Tháp xử lý khí thải SO₂ là một thiết bị quan trọng trong hệ thống kiểm soát ô nhiễm không khí, đặc biệt hiệu quả trong việc loại bỏ sulfur dioxide (SO₂) – một khí độc hại sinh ra từ quá trình đốt nhiên liệu hóa thạch như than đá, dầu DO/FO trong các nhà máy nhiệt điện, lò hơi công nghiệp, luyện kim, sản xuất hóa chất…. Dưới đây là tổng hợp thông tin chi tiết về nguyên lý, phương pháp và ứng dụng của tháp xử lý khí thải SO₂:
1. Nguyên lý hoạt động
Tháp xử lý SO₂ chủ yếu dựa trên phương pháp hấp thụ (sử dụng chất lỏng) hoặc hấp phụ (sử dụng vật liệu rắn):
- Hấp thụ: Khí thải chứa SO₂ được dẫn từ đáy tháp lên, tiếp xúc với dung dịch hấp thụ (như nước vôi, NaOH, MgO) phun từ trên xuống. SO₂ phản ứng hóa học với dung dịch, tạo thành muối sunfit/sunfat (ví dụ: CaSO₃, Na₂SO₃) và bị giữ lại, khí sạch thoát ra ngoài.
- Hấp phụ: SO₂ bị giữ lại trên bề mặt vật liệu rắn như than hoạt tính, zeolite nhờ lực liên kết vật lý hoặc hóa học.
2. Các phương pháp xử lý SO₂ phổ biến
a. Hấp thụ bằng nước (Scrubbing)
- Ưu điểm: Đơn giản, chi phí thấp, hiệu suất cao nếu dùng nước lạnh.
- Nhược điểm: Tạo ra nước thải chứa axit H₂SO₃/H₂SO₄ cần xử lý tiếp, hiệu quả giảm ở nhiệt độ cao.
b. Dung dịch sữa vôi (Ca(OH)₂)
- Phản ứng:
Ca(OH)2+SO2→CaSO3+H2OCa(OH)2+SO2→CaSO3+H2O
Sau đó, CaSO₃ oxy hóa thành thạch cao (CaSO₄) có thể tái sử dụng trong xây dựng. - Ưu điểm: Hiệu suất >90%, sản phẩm phụ hữu ích.
c. Dung dịch kiềm (NaOH)
- Phản ứng nhanh, ít gây tắc nghẽn hệ thống, hiệu suất đạt 98%.
- Nhược điểm: Chi phí cao do giá thành NaOH.
d. Magie oxit (MgO)
- Tạo thành MgSO₃, sau đó tái sinh MgO bằng nhiệt ở 900°C và thu hồi SO₂ để sản xuất axit sunfuric.
e. Tháp Scrubber dạng ướt
- Kết hợp phun dung dịch hấp thụ và lực ly tâm từ lốc xoáy để tăng hiệu suất loại bỏ SO₂ và bụi.
3. Cấu tạo tháp điển hình
- Bộ phận chính:
- Bồn chứa dung dịch hấp thụ.
- Hệ thống phun (béc phun, giàn phun sương).
- Lớp vật liệu đệm (gốm, nhựa) để tăng diện tích tiếp xúc.
- Bộ tách ẩm ngăn nước bay theo khí sạch.
- Vật liệu chế tạo: Thép không gỉ (SUS304), composite chống ăn mòn axit.
4. Ưu và nhược điểm
- Ưu điểm:
- Hiệu suất xử lý cao (90–98%) với SO₂.
- Có thể thu hồi sản phẩm phụ (thạch cao, axit sulfuric).
- Vận hành đơn giản, bảo trì dễ dàng.
- Nhược điểm:
- Phát sinh nước thải hoặc bùn cần xử lý thêm.
- Chi phí vật liệu hấp thụ (NaOH, MgO) cao.
5. Ứng dụng
Tháp xử lý SO₂ được dùng trong các ngành:
- Nhiệt điện: Xử lý khói thải từ đốt than.
- Lò hơi công nghiệp: Giảm SO₂ từ nhiên liệu dầu DO/FO.
- Luyện kim, sản xuất giấy, hóa chất: Kiểm soát khí thải độc hại.
Lưu ý khi lựa chọn phương pháp
- Nồng độ SO₂: Với nồng độ cao (>1,000 ppm), ưu tiên hấp thụ hóa học (sữa vôi, NaOH).
- Nhiệt độ khí thải: Cần làm nguội trước khi xử lý bằng nước.
- Khả năng tái chế: MgO phù hợp nếu cần thu hồi SO₂.
No responses yet