đề tài: XỬ LÝ KHÍ THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP NHIỆT, OXY HÓA, SINH HỌC

Chia sẻ: chipbia

Các phương pháp làm sạch khí thải rất đa dạng, khác nhau về cấu tạo thiết bị cũng như về công nghệ làm sạch. Phương pháp làm sạch chất thải được lựa chọn theo khối lượng và thành phần chất thải. Ngoài ra nó còn được lựa chọn trên cơ sở so sánh phân tích tính kinh tế - kĩ thuật. Để đạt được hiệu quả xử lí khí thải cao cần phải sử dụng phối hợp đồng thời nhiều phương pháp và thiết bị lọc khác nhau. ...

Bạn đang xem 10 trang mẫu tài liệu này, vui lòng download file gốc để xem toàn bộ.

Nội dung Text: đề tài: XỬ LÝ KHÍ THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP NHIỆT, OXY HÓA, SINH HỌC

Trường Đại Học Công Nghiệp Tp.HCM
Viện Công Nghệ & Quản Lý Môi Trường

Môn: KỸ THUẬT KHỐNG CHẾ Ô NHIỄM KHÔNG
KHÍ VÀ TIẾNG ỒN

XỬ LÝ KHÍ THẢI BẰNG
PHƯƠNG PHÁP NHIỆT,
OXY HÓA, SINH HỌC




GVHD: THÁI VŨ BÌNH 1 SVTH: NHÓM 8
Tổng quan về các phương pháp xử lý


Xử lý khí thải bằng phương pháp
nhiệt

G
U
D
I
N
Xử lý khí thải bằng phương pháp oxy hóa



Xử lý khí thải bằng phương pháp sinh học


GVHD: THÁI VŨ BÌNH SVTH: NHÓM 8
2
TỔNGQUAN VỀ CÁC
PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ




GVHD: THÁI VŨ BÌNH 3 SVTH: NHÓM 8
KHÁI QUÁT VỀ CÁC PHƯƠNG
PHÁP XỬ LÝ
Các phương pháp làm sạch khí thải rất đa dạng, khác
nhau về cấu tạo thiết bị cũng như về công nghệ làm
sạch.

Phương pháp làm sạch chất thải được lựa chọn theo
khối lượng và thành phần chất thải. Ngoài ra nó còn
được lựa chọn trên cơ sở so sánh phân tích tính kinh tế -
kĩ thuật.

Để đạt được hiệu quả xử lí khí thải cao cần phải sử
dụng phối hợp đồng thời nhiều phương pháp và thiết bị
lọc khác nhau.
GVHD: THÁI VŨ BÌNH SVTH: NHÓM 8
4
KHÁI QUÁT VỂ CÁC PHƯƠNG
PHÁP XỬ LÝ
Phương pháp nhiệt

oĐược ứng dụng để xử lý các chất độc dễ bị oxi hóa
và các tạp chất có mùi hôi.
o Dựa trên sự cháy của các tạp chất trong các lò hoặc
đèn xì.
Phương pháp oxy hóa

oDựa trên sự biến đổi hóa học các cấu tử độc hại
thành không độc hại trên bề mặt xúc tác rắn.
o Được sử dụng để xử lý NOx, SOx, COx và các tạp
chVŨ t hữu cơ.
ấ BÌNH
GVHD: THÁI SVTH: NHÓM 8
5
KHÁI QUÁT VỀ CÁC PHƯƠNG
PHÁP XỬ LÝ

Phương pháp sinh hóa- vi sinh

o Phương pháp này lợi dụng các vi sinh vật
phân hủy và tiêu thụ các khí thải độc hại, nhất là
các khí thải từ các nhà máy thực phẩm, nhà máy
phân đạm, phân tổng hợp hữu cơ…
o Các vi sinh vật, vi khuẩn sẽ hấp thụ, đồng
hóa các khí thải hữu cơ, vô cơ độc hại và thải ra
các khí N2 và CO2.

GVHD: THÁI VŨ BÌNH SVTH: NHÓM 8
6
XỬ LÝ KHÍ THẢI BẰNG
PHƯƠNG PHÁP NHIỆT




GVHD: THÁI VŨ BÌNH 7 SVTH: NHÓM 8
XỬ LÝ KHÍ THẢI BẰNG PHƯƠNG
PHÁP NHIỆT

o Phương pháp nhiệt: hay còn gọi là phương
pháp đốt cháy trực tiếp.
Phương pháp này dựa trên sự cháy của các tạp
chất trong các lò hoặc đèn xì.

o Nguyên tắc: Bản chất của phương pháp đốt
cháy trực tiếp là oxi hóa các cấu tử độc hại bằng
oxi ở nhiệt độ cao (450 – 12000C).


