thiết kế hệ thống xử lý khí thải so2 cho công ty cổ phần lương thực thực phẩm safoco công suất 10000 m3h

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ
MÔI TRƯỜNG TPHCM
Khoa Môi Trường
Bộ môn Kỹ thuật Môi trường
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
oOo

ĐỒ ÁN
MÔN HỌC XỬ LÝ KHÍ THẢI

Họ và tên sinh viên: Phạm Hoàng Phi Sơn
Lớp : 05ktmt3
Ngành : Kỹ thuật môi trường

1. Ngày giao đồ án: 22/01/2014
2. Ngày hoàn thành đồ án: 12/05/2014
3. Đầu đề đồ án: Tính toán thiết kế tháp hấp thụ xử lý khí SO
2
cho công ty cổ phần lương thực
thực phẩm safoco thành phố Hồ Chí Minh.
4. Nhiệm vụ (nội dung yêu cầu và số liệu ban đầu):

- Các thông số của bụi thải đầu vào như như bảng 1.
5. Nội dung các phần thuyết minh và tính toán:
Lập bản thuyết minh tính toán bao gồm:
- Các phương pháp xử lý khí
- Các phương pháp xử lý khí SO
2
rồi đề xuất phương án hợp lý nhất
- Tính toán cho phương án đã chọn
6. Các bản vẽ và đồ thị:
- Vẽ bản vẽ mặt cắt công nghệ của phương án chọn: 01 bản vẽ khổ A1.
- Vẽ chi tiết 01 công trình đơn vị hoàn chỉnh: 01 bản vẽ khổ A1.

TP.HCM, ngày tháng năm 2014
NGƯỜI HƯỚNG DẪN
(Ký và ghi rõ họ tên)







PGS.TS. Tôn Thất Lãng

Bảng 1: Các thông số đầu vào
STT Chỉ tiêu Đơn vị Giá trị
1 Lượng dòng khí thải m
3
/h 10000
2 Nồng độ khí SO

2
Mg/ m
3
8000
3 Nhiệt độ khí thải
0
C 155











Đồ án môn học xử lý khí thải
Xử lí khí thải SO
2
của công ty cổ phần lương thực thực phẩm Safoco công suất 10000m
3
/h
SVTH: Phạm Hoàng Phi Sơn
MSSV: 0510020274
GVHD: Tôn Thất Lãng
i

LỜI NÓI ĐẦU

Bảo vệ môi trường là công việc của toàn cầu chứ không phải của riêng một quốc gia
nào. Việc bảo vệ môi trường là góp phần làm trong sạch môi trường sống xunh quanh
chúng ta, chống lại những tác hại xấu, xâm nhập vào môi trường sống của tất cả các động
thực vật trên hành tinh.
Cùng với sự phát triển của các ngành công nghiệp nói chung, công nghiệp thực phẩm
ở nước ta đang trên đà phát triển.Từ đó việc sản xuất với quy mô công nghiệp rất có ý
nghĩa đối với sự phát triển nền công nghiệp trong nước, nâng cao trình độ kỹ thuật trong
công nghệ sản xuất, đồng thời tạo ra các sản phẩm có chất lượng và năng suất cao, đáp
ứng yêu cầu của xã hội phát triển. Tuy nhiên, cũng như các ngành công nghiệp khác, các
chất thải, khí thải từ công nghệ chế biến thực phẩm, đặc biệt là từ những lò đốt, lò sấy, lò
hơi,…đã gây ra những ảnh hưởng xấu đến môi trường, thậm chí có những tác hại nghiêm
trọng nếu không có những biện pháp quản lý và xử lý thích hợp.
Vấn đề ô nhiễm bầu khí quyển bởi khí SO
2
từ các ngành công nghiệp từ lâu đã trở
thành mối hiểm họa của nhiều quốc gia, nhất là các nước phát triển trên thế giới. Vì
những lý do nêu trên, công nghệ xử lý khí SO
2
trong khí thải công nghiệp đã được nghiên
cứu rất sớm và phát triển mạnh mẽ.
Ngoài tác dụng làm sạch bầu khí quyển, bảo vệ môi trường, xử lý khí SO
2
còn có ý
nghĩa kinh tế to lớn của nó bởi vì SO
2
thu hồi được từ khí thải là nguồn cung cấp nguyên
liệu cho các nhà máy sản xuất axit Sunfuric (H
2
SO
4

) và lưu huỳnh nguyên chất.
Xuất phát từ yêu cầu trên, đề tài đồ án mà em thực hiện là : Thiết kế hệ thống xử lý
khí thải SO
2
từ lò sấy của công ty chế biến thực phẩm công suất 10000 m
3
/h. Chất lượng
khí thải sau khi xử lý phải đạt cột B của quy chuẩn QCVN 19:2009/BTNMT.






Đồ án môn học xử lý khí thải
Xử lí khí thải SO
2
của công ty cổ phần lương thực thực phẩm Safoco công suất 10000m
3
/h
SVTH: Phạm Hoàng Phi Sơn
MSSV: 0510020274
GVHD: Tôn Thất Lãng
ii


LỜI CÁM ƠN
Đồ án môn học này là một ứng dụng thực tế về những gì mà em đã được học trong
môn xử lý nước thải. Đồ án này sẽ không hoàn chỉnh nếu không có sự chỉ dạy và hướng
dẫn tận tình của các thầy cô và ý kiến hỗ trợ của bạn bè.

Để hoàn thành đồ án này em kính gởi lời cảm ơn tới quý thầy cô tại trường Đại Học
Tài Nguyên và Môi Trường TPHCM, đặc biệt là các thầy cô trong khoa Môi Trường đã
tạo điều kiện và dìu dắt em trong suốt thời gian qua. Đây như một tiền đề giúp em từng
bước tiếp cận với chuyên ngành của mình.
Em xin gởi lời cảm ơn đến thầy PGS-TS-Tôn Thất Lãng đã tận tình hướng dẫn em
trong suốt thời gian làm đồ án môn học.
Sau cùng em xin cảm ơn ba mẹ đã tạo điều kiện thuận lợi và là chổ dựa tinh thần cho
em trong suốt thời gian qua. Đồng thời xin cảm ơn các bạn trong lớp đã đóng góp ý kiến,
giúp đỡ tài liệu để tôi hoàn thành tốt đồ án này.
Em xin chân thành cảm ơn!
TP.Hồ Chí Minh, ngày tháng 5 năm 2014
Sinh Viên

Phạm Hoàng Phi Sơn



Đồ án môn học xử lý khí thải
Xử lí khí thải SO
2
của công ty cổ phần lương thực thực phẩm Safoco công suất 10000m
3
/h
SVTH: Phạm Hoàng Phi Sơn
MSSV: 0510020274
GVHD: Tôn Thất Lãng
iii

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

Điểm số bằng số ________________Điểm số bằng chữ
_________________

TP.HCM, ngày tháng năm 2014






Đồ án môn học xử lý khí thải
Xử lí khí thải SO
2
của công ty cổ phần lương thực thực phẩm Safoco công suất 10000m
3

/h
SVTH: Phạm Hoàng Phi Sơn
MSSV: 0510020274
GVHD: Tôn Thất Lãng
iv

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
















Điểm số bằng số ________________Điểm số bằng chữ
_________________

TP.HCM, ngày tháng năm 2013


Đồ án môn học xử lý khí thải

Xử lí khí thải SO
2
của công ty cổ phần lương thực thực phẩm Safoco công suất 10000m
3
/h
SVTH: Phạm Hoàng Phi Sơn
MSSV: 0510020274
GVHD: Tôn Thất Lãng
v




Đồ án môn học xử lý khí thải
Xử lí khí thải SO
2
của công ty cổ phần lương thực thực phẩm Safoco công suất 10000m
3
/h
SVTH: Phạm Hoàng Phi Sơn
MSSV: 0510020274
GVHD: PGS.TS.Tôn Thất Lãng

1
MỤC LỤC
DANH MỤC HÌNH 4
DANH MỤC BẢNG 4
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 5
1.1.

GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ CÔNG TY SAFOCO
5
1.2.

KHÁI QUÁT
6
1.3.

GIỚI THIỆU VỀ DẦU FO
6
1.4.

THÀNH PHẦN, TÍNH CHẤT KHÍ THẢI LÒ SẤY
7
1.4.1.

Lưu huỳnh dioxit (SO
2
)
7
1.4.2.

Oxit nito
8
1.4.3.

Hơi nước (H
2
O)
9

1.4.4.

Cacbon monoxit (CO)
9
1.4.5.

Mồ hóng và bụi
9
1.5.

Các phương pháp xử lý khí thải từ lò sấy dung dầu FO:
10
1.5.1.

Phương pháp hấp thụ:
10
1.5.2.

Phương pháp hấp phụ:
12
1.5.3.

Phương pháp đốt:
13
1.6.

CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ SO
2
13
1.6.1. Hấp thụ khí SO

2
bằng nước
13
1.6.2. Hấp thụ khí SO
2
bằng dung dịch sữa vôi:
13
1.6.3. Hấp thụ khí SO
2
bằng ammoniac
14
1.6.4. Hấp thụ khí SO
2
bằng magie oxit
14
1.6.5. Hấp thụ khí SO
2
bằng kẽm oxit
14
1.6.6. Hấp thụ khí SO
2
bằng kẽm oxit kết hợp natri sunfit
14
1.6.7. Xử lý khí SO
2
bằng các chất hấp thụ hữu cơ
14

Đồ án môn học xử lý khí thải
Xử lí khí thải SO

2
của công ty cổ phần lương thực thực phẩm Safoco công suất 10000m
3
/h
SVTH: Phạm Hoàng Phi Sơn
MSSV: 0510020274
GVHD: PGS.TS.Tôn Thất Lãng

2
1.6.8. Hấp phụ khí SO
2
bằng than hoạt tính
15
1.6.9. Hấp phụ khí SO
2
bằng vôi, đá vôi, đolomit
15
CHƯƠNG 2: ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ 16
2.1.

CƠ SỞ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN
16
2.1.1.

Thành phần tính chất khí thải
16
2.1.2.

Yêu cầu thiết kế
16

2.2.

ĐỀ XUẤT VÀ THUYẾT MINH CÔNG NGHỆ
17
2.2.1.

Xác định chất ô nhiễm cần phải xử lý
17
2.2.2.

Lựa chọn dung dịch hấp thụ
17
2.2.3.

SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ
19
2.2.4.

Thuyết minh sơ đồ công nghệ:
20
CHƯƠNG 3:

TÍNH TOÁN QUÁ TRÌNH HẤP THỤ 21
3.1.

CÂN BẰNG VẬT CHẤT
21
3.1.1. Đầu vào
21
3.1.2. Đầu ra

22
3.2.

XÁC ĐỊNH PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG
23
3.2.1.

Tính toán cho cặp giá trị P*
SO2
= 60mmHg và C
SO2
= 0,5gSO
2
/100gH
2
O
24
3.2.2.

Kết quả
25
3.3.

XÁC ĐỊNH PHƯƠNG TRÌNH ĐƯỜNG LÀM VIỆC
29
3.3.1.

Xác định L
min
29

3.3.2.

Xác định X
đ
và X
c
29
CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN THÁP HẤP THỤ 30
4.1.

TÍNH ĐƯỜNG KÍNH THÁP HẤP THỤ
30
4.1.1.

Đường kính tháp hấp thụ
30
4.1.2.

