Hệ thống xử lý khí thải
Xử lý khí thải công nghiệp như thế nào?
Th1
Xử lý khí thải công nghiệp là một quá trình quan trọng để giảm thiểu tác động của khí thải đến môi trường cũng như bảo vệ sức khỏe con người. Khí thải công nghiệp là những chất khí, hơi hoặc bụi sinh ra trong quá trình sản xuất tại các nhà máy công nghiệp. Tùy theo ngành nghề sản xuất mà sẽ phát sinh ra loại khí thải có thành phần hóa học, nồng độ và lưu lượng khác nhau. Do đó cần có những đánh giá tổng thể, chính xác tính chất của mỗi loại khí để có đưa ra phương pháp xử lý khí thải công nghiệp phù hợp, hiệu quả và kinh tế nhất.
1. Phân loại khí thải công nghiệp
Khí thải công nghiệp được phân thành 3 loại là: Khí độc hại- Mùi, Khí thải dạng hơi và Bụi.
1.1. Khí độc hại- Mùi
+ Các Halogen và các dẫn xuất Halogen CxHx..
+ Hợp chất khí của lưu huỳnh như H2S, SO2…
+ Hợp chất khí của Cacbon như CO, CO2…
+ Hợp chất khí của Nitơ như N2, NO, NO2, NH3…
+ Các khí Clo- Cl, Asin- AsH3, Phosphin- PH3, Stibin- SbH3…và nhiều hợp chất khác.
1.2. Khí thải dạng hơi
Hơi của các hợp chất vô cơ, axit, dung môi hữu cơ dễ bay hơi (VOCs), hoặc hơi của nhiều loại hợp chất khác.
1.3. Bụi công nghiệp
Bụi công nghiệp là loại bụi sinh ra trong quá trình sản xuất tại các nhà máy công nghiệp. Về cơ bản bụi thường được phân loại theo kích cỡ hạt để thuận tiện cho việc lựa chọn phương pháp xử lý:
+ Bụi, bụi thô: Các hạt có kích thước lớn hơn 5 µm(Micromet): Bụi cát, bụi từ các quá trình đập, nghiền, sàng, phay, bào, tiện…
+ Bụi mịn: Các hạt có kích thước từ 1-5 µm: Bụi phát sinh từ các nhà máy gỗ, bột đá, nhựa, dệt may, xi măng, luyện thép…
+ Bụi siêu mịn: Các hạt có kích thước dưới 1 µm: Các loại khói hàn, khói thuốc lá, khói các quá trình đốt…
2. Các phương pháp xử lý khí thải công nghiệp phổ biến
Có nhiều phương pháp xử lý khí thải, tùy theo tính chất, nồng độ, nhiệt độ và lưu lượng phát thải ta sẽ có phương pháp xử lý phù hợp nhất.
Thông thường đối với khí độc hại- Mùi hoặc khí thải dạng hơi có những phương pháp xử lý sau:
2.1 Phương pháp hấp thụ
Hấp thụ là quá trình hút khí bằng chất lỏng, khí được hút gọi là chất bị hấp thụ, chất lỏng để hút gọi là dung môi (hay chất hấp thụ), khí không bị hấp thụ gọi là khí trơ. Quá trình hấp thụ được dùng để:
– Thu hồi các cấu tử quý.
– Làm sạch khí.
– Tách hỗn hợp khí thành từng cấu tử riêng biệt.
2.2 Phương pháp hấp phụ
Hấp phụ là quá trình hút các chất trên bề mặt các vật liệu xốp nhờ các lực bề mặt. Các vật liệu xốp được gọi là chất hấp phụ, chất bị hút gọi là chất bị hấp phụ. Đối với khí, hấp phụ có tác dụng tương đương như hấp thụ. Tuy nhiên, hấp thụ là quá trình hút và hòa tan vào chất lỏng, còn hấp phụ thì chỉ hút trên bề mặt.
Yêu cầu đối với các chất hấp phụ
– Có bề mặt riêng lớn.
– Có các mao quản đủ lớn để các phân tử hấp phụ đến được bề mặt, nhưng cũng cần đủ nhỏ để loại các phân tử xâm nhập, có tính chọn lọc.
– Có thể hoàn nguyên dễ dàng.
– Bền năng lực hấp phụ nghĩa là kéo dài thời gian làm việc
– Đủ bền cơ để chịu được rung động và va đập.
Các vật liệu hấp phụ thường được sử dụng là than hoạt tính, Zeolite, Silicagel…Quá trình hấp phụ thường tỏa nhiệt và hiệu quả hấp phụ giảm nhanh chóng nếu nhiệt độ khí tăng cao.
2.3 Phương pháp thiêu đốt
Sử dụng nhiệt độ cao để phân hủy các khí như hơi môi chất hữu cơ, khí khó hấp thụ, hấp phụ. Dưới tác dụng của nhiệt độ và xúc tác, khí sẽ bị phân hủy thành các khí ít độc hại dễ hấp thụ, hấp phụ hơn. Phương pháp thiêu đốt thường kết hợp với các thiết bị thu hồi nhiệt, tận dụng nhiệt để sinh hơi, sấy…
2.4. Phương pháp ngưng tụ
Nguyên tắc của phương pháp ngưng tụ là dự trên sự hạ thấp nhiệt độ của hỗn hợp khí, hơi xuống dưới nhiệt độ điểm sương để ngưng tụ hỗn hợp khí lại.
Sau khi hỗn hợp khí, hơi được ngưng tụ, ta thu hồi và tiêu hủy, xử lý.
Lưu ý là ngưng tụ chỉ là quá trình thu gom khí, hơi lại để đưa đi xử lý bằng các phương pháp khác.
Phương pháp ngưng tụ thường sử dụng thiết bị trao đổi nhiệt kiểu ống chùm, ống lồng ống, ống xoắn…
Phương pháp ngưng tụ thường dùng để thu hồi hơi dung môi hữu cơ (VOC), hơi axit…có nồng độ tương đối cao(> 20g/m3)
2.5. Phương pháp xúc tác chọn lọc (SCR – Selective catalytic reduction)
Phương pháp xúc tác chọn lọc là việc sử dụng một số loại xúc tác đặc biệt để phản ứng với các chất khí độc.
Phương pháp SCR thường được sử dụng để xử lý khí thải của Nito – NOx bên trong thiết bị phản ứng.
Phương pháp xử lý khí thải NOx bằng công nghệ SCR áp dụng cho các nguồn khí thải có nhiệt độ cao như nhà máy nhiệt điện, lò nung xi măng, lò đốt…
2.6. Phương pháp chùm tia điện tử (Electron Beam Technology – EBT)
Với cơ chế chung khi chùm tia điện tử có vận tốc đủ lớn, gặp môi trường chứa hơi nước hoặc nước nó nhanh chóng tạo ra các gốc tự do radical.
Những radical này hoạt động rất mạnh và chúng có thể oxi hóa SOx và NOx. Các sản phẩm sau oxi hóa kết hợp nước thành các axit H2SO4 và HNO3.
Nếu trong môi trường có mặt NH3 thì sản phẩm phụ (NH4)2SO4 và NH4NO3 có thể được sử dụng làm phân bón v.v…
Việc chùm tia điện tử tác động vào các phân tử hữu cơ nó có thể thay đổi, phá vỡ cấu trúc mạch của phân tử hữu cơ đó và tác động trực tiếp lên vi sinh vật sống trong môi trường nên EBT có những ưu điểm riêng của mình trong xử lý chất thải khí và lỏng (thời gian xử lý nhanh, không cần hóa chất…).
Vì thế, đây là một công nghệ thân thiện với môi trường sinh thái, và cũng là ưu thế của EBT đối với việc xử lý khí, nước thải.
2.7. Phương pháp xử lý khí thải bằng tia UV
Tia UV (Ultraviolet) hay còn gọi là tia tử ngoại, tia cực tím là sóng điện từ có bước sóng ngắn hơn bước sóng của ánh sáng nhìn thấy nhưng dài hơn bước sóng của tia X.
Phổ của tia cực tím có thể chia ra thành 2 vùng tia:
+ Vùng tử ngoại gần (có bước sóng từ 380 – 200nm)
+ Vùng tử ngoại xa hay còn gọi là vùng tử ngoại chân không (có bước sóng từ 200 – 10nm).
Tia UV này khi gặp Oxy trong không khí sẽ bẻ gãy liên kết của 2 phần tử Oxy, tạo thành một Oxy nguyên tử.
Nguyên tử Oxy tự do này sẽ kết hợp với phân tử Oxy (O2) trong không khí tạo thành Ozone (O3).
Ozone với tính khử mạnh sẽ phản ứng với các hơi dung môi hữu cơ (VOC) để tạo thành CO2 và H2O.
Đối với bụi có bốn phương pháp chính thường được sử dụng để phân tách các hạt bụi ra khỏi không khí: Phương pháp cơ học, phương pháp ướt, phương pháp lọc và phương pháp điện trường.
2.8. Phương pháp cơ học
Khí, bụi được tách bằng lực cơ học, lực trọng trường hoặc lực ly tâm.
Thiết bị có cấu tạo đơn giản, dễ chế tạo, vận hành. Vật liệu chế tạo đa dạng để chịu nhiệt độ cao, chịu mài mòn, chịu ăn mòn…
2.9. Phương pháp ướt
Khí được thổi qua lớp chất lỏng hoặc sục vào chất lỏng. Bụi được giữ lại trong chất lỏng và thải ra ngoài dưới dạng bùn, khí sạch được đi ra ngoài với độ ẩm cao. Thiết bị cấu tạo đơn giản, hiệu quả cao. Có thể sử dụng các thiết bị hấp thụ kết hợp với sử lý bụi để mạng lại hiệu quả cao và tối ưu chi phí.
Các thiết bị thường sử dụng theo phương pháp này là: Tháp phun, tháp đĩa lỗ, tháp đệm, Cyclone ướt, Venturi – Scrubber, Thiết bị tạo xoáy va đập quán tính…
2.10. Phương pháp lọc
Hỗn hợp khí, bụi được đưa qua các màng ngăn, bụi được giữ lại và khí đi qua. Vật liệu lọc có tính chất quyết định tới hiệu quả lọc, có nhiều loại vật liệu lọc khác nhau đảm bảo cường độ lọc, khả năng hoàn nguyên, chịu nhiệt độ cao, chịu hóa chất…
2.11. Phương pháp điện trường
Phương pháp điện trường hay còn gọi là lọc bụi tĩnh điện, thường áp dụng với loại bụi siêu mịn và có độ ẩm cao. Nguyên lý cơ bản là bụi được lắng, giữ lại khi đi qua điện trường có điện thế cao.
Có 2 loại điện cực phổ biến là điện cực dạng tấm và dạng ống. Bụi được tĩnh điện rồi bị hút vào các tấm hoặc ống, khi lượng bụi đã bám đủ nhiều trên điện cực thì phải dùng nước để rửa sạch.
3. Phương pháp và các công ty xử lý khí thải công nghiệp hiệu quả nhất
Mỗi phương pháp xử lý khí thải đều có những ưu nhược điểm và sự phù hợp nhất định. Để chọn được phương pháp phù hợp cũng như các công ty có năng lực chuyên môn về xử lý khí thải công nghiệp, Navis Group xin giới thiệu tiêu chí để đánh giá để có thể xử lý khí thải công nghiệp hiệu quả nhất như sau:
– Phương pháp có tính chọn lọc. Tức là có thể xử lý chọn lọc đối với từng nhóm chất khí cụ thể và xử lý triệt để.
– Phương pháp đã hoàn thiện về mặt lý thuyết cũng như được chứng minh hiệu quả trong thực tế.
– Thiết bị đồng bộ, dễ thi công lắp đặt, dễ vận hành, bảo trì bảo dưỡng.
– Chi phí đầu tư hợp lý, thời hạn sử dụng của hệ thống lâu dài, đáp ứng các quy chuẩn pháp luật.
– Đơn vị thiết kế, thi công lắp đặt có năng lực chuyên môn sâu, kinh nghiệm, đưa ra giải pháp tối ưu về mặt công nghệ cũng như kinh tế.
Navis Group với đội ngũ kỹ thuật có năng lực chuyên môn sâu rộng, kinh nghiệm triển khai nhiều dự án sẽ cung cấp các giải pháp tối ưu nhất đến Quý khách.
