ĐỀ CƯƠNG XỬ LÝ KHÍ THẢI

TÀI LIỆU ÔN THI THAM KHẢO CHUẨN CÓ CHỈNH SỬA CỦA NHÀ TRƯỜNG, THAM KHẢO CÁC BẢN TRƯỚC ĐÓ, ÁP DỤNG CHO CÁC BẠN THEO HỌC NGÀNH MÔI TRƯỜNG VÀ CÁC BẠN TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN MÔI TRƯỜNG HN CÁC CÂU HỎI ĐÃ ĐƯỢC XÁC MINH, CHỈNH SỬA PHÙ HỢP VỚI YÊU CẦU ÔN THI

ĐỀ CƯƠNG ÔN TẬP KỸ THUẬT XỬ LÝ KHÍ THẢI

(áp dụng cho đề cương các lớp khối M học kì II năm 2017-2018)- Probocfessor

1 Tính toán phát thải ô nhiễm

2 Tính toán khuếch tán nguồn cao, đồ thị, mô hình gauss

3 Tính toán hiệu quả xử lý bụi trong các thiết bị(xyclon, buồng lắng bụi)

Câu 1: Nguyên tắc làm việc của buồng lắng bụi,xyclon,lọc bụi tay áo, tĩnh điện (vẽ sở đồ nêu nguyên tắc,ưu nhược điểm, phạm vi ứng dụng)

1 Buồng lắng bụi

a Nguyên lý: tách bụi theo nguyên tắc trọng lực

Nguyên lý: Khi dòng khí chứa bụi chuyển động từ đường ống (nơi có tiết diện nhỏ) đi vàobuồng lắng bụi (nơi có tiết diện lớn hơn rất nhiều lần), do đó khí và bụi sẽ chuyển động chậm lại,tạo điều kiện cho các hạt bụi lắng lại dưới tác dụng của trọng lực

Nguyên lý làm việc của buồng lắng bụi.

Cấu tạo: là một không gian hình hộp có tiết diện ngang lớn hơn nhiều lần so với tiết điện củađường ống dẫn khí vào đề vận tốc dòng khí giảm xuống rất nhỏ, nhờ vậy, hạt bụi đủ thời gian để

rơi xuống chạm đáy dưới tác dụng của trọng lực và bị giữ lại tại đó mà không bị dòng khí mangtheo

b Ưu, nhược điểm

Ưu điểm:

- Chi phí đầu tư ban đầu thấp, vận hành thấp;

- Cấu tạo đơn giản;

- Sử dụng trong xử lý khí có nồng độ bụi cao chứa các hạt bụi có kích thước lớn đặc biệt từ ngànhcông nghiệp luyện kim, nấu chảy kim loại;

- Tổn thất áp suất qua thiết bị thấp;

- Buồng lắng bụi làm việc tốt với khí có nhiệt độ cao và môi trường ăn mòn

Nhược điểm:

- Phải làm sạch thủ công định kỳ;

- Cồng kềnh, chiếm nhiều diện tích, cần có không gian lớn khi lắp đặt;

- Chỉ tách được bụi thô;

- Không thể thu được bụi có độ bám dính và dính ướt

Ứng dụng:

- Tách sơ bộ bụi trước khi vào thiết bị tách bụi có khả năng tác được bụi nhỏ hơn nhằm giảm tảilượng và chi phí bảo quản thiết bị Thường dùng để tách bụi thô có đường kính > 60µm

2 Thiết bị lọc bụi ly tâm kiểu đứng (Xyclon)

a Nguyên tắc: Tách bụi bằng lực ly tâm

Khí chứa bụi đưa vào thiết bị xử lý, tại đây dòng khí được thay đổi hướng chuyển độngđột ngột và được lặp lại nhiều lần, bụi có quán tính lớn sẽ giữ yên chuyển động bạn đâu,

va đập vào các vật cản và được giữ lại trong thiết bị,

Khí được đưa sang các công đoạn tiếp theo, bụi sẽ được xả định kỳ nhờ của xả bụi

Ưu điểm:

- Không có bộ phận chuyển động;

- Có thể làm việc ở nhiệt độ cao (đến 5000C);

- Vận tốc khí làm việc lớn 2,2 – 5 m/s;

