Nghiên cứu xử lý khí thải chứa CO bằng phuơng pháp xúc tác ở nhiệt độ thấp

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HCM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

HỌ TÊN: NGUYỄN THỊ BÍCH THẢO

TÊN ĐỀ TÀI LUẬN VĂN

NGHIÊN CỨU XỬ LÝ KHÍ THẢI CHỨA CO BẰNG
PHƯƠNG PHÁP XÚC TÁC Ở NHIỆT ĐỘ THẤP
LOW TEMPERATURE CATALYTIC OXIDATION OF
CARBON MONOXIDE FROM FLUE GAS
Chuyên ngành: Kỹ thuật môi trường

Mã số: 60520320

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP.HỒ CHÍ MINH, tháng 07 năm 2019


Công trình được hoàn thành tại: Trường Đại học Bách Khoa - ĐHQG - HCM
Cán bộ hướng dẫn khoa học: Nguyễn Nhật Huy, Tiến Sĩ
Cán bộ chấm nhận xét 1: Tiến sĩ, NCV Cao cấp - Nguyễn Quốc Bình
Cán bộ chấm nhận xét 2: Tiến sĩ. Lê Anh Kiên
Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp.HCM
ngày 05 tháng 07 năm 2019
Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:
1. PGS.TS. Nguyễn Phước Dân
2. TS. NCV Cao cấp - Nguyễn Quốc Bình
3. TS. Lê Anh Kiên
4. TS. Võ Thị Thu Hằng

5. TS. Võ Nguyễn Xuân Quế
Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV và Trưởng Khoa quản lý chuyên
ngành sau khi luận văn đã được sữa chữa (nếu có).
CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG

TRƯỞNG KHOA
MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN

PGS. TS. Nguyễn Phước Dân


ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ tên học viên: NGUYỄN THỊ BÍCH THẢO

MSHV: 1670870

Ngày, tháng, năm sinh: 06/01/1993

Nơi sinh: Quảng Nam

Chuyên ngành: Kỹ thuật Môi truờng

Mã số : 60520320

I. TÊN ĐỀ TÀI: Nghiên cứu xử lý khí thải chứa co bằng phuơng pháp xúc tác ở nhiệt
độ thấp
NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:
-

Tổng quan tình hình nghiên cứu

-

Xây dựng mô hình xử lý co với quy mô phòng thí nghiệm

-

Tổng hợp và thử nghiệm các vật liệu xúc tác CUO/AI2O3, CoOx/Al203,
Cr203/Al203, CuO/ OMS-2, CuO-MnOx/ OMS-2 và CuO-MnOx/
Zeolite bằng phuơng pháp thủy nhiệt và phuơng pháp tẩm

-

Xác định các đặc trung cấu trúc của vật liệu bằng phuơng pháp đo diện
tích bề mặt riêng (BET), phổ dao động hồng ngoại (FTIR), phổ nhiễu xạ
tia X (XRD), phổ tán xạ năng luợng tia X (EDS), hình ảnh (SEM) và
phân tích nhiệt trọng truờng (TGA).

-

Xác định các điều kiện phù họp cho quá trĩnh oxy hóa CO: nhiệt độ, lưu

lượng, khối lượng xúc tác, nồng độ, và đánh giá độ bền của xúc tác
II. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 20/01/2018

III. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 01/06/2019
IV. CÁN Bộ HƯỚNG DẪN: TS. NGUYỄN NHẬT HUY
Tp. HCM, ngày .. . tháng . . . . năm 2019
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

CHỦ NHIỆM BỘ MÔN

TRƯỞNG KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN


LỜI CÁM ƠN
Đầu tiên tôi xin chân thành cảm ơn tới quý Thầy, Cô Truờng Đại học Bách Khoa
Tp.HCM nói chung và quý Thầy, Cô trong Khoa Môi truờng và Tài Nguyên nói riêng đã
tận tâm truyền đạt kiến thức quý báu và tạo điều kiện để giúp tôi trong thời gian học tập và
làm việc tại truờng.
Tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn chân thành và sâu sắc đến Thầy Nguyễn Nhật Huy là nguời
đã gợi mở cho tôi các ý tuởng, tạo điều kiện thuận lợi nhất và huớng dẫn tôi trong suốt thời
gian nghiên cứu thạc sĩ bằng tất cả tâm huyết và sự quan tâm hết mực của một nguời Thầy
đối với học viên.
Tôi xin cảm ơn cán bộ quản lý thí nghiệm tòa nhà H2, cùng các em học viên trong
phòng thí nghiệm tại cơ sở 2 của truờng Đại học Bách Khoa đã giúp đỡ tôi trong quá trình
làm thực nghiệm.
Tôi cũng xin cảm ơn chân thành Thầy Nguyễn Trung Thành cùng quý Thầy, Cô
truờng Đại học An Giang, đặc biệt là Bộ phận quản lý Khu Thí nghiệm - Thực hành cũng
đã tạo điều kiện hỗ trợ cho tôi trong quá trình làm thực nghiệm.
Cuối cùng, tôi xin cảm ơn gia đĩnh tôi, những nguời thân, bạn bè và đồng nghiệp luôn
bên cạnh tôi, động viên tinh thần, thời gian và vật chất để tôi có động lực hoàn thành
nghiên cứu nhu mong muốn.
Trân trọng cảm ơn!

