5.7 Biện pháp khống chế ô nhiễm không khí
5.7.2 Các biện pháp kiểm soát ô nhiễm không khí tại nguồn
5.7.2.2 Các phương pháp xử lý bụi trong khí thải
Theo nồng độ bụi, tính chất vật lý, hóa học của bụi trong không khí mà chia thành 3 mức làm sạch:
Làm sạch khô: dung ở cấp lọc bụi sơ bộ chỉ tách được các hạt bụi to ( kích thướt hơn 100àm).
Làm sạch trung bình:giữ lại được không những các hạt bụi to mà cả bụi trung bỡnh và một phần bụi nhỏ ( 10-100àm). Nồng độ bụi trong khụng khớ sau khi làm sạch chỉ còn lại khoảng 50-100mg/m3.
Làm sạch tĩnh: cỏc hạt nhỏ dưới 10 àm cũng được lọc ra tới 60-99%. Nồng độ bụi còn lại trong không khí sau khi làm sạch là 1-10 mg/m3.
Thiết bị tách bụi được phân thành 4 nhóm: thu tách bụi kiểu trọng lực, kiểu quán tính ( khô và ướt), kiểu tác dụng tiếp xúc ( màng lọc), kiểu tĩnh điện tách bụi.
Thiết bị thu tách bụi kiểu trọng lực:
Hoạt dđộng theo nguyên lý sử dụng lực trọng trường, các hạt bụi được lắng xuống và tách ra khỏi hỗn hợp khí.
Thiết bị thu tách bụi kiểu trọng lực đơn giản nhất là buồng lắng bụi: cấu tạo buồng lắng đơn giản, hoạt động tốn ít năng lượng. Nhưng buồng lắng chỉ có khả năng thu hồi được bụi cú kớch thướt 100-1000 àm. Hiệu suất chỉ đạt 40-60%.
Nguyên lý hoạt động của buồng lắng: Khi luồng không khí bẩn từ đường ống có tốc độ lớn hơn đi vào buồng lắng với diện tích tiết diện ngang được mở rộng nên tốc độ gió giảm, do đó bụi sẽ được lắng dưới tác dụng trọng lực.
Thiết bị thu tách bụi theo kiểu quán tính ( khô và ướt):
Hoạt động theo nguyên lý lợi dụng các lực quán tính khi xuất hiện thay đổi hướng chuyển động của nguồn không khí chứa bụi bẩn, như là thiết bị thu tách bụi kiểu cyclone ( thùng xoáy khí). Đây là loại thiết bị lọc bụi cơ học phổ biến nhất: rẽ, cấu tạo đơn giản, vận hành dễ dàng, công suất lớn, thời gian hoạt động rộng. Thu hồi bụi kớch thướt hạt từ 5-100 àm, hiệu suất đạt 85%. Nhưng khụng thu hồi được bụi có kích thướt nhỏ hơn. Thường sử dụng thu tách bụi kiểu Cyclon.
Nguyên tắc hoạt động: Không khí bẩn cần làm sạch sẽ được thổi vào theo hướng tiếp tuyến với vỏ thành trụ Cyclon ở gần cổ Cyclon. Không khí bẩn sẽ xoáy theo thành vỏ từ trên xuống. Phần dưới của Cyclon từ phía trên xuống dưới được thu nhỏ dần như hình phểu, do đó không khí xoáy theo thành vỏ tạo thành lõi xoáy ngược chiều lại. Do sự ma sát với thành và do dòng xoáy biến đổi tốc độ nên các phân tử nhỏ ( hạt bụi) trong không khí sẽ chuyển động trong dòng xoáy không cùng tốc độ chuyển dđộng với luồng không khí. Do sự chênh lệch tốc độ giữa các hạt bụi và không khí sinh ra, sẽ làm cho các hạt bụi đi chệch khỏi quỹ đạo và khi va vào thành Cyclon thì bụi được tách ra dưới dạng của lực trọng trường và các lực khí động học khác, cuối cùng chúng sẽ rơi xuống đáy Cyclon, tức là rơi vào bunke ( thùng chứa). Bụi sẽ được lấy đi từ bunke.
Thiết bị tách bụi dung màng lọc
Dùng màng vải để thu tách bụi trong không khí bẩn có thể đạt hiệu suất tách bụi tới 98-99%. Thiết bị thu tách bụi màng lọc này có thể lọc được cả bụi to, bụi
nhỏ và rất nhỏ. Khi không khí đi qua lớp màng lọc, bụi sẽ được giữ lại và hình thành lớp bụi trên màng vải. Vật liệu thường dung làm màng lọc: vải bong, vải capron, dạ, nỉ, vải len, vải sợi lapxxan, vải thủy tinh,…
Một trong những thiết bị được sử dụng thong dụng nhất là thiết bị lọc kiểu túi vải.
Nguyên lý hoạt động: các bụi trong khí thải đi qua các túi vải sẽ giữ lại trên bề mặt vải. Dòng khí thải đi qua túi vải, từ trong ra ngoài và bụi được giữ lại bên trong túi, sau đó được rung động để rơi xuống bunke. Hộp túi bụi lọc có thể chứa tới hàng nghìn túi và thường chia thành một số tổ hợp thành phần, các tổ hợp này hoạt động lọc bụi tương đối riêng biệt.
