Tài liệu Đồ án môn học - Kỹ thuật xử lý khí thải ppt

 Giới hạn B áp dụng cho các nhà máy, cơ sơ xây dựng mới: 50 mg/Nm3Đơn vị: mg/Nm3 Miligam trên mét khối khí thải chuẩn I.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ KHÍ THẢI: I.2.1.Phương pháp hấp thu: N

Đề Tài:

Xử Lý Khí Thải

CH ƯƠNG I:

GIỚI THIỆU TỔNG QUAN

VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ KHÍ HCL

I.1 TỔNG QUAN VỀ KHÍ HYDROCLORUA

I.1.1 Đặc điểm lý hóa của khí Hydro clorua (HCl)

Cấu trúc phân tử của hydro clorua

 Công thức phân tử HCl (khí)

 Phân tử gam: 36,4606 g/mol

 Độ hòa tan trong nước ở 20 oC: 720g/L

Phân tử hydro clorua (HCl) là một phân tử hai nguyên tử đơn giản,bao gồm một nguyên tử hydro và một nguyên tử clo kết hợp với nhau thông

qua một liên kết đơn cộng hóa trị Do nguyên tử clo có độ âm điện cao hơn

so với nguyên tử hiđrô nên liên kết cộng hóa trị này là phân cực rõ ràng Dophân tử tổng thể có mômen lưỡng cực lớn với điện tích một phần âm δ- tạinguyên tử clo và điện tích dương δ+ tại nguyên tử hydro, nên phân tử hainguyên tử hydro clorua là phân tử phân cực mạnh VÌ thế, nó rất dễ dànghòa tan trong nước cũng như trong các dung môi phân cực khác

Khi tiếp xúc với nước, nó nhanh chóng bị ion hóa, tạo thành cáccation hydro (H3O+) và các anion clorua (Cl-) thông qua phản ứng hóa họcthuận nghịch sau:

HCl + H2O → H3O+ + Cl−

Dung dịch tạo thành được gọi là axít clohiđric và nó là một axítmạnh Hằng số điện li axít hay hằng số ion hóa Ka là rất lớn, nghĩa là HCl bịđiện li hay ion hóa toàn phần trong nước

Kể cả khi không có mặt nước thì hydro clorua vẫn có thể có phảnứng như một axít Ví dụ, hydro clorua có thể hòa tan trong các dung môiphân cực khác như mêtanol và có phản ứng như một chất xúc tác axít chocác phản ứng hóa học khi điều kiện khan nước (anhiđrơ) là mong muốn

HCl + CH3OH → CH3O+H2 + Cl−

HCl cung cấp proton cho phân tử mêtanol (CH3OH)

Do bản chất axít của nó, hydro clorua là một chất khí có tính ăn mòn,

cụ thể là khi có sự hiện diện của hơi ẩm

Khói trắng của clorua hiđrôloric làm thay đổi pH của giấy quỳ Màu

đỏ chỉ ra rằng dung dịch có tính axít

-Quá trình điện phân muối ăn sản xuất xút.

-Quá trình gia công chế biến có sử dụng Clo (quá trình Clo hóa).-Các cơ sở gia công chế biến kim loại có tẩy rửa bằng HCl

-Quá trình thiêu đốt chất dẻo, giấy và rác thải công nghiệp

-Quá trình mạ điện

-Quá trình làm sạch các nồi đun nấu

- Quá trình sản xuất phân bón, dệt nhuộm và chế biến thực phẩm

I.1.3 Ảnh hưởng của HCl đối với môi trường và con người :

a/ Đối với con người

Tiếp xúc với khí HCl gây ra ảnh hưởng đến sức khỏe của con người

ở nhiều dạng khác nhau bao gồm làm ngứa phổi, da và màng nhầy, làm têliệt hóa các chức năng của hệ thống thần kinh trung ương, ngoài ra còn cácvấn đề về hô hấp và tiêu hóa

Tiếp xúc nhiều hơi axit clohidric có thể bị nhiễm độc, gây ra bệnhviêm dạ dày, bệnh viêm phế quản kinh niên, bệnh viêm da và giảm thị giác