Kiểm tra điều kiện làm việc của tháp
33

Đồ án môn học xử lý khí thải
Xử lí khí thải SO
2
của công ty cổ phần lương thực thực phẩm Safoco công suất 10000m
3
/h
SVTH: Phạm Hoàng Phi Sơn
MSSV: 0510020274
GVHD: PGS.TS.Tôn Thất Lãng

3
4.2.

TÍNH CHIỀU CAO THÁP HẤP THỤ
33
4.2.1.

Chiều cao tháp hấp thụ
33
4.2.2.

Tính trở lực tháp
37
4.2.3.

Tính bơm
38
4.2.4.

Tính quạt
40
4.3.

TÍNH CƠ KHÍ
41
4.3.1.

Thân tháp
41

4.3.2.

Nắp và đáy tháp
43
4.3.3.

Đường ống dẫn khí
44
4.3.4.

Đường ống dẫn lỏng
45
4.3.5.

Tính bích
45
4.3.6.

Lưới đỡ đệm
48
4.3.7.

Đĩa phân phối
49
4.3.8.

Cửa nhập liêu và cửa tháo đệm
49
4.3.9.

Tải trọng toàn tháp
49
4.3.10.Chân đỡ
49
4.3.11.Tai treo
50
CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN GIÁ THÀNH 51
CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN - KIẾN NGHỊ 52
6.1.

KẾT LUẬN
52
6.2.

KIẾN NGHỊ
52
TÀI LIỆU THAM KHẢO 53

Đồ án môn học xử lý khí thải
Xử lí khí thải SO
2
của công ty cổ phần lương thực thực phẩm Safoco công suất 10000m
3
/h
SVTH: Phạm Hoàng Phi Sơn
MSSV: 0510020274
GVHD: PGS.TS.Tôn Thất Lãng

4
DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Tháp phun
Hình 1.2 Tháp đệm
DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1 Nồng độ các chất ô nhiễm từ lò sấy đốt FO
Bảng 2.1 Nồng độ các chất ô nhiễm từ lò sấy đốt FO
Bảng 2.2 Quy chuẩn nồng độ khí thải
Bảng 3.3 Áp suất riêng phần của SO
2
(mmHg) tại bề mặt phân chia hai pha lỏng – khí
Bảng 3.4 Bảng thể hiện độ hòa tan của SO
2
trong nước ở 40
0
C và áp suất 1atm
Bảng 3.5 Kết quả hệ sô Henry
Bảng 3.6 Bảng giá trị
Bảng 4.1 Khối lượng riêng của dung dịch NaOH 10% (kg/m3) theo nhiệt độ (ở áp suất
khí quyển)
Bảng 4.2 Độ nhớt động lực của dung dịch NaOH 10% (Cp) theo nhiệt độ
Bảng 4.3 Hiệu suất của một số loại bơm
Bảng 5.1 Thống kê giá thành

Đồ án môn học xử lý khí thải
Xử lí khí thải SO
2
của công ty cổ phần lương thực thực phẩm Safoco công suất 10000m
3
/h
SVTH: Phạm Hoàng Phi Sơn
MSSV: 0510020274
GVHD: PGS.TS.Tôn Thất Lãng

5

CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN
1.1 KHÁI QUÁT
Lò sấy là nguồn cung cấp nhiệt khá phổ biến trong nhiều loại hình công nghệ, thường
gặp trong các công đoạn sấy, gia nhiệt định hình, gia nhiệt cho các phản ứng hóa học, làm
chín thực phẩm, khử trùng
Lò sấy có thể được cấp nhiệt từ nhiều nguồn khác nhau. Ở các lò sấy công suất nhỏ
thường cấp nhiệt bằng điện, một số lò hiện đại dùng nhiên liệu là khí đốt hóa lỏng (gas-
LPG) kèm theo là hệ thống điều chỉnh tự động. Với các lò sấy “sạch” như trên thường
không có vấn đề về mặt khói bụi thải. Tuy nhiên, thường gặp trong các cơ sở tiểu thủ
công nghiệp tại Thành phố Hồ Chí Minh là các lò sấy dùng nhiên liệu đốt lò chính là gỗ
củi, than đá hoặc dầu F.O. Các sản phẩm cháy do việc đốt các nhiên liệu trên thải vào
không khí thường là nguyên nhân dẫn đến tình trạng ô nhiễm môi trường.
1.2 GIỚI THIỆU VỀ DẦU FO

Dầu là nhiên liệu phổ biến sử dụng trong các lò công nghiệp. Nhiên liệu dầu đốt trong
lò được phân thành: Dầu nặng, như dầu mazut và dầu nhẹ như dầu diesel và dầu hỏa.
Dầu FO hay còn gọi là mazut là phần cặn của quá trình chưng cất dầu mỏ ở áp suất
khí quyển, hoặc cặn chưng cất các sản phẩm của quá trình chế biến sau các phân đoạn
nguyên liệu của dầu thô, phân tách chiết ra trong công nghệ sản xuất dầu nhờn truyền
thống…
Nhiệt trị của dầu FO là 10,175 kcal/kg và tỷ trọng là 0,7-0,97 kg/l.
Dầu FO có 2 loại:
1. Dầu FO hàng hải: Là loại nhiên liệu dùng cho các nồi hơi của tàu hải quân như loại F-
5, F-12 của Liên Xô cũ được dùng ở nước ta thời gian trước.
2. Dầu FO đốt lò nặng hơn dầu FO hải quân được dùng cho mọi thiết bị nồi hơi, các lò
nung trong công nghiệp sành sứ, thủy tinh, luyện gang thép, dệt nhuộm, là nhiên liệu đốt
lò sấy trong các ngành công nghiệp thực phẩm… cho thiết bị động lực của tàu thủy.

Đồ án môn học xử lý khí thải
Xử lí khí thải SO
2
của công ty cổ phần lương thực thực phẩm Safoco công suất 10000m
3
/h
SVTH: Phạm Hoàng Phi Sơn
MSSV: 0510020274
GVHD: PGS.TS.Tôn Thất Lãng

6
Chỉ tiêu quan trọng nhất của dầu FO là độ nhớt và hạm lượng lưu huỳnh S. Yêu cầu các
loại dầu đốt lò phải có độ nhớt phù hợp cho quá trình bơm, vận chuyển dầu vào hệ thống
đốt cũng như quá trình phun nóng ở bộ phận mỏ phun vào lò, độ nhớt càng nhỏ thì việc
bơm nhiên liệu càng dễ dàng và nhiên liệu được tán sương tốt ở bec đốt phun nhờ quá
trình diễn ra hoàn toàn, cho hiệu suất cao, ít ô nhiễm. Nếu độ nhớt quá cao phải thiết bị và

lắp đặt thêm hệ thống hâm nóng để làm giảm độ nhớt của dầu tới mức phù hợp với yêu
cầu của mỏ phun. Trên thực tế, độ nhớt của các loại dầu FO (40
0
C) khoảng 2-6 cSt
(centistoke) là phù hợp.
1.3 THÀNH PHẦN, TÍNH CHẤT KHÍ THẢI LÒ SẤY
Trong khí thải của lò sấy đốt dầu FO người ta thường thấy có các chất sau: CO
2
, CO,
NO
x
, SO
2
, SO
3
, ngoài ra còn có một hàm lượng nhỏ tro và các hạt tro rất nhỏ trộn lẫn với
dầu cháy không hết tồn tại dưới dạng sol khí mà ta thường gọi là mồ hóng.
1.3.1 Lưu huỳnh dioxit (SO
2
)
Lưu huỳnh dioxit là loại chất ô nhiễm phổ biến nhất trong sản xuất công nghiệp cũng
như trong sinh hoạt của con người. Nguồn phát thải khí này chủ yếu từ các trung tâm
nhiệt điện, lò nung, lò hơi, lò sấy khi đốt nhiên liệu than, dầu và khí đốt có chứa lưu
huỳnh hoặc hợp chất của lưu huỳnh.
Tính chất vật lý:
Ở điều kiện thường, SO
2
là chất khí không màu, mùi xốc, gây ho, nặng gấp 2 lần
không khí (d=2,2). SO
2

hóa lỏng không màu ở 100
0
C, hóa rắn thành tinh thể trắng ở
750
0
C. SO
2
tan nhiều trong nước ( 1 thể tích nước ở 200
0
C hòa tan được 40 thể tích SO
2
).
Tính chất hóa học:
Lưu huỳnh dioxit là oxit axit. Tan trong nước tạo thành dung dịch axit sunfuro
(H
2
SO
3
) không bền, dễ phân hủy thành H
2
O và SO
2
. SO
2
tác dụng với bazo tạo hai loại
muối: muối trung hòa và muối axit. SO
2
vừa là chất khử, vừa là chất oxy hóa.
Khí SO
2

là loại khí độc hại không chỉ đối với sức khỏe con người, động thực vật mà
còn ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường.
 Đối với sức khỏe con người
SO
2
là chất có tính kích thích, ở nồng độ nhất định có thể gây co giật ở cơ trơn của khí
quản. Ở nồng độ lớn hơn sẽ gây tăng tiết dịch niêm mạc đường khí quản. Khi tiếp xúc với
mắt, chúng có thể tạo thành axit
SO
2
có thể xâm nhập vào cơ thể con người qua các cơ quan hô hấp hoặc các cơ quan
tiêu hóa sau khi được hòa tan trong nước bọt. Cuối cùng, chúng có thể xâm nhập vào hệ

Đồ án môn học xử lý khí thải
Xử lí khí thải SO
2
của công ty cổ phần lương thực thực phẩm Safoco công suất 10000m
3
/h
SVTH: Phạm Hoàng Phi Sơn
MSSV: 0510020274
GVHD: PGS.TS.Tôn Thất Lãng

7
tuần hoàn.
Khi tiếp xúc với bụi, SO
2
có thể tạo ra các hạt axit nhỏ có khả năng xâm nhập vào các
huyết mạch nếu kích thước của chúng nhỏ hơn 2-3 µm
SO

2
có thể xâm nhập vào cơ thể qua da và gây ra các chuyển đổi hóa học. Kết quả là
hàm lượng kiềm trong máu giảm, ammoniac bị thoát qua đường tiểu và có ảnh hưởng đến
tuyến nước bọt.
Trong máu, SO
2
tham gia nhiều phản ứng hóa học, gây rối loạn chuyển hóa đường và
protein, gây thiếu vitamin B và C, ức chế enzyme oxydaza, tạo ra methemoglobine để
chuyển Fe
2+
(hòa tan) thành Fe
3+
(kết tủa) gây tắc nghẽn mạch máu cũng như làm giảm
khả năng vận chuyển oxy của hồng cầu, gây co hẹp dây thanh quản, khó thở.
 Đối với thực vật
SO
x
bị oxy hóa ngoài không khí và phản ứng với nước mưa tạo thành axit sulfuric là
tác nhân chính gây hiện tượng mưa axit, ảnh hưởng xấu đến sự phát triển thực vật. Khi
tiếp xúc với môi trường có chứa hàm lượng SO
2
từ 1 - 2ppm trong vài giờ có thể gây tổn
thương lá cây. Đối với các loại thực vật nhạy cảm như nấm, địa y, hàm lượng 0,15 - 0,30
ppm có thể gây độc tính cấp.
 Đối với môi trường
SO
2
bị oxy hóa ngoài không khí và phản ứng với nước mưa tạo thành axit sulfuric hay
các muối sulfate gây hiện tượng mưa axit, ảnh hưởng xấu đến môi trường.
Nước hồ bị axit hóa: mưa axit rơi trên mặt đất sẽ rửa trôi các chất dinh dưỡng trên mặt

đất và mang các kim loại độc hại xuống ao hồ, gây ô nhiễm nguồn nước trong hồ, phá
hỏng các loại thức ăn, uy hiếp sự sinh tồn của các loài cá và các sinh vật khác trong nước.
Rừng bị hủy diệt và sản lượng nông nghiệp bị giảm: mưa axit làm tổn thương lá cây,
gây trở ngại quá trình quang hợp, làm cho lá cây bị vàng và rơi rụng, làm giảm độ màu
mỡ của đất và cản trở sự sinh trưởng của cây cối.
Làm tổn hại sức khỏe con người: các hạt sulfate, nitrate tạo thành trong khí quyển làm
hạn chế tầm nhìn. Hơn nữa, do hiện tượng tích tụ sinh học, khi con người ăn các loại cá
có chứa độc tố, các độc tố này sẽ tích tụ trong cơ thể và gây nguy hiểm đối với sức khỏe
con người.
Gây ăn mòn vật liệu và phá hủy các công trình kiến trúc.

Đồ án môn học xử lý khí thải
Xử lí khí thải SO
2
của công ty cổ phần lương thực thực phẩm Safoco công suất 10000m
3
/h
SVTH: Phạm Hoàng Phi Sơn
MSSV: 0510020274
GVHD: PGS.TS.Tôn Thất Lãng

8
1.3.2 Oxit nito
Oxit nito có 6 loại ổn định: N
2
O, NO, NO
2
, N
2
O

3
,N
2
O
4
và N
2
O
5
và loại oxit nito
không ổn định là NO
3
. Trong đó NO, NO
2
và N
2
O
4
được hình thành trong quá trình đốt
nhiên liệu từ các lò nung, lò hơi…
Tính chất vật lý:
Tùy vào mỗi loại hợp chất của nito oxit thì có tính chất vật lý khác nhau.
Tính chất hóa học:
Các hợp chất oxit nito đểu có tính khử và tính oxi hóa. Tuy nhiên tùy vào mỗi loại mà
tính khử và tính oxy hóa mang tính mạnh yếu khác nhau.
1.3.3 Hơi nước (H
2
O)
Nước là một hợp chất hóa học của oxy và hidro, với các tính chất lý hóa đặc biệt như
tính lưỡng cực, liên kết hidro và tính bất thường của khối lượng riêng. Nước đã được hóa

hơi được gọi là hơi nước. Về mặt tính chất hóa học thì hơi nước cũng có tính chất tương
tự như nước là một chất lưỡng tính, có thể phản ứng như một axit hay bazo.
1.3.4 Cacbon monoxit (CO)
Là chất khí không màu, không mùi, không vị, nhẹ hơn không khí, nhiệt độ sôi-192
0
C,
gây ô nhiễm với quy mô lớn chỉ trong các đô thị.
Khi đốt nhiên liệu rắn và lỏng, xảy ra phản ứng cháy không hoàn toàn giữa các bon và
oxi tạo thành CO. Trong thành phần của nhiều loại khí đốt nhân tạo đều có CO: khí lò ga
chứa 25-34% CO, khí từ đá phiến – khoảng 17% CO. Người ta tính với tình trạng kỹ
thuật hiện nay, thường khi đốt 1 tấn nhiên liệu cho phát thải 20kg CO. Chỉ khi khí đốt tự
nhiên (hay nhân tạo) thì quá trình cháy mới có thể thực hiện hoàn toàn và loại trừ được
CO trong sản phẩm cháy.
CO được hình thành do việc đốt cháy không hết nhiên liệu hóa thạch như than, dầu và
một số hợp chất hữu cơ khác.
1.3.5 Mồ hóng và bụi
Trong phổi người, bụi có thể là nguyên nhân gây kích thích cơ học gây khó khăn cho
các hoạt động của phổi, chúng có thể gây nên các bệnh về đường hô hấp. nói chung bụi
tro và mồ hóng ảnh hưởng đến sức khỏe con người như gây bệnh hen suyễn, viêm cuống
phổi, bệnh khí thủng, bệnh viêm cơ phổ
i
. bụi khói được tạo ra trong quá trình đốt cháy
nhiên liệu có thể chứa các HC đa vòng.
Bụi góp phần chính vào ô nhiễm do hạt lơ lửng và các sol khí, có tác dụng hấp thụ và
khuếch tán ánh sáng mặt trời, làm giảm độ trong suốt của khí quyển. loại ô nhiễm này

Đồ án môn học xử lý khí thải
Xử lí khí thải SO
2
của công ty cổ phần lương thực thực phẩm Safoco công suất 10000m

3
/h
SVTH: Phạm Hoàng Phi Sơn
MSSV: 0510020274
GVHD: PGS.TS.Tôn Thất Lãng

9
hiện là vấn đề ô nhiễm không khí thành thị

nghiêm trọng nhất, các nghiên cứu cho thấy
mối liên kết chặt chẽ giữa ô nhiễm không khí và tử vong, chúng gây tác hại đối với thiết
bị và mối hàn điện, làm giảm năng suất cây trồng, gây nguy hiểm cho giao thông đường
bộ.



