quy trình công nghệ xử lý khí thải

trình bày về quy trình công nghệ xử lý khí thải

xử lý nước thải,xử lý khí co2,môi trường,diễn đàn môi trường

ĐỒ ÁN MÔN HỌC: KỸ THUẬT XỬ LÝ KHÍ THẢI

“ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ KHÍ CO 2 BẰNG ETANOLAMIN ”

http://kysumoitruong.vn

LỜI MỞ ĐẦU

"Biến đổi khí hậu trái đất là sự thay đổi của hệ thống khí hậu gồm khíquyển, thuỷ quyển, sinh quyển, thạch quyển hiện tại và trong tương lai bởicác nguyên nhân tự nhiên và nhân tạo"

Sự thay đổi này đã đang và tiếp xảy ra làm ảnh hưởng rất lớn mọi đốitượng đặc biệt là con người chúng ta Việc làm như thế nào để khắc phụcbiến đổi khí hậu phải là nhiệm vụ hàng đầu của chúng ta hiện nay

Nguyên nhân chính làm biến đổi khí hậu trái đất là do sự gia tăng cáchoạt động tạo ra các chất thải khí nhà kính, các hoạt động khai thác quá mứccác bể hấp thụ và bể chứa khí nhà kính như sinh khối, rừng, các hệ sinh tháibiển, ven bờ và đất liền khác

Các biểu hiện của sự biến đổi khí hậu trái đất gồm:

- Sự nóng lên của khí quyển và trái đất nói chung

- Sự thay đổi thành phần và chất lượng khí quyển có hại cho môi trườngsống của con người và các sinh vật trên trái đất

- Sự dâng cao mực nước biển do tan băng dẫn tới sự ngập úng của cácvùng đất thấp, các đảo nhỏ trên biển

- Sự di chuyển của các đới khí hậu tồn tại hàng nghìn năm trên các vùngkhác nhau của trái đất dẫn tới nguy cơ đe doạ sự sống của các loàisinh vật, các hệ sinh thái và hoạt động của con người

- Sự thay đổi cường độ hoạt động của quá trình hoàn lưu khí quyển, chutrình tuần hoàn nước trong tự nhiên và các chu trình sinh địa hoá khác

- Sự thay đổi năng suất sinh học của các hệ sinh thái, chất lượng vàthành phần của thuỷ quyển, sinh quyển, các địa quyển

2 Tài liệu mang tính chất tham khảo.Cấm mọi hình thức kinh doanh trái phép khi chưa được

sự đồng ý của tác giả

Các quốc gia trên thế giới đã họp tại New York ngày 9/5/1992 và đãthông qua Công ước Khung về Biến đổi khí hậu của Liên Hợp Quốc Côngước này đặt ra mục tiêu ổn định các nồng độ khí quyển ở mức có thể ngănngừa được sự can thiệp của con người đối với hệ thống khí hậu Mức phảiđạt nằm trong một khung thời gian đủ để các hệ sinh thái thích nghi một cách

tự nhiên với sự thay đổi khí hậu, bảo đảm việc sản xuất lương thực không bị

đe doạ và tạo khả năng cho sự phát triển kinh tế tiến triển một cách bền vững

PHẦN I

GIỚI THIỆU TỔNG QUAN

I TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ KHÍ THẢI

Phươn

g pháp điện

Buồng

lắng Thiếtbị rửa

khí : trần , đệm , mâm , va đập.

Lọc điện khô

Lọc điện ướt Thiết bị

Lưới thu giọt lỏng

Phươ ng pháp ngưng tụ

Phươ ng pháp nhiệt

Phươn

g pháp xúc tác

Phươn

g pháp hấp phụ

Phươ ng pháp hấp thụ

Thiết bị ngưn

g tụ

Lò đốt

Thiế

t bị phả n ứng

Tháp hấp thụ với lớp tĩnh, động , và tầng sôi.

Tháp hấp thụ :phun, mâm, đệm, màng, phun.

Phân loại các phương pháp xử lý khí thải được trình bày ở hình trên.