- Thu bụi ở dạng khô;

- Có khả năng thu bụi mài mòn mà không cần bảo vệ bề mặt xyclon;

- Chế tạo đơn giản, giá thành rẻ;

- Chi phí vận hành sửa chữa thấp;

- Có thể làm việc ở điều kiện nhiệt độ, áp suất khác nhau;

3.Thiết bị lọc bụi túi vải

a Quá trình lọc bụi trên vải xảy ra theo 3 giai đoạn:

- Giai đoạn thứ nhất khi vải còn sạch, các hạt bụi lắng trên các lớp xơ nằm trên bề mặt sợi và giữacác sợi Ở giai đoạn này hiệu suất lọc bụi còn thấp

- Giai đoạn thứ hai là khi đã có một lớp bụi bám trên bề mặt vải, lớp bụi này trở thành môi trườnglọc thứ 2 Hiệu suất lọc bụi của giai đoạn này rất cao

- Sau một thời gian, bụi bám trên vải sẽ dày lên làm tăng trở lực đối với dòng khí, vì vậy cần thiếtphải làm sạch vải lọc Sau khi làm sạch vải lọc vẫn còn một lượng bụi nằm giữa các xơ cho nêntrong giai đoạn 3 này hiệu suất lọc vẫn còn cao

Hình 3.21 Thiết bị lọc bụi túi vải

a Khí thải chứa bụi đi vào thiết bị b Khí sạch đi ra khỏi thiết bị

1 Ống dẫn khí nén giũ sạch bụi 2 Cửa kiểm tra

b Nguyên lý làm việc: Không khí chứa bụi theo ống dẫn vào hộp phân phối đều hướng lên trên

giữa các túi vải Bụi được giữ lại trên bề mặt ngoài ống, không khí sạch vào trong ống vải đi lêntrên vào hộp góp và ra ngoài Sau một thời gian hoạt động, bụi bám nhiều trên bề mặt túi vải làm

tăng trở lực của hệ thống, thì phải tiến hành hoàn nguyên túi lọc

c Ưu nhược điểm

Ưu điểm:

- Gọn nhẹ

- Hiệu suất tách bụi cao > 99%

- Tách được bụi có kích thước nhỏ d< 0,5 µm

Nhược điểm:

- Không thích hợp vố hỗn hợp khí bụi có độ ẩm cao

- Vật liệu làm túi lọc phụ thuộc vào thành phần, tính chất của bụi, của khí và nhiệt độ

Ưu điểm:

- Hiệu suất tách bụi cao > 99%

- Tách được bụi có kích thước nhỏ

- Tổn thất áp suất thấp

- Có thể làm việc ở nhiệt độ và áp suất cao hay trong môi trường chân không

- Dễ điều khiển và tự động hoá

Nhược điểm:

- Khi thay đổi thông số công nghệ, hiệu quả tách bụi giảm mạnh

- Không thích hợp với việc làm sạch khí chứa chất dễ nổ

- Cồng kềng, đắt tiền

Ứng dụng: Tách bụi khô hoặc ướt trong khí thải của nhiều ngành công nghiệp

Thiết bị lọc bụi bằng điện kiểu ống gồm một dây kim loại nhẵn, tiết diện bé 1 được căngtheo trục của ông kim loại 2 nhờ ống đối trọng 3

Dây kim loại (cực âm) được cách điện hoàn toàn với các bộ phận xung quanh tại vị trí 4 và đượcnạp điện một chiều với điện thế cao 50.000 V trở lên Cực dương là ống kim loại bao bọc xungquanh cực âm và được nối đất Dưới điện thế cao mà cực âm được nạp, nó sẽ tạo ra bên trong ốngkim loại một điện trường mạnh và khi dòng khí mang bụi đi qua, những phân tử khí trong dòngkhí sẽ bị ion hoá rồi truyền điện tích âm (electron) cho hạt bụi dưới các tác động va đập quán tínhhoặc khuyến tán ion Nhờ thế, các hạt bụi bị hút về phía cực dương, đọng lại trên bề mặt trongcủa ống hình trụ, mất điện tích và rơi xuống phễu chứa bụi 5

