Bên cạnh các phương pháp như hấp phụ hay đốt nhiệt, xử lý khí thải bằng phương pháp ngưng tụ ngày càng được ưa chuộng nhờ khả năng loại bỏ khí thải có nồng độ cao và thu hồi hợp chất hữu cơ bay hơi (VOC). Với kinh nghiệm triển khai nhiều hệ thống xử lý khí thải, NOPOTECH đánh giá đây là giải pháp phù hợp cho các ngành công nghiệp cần hiệu suất cao và vận hành ổn định. Cùng chúng tôi tìm hiểu chi tiết hơn dưới bài viết sau đây nhé!
Định nghĩa phương pháp ngưng tụ trong xử lý khí thải
Xử lý khí thải bằng phương pháp ngưng tụ là gì? Thực tế đây là quá trình chuyển đổi các khí thải độc hại thành dạng rắn hoặc lỏng nhờ việc làm lạnh. Cụ thể hơn là công nghệ này sẽ dựa theo nguyên lý hạ thấp nhiệt độ của khí thải xuống dưới điểm sôi của các chất gây ô nhiễm (1 giá trị nhất định). Từ đó, các chất ô nhiễm này sẽ ngưng tụ rồi chuyển từ trạng thái khí sang trạng thái lỏng hoặc rắn.
Việc áp dụng xử lý khí thải bằng phương pháp ngưng tụ sẽ giúp tách các hợp chất độc hại như: VOCs, SO₂, NOx, CO₂ và bụi ra khỏi dòng khí thải nhằm mục đích giảm thiểu ô nhiễm không khí.
Đặc trưng của xử lý khí thải bằng phương pháp ngưng tụ
Phương pháp ngưng tụ trong xử lý khí thải sẽ có đặc điểm khác biệt như sau:
- Xử lý khí thải bằng phương pháp ngưng tụ sẽ phụ thuộc vào áp suất và nhiệt độ. Theo đó, nếu nhiệt độ càng thấp, áp suất càng cao thì hiệu quả ngưng tụ càng lớn.
- Áp dụng để xử lý các hỗn hợp khí thải có nhiệt độ thấp và nồng độ bay hơi tương đối cao.
- Đem tới hiệu quả cao hơn đối với các môi trường phát sinh loại khí thải thích hợp có thể ngưng tụ.
- Sau khi khí thải ngưng tụ thành dạng lỏng thì có thể tái sử dụng để tạo thành 1 số loại nguyên liệu.
Nguyên lý hoạt động của phương pháp ngưng tụ
Để phân biệt xử lý khí thải bằng phương pháp ngưng tụ với các phương pháp khác, bạn cần nắm được nguyên lý đối tượng áp dụng cũng chủ yếu của chúng.
- Nguyên lý hoạt động: Tiến hành hạ thấp nhiệt độ của khí thải xuống dưới điểm sôi của những chất ô nhiễm. Cụ thể khi khí thải được đưa vào môi trường lạnh thì chúng sẽ chuyển từ thể hơi và ngưng tụ để thành dạng rắn hoặc chất lỏng. Sau khi ngưng tụ có thể tiến hành thu gom và xử lý thêm để đảm bảo khí ra ngoài môi trường là khí sạch và an toàn. Hiện nay, ngưng tụ được sử dụng như 1 bước xử lý bổ sung trong các hệ thống xử lý khí thải công nghiệp.
- Đối tượng áp dụng: Phù hợp để xử lý khí thải có nồng độ cao từ >20g/m3 và có nhiệt độ thấp.
>>>Xem thêm: Top các hệ thống xử lý khí thải đáng đầu tư nhất
Các phương pháp ngưng tụ trong xử lý khí thải phổ biến
Hiện nay, người ta chia xử lý khí thải bằng phương pháp ngưng tụ thành 2 loại chính là: ngưng tụ trực tiếp và gián tiếp.
Xử lý khí thải bằng phương pháp ngưng tụ trực tiếp
Ngưng tụ trực tiếp trong xử lý khí thải hay còn gọi là ngưng tụ hỗn hợp chính là quá trình cho khí thải cùng tác nhân làm lạnh tiếp xúc trực tiếp với nhau. Khi đó, các chất ô nhiễm sẽ bị ngưng tụ lại và chuyển hóa thành dạng lỏng. Còn lại phần hỗn hợp khí sạch sẽ được thoát ra ngoài.
Nhược điểm của phương pháp này là do sự tiếp xúc trực tiếp nên tác nhân làm lạnh có thể bị nhiễm bẩn và khó tái sử dụng. Từ đó dẫn đến hao phí chất làm lạnh và chi phí vận hành cao.
>>>Xem thêm: Tổng quan về thiết bị xử lý khí thải NOPOTECH
Xử lý khí thải bằng phương pháp ngưng tụ gián tiếp
Phương pháp ngưng tụ gián tiếp hay còn gọi là ngưng tụ bề mặt. Thực tế đây là phương pháp xử lý khí thải mà không cho dòng khí thải tiếp xúc trực tiếp với tác nhân làm lạnh. Thay vào đó, chúng sẽ tiếp xúc với nhau gián tiếp thông qua các vách ngăn.
Quá trình ngưng tụ gián tiếp sẽ diễn ra trong thiết bị trao đổi nhiệt nơi mà khí thải cùng tác nhân làm lạnh bị ngăn cách bởi 1 bề mặt trao đổi nhiệt. Khi tác nhân làm lạnh đi từ phía dưới lên để tránh các dòng đối lưu tự nhiên thì chúng sẽ không làm cản trở quá trình chuyển động của các lưu thể. Sau khi tác nhân làm lạnh tiếp xúc gián tiếp với khí ô nhiễm thì khí sẽ ngưng tụ trên bề mặt trao đổi nhiệt và chuyển thành dạng lỏng hoặc hơi. Cuối cùng chúng được tách ra khỏi hỗn hợp khí ở các giai đoạn tiếp theo.
Nếu muốn nâng cao hiệu quả làm lạnh thì cần phải thiết kế nhiều lớp ngăn để tăng diện tích tiếp xúc giữa tác nhân làm lạnh với hỗn hợp khí.
Ưu điểm và hạn chế của phương pháp ngưng tụ trong xử lý khí thải
Xử lý khí thải bằng phương pháp ngưng tụ cũng có những ưu điểm và nhược điểm riêng để doanh nghiệp đánh giá sự phù hợp, quyết định xem có lựa chọn hay không.
Ưu điểm của xử lý khí thải bằng phương pháp ngưng tụ
- Hiệu quả xử lý khí thải cao: Đặc biệt hiệu quả với các khí thải có nồng độ chất ô nhiễm cao (>20 g/m³).
- Khả năng thu hồi chất ô nhiễm tốt: Phương pháp ngưng tụ có khả năng thu hồi các hợp chất hữu cơ bay hơi và các chất ô nhiễm khác rất tốt.
- Thân thiện với môi trường: Xử lý khí thải bằng phương pháp ngưng tụ chính là cách giảm thiểu phát thải khí độc hại vào môi trường.
Hạn chế của phương pháp ngưng tụ
- Chi phí đầu tư cao: Cần đầu tư vào hệ thống làm lạnh và thiết bị trao đổi nhiệt.
- Hiệu quả xử lý khí thải phụ thuộc vào điều kiện vận hành: Hiệu quả xử lý của phương pháp ngưng tụ sẽ phụ thuộc vào nhiệt độ và áp suất của quá trình.
- Không phù hợp với khí thải có nồng độ thấp: Với các loại khí thải có nồng độ chất ô nhiễm thấp thì phương pháp này kém hiệu quả. Trong trường hợp này chúng cần được kết hợp với các phương pháp khác như hấp thụ hoặc hấp phụ thì mới đem lại hiệu quả triệt để.
>>>Tìm hiểu thêm: Xử lý khí thải bằng phương pháp hấp thụ là gì?
Ứng dụng của phương pháp ngưng tụ
Hiện nay xử lý khí thải bằng phương pháp ngưng tụ được áp dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp, bao gồm:
- Ngành hóa chất và dược phẩm: Loại bỏ khí VOCs, SO2, NOx và các hạt bụi mịn.
- Ngành dệt may: Loại bỏ bụi bông, sợi vải và các hóa chất độc hại.
- Ngành sản xuất sơn và mạ điện: Loại bỏ khí VOCs, kim loại nặng và axit.
- Nhà máy điện và lọc dầu: Giảm thiểu phát thải khí nhà kính và các chất ô nhiễm khác.
- Và nhiều ngành nghề khác
Nguyên tắc lựa chọn tác nhân làm lạnh
Việc lựa chọn các tác nhân làm lạnh phù hợp là yếu tố quan trọng trong xử lý khí thải bằng phương pháp ngưng tụ. Tùy theo các chất ô nhiễm mà sẽ cần các tác nhân làm lạnh khác nhau. Chọn tác nhân làm lạnh sẽ dựa theo nhiệt độ sôi của các chất ô nhiễm cần xử lý. Cụ thể:
- Nước lạnh hoặc không khí lạnh: Cho các chất có nhiệt độ sôi > 0 độ C.
- Dung môi bay hơi: Cho các chất có nhiệt độ sôi từ 0 độ C đến -50 độ C.
- Nitơ lỏng: Cho các chất có nhiệt độ sôi từ -50 độ C đến -120 độ C.
Xử lý khí thải bằng phương pháp ngưng tụ là một giải pháp hiệu quả trong việc giảm thiểu ô nhiễm không khí, đặc biệt đối với các ngành công nghiệp phát thải khí thải có nồng độ chất ô nhiễm cao. Tuy nhiên, để đạt được hiệu quả tối ưu, cần xem xét kỹ lưỡng các yếu tố như loại khí thải, nồng độ chất ô nhiễm và điều kiện vận hành. Việc kết hợp phương pháp ngưng tụ với các kỹ thuật xử lý khác cũng là cần được cân nhắc để nâng cao hiệu quả xử lý khí thải. Nếu bạn còn bất cứ thắc mắc gì cần tư vấn liên quan đến các giải pháp xử lý khí thải thì đừng quên liên hệ ngay với NOPOTECH theo hotline: 0982 818 711.
