Các phương pháp xử lý khí SO₂

1. Tổng quan về khí SO₂

Khí SO₂ là loại chất ô nhiễm phổ biến nhất trong sản xuất công nghiệp cũng như trong sinh hoạt của con người. Nguồn phát thải SO₂ chủ yếu là từ các trung tâm nhiệt điện, các loại lò nung, lò hơi khi đốt nhiên liệu là than, dầu và khí đốt. Có chứa lưu huỳnh hoặc các hợp chất có chứa lưu huỳnh.

NỘI DUNG

Ngoài ra, trong quá trình sản xuất của các ngành công nghiệp hóa chất, luyện kim. Cũng thải vào bầu khí quyển một lượng SO₂ đáng kể. Trên thế giới hàng năm tiêu thụ gần 2 tỷ tấn than đá các loại và gần 1 tỷ tấn dầu mỏ.

Khi thành phần lưu huỳnh trong nhiên liệu trung bình chiếm 1% thì lượng khí SO₂ thải vào khí quyển là 60 triệu tấn/năm. Đó là chưa kể lượng SO₂ thải ra từ các ngành công nghiệp khác.

2. Tính chất của khí SO₂

Khí SO₂ có một số những tính chất đặc trưng như sau:

SO₂ là một khí vô cơ không màu, mùi kích thích mạnh, không cháy, có vị hăng cay dễ hóa lỏng, dễ hòa tan trong nước với nồng độ thấp.
SO₂ có nhiệt độ nóng chảy ở -75⁰C và nhiệt độ sôi ở -10⁰C.
SO₂ rất bền nhiệt.
SO₂ oxy hóa chậm trong không khí sạch. Do quá trình quang hóa hay do xúc tác khí SO₂ dễ dàng bị oxy hóa biến thành SO₃ trong khí quyển và hòa tan trong nước tạo thành axit H₂SO₄.

3. Tác hại của khí SO₂

SO₂ và các hợp chất của SO₂ là những chất có tính kích thích và gây ra một số tác hại đến sức khỏe con người. Ở nồng độ nhất định có thể gây co giật cơ trơn của khí quản. Ở nồng độ lớn hơn sẽ gây tăng tiết dịch niêm mạc đường khí quản. Khi tiếp xúc với mắt chúng có thể tạo thành axit.

SO₂ có thể xâm nhập vào cơ thể của con người qua da và gây ra các chuyển đổi hóa học. Kết quả của nó là hàm lượng kiềm trong máu giảm, amoniac bị thoát qua đường tiểu và có ảnh hưởng đến tuyến nước bọt. Hầu hết dân cư sống quanh khu vực nhà máy có nồng độ SO₂, SO₃ cao đều mắc bệnh đường hô hấp. Nếu hít phải SO₂ ở nồng độ cao có thể gây tử vong.

4. Các phương pháp xử lý khí SO₂

4.1 Phương pháp xử lý khí SO₂ bằng nước

Xử lý khí SO2 bằng nước. — **Xử lý khí SO₂bằng nước.**

Giai đoạn 1: Hấp thụ khí SO₂ bằng cách phun nước vào dòng khí thải có chứa SO₂ hoặc cho khí thải có chứa SO₂ đi qua lớp vật liệu đệm (rỗng) có tưới nước – scruber.

Giai đoạn 2: Giải thoát khí SO₂ ra khỏi chất hấp thụ (nếu cần) và nước sạch.

Mức hòa tan của khí SO₂ trong nước giảm khi nhiệt độ nước tăng cao, do đó nhiệt độ nước cấp vào hệ thống hấp thụ khí SO₂ phải đủ thấp. Còn để giải thoát khí SO₂ khỏi nước thì nhiệt độ của nước phải cao.

Cụ thể là nhiệt độ 100⁰C thì khí SO₂ bốc ra một cách an toàn và trong khí thoát ra có lẫn hơi nước. Bằng phương pháp ngưng tụ người ta có thể thu được khí SO₂ với độ đậm đặc gần 100% để dùng vào mục đích sản xuất axit sufuric.

Độ hòa tan của SO₂ trong nước thấp nên cần lưu lượng lớn và thiết bị hấp thụ có thể tích lớn. SO₂ thoát ra khỏi dung dịch khi nhiệt độ cao.

4.2 Phương pháp xử lý khí SO₂ bằng đá vôi (CaCO₃) hoặc vôi nung (CaO)

Phương pháp này được áp dụng rộng rãi trong công nghiệp vì công nghệ đơn giản, chi phí đầu tư không cao. Chế tạo thiết bị bằng vật liệu thông thường không cần vật liệu chống axit, không chiếm nhiều diện tích xây dựng. Hiệu quả xử lý cao, nguyên liệu rẻ tiền và có sẵn.

