đồ án xử lý nước thải

Tác hại:Khí SO2, SO3 gọi chung là SOx, là những khí thuộc loại độc hại không chỉđối với sức khoẻ con người, động thực vật, mà còn tác động lên các vật liệu xâydựng, các công trình kiến t

MỤC LỤCMỤC LỤC 1 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1

1.1 Giới thiệu:

quan trọng này là sản phẩm chính của sự

đốt cháy hợp chất lưu huỳnh và nó là một

mối lo môi trường đáng kể SO2 thường

được mô tả là "mùi hôi của lưu huỳnh bị

đốt cháy" Nó là sản phẩm tạo thành trong quá trình núi lửa hoạt động và một sốhoạt động công nghiệp khác nhau.

cũng như trong sinh hoạt của con người Nguồn phát thải SO2 chủ yếu là từ Cáctrung tâm nhiệt điện, các loại lò nung, lò hơi khi đốt nhiên liệu than, dầu và khí đốt

có chứa lưu huỳnh hoặc các hợp chất lưu huỳnh

luyện kim, cũng thải vào bầu khí quyển một lương SO2 đáng kể Trên thế giới hàngnăm tiêu thụ gần 2 tỷ tấn than đá các loại và gần 1 tỷ tấn dầu mỏ Khi thành phầnlưu huỳnh trong nhiên liệu trung bình chiếm 1% thì lượng khí SO2 thải vào khí

nghiệp khác

1.2 Tính chất:

có vị hăng cay dễ hóa lỏng, dể hòa tan trong nước với nồng độ thấp

 SO2 có nhiệt độ nóng chảy ở –750C và nhiệt độ sôi ở –100C

 SO2 rất bền nhiệt (∆H0 = - 296,9 kJ/mol)

do sự xúc tác khí SO2 dễ dàng bị oxy hoá biến thành SO3 trong khí quyển và hòa tantrong nước tạo thành axit H2SO4

1.3 Tác hại:

Khí SO2, SO3 gọi chung là SOx, là những khí thuộc loại độc hại không chỉđối với sức khoẻ con người, động thực vật, mà còn tác động lên các vật liệu xâydựng, các công trình kiến trúc, là một trong những chất gây ô nhiễm môi trường.Trong khí quyển, khí SO2 khi gặp các chất oxy hóa hay dưới tác động của nhiệt độ,ánh sáng chúng chuyển thành SO3 nhờ oxy có trong không khí Khi gặp H2O, SO3

kết hợp với nước tạo thành H2SO4 Đây chính là nguyên nhân tạo ra các cơn mưaacid mưa axit ăn mòn các công trình, làm cho thực vật, động vật bị chết hoặc chậmphát triển, biến đất đai thành vùng hoang mạc Khí SO2 gây ra các bệnh viêm phổi,mắt, da Nếu H2SO4 có trong nước mưa với nồng độ cao làm bỏng da người hay làmmục nát quần áo

1.3.1 Đối với con người:

 SO2 và hợp chất của SO2 là những chất có tính kích thích, ở nồng độnhất định có thể gây co giật cơ trơn của khí quản Ở nồng độ lớn hơn sẽ gây tăngtiết dịch niêm mạc đường khí quản Khi tiếp xúc với mắt chúng có thể tạo thànhaxit

hoặc các cơ quan tiêu hóa sau khi được hòa tan trong nước bọt Và cuối cùng chúng

có thể xâm nhập vào hệ tuần hoàn Khi tiếp xúc với bụi, SOx có thể tạo ra các hạtaxit nhỏ, các hạt này có thể xâm nhập vào các huyết mạch nếu kích thước của chúngnhỏ hơn 2-3 μm

chuyển đổi hóa học, kết quả của nó là hàm lượng kiềm trong máu giảm, amoniac bịthoát qua đường tiểu và có ảnh hưởng đến tuyến nước bọt Hầu hết dân cư sốngquanh khu vực nhà máy có nồng độ SO2, SO3 cao đều mắc bệnh đường hô hấp Nếuhít phải SO2 ở nồng độ cao có thể gây tử vong

sulfuric là tác nhân chính gây hiện tượng mưa axit, ảnh hưởng xấu đến sự phát triểnthực vật Khi tiếp xúc với môi trường có chứa hàm lượng SO2 từ 1 - 2ppm trong vàigiờ có thể gây tổn thương lá cây Đối với các loại thực vật nhạy cảm như nấm, địa

y, hàm lượng 0,15 - 0,30 ppm có thể gây độc tính cấp

1.3.3 Đối với các công trình kiến trúc:

