Bài thuyết trình môn Công nghệ xử lý khí thải và tiếng ồn Phương pháp hấp thụ

Khái Niệm• Hấp thụ là quá tr ình trong đó một hỗn hợp khí được cho tiếp xúc với chất lỏng nhằm mục đích hòa tan chọn lọc một hay nhiều cấu tử của hỗn hợp khí để tạo nên một dung dịch các

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP THỰC

DANH SÁCH NHÓM

1 VÕ PHẠM THÙY DƯƠNG 2009120162

2 NGUYỄN THỊ HƯỚNG DƯƠNG 2009120154

3 ĐOÀN THỊ HUỲNH LIÊN 2009120004

4 CHÂU KIM PHỤNG 2009120132

5 NGUYỄN THỊ HỒNG OANH 2009120153

NỘI DUNG

VI Ứng dụng

IV Chất hấp thụ III Cơ chế quá trình

II Phân loại

I Khái niệm

V Các loại TB hấp thụ

Hệ thống XLKT đơn giản

I Khái Niệm

• Hấp thụ là quá tr ình trong đó một hỗn hợp khí được cho tiếp xúc với chất lỏng nhằm mục đích hòa tan chọn lọc một hay nhiều

cấu tử của hỗn hợp khí để tạo nên một dung dịch các cấu tử trong chất lỏng.

II PHÂN LOẠI

III CƠ CHẾ QUÁ TRÌNH

Khuếch tán chất khí đã hòa tan trên bề

mặt ngăn cách vào sâu trong lòng chất

lỏng hấp thụ

TRAO ĐỔI CHẤT VÀ LÝ THUYẾT LỚP BIÊN

Để trao đổi một lượng chất ô nhiễm từ

khí thải vào chất lỏng hấp thụ cần phải trao đổi các phần tử qua vùng ranh giới

Cường độ trao đổi thực phụ thuộc cào

các yếu tố: nhiệt độ, áp suất, nồng độ, độ

hòa tan

Nồng độ phân tử ở phía chất khí phụ thuộc vào cả hai hiện tượng khuếch tán:

khuếch tán rối và khuếch tán phân tử

Phương trình trao đổi chất

• Đối với lớp biên khí:

• Đối với lớp biên chất lỏng:

NA = kG(pAG  pAi)

NA = kL(CAi  CAL)

IV CHẤT HẤP THỤ (DUNG MÔI)

1 Điều kiện lựa chọn dung dịch hấp thụ:

 Độ hoà tan chọn lọc

 Độ bay hơi tương đối thấp

 Tính ăn mòn của dung môi thấp

 Chi phí thấp

Độ nhớt bé, khi đó trở lực của quá trình càng nhỏ,tăng tốc độ hấp thụ và có lợi cho quá trình truyềnkhối

 Các tính chất khác: Nhiệt dung riêng, nhiệt độ

đóng rắn, tạo tủa, độc hại…

3 Hiệu suất của quá trình hấp thụ

Phụ thuộc vào các yếu tố:

V CÁC LOẠI THIẾT BỊ HẤP THỤ

Tháp Phun

Tháp Đệm

Tháp Mâm

A Tháp Phun

a Cấu Tạo

• Tháp có dạng hình trụ thẳng đứng, được sử dụng trên nguyên tắc tạo ra sự tiếp xúc

giữa chất ô nhiễm và dòng nước phun.

Dung dịch hấp thụ được phung thành giọt xuyên qua dòng khí bốc lên trong thể tích rổng của thiết bị.

b Nguyên Lý Hoạt Động

• Xem clip

c Ưu Điểm

Thiết kế và vận hành đơn giản

Vận tốc khí trong tháp cao, làm tăng khả

Nhược Điểm

Thiết bị dể bị ăn mòn, đòi hỏi phải có lớp phủ bảo vệ, làm tăng giá thành chế tạo

Cần phải có hệ thống tự đông điều chỉnh

lưu lượng dung dịch hấp thụ phun vào thiết

bị Dung dịch phải được phun điề khắp tiết diện tháp

B THÁP ĐIỆM

a Cấu Tạo

Một Số Tháp Đệm

b Nguyên Lý Hoạt Động

Tháp đệm được dùng để lọc hơi khí độc có lẫn rất ít bụi để tránh nghẹt lớp đệm Tốc độ dòng khí qua lớp đệm được cấu tạo sao cho tránh

hiện tượng sặc trong lớp đệm.