Bảng 1.1 Nồng độ các chất ô nhiễm từ lò sấy đốt FO
Chất gây ô nhiễm
Nồng độ (mg/m
3
)
SO
2
và SO
3

5217 - 7000
CO
50
Tro bụi

280
Hơi dầu
0,4
NO
x
428
(Trích Sổ tay hướng dẫn xử lý ô nhiễm môi trường trong sản xuất tiểu thủ công nghiệp -
Xử lý khói lò hơi - Sở Khoa học, Công nghệ và môi trường Tp.HCM )
1.4 Các phương pháp xử lý khí thải từ lò sấy dung dầu FO:
1.4.1 Phương pháp hấp thụ:
Hấp thụ là quá trình lôi cuốn chọn lóc một cấu tử nào đó từ hỗn hợp khí bởi chất lỏng.
Dựa vào sự tương tác giữa chất hấp thụ (dung môi) và chất bị hấp thụ ( chất ô nhiễm)
trong pha khí, phân thành 2 loại hấp thụ:
Hấp thụ vật lý: dựa trên sự hòa tan của cấu tử pha khí trong pha lỏng (tương tác vật lý).
Hấp thụ vật lý được sử dụng rộng rãi trong xử lý khí thải.
Hấp thụ hóa học: cấu tử trong pha khí và pha lỏng có phản ứng hóa học với nhau (tương
tác hóa học)
Quá trình hấp thụ mạnh hay yếu là tùy thuộc vào bản chất hóa học của dung môi và
các chất ô nhiễm trong khí thải.
Hấp thụ là một quá trình truyền khối mà ở đó các phân tử chất khí chuyển dịch và hòa
tan vào chất lỏng. Sự hòa tan có thể diễn ra đồng thời với một phản ứng hóa học giữa các
hợp phần của pha lỏng và pha khí hoặc không có phản ứng hóa học.

Đồ án môn học xử lý khí thải
Xử lí khí thải SO
2
của công ty cổ phần lương thực thực phẩm Safoco công suất 10000m
3
/h
SVTH: Phạm Hoàng Phi Sơn

MSSV: 0510020274
GVHD: PGS.TS.Tôn Thất Lãng

10
Truyền khối thực chất là một quá trình khuếch tán mà ở đó chất khí ô nhiễm dịch chuyển
từ trạng thái có nồng độ cao đến trạng thái có nồng độ thấp hơn. Việc khử chất khí 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
3. khuếch tán chất khí hoàn toàn từ bề mặt tiếp xúc pha vào trong pha lỏng.
Sự chênh lệch nồng độ ở bè mặt tiếp xúc pha thuận lợi cho động lực của quá trình và
quá trình hấp thụ diễn ra mạnh mẽ trong điều kiện diện tích tiếp xúc pha lớn, độ hỗn loạn
cao và độ khuếch tán cao. Bởi vì một số hợp phần của hỗn hợp khí có khả năng hòa tan
mới có thể hòa tan được trong chất lỏng, cho nên quá trình hấp thụ chỉ đạt hiệu quả cao
khi lựa chọn dung dịch hấp thụ có tính hòa tan cao hoặc những dung dịch phản ứng không
thuận nghịch với chất khí cần được hấp thụ.
Thiết bị hấp thụ có chức năng tạo ra bề mặt tiếp xúc càng lớn càng tốt giữa hai pha khí
và lỏng.
Có nhiều dạng kiểu thiết bị hấp thụ khác nhau và có thể phân thành các loại chính sau:
a. Buồng phun, tháp phun: trong đó chất lỏng được phun thành giọt nhỏ trong thể tích
rỗng của thiết bị và cho dòng khí đi qua. Tháp phun được sử dụng khi yêu cầu trở lực bé
và khí có chứa hạt rắn.


Đồ án môn học xử lý khí thải
Xử lí khí thải SO
2
của công ty cổ phần lương thực thực phẩm Safoco công suất 10000m
3
/h

SVTH: Phạm Hoàng Phi Sơn
MSSV: 0510020274
GVHD: PGS.TS.Tôn Thất Lãng

11
Hình 1.1 Tháp phun.

b. Thiết bị sục khí: khí được phân tán dưới dạng các bong bóng đi qua lớp chat lỏng.
Quá trình phân tán khí có thể được thực hiện bằng cách cho khí đi qua tấm xốp, tấm đục
lỗ hoặc bằng cánh khuấy cơ học.
c. Thiết bị hấp thụ kiểu sủi bọt: khí đi qua tấm đục lỗ bên trong có chứa lớp chất lỏng
mỏng.
d. Thiết bị hấp thụ có đệm bằng vật liệu rỗng (tháp đệm): là một tháp dạng cột bên
trong chất gần đầy các vật liệu đệm nhằm tạo ra một bề mặt tiếp xúc cao nhất có thể để
cho dòng khí (đi từ dưới lên) và dòng lỏng (từ trên xuống) tiếp xúc tốt với nhau khi
chuyển động ngược chiều trong lớp đệm. Quá trình tiếp xúc này sẽ làm cho bụi và chất ô
nhiễm trong khí thải bị giữ lại và bị hấp thụ bởi dòng chất lỏng. Tháp đệm thường được
sử dụng khi năng suất nhỏ, môi trường ăn mòn, tỉ lệ lỏng:khí lớn. Khí không chứa bụi và
hấp thụ không tạo ra cặn lắng. vật iệu đệm được sử dụng trong các tháp này có thể là đá
nghiền, vòng rasing, vật thể hình yên ngựa, vòng ngăn, than cốc, đá xoắn ốc, vật liệu ô
vuông làm bằng gỗ hoặc các loại sợi tổng hợp.

Hình 1.2 Tháp đệm.

e. Tháp đĩa: có cấu tạo là một than tháp hình trụ thẳng đứng trong có gắn các đĩa có cấu
tạo khác nhau.
Như vậy để hấp thụ được một số chất nào đó ta phải dựa vào độ hòa tan chọn lọc của chất
khí trong dung môi để chọn dung môi cho thích hợp hoặc dung dịch thíc hợp (trong

Đồ án môn học xử lý khí thải

Xử lí khí thải SO
2
của công ty cổ phần lương thực thực phẩm Safoco công suất 10000m
3
/h
SVTH: Phạm Hoàng Phi Sơn
MSSV: 0510020274
GVHD: PGS.TS.Tôn Thất Lãng