Để xử lý các aerosol ( bụi, khói, sương ) người ta sử dụng phươngpháp khô, ướt và tĩnh điện Trong thiết bị ướt có sự tiếp xúc giữa khí bụi vànước, nhờ đó bụi được sa lắng trên các giọt lỏng, trên bề mặt bọt khí hay trêncác màng chất lỏng Trong thiết bị lọc tĩnh điện, các aerosol được tích điện vàlắng trên điện cực

Để xử lý khí và hơi chất độc hại, người ta ứng dụng các phương pháp:hấp thụ ( vật lý và hóa học ), hấp phụ, xúc tác, nhiệt và ngưng tụ

Trong thực tế người ta ứng dụng nước, các dung môi hữu cơ khôngtham gia phản ứng với các khí và dung dịch nước với các chất này để hấp thụvật lý Còn khi hấp thụ hóa học, người ta sử dụng dung dịch nước muối vàkiềm, các chất hữu cơ và huyền phù làm chất hấp thụ

Phương pháp hấp phụ dựa trên khả năng lôi cuốn các phân tử khí, hơibởi chất rắn xốp Trên thực tế, người ta sử dụng than hoạt tính, silicagen vàzeolit làm chất hấp phụ Trong thời gian gần đây, trong luyện kim màu, người

ta sử dụng rộng rãi Al2O3được nghiền mịn để làm chất hấp phụ HF

Xử lý bằng phương pháp xúc tác dựa trên sự biến đổi hóa học các cấu

tử độc hại thành không độc hại trên bề mặt xúc tác rắn Phương pháp nàyđược sử dụng để xử lý NOx, SOx, COxvà các tạp chất hữu cơ

Phương pháp nhiệt hay phương pháp đốt cháy trực tiếp các chất hữu

cơ của khí thải được ứng dụng trong các nhà máy hóa dầu, nhà máy sản xuấtmetanol, khai thác và vận chuyển dầu mỏ …

Phương pháp ngưng tụ dựa trên hiện tượng giảm áp suất bão hòa khigiảm nhiệt độ, phương pháp này dùng để thu hồi dung môi hữu cơ Để quátrình ngưng tụ xảy ra cần phải làm lạnh khí chứa dung môi

Do thành phần hóa học của khí thải phức tạp và nồng độ chất độc caonên người ta áp dụng hệ thống xử lý nhiều bậc, và tổ hợp của nhiều phươngpháp khác nhau.

Để bảo vệ không khí xung quanh, đôi khi người ta phải dùng biện phápphát tán chất thải vào khí quyển Trong thực tế, không thể sản xuất khôngthải, không thể xử lý triệt để ô nhiễm do kỹ thuật giới hạn hay chi phí lớn …người ta sử dụng khả năng của tự nhiên phán tán chất thải vào khí quyển Đểphát tán chất ô nhiễm tốt, người ta xây dựng các ống khói cao đến 300 ÷ 350

m Biện pháp này tuy có giảm chất thải trong phạm vi gần nguồn thải, nhưngkhông bảo vệ được môi trường trong lành Việc xây dựng các ống khói caothải khí vào thượng tầng khí quyển làm tăng khả năng chuyển hóa các oxitthành axit Các axit này cùng với sương mù lắng xuống mặt đất ở khoảngcách hàng ngàn km cách ống thải Các sương axít tác động xấu lên đất canhtác, rừng, giảm chất lượng nước tự nhiên, ăn mòn nhà cửa và các công trìnhvăn hóa

Do đó, phát tán chất thải bằng ống khói cao không phải là phương pháptốt để bào vệ môi trường trong lành Tuy nhiên, phương pháp này hiện nayvẫn được áp dụng kết hợp với các phương pháp xử lý có nồng độ thỏa mãntiêu chuẩn thải được phép thải qua ống khói có chiều cao thích hợp

Để giảm ô nhiễm không khí do chất thải công nghiệp, cần hoàn thiệncác quá trình công nghệ, đảm bảo độ kín tuyệt đối cho các thiết bị, ứng dụngphương pháp vận chuyển vật liệu trong ống dẫn khí bằng khí nén và xâydựng các hệ thống xử lý

II TỒNG QUAN VỀ CO 2

Tính chất lý hóa của CO2

CTPT : CO2

CTCT : O=C=O

Phân tử lượng : 44 g/mol

Tỷ trọng riêng ở 25oC là 1,98 kg/m3 , nặng hơn không khí khoảng 1,5lần

Phân tử diôxit cacbon ( C=O=C ) chứa hai liên kết đôi và có hình dạngtuyến tính Nó không có lưỡng cực điện Do nó là hợp chất đã bị ôxi hóa hoàntoàn nên về mặt hóa học nó không hoạt động lắm và cụ thể là không cháy.

