ĐỀ CƯƠNG XỬ LÝ KHÍ THẢI

ĐỀ CƯƠNG XỬ LÝ KHÍ THẢI
Câu 1: Trình bày cấu tạo, nguyên tắc làm việc và ưu nhược điểm của
các thiết bị xử lý bụi: lưới lọc bụi, xyclon, buồng lắng bụi
Bụi là một hệ thống gồm hai pha : pha khí và pha rắn rời rạc, các hạt có
kích thước nằm trong khoảng từ kích thước nguyên tử đến kích thước nhìn
thấy được bằng mắt thường, có khả năng tồn tại ở dạng lơ lửng trong không
gian, với thời gian dài ngắn khác nhau
Theo kích thước bụi người ta chia thành 4 loại
Bụi thô: gồm những hạt rắn có kích thước hạt > 75µm
Bụi thường gồm những hạt rắn có kích thước từ 5-75 µm
Khói : gồm những hạt vật chất rắn hoặc lỏng có kíhc thước từ 1-5 µm
Khói mịn: gồm những hạt rắn có kích thước <1µm

A.
1)
a)

Đặc tính của bụi
Tính dính bám: vào nhau và vào các vật khác
Tính nhiễm điện: bụi bị ion hóa khi qua điện trường có điện thế cao
Tính hút ẩm hay tính háo nước
Tính cháy nổ, tính mài mòn ,phóng xạ
Lưới lọc bụi
Cấu tạo và nguyên tắc làm việc của lưới lọc bụi
Nguyên tắc

Hạt bụi có kích thước nào đó khi chuyển động qua lớp vật liệu có lỗ rỗng (
như giấy, vải, tấm mỏng có sợi…) sẽ bị giữ lại do lắng đọng trên bề mặt
hoặc trong thể tích lớp vật liệu lọc dưới tác dụng của lực quán tính , lực
trọng trường và lực điện trường còn không khí sạch thì đi qua.
Đặc điểm của thiết bị này là những lỗ rỗng của lớp vật liệu tạo nên sự liên

hệ với nhau và liên tục từ bên này qua bên kia lớp vật liệu . Sức cản khí
động tăng theo thời gian sử dụng , còn năng suất lọc bụi giảm theo thời
gian sử dụng


Các dạng chính của tác động tương hỗ giữa hạt bụi và vật liệu lọc là va
đạp quán tính , thu bắt do tiếp xúc và khuyếch tán.

b) Cấu tạo
Lưới lọc bụi được cấu tạo từ một hay nhiều lớp sợi, các sợi trong mỗi
lớp có thể được xem như những thanh có tiết diện tròn ( hình trụ) nằm cách
nhau một khoảng
5-10 lần ( hoặc hơn ) kích thước của hạt bụi
Có hai dạng lọc

- σ bụi > σ lỗ : bụi được giữ lại phía trên lớp vật liệu lọc
- σ bụi < σ lỗ : một phần bụi được đi qua, những hạt bụi được giữ lại
liên kết với nhau tạo lớp vật liệu lọc mới chỉ cho khí đi qua và giữ
lại những hạt bụi có σ nhỏ. Sau một thời gian , lớp vật liệu lọc mới
dày lên cản trở khí đi qua và phá lớp vật liệu lọc cũ.
2) Ưu nhược điểm
a) Ưu điểm
Gọn nhẹ, hiệu suất tách bụi cao( > 99%) , tách được bụi có kích thước nhỏ
d < 0,5µm
b) Nhược điểm
- Không thích hợp với khí bụi có độ ẩm cao
- Vật liệu làm túi lọc phụ thuộc vào thành phần, tính chất của bụi , của
khí và nhiệt độ
c) ứng dụng
Lọc bụi ở những nơi có vị trí chật hẹp

B. Thiết bị lọc bụi ly tâm kiểu đứng( Xyclon)
1. Nguyên tắc
Nhờ ống dẫn khí(1) lắp theo phương tiếp tuyến với thân hình trụ (2),không
khí đi vào trong Xyclon, bụi và khí sẽ chuyển động xoáy ốc bên trong thân
hình trụ của Xyclon tạo ra lực li tâm . Nhờ có lực li tâm mà vụi văng ra xa


rồi va chạm vào thành thiết bị, mất động năng và rơi xuống đáy(3) . Khi va
chạm vào ống đáy hình phễu, dòng không khí bị dội ngược trở lên nhưng
vẫn giữ được chuyển động xoáy ốc và theo ống thoát khí sạch ra ngoài(5).
Phần bụi lắng xuống cửa xả bụi ( 4) và van xả bụi kép (6a,6b) đi ra ngoài.
Thông thường sẽ đóng 6a, rồi mở 6b để tránh không khí bên ngoài đi vào
làm cho bụi đã lắng đọng ở phễu bay ngược lên trên theo ống thoát khí
thoát ra ngoài.

2. Cấu tạo

1

5

1

2

h

3
4

6a
6b

1: ống dẫn khí
2: thân hình trụ
3: phễu
4: cửa xả bụi
5: ống thoát khí sạch
6: van kép

5


3.Ưu , nhược điểm
Ưu điểm
Áp dụng với bụi có đường kính từ 5- 20 µm

Nhược điểm
Hiệu quả thấp khi bụi < 5µm

- Thu bụi ở dạng khô
- Có khả năng thu bụi mài mòn mà không cần bảo vệ Không thể thu được bụi kết dính
bề mặt Xyclon
- Có thể làm việc ở nhiệt độ cao ( đến 500oC)
- Vận tốc khí làm việc lớn (2,2-5 m/s)
- Chế tạo đơn giản, giá thành rẻ, chi phí vận hành, sửa
chữa thấp

- Tổn thất áp suất lớn

C. Buồng lắng bụi
1. Nguyên lý hoạt động
Khi dòng khí chứa bụi chuyển động từ đường ống( nơi có tiết diện nhỏ) đi
vào buồng lắng bụi (nơi có tiết diện lớn hơn rất nhiều lần ), do đó khí và
bụi sẽ chuyển động chân lại, tạo điều kiện cho các hạt bụi lắng lắng lại dưới
tác dụng của trọng lực.
2. Cấu tạo
Khí chứa bụi 1

V1

2.khí sạch
V2

3. Cửa xả
Là một không gian hình hộp có tiết diện ngang lớn hơn nhiều lần so với tiết
diện của dường ống dẫn khí vào để vận tốc dòng khí giảm xuống rất nhỏ,


nhờ vậy, hạt bụi đủ thời gian để rơi xuống chạm đáy dưới tác dụng của
trọng lực và bị giữ lại tại đó mà không bị dòng khsi mang theo
3.Ưu nhược điểm
-

-

Ưu điểm
Cấu tạo đơn giản
Chi phí đầu tư và vận hành thấp
Sử dụng trong xử lý khí có nồng độ bụi

cao chứa các hạt bụi có kích thươc lớn
đặc biệt từ nghành công nghiệp luyện
kim, nấu chảy kim loại
Tổn thất áp suất qua thiết bị thấp
Buồng lắng làm việc tốt với khí có
nhiệt độ cao và môi trường ăn mòn

Nhược điểm
- Phải làm sạch thủ công định kì
- Cồng kềnh chiếm nhiều diện tích, cần
có không gian lớn khi lắp đặt
- Chỉ tách được bụi thô, không thu được
bụi bám dính và bụi ướt

- ứng dụng
Tách sơ bộ bụi trước khi vào thiết bị tách bụi có khả năng tách được bụi
nhỏ hơn nhằm giảm tải lượng và chi phí bảo quản thiết bị. Thường dùng để
tách bụi thô có đường kính >60 µm.
Câu 2:Hấp thụ, hấp phụ: nguyên tắc, đặc điểm, ưu nhược điểm
A. Hấp thụ
1. Đặc điểm
Hấp thu là một quá trình truyền khối mà ở đó các phân tử từ chất khí
chuyển dịch và hòa tan vào pha lỏng. Sự hòa tan có thể diễn ra đồng thời
với một phản ứng hóa học giữa các hợp phần giữa pha khí và pha lỏng hoặc
không có phản ứng hóa học. Truyền khối thực chất là một quá trình
khuyếch tán mà ở đó chất khí ô nhiễm dịch chuyển từ rạng thái có nồng độ
cao hơn đến trạng thái có nồng độ thấp hơn. Quá trình hấp thụ khí diễn ra
mạnh mẽ trong điều kiện diện tích bề mặt tiếp xúc pha lớn, độ hỗn loạn cao
và hệ số khuyếch tán cao.
Việc khử chất khí ô nhiễm diễn ra theo ba giai đoạn

- Giai đoạn 1: khuyếch tán chất khí ô nhiễm đến bề mặt chất lỏng


- Giai đoạn 2: truyền ngang qua bề mặt tiếp xúc pha khí/lỏng (hòa tan)
- Giai đoạn3: khuyếch tán chất khí hòa tan từ bề mặt tiếp xúc pha vào
trong pha lỏng
2. Nguyên tắc
Cơ sở của phương pháp là dựa trên sự tương tác giữa chất cần hấp thụ
(thường là khí hoặc hơi) với chất hấp thụ (thường là chất lỏng) hoặc dựa
vào khả năng hòa tan khác nhau của các chất khác trong chất lỏng để tách
chất. Tuỳ thuộc vào bản chất của sự tương tác nói trên mà người ta chia
thành sự hấp thụ vật lý hay sự hấp thụ hóa học.
Hấp thụ vậ lý
Là quá trình dựa trên sự tương tác vật lý thuần túy; nghĩa là chỉ bao gồm sự
khuếch tán, hòa tan các chất cần hấp thụ vào trong lòng chất lỏng hay chất
rắn và sự phân bố của chúng giữa các phân tử của chất đó
Hấp thụ hóa học
Hấp thụ hóa học là một quá trình luôn đi kèm với một hay nhiều phản ứng
hóa học. Một quá trình hấp thụ hoá học bao giờ cũng bao gồm 2 giai đoạn:
giai đoạn khuếch tán và giai đoạn xảy ra các phản ứng hóa học. Như vậy sự
hấp thụ hóa học không những phụ thuộc vào tốc độ khuếch tán của chất khí
vào trong chất lỏng mà còn phụ thuộc vào tốc độ chuyển hóa các chất - tốc
độ phản ứng của các chất.
3. Ưu nhược điểm
Ưu điểm:
- Vận tốc dòng khí đi vào tháp cao, làm cho khả năng hấp thụ tăng, đạt
hiệu suất cao
- Đơn giản, dễ sử dụng
Nhược điểm
- Thiết bị dễ bị ăn mòn, đòi hỏi phải có lớp phủ bảo vệ

- Khó khăn trong khâu làm sạch vật liệu
- Dễ gây tắc nghẽn vật liệu đệm do tích tụ cặn, làm tăng trở lực quá
trình hấp
thụ,


B. Hấp phụ
1. Đặc điểm
Hấp phụ là một quá trình truyền khối mà trong đó chất khí được liên kết
vào một chất rắn . Chất khí( chất bị hấp phụ) thâm nhập vào các mao quản
của chất rắn (chất hấp phụ) nhưng không thâm nhập vào cấu trúc mạng tinh
thể của chất rắn .Sự liên kết giữa chất khí và chất rắn có thể là liên kết vật
lý hay hóa học. Liên kết vật lý được đặc trưng bởi lực hút tĩnh điện , còn
liên kết hóa học là liên kết tạo nên do tương tác hóa học giữa chất rắn và
chất khí.
Các chất hấp phụ thường sử dụng : than hoạt tính, rây phân tử, silicagel và
nhôm hoạt tính, các chất hấp phụ này có đặc tính chung là diện tich bề mặt
hoạt tính trên một đơn vị thể tích rất lớn. Chúng rất có hiệu quả với các
chất ô nhễm dạng hidrocacbon . Hơn nữa chúng chúng có thể hấp thụ cả
H2S và SO2 . Một dạng đặc biệt của rây phân tử cũng có thể hấp thụ được
NO2.
Quá trình hấp phụ sử dụng rộng rãi để khử ẩm trong không khí, khử khí
độc hại và mùi trong khí thải , thu hồi các loại hơi, các khí có giá trị lẫn
không có giá trị trong không khí hoặc khí thải.

2. Nguyên lý
Lực giữ các nguyên tử, phân tử hay các ion với nhau trong trạng thái rắn
tồn tại khắp trong chất rắn . Lực ở trên bề mặt chất rắn có thể coi như là “
thặng dư “ vì nó sẵn sàng gắn với phân tử khác tiếp xúc với nó
Hấp phụ vật lý:

Các phân tử khí bị hút vào bề mặt chất hấp phụ (vật rắn ) nhờ lực liên kết
giữa các phân tử ( lực Van der Wall). Hấp phụ là quá trình tỏa nhiệt, Hấp
phụ vật lý có tính thuận nghịch ( khi đã hạ thấp áp suấ riêng của khí cần
hấp phụ trong hỗn hợp khí hoặc thay đổi nhiệt độ, khí đã được hấp phụ
nhanh chóng bị nhả ra mà bản chất hóa học không bị thay đổi) nên có khả
ăng thu hồi chất bị hấp thụ có giá trị hoặc khi cần hoàn nguyên chất hấp
phụ đã bão hòa để tái sử dụng


Hấp phụ hóa học
Là kết quả của pahrn ứng hóa học giữa chất bị hấp phụ và vật liệu hấp phụ,
do vậy lực liên kết mạnh và lượng nhiệt tỏa ra rất lớn. Hấp phụ hóa học là
qua strifnh không thuận nghich ( khi cần giải thoát khí đã hấp phụ trong
quá trình hấp phụ hóa học thì bản chất hóa học của khí bị thay đổi)
3. Ưu nhược điểm
Ưu điểm
Phương pháp hấp phụ có khả năng làm sạch cao.
Chất hấp phụ sau khi sử dụng đều có khả năng tái sinh; điều này đã làm hạ
giá thành xử lý và đây cũng là ưu điểm lớn nhất của phương pháp.
Nhược điểm
Nhược điểm của phương pháp là không thể sử dụng đối với nguồn thải có
tải trọng ô nhiễm cao.
Quá trình xử lý thường phải thực hiện theo phương pháp gián đoạn


Câu 3. Các thiết bị xử lí khí bằng phương pháp hấp thụ
3.1. Các hệ thống hấp thụ S02
Phương pháp hấp thụ S02 bằng nước không xt.
A1. Sơ đồ cấu tạo
Gồm có: tháp hấp thụ, tháp giải thoát khí S02,

Thiết bị ngưng tụ, thiết bị trao đổi nhiệt, bơm

a.

Khí sạch

Thiết bị ngưng tụ
hơi nước

S02
lẫn
hơi
nước

Khí
sạch

H20

Scubber

Khí thải

Dd phía dưới
Scubber

Tháp giải thoát
S02 (gia tăng
nhiệt đô)

A2. Nguyên tắc hoạt động
- Giai đoạn 1: Hấp thụ S02 bằng cách cho khí thải tiếp xúc với nước ở
nhiệt độ thấp
+ Khí thải chứa S02 đi vào phía dưới Scubber nhờ ống dẫn khí, nước
được đưa vào phía trên scubber nhờ hệ thống phân phối nước.
+ Khí S02 trong khí thải tiếp xúc với nước trong lớp vật liệu đệm
rỗng của scubber và bị hòa tan vào nước, đi xuống phía dưới thiết bị.
+ Khí sạch đi lên phía trên và thoát ra ngoài qua ống dẫn khí ra.
- Giai đoạn 2: Giải thoát S02 ra khỏi chất hấp thụ


+ dd thu được phía dưới scubber được đưa sang tháp giải thoát S02,
tại đây dd được gia tăng nhiệt độ đến 1000C => S02 thoát ra khỏi
nước.
+ S02 lẫn hơi nước được đưa sang thiết bị ngưng tụ để ngưng tụ lại
hơi nước, khí S02 sạch thu được đưa đi dùng cho các mục đích khác
nhau
+ Nước thu được ở tháp giải thoát khí S02 sẽ được đem đi trao đổi
nhiệt, làm lạnh trước khi tuần hoàn tở lại scubber.
A3. Đặc điểm của phương pháp
- Ưu điểm:
+ thu hồi được S02
+ đơn giản, dễ thực hiện
- Nhược điểm:
+ Cần lượng nước lớn
+ Thiết bị hấp thụ có thể tích lớn
+ Cần làm lạnh
+ cần làm nóng dd để giải thoát S02
- Phương pháp này chỉ áp dụng khi:
+ nồng độ ban đầu của S02 trong khí thải tương đối cao

+ có sẵn nguồn cấp nhiệt hơi nước với giá rẻ
+ có sẵn nguồn lạnh
+ có thể xả được nước có chứa ít nhiều axit ra sông ngòi
b. Hấp thụ S02 bằng nước có xt
B1. Sơ đồ cấu tạo: hệ thống 1 đơn nguyên gồm có: xyclon, tháp
OXH nhiều tầng xúc tác, thiết bị làm nguội, scubber
Khí được lọc
sạch bụi
Khí
sạch

Khí vào

H20

xiclon
Tháp
OXH
nhiều
tầng xt
Tro,
bụi

scubber
Khí
thải


B2. Nguyên tắc hoạt động
- Giai đoạn 1: chuyển SO2 thành SO3

+ Khí SO2 trong khí thải kết hợp với O2 trong tháp oxy hóa nhiều
tầng tạo thành SO3 (chất xúc tác Vanadi)
+ Phản ứng SO2 -> SO3 tỏa nhiệt, xảy ra tốt ở nhiệt độ thấp -> cần
làm lạnh sau mỗi tầng
- Giai đoạn 2: Hấp thụ SO3 vào nước
+ Khí thải sau khi qua tháp oxy hóa nhiều tầng được đưa vào phía
dưới Scrubber. Phía trên nước được đưa vào nhờ hệ thống phân phối
nước
+ Trong lớp vật liệu đệm của Scrubber nước tiếp xúc với SO3 tạo
thành H2SO4
+ Khí sạch đi lên phía trên rồi thoát ra ngoài.
B3. Đặc điểm của phương pháp
- Ưu điểm:
+ thu hồi được S02
+ đơn giản, dễ thực hiện
Nhược điểm:
+ Cần lượng nước lớn
+ Thiết bị hấp thụ có thể tích lớn
+ Cần làm lạnh
+ Vật liệu của Scrubber cần chịu được axit


c. Xử lí S02 bằng sữa vôi
C1. Sơ đồ cấu tạo
Gồm có: scubber, bộ phận tách tinh thể, bộ lọc chân không, máy
bơm, thùng hòa trộn, máy đập, máy nghiền

Sữa vôi
Khí
sạch

H20

Pha trộn

Nghiền

Đá
vôi

scubber
Khí thải

Dd phía dưới
scubber

Bp tách
tinh chế

C2. Nguyên tắc hoạt động
- Giai đoạn 1: hấp thụ S02
+ Đá vôi hoặc vôi tôi: nghiền nhỏ hòa trộn với nước tạo dung dịch
vôi sữa trước khi đưa vào tháp đệm.

Bộ lọc
chân
không


-

-

-

+ Khí thải chứa SO2 sau khi được làm sạch tro bụi được đưa vaò
phía dưới của scubber, trong lớp vật liệu đệm rỗng sữa vôi sẽ phản
ứng với S02 theo phản ứng 1,2 hoặc 2,3:
CaCO3 + SO2 -> CaSO3 + CO2 (1)
CaO + SO2 -> CaSO3
(2)
CaSO3 + O2 -> 2CaSO4 (3)
+ khí sạch đi lên phía trên và thoát ra ngoài.
Giai đoạn 2:
+ dd thu được phía dưới scubber chứa nhiều tinh thể và một 1 ít bụi
sẽ được tách ra khỏi hốn hợp bằng bộ phận tách tinh chế và bộ lọc
chân không
+ phần dd thu được sẽ được tuần hoàn trở lại scubber sau khi bổ
sung thêm sữa vôi.
C3. Đặc điểm của phương pháp
Ưu điểm:
+ quy trình công nghệ đơn giản
+ chi phí hoạt động thấp
+ chất hấp thụ dễ tìm, rẻ
+ có khả năng xử lí khí mà không cần làm nguội và xử lí bụi sơ bộ
+ hiệu quả xử lí cao
Nhược điểm:
+ Đóng cặn ở thiết bị
+ ăn mòn và phong hóa thiết bị

d. Xử lí S02 bằng dd NH3 theo chu trình
e. D1. Sơ đồ cấu tạo
Gồm có: scubber, thiết bị làm nguội, tháp hấp thụ nhiều tầng,
tháp hoàn nguyên, tháp bốc hơi, thùng kết tinh, máy vắt khô ly
tâm, nồi chưng áp

Khí
sạch
H20

Khí thải

Scubber
(thiết bị
làm
nguội)

Tháp
hấp thụ
nhiều
tầng

NH3

Tháp
bốc
hơi

Lưu huỳnh

Nồi
chưng
áp

Tháp hoàn
nguyên

Thùng
kết
tinh

S02
Máy
vắt
khô
li
tâm
(NH4)2S04


D2. Nguyên lí hoạt động
- Giai đoạn 1: hấp thụ S02 vào dd NH3
+ Khí thải chứa S02 được là nguội và làm sạch bụi nhờ scubber, tại
đây 1 phần S02 cũng bị hấp thụ vào nước
+ Tiếp thao khí thải được đưa vào phía dưới của tháp hấp thụ nhiều
tầng, ở phía trên các tấng dd NH3 được đưa vào để hấp thụ S02, Tần
trên cùng của tháp được tưới nước để hạn chế sự bay hơi của NH3.
Các pư xáy ra:
S02 + 2NH3+ H20 -> (NH4)2S03

(NH4)2S03 + S02 + H20 -> NH4HS03
+ Khí sau khi được làm sạch S02 sẽ đi lên phía trên và thoát ra ngoài
- Giai đoạn 2: hoàn nguyên
+ dd thu được phía dưới tháp hấp thụ nhiều tầng
• 1 phần được đem qua tháp hoàn nguyên để tách S02, S02 được
thu lại và dùng cho các múc đích khác nhau
NH4HS03 -> (NH4)2S03 + S02+ H20
• 1 phần được đưa sang nồi chưng áp để tách lưu huỳnh
2NH4HS03 + (NH4)2S03 ->2 (NH4)2S04 + S +H20
+ dd thu được ở phía dưới tháp hoàn nguyên :
• 1 phần được đưa sang tháp bốc hơi, thùng kết tinh, máy vắt li
tâm để tách (NH4)2S04
• 1 phần sau khi bổ sung NH3 được đưa tuần hoàn trở lại tháp
hấp thụ nhiều tầng để tiếp tục xử lí khí thải chứa S02
D3. Đặc điểm của phương pháp
- Ưu điểm:
+ Hiệu suất cao
+ chất hấp thụ (NH3) dễ tìm
+ Thu được nhiều sản phẩm
- Nhược điểm: Hệ thống xử lý cần: +Diện tích lớn
+Nhiều trang thiết bị
+ Làm lạnh khí thải


3.2. Xử lí H2S bằng phương pháp hấp thụ
a. Xử lí H2S bằng Na2C03
A1. Sơ đồ cấu tạo
Gồm có: scubber, tháp giải hấp thụ, quạt, sấy nóng, điều
chỉnh mức dd, điều chỉnh lưu lượng tưới

Khí
sạch

Na2C03

H2S

Na2C03
Tháp giải
hấp thụ

scubber
Khí vào
Làm
nguội
Dd phía
dưới
tháp hấp
thụ
A2. Nguyên tắc hoạt động
- Giai đoạn 1: hấp thụ H2S vào dung dịch Na2CO3


+ Khí thải chứa khí H2S đi vào phía dưới của tháp hấp thụ (Scrubber) nhờ
ống dẫn khí, dung dịch Na2CO3 được đưa vào phía trên của tháp hấp thụ.
Ở trong lớp vật liệu đệm rỗng của tháp hấp thụ xảy ra phản ứng:
H2S + Na2CO3 = NaHS + NaHCO3
+ Khí sạch đi lên phía trên và thoát ra ngoài
- Giai đoạn 2: giải hấp thụ
+ dd thu được ở phía dưới tháp hấp thụ sẽ được đưa sang tháp giải hấp thụ,

ở nhiệt độ thích hợp dd thu được sẽ phân hủy thành Na2C03 và H2S
+ dd Na2C03 được đưa tuần hoàn trở lại tháp hấp thụ để tiếp tục hấp thụ
H2S
A3. Đặc điểm của phương pháp
- Ưu điểm:
+ Tính chất bền vững.
+ Phản ứng của H2S và Na2CO3 mang tính chọn lựa khi trong khí
thải có mặt SO2
- Nhược điểm:
Na2CO3 ăn mòn thiết bị, đắt tiền,và phải nhập khẩu.


b. Xử lí H2S bằng dd NH3
B1. Sơ đồ cấu tạo
Gồm có: tháp hấp thụ, thùng chứa, thiết bị làm nguội, bề
mặt trao đổi nhiệt, tháp cất khí H2S
NH3

Khí
sạch

H2S

NH3
Tháp giải
hấp thụ

scubber

Khí vào

Làm
nguội
Dd dưới
tháp hấp
thụ

B2. Nguyên tắc hoạt động
- Giai đoạn 1: hấp thụ H2S bằng NH3
+ khí thải chứa H2S đi vào phía dưới của tháp hấp thụ.
+ dd NH3 được đưa vào phía trên của thiết bị.
+ Trong tháp hấp thụ H2S trong khí thải tiếp xúc với dd NH3 theo
phản ứng:
NH3 + H2S -> (NH4)2S
+ Khí sạch đi lên phía trên và thoát ra ngoài.
- Giai đoạn 2: giải hấp thụ


+ dd thu được phía dưới tháp hấp thụ được đưa sang tháp giải hấp
thụ để giải thoát khí H2S, ở nhiệt độ và áp suất thích hợp (NH4)2S
phân giải thành NH3 và H2S
+ dd NH3 được đưa tuần hoàn trở lại tháp hấp thụ, H2S được đưa
sang công đoạn điều chế H2S04 hoặc S
B3. Đặc điểm của phương pháp
- Ưu điểm:
+ Đơn giản, dễ sử dụng
+ Được áp dụng rộng rãi trong xử lí H2S
- Nhược điểm:
+ NH3 tác dụng được với nhiều hợp chất trong khí thải
+ Trong điều kiện bình thường NH3 là chất độc nên dễ gây nguy

hiểm
3.3.Công nghệ xử lí N0x
a. Hấp thụ N0x bằng nước
A1. Sơ đồ cấu tạo

Khí sạch
sau khi xử lý

Dung dịch
hấp thụ (nước)

Bể chứa
dung dịch
hấp thụ
sau khi
qua tháp hấp
thụ

Tháp hấp thụ

Cyclone

Khí thải chứa NO

x


A2. Nguyên tắc hoạt động
Khí thải chứa N0x đi vào xiclon để lọc sạch bụi sau đó đi vào tháp hấp thụ,
đồng thời lúc này dd hấp thụ (nước) được đưa vào tháp hấp thụ, lúc đó xảy

ra sự khuyếch tán của khí NOx vào pha lỏng là nước theo phương trình:
2NO2 (hoặc N2O4) + H2O → HNO3 +HNO2
2HNO2 → NO + NO2 (hoặc ½ N2O4) + H2O
NO + ½ O2 → NO2
2NO2 → N2O4
Khí sạch sẽ đi ra khỏi tháp và dd hấp thụ sau khi đi qua tháp hấp thụ đi ra
bể chứa dd và quay trở lại làm dd hấp thụ
A3. Đặc điểm của phương pháp
- Ưu điểm: Là phương pháp đơn giản dễ vận hành.
- Nhược điểm:
+ Hiệu quả xử lý thấp, chỉ đạt 50%.
+ Lượng nước sử dụng làm chất hấp thụ quá lớn.
+ Chi phí cho thiết bị khá cao, đòi hỏi các thiết bị đều làm từ inox.
+ Phải có sẵn nguồn nước lạnh.
+ Nước thải ra chứa nhiều axit.
b. Hấp thụ N0x bằng dd kiềm
- Sử dụng nhiều dd kiềm và muối khác nhau.
- Phương trình phản ứng xảy ra đối với NO2 :
2NO2 + Na2CO3 → NaNO3 +CO2 + Q
- Hạn chế:
+ sản phẩm tạo ra chứa khí CO2
+ Hiệu suất xử lý phụ thuộc vào nồng độ pH ban đầu. Nồng độ pH
ban đầu càng cao thì hoạt độ càng cao.


c. Hấp thụ chọn lọc
- Để hấp thụ NO khi không có Oxi trong pha khí, sử dụng các dd:
FeSO4, FeCl2, Na2S2O3, NaHCO3
- Phương trình phản ứng xảy ra:
NO + FeSO4 → Fe(NO)SO4

NO + FeCl2 → Fe(NO)Cl2
6NO + 2Na2S2O3 → 3N2 + 2Na2SO4 + 2SO2
2NO + 2NaHSO3 → N2 + 2NaHSO4
6NO + 2(NH2)2CO → 5N2 + 4H2O + 2CO2
- Tính ưu việt:
+ Dễ kết nối, lắp đặt, vận hành.
+ Giá thành xử lý thấp do nguyên liệu rẻ và xúc tác dễ kiếm.
+ Hiệu quả xử lý chấp nhận được.
+ Không gây ô nhiễm thứ cấp.
3.4. Làm sạch khí thải khỏi các halogen và hợp chất
a. Tách các hợp chất có flo
A1. Hấp thụ bằng nước
- Sơ đồ cấu tạo:
+ là loại buồng phun ngang, trong đó có các tấm lưới bằng sợi thủy
tinh được tưới nước.
+ buồng phun được chia làm nhiều phân đoạn, các phân đoạn được
ngăn cách nhau bằng tấm chắn nước
Khí
sạch

2

5
3
6

1

1

3

1

1

Khí vào

4

4


123456-

Các tấm lưới đọn sợi thủy tinh
Vòi tưới nước
Tấm chắn nước
Bơm
Quạt
Lưới phân phối đều dòng khí
Nguyên tắc hoạt động
Khí thải có chứa các hợp chất của flo được đưa vào tháp có phun
nước sạch, có nhiều ngăn để hấp thụ. Lúc này xảy ra sự hòa tan các
hợp chất của flo vào nước theo pt:
2 HF + H2O = H3O+ + HF2HF = H+ + FTrong ngăn cuối cùng có vật liệu đệm đặc biệt được tưới nước và
quạt khí để hấp thụ flo, khí sạch đi ra ngoài
- Đặc điểm của phương pháp:
+ Nếu có thêm vào dung dịch một số muối và kiềm thì làm tăng khả
năng làm sạch khí.

+ Thực hiện trong các tháp hấp thụ kiểu phun tưới, tháp đĩa, tháp
đệm, tháp venturi, tháp hấp thụ kiểu ngược dòng nằm ngang
+ nhược điểm: không thu hồi được dd H2SiF4 đậm đặc, nước ra từ
tháp hấp thụ chứa nhiều axit, hệ thống có thể hình thành hỗn hợp dễ
cháy nổ


A2. Hấp thụ khí flo bằng muối amoni và muối cacbonnat
- Sơ đồ cấu tạo

Tháp 1

Bp
phân
li

Tháp 2

Khí thải

Dd hấp
thụ còn
lại

Bồn
chứa

NaF

Dịch cái

Lọc
chân
không

Khí quyển

Thiết bị phản
ứng có cánh
khuấy

NaF

Pp cacbonat kali có
bão hào NaF

- Nguyên tắc hoạt động:
+Khí thải chứa các khí florit và hạt bụi được đưa vào tháp tưới bằng
dd muối amoni có hòa tan 3,5%NaF, cacbonat và hydrocacbonat
amoni, amoniac và florit amoni.
+ Sau khi được làm sạch chủ yểu ở tháp 1 khí qua thasp2 để làm
sạch tinh, rồi lại qua bộ phận phân li và thải ra ngoài khí quyển.


+ dd hấp thụ còn lại ở tháp 1 cho vào bồn chứa và lắng tách các phần
bụi photphat không hòa tan, rồi vào lọc chân không, xong vào thiết
bị phản ứng có cánh khuấy tương tác với xoda theo phản ứng:
2NH4F + Na2C03 -> (NH4)2C03 + 2 NaF
(NH4)2C03 + H20 -> 2NH40H + C02
NH40H -> H20 + NH3

+ NaF được tách ra và đem đi sấy, lọc
+ các khí florit được hấp thụ bằng pp cacbonat kali có bão hòa NaF.
NaF thương phẩm được tách ra, còn dịch cái thì quay vào chu trình
hâp thụ các khí florit
A3. Hấp thụ khí flo dùng xút
- Sơ đồ cấu tạo:
Khí
sạch
Na0H
10%

5-

Bộ
trao
đổi
nhiệt

Sữa
vôi

Tháp hấp
thụ
Khí vào
Dd NaF

Bể hoàn
nguyên

Bể

lắng

Vôi thừa,
CaF2

- Nguyên tắc hoạt động
+giai đoạn 1: xử lí flo băng Na0H
• khí thải chứa flo và hydro florua đi vào tháp hấp thụ và được
tưới dd Na0H 5-10% qua vòi tưới:
F2 + 2Na0H -> ½ O2 + 2 NaF + H20


• khí sạch theo ống thải thoát ra ngoài
+ giai đoạn 2: hoàn nguyên Na0H
• dd từ tháp hấp thụ chảy ra được bơm vào bể hoàn nguyên để
hòa trộn với sữa vôi bơm từ bể chứa vôi lên, tại đó xảy ra
phản ứng hoàn nguyên với điều kiện được khuấy đều
2NaF + Ca0 + H20 -> CaF2 + 2 Na0H
• hỗn hợp ở bể hoàn nguyên chảy vào bể lắng để lắng trong,
phần cặn lắng xuống đáy bẻ có canxi florua và vôi thừa
• phần dd đã lắng trong tại bể lắng được bơm lên tưới trở lại
vào tháp hấp thụ
• Các bộ trao đổi nhiệt có tác dụng khống chế nhiệt độ dd tưới
nằm trong khoảng 38-650C
- Đặc điểm phương pháp:
+ ưu điểm: xử lí được các hợp chất của flo không tác dụng được với
nươc
+ nhược điểm: NaF là chất độc, dễ gây tắc nghẽn ống dẫn và thiết bị,
gây ăn mòn thiết bị