XỬ lý KHÍ THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP hấp THỤ

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TPHCM
KHOA CNSH & KTMT
TIỂU LUẬN: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ KHÍ THẢI VÀ
TIẾNG ỒN
ĐỀ TÀI: PHƯƠNG PHÁP HẤP THỤ
GVHD : TRẦN ĐỨC THẢO
LỚP : 03DHMT2
NHÓM: 1
THỨ 2_TIẾT 10-12
DANH SÁCH NHÓM
TP.HCM, ngày 06 tháng 10 năm 2014
STT
HỌ TÊN
MSSV
1
ĐOÀN THỊ HUỲNH LIÊN
2009120004
2
PHẠM CẨM TIÊN
2009120129
3
CHÂU KIM PHỤNG
2009120132
4
NGUYỄN THỊ HỒNG OANH
2009120153
5
NGUYỄN THỊ HƯỚNG DƯƠNG
2009129154
6

VÕ PHẠM THÙY DƯƠNG
2009120162
GVHD: Trần Đức Thảo
Nhóm 1
Phương Pháp Hấp Thụ Page 2
BẢNG PHÂN CÔNG CÔNG VIỆC
STT
HỌ TÊN
MSSV
CÔNG VIỆC
1
Đoàn Thị Huỳnh Liên
2009120004
Các loại thiết bị hấp thụ:
tháp phun, tháp đệm, tổng
hợp Powerpoint; thuyết
trình
2
Phạm Cẩm Tiên
2009120129
Khái niệm, phân loại, cơ
chế, tổng hợp, chỉnh sửa
Word
3
Châu Kim Phụng
2009120132
Chất hấp thụ: điều kiện,
chất phổ biến, hiệu suất
quá trình
4

Nguyễn Thị Hướng Dương
2009120154
Các loại thiết bị hấp thụ:
tháp mâm; thuyết trình
5
Võ Phạm Thùy Dương
2009120162
Ứng dụng xử lí các loại khí
thải: SO
2
, NO
X
…
6
Nguyễn Thị Hồng Oanh
2009120153
Hệ thống xử lí khí thải lò
hơi
GVHD: Trần Đức Thảo
Nhóm 1
Phương Pháp Hấp Thụ Page 3
MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU 5
I. KHÁI NIỆM, PHÂN LOẠI QUÁ TRÌNH HẤP THỤ 6
1. Khái niệm 6
2. Phân loại 6
II. ƯU NHƯỢC ĐIỂM, CƠ CHẾ QUÁ TRÌNH 6
1. Ưu, nhược điểm 6
1.1. Ưu điểm 6
1.2. Nhược điểm 6

2. Cơ chế quá trình 6
III. CHẤT HẤP THỤ (DUNG MÔI) 8
1. Điều kiện lựa chọn dung dịch hấp thụ 8
2. Chất hấp thụ phổ biến 9
IV. CÁC LOẠI THIẾT BỊ HẤP THỤ 10
1. Tháp phun 10
1.1. Cấu tạo 11
1.2. Nguyên lý hoặc động 13
1.3. Ưu nhược điểm: 14
2. Tháp đệm 15
2.1. Cấu tạo 15
2.2. Nguyên lý hoặc động 18
2.3. Ưu nhược điểm 19
3. Tháp mâm 19
3.1. Cấu tạo 20
3.2. Nguyên lý hoặc động 21
3.3. Ưu nhược điểm 22
V. ỨNG DỤNG TRONG XỬ LÝ MỘT SỐ KHÍ THẢI 22
1. Xử lí SO
2
23
1.1. Phương pháp hấp thụ SO
2
bằng nước 23
1.2. Phương pháp hấp thụ SO
2
bằng đá vôi (CaCO
3
)
,

CaO hoặc vôi sữa
(Ca(OH)
2
) 24
2. Xử lí NO
X
26
2.1. Phương pháp hấp thụ NO
X
bằng nước 26
2.2. Hấp thụ bằng kiềm và huyền phù 26
GVHD: Trần Đức Thảo
Nhóm 1
Phương Pháp Hấp Thụ Page 4
VI. HỆ THỐNG XỬ LÍ KHÍ THẢI ĐƠN GIẢN (KHÍ THẢI LÒ HƠI) 26
1. Đặc điểm của khói thải lò hơi 26
1.1. Đặc điểm khói thải lò hơi đốt củi 27
1.2. Đặc điểm khói thải lò hơi đốt than đá 27
1.3. Đặc điểm khói thải lò hơi đốt dầu F.O 27
2. Quy trình xử lý khói thải lò hơi 28
KẾT LUẬN 31
TÀI LIỆU THAM KHẢO 32
GVHD: Trần Đức Thảo
Nhóm 1
Phương Pháp Hấp Thụ Page 5
LỜI NÓI ĐẦU
Hiện nay, do sự phát triển của các nghành công nghiệp tạo ra các sản phẩm
phục vụ con người, đồng thời cũng tạo ra một lượng chất thải vô cùng lớn làm phá
vỡ cân bằng sinh thái gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng.
Trong các loại ô nhiễm, ô nhiễm không khí ảnh hưởng trực tiếp đến con

