Phương pháp xử lý khí thải công nghiệp hóa chất

Các loại khí thải hữu cơ khác nhau sẽ được tạo ra trong sản xuất công nghiệp, chủ yếu bao gồm các loại hydrocarbon, rượu, aldehyd, axit, xeton và amin. Nguồn phát sinh các loại khí thải này rất rộng, bao gồm khí thải từ các thiết bị phản ứng tổng hợp hóa dầu và hữu cơ trong công nghiệp hóa chất, dung môi hữu cơ trong mực in trong ngành in, phun sơn cơ học trong công nghiệp máy móc, mùi hôi sinh ra từ các sản phẩm kim loại và ô tô; thiết bị sản xuất đúc phun sơn và lò sấy trong ngành ô tô, khí thải từ các thiết bị phun sơn trong các nhà máy sản xuất đồ kim khí, đồ nội thất v.v.

Sự ảnh hưởng của khí thải hữu cơ đến môi trường là rất lớn, ảnh hưởng tiêu cực đến đời sống của con người

Ảnh hưởng của khí thải hữu cơ

Trong sản xuất, việc phát thải khí thải hữu cơ luôn là vấn đề hết sức nhức nhối. Hầu hết khí thải hữu cơ đều có hại cho sức khỏe con người. Ví dụ, sau khi khí thải hữu cơ xâm nhập vào cơ thể con người qua đường hô hấp và da, nó có thể gây ra các tổn thương tạm thời và vĩnh viễn ở đường hô hấp, máu, gan và các hệ thống và cơ quan khác của con người. Đặc biệt, hydrocarbon thơm đa vòng benzopyrene có thể trực tiếp gây ung thư. và gây nguy hiểm cho sức khỏe con người.

Khí thải hữu cơ cũng có thể gây ô nhiễm không khí nghiêm trọng. Sau khi một số chất hữu cơ đi vào khí quyển, nó hình thành sương mù quang hóa trong một số điều kiện nhất định, gây ô nhiễm thứ cấp; sau khi một số chất hữu cơ đi vào tầng bình lưu, nó sẽ phản ứng quang hóa với ozone dưới sự chiếu xạ của tia cực tím, gây ra lỗ thủng tầng ozone; ô nhiễm mùi hôi và các khí độc hại; ngoài ra còn có một số chất hữu cơ có thể gây ra hiệu ứng nhà kính.

Sản xuất công nghiệp là nguồn tạo ra khí thải hữu cơ lớn nhất

Phương pháp xử lý khí thải hữu cơ

Có nhiều phương pháp khác nhau được áp đụng để xử lý khí thải hữu cơ. Mỗi phương pháp có những ưu và nhược điểm riêng mà người giám sát cần nắm rõ để thực hiện tốt quá trình xử lý.

1. Phương pháp thu hồi ngưng tụ

Khí thải hữu cơ được đưa trực tiếp vào thiết bị ngưng tụ để trải qua quá trình hấp phụ, hấp thụ, phân hủy và phân tách nhằm thu hồi chất hữu cơ có giá trị. Phương pháp này phù hợp với điều kiện làm việc có nồng độ khí thải hữu cơ cao, nhiệt độ thấp, thể tích không khí và cần có phụ kiện đi kèm. Thiết bị làm lạnh chủ yếu được sử dụng trong ngành dược phẩm và hóa chất, hiếm khi được các công ty in ấn sử dụng.

2.  Phương pháp hấp thụ

Sử dụng phương pháp hấp thụ vật lý, nghĩa là khí thải được đưa vào chất lỏng hấp thụ để tinh chế, sau khi chất lỏng hấp thụ bão hòa sẽ được đun nóng, phân tích và ngưng tụ để thu hồi; đối với khí thải có thể tích lớn, nhiệt độ thấp, nồng độ thấp nhưng cần trang bị hệ thống gia nhiệt. Thiết bị thu hồi phân tích có kích thước lớn, đòi hỏi đầu tư cao.

Nói chung, phương pháp hấp phụ bằng than hoạt tính được sử dụng để hấp phụ khí thải. Khi quá trình hấp phụ bão hòa, than hoạt tính được giải hấp và tái sinh. Khí thải được thổi ra và đốt cháy bằng xúc tác, chuyển hóa thành các chất vô hại. Than hoạt tính tái sinh có thể tiếp tục được sử dụng. Khi than hoạt tính được tái sinh trong một số lần nhất định, khả năng hấp phụ giảm đáng kể và than hoạt tính cần được tái sinh hoặc cập nhật.

Than hoạt tính mang đến hiệu quả cao trong phương pháp hấp phụ khí thải hữu cơ

Than hoạt tính hiện là phương pháp được sử dụng phổ biến nhất để xử lý khí thải hữu cơ. Nó có hiệu suất hấp phụ tốt đối với khí thải benzen, nhưng lại có đặc tính hấp phụ kém đối với khí thải hydrocarbon. Nhược điểm chính là chi phí vận hành cao và không phù hợp với môi trường có độ ẩm cao. Tuy nhiên, xét về ứng dụng trên thị trường hiện nay thì hấp phụ bằng than hoạt tính được sử dụng phổ biến nhất. Các loại than hoạt tính được sử dụng phổ biến nhất là: hạt than hoạt tính và sợi than hoạt tính rẻ hơn nhưng kém hiệu quả hơn. Trong khi đó, sợi than hoạt tính đắt hơn và hiệu quả hơn.

Phương pháp hấp phụ được chia thành nhiều loại khác nhau, chúng bao gồm:

(1) Phương pháp hấp phụ trực tiếp: Khí thải hữu cơ được hấp phụ bằng than hoạt tính, có thể đạt tỷ lệ tinh chế trên 95%. Thiết bị đơn giản và đầu tư nhỏ, tuy nhiên, than hoạt tính thường xuyên được thay thế, điều này làm tăng hiệu quả sử dụng các công việc như xếp, dỡ, vận chuyển và thay thế, dẫn đến tăng chi phí vận hành.

(2) Phương pháp thu hồi hấp phụ: Sử dụng than hoạt tính dạng sợi để hấp phụ khí thải hữu cơ, sau khi gần bão hòa sẽ sử dụng hơi nước quá nhiệt để xả ngược để tái sinh giải hấp; phương pháp này cần cung cấp lượng hơi nước cần thiết

(3) Phương pháp đốt xúc tác hấp phụ mới: Phương pháp này kết hợp ưu điểm của phương pháp hấp phụ và phương pháp đốt xúc tác, sử dụng vật liệu hấp phụ mới (than hoạt tính tổ ong) để hấp phụ và đưa ra không khí nóng sau khi gần với đồ uống để giải hấp, phân tích và giải hấp. Khí thải được đưa vào giường đốt xúc tác để đốt cháy không ngọn lửa nhằm làm sạch hoàn toàn khí nóng được tái chế trong hệ thống, giúp giảm đáng kể mức tiêu thụ năng lượng. Phương pháp này có đặc điểm hoạt động ổn định và đáng tin cậy, đầu tư thấp, chi phí vận hành thấp và bảo trì thuận tiện, phù hợp để xử lý khí thải với lượng không khí lớn và nồng độ thấp.

3. Phương pháp đốt trực tiếp

Sử dụng nhiên liệu phụ như khí hoặc dầu để đốt, đốt nóng hỗn hợp khí và phân hủy các chất có hại thành chất vô hại dưới tác dụng của nhiệt độ cao; phương pháp này có quy trình đơn giản, đầu tư thấp, phù hợp với khí thải có nồng độ cao và thể tích không khí nhỏ nhưng có công nghệ an toàn và yêu cầu vận hành cao hơn.

4. Phương pháp đốt xúc tác

Khí thải được làm nóng và chuyển thành carbon dioxide và nước vô hại và không mùi thông qua quá trình đốt xúc tác; phương pháp này có nhiệt độ đánh lửa thấp, tiết kiệm năng lượng, tốc độ tinh chế cao, vận hành dễ dàng, diện tích sàn nhỏ và đầu tư lớn, và thích hợp cho khí thải hữu cơ ở nhiệt độ cao hoặc nồng độ cao.

5. Dung dịch oxy hóa nâng cao LTAOP

Công nghệ oxy hóa nâng cao là một phương pháp công nghệ mới xuất hiện dựa trên sự cải tiến của phương pháp oxy hóa hóa học cổ điển trong công nghệ xử lý truyền thống.

Quy trình oxy hóa nâng cao được gọi là AOP. Quy trình này có đặc điểm sau:

• Gốc (OH) oxy hóa các chất ô nhiễm chịu lửa thành CO2, H2O và axit cacboxylic vô hại, tiến tới quá trình khoáng hóa hoàn toàn. Đây là phương pháp hứa hẹn nhất để xử lý các chất ô nhiễm khó cháy.
• LTAOP sử dụng công nghệ LTAOP để xử lý các loại khí có mùi hôi. Sau khi các gốc hydroxyl phản ứng với chất hữu cơ trong quá trình khử trùng và khử mùi, sản phẩm cuối cùng là CO2, H2O và axit cacboxylic vô hại. Chất xúc tác oxy hóa là một oxit kim loại quý. Dưới tác dụng của chất xúc tác, chất oxy hóa tạo ra chất oxy hóa cực mạnh.
• Các gốc hydroxy (OH), các gốc tự do này có thể phân hủy gần như toàn bộ chất hữu cơ, oxy hóa hydro (H) và carbon (C) mà chúng chứa thành nước và carbon dioxide. Ngoại trừ tiêu thụ điện và nước, không tiêu thụ nguyên liệu thô nào khác, không gây ô nhiễm thứ cấp và không cần xử lý thứ cấp.