Do tác dụng kích thích cục bộ, HCl sẽ gây bỏng, sưng tấy, tụ máutrường hợp nặng có thể dẫn tới phổi bị mọng nước

Tiếp xúc khí HCl qua đường hô hấp lâu ngày có thể gây ra khàngiọng, phỏng và loét đường hô hấp, đau ngực và bệnh dị ứng phổi

Tiếp xúc với liều lượng cao gây ra nôn mửa, dị ứng phổi và chết donhiễm độc

Clorua hidro tạo thành axit clohidric có tính ăn mòn cao khi tiếp xúcvới cơ thể Việc hít thở bởi hơi khói gây ra ho, nghẹt thở, viêm mũi, họng

và phần phía trên của hệ hô hấp Trong những trường hợp nghiêm trọng làphù phổi, tê liệt hệ tuần hoàn và tử vong Tiếp xúc với da có thể gây mẩn

đỏ, các thương tổn hay bỏng nghiêm trọng Nó cũng có thể gây ra mù mắttrong những trường hợp nghiêm trọng

Theo kết quả nghiên cứu của Tổ chức Y tế thế giới (WHO), HCl cóthể gây ảnh hưởng hệ thống vị giác, mắt, da, mũi, mồm

 Bắt đầu ở nồng độ 0,1- 3,23 mg/m3 đã thấy có mùi, từ 2,83-12,8mg/m3 thấy mùi rõ và từ 8,3-32,9 mg/m3 thấy mùi nặng.

 Công nhân làm việc nồng độ 15 mg/m3 ở thời gian dài có thể bịhỏng răng và để bảo vệ sức khỏe công nhân nên duy trì nồng độ ở mức 2,9mg/m3

 Không gây ung thư

b/ Đối với môi trường:

HCl làm cho cây cối chậm phát triển, với nồng độ cao thì cây chết.HCl có tác dụng làm giảm độ mỡ bóng của lá cây, làm cho các tế bào biểu

bì của lá bị co lại

I.1.4 Ứng dụng:

Một số ứng dụng của hiđrô clorua là:

 Sản xuất axít clohiđric

 Hiđrôclorinat hóa cao su

 Sản xuất các clorua vinyl và alkyl

 Trung gian hóa học trong các sản xuất hóa chất khác

 Làm chất trợ chảy babit

 Xử lý bông

 Trong công nghiệp bán dẫn (loại tinh khiết)

o Khắc các tinh thể bán dẫn

o Chuyển silic thành SiHCl3 để làm tinh khiết silic

I.1.5 Các giới hạn nồng độ khí HCl trong môi trường.

 Nồng độ tối đa cho phép của khí HCl trong không khí xung quanh: TCVN 5938-2005

Thời gian trung bình 24 giờ: 60 µg/cm3

 Tiêu chuẩn của khí HCl đối với khí thải công nghiệp: TCVN

 Giới hạn B (áp dụng cho các nhà máy, cơ sơ xây dựng mới): 50 mg/Nm3

Đơn vị: mg/Nm3 ( Miligam trên mét khối khí thải chuẩn )

I.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ KHÍ THẢI:

I.2.1.Phương pháp hấp thu:

N

g u y ê n t ắ c : Cơ sở của nguyên lý là dựa trên sự tương tác

giữa chất cần hấp thụ (thường là khí hoặc hơi) với chất hấp thụ (thường

là chất lỏng) hoặc dựa vào khả năng hoà tan khác nhau của các chấttrong chất lỏng để tách chất Tuỳ thuộc vào bản chất của sự tương tác mà

ta chia thành:

 Hấp thụ vật lý : Hấp thụ vật lý là quá trình dựa trên sự tươngtác vật lý bao gồm sự khuếch tán, hoà tan của các chất cần hấp thụ vàotrong lòng chất lỏng và sự phân bố của chúng giữa các phân tử chất lỏng