người, động vật, thực vật và các công trình xây dựng. Sức khỏe và tuổi thọ con
người phụ thuộc rất nhiều vào độ trong sạch của môi trường.
Vì vậy, trong những năm gần đây ô nhiễm không khí từ các nghành sản
xuất công nghiệp ở nước ta đang là vấn đè quan tâm không chỉ của nhà nước mà
còn là của toàn xã hội bởi mức độ nguy hại của nó đã lên đến mức báo động.
Viêc xử lý khí thải được dùng bằng nhiều phương pháp xử lý khác nhau,
nhưng cần tùy thuộc vào thành phần và tính chất của nguồn ô nhiễm mà áp dụng
các phương pháp xử lý hợp lý để. Sau đây, chúng tôi xin trình bày một phương
pháp xử lý khí thải bằng phương pháp hấp thụ.
GVHD: Trần Đức Thảo
Nhóm 1
Phương Pháp Hấp Thụ Page 6
I. KHÁI NIỆM, PHÂN LOẠI QUÁ TRÌNH HẤP THỤ
1. Khái niệm
Hấp thụ là quá trình trong đó một hỗn hợp khí được cho tiếp xúc với chất
lỏng nhằm mục đích hòa tan chọn lọc một hay nhiều cấu tử của hỗn hợp khí để tạo
nên một dung dịch các cấu tử trong chất lỏng.
Khí được hấp thụ gọi là chất bị hấp thụ
Chất lỏng dùng để hấp thụ gọi là dung môi (chất hất thụ )
2. Phân loại
 Có 2 loại hấp thụ:
 Hấp thu vật lý: không tương tác hóa học là quá trình thuận nghịch.
 Hấp thu hoá học: là quá trình hấp thụ luôn đi kèm với một hay nhiều phản
ứng hóa học. Sau quá trình khuếch tán là quá trình xảy ra các phản ứng hóa
học.
 Trong xử lý khí thải nói chung, hấp thụ hóa học được ứng dụng rộng rãi
hơn so với hấp thụ vật lý.
II. ƯU NHƯỢC ĐIỂM, CƠ CHẾ QUÁ TRÌNH
1. Ưu, nhược điểm
1.1. Ưu điểm

 Rẻ, dễ ứng dụng,có thể sử dụng dung môi là nước để hấp thụ các khí độc
hại như SO
2
, H
2
S rất hiệu quả.
 Có thể sử dụng kết hợp khi cần rửa khí làm sạch bụi, khi trong khí thải có
chứa cả bụi lẫn các khí độc hại mà các chất khí có khả năng hòa tan tốt
trong nước rửa.
1.2. Nhược điểm
 Hiệu suất làm sạch không cao, không dùng để xử lý dòng khí có nhiệt độ
cao.
 Quá trình hấp thụ là quá trình tỏa nhiệt nên khi thiết kế nhiều trường hợp
cần phải lắp đặt thêm thiết bị trao đổi nhiệt trong tháp hấp thụ để làm nguội
tăng hiệu quả quá trình xử lý như vậy thiết bị sẽ trở nên cồng kềnh,vận
hành phức tạp.
 Việc lựa chọn dung môi thích hợp để xứ lý rất kho khăn khi chất khí không
có khả năng hoà tan trong nước.
 Phải tiến hành tái sinh dung môi khi dung môi đắt tiền để giảm giá thành xử
lý mà công việc này là rất khó khăn
2. Cơ chế quá trình
GVHD: Trần Đức Thảo
Nhóm 1
Phương Pháp Hấp Thụ Page 7
Hấp thụ là quá trình quan trọng để xử lý khí và được ứng dụng trong rất
nhiều quá trình khác .Hấp thụ trên cơ sở của quá trình truyền khối ,được mô tả
và tính toán dựa vào phân chia 2 pha (cân bằng pha, khuếch tán).
 Cơ chế của quá trình có thể chia thành 3 bước:
 Khuếch tán các phân tử chất ô nhiễm thể khí trong khối khí thải đến bề mặt
của chất lỏng hấp thụ. Nồng độ phân tử ở phía chất khí phụ thuộc vào cả 2 hiện