Hình 3.24 Sơ đồ cấu tạo của thiết bị lọc bụi bằng điện kiểu ống

1: dây kim lọai

2:ống kim loại

3: ống đối trọng

4:bộ phận cách điện

5: phễu chứa bụi

Câu 2:Nguyên tắc của việc xử lý khí thải bằng phương pháp hấp thụ, hấp phụ ( nguyên tắc của các loại tháp, thụ, phụ, sơ đồ làm việc của hệ thống, các yêu cầu khi thiết kế)  vẽ tháp

HẤP THỤ

Hấp thụ là một quá trình truyền khối mà ở đó các phân tử chất khí chuyển dịch và hòa tanvào pha lỏng Sự hòa tan có thể diễn ra đồng thời với một phản ứng hóa học giữa các hợpphần giữa pha khí và pha lỏng hoặc không có phản ứng hóa học Truyền khối thực chất là mộtquá trình khuếch tán mà ở đó chất khí ô nhiễm dịch chuyển từ trạng thái có nồng độ cao hơnđến trạng thái có nồng độ thấp hơn

Phương pháp này sử dụng các chất hấp thụ như dung môi, nước các hợp chất để hấp thụ.Phương pháp này sử dụng với các dung môi hữu cơ, không khí chứa hơi axit

Dung dịch hấp thụ là dung môi, nhưng ở đây cấu tử cần hấp thụ là dung môi, nên dung dịchhấp thụ cần phải có độ hòa tan tốt trong dung môi, chất hay dung là nước

Việc khử chất khí ô nhiễm diễn ra theo 3 giai đoạn:

(1) Khuếch tán chất khí ô nhiễm đến bề mặt chất lỏng

(2) Truyền ngang qua bề mặt tiếp xúc pha khí / lỏng (hòa tan)

(3) Khuếch tán chất khí hòa tan từ bề mặt tiếp xúc pha vào trong pha lỏng

Người ta phân ra hai loại hấp thụ : hấp thụ vật lý và hấp thụ hóa học

- Hấp thụ vật lý: là quá tình dựa trên sự tương tác vật lý thuần túy, nghĩa là chỉ bao gồm sựkhuếch tán, hòa tan các chất cần hấp thụ vào trong lòng chất lỏng hay chất rắn và sự phân bốcủa chúng giữa các phân tử của chất đó

Hấp thụ hóa học : là quá trình hấp thụ đi kèm với một hay nhiều phản ứng hóa học Sau quátrình khuếch tán là quá trình xẩy ra các phản ứng hóa học Như vậy sự hấp thụ hóa học khôngnhững phụ thuộc vào tốc độ khuếch tán của chất khí hay hơi vào trong chất lỏng mà còn phụthộc vào tốc độ chuyển hóa các chất hay tốc độ phản ứng của các chất

Sơ đồ làm việc của tháp hấp thụ(tháp đệm)

Các thông số thiết kế cơ bản đối với quá trình đơn vị hấp thụ khí có thể áp dụng cho các

thiết bị lọc khí dạng phun tia, dạng Venturi và rất nhiều thiết bị được qui vào loại thu hồi ướt(wet collection) Tuy nhiên, sự áp dụng này không phải lúc nào cũng thành công

Trong một số trường hợp, các thông số thiết kế cơ bản ít có giá trị và buộc phải có một tiếntrình thực nghiệm trước khi đưa ra phương pháp thiết kế hoàn chỉnh

Hấp phụ (adsorption) là một quá trình truyền khối mà trong đó chất khí được liên kếtvào một chất rắn Chất khí (chất bị hấp phụ) thâm nhập vào các mao quản của chất rắn(chất hấp phụ) nhưng không thâm nhập vào cấu trúc mạng tinh thể chất rắn Sự liên kếtgiữa chất khí và chất rắn có thể là liên kết vật lý hay hóa học Liên kết vật lý được đặctrưng chủ yếu bởi các lực hút tĩnh điện còn liên kết hóa học là liên kết tạo nên do tươngtác hóa học giữa chất rắn và chất khí Các bình áp lực có một sàn đỡ cố định được sửdụng để giữ chất hấp phụ

