Thuyết minh sơ đồ xử lý so2
Giới thiệuSunfua dioxit là một hợp chất hóa học có công thức SO2. Chất khí quan trọng này là sản phẩm chính của sự đốt cháy hợp chất lưu huỳnh và nó là một mối lo môi trường đáng kể. SO2 thường được mô tả là “mùi hôi của lưu huỳnh bị đốt cháy”. Nó là sản phẩm tạo thành trong quá trình núi lửa hoạt động và một số hoạt động công nghiệp khác nhau. Show
SO2 là loại chất ô nhiễm phổ biến nhất trong sản xuất công nghiệp cũng như trong sinh hoạt của con người. Nguồn phát thải SO2 chủ yếu là từ Các trung tâm nhiệt điện, các loại lò nung, lò hơi khi đốt nhiên liệu than, dầu và khí đốt có chứa lưu huỳnh hoặc các hợp chất lưu huỳnh. Ngoài ra, một số công đoạn sản xuất trong công nghiệp hóa chất, luyện kim, cũng thải vào bầu khí quyển một lương SO2 đáng kể. Trên thế giới hàng năm tiêu thụ gần 2 tỷ tấn than đá các loại và gần 1 tỷ tấn dầu mỏ. Khi thành phần lưu huỳnh trong nhiên liệu trung bình chiếm 1% thì lượng khí SO2 thải vào khí quyển là 60 triệu tấn/năm. Đó là chưa kể lượng SO2 thải ra từ các ngành công nghiệp khác. Tính chất:
SO2 + H2O 🡪 H2SO3
SO2 + Br2 + 2H2O 🡪 2HBr + H2SO4 SO2 + 2KMnO4 + 2H2O 🡪 K2SO4 + 2MnSO4 + 2 H2SO4
SO2 + 2H2S 🡪 3S + 2H2O SO2 + 2Mg 🡪 S + 2MgO
SO2 + H2O ⬄ H2SO3 Tác hại:Khí SO2, SO3 gọi chung là SOx, là những khí thuộc loại độc hại không chỉ đối với sức khoẻ con người, động thực vật, mà còn tác động lên các vật liệu xây dựng, các công trình kiến trúc, là một trong những chất gây ô nhiễm môi trường. Trong khí quyển, khí SO2 khi gặp các chất oxy hóa hay dưới tác động của nhiệt độ, ánh sáng chúng chuyển thành SO3 nhờ oxy có trong không khí. Khi gặp H2O, SO3 kết hợp với nước tạo thành H2SO4. Đây chính là nguyên nhân tạo ra các cơn mưa acid mưa axit ăn mòn các công trình, làm cho thực vật, động vật bị chết hoặc chậm phát triển, biến đất đai thành vùng hoang mạc . Khí SO2 gây ra các bệnh viêm phổi, mắt, da. Nếu H2SO4 có trong nước mưa với nồng độ cao làm bỏng da người hay làm mục nát quần áo. Đối với con người:
Đối với thực vật:SOx bị oxy hóa ngoài không khí và phản ứng với nước mưa tạo thành axit sulfuric là tác nhân chính gây hiện tượng mưa axit, ảnh hưởng xấu đến sự phát triển thực vật. Khi tiếp xúc với môi trường có chứa hàm lượng SO2 từ 1 – 2ppm trong vài giờ có thể gây tổn thương lá cây. Đối với các loại thực vật nhạy cảm như nấm, địa y, hàm lượng 0,15 – 0,30 ppm có thể gây độc tính cấp. Đối với các công trình kiến trúc:Sự có mặt của SOx trong không khí ẩm tạo thành axit là tác nhân gây ăn mòn kim loại, bê-tông và các công trình kiến trúc. SOx làm hư hỏng, làm thay đổi tính năng vật lý, làm thay đổi màu sắc vật liệu xây dựng như đá vôi, đá hoa, đá cẩm thạch; phá hoại các tác phẩm điêu khắc, tượng đài. Sắt, thép và các kim loại khác ở trong môi trường khí ẩm, nóng và bị nhiễm SOx thì bị han gỉ rất nhanh. SOx cũng làm hư hỏng và giảm tuổi thọ các sản phẩm vải, nylon, tơ nhân tạo, đồ bằng da và giấy…
Ý nghĩa môi trường:
Các phương pháp hấp thụ SO2:Hấp thụ SO2 bằng nước:
SO2 + H2O ↔ H+ + HSO3-
Hấp thụ bằng đá vôi (CaCO3), vôi nung CaO hoặc vôi sữa (Ca(OH)2):
CaCO3 + SO2 🡪CaCO3 + CO2 CaO + SO2 🡪 CaSO3 2CaSO3 + O2 🡪 2CaSO4 1-tháp hấp thu, 2- bộ phận tách tinh thể, 3-bộ lọc chân không, 4,5- máy bơm, 6-thùng trộn sữa vôi Hình 1: sơ đồ hệ thống xử lý SO2 bằng CaCO3 và CaO
Ưu điểm: công nghệ đơn giản, chi phí đầu tư ban đầu không lớn, có thể chế tạo thiết bị bằng vật liệu thông thường, không cần đến vật liệu chống axit và không chiếm nhiều diện tích xây dựng. Hấp thụ SO2 bằng NH3:
SO2 + 2NH3 + H2O = (NH4)2SO3 (NH4)2SO3 + SO2 + H2O = 2NH4HSO3
2NH4HSO3 (NH4)2SO3 + SO2↑ + H2O
2NH4HSO3+ (NH4)2SO3 = 2(NH4)2SO4 + S + H2O
(NH4)2SO3 + S = (NH4)2S2O3
(NH4)2S2O3+ 2NH4HSO3 = 2(NH4)2SO4 + 2S + H2O
Hấp thụ SO2 bằng MgO:
MgO + SO2 = MgSO3 MgO + H2O = Mg(OH)2 MgSO3 + H2O + SO2 = Mg(HSO3)2 Mg(OH)2 + Mg( HSO3)2 = 2MgSO3 🡫 + 2H2O
MgSO3 + O2 🡪 MgSO4
MgSO3 MgO + SO2
Ưu điểm:
Nhược điểm:
Hấp thụ SO2 bằng ZnO:
SO2 + ZnO + 2,5H2O 🡪ZnSO3.2,5H2O
2SO2 + ZnO + H2O 🡪 Zn(HSO3)2
ZnSO3.2,5H2O 🡪SO2 + ZnO + 2,5H2O
Ưu điểm:
Nhược điểm: Có khả năng hình thành sunfit kẽm (MgSO4) làm cho việc tái sinh ZnO bất lợi về kinh tế nên phải tách chúng ra và bổ sung ZnO. Xử lý SO2 bằng các chất hấp thụ hữu cơ:
Xử lý SO2 bằng natri cacbonat:
Na2CO3 + SO2 🡪 Na2SO3 + CO2 Na2SO3 + SO2 + H2O 🡪 2NaHSO3
NaHCO3 + ZnO 🡪 ZnSO3 + NaOH
Ưu điểm:
Nhược điểm:
Xử lý SO2 bằng các chất hấp phụ thể rắn:Hấp phụ khí SO2 bằng than hoạt tính:
Hấp phụ khí SO2 bằng than hoạt tính có tưới nước – quá trình LURGI:
Xử lý SO2 bằng nhôm oxit kiềm hóa:Quá trình xử lý khí SO2 bằng nhôm oxit kiềm hóa được dựa trên tính chất hấp phụ của hỗn hợp nhôm oxit (Al2O3) và natri oxit (Na2O)với thành phần natri oxit chiếm 20% khối lượng hỗn hợp. Trong quá trình hấp phụ, khí SO2 bị oxy hóa, sau đó tác dụng với các oxit kim loại để biến thành sunfat. Chất hấp phụ đã bão hòa được hoàn nguyên bằng khí trơ ở nhiệt độ 600-650oC. Xử lý SO2 bằng Mangan oxit:
MnSO4 + 2NH4OH 🡪 Mn(OH)2 + (NH4)2SO4 Mn(OH)2 + 0,5iO2 + n(n-1)H2O 🡪 MnO1+i.nH2O Trong đó: i = 0,5-0,8 và n = 0,1-1,0 Xử lý SO2 bằng vôi và dolomit trộn vào than nghiền
2CaO + 2 SO2 +O2 🡪 2CaSO4 2CaCO3.MgCO3 + 2SO2 + O2 🡪 2[CaSO4 + MgO] + 4CO2
SO2 + Ca(OH)2 🡪 CaSO3 + H2O
CaSO3 + ½ O2 🡪 CaSO4
Các loại thiết bị hấp thụ:Tháp rỗng:Là tháp có cơ cấu phun chất lỏng bằng cơ học hay bằng áp suất trong đó chất lỏng được phun thành những 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. Tháp đệm:Sơ đồ cấu tạo:
Nguyên lý hoạt động:
Ưu – nhược điểm – ứng dụng:
Tháp mâm:Sơ đồ cấu tạo:
Tháp màng:
Tháp màng dạng ống:
Tháp màng dạng tấm phẳng:
Tháp màng dạng ống khi lỏng và khí đi cùng chiều:
Ưu và nhược điểm của tháp màng:
CHƯƠNG 2: SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆChọn phương pháp xử lý SO2: hấp thụ bằng H2O. Vì tính chất nước sau hấp thụ không có cặn ( nước sau hấp thụ là H2SO3) nên chọn tháp hấp thụ bằng tháp đệm. SO2 là chất khí khó hấp thụ ở nhiệt độ cao (>60oC), do đó phải giải nhiệt khí thải trước khi cho vào tháp hấp thụ.
1-Vật liệu đệm; 2-Bơm; Sơ đồ hấp thụ SO2 bằng nước Thuyết minh sơ đồ công nghệ:
CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ THÁP HẤP THỤSố liệu thiết kế ban đầu:
Kí hiệu tính toán:
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ:
Hấp thu bằng dung dịch nước ngoài khả năng xử lý khí SO2 ta có thể ứng dụng để xử lý các khí: NH3, CO2 … Do đó sẽ mở rộng được phạm vi ứng dụng của đề tài. Post Views: 165 |