tượng khuếch tán:
Khuếch tán rối: có tác dụng làm nồng độ phân tử được đều đặn trong
khối khí.
Khuếch tán phân tử: làm cho các phân tử khí chuyển động về phía lớp
biên.
Trong pha lỏng cũng xảy ra hiện tượng tương tự như thế:
Khuếch tán rối: được hình thành để giữ cho nồng độ được đều đặn
trong toàn bộ khối chất lỏng
Khuếch tán phân tử: làm dòng chuyển các phân tử đến lớp biên
hoặc từ lớp biên đi vào pha khí
 Thâm nhập và hòa tan chất khí vào bề mặt của chất hấp thụ
 Khuếch tán chất khí đã hòa tan trên bề mặt nhăn cách vào sâu trong lòng
chất lỏng hấp thụ.
 Để có thể hiểu rõ các bước nêu trên của quá trình hấp thụ, trước tiên ta cần
hiểu vấn đề mấu chốt của lí thuyết trao đổi chất:
Khi chất ô nhiễm từ khí thải vào chất lỏng hấp thụ các phân tử được trao
đổi qua vùng ranh giới gọi là lớp biên (màng, phim). Các phân tử đi qua lớp
biên từ cả 2 phía, một số từ phía chất khí, một số từ phía chất lỏng.
Cường độ trao đổi phụ thuộc vào các yếu tố tác động lên hệ thống như
áp suất, nhiệt độ, nồng độ và độ hòa tan của phân tử. Cường độ trao đổi sẽ tăng
nếu giữa pha lỏng và pha khí có diễn ra phản ứng hóa học hay các phân tử khí
không thể quay trở về khối khí khi có tác động của các quá trình vật lý.
Quá trình hấp thụ kèm theo sự tỏa nhiệt và làm tăng nhiệt độ của hệ
thống.
Khi pha khí phân tán vào pha lỏng xảy ra hiện tượng dẫn nhiệt làm
năng lượng của cấu tử pha khí bò giảm. Hiện tượng này xảy ra là do sự chuyển
động hỗn loạn của các phân tử khí, làm cho các phân tử này bò xáo trộn từ đó
dẫn tới sự cân bằng năng lượng giữa hai pha. Nhờ có chuyển động này mà sự
khác biệt cục bộ về nồng độ chất khí trong hỗn hợp sẽ được giảm dần ngay cả
khi không có sự can thiệp của ngoại lực như quấy, lắc.

GVHD: Trần Đức Thảo
Nhóm 1
Phương Pháp Hấp Thụ Page 8
Mặt khác tổng thể tích của hệ thống trong quá trình hấp thụ cũng giảm
do thể tích pha khí giảm. Theo Nguyên lý Le Chartelier: độ hòa tan của khí
trong chất lỏng tăng nếu tăng áp suất và giảm nhiệt độ của quá trình.
Trong thực tế có 2 hiện tượng hấp thụ:
Hấp thụ đẳng nhiệt: được tiến hành với sự giải nhiệt pha lỏng
bằng thiết bị truyền nhiệt bố trí trong tháp hấp thụ. Nếu nồng độ ban đầu không
lớn hoặc khi lưu lượng chất lỏng lớn thì sự thay đổi nhiệt độ của chất lỏng
không đáng kể.
Hấp thụ đẳng áp: diễn ra khi không có sự trao đổi với môi trường
bên ngoài,
khi này cơ cấu thiết bò được đơn giản hóa nhưng điều kiện cân bằng không tốt.
 Trao đổi chất và lí thuyết lớp biên:
 Để trao đổi một lượng (khối lượng) chất ô nhiễm từ khí thải vào chất lỏng hấp
thụ, cần phải trao các phần tử qua vùng ranh giới.
 Cường độ trao đổi thực phụ thuộc vào các yếu tố: nhiệt độ, áp suất, nồng độ,
độ hòa tan.
 Nồng độ phân tử ở phía chất khí phụ thuộc vào hai hiện tượng khuếch tán:
Khuếch tán rối và khuếch tán phân tử
 Phương trình trao đổi chất:
 Đối với lớp biên khí: N
A
= k
G
(p
AG
– p
Ai

)
 Đối với lớp biên chất lỏng: N
A
= k
L
(C
Ai
– C
AL
)
Trong đó:
 k
G
: Hệ số trao đồi chất
 P
AG
: Áp suất riêng của chất A trong khối khí
 p
AI
: Áp suất riêng của chất A thuộc pha khí trên bề mặt chất lỏng
 C
Ai
: nồng độ chất A thuộc pha lỏng trong lớp biên chất lỏng
 C
AL
: nồng độ chất A trong khối chất lỏng
III. CHẤT HẤP THỤ (DUNG MÔI)
1. Điều kiện lựa chọn dung dịch hấp thụ
 Độ hòa tan tốt: có tính chọn lọc có nghĩa là chỉ hòa tan cấu tử cần tách và
hòa tan không đáng kể các cấu tử còn lại. Đây là điều kiện quan trọng nhất.