12
trường hợp hấp thụ hóa học). Quá trình hấp thụ được thực hiên tốt hay xấu phần lớn là do
tính chất dung môi quyết định, hiệu quả của quá trình phụ thuộc vào diện tích tiếp xúc bề
mặt giữa khí thải và chất lỏng, thời gian tiếp xúc, nồng độ môi trường hấp thụ và tốc độ
phản ứng giữa chất hấp thụ và khí thải.
1.4.2 Phương pháp hấp phụ:
Hấp phụ là hiện tượng tăng nồng độ của một chất tan (chất bị hấp phụ) trên bề mặt
một chất rắn (chất hấp phụ). Chất đã bị hấp phụ chỉ tồn tại trên bề mặt chất rắn, không
phân bó đều khắp trong toàn bộ thể tích chất hấp phụ. (còn gọi là quá tình phân bố 2
chiều).
Trong kỹ thuật sử lý ô nhiễm không khí, phương pháp hấp phụ được dùng để thu hồi
và sử dụng lại hơi của chất hữu cơ, khử mùi các nhà máy sản xuất thực phẩm, thuộc da,
nhuộm…
Có thể phân loại phương pháp hấp phụ như sau:
 Dựa vào bản chất quá trình hấp phụ:
Hấp thụ vật lý: là hấp phụ đa phân tử, lực liên kết là lực hút giữa các phân tử (lực
Vanderwaals) không tạo thành hợp chất bề mặt.
Hấp thụ hóa học: là hấp phụ đơn phân tử, lực lien kết là lực lien kết bề mặt tạo nên hợp
chất bề mặt.
 Dựa vào điều kiện hấp phụ
Hấp phụ trong điều kiện động

Hấp phụ trong điều kiện tĩnh
Hấp phụ chọn lọc: dựa vào ái lực khác nhau giữa chất ô nhiễm và bề mặt chất rắn, phụ
thuộc vào bản chất hóa học của chất hấp phụ và chất bị hấp phụ.
Hấp thụ trao đổi: dựa vào cường độ hoặc ái lực của các ion chất hấp phụ và chất bị hấp
phụ.
Quá trình hấp phụ có thể được tiến hành trong lớp chất hấp phụ đứng yên, tầng sôi
hoặc chuyển động. Tuy nhiên trên thực tế phổ biến nhất là thiết bị với lớp chất hấp phụ
không chuyển động được bố trí trong tháp đứng, tháp nằm hoặc tháp vong. Tháp đứng sử
dụng khi cần sử lý lưu lượng nhỏ.
1.4.3 Phương pháp đốt:

Đồ án môn học xử lý khí thải
Xử lí khí thải SO
2
của công ty cổ phần lương thực thực phẩm Safoco công suất 10000m
3
/h
SVTH: Phạm Hoàng Phi Sơn
MSSV: 0510020274
GVHD: PGS.TS.Tôn Thất Lãng

13
Áp dụng khi lượng khí thải lớn mà nồng độ chất ô nhiễm cháy được lại rất bé đặc
biệt là những chất có mùi khó chịu.
Các chất khí được xử lý theo phương pháp đốt thường là các hợp chất hydrocacbon, các
dung môi hữu cơ… việc sử lý khí thải theo phương pháp này được sử dụng trong trường
hợp khí thải có nồng độ chất độc cao vượt quá giới hạn bắt cháy và có chứa hàm lượng
oxygen đủ lớn.
Quá trình đốt được thực hiện trong hệ thống gồm những thiết bị lien kết đơn giản có
khả năng đạt hiệu suất phân hủy cao. Hệ thống đốt gồm cửa lò, bộ mồi lửa đốt bằng nhiên

liệu và khí thải.
Có 2 phương pháp đốt:
Đốt bằng ngọn lửa trực tiếp (phương pháp oxy hóa nhiệt): làm cho chất ô nhiễm
cháy trực tiếp trong không khí mà không cần bổ sung them nhiên liệu, chỉ cần nhiên liệu
để mồi lửa và điều chỉnh.
Thiêu đốt có xúc tác (phương pháp oxy hóa xúc tác): quá trình oxy hóa chất ô nhiễm
trên bề mặt chất xúc tác.
1.5 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ SO
2

1.6.1 Hấp thụ khí SO
2
bằng nước
Là phương pháp đơn giản được áp dụng sớm nhất để loại bỏ khí SO
2
trong khí thải,
nhất là trong khói từ các lò công nghiệp.
Ưu điểm: rẻ tiền, dễ tìm, hoàn nguyên được.
Nhược điểm: do độ hòa tan của khí SO
2
trng nước quá thấp nên thường phải dùng một
lượng nước rất lớn và thiết bị hấp thụ phải có thể tích rất lớn, cồng kềnh. Để tách SO
2

khỏi dung dịch phải nung nóng lên đến 100
0
C nên tốn rất nhiều năng lượng, chi phí nhiệt
lớn.
1.6.2 Hấp thụ khí SO
2

bằng dung dịch sữa vôi:
Là phương pháp được áp dụng rất rộng rãi trong công nghiệp vì hiệu quả xử lý cao,
nguyên liệu rẻ tiền và sẵn có ở mọi nơi.
Ưu điểm: công nghệ đơn giản, chi phí đầu tư ban đầu không lớn, chi phí vận hành
thấp, chất hấp thụ rẻ, dễ tìm, làm sạch khí mà không cần phải làm lạnh và tách bụi sơ bộ,
có thể chế tạo thiết bị bằng vật liệu thông thường, không cần đến vật liệu chống axit và
không chiếm nhiều diện tích xây dựng.

Đồ án môn học xử lý khí thải
Xử lí khí thải SO
2
của công ty cổ phần lương thực thực phẩm Safoco công suất 10000m
3
/h
SVTH: Phạm Hoàng Phi Sơn
MSSV: 0510020274
GVHD: PGS.TS.Tôn Thất Lãng

14
Nhược điểm: đóng cặn ở thiết bị do tạo thành CaSO
4
và CaSO
3
, gây tắc nghẽn các
đường ống và ăn mòn thiết bị.
1.6.3 Hấp thụ khí SO
2
bằng ammoniac
Phương pháp này hấp thụ khí SO
2

bằng dung dịch ammoniac tạo muối amoni sunfit và
amoni bisunfit
Ưu điểm: hiệu quả rất cao, chất hấp thụ dễ kiếm và thu được muối amoni sunfit và
amoni bisunfit là các sản phẩm cần thiết.
Nhược điểm: rất tốn kém, chi phí đầu tư và vận hành rất cao.

1.6.4 Hấp thụ khí SO
2
bằng magie oxit
Ưu điểm: có thể làm sạch khí nóng mà không cần làm lạnh sơ bộ, thu được axit
sunfuric như là sản phẩm của sự thu hồi, hiệu quả xử lý cao, MgO dễ kiếm và rẻ.
Nhược điểm: quy trình công nghệ phức tạp, vận hành khó, chi phí cao, tổn hao MgO
khá nhiều.
1.6.5 Hấp thụ khí SO
2
bằng kẽm oxit
Ưu điểm: có thể làm sạch khí ở nhiệt độ khá cao (200 - 250
0
C).
Nhược điểm: có thể hình thành ZnSO
4
làm cho việc tái sinh ZnO bất lợi về kinh tế nên
phải thường xuyên tách chúng ra và bổ sung lượng ZnO tương đương.
1.6.6 Hấp thụ khí SO
2
bằng kẽm oxit kết hợp natri sunfit
Ưu điểm: không đòi hỏi làm nguội sơ bộ khói thải, hiệu quả xử lý cao.
Nhược điểm: hệ thống xử lý khá phức tạp và tiêu hao nhiều muối natri.
1.6.7 Xử lý khí SO
2

bằng các chất hấp thụ hữu cơ
Phương pháp này được áp dụng nhiều trong xử lý khí thải từ các nhà máy luyện kim
màu.
Chất hấp thụ chủ yếu được dùng là xyliđin và đimetylanilin.
Nếu khí thải có nồng độ SO
2
thấp thì quy trình này không kinh tế vì tổn hao xyliđin.

Đồ án môn học xử lý khí thải
Xử lí khí thải SO
2
của công ty cổ phần lương thực thực phẩm Safoco công suất 10000m
3
/h
SVTH: Phạm Hoàng Phi Sơn
MSSV: 0510020274
GVHD: PGS.TS.Tôn Thất Lãng

15
1.6.8 Hấp phụ khí SO
2
bằng than hoạt tính
Phương pháp này có thể áp dụng rất tốt để xử lý khói thải từ các nhà máy nhiệt điện,
nhà máy luyện kim và sản xuất axit sunfuric với hiệu quả kinh tế đáng kể.
Ưu điểm: sơ đồ hệ thống đơn giản và vạn năng, có thể áp dụng được cho mọi quá trình
công nghệ có thải khí SO
2
một cách liên tục hay gián đoạn, cho phép làm việc được với
khí thải có nhiệt độ cao (trên 100
0

C).
Nhược điểm: tùy thuộc vào quá trình hoàn nguyên có thể là tiêu hao nhiều vật liệu hấp
phụ hoặc sản phẩm thu hồi được có lẫn nhiều axit sunfuric và tận dụng khó khăn, phải xử
lý tiếp mới sử dụng được.
1.6.9 Hấp phụ khí SO
2
bằng vôi, đá vôi, đolomit
Ưu điểm: hiệu suất hấp phụ cao.
Nhược điểm: cần chi phí đầu tư lớn do vật liệu chế tạo thiết bị đắt (thiết bị làm việc
trong môi trường ăn mòn mạnh và nhiệt độ cao).

Đồ án môn học xử lý khí thải
Xử lí khí thải SO
2
của công ty cổ phần lương thực thực phẩm Safoco công suất 10000m
3
/h
SVTH: Phạm Hoàng Phi Sơn
MSSV: 0510020274
GVHD: PGS.TS.Tôn Thất Lãng

16
CHƯƠNG 2
ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ
2.1 CƠ SỞ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN
2.1.1 Thành phần tính chất khí thải
Xử lý khí thải lò sấy đốt dầu FO của công ty chế biến thực phẩm công suất 10000 m
3
/h.
Bảng 2.1 Nồng độ các chất ô nhiễm từ lò sấy đốt FO

STT
Chỉ tiêu
Đơn vị
Nồng độ
1
SO
2

mg/Nm
3

8000
2
NO
2
mg/Nm
3
650
3
CO
mg/Nm
3

700
4
Bụi
mg/Nm
3

300

Bảng trên cho thấy trong khí thải từ lò sấy chỉ có SO
2
là vượt QCVN:2009/BTNMT,
các khí còn lại và bụi đều nằm trong khoảng cho phép. Nên cần phải có công nghệ xử lý
SO
2
hợp lý trước khi xả thải ra môi trường.
Hệ thống xử lý khí thải chủ yếu thiết kế để xử lý SO
2
.
2.1.2 Yêu cầu thiết kế
Với công suất của lò sấy đốt dầu FO của công ty chế thực phẩm là 10000 m
3
/h. Yêu
cầu thiết kế hệ thống xử lý mà nồng độ khí thải sau xử lý phải đạt cột B của quy chuẩn
QCVN 19:2009/BTNMT.
Bảng 2.2 Quy chuẩn nồng độ khí thải
STT
Chỉ tiêu
Đơn vị
QCVN
19:2009/BTNMT
1
SO
2
mg/Nm
3
500
2
NO

2

mg/Nm
3

850
3
CO mg/Nm
3
1000
4
Bụi
mg/Nm
3

200

Hệ thống xử lý khí thải khi hoàn thành phải đảm bảo tốt, thỏa mãn chỉ tiêu để ra. Điều
quan trọng là chi phí đầu tư xây dựng, máy móc thiết bị, công nhân vận hành… phải đơn