Quá trình hấp thụ được thực hiện bằng cách cho tiếp xúc giữa pha rắn và pha khí, ởđiều kiện bình thường thì pha khí trong hỗn hợp với không khí thì không khí sẽ không

bị hấp phụ

Than hoạt tính, rây phân tử, silicagel và nhôm hoạt tính là những chất hấp thụ thông dụng nhất Nhìn chung, các chất hấp phụ này có đặc tính chung là diện tích bề mặt hoạttính trên một đơn vị thể tích rất lớn

Quá trình hấp phụ được sử dụng rộng rãi để khử ẩm trong không khí, khử khí độc hại và mùi trong khí thải, thu hối các loại hơi, khí có giá trị lẫn trong không khí hoặc khí thải

Ưu điểm của quá trình hấp phụ này là các vật liệu hấp phụ có thể được hoàn nguyên và

sử dụng lại như vậy sẽ ít tốn kém trong khi hoạt động

Ứng dụng của quá trình:

- Chất khí ô nhiễm không cháy được hoặc khó đốt cháy

- Chất khí cần khử có giá trị cần thu hồi

- Chất khí ô nhiễm có nồng độ thấp trong khí thải mà các quá trình khử khí khác không thể áp dụng được

Hình 5.2 Sơ đồ hệ thống hấp phụ xử lý SO 2 bằng than hoạt tính

- 1 Phễu chứa than hoạt tính 2 Đo liều lượng 3 Tháp hấp phụ nhiều tầng

- 4 Xiclon 5 Bunke 6 Tháp giải hấp phụ

- 7 Thiết bị cấp nhiệt 8 Quạt 9 Máy sàng

 YÊU CẦU THIẾT KẾ:

- ĐẢM BẢO THỜI GIAN CHU KỲ LÀM VIỆC THÍCH HỢP

- CÓ XỬ LÝ SƠ BỘ ĐỐI VỚI KHÍ THẢI

- XỬ LÝ LÀM GIẢM BỚT NỒNG ĐỘ BAN ĐẦU

- PHÂN PHỐI DÒNG KHÍ,DUNG MÔI HẤP THỤ, ĐI QUA LỚP VẬT LIỆU ĐỆM ĐỀU ĐẶN

- ĐẢM BẢO KHẢ NĂNG THAY THẾ MỚI HƠẶC HOÀN NGUYÊN VẬT LIỆU HẤP PHỤ

Câu 3: Trình bày cấu tạo và nguyên lý làm việc của tháp hấp thụ kiểu buồng lắng phun, ventury, tháp đĩa tháp đệm

1 Tháp đệm

Chất lỏng thường được đưa vào ở đỉnh tháp và được làm cho nhỏ giọt đều qua các lớp vật liệu đệm có diện tích bề mặt rộng lớn khi được đưa vào đáy tháp, khi chuyển động dưới lên trên ngược chiều dung môi, khí đi qua lớp đẹm chưa dung môi rồi thì là ABC…

XYZZZ &*^&%^&&*%&$%#@#@*

+ Có bề mặt tiếp xúc pha lớn, hiệu suất cao;

+ Cấu tạo đơn giản;

+ Trở lực trong tháp không lớn lắm;

+ Giới hạn làm việc tương đối rộng

 Nhược điểm: Khó làm ướt đều đệm Do đó, nếu tháp cao quá thi chất lỏng phân bố khôngđều Vì vậy người ta phải chia tầng và ở mỗi tầng có đặt them bộ phận phân phối chấtlỏng

2 Tháp đĩa

a Đĩa lưới sàng b Đĩa sủi bọt Hình 4.3 Hai dạng tháp đĩa thông dụng

Chất lỏng đi vào tháp ở đỉnh hoặc tại một đĩa thích hợp nào đó và chảy xuống nhờ trọng lực qua mỗi đĩa bằng ống chảy chuyền Pha khí đi từ dưới lên qua mỗi đĩa nhờ các khe hở

do cấu tạo của đĩa tạo nên Trong các tháp đĩa, sự tiếp xúc giữa pha lỏng và pha khí diễn ra

ở các đĩa

Dòng khí chuyển động từ dưới lên trên xuyên qua các mủi chụp sủi bọt hoặc các lỗ khoan trên đĩa và sau đó đi xuyên qua lớp chất lỏng còn lại trên đĩa và hòa lẫn với chất lỏng