 Hấp thụ hoá học : Hấp thụ hoá học là quá trình luôn đi kèmvới một hay nhiều phản ứng hoá học và bao gồm hai giai đoạn :giaiđoạn khuếch tán và giai đoạn xảy ra các phản ứng hoá học Như vậy

sự hấp thụ hoá học không những phụ thuộc vào tốc độ khuếch táncủa chất khí vào trong chất lỏng mà còn phụ thuộc vào tốc độ chuyểnhoá các chất- tốc độ phản ứng của các chất Trong hấp thụ hoá học, chấtđược hấp thụ có thể phản ứng ngay với các phân tử của chính chất hấpthụ

Ư

u đ iể m :

Rẻ tiền nhất là khi sử dụng nước làm dung môi hấp thu, các khíđộc hại như SO2, H2S, NH3, HF, v.v… có thể được xử lý rất tốt bằngphương pháp này với dung môi nước, các dung môi thích hợp

Có thể được sử dụng kết hợp khi cần rửa khí làm sạch bụi, khitrong khí thải có chứa cả bụi lẫn các khí độc hại mà các chất khí có khảnăng hòa tan tốt trong nước rửa

h u y ết đ iể m :

Hiệu suất làm sạch không cao, hệ số làm giảm khi nhiệt độ dòngkhí tăng cao nên không thể dùng xử lý dòng khí thải có nhiệt độ cao,quátrình hấp thụ là quá trình tỏa nhiệt nên khi thiết kế, xây dựng và vận hành

hệ thống thiết bị hấp thụ xử lý khí nhiều trường hợp ta phải lắp đặt thêmthiết bị trao đổi nhiệt trong tháp hấp thụ để làm nguội thiết bị hiệu quả củaquá trình xử lý như vậy thiết bị sẽ trở nên cồng kềnh, vận hành phức tạp

Khi làm việc hiện tượng “sặc” rất dễ xảy ra khi khống chế, điềuchỉnh mật độ tưới của pha lỏng không tốt, đặc biệt khi dòng khí thải cóhàm lượng bụi lớn

Việc lựa chọn dung môi thích hợp sẽ rất khó khăn, khi chất khí cần

xử lý không có khả năng hòa tan trong nước, lựa chọn các dung môi hữu

cơ sẽ nảy sinh vấn đề: Các dung môi này có gây độc hại cho con người

và môi trường hay không?

Việc lựa chọn dung môi thích hợp là bài toán hóc búa mang tínhkinh tế và kỹ thuật, giá thành dung môi quyết định lớn đến giá thành xử lý

và hiệu quả xử lý Phải tái sinh dung môi (dòng chất thải thứ cấp) khi sửdụng dung môi đắt tiền hoặc chất thải gây ô nhiễm nguồn nước Hệ thốngcàng trở nên cồng kềnh phức tạp

o Sử dụng thiết bị hấp phụ định kỳ tức là trên một tháp hấpphụ, ta nhồi chất hấp phụ vào và cho chất bị hấp phụ đi qua đó.Sau một thời gian khi chất hấp phụ no (đã bão hoà chất bị hấp phụ)thì quá trình dừng lại để tháo bỏ chất hấp phụ đã no và đưa vàolượng chất hấp phụ mới vào.

o Sử dụng thiết bị hấp phụ liên tục, trong đó chất hấpphụ được chuyển động ngược dòng với chất bị hấp phụ Có haikiểu hấp phụ:

- Hấp phụ vật lý :chất hấp phụ chỉ giữ lại cấu tử ( dolực Van der Waals )

- Hấp phụ hoá học :chất hấp phụ hấp phụ các cấu tửlên trên bề mặt chất rắn do đó chất hấp phụ là chất xúc tác làmxảy ra phản ứng hoá học

Ư

u đ i ể m :

Làm sạch và thu hồi được khá nhiều chất ô nhiễm thể hơi khí nếuchất này có giá trị kinh tế cao thì sau khi hoàn nguyên chất hấp phụchúng sẽ được tái sử dụng trong công nghệ sản xuất mà vẫn tận giảm đượctác hại gây ô nhiễm

Chất hấp phụ cũng khá dễ kiếm và rẻ tiền thông dụng nhất làthan hoạt tính (than hoạt tính hấp thu được nhiều chất hữu cơ)

Hiệu quả hấp phụ kém nếu nhiệt độ của khí thải khá cao (tương tự

như hấp thụ) Với các chất khí bị hấp phụ có khả năng bắt cháy cao việcthực hiện nhả hấp phụ bằng dòng khí có nhiệt độ cao cũng sẽ vấp phảinguy cơ cháy tháp hấp phụ

Phương pháp đốt trực tiếp là giải pháp thỏa đáng khi xử lý khôngchứa nhiều chất ô nhiễm vô cơ như Sulfur, Chlorine và Fluorine Trongnhững trường hợp khí thải có nhiệt độ cao có thể không cần phảigia nhiệt khi đưa vào đốt Khí thải của công nghệ chế biến hạt điều

có tính chất này

Phương pháp đốt hoàn toàn phù hợp với việc xử lý các khí độc hạikhông cần thu hồi hoặc khả năng thu hồi thấp, khí thu hồi không có giá trịkinh tế lớn

Có thể tận dụng nhiệt năng trong quá trình xử lý vào các mục đíchkhác

N

h ư ợ c đ i ể m :

Phải có hệ thống thiết bị đốt thích hợp không sinh ra khói và các chất

ô nhiễm thứ cấp gây độc hại Nên trong khi nghiên cứu, thiết kế triển khaiphải chú ý tốt đến tất cả các điều kiện duy trì phản ứng cháy để có được 1thiết bị đốt cho hiệu quả cao

I.2.4 Xử lý bụi:

lực, lực quán tính và lực li tâm hoặc được lọc qua vách ngăn xốp Trongthiết bị ướt, sự tiếp xúc giữa khí bụi và nước được thực hiện Nhờ đó, bụiđược lắng trên các giọt lỏng, trên bề mặt bọt khí hay trên các màng chấtlỏng Trong thiết bị lọc tĩnh điện các aerosol được tích điện và lắngtrên điện cực.

Trên cơ sở phân loại các phương pháp xử lý bụi, ta có thể chia cácthiết bị xử lý bụi làm những dạng sau :

 Khi tiếp xúc với nước, nó nhanh chóng bị ion hóa, tạo thành các cationhydro (H3O+) và các anionclorua (Cl-) thông qua phản ứng hóa học thuận nghịch sau:

I.2.2 Hấp phụ hydro clorua

Để hấp phụ khí HCl người ta có thể dùng oxiclorua sắt và clorua oxitđồng trong hỗn hợp với oxit magie, sunfat và photphat đồng,…Các hợp chấthấp phụ này cho phép xử lý khí với nồng độ HCl thấp đến 1% thể tích trongkhoảng nhiệt độ rộng

Tuy nhiên phương pháp này ít được sử dụng do chi phí phục hồi chấthấp phụ lớn, chất hấp phụ thường đắt và hiếm

CHƯƠNG II:

ĐỀ XUẤT VÀ THUYẾT MINH CÔNG NGHỆ

XỬ LÝ KHÍ HCLII.1 LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ:

II.1.1 Lựa chọn phương pháp xử lý:

* Lựa chọn công nghệ: xử lý khí HCl bằng phương pháp hấp thụ

với dung dich hấp thụ là dung dịch kiềm NaOH, vì:

II.1.2 Sơ lược về phương pháp hấp thụ và các thiết bị hấp thụ:

a Sơ lược về phương pháp hấp thụ:

Hấp thụ là quá trình lôi cuốn khí và hỗn hợp khí bởi chất lỏng.Cấu tửđược tách ra từ hỗn hợp gọi là cấu tử mục tiêu hay cấu tử chính

Hấp thụ là quá trình khi một cấu tử của pha khí khuếch tán vào phalỏng do sự tiếp xúc giữa hai pha khí và lỏng Nếu quá trình xảy ra ngược lại,nghĩa là cần sự truyền vật chất từ pha lỏng vào pha khí, ta có quá trình nhảkhí Nguyên lý của hai quá trình là giống nhau

Quá trình hấp thu tách một hay nhiều chất ô nhiễm ra khỏi dòng khíthải (pha khí) bằng cách xử lý với chất lỏng (pha lỏng) Khi này hỗn hợpkhí sẽ được cho tiếp xúc với chất lỏng nhằm mục đích hòa tan chọn lựa một

hay nhiều cấu tử của hỗn hợp khí để tạo nên một dung dịch các cấu tử trongchất lỏng.

- Khí được hấp thụ gọi là chất bị hấp thụ

- Chất lỏng dùng để hấp thu được gọi là dung môi (chất hấp thụ)

- Khí không bị hấp thụ gọi là khí trơ

Sơ đồ lọc khí độc hại trong hỗn hợp khí kiểu hấp thụ

1-Cửa thoát khí vào khí quyển; 2-Giàn phun; 3-Buồng thiết bị hấp thụ;4-Thiết bị phun; 5-Không khí bẩn đi vào; 6-Bể lắng hay phin lọc; 7-Bơm

Cơ sở của nguyên lý: Dựa trên sự tương tác giữa chất cần hấp thụ

(thường là khí hoặc hơi) với chất hấp thụ (thường là chất lỏng) hoặc dựa vào sựhòa tan khác nhau của các chất trong chất lỏng đẻ tách chất

Nguyên tắc: Cho khí thải tiếp xúc với chất lỏng, các khí này hoặc được

hòa tan vào chất lỏng hoặc được biến đổi thành phần

Hiệu quả hấp thụ phụ thuộc vào:

- Sự tiếp xúc giữapha khí và pha lỏng

- Thời gian tiếp xúc

- Nồng độ môi trường hấp thụ

- Tốc độ phản ứng giữa chất hấp thụ và khí thải

6

Quá trình hấp thụ được chia làm 2 loại chính:

- Hấp thụ vật lý: Là quá trình dựa trên sự tương tác vật lý bao

gồm sự khuếch tán, hòa tan của các chất hấp thụ vào trong lòng chất lỏng và

sự phân bố chúng giữa các chất lỏng

- Hấp thụ hóa học: là quá trình luôn di kèm với một hay nhiều

phản ứng hóa học và bao gồm 2 giai đoạn: giai đoạn khuếch tán và giaiđoạn xảy ra các phản ứng hóa học Như vậy sự hấp thụ hóa học khôngnhững phụ thuộc vào tốc độ khuếch tán của chất khí vào trong chất lỏng màcòn phụ thuộc vào tốc độ chuyển hóa các chất-tốc độ phản ứng của các chất.Trong hấp thụ hóa học, chất được hấp thụ có thể phản ứng ngay với cácphân tử của chính chất hấp thụ

Khuyết điểm:

Hiệu suất làm sạch không cao, hệ số làm giảm khi nhiệt độ khi dòngkhí tăng cao nên không thể dùng khi xử lý dòng khí thải có nhiệt độ cao.Quá trình hấp thụ là quá trình tỏa nhiệt nên khi thiết kế, xây dựng và vậnhành hệ thống thiết bị hấp thụ xử lý khí nhiều trường hợp ta phải lắp đặtthêm thiết bị trao đổi nhiệt trong tháp hấp thụ để làm nguội thiết bị, hiệuquả của quá trình xử lý khí như vậy thiết bị trở nên cồng kềnh, vận hànhphức tạp

Khi làm việc hiện tượng “sặc” rất dễ xảy ra khi khống chế, điềuchỉnh mật độ tưới của pha lỏng không tốt, đặc biệt khi dòng khí thải có hàmlượng bụi lớn

Việc lựa chọn dung môi thích hợp sẽ rất khó khăn, khi chất khí canđược xử lý không có khả năng hòa tan trong nước, lựa chọn dung môi hữu

cơ sẽ nảy sinh vấn đề: Các dung môi này có gây độc hại cho con người và

môi trường hay không? Việc lựa chọn dung môi thích hợp là bài toán hócbúa mang tính kinh tế và kỹ thuật Giá thành dung môi quyết định lớn đếngiá thành xử lý và hiệu quả xử lý.

Phải tái sinh dung môi (dòng chất thải thứ cấp) khi xử dụng dungmôi đắt tiền hoặc chất thải gây ô nhiễm nguồn nước Hệ thống càng trở nêncồng kềnh và phức tạp

Cơ chế quá trình:

Hấp thụ là quá trình quan trọng để xử lý khí và được ứng dụng nhiềutrong các quá trình khác Hấp thụ trên cơ sở của quá trình truyền khối được

mô tả và tính toán dựa vào phân chia 2 pha (can bằng pha và khuếch tán)

Cơ chế quá trình có thể chia làm 3 bước:

Khuếch tán các phân tử chất ô nhiễmthể khí trong khối khí thảiđến bề mặt của chất lỏng hấp thụ Nồng độ phân tử ở phía chất khí phụthuộc vào cả 2 hiện tượng khuếch tán:

đều đặn trong khối khí

động về phía lớp biên

Trong pha lỏng cũng xảy ra hiện tượng như vậy:

o Khuếch tán rối: được hình thành để giữ cho nồng độ

được đều đặn trong toàn bộ khối chất lỏng

lớp biên, hoặc từ lớp biên đi vào pha khí

Thâm nhập và hòa tan chất khí vào bề mặt của chất hấp thụ.Khuếch tán chất khí đã hòa tan trên bề mặt ngăn cách vào sâutrong lòng chất lỏng hấp thụ

Quá trình hấp thụ phụ thuộc vào sự tương tác giữa chất hấp thụ vàchất bị hấp thụ trong pha khí

Quá trình trao đổi:

Khi chất khí ô nhiễm từ khí thải vào chất lỏng hấp thụ các phân tửđược trao đổi qua vùng ranh giới gọi là lớp biên (màng, phim).Các phân tử

đi qua lớp biên từ 2 phía, một số từø phía chất khí, một số từ phiá chất lỏng

Cường độ trao đổi phụ thuộc vào các yếu tố tác động lên hệ thốngnhư áp suất, nhiệt độ, nồng độ và độ hòa tan của các phân tử Cường độ traođổi sẽ tăng nếu giữa pha lỏng và pha khí xảy ra phản ứng hóa học, hay cácphân tử khí không thể quay trở về khối khí, khi có tác động của các quátrình vật lý

Quá trình hấp thụ kèm theo sự tảo nhiệt và sự tăng nhiệt độ của hệthống

Khi pha khí phân tán vào pha lỏng xảy ra hiện tượng dẫn nhiệt làmnăng lượng của cấu tử pha khí bị giảm Hiện tượng này xảy ra là do sựchuyển động hỗn loạn của các phân tử khí, làm cho các phân tử này bị xáotrộn từ đó dẫn tới sự can bằng năng lượng giữa 2 pha Nhờ có sự chuyểnđộng này mà sự khác biệt cục bộ về nồng độ chất khí trong hỗn hợp sẽ đượcgiảm dần ngay cả khi không có sự can thiệp của ngoại lực như: quay, lắc

Mặt khác, tổng thể tích của hệ thống trong quá trình hấp thụ cũnggiảm do thể tích pha khí giảm

- Hấp thụ đẳng nhiệt: được tiến hành với sự giải nhiệt pha lỏng

bằng thiết bị truyền nhiệt bố trí trong tháp hấp thụ Nếu nồng độ ban đầukhông lớn hoặc lưu lượng chất lỏng lớn thì sự thay đổi nhiệt độ của chấtlỏng không đáng kể

- Hấp thụ đẳng áp: diễn ra khi không có sự trao đổi với bên ngoài,

khi này cơ cấu thiết bị được đơn giản hóa nhưng điều kiện can bằngkhông tốt

- Tháp hấp thụ phải thỏa mãn những yêu cầu sau: Hiệu quả và cókhả năng cho khí đi qua, trở lực thấp (<3000pa), kết cấu đơn giản và vậnhành thuận tiện, khối lượng nhỏ và không bị tắc nghẽn do cặn sinh ratrong quá trình hấp thụ

- Khi đồng thời hấp thụ nhiều khí, vận tốc hấp thụ của mỗi khí bịgiảm xuống Khí hấp thụ hóa học trong tháp xuất hiện đối lưu bề mặt,nghĩa là trên bề mặt phân chia pha xuất hiện dòng đối lưu cưỡng bứcthúc đẩy quá trình truyền khối.

- Dung môi hấp thụ: Chất hấp thụ có thể là H2O, dung dịch NaOH,KOH, Na2CO3,K2CO3…

b Các loại thiết bị hấp thụ:

Nguyên lý hoạt động:Màng chất lỏng được hình thành khi cho chấtlỏng chảy vào thành màngtheo các ống, đĩa quay được bố trí hợp lý trongtháp Chất lỏng theo màng chuyển động từ trên xuống dưới và khí đi từdưới lên trên, ít khi sử dụng chế độ chảy cùng chiều (chế độ này chỉ sửdụng khi tốc độ của dòng khí thải cao trên 15-20 m/s)

Với thiết bị màng ống và tấm màng, người ta thường áp dụng chodòng khí thải có tốc độ trung bình từ 4-5 m/s

Ưu điểm: Tạo được diện tích tiếp xúc pha lớn và có khả năng tách,thoát nhiệt tốt đồng thời với quá trình hấp thụ

Tháp màng dạng ống

Nguyên lý hoạt động:Dòng khí đi qua hệ thống gồm nhiều tấm đục

Chất khí đi vàoChất lỏng đi ra

Chất khí đi ra

Chất lỏng đi vào

trong xử lý bụi.Chất lỏng được phân bố đều trên các tầng đĩa, chuyển động

từ trên xuống và được quay tròn liên tục trong suốt quá trình xử lý

Ưu điểm: Sức cản thủy lực nhỏ, có thể làm việc với mức tiêu haochất hấp thụ thấp.Cho phép vận tốc khí lớn nên đường kính tháp tương đốinhỏ, kinh tế hơn những tháp khác.Được sử dụng khi năng suất lớn, lưulượng lỏng nhỏ và môi trường không ăn mòn

Thiết bị màng đĩa quay

Tháp hấp thu loại đệm:

Nguyên lý hoạt động:Trong tháp người ta nhồi các vật thể nhựa,sành, sứ, lò so kim loại, vụn than cốc… để làm tăng diện tích tiếp xúc haipha.Khi vận hành khí thải được đưa từ dưới lên còn chất lỏng được đưa từtrên xuống Trong đó, màng chất lỏng trong chuyển động từ đơn nguyên từvật liệu này sang vật liệu khác thì màng cũ được phá vỡ và màng mới đượchình thành Việc phá vỡ là do sự chuyển động ngược chiều của dòng khí

Ưu điểm: Có thể làm việc với tốc độ dòng khí lớn mà không bị tắcnghẽn Tháp đệm thường được sử dụng khi năng suất nhỏ, môi trường ănmòn, tỷ lệ lỏng: khí lớn, khí không chứa bụi và hấp thụ không tạo ra cặnlắng

Nhược điểm: Khó thoát nhiệt trong quá trình hấp thụ

Khí thoát

Chất lỏng đi vào

Chất lỏng đi raKhí vào

Hệ thống phun

Hệ thống đĩa xoay

Sơ đồ tháp đệm

Nguyên lý hoạt động: Chất khí từ dưới đi lên xuyên qua các khe lỗ,khe chóp, khe lưới sục vào chất lỏng chảy từ trên xuống.Để phân phối đềuchất lỏng người ta dùng tấm ngăn điều chỉnh chiều cao mức chất lỏng

Thường được sử dụng trong trường hợp tải lượng cao, áp suất khíthải lớn, và quá trình hấp thụ có sự tỏa nhiệt, cần được làm lạnh

