TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI KHOA MÔI TRƯỜNG Đề tài: Xử lý khí thải H2S chất hấp phụ oxit sắt Fe2O3 Nhóm 3: Nguyễn Thị Ánh Trà Hoàng Thanh Trúc Nguyễn Thu Thảo Phan Thị Thu Trang Vũ Thành Hoàng Nguyễn Việt Dũng GVHD: Mai Quang Tuấn CÁC NỘI DUNG CHÍNH I Giới thiệu chung khí H2S II Cơ sở lý thuyết III Nguyên lý hoạt động IV Ưu điểm nhược điểm trình V Các yếu tố ảnh hưởng đến trình xử lý I Tổng quan khí Hydro Sunfua H2S Khái niệm -Khí thải H2S khí độc hại, độc không HCN, không màu sắc có mùi khó chịu (mùi trứng thối) đưa vào khí với lượng lớn có nguồn gốc tự nhiên nhân tạo -Khí H2S tan nước, tan nhiều dung môi hữu 2.Nguồn gốc: + Trong sản xuất công nghiệp: Khí H2S xuất khí thải trình chế dầu mỏ, tái sinh sợi khu vực chế biến thực phẩm , xử lý rác thải +Trong tự nhiên: H2S phát sinh trình thối rữa chất hữu tác dụng vi khuẩn từ rác thải, cống rãnh, bờ biển, ao tù, hồ nước cạn, kể từ hầm lò khai thác than, vệt núi lửa I Tổng quan khí Hydro Sunfua H2S 3.Ý nghĩa môi trường: a) Đối với người động vật: -Khí độc, cần nồng độ 5ppm gây ngộ độc, chóng mặt, nhức đầu -Ở nồng độ lớn 150ppm gây tổn thương màng nhầy quan hô hấp -Với nồng độ 500ppm gây viêm phổi tiêu chảy -Tiếp xúc ngắn với khí H2S nồng độ 700-900 ppm chúng nhanh chóng xuyên qua màng túi phổi, xâm nhập vào mạch máu gây tử vong b) Đối với thực vật: -Thương tổn -Rụng -Giảm sinh trưởng I Tổng quan khí Hydro Sunfua H2S 4.Phương pháp xử lý: -Trước hệ thống xử lý thu hồi khí H2S chủ yếu phục vụ cho việc lọc khí công nghiệp -Ngày nay, hệ thống phát triển để giảm thiểu ô nhiễm bầu khí quyển, bảo vệ môi trường Khí H2S thu hồi từ hệ thống xử lí trực tiếp biến đôủ thành sản phẩm lưu huỳnh chất khí SO2 để cung cấp nguyên liệu cho việc sản suất axit sunfuaric II Cơ sở lý thuyết trình xử lý khí H2S phương pháp hấp phụ Fe2O3 Một số khái niệm a, Quá trình hấp phụ: Hấp phụ tượng ( trình) gây tăng nồng độ chất bề mặt tiếp xúc pha (rắn – khí; rắn – lỏng; lỏng – khí) Hấp phụ hút phân tử khí, bề mặt chất hấp phụ Hấp phụ gồm : hấp phụ vật lí hấp phụ hóa học II Cơ sở lý thuyết trình xử lý khí H2S phương pháp hấp phụ Fe2O3 Một số khái niệm b, Xử lí khí thải phương pháp hấp phụ: Nguyên lí phương pháp: khí độc qua lớp chất hấp phụ bị giữ lại nhờ tượng hấp phụ + Chất hấp phụ chất giữ chất khác bề mặt + Chất bị hấp phụ chất bị giữ lại bề mặt chất hấp phụ Thông thường có cách để áp dụng phương pháp hấp phụ để xử lí khí thải: + Cách thứ sử dụng thiết bị hấp phụ định kỳ +Cách thứ hai sử dụng thiết bị hấp phụ liên tục Vật liệu hấp phụ: +Vật liệu làm chất hấp phụ vật liệu xốp với bề mặt lớn, tạo thành tổng hợp nhân tạo tự nhiên +Cấu trúc bên chất hấp phụ công nghiệp đặc trưng kích thước hình dạng khác khoảng trống lỗ xốp II Cơ sở lý thuyết trình xử lý khí H2S phương pháp hấp phụ Fe2O3 2.Cơ sở lý thuyết: -Khí H2S kết hợp với Oxit sắt theo phản ứng: Fe2O3 + H2S  Fe2S3 +3 H2O Fe2S3 +3O2  Fe2O3 + 6S (1) (2) -Sau bão hòa, oxit hoàn nguyên oxy không khí để thu lưu huỳnh Điều kiện tốt nhiệt độ khoảng 280C -300C, độ ẩm vật liệu hấp phụ khoảng 30% -Để hoàn nguyên vật liệu, dung phương pháp: +Oxy hóa vật liệu hấp phụ oxy không khí +Thổi hỗn hợp khí có chứa 2-3% oxy qua lớp vật liệu hấp phụ với nhiệt độ 6000C -8000C +Hoàn nguyên liên tục cách bổ sung vào dòng khí cần xử lý lượng oxy cho lượng oxy hỗn hợp khí gấp 1,5 lần lượng oxy lý thuyết cần cho trình oxy hóa  Như trình hoàn nguyên diễn song song với trình hấp phụ III Nguyên lý hoạt động trình xử lý H2S Đối với hệ thống lọc đơn giản lắp song song: - Gồm nhiều bình lọc lắp song song theo chiều khí, bình có nhiều lớp vật liệu hấp phụ để khí qua hết lớp tới lớp khác Mỗi lớp vật liệu dày khoảng 0,3- 0,5mm Hệ thống van khí đường ống cho phép cắt bình hấp phụ bão hòa để hoàn nguyên Nếu bình hấp phụ có lớp hiệu suất 99-99,9% - Khí thải H2S theo hệ thống dẫn khí vào bên bình lọc, sau giữ lại vật liệu lọc theo phản ứng Fe2O3 + H2S  Fe2S3 +3 H2O (1) , sau khí đưa III Nguyên lý hoạt động trình xử lý H2S Đối với hệ thống lọc đơn giản lắp song song: -Phản ứng: + Fe2O3 + H2S  Fe2S3 +3 H2O(1): xảy đến lớp vật liệu lọc bão hòa hệ thống dẫn khí ngắt để hoàn nguyên theo phản ứng + 2Fe2S3 +3O2  Fe2O3 + 6S(2): Lớp vật liệu lọc thay tiếp tục xử lý - Lớp vật liệu hấp phụ coi hết tác dụng lưu huỳnh chiếm 50% lượng vật liệu III Nguyên lý hoạt động trình xử lý H2S Đối với hệ thống tháp hấp phụ: Hoạt động tương tự bình lọc đơn giản hoàn nguyên thổi chung oxy vào để xử lý hoàn nguyên song song Sơ đồ hệ thống kiểu tháp gồm nhiều bình hấp phụ 3- vật liệu hấp phụ tầng 4- lưới đỡ vật liệu hấp phụ V Ưu nhược điểm trình xử lý Ưu điểm • • • Quy trình đơn giản dễ thực Hiệu suất cao >90% Vật liệu giá thành rẻ Nhược điểm • Tùy theo phương pháp hoàn nguyên mà có nhược điểm khác • Mất thời gian để thay vật liệu lọc VI Các yếu tố ảnh hưởng đến trình xử lý khí thải H2S phương pháp hấp phụ Fe2O3 Vật liệu hấp phụ • Tốc độ phản ứng hấp phụ H2S oxit sắt phụ thuộc vào mức độ tiếp xúc khí bề mặt vật liệu hấp phụ Để nâng cao tốc độ phản ứng, độ rỗng( xốp) vật liệu hấp phụ phải lớn( oxit sắt thường ≥50%) • Độ ẩm vật liệu phải khoảng 30% Nhiệt độ tối ưu • Thường nhiệt độ để phản ứng xảy tốt khoảng từ 28-30◦C Cảm ơn Thầy bạn lắng nghe !^^! [...]... điểm • Tùy theo phương pháp hoàn nguyên mà có nhược điểm khác nhau • Mất thời gian để thay vật liệu lọc VI Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình xử lý khí thải H2S bằng phương pháp hấp phụ Fe2O3 1 Vật liệu hấp phụ • Tốc độ phản ứng hấp phụ H2S của oxit sắt này phụ thuộc vào mức độ tiếp xúc giữa khí và bề mặt vật liệu hấp phụ Để nâng cao tốc độ phản ứng, độ rỗng( xốp) của vật liệu hấp phụ phải lớn( của... chiếm 50% lượng vật liệu III Nguyên lý hoạt động của quá trình xử lý H2S 2 Đối với hệ thống tháp hấp phụ: Hoạt động tương tự như bình lọc đơn giản nhưng khi hoàn nguyên sẽ thổi chung oxy vào để xử lý và hoàn nguyên song song Sơ đồ hệ thống kiểu tháp gồm nhiều bình hấp phụ 3- vật liệu hấp phụ trên các tầng 4- lưới đỡ vật liệu hấp phụ V Ưu và nhược điểm của quá trình xử lý 1 Ưu điểm • • • Quy trình đơn...III Nguyên lý hoạt động của quá trình xử lý H2S 1 Đối với hệ thống lọc đơn giản lắp song song: -Phản ứng: + Fe2O3 + 3 H2S  Fe2S3 +3 H2O(1): xảy ra đến khi lớp vật liệu lọc được bão hòa thì hệ thống dẫn khí sẽ ngắt để hoàn nguyên theo phản ứng + 2Fe2S3 +3O2  2 Fe2O3 + 6S(2): Lớp vật liệu lọc sẽ được thay thế và tiếp tục xử lý - Lớp vật liệu hấp phụ được coi là hết tác dụng khi