XỬ LÝ CHẤT VÔ CƠ TRONG KHÍ THẢI

XỬ LÝ CHẤT VÔ CƠ TRONG KHÍ THẢI


Một số loại khí độc hại thường gặp trong sản xuất công nghiệp như SO2, H2S, Nox, SOx, F2, Cl2…  các loại khí này nếu không được xử lý trước khi thải ra môi trường sẽ là nguồn gây ô nhiễm không khí nghiêm trọng, ảnh hưởng đến sức khoẻ của con người. Luật pháp về môi trường ngày càng nghiêm ngặt trong vấn đề xử lý hành vi gây ô nhiễm môi trường. Để hiểu rõ hơn PH-EU đưa ra phương pháp xử lý một số chất vô cơ đặc trưng trong khí thải như sau:
1.Sunfua dioxit (SO2)
SO2 phát sinh chủ yếu từ trung tâm nhiệt điện, các loại lò nung, lò đốt than, dầu và khí đốt có chứa lưu huỳnh, các công đoạn sản xuất hoá chất, luyện kim. Một số phương pháp xử lý lý SO2 thường được sử dụng như sau:
a.Phương pháp hấp thụ
- Hấp thụ SO2 bằng nước: Dòng nước được phun từ trên đỉnh của thiết bị sẽ hoà tan, hấp thụ SO2. Cách xử lý này có thể thu hồi SO2 sử dụng vào việc sản xuất axit H2SO4 nhờ phương pháp ngưng tụ.
- Xử lý SO2 bằng đá vôi CaCO3 và vôi nung CaO: Khí thải sau khi được lọc bụi sẽ đi qua dung dịch sữa vôi tưới lên trên lớp vật liệu rỗng, dòng khí từ dưới lên và dòng dung dịch từ trên xuống sẽ tiếp xúc với nhau, quá trình phản ứng diễn ra tạo thành các tinh thể CaSO3.0.5H2O, CaSO4. 2H2O lắng xuống đáy thiết bị và không khí sạch sẽ đi lên và thoát ra ngoài. 
- Xử lý SO2 bằng Amoniac: Amoniac và SO2 trong nước phản ứng với nhau tạo thành muối amoni sunfit, sau đó muối này tác dụng tiếp với SO2, H2O để tạo ra muối amoni bisunfit. Lượng chất này tích tụ lâu dần trong dung dịch có thể hoàn nguyên bằng cách nung nóng trong chân không.
Một số dạng hấp thụ SO2 bằng Amoniac: xử lý bằng amoniac có chưng áp, xử lý bằng amoniac và vôi.
-Xử lý SO2 bằng magie oxit (MgO): khí thải chứa SO2 cần xử lý được đưa vào thiết bị, dung dịch huyền phù MgSO3.6H2O và MgO được tưới lên dòng khí, phản ứng hoá học xảy ra 

