Đang tải... (xem toàn văn)
ĐỒ ÁN QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊĐề tài:THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ KHÍ THẢI TỪ QUÁ TRÌNH TẨY GỈ KIM LOẠIVỚI CÔNG SUẤT THIẾT KẾ LÀ 6000 m3/h “nội dung được trích dẫn từ 123doc.vn - cộng đồng mua bán chia sẻ tài liệu hàng đầu Việt Nam”
LỜI MỞ ĐẦU Ngày nay vật liệu kim loại vẫn đang chiếm vị trí quan trọng nhất trong nền kinh tế quốc dân, do chúng có hoạt tính cao nên dễ bị môi trường tác động làm phá hủy dần từ ngoài vào trong, kết quả là tạo ra những lớp gỉ trên bề mặt kim loại gây thiệt hại lớn về chi phí bảo dưỡng, thay thế vật liệu. Đặc biệt hậu quả của ăn mòn là gây ô nhiễm môi trường và mất cân bằng sinh thái. Việt Nam là đất nước có khí hậu nóng, ẩm, tỷ lệ sử dụng kim loại còn cao vì vậy thiệt hại ăn mòn là rất cao. Vấn đề được đặt ra hiện nay, là tìm cách ngăn chặn sự hình thành gỉ trên bề mặt kim loại và các hợp kim của sắt. Có rất nhiều cách, một trong những phương pháp được xem là hiệu quả là phủ trên bề mặt kim loại một lớp mạ. Nhưng trước khi mạ, ta cần phải loại bỏ lớp gỉ để lớp mạ được bám dính tốt. Để loại lớp gỉ, thường các nhà máy cán thép sử dụng hóa chất để tẩy gỉ. Hóa chất được dùng phổ biến nhất là các axit vô cơ như: HCl, H 2 SO 4 , HNO 3 , Ở các nhà máy cán thép, lượng khí thải ra từ quá trình tẩy gỉ là rất lớn. Việc loại bỏ lượng khí này ra môi trường sẽ gây ô nhiễm nặng. Vấn đề được đặt ra phải tìm cách xử lý khí này một cách hợp lý và kinh tế nhất. PHẦN 1: TỔNG QUAN CHƯƠNG 1: SỰ HÌNH THÀNH GỈ SẮT VÀ QUÁ TRÌNH XỬ LÝ GỈ SẮT 1.1 Sự hình thành gỉ sắt 1.1.1 Điều kiện hình thành gỉ sắt 1.1.1.1 Độ ẩm Độ ẩm là điều kiện cần thiết cho ăn mòn trong khí quyển vì nó quyết định sự ngưng tụ hơi nước. Nước ngưng tụ đọng lại trên bề mặt kim loại sẽ tạo thành dung dịch điện li (khi có mặt các muối hòa tan) làm cho phản ứng ăn mòn có thể xảy ra. Theo lý thuyết, sự ngưng tụ xảy ra khi độ ẩm tương đối đạt đến 100%, tuy nhiên trong một số trường hợp sự ngưng tụ vẫn có thể xảy ra dù độ ẩm tương đối nhỏ hơn 100%. Hiện tượng này xảy ra khi nhiệt độ kim loại thấp hơn nhiệt độ môi trường, khi bề mặt kim loại có muối hoặc khi bề mặt có các lỗ xốp. Khi tăng độ ẩm thì tốc độ ăn mòn cũng tăng nhưng nếu trong điều kiện khí sạch hoàn toàn, thì tốc độ tăng không đáng kể. Nhưng khi không khí có nhiễm bẩn thì tốc độ tăng lên rất lớn. Tốc độ ăn mòn phụ thuộc vào độ ẩm có thể biểu diễn theo phương trình: V K = V O .X 2 V K : tốc độ ăn mòn ở độ ẩm bất kỳ. V O : tốc độ ăn mòn khi độ ẩm tương đối 100%. X: độ ẩm tương đối. Độ ẩm chỉ là điều kiện cần nhưng chưa đủ. Ngay trong một môi trường rất ẩm, các bề mặt sạch, không nhiễm bẩn đặt trong không khí không ô nhiễm chỉ bị ăn mòn với tốc độ tương đối thấp. 1.1.1.2 Các chất ô nhiễm. Các chất ô nhiễm làm gia tăng ăn mòn trong khí quyển do tăng tính chất dung dịch điện ly và tăng độ ổn định của lớp màng nước ngưng tụ từ khí quyển. SO 2 là một chất ô nhiễm thường gặp, khi hấp thu trong lớp nước bề mặt sẽ tạo ra H 2 SO 4 làm tăng đáng kể tốc độ ăn mòn của thép cacbon trong khí