Bài giảng Xử lý khí thải bằng phương pháp hấp thụ

Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn CHƯƠNG 7 XỬ LÝ KHÍ THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP HẤP THỤ PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn Khái niệm: Hấp thụ khí bằng chất lỏng là quá trình chuyển cấu tử khí từ pha khí vào trong pha lỏng thông qua quá trình hòa tan chất khí trong chất lỏng khi chúng tiếp xúc với nhau. Phân loại: n Hấp thu vật lý: không tương tác hóa học là quá trình thuận nghịch. n Hấp thu hoá học: có phản ứng hóa học Hấp thụ - Absorption PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn Cơ chế của quá trình có thể chia thành 3 bước: Khuếch tán các phân tử chất ô nhiễm thể khí trong khối khí thải đến bề mặt của dung dịch hấp thụ. Thâm nhập và hòa tan chất khí vào bề mặt của dung dịch hấp thụ Khuếch tán chất khí đã hòa tan trên bề mặt ngăn cách vào sâu trong lòng chất lỏng hấp thụ Hấp thụ - Absorption PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn NHIỆT QUÁ TRÌNH o Hấp thu đẳng nhiệt: n Có giải nhiệt o Hấp thu không đẳng nhiệt n Tỏa nhiệt n Đoạn nhiệt o Hiệu ứng nhiệt của quá trình hấp thụ tra trong sổ tay hoá lý hoặc tính theo phương trình. o Nhiệt của phản ứng hoà tan… PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn TRAO ĐỔI CHẤT VÀ LÝ THUYẾT LỚP BIÊN o Để trao đổi một lượng (khối lượng) chất ô nhiễm từ khí thải vào chất lỏng hấp thụ, cần phải trao đổi các phần tử qua vùng ranh giới. o Cường độ trao đổi thực phụ thuộc vào các yếu tố: nhiệt độ, áp suất, nồng độ, độ hòa tan. o Nồng độ phân tử ở phía chất khí phụ thuộc vào hai hiện tượng khuếch tán: Khuếch tán rối và khuếch tán phân tử PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn TRAO ĐỔI CHẤT Khuếch tán rối: Làm cho nồng độ phân tử được đều đặn trong khối khí Khuếch tán phân tử: Làm cho các phần tử khí chuyển động đến lớp biên Các phần tử của khí đi qua lớp biên vào chất lỏng có phản ứng hóa học với chất lỏng hoặc được giữ lại bằng các quá trình vật lý khác. PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn TRAO ĐỔI CHẤT Cường độ trao đổi chất từ pha này sang pha kia: Phương trình trao đổi chất: Đối với lớp biên khí: )( AiAGGA ppkN -= )( ALAiLA CCkN -= Đối với lớp biên chất lỏng: kG: Hệ số trao đồi chất pAG : Áp suất riêng của chất A trong khối khí pAi : Áp suất riêng của chất A thuộc pha khí trên bề mặt chất lỏng PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn Ứng dụng o Xử lý khí ô nhiễm o Lưu lượng khí cần xử lý lớn o Nồng độ chất ô nhiễm không quá nhỏ o Thường xử lý SOx, HCl, H2S, HF, Cl2, NOx axeton,… o Áp dụng phương pháp này trong quá trình xử lí khí thải sẽ đạt hiệu quả kinh tế cao o Thu hồi được các chất để tuần hoàn hoặc chuyển sang các công đoạn sản xuất khác. PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn CHẤT HẤP THỤ (DUNG MÔI) Điều kiện lựa chọn dung dịch hấp thụ: o Độ hoà tan chọn lọc o Độ bay hơi tương đối thấp o Tính ăn mòn của dung môi thấp o Chi phí o Độ nhớt bé, khi đó trở lực của quá trình càng nhỏ, tăng tốc độ hấp thụ và có lợi cho quá trình truyền khối. o Các tính chất khác: Nhiệt dung riêng, nhiệt độ đóng rắn, tạo tủa, độc hại… PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn CHẤT HẤP THỤ PHỔ BIẾN Nước (H2O) Dung dịch bazơ: KOH, NaOH, Na2CO3, K2CO3, Ca(OH)2, CaCO3,… MonoEtanolAmin (OHCH2CH2NH2), Dietanolamin (R2NH), trietanolamin (R3N) Dễ bay hơi nên thất thoát nhiều Ăn mòn hoá học Liên kết với CO2 rất bền nên khó phân hủy để hoàn nguyên… PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn HIỆU SUẤT CỦA QUÁ TRÌNH HẤP THỤ Phụ thuộc vào các yếu tố: o Thành phần và tính chất của khí thải cần xử lí o Tính chất và chất lượng của chất hấp thụ o Thời gian sử dụng chất hấp thụ trong thiết bị (chu kì hấp thụ) o Lượng chất hấp thụ o Khả năng tiếp xúc giữa chất ô nhiễm và dung dịch hấp thụ o Nhiệt độ, áp suất,… PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn Giao dòng - Crossflow Ngược dòng PHÂN LOẠI THIẾT BỊ HẤP THỤ Phân loại theo dòng chảy: PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn THÁP PHUN Ưu điểm: o Vận tốc dòng khí trong tháp cao làm cho khả năng hấp thụ tăng đáng kể. o Đường kính tháp nhỏ nên mật độ tưới nhỏ (50 – 90 m3/m2), tiết kiệm dung dịch hấp thụ nhưng vẫn cho hiệu suất cao. Nhược điểm: o Thiết bị dễ bị ăn mòn, đòi hỏi phải có lớp phủ bảo vệ, làm tăng giá thành chế tạo thiết bị o Cần phải có hệ thống tự động điều chỉnh lưu lượng dung dịch hấp thụ phun vào thiết bị. Dung dịch phải được phun đều khắp tiết diện tháp. PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn CÁC LOẠI THIẾT BỊ HẤP THỤ Tháp phun o Tháp có dạng hình trụ đặt thẳng đứng, được sử dụng trên nguyên tắc tạo ra sự tiếp xúc giữa chất ô nhiễm và dòng nước phun. Dung dịch hấp thụ được phun thành giọt nhỏ xuyên qua dòng khí bốc lên trong thể tích rỗng của thiết bị. PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn THÁP PHUN PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn THÁP PHUN Tháp phun rỗng Tháp phun dạng đĩa quay Jet tower PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn CÁC LOẠI THIẾT BỊ HẤP THỤ Tháp đệm: Chất lỏng được tưới trên lớp đệm rỗng và chảy xuống dưới tạo ra bề mặt ướt của lớp vật liệu đệm cho dòng khí từ dưới đi lên. PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn CÁC LOẠI THIẾT BỊ HẤP THỤ PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn CÁC LOẠI THIẾT BỊ HẤP THỤ (tt) Ưu điểm: n Hiệu quả xử lí cao n Vận hành đơn giản n Giá thành thiết bị chấp nhận được Nhược điểm: n Khó khăn trong khâu rửa vật liệu đệm n Dễ gây tắc nghẽn vật liệu đệm do tích tụ cặn, làm tăng trở lực quá trình hấp thụ n Phân phối dung dịch hấp thụ phải đều khắp tiết diện tháp PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn Vật liệu đệm Đệm - pack Lớp đệm đổ đống Đệm vòng raschig PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn Vật liệu đệm PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn Vật liệu chế tạo đệm o Ceramic n Porcelain Stoneware - Unglazed/Glazed n Alumina o High Polymers n Polypropylene n PVC n PVDF o Ferrous - Non Ferrous n Carbon Steel n Stainless Steel n Aluminium, etc., o Carbon o Glass o Standards: IS - 7087 - 1979 PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn CÁC LOẠI THIẾT BỊ HẤP THỤ Tháp mâm: Tháp hình trụ thẳng đứng, trong có gắn các mâm có cấu tạo khác nhau, trên đó pha lỏng và pha khí được cho tiếp xúc với nhau. Quá trình chung của cả tháp là sự tiếp xúc pha nghịch dòng mặc dù trên mỗi mâm hai pha khí và lỏng tiếp xúc giao dòng PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn THÁP MÂM Ưu điểm: o Có thể sử dụng cho cả quá trình chưng cất lẫn hấp thụ. o Hiệu suất không thay đổi nhiều theo lưu lượng hơi. Nhược điểm: o Khi vận tốc khí lớn có thể gây nên sự lôi cuốn cơ học các giọt lỏng trong dòng hơi từ mâm dưới lên mâm trên làm giảm sự biến đổi nồng độ tạo nên bởi quá trình truyền khối, làm giảm hiệu suất. o Ngoài ra còn tạo độ giảm áp lớn cho pha khí làm tăng công suất máy nén khí cho tháp. PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn (d) Mâm với valve caps (b) Mâm van (c) Mâm chóp(a) Mâm đục lỗ THÁP MÂM PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn (c) Mâm chóp(a) Mâm đục lỗ THÁP MÂM Tháp mâm xuyên lỗ Tháp mâm chóp Tháp mâm van PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn Hình: Trạng thái của chất lỏng khi tiếp xúc với mâm (a) Bụi nước (b) bọt (c) Nhũ tương (d) Bong bóng (e) Bọt tế bào Chất lỏng mang ra không có bọt khí phía dưới mâm Hơi mang ra không có giọt lỏng phía trên của mâm Không có sự chảy của chất lỏng thông qua mâm Cân bằng giữa sự tồn tại pha hơi và lỏng được tiếp cận trên mỗi mâm. THÁP MÂM Bọt PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn Ứng dụng trong xử lý khí thải Hấp thụ SO2: Hấp thụ SO2 sử dụng dung dịch hoặc huyền phù của muối kim loại kiềm và kim loại kiềm thổ. Hấp thụ bằng nước: Sơ đồ hệ thống xử lí SO2 bao gồm 2 giai đoạn: n Hấp thụ khí SO2 bằng cách phun nước vào dòng khí thải hoặc cho dòng khí thải đi qua lớp vật liệu đệm rỗng có tưới nước. Quá trình hấp thụ SO2 bằng nước diễn ra theo phương trình: SO2 + H2O H+ + HSO3- n Giải thoát SO2 ra khỏi chất hấp thụ để thu hồi SO2 (nếu cần) và nước sạch PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn Xử lý SO2 o Ưu điểm: Cấu tạo đơn giản Có thể thu hồi SO2 dùng cho các mục đích khác (sản xuất axít H2SO4) o Nhược điểm: Cần lưu lượng nước lớn, thiết bị hấp thụ có thể tích lớn Loại SO2 ra khỏi dung dịch thực hiện bằng cách đun nóng nó đến 1000C, cần chi phí nhiệt lớn. PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn Xử lý SO2 Hấp thụ bằng huyền phù CaCO3 (thành phần rắn:lỏng = 1:10, kích thước hạt CaCO3 0,1mm) diễn ra theo các giai đoạn: H2O + SO2 = H2SO3 CO2 + H2O = H2CO3 CaCO3 + H2SO3 = 2CaSO3 + H2CO3 CaCO3 + H2CO3 = Ca(HCO3)2 CaSO3 + H2SO3 = Ca(HSO3)2 Ca(HSO3)2 + 2CaCO3 = Ca(HCO3)2 + 2CaSO3 Ca(HCO3)2 + 2H2SO3 = Ca(HSO3)2 + 2H2CO3 PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn Ca(HSO3)2 + O2 = Ca(HSO4)2 CaSO3 + O2 = 2CaSO4 Ca(HSO4)2 + 2CaSO3 = Ca(HSO3)2 + 2CaSO4 Ca(HSO4)2 + 2CaCO3 = Ca(HCO3)2 + 2CaSO4 Ca(HSO4)2 + Ca(HSO3)2 = 2CaSO4 + H2SO3 CaSO3 + 0,5H2O = CaSO3.0,5H2O CaSO4 + 2H2O = CaSO4.2H2O Xử lý SO2 PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn Xử lý SO2 MgO + SO2 = MgSO3 MgO + H2O = Mg(OH)2 MgSO3 + SO2 + H2O = Mg(HSO3)2 Mg(OH)2 + Mg(HSO3)2 = 2MgSO3 + 2H2O Hấp thụ bởi oxit – magie hydroxit: (Tỉ lệ rắn:lỏng trong huyền phù là 1:10, pH = 6,8 – 7,5) SO2 được hấp thụ bởi oxit – magie hydroxit, tạo thành tinh thể ngậm nước MgSO3. Độ hòa tan của sunfit magie trong nước bị giới hạn, nên lượng dư ở dạng MgSO3.6H2O và MgSO3.3H2O rơi xuống thành cặn lắng. PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn Xử lý SO2 2MgSO3 + O2 = 2MgSO4 Sự hình thành MgSO4 không có lợi cho việc tái sinh MgO nên cần hạn chế phản ứng trên bằng cách giảm thời gian tiếp xúc giữa pha khí và pha lỏng hoặc dùng hóa chất giảm tính oxi hóa. Tái sinh MgO: Thực hiện trong lò nung ở nhiệt độ 9000C với xúc tác là than cốc. Ưu điểm: Có thể xử lý khí nóng không cần làm nguội sơ bộ Thu được sản phẩm tận dụng sản xuất axit sunfuric. MgO sẵn có, rẻ tiền, hiệu quả xử lý cao. PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn Xử lý SO2 Hấp thụ bởi ZnO: SO2 +ZnO + 2,5H2O = ZnSO3.2,5H2O Khi nồng độ SO2 lớn: SO2 +ZnO + 2,5H2O = Zn(HSO3)2 Kẽm sunfit tạo thành không tan trong nước được tách ra bằng xiclon nước và sấy khô. Tái sinh ZnO: Nung sunfit ở nhiệt độ 3500C. ZnSO3.2,5H2O = ZnO + SO2 + 2,5H2O Ưu điểm: Có khả năng xử lý ở nhiệt độ cao (200- 2500C) Nhược điểm: Có thể hình thành ZnSO4, làm cho việc tái sinh ZnO bất lợi PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn Xử lý SO2 Nếu dùng soda phản ứng xảy ra: Na2CO3 + SO2 = Na2SO3 + CO2 Na2SO3 + SO2 + H2O = 2NaHSO3 Khí tham gia phản ứng với sunfit và bisunfit làm tăng nồng độ bisunfit. SO2 + NaHCO3 + Na2SO3 + H2O = 3NaHSO3 Dung dịch hình thành tác dụng với oxit kẽm tạo thành sunfit kẽm. NaHSO3 + ZnO = ZnSO3 + NaOH Ưu điểm: Ứng dụng chất hấp thụ hóa học không bay hơi, có khả năng hấp thụ lớn. Ứng dụng để loại SO2 ở các nồng độ khác nhau. PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn Xử lý SO2 Hấp thụ bởi dung dịch amoniac (sunfit – bisunfit amon) H2O + SO2 = H2SO3 2NH4OH + H2SO3 = (NH4)2SO3 + 2H2O (NH4)2SO3 + H2SO3 = NH4HSO3 2(NH4)2SO3 + O2 = 2(NH4)2SO4 Nếu thêm HNO3: (NH4)2SO3 + 2HNO3 = 2NH4NO3 + SO2 + H2O NH4HSO3 + HNO3 = NH4NO3 + SO2 + H2O NH4NO3 thu được dùng làm phân bón, khí thu được chứa 15 – 30% SO2 để sản xuất H2SO4. PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn Xử lý SO2 Hấp thụ bằng amin thơm: Để hấp thụ SO2 trong khí thải của luyện kim màu (SO2 1 – 2% thể tích), sử dụng dung dịch C6H3(CH3)NH2 (tỉ lệ C6H3(CH3)NH2:nước = 1:1) Phương trình phản ứng: C6H3(CH3)NH2 + SO2 = C6H3(CH3)NHSOONH3(CH3)2C6H3 Thu hồi SO2 và phục hồi dung dịch hấp thụ tiến hành trong tháp chưng ở 1000C PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn Xử lý NOx bằng hấp thụ Hấp thụ bằng nước: Khi hấp thụ NO2 bằng nước một phần axit nitric được sinh ra ở pha khí: 3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO + Q Để xử lý NOx có thể sử dụng dung dịch oxi già loãng: NO + H2O2 = NOx + H2O 3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO N2O3 + H2O2 = N2O4 + H2O N2O4 + H2O = HNO3 + HNO2 Quá trình hấp thụ NOx thành HNO3 tăng theo độ tăng nồng độ axit và áp suất riêng phần của NOx. Để thúc đẩy quá trình có thể dùng chất xúc tác, hiệu quả xử lý đạt 97%. PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn Xử lý NOx Hấp thụ bằng kiềm và huyền phù: 3NO2 + Na2CO3 = NaNO3 + NaNO2+ CO2 + Q Phương trình phản ứng cho quá trình hấp thụ N2O3 bằng dung dịch kiềm và huyền phù: M2(CO3)m + N2O3 = M(NO2)m + CO2 M(HCO3)m + N2O3 = M(NO2)m + CO2 + H2O M(OH)m + N2O3 = M(NO2)m + H2O Khi hấp thụ N2O3 hoạt độ của dung dịch kiềm giảm theo thứ tự: KOH > NaOH > Ca(OH)2 > Na2CO3 > K2CO3 > Ba(OH)2 > NaHCO3 > KHCO3 > MgCO3 > BaCO3 > CaCO3 > Mg(OH)2 PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn Hấp thụ chọn lọc Để hấp thụ NO khi không có O2 trong pha khí, sử dụng các dung dịch FeSO4, FeCl3, Na2S2O3, NaHCO3 Phương trình phản ứng tạo thành phức: NO + FeSO3 = Fe(NO)SO4 FeCl2 + NO = Fe(NO)Cl2 Khi đun nóng ở nhiệt độ 95 – 1000C, phức phân rã sinh ra NO và hoàn nguyên dung dịch hấp thụ. Sử dụng dung dịch Na2S2O3, NaHCO3, (NH2)2CO sẽ tạo thành N2: Na2S2O3 + 6NO = 3N2 + 2Na2SO4 + 2SO2 2NaHSO3 +2NO = N2 + 2NaHSO4 2(NH2)2CO + 6NO = 5N2 + 4H2O + 2CO2 PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn Hấp thụ chọn lọc (tt) Ở nhiệt độ cao hơn 2000C, NO liên kết với NH3 theo phản ứng: 4NH3 + 6NO à 5N2 + 6H2O Axit sunfuric được sử dụng để hấp thụ NO2 và N2O3 H2SO4 + 2NO2 = HNSO5 + HNO2 2H2SO4 + N2O3 = 2HNSO5 + H2O Khu đun nóng hoặc pha loãng bằng nước, HNSO5 sẽ sinh ra NOx: HNSO5 + H2O = 2H2SO4 + NO + NO2 Tương tác giữa NOx với chất hấp thụ hiệu quả nhất ở nhiệt độ 20 – 400C. PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn Phương pháp hấp thụ đồng thời NOx, SO2 Khí thải chứa đồng thời SO2 và NO2 sinh ra khi đốt cháy nhiên liệu có chứa lưu huỳnh. Xử lý đồng thời SOx và NOx sử dụng dung dịch hấp thụ là dung dịch kiềm hoặc huyền phù. Hiệu quả xử lý: SO2 khoảng 90% NOx khoảng 70 – 90% PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn Xử lý Halogen và các hợp chất của chúng Xử lý các hợp chất chứa Flo: Hấp thụ bằng nước: HF và SiF4 tan nhiều trong nước. Các phản ứng xảy ra: H2O + HF = H3O+ + HF2- HF = H+ + F- F- + HF = HF2- SiF4 +2H2O = 4HF +SiO2 4HF + 2SiF4 = 2H2SiF6 3SiF4 + 2H2O = 2H2SiF6 + SiO2 Thu được H2SiF6 10 – 22% dùng sản xuất SiO2, CaF2, AlF, NaF, Na3AlF6. Hiệu quả xử lý 90 – 95% PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn Xử lý Halogen và các hợp chất của chúng (tt) Hấp thụ bằng dung dịch muối amoni: Các phản ứng xảy ra: HF + (NH4)2CO3à2NH4F + CO2 + H2O HF + NH4HCO3à NH4F + CO2 + H2O HF + NH3à NH4F 2SiF4 + 2NaF = Na2SiF6 NH4F được xử lý như sau: 2NH4F +Na2CO3à (NH4)2CO3 + NaF (NH4)2CO3 + H2Oà 2NH4OH + CO2 NH4OH à H2O + NH3 NaF là chất rắn được tách ra bằng lắng, lọc. PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn Xử lý Halogen và các hợp chất của chúng (tt) Hấp thụ bằng dung dịch K2CO3: Phản ứng hấp phụ: HF + K2CO3à2KF + CO2 + H2O Phản ứng phục hồi chất hấp thụ: 2KF + Na2CO3à 2NaF + K2CO3 Hấp thụ bằng dung dịch AlF3: Dung dịch chứa 0,5 – 60% AlF3 hấp thụ HF tạo thành phức có thành phần thay đổi: mHF + AlF4 = HmAlFm+3 M thay đổi từ 1 – 20 AlF3 phục hồi bằng cách trung hòa HmAlFm+3bằng Al(OH)3 PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn Xử lý Halogen và các hợp chất của chúng (tt) Hấp thụ phân tử F2 Hấp thụ bằng dung dịch NaOH 5 – 10% ở nhiệt độ 38 – 650C: Phản ứng hấp phụ: F2 + 2NaOH = 0,5O2 +2NaF + H2O Thời gian tiếp xúc giữ khoảng 1 phút tránh tạo ra F2O NaF ít tan trong dung dịch kiềm. Xử lý NaF trước khi đưa ra khỏi hệ thống: 2NaF + Cao + H2Oà CaF2 + NaOH PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn Xử lý Halogen và các hợp chất của chúng (tt) Xử lý Clo và hydro clorua: Hấp thụ clo với các dung dịch kiềm: Cl2 + 2NaOH à NaOCl +NaCl + H2O 2Ca(OH)2 + 2Cl2àCaCl2 + Ca(OCl)2 + H2O Na2CO3 +Cl2 + H2O à NaCl + NaOCl + CO2 + H2O Dung dịch NaOH được dùng với hàm lượng 100 – 150g/l Huyền phù Ca(OH)2 là 100 – 110g/l Hấp thụ clorua hydro bằng dung dịch kiềm và nước: Sử dụng NaOH, Ca(OH)2 hoặc Na2CO3 để hấp thụ HCl Nhược điểm khi dùng nước hấp thụ bằng nước tạo sương mù các giọt axit lỏng, hiệu quả thu hồi không cao. PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn Xử lý Halogen và các hợp chất của chúng (tt) Xử lý Brom và các hợp chất của nó: Hấp thụ bằng dung dịch kiềm: OH- + Br2 = Br- + BrO- + H2O CO3-2 + Br2 + H2O = Br- + BrO- + 2HCO3- 2HCO3- + Br2 = BrO- + H2O + 2CO2 Hấp thụ FeBr2: 2FeBr2 + Br2à 2FeBr3 Hấp thụ bằng SO2: Br2 + SO2 + 2H2O à 2HBr + H2SO4 PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn Xử lý COx Xử lý CO: Hấp thụ bằng [Cu(NH3)m(H2O)n]+: [Cu(NH3)m(H2O)n]+ + xNH3 + yCO = [Cu(NH3)m (CO)y(H2O)n]+ + Q Thường tồn tại ở dạng hóa trị 1 Dung dịch có tính kiềm yếu nên đồng thời hấp thụ CO2 2NH4OH + CO2 = (NH4)2CO3 + H2O (NH4)2CO3 + CO2 + H2O = 2NH4HCO3 Rửa Nitơ lỏng: Đây là quá trình hấp thụ vật lý. Quá trình ứng dụng trong công nghiệp ni tơ. PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn Xử lý CO Hấp thụ bằng dung dịch clorua đồng, nhôm: Ứng dụng khi trong khí thải có O2 và lượng lớn CO2 Hấp thụ hóa học CO bằng dung dịch có nồng độ 20 – 50% CuAlCl4 và 89 -90% toluen Quá trình thấp thụ: CuCl2 + AlCl3 + 2C6H5CH3 à (CuAlCl4)(C6H5CH3)2 (CuAlCl4)(C6H5CH3)2 + 2CO à (CuAlCl4).2CO + 2C6H5CH3 Hơi nước trong khí thải có thể phá hủy phức sinh ra HCl 2CuAlCl4 + H2O à 2HCl + CuCl + CuAlCl4.AlOCl à Cần sấy khô khí trước khi xử lý PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn Xử lý CO2 Hấp thụ bằng dung dịch etanolamin Quá trình thấp thụ: 2RNH2 + CO2 + H2O = (RNH3)2CO3 (RNH3)CO3 + CO2 + H2O = 2NH3HCO3 2RNH2 + CO2 = RNHCOONH3R Dung dịch hấp thụ được phục hồi bằng cách đun nóng. Ưu điểm: Giá rẻ, khả năng phản ứng cao, ổn định, dễ phục hồi. Nhược điểm: Áp suất hơi cao và dung dịch tham gia phản ứng không thuận nghịch với COS PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn Xử lý CO2 Hấp thụ bằng dung dịch amoniac: Quá trình thấp thụ: 2NH3 + CO2 =NH2COONH4 NH3 + CO2 + H2O = 2NH4HCO3 2NH3 + CO2 + H2O= = (NH4)CO3 Ứng dụng xử lý khí thải chứa 30% CO2. Ưu điểm: Cho phép giảm nồng độ CO2 từ 34% còn 0,015% t