Biểu hiện : Điôxit cacbon là một khí không màu mà khi hít thở phải ởnồng độ cao ( nguy hiểm do gắn liền với rủi ro ngạt thở ) tạo ra vị chua trongmiệng và cảm giác nhói ở mũi và cổ họng Các hiệu ứng này là do khí hòa tantrong màng nhầy và nước bọt, tạo ra dung dịch yếu của axit cacbonic

Ở nhiệt độ dưới -78oC, diôxit cacbon ngưng tụ lại thành các tinh thểmàu trắng gọi là băng khô Diôxit cacbon lỏng chỉ được tạo ra dưới áp suấttrên 5,1 bazơ ; ở điều kiện áp suất khí quyển, nó chuyển trực tiếp từ các phakhí sang pha rắn và ngược lại theo một quá trình gọi là thăng hoa

Tính tan : CO2 tan tương đối tốt trong nước, nhất là ở nhiệt độ thấp

CO2 là anhydrit của axit cacbonic Nước sẽ hấp thụ một lượng nhất định dioxitcacbon, và nhiều hơn lượng này khi khí bị nén Khoảng 1% dioxit cacbon hòatan chuyển hóa thành axit cacbonic Axit cacbonic phân ly một phần thành cácion bicacbonat ( HCO3- ) và cacbonat ( CO3)

CO2 + H2O → H2CO3 ; ( k1 = 4,01.10-7 ; k2 = 5,2 10-11 )

CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 + H2O

Nguồn gốc của khí cacbon dioxit

CO2 sinh ra do quá trình đốt cháy nguyên nhiên liệu

Nguyên nhiên liệu đốt cháy hoàn toàn CO2 + hơi nước + cácchất khác

triệu tấn dioxit cacbon mỗi năm Lượng khí này xấp xỉ 1% lượng dioxit cacbon

do các hoạt động của con người tạo ra

Các thay đổi của điôxít cacbon từ thời Phanerozoic ( 542 triệu nămtrước ) Thời kỳ gần đây nằm bên trái của biểu đồ, và nó dường như là 550triệu năm trước thì nồng độ điôxít cacbon cao hơn đáng kể so với ngày nay

Sự thải khí điôxít cacbon toàn cầu từ năm 1751 đến năm 2004

Từ đầu thời kì cách mạng công nghiệp, nồng độ CO2 trong khí quyển

đã tăng khoảng 110µl/l hay khoảng 40% phần lớn trong số này được giảiphóng từ năm 1945 đến nay

Sự tàn phá rừng là nguyên nhân thứ 2 Năm 1997, các đám cháy thanbùn ở Indonesia co thể giải phóng tới 13% - 40% lượng Dioxit cacbon donhiên liệu hóa thạch tạo ra đám cháy than bùn.

Ô nhiễm khói và ôzôn từ các đám cháy ở Indonesia năm 1997

Nhân tạo

Ô nhiễm do quá trình đốt nhiên liệu

Tất cả các sản phẩm do quá trình đốt nhiên liệu đều là các khí độc hạicho con người Nhất là quá trình đốt xảy ra không hoàn toàn Ta có thể tómlược quá trình đốt nhiên liệu tổng quát như sau :

Nhiên liệu + O2 → CO, CO2 , SO2, NOx, hydrocacbon và tro bụi.Hoa Kỳ phát thải khí nhà kính tồn kho

( Nguồn www.epa.gov/climatechange/emissions/co2_human.html)

Tuy nhiên tùy từng nhiên liệu và động cơ đốt cháy mà ta thu đượcnhững sản phẩm khác nhau Ta có thể phân biệt các nguồn gây ô nhiễm dođốt cháy nhiên liệu thành các nhóm.

Ô nhiễm do các phương tiện giao thông

Loại động cơ máy nổ chạy bằng tia lửa điện luôn luôn hoạt động vớihỗn hợp nhiên liệu và không khí ở mọi chế độ vận hành nên rất khó bảo đảmcho quá trình cháy được hoàn toàn

Loại động cơ điêzen thì chỉ có không khí được nén theo quá trình đoạnnhiệt không cho thoát nhiệt ra ngoài Ở giai đoạn nén không khí, nhiên liệuđược phun vào và khi tiếp xúc với không khí nén ở nhiệt độ cao nó bốc cháy