quyển. Khi không có SO 2 , lớp sản phẩm ăn mòn có tính bảo vệ nên tốc độ ăn mòn thấp. Khi có mặt SO 2 lớp màng không có tính bảo vệ nên tổn thất khối lượng sẽ tăng theo thời gian. Do đó các chất ô nhiễm như SO 2 , NO 2 , Cl - , F - có thể cung cấp các chất tan cho lớp nước trên bề mặt và gây ra ăn mòn kim loại. Trong khí quyển chứa 0.01% SO 2 , tốc độ ăn mòn thép cacbon tăng nhanh khi độ ẩm lớn hơn độ ẩm tới hạn (60%). Ở độ ẩm tương đối gần 100% dù không có SO 2 , sự ăn mòn vẫn tiếp tục với tốc độ thấp. Hiện tượng này là do sản phẩm ăn mòn FeSO 4 tạo thành có tính hút ẩm, sẽ hấp thu nước khi độ ẩm tương đối vượt qua mức độ ẩm tới hạn. Các sản phẩm ăn mòn hút ẩm, và các muối khác kết tủa từ khí quyển, sẽ làm giảm độ ẩm tương đối cần thiết để gây ra ngưng tụ nước. Sự có mặt của màng nước này dẫn đến tăng thời gian thấm ướt và làm tăng mức độ ăn mòn. Chỉ khi độ ẩm thấp hơn giá trị tới hạn ứng với mỗi loại muối thì sự tạo thành màng nước mới bị loại trừ và sự ăn mòn giảm đến mức thấp nhất. Độ ẩm tương đối tới hạn RH crit của một số loại muối và ảnh hưởng ăn mòn khí quyển của chúng trên thép cacbon được trình bày trong bảng. Bảng 1.1 Độ ẩm tương đối tới hạn RH crit của một số loại muối Muối sử dụng R H crit Độ ẩm tương đối, % 100 90 80 70 60 50 Na 2 SO 4 .10H 2 O KCl NaCl NaNO 3 NaNO 2 NaBr.2H 2 O NaI.2H 2 O LiCl.H 2 O 9 3 8 6 7 8 7 7 6 6 5 9 4 3 1 5 * o o o o o * * × o o o * * * × o o * * * o o o + + + + o o * * * * * o * * * * * * * * * * * * *: Lớp muối phủ hút ẩm, tạo gỉ và ăn mòn nền thép. x: Lớp muối phủ có màu nâu ở biên, có ăn mòn nền thép. +: Lớp muối phủ chuyển thành dung dịch không màu, không ăn mòn. o: Lớp muối phủ khô, không ăn mòn. Từ bảng trên, sự ăn mòn là thấp nhất khi độ ẩm tương đối thấp hơn RH crit . NaNO 2 hút ẩm, nhưng lại là một chất ức chế nên không tuân theo quy luật trên. 1.1.1.3 Nhiệt độ. Nhiệt độ có ảnh hưởng khác nhau đến ăn mòn khí quyển. Nhiệt độ không khí bình thường sẽ giữ tốc độ ăn mòn tương đối thấp nhưng có thể làm tăng sự ngưng tụ màng nước trên bề mặt dẫn đến tăng ăn mòn. Việc phơi ngoài ánh sáng mặt trời sẽ làm tăng nhiệt độ và sấy khô bề mặt dẫn đến giảm ăn mòn. Do đó bề mặt che phủ thường bị ăn mòn nhanh hơn bề mặt phơi nắng trực tiếp. Sự kết hợp của độ ẩm cao, nhiệt độ trung bình cao và sự có mặt của các chất ô nhiễm công nghiệp hoặc muối biển mang theo trong không khí sẽ làm tăng tốc độ ăn mòn trong khí quyển. Do đó tốc độ ăn mòn cao nhất trong các vùng biển nhiệt đới hoặc bán nhiệt đới. Thiếu một trong các yếu tố trên thì tốc độ ăn mòn sẽ thấp. 1.1.2 Cơ chế hình thành gỉ sắt Sắt bị rỉ khi tiếp xúc đồng thời với oxi và hơi ẩm của không khí. Rỉ sắt là quá trình ăn mòn có tính điện hóa, cơ chế của nó giống với cơ chế của quá trình oxi hóa - khử xảy ra ở trong pin điện. Một điểm ở trên bề mặt của sắt thép có thể là điện cực âm, tại đó xảy ra quá trình oxi hóa sắt, electron từ sắt chuyển đến một điểm khác ở trên bề mặt của sắt là điện cực dương, tại đó xảy ra quá trình khử oxi của không khí. Không khí khô hoặc ẩm, thép hoặc sắt sẽ tạo thành một màng oxýt