Bài thuyết trình 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
Mô: 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
NỘI DUNG
Xử lý khí thải bằng phương pháp oxy hóa
Xử lý khí thải bằng phương pháp sinh học
GVHD: THÁI VŨ BÌNH
2
SVTH: NHÓ M 8
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
4
SVTH: NHÓ M 8
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
chất hữu cơ.
GVHD: THÁI VŨ BÌNH
5
SVTH: NHÓ M 8
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
6
SVTH: NHÓ M 8
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
8
SVTH: NHÓ M 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
9
SVTH: NHÓ M 8
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
10
SVTH: NHÓ M 8
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
11
SVTH: NHÓ M 8
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
12
SVTH: NHÓ M 8
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
13
SVTH: NHÓ M 8
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
14
SVTH: NHÓ M 8
THIÊU ĐỐT CÓ BUỒNG ĐỐT
(KHÔNG CÓ XÚC TÁC )
Chất
Giới hạn nhiệt độ
trung bình 0C
Hydrocacbon
500 – 760
680 – 800
500 – 700
Cacbon oxit
Xử lý mùi bằng oxi hóa
GVHD: THÁI VŨ BÌNH
15
SVTH: NHÓ M 8
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
16
SVTH: NHÓ M 8
THIÊU ĐỐT BẰNG BUỒNG ĐỐT
(CÓ XÚC TÁC )
Chất
Giới hạn nhiệt độ
trung bình 0C
Dung môi: toluen, metyl
keton, xylol, ancol…
260 – 460
260 – 370
200 – 400
Chất béo nguồn gốc thực
vật
Chất thải công nghiệp hóa
chất: CO, etylen, oxit
etylen, propylen…
GVHD: THÁI VŨ BÌNH
17
SVTH: NHÓ M 8
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
18
SVTH: NHÓ M 8
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
20
SVTH: NHÓ M 8
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
21
SVTH: NHÓ M 8
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
22
SVTH: NHÓ M 8
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
23
SVTH: NHÓ M 8
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
24
SVTH: NHÓ M 8
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 N
GVHD: THÁI VŨ BÌNH
25
SVTH: NHÓ M 8
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 năng lượng và các sản
phẩm phụ là CO2 và H2O
GVHD: THÁI VŨ BÌNH
27
SVTH: NHÓ M 8
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
28
SVTH: NHÓ M 8
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 nhiễm thấp
(<1000ppm)
GVHD: THÁI VŨ BÌNH
29
SVTH: NHÓ M 8
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 loại muối.
GVHD: THÁI VŨ BÌNH
30
SVTH: NHÓ M 8
Tải về để xem bản đầy đủ
48 trang
11/12/2024
130
Bạn đang xem 30 trang mẫu của tài liệu "Bài thuyết trình Xử lý khí thải bằng phương pháp nhiệt, oxy hóa, sinh học", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên.
File đính kèm:
- bai_thuyet_trinh_xu_ly_khi_thai_bang_phuong_phap_nhiet_oxy_h.ppt