GVHD: THÁI VŨ BÌNH SVTH: NHÓM 8
8
XỬ LÝ KHÍ THẢI BẰNG PHƯƠNG
PHÁP NHIỆT
Ứng dụng:
o Các chất ô nhiễm có mùi khó chịu đều cháy được
hoặc thay đổi về mặt hóa học biến thành các chất ít
mùi hơn khi phản ứng ở nhiệt độ thích hợp.
o Các loại sol khí hữu cơ có khói nhìn thấy được
như khói lò rang cafe, lò sản xuất thịt hun khói, lò
nung men sứ…
o Hơi, khí hữu cơ nếu thải trực tiếp vào khí quyển
sẽ có phản ứng với sương mù và gây hại cho môi
trường.
o Khí cháy được kể cả những chất hữu cơ độc hại.
GVHD: THÁI VŨ BÌNH SVTH: NHÓM 8
9
XỬ LÝ KHÍ THẢI BẰNG PHƯƠNG
PHÁP NHIỆT
Ưu điểm:
o Thiết bị đơn giản và có khả năng ứng dụng rộng rãi.
Phân hủy được hoàn toàn các chất ô nhiễm cháy được
khi thiết kế và vận hành thiết bị đúng quy cách.
o Khả năng thích ứng của thiết bị đối với sự thay đổi
vừa phải của lưu lượng, nồng độ khí ô nhiễm.
o Hoạt động ổn định, không cần hoàn nguyên như hấp
thụ và hấp phụ.
o Có khả năng thu hồi, tận dụng nhiệt sinh ra trong
quá trình thiêu đốt.

GVHD: THÁI VŨ BÌNH SVTH: NHÓM 8
10
XỬ LÝ KHÍ THẢI BẰNG PHƯƠNG
PHÁP NHIỆT

Nhược điểm:

o Chi phí đầu tư, vận hành tương đối lớn.
o Có khả năng làm phức tạp hơn vấn đề ô nhiễm
không khí vì bên cạnh chất ô nhiễm hydrocacbon cần
đốt còn có các hợp chất khác của nitơ, clorin, lưu
huỳnh…
o Quá trình thiêu đốt có cấp nhiên liệu và chất xúc tác
nên quá trình vận hành gặp trở ngại.

GVHD: THÁI VŨ BÌNH SVTH: NHÓM 8
11
XỬ LÝ KHÍ THẢI BẰNG PHƯƠNG
PHÁP NHIỆT


Các quá trình thiêu đốt

1
Thiêu đốt bằng ngọn lửa trực tiếp trong không
khí
2
Thiêu đốt băng buồng đốt (không có xúc tác)

3
Thiêu đốt băng buồng đốt (có xúc tác)

GVHD: THÁI VŨ BÌNH SVTH: NHÓM 8
12
THIÊU ĐỐT BẰNG NGỌN LỬA
TRỰC TIẾP
o Phương pháp thiêu đốt bằng ngọn lửa trực tiếp là
các ngọn đuốc cháy bùng của khí thải ở các mỏ dầu
khí, nhà máy lọc dầu.

oNgọn đuốc được thiết kế như một ống dẫn khí
đến một độ cao thích hợp và trên tận cùng của ống
có lắp đầu đốt gồm bộ phận phun hơi và mồi lửa,
đảm bảo ngọn đuốc cháy không có khói và liên tục
mặc dù lưu lượng khí thải, nồng độ chất cháy trong
khí thải cũng như vận tốc gió có thể thay đổi trong
phạm vi rộng.
GVHD: THÁI VŨ BÌNH SVTH: NHÓM 8
13
THIÊU ĐỐT CÓ BUỒNG ĐỐT
(KHÔNG CÓ XÚC TÁC )

o Đốt các loại khí thải có chứa chất ô nhiễm dạng
khí, hơi hoặc sol khí cháy được với nồng độ tương
đối thấp phát sinh từ : thiết bị phun nhựa đường, lò
ram má phanh ôtô, lò sản xuất thịt hun khói, lò rang
cafe, lò nấu sơn, lò nấu vecni…

o Nhiệt độ trong buồng đốt khoảng 900 – 15000C.



