Đồ án_Xử lý khí thải hcl&cl2

Đồ án tốt nghiệp tính toán thiết kế hệ thống xử lý khí thải có chứ khí Cl2 và khí HCl trong công nghệ chế biến xỉ Titan với công suất 300 tấn/năm. Khí thải phát sinh ra khỏi lò luyện xỉ Titan bao gồm khí Cl2 dư và khí HCl. Các thông số vào thiết bị xử lý khí thải: lưu lượng khí thải = 1200 m3/h, nồng độ khí Cl2 = 10500 mg/m3, nồng độ khí HCl = 625 mg/m3 và yêu cầu xư lý khí thải theo tiêu chuẩn QCVN 19:2009/BTNMT theo cột B trước khi khí thải thải ra môi trường. Công nghệ để xử lý nước thải được đề xuất thiết kể trong đồ án này là: lò luyện xỉ  thiết bi trao đổi nhiệt  tháp hấp thụ  ống khói  môi trường. Khí thải từ lò luyện xỉ thoát ra có nhiệt độ 700OC đi qua thiết bị trao đổi nhiệt xuống còn 35OC. Sau đó khí thải sẽ được hút bởi quạt hút ly tâm đi qua tháp hấp thụ, tại đây tháp hấp thụ hấp thụ giữa khí thải có chứ khí Cl2 và HCl với dung môi NaOH. Kế tiếp khí sẽ được đi ra ống khói và được thải ra môi trường. Phần dung môi sau khi hấp thụ là nước Javen, là chất tẩy rửa có giá trị sử dụng. Hiệu suất của công nghệ xử lý khí thải được đề xuất có thể đạt tới 99% hiệu quả xử lý khí thải, đảm bảo khí thải đầu ra theo yêu cầu cần phải xử lý. Thông số đầu ra như sau: nồng độ khí Cl2 đầu ra = 10 mg/m3, nồng độ khí HCl đầu ra = 50 mg/m3 và yêu cầu khí thải sau xử lý đạt theo tiêu chuẩn QCVN 19:2009/BTMT theo cột B trước khi xả thải ra môi trường.

CHUYỀN THIẾT BỊ XỬ LÝ KHÍ THẢI CHỨA Cl2 VÀ HCl TRONG CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN XỈ

TITAN CÔNG SUẤT 300 TẤN/NĂM

TP.HỒ CHÍ MINH, THÁNG 01 NĂM 2019

công nghệ chế biến xỉ Titan với công suất 300 tấn/năm Khí thải phát sinh ra khỏi lò luyện

xỉ Titan bao gồm khí Cl2 dư và khí HCl Các thông số vào thiết bị xử lý khí thải: lưu lượng

khí thải = 1200 m3/h, nồng độ khí Cl2 = 10500 mg/m3, nồng độ khí HCl = 625 mg/m3 và

yêu cầu xư lý khí thải theo tiêu chuẩn QCVN 19:2009/BTNMT theo cột B trước khi khí

thải thải ra môi trường Công nghệ để xử lý nước thải được đề xuất thiết kể trong đồ án này

là: lò luyện xỉ  thiết bi trao đổi nhiệt  tháp hấp thụ  ống khói  môi trường Khí thải

từ lò luyện xỉ thoát ra có nhiệt độ 700OC đi qua thiết bị trao đổi nhiệt xuống còn 35OC Sau

đó khí thải sẽ được hút bởi quạt hút ly tâm đi qua tháp hấp thụ, tại đây tháp hấp thụ hấp

thụ giữa khí thải có chứ khí Cl2 và HCl với dung môi NaOH Kế tiếp khí sẽ được đi ra ống

khói và được thải ra môi trường Phần dung môi sau khi hấp thụ là nước Javen, là chất tẩy

rửa có giá trị sử dụng

Hiệu suất của công nghệ xử lý khí thải được đề xuất có thể đạt tới 99% hiệu quả xử lý khí

thải, đảm bảo khí thải đầu ra theo yêu cầu cần phải xử lý Thông số đầu ra như sau: nồng

độ khí Cl2 đầu ra = 10 mg/m3, nồng độ khí HCl đầu ra = 50 mg/m3 và yêu cầu khí thải sau

xử lý đạt theo tiêu chuẩn QCVN 19:2009/BTMT theo cột B trước khi xả thải ra môi trường

Graduation project of calculating and designing Cl2 and HCl gas emission treatment system

in Titanium slag processing technology with a capacity of 300 tons/year Emissions generated from titanium slag furnace include residual Cl2 gas and HCl gas Parameters on the waste gas treatment equipment: emissions flow = 1200 m3/h, gas concentration Cl2 =

10500 mg /m3, HCl concentration = 625 mg/m3 and requires standard emission treatment QCVN 19: 2009/BTNMT according to column B before emissions are discharged into the environment The technology for wastewater treatment proposed in this project is: Titanium slag furnace heat exchangers absorption tower  Chimney  environment The exhaust gas from the slag furnace exits has a temperature of 7000C passing the heat exchanger to 350C Then the exhaust gas will be sucked by centrifugal exhaust fan through the absorption tower, where the absorption tower absorbs between the flue gas containing

Cl2 and HCl with NaOH solvent Next gas will be released to the chimney and discharged into the environment The solvent part after absorption is Javen water, which is a valuable detergent

The performance of the proposed emission treatment technology can reach 99% of the efficiency of waste gas treatment, ensuring the required exhaust gas emissions need to be treated The output parameters are as follows: output Cl2 gas concentration = 10 mg/m3, output HCl concentration = 50 mg/m3 and the required post-treatment emissions meet QCVN 19:2009/BTMT according to the column B before discharging into the environment

TP.Hồ Chí Minh, ngày… tháng …… năm…

(Ký và ghi rõ họ tên) (ký và ghi rõ họ tên)

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN

TP.Hồ Chí Minh, ngày… tháng …… năm…

Giảng viên phản biện

(Ký và ghi rõ họ tên)

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ SẢN XUẤT CÁC SẢN PHẨM TITAN THEO CÔNG NGHỆ CLO HOÁ 2

1.1 Công nghệ chế biến xỉ Titan 2

1.1.1 Giới thiệu 2

1.1.2 Ngành Titan tại Việt Nam 3

1.1.3 Công nghệ luyện xỉ Titan 3

1.1.4 Các phương pháp sản xuất xỉ Titan 4

1.2 Cơ sở lý thuyết quá trình sản xuất xỉ Titan 7

1.2.1 Quá trình clorua hoá 7

1.2.2 Cơ chế clo hoá 9

1.2.3 Nguyên liệu sử dụng: 16

1.2.4 Cách khía cạnh gây ảnh hưởng trong quá trình clorua hoá 18

1.2.5 Khí thải sinh ra từ quá trình luyện xỉ Titan 19

1.2.6 Thông số công nghệ 19

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ XỬ LÝ KHÍ THẢI, XỬ LÝ Cl2 VÀ HCl TRONG QUÁ TRÌNH CHẾ BIẾN XỈ TITAN 24

2.1 Tác hại của khí Cl2 và HCl đến với môi trường 24

2.1.1 Tác hại của khí Cl2 24

2.1.2 Tác hại của khí HCl 25

2.1.3 Giới hạn nồng độ khí Clo và khí HCl trong môi trường 26

2.2 Phương pháp xử lý khí Clo và HCl 27

2.2.1 Khái niệm về hấp thụ 27

2.2.2 Phân loại các loại hấp thụ 27

2.2.3 Chất hấp thụ ( dung môi) 28

2.2.4 Các thiết bị hấp thụ 30

CHƯƠNG 3 ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ 36

3.1 Thông số nguồn khí thải lò luyện xỉ Titan 36

3.2 Đề xuất phương pháp xử lý khí 36

CHƯƠNG 4 TÍNH TOÁN THIẾT BỊ 38

4.1 Thiết kế tháp giải nhiệt 38

4.1.1 Tính khối lượng riêng hỗn hợp khí 38

4.1.2 Phương trình truyền nhiệt khi chất khí chuyển động ngược dần đều ở nhiệt độ thay đổi 39

4.1.3 Tính cơ khí 41

4.2 Thiết kế tháp đệm 51

4.2.1 Thông số đầu vào 51

4.2.2 Cân bằng vật liệu trong quá trình hấp thụ 52

4.2.3 Tính đường kính thiết bị 57

4.2.4 Tính chiều cao đệm 61

4.2.5 Tính cơ khí 66

4.2.6 Tính ống khói 78

CHƯƠNG 5 THIẾT KẾ SƠ ĐỒ ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ CHÍNH 80

5.1 Nội dung 80

5.2 Sơ đồ điều khiển 80

5.3 Nguyên lý hoạt động 81

5.4 Các thiết bị điều khiển 84

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 85 TÀI LIỆU THAM KHẢO 87

MỤC LỤC BẢNG

Bảng 1.1 Tóm tắt các nghiên cứu động học được tiến hành trên nguyên liệu TiO2 13

Bảng 1.2 Nguyên liệu chính được sử dụng trong quá trình sản xuất 17

Bảng 1.3 Khối lượng Clo sử dụng trong quá trình luyện xỉ Titan 20

Bảng 2.1 Bảng thông số nồng độ C của các chất khí cho phép 27

Bảng 3.1 Thông số nồng độ khí ra khỏi lò luyện Titan 36

Bảng 4.1 Bảng thông số mặt bích thân 45

Bảng 4.2 Bảng thông số mặt bích ống dẫn khí 45

Bảng 4.3 Bảng thông số mặt bích ông dẫn lỏng 46

Bảng 4.4 Bảng số liệu của phương trình cân bằng khí Clo 52

Bảng 4.5 Bảng số liệu của phương trình cân bằng khí HCl 54

Bảng 4.6 Bảng thông số mặt bích thân 69

Bảng 4.7 Bảng thông số mặt bích ống dẫn khí 70

Bảng 4.8 Bảng thông số mặt bích ông dẫn lỏng 71

Bảng 4.9 Bảng cho tiết thiết kế chân đỡ 73

Bảng 4.10 Bảng chi tiết thiết kế chân đỡ đĩa đỡ đệm thiết bị 74

Bảng 5.1 Bảng tên thiết bị trong sơ đồ điều khiển 81

MỤC LỤC HÌNH

Hình 1.1 Khoáng vật Titan rutil(90%TiO2) ( Hình trái) và Ilmenit, FeTiO3 (59,4% TiO2)

(Hình phải) 2

Hình 1.2 Sơ đồ nguyên lý của công nghệ lượng xỉ Titan của nhà máy 7

Hình 1.3 Các bước xuất TiO2 quá trình clorua 9

Hình 1.4 Fe và Mn loại bỏ trong vài phút đầu tiên của clo (Pistorius và Le Roux, 2002) 10

Hình 1.5 Tỷ lệ clo (Den Hoed và Nell, 2003) 11

Hình 1.6 Clo hóa Rutile (hệ thống C-Cl2 và hệ thống CO-Cl2) 15

Hình 1.7 Clo hóa Rutile (hệ thống CO-Cl2) 15

Hình 1.8 Clo hóa rutil và xỉ (hệ thống CO-Cl2) 16

Hình 1.9 Clo hóa xỉ (hệ thống C-CO-Cl2 và hệ thống CO-Cl2) 16

Hình 1.10 Lò điện hồ quang luyện xỉ Titan bằng phương pháp clo hoá 22

Hình 2.1 Khí Clo trong môi trường không khí 24

Hình 2.2 Tháp đệm 31

Hình 2.3 Các loại vòng đệm 32

Hình 2.4 Tháp rửa khí rỗng 33

Hình 2.1 Nguyên lý làm việc của tháp mâm 34

Hình 3.1 Sơ đồ công nghệ 37

Hình 4.1 Tháp giải nhiệt cooling tower TA SHIN 49

Hình 4.2 Đồ thị biểu diễn đường cân bằng và đường làm việc 53

Hình 4.3 Đồ thị biểu diễn đường cân bằng và đường làm việc của khí HCl 56

Hình 5.1 Sơ đồ điều khiển tháp hấp thụ 80

Hình 5.2 Sơ đồ điều khiển mức trong tháp hấp thụ 82

Hình 5.3 Sơ đồ điều khiển mức trong bể chứa dung môi 83 Hình 5.4 Van điện từ solenoid 84 Hình 5.5 Phao điện báo mức nước 84

DANH SÁCH CHỮ VIẾT TẮT

1 QCVN: Quy chuẩn việt nam

2 BTNMT: bộ tài nguyên môi trường

MỞ ĐẦU

1 Đặt vấn đề

Ngành khai khoáng và chế biến xỉ Titan đã xuất hiện trên đất nước ta nhiều năm này, việc chế biến xỉ Titan sẽ gây ra nhiều vấn đề ô nhiễm môi trường đến con người và môi trường xung quanh Đặc biệt trong quá trình chế biến sẽ sinh ra những chất khí độc hại như khí Clo, khí HCl, khí CO, … vì vậy việc xử lý các chất khí này là yêu cầu cấp bách và cần thiết không chỉ cho những người làm việc xung quang hệ thống và cho tất cả chúng ta

2 Mục tiêu đề tài

Mục tiêu đề tài là tính toán và thiết kế hệ thống xử lý khí Clo và khí HCl theo tiêu chuẩn TCVN về nồng độ khí thải thải ra môi trường và có khả năng điều khiển

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ SẢN XUẤT CÁC SẢN PHẨM TITAN THEO CÔNG NGHỆ CLO HOÁ

1.1 Công nghệ chế biến xỉ Titan

1.1.1 Giới thiệu

Xỉ Titan là một trong những loại nguyên liệu chính cho sản xuất TiO2 Ilmenit được chuyển thành vật liệu giàu Titan sử dụng quy trình luyện kim ở nhiệt độ cao 90% và 78% xỉ Titan được sản xuất trong quá trình sản xuất clorua và sunphat TiO2 tương ứng Có nguồn xỉ Titan sẵn có là rất quan trọng đối với nhà sản xuất TiO2 , và do có khả năng sản xuất trong nội bộ, Henan Billions sẽ có nguồn cung cấp quặng an toàn hơn và kiểm soát chi phí nguyên liệu thô hơn Ngoài ra, quy trình này còn có các sản phẩm phụ có giá trị như ilmenit giảm

và gang, được sử dụng làm nguyên liệu cho ngành hàn điện và công nghiệp thép đặc biệt Giảm ilmenit cũng được sử dụng trong dung dịch TiO2 sunfat Quy trình sản xuất

Hình 1.1 Khoáng vật Titan rutil(90%TiO 2 ) ( Hình trái) và Ilmenit, FeTiO 3 (59,4% TiO 2 )

(Hình phải)

Xỉ Titan chứa 72,7% TiO2 và 7,8% Fe2O3 được lọc ở tỷ lệ rắn / lỏng (S / L) khác nhau, kích thước hạt, thời gian lọc và nồng độ axit Số lượng tối ưu của tỷ lệ S / L, kích thước hạt, nồng độ axit và thời gian lọc sử dụng cả hai axit được xác định là 1: 4, -100 m, 8%

và 2 h Trong điều kiện tối ưu, bằng cách sử dụng axít sulfuric, một tinh thể Titanium dioxide với 86,8% TiO2 và 1,87% Fe2O3 được sản xuất, trong khi sử dụng axit clohydric kết quả là cô đặc chứa 91% TiO2 và 0,61% Fe2O3 Nồng độ Titanium dioxide được điều

chế bằng axit clohydric, có kết cấu dạng hạt và bằng các hạt tách rời dài; có ít tạp chất hơn chất được tạo ra bởi axit sulfuric Các kết quả chứng minh rằng việc hòa tan axit clohydric

xỉ Titan và loại bỏ một số tạp chất như SiO2 và MgO cung cấp một sản phẩm có chất lượng tốt được chuẩn bị phù hợp làm nguyên liệu sản xuất sắc tố TiO2 qua quá trình clorua.[1]

1.1.2 Ngành Titan tại Việt Nam

Theo đánh giá chung, tài nguyên quặng sa khoáng Titan ở Việt Nam là rất lớn, đảm bảo đủ

cơ sở để xây dựng ngành công nghiệp khai thác, chế biến hiện đại, phát triển ổn định lâu dài Triển vọng của ngành công nghiệp khai thác, chế biến Titan đã được Nhà nước nhìn thấy từ lâu và Tổng cục Địa chất & Khoáng sản (thuộc Bộ Tài nguyên và Môi trường) đã xác định đây là một trong những khoáng sản cần được được đặt lên hàng đầu trong khai thác, chế biến, sử dụng Trong Quyết định số 1546/QĐ-TTg (ban hành ngày 3-9-2013) của Thủ tướng Chính phủ phê duyệt Quy hoạch phân vùng thăm dò, khai thác, chế biến và sử dụng quặng Titan giai đoạn đến năm 2020, có xét tới năm 2030 cũng đã khẳng định rõ điều này và đưa ra lộ trình phù hợp

Việt Nam có trữ lượng lớn về Titan, đứng hàng thứ 2 trên toàn cầu và được nhắc đến như một thế mạnh về tài nguyên của nước ta Theo công bố của Bộ Tài nguyên và Môi trường năm 2014 thì trữ lượng Titan chỉ riêng địa bàn Bình Thuận ước gần 600 triệu tấn, chiếm trên 90% trữ lượng Titan cả nước Vấn đề thách thức đặt ra hiện nay là ở một số địa phương, người dân, một số bộ phận truyền thông và doanh nghiệp cũng như các cấp quản lý thấp vẫn chưa nhận thức được đầy đủ tầm quan trọng của việc quy hoạch phát triển lâu dài cho ngành công nghiệp Titan Họ vẫn chưa thấy được bức tranh tổng quát về Titan của Việt Nam trong tương lai.[2]

1.1.3 Công nghệ luyện xỉ Titan

Luyện xỉ Titan là quá trình hoàn nguyên quặng sắt - Titan trong lò điện hồ quang Trong

đó oxyt sắt được hoàn nguyên đến kim loại và nóng chảy tách khỏi xỉ giàu Titan Quá trình hoàn nguyên ôxýt sắt rất phức tạp bởi vì oxyt sắt liên kết bền vững với oxyt Titan trong hợp chất hóa học ví dụ như ilmenit (FeO.TiO2)

Ngày nay, quá trình sản xuất xỉ đã phát triển rộng rãi trên thế giới và công nghệ luyện xỉ

đã phát triển qua nhiều giai đoạn Thiết bị chủ yếu để luyện xỉ Titan là lò điện hồ quang có các giai đoạn phát triển cơ bản như sau: Giai đoạn đầu tiên là công nghệ luyện một giai đoạn trong lò điện hồ quang điện cực graphit kiểu lò hở, sau đó sử dụng lò điện hồ quang

hở điện cực tự thiêu kết; Tiếp theo là công nghệ luyện hai giai đoạn trong lò điện hồ quang điện cực graphit kiểu kín, hoạt động tự động, có thiết bị lọc bụi xử lý khí thải kết hợp thiêu hoàn nguyên trước trong lò quay; Và hiện nay tiên tiên nhất là công nghệ luyện hai giai đoạn trong lò điện hồ quang kiểu kín, hoạt động tự động, tiêu thụ dòng điện một chiều, có thiết bị lọc bụi xử lý khí thải, kết hợp dùng lò quay thiêu hoàn nguyên trước và sử dụng thêm hệ thống tái sử dụng khí lò để gia nhiệt cho quặng đầu vào Nhờ vào quá trình phát triển đó mà hiện nay các chỉ tiêu công nghệ cải thiện rất nhiều, đặc biệt chỉ tiêu an toàn môi trường, năng suất thiết bị

