XỬ LÝ KHÍ SO2 BẰNG THAN HOẠT TÍNH CÓ TƯỚI NƯỚC

Trước đây người ta cho rằng xử lý khí SO2 theo phương pháp hấp phụ bằng than hoạt tính là ít hiệu quả. Tuy nhiên, trong những năm gần đây, người ta thấy rằng phương pháp này có thể áp dụng rất tốt để xử lý khói thải từ các nhà máy nhiệt điện, nhà máy liệu kim và sản xuất axit sunfuric với hiệu quả kinh tế đang kể đặc biệt đã áp dụng rộng rãi ở các nước Đức, Anh, Nhật Bản...

Khí SO2 được phát sinh từ nhiều ngành công nghiệp

Sử dụng than hoạt tính để hấp phụ khí SO2 đơn giản và có thể áp dụng được cho mọi quá trình công nghệ có khí SO2 một cách liên tục hoặc gián đoạn. Ngoài ra, hệ thống xử lý cho phép làm việc được với khí thải có nhiệt độ cao (trên 100 độ C).

Xử lý khí SO2 bằng than hoạt tính có tưới nước để thu axit sunfuric được thể hiện như hình dưới đây:

Sơ đồ công nghệ xử lý khí SO2

Nguyên lý hoạt động:

Theo phương pháp này, khí thải được làm cho bão hòa hơi nước ở nhiệt độ dưới 100 độ C đi qua lớp than hoạt tính có tưới nước làm ẩm trong thiết bị hấp phụ. Khí SO2 bị giữ lại trong lớp hoạt tính và oxy hóa thành SO3 nhờ có oxy trong khí thải.

Tiếp theo SO3 kết hợp với nước biến thành axit sunfuric H2SO4 và theo nước chảy vào thùng chứa. Axit H2SO4 thu được trong thùng chứa với nồng độ 20- 25% được trích 1 phần để làm nguội và làm ẩm khí thải cần xử lý.

Quá trình này được thực hiện trong scrubber venturi, trong đó axit loãng được dòng khí chuyển động rối với vận tốc xé nhỏ thành giọt mịn, nhiệt độ của khí giảm xuống nhờ có nước bốc hơi, còn axit loãng thì trở nên đậm đặc hơn.

Sau tháp scrubber venturi, tro bụi và axit được tách ra khỏi dòng khí trong cyclone và chảy xuống bể chứa, còn dòng khí đi vào thiết bị hấp phụ.

Để quá trình xử lý được liên tục cần lắp đặt ít nhất là hai bình hấp phụ luân phiên nhau hoạt động, cái này theo chu kỳ hấp phụ, cái kia theo chu kỳ hoàn nguyên.

Nguyên lý hoạt động của thiết bị cyclone

Cấu tạo thiết bị hấp phụ

Việc sử dụng axit sunfuric thu được từ quá trình phụ thuộc vào mức độ nhiễm bảo tro bụi và độ đậm đặc của nó khi xử lý khí thải đã được lọc sạch bụi, nồng độ axit thu được có thể đạt được 65-70%. Axit bị nhiễm bẩn nặng có thể phân giải theo các phương pháp thông dụng để thu khí SO2 dùng vào việc điều chế axit sunfuric sạch hoặc lưu huỳnh đơn chất.

Hệ thống đã được thử nghiệm ban đầu với lưu lượng khói thải 1000-1500 m3/h. Nồng độ ban đầu của SO2 trong khói khi đốt nhiên liệu mazut là 0,1-0,15%. Hiệu quả khử SO2 đạt 98-99%. Chất hấp phụ làm việc trong hơn 3 năm liên tục mà hoạt tính của nó không hề bị giảm sút.

Ưu điểm phương pháp:

Lọc sạch bụi,
Nồng độ axit thu được có thể đạt được 65-70% axit này có thể thu hồi,
Phù hợp với xử lý khí có nhiệt độ cao

Nhược điểm phương pháp:

Phương pháp này tùy thuộc vào quá trình hoàn nguyên có thể làm tiêu hao nhiều vật liệu hấp phụ hoặc sản phẩm thu hồi được
Nếu dòng khí SO2 nồng độ thấp, lẫn nhiều axit sunfuric thì tận dụng khó khăn và cần phải xử lý tiếp mới sử dụng được.