Xử lý khí thải bằng phương pháp nhiệt

Welcome to our presentation 1 Trường Đại học Công nghiệp Thực phẩm TP. Hồ Chí Minh Khoa CNSH & KTMT GVHD: Trần Đức Thảo Lớp: 03DHMT2, Thứ 2 tiết 10-12 Nhóm: 4 TP. HCM_THÁNG 9 NĂM 2014 XỬ LÝ KHÍ THẢI VÀ CHỐNG ỒN 2 ĐỀ TÀI: XỬ LÝ KHÍ THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP NHIỆT 3 PHÂN CÔNG CÔNG ViỆC MSSV HỌ & TÊN CÔNG VIỆC 1 2009120152 Nguyễn Ngọc Kiều Anh Buồng đốt, tổng hợp TL, làm powerpoint 2 2009120130 Ngô Thu Trang Buồng đốt, hình ảnh 3 2009120177 Lê Thị Thúy An Khái niệm, làm powerpoint Hình ảnh. 4 2009120164 Nguyễn Hoàng Khánh Trang Thiêu đốt trực tiếp 5 2009120116 Đoàn Thị Thu Hằng Thiêu đốt có xúc tác, hình ảnh 6 2009120140 Lê Thị Tuyết Linh Thiêu đốt có xúc tác, hình ảnh 4 I. Các khái niệm II. Bản chất của quá trình III. Phân loại theo quá trình thực hiện IV. Ưu và nhược điểm 5 I.Các khái niệm XLKT bằng quá trình thiêu đốt, còn gọi là đốt cháy sau được dùng khá phổ biến trong các TH: • Dùng trong TH lưu lượng khí thải lớn mà nồng độ chất ÔN rất bé. 6 • Các chất ÔN có mùi như H2S, NH3, các hơi dung môi • Các loại sol khí hữu cơ có khói nhìn thấy được. VD: khói từ lò rang cafe, lò sản xuất thịt hun khói, lò nung men sứ, 7 • Một số hơi, khí HC nếu thải trực tiếp ra môi trường sẽ gây hiện tượng khói quang hóa. • Khí thải từ các CN khai thác & lọc dầu 8 Độc hại Ít/ không độc II.Bản chất của quá trình 9  Ví dụ • PƯ cháy của một số chất ÔN: CO + ½ O2 → CO2 C6H6 + 15/2 O2 → 6CO2 + 3H2O H2S + 3/2 O2 → SO2 + H2O 10 • CO: kết hợp với Hemoglobin → chiếm chỗ O2 trong máu. • C6H6 : tạo sương khói, có thể gây ung thư • H2S: gây mùi ở nồng độ rất thấp 0,0005ppm ~ 0,0007mg/m3 • SO2: nhận biết mùi ở 0,5 ppm 11 III.Phân loại a b c 12 • Là làm cho khí ÔN cháy trực tiếp, không cần các nhiên liệu bổ sung. • TH chung chỉ cần nhiên liệu để mồi lửa & điều chỉnh khi cần thiết. Thiêu đốt bằng ngọn lửa trực tiếp 13 • Hỗn hợp giữa chất cháy với KK ở một giới hạn nồng độ nào đó sẽ gây nổ. • Thành phần nhiên liệu giảm thấp hơn hoặc tăng cao hơn giới hạn nồng độ gây nổ thì cường độ cháy đều sẽ giảm. 14 • Nồng độ min và max mà ngọn lửa vẫn còn cháy được, gọi là giới hạn dưới (GHD) và giới hạn trên (GHT) của quá trình cháy. 15 Giới hạn cháy của một số chất khí & hơi trong hỗn hợp với kk tính theo% Thứ tự Chất CTHH GHD GHT 1 Amoniac NH3 15,5 27,0 2 Axeton CH3COCH3 1,6 13,0 3 Axetylen C2H2 1,53 82,0 4 Benzen C6H6 1,3 9,5 5 Butan C4H10 1,55 8,5 6 Cacbon đisunfua CS2 1,0 50,0 16 7 Cacbon oxit CO 12,5 74,0 8 Dầu hoả - 1,1 7,0 9 Etan C2H6 2,5 15,0 10 Etylen CH2 = CH2 2,75 35,0 11 Gasolin - 1,4 7,6 12 Hyđro H2 4,0 75,0 13 Dihydro sunfua H2S 4,3 44,5 14 Khí đốt thiên nhiên - 4,8 13,5 17  Căn cứ vào giới hạn cháy có thể chia khí thải chứa các chất ÔN cháy được thành 3 nhóm: 18 Khí thải chứa các chất ÔN cháy TP nhiên liệu trong khí thải thấp hơn GHD của quá trình cháy khoảng 25%. TP nhiên liệu trong KT trong phạm vi từ GHD đến GHT của quá trình cháy. TP nhiên liệu trong KT cao hơn GHT của quá trình cháy 2 31 19 • Khí thải thuộc nhóm 1 thường được XL bằng thiêu đốt trong buồng đốt. • Khí thải thuộc nhóm 2 không an toàn (vì nằm trong giới hạn nồng độ gây nổ ) → Điều chỉnh, đưa về nhóm 1 hoặc nhóm 3. 20 • Khí thải nhóm 3 thường được xử lí bằng ngọn lửa trực tiếp hoặc có thể làm nhiên liệu bổ sung cho lò đốt, lò nung. 21 1. ống góp dẫn khí thải 2. Vòng khống chế vận tốc khí thải 3. Ống góp phân phối hơi 4. Các điểm phun hơi 5. bộ phận mồi lửa Hình: Đầu đốt của hệ thống thiêu đốt bằng ngọn lửa trực tiếp 22 23 24 Thiêu đốt có buồng đốt Áp dụng rộng rãi đối với khí thải chứa chất ÔN dạng khí, hơi, sol khí cháy được, nồng độ tương đối thấp. Ví dụ: Khí thải từ Lò rang cafe, lò sx thịt hun khói, thiết bị phun nhựa đường, lò nấu vecni 25 26  Các bộ phận chính và quan trọng của hệ thống thiêu đốt này là: • Buồng đốt • Vòi đốt • Bộ phận điều chỉnh quá trình cháy • Dụng cụ chỉ thị nhiệt độ. 27 • Buồng đốt : thường dạng hình trụ & được XD bằng vỏ thép có ốp gạch chịu lửa. • Nhiệt độ trong buồng đốt khoảng 900 0C - 1500 0C. • Vận tốc khí : 5 – 8 m/s • TG lưu lại khoảng 0,2s – 0,5s. 28 Hình: Buồng đốt hình trụ đứng với ống cấp khí thải theo phương tiếp tuyến 1. ống cấp khí thải 2. các cửa vòi đốt 3. vòng thắt bằng vật liệu chịu lửa; 4. ống cấp nhiên liệu cho vòi đốt; 5. vỏ thép có ốp vật liệu chịu lửa; 6. ống khói thải khí sạch 29 • Khi: Nồng độ chất cháy quá thấp Nhiệt lượng không đủ để duy trì sự cháy → thường dùng biện pháp hâm nóng khí thải trước khi đưa vào buồng đốt. 30 a1 Slide 30 a1 nhiệt lượng of qt này đc tậ dụng từ sp cháy abc, 26/09/2014 Hình: Sơ đồ CT của buồng đốt có hâm nóng 1. Khí thải đi vào thiết bị thiêu đốt 2. Bề mặt trao đổi nhiệt sấy nóng khí thải 3. Nhiên liệu; 4. Vòi đốt; 5. Khí sạch ra. 31 Hình: Buồng đốt khí thải có ngăn áp lực 1. ống cấp khí thải 2. ống cấp nhiên liệu 3. ngăn áp lực; 4. Vòi đốt 32 • Nhiệt độ và thời gian lưu → quan trọng quyết định quá trình cháy diễn ra hoàn toàn hay không. • Nồng độ chất ÔN → quyết định lượng NL bổ sung. 33 Hình: Biểu đồ quan hệ giữa nhiệt độ và TG lưu của KT trong buồng đốt ứng với các mức độ oxy hóa khác nhau của chất ÔN 34  Cần lưu ý đến mức độ hòa trộn giữa khí thải & nhiên liệu: 35 50% 50% NL SP Cháy, t0 cháy 36 Thiêu đốt có xúc tác • Là bước phát triển tiếp theo của công nghệ xử lí khí thải trong không gian kín - buồng đốt. • Hiệu quả OXH đạt 95- 98% 37 Một số phương trình • H2S + 3/2 O2 = H2O+ SO2 • C6H6 + 7/2 O2 = 3H2O + 6CO2 • CH3SH + 6O2 = H2O + SO2 + CO2 38 • Nhiệt độ làm việc khoảng 200 – 460 oC ( tùy chất cần xúc tác ) • Khí thoát ra chủ yếu CO2, hơi nước, khí nitơ. • Vật liệu xúc tác: Thường sử dụng các kim loại quý( bạch kim, Pd, Pt....) và cố định trên nền một oxit kim loại khác(Al2O3; AlF3; SiO2). Vd: Pt/Al2O3 39 • Chế tạo vật liệu xúc tác: dạng dài mỏng, hạt mịn , viên trònđể tạo lớp đệm rỗng và cho khí cần oxi hóa đi qua. • Hiệu quả xử lí phụ thuộc nhiều vào nhiệt độ làm việc, bụi bám, một số chất lẫn trong khí thải 40 Hình: Biểu đồ hiệu quả OXH phụ thuộc vào nhiệt độ của chất xúc tác Pt/Al2O3 đối với một số chất ÔN phổ biến 41 Hình: Sơ đồ CT buồn đốt có xúc tác 1. lớp đệm bằng vật liệu xuc tác 2. bề mặt trao đổi nhiệt 3.khí vào; 4.khí sạch ra; 5.cấp nhiên liệu; 6.cấp kk; 7.vòi đốt; 8. đường dẫn khí thải đã hâm nóng42 Ưu:  Quá trình OXH chất ÔN xảy ra trên bề mặt vật liệu ở nhiệt độ thấp hơn đáng kể so với nhiệt độ bắt lửa.  Phản ứng OXH xảy ra rất mạnh và nhanh →thời gian lưu giảm  Tiết kiệm nhiên liệu bổ sung..  Kết cấu gọn nhẹ..  Giá thành xây dựng và vận hành rẻ hơn. 43 Nhược điểm • Vật liệu xúc tác làm bằng kim loại quý => tốn chi phí. • Bị hạn chế bởi bụi có trong khí thải( cần phải lọc bụi trước khi đưa vào xử lý). • Khó thu hồi sản phẩm sau khi xử lý, tăng khả năng hiệu ứng nhà kính. 43  Ưu điểm :  Phân hủy hoàn toàn chất ÔN cháy được  Khả năng thích ứng của thiết bị tốt IV.Ưu và nhược điểm 45 a4 Slide 45 a4 khi có sự thay đổi lưu lượng & nồng độ abc, 26/09/2014  Hiệu quả XL cao với chất ÔN đặc biệt mà các PP khác XL không hiệu quả hoặc hiệu quả thấp  Có thể thu hồi, tận dụng nhiệt thải.  Công nghệ khá đơn giản, an toàn trong vận hành. 46 a5 Slide 46 a5 đặc biệt là các chất hữu cơ gây mùi abc, 26/09/2014  Nhược điểm Chi phí thiết bị & vận hành tương đối lớn. Khả năng → phức tạp hơn vấn đề ÔNKK. Cần hệ thống thu gom và XL tro bụi. Quá trình đốt có cấp thêm NL hoặc có xúc tác → cản trở quá trình vận hành thiết bị. 47 a6 Slide 47 a6 ngoài các chất ÔN là hydroca bon chứa C, H, O còn có Clorin, N, S abc, 26/09/2014 THE END 48 49