Áp dụng công nghệ luyện xỉ Titan để chế biến sâu là phù hợp với hoàn cảnh Việt Nam và

xu thế chung của thế giới, song phải đầu tư phát triển công nghệ luyện xỉ Titan hiện đại, vì: Nâng cao được nhiều chỉ tiêu công nghệ, cải thiện môi trường; Giảm chi phí điện năng; Giảm chi phí nhân công; Nâng cao chất lượng sản phẩm và có khả năng tiêu thụ cạnh tranh trên thị trường quốc tế.[3]

1.1.4 Các phương pháp sản xuất xỉ Titan

Ngày nay công nghệ sản xuất pigment TiO2 đã được phát triển rất nhanh, đầu tiên là quá trình sulphat, được thực hiện vào năm 1916 Nguyên liệu đầu vào lúc đó là ilmenit Đầu năm 1958, người ta đã phát minh ra phương pháp clorua Hãng Dupont là cơ sở đầu tiên sản xuất pigment bằng phương pháp clorua Nguyên liệu đầu vào là rutil tự nhiên, rutil nhân tạo và xỉ Titan Gần đây người ta phát minh ra công nghệ Altair có nhiều ưu điểm nổi bật, song mới nghiên cứu ở qui mô bán công nghiệp, chưa được ứng dụng vào sản xuất công nghiệp.[4]

1.1.4.1 Phương pháp sulphat

Ưu điểm của quá trình này là: Nguyên liệu ban đầu có thể sử dụng trực tiếp ilmenit, xỉ Titan sulphat, clorua loại mịn của quá trình clorua; có thể sản xuất ra hai loại pigment:

dạng rutil và anataz; đến nay sản phẩm của quá trình này chiếm khoảng 40% và được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp

Nhược điểm của quá trình là: Thiết bị đòi hỏi chịu được môi trường axit sulphuric đậm đặc nhiệt độ cao; quặng đầu vào phải khống chế hàm lượng crôm khắt khe; số lượng lớn sắt vụn cung cấp cho công đoạn hoàn nguyên, chi phí 2-2,5 tấn sắt/ tấn sản phẩm; có số lượng phế thải lớn nhất, tác động xấu đến môi trường sống: 3 tấn FeSO4/ 1tấn TiO2 và dung dịch

H2SO4 loãng (20 - 22%) chứa các tạp chất; phải trang bị thêm hệ thống thiết bị xử lý phế thải để chuyển chúng thành các sản phẩm phụ nên dây chuyền công nghệ kéo dài và phức tạp hơn; chi phí đầu tư lớn và phải có thị trường tiêu thụ các sản phẩm phụ như: sulphat sắt, thạch cao và phải đầu tư dây chuyền sản xuất axit sulphuríc

 Nhược điểm:

Nguyên liệu đầu vào yêu cầu khắt khe hơn: tối thiểu 85% TiO2, chứa ít oxyt kim loại kiềm thổ, các kim loại nặng như Cr, V, có hàm lượng nhỏ; chỉ nhận được một loại sản phẩm pigment dạng rutil, có giới hạn kích thước hẹp; chỉ thích hợp với qui mô sản xuất lớn (40.000 -50.000tấn/năm)

Nhược điểm cơ bản là quá trình độc quyền, không chuyển giao công nghệ và chi phí đầu

tư lớn: 3500 - 4500 USD/ tấn TiO2

1.1.4.3 Phương pháp Altair

Quá trình Altair là một phát minh hoàn toàn mới trong lĩnh vực sản xuất pigment Titan thẳng từ ilmenit, khởi nguồn từ phát minh quá trình clorua hoá của hãng Dupont Bản chất của phương pháp là hoà tách nguyên liệu chứa Titan bằng dung dịch axit clohydric nồng

độ cao và dư axit (nồng độ trên 410 g/l HCl) Khi đó hầu hết các nguyên tố hoà tan chuyển thẳng vào dung dịch

Dùng bột sắt hoàn nguyên ion Fe3+ trở về Fe2+, sau đó làm nguội dung dịch và bổ sung axit HCl để kết tinh và tách ra muối FeCl2 Dung dịch sau tách sắt được làm sạch các tạp chất còn lại bằng phương pháp chiết tách dung môi hai lần Dung dịch Titan nhận được đem thuỷ phân tạo thành hydrat bằng phương pháp thuỷ phân kiểu phun, sau đó đem xử lý bề mặt nhận được sản phẩm pigment có đặc tính theo yêu cầu, hoặc rutil, có thể là anataz trong dải kích thước hẹp và có thể tạo kích thước hạt nano

Tinh thể FeCl2 và nước rửa chứa Fe2+, Fe3+ và các tạp chất khác đem xử lý qua công đoạn nhiệt - thuỷ phân để thu khí HCl và nhận sản phẩm phụ Fe2O3 Khí HCl đem tái sinh axit HCl quay vòng cho chu trình hoà tách ban đầu

Ưu điểm: Có thể xử lý trực tiếp quặng ilmenit, thích hợp với loại quặng có chứa crôm và các nguyên tố phóng xạ; chỉ cần dùng axit HCl không dùng khí Clo (Cl2); toàn bộ quá trình sản xuất là một chu trình khép kín không có phế thải và ít tác động đến môi trường; nhận được sản phẩm pigment; được sản phẩm trung gian là Fe2O3 cung cấp cho ngành luyện kim; Axit HCl được quay vòng tái sử dụng lại

Quá trình thuỷ phân áp dụng thiết bị kiểu phun kết hợp nung, nghiền ướt có ưu điểm hơn hẳn quá trình sulphat và quá trình clorua ở chỗ tạo ra được sản phẩm có kích thước nhỏ mong muốn tới kích thước nano và nhận được sản phẩm ở cả hai dạng rutil và anataz Kết quả nghiên cứu cho thấy có hiệu quả kinh tế hơn nhiều so với các quá trình đang vận hành hiện nay tại các cơ sở sản xuất, có chỉ số đầu tư thấp, chi phí vận hành thấp và qui

mô công suất không nhất thiết phải lớn như quá trình clorua hoá

Nhược điểm: quá trình này mới được nghiên cứu đầu tiên ở qui mô pilot, hiện nay chưa được ứng dụng vào sản xuất; chưa có sản phẩm thương mại trên thị trường

Quặng tinh ilmenit

Khí thải

Hình 1.2 Sơ đồ nguyên lý của công nghệ lượng xỉ Titan của nhà máy

1.2 Cơ sở lý thuyết quá trình sản xuất xỉ Titan

1.2.1 Quá trình clorua hoá

Hóa học tổng thể của quá trình này có thể được biểu diễn như là:

TiO2 + C + 2Cl2  TiCl4 + CO +CO2

TiCl4 +O2  TiO2 + 2Cl2

Clo phát hành khi Titanium dioxide là cải cách được tái chế trở lại đầu của quá trình như vậy mà clo chỉ tiêu thụ là phản ứng với các tạp chất Các hoạt động đơn vị có liên quan trong quá trình được mô tả trong hình 1.3.[5]

Clo được thực hiện ở nhiệt độ khoảng 1000OC trong lò phản ứng tầng sôi trong sự hiện diện than cốc Dòng khí được tạo thành Titan tetraclorua , oxit cacbon và tất cả các tạp chất kim loại từ nguyên liệu dưới dạng clorua kim loại Dòng khí được tiếp xúc với vật liệu tái chế TiCl4 chất lỏng làm lạnh nó đến một mức độ trong mà tại đó các clorua kim loại khác tách ra như chất rắn các TiCl4 đi về phía trước với làm mát hơn nữa để được ngưng tụ như một chất lỏng và sau đó được đưa đến một nhiệt độ cao quá trình oxy hóa lò phản ứng , nơi

nó được phản ứng với oxy trong một lò phản ứng huyết tương hoặc toluene ổ ghi để cải cách Titanium dioxide và thả clo được tái chế trở lại đầu của phản ứng Này điôxít Titanium nguyên chất là đối tượng của một loạt các phương pháp điều trị bề mặt hóa chất , xay xát

và làm khô hoạt động để cung cấp cho một loạt các sản phẩm với những tính chất đặc biệt

về phân tán và độ bền ,phù hợp cho các ứng dụng sử dụng cuối cùng đặc biệt Các tạp chất clorua kim loại được loại bỏ bởi các chế biến thường được trung hòa với vôi hoặc đá vôi

và gửi để xử lý thông qua bãi rác

Quặng (tự nhiên hoặc ruti tổng hợp, xỉ hoặc Ilmenit)

Chlorination Lọc rửa chất rắn

(gián đoạn) Tách chất rắn

Ngưng tự khí TiCl4 lọc

Quá trình oxy hoá

Làm mát

Finishing

Tái chế xỉ titan

Xử lý khí thải Coke and Chlorine

Oxy và phụ da

Xử lý phế thải kim loại clorua

Khử khí và tách

TiO2 Sản Phẩm

Hình 1.3 Các bước xuất TiO 2 quá trình clorua

1.2.2 Cơ chế clo hoá

Cơ chế clo của xỉ, rutil và rutile tổng hợp đã được nghiên cứu rộng rãi và nó thường được chấp nhận rằng cơ chế khác nhau cho các feedstocks khác nhau Điều này là do sự khác biệt về hàm lượng FeO.[6]

Zhou và cộng sự, (1996) xỉ clo và rutil với coke dầu mỏ và CO và kiểm tra vi cấu trúc của các sản phẩm clo hóa Các tác giả nhận thấy rằng hàm lượng oxit sắt của nguyên liệu Titania góp phần đáng kể vào cách thức chất rắn thay đổi trong phản ứng clo hóa Khi xỉ được clo hóa, sự clo hóa nhanh chóng của oxit sắt tạo ra độ xốp kéo dài sâu bên trong các

hạt và do đó có một diện tích bề mặt lớn hơn nhiều mà phản ứng clo có thể xảy ra Với rutile, hạt bị tấn công từ bên ngoài và cơ chế được dự kiến sẽ theo mô hình lõi co lại Do

đó, tỷ lệ clo của xỉ Titania trên một đơn vị diện tích xỉ dự kiến sẽ cao hơn rutil Clo của rutile xảy ra hoàn toàn vào bề mặt của hạt tại một tỷ lệ thuận với tỷ lệ đến diện tích bề mặt thoái lùi (Morris và Jensen, 1976)

Pistorius và Le Roux (2002) xỉ Titania clo với CO và trong vòng năm phút đầu tiên của phản ứng, hơn 95% Fe và Mn được khử trùng bằng clo (Hình 1.4)

Hình 1.4 Fe và Mn loại bỏ trong vài phút đầu tiên của clo (Pistorius và Le Roux, 2002)

Den Hoed và Nell (2003) đã nghiên cứu quá trình clo hóa các loại nguyên liệu Titania khác nhau với CO và carbon rắn (27% lượng nhập liệu) ở 1000⁰C và thấy rằng ilmenit Clo nhanh hơn xỉ Titania và xỉ clo nhanh hơn so với rutil (Hình 1.5) Tỷ lệ clo là tỷ lệ thuận với hàm lượng sắt của nguyên liệu Mối quan hệ tồn tại vì:

 FeO được clo hóa dễ dàng hơn TiO2

 Sự clo hóa FeO lá lại phía sau một cấu trúc xốp với diện tích bề mặt lớn hơn

Hình 1.5 Tỷ lệ clo (Den Hoed và Nell, 2003)

Mặc dù tăng hàm lượng FeO cải thiện động học clo hóa, quá nhiều FeO là không mong muốn vì lượng lớn chất thải phải được xử lý

Zhou và cộng sự (1996) đã phát hiện ra rằng các sản phẩm cuối cùng trên lớp bề mặt của rutil được clo hóa một phần là TiO2, TiO và một lượng nhỏ Ti3O5

Morris và Jensen (1976) đã đề xuất sự hình thành TiOCl2 và TiCl2 (các sản phẩm clo hóa tương đối ổn định) phủ bề mặt của các hạt TiO2 và hạn chế sự tiếp cận của Cl2 và CO đối với hạt

Một số nghiên cứu đã được tiến hành trên carbon - clo hóa của rutile, ilmenit và xỉ với các

mô hình khác nhau được xây dựng để dự đoán và giải thích hành vi động của các nguyên liệu này trong quá trình clo hóa Tuy nhiên, động học clo hóa vẫn là một quá trình tương đối kém hiểu biết với kết quả của các mô hình khác nhau Mặc dù không có mô hình động

học nào được đề xuất trong nghiên cứu này, kết quả từ công việc thử nghiệm được so sánh với các mô hình được thảo luận ở đây