rất mỏng bao gồm lớp bên trong là oxýt sắt từ, Fe 3 O 4 (FeO.Fe 2 O 3 ) bên ngoài là lớp gỉ FeOOH. Fe trong oxýt sắt từ có thể ở dạng Fe 2+ (FeO) hoặc Fe 3+ (Fe 2 O 3 ). Các vết nứt trên lớp gỉ FeOOH cho phép oxy từ khí quyển dễ dàng xâm nhập và oxy hóa hoàn toàn oxýt sắt từ thành dạng hydrat Fe 2 O 3 .H 2 O hoặc FeOOH (Fe 2 O 3 .H 2 O = 2FeOOH). Các lỗ xốp trong oxýt sắt từ được làm đầy bằng nước ngưng tụ và sản phẩm ăn mòn không tan. Do đó lớp oxýt sắt từ sẽ có tính bảo vệ trong môi trường hơi nước không ô nhiễm. Không khí xung quanh thường chứa một lượng SO 2 , chất này phản ứng với nước và oxy hòa tan để tạo H 2 SO 4 trong các lỗ xốp, dẫn đến phản ứng hòa tan một phần màng oxýt tạo thành FeSO 4 . Muối này bị thủy phân sẽ cung cấp thêm môi trường axit, làm cho màng oxýt dễ hòa tan hơn, mở rộng lỗ xốp trong oxýt sắt từ và cho phép dung dịch điện ly thâm nhập dễ dàng vào bề mặt kim loại nền. Ngoài ra FeSO 4 còn là chất hút ẩm, sẽ hấp thu nước từ khí quyển và làm tăng tốc độ ăn mòn khi độ ẩm lớn hơn độ ẩm tới hạn. Phản ứng anốt hòa tan sắt xảy ra dưới lớp oxýt sắt từ Fe 3 O 4 . Fe → Fe 2+ + 2e Ion Fe 2+ trong dung dịch bão hòa (hoặc gần như bão hòa) nằm trong các lỗ xốp của Fe 3 O 4 sẽ phản ứng với oxy ở phía ngoài lớp Fe 3 O 4 để tạo thêm Fe 3 O 4 . 3Fe 2+ + 2OH - + 1/2O 2 → Fe 3 O 4 + H 2 O Phản ứng khử catốt là: 8FeOOH + Fe 2+ + 2e → 3Fe 3 O 4 + 4H 2 O trong đó Fe 3+ trong gỉ FeOOH bị khử thành Fe 2+ trong Fe 3 O 4 ở bề mặt tiếp xúc hai pha. Oxy khí quyển xâm nhập ngang qua các vết nứt trong lớp gỉ có thể oxy hóa Fe 3 O 4 trở lại thành gỉ. 3Fe 3 O 4 + 0.75O 2 + 4.5H 2 O → FeOOH Một lượng sunphát không tan sẽ kết tủa trong lớp oxýt. 1.2 Tẩy gỉ 1.2.1 Mục đích tẩy gỉ Bước này cho phép làm sạch các tạp chất trên bề mặt (tẩy dầu mỡ, tẩy gỉ) và làm cho bề mặt bóng, láng hơn. Để làm sạch bề mặt phải tẩy dầu mỡ trước rồi mới tẩy gỉ. Nếu quá trình tẩy dầu mỡ được thực hiện không đúng, thì quá trình tẩy gỉ cũng sẽ không hiệu quả. Việc lựa chọn quá trình tẩy rửa phụ thuộc vào các yếu tố sau: Loại chất bẩn hiện diện trên bề mặt. Thành phần và cấu trúc vật liệu nền. Mức độ sạch yêu cầu của bề mặt. Loại xử lý bề mặt sau đó. Môi trường. Kích thước chi tiết. Chi phí vận hành. 1.2.2 Phương pháp tẩy gỉ Tẩy gỉ là quá trình loại bỏ các lớp màng oxýt trên bề mặt chi tiết bằng tác động hóa học (tẩy gỉ hóa học) hoặc kết hợp tác động hóa và tác động cơ (tẩy gỉ điện hóa). Thành phần và các thông số vận hành của bể tẩy gỉ phụ thuộc vào loại chất nền. Tẩy gỉ thường tiến hành ngay sau khâu tẩy dầu mỡ để khử hết màng oxyt, lớp gỉ và các hợp chất hóa học khác sinh ra trên bề mặt kim lọai, tạo điều kiện cho lớp mạ bám chắc trực tiếp với bề mặt nền. Quá trình tẩy gỉ có thể thực hiện bằng các cách: Tẩy gỉ hóa học. Tẩy gỉ điện hóa. Tẩy gỉ cơ học. 1.2.2.1 Tẩy gỉ hóa học. Lớp gỉ trên kim loại đen có thể dày đến 0.01 ÷ 0.1mm, bao gồm các chất FeO, Fe 3 O 4 và Fe 2 O 3 . Tẩy gỉ cho kim loại đen thường dùng axit sunfuric hoặc axit clohydric, đôi khi dùng hỗn hợp cả hai axit ấy. Khi tẩy bao giờ cũng xảy ra hai quá trình