Vì vậy mà quá trình cháy được hoàn toàn hơn

Khi quá trình cháy không hoàn toàn do thiếu oxi hay do trong khi cháynhiệt độ ngọn lửa bị giảm thấp thì một số nguyên tử cacbon và hydro khôngđược cấp đủ năng lượng cần thiết để hình thành các gốc tự do và cho ra cácsản phẩm cuối cùng trong ngọn lửa là CO2 và H2O Kết quả làm ngưng trệcác phản ứng cháy ở những giai đoạn cân bằng trung gian

Phát thải các nguyên tử cacbon hoặc kết hợp các nguyên tử với nhauthành muội, khói đen và mồ hóng – than chì

Ô nhiễm do đun nấu

Quá trình đun nấu bằng củi, than, rơm đều là quá trình cháy ở nhiệt độngọn lửa thấp nên quá trình cháy cũng không hoàn toàn, sản phẩm sinh ra làcác chất khí độc hại như : CO2, CO, mồ hóng, bụi, khói đen …

Ô nhiễm do các nhà máy nhiệt điện

Các chất độc hại thai ra khí quyển do đốt nhiên liệu ở các nhà máynhiệt điện, lượng nhiên liệu tiêu thụ rất lớn Đây là nguồn ô nhiễm cực lớn thảivào khí quyển hằng ngày Vì vậy tại các nhà máy nhiệt điện cần phải quantâm chú ý đến các kỹ thuật tiên tiến trong quá trình đốt

Ô nhiễm trong công nghiệp luyện gang thép

Chất ô nhiễm từ công nghiệp sản xuất gang thép chủ yếu là : bụi, CO,

CO2, hydrocacbon ,phenol, benzene, SO2, SO3, NH3, AsH3… các sản phẩmnày sinh ra từ các công đoạn sau :

So sánh lượng thải CO2 theo các dạng nguồn năng lượng khác nhau.Nguồn: Wikipedia

Lò cao : Quặng sắt được nung chảy trong lò cao bằng than cốc vớiphản ứng hóa học

Fe2O3 + 3C = 2Fe + 3COTrong khí lò cao có thành phần : 55% N2 , 24 - 28% CO , 15% CO2vàrất nhiều bụi

Ô nhiễm trong công nghệ sản xuất phân bón

Phân urê : Chất ô nhiễm bao gồm khí thải chứa CO, CO2, NH3, SO2,chủ yếu ở khâu khí hóa than

Hiện nay theo số liệu của các nhà khoa học, hàm lượng CO2 trong khíquyển của Trái Đất ngày một tăng Điều này đã là tăng hiệu ứng nhà kính của

Trái Đất và tăng nhiệt độ trung bình của Trái Đất, gây hiệu qủa xấu đến môitrường và con người.

Tác hại CO2 đến sức khỏe con người

Hàm lượng dioxin cacbon trong không khí trong lành là khoảng 0,004%

và trong không khí bị thải ra từ sự thở là 4,5% Khi thở trong không khí vớinồng độ cao ( khoảng 5% theo thể tích ), nó là độc hại đối với con người vàcác động vật khác

Hemoglobin, phân tử chuyên chở oxi chính trong hồng cầu, có thể chở

cả oxi và dioxit cacbon, mặc dù theo các cách thức hoàn toàn khác nhau Sựsuy giảm liên kết với oxi trong máu do sự tăng mức dioxit cacbon được biếtđến như là hiệu ứng Haldane, và nó là quan trọng trong việc vận chuyểndioxit cacbon từ các mô tới phổi Ngược lại, sự tăng áp suất thành phần của

CO2 hay pH thấp hơn sẽ sinh ra sự rút bớt oxi từ hemoglobin Hiệu ứng nàygọi là hiệu ứng Bohr

Hemoglobin liên kết với CO2 không giống như liên kết với oxi, CO2 liênkết với các nhóm chứa N trên 4 chuỗi globin Tuy nhiên, do các hiệu ứng kháckhu vực hoạt hóa trên phân tử hemoglobin, lien kết của CO2 làm giảm lượngoxi được liên kết đối với áp suất thành phần nhất định của oxi

Dioxit cacbon có thể là một trong các chất trung gian để tự điều chỉnhviệc cung cấp máu theo khu vực Nếu nồng độ của nó cao thì các mao mạch

nở ra để cho nhiều máu hơn đến các mô

Các ion bicacbonat là chủ yếu trong việc điều chỉnh pH của máu Dotần suất thở có ảnh hưởng tới mức CO2 trong máu, nên nhịp thở quá chậmhay quá nông sẽ sinh ra hiện tượng nhiễm axit hô hấp, trong khi nhịp thở quánhanh sinh ra trong các chứng thở quá nhanh sẽ dẫn đến nhiễm kiềm hô hấp