Sự có mặt của SOx trong không khí ẩm tạo thành axit là tác nhân gây ăn mònkim loại, bê-tông và các công trình kiến trúc SOx làm hư hỏng, làm thay đổi tínhnăng vật lý, làm thay đổi màu sắc vật liệu xây dựng như đá vôi, đá hoa, đá cẩmthạch; phá hoại các tác phẩm điêu khắc, tượng đài Sắt, thép và các kim loại khác ởtrong môi trường khí ẩm, nóng và bị nhiễm SOx thì bị han gỉ rất nhanh SOx cũnglàm hư hỏng và giảm tuổi thọ các sản phẩm vải, nylon, tơ nhân tạo, đồ bằng da vàgiấy

1.4 Ứng dụng:

tính kháng khuẩn của nó Nó duy trì sự tươi sông và ngăn ngừa mục nát, tuy nhiên

sử dụng chất bảo quản này cũng làm cho các loại hoa quả có hương vị khác

vang Tuy tỷ lệ rất ít, đóng vai trò như một chất kháng khuẩn và chống oxy hóa

định Ở Mỹ là 350 ppm, EU là 160 ppm và 210 ppm đối với rượu vang đỏ và trắng,

nhưng nếu nồng độ cao hơn, nó cũng tạo ra một hương vị khác

máy sản xuất rượu

- Chống nấm mốc.

nước, sulfur dioxide có thể làm phai màu Cho nên nó thường được sử dụng để làmchất tẩy quần áo, tẩy trắng giấy, bột giấy Ngoài ra, nó còn được sử dụng để xử lýnước thải

dioxit là một dung môi trơ đa năng đã được sử dụng rộng rãi cho các muối hòa tanoxy hóa cao Nó cũng đôi khi được sử dụng như là một nguồn của nhóm sulfonyltrong tổng hợp hữu cơ

1.5 Ý nghĩa môi trường:

hiểm họa của nhiều quốc gia, nhất là các nước phát triển trên thế giới Vì những lý

do nêu trên, công nghệ xử lý khí SO2 trong khí thải công nghiệp đã được nghiên cứurất sớm và phát triển mạnh mẽ

SO2 còn có ý nghĩa kinh tế to lớn của nó bởi vì SO2 thu hồi được từ khí thải lànguồn cung cấp nguyên liệu cho các nhà máy sản xuất axit Sunfuric (H2SO4) và lưuhuỳnh nguyên chất

1.6 Các phương pháp hấp thụ SO2:

1.6.1 Hấp thụ SO2 bằng nước:

nhất để loại bỏ khí SO2 trong khí thải

thải đi qua lớp vật liệu đệm (vật liệu rỗng ) có tưới nước – scrubo;

• Giải thoát khí SO2 ra khỏi chất hấp thụ để thu hồi SO2 nếu cần vànước sạch

SO2 + H2O ↔ H+ + HSO

cao, do đó nhiệt độ nước cấp vào hệ thống hấp thụ khí SO2 phải đủ thấp Còn để

giải thoát khí SO2 khỏi nước thì nhiệt độ của nước phải cao Cụ thể là ở nhiệt độ

1000C thì SO2 bốc ra một cách hoàn toàn và trong không khí thoát ra có lẫn cả hơi

khoảng 100% để dùng vào mục đích sản xuất axit sunfuric

phải có một nguồn cấp nhiệt (hơi nước) công suất lớn Đó là một khó khăn Ngoài

ra để sử dụng lại nước cho quá trình hấp thụ phải làm nguội nước xuống gần 100C –tức phải cần đến nguồn cấp lạnh Đó cũng là vấn đề không đơn giản và khá tốnkém

áp dụng được khi:

- Nồng độ ban đầu của khí SO2 trong khí thải tương đối cao

- Có sẵn nguồn cấp nhiệt (hơi nước) với giá rẻ

- Có sẵn nguồn cấp lạnh

- Có thể xả được nước có ít nhiều axit ra sông ngòi

kim loại của công nghiệp luyện kim (nồng độ SO2 trong khí thải có thể đạt 2 ÷12%) Người ta có thể xử lý bằng nước kết hợp vơi quá trình oxy hóa SO2 bằng chấtxúc tác vanadi (V)

biến thành anhidrit sunfuric (SO3), phản ứng này có tỏa nhiệt và xảy ra càng mạnh ởnhiệt độ càng thấp, do đó cần thực hiện quá trình này qua nhiều tầng xúc tác, saumỗi tầng đều được làm nguội

nước tạo thành axit sunfuric (H2SO4)

1.6.2 Hấp thụ bằng đá vôi (CaCO3), vôi nung CaO hoặc vôi sữa (Ca(OH)2):

công nghiệp vì hiệu quả xử lý cao, nguyên liệu rẻ tiền và có sẵn ở mọi nơi

CaCO3 + SO2 CaCO3 + CO2

CaO + SO2  CaSO3

2CaSO3 + O2  2CaSO4

1-tháp hấp thu, 2- bộ phận tách tinh thể, 3-bộ lọc chân không,

4,5- máy bơm, 6-thùng trộn sữa vôi

Hình 1: sơ đồ hệ thống xử lý SO2 bằng CaCO3 và CaO

 Khói thải sau khi được lọc sạch tro bụi đi vào scrubo 1,trong đó xảy raquá trình hấp thụ khí SO2 bằng dung dịch sữa vôi tưới trên lớp đệm bằng vật liệurỗng Nước chứa acid chảy ra từ scrubo có chứa nhiều sunfit và canxi sunfat dướidạng tinh thể: CaSO3.0,5H2O, CaSO4.2H2O và một ít tro bụi còn sót lại sau bộ lọctro bụi, do đó cần tách các tinh thể nói trên ra khỏi dung dịch bằng bộ phận tách tinhthể 2 Thiết bị số 2 là 1 bình rỗng cho phép dung dịch lưu lại 1 thời gian đủ để hìnhthành các tinh thể sunfit và sunfat canxi Sau bộ phận tách tinbh thể 2, dung dịch 1phần đi vào tưới cho Scruber, phần còn lại đi qua bình lọc chân không 3, ở đó cáctinh thể bị giữ lại dưới dạng cặn bùn và được thải ra ngoài Đá vôi được đập vụn vànghiền thành bột và cho vào thùng 6 để pha trộn với dung dịch loãng chảy ra từ bộlọc chân không số 3 cùng với 1 lượng nước bổ sung để được dung dịch sữa vôi mới

thống không vượt quá 20 mm H2O

từ hệ thống xử lý thải ra có thể được sử dụng làm chất kết dính trong xây dựng saukhi chuyển sunfit thành sunfat trong lò nung

Ưu điểm: công nghệ đơn giản, chi phí đầu tư ban đầu không lớn, có thể chế

tạo thiết bị bằng vật liệu thông thường, không cần đến vật liệu chống axit và khôngchiếm nhiều diện tích xây dựng

1.6.3 Hấp thụ SO2 bằng NH3:

tạo ra muối trung gian amoni sunfit, sau đó muối amoni sunfit lại tác dụng tiếp với

SO2 và H2O để tạo ra muối amoni bisunfit theo phản ứng sau:

SO2 + 2NH3 + H2O = (NH4)2SO3

(NH4)2SO3 + SO2 + H2O = 2NH4HSO3

sunfit này lại có thể sử dụng tiếp để khử SO2

2NH4HSO3 (NH4)2SO3 + SO2↑ + H2O

bisunfit amoni thành sunfat amoni và lưu huỳnh đơn chất theo phản ứng sau:

2NH4HSO3+ (NH4)2SO3 = 2(NH4)2SO4 + S + H2O

lại tác dụng với amoni sunfit và tạo ra thiosunfat:

(NH4)2SO3 + S = (NH4)2S2O3

đơn chất nhiều gấp 2 lần:

(NH4)2S2O3+ 2NH4HSO3 = 2(NH4)2SO4 + 2S + H2O

ứng phân hủy dung dịch làm việc tăng dần và dung dịch làm việc sẽ hoàn toàn biếnthành amoni sunfat và lưu huỳnh đơn chất

lâu, nhưng nghiên cứu ứng dụng trong công nhgiệp mới được thực hiện gần đây chủyếu là do các nhà khoa học – công nghệ của Liên Xô cũ

nước sunfit magiê Trong thiết bị hấp thụ xảy ra các phản ứng sau:

nung nóng

MgO + SO2 = MgSO3

MgSO3 + H2O + SO2 = Mg(HSO3)2

Mg(OH)2 + Mg( HSO3)2 = 2MgSO3  + 2H2O

dạng MgSO3.6H2O và MgSO3.3H2O rơi xuống thành cặn lắng

 Độ pH ở đầu vào là 6,8 – 7,5; còn ở đầu ra là 5,5 – 6,0

MgSO3 + O2  MgSO4

MgSO3 MgO + SO2

sunfuric dùng để sản xuất axit sunfuric

Ưu điểm:

Nhược điểm:

1.6.5 Hấp thụ SO2 bằng ZnO:

oxit magiê tức là dùng phản ứng giữa SO2 với kẽm oxit để thu các muối sunfit vàbisunfit, sau đó dùng nhiệt để phân ly thành SO2 và ZnO

 Khi nồng độ SO2 lớn:

2SO2 + ZnO + H2O  Zn(HSO3)2

ướt và sấy khô.Tái sinh ZnO bằng cách nung sunfit ở 350oC

ZnSO3.2,5H2O SO2 + ZnO + 2,5H2O

 SO2 được chế biến tiếp tục, còn ZnO quay lại hấp thụ

Ưu điểm:

nhiệt độ thấp hơn đáng kể so với quá trình phân ly bằng nhiệt đối với MgSO3

Nhược điểm:

Có khả năng hình thành sunfit kẽm (MgSO4) làm cho việc tái sinh ZnO bấtlợi về kinh tế nên phải tách chúng ra và bổ sung ZnO

1.6.6 Xử lý SO2 bằng các chất hấp thụ hữu cơ:

dụng nhiều trong công nghiệp luyện kim màu Chất hấp thụ khí SO2 được sử dụngphổ biến là các amin thơm như anilin C6H5NH2, toluđin CH3C6H4NH2, xyliđin(CH3)2C6H3NH2, và đimety-anilin C6H5N(CH3)2

chất và luyện kim của Đức nghiên cứu và áp dụng ở nhà máy luyện kim Hamburg

để khử SO2 trong khói thải của lò thổi luyện đồng Nồng độ của khí trong khói thảidao động trong phạm vi 0,5 ÷ 8%, trung bình là 3,6%.Chất hấp thụ là hỗn hợpxylidin và nước tỉ lệ ≈ 1:1

trình này được nghiên cứu và áp dụng ở nhiều các nhà máy luyện kim

1.6.7 Xử lý SO2 bằng natri cacbonat:

NaHCO3 + ZnO  ZnSO3 + NaOH

1.6.8.1. Hấp phụ khí SO2 bằng than hoạt tính:

trong lớp than hoạt tính của các tầng hấp thụ, sau đó khói đi qua cyclone để lọc sạchtro bụi trước khi thải ra khí quyển

400-450oC Khí SO2 thoát ra từ quá trình hoàn nguyên có nồng độ 40-50% và đạtkhoảng 96-97% lượng khí SO2 có trong khói thải

than quá vụn nát và bổ sung thêm than mới để đưa lên hấp phụ trở lại

khí khác như: H2S là 2-4%, lưu huỳnh là 0,1-0,3%

1.6.8.2. Hấp phụ khí SO2 bằng than hoạt tính có tưới nước – quá trình LURGI:

nhiệt độ dưới 100oC đi qua lớp than hoạt tính có tưới nước làm ẩm trong thiết bị hấpphụ Khí SO2 bị giữ lại trong lớp than hoạt tính và oxy hóa thành SO3 nhờ có oxytrong khí thải Tiếp theo, SO3 kết hợp với nước biến thành axit sunfuric H2SO4 vàtheo nước chảy vào thùng chứa Axit sunfuric thu được trong thùng chứa với nồng

độ 20-25%

m3/h Nồng độ ban đầu của SO2 trong khói khi đốt nhiên liêu mazut là 0,1-0,15%.Hiệu quả khử SO2 đạt 98-99% Chất hấp phụ làm việc trong hơn 3 năm liên tục màhoạt tính của nó không hề bị giảm sút

1.6.8.3. Xử lý SO2 bằng nhôm oxit kiềm hóa:

Quá trình xử lý khí SO2 bằng nhôm oxit kiềm hóa được dựa trên tính chấthấp phụ của hỗn hợp nhôm oxit (Al2O3) và natri oxit (Na2O)với thành phần natrioxit chiếm 20% khối lượng hỗn hợp Trong quá trình hấp phụ, khí SO2 bị oxy hóa,sau đó tác dụng với các oxit kim loại để biến thành sunfat Chất hấp phụ đã bão hòađược hoàn nguyên bằng khí trơ ở nhiệt độ 600-650oC.