hòa tan gỉ và hòa tan kim loại. Ví dụ: tẩy trong axít sunfuric sẽ xảy ra như sau: Fe 2 O 3 + 3H 2 SO 4 → Fe 2 (SO 4 ) 3 + 3H 2 O. FeO + H 2 SO 4 → FeSO 4 + H 2 O. Fe + H 2 SO 4 → FeSO 4 + H 2 . Fe 2 (SO 4 ) 3 + Fe → 3FeSO 4 . Tẩy trong HCl quá trình hòa tan gỉ là chính. Tẩy trong H 2 SO 4 quá trình hòa tan sắt là chính, nhưng gỉ vẫn được làm sạch là do bọt hydrô thoát ra, kéo gỉ bay khỏi mặt kim loại, đồng thời hydrô sinh ra sẽ khử Fe 2 O 3 và Fe 3 O 4 là những chất khó tan trong axit thành FeO dễ tan trong axit hơn nên bề mặt kim loại vẫn được làm sạch. Mặt khác có một phần nhỏ phân tử hydrô thoát ra sẽ thấm vào mạng lưới tinh thể kim loại làm biến dạng và thay đổi tính chất cơ lý của nó: dòn, đàn hồi kém. Tẩy trong HCl gỉ không bay ra mà bị hòa tan dưới tác dụng của HCl nên tốc độ tẩy nhanh hơn, nhưng đồng thời cũng tốn axít hơn so với tẩy trong H 2 SO 4 và thiết bị đó bị ăn mòn hơn. Nhiệt độ có ảnh hưởng rất lớn đến quá trình tẩy. Nâng cao nhiệt độ có thể rút ngắn thời gian tẩy. Dung dịch H 2 SO 4 80 ÷ 120 g/l tẩy tốt nhất ở 50 ÷ 70 o C. Dung dịch HCl 150 ÷ 200 g/l tẩy tốt nhất ở 30 ÷ 40 o C. Thời gian tẩy từ 10 ÷ 120 phút, tùy tính chất và độ dày của lớp gỉ. Khi tẩy thường cho thêm chất ức chế vào dung dịch để hạn chế sự hòa tan kim loại nền, giảm lượng axit tiêu phí, tránh cho kim loại không bị giòn hydrô, cải thiện điều kiện làm việc, nhưng không ảnh hưởng đến tốc độ tẩy gỉ. Chất ức chế bảo vệ được kim loại là do chúng bị hấp phụ lên mặt kim loại làm tăng quá thế hydrô nên hydrô không thoát ra và quá trình hòa tan kim loại bị kìm hãm. Nhiệt độ cao, tác dụng của chất ức chế càng giảm cho nên dung dịch không được quá 25 ÷ 30 o C. Chất ức chế dùng trong dung dịch H 2 SO 4 tốt nhất là các chất có chứa quinôlin, tiôurê, tiodiglycol và naphtylamin. Chất ức chế dùng trong dung dịch HCl là urôtrônin, butylamin cao phân tử. 1.2.2.2 Tẩy gỉ điện hóa. Có thể dùng phương pháp điện phân để tẩy gỉ cho kim loại. Kim loại tẩy có thể mắc thành anôt hoặc catôt. Khi tẩy anôt kim loại sẽ hòa tan, gỉ sẽ bong ra nhờ oxy thoát ra và đẩy nó rời khỏi mặt kim loại. Dung dịch tẩy là axít hoặc muối của nó. Khi tẩy catôt, tác dụng hóa học của axit sẽ giảm đi do hiện tượng phân cực nhưng hydrô thoát ra sẽ khử oxyt kim loại, đồng thời sẽ làm bong oxyt khỏi mặt kim loại. Dung dịch cũng có thể là axit hoặc muối. Ưu điểm: nhanh, ít tốn axit, làm việc nhẹ nhàng, có thể tẩy được một số hợp kim mà phương pháp hóa học không tẩy được. Trong sản xuất, thường tẩy anôt vì tẩy catôt kim loại dễ bị giòn hydrô. Nhưng khả năng phân bố của dung dịch kém nên đối với các vật có hình thù phức tạp tẩy không lợi: chỗ lồi mòn nhanh, chỗ lõm mòn ít, thậm chí gỉ không tan hết. Tẩy axit thường dùng dung dịch H 2 SO 4 200 ÷ 250 g/l và dung dịch sunfat hoặc clorua sắt trong axit. Nhiệt độ tẩy 20 ÷ 50 o C. Mật độ dòng điện 5 ÷ 10 A/cm 2 . Catôt bằng chì hoặc bằng thép. 1.2.2.3 Tẩy gỉ cơ học. Tẩy gỉ cơ học là quá trình phun các vật liệu mài với tốc độ nào đó vào bề mặt nền, ví dụ phun cát. Sự va chạm giữa các hạt mài với chi tiết sẽ làm bong rỉ, muội than, cát hoặc các thành phần khác tạo ra khi đúc, Hiệu quả của tẩy gỉ cơ học phụ thuộc vào việc lựa chọn vật liệu mài và tốc độ phun. Các vật liệu mài có thể là kim loại (thép, gang, Al, Cu, ) hoặc không kim loại (cát, thủy tinh, hạt quả mơ, nylon, ) ở dạng hình tròn có góc cạnh, hình trụ, Việc lựa chọn vật liệu mài dựa trên tính xâm thực (khả năng truyền động năng khi hạt mài va chạm bề mặt chi tiết; khả năng này phụ thuộc vào hình dáng của hạt mài), độ bền va đập của hạt mài (giảm kích thước và thay đổi hình dáng), khối lượng của hạt mài (động năng va chạm) và kích thước hạt (hạt nhỏ thì khả năng bao phủ tốt, hạt lớn thì động năng lớn). 1.2.3 Dung dịch tẩy gỉ hóa học. Axit sunfuric H 2 SO 4 10%: giá thành rẻ, ít gây ô nhiễm, ít hao hụt khi sử dụng, có thể dùng ở nhiệt độ thường hay đun nóng nhẹ ở 40 o C, axit sunfuric được sử dụng rất phổ biến. Axit clohydric HCl và axít HCl 10%: là axit điển hình cho quá trình tẩy gỉ sắt, thép, gang ngay cả ở nhiệt độ thường. Axit flohydric H 2 F 2 : dung dịch axit flohydric chứa 40% trọng lượng H 2 F 2 . Do tính độc nên việc sử dụng axít này hạn chế, chỉ dùng trong những trường hợp đặc biệt, nhất là để tẩy gỉ các sản phẩm gang đúc, tẩy xóa những vụn cát còn bám dính trên bề mặt chi tiết, nhất là ở những chỗ kín, đáy khe, rãnh mà phương pháp cơ khí không có khả năng. Axit citric C 6 H 8 O 7 : dùng chủ yếu để tẩy gỉ cho các thiết bị lò hơi. Nó thường được dùng ở dạng dung dịch 1.5 - 3%. pH dao động trong khoảng 3.5 - 4. Tiến hành tẩy gỉ ở gần nhiệt độ sôi của dung dịch. Bề mặt chi tiết sau khi tẩy gỉ có màu sáng bạc và không bị thụ động. Ngoài axit citric, một số axit hữu cơ khác cũng được sử dụng để tẩy gỉ như: axit oxalic, axit axetic, axit aminsulfonic (NH 2 SO 3 H - chất rắn kết tinh, tan mạnh trong nước), axit floboric (HBF 4 ) thường dùng tẩy gỉ cho đồng thau. Dung dịch kiềm: dùng để tẩy gỉ cho nhôm, hợp kim của nhôm và trong một số trường hợp dùng cho kim loại kẽm. Dung dịch kiềm thường dùng là dung dịch NaOH 5%. 1.3 Các vấn đề môi trường trong quá trình tẩy gỉ kim loại CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ KHÍ 2.1 Các phương pháp xử lý khí thải từ quá trình tẩy gỉ kim loại: 2.1.1 Phương pháp hấp thụ: Hấp thụ là quá trình lôi cuốn chọn lọc một cấu tử nào đó từ hỗn hợp khí bởi chất lỏng. Dựa vào sự tương tác giữa chất hấp thụ (dung môi) và chất bị hấp thụ(chất ô nhiễm) trong pha khí, phân thành 2 loại hấp thụ: Hấp thụ vật lý:Dựa trên sự hòa tan của cấu tử pha khí trong pha lỏng(tương tác vật lý).Hấp thụ vật lý được sử dụng rộng rãi trong xử lý khí thải. Hấp thụ hóa học:Cấu tử trong pha khí và pha lỏng có phản ứng hóa học với nhau (tương tác hóa học). Quá trình hấp thụ mạnh hay yếu là tùy thuộc vào bản chất hóa học của dung môi và các chất ô nhiễm trong khí thải. Hấp thụ là một quá trình mà truyền khối mà ở đó các phân tử chất khí chuyển dịch và hòa tan vào chất lỏng.Sự hòa tan có thể diễn ra đồng thời với một phản ứng hóa học giữa các hợp phần của pha lỏng và pha khí hoặc không có phản ứng hóa học. Truyền khối thực chất là một quá trình khuếch tán mà ở đó chất khí ô nhiễm dịch chuyển từ trạng thái có nồng độ cao đến trạng thái có nồng độ thấp hơn .Việc khử chất khí diễn ra theo 3 giai đoạn: 1. Khuếch tán chất khí ô nhiễm đến bề mặt chất lỏng 2. Truyền ngang qua bề mặt tiếp xúc pha khí /lỏng 3. Khuếch tán chất khí hoàn tan từ bề mặt tiếp xúc pha vào trong pha lỏng Sự chênh lệch nồng độ ở bề mặt tiếp xúc pha thuận lợi cho động lực của quá trình và quá trình hấp thụ diễn ra mạnh mẽ trong điều kiện diện tích tiếp xúc pha lớn,độ hỗn loạn cao và độ khuếch tán cao.Bởi vì một số hợp phần của hỗn hợp khí có khả năng hòa ta mới có thể hòa tan được trong chất lỏng,cho nên quá trình hấp thụ chỉ đạt hiệu quả cao khi lựa chọn dung dịch hấp thụ có tính hòa tan cao hoặc những dung dịch phản ứng không thuận nghịch với chất khí cần được hấp thụ. Thiết bị hấp thụ có chức năng tạo ra bề mặt tiếp xúc càng lớn càng tốt giữa hai pha khí và lỏng . Nguyên lý hoạt động của tháp hấp thụ như sau - Dòng khí được dẫn vào ở đáy tháp, dung dịch hấp thụ được phun ở đỉnh tháp. - Dòng khí cần xử lý tiếp xúc với dung dịch hấp thụ, chất cần xử lý được giữ lại trong dung dịch hấp thụ và được thu ở đáy tháp.Dòng không khí sạch thoát ra ngoài trên đỉnh tháp. Có nhiều dạng kiểu thiết bị hấp thụ khác nhau và có thể phân thành các loại chính sau: 1. Buồng phun,tháp phun:Trong đó chất lỏng được phun thành giọt nhỏ trong thể tích rỗng của thiết bị và cho dòng khí đi qua.Tháp phun đươc sử dụng khi yêu cầu trở lực bé và khí có chứa hạt rắn. 2. Thiết bị sục khí: Khí được phân tán dưới dạng các bong bóng đi qua lớp chất lỏng.Quá trình phân tán khí có thể được thực hiện bằng cách cho khí đi qua tấm xốp,tấm đục lỗ hoặc bằng cách khuấy cơ học . 3. Thiết bị hấp thụ kiểu sủi bọt: Khí đi qua tấm đục lỗ bên trong có chứa lớp chất lỏng mỏng. 4. Thiết bị hấp thụ có đệm bằng vật liệu rỗng(tháp đệm):Là một tháp dạng cột bên trong chất gần đầy các vật liệu đệm nhằm tạo ra một bề mặt tiếp xúc cao nhất có thể để cho dòng khí (đi từ dưới lên)và dòng lỏng(từ đỉnh tháp xuống) tiếp xúc tốt với nhau khi chuyển động ngược chiều trong lớp đệm.Quá trình tiếp xúc này sẽ làm cho bụi và chất ô nhiễm trong khí thải bị giữ lại và bị hấp thụ bởi dòng chất lỏng.Tháp đệm thường được sử dụng khi năng suất nhỏ, môi trường ăn mòn, tỉ lệ lỏng:khí lớn.Khí không chứa bụi và hấp thụ không tạo ra cặn lắng.Vật liệu đệm được sử dụng trong các tháp này có thể là đá nghiền,vòng rassing, vật thể hình yên ngựa,vòng ngăn, than cốc,đá xoắn ốc,vật liệu ô vuông làm bằng gỗ hoặc các loại sợi tổng hợp. 5.Tháp đĩa: Có cấu tạo là một thân tháp hình trụ thẳng đứng trong có gắn các đĩa có cấu tạo khác nhau. Như vậy để hấp thụ được một số chất nào đó ta phải dựa vào độ hòa tan chọn lọc của chất khí trong dung môi để chọn dung môi cho thích hợp hoặc dung dịch thích hợp(trong trường hợp hấp thụ hóa học).Quá trịnh hấp thụ được thực hiện tốt hay xấu phần lớn là do tính chất dung môi quyết định,hiệu quả của quá trình phụ thuộc vào diện tích tiếp xúc bề mặt giữa khí thải và chất lỏng,thời gian tiếp xúc,nồng độ môi trường hấp thu và tốc độ phản ứng giữa chất hấp thu và khí thải. 2.1.2.Phương pháp hấp phụ: Hấp phụ là hiện tượng tăng nồng độ của một chất tan (chất bị hấp phụ)trên bề mặt một chất rắn ( chất hấp phụ).Chất đã bị hấp phụ chỉ tồn tại trên bề mặt chất rắn,không phân bố đều khắp trong toàn bộ thể tích chất hấp phụ (còn gọi là quá trình phân bố 2 chiều). Trong kỹ thuật xử lý ô nhiễm không khí,phương pháp hấp phụ được dùng để thu hồi và sử dụng lại hơi của các chất hữu cơ,khử mùi các nhà máy sản xuất thực phẩm,thuộc da,nhuộm… Có thể phân loại phương pháp hấp phụ như sau: Dựa vào bản chất quá trình hấp phụ: Hấp phụ vật lý:Là hấp phụ đa phân tử, lực liên kết là lực hút giữa các phân tử (Lực Vanderwaals) không tạo thành hợp chất bề mặt. Hấp phụ hóa học:là hấp phụ đơn phân tử,lực liên kết là lực liên kểt bề mặt tạo nên hợp chất bề mặt. Dựa theo điều kiện hấp phụ: Hấp phụ trong điều kiện động Hấp phụ trong điều kiện tĩnh Hấp phụ chọn lọc:Dựa vào ái lực khác nhau giữa chất ô nhiễm và bề mặt chất rắn,phụ thuộc vào bản chất hóa học của chất hấp phụ và chất bị hấp phụ. Hấp phụ trao đổi:Dựa vào cường độ hoặc ái lực của các ion chất hấp phụ và chất bị hấp phụ. Quá trình hấp phụ có thể được tiến hành trong lớp chất hấp phụ đứng yên, tầng sôi hoặc chuyển động. Tuy nhiên trên thực tế phổ biến nhất là thiết bị với lớp chất hấp phụ không chuyển động được bố trí trong tháp đứng,tháp nằm hoặc tháp vòng .Tháp đứng được sử dụng khi cần xử lý lưu lượng nhỏ. 2.1.3.Phương pháp đốt: Áp dụng khi lượng khí thải lớn mà nồng độ chất ô nhiễm cháy được lại rất bé [...]... mụi trng n mũn cao Dựng cht hp th l dd kim (NaOH) do nhng u im ó phõn tớch trờn 3.3Quy trỡnh cụng ngh Thi ra Bn cao v Qut ng khúi Mụi trng Khớ Xyclon lc bi Thỏp hp th X bi Bm B cha Cụng trỡnh x lý nc thi Dd kim Hỡnh 3.1 quy trỡnh cụng ngh Thuyt minh quy trỡnh cụng ngh Khớ thi HCl t quỏ trỡnh ty g kim loi i vo xyclon lc b bi Sau ú c a qua thỏp hp th.Dung dch kim t b cha c bm lờn bn cao v chy vo thỏp... Tng chi phớ: KT LUN Thỏp hp th trờn c thit k dựng x lý khớ HCl t quỏ trỡnh ty g kim loi Thỏp hp th x lý c mt lng khớ HCl rt ln, khớ thi u ra thp hn nhiu so vi tiờu chun cho phộp iu ny rt cn thit t bit l trong hon cnh hin nay nhu cu s dng ngy cng nhiu trong kim loi trong cỏc cụng trỡnh xõy dng Tuy nhiờn chi phớ ch to thỏp cng cũn hi cao v phi x lý thờm mt lng nc thi l dung dch HCl vi nng khỏ cao Vỡ... cao,khụng dựng x lý dũng khớ cú nhit cao Quỏ trỡnh hp th l quỏ trỡnh ta nhit nờn khi thit k nhiu trng hp cn phi lp t thờm thit b trao i nhit trong thỏp hp th lm ngui tng hiu qu quỏ trỡnh x lý nh vy thit b s tr nờn cng knh,vn hnh phc tp Vic lc chn dung mụi thớch hp x lý rt kho khn khi cht khớ khụng cú kh nng ho tan trong nc Phi tin hnh tỏi sinh dung mụi khi dung mụi t tin gim giỏ thnh x lý m cụng vic... trong khớ thi Hiu qu cao vi nhng cht khú x lý bng phng phỏp khỏc Cú th thu hi nhit thi ra trong quỏ trỡnh t Trong nhng trng hp khớ thi cú nhit cao cú th khụng cn phi gia nhit trc khi a vo t Phng phỏp t hon ton phự hp vi vic x lý cỏc khớ thi c hi khụng cn thu hi hay kh nng thu hi thp, khớ thu hi khụng cú giỏ tr kinh t cao Cú th tn dng nhit nng trong quỏ trỡnh x lý vo mc ớch khỏc Nhc im: Chi phớ u t thit... iu chnh Thiờu t cú xỳc tỏc(phng phỏp oxy húa xỳc tỏc):Quỏ trỡnh oxy húa cht ụ nhim trờn b mt cht xỳc tỏc la chn phng phỏp x lý thớch hp cn phõn tớch phm vi ng dng,u nhc im ca cỏc phng phỏp nờu trờn to c s cho vic la chn 2.2 u, nhc im ca phng phỏp x lý khớ thi t quỏ trỡnh ty g kim loi 2.2.1 Phng phỏp hp th: u im: R,d ng dng,cú th s dng dung mụi l nc hp th cỏc khớ c hi nh SO2,H2S rt hiu qu Cú th s dng... trỡnh hp th khớ thi HCl vo trong dung mụi l dung dch kim (dd NaOH) Do hiu sut hp th ca thỏp hp th ch t n 90% nờn khong 10% lng khớ thi s thoỏt ra ngoi qua qut hỳt i vo ng khúi thi ra khớ quyn vi tiờu chun thi cho phộp 90% khớ thi HCl c hp th vo dung dich kim thnh dung dch acid clohidric Dn dung dch hon lu tr li thỏp hp th, phn cũn li cho qua h thng x lý nc thi ca nh mỏy PHN II TNH TON CễNG NGH V THIT... molHCl / molNaOH Lth 1215,416 Xột n s thay i nhit gia u vo v u ra ca khớ HCl, ta xột hiu ng nhit: Lng nng lng m dd kim hp th: L.c.(tc - td) Trong ú: L: lu lng dd kim (kg/s) c: nhit dung riờng ca NaOH c=3,77 KJ/Kg. (bng I.154 STT1/172) td, tc: nhit u v cui ca NaOH Lng khớ hũa tan trong dd kim (NaOH): L.q ( X c X d ) q: hiu ng nhit hp th ca HCl trong dd NaOH (KJ/Kg) q = f t o x : tra bng thay i theo... iu chnh quỏ trỡnh tinh vi hn Cú th s dng kt cu ti u v kớch thc ti u cho tng on ca thit b Tit kim c cht hp ph,s dng ti a nng sut hp ph Quỏ trỡnh thc hin liờn tc dn n hiu sut cao Cht hp ph d kim v khỏ r tin,thng dựng nht l than hot tớnh hp ph c nhiu cht hu c Nhc im: Kt cu phc tp Cht hp ph b mi mũn nờn phi x lý bi Cng hp ph thp do vn tc dũng khớ thp do vn tc khớ nh v khụng cú s xỏo trn mónh lit than...c bit l nhng cht cú mựi khú chu Cỏc cht khớ c x lý theo phng phỏp t thng l cỏc hp cht hydrocacbon,cỏc dung mụi hu cVic x lý khớ thi theo phng phỏp ny c s dng trong trng hp khớ thi cú nng cht c cao vt quỏ gii hn bt chỏy v cú cha hm lng oxygen ln Quỏ trỡnh t c thc hin trong h thng gm... D=400mm Chn bớch lin bng kim loi en ni cỏc ng vi thit b (bng XIII.26 STT2/416) ng kớnh trong ca ng: Dt=400mm ng kớnh ngoi ca ng: Dn=426mm ng kớnh ngoi ca bớch: D=565mm ng kớnh tõm bulong: Db=515mm ng kớnh một vỏt: Di=482mm ng kớnh bulong: db=22mm S bulong: Z=16 Chiu cao bớch: h=30mm Khi lng bớch m2 = (0,565 4 2 ) 0,426 2 30.10 3.7900 = 25,64kg - ng dn lng ra: D=150 Chn bớch lin bng kim loi en ni cỏc . môi, do đó cần chọn dung môi theo những tính chất sau đây. - Có tính chất hòa tan chọn lọc, nghĩa là chỉ hòa tan với một cấu tử, còn những cấu tử khác không có khả năng hòa tan hoặc hòa tan rất. không tan. Do đó lớp oxýt sắt từ sẽ có tính bảo vệ trong môi trường hơi nước không ô nhiễm. Không khí xung quanh thường chứa một lượng SO 2 , chất này phản ứng với nước và oxy hòa tan để tạo. Do đó bề mặt che phủ thường bị ăn mòn nhanh hơn bề mặt phơi nắng trực tiếp. Sự kết hợp của độ ẩm cao, nhiệt độ trung bình cao và sự có mặt của các chất ô nhiễm công nghiệp hoặc muối biển mang