Nhắc tới các công nghệ xử lý khí thải hiệu quả và tối ưu nhất hiện nay thì không thể bỏ qua xử lý khí thải bằng phương pháp hấp thụ. Cùng NOPOTEC tìm hiểu chi tiết về nguyên lý hoạt động, ưu điểm, ứng dụng của giải pháp này nhé!
Xử lý khí thải bằng phương pháp hấp thụ là gì?
Xử lý khí thải bằng phương pháp hấp thụ là một quá trình truyền khối. Quá trình này dùng dung dịch lỏng hoặc chất rắn để loại bỏ các chất ô nhiễm ra khỏi dòng khí.
Cơ chế hoạt động của phương pháp này dựa trên sự hòa tan của khí ô nhiễm (chất bị hấp thụ) vào dung môi (chất hấp thụ). Quá trình này có thể chỉ là hấp thụ vật lý, nơi các chất ô nhiễm hòa tan đơn thuần. Nó cũng có thể là hấp thụ hóa học, nơi xảy ra phản ứng giữa chất ô nhiễm và chất hấp thụ, giúp tăng hiệu quả xử lý.
Phương pháp hấp thụ xử lý hiệu quả nhiều loại khí độc hại, bao gồm:
- Lưu huỳnh đioxit ()
- Các oxit nitơ ()
- Amoniac ()
- Hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOCs)
Về cơ bản, hấp thụ là quá trình “rửa khí”, làm sạch dòng khí thải bằng cách cho các chất ô nhiễm tương tác và bị giữ lại trong một vật liệu khác.
Các phương pháp hấp thụ sử dụng khi xử lý khí thải
Như đã nói, phương pháp hấp thụ hoạt động dựa trên nguyên lý sự hấp thu các thành phần ô nhiễm của khí thải vào chất hấp thụ. Có 2 loại hấp thụ chính là:
- Hấp thụ vật lý: Trong trường hợp này, các phân tử khí thải được hút vào chất hấp thụ mà không có sự thay đổi hóa học. Ví dụ như khí CO2 được hấp thụ vào dung dịch nước.
- Hấp thụ hóa học: Khí thải không chỉ bị hút vào mà còn tham gia vào phản ứng hóa học với chất hấp thụ, tạo thành các hợp chất mới. Một ví dụ điển hình là việc hấp thụ khí SO2 trong dung dịch vôi (Ca(OH)2), tạo ra các muối canxi sulfat.
Các chất hấp thụ được sử dụng phổ biến
Trong thực tế, các chất hấp thụ thường được sử dụng bao gồm:
Chất hấp thụ cơ bản:
- Nước (H2O) – đơn giản và phổ biến nhất
- Các dung dịch bazơ: KOH, NaOH, Na2CO3, K2CO3, Ca(OH)2, CaCO3
Chất hấp thụ chuyên dụng:
- Monoetanolamin, Dietanolamin, Trietanolamin – hiệu quả với CO2 và H2S
- Than hoạt tính – xử lý các hợp chất hữu cơ
Việc lựa chọn chất hấp thụ phù hợp phụ thuộc vào loại khí thải cần xử lý và yêu cầu hiệu suất.
Than hoạt tính trong xử lý khí thải bằng phương pháp hấp thụ
Nguồn gốc và quy trình sản xuất
Than hoạt tính được sản xuất từ gỗ, than bùn, than đá, than non, polyme… thông qua quá trình nung nóng bằng luồng hơi nước và CO2 ở nhiệt độ cao. Các lỗ xốp bên trong than hoạt tính được hình thành trong giai đoạn oxy hóa kiểm soát.
Khi sử dụng hóa chất vô cơ (kẽm clorua, axit photphoric) sẽ thúc đẩy nhanh quá trình nhiệt phân cacbonhydrat, tạo ra than hoạt tính với cấu trúc vi xốp có khả năng hấp thụ hiệu quả các phân tử có kích thước lớn.
Ưu điểm của than hoạt tính
- Bề mặt không phân cực giúp tăng khả năng hấp thụ chất hữu cơ
- Diện tích bề mặt lớn kết hợp tính không phân cực
- Hoạt động hiệu quả với các chất hữu cơ có độ sôi thấp
- Có thể kết hợp cả cơ chế vật lý và hóa học bằng cách tẩm hóa chất
>>Xem thêm: Hệ thống xử lý khí thải bằng than hoạt tính
Nguyên lý hoạt động của phương pháp hấp thụ trong xử lý khí thải
Nguyên lý hay cơ chế của quá trình xử lý khí thải bằng phương pháp hấp thụ sẽ diễn ra với 3 bước sau:
- Bước 1: Các phân tử chất ô nhiễm từ pha khí trong khối khí thải bị khuếch tán đến bề mặt của dung dịch hấp thụ.
- Bước 2: Các chất khí xâm nhập và hòa tan vào bề mặt dung dịch hấp thụ.
- Bước 3: Các chất khí hòa tan từ bề mặt tiếp xúc giữa 2 pha khuếch tán vào sâu trong dung dịch hấp thụ.
Lý giải đơn giản: Khi khí thải tiếp xúc với chất hấp thụ, các phân tử khí sẽ bị hút vào chất hấp thụ, có thể là dưới dạng hòa tan trong dung dịch hoặc kết hợp với chất hấp thụ tạo thành các hợp chất mới.
Sự chênh lệch nồng độ ở bề mặt tiếp xúc pha tạo động lực cho quá trình. Hiệu quả hấp thụ cao khi có diện tích bề mặt tiếp xúc lớn, độ hỗn loạn cao và hệ số khuếch tán cao.
>>Xem thêm: Hệ thống tháp hấp thụ khí thải đa tầng hiệu quả
Thiết bị xử lý khí thải bằng phương pháp hấp thụ
Thiết bị chính:
- Tháp hấp thụ (phổ biến nhất)
- Tháp phun
- Tháp đĩa
- Thiết bị lọc khí dạng phun tia
- Thiết bị thu hồi ướt dạng Venturi
Đặc điểm thiết bị:
- Tháp hấp thụ có tầng đệm, sủi bọt
- Thiết kế tối ưu diện tích tiếp xúc
- Hệ thống tuần hoàn dung dịch hấp thụ
Ưu và nhược điểm của phương pháp xử lý khí thải dạng hấp thụ
Xử lý khí thải bằng phương pháp hấp thụ cũng có những ưu và nhược điểm riêng để khách hàng đánh giá và lựa chọn xem chúng có phù hợp với yêu cầu của đơn vị mình hay không. Cụ thể
Ưu điểm
- Hiệu quả cao: Có khả năng loại bỏ hiệu quả các khí độc như SO2, NOx, CO2, H2S, HCl, HF, Cl2 và các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi
- Tính linh hoạt cao: Áp dụng cho nhiều loại khí thải khác nhau, từ khí có tính axit, kiềm đến khí hữu cơ, khí có nhiệt độ cao, lưu lượng lớn
- Tiết kiệm chi phí: Sử dụng các dung dịch đơn giản, dễ kiếm, có thể hoàn nguyên
- Kết hợp đa chức năng: Có thể vừa xử lý khí thải, vừa xử lý bụi và làm lạnh
- Dễ vận hành: Bảo dưỡng, bảo trì đơn giản
- Thu hồi vật chất: Có thể thu hồi vật chất tuần hoàn hoặc chuyển sang công đoạn sản xuất khác
- Bảo vệ môi trường: Ngăn ngừa sự phát tán khí thải độc hại vào không khí
Nhược điểm của xử lý khí thải bằng phương pháp hấp thụ
- Bảo trì định kỳ: Chất hấp thụ có thể bị bão hòa và cần thay thế hoặc xử lý lại
- Yêu cầu diện tích lớn: Hệ thống hấp thụ, đặc biệt là tháp hấp thụ, chiếm diện tích khá lớn
- Chi phí hoàn nguyên: Nếu sử dụng hoàn nguyên thì tốn chi phí xử lý dung dịch
- Tiêu thụ năng lượng: Tốn khá nhiều năng lượng vận hành
- Hạn chế điều kiện: Một số chất hấp thụ bị mất hiệu quả khi nhiệt độ hoặc áp suất quá cao
- Hiệu quả hạn chế: Hiệu quả xử lý mercaptan và axit béo kém, cần kết hợp với công nghệ khác
>>>Xem thêm: Khám Phá Các Phương Pháp Xử Lý Khí Thải Hiệu Quả
>>>Xem thêm: Khám Phá Các Thiết Bị Xử Lý Khí Thải
Ứng dụng của xử lý khí thải bằng phương pháp hấp thụ
Phương pháp hấp thụ được áp dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực công nghiệp:
Theo ngành công nghiệp:
- Ngành năng lượng: Nhà máy nhiệt điện xử lý khí SO2 từ đốt nhiên liệu hóa thạch
- Ngành sản xuất hóa chất: Xử lý HCl, NH3, các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi
- Ngành dầu khí: Xử lý H2S trong quá trình chế biến dầu khí
- Ngành xi măng: Xử lý khí thải có chứa bụi và khí độc
- Ngành khai thác đá: Kiểm soát bụi và khí thải
- Phòng thí nghiệm: Xử lý khí thải từ các thí nghiệm hóa học
Theo loại chất xử lý:
- SOx, NOx từ quá trình đốt nhiên liệu
- HCl, HF từ ngành hóa chất
- H2S từ ngành dầu khí
- Axeton và VOCs từ ngành sơn, hóa chất
- Cl2 từ ngành xử lý nước
Tại sao lựa chọn NOPOTECH?
Hy vọng bài viết trên đã giúp bạn hiểu hơn về xử lý khí thải bằng phương pháp hấp thụ. Với lợi thế là đơn vị có nhiều năm kinh nghiệm trong lĩnh vực xử lý khí thải, NOPOTECH đã triển khai hàng trăm dự án tư vấn, thiết kế, chế tạo, lfắp đặt tháp hấp thụ cho khách hàng trên toàn quốc.
Lựa chọn chúng tôi, quý khách không chỉ được đảm bảo về chất lượng, hiệu suất sản phẩm mà còn có thể an tâm về giá thành cạnh tranh cũng như chính sách bảo hành dài hạn.
Liên hệ NOPOTECH ngay hôm nay để được tư vấn giải pháp xử lý khí thải tối ưu nhất!