3 Buồng lắng phun

Một dạng buồng phun điển hình

Dạng đơn giản nhất của các buồng phun là một hình trụ mà trong đó các vòi phun được bố trí ở phần trên cao và những giọt nhỏ được làm cho rơi xuống cùng với một số chất lỏng chảy xuống dọc theo thành bên trong của buồng

Cho dù các dòng chất lỏng và chất khí có thể chuyển động cùng chiều nhưng thông thường thì dòng khí được đưa vào ở phần thấp hơn của tháp theo hướng tiếp tuyến để tạo

ra một sự chuyển động xoắn ốc và các giọt chất lỏng phun ra khỏi các vòi phun là những tia thẳng

Trong trường hợp này, các tia nước được ly tâm thẳng đến tường và từ đó chúng rơixuống như là một dòng chảy màng mỏng

4 Thiết bị lọc khí ventury

Trong thiết bị lọc khí Venturi, dòng khí chuyển động qua Venturi ở một tốc độ caovới chất lỏng lọc được đưa vào ở áp suất tương đối thấp tại họng Venturi; ở đó diễn ra sựcắt xé chất lỏng và hình thành các giọt nhỏ và việc xáo trộn kỹ với chất khí được cung cấpbởi dòng khí; chất lỏng được đưa vào ở áp suất qui ước

Kết quả là các giọt phun của chất lỏng được hòa trộn với chất khí, một cấp hấp thụ diễn ra ở đó, và cần thiết phải có một bộ phận tách lỏng lối cuốn Thông thường một bộ phận ly tâm đơn giản hoặc một dạng vòi phun được bố trí ở đầu ra của Venturi để loại bỏ chất lỏng ra khỏi dòng khí đã được rửa sạch

Câu 4: Nêu nguyên tắc xử lý SO2, NOx

a Hấp thụ SO2 bằng nước theo chu trình

Quá trình hấp thụ diễn ra theo phương trình:

SO2 + H2O ↔ H+ + HSO3

-Hình 5.7 Sơ đồ hệ thống xử lý SO 2 bằng nước có tuần hoàn

1 Tháp hấp thụ 2 Tháp giải thoát khí SO 2 3 Thiết bị ngưng tụ

4, 5 Thiết bị trao đổi nhiệt 6 Bơm Quá trình hấp thụ SO2 bằng nước theo chu trình gồm 2 giai đoạn:

- Giai đoạn 1: Hấp thụ SO2 bằng cách cho khí thải tiếp xúc với nước, ở nhiệt độ thấp

+ Khí thải chứa SO2 đi vào phía dưới của Scrubber nhờ ống dẫn khí, nước được đưa vào phía trêncủa Scrubber nhờ hệ thống phân phối nước

+ Khí SO2 ở trong khí thải, tiếp xúc với nước ở trong lớp vật liệu đệm rỗng của Scrubber và khí

SO2 bị hòa tan vào nước, rồi đi xuống phía dưới của thiết bị

+ Khí sạch đi lên phía trên và thoát ra ngoài qua ống dẫn khí ra

- Giai đoạn 2: Giải thoát khí SO2 ra khỏi chất hấp thụ, bằng cách gia tăng nhiệt độ của dung dịchchứa SO2 lên 1000C

+ Dung dịch thu được ở phía dưới của Scrubber được đưa sang tháp giải thoát khí SO2 , tại đâydung dịch sẽ được gia tăng nhiệt độ đến 1000C, ở nhiệt độ này khí SO2 sẽ thoát ra khỏi nước.+ Khí SO2 có lẫn hơi nước sẽ được đưa sang thiết bị ngưng tụ để ngưng tụ lại hơi nước, khí SO2

sạch thu được sẽ được đưa đi dùng cho các mục đích khác nhau

+ Nước thu được ở tháp giải thoát khí SO2 sẽ được đem đi trao đổi nhiệt, làm lạnh trước khi tuầnhoàn trở lại Scrubber

* Nhược điểm

- Phương pháp xử lý cần phải làm lạnh một khối lượng nước lớn để thuận lợi cho quá trình hấpthụ SO2;

- Ngoài ra cũng cần phải đun nóng một khối lượng lớn nước để giải thoát khí SO2

* Phương pháp này chỉ áp dụng khi

- Nồng độ khí SO2 trong khí thải tương đối cao;