1.6.8.4. Xử lý SO2 bằng Mangan oxit:

oxit là “quá trình Mangan” được nghiên cứu áp dụng ở Mỹ và “quá trình DARMangan” do hãng Mitsubishi của Nhật Bản đề xuất

 Trong quá trình Mangan của Mỹ, chất hấp phụ được sử dụng làMangan oxit (Mn2O3) dạng hạt được làm khô trong không khí và trong chân không

ở nhiệt độ 300-400oC

hỗn hợp của một số oxit được gọi là oxit Mangan hoạt tính Chất hấp phụ thu đượcbằng cách dùng amoniac để xử lý Mangan sunfat và tiếp theo là oxy hóa hydratbằng oxy trong không khí và hơi nước:

MnSO4 + 2NH4OH  Mn(OH)2 + (NH4)2SO4

Mn(OH)2 + 0,5iO2 + n(n-1)H2O  MnO1+i.nH2O

Trong đó: i = 0,5-0,8 và n = 0,1-1,0

1.6.8.5. Xử lý SO2 bằng vôi và dolomit trộn vào than nghiền

được tiếp tục nghiên cứu hoàn thiện

như sau:

2CaO + 2 SO2 +O2  2CaSO4

2CaCO3.MgCO3 + 2SO2 + O2  2[CaSO4 + MgO] + 4CO2

còn phản ứng giữa dolomit và SO2 ở nhiệt độ 600-1200oC

khí SO2 thành 1 quá trình thống nhất trong buồng đốt của lò mà không đòi hỏi phảilắp đặt thêm nhiều thiết bị phụ trợ khác

(30% chất rắn trong nước theo khối lượng) và phun vào dòng khói thải trong thiết bị

gọi là buồng sấy khô kiểu phun đặt trên đường khói của lò Khí SO2 trong khói thảikết hợp với Ca(OH)2 theo phản ứng:

SO2 + Ca(OH)2  CaSO3 + H2O

thành CaSO4:

CaSO3 + ½ O2  CaSO4

giọt vữa được làm khô bằng nhiệt của khói thải, chúng sẽ trở thành những hạt rắn

có nhiều lỗ rỗng và được tách Ra khỏi khói thải trong thiết bị lọc bụi Người ta gọi

đó là phương pháp rửa khí ướt-khô hỗn hợp bằng đá vôi

1.7 Các loại thiết bị hấp thụ:

1.7.1 Tháp rỗng:

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 đươc sử dụng khi yêu

hình dạng khác nhau (trụ, cầu, tấm, yên ngựa, lò xo, ); lưới đỡ đệm, ống dẫn khí vàlỏng vào ra.

dùng bộ phận phân phối dạng: lưới phân phối (lỏng đi trong ống – khí ngoài ống;lỏng và khí đi trong cùng ống); màng phân phối, vòi phun hoa sen (dạng trụ, báncầu, khe); bánh xe quay (ống có lỗ, phun quay, ổ đỡ)

dày δ Đối với đệm trụ, h = d chứa được nhiều phần tử nhất trong 1 đơn vị thể tích

 Khối đệm được đặc trưng bằng các kích thước: bề mặt riêng a(m2/m3); thể tích tự do ε (m3/m3); đường kính tương đương d (tđ) = 4r(thủy lực) =4.S/n = 4 ε/a; tiết diện tự do S (m2/m3)

tự do và và tiết diện ngang lớn; có thể làm việc với tải trọng lớn của lỏng và khí khi

ε và S lớn; khối lượng riêng nhỏ; phân phối đều lỏng; có tính chịu ăn mòn cao, rẻtiền, dễ kiếm Để làm việc với chất lỏng bẩn nên chọn đệm cầu có khối lượngriêng nhỏ