MgO + SO2 →MgSO3
MgSO3 + H2O + SO2 →Mg( HSO3)2

MgSO3 tan trong nước rất hạn chế do đó sẽ kết tủa thành tinh thể MgSO3.6H2O và ở 500C biến thành MgSO3.3H2O. Các tinh thể được tách ra khỏi dung dịch huyền phù, sấy khô và xử lý ở nhiệt độ 800-9000C để thu hồi SO2 và MgO. Một số phương pháp sử dụng MgO để xử lý SO2 thường áp dụng: phương pháp MgO không kết tinh, phương pháp MgO sủi bọt, MgO kết hợp với potas( kali cacbonat)
Xử lý SO2 bằng kẽm oxit, ZnO: Phản ứng giữa SO2 và ZnO để tạo thành  muối sunsit và bisunfit sau đó dùng phản ứng nhiệt để phân ly thành SO2 và ZnO. Một số phương pháp được áp dụng như sau: Phương pháp kẽm oxit đơn thuần,  phương pháp kẽm oxit kết hợp Natri sunfit.
- Xử lý SO2 bằng các chất hấp thụ hữu cơ: Chất hấp thụ khí SO2 được sử dụng phổ biến là các amin thơm như anilin, toluidin, xylidin, dimetyl- anilin. 
b. Phương pháp hấp phụ
Hấp phụ bằng than hoạt tính: Khí thải đi vào tháp hấp phụ sau đó SO2 được giữ lại trong các lớp than hoạt tính. Than hoạt tính sau khi bị bão hoà sẽ được hoàn nguyên để tiếp tục sử dụng,
Xử lý SO2 bằng than hoạt tính có tưới nước: khí thải được làm cho bão hòa hơi nước ở nhiệt độ dưới 1000C  sau đó cho đi qua lớp than hoạt tính có tưới nước. Khi SO2 bị giữ lại trong lớp than hoạt tính được oxy hóa thành SO3 sau đó SO3 sẽ kết hợp với nước tạo thành H2SO4. Axit sunfuric thu được trong thùng chứa với nồng độ 20 ÷ 25% được trích một phần để làm nguội và làm ẩm khí thải cần xử lý.
Xử lý SO2 bằng nhôm oxit kiềm hoá: Quá trình xử lý SO2 bằng nhôm oxit kiềm hoá được dựa trên tính chất hấp phụ của hỗn hợp nhôm oxit Al2O3 và Natri oxit (Na2O). Trong quá trình hấp phụ, SO2 bị oxi hoá sau đó tác dụng với oxit kim loại để biến thành sunfua. Chất hấp phụ sau khi bị bão hoà được hoàn nguyên bằng khí trơ ở nhiệt độ 600-6500C. 
Xử lý SO2 bằng MgO: Khí thải ở 130-3300C đi vào thiết bị hấp phụ, SO2 bị MnO hấp phụ tạo thành SO3 sau đó kết hợp với độ ẩm mao dẫn trong chất hấp phụ tạo thành axit sunfuric. 
Xử lý SO2 bằng vôi và dolomit trộn vào than nghiền: Quá trình phản ứng giữa SO2 với vôi xảy ra ở nhiệt độ 760-10400C tạo sản phẩm CaSO4 và dolomit( CaCO3.MgCO3) xảy ra ở nhiệt độ 600-12000C tạo ra CaSO4, MgO, CO2.
2.Khí hydro sunfua (H2S)
H2S được sinhra chủ yếu trong quá trình luyện cốc từ than đá, lọc dầu, sản xuất khí công nghiệp, chế biến xenlylozo, sợi nhân tạo, nấu bột giấy, thuộc da, nấu thuốc nhuộm, xử lý nước thải. Một số phương pháp được áp dụng để xử lý H2S như sau:
- Xử lý H2S bằng Natri cacbonat : Khi cho dung dịch chứa chất hấp thụ đi qua dòng khí thải chứa H2S sẽ xảy ra phản ứng hoá học. Dung dịch bão hoà được làm bốc hơi bằng không khí nóng trong tháp giải hấp thụ để thu lại Natri cacbonat và quá trình xử lý được diễn ra liên tục. 
- Xử lý H2S bằng Amoni cacbonat: Sản phẩm của quá trình phản ứng là là amoni sunfat sẽ được phân huỷ thành NH3 và H2S. Dung dịch NH3 quay trở lại chu trình để kết hợp với CO2 và H2O trong khí thải tạo thành amoni cacbonat và phản ứng tiếp tục xảy ra. 
- Xử lý H2S bằng Kali photphat: Ưu điểm của việc dùng kali photphat là có tính bền vững và có thể dùng hơi nước để làm bay hơi và thu hồi. 
- Xử lý H2S bằng NaOH: Cơ sở của phương pháp này là dùng NaOH để phản ứng với H2S tạo ra Na2S và NaHS, các sản phẩm này kết hợp với O2 và nước tạo thành Na2S2O3, NaOH góp phần giảm nhẹ khâu xử lý nước đã qua sử dụng trước khi thải qua môi trường. 
- Xử lý H2S bằng Amoniac: Quá trình phản ứng giữa amoniac và H2S tạo ra (NH4)2S. Ở nhiệt độ và áp xuất thích hợp (NH4)2S phân giải thành NH3 và H2S. NH3 tiếp tục quay lại chu trình xử lý còn H2S được thu hồi nhằm điều chế axit hoặc lưu huỳnh đơn chất.
- Xử lý H2S bằng  Natri thioasenat 
Na4As2S5O2: dung dịch chất hấp thụ Natri thioasenat được chuẩn bị bằng cách hoà tan As2O3 và Na2CO3 trong nước với tỷ lệ 1mol As2O3 và 2mol Na2CO3. Phản ứng xảy ra giữa H2S và natri thioasenat tạo thành Na4As2S6O, tiếp theo chất này tác dụng với oxi và được hoàn nguyên tạo ra Na4As2S5O2 và lưu huỳnh đơn chất.

- Xử lý H2S bằng oxit sắt Fe2O3: sản phẩm của quá trình phản ứng là Fe2S3 và H2O.  Sau khi bão hoà oxit sắt được hoàn nguyên bằng việc cấp oxi và thu được lưu huỳnh đơn chất. Điều kiện tốt nhất cho quá trình hấp phụ là nằm trong khoảng nhiệt độ từ 28-300C và độ ẩm của vật liệu hấp phụ khoảng 30%. 
- Xử lý H2S bằng than hoạt tính: Quá trình hấp phụ H2S xảy ra nhờ hiện tượng oxi hoá khí H2S trên bề mặt của than, sản phẩm của quá trình là lưu huỳnh đơn chất và nước. Sau một thời gian sử dụng, lượng lưu huỳnh trong than bị bão hoà vì vậy cần được thay thế mới hoặc hoàn nguyên bằng amoni sunfua( NH4)2S. Kích thước hat than càng nhỏ thì độ ngậm H2S càng lớn.
3.Khí Oxit Nito( NOx)
- Xử lý NOx bằng nước: NOx kết hợp với nước tạo thành axit nitric và axit nitro, tiếp theo axit nitro bị oxi hoá thành dioxit nito. Phương pháp này được áp dụng để xử lý khí NOx với nồng độ thấp và hiệu quả thường không cao, khoảng 50%
- Xử lý NOx bằng dung dịch kiềm: Dung dịch chất hấp thụ được sử dụng là NaOH và Mg(OH)2. 
- Xử lý NOx bằng hấp phụ than hoạt tính, silicagel, alumogel…: Phương pháp này có thể thu hồi NOx để điều chế axit nitric, tuy nhiệt hiệu quả xử lý của phương pháp này không cao với dòng khí thải chứa nồng độ NOx khoảng 1-1.5%.


Bình luận