Trong lĩnh vực xử lý khí thải, việc loại bỏ khí SO2 rất quan trọng vì cần ứng dụng giải pháp kỹ thuật xử lý tối ưu nhất. Việc tìm hiểu rõ đặc điểm của khí SO2 giúp tìm ra giải pháp xử lý nguồn khí thải với hiệu suất vượt trội.
1. Đặc điểm và tác hại của khí SO2
Sulfur dioxide xâm nhập vào không khí chủ yếu từ các quá trình công nghiệp và đốt cháy nhiên liệu hydrocacbon có hàm lượng lưu huỳnh đáng kể và là nguồn gây ô nhiễm không khí chính. Sulfur dioxide là một chất khí ăn mòn, không màu, có vị đắng, nhưng không có mùi ở mức độ thấp. Tỷ lệ phát thải SO2 liên quan từ việc sử dụng than và dầu trong các nhà máy nhiệt điện hóa thạch, các lĩnh vực công nghiệp, hoặc từ các phương tiện giao thông.
Lưu huỳnh đioxit là một hóa chất có thể nguy hiểm theo nhiều cách. Ở mức độ thấp hơn, SO2 được phát hiện là chất ăn mòn gây kích ứng mắt và da. Sulfur dioxide có liên quan đến nhiều loại bệnh đường hô hấp và làm tăng tỷ lệ tử vong. Hít phải sulfur dioxide có thể làm tăng sức cản của đường thở bằng cách co thắt các đoạn phổi.
Lưu huỳnh đioxit cũng là một trong những thành phần chính trong mưa axit. Mưa axit xảy ra khi lưu huỳnh điôxit hoặc các hóa chất dạng khí khác, chẳng hạn như ôxít nitơ, được thải vào không khí. Những khí này bay qua bầu khí quyển và khi đạt đến các tầng mây cao hơn, chúng phản ứng với nước, oxy và ánh sáng mặt trời.
2. Khử lưu huỳnh khí thải
Trong nhiều nhà máy nhiệt điện than, đốt nhiên liệu hóa thạch dùng sản xuất năng lượng tạo ra sản phẩm phụ là tro đáy, tro bay và khí thải vào khí quyển. Đốt cháy than phát sinh oxit lưu huỳnh và nitrat. Các chất ô nhiễm thứ cấp bao gồm kim loại nặng, bụi,.. Lưu huỳnh trong than được chuyển hóa 95% thành SO2 khi đốt cháy.
Quy trình khử SO2 bằng kỹ thuật ướt và khô. Đối với hệ thống ướt, thiết bị lọc bụi tĩnh điện thực hiện chức năng hấp thụ SO2 với hiệu suất được nâng cao thông qua việc thêm amoniac vào khí thải. Phần khí thải thoát ra thường có tính ăn mòn vì bão hòa với nước và chứa SO2. Chúng dễ làm thiết bị nhanh hư hỏng, dễ bị ăn mòn. Trong nhiều hệ thống, SO2 phản ứng với đá vôi trước khi loại bỏ hạt bụi ra khỏi khí thải.
Quá trình khử lưu huỳnh trong khí thải mang lại hiệu suất khử SO2 đến 90%, sản phẩm dễ tái sử dụng, dễ tích hợp thêm thiết bị, được thiết kế riêng biệt tùy chỉnh, chìa khóa trao tay, tự động hóa, dễ lắp đặt, bảo trì bảo dưỡng.
3. Thiết bị khử lưu huỳnh khí thải
Lò hơi trong các nhà máy nhiệt điện được thiết kế và vận hành trong suốt quá trình hoạt động. Quá trình đốt phát sinh 70 – 80% tro bay. Bộ lọc tĩnh điện ESP xử lý bụi hiệu quả trong loại bỏ hạt mịn ra khỏi khí thải. Trong thiết bị ướt, năng lượng đưa vào môi trường. Khi đặt trước chất hấp thụ, ESP chỉ dùng năng lượng khử bụi nên dẫn đến việc tiêu thụ năng lượng thấp hơn.
Tháp phun hoặc tháp hấp thụ SO2 lưu giữ oxit lưu huỳnh làm sạch khí thải. Đồng thời dùng chất hấp thụ kiềm phản ứng trực tiếp với khí. Phản ứng chất hấp thụ kiềm và SO2 thành sunfit và quá trình oxy hóa dẫn đến hình thành sunfat.
4. Khử lưu huỳnh bằng kỹ thuật xử lý ướt
Dùng dung dịch hấp thụ kiềm được bơm vào hỗn hợp khí, bùn hấp thụ thông qua tháp phun. CaCO3 phun từ trên xuống dưới và khí lò đi từ dưới lên trên của thiết bị hấp thụ SO2. Dung dịch sau đó phản ứng với SO2 thành canxi sunfit, tiếp tục quá trình oxy hóa bằng cách phun không khí oxy hóa sunfit thành sunfat.
Quá trình phun vôi để giảm sự đóng cặn trong chất hấp thụ SO2 và giảm bớt nồng độ bụi PM trong khí. Công nghệ này thường bao gồm bể phản ứng để tách chất rắn khi dùng thiết bị lọc khí venturi và thiết bị lọc phun. Chất hấp thụ trung hòa khí có tính axit bằng hỗn hợp kiềm của vôi, natri hydroxit hoặc đá vôi. Quy trình xử lý:
- Hỗn hợp khí thải từ lò đốt than đi vào tháp hấp thụ, khi đó trộn với bùn vôi ngược dòng.
- Chất ô nhiễm như NOx, SO2, kim loại nặng, HCl, HF trong khí thải chuyển vào chất hấp thụ thông qua phản ứng với Ca[OH]2.
- Các phản ứng xảy ra đồng thời như hấp thụ, hòa tan, oxy hóa và kết tinh.
- Phần khí sau khi được lọc sạch thoát ra bên ngoài thông qua ống khói.
- Phần nước thải của thiết bị được thu gom vào bể trộn, phần nổi phía trên đi qua bộ lọc, bộ đệm, bể trung hòa, bể lắng sơ cấp và bể keo tụ.
Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất gồm tải trọng, pH bùn vôi, nồng độ SO2, PM, nhiệt độ,… Hầu hết các hệ thống FGD sử dụng hai giai đoạn gồm loại bỏ tro bay và một để loại bỏ SO2. Trong hệ thống kiểu ướt, trước tiên khí thải đi qua thiết bị loại bỏ tro bay, thiết bị lọc bụi tĩnh điện hoặc thiết bị kiểu ướt, sau đó đi vào thiết bị hấp thụ SO2. Tuy nhiên, trong hoạt động phun khô, SO2 trước tiên được phản ứng với chất hấp thụ, sau đó khí thải đi qua thiết bị kiểm soát hạt.
Trên đây là cách xử lý khí thải chứa lưu huỳnh mang lại hiệu quả cao nhất. Mọi ý kiến đóng góp về nội dung bài viết hoặc thắc mắc, bạn có thể để lại bình luận tại Form bên dưới bài viết. moitruonghopnhat.com sẵn sàng hỗ trợ. Cảm ơn bạn đã theo dõi.