Hấp thụ khí SO2 bằng nước và thu hồi khí SO2
Hấp thụ khí SO2 bằng nước là phương pháp đơn giản được áp dụng sớm nhất để loại bỏ khí SO2 trong khí thải, nhất là trong khĩi của các loại lị cơng nghiệp. Sơ đồ hệ thống xử lý khí SO2 bằng nước gồm 2 giai đoạn:
o Hấp thụ khí SO2 bằng cách phun nước vào dịng khí thải hoặc cho khí thải di qua lớp vật liệu đệm (vật liệu rỗng) cĩ tưới nước – scrubơ.
o Giải thốt khí SO2 ra khỏi chất hấp thụ để thu hồi SO2 (nếu cần) và nước sạch. Phương pháp hấp thụ khí SO2 bằng nước chỉ áp dụng được khi:
o Nồng độ ban đầu của khí SO2 trong khí thải tương đối cao;
o Cĩ sẵn nguồn cấp nhiệt (hơi nước) và cấp lạnh với giá rẻ;
Xử lý khí SO2 bằng đá vơi (CaCO3) hoặc vơi nung:
Xử lý khí SO2 bằng vơi là phương pháp được áp dụng rất rộng rãi trong cơng nghiệp vì hiệu quả xử lý cao, nguyên liệu rẻ tiền và sẵn cĩ ở mọi nơi.
CaCO3 + SO2 = CaSO3 + CO2 (3.1) CaO + SO2 = CaSO3 (3.2) 2CaSO3 + O2 = 2CaSO4 (3.3)
o Ưu điểm nổi bật của phương pháp này là: cơng nghệ đơn giản, chi phí đầu tư ban đầu khơng lớn, cĩ thể chế tạo thiết bị bằng vật liệu thơng thường, khơng cần đến vật liệu chống axit và khơng chiếm nhiều diện tích xây dựng.
Xử lý khí SO2 bằng amoniac:
Amoniac và khí SO2 trong dung dịch nước cĩ phản ứng với nhau và tạo ra muối trung gian amoni sunfit, sau đĩ muối amoni sunfit lại tác dụng tiếp với SO2 và H2O để tạo ra muối amoni bisunfit theo phản ứng sau:
SO2 + 2NH3 = (NH4)2SO3 (3.4)
(NH4)2SO3 + SO3 + H2O = 2NH4HSO3 (3.5)
Lượng bisunfit tích tụ dần dần cĩ thể hồn nguyên bằng cách nung nĩng trong chân khơng
2NH4HSO3 nung nĩng (NH4)2SO3 + SO2↑ + H2O (3.6)
o Ưu điểm của phương pháp này là cĩ thể áp dụng để khử khĩi thải cĩ chứa nhiều bụi và ở nhiệt độ cao. Hệ thống cĩ thể làm việc với lưu lượng khĩi thải rất lớn.
o Nhược điểm chủ yếu của phương pháp này là lượng phế thải nhiều, gây khĩ chịu cho người vận hành do mùi.
Xử lý khí SO2 bằng magie oxit (MgO):
Phương pháp này dựa trên các phản ứng
MgO + SO2 = MgSO3 (3.7) MgSO3 + SO2 + H2O = Mg(HSO3)2 (3.8)
Một phần Magie Sunfit tác dụng oxy trong khĩi thải để tạo thành sunfat 2MgSO3 + O2 = 2MgSO4 (3.9)
Magie bisunfit cĩ thể bị trung hịa bằng cách bổ sung thêm MgO mới Mg(HSO3)2 + MgO = 2MgSO3 + H2O (3.10)
o Ưu điểm của phương pháp này là hiệu quả xử lý cao cĩ thể đạt 95-99%, áp dụng được cho trường hợp khĩi thải cĩ nhiệt độ cao, chứa nhiều bụi mà khơng cần phải làm nguội và lọc bụi trước khi đi vào hệ thống xử lý SO2.
o Nhược điểm: gây ra cáu cặn cho hệ thống bỡi các tinh thể khơng tan.
Phương pháp này cĩ ưu điểm là khơng đĩng cáu cặn trên đường ống. Cĩ thể hấp thụ ở bất kỳ nồng độ nào và chúng cĩ khả năng hấp thụ rất lớn.
Phương trình xảy ra như sau:
Na2CO3 + SO2 = Na2SO3 + CO2 (3.11)
Na2SO3 + SO2 + H2O = NaHSO3 (3.12)
Xử lý khí SO2 bằng kẽm oxit ZnO:
Là phương pháp dùng phản ứng giữa SO2 với kẽm oxit để thu các muối sunfit và
bisunfit, sau đĩ dùng nhiệt để phân ly thành SO2 và ZnO.
o Ưu điểm chính cuả phương pháp này là quá trình phân ly kẽm sunfit ZnSO3
thành SO2 và ZnO xảy ra ở nhiệt độ thấp hơn đáng kể.
o Nhược điểm của phương pháp này là địi hỏi phải lọc sạch tro bụi trong khí thải trước khi đưa vào hệ thống xử lý, tiêu hao nhiều nhiên liệu kẽm oxit và hệ thống xử lý khá phức tạp.
Xử lý khí SO2 bằng các chất hấp thụ hữu cơ:
Được sử dụng rộng rãi trong cơng nghiệp luyện kim màu. Chất hấp thụ khí SO2
được sử dụng phổ biến là các amin thơm như anilin C6H5NH2, toluidin CH3C6H4NH2, xylidin (CH3)2C6H3NH2 và dimetyl-anilin C6H5N(CH3)2 .
o Ưu điểm: hiệu quả cao.
o Nhược điểm: phải làm nguội khí thải và lọc sạch trước khi vào hệ thống, vận hành phức tạp, kinh phí đầu tư lớn.
Xử lý khí SO2 bằng các chất hấp phụ thể rắn:
Hấp phụ khí SO2 bằng than hoạt tính, nhơm oxit kiềm hĩa, mangan oxit (MnO), ..
o Ưu diểm của các phương pháp này là khơng cần hạ thấp nhiệt độ khĩi thải, thiết bị đơn giản, kinh phí đầu tư thấp.
o Nhược điểm: chi phí vận hành lớn do việc hồn nguyên vật liệu.
