Phƣơng pháp này có thể áp dụng rất tốt để xử lý khói thải từ các nhà máy nhiệt điện, nhà máy luyện kim và sản xuất axit sunfuric với hiệu quả kinh tế đáng kể, đặc biệt đƣợc áp dụng rộng rãi ở các nƣớc Đức, Anh, Nhật Bản và một số nƣớc khác.
Sử dụng than hoạt tính để hấp phụ khí SO2 có sơ đồ hệ thống đơn giản và vạn năng, tức là có thể áp dụng đƣợc cho mọi quá trình công nghệ có thải khí SO2 một cách liên tục hay gián đoạn. Ngoài ra, hệ thống xử lý cho phép làm việc đƣợc với khí thải có nhiệt độ cao trên 100oC.
Nhƣợc điểm của phƣơng pháp này tuỳ thuộc vào quá trình hoàn nguyên có thể là tiêu hao nhiều vật liệu hấp phụ hoặc là sản phẩm thu hồi đƣợc khí SO2 có nồng độ thấp, có lẫn nhiều axit sunfuric và tận dụng khó khăn, phải xử lý tiếp mới sử dụng đƣợc.
1 4 Phần lọt sàng Khí vào Khí sạch thoát ra SO2 Khí trơ Tro B ổ sung c hấ t hấp phụ mới 2 3 5 6 7 8 9
Hình 3.20: Sơ đồ hệ thống xử lý khí SO2 theo phƣơng pháp hấp phụ bằng than hoạt tính.
1. Phễu chứa than hoạt tính, 2. thiết bị đo liều lƣợng, 3. tháp hấp phụ nhiều tầng, 4. xiclon, 5. bunke, 6. tháp giải
hấp phụ, 7. thiết bị cấp nhiệt, 8. quạt, 9. máy sàng Trên hình 3.20 là sơ đồ hệ thống xử lý khí SO2 bằng than hoạt tính. Khói thải đi vào tháp hấp phụ 3 gồm nhiều tầng, khí SO2 bị giữ lại trong lớp than hoạt tính của các tầng hấp phụ, sau đó khói đi qua xiclon 4 để lọc sạch tro, bụi trƣớc khi thải ra ngoài khí quyển.
Than hoạt tính sau khi đƣợc hoàn nguyên cùng với một lƣợg than mới bổ sung đƣợc chuyển lên phễu chứa 1 để cấp vào tháp hấp phụ qua bộ phận khống chế liều lƣợng 2. Than rơi từ tầng
trên xuống tầng dƣới của tháp nhờ hệ thống cào đảo. Sau khi bão hòa SO2, than hoạt tính từ tầng dƣới cùng của tháp chảy xuống bunke
5 để đi vào thiết bị giải hấp phụ (hoàn nguyên) 6, tại đây một lƣợng nhiệt đƣợc cấp vào từ bên ngoài để nâng nhiệt độ của than lên 400 ÷ 450oC nhờ thiết bị cấp nhiệt 7 và quạt 8. Để thúc đẩy quá trình hòan nguyên ngƣời ta còn thổi khí trơ nóng hoặc hơi nƣớc vào thiết bị hoàn nguyên. Khí SO2 thoát ra từ quá trình hoàn nguyên có nồng độ 40 ÷ 50% và đạt
khoảng 96 ÷ 97% lƣợng khí SO2 có trong khói thải trƣớc khi đi vào hệ thống xử lý.
Sau khi hòan nguyên than hoạt tính đƣợc sàng chọn lại qua máy sàng 9 để loại bỏ phần than quá vụn nát và bổ sung thêm than mới để đƣa lên phễu chứa
1.
Khí thoát ra từ quá trình hòan nguyên ngoài khí SO2 còn có một số loại khí khác nhƣ: H2S là 2 ÷
4%, lƣu hùynh S là 0,1÷ 0,3% do các phản ứng sau đây: 2 2
2
2 3 2 2 3
1 2 3 4 5 6 3 6 Khí vào Khí sạch thoát ra Nƣớc H2SO4 (20 ÷25%) H2SO4 (25 ÷30%) H2SO4 (10 ÷15%)
Hình 3.21: Xử lý SO2 theo quá trình LURGI
1. tháp rửa khí Venturi, 2. xiclon, 3. Thiết bị hấp phụ, 4. bể chứa axit, 5. bơm, 6. than hoạt tính 2 2 C S CO SO 2 2 2 2 2 2SC H O H SCO
Nồng độ khí SO2 còn lại trong khói thải sau khi ra khỏi hệ thống lọc phụ thuộc vào thời gian làm việc của lớp vật liệu hấp phụ. Đối với than hoạt tính ta có các số liệu sau:
Thời gian , phút 30 60 90 120 150 180 210
Nồng độ khí SO2, % trong khí thoát ra 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1 0,12 0,14
Mức độ hoàn nguyên phụ thuộc vào thời gian hòan nguyên nhƣ sau:
Thời gian, phút 5 10 20 30 40
Mức độ hòan nguyên, % 40 70 90 95 ≈ 100