1.7.2.2 Nguyên lý hoạt động:

xúc pha là bề mặt thấm ướt của đệm

• Chế độ màng OA: khi mật độ tưới không lớn, tốc độ khí nhỏ, chấtlỏng chảy thành màng theo bề mặt đệm, khí đi ở khe giữa các màng.

dòngkhí với bề mặt lỏng và kìm hãm sự chảy của màng lỏng, lượng lỏng giữ lạitrong đệm tăng

tăng cường quá trình truyền khối

bền 2 pha liên tục-gián đoạn của khí-lỏng đổi vai trò cho nhau liên tục, làm tăng bềmặt tiếp xúc pha và cường độ truyền khối lên cực đại, đồng thời trở lực thủy lựccũng tăng nhanh; chế độ này duy trì rất khó mặc dù cường độ truyền khối lớn

chất lỏng sẽ bị giữ lại trong tháp và cuốn ngược trở ra theo dòng khí

chảy từ tâm ra thành thiết bị, gây giảm hiệu suất do tiếp xúc pha kém Khắc phụcbằng cách:

thành từng đoạn; giữa các đoạn đệm đặt bộ phận phân phối lại chất lỏng

• Xếp đệm: nếu d < 50mm: đổ lộn xộn, d > 50mm: xếp thứ tự

1.7.2.3 Ưu – nhược điểm - ứng dụng:

 Ưu điểm: cấu tạo đơn giản; trở lực theo pha khí (hoạt động ở chế độ

1.7.3.1 Sơ đồ cấu tạo:

hình trụ thẳng đứng, bên trong có đặt các tấm

ngăn (đĩa) cách nhau một khoảng nhất định Trên mỗi đĩa hai pha chuyển độngngược hoặc chéo chiều:lỏng từ trên xuống (hoặc đi ngang), khí đi từ dưới lên hoặcxuyên qua chất lỏng chảy ngang; ở đây tiếp xúc pha xảy ra theo từng bậc là đĩa.Tùythuộc cấu tạo của đĩa chất lỏng trên đĩa có thể là khuấy lý tưởng hay là dòng chảyqua.

lưới, Trên đĩa có cấu tạo đặc biệt để lỏng đi từ đĩa trên xuống đĩa dưới theo đườngriêng gọi là ống chảy chuyền, đĩa cuối cùng ống chảy chuyền ngập sâu trong khốichất lỏng đáy tháp tạo thành van thủy lực ngăn không cho khí (hơi hay lỏng) đi theoống lên đĩa trên

xupap sục vào pha lỏng trên đĩa Để phân phối đều chất lỏng người ta dùng tấmngăn điều chỉnh chiều cao mức chất lỏng trên đĩa

lỏng đi qua cùng một lỗ trên đĩa

1.7.3.2 Ưu – nhược điểm và ứng dụng:

 Tháp đĩa lỗ: ưu điểm là kết cấu khá đơn giản, trở lực tương đối thấp,

hiệu suất khá cao Tuy nhiên không làm việc được với chất lỏng bẩn, khoảng làmviệc hẹp hơn tháp chop (về lưu lượng khí)

 Tháp chóp: có thể làm việc với tỉ trọng của khí, lỏng thay đổi mạnh,

khá ổn định Song có trở lực lớn, tiêu tốn nhiều vật tư kim loại chế tạo, kết cấu phứctạp Nói chung tháp chop có hiệu suất cao hơn tháp đĩa lỗ

 Tháp xupap: dùng trong chưng cất dầu mỏ.

1.7.4 Tháp màng:

vật rắn thường là thẳng đứng Bề mặt vật rắn có thể là ống, tấm song song hoặc đệmtấm

1.7.4.1 Tháp màng dạng ống:

dạng ống chùm, gồm có ống tạo màng được giữ bằng

hai vĩ ống ở hai đầu, khoảng không giữa ống và vỏ thiết

bị để tách khi cần thiết Chất lỏng chảy thành màng

theo thành ống từ trên xuống, chất khí (hơi) đi theo

khoảng không gian trong màng chất lỏng từ dưới lên

1.7.4.2 Tháp màng dạng tấm phẳng:

làm từ những vật liệu khác nhau (kim loại, nhựa, vải căng treo trên khung ) đặttrong thân hình trụ Để đảm bảo thấm ướt đều chất lỏng từ cả 2 phía tấm đệm tadùng dụng cụ phân phối đặc biệt có cấu tạo răng cưa