GVHD: THÁI VŨ BÌNH SVTH: NHÓM 8
14
THIÊU ĐỐT CÓ BUỒNG ĐỐT
(KHÔNG CÓ XÚC TÁC )
Chất Giới hạn nhiệt độ
trung bình 0C

Hydrocacbon 500 – 760


Cacbon oxit 680 – 800


Xử lý mùi bằng oxi 500 – 700
hóa

GVHD: THÁI VŨ BÌNH SVTH: NHÓM 8
15
THIÊU ĐỐT BẰNG BUỒNG ĐỐT
(CÓ XÚC TÁC )
o Thiêu cháy có xúc tác cần diện tích bề mặt tiếp
xúc lớn và nhiệt độ đốt khoảng 300 – 5000C (tùy
thuộc vào chất oxi hóa).

oTrong phương pháp này, chất xúc tác là các bề
mặt kim loại như các dãy băng bạch kim, đồng,
crôm niken…

o Nguyên tắc xử lý là oxi hóa chất ô nhiễm trên bề
mặt vật liệu xúc tác ở nhiệt độ thấp hơn đáng kể
so với nhiệt độ bắt lửa.
GVHD: THÁI VŨ BÌNH SVTH: NHÓM 8
16
THIÊU ĐỐT BẰNG BUỒNG ĐỐT
(CÓ XÚC TÁC )
Chất Giới hạn nhiệt độ
trung bình 0C
Dung môi: toluen, metyl 260 – 460
keton, xylol, ancol…

Chất béo nguồn gốc thực 260 – 370
vật
Chất thải công nghiệp hóa 200 – 400
chất: CO, etylen, oxit
etylen, propylen…

GVHD: THÁI VŨ BÌNH SVTH: NHÓM 8
17
THIÊU ĐỐT BẰNG BUỒNG ĐỐT
(CÓ XÚC TÁC )
Ưu điểm:
o Phản ứng oxi hóa xảy ra nhanh và mạnh nên
thời gian lưu khí thải thấp (bằng 1/20 – 1/50 so
với buồng đốt không xúc tác) và ít tiêu tốn nhiều
năng lượng.

o Tiết kiệm lượng nhiên liệu bổ sung từ 40 –
50% so với buồng đốt thông thường.

o Giá thành xây dựng, vận hành rẻ hơn lò đốt
thông thường.
GVHD: THÁI VŨ BÌNH SVTH: NHÓM 8
18
XỬ LÝ KHÍ THẢI BẰNG
PHƯƠNG PHÁP OXY HÓA




GVHD: THÁI VŨ BÌNH 19 SVTH: NHÓM 8
XỬ LÝ KHÍ THẢI BẰNG PHƯƠNG
PHÁP OXY HÓA

Nguyên tắc: Thực hiện tương tác hóa học
nhằm chuyển các khí độc thành các sản
phẩm ít độc hại hơn nhờ các chất xúc tác đặc
biệt. Được thực hiện trong các thiết bị phản
ứng.

Vai trò: Làm tăng các phản ứng hóa học trong
xử lý khí thải.


GVHD: THÁI VŨ BÌNH SVTH: NHÓM 8
20
XỬ LÝ KHÍ THẢI BẰNG PHƯƠNG
PHÁP OXY HÓA
 Cụ thể của việc xử lý này có hai vấn đề:
oChuyển C, CO, COV về CO2 không độc bằng phản ứng
ôxy hoá, nghĩa là đốt cháy với sự có mặt của ôxy
o Chuyển NOx về ôxy và nitơ, là phản ứng khử ngược lại
với phản ứng trên.
 Hai quá trình này phải thực hiện đồng thời. Vì thế, phải
tìm một "khoảng" cho phép để chỉnh nồng độ ôxy sao cho cả
hai quá trình đều cùng thực hiện được, đồng thời tìm chất
xúc tác thích hợp. Cả hai việc đều đòi hỏi đầu tư nhiều thời
gian và nhiều phương tiện đặc chủng hiện đại. Chính vì thế,
ở Việt Nam rất khó làm, lĩnh vực này hầu như còn bỏ ngỏ.
GVHD: THÁI VŨ BÌNH SVTH: NHÓM 8
21
VẬT LIỆU XÚC TÁC TRONG
PHƯƠNG PHÁP OXY HÓA
o Trong công nghiệp luyên kim đen, sản xuất nhôm
bằng phương pháp điện phân nóng chảy khí thải
thường chứa CO, người ta thường sử dụng xúc tác
chứa 0.3% Pt mang trên oxit nhôm.
o Các hợp chất hữu cơ là thành phần chủ yếu có
trong khí thải của nhà máy sản xuất chất dẻo, thuốc
kháng sinh, andehyt phatalic, dây chuyền sơn…Xúc tác
thường được sử dụng ở đây là Pt, Pd và Rh.
o Pt và Pd thường được mang trên Al2O3 để oxy hóa
các alkan