TP.HCM, ngày ... tháng... năm 2019
Học viên

Nguyễn Thị Bích Thảo


TÓM TẮT
Khí CO là một trong những khí thải sinh ra từ lò hơi đốt biomass vốn phổ biến ở các
doanh nghiệp vừa và nhỏ ở Việt Nam. Bản thân khí co là một khí trơ không thể xử lý bằng
các phương pháp truyền thống và một trong những phương pháp xử lý co có hiệu quả là
phương pháp oxy hóa có sử dụng xúc tác. Trong nghiên cứu này, các vật liệu xúc tác được
nghiên cứu là oxit kim loại chuyển tiếp được tổng hợp bằng phương pháp tẩm trong điều
kiện phòng thí nghiệm và được sử dụng với vai trò xúc tác trong phản ứng oxy hóa co.
Trong đó, vật liệu xúc tác CuO-MnOx/OMS-2 với sự kết hợp giữa oxit đồng và oxit
mangan tạo thành các hạt nano lưỡng oxit đồng -mangan (tỷ lệ Cu : Mn = 6:4) được tẩm
lên chất mang OMS-2 với tỷ lệ 15% khối lượng vật liệu được chọn là vật liệu phù họp cho
quá trĩnh oxy hóa co. Các đặc trưng của vật liệu xúc tác được xác định bằng các phương
pháp như đo diện tích bề mặt riêng; nhiễu xạ tia X; phổ tán xạ năng lượng tia X; phổ dao
động hồng ngoại; hiển vi điện tử quét và phân tích nhiệt trọng trường.
Trong quá trình khảo sát điều kiện phù họp cho phản ứng oxy hóa co, thí nghiệm được
tiến hành với vật liệu CuO-MnOx/ OMS-2 cho thấy hiệu quả xử lý giảm nhanh khi tăng
lưu lượng dòng khí từ 0,5 L/phút đến 1,25 L/phút; khối lượng xúc tác phù họp là 1 g; nồng
độ đầu vào khoảng 2300 ppm; và hiệu quả xử lý tăng lên khi tăng nhiệt độ phản ứng. Các
kết quả thí nghiệm chứng tỏ rằng vật liệu CuO-MnOx/OMS-2 có hoạt tính xúc tác cao nhất
với hiệu quả xử lý co đạt 98,74% tại nhiệt độ phản ứng 200°c. Điều này được giải thích
tuân theo cơ chế Mars-Van-Krevelen với sự tồn tại của cặp oxy hóa - khử
Cu2+-02"-Mn4+<-^Cu+-D-Mn3+ + 02trong cấu trúc của vật liệu. Nồng độ co sau quá trình
xử lý đạt quy chuẩn QCVN 19: 2009/BTNMT Quy chuẩn kĩ thuật quốc gia về khí thải
công nghiệp đối với bụi và các chất vô cơ. Như vậy, vật liệu xúc tác CuO- MnOx/OMS-2
là một chất xúc tác tiềm năng trong việc ứng dụng đế xử lý co trong khí thải lò hơi đốt

biomass.
Từ khỏa: oxit cacbon, oxy hóa, chất xúc tác, kiếm soát ô nhiễm không khí.

111


ABSTRACT

CO is one of the most popular pollutants generated by biomass boiler which is popular in
small and medium enterprises in Vietnam. CO gas is an inert gas that cannot be treated by
traditional methods and one of the effective CO treatments is catalytic oxidation. In this
study, we synthesized different catalytic materials of transition metal oxides by
impregnation and applied it for CO oxidation. In particular, CuO-MnOx/OMS-2 catalytic
materials with a combination of copper oxide and manganese oxide with Cu/Mn ratio of
6:4 impregnated with OMS-2 at oxides/OMS2 ratio of 15% was the most effective catalyst
for CO oxidation. The characteristics of catalytic materials were determined by methods
such as Brunauer-emmett - teller measurement, X-ray diffraction, energy-dispersive X-ray
spectroscopy, Fourier transform infrared spectroscopy, scanning electron microscopy, and
thermogravimetric analysis.
In CO oxidation test, the experiment was conducted with CuO-MnOx/OMS-2
material showing that the removal efficiency decreased rapidly with the increase of air
flowrate from 0.5 to 1.25 L/min and temperature from 50 to 500°c. The suitable condition
was found with catalyst amount of 1 g, input concentration of ~ 2300 ppm, where CO
removal efficiency reached 98.74% at 200°c. The reaction follows Mars- Van-Krevelen
mechanism with the presence of Cu2+-02'-Mn4+ <-> Cu+-D-Mn3+ + 02 redox in the
structure of the material. Concentration of outlet CO met QCVN 19: 2009/BTNMT
National technical regulation on industrial emissions for dust and inorganic substances.
Therefore, CuO-MnOx/OMS-2 catalyst material is a potential catalyst for treatment of CO
in flue gas of boiler.
Index Terms: carbon monoxide, oxidation, catalyst, air pollution control

IV


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu do tôi thực hiện. Các số liệu thu thập và
kết quả phân tích trong bài báo cáo là trung thục, không sao chép từ bất cứ đề tài nghiên
cứu khoa học nào khác trừ những phần đã đuợc trích dẫn.
Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về những nội dung mà tôi đã trình bày trong luận
văn này.
TP. Hồ Chí Minh, ngày ... tháng ... năm 2019
Học viên thục hiện

Nguyễn Thị Bích Thảo

V


MỤC LỤC
LỜI CÁM ƠN ............................................................................................................ ii
TÓM TẮT .................................................................................................................iii
LỜI CAM ĐOAN ....................................................................................................... V
MỤC LỤC ................................................................................................................. vi
DANH MỤC BẢNG .................................................................................................. X
DANH MỤC HÌNH ................................................................................................... xi
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ........................................................................... xii
CHƯƠNG 1. MỞ ĐẦU............................................................................................... 1
1.1. ................................................................................................................
Tính cấp thiết của đề tài ............................................................................................. 1
1.2. ................................................................................................................

Mục tiêu nghiên cứu ................................................................................................... 3
1.3.

Đối tuợng và phạm vi nghiên cứu ................................................................... 3
1.3.1.

Đối tuợng nghiên cứu ........................................................................... 3

1.3.2.

Phạm vi nghiên cứu ............................................................................... 3

1.4.

Nội dung nghiên cứu ....................................................................................... 3

1.5.

Ý nghĩa khoahọcvà thực tiễn........................................................................... 4
1.5.1.

Ý nghĩa khoa học ................................................................................... 4

1.5.2.

Ý nghĩa thực tiễn .................................................................................... 4

1.6.

Tính mới của đề tài .......................................................................................... 5

CHƯƠNG 2. TÔNG QUAN ....................................................................................... 6
2.1.

Khí thải lò hơi đốt sinh khối ........................................................................... 6
2.1.1.

Thảnh phần và nguồn gốc chất ô nhiễm ................................................ 6

2.1.2.

Kiếm soát ô nhiễm khí thải lò hơi .......................................................... 6

2.1.3.

Tác hại của khí thải lò hơi đến môi truờng ............................................ 7

2.2.

Giới thiệu về khí cacbon monoxit (khí CO).................................................... 9
2.2.1.

Cấu tạo phân tử ...................................................................................... 9

2.2.2. ......................................................................................................
Tính

chất

vật

lý

của

co

............................................................................................................................ 1
0
2.2.3. ......................................................................................................
Tính

chất

hóa

VI

học

của

co

............................................................................................................................ 1


2.2.8.
2.3.