Cơ chế clo sẽ ảnh hưởng đến động học phản ứng Như đã thảo luận ở trên, cơ chế cho các nguyên liệu khác nhau khác nhau vì các tính chất vật lý và hóa học khác nhau của nguyên liệu Trong xỉ và ilmenit FeO được khử clo nhanh chóng để lại phía sau một hạt xốp với diện tích bề mặt lớn để phản ứng Một khi FeO đã được loại bỏ, clo của TiO2 còn lại về cơ bản là sự khử clo của rutil Rutil tổng hợp là xốp và do đó nên clo nhanh hơn so với rutile

tự nhiên

Dunn (1960) đã khử trùng một số nguyên liệu Titan khổng lồ (tức là ilmenit, xỉ Canada và rutil của Úc) với CO và Cl2 và thấy tỷ lệ clo cho rutil là phụ thuộc tuyến tính vào áp suất từng phần của Cl2 và CO và tỷ lệ thuận với trọng lượng của quặng

Morris và Jensen (1976) đã nghiên cứu sự khử clo của rutil của Úc trong hệ thống CO-Cl2

và C – Cl2 và đề xuất phương trình thực nghiệm cho cả hai hệ thống Các tác giả nhận thấy năng lượng kích hoạt của một hệ thống C-Cl2 ít hơn nhiều so với hệ thống CO (45,2 so với

158 kJ / mol) Coke là chất xúc tác clo tốt hơn nhiều so với CO và ở 1000⁰C, tỷ lệ clo với cacbon lớn hơn 19 lần so với CO

Sohn và tại., (1998) đã nghiên cứu sự khử clo hóa tầng sôi của rutil tự nhiên trong hỗn hợp CO-Cl2 Phương trình tốc độ được xác định cho phạm vi nhiệt độ 950⁰C - 1150⁰C

Sohn và Zhou (1998) đã nghiên cứu động học clo hóa của xỉ Titania với khí clo và than cốc Một phương trình tỷ lệ kết hợp các tác động của nhiệt độ, áp suất cục bộ clo và kích thước hạt ban đầu được thiết lập

Sohn và Zhou (1999) đã đề xuất phương trình tỷ lệ cho quá trình clo hóa ilmenit được hưởng lợi (tức là rutile tổng hợp) trong khí CO, Cl2 Do rutile tổng hợp xốp hơn, rutile tự nhiên, động học phản ứng cho hai nguyên liệu được cho là khác nhau Mô hình lõi thu hẹp không áp dụng cho nguyên liệu này do sự khuếch tán lỗ rỗng xảy ra đồng thời với phản ứng hóa học bên trong hạt Sohn và Zhou (1999) so sánh động học của ilmenit được hưởng lợi cho một nghiên cứu trước đây về rutile tự nhiên và thấy rằng ilmenit được khử trùng

được khử trùng nhanh hơn nhiều so với rutile tự nhiên Điều này chủ yếu là do tính chất xốp của rutile tổng hợp

Le Roux (2001) đã nghiên cứu tỷ lệ clo của xỉ Titania trong lò phản ứng tầng sôi Ảnh hưởng của áp suất cục bộ CO và Cl2, kích thước hạt và nhiệt độ đã được kiểm tra và mô hình tỷ lệ đã được đề xuất Mô hình này chỉ có giá trị để giải thích 20% lượng clo TiO2 đầu tiên

Bản tóm tắt điều kiện phản ứng và phương trình tỷ lệ cho các nghiên cứu nêu trên được minh họa trong Bảng 1.1

Bảng 1.1 Tóm tắt các nghiên cứu động học được tiến hành trên nguyên liệu TiO 2

Tác giả Nguyên vật

liệu

Nhiệt độ (OC)

Kích thước hạt

Áp suất từng phần kPa

Năng lượng kích hoạt (KJ/mol) Morris and

50.65

25.33-158

Morris and

Jensen(1976)

Rutile Coke

Cl2

955-1033 149-420 Cl2

50.65

Le Roux

(2001)

TiO2 Slag (86 – 89%TiO2)

CO Cl2

910-950 106-850 CO:

25.8-60.2 Cl2: 8.6-25.8

28.8

Sohn and

Zhou (1999)

Beneficiated ilmenite/SR (92% TiO2) Coke Cl2

900-1050 63-252 CO:

9.6-57.4 Cl2 9.6-57.4

156

Rõ ràng từ văn học rằng tỷ lệ clo của xỉ, rutil, rutile tổng hợp và ilmenit dự kiến sẽ khác nhau vì các tính chất vật lý của vật liệu khác nhau Sử dụng các mô hình được trình bày trong Bảng 1.1 Hình 1.5 đến Hình 1.4 được vẽ cho các điều kiện sau:

Hình 1.6 Clo hóa Rutile (hệ thống C-Cl 2 và hệ thống CO-Cl 2 )

Morris và Jensen (1976) đề xuất phương trình tỷ lệ cho các hệ thống C-Cl2 và CO-Cl2, Hình 1.6 cho thấy sự hiện diện của carbon làm tăng đáng kể tỷ lệ clo hóa

Hình 1.7 Clo hóa Rutile (hệ thống CO-Cl 2 )

Hình 1.8 Clo hóa rutil và xỉ (hệ thống CO-Cl 2 )

Hình 1.9 Clo hóa xỉ (hệ thống C-CO-Cl 2 và hệ thống CO-Cl 2 )

quá trình clorua Nói chung cấp cao hơn (% TiO2) nguyên liệu được sử dụng cho quá trình clorua hơn cho quá trình sulfat

Bảng 1.2 Nguyên liệu chính được sử dụng trong quá trình sản xuất

Rutile 93 - 96.5 10 - 60 0.1 - 0.74 20 -90 0.08 - 0.36 Synthetic

Mức độ hoạt động trên chi tiết cho từng nguyên liệu đại diện cho hoạt động cao nhất, chúng tôi tin rằng được sử dụng trong ngành công nghiệp sản xuất nhưng luôn hoạt động với một

sự pha trộn của các nguyên liệu để giới hạn trên đại diện cho các tài liệu hoạt động cao nhất có thể được sử dụng trong một sự pha trộn chứ không phải là những gì có thể được

xử lý ở mức 100% Rutil là một cao cấp Titanium dioxide khoáng thiên nhiên Rutile tổng hợp được sản xuất bằng cách giảm các oxit sắt trong ilmenit thành sắt kim loại sử dụng khí carbon monoxide, tiếp theo là reoxidation và tách từ phần TiO2 giàu (quá trình Becher) hoặc lọc với axit clohydric (quá trình Benelite) Nguyên liệu xỉ được sản xuất bởi luyện của ilmenites với than ở nhiệt độ cao Quá trình này được điều chỉnh để tạo các yêu cầu kích thước hạt khác nhau cho sunphat hoặc sử dụng clorua Ilmenit là một oxit Titan / sắt

tự nhiên có thể ở dạng đá hoặc là một khoáng vật nặng cát

 Lựa chọn nguyên liệu cho phản ứng clorua

Ilmenites chỉ được sử dụng bởi một con đường sản xuất clorua, trong điều kiện tương đối, ilmenites là chi phí thấp và có một hàm lượng TiO2 thấp dẫn đến thua lỗ clo cao và số lượng lớn các chất thải Xỉ có mức độ hoạt động thấp, nhưng hàm lượng TiO2 thấp và đưa

ra một số lượng lớn các chất thải Rutiles tổng hợp có hoạt động cao hơn, hàm lượng TiO2

cao hơn và cung cấp cho trình độ trung cấp các sản phẩm chất thải Rutiles tự nhiên là hoạt động trung gian, hàm lượng TiO2 cao nhất, cung cấp cho các khối lượng chất thải thấp nhất nhưng có giá mua cao nhất