GVHD: THÁI VŨ BÌNH SVTH: NHÓM 8
22
VẬT LIỆU XÚC TÁC TRONG
PHƯƠNG PHÁP OXY HÓA

Các xúc tác trên cơ sở Pd có hoạt tính
cao trong phản ứng oxy hóa CO giá
thành lại thấp hơn Pt




GVHD: THÁI VŨ BÌNH SVTH: NHÓM 8
23
VẬT LIỆU XÚC TÁC TRONG
PHƯƠNG PHÁP OXY HÓA

Pt có hoạt độ cao nhất cho oxy hóa propan ở
5000C, trong khi Pd là xúc tác tốt hơn cho quá
trình oxy hóa ethan, methan và các olefin.




GVHD: THÁI VŨ BÌNH SVTH: NHÓM 8
24
VẬT LIỆU XÚC TÁC TRONG
PHƯƠNG PHÁP OXY HÓA

Rh có hoạt độ thấp nhất trong phản ứng
oxy hóa propan, nhưng khi kết hợp với Pt sẽ
tạo thành vật liệu xúc tác tốt nhất cho phản
ứng oxy hóa và khử các NOx.




GVHD: THÁI VŨ BÌNH SVTH: NHÓM 8
25
XỬ LÝ KHÍ THẢI BẰNG
PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC




GVHD: THÁI VŨ BÌNH 26 SVTH: NHÓM 8
NGUYÊN TẮC XỬ LÝ
o Tạo điều kiện cho vi khuẩn tiếp xúc với các chất ô
nhiễm trong khí thải. Hệ thống lọc khí thải này là nơi
chứa các nguyên liệu lọc và nơi sinh sản cho các vi sinh
vật.

o Trong hệ thống, các vi sinh vật sẽ tạo thành một
màng sinh học (biofilm - một màng mỏng và ẩm bao
quanh các nguyên liệu lọc). Trong quá trình lọc, khí thải
được bơm chậm xuyên qua hệ thống lọc, các chất ô
nhiễm trong khí thải sẽ bị các nguyên liệu lọc hấp thụ.
Các chất khí gây ô nhiễm sẽ bị hấp phụ bởi màng sinh
học, tại đây, các vi sinh vật sẽ phân hủy chúng để tạo nên
GVHD: năng lượng và các sản phẩ27 phụ là CO và H O SVTH: NHÓM 8
m
THÁI VŨ BÌNH
MÔ TẢ QUÁ TRÌNH XỬ LÝ


o Hệ thống lọc sinh học cung cấp môi trường
cho vi sinh vật phát triển và phân hủy các chất khí
có mùi hôi và các chất hữu cơ gây ô nhiễm trong
khí thải.

o Hệ thống lọc bao gồm một buồng kín chứa
các vi sinh vật và hấp thụ hơi nước, giữ chúng lại
trong nguyên liệu lọc.


GVHD: THÁI VŨ BÌNH SVTH: NHÓM 8
28
MÔ TẢ QUÁ TRÌNH XỬ LÝ

o Trong quá trình lọc sinh học, các chất khí gây ô
nhiễm được làm ẩm và sau đó được bơm vào một
buồng phía bên dưới nguyên liệu lọc. Khi chất khí đi
ngang qua lớp nguyên liệu lọc, các chất ô nhiễm bị
hấp thụ và phân hủy. Khí thải sau khi đã lọc sạch
được phóng thích vào khí quyển từ bên trên của hệ
thống lọc.
o Hầu hết những hệ thống lọc sinh học hiện nay có
công suất xử lý mùi và các chất hữu cơ bay hơi lớn
hơn 90%. Tuy nhiên, hạn chế của phương pháp này là
chỉ xử lý được những khí thải có nồng độ chất ô
GVHD: THÁI VŨ BÌNH SVTH: NHÓM 8
29
NGUYÊN LIỆU LỌC

o Lớp nguyên liệu lọc ẩm tạo nên điều kiện lý
học và hóa học thuận lợi cho việc chuyển đổi các
chất ô nhiễm từ pha khí sang pha lỏng và quá trình
phân hủy sinh học các chất ô nhiễm này bởi màng
sinh học.

o Cơ chế của quá trình lọc sinh học bao gồm quá
trình hấp phụ, hấp thụ và phân hủy bởi các vi sinh
vật. Các vi sinh vật trong màng sinh học liên tục hấp
thụ và biến dưỡng các chất ô nhiễm, biến chúng
thành các sản phẩm cuối cùng là nước, CO2 và các
GVHD: oạiVŨ BÌNH i.
lTHÁI muố SVTH: NHÓM 8
30
NGUYÊN LIỆU LỌC

o Các đơn vị nguyên liệu lọc gọi là "khối sinh
học" (Biocube) có kích thước cao khoảng 7 ft và
đường kính khoảng 6 ft.
o Nguyên liệu lọc được thiết kế sao cho có khả
năng hấp thụ nước lớn, độ bền cao, và ít làm suy
giảm áp lực luồng khí đi ngang qua nó.
o Các nguyên liệu lọc thường có tuổi thọ từ 5 -
7 năm.



GVHD: THÁI VŨ BÌNH SVTH: NHÓM 8
31
NGUYÊN LIỆU LỌC

o Nguyên liệu lọc điển hình là hỗn hợp của các chất
nền ủ phân compost, than bùn, đất, cây thạch nam,
plastic và các phụ phẩm gỗ.
o Mục đích:
Cung cấp diện tích bề mặt lớn để hấp thụ và
hấp phụ các chất ô nhiễm.
Cung cấp chất dinh dưỡng cho các vi sinh vật
o Một vài loại nguyên liệu lọc không đáp ứng được
về nhu cầu dưỡng chất cho vi sinh vật ==> hiệu chỉnh
bằng cách cho thêm vào các hợp chất đạm và phospho.

GVHD: THÁI VŨ BÌNH SVTH: NHÓM 8
32
YÊU CẦU CHỌN NGUYÊN LIỆU
L ỌC

o Khả năng giữ ẩm để tạo lớp màng sinh học
o Có diện tích bề mặt lớn tạo điều kiện cho quá
trình hấp thụ và phát triển của vi sinh vật
o Có chứa các dưỡng chất để cung cấp cho các vi
sinh vật
o Tạo lực cản không khí thấp (giảm mức độ sụt
áp và năng lượng cần sử dụng cho máy bơm)
o Các tính chất lý học khác như độ ổn định lý học
và dễ dàng thao tác.


GVHD: THÁI VŨ BÌNH SVTH: NHÓM 8
33
MỘT SỐ THÔNG SỐ THIẾT KẾ
 Diện tích: là một thông số được quan tâm hàng đầu trong việc
thiết kế hệ thống lọc sinh học. Để xử lý lưu lượng khí khoảng 30
ft3/phút, một hệ thống lọc sinh học có thể cần diện tích 25 ft2. Đối
với những lưu lượng khí lớn hơn, chúng ta cần những diện tích lớn
hơn và có thể bằng diện tích một sân bóng rổ như đã nói ở trên.

 Thành phần hóa học và hàm lượng của chất ô nhiễm trong
khí thải :Phân tích thành phần hóa học và hàm lượng của nó trong
khí thải cần thiết để xác định xem biện pháp lọc sinh học có thích
hợp hay không. Các hệ thống lọc sinh học hoạt động tốt khi các
hợp chất ô nhiễm (không hoà tan trong nước) có nồng độ thấp
(
Đề thi vào lớp 10 môn Toán |  Đáp án đề thi tốt nghiệp |  Đề thi Đại học |  Đề thi thử đại học môn Hóa |  Mẫu đơn xin việc |  Bài tiểu luận mẫu |  Ôn thi cao học 2014 |  Nghiên cứu khoa học |  Lập kế hoạch kinh doanh |  Bảng cân đối kế toán |  Đề thi chứng chỉ Tin học |  Tư tưởng Hồ Chí Minh |  Đề thi chứng chỉ Tiếng anh
Theo dõi chúng tôi
Đồng bộ tài khoản