1.7.4.3 Tháp màng dạng ống khi lỏng và khí đi cùng chiều:

ống phân phối tương ứng đặt đồng trục với ống tạo màng Chất lỏng đi vào ống tạomàng qua khe giữa 2 ống Khi tốc độ khí lớn sẽ kéo theo chất lỏng từ dưới lên

chuyển động dưới dạng màng theo thành ống tạo màng Khi cần tách nhiệt có thểcho tác nhân lạnh đi vào khoảng không gian giữa vỏ và ống Để nâng cao hiệu suấtngười ta dùng thiết bị nhiều bậc giống nhau.

• Khi 300 < Re < 1600 – chảy màng bắt đầu có gợn sóng

độ chảy của màng Khi đó, do lực ma sát giữa khí và lỏng sẽ có cản trở mạnh củadòng khí làm bề dày màng tăng lên, trở lực dòng khí tăng Tiếp tục tăng vận tốcdòng khí sẽ dẫn đến cân bằng giữa trọng lực của màng lỏng và lực ma sát và dẫnđến chế độ sặc (nhiều khi pha khí chỉ 3-6m/s đã xảy ra sặc) Khi tốc độ vượt qua tốc

độ sặc sẽ làm kéo chất lỏng theo pha khí ra ngoài

1.7.4.4. Ưu và nhược điểm của tháp màng:

 Ứng dụng:

- Trong những hệ thống cần trở lực thấp (hệ thống hút chânkhông, )

CHƯƠNG 2: SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ

Chọn phương pháp xử lý SO2: hấp thụ bằng H2O Vì tính chất nước sau hấpthụ không có cặn ( nước sau hấp thụ là H2SO3) nên chọn tháp hấp thụ bằng thápđệm SO2 là chất khí khó hấp thụ ở nhiệt độ cao (>60oC), do đó phải giải nhiệt khíthải trước khi cho vào tháp hấp thụ

2.1 Sơ đồ công nghệ.

BỒN CAO VỊ

BỂ CHỨA

NƯỚC

BỂ TRUNG HÒA

12

1-Vật liệu đệm; 2-Bơm;

Sơ đồ hấp thụ SO2 bằng nước

2.2 Thuyết minh sơ đồ công nghệ:

tháp bằng một đường ống khác Nước được phun từ trên tháp xuống trải đều trênlớp vật liệu đệm thông qua hệ thống vòi phun

đệm Tại lớp vật liệu đệm sẽ xảy ra quá trình tiếp xúc pha giữa nước và khí thải

SO2 sẽ được nước hấp thụ

 Nước sau khi hấp thụ SO2 sẽ tạo thành H2SO3 rơi xuống đáy tháp đệm

và được bơm đến bể trung hòa Tại bể trung hòa, H2SO3 được trung hòa trước khi xảthải ra môi trường

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ THÁP HẤP THỤ

Số liệu thiết kế ban đầu:

- Năng suất: 2500m3/h

- Nồng độ SO2 trong khí thải: 1% theo khối lượng.

- Nhiệt độ đầu vào: 30oC

- Nhiệt độ đầu ra: 30oC

Kí hiệu tính toán:

• Xv – Tỷ số mol khí trong dòng lỏng vào tháp hấp thụ,(kmolSO2/kmolH2O)

• Xr – Tỷ số mol khí trong dòng lỏng ra tháp hấp thụ,(kmolSO2/kmolH2O)

• Gtr – Suất lượng khí trơ, (kmol khí trơ/h)

• Ltr – Suất lượng cấu tử lỏng trơ, (kmol trơ/h)

Sơ đồ cân bằng vật chất của tháp hấp thụ:

Nồng độ mol tương đối của SO2:

3.1.2 Nồng độ đầu ra của SO2

Theo QCVN 19-2009 nồng độ SO2 = 500 mg/m3 (0oC, 1at)

Tính cho 1m3:

Ở 30oC, 1at:

Y

Y −

=

0045,0

000175,

00045,

 Hằng số Henrry của khí SO2 ở nhiệt độ trung bình t = 30oC:

H = 0,0364.106 mmHg = 36400 mmHg (trang 139 Sổ tay quá trình và thiết bịtập 2)