1. Trang Chủ
  2. Môi trường
  3. Bài giảng Kỹ thuật xử lý khí thải: Chương 4 - Phạm Khắc Liệu

Bài giảng Kỹ thuật xử lý khí thải: Chương 4 - Phạm Khắc Liệu

Bài giảng Kỹ thuật xử lý khí thải: Chương 4 cung cấp cho người học những kiến thức như: Đại cương; Xử lý lưu huỳnh dioxit (SO2); Xử lý các nitơ oxit (NOx); Xử lý các chất hữu cơ dễ bay hơi (VOC); Xử lý một số khí ô nhiễm khác. Mời các bạn cùng tham khảo! Chương 4. KỸ THUẬT XỬ LÝ CÁC CHẤT Ô NHIỄM DẠNG KHÍ VÀ HƠI 4.1. Đại cương  Các khí và hơi phổ biến được xử lý: SO2, NOx, VOCs, H2S, HCl, Cl2…  Các phương pháp xử lý:  Hấp thụ (absorption)  Hấp phụ (adsorption)

Thể loại Tài liệu miễn phí Môi trường

Số trang 62

Ngày tạo 4/6/2023 12:38:46 PM +00:00

Loại tệp PDF

Kích thước 2.85 M

Tên tệp

Tải Bài giảng Kỹ thuật xử lý khí thải: Chương 4 ... (.pdf)

