Xử lý khí thải H2S bằng chất hấp phụ oxit sắt Fe2O3: Đề tài nghiên cứu

ƯỜ

Ạ Ọ

ƯỜ

NG Đ I H C TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TR

Ộ NG HÀ N I

KHOA MÔI TR

NGƯỜ

ề

ấ ấ

ử

ằ

Đ tài:

X lý khí th i H2S b ng ch t h p

ả ph ụ ắ oxit s t Fe2O3

Nhóm 3:

ị

ễ

ả

ễ

ệ

1. Nguy n Th Ánh Trà 2. Hoàng Thanh Trúc 3. Nguy n Thu Th o ị 4. Phan Th Thu Trang 5. Vũ Thành Hoàng 6. Nguy n Vi

t Dũng

GVHD: Mai Quang Tu n ấ

Ộ

CÁC N I DUNG CHÍNH

ổ

ề

I. T ng quan v khí Hydro Sunfua H2S

1. Khái ni mệ

ả ư ộ ạ ị ứ

ượ ư ố ự ấ ớ ố ồ ượ ữ ng r t l n có ngu n g c t

ộ Khí th i H2S là khí đ c h i, đ c không kém HCN, không màu ắ c đ a vào khí s c nh ng có mùi khó ch u (mùi tr ng th i) đ ớ ể nhiên và quy n v i nh ng l nhân t o.ạ

ướ ề Khí H2S ít tan trong n ữ ơ c, tan nhi u trong dung môi h u c .

ồ ố

2.Ngu n g c:

ấ ả

ệ ế ầ ệ ặ ấ ợ ự

ả ủ ế ế ử ự + Trong s n xu t công nghi p: Khí H2S xu t hi n trong khí ỏ th i c a các quá trình ch d u m , tái sinh s i ho c khu v c ả ẩ ch bi n th c ph m , x lý rác th i.

ở

ẩ ừ

ạ ầ ố ữ ủ nhiên: H2S phát sinh b i quá trình th i r a c a các ố ả rác th i, c ng rãnh, các h m lò khai thác c c n, k c t

ủ ụ i tác d ng c a vi khu n t ể ả ừ ồ ướ ử ự +Trong t ấ ữ ơ ướ ch t h u c d ờ ể b bi n, ao tù, h n ệ than, các v t núi l a.

ổ

ề

I. T ng quan v khí Hydro Sunfua H2S

ườ

3.Ý nghĩa môi tr

ng:

ố ớ

a) Đ i v i con ng

ườ ỉ ầ

ậ ộ i và đ ng v t: ộ ồ

ộ ộ

ấ ộ

ặ

ầ ủ

ươ

ể

ổ

ng màng nh y c a

ả

ổ

ớ ồ ế

ở ồ

ớ

ộ

ậ

ạ

ổ

ử

Khí r t đ c, ch c n n ng đ 5ppm đã gây ng đ c, chóng m t, ứ ầ nh c đ u. ộ ớ Ở ồ n ng đ l n h n 150ppm có th gây t n th ấ ơ c quan hô h p. ộ V i n ng đ 500ppm gây viêm ph i và tiêu ch y. ẽ ắ n ng đ 700900 ppm thì chúng s Ti p xúc ng n v i khí H2S nhanh chóng xuyên qua màng túi ph i, xâm nh p vào m ch máu và gây t

vong.

b) Đ i v i th c v t:

ự ậ ổ ng t n lá cây.

ưở

ố ớ ươ Th ụ R ng lá. ả Gi m sinh tr

ng.

ổ

ề

I. T ng quan v khí Hydro Sunfua H2S

ươ

ử

4.Ph

ng pháp x lý:

ủ ế

ử

ụ

ồ

c kia h th ng x lý và thu h i khí H2S ch y u ph c v cho

ướ ệ ọ ạ

ệ

ệ ố Tr vi c l c s ch khí công nghi p.

ể ả

ượ

ể

ễ

ầ

ể

ườ

ể ng. Khí H2S thu h i t ỳ

ồ ừ ệ ố ấ

ử ặ

ủ

ế

ể ự ể

ẩ ệ ả

ệ

ấ

ệ ố c phát tri n đ gi m thi u ô nhi m b u Ngày nay, h th ng còn đ ệ ả khí quy n, b o v môi tr h th ng x lí có ả th tr c ti p bi n đô thành s n ph m l u hu nh đ ch t ho c khí SO2 đ cung c p nguyên li u cho vi c s n su t axit sunfuaric.

ơ ở

ử

ằ

II. C s lý thuy t c a quá trình x lý khí H2S b ng ấ

ươ

ụ

ế ủ ng pháp h p ph Fe2O3

ph

ộ ố

ệ

1. M t s khái ni m

ấ

ụ a, Quá trình h p ph :

ệ ượ

ự

ồ

ụ ấ

ộ ề ặ ế

ộ ủ ỏ

ữ

ắ

ỏ

ấ H p ph là m t hi n t ng ( quá trình) gây ra s tăng n ng đ c a ộ m t ch t trên b m t ti p xúc gi a 2 pha (r n – khí; r n – l ng; l ng – khí).

ấ ấ

ử

ụ khí, h i b i b m t ch t h p ph .

ơ ở ề ặ ọ ấ

ụ ụ ồ

ấ ấ

ụ

ấ

ự H p ph là s hút các phân t ụ ậ H p ph g m : h p ph v t lí và h p ph hóa h c.

ơ ở

ử

ằ

II. C s lý thuy t c a quá trình x lý khí H2S b ng ấ

ươ

ụ

ế ủ ng pháp h p ph Fe2O3

ph

ộ ố

ệ

1. M t s khái ni m

ả ằ

ử

ơ

ươ

ấ

b, X lí h i và khí th i b ng ph

ụ ng pháp h p ph :

ấ ấ ộ ớ

ề ặ ủ ấ ấ

ủ Nguyên lí c a ph i nh hi n t gi ấ ấ ấ ị ấ ề ặ ủ ấ ấ ụ ơ ụ ị ươ ng pháp: h i và khí đ c đi qua l p ch t h p ph b ụ ờ ệ ượ ữ ạ ng h p ph . l ữ ấ ụ + Ch t h p ph là ch t gi ch t khác trên b m t c a nó. ấ ị ữ ạ + Ch t b h p ph là ch t b gi ụ i trên b m t c a ch t h p ph . l

ườ ụ ươ ụ ể ử ấ ể ng có 2 cách đ áp d ng ph ng pháp h p ph đ x lí khí

Thông th th i:ả

ử ụ ụ ị ỳ t b h p ph đ nh k .

ứ ấ ứ ử ụ ế ị ấ ụ ế ị ấ ụ t b h p ph liên t c.

ậ ệ

+ Cách th nh t là s d ng thi +Cách th hai là s d ng thi ụ ấ V t li u h p ph : ậ ệ ấ ấ ớ ề ặ

ượ ạ ậ ệ ạ ổ

ủ ụ

nhiên. ệ ả ấ ấ ạ ượ ố ướ ủ ặ c đ c c và hình d ng khác nhau c a kho ng tr ng và

ố ụ +V t li u làm ch t h p ph là các v t li u x p v i b m t trong ặ ự ợ ớ c t o thành do t ng h p nhân t o ho c t l n, đ ấ +C u trúc bên trong c a các ch t h p ph công nghi p đ ư ở tr ng b i kích th ỗ ố x p. l

ơ ở

ử

ằ

II. C s lý thuy t c a quá trình x lý khí H2S b ng ấ

ươ

ụ

ế ủ ng pháp h p ph Fe2O3

ph

ế

ơ ở

ẽ ế ợ

ả ứ

ắ

2.C s lý thuy t: ớ Khí H2S s k t h p v i Oxit s t theo ph n ng: Fe2O3 + 3 H2S  Fe2S3 +3 H2O (1) 2 Fe2S3 +3O2  2 Fe2O3 + 6S (2)

ằ ể ề

ả ộ ẩ ư ụ ỳ ả ấ t nh t là nhi c hoàn nguyên b ng oxy không khí đ thu l u hu nh. Đi u t đ kho ng 280C 300C, đ m v t li u h p ph kho ng 30%.

ậ ệ ươ ộ ng pháp:

ẽ ượ ệ ộ ậ ệ ấ

ể ụ ằ ứ ậ ệ ụ ớ ấ ớ ệ ộ t đ

ộ ượ ầ ử

ụ ằ ợ ỗ ầ ượ ượ ấ ng oxy h n h p khí g p 1,5 l n l

ẽ ễ ư ậ ấ

Sau bão hòa, oxit s đ ấ ệ ố ki n t ể Đ hoàn nguyên v t li u, có th dung m t trong các ph ậ ệ +Oxy hóa v t li u h p ph b ng oxy không khí. ợ ổ ỗ +Th i h n h p khí có ch a 23% oxy qua l p v t li u h p ph v i nhi 6000C 8000C. ổ ng oxy +Hoàn nguyên liên t c b ng cách b sung vào dòng khí c n x lý m t l ế ầ sao cho l ng oxy lý thuy t c n cho quá trình oxy hóa  Nh v y quá trình hoàn nguyên s di n ra song song v i quá trình h p ớ ph .ụ

ạ ộ

ử

ủ

III. Nguyên lý ho t đ ng c a quá trình x lý H2S

ố ớ ệ ố

ả ắ

ọ ơ 1. Đ i v i h th ng l c đ n gi n l p song song:

ỗ

ề ế ớ

ọ ắ ấ

ề ậ ệ ậ ệ

ệ ố

ườ

ể

ắ ấ ụ

ấ

ớ

ồ ề ớ ỗ ớ ng ụ ng cho phép c t b t kì bình h p ph nào đã bão hòa đ hoàn nguyên. ấ ẽ ế ẫ

ả

ữ ạ ở ậ ệ ọ

ứ ượ

c gi

ạ

ủ G m nhi u bình l c l p song song theo chi u đi c a khí, m i bình có ớ ớ ụ ể nhi u l p v t li u h p ph đ khí đi qua h t l p này t i l p khác. ả M i l p v t li u dày kho ng 0,3 0,5mm. H th ng van khí trên đ ấ ố ệ N u bình h p ph có 4 l p thì hi u su t s là 9999,9%. ệ ố ẽ Khí th i ch H2S s theo h th ng d n khí đi vào bên trong các bình ư ả ứ ọ v t li u l c theo nh ph n ng Fe2O3 + 3 l c, sau đó đ l H2S  Fe2S3 +3 H2O (1) , sau đó khí s ch đ ượ ư c đ a ra ngoài.

ạ ộ

ử

ủ

III. Nguyên lý ho t đ ng c a quá trình x lý H2S

ố ớ ệ ố

ả ắ

ọ ơ 1. Đ i v i h th ng l c đ n gi n l p song song:

ả ứ :

Ph n ng

ả

ế

ớ ắ ể

ẽ

ả ứ

ớ

ế

c thay th và ti p t c x lý.

ế ụ ử ụ ượ

ậ ệ

ế

ấ

ỳ

ụ c coi là h t tác d ng khi l u hu nh

+ Fe2O3 + 3 H2S  Fe2S3 +3 H2O(1): x y ra đ n khi l p v t ậ ẫ ệ ố ượ ệ ọ c bão hòa thì h th ng d n khí s ng t đ hoàn li u l c đ nguyên theo ph n ng + 2Fe2S3 +3O2  2 Fe2O3 + 6S(2): L p v t li u l c s ậ ệ ọ ẽ ượ đ ớ ế

ậ ệ

L p v t li u h p ph đ ượ ng v t li u. chi m 50% l

ạ ộ

ử

ủ

III. Nguyên lý ho t đ ng c a quá trình x lý H2S

ố ớ ệ ố

ấ

ụ 2. Đ i v i h th ng tháp h p ph :

ươ

ự

ả

ng t

ẽ ổ

ể ử

ạ ộ ọ Ho t đ ng t nh bình l c đ n gi n ư nh ng khi hoàn nguyên s th i chung oxy vào đ x lý và hoàn nguyên song song.

ồ

ề

ơ ồ ệ ố ụ

ể S đ h th ng ki u tháp g m nhi u bình h p phấ ậ ệ

3 v t li u h p ph trên các t ng

ầ ụ

ấ

ụ ấ ướ ỡ ậ ệ i đ v t li u h p ph

4 l

Ư

ượ

ử

ủ

ể

V. u và nh

c đi m c a quá trình x lý

Ư ể 1. u đi m

•.

ễ ự

ả

•.

ệ ậ ệ

ệ Quy trình đ n gi n d th c hi n ấ Hi u su t cao >90% ẻ V t li u giá thành r

ượ

2. Nh

ể c đi m

ươ

ượ

ể

•. Tùy theo ph

ng pháp hoàn nguyên mà có nh

c đi m khác

nhau. ấ

ờ

ậ ệ ọ ể •. M t th i gian đ thay v t li u l c

ế ố ả

ế

ử

VI. Các y u t

ả

ưở ươ

ụ

ấ

nh h ằ th i H2S b ng ph

ng đ n quá trình x lý khí ng pháp h p ph Fe2O3

ậ ệ

ấ

ụ 1. V t li u h p ph

ộ ấ ụ ụ ắ ộ

ố ế ả ứ ữ

ấ ộ ỗ ủ ậ ệ ấ ố ố Đ nâng cao t c đ ph n ng, đ r ng( x p) c a v t li u h p ph ụ

ắ

•. Đ m c a v t li u ph i kho ng 30%.

i u ệ ộ ể

ứ ộ ủ •. T c đ ph n ng h p ph H2S c a oxit s t này ph thu c vào m c đ ề ặ ậ ệ ụ ti p xúc gi a khí và b m t v t li u h p ph . ả ứ ộ ườ ủ ph i l n( c a oxit s t th ng ≥50%) ả ể ả ớ ộ ẩ ủ ậ ệ ả

2. Nhi • Th ừ t

ả ứ ể ả ố ấ ả t đ đ ph n ng có th x y ra t t nh t là trong kho ng