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

Hình 4.8 Sơ đồ hệ thống hấp thụ SO 2 bằng nước có xúc tác

1 Xyclon 2 Tháp oxy hóa nhiều tầng xúc tác

3 Thiết bị làm nguội 4 Scrubber

Nguyên lý hoạt động của hệ thống gồm 2 giai đoạn:

- Giai đoạn 1: Chuyển hóa SO2 thành SO3

+ Khí SO2 trong khí thải sẽ kết hợp với O2 ở trong tháp oxy hóa nhiều tầng xúc tác, nhờ xúc tácVanadi (V) để biến thành anhidrit sunfuric SO3;

+ Phản ứng chuyển hóa khí SO2 thành khí SO3 có tỏa nhiệt, mà phản ứng này xảy ra càng mạnh ởnhiệt độ càng thấp, do đó sau mỗi tầng khí cần được làm nguội để tăng hiệu quả phản ứng

- Giai đoạn 2: Hấp thụ SO3 vào nước

+ Khí thải sau khi đi qua tháp oxy hóa nhiều tầng xúc tác được đưa vào phía dưới của Scrubber,phía trên của Scrubber nước được đưa vào nhờ hệ thống phân phối nước

+ Nước tiếp xúc và phản ứng với khí SO3 có trong khí thải ở trong lớp vật liệu đệm rỗng để tạothành H2SO4

+ Khí sạch đi lên phía trên rồi thoát ra ngoài

Ngoài ra để tăng hiệu quả chuyển hóa khí SO2 thành khí SO3 , người ta tiến hành xử lý bụitrước khi đưa khí thải vào ở trong tháp oxy hóa xúc tác

2 Xử lý khí SO2 bằng đá vôi (CaCO3) hoặc vôi nung (CaO)

Xử lý khí SO2 bằng vôi là một phương pháp được áp dụng rộng rãi trong công nghiệp vìhiệu quả xử lý cao, nguyên liệu rẻ tiền, dễ kiếm

Các phản ứng hóa học xảy ra trong quá trình xử lý:

CaCO3 + SO2 = CaSO3 + CO2

CaO + SO2 = CaSO3

CaSO3 + O2 = 2CaSO4

\

Hình 4.9 Sơ đồ xử lý SO 2 trong khí thải bằng sữa vôi

1 Scrubber 2 Bộ phận tách tinh thể 3 Bộ lọc chân không 4,5 Máy bơm 6 Thùng hòa trộn 7 Máy đập 8 Máy nghiền

Nguyên lý hoạt động của xử lý SO 2 trong khí thải bằng sữa vôi:

+ Đá vôi hoặc vôi tôi sẽ được đập, nghiền nhỏ rồi được hòa trộn với nước tạo thành dạng dung

dịch sữa vôi (huyền phù) trước khi được đưa vào phía trên của Scrubber

+ Khí thải chứa khí SO2 sau khi được làm sạch tro bụi sẽ được đưa vào phía dưới của Scrubber,trong lớp vật liệu đệm rỗng sữa vôi sẽ phản ứng với khí SO2 theo phản ứng 1 và 3 hoặc phản ứng

2 và 3 Khí sạch đi lên phía trên và thoát ra ngoài

+ Dung dịch thu được ở phía dưới của Scrubber sẽ chứa nhiều tinh thể CaSO3.0,5H2O,CaSO4.2H2O và một ít tro bụi sẽ được tách ra khỏi hỗn hợp bằng bộ phận tách tinh thể và bộ lọcchân không Phần dung dịch thu được sẽ được tuần hoàn trở lại Scrubber sau khi bổ sung thêmdung dịch sữa vôi

Hiệu quả của quá trình xử lý SO2 bằng phương pháp này có thể đạt đến 98%

3 Xử lý SO2 bằng dung dịch NH3 theo chu trình

Quá trình xử lý SO 2 bằng dung dịch NH 3 chia thành hai giai đoạn

- Giai đoạn 1: Hấp thụ SO2 vào dung dịch NH3

+ Khí thải chứa SO2 trước tiên sẽ được làm nguội và làm sạch bụi nhờ Scrubber, tại đây một phần