Xem mẫu

  1. Chương 4. KỸ THUẬT XỬ LÝ CÁC CHẤT Ô NHIỄM DẠNG KHÍ VÀ HƠI 4.1. Đại cương  Các khí và hơi phổ biến được xử lý: SO2, NOx, VOCs, H2S, HCl, Cl2…  Các phương pháp xử lý:  Hấp thụ (absorption)  Hấp phụ (adsorption)  Ngưng tụ (condensation)  Phân hủy nhiệt (thermal destruction)  Phân hủy có xúc tác (catalytic oxidation)  Đốt cháy (combustion)  Xử lý sinh học (biological treatment) Bài giảng Kỹ thuật xử lý khí thải - GV: Phạm Khắc Liệu 4-1
  2. Chương 4. KỸ THUẬT XỬ LÝ CÁC CHẤT Ô NHIỄM DẠNG KHÍ VÀ HƠI 4.2. Xử lý SO2 (FGD: Flue Gas Desulfurization) 4.2.1. Sơ lược về các phương pháp xử lý  Nhóm các phương pháp hấp thụ (hay PP ướt): (1). Hấp thụ bằng nước (2). Hấp thụ bằng nước kết hợp oxy hóa (3). Hấp thụ bằng sữa vôi (4). Hấp thụ bằng NH3 (5). Hấp thụ bằng amin hữu cơ  Nhóm các phương pháp hấp phụ (PP khô): (1). Hấp phụ bằng bột vôi (2). Hấp phụ bằng than hoạt tính (3). Hấp phụ bằng nhôm oxit kiềm hóa (4). Xử lý bằng MnO Bài giảng Kỹ thuật xử lý khí thải - GV: Phạm Khắc Liệu 4-2
  3. Chương 4. KỸ THUẬT XỬ LÝ CÁC CHẤT Ô NHIỄM DẠNG KHÍ VÀ HƠI Bài giảng Kỹ thuật xử lý khí thải - GV: Phạm Khắc Liệu 4-3
  4. Chương 4. KỸ THUẬT XỬ LÝ CÁC CHẤT Ô NHIỄM DẠNG KHÍ VÀ HƠI 4.2.2. Phương pháp hấp thụ bằng nước  Đơn giản, được áp dụng sớm nhất trong các phương pháp loại SO2  Thiết bị:  Tháp phun ngược dòng  Tháp hấp thụ có lớp vật liệu rỗng được tưới ướt  Độ hòa tan của SO2 trong nước có ý nghĩa quan trọng  Hoàn nguyên (tái tạo) SO2 khỏi dung dịch hấp thụ:  Tách SO2 phục vụ công nghiệp sản xuất H2SO4  Hoàn nguyên nước để tái sử dụng trong quá trình hấp thụ  Phương pháp: Dùng nhiệt, nâng nhiệt độ dung dịch sau tháp hấp thụ lên đến 100oC, SO2 bốc hơi ra hoàn toàn; ngưng tụ hơi SO2 ta co thể thu được khí SO2 100% Bài giảng Kỹ thuật xử lý khí thải - GV: Phạm Khắc Liệu 4-4
  5. Chương 4. KỸ THUẬT XỬ LÝ CÁC CHẤT Ô NHIỄM DẠNG KHÍ VÀ HƠI 1- tháp hấp thụ; 2 - tháp hoàn nguyên giải thoát khí SO2; 3 - thiết bị ngưng tụ; 4,5 - thiết bị trao đổi nhiệt; 6 - bơm Hình 4.1- Sơ đồ hệ thống hấp thụ SO2 bằng nước  Xem lại các tính toán hấp thụ SO2 bằng H2O ở Chương 2, mục 2.2.1. Bài giảng Kỹ thuật xử lý khí thải - GV: Phạm Khắc Liệu 4-5
  6. Chương 4. KỸ THUẬT XỬ LÝ CÁC CHẤT Ô NHIỄM DẠNG KHÍ VÀ HƠI 4.2.3. Phương pháp hấp thụ bằng sữa vôi  Có thể sử dụng đá vôi (CaCO3) hay vôi nung (CaO)  Các phản ứng xảy ra: CaO+ SO2 + 2 H2O → CaSO3.2H2O↓ CaCO3 + SO2 + 2 H2O → CaSO3.2H2O↓ + CO2 CaSO3.2 H2O + ½ O2 → CaSO4.2H2O↓  Áp dụng rộng rãi do hiệu quả xử lý cao, nguyên liệu rẻ tiền, sẵn có  Bùn thải ra (chứa CaSO3, CaSO4, CaCO3 dư – thành phần tương tự thạch cao) có thể được sử dụng vào mục đích làm vật liệu xây dựng Bài giảng Kỹ thuật xử lý khí thải - GV: Phạm Khắc Liệu 4-6
  7. Chương 4. KỸ THUẬT XỬ LÝ CÁC CHẤT Ô NHIỄM DẠNG KHÍ VÀ HƠI  Sơ đồ công nghệ (Hình ở các slide tiếp theo)  Khí thải đã loại bụi dẫn vào tháp hấp thụ từ phía dưới, huyền phù sữa vôi hay đá vôi được phun từ phía trên để phản ứng với SO2 trong khí thải  Ở bể thu dưới đáy tháp, vôi hay đá vôi được bổ sung cùng nước lắng và nước bổ sung; một phần huyền phù được bơm sang bể làm đặc; một phần bơm lên để phun vào tháp  Bùn từ bể làm đặc được lọc (chân không) và có thể trộn với tro bay để tái sử dụng.  Có thể loại đến 95 - 98% SO2 Bài giảng Kỹ thuật xử lý khí thải - GV: Phạm Khắc Liệu 4-7
  8. Chương 4. KỸ THUẬT XỬ LÝ CÁC CHẤT Ô NHIỄM DẠNG KHÍ VÀ HƠI or reuse Hình 4.2 - Sơ đồ công nghệ xử lý SO2 bằng hấp thụ với sữa vôi (Nguồn: Environmental Engineers’ Handbook, CRC Press, 1999) Bài giảng Kỹ thuật xử lý khí thải - GV: Phạm Khắc Liệu 4-8
  9. Chương 4. KỸ THUẬT XỬ LÝ CÁC CHẤT Ô NHIỄM DẠNG KHÍ VÀ HƠI Bài giảng Kỹ thuật xử lý khí thải - GV: Phạm Khắc Liệu 4-9
  10. Chương 4. KỸ THUẬT XỬ LÝ CÁC CHẤT Ô NHIỄM DẠNG KHÍ VÀ HƠI  Tính toán nhu cầu đá vôi và lượng bùn sinh ra khi xử lý SO2 từ đốt cháy than đá  Lượng đá vôi (CaCO3) cần dùng, kg/tấn than: hS mCaCO 3  31,25 (4 - 1) K  Lượng bùn (theo khối lượng khô) tạo ra trong quá trình xử lý, kg/tấn than: mslurry  42,6hS  (1  K )mCaCO 3 (4 - 2) S: thành phần lưu huỳnh trong nhiên liệu, % khối lượng h: hiệu suất loại SO2 cần thiết để đạt giới hạn phát thải cho phép (số thập phân) K: tỉ lệ CaCO3 nguyên chất trong đá vôi (0,8 đến 0,9) Bài giảng Kỹ thuật xử lý khí thải - GV: Phạm Khắc Liệu 4-10
  11. Chương 4. KỸ THUẬT XỬ LÝ CÁC CHẤT Ô NHIỄM DẠNG KHÍ VÀ HƠI Ví dụ: Tính lượng đá vôi cần thiết và lượng bùn tạo ra khi xử lý SO2 từ ống khói lò nung, biết: Nhiên liệu sử dụng là than cám chứa 0,8% S; khối lượng đốt 0,8 t/h Nồng độ SO2 trong khí thải = 920 mg/m3 Nồng độ SO2 theo yêu cầu = 500 mg/m3 Tỷ lệ CaCO3 nguyên chất trong đá vôi = 0,85 Giải:  Hiệu suất xử lý SO2 cần thiết h = (920-500)/920 = 0,457  Nhu cầu đá vôi tính theo (4-1): hS 0,457  0,8 mCaCO 3  31,25  31,25  13,44kg / t than K 0,85  Nhu cầu đá vôi tiêu thụ mỗi giờ = 13,44 x 0,8 = 10,75 kg/h  Lượng bùn khô tính theo (4-2): mslurry  42,6hS  (1  K )mCaCO 3  42,6  0,457  0,8  0,15 13,44  17,59 kg / t than  Lượng bùn khô mỗi giờ = 17,59 x 0,8 = 14,07 kg/h Bài giảng Kỹ thuật xử lý khí thải - GV: Phạm Khắc Liệu 4-11
  12. Chương 4. KỸ THUẬT XỬ LÝ CÁC CHẤT Ô NHIỄM DẠNG KHÍ VÀ HƠI • Công suất NM nhiệt điện = 120 MW • Qg = 567000 m3/h • C0 = 1,19 g/m3 • Ce= 0,119 g/m3 • Qw = 1780 m3/h • LCaCO3 =1,02 t/h Hình 4.3 -Hệ thống áp dụng ở NM Nhiệt điện Battersea ở Anh 1 - scubber; 2 - bộ lọc cặn hình trống; 3 - bể lắng; 4 - bộ phận thông khí Bài giảng Kỹ thuật xử lý khí thải - GV: Phạm Khắc Liệu 4-12
  13. Chương 4. KỸ THUẬT XỬ LÝ CÁC CHẤT Ô NHIỄM DẠNG KHÍ VÀ HƠI • Qg = 62500 m3/h • C0 = 0,3% • Sp thạch cao = 35 t/ngày 1,3,4- scubber 2 - thiết bị làm nguội 5 - thùng chứa 6 - thùng cô đặc 7 - thùng pha chế sữa vôi mới 8 - thùng chứa trung gian có khuấy 9 -thùng oxi hóa (sục không khí) 10 - máy ly tâm Hình 4.4 - Hệ thống áp dụng ở Nhật Bản cho sản phẩm thạch cao thương mại (dung dịch tưới canxi bisulfit-sulfat bổ sung sữa vôi mới) Bài giảng Kỹ thuật xử lý khí thải - GV: Phạm Khắc Liệu 4-13