Hiệu quả lọc bụi đạt tới 99%.
Thiết bị thu tách bụi kiểu tĩnh điện
Hoạt động ttheo nguyên làm sạch không khí bằng cách ion hóa bụi khói và tách chúng ra khỏi không khí nhờ các điện cực khi chúng đi qua. Được ứng dụng trong công nghiệp năng lượng, công nghiệp hóa dầu, luyện kim, hóa chất.
Lọc được cỏc bụi cú kớch thướt rất nhỏ ( 0,005-10 àm). Hiệu suất lọc 98-99%.
Tuy nhiên, tốn năng lượng, thiết bị này rất đắt và cần không gian đặt máy lớn, vận hành khó và không áp dụng được đối với khí thải có khả năng cháy nổ.
Nguyên tắc hoạt động: Thiết bị lọc bụi tĩnh điện được cấu tạo từ linh kiện cơ bản được hình thành bởi 2 tấm đứng song song. Trường điện từ được hình thành bởi các dây đặt giữa 2 tấm có trường điện thế cao ( 10.000V). Trường điện rất mạnh, càng gần dây căng càng lớn và ion hóa các phân tử trong không khí. Các phân tử ion mang điện tích và nguyên tử tự do sẽ chuyển động về các tấm cực bằng lực trọng trường hoặc bằng cách dung nước rửa.
Các thiết bị thu bụi theo phương pháp ẩm.
Trong thiết bị này quá trình thu bụi thường kem theo quá trình làm nguội khí
và hấp phụ khí. Vì vậy, các thiết bị này thường dung để giải quyết đồng thời các vấn đề: Thu hồi bụi, hấp thụ khí, làm nguội khí. Dùng để xử lý khói thải từ các nguồn đốt nhiên liệu hoặc khí thải từ lò luyện thép, kim loại.
Bao gồm chủ yếu như sau:
Thiết bị rửa rỗng:
Trong thiết bị này dòng khí chứa bụi được dẫn qua màng dung dịch hấp thụ.
Tại đó các hạt bụi bị kết dính bởi dung dịch hấp thụ và lắng xuống, khí sạch tiếp tục đi ra khỏi thiết bị.
Thiết bị rửa khí có vật liệu đệm:
Đây là dạng cải tiến của thiết bị rửa khí rỗng. Trong không gian của thiết bị chứa các vật liệu đệm như sứ, gỗ, gốm,…dòng khí chuyễn động theo hướng ngược với dòng dung dịch phun theo phương ngang hoặc phương thẳng đứng.
Phạm vi sử dụng các loại thiết bị là các loại bụi thấm ướt tốt như bụi tàn tro, bụi bong,… kèm theo hấp thụ và làm nguội khí.
Tuy nhiên thu bụi theo phương pháp ẩm: Tiêu hao năng lượng điện, nước, không áp dụng được với các loại bụi có giải phóng ra khí khi gặp nước và phải giải quyết them phần nước thải.
Trên đây là một số loại thiết bị lọc bụi có thể dung trong việc xử lý bụi từ các nhà máy, xí nghiệp cho CCN Caric. Việc lựa chọn thiết bị nào cho nhà máy, xí nghiệp còn phụ thuộc vào yếu tố: đặc tính bụi, mức độ cần làm sạch, khả năng đầu tư,…
5.7.2.3 Phương pháp xử lý các chất ô nhiễm dạng khí
Các phương pháp xử lý khí thải để giảm thiểu, kiểm soát và khống chế ô nhiễm không khí được đưa ra trong bảng 4.2.
Bảng 5.3: Các phương pháp công nghệ xử lý khí thải.
Stt Phương
pháp Nguyên lý Ưu điểm/Khuyết điểm
01 Hấp thụ - Hấp thụ khí thải bằng nước, dung dịch xút hoặc axít trong tháp hấp thụ
- Tốn hoá chất;
- Phải xử lý nước thải;
- Ăn mòn thiết bị;
- Phải làm lạnh khí thải.
- Tái sinh hoặc không tái sinh dung dịch đã hấp thụ
- Có thể sử dụng tháp hấp thụ đệm, đĩa hoặc tháp sủi bọt Venturi
02 Hấp phụ khí thải trong than bùn hoặc phân rác
- Hấp phụ và phân huỷ sinh hoá trong lớp đệm than bùn, phân rác hoặc đất xốp
- Nhiệt độ khí thải phải nhỏ hơn 40oC;
- Tốn mặt bằng;
- Thất thoát áp lực lớn;
- Hiệu suất xử lý có thể đạt tới 99,9%
- Vật liệu đệm được tự tái sinh
03 Hấp phụ trong than hoạt tính
- Khí thải được làm lạnh tới 90- 100oC, sau đó cho qua tháp hấp phụ chứa các lớp than hoạt tính
- Thay than theo chu kỳ;
- Kinh phí xử lý cao;
- Hiệu suất xử lý cao có thể đạt từ 80 - 90%.
04 Ôxy hoá - khử trong dung dịch
- Giai đoạn 1: Dung dịch H2SO4 hấp thụ amin và NH3
- Làm lạnh khí thải đến 40-50oC;
- Tốn hoá chất;
- Giai đoạn 2: Dung dịch kiềm hấp thụ axít cacboxylic, axít béo,