đề tài xử lý khí thải bằng phương pháp nhiệt, oxy hóa, sinh học

GVHD: THÁI VŨ BÌNH SVTH: NHÓM 81
XỬ LÝ KHÍ THẢI BẰNG
XỬ LÝ KHÍ THẢI BẰNG
PHƯƠNG PHÁP NHIỆT,
PHƯƠNG PHÁP NHIỆT,
OXY HÓA, SINH HỌC
OXY HÓA, SINH HỌC
Trường Đại Học Công Nghiệp Tp.HCM
Trường Đại Học Công Nghiệp Tp.HCM
Viện Công Nghệ & Quản Lý Môi Trường
Viện Công Nghệ & Quản Lý Môi Trường
Môn
Môn
: KỸ THUẬT KHỐNG CHẾ Ô NHIỄM KHÔNG
: KỸ THUẬT KHỐNG CHẾ Ô NHIỄM KHÔNG
KHÍ VÀ TIẾNG ỒN
KHÍ VÀ TIẾNG ỒN
GVHD: THÁI VŨ BÌNH SVTH: NHÓM 82
NỘI DUNG
Xử lý khí thải bằng phương pháp nhiệt
Xử lý khí thải bằng phương pháp sinh học
Tổng quan về các phương pháp xử lý
Xử lý khí thải bằng phương pháp oxy hóa
GVHD: THÁI VŨ BÌNH SVTH: NHÓM 83


TỔNGQUAN VỀ CÁC
TỔNGQUAN VỀ CÁC
PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ
PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ
GVHD: THÁI VŨ BÌNH SVTH: NHÓM 84

KHÁI QUÁT VỀ CÁC PHƯƠNG
KHÁI QUÁT VỀ CÁC PHƯƠNG
PHÁP XỬ LÝ
PHÁP XỬ LÝ
Các phương pháp làm sạch khí thải rất đa dạng, khác nhau
về cấu tạo thiết bị cũng như về công nghệ làm sạch.
Phương pháp làm sạch chất thải được lựa chọn theo khối
lượng và thành phần chất thải. Ngoài ra nó còn được lựa
chọn trên cơ sở so sánh phân tích tính kinh tế - kĩ thuật.
Để đạt được hiệu quả xử lí khí thải cao cần phải sử dụng
phối hợp đồng thời nhiều phương pháp và thiết bị lọc
khác nhau.
GVHD: THÁI VŨ BÌNH SVTH: NHÓM 85
KHÁI QUÁT VỂ CÁC PHƯƠNG
KHÁI QUÁT VỂ CÁC PHƯƠNG
PHÁP XỬ LÝ
PHÁP XỬ LÝ
Phương pháp nhiệt

o
Được ứng dụng để xử lý các chất độc dễ bị oxi hóa và
các tạp chất có mùi hôi.
o
Dựa trên sự cháy của các tạp chất trong các lò hoặc
đèn xì.
Phương pháp oxy hóa

o
Dựa trên sự biến đổi hóa học các cấu tử độc hại thành
không độc hại trên bề mặt xúc tác rắn.

o
Được sử dụng để xử lý NO
x
, SO
x
, CO
x
và các tạp
chất hữu cơ.
GVHD: THÁI VŨ BÌNH SVTH: NHÓM 86
KHÁI QUÁT VỀ CÁC PHƯƠNG
KHÁI QUÁT VỀ CÁC PHƯƠNG
PHÁP XỬ LÝ
PHÁP XỬ LÝ
Phương pháp sinh hóa- vi sinh
o
Phương pháp này lợi dụng các vi sinh vật phân
hủy và tiêu thụ các khí thải độc hại, nhất là các khí
thải từ các nhà máy thực phẩm, nhà máy phân
đạm, phân tổng hợp hữu cơ…
o
Các vi sinh vật, vi khuẩn sẽ hấp thụ, đồng hóa
các khí thải hữu cơ, vô cơ độc hại và thải ra các
khí N
2
và CO
2
.
GVHD: THÁI VŨ BÌNH SVTH: NHÓM 87
XỬ LÝ KHÍ THẢI BẰNG