2.4.

Xử lý khí co bằng phương pháp oxy hóa ............................................. 17

Xúc tác ........................................................................................................... 19
2.3.1.

Các loại xúc tác và ứng dụng trong xử lý khí thải công nghiệp .......... 20

2.3.2.

Cơ chế oxi hóa co trên hệ xúc tác oxit kim loại [22] ........................... 21

Tình hĩnh nghiên cứu trong và ngoài nước .................................................... 23
2.4.1.

Tĩnh hĩnh nghiên cứu trong nước ........................................................ 23

2.4.2.

Tĩnh hĩnh nghiên cứu trên thế giới ...................................................... 24

CHƯONG 3. NỘI DUNG VÀ PHƯONG PHÁP NGHIÊN cứu .............................. 29
3.1.

Sơ đồ nội dung nghiên cứu ............................................................................ 29

3.2.

Vật liệu thí nghiệm ........................................................................................ 30

3.3.

3.4.

3.2.1.

Bình khí CO ......................................................................................... 30

3.2.2.

Hệ thống thí nghiệm kiểm tra hoạt tính xúc tác ................................... 30

3.2.3.

Nước cất ............................................................................................... 30

3.2.4.

Các hóa chất, thiết bị và dụng cụ sử dụng trong phân tích .................. 30

Phương pháp nghiên cứu ............................................................................... 31
3.3.1.

Phương pháp lý thuyết ......................................................................... 31

3.3.2.

Mô hĩnh nghiên cứu ............................................................................. 31

3.3.3.

Phương pháp lấy mẫu và phân tích mẫu .............................................. 33

3.3.4.

Phương pháp xác định các đặc trưng của vật liệu................................ 33

3.3.5.

Phương pháp xử lý số liệu ................................................................... 35

3.3.6.

Phương pháp tổng hợp và phân tí ch vật liệu ...................................... 35

Tống hợp và khảo sát ảnh hưởng các loại vật liệu xúc tác khác nhau đến khả

năng xử lý co ................................................................................................................... 38
3.4.1.

Tống hợp các loại vật liệu xúc tác ....................................................... 38

3.4.2.

Khảo sát hiệu quả của các loại vật liệu xúc tác cho quá trình xử lý khí

CO
3.5.

38
Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ nung khác nhau của vật liệu xúc

tác CuO-

MnOx/OMS-2 đến hiệu quả xử lý co .............................................................................. 39
3.6.

Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý khí co của vật liệu xúc

tác CuO-MnOx/OMS-2 ................................................................................................... 39
3.6.1.

Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ đến hiệu quả xử lý khí co ............... 39

VII


3.6.2.

Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ đầu vào đến hiệu quả xử lý khí co 40

3.6.3.

Khảo sát ảnh hưởng của lưu lượng dòng khí đến hiệu quả xử lý co 40

3.6.4.

Khảo sát ảnh hưởng của khối lượng xúc tác đến hiệu quả xử lý co .41

3.6.5.

Khảo sát ảnh hưởng của cả lưu lượng dòng khí và nồng độ đầu vào với

tổng lượng khí co không thay đổi ...........................................................................41
3.6.6.

Đánh giá độ bền của vật liệu xúc tác CuO-MnOx/OMS-2 ..................42

CHƯONG 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............................................................43
4.1.

4.2.

Đặc trưng vật liệu xúc tác ..............................................................................43
4.1.1.

Diện tích bề mặt riêng ..........................................................................43

4.1.2.

Kết quả FTIR của vật liệu ....................................................................43

4.1.3.

Đặc trưng XRD của vật liệu.................................................................44

4.1.4.

Đặc trưng EDS của vật liệu .................................................................45

4.1.5.

Đặc trưng SEM của vật liệu .................................................................47

4.1.6.

Đặc trưng TGA của vật liệu .................................................................48

Xác định điều kiện thích hợp cho quá trình oxy hóa xúc tác co ở điều kiện

phòng thí nghiệm ..............................................................................................................49
4.2.1.

Tổng hợp và khảo sát ảnh hưởng các loại vật liệu xúc tác khác nhau

đến hiệu quả xử lý co ..............................................................................................49
4.2.2.

Hiệu quả xử lý co của vật liệu xúc tác CuO-MnOx/OMS-2 được nung

ở các nhiệt độ xúc tác khác nhau .............................................................................52
4.2.3.

Hiệu quả xử lý co của vật liệu xúc tác CuO-MnOx/OMS-2 theo nồng

độ CO đầu vào .........................................................................................................53
4.2.4.

Hiệu quả xử lý co của vật liệu xúc tác CuO-MnOx/OMS-2 theo lưu

lượng dòng khí ........................................................................................................54
4.2.5.

Hiệu quả xử lý co của vật liệu xúc tác CuO-MnOx/OMS-2 theo khối

lượng vật liệu xúc tác ..............................................................................................56
4.2.6.

Hiệu quả xử lý co của vật liệu xúc tác CuO-MnOx/OMS-2 khi thay đổi cả

lưu lượng dòng vào và nồng độ đầu vào với tải lượng co không thay đổi...
.............................................................................................................57
4.2.7.

Đánh giá độ bền của vật liệu xúc tác CuO-MnOx/OMS-2 ..................57

CHUÔNG 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .............................................................59

V111


5.1.

Kết luận .......................................................................................................... 59

5.2.

Kiến nghị ........................................................................................................ 59

TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................... 61
PHỤ LỤC ................................................................................................................. 65

IX


DANH MỤC BẢNG
•
Bảng 2.1. Tính chất vật lý của co [12] ...................................................................... 10
Bảng 2.2. Lượng phát thải co từ nguồn thiên nhiên và nguồn nhân tạo [13] ............ 12
Bảng 2.3. Lượng phát thải do đốt nhiên liệu, kg/tấn nhiên liệu [13] ........................ 12
Bảng 2.4. Mức độ ảnh hưởng của co đến con người [8] ........................................... 13
Bảng 2.5. Các giới hạn nồng độ cho phép của co trong môi trường ......................... 14
Bảng 2.6. Giá trị giới hạn các thông số cơ bản trong không khí xung quanh ........... 15
Bảng 2.7. Giới hạn nhiệt độ trung bĩnh của các chất hydrocacbon, cacbon oxit và xử
lý mùi bằng oxi hóa [6] ............................................................................................. 18
Bảng 2.8. Giới hạn nhiệt độ trung bĩnh của các chất [6] ........................................... 18
Bảng 3.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ nung khác nhau đến hiệu quả xử lý co .............. 39
Bảng 3.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ phản ứng đến hiệu quả xử lý khí co .................. 40
Bảng 3.3. Ảnh hưởng của nồng độ đầu vào đến hiệu quả xử lý khí co ..................... 40
Bảng 3.4. Ảnh hưởng của lưu lượng đến hiệu quả xử lý co ...................................... 41
Bảng 3.5. Ảnh hưởng của khối lượng xúc tác đến hiệu quả xử lý co ....................... 41
Bảng 3.6. Ảnh hưởng của cả lưu lượng và nồng độ đến hiệu quả xử lý co .............. 42
Bảng 3.7. Đánh giá độ bền của vật liệu xúc tác CuO-MnOx/OMS-2 ....................... 42
Bảng 4.1. Diện tích bề mặt riêng của chất xúc tác .................................................... 43
Bảng 4.2. Phần trăm nguyên tử của nguyên tố .......................................................... 47
Bảng 4.3. Kết quả tính toán GHSV của vật liệu xúc tác ........................................... 54

X

DANH MỤC HÌNH
Hình 2.1. Các kĩ thuật xử lý cuối nguồn.................................................................... 7
Hình 2.2. Cấu tạo nguyên tử c và o [10] ................................................................... 9
Hình 2.3. Mô phỏng ống nano cacbon để hấp phụ co [6] ......................................... 17
Hình 3.1. Sơ đồ nội dung nghiên cứu ........................................................................ 29
Hình 3.2. Mô hình nghiên cứu .................................................................................. 32
Hình 3.3. Bộ ép viên xúc tác ..................................................................................... 33
Hình 3.4. Quy trình tẩm CuO vào OMS-2 tỉ lệ 15%wt ............................................. 37
Hình 4.1. Phổ FTIR của các vật liệu xúc tác ............................................................. 44
Hình 4.2. Phổ XRD của vật liệu xúc tác ................................................................... 45
Hình 4.3. Phổ tán xạ năng luợng tia X (EDS) của vật liệu xúc tác ........................... 46
Hình 4.4. Ảnh SEM của vật liệu xúc tác: (A) OMS-2; (B) CuO/OMS-2; (C) CuOMnOx/OMS-2 48
Hình 4.5. Kết quả phân tích TGA của vật liệu xúc tác.............................................. 48
Hình 4.6. Các vật liệu xúc tác CUO/AI2O3, C0OX/AI2O3, Cĩ203/Al203, CuO/OMS-2,
CuO-MnOx/OMS-2 và CuO-MnOx/ Zeolite đã đuợc điều chế ................................ 49
Hình 4.7. Hiệu quả xử lý co của xúc tác C03O4, Cĩ203, và CuO trên chất mang AI2O3
tại các nhiệt độ khác nhau ......................................................................................... 50
Hình 4.8. Hiệu quả xử lý co của các xúc tác theo nhiệt độ phản ứng ....................... 51
Hình 4.9. Hiệu quả xử lý co theo nhiệt độ nung khác nhau ...................................... 52
Hình 4.10. Hiệu quả xử lý co theo nồng độ co đầu vào ......................................... 54
Hĩnh 4.11. Hiệu quả xử lý co theo lưu lượng dòng khí .......................................... 55
Hĩnh 4.12. Hiệu quả xử lý co theo khối lượng xúc tác ........................................... 56
Hĩnh 4.13. Hiệu quả xử lý co theo lưu lượng và nồng độ đầu vào với tống lượng khí
CO không thay đổi .................................................................................................... 57
Hĩnh 4.14. Độ bền của vật liệu xúc tác CuO-MnOx/OMS-2 .................................... 58

XI

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

TỪ VIẾT TẮT
BET
BTNMT
CO

TIẾNG VIỆT

TIẾNG ANH

Diện tích bề mặt riêng

Brunauer - Emmett - Teller

Bộ Tài nguyên và Môi trường
Oxit cacbon

Carbon monoxide

ER

Eley - Rideal
Energy-dispersiveX-ray

EDS
F.O
FTIR

Phổ tán xạ năng lượng tia X

Dầu F.0 (còn gọi là dầu đen)
Quang phổ hồng ngoại

Hb

spectroscopy
Fuel Oil
Fourier Transform Infrared
Hemoglobin

OMS-2

Rây phân tử bát diện

Octahedral Molecular Sieve

PPM

Phần triệu

Parts Per Million

QCVN

Quy chuẩn Việt Nam

SEM

Kính hiển vi điện tử quét

TGA

Phân tích nhiệt trọng trường

Thermogravimetric Analyzer

VOCs

Hợp chất hữu cơ dễ bay hơi

Volatile Organic Compounds

XRD

Nhiễu xạ tia X

Scanning Electron Microscope

X-Ray Diffraction

XII


CHƯƠNG 1. MỞ ĐẦU
1.1.

Tính cấp thiết của đề tài
Ngày nay, mục tiêu chung của đất nuớc là công nghiệp hoá, hiện đại hoá, việc đẩy

mạnh phát triển kinh tế công nghiệp ngày càng quan trọng. Công nghiệp không ngừng

phát triển sẽ thúc đẩy nền kinh tế tăng truởng và phát triển xã hội. Tuy nhiên, bên cạnh
những tác động tích cực, phát triển công nghiệp đã và đang gây tác động lớn đến môi
truờng. Do vậy, phát triển kinh tế song song với giải quyết các vấn đề về môi truờng
đang là mục tiêu lớn nhất đồng thời cũng là thách thức khó khăn mà nuớc ta đang đối
mặt.
Trong các ngành công nghiệp, đáng kể nhất phải kể đến là các xí nghiệp, nhà máy
sản xuất sử dụng lò hơi làm thiết bị chính cho quá trình sản xuất của họ. Hơi nuớc từ lò
hơi trong các nhà máy công nghiệp nhu nhà máy hoá chất, ruợu, bia, nuớc giải khát, dệt,
chế biến thực phẩm... đuợc sử dụng cho các quá trình công nghệ nhu đun nấu, chung cất
các dung dịch, cô đặc và sấy sản phẩm. Nhiên liệu đốt trong lò hơi có thể là nhiên liệu
rắn nhu than, gỗ, bã mía, có thể là nhiên liệu lỏng nhu dầu FO, dầu diezen (DO) hoặc
nhiên liệu khí [1], Trong đó, lò hơi đốt củi thuờng đuợc sử dụng nhiều hơn do củi có chi
phí rẻ hơn so với các loại nhiên liệu khác. Thành phần của khói thải bao gồm các sản
phẩm cháy của củi, chủ yếu là các khí CŨ2, CO, N2, H2O kèm theo một ít các chất bốc
trong củi không kịp cháy hết, oxy du và tro bụi bay theo dòng khí. Một trong những chất
ô nhiễm không khí phổ biến và đặc trung, không thể không nhắc đến đó là khí co.
Khí CO đuợc tạo thành chủ yếu do quá trình đốt cháy không hoàn toàn những chất
có chứa cacbon. Do co là khí không mùi, không màu, không kích thích nhiều nên sụ
hiện diện của khí co trong không khí rất khó phát hiện. Khi nạn nhân nhiễm độc khí CO
việc chuẩn đoán bệnh cũng rất khó khăn. Tiếp xúc với khí co lâu dài hay ở nồng độ cao,
cơ thế con nguời sẽ bị ngộ độc, tốn thuơng não, tim, cơ và có thế dẫn đến tử vong khi
nồng độ co trong môi truờng trên 650 ppm [2].
Nhận thấy vấn đề ô nhiễm môi truờng ngày càng trầm trọng, một số cơ sở sản xuất
quy mô vừa và nhỏ có áp dụng các phuơng pháp xử lý khí độc hại đơn giản nhu phuơng
pháp hấp thụ, hấp phụ, oxy hóa, khử, ngung tụ, thu hồi, phuơng pháp xử lý

1


sinh học nhưng nhìn chung các thiết bị và hệ thống xử lý khí ở các ngành công nghiệp

này còn ở mức thấp do trình độ thiết kế, chế tạo, trình độ vận hành của công nhân. Chỉ
có một số rất ít các cơ sở sản xuất mới xây dựng hiện đại có các hệ thống xử lý kèm theo
dây chuyền công nghệ, số còn lại hiện nay mới chỉ xây dựng phương án hoặc sử dụng
các hệ thống thông gió trong nhà xưởng, trồng nhiều cây xanh nên không thể hoàn toàn
chủ động trong việc khống chế nồng độ của khí độc này [ 1]. Bản thân CO là một khí trơ
nên không thể xử lý bằng phương pháp truyền thống, một trong các phưong pháp xử lý
khí có hiệu quả đối với khí co là phương pháp oxy hóa xúc tác đang rất được quan tâm
hiện nay.
Đe hạn chế phát thải khí co vào môi trường từ những nguồn thải cố định và di động,
thông thường khí co được chuyển hóa thành khí CO2 bằng phương pháp oxy hóa xúc
tác [3]. Hệ xúc tác được nghiên cứu nhiều nhất là xúc tác kim loại quý, kim loại chuyển
tiếp như vàng (Au), bạc (Ag), Platin (Pt), Pallidi (Pd), Rutheni (Ru), hay oxit CuO,
NiO, Cr203, ZnO mang trên các chất mang như Y-AI2O3, Mn02, Perovskite, OMS-2
hay các zeolite... [4]. Qua các nghiên cứu cho thấy, hệ xúc tác kim loại quý cho hiệu quả
xử lý co cao hơn so với xúc tác oxit kim loại chuyển tiếp. Tuy nhiên, giá thành xúc tác
kim loại quý cao, tính khả dụng giới hạn và sự nhạy cảm với nhiệt độ cao của chúng từ
lâu đã thúc đẩy việc tim kiếm các xúc tác thay thế. Các oxit kim loại chuyển tiếp là sự
thay thế khả thi nhất cho các kim loại quý. Chúng cũng có hoạt tính xúc tác cao đối với
sự oxi hóa co, mặc dù tại các nhiệt độ thấp hoạt tính này kém hơn so với các kim loại
quý. Tuy nhiên tại nhiệt độ cao hơn, sự khác biệt này không còn nữa. Nhìn chung, các
nghiên cứu đã giải quyết được vấn đề giảm nhiệt độ đốt cháy CO. Trong đó, có một
nghiên cứu có giá trị và tiêu biếu nhất có thế nói đến là nghiên cứu của X-S Liu và cộng
sự về hệ xúc tác nano CuO trên chất mang OMS- 2 (một dạng khoáng chất tống hợp có
cấu trúc rây phân tử bát diện). Ket quả thực nghiệm cho thấy, xúc tác CuO/OMS-2 có
thế oxy hóa hoàn toàn co ở nhiệt độ thấp. Hiệu quả của xúc tác này cho hoạt tính cao đối
với phản ứng oxy hóa co thành CO2 có thế là do tương tác mạnh của oxit đồng và oxit
mangan trong chất mang OMS-2 theo cơ chế Mars-Van- Krevelen [5]. Nghiên cứu này
đã cho thấy hệ xúc tác oxit kim loại chuyến tiếp có thế được thay thế xúc tác oxit kim
loại quý trong quá trĩnh xử lý

2


co trong khí thải. Tuy nhiên, khối lượng CuO sử dụng cao vì vậy nhóm nghiên cứu
muốn cải thiện giảm khối lượng CuO trong quá trình xử lý và nhóm nghiên cứu cũng
muốn tim hiểu, khảo sát các loại xúc tác khác trên nền chất mang OMS-2.
Chính vì các nguyên nhân nêu trên, việc tiến hành xử lý khí co trong dòng khí thải
là một trong những nhiệm vụ cấp bách đối với kỹ sư, doanh nghiệp và xã hội. Trên cơ
sở đó, chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài “Nghiên cứu xử lý khí thải có chứa CO bằng
phương pháp xúc tác ở nhiệt độ thấp”. Nghiên cứu này có thể được xem là một tiền đề
để ứng dụng vật liệu xúc tác vào xử lý khí thải chứa co một cách rộng rãi hơn.
1.2. Mục tiêu nghiên cứu
Đe tài được thực hiện nhằm tim ra loại xúc tác tốt nhất và điều kiện phản ứng tốt
nhất để xử lý CO.
1.3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
1.3.1. Đối tượng nghiên cứu
Dòng khí thải có chứa khí co, các loại vật liệu xúc tác CUO/AI2O3, C0OX/AI2O3,
Cr203/Al203, CuO/OMS-2, CuO-MnOx/OMS-2 và CuO-MnOx/ Zeolite.
1.3.2. Phạm vi nghiên cứu
Đây là một nghiên cứu có quy mô phòng thí nghiệm, do vậy phạm vi nghiên cứu
xoay quanh khí thải có chứa khí co, hiệu quả chuyển hóa khí co của một số loại vật liệu
xúc tác và ở một số điều kiện vận hành tại phòng thí nghiệm Môi trường thuộc trường
Đại học Bách Khoa thành phố Hồ Chí Minh.
1.4. Nội dung nghiên cửu
> Nội dung 1: Tống quan tình hình nghiên cứu
> Nội dung 2: Xây dựng mô hình xử lý với quy mô phòng thí nghiệm
> Nội dung 3:
- Chế tạo và thử nghiệm các vật liệu xúc tác CUO/AI2O3, CoOx/AhOi,
Cr203/Al203, CuO/ OMS-2, CuO-MnOx/ OMS-2 và CuO-MnOx/ Zeolite.
- Khảo sát các đặc tính của vật liệu xúc tác như: xác định nhóm chức năng

bong cấu trúc vật liệu bằng phương pháp quang phổ hồng ngoại (FTIR),
xác định cấu trúc tinh thế bằng phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD), xác
định

3


thành phần nguyên tố hóa học của vật liệu bằng phuơng pháp tán xạ năng
luợng tia X (EDS), xác định khối luợng của vật liệu đuợc đo theo thời gian
khi thay đổi nhiệt độ bằng phuơng pháp phân tích trọng luợng nhiệt (TGA),
xác định kích thuớc, hĩnh dạng của vật liệu bằng phuơng pháp hiển vi điện
tử quét (SEM), xác định diện tích bề mặt riêng của vật liệu bằng phuơng
pháp hấp phụ (BET).
> Nội dung 4: Xác định các điều kiện phù hợp cho quá trĩnh oxy hóa co ở điều
kiện phòng thí nghiệm:
-

Khảo sát các mẫu vật liệu xúc tác đến hiệu quả xử lý khí co

- Khảo sát ảnh huởng nhiệt độ nung khác nhau của vật liệu xúc tác đến hiệu
quả xử lý khí co
-

Khảo sát ảnh huởng của nhiệt độ phản ứng đến hiệu quả xử lý khí co

-

Khảo sát ảnh huởng của nồng độ co đầu vào đến hiệu quả xử lý khí co

-

Khảo sát ảnh huởng của luu luợng dòng khí đến hiệu quả xử lý co

-

Khảo sát ảnh huởng của khối luợng xúc tác đến hiệu quả xử lý co

- Khảo sát ảnh huởng của cả lưu lượng đầu vào và nồng độ đầu vào với lượng
khí không thay đổi
- Đánh giá độ bền của vật liệu xúc tác
1.5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
1.5.1. Ý nghĩa khoa học
Đe tài cung cấp các dữ liệu về khả năng xử lý khí thải chứa co bằng phương pháp
xúc tác. Ket quả của đề tài sẽ đóng góp và tạo nền tảng cho các nghiên cứu ứng dụng ở
giai đoạn tiếp theo, đưa ra được phương pháp xử lý co phù họp với điều kiện kinh tế và
chi phí ở Việt Nam.
1.5.2. Ý nghĩa thực tiễn
Ket quả nghiên cứu của đề tài mang lại một số ý nghĩa thực tiễn như sau:
- Chế tạo được nguyên liệu xúc tác với hiệu quả xử lý cao dùng cho quá trĩnh xử lý
khí thải CO từ quá trình đốt.
- Ket quả nghiên cứu đề tài có thế làm cơ sở ứng dụng cho các công trình xử lý khí
thải có chứa co từ lò đốt biomass.

4


1.6.

Tính mới của đề tài

Nghiên cứu áp dụng phương pháp xúc tác sử dụng oxit kim loại chuyển tiếp chưa
được nghiên cứu nhiều tại Việt Nam. Chính vì vậy, nghiên cứu chế tạo vật liệu xúc tác
sử dụng oxit kim loại chuyển tiếp, thay cho xúc tác kim loại quý xử lý khí thải CO từ lò
đốt tạo ra một hướng đi mới cần được thực hiện.
Kết quả nghiên cứu giúp các doanh nghiệp có giải pháp hiệu quả xử lý co sinh ra từ
nhà máy, giảm được các chi phí xử lý và nâng cao hiệu quả xử lý co, góp phần bảo vệ
môi trường.

5


CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN
2.1.

Khí thải lò hơi đốt sinh khối

2.1.1. Thành phần và nguồn gốc chất ô nhiễm
Quá trình đốt nhiên liệu làm phát sinh những chất khí độc hại ảnh hưởng trực tiếp
tới sức khỏe con người và sinh vật như khí SƠ2, NOx, co và một số hydrocacbon. Khi
đốt củi, thành phần các chất trong khí thải thay đổi tuỳ theo loại củi, tuy vậy lượng khí
thải sinh ra là tương đối ổn định. Đe tính toán, có thể dùng trị số như sau VT20 = 4,23
m3/kg, nghĩa là khi đốt 1 kg củi sẽ sinh ra 4,23m3 khí thải ở nhiệt độ

20°c [6].
Lượng bụi tro có trong khói thải chính là một phần của lượng không cháy hết và
lượng tạp chất không cháy có trong củi, lượng tạp chất này thường chiếm tỷ lệ khoảng
1% trọng lượng củi khô. Tro bị khí cháy cuốn theo vào dòng khí lò tạo thành một lượng
bụi nhất định trong khí thải. Lượng bụi này có nồng độ dao động rất lớn vĩ phụ thuộc
vào các thao tác của công nhân đốt lò. Bụi phát sinh lớn nhất khi công nhân nạp thêm
củi vào lò hay “chọc ghi”. Nó còn phụ thuộc vào vận tốc dòng khí cháy trong lò và cấu

tạo lò. Bụi trong khói thải lò hơi đốt củi có kích thước hạt từ 500 pm tới 0,1 pm, nồng độ
dao động trong khoảng từ 200 - 500 mg/m3. Khi củi bị ướt hay mục, lượng khói với cỡ
hạt nhỏ bay ra nhiều hon [7].
2.1.2. Kiểm soát ô nhiễm khí thải lò hơi
Nhiên liệu (ví dụ than đá, củi..) khi cháy tạo ra CO2 và H2O. Khi quá trình cháy
nhiên liệu xảy ra trong điều kiện thiếu oxy, khí co trong khí thải có nồng độ cao. Đe quá
trình cháy có hiệu quả, cần cung cấp đủ oxy để nhiên liệu cháy hoàn toàn. Do đó, việc
quan trắc O2, co và CO2 trong khí thải có vai trò quan trọng trong việc kiếm soát hiệu
quả của quá trình cháy.
Có 3 cách tiếp cận có thể được sử dụng trong kiểm soát ô nhiễm khí SO2, bụi và
NOx đó là:
- Tăng mức độ phát tán bằng cách sử dụng các ống khói cao, phát thải gián đoạn,
hoặc quy hoạch lại vị trí đặt nhà máy;

6


-

Giảm thiểu tại nguồn mục đích là hạn chế việc phát sinh ô nhiễm tại nguồn đến
mức thấp nhất có thể. Việc giảm thiểu có thể đuợc thực hiện bằng các giải pháp
nhu:
+ Xử lý nhiên/ nguyên liệu đầu vào;
+ Thay thế nhiên/ nguyên liệu đầu vào;
+ Tăng cuờng hiệu suất sử dụng nhiên/ nguyên liệu, năng luợng đầu vào;
+ Tuần hoàn tái sử dụng nguyên vật liệu;
+ Tăng cuờng sử dụng năng luợng tái tạo.

-

Xử lý cuối đuờng ống bằng cách sử dụng các biện pháp tăng mức độ phát tán,
giảm thiểu tại nguồn. Neu mục tiêu kiểm soát ô nhiễm không khí vẫn chua thể
đạt đuợc thi cần phải thực hiện việc xử lý cuối đuờng ống. Các kĩ thuật xử lý
cuối đuờng ống có thể đuợc trình bày nhu hĩnh 2.1 sau đây:

Hình 2.1. Các kĩ thuật xử lý cuối nguồn
2.1.3. Tác hại của khí thải lò hoi đến môi trường
2.1.3.1. Tác hại của khỉ SO2 và so 3
Khí SO2 và SO3 thường được sinh ra từ quá trĩnh đốt nhiên liệu có chứa lưu huỳnh như
than, dầu FO, DO. Khí SO2 là loại khí không màu, không cháy, có vị hăng cay.

7


Khi bị quang hoá hay do sự xúc tác, khí SO2 dễ dàng bị oxy hoá và biến thành SO3
trong khí quyển. Khí SO2 và SO3 gọi chung là SOx, là những khí thuộc loại độc hại
không chỉ đối với sức khoẻ con người, động thực vật, mà còn tác động lên các vật liệu
xây dựng, các công trĩnh kiến trúc.
SOx có thể xâm nhập vào cơ thể con người qua các cơ quan hô hấp hoặc các cơ
quan tiêu hoá sau khi được hoà tan trong nước bọt. Sau đó, có thể xâm nhập vào hệ tuần
hoàn. Khi tiếp xúc với bụi, SOx có thể tạo ra các hạt acid nhỏ, các hạt này có thể xâm
nhập vào các huyết mạch nếu kích thước của chúng nhỏ hơn 2-3 prn. SOx cũng làm hư
hỏng và giảm tuổi thọ các sản phẩm vải, nylon, tơ nhân tạo, đồ bằng da và giấy... [6].
2.13.2. Tác hại của khỉ NO2
Nitơ dioxit (NO2) là khí có màu nâu đỏ có mùi gắt và cay, mùi của nó có thể phát
hiện được vào khoảng 0,12 ppm. NO2 là khí có tính kích thích mạnh đường hô hấp, nó
tác động đến thần kinh và phá huỷ mô tế bào phổi, làm chảy nước mũi, viêm họng.
Khí NO2 với nồng độ 100 ppm có thể gây tử vong cho ngưòi và động vật sau một số
phút tiếp xúc. Và với nồng độ 5 ppm sau một số phút tiếp xúc có thể dẫn đến ảnh hưởng
xấu đối với cơ quan hô hấp. Con người tiếp xúc lâu với khí NO2 với nồng độ khoảng

0,06 ppm có thể gây các bệnh nghiêm trọng về phổi [6].
2.1.33. Tác hại của bụi tro và mo hóng
Trong phổi ngưòi, bụi có thể là nguyên nhân gây kích thích cơ học gây khó khăn
cho các hoạt động của phổi và có thể gây nên các bệnh về đường hô hấp. Do đó, bụi tro
và mồ hóng ảnh hưởng đến sức khoẻ con người như gây bệnh hen suyễn, viêm cuống
phổi, bệnh khí thủng và bệnh viêm cơ phổi. Bụi khói được tạo ra trong quá trĩnh đốt
cháy nhiên liệu có thể chứa các hydrocacbon đa vòng (như 3,4-benzopyrene) với độc tố
cao và có thể gây ung thư.
2.13.4. Tác hại của khỉ co
Khí CO là loại khí không màu, không mùi, không vị, tạo ra do sự cháy không hoàn
toàn của nhiên liệu chứa carbon. Những người mang thai và đau tim tiếp xúc vói khí CO
sẽ rất nguy hiếm vĩ ái lực của co với hemoglobin cao hơn gấp 250 lần so vói oxy, cản trở
oxy từ máu đến mô. Một số nghiên cứu trên người và động vật đã

8


minh hoạ những cá thể tim yếu ở điều kiện căng thẳng trong trạng thái dư co trong máu,
đặc biệt phải chịu những cơn đau thắt ngực khỉ lượng co xung quanh tăng cao. Ở nồng
độ khoảng 5 ppm co cỏ thể gây đau đầu, chống mặt. Nồng độ từ 10 ppm đến 250 ppm có
thể gây tổn hại đến hệ thống tim mạch, thậm chí gây tử vong. Người tiếp xúc với CO
trong thời gian dài sẽ bị xanh xao, gầy yếu [8].
Khí CO có thể bị oxy hoá thành carbon dioxide (CO2) nhưng phản ứng này xảy ra
rất chậm dưới tác dụng của ánh sáng mặt trời, co có thể bị oxy hoá và bám vào thực vật
và chuyển hốa trong quá trình diệp lục hoá. Một số vi sinh vật trên mặt đất cũng có khả
năng hấp thụ co từ khí quyền.
Thực vật ít nhạy cảm với co hơn người, nhưng ở nồng độ cao (100 - 10 000 ppm) nỏ
làm cho lá rụng, bị xoắn quăn, diện tích lá bị thu hẹp, cây non bị chết yểu. co có tác dụng
kiềm chế sự ô hấp của tế bào thực vật [9].
2.2. Giới thiệu về khí cacbon monoxit (khí CO)

-

Danh pháp IUPAC: Carbon monoxide

-

Tên gọi khác: Cacbon oxit

-

Công thức phân tử: co (khí)

- Phân từ gam: 28,01 g/mol
2.2.1. Cấu tạo phân tử
Ở trạng thái cơ bản, nguyên tử carbon và nguyên tử oxy đều có hai electron độc thân
ờ phân lớp 2p. cấu tạo nguyên tử c và o được biểu diễn trong Hình 2.2.

c:

t

u
2s"

t

0:

2p2

tl
ti

t

í

2p4

2s'

Hình 2.2. Cấu tạo nguyền tử c và o [10]
Vì vậy, giữa chúng có thể tạo thành hai liên kết cộng hoá trị. Ngoài ra, giữa hai
nguyên tử còn hình thành một hên kết cho - nhận. Trong phân tử
oxỉhoá +2 [10].

9

co,

carbon cố số


2.2.2. Tính chất yật lỷ của co
CO là chất khí không màu, không mùi, không vị, nhẹ hơn không khí, rất ít tan trong
nước, hoá lỏng ở -191,5°c, hoá rắn ở -205,2°c, rất bền với nhiệt và rất độc [10]. co có
thể cháy trong không khí trong khoảng giới hạn nồng độ rộng, cháy với ngọn lửa màu
xanh. Hỗn hợp khí co và không khí có thể dễ dàng bị đốt cháy bởi nhiệt trên bề mặt hay
ngọn lửa [11]. Tính chất vật lý của co được thể hiện trong Bảng 2.1.
Bảng 2.1. Tính chất vật lý của co [12]

STT

Tính chất

Giá trị

1

Khối lượng phân tử

2
3

Nhiệt độ nóng chảy

28,01
-205°c

Nhiệt độ sôi

-192°c

4

Tỷ trọng

5

Tỷ trọng hơi (không khí =1)

0,9678

6
7

Giới hạn cháy nổ trong không khí

12,5-74%

Nhiệt độ tự bốc cháy

610°c

+ Ở0°c, 101,3 kPa

1,25 g/1

+ ở 25°c, 101,3 kPa

1,145 g/1

+ Ở0°c
8
9

3,54 ml/100 ml

Độ hòa tan trong + ở 20°c
nước
+ ở 25°c

2,32 ml/100 ml
2,14 ml/100 ml

Độ hoàn tan trong dung môi

Tan đáng kể trong etyl axetat,
cloroform và axit axetic; tan
trong metanol và etanol gấp 7
lần trong nước; tan trong

10
11

benzen.
57978,5 atm/mol

Hằng số Henry ở 25°c
Hệ số chuyển đổi

1 mg/m3 = 0,800 ppm 1 ppm =
+ Ở 0°C; 101,3 kPa + 1,250 mg/m3 1 mg/m3 = 0,800
ppm 1 ppm = 1,250 mg/m3
Ở 25°C; 101,3 kPa

2.2.3. Tính chất hóa học của co

Trong phân tử co có liên kết ba bền vững nên rất kém hoạt động ở nhiệt độ thường
và trở nên hoạt động hơn ở nhiệt độ cao. co là oxit trung tính, có tính khử

10


mạnh [10]. Ngoài ra, co cháy được trong không khí tạo thành CO2, cho ngọn lửa màu
lam nhạt và toả nhiều nhiệt. Vì vậy, co được dùng làm nhiên liệu khí.
Khi có than hoạt tính làm xúc tác, co kết hợp được với Clo tạo thành photgen
CO + Cl2 —^ COCI2 (photgen)

(2.1)

Khí CO có thể khử nhiều oxit kim loại thành kim loại ở nhiệt độ cao.
CO + CuO —^ CO2 + Cu

(2.2)

2.2.4. Các nguồn tạo ra CO
Khí CO sinh ra chủ yếu từ quá trình đốt cháy không hoàn toàn các vật liệu chứa
cacbon trong tự nhiên và trong hoạt động của con người. Tổng lượng phát thải co hàng
năm vào môi trường khoảng 2000 triệu tấn. Trong đó, các hoạt động của con người
đóng vai trò chủ yếu chiếm 60% khí co thải vào môi trường [2].
Nguồn phát sinh khí co có thể chia thành 2 nguồn chính, đó là nguồn ô nhiễm tự
nhiên và nguồn ô nhiễm nhân tạo.
2.2.4.1. Nguồn ô nhiễm tự nhiên:
Khí CO được tạo ra chủ yếu từ cháy rừng, hoạt động của núi lửa và thảm thực vật. Nạn
cháy rừng xảy ra do các nguyên nhân tự nhiên như hạn hán kéo dài, khí hậu khô và nóng
khắc nghiệt làm cho thảm cỏ khô bị bốc cháy, từ đó lan rộng ra thành đám cháy lớn.
Khu rừng bị cháy chứa nhiều chất độc hại bốc lên và lan toả ra như: khói, tro bụi, khí
SO2, co và NOx [13]. Khí thải phát sinh từ núi lửa chứa 0,46% co tính trên số mol các
thành phần khí thải, dữ liệu được đo ở nhiệt độ 1130°c và áp suất tương đương áp suất
khí quyến [14]. Một số chất thải từ thực vật với thành phần hóa học gồm các nhóm

ankyl, vòng thơm, dưới tác động của nhiệt độ môi trường và ánh sáng mặt tròi đã bị
phân hủy hóa - lý, sản sinh ra co thải vào môi trường. Một nghiên cứu khác của Lee và
cộng sự cho thấy, thông qua thảm thực vật, lượng co thải vào môi trường là 1,8 - 34
pmol/m2. giờ [15].
Lượng phát thải co từ nguồn thiên nhiên và nguồn nhân tạo được thế hiện trong Bảng
2.2 sau:

11