Xử lý khí thải bằng than hoạt tính là phương pháp xử lý khí thải áp dụng cho các dung môi hữu cơ, chất hữu cơ bay hơi thường áp dụng trong các hệ thống xử lý khí thải nhựa, khí thải mực in…
1. Than hoạt tính là gì?
Theo Wikipedia: “Than hoạt tính là một dạng của carbon được xử lý để có những lỗ rỗng bé thể tích nhỏ để tăng diện tích bề mặt cho dễ hấp phụ hoặc tăng cường phản ứng hóa học. Do mức độ vi mao quản cao, chỉ một gam than hoạt tính có diện tích bề mặt vượt quá 800 – 1000 m², được xác định bởi phương pháp hấp phụ khí”
Than hoạt tính thường được sản xuất từ than củi, bằng cách đốt và hoạt hóa các sản phẩm cháy của tre, gỗ… Than hoạt tính là loại vật liệu có cấu trúc xốp và bề mặt riêng rất lớn. Diện tích bề mặt trên 1 đơn vị khối lượng dao động trong khoảng từ 500-2500m2/g tương đương với 1 gam than hoạt tính có bề mặt riêng của 2 đến 10 sân vận động quần vợt (khoảng 260m2).
Chính cấu trúc xốp và gồm nhiều lỗ rỗng khiến cho than hoạt tính có tính chất hấp phụ mạnh. Các chất ô nhiễm được giữ lại tại các lỗ rỗng này.
Sự hấp phụ có 2 dạng:
– Hấp phụ vật lý
– Hấp phụ hóa học: xảy ra các quá trình phản ứng hóa học tại các lỗ rỗng.
2. Xử lý khí thải là gì?
Xử lý khí thải là quy trình áp dụng các phương pháp vật lý, hóa học, sinh học… để xử lý các chất ô nhiễm cần phải xử lý thoát ra từ các quá trình sản xuất của nhà máy, các cơ quan, xí nghiệp…
Quá trình xử lý khí thải có thể là một tập hợp của nhiều phương pháp cơ bản ví dụ:
-
- Các khí thải đơn giản thì chỉ cần quá trình xử lý khí thải bằng than hoạt tính
- Các khí thải phức tạp hơn phải sử dụng nhiều quá trình hơn như: áp dụng phương pháp cơ học (sử dụng Xyclone, túi lọc bụi), phương pháp hóa học như phản ứng trung hòa, phương pháp hấp phụ…
3. Quá trình hấp phụ là gì?
Theo Wikipedia: “Hấp phụ, trong hóa học là quá trình xảy ra khi một chất khí hay chất lỏng bị hút trên bề mặt một chất rắn xốp hoặc là sự gia tăng nồng độ của chất này trên bề mặt chất khác. Chất khí hay hơi được gọi là chất bị hấp phụ (adsorbate), chất rắn xốp dùng để hút khí hay hơi gọi là chất hấp phụ (adsorbent) và những khí không bị hấp phụ gọi là khí trơ”.
Quá trình hấp phụ được áp dụng rất nhiều trong quá trình xử lý khí thải
Chất hấp phụ thường rất đa dạng có thể kể ra như: than hoạt tính, Zeolites, Silica gel…
4. Nguyên lý quá trình xử lý khí thải bằng than hoạt tính
Than hoạt tính hấp phụ các chất ô nhiễm có thể thông qua 2 quá trình cơ bản:
– Hấp thụ vật lý:
Là cơ chế chính mà than hoạt tính hoạt động để loại bỏ các chất gây ô nhiễm khỏi các chất lỏng hoặc khí. Các chất ô nhiễm sẽ được giữ lại trong các lỗ rỗng trên bề mặt của than thông qua các lực hấp dẫn
Lực hấp dẫn tại đây khiến các chất bẩn bị hấp phụ (hoặc bám dính) vào bề mặt các lỗ rỗng bên trong lớp than hoạt tính.
Các chất ô nhiễm bị hấp phụ sẽ di chuyển từ các khu vực có lực hấp dẫn yếu và nhẹ đến những nơi có lực hấp dẫn mạnh nhất. Lực hấp dẫn tại đây lớn hơn lực liên kết giữ các chất ô nhiễm và không khí.
Các chất gây ô nhiễm là hữu cơ kích thước phân tử cao, trung tính hoặc không phân cực, về bản chất hóa học thì chúng rất dễ dàng bị hấp phụ bởi cấu trúc của than hoạt tính. Tuy nhiên để các chất này có thể bị giữ lại trong lớp than hoạt tính thì kích thước của các phân tử chất ô nhiễm phải nhỏ hơn kích thước của các lỗ rỗng trên bề mặt than.
– Hấp phụ hóa học:
Bên cạnh sự hấp phụ vật lý thì các phản ứng hóa học có thể xảy ra trên bề mặt của các lỗ rỗng nhằm tăng cường liên kết. Điều này chỉ xảy ra ở một vài các quá trình hấp phụ điển hình. Ví dụ: Khi Clo và Carbon gặp nhau sẽ tạo thành ion clorua, từ đó giúp loại bỏ clo khỏi nước.
5. Cấu tạo của tháp hấp phụ than hoạt tính
Tháp hấp phụ than hoạt tính được cấu tạo gồm các thành phần sau:
– Thân tháp:
Có thể được chế tạo từ vật liệu phù hợp với tính chất khí thải như: nhựa Composite, nhựa PP, thép CT3 hoặc Inox.