Mặc dù oxi là chất cần thiết của quá trình trao đổi chất của cơ thể,nhưng không phải nồng độ thấp của oxi kích thích sự hô hấp mà lại là nồng

độ cao của dioxit cacbon Kết quả là, sự hô hấp trong không khí loãng ( ápsuất thấp ) hay hỗn hợp khí không có oxi ( ví dụ nitơ nguyên chất) dẫn đến sựbất tỉnh mà không cần có các vấn đề hô hấp của cá thể đó

Các giới hạn của OSHA cho nồng độ dioxit cacbon tại nơi làm việc là0,5% cho thời gian dài, tối đa tới 3% cho phơi nhiễm ngắn ( tối đa 10 phút ).OSHA cho rằng các nồng độ trên 4% là “ nguy hiểm ngay lập tức đối với sứckhỏe và sự sống” Những người thở không khí chứa trên 5% dioxit cacbontrên 30 phút có các triệu chứng tăng anhidrit cacbonic máu cấp tính, trong khiviệc thở với nồng độ dioxit cacbon từ 7% - 10% có thể làm bất tỉnh trong vàiphút.

CO2rắn ( đá khô ) có thể gây ra những vết bỏng rất khó lành

Tác động của CO2với môi trường

CO2 gần như trong suốt với ánh sang nhưng lại là chất hấp thụ mạnh

và phản phát xạ bức xạ hồng ngoại, đặc biệt trong vùng bước sóng từ 12 18µm Vì vậy khí CO2 tăng, gây tăng nhiệt độ vùng khí quyển thấp, do nhiềubức xạ hồng ngoại từ trái đất bị giữ lại Hiện tượng này được gọi là hiệu ứngnhà kính, có thể làm tăng nhiệt độ Trái Đất lên một cách lâu dài

-Các nghiên cứu cho thấy khi nồng độ CO2 tăng từ 300 đến 600 ppm thìnhiệt độ tăng 3,26oC Nồng độ CO2 trung bình trong khí quyển vào khoảng

320 ppm Nồng độ CO2 trong khí quyển tăng hang năm trung bình khoảng 0,7ppm Hiệu ứng nhà kính làm Trái Đất nóng lên, gây ra tác hại rất lớn đối với

sự sống trên Trái Đất, như là làm tan các biển núi băng ở hai cực Trái Đất,lượng băng tan sẽ làm cho mực nước biển dâng cao và nước tràn ngậpnhững vùng đồng bằng rộng lớn ven biển Và nếu như không có biệp pháphữu hiệu giảm thiểu khí nhà kính thì mực nước biển có thể dâng cao tới 1-3mvào cuối thế kỉ này Sau vài thế kỉ thiếp theo băng giá ở tây Antartic tan rachảy vào biển thì mực nước biển sẽ tăng cao tới 5 - 6m

Cơ sở lý thuyết của các quá trình xử lý CO2

Hấp thụ bằng các dung dịch Etanolamin

Phản ứng hấp thụ CO2 bằng dung dịch mono etanolamin diễn ra nhưsau :

2RNH2 + CO2 + H2O → (RNH3)2CO3

(RNH3)2CO3 + CO2 + H2O → 2RNH3HCO3

2RNH2 + CO2 → RNHCOONH3R

Dung dịch hấp thụ được phục hồi bằng cách đun nóng

Ưu điểm : giá rẻ, khả năng phản ứng cao, ổn định, dễ phục hồi Nhượcđiểm : áp suất hơi cao và dung dịch tham gia phản ứng không thuận nghịchvới COx

Để giảm áp suất hơi, người ta thường dùng nước rửa khí để thu hồimono etanolamin Khi khí có chứa COx, người ta sử dụng dietanolamin

Dung dịch hấp thụ được phục hồi bằng cách đun nóng

Nhược điểm : hiệu quả hấp thụ thấp và tốn nhiều hơi nước để phục hồidung dịch.