SO2 cũng bị hấp thụ vào nước

+ Tiếp theo khí thải sẽ được đưa vào phía dưới của tháp hấp thụ nhiều tầng, ở phía trên của cáctầng thì dung dịch NH3 sẽ được đưa vào để hấp thụ khí SO2, tầng trên cùng của tháp sẽ được tướinước, nhằm hạn chế sự bay hơi của NH3 Phản ứng hấp thụ SO2 vào dung dịch NH3:

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

(NH4)2SO3 + SO2 + H2O =NH4HSO3

+ Khí sau khi được làm sạch SO2 sẽ đi lên phía trên và thoát ra ngoài

- Giai đoạn 2: Giai đoạn hoàn nguyên

+ Dung dịch thu được ở phía dưới của tháp hấp thụ nhiều tầng, một phần sẽ được đem qua tháphoàn nguyên để tách khí SO2 Tại nhiệt độ và áp suất thích hợp sẽ xảy ra phản ứng tách khí SO2:

NH4HSO3 → (NH4)2SO3 + SO2 + H2O+ Khí SO2 sẽ được thu lại và dùng cho các mục đích khác nhau

Hình 4.10 Sơ đồ hệ thống xử lý SO 2 bằng dung dịch NH 3 theo chu trình

1 Scrubber 2,4 Thiết bị làm nguội 3 Tháp hấp thụ nhiều tầng

I 5 Tháp hoàn nguyên 6 Tháp bốc hơi 7 Thùng kết tinh

8 Máy vắt khô ly tâm 9 Nồi chưng áp

+ Ngoài ra trong dung dịch có thể xảy ra các phản ứng sau:

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

(NH4)2SO3 + S → (NH4)2S2O3

(NH4)2S2O3 + 2NH4HSO3 → 2(NH4)2SO4 + 2S+ H2O+ Một phần dung dịch thu được ở phía dưới của tháp hoàn nguyên sẽ được đưa sang tháp bốc hơi,thùng kết tinh và máy vắt ly tâm để tách (NH4)2SO4 ,một phần sau khi được bổ sung NH3 sẽ đượcđưa tuần hoàn trở lại tháp hấp thụ nhiều tầng để tiếp tục xử lý khí thải chứa khí SO2

+ Một phần dung dịch thu được ở phía dưới của tháp hấp thụ nhiều tầng sẽ được đưa sang nồichưng áp để tách lưu huỳnh

II Một số hệ thống hấp thụ NOx

1 H p th khí NO ấ ụ x b ng n ằ ướ c

Trong công nghiệp các loại khí thải có chứa oxit nitơ ở nồng độ thấp thường được xử lý bằngdung dịch hấp thụ nước với các loại thiết bị hấp thụ khác nhau như Scrubber, thiết bị sục khí sủibọt, Venturi…

Hiệu quả xử lý NOx theo các phương pháp trên thường không cao, tối đa chỉ đạt 50% :

2NO2(hoặc N2O4) + H2O → 2HNO3 + HNO2

HNO2 → NO + NO2 (hoặc ½N2O4) + H2O

NO + ½O2 → NO2

2NO2 → N2O4

Phản ứng đầu tiên xảy ra trên lớp màng ngăn cách giữa pha khí và pha lỏng Quá trình oxy hóacủa oxit nitơ xảy ra tương đối chậm nhưng thực hiện đến cùng, nhưng khí có mặt HNO3 đậm đặcthì phản ứng sẽ không thực hiện đến cùng.

* Ngoài nước ra người ta dùng dung dịch H2O2 loãng để thu được axit nitric:

1 Xử lý SO2 bằng than hoạt tính

Hệ thống xử lý SO2 bằng than hoạt tính có sơ đồ đơn giản và được áp dụng cho nhiều ngànhcông nghiệp thải ra khí SO2 khác nhau Hệ thống này có ưu điểm là có thể làm việc được với khíthải có nhiệt độ cao trên 1000C

Nhược điểm của phương pháp này tùy thuộc vào quá trình hoàn nguyên, quá trình này có thểlàm tiêu hao nhiều vật liệu hấp phụ hoặc sản phẩm thu hồi là khí SO2 có nồng độ thấp hoặc có lẫnnhiều H2SO4