XỬ LÝ KHÍ THẢI BẰNG
PHƯƠNG PHÁP NHIỆT
PHƯƠNG PHÁP NHIỆT
GVHD: THÁI VŨ BÌNH SVTH: NHÓM 88
XỬ LÝ KHÍ THẢI BẰNG PHƯƠNG
XỬ LÝ KHÍ THẢI BẰNG PHƯƠNG
PHÁP NHIỆT
PHÁP NHIỆT
o
Phương pháp nhiệt: hay còn gọi là phương pháp
đốt cháy trực tiếp.
Phương pháp này dựa trên sự cháy của các tạp chất
trong các lò hoặc đèn xì.
o
Nguyên tắc: Bản chất của phương pháp đốt cháy
trực tiếp là oxi hóa các cấu tử độc hại bằng oxi ở
nhiệt độ cao (450 – 1200
0
C).
GVHD: THÁI VŨ BÌNH SVTH: NHÓM 89
XỬ LÝ KHÍ THẢI BẰNG PHƯƠNG
XỬ LÝ KHÍ THẢI BẰNG PHƯƠNG
PHÁP NHIỆT
PHÁP NHIỆT
Ứng dụng:
o
Các chất ô nhiễm có mùi khó chịu đều cháy được
hoặc thay đổi về mặt hóa học biến thành các chất ít
mùi hơn khi phản ứng ở nhiệt độ thích hợp.
o

Các loại sol khí hữu cơ có khói nhìn thấy được như
khói lò rang cafe, lò sản xuất thịt hun khói, lò nung
men sứ…
o
Hơi, khí hữu cơ nếu thải trực tiếp vào khí quyển sẽ
có phản ứng với sương mù và gây hại cho môi trường.
o
Khí cháy được kể cả những chất hữu cơ độc hại.
GVHD: THÁI VŨ BÌNH SVTH: NHÓM 810
XỬ LÝ KHÍ THẢI BẰNG PHƯƠNG
XỬ LÝ KHÍ THẢI BẰNG PHƯƠNG
PHÁP NHIỆT
PHÁP NHIỆT
Ưu điểm:
o
Thiết bị đơn giản và có khả năng ứng dụng rộng rãi.
Phân hủy được hoàn toàn các chất ô nhiễm cháy được
khi thiết kế và vận hành thiết bị đúng quy cách.
o
Khả năng thích ứng của thiết bị đối với sự thay đổi
vừa phải của lưu lượng, nồng độ khí ô nhiễm.
o
Hoạt động ổn định, không cần hoàn nguyên như hấp
thụ và hấp phụ.
o
Có khả năng thu hồi, tận dụng nhiệt sinh ra trong quá
trình thiêu đốt.
GVHD: THÁI VŨ BÌNH SVTH: NHÓM 811
XỬ LÝ KHÍ THẢI BẰNG PHƯƠNG
XỬ LÝ KHÍ THẢI BẰNG PHƯƠNG

PHÁP NHIỆT
PHÁP NHIỆT
Nhược điểm:
o
Chi phí đầu tư, vận hành tương đối lớn.
o
Có khả năng làm phức tạp hơn vấn đề ô nhiễm không
khí vì bên cạnh chất ô nhiễm hydrocacbon cần đốt còn có
các hợp chất khác của nitơ, clorin, lưu huỳnh…
o
Quá trình thiêu đốt có cấp nhiên liệu và chất xúc tác
nên quá trình vận hành gặp trở ngại.
GVHD: THÁI VŨ BÌNH SVTH: NHÓM 812
XỬ LÝ KHÍ THẢI BẰNG PHƯƠNG
XỬ LÝ KHÍ THẢI BẰNG PHƯƠNG
PHÁP NHIỆT
PHÁP NHIỆT
1
2
33
Các quá trình thiêu đốt
Thiêu đốt bằng ngọn lửa trực tiếp trong không khí
Thiêu đốt băng buồng đốt (không có xúc tác)
Thiêu đốt băng buồng đốt (có xúc tác)
GVHD: THÁI VŨ BÌNH SVTH: NHÓM 813
THIÊU ĐỐT BẰNG NGỌN LỬA
THIÊU ĐỐT BẰNG NGỌN LỬA
TRỰC TIẾP
TRỰC TIẾP
o

Phương pháp thiêu đốt bằng ngọn lửa trực tiếp là
các ngọn đuốc cháy bùng của khí thải ở các mỏ dầu
khí, nhà máy lọc dầu.

