Một số vật liệu hấp phụ phổ biến
1.Than họat tính: là một chất phụ rắn, xốp, không
phân cực.
Than họat tính có cấu tạo xốp và có nhiều lỗ rỗng nhỏ
không đồng đều và rất phức tạp, bề mặt kỵ nước
ứng dụng: tách các chất ô nhiễm có nguồn gốc hữu cơ
Ưu điểm: giá rẻ nhất dùng trong xử lý ô nhiễm môi
trường
Nhược điểm: khó tái sinh nếu bị đóng cặn, có thể bắt
cháy khi tái sinh
2. Zeolit: là các hợp chất có cấu trúc tinh thể, sản
xuất từ cao lanh tự nhiên. Tính chất của zeolit phụ
thuộc vào tỷ lệ Si và Al.
Zeolites được sử dụng trong quá trình làm khô khí,
loại CO2 khỏi khí thiên nhiên, loại khí CO khỏi gas
tinh lọc,
Ưu điểm: giữ được họat tính cao ở nhiệt độ tương đối
150 – 250oC
Nhược điểm: do thể tích lỗ xốp nhỏ nên lượng chất
hấp phụ ít hơn so với các chất hấp phụ khá
24 trang |
Chia sẻ: thanhle95 | Lượt xem: 284 | Lượt tải: 0
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Bài giảng Quá trình hấp thụ - Phần 2 - Lê Thị Thái Hà, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
LOGO
QUÁ TRÌNH HẤP PHỤ
GVGD:LÊ THỊ THÁI HÀ
www.themegallery.com Company Logo
Hấp phụ là quá trình xảy ra khi một chất khí hay chât
lỏng bị hút trên bề mặt một chất rắn xốp. Chất khí
hay hơi được gọi là chất bị hấp phụ, chất rắn xốp
dùng để hút khí hay hơi gọi là chất hấp phụ và những
khí không bị hấp phụ gọi là khí trơ. Quá trình ngược
lại của hấp phụ gọi là quá trình giải hấp phụ hay nhả
hấp phụ.
www.themegallery.com Company Logo
Hấp phụ vật lí là quá trình hấp phụ không hình thành
liên kết hóa học.
Hấp phụ vật lý xảy ra ở nhiệt độ thấp, nhiệt hấp phụ
thường nhỏ hơn so với hấp phụ hóa học.
www.themegallery.com Company Logo
Hấp phụ hóa học là loại hấp phụ gây ra do tưong tác
mạnh giữa các phần tử và tạo ra hợp chất bề mặt giữa
bề mặt chất hấp phụ và các phần tử bị hấp phụ.
Đối với chất bị hấp phụ là chất khí, quá trình phụ
thuộc vào nhiệt độ và áp suất.
www.themegallery.com Company Logo
Vật liệu hấp phụ
Vật liệu làm chất hấp phụ là các vật liệu xốp
Cấu trúc bên trong được đặc trưng bởi kích
thước và hình dạng khác nhau của khoảng
trống và lỗ xốp
www.themegallery.com Company Logo
Vật liệu hấp phụ cần đáp ứng các yêu cầu sau:
Có khả năng hấp phụ cao
Phạm vi tác dụng rộng
Có độ bền cơ học cần thiết
Có khả năng hòan nguyên dễ dàng
Rẻ tiền
www.themegallery.com Company Logo
Một số vật liệu hấp phụ phổ biến
1.Than họat tính: là một chất phụ rắn, xốp, không
phân cực.
Than họat tính có cấu tạo xốp và có nhiều lỗ rỗng nhỏ
không đồng đều và rất phức tạp, bề mặt kỵ nước
ứng dụng: tách các chất ô nhiễm có nguồn gốc hữu cơ
Ưu điểm: giá rẻ nhất dùng trong xử lý ô nhiễm môi
trường
Nhược điểm: khó tái sinh nếu bị đóng cặn, có thể bắt
cháy khi tái sinh
www.themegallery.com Company Logo
2. Zeolit: là các hợp chất có cấu trúc tinh thể, sản
xuất từ cao lanh tự nhiên. Tính chất của zeolit phụ
thuộc vào tỷ lệ Si và Al.
Zeolites được sử dụng trong quá trình làm khô khí,
loại CO2 khỏi khí thiên nhiên, loại khí CO khỏi gas
tinh lọc,
Ưu điểm: giữ được họat tính cao ở nhiệt độ tương đối
150 – 250oC
Nhược điểm: do thể tích lỗ xốp nhỏ nên lượng chất
hấp phụ ít hơn so với các chất hấp phụ khác
www.themegallery.com Company Logo
3. Silicagen: là hóa chất trơ, không độc, phân cực.
Độ rỗng cao, khoảng 800m2/gram, cho phép hút nước
mạnh
Ứng dụng: Silicagen có lỗ xốp mịn dùng hấp phụ các
hơi và khí dễ ngưng tụ.
- Silicagen có lỗ xốp trung bình và thô dùng để hút
hơi các hợp chất hữu cơ
Ưu điểm: không cháy, có nhiệt độ tái sinh thấp (110 –
200oC) và có độ bền cơ học
Khuyết điểm: bị phá hủy bởi các giọt ẩm
www.themegallery.com Company Logo
Thiết bị hấp phụ:
Trong thiết bị hấp phụ, vật liệu hấp phụ được đổ
thành lớp đệm có độ dày nhất định, tùy theo nồng độ
của hơi khí độc.
Tốc độ dòng khí đi qua lớp vật liệu tùy theo cấu tạo
hạt của vật liệu lọc.
Thông thường, vận tốc khí trên tòan tiết diện ngang
của thiết bị khoảng 0,1 – 0,5m/s và thời gian lưu của
dòng khí trong lớp vật liệu hấp phụ khoảng 1 – 6s
www.themegallery.com Company Logo
Xử lý khí SO2 bằng các chất hấp phụ thể rắn
Hấp phụ khí SO2 bằng than hoạt tính
Khói thải đi vào tháp hấp phụ bị giữ lại trong lớp than
họat tính của các tầng hấp phụ
Sau khi được hoàn nguyên cùng với lượng than mới
bổ sung được chuyển lên phễu chứa để cung cấp vào
tháp hấp phụ qua bộ phận khống chế liều lượng.
www.themegallery.com Company Logo
www.themegallery.com Company Logo
Sau khi được hoàn nguyên, than hoạt tính được sàng
lọc lại để loại bỏ phần than quá vụn
Ưu điểm: hệ thống đơn giản, có thể áp dụng được cho
mọi quá trình công nghệ có thải khí SO2 liên tục hay
gián đoạn và ở nhiệt độ cao
Nhược điểm: tuỳ thuộc vào quá trình hoàn nguyên có
thể tiêu hao nhiều vật liệu hấp phụ hoặc sản phẩm khí
SO2 thu hồi có nồng độ thấp
www.themegallery.com Company Logo
Hấp phụ khí SO2 bằng than hoạt tính có tưới nước
Cần lắp đặt ít nhất 2 bình hấp phụ họat động luân
phiên nhau, một cái theo chu trình hấp phụ, một
cái theo chu trình hoàn nguyên
Lưu lượng khí thải 1000 – 1500m3/h
Nồng độ ban đầu của SO2 là 0,1 – 0,15%
Hiệu quả khử SO2 đạt 98 – 99%
www.themegallery.com Company Logo
Hấp phụ khí NOx bằng silicagel, than hoạt tính...
Khí thải có chứa 1 -1,5% NOx
Ưu điểm của phương pháp này là có khả năng thu
hồi NO2 nồng độ cao để điều chế axit nitric sử
dụng cho các mục đích khác nhau trong công
nghiệp.
Nhược điểm của phương pháp này là khả năng
hấp phụ NOx của các chất rắn trên thấp nên phải
sử dụng hệ thống hấp phụ nhiều tầng, dẫn đến
tiêu hao năng lượng lớn để thắng sức cản của hệ
thống.
www.themegallery.com Company Logo
Hoàn nguyên vật liệu hấp phụ
Khi đã xuất hiện điểm dừng, lúc này cần phải
ngừng chu kỳ hấp phụ và chuyển sang chu kỳ
hoàn nguyên để giải thoát chất ô nhiễm đã bị hấp
phụ trên bề mặt vật liệu.
Cần thiết hoàn nguyên chất hấp phụ để phục hồi
khả năng hấp phụ. Chi phí hoàn nguyên chiếm từ
40 – 70% tổng chi phí của quá trình làm sạch khí
www.themegallery.com Company Logo
Các phương pháp hoàn nguyên
Hoàn nguyên bằng nhiệt
Phổ biến nhất của phương pháp này là dùng
không khí nóng hoặc bằng hơi nước
Hoàn nguyên bằng áp suất
Ở nhiệt độ không đổi nếu áp suất giảm thì khả
năng hấp phụ giảm và chất khí đã bị hấp phụ sẽ
được thoát khỏi bề mặt của vật liệu.
www.themegallery.com Company Logo
Hoàn nguyên bằng khí trơ
Dùng khí trơ không chứa chất khí đã bị hấp phụ
thổi qua lớp vật liệu hấp phụ
Áp suất riêng của chất bị hấp phụ trong pha khí
sẽ thấp hoặc bằng không
www.themegallery.com Company Logo
Ưu điểm của phương pháp hoàn nguyên
bằng hơi nước
Đơn giản, ít tốn kém, hiệu quả cao
Ở nhiệt độ cao, hơi có thể giải thoát được
hầu hết các chất khí ô nhiễm đã bị hấp phụ
trong pha rắn, không làm hỏng vật liệu hấp
phụ cũng như chất khí được giải thoát.
www.themegallery.com Company Logo
Hơi nước ngưng tụ lại và nhã nhiệt ngưng
tụ trong lớp vật liệu hấp phụ càng thúc đẩy
quá trình giải hấp phụ
Có thể thu hồi được chất bị hấp phụ trong
hơi bằng cách cho hơi ngưng tụ
www.themegallery.com Company Logo
XỬ LÝ MÙI Ô NHIỄM BẰNG QT THIÊU ĐỐT
Ưu điểm :
Phân huỷ được hoàn toàn các chất ô nhiễm cháy
được khi thiết bị thiêu đốt được thiết kế và vận
hành đúng qui cách.
Có khả năng thích ứng đối với sự thay đổi vừa
phải của lưu lượng khí thải cũng như nồng độ chất
ô nhiễm trong khí thải.
Hiệu quả xử lý cao đối với những chất ô nhiễm đặc
biệt mà các phương pháp xử lý khác không có hiệu
quả hoặc hiệu quả thấp.
Có khả năng thu hồi, tận dụng được nhiệt thải ra
trong quá trình thiêu đốt.
www.themegallery.com Company Logo
XỬ LÝ MÙI Ô NHIỄM BẰNG QT THIÊU ĐỐT
Nhược điểm:
Chi phí đầu tư thiết bị và vận hành tương đối lớn.
Có khả năng làm phức tạp thêm vấn đề ô nhiễm
không khí khi trong các chất ô nhiễm hydrocacbon
cần thiêu đốt ngoài các nguyên tố C, H, O còn
chứa cả những hợp chất của clorin, nitơ, lưu
huỳnh.
Trong quá trình thiêu đốt cần cấp thêm
nhiên liệu hoặc chất xúc tác.
Xảy ra một số phản ứng hóa học không
mong muốn trong quá trình thiêu đốt
www.themegallery.com Company Logo
XỬ LÝ MÙI Ô NHIỄM BẰNG QT THIÊU ĐỐT
Nhược điểm:
Thiết kế thiết bị thiêu đốt cần phải kiểm soát nhiều
yếu tố như : thành phần hóa học, nồng độ, lưu
lượng....
www.themegallery.com Company Logo
CÁC PHƯƠNG PHÁP THIÊU ĐỐT
Thiêu đốt bằng ngọn
lứa trực tiếp
• Là biện pháp làm
cho khí ô nhiễm cháy
trực tiếp trong không
khí mà không cần
cấp nhiên liệu bổ
sung, trường hợp
chung chỉ cần nhiên
liệu để mồi lửa và để
điều chỉnh khi cần
thiết.
Thiêu đốt có buồng đốt
• Thiêu đốt có buồng
đốt được áp dụng
rộng rãi đối với các
kim loại khí thải có
chứa chất ô nhiễm
dạng khí, hơi hoặc
sol khí cháy được
với nồng độ tương
đối thấp từ các quá
trình công nghệ khác
nhau của quá ngành
thương nghiệp cũng
như công nghiệp:
thiết bị phun nhựa
đường, lò sản xuất
thịt hun khói, lò rang
café, lò nấu sơn,
Thiêu đốt có chất xúc
tác
• Thiêu đốt có xúc tác
là 1 bước phát triển
tiếp theo của công
nghệ xử lý khí thải
trong không gian kín
– buồng đốt.