 Độ nhớt của dung môi: càng bé thì trở lực quá trình càng nhỏ, tăng tốc độ
hấp thu và có lợi cho quá trình chuyển khối.
 Nhiệt dung riêng: bé sẽ tốn ít nhiệt khi hoàn nguyên dung môi.
Nhiệt độ sôi: khác xa với nhiệt độ sôi của chất hoà tan sẽ dễå tách các cấu
tử ra khỏi dung môi.
GVHD: Trần Đức Thảo
Nhóm 1
Phương Pháp Hấp Thụ Page 9
 Nhiệt độ đóng rắn: thấp để tránh tắc thiết bò, không tạo kết tủa, không độc
và thu hồi các cấu tử hòa tan dễ dàng hơn.
 Ít bay hơi, rẻ tiền, dễ kiếm và không độc hại với người và không ăn mòn
thiết bị.
2. Chất hấp thụ phổ biến
 Nước (H
2
O)
 Dung dịch bazơ: KOH, NaOH, Na
2
CO
3
, K
2
CO
3
, Ca(OH)
2
, CaCO
3
…
 MonoEtanolAmin (OHCH

2
CH
2
NH
2
), Dietanolamin (RNH), trietanolamin
(R
3
N). Các dung dịch này có nhược điểm:
 Dễ bay hơi nên thất thoát nhiều
 Ăn mòn hoá học
 Liên kết với CO
2
rất bền nên khó phân hủy để hoàn nguyên…
 Nên ít được sử dụng rộng rãi
 Việc lựa chọn chất hấp thụ phụ thuộc vào các yếu tố:
 Thành phần và tính chất của khí thải cần xử lí
 Tính chất và chất lượng của chất hấp thụ
 Thời gian sử dụng chất hấp thụ trong thiết bị (chu kì hấp thụ)
 Lượng chất hấp thụ
 Khả năng tiếp xúc giữa chất ô nhiễm và dung dịch hấp thụ
 Nhiệt độ, áp suất,…
 Trong kỹ thuật xử lý khí thải bằng phương pháp hấp thụ, nước là loại chất hấp thụ
sẵn có, giá rẻ và thuận lợi nhất. Tuy nhiên nước chỉ hấp thụ một số ít chất khí độc
hại, hơn nữa mức độ hấp thụ vật lý cũng hạn chế. Trong nhiều trường hợp người ta
phải áp dụng phương pháp hấp thụ hóa học bằng nhiều hóa chất khác nhau tùy
theo mức độ độc hại cần khử, cụ thể như sau:
Khí ô nhiễm cần khử
Chất hấp thụ
Oxit nitơ: N

2
O,O
2
, N
2
O
5
Nước và các chất huyền phù: dung dịch
NaOH, Na
2
CO
3
, NaHCO
3
, KOH, K
2
CO
3
,
KHCO
3
, Ca(OH)
2
, CaO, MgCO
3
, Mg(OH)
2
,
Ba(OH)
2

, BaCO
3
, NH
4
HCO
3
Nitơ Oxit NO
Dung dịch FeCl
2
, FeSO
4
, NaSO
3
, Na
2
S
2
O
3
,
NaHCO
3
, NaHSO
3
Sunfua Điôxít SO
2
Nước, Dung dịch NaOH, CaOH, CaCO
3
,
GVHD: Trần Đức Thảo

Nhóm 1
Phương Pháp Hấp Thụ Page 10
K
2
CO
3
, Na
2
CO
3
(15-20%), KOH…
Đihyđro sunfua H
2
S
Dung dịch Na
2
CO
3
+ Na
3
AsO
4
Cacbon Oxit CO
Nitơ lỏng, dung dịch [Cu(NH
3
)]
n
, COCH
Cacbon Ddiooxxit CO
2

Dung dịch Na
2
CO
3,
NaOH, KOH, K
2
CO
3
,
Ca(OH)
2
Các hóa chất chứa Flo: HF, SiF
4
Nước, dung dịch: NaOH, KOH, Ca(OH)
2
Clo Cl
2
dung dịch: NaOH, KOH, Ca(OH)
2
Hơi sương, HCl
Nước, dung dịch Na
2
CO
3
, NaOH, KOH,
K
2
CO
3
, Ca(OH)