Các kiểu tháp hấp thụ sủi bọt chính bao gồm: Sủi bọt qua lưới, sủibọt qua đãi chụp xen kẽ, trộn cơ học khí và chất lỏng

Ưu điểm: Khí thải có tải lượng cao, áp suất lớn, có sự tỏa nhiệt Nhược điểm: Hấp thụ kiểu sủi bọt là lớp bọt chiếm thể tích khá lớntrong thiết bị hấp thụ, việc chuyển động của chất lỏng gặp phải trở lực lớn

Cấu tạo thiết bị sủi bọt

Sơ đồ tháp sủi bọt

Chất khí đi vào

Chất lỏng đi ra

Chất lỏng đi vàoChất khí đi ra

Màng phân phối

Chất lỏng đi

vào

Chất lỏng đi raChất khí đi vào

Tấm chắnChất khí đi ra

 Tháp phun:

Nguyên lý hoạt động:Chất lỏng được phun thành dạng bụi mù sương

từ trên xuống, khí đi từ dưới lên nhằm tăng diện tích tiếp xúc để nồng độthực tế của chất cần hấp thụ của pha khí giảm dần theo chiều từ dưới đi lên

và nồngđđộ chất bị hấp thụ trong pha lỏng được tăng dần theo chiều từ trênxuống Quá trình này có lợi cho việc tăng hiệu quả xử lý

Là tháp có cơ cấu phun chất lỏng bằng cơ học hay bằng áp suất trong

đó chất lỏng được phun thành những giọt nhỏ trong thể tích rỗng của thiết

bị và cho dòng khí đi qua.Tháp phun được sử dụng khi yêu cầu trở lực bé vàkhí có chứa hạt rắn

Sơ đồ tháp phun

Dòng khí vào

Dòng chất lỏng

II.2 ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ :

II.2.1 Quy trình cơng nghệ xử lý khí HCl:

Hình: Sơ đồ cơng nghệ hấp thụ HCl bằng dung dịch kiềm

II.2.2 Thuyết minh quy trình cơng nghệ :

Dung dịch NaOH từ bể chứa được bơm lên bồn chứa cao vị, rồi đượcdẫn vào trong tháp.Khí thải (cĩ chứa HCl) được thổi vào từ đáy tháp hấp thụ(tháp mâm).Bên trong tháp hấp thụ, khí thải đi từ dưới lên, dung dich NaOH đi

từ trên xuống, hai pha tiếp xúc ngược chiều nhau.Tại đây khí HCl được hấp thụbởi dung dịch NaOH Khí sạch ra khỏi tháp và được thải ra ngồi.Dung dịchNaOH sau khi hấp thụ khí HCl, được dẫn ra ngồi từ đáy tháp hấp thụ và đượcdẫn đến hệ thống xử lý nước thải của nhà máy, hoặc cĩ thể tận dụng để sảnxuất các clorua kim loại

Đường dẫn khí Đường dẫn NaOH

TRƯỜNG ĐH K ? THU?T-CƠNG NGH?

TP.HCM

KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ CNSH ĐỒ ÁN MÔN HỌC XỬ LÝ KHÍ THẢI

HẤP THU KHÍ HCl BẰNG DUNG DỊCH KIỀM GVHD

THÁP HẤP THỤ

CHƯƠNG III:

TÍNH TOÁN THIẾT BỊ XỬ LÝ KHÍ HCL III.1 YÊU CẦU THIẾT KẾ

- Đưa ra hệ thống xử lý khí thải HCL bằng dung dịch kiềm

- Thiết kế một công trình xử lý khí thải cụ thể: Tính côngtrình hấp thu

Ghi chú: A: Áp dụng cho cở xí nghiệp đang hoạt động.

B: Áp dụng cho cơ sở xây dựng mới

c Các giả thuyết trong quá trình tính toán:

+ Nhiệt độ đầu vào 30 oC+ Nhiệt độ đầu ra 30 oC+ Áp suất 1at