Do đó, để tăng hiệu quả hấp thụ, người ta cho vào dung dịch một lượng

dư NaOH và dung dịch không tái sinh mà dung vào mục đích khác

Ưu điểm : kết cấu thiết bị đơn giản, không tốn nhiệt, dung dịch rẻ, nướctrơ với các khí COx, O2 và các tạp chất khác

Nhược điểm : nước hấp thụ H2 trong không khí, bơm công suất lớn,khả năng hấp thụ thấp, CO2 thu được không đạt độ tinh khiết

III SƠ LƯỢC VỀ QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT THÉP

Sản xuất thép trong lò điện hồ quang bao gồm các khâu chuẩn bịnguyên liệu, nạp nguyên liệu, nấu luyện, ra thép và xỉ, tinh luyện, thu gom xỉ

và đúc liên tục Sơ đồ hình bên dưới mô tả tóm tắt các công đoạn cơ bản

trong quy trình sản xuất thép bằng lò điện.

1 Chuẩn bị nguyên liệu

Nguyên liệu cho luyện thép lò điện là sắt thép phế, sắt xốp và gần đây ởmột số nước như Trung Quốc, Ấn Độ và cả Việt Nam cũng sử dụng mộtlượng gang lỏng tới 50 - 60%

Đúc liên tục

Sắt thép phế được tập trung tại bãi chứa liệu Tại đây liệu được xử lý nhưphân loại, cắt, băm thành các kích thước theo quy định Các tạp chất như đấtcát, nhựa, gỗ và các chất gây cháy nổ như vũ khí cũ các loại được loại bỏhoặc cắt làm thoáng các ống kín… Sau khi xử lý, liệu được chất vào cácthùng chứa liệu rồi vận chuyển đến vị trí quy định của xưởng luyện.

Trong một số trường hợp nguyên liệu được gia nhiệt trong quá trình vậnchuyển (trong thùng chứa liệu hoặc trên băng tải) bằng nhiệt tuần hoàn hoặctrong lò điện Một số loại lò điện có hệ thống sấy liệu bằng nhiệt của khí thảinhư lò kiểu lò đứng (shaft furnace) hoặc consteel Tuy nhiên việc gia nhiệt liệu

có thể dẫn đến sinh ra lượng khí thải gồm các chất độc hữu cơ chứahalogen như polyclorin dibenzo-p-dioxin furam (PCDD/F), polyclorin biphenil(PCB), polyciclic aromatic hydrocarbon (PAH)… cao hơn và cần thêm chi phí

xử lý

Việc kiểm tra các đồng vị phóng xạ trong nguyên liệu là rất quan trọng.Các nguyên liệu khác như chất tạo xỉ ở dạng cục hay bột (vôi, bột carbon),chất hợp kim hóa, hợp kim phero, các chất khử ôxy và vật liệu chịu lửa phảiđược lưu trữ, bảo quản trong các thùng hay boongke có mái che Các vật liệudạng bột cần được chứa trong xilo kín

2 Nạp nguyên liệu

Sắt thép vụn cùng với chất trợ dung như vôi, dolomit được chất vào thùngchứa liệu Khi nạp liệu, các điện cực được nâng lên cao, nắp lò được xoaysang một bên để chất liệu từ thùng chứa liệu vào lò Thông thường lần đầuchất 50 - 60% liệu cho cả mẻ Sau đó nắp lò đóng lại, điện cực từ từ hạxuống tới khoảng cách 20-30 mm tới liệu thì bắt đầu đánh hồ quang Sau khiliệu đầu nóng chảy thì chất phần liệu còn lại vào lò

3 Nấu chảy

Khi bắt đầu quá trình nấu chảy cần lưu ý sử dụng công suất điện thấp đểphòng ngừa sự phá hủy tường lò và nắp lò do bức xạ nhiệt Khi hồ quang bịbao che bởi sắt thép phế xung quanh thì có thể nâng công suất điện cho đếnkhi nấu chảy hoàn toàn Các vòi phun oxy ngày nay cũng được sử dụng đểcường hóa quá trình nấu luyện Ngoài điện, quá trình nấu chảy còn sử dụng

nhiên liệu là khí thiên nhiên và dầu nhằm rút ngắn quá trình nấu luyện Oxi cóthể được phun vào thép lỏng bằng những vòi phun đặc biệt ở dưới hoặc từhông lò Oxi trong luyện thép lò điện hồ quang được sử dụng ngày càngnhiều từ 30 năm nay không chỉ vì lý do luyện kim mà còn do yêu cầu tăngnăng suất Việc sử dụng oxi có thể từ bình oxi lỏng hoặc từ trạm sản xuất oxi.

Về luyện kim, oxi được dùng để khử cacbon của thép lỏng và khử các chấtkhông mong muốn như P, Mn, Si, S Hơn nữa, oxi còn phản ứng với cacbuahydro tạo nên các phản ứng tỏa nhiệt, hỗ trợ cường hóa

Cần lưu ý việc thổi oxi có thể tăng khí và khói lò Khí CO, CO2, hạt oxit sắtcực mịn và các sản phẩm khói khác có thể được tạo thành Trong trường hợpcháy sau (post composting), hàm lượng CO là dưới 0,5% thể tích Argon vàcác khí trơ khác có thể được phun vào trong thép lỏng để khuấy đảo bể théplàm đồng đều thành phần hóa học và nhiệt độ của thép

4 Rót thép và ra xỉ

Khi thép lỏng đạt yêu cầu thì cần tháo xỉ trước khi rót thép vào thùng đểđưa sang lò tinh luyện Lò được nghiêng về phía cửa tháo xỉ để xỉ chảy vàothùng xỉ Sau đó thép lỏng được rót vào thùng chứa thép Hiện nay thường ápdụng công nghệ ra thép ở đáy lệch tâm (Eccentric Bottom Tapping-EBT) vớilượng xỉ phủ trên bề mặt của thùng thép lỏng là ít nhất Trong các nhà máykhông có các thiết bị tinh luyện riêng thì các nguyên tố hợp kim được cho vàothép trước hoặc trong khi ra thép Các chất cho thêm như vậy cũng làm tănglượng khói trong quá trình ra thép Xỉ cần được vớt ra trong quá trình nóngchảy và oxi hóa ở cuối mẻ luyện, trước khi ra thép

5 Tinh luyện

Tinh luyện thép thông thường được tiến hành trong lò thùng (LadleFurnace-LF) sau khi thép được lấy ra từ lò điện hồ quang Trong lò thùng, bểthép lỏng được nâng nhiệt bằng hồ quang điện và đồng đều hoá nhiệt độcũng như thành phần hoá học bằng cách thổi khí argon Việc thổi khí argoncòn có tác dụng khử sâu các tạp chất khí và tạp chất phi kim loại Ngoài racòn bón dây nhôm và CaSi vào để khử sâu lưu huỳnh, ôxy

6 Đúc liên tục

Hiện nay, trên 90% sản lượng thép sản xuất trên toàn thế giới được đúcliên tục do công nghệ này cải thiện được năng suất và chất lượng của phôithép Thép lỏng sau khi tinh luyện được rót vào thùng trung gian (tundish) củamáy đúc liên tục để đúc thành thép phôi vuông (billet), phôi dẹt (slab) … qua

hệ thống hộp kết tinh bằng đồng được làm nguội bằng nước Tốc độ làmnguội cần được kiểm tra chặt chẽ để đảm bảo chất lượng của phôi thép

Để phôi thép không bám dính vào thành hộp kết tinh, người ta áp dụng cơcấu rung theo hướng đúc và bôi trơn hộp bằng dầu thực vật Khi ra khỏi hộpkết tinh, phôi thép được kéo ra liên tục và làm nguội bằng hệ thống giàn phun.Sau khi được làm nguội, phôi thép được cắt theo chiều dài yêu cầu bằngmáy cắt ngọn lửa

IV TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP HẤP THỤ

Nguyên lý của phương pháp này là do khí thải tiếp xúc với chất lỏng, khi

đó các khí này hoặc được hoà tan trong chất lỏng hoặc biến đối thành ph ầnthành chất ít độc hơn Hiệu quả của phương pháp này phụ thuộc vào diệntích tiếp xúc bề mặt giữa khí thải và chất lỏng, thời gian tiếp xúc, nồng độ môitrường hấp thụ và tốc độ phản ứng giữa chất hấp thụ và khí

Thiết bị dùng trong phương pháp hấp thụ là một thiết bị trong đó dung dịchhấp thụ và dòng khí sẽ đi qua Thiết bị hấp thụ gồm một số loại chủ yếu sau:

- Tháp đệm + tháp đĩa

- Tháp phun + thiết bị rửa khí

Phương pháp hấp thụ dựa vào sự phản ứng của khí với các chất hấp thụdạng rắn quá trình xảy ra có thể là quá trình vật lý hay hoá học Hiệu quả củathiết bị hấp thụ phụ thuộc vào các yếu tố như diện tích bề mặt chất hấp thụcũng như khả năng hấp thụ của các chất đưựoc chọn Thiết bị hấp thụthường được sử dụng khi cần thu hồi khí thải, hoặc để khử các khí có chấtmùi trong công nghiệp thực phẩm, thuộc da, các dung dịch hữu cơ…