Xử lý khí SO2 bằng vôi sữa — **Xử lý khí SO₂ bằng vôi sữa**

Các phản ứng hóa học xảy ra như sau:

CaCO₃ + SO₂ --> CaSO₃ + CO₂

CaO + SO₂ --> CaCO₃

2CaCO₃ + SO₂ --> 2CaSO₄

Hiệu suất hấp thụ SO₂ bằng sữa vôi đạt 98%. Sức cản khí động của hệ thống không vượt quá 20mm cột nước.

Nguyên liệu vôi được sử dụng một cách hoàn toàn. Cụ thể là cặn bùn từ hệ thống xử lý nước thải ra có thể được sử dụng làm chất kết dính trong xây dựng sau khi chuyển sunfat trong lò nung.

4.3 Phương pháp xử lý khí SO₂ bằng magie oxit (MgO)

SO₂ được hấp thụ bởi oxit – hydroxit magie, tạo thành tinh thể ngậm nước sunfit magie. Trong thiết bị hấp thụ xảy ra các phản ứng sau:

MgO + SO₂ --> MgSO₃

MgO + H₂O --> Mg(OH)₂

MgSO₃ + H₂O + SO₂ --> Mg(HSO₃)₂

Mg(OH)₂ + Mg(HSO₃)₂ --> 2MgSO₃ + 2H₂O

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.

Tái sinh Magie được thực hiện trong lò nung ở nhiệt độ 900⁰C và cho thêm than cốc.

Khi nung như vậy thì khí SO₂ thoát ra là 7 – 15%. Khí được làm nguội, tách bụi và sương mù axit sunfuric rồi đưa đi sản xuất axit sunfuaric.

Trong đó có thể xử lý theo các phương pháp sau:

Magie oxit kết tinh theo chu trình
Magie oxit không kết tinh
Magie sủi bọt
Magie oxit kết hợp với potos (kali cacbonat)

4.4 Xử lý khí SO₂ bằng dung dịch xút

Có một vài ứng dụng trong nước dùng tháp phun kết hợp tháp đệm lọc SO₂ bằng dung dịch xút 0,5 – 1% thay cho dung dịch vôi với hệ số phun µ 3 kg/kg đã cho kết quả: Hạ được nồng độ SO₂ trong khí thải lò đốt dầu FO khoảng 85 – 90%. Phản ứng trong quá trình như sau:

NaOH + SO₂ --> NaHSO₃

NaOH + SO₂--> Na₂SO₃ + H₂O

Dung dịch này tránh được nhược điểm của dùng vôi là ít bị nghẹt hệ thống phun dung dịch và chỉ hấp thu SO₂. Phản ứng phụ của xút với CO₂ nếu có xảy ra thì một phần của cacbonat natri được hình thành sẽ phản ứng với khí SO₂ để tạo thành sunfit và bisunfit natri:

NaOH + H₂CO₃ --> NaHCO₃ + H₂O

2NaOH + CO₂ --> Na₂CO₃ + H₂O

Na₂CO₃ + SO₂ --> Na₂SO₃ + CO₂

NaHCO₃ + SO₂ --> NaHSO₃ + CO₂

Na₂SO₃ + SO₂ + H₂O --> 2NaHSO₃

Tuy vậy hệ thống này tiêu tốn nhiều xút. Đòi hỏi khí thải phải được làm nguội trước khi xử lý và trên thực tế nước thải đã không được xử lý khi thải bỏ, vì nếu cộng thêm phần xử lý nước thì giá thành hệ thống rất cao. Ngoài ra hệ thống này cần làm bằng vật liệu chịu được môi trường kiềm cao như INOX, COMPOSITE…

4.5 Xử lý khí SO₂ bằng kẽm oxit ZnO

Xử lý khí SO2 bằng kẽm oxit kết hợp với natri sunfit — ***Xử lý khí SO₂ bằng kẽm oxit kết hợp với natri sunfit***

Xử lý SO₂ bằng kẽm oxit (ZnO) cũng tương tự như phương pháp oxit magie tức là dùng phản ứng giữa SO₂ với kẽm oxit để thu các muối sunfit và bisunfit, sau đó dùng nhiệt để phân ly thành SO₂ và ZnO.

Phản ứng hấp thụ như sau:

SO₂ + ZnO + 2,5H₂O --> ZnSO₃.2,5H₂O

Và khi nồng độ SO₂ lớn:

2SO₂ + ZnO + H₂O --> Zn(HSO₃)₂

Sunfit kẽm tạo thành không tan trong nước được tách ra bằng xyclon nước và sấy khô. Tái sinh ZnO bằng cách nung sunfit ở 350⁰C.

ZnSO₃.2,5H₂O --> SO₂ + ZnO + 2,5H₂O

SO₂ được chế biến tiếp tục còn ZnO quay lại hấp thụ.

Có các phương pháp sau:

Phương pháp kẽm oxit đơn thuần
Phương pháp kẽm oxit kết hợp với natri sunfit.

4.6 Hấp phụ khí SO₂ bằng than hoạt tính

Nhược điểm của phương pháp này tùy thuộc vào quá trình hoàn nguyên. Có thể là tiêu hao nhiều vật liệu hấp phụ. Hoặc là sản phẩm thu hồi được – khí SO₂ có nồng độ thấp. Có lẫn nhiều axit sunfuric và tận dụng khó khăn. Phải xử lý tiếp mới sử dụng được.

**Xử lý khí SO2 bằng phương pháp hấp phụ than hoạt tính**

Khói thải đi vào tháp hấp phụ gồm nhiều tầng. Khí SO₂ bị giữ lại trong lớp than hoạt tính của các tầng hấp phụ. Sau đó khói đi qua Cyclon để lọc sạch tro, bụi trước khi thải ra khí quyển.

Than hoạt tính sau khi được hoàn nguyên cùng với một lượng than mới bổ sung. Được chuyển lên phễu chứa để cấp vào tháp hấp phụ qua bộ phận khống chế liều lượng. Than rơi từ tầng trên xuống tầng dưới của tháp nhờ hệ thống cào đảo.

Sau khi bão hòa khí SO₂. Than hoạt tính từ tầng dưới cùng của tháp chảy xuống bunke để đi vào thiết bị giải hấp phụ (hoàn nguyên). Tại đây một lượng nhiệt được cấp vào từ bên ngoài để nâng nhiệt độ của than lên 400 – 450⁰C nhờ thiết bị cấp nhiệt và quạt.

Khí SO₂ thoát ra từ quá trình hoàn nguyên người ta thổi khí trơ nóng hoặc hơi nước vào thiết bị hoàn nguyên. Khí SO₂ thoát ra từ quá trình hoàn nguyên có nồng độ 40 – 50%. Và đạt khoảng 96 – 97% lượng khí SO₂ có trong khói thải trước khi đi vào hệ thống lọc.

Sau khi hoàn nguyên, than hoạt tính được sàng chọn lại qua máy sàng. Để loại bỏ phần than quá vụn nát và bổ sung thêm than mới để đưa vào phễu chứa.

Trên đây là các phương pháp xử lý khí SO₂ phổ biến nhất. Và còn nhiều phương pháp xử lý khí SO₂ khác như: Hấp thu khí SO₂ bằng dung dịch soda. Hấp thụ bằng dung dịch amoniac. Hấp thụ bằng các chất hữu cơ (anilin, toludin, xylidin và đimety – anilin).

Dịch vụ xử lý khí thải mới nhất tại – Công ty TNHH Công nghệ môi trường Hòa Bình Xanh

Bạn đang muốn xây dựng hệ thống xử lý khí thải? Bạn đang mong muốn tìm kiếm được một nhà thầu uy tín và chuyên nghiệp? Đừng lo ngại, Hòa Bình Xanh sẽ giúp bạn tận tình với những dịch vụ chuyên nghiệp nhất.

Quý doanh nghiệp hãy liên hệ tới Công ty TNHH Công nghệ Môi trường Hòa Bình Xanh. Công ty chúng tôi với đội ngũ thạc sĩ, kỹ sư giàu kinh nghiệm đã đầu tư nghiên cứu, đánh giá kỹ lưỡng các công nghệ xử lý và tìm các phương án xử lý chất lượng tốt nhất, chi phí hợp lý và thời gian nhanh nhất.

Với phương châm: “Uy tín, chất lượng là hàng đầu” Hòa Bình Xanh mang đến cho quý khách hàng sản phẩm và dịch vụ tốt nhất, đáp ứng nhu cầu cần thiết của khách hàng.
Quý khách hàng có công trình, dự án cần tư vấn, hãy gọi ngay qua hotline 0943.466.579 để nhận được sự hỗ trợ nhanh nhất và tận tình nhất.