II. Các phương pháp xử lý khí SO2 [4]
1. Phương pháp xử lý bằng sữa vô
Là phương pháp áp dụng rất rộng rãi trong công nghiệp vì hiệu quả xử lí cao, nguyên liệu rẻ tiền và có sẵn ở mọi nơi.Các phản ứng xảy ra trong quá trình xử lí như sau:
CaO + H2O Ca(OH)2
CO2 + CaCO3 + H2O Ca(HCO3)2
Ca(HCO3)2 + SO2 + H2O CaSO3.2H2O + CO2 CaSO3.2H2O + 1/2 O2 CaSO4.2H2O
Khói thải sau khi được lọc sạch tro bụi đi vào scrubơ 1, trong đó xảy ra quá trình hấp thụ khí SO2 bằng dung dịch sữa vôi tưới trên lớp vật liệu rỗng. Nước chua (chứa axit) chảy ra từ scrubơ được bổ sung thường xuyên bằng sữa vôi mới. Trong nước chảy ra từ sucrubo có chứa nhiều sunfit và canxi sunfat dưới dạng tinh thể: CaSO3.0,5H2O, CaSO4.2 H2O và còn một ít tro bụi sót lại sau bộ lọc tro bụi, do đó cần tách các tinh thể nói trên ra khỏi dung dịch bằng bộ phận tách tinh thể 2. Thiết bị số 2 là một bình rỗng cho phép dung dịch lưu lại một thời gian đủ đủ để hình thành các tinh thể sunfit và canxi sunfat. Sau bộ phận tách tinh thể 2, dung dịch một phần đi vào tưới cho scrubo, phần còn lại đi qua bình lọc chân không 3, ở đó các tinh thể bị giữ lại dưới dạng bùn và được thải ra ngoài. Đá vôi được đập vụn và nghiền ở các thiết bị 7, 8 rồi cho vào thùng 6 để pha trộn với dung dịch loãng chảy ra từ bộ lọc chân không số 3 cùng với một lượng nước bổ sung để được dung dịch sữa vôi mới.
Hiệu suất hấp thụ SO2 bằng sữa vôi đạt 98%. Sức cản khí động của hệ thống không vượt quá 20 mm cột nước.
Nguyên liệu vôi được sử dụng một cách hoàn toàn, cụ thể là cắn bùn từ hệ thốngxử lý khí thải ra có thể được sử dụng làm chất kết dính trong xây dựng sau khi chuyến sunfit thành sunfat trong lò nung.
Ưu điểm của phương pháp: Quy trình công nghệ đơn giản, chi phí hoạt động thấp, chất hấp thụ dễ tìm và rẻ tiền,có thể chế tạo thiết bị bằng vật liệu thông thường, không cần đến vật liệu chống axit và không chiếm nhiều diện tích xây dựng, có khả năng xử khí mà không cần làm nguội và xử lí bụi sơ bộ.
Quá trình hấp thụ bằng huyền phù CaCO3 (thành phần rắn : lỏng = 1:10, kích thước hạt CaCO3 0,1 mm )
Khi đồng thời hấp thụ nhiều khí , vận tốc hấp thụ của mỗi khí bị giảm sút. Khí hấp thụ hóa học trong tháp chảy màng hay tháp đệm sẽ xuất hiện hiện tượng đối lưu trên bề mặt. Bản chất của hiện tượng này là trên bề mặt phân chia pha xuất hiện dòng đối lưu cưỡng bức thúc đẩy quá trình truyền khối.
Quá trình hấp thụ được thực hiện trong nhiều tháp khác nhau : tháp đệm , tháp chảy màng, tháp đĩa, tháp phun, tháp sủi bọt và tháp tầng sôi.
• Tháp hấp thụ phải thỏa mãn các yêu cầu sau : hiệu quả và có khả năng cho khí xuyên qua, trở lực thấp (< 3.000 Pa), kết cấu đơn giản và vận hành htuận tiện, khối lượng nhỏ, không hay tắc nghẽn bởi cặn sinh ra trong quá trình hấp thụ.
• Tháp đệm thường được sử dụng khi năng suất nhỏ, môi trường ăn mòn, tỉ lệ lỏng : khí lớn, khí không chứa bụi và quá trình hấp thụ không tạo ra cặn lắng.
• Tháp đĩa thường kinh tế hơn vì nó cho phép vận tốc khí lớn và do đó giảm đường kính tháp.Tháp đĩa được sử dụng khi năng suất lớn , lưu lượng lỏng nhỏ và môi trường không ăn mòn. Phổ biến nhất là tháp đĩa và tháp đĩa lỗ.
• Tháp phun :được dùng khi yêu cầu trở lực bé và khí có chứa hạt rắn. Tháp hấp thụ với lớp đệm chuyển động theo nhiều dạng khác nhau đang được nghiên cứu ứng dụng.