o
Ngọn đuốc được thiết kế như một ống dẫn khí đến
một độ cao thích hợp và trên tận cùng của ống có lắp
đầu đốt gồm bộ phận phun hơi và mồi lửa, đảm bảo
ngọn đuốc cháy không có khói và liên tục mặc dù lưu
lượng khí thải, nồng độ chất cháy trong khí thải cũng
như vận tốc gió có thể thay đổi trong phạm vi rộng.
GVHD: THÁI VŨ BÌNH SVTH: NHÓM 814
THIÊU ĐỐT CÓ BUỒNG ĐỐT
THIÊU ĐỐT CÓ BUỒNG ĐỐT
(KHÔNG CÓ XÚC TÁC )
(KHÔNG CÓ XÚC TÁC )
o
Đốt các loại khí thải có chứa chất ô nhiễm dạng
khí, hơi hoặc sol khí cháy được với nồng độ tương đối
thấp phát sinh từ : thiết bị phun nhựa đường, lò ram
má phanh ôtô, lò sản xuất thịt hun khói, lò rang cafe,
lò nấu sơn, lò nấu vecni…
o
Nhiệt độ trong buồng đốt khoảng 900 – 1500
0
C.
GVHD: THÁI VŨ BÌNH SVTH: NHÓM 815
THIÊU ĐỐT CÓ BUỒNG ĐỐT
THIÊU ĐỐT CÓ BUỒNG ĐỐT
(KHÔNG CÓ XÚC TÁC )

(KHÔNG CÓ XÚC TÁC )
Chất Giới hạn nhiệt độ
trung bình
0
C
Hydrocacbon 500 – 760
Cacbon oxit 680 – 800
Xử lý mùi bằng oxi hóa 500 – 700
GVHD: THÁI VŨ BÌNH SVTH: NHÓM 816
THIÊU ĐỐT BẰNG BUỒNG ĐỐT
THIÊU ĐỐT BẰNG BUỒNG ĐỐT
(CÓ XÚC TÁC )
(CÓ XÚC TÁC )
o
Thiêu cháy có xúc tác cần diện tích bề mặt tiếp
xúc lớn và nhiệt độ đốt khoảng 300 – 500
0
C (tùy
thuộc vào chất oxi hóa).
o
Trong phương pháp này, chất xúc tác là các bề mặt
kim loại như các dãy băng bạch kim, đồng, crôm
niken…
o
Nguyên tắc xử lý là oxi hóa chất ô nhiễm trên bề
mặt vật liệu xúc tác ở nhiệt độ thấp hơn đáng kể so
với nhiệt độ bắt lửa.
GVHD: THÁI VŨ BÌNH SVTH: NHÓM 817
THIÊU ĐỐT BẰNG BUỒNG ĐỐT
THIÊU ĐỐT BẰNG BUỒNG ĐỐT

(CÓ XÚC TÁC )
(CÓ XÚC TÁC )
Chất Giới hạn nhiệt độ
trung bình
0
C
Dung môi: toluen, metyl
keton, xylol, ancol…
260 – 460
Chất béo nguồn gốc thực
vật
260 – 370
Chất thải công nghiệp hóa
chất: CO, etylen, oxit
etylen, propylen…
200 – 400
GVHD: THÁI VŨ BÌNH SVTH: NHÓM 818
THIÊU ĐỐT BẰNG BUỒNG ĐỐT
THIÊU ĐỐT BẰNG BUỒNG ĐỐT
(CÓ XÚC TÁC )
(CÓ XÚC TÁC )
Ưu điểm:
o
Phản ứng oxi hóa xảy ra nhanh và mạnh nên
thời gian lưu khí thải thấp (bằng 1/20 – 1/50 so với
buồng đốt không xúc tác) và ít tiêu tốn nhiều năng
lượng.