V TỔNG QUÁT VỀ ETANOLAMIN

1 Ethanol amin

Ethanol amin là một loại hợp chất hữu cơ tạp chức, trong phân tử chứađồng thời 2 loại nhóm chức là nhóm –OH và nhóm – NH2

Công thức cấu tạo HO-CH2-CH2-NH2

Ethanol amin được điều chế bằng cách cho etylen oxit tác dụng vớiammoniac trong dung dịch nước và tạo ra sản phẩm là một hỗn hợpgồm Ethanol amin, diethanol amin, tỉ lệ sản phẩm sinh ra phụ thuộcvào tỉ lệ giữa etylen oxit và amoniac tham gia phản ứng ban đầu Nếu tỉ lệgiữa phân tử amoniac và etylen oxit ban đầu là 20:1 thì sản phẩm sinh rachứa 70% Ethanol amin

2 Tính chất

Ethanol amin (côlamin) sôi ở 1710C có trong thiên nhiên, trong thành phầncủa photphotit và được tạo thành từ serin do sự decacboxyl bởi men

Ethanol amin là một chất lỏng nhớt, có tính hút ẩm mạnh, tan trong nước

và trong alcol theo bất kì tỉ lệ nào, khó tan trong các hydrocacbon và ete

Do trong phân tử của Ethanol amin mang đồng thời 2 nhóm chức nênethanol amin là một chất lưỡng tính Ethanol amin vừa thể hiện được tínhchất của một rượu no đơn chức, vừa thể hiện tính chất của một amin đơnchức

Các thông số khí thải đầu vào

Lưu lượng đầu vào: 700 m3/h

Nồng độ đầu: 0,7% ( theo thể tích )

Các giả thuyết trong quá trình tính toán

Quá trình hấp thụ là đẳng nhiệt Khí thải gồm chủ yếu là CO2, CO, bụi …

VII THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ

Ban đầu khí thải từ lò dây chuyền sản xuất thép gồm có bụi, CO2, NOx,

SO2, được đưa vào Xyclon để thu bụi Sau đó dòng khí này tiếp tục quamáy lọc khí ướt Trong máy lọc khí ướt, các hạt bụi được chất lỏng cuốn đi,chất lỏng này thường được xử lý và tái sử dụng Khí thải của các nhà máythường chứa nhiều cacbuahydro và bụi nhỏ nên các máy lọc khí thôngthường (máy venturi, các máy lọc kiểu cột, tia) không đạt hiệu quả cao Vìvậy, một loại máy lọc khí mới được sản xuất với tên AIRFINE bao gồm mộtthiết bị lọc bụi tĩnh điện để lọc bụi thô, một hệ thống làm nguội khí thải và bãohoà độ ẩm, một hệ thống máy lọc tinh để lọc bụi nhỏ mịn và làm sạch khí vàmột thiết bị xử lý nước để tách sản phẩm phụ và thu hồi Sau khi làm nguộikhí thải, SO2và NOx được hấp thụ bằng dung dịch kiềm ( hoặc huyền phù )Tiếp đó khí thải ra sẽ được quạt hút đưa vào tháp hấp thu để hấp thụ CO2

bằng dung dịch etanolamin Ở giai đoạn này 90% lượng CO2 được hấp thụdung dịch sau khi hấp thụ từ tháp hấp thu sẽ vào bồn giải hấp để thu hồi lạilượng etanolamin rồi dẫn vào bồn cho việc tái sử dụng và khí thoát ra sẽđược thải ra hệ thống ống khói phát tán ra bên ngoài môi trường

Nhiệt độ dung môi: 25

= 1,9768 ( kg/m3 ) theo bảng 1.7 trang 13 sổ tay quá trình và thiết bị CôngNghệ Hóa Chất tập 1

= 1,2928 ( kg/m3 ) theo bảng 1.7 trang 13 sổ tay quá trình và thiết bị CôngNghệ Hóa Chất tập 1

= 1,9768* = 1,811 ( kg/m3)

= 1,2928* = 1,1844 ( kg/m3 )

=

= 1,1884 ( kg/m3)