2
IV. CÁC LOẠI THIẾT BỊ HẤP THỤ
1. Tháp phun
GVHD: Trần Đức Thảo
Nhóm 1
Phương Pháp Hấp Thụ Page 11
Thiết bị tháp phun cũng có nhiều loại khác nhau tùy theo thiết kế giàn phun
hay chiều tiếp xúc của dòng khí và dung dịch hấp thụ vv. Tuy nhiên cấu tạo cơ
bản của chúng gần như giống nhau.
1.1. Cấu tạo
GVHD: Trần Đức Thảo
Nhóm 1
Phương Pháp Hấp Thụ Page 12
 Cấu tạo: Hình trụ tròn, rỗng bên trong có chứa hệ thống ống dẫn phân
phối khí thải và dung môi hấp thụ
 Giàn phun: có thể bố trí một tầng hay nhiều tầng, hoặc đặc dọc theo trục
thiết bị
 Vật liệu: Vỏ tháp được làm bằng thép không gỉ: inox 201, inox 304
hoặc thép CT3 phủ sơn cách nhiệt.
 Công suất: theo kiểu modul, tùy theo công suất yêu cầu của khách hàng
 Khả năng xử lý: thích hợp với hỗn hợp khí thải ít ô nhiễm, được ứng
dụng chủ yếu trước một công trình xử lý quan trọng
 Tháp có dạng hình trụ thẳng đứng, được sử dụng trên nguyên tắc tạo ra
sự tiếp xúc giữa chất ô nhiểm và dòng nước phun. Dung dịch hấp thụ
được phung thành giọt xuyên qua dòng khí bốc lên trong thể tích rổng
của thiết bị.
 Một số thiết bị tháp phun thường thấy:
 Tháp phun rổng:
 Tháp phun dạng đĩa quay:
GVHD: Trần Đức Thảo

Nhóm 1
Phương Pháp Hấp Thụ Page 13
 Tháp phun phản lực:
1.2. Nguyên lý hoặc động:
GVHD: Trần Đức Thảo
Nhóm 1
Phương Pháp Hấp Thụ Page 14
Buồng phun được sử dụng để kết hợp lọc sạch bụi và hơi khí độc bằng
dung dịch phun. Người ta đưa dòng khí thải có lẫn bụi và hơi khí độc vào một đầu
buồng phun qua một thiết bị có thể phân đều dòng khí thải theo toàn bộ tiết diện
ngang của buồng. Trong không gian buồng phun có bố trí 1,2 hay 3 giàn mũi phun
để phun dung dịch thành chùm các hạt nước nhỏ ngược chiều dòng khí thải. Hơi
khí độc bị dung dịch hấp thụ qua bề mặt các hạt dung dịch, không khí sạch qua
khỏi buồng phun được dẫn vào Cyclon ướt để thu lại các hạt nước phun. Sau đó
khí thải có thể được thải thẳng vào khí quyển hay đưa qua bộ sấy nóng trước khi
thải để giảm độ ẩm tương đối của dòng khí.
Dung dịch nước phun được thu hồi đưa qua thiết bị lắng cặn và xử lý hóa
trước khi được phun trở lại. Sau một khoảng thời gian làm việc, dung dịch phun
được thải vào hệ thống xử lý nước thải.
Người ta thường cấu tạo buồng phun với tốc độ khí thải v = 1 ~ 2,5 kg/ms
. Lượng nước phun trung bình trên đơn vị khí thải thường là : μ = 1,2 ~ 7 kg/kg.
Các vòi phun dung dịch hấp thụ thường là vòi phun góc có lưu lượng 250 l/h với
đường kính lổ phun 2,5 ~ 3,5 mm. Áp suất dung dịch phun nhỏ nhất là 2,5 kg/cm
2
.
1.3. Ưu nhược điểm:
 Ưu điểm:
 Thiết kế và vận hành đơn giản, dể dàng cho việc chế tạo và lắp đặt.
GVHD: Trần Đức Thảo
Nhóm 1

Phương Pháp Hấp Thụ Page 15
 Vận tốc khí trong tháp cao, làm tăng khả năng hấp thụ.
 Đường kính tháp nhỏ, nên mật độ tưới nhỏ (50 – 90 m3/m2) tiết kiệm dung
tích hấp thụ mà vẩn cho hiệu suất cao.
 Lọc được bụi mịn với hiệu quả tương đối cao.
 Có thể kết giữa lọc bụi và khử khí độc hại trong phạm vi có thể, nhất là
trong các khí hơi cháy.
 Nhược điểm:
 Thiết bị dể bị ăn mòn, đòi hỏi phải có lớp phủ bảo vệ, làm tăng giá thành
chế tạo
 Cần phải có hệ thống tự đông điều chỉnh lưu lượng dung dịch hấp thụ phun
vào thiết bị. Dung dịch phải được phun điều khắp tiết diện tháp
 Tháp có hiệu quả cao khi kích thước bụi > 10um, và kém hiệu quả khi kích
thước bụi < 5um.
2. Tháp đệm
Tháp đệm có cấu tạo và hoặc động đơn giản nhưng đa dạng về các loại vật liệu
đệm.
2.1. Cấu tạo:
GVHD: Trần Đức Thảo
Nhóm 1
Phương Pháp Hấp Thụ Page 16
Tháp đệm thường là một tháp chứa lớp vật liệu rỗng như các loại khâu bằng
sứ, kim loại hay plastic. Khi thải được dẫn vào ở đáy tháp và thoát ra ở đỉnh tháp.
Dung dịch hấp thụ được tưới đều lên đỉnh lớp đệm và chảy dọc theo các bề mặt
vật liệu. Phản ứng hấp thụ xảy ra trên bề mặt ướt của lớp đệm. Hiệu quả lọc phụ
thuộc vào vận tốc dòng khí trong lớp vật liệu tổng diện tích bề mặt tiếp xúc lớp
đệm.
 Một số dạng tháp đệm thường thấy:
 Vật liệu đệm:
Có nhiều loại vật liệu như: than hoạt tính, silicagel, zeolit, và các chất hấp

phụ tự nhiên khác… Tùy vào từng loại khí thải mà lựa chọn vật liệu hấp phụ.
GVHD: Trần Đức Thảo
Nhóm 1
Phương Pháp Hấp Thụ Page 17
Zeolit:
 Than hoặc tính khử màu, mùi, chất hữu cơ, độc chất:
 Vòng sứ Raschig được làm bằng vật liệu Ceramic sử dụng cho các hệ
thống xử lý khí. Vòng sứ có khả năng chịu được nhiệt độ cao (700
o
C) Có
khả năng chống ăn mòn nên có thể dùng trong môi trường acid hoặc bazơ.
GVHD: Trần Đức Thảo
Nhóm 1
Phương Pháp Hấp Thụ Page 18
2.2. Nguyên lý hoặc động:
Tháp đệm được dùng để lọc hơi khí độc có lẫn rất ít bụi để tránh nghẹt
lớp đệm. Tốc độ dòng khí qua lớp đệm được cấu tạo sao cho tránh hiện tượng sặc
trong lớp đệm.
Trong thực tế, người ta thường kết hợp buồng phun và tháp đệm để tiến
hành lọc hơi khí độc. Thiết bị loại này có một buồng phun ở phía trên và một tháp
GVHD: Trần Đức Thảo
Nhóm 1
Phương Pháp Hấp Thụ Page 19
đệm ở phía dưới. Khi thải đi từ dưới lên qua tháp đệm và qua buồng phun, sau đó
được đưa qua một lớp vật liệu rỗng khác để tách lại các hạt nước phun.
Vận tốc dòng khí đi qua lớp đệm trong khoảng v=1~1,5 m/s. Chiều dày
lớp đệm h = 0,4~3 m. Dung dịch hấp thụ được phân phối đều trên toàn mặt cắt
ngang tháp bắng vòi phun hay ống khoan lỗ. Cường độ tưới dung dịch hấp thu μ =
1,5 ~ 4 kg/kg kk. Trở lực của tháp cho dòng khí thải p = 60 x (h/0,4) kg/m
2

.
2.3. Ưu nhược điểm:
 Ưu điểm:
 Hiệu quả xử lý cao
 Thiết kế vận hành đơn giản
 Giá thành phù hợp
 Nhược điểm:
 Khó khăn trong việc rửa vật liệu đệm
 Hay gây tắc ngẽn vật liệu đệm do tích tụ cặn, làm tăng trở lực quá trình hấp
thụ
 Phân phối dung dịch hấp thụ phải điều khắp diện tích tháp
3. Tháp mâm
GVHD: Trần Đức Thảo
Nhóm 1
Phương Pháp Hấp Thụ Page 20
Tháp mâm có hoặc động đơn giản và cấu tạo gần như giống nhau chỉ khác
nhau ở số lượng mâm, cách thức bố trí và dạng mâm ( mâm xuyên lổ, mâm
chớp )
3.1. Cấu tạo:
Tháp hình trụ thẳng đứng, trong có gắn các mâm có cấu tạo khác nhau, trên
đó pha lỏng và pha khí được cho tiếp xúc với nhau.
Quá trình chung của cả tháp là sự tiếp xúc pha nghịch dòng mặc dù trên
mỗi mâm hai pha khí vàl ỏng tiếp xúc giao dòng
 Các loại mâm thường được sử dụng:
 Mâm xuyên lổ:
GVHD: Trần Đức Thảo
Nhóm 1
Phương Pháp Hấp Thụ Page 21
 Mâm chóp:
3.2. Nguyên lý hoặc động

GVHD: Trần Đức Thảo
Nhóm 1
Phương Pháp Hấp Thụ Page 22
Trong tháp bọt, người ta đưa không khí đi qua một tấm phẳng đục lỗ, phía
trên có nước hay dung dịch hấp thụ. Khí thải đi qua lớp nước dưới dạng các bọt
khí và nổ vỡ ở mặt trên của mặt nước. Quá trình thu bắt hạt bụi và hấp thụ hơi khí
độc xảy ra trên bề mặt các bọt khí.
Người ta thường làm mặt sàng bằng kim loại có chiều dày từ 4 - 6mm có
các lỗ hình tròn đường kính d = 4 ~ 8mm. Tổng diện tích lỗ chiếm 20 ~ 25% diện
tích mặt sàng. Lượng nước trên lưới đươc tính hay cấu tạo máng tràn sao cho lớp
bọt có chiều cao 80 ~ 120mm. Tốc độ khí đi qua lỗ giới hạn trong khoảng 6 ~
10m/s là vận tốc tốt nhất để có lớp bọt ổn định. Tốc độ khí đi qua thiết diện ngang
của thiết bị trong khoảng 1,5~2,5 m/s. Thiết bị thường có nhiều lớp mặt sàng để
nâng cao hiệu quả của thiết bị.
3.3. Ưu nhược điểm:
 Ưu điểm:
 Có thể xử dụng cho cả quá trình chưng cất lẩn hấp thụ
 Hiệu suất không thay đổi nhiều theo lưu lương hơi
 Các mâm dể dàng tháo lắp vệ sinh hoặc tùy nhu cầu sử dụng
 Nhược điểm:
 Khi vận tốc khí lớn có thể gây nên sự lôi cuốn cơ học các giọt lỏng trong
dòng hơi từ mâm dưới lên mâm trên làm giảm sự biến đổi nồng độ tạo nên
bởi quá trình truyền khối, làm giảm hiệu suất.
 Ngoài ra còn tạo độ giảm áp lớn cho pha khí làm tăng công suất máy nén
khí cho tháp.
V. ỨNG DỤNG TRONG XỬ LÝ MỘT SỐ KHÍ THẢI
Trong thực tế sản xuất và đời sống, có rất nhiều loại khí thải mang theo
chất ô nhiễm dạng khí. Việc lọc sạch chúng phụ thuộc rất nhiều vào tính chất hóa
học của chất ô nhiễm, có thể chia chúng thành hai nhóm:
 Nhóm các chất có nguồn gốc hữu cơ: Bao gồm các chất có nguồn gốc

từ khí thiên nhiên, dầu mỏ như: Xăng, etylen, benzen, butan…
 Nhóm có nguồn gốc vô cơ như: H
2
S, SO
2
, NO
X
…
Không thể có quy trình và thiết bị nào chung cho mọi loại chất ô nhiểm
dạng khí. Quy trình lọc sạch chúng phụ thuộc vào tính chất hóa lý và nồng độ thực
tế trong khí thải và hiệu quả kinh tế của công việc.
GVHD: Trần Đức Thảo
Nhóm 1
Phương Pháp Hấp Thụ Page 23
Sau đây chúng ta sẽ tìm hiểu phương pháp xử lí một số loại khí thải có
nguồn gốc vô cơ bằng phương pháp hấp thụ:
1. Xử lí SO
2
 Các nguồn tạo ra SO
2
:
 Khí SO
2
tạo ra là do sự đốt cháy các hợp chất chứa lưu huỳnh hay nguyên tử
lưu huỳnh.
 Ví dụ: các hợp chất hữu cơ chứa lưu huỳnh trong than, dầu mỏ, quặng pirit
(FeS
2
), hơi đốt chứa nhiều khí H
2

S, các quặng sunfua.
 Khí SO
2
là loai chất gây ô nhiễm phổ biến nhất trong sản xuất công nghiệp và
sinh hoạt. Nguồn khí SO
2
chủ yếu từ:
 Các nhà máy nhiệt điện.
 Các lò nung, nồi hơi đốt bằng nhiên liệu than đá, khí đốt, dầu hỏa và khí
đốt có chứa luu huỳnh.
 SO
2
sinh ra từ các ngành sản xuất công nghiệp: nhà máy lọc dầu, nhà máy
luyện kim,lò đút, nhà máy sản xuất H
2
SO
4
.
 Khí thải giao thông.
1.1. Phương pháp hấp thụ SO
2
bằng nước:
 Hấp thụ SO
2
bằng nước là phương pháp đơn giản được áp dụng sớm nhất để loại
bỏ khí SO
2
trong khí thải
 Sơ đồ hệ thống xử lí SO
2

bằng nước bao gồm 2 giai đoạn:
 Hấp thụ khí SO
2
bằng cách phun nước vào dòng khí thải hoặc cho dòng khí
thải đi qua lớp vật liệu đệm rỗng có tưới nước. Diễn ra theo phương trình:
H
2
O + SO
2
= H
2
SO
3
 Giải thoát SO
2
ra khỏi chất hấp thụ để thu hồi SO
2
(nếu cần) và nước sạch
 Mức độ hoà tan của khí SO
2
trong nước giảm khi nhiệt độ nước tăng cao
(xem bảng), do đó nhiệt độ nước cấp vào hệ thống hấp thụ khí SO
2
phải đủ
thấp.
 Khi SO
2
tan trong nước, dung dịch có tính axit. Phần lớn SO
2
hoà vào nước

ở dạng hidrat hoá SO
2
.7H
2
O.
 Nếu dùng phương pháp phun nước để lọc SO
2
trong khói lò đốt có nhiệt độ
cao (từ 180 ~ 200
O
C) thì cần phải làm nguội khí và nước phun sao cho
dung dịch phun luôn có nhiệt độ trong khoảng 25~30
O
C. Chỉ khi đó thiết bị
GVHD: Trần Đức Thảo
Nhóm 1
Phương Pháp Hấp Thụ Page 24
dùng phương pháp phun nước mới làm việc có hiệu suất cao. Vì nước phun
trong tháp đồng thời được dùng để làm nguội khí lò, và phải tuần hoàn
nhiều lần trước khi thải bỏ nên nhiệt độ nước tăng cao, gây nguy cơ dung
dịch phun nhả khí SO
2
đã hấp thu được vào khí thải.
 Khí SO
2
sẽ bay hơi trở lại không khí khi nhiệt độ nước tăng. Sau khi hấp
thụ, muốn lấy lại khí SO2 thì phải tăng nhiệt độ của nước phải đủ cao trong
thiết bị thu hồi SO
2
để giải phóng khí SO

2
ra khỏi nước.
 Bảng sau cho lượng nước lý thuyết cần để hấp thụ 1 tấn khí SO
2
trong khí
thải cho đến giới hạn bão hoà ứng với nhiệt độ và nồng độ ban đầu của
SO
2
trong khí thải:
 Nếu không dùng nước tuần hoàn thì lượng nước phun sẽ rất cao nên quy
trình này sẽ không khả thi.
 Từ những nhựợc điểm nói trên, phương pháp này chỉ áp dụng khi:
 Nồng độ ban đầu của khí SO
2
trong khí thải tương đối cao
 Có sẵn nguồn cấp nhiệt (hơi nước) với giá rẻ
 Có sẵn nguồn cấp lạnh
 Có thể xả được nước có ít nhiều axit ra sông ngòi
1.2. Phương pháp hấp thụ SO
2
bằng đá vôi (CaCO
3
)
,
CaO hoặc vôi sữa
(Ca(OH)
2
)
 Xử lí SO
2

bằng đá vôi là phương pháp được áp dụng rộng rãi trong công nghiệp vì
hiệu quả xử lí cao, nguyên liệu rẻ tiền và có sẵn ở mọi nơi
GVHD: Trần Đức Thảo
Nhóm 1
Phương Pháp Hấp Thụ Page 25
 Khói thải sau khi lọc sạch tro bụi đi vào scrubo 1, trong đó xảy ra quá trình hấp
thụ khí SO
2
bằng dung dịch sữa vôi tưới trên lớp đệm bằng vật liệu rỗng. Nước
chứa acid chảy ra scrubo có chứa nhiều sunfit và canxi sunfat dưới dạng tinh
thể: CaCO
3
. 0,5H
2
O, CaSO
4.
2H
2
O và một ít tro bụi còn sót lại sau bộ lọc tro
bụi do đó cần tách các tinh thể nói trên ra khỏi dung dịch bằng bộ phận tách
tinh thể 2. Thiết bị số 2 là một bình rỗng cho phép dung dịch lưu lại một thời
gian đủ để hình thành các tinh thể sunfit và sunfat canxi. Sau bộ phận tách tinh
thể 2, dung dịch 1 phần đi vào tưới cho scrubo, phần còn lại đi qua bình lọc
chân không 3, ở đó các tinh thể bị giữ lại dưới dạng cặn bùn và được thải ra
ngoài. Đá vôi được đập vụn và nghiền thành bột và cho vào thùng 6 để pha
trộn với dung dịch loãng chảy ra từ bộ lọc chân không số 3 cùng với 1 lượng
nước bổ sung để được dung dịch sửa vôi mới.
 Hiệu quả hấp thụ SO
2
bằng sửa vôi đạt 98%. Sức cản khí động của hệ thống

không vượt quá 20mm H
2
O.
 Nguyên liệu vôi được sử dụng một cách hoàn toàn, cụ thể là cặn bùn từ hệ
thống thải ra có thể được sử dụng làm chất kết dính trong xây dựng sau khi
chuyển sunfit thành sunfat trong lò nung.
 Ưu, nhược điểm của phương pháp này là:
 Ưu điểm: công nghệ đơn giản, chi phí thấp, chất hấp thụ dễ tìm, làm sạch
khí mà không cần làm lạnh và tách bụi sơ bộ, có thể chế tạo thiết bị bằng
vật liệu thông thường