Bài giảng Kỹ thuật xử lý khí thải - Chương 4: Kỹ thuật xử lý các chất ô nhiễm dạng khí và hơi - Phạm Khắc Liệu

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)

pdf62 trang | Chia sẻ: thanhuyen291 | Ngày: 13/06/2022 | Lượt xem: 180 | Lượt tải: 0download
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Bài giảng Kỹ thuật xử lý khí thải - Chương 4: Kỹ thuật xử lý các chất ô nhiễm dạng khí và hơi - Phạm Khắc Liệu, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Bài giảng Kỹ thuật xử lý khí thải - GV: Phạm Khắc Liệu 4-1 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 4-2 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 4-3 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 4-4 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 4-5 Chương 4. KỸ THUẬT XỬ LÝ CÁC CHẤT Ô NHIỄM DẠNG KHÍ VÀ HƠI  Xem lại các tính toán hấp thụ SO2 bằng H2O ở Chương 2, mục 2.2.1. 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 Bài giảng Kỹ thuật xử lý khí thải - GV: Phạm Khắc Liệu 4-6 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 4-7 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 4-8 Chương 4. KỸ THUẬT XỬ LÝ CÁC CHẤT Ô NHIỄM DẠNG KHÍ VÀ HƠI Hình 4.2 - Sơ đồ công nghệ xử lý SO2 bằng hấp thụ với sữa vôi (Nguồn: Environmental Engineers’ Handbook, CRC Press, 1999) or reuse Bài giảng Kỹ thuật xử lý khí thải - GV: Phạm Khắc Liệu 4-9 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 4-10 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:  Lượng bùn (theo khối lượng khô) tạo ra trong quá trình xử lý, kg/tấn than: 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) 2)-(4 )1(6,42 3CaCOslurry mKSm  h 1)-(4 K S 31,253 h CaCOm Bài giảng Kỹ thuật xử lý khí thải - GV: Phạm Khắc Liệu 4-11 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/m 3 Nồng độ SO2 theo yêu cầu = 500 mg/m 3 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):  Nhu cầu đá vôi tiêu thụ mỗi giờ = 13,44 x 0,8 = 10,75 kg/h  Lượng bùn khô tính theo (4-2):  Lượng bùn khô mỗi giờ = 17,59 x 0,8 = 14,07 kg/h Chương 4. KỸ THUẬT XỬ LÝ CÁC CHẤT Ô NHIỄM DẠNG KHÍ VÀ HƠI thantkgmKSm CaCOslurry / 59,1713,440,150,80,45742,6)1(6,42 3  h thantkgmCaCO /44,13 0,85 0,80,457 31,25 K S 31,253    h Bài giảng Kỹ thuật xử lý khí thải - GV: Phạm Khắc Liệu 4-12 Chương 4. KỸ THUẬT XỬ LÝ CÁC CHẤT Ô NHIỄM DẠNG KHÍ VÀ HƠI 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 • Công suất NM nhiệt điện = 120 MW • Qg = 567000 m 3/h • C0 = 1,19 g/m 3 • Ce= 0,119 g/m 3 • Qw = 1780 m 3/h • LCaCO3 =1,02 t/h Bài giảng Kỹ thuật xử lý khí thải - GV: Phạm Khắc Liệu 4-13 Chương 4. KỸ THUẬT XỬ LÝ CÁC CHẤT Ô NHIỄM DẠNG KHÍ VÀ HƠI 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) 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 • Qg = 62500 m 3/h • C0 = 0,3% • Sp thạch cao = 35 t/ngày Bài giảng Kỹ thuật xử lý khí thải - GV: Phạm Khắc Liệu 4-14 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 4-15 Chương 4. KỸ THUẬT XỬ LÝ CÁC CHẤT Ô NHIỄM DẠNG KHÍ VÀ HƠI 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 Hình 4.5 - Sơ đồ hệ thống xử lý SO2 bằng NH3 Bài giảng Kỹ thuật xử lý khí thải - GV: Phạm Khắc Liệu 4-16 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 4-17 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 4-18 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 4-19 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 4-20 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 (<800oC): hiệu suất khử thấp, phát thải NH3 dư  Nhiệt độ cao quá (> 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 4-21 Chương 4. KỸ THUẬT XỬ LÝ CÁC CHẤT Ô NHIỄM DẠNG KHÍ VÀ HƠI Hình 4.7 - Ảnh hưởng nhiệt độ đến hiệu quả khử NOx oC = (oF-32)*5/9 760 816 871 927 982 1038 1093 oC Bài giảng Kỹ thuật xử lý khí thải - GV: Phạm Khắc Liệu 4-22 Chương 4. KỸ THUẬT XỬ LÝ CÁC CHẤT Ô NHIỄM DẠNG KHÍ VÀ HƠI Hình 4.8 -Hệ thống SNCR xử lý NOx trong một nồi hơi NOx formation (mainly NO) Fuel Bài giảng Kỹ thuật xử lý khí thải - GV: Phạm Khắc Liệu 4-23 Chương 4. KỸ THUẬT XỬ LÝ CÁC CHẤT Ô NHIỄM DẠNG KHÍ VÀ HƠI 4.3.2. Khử chọn lọc có xúc tác (SCR)  Khi có xúc tác, các phản ứng khử NOx bằng NH3 hay urea có thể xảy ra ở nhiệt độ thấp (300-400oC)  Xúc tác:  kim loại hiếm (Pd, Pt) ở khoảng nhiệt độ thấp (180 – 300oC)  V2O5/TiO2 ở khoảng nhiệt độ 250 – 420 oC  Zeolite ở khoảng nhiệt độ cao (450 – 600oC)  Trên thực tế, sử dụng lượng dư NH3 với tỷ lệ mol NH3: NOx là 1:0,8 ~ 1: 0,9 do phản ứng phụ oxy hóa NH3 với O2.  Cần ít nhất 1% oxy trong khí thải  Hiệu suất khử 75 – 90% Bài giảng Kỹ thuật xử lý khí thải - GV: Phạm Khắc Liệu 4-24 Chương 4. KỸ THUẬT XỬ LÝ CÁC CHẤT Ô NHIỄM DẠNG KHÍ VÀ HƠI Hình 4.9 - Sơ đồ hệ thống khử xúc tác xử lý NOx (Nguồn: Schnelle, Karl B. Air pollution control technology handbook, CRC Press, 2002) Bài giảng Kỹ thuật xử lý khí thải - GV: Phạm Khắc Liệu 4-25 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 4-26 Chương 4. KỸ THUẬT XỬ LÝ CÁC CHẤT Ô NHIỄM DẠNG KHÍ VÀ HƠI 4.3.3. Phương pháp oxy hóa-hấp thụ  Nguyên tắc Oxy hóa NOx bằng O3 ở nhiệt độ thấp (150 oC) đến N2O5, sau đó hấp thụ N2O5 bằng H2O. NO + O3  NO2 + O2 NO2 + O3  N2O5 + O2 N2O5 + H2O  HNO3  Sơ đồ công nghệ (Hình ở slide sau)  Sử dụng tháp hấp thụ dạng phun ngược dòng, dùng dung dịch NaOH để trung hòa acid tạo thành.  Hiệu suất loại NOx có thể đạt 99% Bài giảng Kỹ thuật xử lý khí thải - GV: Phạm Khắc Liệu 4-27 Chương 4. KỸ THUẬT XỬ LÝ CÁC CHẤT Ô NHIỄM DẠNG KHÍ VÀ HƠI Hình 4.10 -Sơ đồ công nghệ xử lý NOx bằng oxy hóa-hấp thụ (Nguồn: Schnelle, Karl B. Air pollution control technology handbook, CRC Press, 2002) Bài giảng Kỹ thuật xử lý khí thải - GV: Phạm Khắc Liệu 4-28 Chương 4. KỸ THUẬT XỬ LÝ CÁC CHẤT Ô NHIỄM DẠNG KHÍ VÀ HƠI 4.4. Xử lý các chất hữu cơ dễ bay hơi (VOC) 4.4.1. Tổng quan các phương pháp xử lý  VOC là các hợp chất hữu cơ có thể bay hơi và tham gia vào các phản ứng quang hóa khi thải vào khí quyển. một số chất hữu cơ không được xếp là VOC (Bảng)  Các phương pháp xử lý gồm:  Oxy hóa nhiệt hay đốt cháy (Thermal oxidation)  Oxy hóa xúc tác (Catalytic oxidation)  Hấp phụ (Adsorption)  Ngưng tụ và đông lạnh (Condensation and refrigeration)  Oxy hóa sinh học (Biological oxidation) Bài giảng Kỹ thuật xử lý khí thải - GV: Phạm Khắc Liệu 4-29 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 4-30 Chương 4. KỸ THUẬT XỬ LÝ CÁC CHẤT Ô NHIỄM DẠNG KHÍ VÀ HƠI 4.4.1. Phương pháp oxy hóa nhiệt  Ở nhiệt độ đủ cao, có mặt oxy, các VOC trong khí thải bị oxy hóa (đốt cháy) thành CO2, hơi nước và tỏa nhiệt Nếu khí thải có chứa các hợp chất có S, N, Cl quá trình cháy sẽ tạo ra SO2, NO2, HCl  Có thể áp dụng với nồng độ VOC từ 10 đến 10000 ppm  Hạn chế áp dụng với khí thải có nồng độ VOC vượt quá 25% LEL vì ̀lý do an toàn (giới hạn 25% LEL phụ thuộc và các cấu tử khí, thường ở khoảng nồng độ cao 10000 - 20000 ppm tức 1 – 2%) (Xem LEL một số khí)  Hiệu quả đốt VOC phụ thuộc vào 3 yếu tố (3T):  Nhiệt độ (Temperature): 649  1043ºC  Thời gian (Time): 0,22s  Sự xáo trộn (Turbulence) Bài giảng Kỹ thuật xử lý khí thải - GV: Phạm Khắc Liệu 4-31 Chương 4. KỸ THUẬT XỬ LÝ CÁC CHẤT Ô NHIỄM DẠNG KHÍ VÀ HƠI (1). Đốt trực tiếp trên ngọn lửa (flaring)  Đốt cháy khí thải thành ngọn lửa  Áp dụng cho khí thải dễ cháy (từ nhà máy lọc dầu, hóa chất, khí bãi rác)  Có thể:  đốt trên mặt đất (ground-level flare)  đốt trên cao (elevated flare)  Tốc độ dòng khí lớn nhất phụ thuộc vào nhiệt trị của khí theo phương trình: Vmax: tốc độ khí lớn nhất, ft/s (1 ft/s = 0,3 m/s) Bv: nhiệt trị của khí, BTU/ft 3 (1 BTU/ft3=37,26 kJ/m3)  Tốc độ dòng khí thiết kế = 80% tốc độ khí lớn nhất Chương 4. KỸ THUẬT XỬ LÝ CÁC CHẤT Ô NHIỄM DẠNG KHÍ VÀ HƠI • Sự xáo trộn ở đầu đốt trên cao rất quan trọng trong việc tránh tạo ra khói đen. • Các cách tạo xáo trộn: • hỗ trợ bằng hơi nước • hỗ trợ bằng không khí • hỗ trợ bằng áp suất • Ngoài hỗ trợ xáo trộn, phân tử nước còn giúp: • Ngăn các hydrocarbon khỏi tạo polymer chứa oxy • trực tiếp phản ứng với các hạt C nóng tạo CO, CO2, H2. Bài giảng Kỹ thuật xử lý khí thải - GV: Phạm Khắc Liệu 4-32 Hình 4.11 -Sơ đồ đốt khí thải trên cao có hỗ trợ bởi hơi nước (Bình tách nước) (Chặn ngọn lửa) Bài giảng Kỹ thuật xử lý khí thải - GV: Phạm Khắc Liệu 4-33 Chương 4. KỸ THUẬT XỬ LÝ CÁC CHẤT Ô NHIỄM DẠNG KHÍ VÀ HƠI (2). Đốt trong buồng đốt  Thường thiết kế có thu hồi nhiệt để đốt nóng sơ bộ khí thải Buồng đốt đơn:  các bộ trao đổi nhiệt dạng ống  thu hồi nhiệt từ buồng đốt làm nóng khí thải đi vào  Thu hồi nhiệt có thể đạt 80% Hình 4.12 -Sơ đồ buồng đốt đơn có thu hồi nhiệt Bài giảng Kỹ thuật xử lý khí thải - GV: Phạm Khắc Liệu 4-34 Chương 4. KỸ THUẬT XỬ LÝ CÁC CHẤT Ô NHIỄM DẠNG KHÍ VÀ HƠI Thiết bị oxi hóa nhiệt với bộ trao đổi nhiệt có thể thu hồi (343 oC) (93 oC) (316 oC) (649 oC) Bài giảng Kỹ thuật xử lý khí thải - GV: Phạm Khắc Liệu 4-35 Chương 4. KỸ THUẬT XỬ LÝ CÁC CHẤT Ô NHIỄM DẠNG KHÍ VÀ HƠI Buồng đốt nhiều ngăn có thu hồi nhiệt  Dùng lớp vật liệu sứ để hấp thu nhiệt; có thể đốt nóng sơ bộ khí thải vào đến gần nhiệt độ buồng đốt (ví dụ từ 38oC đến 777oC). 777oC 816oC 38oC 77oC  Khí được lưu trong buồng đốt, đốt cháy bởi ngon lửa và nhiệt độ qua lớp sứ thứ hai tăng lên 777oC.  Ngay khi đạt đến 77oC, van khí vào ngăn 1 sẽ đóng và van vào ngăn 2 mở.  Chu kỳ đóng-mở van rất nhanh (30-120 s), khí thải đi vào ngăn có nhiệt độ cao, khí sau xử lý đi ra từ ngăn có nhiệt độ thấp.  Hiệu suất thu hồi nhiệt đạt đến 98%. Hình 4.13 -Sơ đồ buồng đốt hai ngăn có thu hồi nhiệt Bài giảng Kỹ thuật xử lý khí thải - GV: Phạm Khắc Liệu 4-36 Chương 4. KỸ THUẬT XỬ LÝ CÁC CHẤT Ô NHIỄM DẠNG KHÍ VÀ HƠI Có thể cải tiến với nhiều ngăn đốt, ví dụ 3 ngăn: (Nguồn: Schnelle, Karl B. Air pollution control technology handbook, CRC Press, 2002) Bài giảng Kỹ thuật xử lý khí thải - GV: Phạm Khắc Liệu 4-37 Chương 4. KỸ THUẬT XỬ LÝ CÁC CHẤT Ô NHIỄM DẠNG KHÍ VÀ HƠI 4.4.3. Phương pháp oxy hóa xúc tác  Cho phép phân hủy nhiệt VOC ở nhiệt độ thấp hơn so với khi không có xúc tác:  200 – 350oC với các hydrocarbon từ C4 trở lên  370 – 540oC với các hydrocarbon từ C3 trở xuống  200 – 480oC với các dẫn xuất halogen  áp dụng với khí thải có hàm lượng VOC thấp (<1% v/v), và không có chất ức chế xúc tác (P, Pb, Zn, Sn).  Xúc tác thường dùng là các kim loại hiếm như Pt và Pd, được mang trên nền sứ hay kim loại phủ lớp nhôm oxit; hoặc các oxit kim loại như Cr2O3/Al2O3, CuO/MnO2;  Hiệu suất xử lý có thể đạt đến 99%  Thường nhiệt tạo ra cũng được thu hồi để đốt nóng sơ bộ khí thải vào. Bài giảng Kỹ thuật xử lý khí thải - GV: Phạm Khắc Liệu 4-38 Chương 4. KỸ THUẬT XỬ LÝ CÁC CHẤT Ô NHIỄM DẠNG KHÍ VÀ HƠI Hình 4.14 -Sơ đồ thiết bị oxy hóa có xúc tác Chú ý: Vì nhiệt độ thấp hơn  không cần vỏ lò làm bằng vật liệu chịu nhiệt  buồng oxi hóa nhẹ hơn  có thể lắp đặt ngay trên mái nhà xưởng  chi phí rẻ hơn buồng oxi hóa nhiệt Bài giảng Kỹ thuật xử lý khí thải - GV: Phạm Khắc Liệu 4-39 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 4-40 Chương 4. KỸ THUẬT XỬ LÝ CÁC CHẤT Ô NHIỄM DẠNG KHÍ VÀ HƠI 4.4.4. Phương pháp hấp phụ  Với quy mô nguồn thải nhỏ - thường dùng các thiết bị hấp phụ không tái sinh; với quy mô nguồn thải lớn – dùng các thiết bị hấp phụ có tái sinh.  Độ ẩm khí thải cần giảm < 50% để tránh sự hấp phụ cạnh tranh với VOC  Nhu cầu hơi nước cho tái sinh = 0,35 - 1 kg/kg carbon tùy nồng độ VOC đầu ra. Bài giảng Kỹ thuật xử lý khí thải - GV: Phạm Khắc Liệu 4-41 Chương 4. KỸ THUẬT XỬ LÝ CÁC CHẤT Ô NHIỄM DẠNG KHÍ VÀ HƠI  Các thông số vận hành với thiết bị hấp phụ VOC có tái sinh *HAZ: chiều cao vùng hấp phụ (Nguồn: Environmental Engineers’ Handbook, CRC Press, 1999) Bài giảng Kỹ thuật xử lý khí thải - GV: Phạm Khắc Liệu 4-42 Chương 4. KỸ THUẬT XỬ LÝ CÁC CHẤT Ô NHIỄM DẠNG KHÍ VÀ HƠI Nguồn: Schnelle, Karl B. Air pollution control technology handbook, CRC Press, 2002) Hình 4.15. Sơ đồ hệ thống hấp phụ có tái sinh bằng hơi nước và thu hồi VOC Bài giảng Kỹ thuật xử lý khí thải - GV: Phạm Khắc Liệu 4-43 Chương 4. KỸ THUẬT XỬ LÝ CÁC CHẤT Ô NHIỄM DẠNG KHÍ VÀ HƠI Nguồn: Schnelle, Karl B. Air pollution control technology handbook, CRC Press, 2002) Hình 4.16. Sơ đồ hệ thống hấp phụ tái sinh bằng không khí nóng và oxy hóa nhiệt VOC Bài giảng Kỹ thuật xử lý khí thải - GV: Phạm Khắc Liệu 4-44 Chương 4. KỸ THUẬT XỬ LÝ CÁC CHẤT Ô NHIỄM DẠNG KHÍ VÀ HƠI https://www.tksindustrial.com/voc-concentrator VOC Concentrator (TKS Industrial Company) A VOC Concentrator system consists of three main pieces of equipment and three primary process steps: 1. Adsorption: Exhaust air from manufacturing or industrial proce
Tài liệu liên quan