Tháp hấp thụ

Tháp hấp thụ là một trong những giải pháp hàng đầu trong việc xử lý khí thải công nghiệp, đặc biệt là các loại khí vô cơ độc hại. Trong bối cảnh ngày càng gia tăng mối quan tâm về bảo vệ môi trường, các doanh nghiệp sản xuất đang phải đối mặt với áp lực tuân thủ quy chuẩn khí thải nghiêm ngặt. Với khả năng loại bỏ hiệu quả các hợp chất gây ô nhiễm, thiết bị này đóng vai trò quan trọng trong việc giảm thiểu tác động tiêu cực đến sức khỏe con người và hệ sinh thái. Qua bài viết sau NOPOTECH sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về nguyên lý hoạt động, cấu tạo và ứng dụng thực tế của tháp hấp thụ trong xử lý khí thải.

Tác hại của khí thải vô cơ

Các loại khí thải vô cơ như SO₂, NOₓ, NH₃, H₂S,… là tác nhân chính gây ra mưa axit, ô nhiễm không khí, ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe con người như kích ứng đường hô hấp, suy giảm chức năng phổi và làm tăng nguy cơ mắc bệnh tim mạch. Bên cạnh đó, các khí này còn ăn mòn thiết bị, gây thiệt hại kinh tế và ảnh hưởng đến tuổi thọ công trình.

Tháp hấp thụ khí thải là gì?

Tháp hấp thụ khí thải là thiết bị xử lý khí ô nhiễm bằng cách cho dòng khí tiếp xúc trực tiếp với dung dịch hấp thụ trong môi trường tiếp xúc ướt. Thông qua quá trình này, các hợp chất độc hại như SO₂, NOₓ, NH₃… bị giữ lại trong dung dịch và loại bỏ khỏi luồng khí trước khi thải ra môi trường.

Tại sao nên sử dụng tháp hấp thụ khí thải trong nhà máy 

Khí thải vô cơ phát sinh trong các quá trình sản xuất là một trong những nguyên nhân gây ô nhiễm nghiêm trọng. Các doanh nghiệp trong các ngành sau thường đối mặt với khó khăn này:

1. Công nghiệp hóa chất: Các nhà máy sản xuất axit sulfuric, axit nitric hoặc ammoniac thường xả thải SO₂, NOₓ, NH₃.
2. Ngành thép và gang: Khí CO₂, CO và H₂S phát sinh trong quá trình nung chảy.
3. Nhà máy xử lý nước thải: Thường phát sinh khí H₂S và các hóa chất khác.
4. Sản xuất phân bón: Phát sinh NH₃ và NOₓ trong quá trình chế biến.
5. Các lĩnh vực xử lý rác thải: Khí metan (CH₄) và khí clo.

Khách hàng thường đối mặt với các vấn đề sau:

• Tuân thủ quy chuẩn môi trường nghiêm ngặt về giảm thiểu khí thải.
• Giảm thiểu ảnh hưởng đến cộng đồng và nhân viên, bao gồm nguy cơ sức khỏe.
• Hiệu quả kinh tế: Cần giải pháp bền vững, tiết kiệm chi phí vận hành.

Sử dụng tháp hấp thụ là giải pháp hiệu quả để:

• Giảm thiểu khí độc thải ra môi trường,
• Bảo vệ sức khỏe người lao động và cộng đồng xung quanh
• Đảm bảo tuân thủ quy chuẩn môi trường
• Giảm thiểu chi phí xử phạt và rủi ro pháp lý cho doanh nghiệp.

>>>Xem thêm: Tháp hấp thụ SO2 hàng đầu Việt Nam

Ưu điểm khi sử dụng tháp hấp thụ

1. Hiệu quả xử lý cao
   • Loại bỏ được đến 99% các hóa chất độc hại như SO₂, NOₓ, NH₃,…
   • Giảm thiểu mùi và tạp chất gây ô nhiễm.
2. Tuân thủ quy chuẩn môi trường
   • Đảm bảo khí thải sau xử lý đạt tiêu chuẩn theo quy định của Việt Nam theo từng ngành nghề như QCVN 19-2009/BTNMT, QCVN 21-2009/BTNMT (xem thêm tại https://nopotech.vn/download/)
3. Tiết kiệm chi phí
   • Giảm thiểu chi phí phát sinh trong quá trình vận hành khép kín thông qua việc tuần hoàn các dung dịch hấp thụ.
4. Dễ bảo trì
   • Thiết kế thuận lợi cho việc thay thế vật tư phụ nhanh chóng.
   • Hóa chất bổ sung có thể được châm thêm tự động hoặc thủ công tùy theo lựa chọn của khách hàng.
   • Định kỳ bảo trì giảm thiểu gián đoạn sản xuất.
5. An toàn và bền vững
   • Vật liệu cao cấp chịu được điều kiện môi trường khắc nghiệt.
   • Tính đồng bộ cao trong quy trình vận hành.

Cấu tạo của tháp hấp thụ SO₂

Thực tế, 1 tháp hấp thụ tiêu chuẩn thường gồm các bộ phận chính như sau:

• Thân tháp: Là phần hình trụ đứng, được chế tạo từ vật liệu chịu ăn mòn như SS400, SUS304, tùy theo nhu cầu của khách hàng. Đây là nơi diễn ra quá trình tiếp xúc giữa khí thải và dung dịch hấp thụ.
• Hệ thống đệm (packing: Bên trong tháp được lắp đặt lớp đệm (đệm rỗng hoặc đệm dạng yên ngựa, đệm cầu…) để tăng diện tích tiếp xúc giữa pha khí và pha lỏng, giúp quá trình hấp thụ hiệu quả hơn.
• Bộ phận phân phối dung dịch: Là hệ thống ống và vòi phun đặt ở phần trên của tháp. Chúng dùng để phun đều dung dịch hấp thụ xuống lớp đệm.
• Hệ thống phân phối khí: Khí thải được dẫn vào từ đáy tháp, đi ngược chiều với dòng dung dịch từ trên xuống. Bộ phận này thường có thiết kế giúp phân phối khí đều khắp tiết diện tháp.
• Bộ tách sương (demister): Đặt ở đỉnh tháp để loại bỏ những giọt dung dịch bị kéo theo dòng khí, giúp khí sạch ra ngoài khô và an toàn hơn.
• Bồn chứa dung dịch và bơm tuần hoàn: Dung dịch hấp thụ sau khi chảy xuống sẽ được gom lại ở đáy tháp, tuần hoàn qua bơm và đưa trở lại hệ thống phun phía trên.
• Cửa bảo trì và thiết bị đo: Bao gồm các cửa quan sát, cửa vệ sinh, cảm biến đo lưu lượng khí, nồng độ, pH… phục vụ vận hành và bảo trì dễ dàng.

Ngoài cách gọi tên từng bộ phận trên, nhiều đơn vị cũng phân chia các thiết bị cấu tạo nên tháp hấp thụ theo dạng gần gũi và dễ hiểu hơn gồm: Màng tách nước, giàn phun mưa, vật liệu lọc, đường ống dẫn dung dịch hấp phụ, bể tản nhiệt, bể làm mát, bể dung dịch hấp phụ.

>>>Xem thêm: Khám phá các phương pháp xử lý khí thải hiệu quả

Nguyên lý hoạt động của tháp hấp thụ

Tháp hấp thụ hoạt động theo nguyên tắc hóa lý và hóa học, dựa trên tương tác giữa dung dịch hấp thụ và các khí thải có tạp chất vô cơ. Quy trình bao gồm:

1. Dòng khí thải đặc
   • Khí thải trước khi dẫn vào tháp nên được lọc bỏ bụi bằng các biện pháp phù hợp, không nên để nhiều bụi vào tháp hấp thụ sẽ làm giảm chu kỳ vệ sinh và thay thế bể hóa chất.
   • Nếu khí cần xử lý có ít bụi thì có thể đưa trực tiếp vào tháp hấp thụ.
2. Quá trình hấp thụ
   • Khí thải chứa các chất vô cơ được thiết kế vào từ đáy tháp và di chuyển dọc lên phía trên.
   • Dung dịch hóa chất được phun mù trong tháp hấp thụ bởi các pép phun để tăng diện tịch bề mặt của dung dịch hóa chất.
   • Ngoài ra, các lớp đệm cầu cũng giúp cho bề mặt dung dịch được tăng lên bên trong tháp hấp thụ.
   • Do dòng khí đi từ dưới lên, dòng dung dịch hóa chất đi từ trên xuống nên hiệu quả của quá trình hấp thụ được tăng. Trong quá trình này, khí được hòa tan vào dung dịch khi 2 pha tiếp xúc với nhau. Các phản ứng hóa học xảy ra trên các hạt phun mù hoặc trên bề mặt của các quả đệm cầu.
   • Tốc độ phản ứng và hiệu quả của nó phụ thuộc vào nồng độ pH của dung dịch tuần hoàn.
   • Quá trình hấp thụ diễn ra tách không khí thành 2 phần. Không khí sạch, khó hòa tan trong dung dịch tách ra cùng với một số chưa được hấp thụ hết thành dạng khí. Các chất vô cơ sau khi hấp thụ tạo thành các muối tan, các hợp chất dễ tan, hoặc các muối không tan nằm lại trong bể hóa chất.
3. Khí thải sạch thoát ra ngoài
   • Dòng khí sau khi xử lý đạt chuẩn theo các quy chuẩn Việt Nam thường được thải ra môi trường.
4. Tái sinh dung dịch hấp thụ
   • Tùy thuộc vào tính chất dung dịch, có thể tái sinh bằng cách loại bỏ tạp chất hoặc bổ sung hóa chất trung hòa

Tham khảo thêm : Tháp Hấp Phụ Là Gì? Cấu Tạo Của Tháp Hấp Phụ

Các loại tháp hấp thụ khí thải phổ biến hiện nay

1. Tháp hấp thụ đệm (Packed Tower)

• Sử dụng lớp đệm để tăng diện tích tiếp xúc giữa khí và dung dịch hấp thụ. Hiệu quả cao, thích hợp xử lý khí có nồng độ ô nhiễm vừa phải.

2. Tháp đĩa (Tray Tower)

• Chia tháp hấp thụ thành nhiều tầng với các đĩa ngang. Phù hợp với dòng khí có lưu lượng lớn và biến động.

3. Tháp sủi bọt (Bubble Column Tower)

• Khí được đưa vào từ đáy, sủi qua lớp dung dịch hấp thụ. Loại tháp hấp thụ này có cấu tạo đơn giản, chi phí thấp nhưng hiệu suất không cao bằng các loại khác.

4. Tháp phun (Spray Tower)

• Dùng các đầu phun sương để phân tán dung dịch hấp thụ vào dòng khí. Thích hợp cho khí có bụi hoặc hơi nước đi kèm.

5. Tháp hấp thụ dạng ướt (Wet Scrubber)

• Kết hợp giữa rửa khí và hấp thụ bằng nước hoặc dung dịch hóa chất. Đa năng, xử lý đồng thời khí và bụi.

Hướng dẫn lắp đặt tháp hấp thụ

1. Khảo sát hiện trường
   • Xác định lưu lượng khí, tính chất và nồng độ tạp chất.
   • Tính toán dựa trên khả năng xử lý của tháp.
2. Chuẩn bị hạ tầng
   • Lựa chọn vị trí thoáng khí, dễ bảo trì.
   • Chuẩn bị hệ thống cố định để giữ an toàn khi vận hành.
3. Lắp đặt các module
   • Lắp tháp và các bộ phận liên quan theo hướng dẫn của nhà cung cấp.
4. Kết nối hệ thống
   • Kết nối đường ống, hệ thống quạt và đường dẫn dung dịch hấp thụ.
5. Kiểm tra và chạy thử
   • Đảm bảo tất cả các tham số hoạt động đáp ứng yêu cầu trước khi đưa vào vận hành

 

So sánh việc xử lý khí thải của tháp hấp thụ và hấp phụ

Cả 2 phương pháp hấp thụ và hấp phụ đều được sử dụng phổ biến trong xử lý khí thải. Tuy nhiên chúng khác nhau về cơ chế, hiệu quả và ứng dụng thực tiễn.

Tiêu chí	Tháp hấp thụ	Tháp hấp phụ
Cơ chế hoạt động	Dùng chất lỏng (nước, dung dịch hóa chất) để hòa tan hoặc phản ứng với khí ô nhiễm	Dùng chất rắn (than hoạt tính, zeolit…) để giữ lại phân tử khí trên bề mặt
Chất hấp thụ	Dung dịch Ca(OH)₂, sữa vôi, MgO, nước, kẽm oxit…	Than hoạt tính, silica gel, zeolit…
Hiệu quả	Hiệu quả với SO₂, NOx, H₂S… cao, đặc biệt với các khí có tính hòa tan cao như SO₂	Hạn chế với khí dễ tan trong nước như SO₂, nhưng hiệu quả với VOCs (hợp chất hữu cơ bay hơi)
Chi phí vận hành	Thường thấp hơn do tái sử dụng được dung dịch và xử lý dễ dàng	Cao hơn do chi phí thay thế hoặc tái sinh vật liệu hấp phụ
Ứng dụng phổ biến	Ngành luyện kim, xi măng, hóa chất, xử lý nước thải,…	Ngành sơn, sản xuất điện tử, lọc khí VOC, khí độc nhẹ,…
Khả năng thu hồi chất ô nhiễm	Có thể thu hồi SO₂ để tái sử dụng	Khó thu hồi, thường chỉ tập trung loại bỏ khí
Đặc điểm nổi bật	Hiệu quả cao với khí axit, thiết kế linh hoạt theo lưu lượng khí	Sạch, ít ẩm, phù hợp với khí có hàm lượng thấp, yêu cầu độ tinh khiết cao

Tại sao nên chọn tháp hấp thụ của Nopotech?

1. Chuyên gia trong xử lý khí thải
   • Nopotech có kinh nghiệm lâu năm và sản phẩm đã được ứng dụng rộng rãi.
2. Công nghệ hiện đại
   • Tháp hấp thụ của Nopotech được trang bị công nghệ tiên tiến, tối ưu hóa hiệu quả xử lý. Tháp có thể vận hành ở chế độ tự động hoàn toàn hoặc chế độ điều khiển bằng tay.
   • Việc điều khiển tháp có thể kết hợp với các máy móc thiết bị hoặc các cảm biến để tùy chỉnh công suất hấp thụ của tháp nhằm tiết kiệm chi phí năng lượng.
3. Thiết kế linh hoạt
   • Tùy chỉnh theo yêu cầu cụ thể của từng khách hàng, phù hợp với nhiều ngành công nghiệp.
   • Có thể tùy chỉnh theo không gian lắp đặt nếu không gian lắp đặt bị hạn chế.
4. Hỗ trợ toàn diện
   • Từ tư vấn thiết kế đến lắp đặt và bảo trì, Nopotech luôn đồng hành cùng khách hàng.
5. Hiệu quả kinh tế vượt trội
   • Đảm bảo chi phí đầu tư hợp lý, tối ưu hóa chi phí vận hành lâu dài.
6. Cam kết bảo vệ môi trường
   • Nopotech cam kết mang lại giải pháp bền vững, giúp doanh nghiệp tuân thủ các tiêu chuẩn môi trường nghiêm ngặt.

Với tháp hấp thụ của Nopotech, các nhà máy sản xuất sẽ được hỗ trợ tốt nhất trong việc xử lý khí thải vô cơ, đảm bảo hiệu quả và bền vững. Đây chính là giải pháp toàn diện để hướng tới sản xuất sạch và bảo vệ môi trường.