Trong các ngành công nghiệp như sản xuất phân bón, chế biến thực phẩm, hóa chất hay xử lý nước thải, khí amoniac (NH3) thường được tạo ra như 1 sản phẩm phụ. Đây là loại khí độc hại, dễ bay hơi và có mùi khai rất đặc trưng. Do vậy nếu không xử lý khí amoniac (NH3) đúng cách có thể ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe con người và môi trường. Cùng NOPOTECH tìm hiểu chi tiết hơn về nội dung này nhé!
Khí amoniac (NH3) là gì?
Amoniac (NH3) là hợp chất khí không màu, tan hoàn toàn trong nước, có mùi khai đặc trưng. Khí này nhẹ hơn không khí và bay hơi nhanh ở nhiệt độ thường.
Nguồn phát sinh NH3:
- Nhà máy sản xuất phân bón nitơ và urê
- Công nghiệp dệt nhuộm, thuộc da
- Hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt
- Cơ sở chế biến thực phẩm, sản xuất hóa chất
Dấu hiệu nhận biết:
- Mùi khai nồng nặc trong không gian
- Kích ứng mắt, đường hô hấp
- Gây buồn nôn khi hít phải
- Ăn mòn kim loại do tính kiềm mạnh
- Làm mất cân bằng pH trong hệ thống nước
Khí NH3 có tính độc hại cao, cần được giám sát và xử lý kịp thời để bảo vệ sức khỏe con người và môi trường.
>>>Xem thêm: Xử lý khí thải bằng phương pháp hấp thụ
Tính chất của Amoniac
Việc xử lý khí amoniac hiệu quả đòi hỏi sự hiểu biết sâu sắc về những đặc tính vật lý và hóa học độc đáo của hợp chất NH3. Những kiến thức này là nền tảng cho các biện pháp xử lý khí amoniac an toàn và tối ưu.
Tính chất vật lý
Khí NH3 có những đặc tính vật lý đặc biệt cần được quan tâm khi tiến hành xử lý khí amoniac:
- Tồn tại dưới dạng khí trong điều kiện thường, hoàn toàn trong suốt nhưng có mùi khai đặc trưng gây khó chịu, nồng độ cao có thể gây nguy hiểm tính mạng
- Khi được nén lỏng, NH3 có dạng lỏng trong suốt như nước nhưng vẫn giữ mùi đặc trưng nồng nặc
- Khối lượng riêng trong không khí tiêu chuẩn (0°C, 1ATM): 0,769 kg/m³
- Khả năng giãn nở thể tích đáng kể: 850-1000 lần
- Mật độ ở trạng thái lỏng (-33°C): 681 kg/m³
- Khả năng hòa tan trong H2O biến đổi theo nhiệt độ: 47% (0°C), 31% (25°C), 18% (50°C)
- Môi trường kiềm mạnh với pH vượt 12
- Nhiệt độ hóa hơi: -33,34°C
- Điểm đông đặc: -77,7°C
- Ngưỡng tự bốc cháy: 650°C
Tính chất hóa học
NH3 thể hiện những tính chất hóa học quan trọng trong quá trình xử lý khí amoniac:
- Biểu hiện tính khử mạnh, là bazơ yếu làm chuyển màu giấy quỳ tím sang xanh, dễ dàng hòa tan vào nước, độ bền nhiệt thấp và có thể bị phân hủy nhiệt theo phương trình: 2NH3 ⇌ N2 + 3H2
- Phản ứng với các acid tạo ra các hợp chất muối amoni
- Tương tác với muối kim loại sinh ra kết tủa hydroxide kim loại
- Thể hiện khả năng khử mạnh trong các phản ứng hóa học
Công dụng của khí amoniac
Hiểu rõ các ứng dụng của NH3 giúp định hướng đúng các phương pháp xử lý khí amoniac phù hợp cho từng lĩnh vực cụ thể.
Xử lý môi trường khí thải
Xử lý khí amoniac đóng vai trò then chốt trong việc khử các oxide nitơ (NOx) từ khí thải công nghiệp. Quá trình xử lý khí amoniac này được áp dụng rộng rãi tại các cơ sở sản xuất điện từ than, nhà máy luyện kim, sản xuất xi măng và các cơ sở đốt nhiên liệu hóa thạch.
Chế biến phân bón
NH3 đóng vai trò thiết yếu trong sản xuất phân bón do khả năng cung cấp nitơ cho cây trồng. Việc xử lý khí amoniac trong các nhà máy phân bón đảm bảo an toàn sản xuất và nâng cao hiệu quả trong việc tạo ra các sản phẩm dinh dưỡng cho lúa mì, ngô và các cây trồng khác.
Trong đời sống
Trong lĩnh vực gia dụng, NH3 được sử dụng làm chất tẩy rửa đa năng cho các bề mặt kính, gốm sứ, kim loại không gỉ, cũng như vệ sinh thiết bị gia dụng và khử bụi bẩn cứng đầu. NH3 cũng phát huy tác dụng diệt khuẩn trong bảo quản thực phẩm nhờ tính oxi hóa mạnh, đặc biệt hiệu quả trong việc giảm vi khuẩn có hại trên sản phẩm thịt.
Bên cạnh đó, NH3 còn được ứng dụng trong công nghiệp chế biến gỗ, lĩnh vực dầu khí và khai thác khoáng sản. Tuy nhiên, việc xử lý khí amoniac cần được thực hiện bởi các chuyên gia có kinh nghiệm để đảm bảo an toàn tuyệt đối
Tác hại của khí amoniac (NH3)
Tác hại đối với sức khỏe con người
- Gây kích ứng mạnh ở mắt, mũi, cổ họng
- Tiếp xúc lâu dài có thể gây tổn thương phổi, bỏng hô hấp
- Ở nồng độ cao, NH3 có thể gây ngạt, hôn mê hoặc thậm chí tử vong
- Đặc biệt nguy hiểm với người có bệnh lý hô hấp
Tác hại đối với môi trường
- Gây ô nhiễm không khí và nước nếu thoát ra môi trường tự nhiên
- Làm giảm pH trong đất và nước. Từ đó gây ảnh hưởng đến sinh vật và hệ sinh thái
- Phản ứng với các hợp chất trong khí quyển, tạo thành bụi mịn thứ cấp (PM2.5). Đây là yếu tố gây hại nghiêm trọng đến môi trường và sức khỏe cộng đồng
>>>Xem thêm: Hệ Thống Scrubber Xử Lý Khí Thải Công Nghiệp Toàn Diện
Các phương pháp hiệu quả xử lý khí amoniac (NH3)
Tùy vào nồng độ và lưu lượng khí thải NH3 trong hệ thống, có thể lựa chọn các giải pháp xử lý phù hợp dưới đây:
Xử lý khí amoniac (NH3) bằng tháp hấp thụ (scrubber) với dung dịch axit
Đây là phương pháp phổ biến và hiệu quả nhất hiện nay.
Cơ chế hoạt động:
- Cho khí NH3 đi qua tháp rửa khí (scrubber) chứa dung dịch axit như HCl hoặc H₂SO₄ loãng
- NH3 phản ứng với axit tạo thành muối tan như NH₄Cl hoặc (NH₄)₂SO₄, từ đó bị loại bỏ khỏi khí thải.
Ưu điểm:
- Hiệu quả xử lý cao (đến 95 – 98%)
- Thiết bị vận hành ổn định, dễ kiểm soát pH
- Có thể thu hồi làm phân bón amoni
Hấp phụ khí NH3 bằng than hoạt tính hoặc zeolit
Cơ chế hoạt động:
- Khí NH3 được dẫn qua vật liệu hấp phụ có cấu trúc mao quản như than hoạt tính, zeolit, silica gel…
- Các phân tử NH3 bị giữ lại trên bề mặt vật liệu
Phù hợp cho:
- Nồng độ NH3 thấp
- Không gian kín, lưu lượng nhỏ
- Xử lý bổ sung sau khi qua tháp rửa khí
>>>Xem thêm: Xử lý khí thải bằng tháp hấp thụ
Sử dụng dung dịch kiềm yếu để trung hòa NH3
Cơ chế hoạt động:
- 1 số hệ thống sử dụng dung dịch nước giấm (CH₃COOH), acid lactic hoặc muối axit yếu để xử lý khí amoniac (NH3) với nồng độ thấp.
Ứng dụng:
- Tuy nhiên, phương pháp này thường chỉ áp dụng cho hệ thống nhỏ hoặc trong phòng thí nghiệm, không phù hợp cho nhà máy lớn.
Xử lý khí amoniac (NH3) bằng vi sinh vật (sinh học)
Cơ chế hoạt động:
- Trong hệ thống xử lý nước thải, khí NH3 có thể được xử lý bằng quá trình nitrat hóa – khử nitrat sinh học.
Ưu điểm:
- Không tạo chất độc hại thứ cấp
- Thân thiện với môi trường
Nhược điểm:
- Tuy nhiên, yêu cầu kiểm soát nhiệt độ – độ pH chặt chẽ và thời gian xử lý lâu hơn
Phương pháp đốt (nhiệt phân) trong xử lý khí amoniac (NH3)
Cơ chế hoạt động:
- Dẫn khí NH3 qua lò đốt ở nhiệt độ cao để phân hủy thành N₂ và H₂.
Ứng dụng:
- Thường áp dụng trong các lò đốt khí độc hoặc xử lý khí thải tổng hợp.
Nhược điểm:
- Chi phí vận hành cao, tiêu tốn nhiên liệu, chỉ phù hợp trong các hệ thống lớn, đa khí độc.
Việc xử lý khí amoniac (NH3) không chỉ là yêu cầu pháp lý về môi trường, mà còn là trách nhiệm an toàn với người lao động và cộng đồng xung quanh. Tùy theo đặc điểm khí thải, bạn có thể chọn phương pháp xử lý phù hợp: từ tháp hấp thụ bằng dung dịch axit, hấp phụ bằng vật liệu, đến xử lý sinh học hoặc nhiệt phân.
>>>Xem thêm: Khám phá các phương pháp xử lý khí thải hiệu quả
Đơn vị cung cấp giải pháp xử lý khí amoniac (NH3)
Việc lựa chọn 1 đơn vị thiết kế và cung cấp hệ thống xử lý khí amoniac (NH3) uy tín là yếu tố then chốt quyết định hiệu quả xử lý khí thải cũng như độ bền hệ thống lâu dài. Không chỉ đơn thuần là lắp đặt thiết bị, mà còn cần có năng lực tư vấn đúng giải pháp theo đặc thù từng nhà máy, tối ưu chi phí đầu tư – vận hành.
NOPOTECH là 1 trong những đơn vị tiên phong tại Việt Nam trong lĩnh vực xử lý khí thải công nghiệp, đặc biệt là khí độc như amoniac (NH3), SO2, NOx… với:
- Đội ngũ kỹ sư môi trường giàu kinh nghiệm
- Tư vấn – thiết kế hệ thống xử lý theo đúng tải lượng, đặc tính khí thải thực tế
- Cung cấp trọn gói: Từ dịch vụ tư vấn, thiết kế, sản xuất và lắp đặt đến dịch vụ bảo trì, bảo dưỡng hệ thống
- Cam kết hiệu suất xử lý ≥ 95%, đạt chuẩn QCVN hiện hành
- Hỗ trợ đầy đủ hồ sơ môi trường, nghiệm thu với cơ quan chức năng
Nếu doanh nghiệp bạn đang đối mặt với bài toán xử lý khí amoniac (NH3) phát sinh trong quá trình sản xuất, hãy để NOPOTECH đồng hành, đưa ra giải pháp tối ưu – an toàn – tiết kiệm nhất cho nhà máy của bạn.