o
Tiết kiệm lượng nhiên liệu bổ sung từ 40 – 50%

so với buồng đốt thông thường.
o
Giá thành xây dựng, vận hành rẻ hơn lò đốt
thông thường.
GVHD: THÁI VŨ BÌNH SVTH: NHÓM 819
XỬ LÝ KHÍ THẢI BẰNG
XỬ LÝ KHÍ THẢI BẰNG
PHƯƠNG PHÁP OXY HÓA
PHƯƠNG PHÁP OXY HÓA
GVHD: THÁI VŨ BÌNH SVTH: NHÓM 820
XỬ LÝ KHÍ THẢI BẰNG PHƯƠNG
XỬ LÝ KHÍ THẢI BẰNG PHƯƠNG
PHÁP OXY HÓA
PHÁP OXY HÓA
Nguyên tắc: Thực hiện tương tác hóa học
nhằm chuyển các khí độc thành các sản phẩm
ít độc hại hơn nhờ các chất xúc tác đặc biệt.
Được thực hiện trong các thiết bị phản ứng.
Vai trò: Làm tăng các phản ứng hóa học trong
xử lý khí thải.
GVHD: THÁI VŨ BÌNH SVTH: NHÓM 821
XỬ LÝ KHÍ THẢI BẰNG PHƯƠNG
XỬ LÝ KHÍ THẢI BẰNG PHƯƠNG
PHÁP OXY HÓA
PHÁP OXY HÓA

Cụ thể của việc xử lý này có hai vấn đề:
o
Chuyển C, CO, COV về CO
2

không độc bằng phản ứng
ôxy hoá, nghĩa là đốt cháy với sự có mặt của ôxy
o
Chuyển NO
x
về ôxy và nitơ, là phản ứng khử ngược lại
với phản ứng trên.

Hai quá trình này phải thực hiện đồng thời. Vì thế, phải
tìm một "khoảng" cho phép để chỉnh nồng độ ôxy sao cho cả
hai quá trình đều cùng thực hiện được, đồng thời tìm chất xúc
tác thích hợp. Cả hai việc đều đòi hỏi đầu tư nhiều thời gian
và nhiều phương tiện đặc chủng hiện đại. Chính vì thế, ở Việt
Nam rất khó làm, lĩnh vực này hầu như còn bỏ ngỏ.
GVHD: THÁI VŨ BÌNH SVTH: NHÓM 822
VẬT LIỆU XÚC TÁC TRONG
VẬT LIỆU XÚC TÁC TRONG
PHƯƠNG PHÁP OXY HÓA
PHƯƠNG PHÁP OXY HÓA
o
Trong công nghiệp luyên kim đen, sản xuất nhôm
bằng phương pháp điện phân nóng chảy khí thải thường
chứa CO, người ta thường sử dụng xúc tác chứa 0.3% Pt
mang trên oxit nhôm.
o
Các hợp chất hữu cơ là thành phần chủ yếu có trong
khí thải của nhà máy sản xuất chất dẻo, thuốc kháng
sinh, andehyt phatalic, dây chuyền sơn…Xúc tác
thường được sử dụng ở đây là Pt, Pd và Rh.
o

Pt và Pd thường được mang trên Al
2
O
3
để oxy hóa
các alkan
GVHD: THÁI VŨ BÌNH SVTH: NHÓM 823
VẬT LIỆU XÚC TÁC TRONG
VẬT LIỆU XÚC TÁC TRONG
PHƯƠNG PHÁP OXY HÓA
PHƯƠNG PHÁP OXY HÓA
Các xúc tác trên cơ sở Pd có hoạt tính cao
trong phản ứng oxy hóa CO giá thành lại
thấp hơn Pt
GVHD: THÁI VŨ BÌNH SVTH: NHÓM 824
VẬT LIỆU XÚC TÁC TRONG
VẬT LIỆU XÚC TÁC TRONG
PHƯƠNG PHÁP OXY HÓA
PHƯƠNG PHÁP OXY HÓA
Pt có hoạt độ cao nhất cho oxy hóa propan ở
500
0
C, trong khi Pd là xúc tác tốt hơn cho quá
trình oxy hóa ethan, methan và các olefin.
GVHD: THÁI VŨ BÌNH SVTH: NHÓM 825
VẬT LIỆU XÚC TÁC TRONG
VẬT LIỆU XÚC TÁC TRONG
PHƯƠNG PHÁP OXY HÓA
PHƯƠNG PHÁP OXY HÓA
Rh có hoạt độ thấp nhất trong phản ứng oxy

hóa propan, nhưng khi kết hợp với Pt sẽ tạo
thành vật liệu xúc tác tốt nhất cho phản ứng
oxy hóa và khử các NO
x
.