– Các cửa thăm:
Là vị trí phục vụ quá trình thi công ban đầu, hoặc quá trình thay thế lớp than hoạt tính sau một khoảng thời gian hoạt động. Số cửa phụ thuộc vào số lớp than hoạt tính được sử dụng.
– Cửa khí vào tháp
Phụ thuộc vào kích thướccủa quạt và lưu lượng khí thải xử lý của toàn bộ hệ thống mà lưa chọn kích thước cửa khí vào tháp phù hợp
– Cửa khí ra khỏi tháp
Thông thường cửa khí ra khỏi tháp sẽ hình tròn, có tiết diện lớn hơn hoặc bằng tiết diện cửa khí thải vào tháp
– Các vách hướng dòng khí thải
Tăng thời gian khí thải tiếp xúc với lớp than hoạt tính, đồng thời hướng dòng khí thải
– Sàn đỡ than hoạt tính
Được chế tạo thông thoáng đảm bảo đủ lưu lượng và vận tốc khí thải đi qua.
– Lớp than hoạt tính
Là thành phần quan trọng nhất. Có rất nhiều loại than hoạt tính và các thức bố trí lớp than hoạt tính trong tháp.
Chi tiết tìm hiểu thêm liên hệ Mr. Minh – 091.789.6633 hoặc điền vào form thu thập ý kiến cuối bài viết.
6. Cấu tạo của hệ thống xử lý khí thải bằng than hoạt tính
Hệ thống xử lý khí thải bằng than hoạt tính gồm các thành phần chính sau:
– Hệ thống ống thu gom khí thải: gồm chụp hút, đường ống thu gom, hệ giá đỡ đường ống, van chia khí…
– Hệ thống quạt hút khí: được tính toán phù hợp với lưu lượng và tính chất khí thải.
– Hệ thống tháp xử lý: kích thước và quy cách của tháp phải được tính toán và lựa chọn kỹ càng, phù hợp với tính chất của từng công trình.
Với kinh nghiệm lâu năm trong ngành xử lý khí thải, CCEP tự tin có thể tư vấn mọi vấn đề liên quan đến xử lý khí thải cho khách hàng.
– Hệ thống ống thoát khí: đảm bảo thiết kế theo tiêu chuẩn hiện hành của nhà nước.
– Lớp than hoạt tính.
7. Quy trình hoạt động của hệ thống xử lý khí thải bằng than hoạt tính
Quy trình hoạt động của hệ thống xử lý khí thải bằng than hoạt tính bao gồm 4 giai đoạn dưới đây
Giai đoạn 1: Thu gom khí thải phát sinh từ các vị trí phát thải chất khí ô nhiễm và dẫn vào hệ thống xử lý.
Giai đoạn 2: Tùy trường hợp khí thải phát sinh có tính chất như thế nào mà quyết định giai đoạn 2 trong hệ thống xử lý:
-
- Có thể bao gồm giai đoạn hấp thụ để rửa sạch khí, giữ lại bụi và các chất vô, hữu cơ dễ phản ứng với dung dịch phấp phụ
- Có thể trực tiếp đưa qua giai đoạn hấp phụ: ví dụ như khí thải các dung môi, hơi nhựa trong các máy ép nhựa (mới)…
Giai đoạn 3: Khí sau khi qua dung dịch hấp thụ sẽ được dẫn vào buồng xử lý khí thải chứa than hoạt tính.
Giai đoạn 4: Khí thải được làm sạch dẫn qua ống khói xả thải ra môi trường.
Công đoạn hấp phụ than hoạt tính có thể đóng vai trò là chủ đạo trong quá trình xử lý, hoặc chỉ đóng vai trò là công đoạn nâng cao hiệu suất xử lý của hệ thống.
Việc lựa chọn phương pháp xử lý phụ thuộc vào kinh nghiệm và tính chất khí thải phát sinh.
Lượng than hoạt tính sau một thời gian sử dụng (khoảng 3 – 6 tháng tùy thuộc vào tính chất và mức độ ô nhiễm của khí thải) sẽ phải tiến hành thay thế và thải bỏ để nâng cao lại hiệu suất xử lý của toàn bộ hệ thống.
8. Các lưu ý quan trọng trong quá trình xử lý khí thải bằng than hoạt tính
+ Thu gom triệt để lượng khí thải:
Việc tính toán lưu lượng khí thải có thể áp dụng từ quá trình tính toán của đơn vị lập hồ sơ giấy phép môi trường (hoặc ĐTM)
Hoặc dựa vào sự tính toán của đơn vị thiết kế: cần phải tiến hành đo đạc trực tiếp tại hiện trường.
Tính toán kích thước chụp hút, đường ống hút khí theo lưu lượng và tính chất khí thải:
– Vật liệu lựa chọn chế tạo đường ống thu khí phụ thuộc vào tính chất khí thải: khí thải axit thì dùng vật liệu bằng nhựa Composite hoặc nhựa PP, Khí thải có nhiệt độ cao thì sử dụng thép CT3 hoặc Inox…
– Lựa chọn quạt hút phụ thuộc vào tính chất và lưu lượng khí thải
CCEP có đa dạng các chủng loại quạt hút để khách hàng lựa chọn nhọn: quạt hút khí axit bằng nhựa Composite hoặc nhựa PP, quạt hút khí trung áp, thấp áp hoặc cao áp…
Có bất kỳ yê cầu gì về hệ thống xử lý khí thải bằng than hoạt tính hãy cho CCEP biết thôg qua Form sau: