Sau đây, SVN xin giới thiệu sơ lược về ô nhiễm khí thải và các kỹ thuật xử lý, kiểm soát khí thải.
A. Ô nhiễm khí thải
Thành phần của chất đốt phần nhiều gồm 2 nguyên tố C và H. Ngoài ra còn chứa những nguyên tố khác như : O, S, N, những hợp chất hữu cơ chứa halogen ( clo, flo ), nhiệt độ và hoàn toàn có thể lẫn một số ít tạp chất hữu cơ. Những chất ô nhiễm hoàn toàn có thể sinh ra :
– Những chất ô nhiễm: bụi SOx, CO, NOx, THC, VOC.
– Các khí acid : HCl, HF, …
– Một số nguyên tố vi lượng dạng vết như những sắt kẽm kim loại nặng : Pb, Cr, Cd, Hg, Ni, As, Cu, Zn, Sn, …
– Những chất ô nhiễm hữu cơ dạng vết : polychlorinated dibenzo ( PCB ), polyclorinate dibenzo para dioxin ( PCDD ), polyclorinate dibenzo furan ( PCDF ), …
Nói chung, thành phần những chất ô nhiễm không khí tương quan trực tiếp đến chất đốt, lượng chất ô nhiễm tương quan đến đặc thù của quy trình đốt, công nghệ tiên tiến đốt cũng như quy trình quản lý và vận hành lò đốt .
1. Ô nhiễm NOx
Các nitơ oxit ( hầu hết là NO2, NO ) hình thành trong quy trình đốt là do phản ứng giữa nitơ và oxy. Tải trọng NOx nhờ vào hàm lượng nitơ có trong nguyên vật liệu, quy trình cấp khí và quy trình quản lý và vận hành lò đốt. Nồng độ NOx trong khí thải khi đốt thường thì từ 39 ÷ 424 ppm .
Kỹ thuật trấn áp NOx :
– Đốt nghèo khí có tuần hoàn hoàn toàn có thể giảm 35 % lượng NOx ;
– Xử lý bằng xúc tác hoặc bằng amoniac hoàn toàn có thể giảm được 65 % NOx ;
– Nếu sử dụng than hoạt tính trộn natrihydrocacbonate tỉ lệ 35 : 65 khối lượng, hoàn toàn có thể giảm 65 % NOx. Bên cạnh đó, hoàn toàn có thể giải quyết và xử lý thêm khí thải khác ( THC, hơi acid, khử dioxin / furan ) .
2. Ô nhiễm SOx và khí acid (HCl, HF)
Các khí SOx sinh ra trong thành phần nguyên vật liệu có chứa lưu huỳnh. Khí acid ( HCl, HF ) do trong thành phần nguyên vật liệu có chứa clo, flo .
Kỹ thuật trấn áp SOx, khí acid ( HCl, HF ) :
Sử dụng những thiết bị giải quyết và xử lý khí thải trải qua quy trình hấp thụ, hấp phụ. Thiết bị thường sử dụng là tháp hấp thụ có vật tư đệm .
3. Ô nhiễm CO và THC
Khí CO và THC được tạo thành là do hiệu quả cháy không trọn vẹn những hợp chất hữu cơ. Thông qua nồng độ CO, CO2, THC, ta hoàn toàn có thể nhìn nhận hiệu suất cao của quy trình đốt. Thưc tế, việc đo nồng độ THC rất phức tạp. Vì vậy, người ta thường đo chỉ tiêu CO2 và CO để nhìn nhận hiệu suất cao đốt. Nếu hiệu suất cao đốt đạt trên 99 % hoặc nồng độ CO trong khí thải nhỏ hơn 10 ppm người ta thấy nồng độ THC ttrong khí thải không đáng kể .
4. Ô nhiễm do các hợp chất kim loại nặng
Các sắt kẽm kim loại chính có trong thành phần khí thải gồm : Sb, As, Hg, Be, Cd, Cr, Cu, Pb, Mn, Ni, Zn, … Thường chúng sống sót ở những dạng hợp chất như oxit, muối, size của những hạt thường nhỏ hơm 2 μm. Phụ thuộc vào thực chất của mỗi sắt kẽm kim loại mà kả năng bay hơi của chúng khác nhau. Một số sắt kẽm kim loại nặng như Pb, As, Hg, Se, … rất dễ bị phát tán vào không khí ngay cả trường hợp có trang bị mạng lưới hệ thống giải quyết và xử lý bụi .
5. Ô nhiễm các hợp chất nhóm halogen hữu cơ
Là những hợp chất nguy khốn, gồm có PAH ( những hydrocacbon đa vòng ), polychlorinated dibenzo ( PCB ), polyclorinate dibenzo para dioxin ( PCDD ), polyclorinate dibenzo furan ( PCDF ), … Khối lượng những chất ô nhiễm trong khí thải có tương quan trực tiếp đến thành phần, đặc thù của nguyên vật liệu cũng như phụ thuộc vào vào công nghệ tiên tiến đốt. Đối với những hợp chất dioxin và furan, vận tốc sinh ra nhanh khi nhiệt độ buồng đốt khoảng chừng 300 ÷ 400 oC .
Kỹ thuật trấn áp những hợp chất halogen hữu cơ :
Kiểm soát chính sách đốt thích hợp, trong đó cần chăm sóc đến nhiệt độ buồng đốt .
B. Các phương pháp xử lý khí
Hiện nay, đối với các loại khí và hơi độc người ta thường sử dụng phương pháp hấp thụ hoặc hấp phụ.
1. Phương pháp hấp phụ
Nguyên tắc giải quyết và xử lý : Sử dụng chất hấp phụ dạng rắn giữ lại những khí và hơi độc hại trên mặt phẳng khi cho khí thải đi qua .
Có 2 nhóm thiết bị hấp phụ :
– Nhóm hấp phụ không tái sinh : Áp dụng với nguồn thải quy mô nhỏ hay lọc không khí ở máy điều hòa. Gồm có những dạng : phẳng ( flat ), ống ( cylindrical ), nếp gấp ( pleated ), hộp ( canister ) …
– Nhóm hấp phụ có tái sinh : Áp dụng với nguồn thải quy mô lớn, khí thải có giá trị cần tịch thu. Gồm có những dạng : lớp hấp phụ cố định và thắt chặt ( fixed bed ), lớp hấp phụ chuyển dời ( movingbed ), lớp hấp phụ kiểu tầng sôi ( fluidized bed ) … Thường lắp 2 đơn nguyên song song ( khi 1 thiết bị bão hòa, sẽ chuyển khí thải sang thiết bị khác và tái sinh thiết bị thứ nhất ). Dùng hơi nước, không khí nóng hay khí trơ để tái sinh ( giải hấp phụ ). Hơi nước chứa khí giải hấp được dẫn qua thiết bị ngưng tụ để tịch thu. Khí thải thường được đưa vào thiết bị từ trên xuống hơn là từ dưới lên, để tránh sự thoát ra ngoài của chất hấp phụ .
Quá trình hấp phụ thường thì được triển khai trong những buồng hấp phụ có chứa những chất có năng lực hấp phụ. Khí thải chứa những chất cần hấp phụ được dẫn qua lớp chất hấp phụ. Các chất cần hấp phụ sẽ được giữ lại còn khí thật sạch được thải ra ngoài .
Có nhiều loại tháp hấp phụ, tùy theo đặc thù và lưu lượng của khí thải cũng như điều kiện kèm theo thực tiễn của nhà xưởng mà chọn loại tháp tương thích. Ngoài việc chọn kiểu tháp, chọn vật tư hấp thụ cũng là một yếu tố quan trọng trong quy trình giải quyết và xử lý khí. Có nhiều loại vật tư như : than hoạt tính, silicagel, zeolit, và những chất hấp phụ tự nhiên khác … Tùy vào từng loại khí thải mà lựa chọn vật tư hấp phụ .
Phương pháp hấp phụ có năng lực làm sạch cao. Chất hấp phụ sau khi sử dụng đều có năng lực tái sinh ; điều này đã làm hạ giá tiền giải quyết và xử lý và đây cũng là ưu điểm lớn nhất của giải pháp hấp phụ .
2. Phương pháp hấp thụ
Đối với chiêu thức hấp thụ thì được chia làm 2 loại : hấp thụ vật lý và hấp thụ hóa học. Tuy nhiên, trong giải quyết và xử lý khí thải nói chung, hấp thụ hóa học được ứng dụng thoáng đãng hơn so với hấp thụ vật lý .
Hấp thụ hóa học là quy trình hấp thụ luôn đi kèm với một hay nhiều phản ứng hóa học. Sau quy trình khuếch tán là quy trình xảy ra những phản ứng hóa học. Các loại tháp hấp thụ thường được sử dụng gồm có :
Tháp hấp thụ có lớp đệm bằng vật tư rỗng được dùng phổ cập nhất. Trong tháp, người ta thường nhồi những vật thể lồng cồng như ốc sành sứ, lò so sắt kẽm kim loại, vụn than cốc … để làm tăng diện tích quy hoạnh tiếp xúc hai pha. Khi quản lý và vận hành, khí thải được đi từ dưới lên trên còn chất lỏng thì đi từ trên xuống dưới. Lưu lượng của hai pha luôn được thống kê giám sát trước để thiết bị đạt hiệu suất cao cao nhất .
Các điều tra và nghiên cứu thủy động học và chuyển khối trong những thiết bị hấp thụ đệm nổi cho thấy, tháp hấp thụ kiểu này hoàn toàn có thể thao tác với vận tốc dòng khí lớn mà không bị ùn tắc. Nhược điểm của tháp hấp thụ đệm nổi là khó thoát nhiệt trong quy trình hấp thụ. Muốn tách nhiệt, người ta thường phải sử dụng làm lạnh tuần hoàn .
Tháp hấp thụ sủi bọt thường được sử dụng trong trường hợp tải lượng cao, áp suất khí thải lớn và quy trình hấp thụ có sự tỏa nhiệt, cần được làm lạnh. Các kiểu tháp hấp thụ sủi bọt chính gồm : sủi bọt qua lưới ( hay vật xốp ), sủi bọt qua những đĩa chụp xen kẽ và trộn cơ học khí và chất lỏng. Hấp thụ kiểu sủi bọt có điểm yếu kém lớn nhất là luôn có lớp bọt chiếm thể tích khá lớn trong thiết bị. Việc hoạt động của chất lỏng gặp phải trở lực lớn. Các nhà phong cách thiết kế đã có nhiều khu công trình làm giảm bớt những điểm yếu kém trên để hoàn toàn có thể sử dụng kiểu hấp thụ này trong công nghiệp vì nó có thông số chuyển khối rất cao. Chiều cao lớp chất lỏng tăng sẽ làm tăng năng lực hấp thụ tuy nhiên đồng thời cũng tăng trở lực của thiết bị. Thông thường người ta không tăng lớp chất lỏng quá 50 mm .
Tháp phun, buồng phun là loại thiết bị hấp thụ đơn thuần. Trong tháp phun, chất lỏng được phun thành bụi ( sương ) từ phía trên xuống, khí thường đi từ dưới lên nhằm mục đích làm tăng diện tích quy hoạnh tiếp xúc và để nồng độ thực tiễn chất cần hấp thụ trong pha khí giảm dần theo chiều từ dưới đi lên và nồng độ chất bị hấp thụ trong pha lỏng được tăng dần theo chiều từ trên đi xuống. Quá trình này rất có lợi cho việc tăng hiệu suất cao giải quyết và xử lý. Tháp hấp thụ phun hoàn toàn có thể chia ra làm ba kiểu khác nhau : thiết bị hấp thụ phun kiểu thùng rỗng, thiết bị hấp thụ phun thuận dòng vận tốc cao và thiết bị hấp thụ phun sương kiểu cơ khí. Quá trình phân tán khí hoàn toàn có thể thực thi bằng cách cho khí đi qua tấm xốp, tấm đục lỗ hoặc bằng cách khuấy cơ học .
Muốn lựa chọn loại tháp hấp phụ cần dựa trên các tiêu chí về lưu lượng cũng như thành phần của khí thải.
5/5 – ( 2 bầu chọn )