1.2.4 Cách khía cạnh gây ảnh hưởng trong quá trình clorua hoá

1.2.4.1 Hoạt động trong quá trình này và trong chất thải, sản phẩm

Như cho quá trình sunfat, các hoạt động trong quá trình này sẽ phụ thuộc vào nguyên liệu được sử dụng, chọn lọc của radioelements do các chất hóa học, nồng độ do thay đổi khối lượng và lắng đọng / kết tủa radioelements do những thay đổi trong điều kiện vật chất trong quá trình này Quá trình clorua là đơn giản về số lượng các đơn vị tham gia hoạt động Có kết quả là thay đổi ít trong điều kiện vật chất cho quá trình clorua

1.2.4.2 Clo hoá

Phản ứng chính trong quá trình này là clo vào khoảng 10000C dưới giảm điều kiện Hóa học sau đây

được dự đoán:

U - sẽ clo và vượt qua phía trước trong dòng khí

Th - phần lớn sẽ vượt qua phía trước (b.pt 940OC)

Ra - RaCl2 chỉ nóng chảy ở 1000 oC do đó, có khả năng một số duy trì trong chlorinator

Pb - phần lớn sẽ vượt qua phía trước (b.pt 950OC)

Bi - sẽ clo và vượt qua phía trước trong dòng khí

Rn - sẽ vẫn còn trong giai đoạn khí

Có khả năng của một số hấp thụ clorua dễ bay hơi vào chlorinator vật liệu chịu lửa lót

1.2.4.3 Chất thải rắn

Dòng khí sản xuất trong chlorinator gồm TiCl4, CO, CO2, và clorua kim loại, đi về phía trước và được dập tắt với tái chế TiCl4 lỏng, hạ thấp nhiệt độ và ngưng tụ ra kim loại chất

rắn clorua Các chất rắn chứa phần lớn các hạt nhân phóng xạ Một số polonium có thể ở lại với TiCl4 mà đi về phía trước trong quá trình này nhưng sẽ được trả lại như là một phần của một dòng tái chế khi TiCl4 được chưng cất

Kim loại chất rắn clorua tách được slurried trong nước và vô hiệu hóa thường với vôi Trung hòa sẽ kết tủa về cơ bản tất cả các hạt nhân phóng xạ Mức độ trung hòa sẽ xác định thiệt hại đối với nước thải lỏng Cho đầy đủ trung hòa tất cả mọi thứ sẽ đi đến chất thải rắn Ngoài một số mất mát của Rn sẽ được phân tán cao, tất cả các hạt nhân phóng xạ sẽ vẫn trong chất rắn clo xử lý khu vực Nếu bạn so sánh một sự lãng phí vô hiệu hóa ẩm rắn với khởi đầu nguyên liệu khối lượng có thể đã giảm với một yếu tố tập trung trong phạm vi khoảng 1,0 đến 2,5 tùy thuộc vào loại nguyên liệu sử dụng Một số xây dựng các hoạt động trong chlorinator giường hơn một khoảng thời gian cũng có khả năng nhưng nồng độ hoạt động khi lấy ra sẽ là một chức năng của chế độ hoạt động Nhiệt độ cao hơn và tỷ lệ lưu lượng cao hơn sẽ dẫn đến hoạt động thấp hơn trong xây dựng các chlorinator.Tổng quan

về mức độ hoạt động trong quá trình clorua dựa trên các quy trình mô tả được trình bày trong hình

1.2.5 Khí thải sinh ra từ quá trình luyện xỉ Titan

Hỗn hợp khí đi ra khỏi lò clorua hoá có thành phần phức tạp gồm:

 Các chất khí (CO, CO2, Cl2, COCl2, N2, HCl);

 Các clorua có nhiệt độ sôi thấp và trong điều kiện bình thường ở thể lỏng (TiCl4, SiCl4, VOCl3);

 Các clorua có nhiệt độ sôi thấp và trong điều kiện thường ở thể rắn (FeCl3, AlCl3);

 Các clorua có nhiệt độ sôi cao (CaCl2, MgCl2, FeCl2, KCl, NaCl)

 Các clorua có nhiệt độ sôi cao bị dòng khí cuốn theo dưới dạng sương mù

1.2.6 Thông số công nghệ

Các phản ứng trong quá trình luyện xỉ Titan:

TiO3 + 2C + 2Cl2  TiCl4 + 2CO (2)

Các phản ứng (10), (11), (12) chỉ xảy ra khi nhiệt độ đạt đủ 1200OC trở lên

Lượng Clo sử dụng trong quá trình luyện xỉ Titan:

Bảng 1.3 Khối lượng Clo sử dụng trong quá trình luyện xỉ Titan

Thành phần xỉ

Titan Hàm lượng (%)

Khối lượng (Kg/h)

Khối lượng clo

C 0.1 0.035 0.2

Khối lượng Clo sử dụng cho quá trình luyện xỉ Titan = 61,31 Kg/h = 19,4 m3/h, chọn lưu lượng Clo là 20 m3/h Tuy nhiên theo Samantha Moodley đã thí nghiệm và cho rằng hiệu suất phản ứng Clo trong quá trình luyện xỉ Titan đạt khoảng 80%, suy ra lượng Clo dư

AlCl3 + H2O  AlOCl + 2HCl

Lượng HCl sinh ra trong quá trình phản ứng khoảng 0,75 kg/h = 0,46 m3/h => CHCl = 625 mg/m3

Hình 1.10 Lò điện hồ quang luyện xỉ Titan bằng phương pháp clo hoá

Lò clo hoá có hình dạng trụ tròn.[7]

Theo chiều cao của lò đươc chia làm 3 phần:

 Phần dưới cùng: có nhiệt độ dưới 700OC chứa bã gồm các oxit không được clo hoá

Bã clo hoá chứa các thành phần như sau: 20 – 40% TiO2 , 1,5 – 2,0% Fe2O3 ; 4 – 5% Al2O3; 8 – 15 SiO2; 0,5 – 0,7 CaO; 18- 25 C Phần dưới cùng của lò chứa các muối Clorua có nhiệt độ cao, thành phần chủ yếu của hỗn hợp nóng chảy này như sau, %: 66 – 68 CaCl2; 33 – 35 MgCl2; 1,5 – 2,0 FeCl2; 0,5 – 1,0 MnCl2

 Phần giữa lò là vùng phản ứng clorua hoá, nhiệt độ vùng này có thể lên tới 1100OC

do các quá trình toả nhiệt Việc Clorua hoá thường được tiến hành ở 950OC –

1000OC

 Phía trên vùng Clorua hoá là vùng bánh liệu vùng này bánh liệu được nung tới

700OC Ở đây cũng xảy ra phản ứng trao đổi giữa TiCl4 với các oxit kim loại dễ clorua hoá Kết quả là tạo ra CaCl2, MgCl2, FeCl3, …

Khí thải ra khổi lò gồm khí Cl2 dư, CO2, CO, COCl2, HCl, không khí và hơi nước Nhiệt

Hình 2.1 Khí Clo trong môi trường không khí

2.1.1.2 Tác hại của khí Clo đối với con người

 Khí Clo gây ngứa, ngạt thở, đau rát xương ức, ho, ngứa mắt và miệng, chảy nước mắt, tiết nhiều nước bọt Nếu bị nhiễm nặng có thể đau đầu, đau thượng vị, nôn mửa, vàng da, thậm chí phù nề phổi

 Clo kích thích hệ hô hấp, đặc biệt ở trẻ em và người cao tuổi Trong trạng thái khí,

nó kích thích các màng nhầy và khi ở dạng lỏng nó làm cháy da Chỉ cần một lượng nhỏ (khoảng 3,5 ppm) để có thể phát hiện ra mùi riêng đặc trưng của nó nhưng cần

tới 1.000 ppm trở lên để trở thành nguy hiểm Vì thế, clo đã là một trong các loại khí được sử dụng trong Đại chiến thế giới lần thứ nhất như một vũ khí hóa học Sự phơi nhiễm cấp trong môi trường có nồng độ clo cao (chưa đến mức chết người) có thể tạo ra sự phồng rộp phổi, hay tích tụ của huyết thanh trong phổi Mức độ phơi nhiễm thấp kinh niên làm suy yếu phổi và làm tăng tính nhạy cảm của các rối loạn

hô hấp Ảnh hưởng nặng nề đến sức khỏe của con người và các loài sinh vật

2.1.1.3 Tác hại của khí Clo đối với môi trường

 Nồng độ clo trong không khí cao cũng là một trong những nguyên nhân sinh ra mưa axit Các loại hơi độc có thể sinh ra khi thuốc tẩy trộn với nước tiểu, amoniac hay sản phẩm tẩy rửa khác Các khí này bao gồm hỗn hợp của khí clo và triclorua nitơ;

2.1.2.2 Tác hại khí HCl đối với con người và môi trường

Tiếp xúc với khí HCl gây ra ảnh hưởng về sức khoẻ con người ở nhiều dạng khác nhau bao gồm ngứa phổi, da và màng nhầy, làm tê liệt hoá các chức năng của hệ thống thần kinh trung ương, ngoài ra còn các vấn đề về tiêu hoá và hô hấp

Tiếp xúc với nhiều acid có thể bị nhiễm độc, gây ra bệnh viêm dạ dày, viêm phế quản mãn tính, bệnh viêm da và giảm thị giác Do tác dụng kích thích cục bộ, HCl sẽ gây bỏng, sưng tấy, tụ máu, trường hợp nặng có thể dẫn tới phổi bị mọng nước Tiếp xúc với khí HCl qua đường hô hấp lâu ngày có thể gây ra khàn giọng, 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 do nhiễm độc HCl tạo thành acid Clo hidric có tính ăn mòn khi tiếp xúc với cơ thể Việc hít thể bởi khói gây ra

ho, nghẹt thở, viêm mũi, viêm họng và phần phía trên cảu hệ hô hấp trong trường hợp nghiêm trọng là phù nề, tê liệt hệ tuần hoàn và tử vong Da tiếp xúc với khí HCl có thể gây

ra mần đỏ, các tổn thương hay bỏng nghiêm trọng, nó cũng có thể gây ra mù mắt trong trường hợp nghiêm trọng

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

Khí HCL còn có thể gây ra hiện tượng mưa acid, ăn mòn thiết bị gây rỉ sét

2.1.3 Giới hạn nồng độ khí Clo và khí HCl trong môi trường

Nồng độ tối đa của khí Clo và khí HCl được quy định theo quy chuẩn QCVN 19:2009/BTNMT như sau:

Nồng độ tối đa cho phép của bụi và các chất khí vô cơ trong khí thải công nghiệp được tính theo công thức sau:[8]

Cmax = C x Kp x Kv

Trong đó:

Cmax : là nồng độ tối đa cho phép của bụi và các chất khí vô cơ trong khí thải công nghiệp, tính bằng miligam trên mét khối khí thải chuẩn (mg/Nm3)

C : là nồng độ của bụi vầ chất khí vô cơ

Kp là hệ số lưu lượng nguồn thải quy định

Kv là hệ số vùng, khu vực

Nồng độ C của bụi và các chất khí vô cơ làm cơ sở tính nồng độ tối đa cho phép trong khí thải công nghiệp được quy định theo bảng sau:

Bảng 2.1 Bảng thông số nồng độ C của các chất khí cho phép

Cơ cấu của quá trình có thể chia làm ba bước:

 Khuếch tán các phân tử chất ô nhiễm thể khí trong khối khí thải đến bề mặt của chất lỏng hấp thụ

 Thâm nhập và hoà tan chất khí vào bề mặt của chất hấp thụ

 Khuếch tán chất khí hào tan trên bề mặt ngăn cách vào sâu trong lòng khối lỏng hấp thụ

2.2.2 Phân loại các loại hấp thụ

Có ba loại hấp thụ khí:

 Hấp thụ vật lý: là hấp thụ không có phản ứng hoá học

 Quá trình thuận nghịch: xảy ra đồng thời hấp và nhả hấp

 Hấp thụ hoá học: là hấp thụ có xảy quá phản ứng háo học , đây là quá trình trong đó xảy ra phản ứng hoá học giữa cấu tử và dung môi

 Không có tác động ăn mòn nhiều đến thiết bị, ít độc hại đối với con người

 Có giá thành rẻ và dễ kiếm trong sản xuất công nghiệp

Các hoá chất có thể dùng làm dung môi hấp thụ chất khí Clo và khí HCl bao gồm: