Thiết bị tách H2S

Một phần của tài liệu Đồ án khoa cơ điện, điện tử, đại học lạc hồng (46) (Trang 44 - 47)

Trong nghiên cứu này chúng tôi sử dụng phoi sắt để tách H2S. Chất này được EPA (Cục bảo vệ môi trường Mỹ) chứng nhận không gây ô nhiễm nguồn nước ngầm và có thể thải trực tiếp ra các bãi rác. Trước khi sử dụng, phoi sắt được oxy hóa để tạo thành một lớp oxyt sắt trên bề mặt. Quá trình này có thể thực hiện một cách tự nhiên bằng cách phơi phoi sắt ngoài không khí một thời gian hoặc đốt để tăng tốc độ oxy hóa.

Phản ứng oxy hóa phoi sắt diễn ra như sau:

Fe + 1/2 O2  FeO

2Fe + 3/2O2  Fe2O3

3Fe + 2O2  Fe3O4

Oxyt sắt tạo thành là hỗn hợp của các oxyt FeO, Fe2O3, Fe3O4. Các

phản ứng trên có thể được xúc tiến nhanh hơn bằng cách tưới nước trên phoi sắt. Quá trình oxy hóa sắt đạt yêu cầu khi bề mặt phoi sắt chuyển từ màu xám sang màu vàng xốp, hoặc đỏ xốp.

Khi khí biogas đi qua thiết bị lọc chứa oxyt sắt, H2S được tách ra

theo các phản ứng sau:

Fe2O3 + 3H2S  Fe2S3 + 3H2O

Fe3O4 + 4H2S  FeS +Fe2S3 + 4H2O

FeO + H2S  FeS + H2O

Khả năng tách H2S của thiết bị giảm dần theo thời gian. Sau 1 tuần

sử dụng đầu tiên (trung bình 4 giờ/ngày), khả năng khử của thiết bị đạt trên 99,4%. Sau 1 tháng sử dụng, hiệu suất của thiết bị vẫn còn đạt trên 98%. Khi hiệu suất của thiết bị giảm thấp, chúng ta có thể tái sinh lõi lọc bằng cách phơi phoi sắt ngoài không khí. Phản ứng tái sinh diễn ra như sau:

Fe2S3 + O2  Fe2O3 + 3S FeS + O2  FeO + S

Phản ứng trên là phản ứng tỏa nhiệt, có thể tự xảy ra trong điều kiện nhiệt độ môi trường. Để gia tốc quá trình tái sinh, chúng ta có thể đốt phoi sắt đã sử dụng trong 15 phút. Tuy nhiên quá trình này tạo ra chất

khí ô nhiễm SO2:

Fe2S3 + 9/2O2  Fe2O3 + 3SO2

Phoi sắt có thể được tái sử dụng từ 3-5 lần.

Phoi sắt sau khi đốt được trộn với vỏ bào cưa với tỉ lệ 4:1 về thể

tích, sau đó được cho vào thiết bị lọc H2S (hình 4.3). Với lưu lượng

biogas là 0,86 m3/h, khối lượng phoi sắt sử dụng là 8kg để lắp đầy một

thiết bị bằng PVC có chiều cao 1,5m, đường kính ngoài 200mm. Tổn thất

áp suất trung bình khi qua thiết bị tách H2S là 0,3mbar.

Thiết bị như trên đã được sử dụng để lọc khí H2S cho nguồn khí

biogas tại Trung tâm bảo trợ xã hội, Đà Sơn, Hòa Khánh Nam, Đà Nẵng. Kết quả phân tích khí trước và sau khi đi qua lọc cho ở bảng 4.2. Chúng ta thấy hiệu suất lọc đạt khá cao (trên 99%).

Hình 3. 3 Thiết bị lọc H2S

Sau 1 giờ sử dụng Sau 20 giờ sử dụng

Trước xử lý Sau xử lý Trước xử lý Sau xử lý Hàm lượng H2S (mg/l) 0,17 0,000 5 0,20 0,001 ppm thể tích 112 0,33 132 0,66

Bảng 3. 2 Hiệu quả lọc H2S

Một phần của tài liệu Đồ án khoa cơ điện, điện tử, đại học lạc hồng (46) (Trang 44 - 47)

Tải bản đầy đủ (DOCX)

(58 trang)
w