỏ trỡnh oxy húa, một lượng nhỏ sản phẩm oxy húa, khoảng vài phần triệu, vẫn khụng phản ứng và được thải ra ngoài khụng khớ. Nếu ngọn lửa hạ nhiệt quỏ nhanh (do vận hành khụng đỳng), cú thể tạo thành mồ húng và nồng độ aldehyt cú thể tăng cao đến mức cú những tỏc động thấy rừ như cú mựi hụi và kớch thớch mắt.
Quỏ trỡnh chỏy chỉ cú thể xảy ra khi nồng độ chất chỏy trong tỏc nhõn oxy húa, vớ dụ như khụng khớ, nằm trong một khoảng nào đú. Khoảng này được giới hạn bởi nồng độ gọi là giới hạn nổ (hay chỏy) dưới và trờn. Vớ dụ, đối với hỗn hợp khớ tự nhiờn và
khụng khớ ở nhiệt độ phũng, giới hạn chỏy dưới (LEL) là 5,3% thể tớch khớ tự nhiờn. Giới hạn chỏy trờn (UEL) là 15,0% sẽ bị dập tắt bởi chớnh hỗn hợp đú. Những giới hạn núi trờn là khụng tuyệt đối, chỳng chịu ảnh hưởng của nhiệt độ và ỏp suất hỗn hợp, hỡnh dạng của vật chứa và sự cú mặt của cỏc tạp chất khỏc.
Dựa vào hàm lượng oxy và chất chỏy ta cú thể xỏc định 4 loại dũng khớ thải khi xử lý bằng đốt.
- Loại I và II cú hàm lượng chất chỏy dưới 25% của giới hạn chỏy dưới LEL. Loại I cú hàm lượng oxy cao hơn 15% và loại II dưới 15%.
- Loại III khi nồng độ chất chỏy lớn hơn giới hạn chỏy trờn UEL. - Loại IV khi nồng độ chất chỏy và oxy nằm trong khoảng chỏy.
Hai loại cuối cú khỏc một chỳt so với cỏch phõn chia của Hensath (4). Loại IV là loại khụng an toàn. Cần thay đổi điều kiện quỏ trỡnh để giảm hàm lượng oxy hay chất chỏy và đổi dũng khớ thải về một trong ba loại kia. Khớ thải loại I và II thường được xử lý trong lũ đốt bổ sung và rất ớt khi đốt bằng lũ nung, cũn loại III thường được xử lý trong lũ lửa.