Trong thực tế, người ta thường kết hợp buồng phun và tháp đệm để tiến hành lọc hơi khí độc Thiết bị loại này có một buồng phun ở phía

trên và một tháp đệm ở phía dưới Khi thải đi

từ dưới lên qua tháp đệm và qua buồng phun, sau đó được đưa qua một lớp vật liệu rỗng

khác để tách lại các hạt nước phun.

c Ưu Nhược Điểm

Ưu Điểm:

• Hiệu quả xử lý cao

• Thiết kế vận hành đơn giản

• Giá thành phù hợp

Nhược điểm:

• Khó khăn trong việc rửa vật liệu đệm

• Hay gây tắc ngẽn vật liệu đệm do tích tụ cặn, làmtăng trở lực quá trình hấp thụ

• Phân phối dung dịch hấp thụ phải điều khắp diện

tích tháp

C THÁP MÂM

a Cấu Tạo

• Tháp hình trụt hẳng đứng, trong có gắn

các mâm có cấu tạo khác nhau, trên đó

pha lỏng và pha khí được cho tiếp xúc với nhau.

• Quá trình chung của cả tháp là s ự tiếp xúc

pha nghịch dòng mặc dù trên mỗi mâm

hai pha khí vàl ỏng t iếp xúc giao dòng

b Nguyên Lý Hoạt Động

• Xem clip

d Các Loại Mâm

c Ưu Nhược Điểm

Nhược Điểm

• Khi vận tốc khí lớn có thể gây nên sự

lôi cuốn cơ học các giọt lỏng trong

dòng hơi từ mâm dưới lên mâm trên

làm giảm sự biến đổi nồng độ tạo nên

bởi quá trình truyền khối, làm giảm

hiệu suất Ngoài ra còn tạo độ giảm áp lớn cho pha khí làm tăng công suất máy

nén khí cho tháp.

VI ỨNG DỤNG TRONG XỬ LÝ KHÍ THẢI

1 XỬ LÝ SO 2 :

 Hấp thụ bằng nước:

1 XỬ LÝ SO2:

Hấp thụ bằng nước:

 Ưu điểm:

• Cấu tạo đơn giản

• Có thể thu hồi SO2 dùng cho các mục đích khác

1 XỬ LÝ SO2

Hấp thụ bằng dung dịch sữa vôi:

1 XỬ LÝ SO2

 Hấp thụ bằng dung dịch sữa vôi:

Ưu điểm: công nghệ đơn giản, chi phí thấp,

chất hấp thụ dễ tìm, làm sạch khí mà khôngcần làm lạnh và tách bụi sơ bộ, có thể chế tạothiết bị bằng vật liệu thông thường

Nhược điểm: đóng cặn ở thiết bị do tạo thành

CaSO4 và CaSO3 gây tắc ngẽn đường ống và

ăn mòn thiết bị

1 XỬ LÝ SO2

 Hấp thụ SO2 bằng amoniac:

• Mg(OH)2 + Mg(HSO3)2 = 2MgSO3 + 2H2O

Tái sinh MgO: Thực hiện trong lò nung ở nhiệt độ

9000C với xúc tác là than cốc.

Ưu điểm:

• Có thể xử lý khí nóng không cần làm nguội sơ bộ

• Thu được sản phẩm tận dụng sản xuất axit sunfuric.

• MgO sẵn có, rẻ tiền, hiệu quả xử lý cao.

• Kẽm sunfit tạo thành không tan trong nước được tách

ra bằng xiclon nước và sấy khô.

• Tái sinh ZnO: Nung sunfit ở nhiệt độ 3500 C.

ZnSO3.2,5H2O = ZnO + SO2 + 2,5H2O

• Ưu điểm: Có khả năng xử lý ở nhiệt độ cao

(200-2500C)

• Nhược điểm: Có thể hình thành ZnSO4 , làm cho

việc tái sinh ZnO bất lợi

2 Xử lý NOx

• Hấp thụ bằng kiềm và huyền phù:

3NO2 + Na2CO3 = NaNO3 + NaNO2+ CO2 + Q

• Phương trình phản ứng cho quá trình hấp thụ N2O3

bằng dung dịch kiềm và huyền phù:

• M2(CO3)m + N2O3= M(NO2)m+ CO2

• M(HCO3)m + N2O3 = M(NO2)m+ CO2 +H2O

• M(OH)m + N2O3 = M(NO2)m +H2O

3 Xử lý Halogen và các hợp chất của chúng

3.1 Xử lý các hợp chất chứa Flo:

 Hấp thụ bằng nước:

• HF và SiF4 tan nhiều trong nước

• Thu được H2SiF6 10 – 22% dùng sản xuất SiO2, CaF2, AlF, NaF, Na3AlF6

• Hiệu quả xử lý 90 – 95%

• 2SiF4+ 2NaF = Na2SiF6

NH 4 F được xử lý như sau:

• 2 NH4F + Na2CO3 = (NH4)2CO3 + NaF

• (NH4)2CO3 + H2O = 2NH4OH + CO2

• NH4OH = H2O + NH3

NaF là chất rắn được tách ra bằng lắng, lọc.

3.2 Hấp thụ phân tử F2

Phản ứng hấp phụ:

• F2 + 2NaOH = 0,5O2 + 2NaF + H2O

Thời gian tiếp xúc giữ khoảng 1 phút tránh tạo

3.3 Xử lý Clo và hydro clorua

Hấp thụ clo với các dung dịch kiềm:

• Cl2 + 2NaOH = NaOCl +NaCl + H2O

• 2Ca(OH)2 + 2Cl2 = CaCl2 + Ca(OCl)2 + H2O

• Na2CO3 +Cl2 + H2O = NaCl + NaOCl + CO2 + H2O

• Dung dịch NaOH được dùng với hàm lượng 100 – 150g/l

• Huyền phù Ca(OH)2 100 – 110g/l

Hấp thụ clorua hydro bằng dung dịch kiềm và nước:

• Sử dụng NaOH, Ca(OH)2 hoặc Na2CO3 để hấp thụ HCl

• Nhược điểm khi dùng nước hấp thụ bằng nước tạo sương

mù các giọt axit lỏng, hiệu quả thu hồi không cao

4 Xử lý COx

Hấp thụ bằng dung dịch clorua đồng, nhôm:

Ứng dụng khi trong khí thải có O 2 và lượng lớn

CO 2

Quá trình thấp thụ:

• CuCl2+ AlCl3 + 2C6H5CH3 = (CuAlCl4)(C6H5CH3)

• (CuAlCl4)(C6H5CH3) + 2CO = (CuAlCl4).2CO +

2C6H5CH3

• Hơi nước trong khí thải có thể phá hủy phức sinh ra

HCl

• 2CuAlCl4 + H2O = 2HCl + CuCl + CuAlCl4.AlOCl

 Cần sấy khô khí trước khi xử lý

VII HỆ THỐNG XỬ LÍ KHÍ THẢI ĐƠN

GIẢN (KHÍ THẢI LÒ HƠI)

Đặc điểm khí thải lò hơi:

 Lò hơi là nguồn cung cấp nhiệt cho các

thiết bị công nghệ qua môi chất dẫn nhiệt

là hơi nước cao áp.

 Lò hơi có thể được cấp nhiệt từ nhiều

nguồn khác nhau, hiện nay người ta thường dùng ba loại nhiên liệu đốt lò chính là gỗ

củi, than đá hoặc dầu F.O.

Đặc điểm khí thải lò hơi

nước và hạt

tro

Đốt dầu

F.O

Sơ đồ công nghệ xử lí khí thải lò hơi