  14. Chương 4. KỸ THUẬT XỬ LÝ CÁC CHẤT Ô NHIỄM DẠNG KHÍ VÀ HƠI 4.2.4. Phương pháp hấp thụ với amoniac  Các phản ứng xảy ra trong quá trình xử lý: SO2 + NH3 + H2O(NH4)2SO3 (NH4)2SO3 + SO2 + H2O(NH4)HSO3  Các quá trình khác (NH4)HSO3 + (NH4)2SO3 (NH4)2SO4 + S + H2O (NH4)2SO3 + S(NH4)2S2O3 (NH4)2S2O3 + (NH4)HSO3  (NH4)2SO4 + S + H2O  Phản ứng hoàn nguyên (NH4)HSO3  (NH4)2SO3 + SO2 + H2O Bài giảng Kỹ thuật xử lý khí thải - GV: Phạm Khắc Liệu 4-14
  15. Chương 4. KỸ THUẬT XỬ LÝ CÁC CHẤT Ô NHIỄM DẠNG KHÍ VÀ HƠI Hình 4.5 - Sơ đồ hệ thống xử lý SO2 bằng NH3 1: scubber; 2,4: thiết bị làm nguôi; 3: tháp hấp thụ nhiều tầng; 5: tháp hoàn nguyên; 6: tháp bốc hơi; 7: thùng kết tinh; 8: máy vắt khô ly tâm; 9: nồi chưng áp Bài giảng Kỹ thuật xử lý khí thải - GV: Phạm Khắc Liệu 4-15
  16. Chương 4. KỸ THUẬT XỬ LÝ CÁC CHẤT Ô NHIỄM DẠNG KHÍ VÀ HƠI Số liệu từ hệ thống xử lý khói lò hơi công suất 160-200 t/h: • Thành phần tinh thể thu từ thiết bị ly tâm: (NH4)2SO4: 92 – 93%; (NH4)2SO3: 2 – 3%; NH4HSO3: 0,5 – 1%; H2O : 4 -5 % Bài giảng Kỹ thuật xử lý khí thải - GV: Phạm Khắc Liệu 4-16
  17. Chương 4. KỸ THUẬT XỬ LÝ CÁC CHẤT Ô NHIỄM DẠNG KHÍ VÀ HƠI 4.2.5. Phương pháp hấp phụ bằng vôi bột  Bột vôi (CaO, Ca(OH)2) được bơm trực tiếp vào dòng khí, SO2 hấp phụ trên bề mặt hạt và phản ứng hóa học tạo sulfit, sulfat.  Các hạt tạo thành được xử lý bằng thiết bị lọc bụi, thường là lọc túi vải  Có thể bố trí thêm 1 ngăn mở rộng sau khi bơm vôi bột vào để làm tăng thời gian lưu để phản ứng xảy ra tốt hơn. Bài giảng Kỹ thuật xử lý khí thải - GV: Phạm Khắc Liệu 4-17
  18. Chương 4. KỸ THUẬT XỬ LÝ CÁC CHẤT Ô NHIỄM DẠNG KHÍ VÀ HƠI Hình 4.6 - Sơ đồ hệ thống xử lý SO2 bằng vôi bột. Bài giảng Kỹ thuật xử lý khí thải - GV: Phạm Khắc Liệu 4-18
  19. Chương 4. KỸ THUẬT XỬ LÝ CÁC CHẤT Ô NHIỄM DẠNG KHÍ VÀ HƠI Bài giảng Kỹ thuật xử lý khí thải - GV: Phạm Khắc Liệu 4-19
  20. Chương 4. KỸ THUẬT XỬ LÝ CÁC CHẤT Ô NHIỄM DẠNG KHÍ VÀ HƠI 4.3. Xử lý các nitơ oxit (NOx) 4.3.1. Khử chọn lọc không xúc tác (SNCR)  Nguyên tắc: dùng ammonia (NH3) hoặc urê (H2NCONH2) khử NOx ở nhiệt độ cao (900 – 1000oC) theo các phản ứng: 4NH3+ 4NO + O2  4N2 + 6H2O 4NH3+ 2NO2 + O2  3N2 + 6H2O  Điều kiện xử lý:  Phối trộn tốt giữa các tác nhân phản ứng  Nhiệt độ thích hợp  Thời gian lưu  Yếu tố then chốt: kiểm soát nhiệt độ trong khoảng hẹp  Nhiệt độ thấp ( 1100oC): NH3 sẽ bị oxi hóa bởi oxi không khí tạo thêm NO: 4 NH3 + 5O2  4NO + 6H2O  Hiệu quả xử lý 20 - 60% Bài giảng Kỹ thuật xử lý khí thải - GV: Phạm Khắc Liệu 4-20
nguon tai.lieu . vn
Toán học Môi trường Vật lý Sinh học Địa Lý Hoá học Nông - Lâm - Ngư Cơ khí - Chế tạo máy Tiếng Anh phổ thông Khoa học ứng dụng Nông - Lâm Kiến thức tổng hợp Giáo dục học Xã hội học