3.11.1. NGUYấN Lí
Bụi trong dũng khớ đi qua hệ thống khử bụi gồm nhiều tấm đục lỗ hay lưới bằng kim loại. Những tấm lưới này luụn luụn được thấm ướt bằng một chất lỏng thớch hợp và quay trũn đều trong một khụng gian hỡnh trụ. Những hạt bụi trong dũng khớ gặp bề mặt chất lỏng sẽ bị làm ướt và bị giữ lại rồi trụi theo những gịot nước rơi xuống đỏy.
3.11.2. CẤU TẠO VÀ VẬN HÀNH
Thiết bị rửa khớ kiểu đĩa quay được minh hoạ trờn hỡnh 3.13. Khớ thải được dẫn vào thiết bị theo cửa khớ vào 1 ở phớa dưới; sau khi đi qua hệ thống đĩa quay 5 sẽ đi ra ngoài theo cửa thoỏt 2 ở phớa trờn. Chất lỏng được phun vào đĩa trờn cựngbằng hệ thống phun 3 ở gần trục quay và phõn bố đều trờn mặy cỏc đĩa đồng thời chẩy xuống phớa dưới. Bụi bị thấm ướt sẽ chẩy theo dũng chất lỏng đi xuống phớa dưới đỏy thỏp và được thường xuyờn thỏo ra theo cửa thoỏt 4.
Hỡnh 3.13. Mụ hỡnh thiết bị lọc bụi kiểu đĩa quay
Khí bẩn vào Huyền phù bụi Khí sạch ra Cấp chất lỏng Trục quay Các đĩa quay
CHƯƠNG IV. CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ Lí HƠI VÀ KHÍ ĐỘC
[23,29,31]
4.1. XỬ LÍ KHÍ VÀ HƠI BẰNG PHƯƠNG PHÁP TIấU HUỶ
Để phõn hủy một chất ở dạng khớ hoặc hơi cú hại cho mụi trường thành một hay nhiều chất khỏc ớt hoặc khụng độc hại cú thể thực hiện bằng nguồn nhiệt - phõn hủy nhiệt; hoặc phõn hủy nhiệt cú xỳc tỏc hay thụng qua cỏc phản ứng húa học; hoặc kết hợp cả hai như phương phỏp đốt.
+ Đốt và phõn huỷ bằng nhiệt.
Phương phỏp này phự hợp với khớ thải chứ a cỏc hợp chất hữu cơ như cỏc hơi dung mụi, hơi lũ cốc hoỏ than, hơi đốt... với điều kiện nhiệt độ cao, cỏc chất hữu cơ sẽ bị phõn huỷ thành than, khớ và hơi nước. Nếu để phõn hủy tự do, nhiệt độ phõn hủy đũi hỏi sẽ cao và tốc độ phõn hủy thường chậm. Vỡ vậy người ta thường tiến hành với sự cú mặt của cỏc chất xỳc tỏc.
Mặt khỏc cú thể tiến hành đốt với khụng khớ. Thớ dụ như đốt khớ đồng hành trong khai thỏc dầu mỏ.
Nhiên liệu và không khí Khí bẩn
Khí bẩn
Khí đã xử lý Nhiệt độ TB
+ Tiờu hủy bằng húa học.
Đõy là phương phỏp được sử dụng khỏ phổ biến đối với cỏc khớ độc hại.
Đối với cỏc chất hữu cơ độc hại như thuốc trừ dịch hại, người ta thường sử dụng cỏc phản ứng oxy húa khử để thay đổi cấu trỳc phõn tử hay dạng tồn tại của chỳng để trở thành cỏc sản phẩm ớt hoặc khụng cú hại đối với người và động thực vật.
Thớ dụ: + Phản ứng với ozụn với sự cú mặt của tia cực tớm. ễzụn húa kết hợp với chiếu tia cực tớm là phương phỏp rất cú hiệu quả đối với chất thải hữu cơ hoặc dung mụi.
Chất trừ dịch hại + O3 CO2 + H2O + Cỏc chất khụng độc + ụxy húa bằng cỏc chất ụxy húa mạnh khỏc:
Khí bẩn
Khí bẩn
Nhiờn liệu và khụng khớ Trao đổi nhiệt
Khớ đó xử lý
UV
Chất hữu cơ + KMnO4 Mn2+ + CO2 + H2O + ... MnO2 + cỏc sản phẩm khụng độc Khí chưa xử lý Nhiên liệu Không khí Miệng đốt 315 - 480 C 425 - 600 C Chất xúc tác Khí đã xử lý o o
Hỡnh 4.2. Sơ đồ thiết bị xử lý bằng phương phỏp nhiệt xỳc tỏc
Đỉnh ngọn lửa Tia hơi (khí)
Lửa ở trước đỉnh bốc cháy Dòng cấp gas
Đường cấp gas
To pilot 2
To pilot 3
To pilot 1
3-way plug valves
Nối khí Hỗn hợp
ống mồi lửa
Đỉnh điều khiển Đỉnh bốc cháy Đầu điều khiển
Hỡnh 4.3. Cấu tạo của cửa đốt nhiờn liệu
Thụng thường trong thực tế, người ta sử dụng tổng hợp cỏc phương phỏp núi trờn để đạt được hiệu quả xử lý cao hơn. Thớ dụ như xử lý NOx bằng NH3 với xỳc tỏc phự hợp chỳng ta sẽ thu được sản phẩm là N2và nước. Sơ đồ của quỏ trỡnh xử lý được mụ tả như trờn hỡnh 5.4.
Cửa đốt Khí bẩn Khí bẩn Khụng khớ Lớp xỳc tỏc Khớ đó xử lý Đỉnh ngọn lửa
Đầu điều khiển Đầu phun hơi
Lửa cấp chỏy Đường cấp gas Ống cấp gas Ra pilot 2 Ra pilot 1 Ra pilot 3
Van 3 chiều
Đầu nối khớ
Hỗn hợp
Ống mồi lửa
Đỉnh điều khiển Đỉnh bốc chỏy
NH3 Lớp xúc tác NOx NH3 N2 H2O Khí thải NOx NH3 N2 H2O Khí sạch NOx NH3 N2 H2O NOx NH3 N2 H2O Hỡnh 4.4. Sơ đồ xử lý NOx sử dụng phản ứng cú xỳc tỏc 4.2. PHƯƠNG PHÁP NGƯNG TỤ
Nguyờn tắc của phương phỏp là dựa trờn sự hạ thấp nhiệt độ mụi trường xuống một giỏ trị nhất định thỡ hầu như cỏc chất ở thể hơi sẽ ngưng tụ lại và sau đú được thu hồi hoặc xử lý tiờu hủy.
Dung môi lạnh ra
Khí bẩn ra Khí bẩn vào
Chất đông tụ ra (nước hay không khí) Dung môi lạnh vào
Dung môi lạnh
Hỡnh 4.5. Sơ đồ thiết bị ngưng tụ bề mặt
Ở điều kiện làm lạnh bỡnh thường, ta cú thể xử lý bằng ngưng tụ thường chỉ thu hồi được hơi cỏc dung mụi hữu cơ, hơi axit. Tất nhiờn phương phỏp này chỉ phự hợp với những trường hợp khớ thải cú nồng độ hơi tương đối cao. Trong trường hợp nồng độ nhỏ, người ta thường dựng cỏc phương phỏp hấp phụ hay hấp thụ. Chất làm lạnh (Khí hoặclỏng) Chất làm lạnh ra Chất ngưng tụ ra Chất làm lạnh vào Khí sạch ra Khí bẩn vào
Nước và chất ngưng tụ thải ra Khí chưa xử lí
Khí đã xử lí
Nước đưa vào
Hỡnh 4.6. Sơ đồ thiết bị ngưng tụ kiểu tiếp xỳc.
Hiệu suất ngưng tụ (giỏ trị tương đối) được tớnh theo cụng thức:
100. . o R o C C C − = η
Trong đú: CR là nồng độ hơi ở đầu ra, Co là nồng độ hơi ban đầu.
Giỏ trị tuyệt đối của hiệu suất ngưng tụ tớnh theo cụng thức: 100 . . ). ( 100 . . . o o R R o i o C V V C C M V C m P − = =
Trong đú: mi là khối lượng của chất i được ngưng tụ, Mi là phõn tử lượng của chất i,
VR là lưu lượng khớ ở đầu ra, Volà lưu lượng khớ ở đầu vào.
Khớ đó xử lý
Khớ chưa xử lý
Đường dẫn nước
4.3. XỬ Lí HƠI VÀ KHÍ THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP HẤP PHỤ 4.3.1. KHÁI QUÁT VỀ HIỆN TƯỢNG HẤP PHỤ
Hấp phụ là một quỏ trỡnh xẩy ra trờn bề mặt tiếp xỳc giữa hai pha dị thể (rắn - khớ, rắn - lỏng, lỏng - khớ).
Những phõn tử của cựng một chất nằm ở bề mặt và bờn trong khối chất đú cú cỏc trạng thỏi khỏc nhau dẫn đến hành vi của chỳng cũng khỏc nhau.
Hỡnh 4.7. Sơ đồ tương tỏc giữa cỏc phõn tử trong khối vật chất
Chẳng hạn như về trường lực, cỏc phõn tử ở bờn trong khối vật chất chịu lực tỏc dụng ở mọi phớa đồng đều và như nhau; cũn cỏc phõn tử ở trờn bề mặt thỡ chịu lực tỏc dụng khụng đều nhau mà luụn luụn cú xu thế bị kộo vào bờn trong khối vật chất làm cho bề mặt khối vật chất cú xu hướng luụn bị co lại như minh họa ở hỡnh 5.7.
Khi bề mặt khối vật chất tiếp xỳc với cỏc phần tử của pha khỏc, cỏc phần tử trờn bề mặt khối vật chất đú tỏc dụng lờn cỏc phần tử của pha khỏc những lực hướng về phớa mỡnh nhằm cõn bằng về lực theo mọi hướng. Đõy chớnh là nguyờn nhõn của sự hấp phụ chất trờn bề mặt chất khỏc.
Mặt khỏc, nhiều trương hợp tư\ơng tỏc giữa bề mặt chất rắn với cỏc phõn tử khớ hoặc lỏng khi chung tiếp xỳc với nhau mà sự tương tỏc đú mạnh tương tự như tương tỏc trong một phản ứng húa học, chỳng sẽ tạo nờn một hợp chất mới trờn bề mặt tiếp giỏp - hợp chất bề mặt. Như vậy thực chất cú thể chia hấp phụ làm hai loại: Hấp phụ vật lý và hấp phụ húa học.
+ Hấp phụ vật lý: Là loại hấp phụ gõy ra do tương tỏc yếu giữa cỏc
phõn tử; nú giống như tương tỏc trong hiện tượng ngưng tụ. Lực tương tỏc là lực van Der wall.
+ Hấp phu húa học: Là loại hấp phụ gõy ra do tương tỏc mạnh giữa cỏc
phần tử và tạo ra hợp chất bề mặt giữa bề mặt chất hấp phụ và cỏc phần tử bị hấp phụ.
Đối với chất hấp phụ là chất khớ, quỏ trỡnh hấp phụ phụ thuộc vào nhiệt độ và ỏp suất. Lượng khớ hấp phụ là một hàm phụ thuộc vào hai biến T và P.
), , (T P f
a=
Nếu giữ nhiệt độ khụng đổi ta được đường đẳng nhiệt: ) ( ' P f a=
Nếu giữ ỏp suất khụng đổi ta cú đường đẳng ỏp: ) ( ' T f a=
Nhiệt độ tăng làm giảm quỏ trỡnh hấp phụ. Ngược lại, ỏp suất càng tăng thỡ sự hấp phụ càng tốt. Núi cỏch khỏc, việc hạ nhiệt độ hoặc tăng ỏp suất đều cú lợi cho quỏ trỡng hấp phụ.
4.3.2. XỬ Lí HƠI VÀ KHÍ THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP HẤP PHỤ [28]