Bụi luyện kim

THÔNG TIN CHI TIẾT

1. Khái quát về khí thải nhà máy sản xuất luyện kim màu

      Các nghiên cứu về khoa học khí hậu và hệ thống quan trắc khí hậu toàn cầu (GCOS) đã chỉ ra rằng, hoạt động của các ngành công nghiệp và hoạt động của con người đã phát thải ra nhiều loại khí thải nhà kính (CO2, CH4, N2O, PFCs, SF6). Trong đó, sản xuất luyện kim đã sử dụng nguồn tài nguyên thiên nhiên (quặng sắt, than, đá vôi, khí thiên nhiên…) và sử dụng nhiệt năng, điện năng từ việc đốt cháy nhiên liệu hoá thạch (than, dầu, khí thiên nhiên) đã tạo nên nguồn phát thải khí nhà kính (KNK) khá lớn.

     Khí Sunfu Đioxit (SO2) là loại chất ô nhiễm phổ biến nhất trong sản xuất công nghiệp cũng như trong sinh hoạt của con người.  Nguồn phát sinh ra SO2 có thể là do quá trình đốt bất cứ thứ thứ gì trong cuộc sống hàng ngày (than đá, khí, gỗ và các chất hữu cơ khác như phân khô, rơm rác…), hay trong quá trình công nghiệp (đốt lò hơi, nhiệt điện, luyện kim, hóa chất…). Theo Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA), đến năm 2017, nhu cầu tiêu thụ than đá và dầu mỏ thế giới tương ứng lần lượt là 4,32 tỷ tấn than và 4,4 tỷ tấn dầu. Khi thành phần lưu huỳnh trong nhiên liệu trung bình chiếm 1% thì lượng khí S02 thải vào khí quyển là 60 triệu tấn/năm. Đó là chưa kể đến lượng SO2 thải ra từ các ngành công nghiệp khác.

- Khi nhiễm độc khí SO2, SO2 sẽ đi vào phổi và vào hệ thống bạch huyết. Trong máu SO2 tham gia nhiều phản ứng hoá học để làm giảm dự trữ kiềm, làm cho rối loạn quá trình chuyển hoá đường và protêin, kiến thiếu vitamin B và C, tạo ra methemoglobine gây tắc nghẽn mạch máu và làm giảm khả năng vận chuyển ôxy của hồng cầu, gây co hẹp dây thanh  quản, khó thở.

- Hiện nay, khí SO2 phát sinh ngày càng nhiều dẫn đến hệ quả là môi trường không khí ngày càng bị ô nhiễm, vì vậy chúng ta cần phải có biện pháp xử lý khí SO2 hiệu quả. Và đây là một trong những phương pháp được sử dụng khá rộng rãi trong các quá trình xử lý khí thải.

2. Sự phát thải khí tác nhân gây ô nhiễm trong sản xuất luyện kim

     Sản xuất gang thép qua các công đoạn nung sấy, thiêu kết, nấu chảy nguyên liệu để tạo ra gang, đúc phôi từ gang và cán đều tạo ra 3 dạng chất thải (nước thải; khí và bụi thải; chất thải rắn) với mức độ ô nhiễm khác nhau.

     Các quá trình hóa lý xảy ra trong lò luyện hết sức đa dạng và phức tạp. Kết quả không chỉ tạo ra sản phẩm gang như mong muốn mà còn phát ra khí thải, trong đó CO2 là nhiều nhất. Quá trình nấu luyện đã xuất hiện chuyển đổi pha (rắn → biến mền → chảy → đông đặc → nung → gia công áp lực → làm nguội …).

3. Phương pháp xử lý bụi khí thải

3.1 Hấp thụ khí SO2 bằng nước

- Hấp thụ khí SO2 bằng nước là một trong những phương pháp đơn giản được áp dụng sớm nhất để loại bỏ khí SO2 trong khí thải, nhất là trong khói thải các loại lò công nghiệp.

Hệ thống xử lý khí SO2 bằng nước bao gồm 2 giai đoạn:

     1- Hấp thụ khí thải chứa SO2 bằng cách phun nước vào trong dòng khí thài hoặc cho khí thải đi qua một lớp vật liệu đệm (vật liệu rỗng) có tưới nước – scrubơ;

     2- Giải thoát khí SO2 ra khỏi chất hấp thụ để tái sử dụng nước sạch và thu hồi SO2 (nếu cần).

- Nồng độ hòa tan của khí SO2 trong nước giảm khi mà nhiệt độ nước tăng cao, vì vậy nhiệt độ của nước cấp vào hệ thống dùng để hấp thụ khí SO2 phải đủ thấp. Còn để tái sử dụng nước, giải thoát khí SO2 khỏi nước thì nhiệt độ của nước phải cao. Cụ thể là khi ở nhiệt độ 100°c thì SO2 bay hơi ra một cách hoàn toàn và trong dòng khí thoát ra sẽ có lẫn cả hơi nước. Và bằng phương pháp ngưng tụ người ta sẽ thu được khí SO2 với độ đậm đặc rất cao s= 100% để dùng vào mục đích sản xuất axit sunfuric.

- Khi giải hấp thụ thì cần phải đun nóng một lượng nước rất lớn tức phải cần có một nguồn cấp nhiệt (hơi nước) công suất lớn. Đây là một khó khăn. Ngoài ra, nếu muốn sử dụng lại nước cho quá trình hấp thụ thì nước đó phải được làm nguội xuống gần 10°c – tức phải cần đến nguồn cấp lạnh. Đây cũng là vấn đề không đơn giản và rất tốn kém.

Phương pháp hấp thụ xử lý khí thải chứa SO2 diễn ra như sau:
 - Khí thải đi qua hệ thống xử lý- Tháp hấp thụ từ dưới lên, trong đó chất ô nhiễm như SO2 và bụi bẩn sẽ bị giữ lại, không khí sạch đi lên trên và thoát ra ngoài.
- Dung dịch hấp thụ (thường là Ca(OH)2) được hệ thống ống dẫn, bơm tuần hoàn bơm lên phần trên thân trụ và được phun ra bởi hệ thống dàn phun sương, tưới đều dung dịch hấp thụ trong tháp.
- Dòng khí đi từ dưới lên, dòng lỏng từ trên xuống và chúng tiếp xúc với nhau, khi đó quá trình hấp thụ được diễn ra, SO2 bị giữ lại trong dung dịch hấp thụ, không khí sạch thoát ra ngoài.

3.4 Xử lí khí SO2 bằng các chất hấp thụ hữu cơ

Trong xử lí khí SO2 có trong khí thải bằng các chất hấp thụ hữu cơ được áp dụng ở nhiều trong công nghiệp luyện kim màu. Chất hấp thụ khí SO2 đã được sử dụng phổ biến là các amin thơm chẳng hạn như anilin, toluđin, xyliđin, và đimety-anilin.
Quá trình xử lí theo phương pháp trên là:

• Quá trình xử lý khí SO2 bằng dimetylanilin – Quá trình ASARCO.
Quá trình này đã được nghiên cứu và áp dụng tại nhiều các nhà máy luyện kim.
• Quá trình sunfidin
Quá trình này được áp dụng tại các hãng công nghiệp hóa chất và luyện kim của Đức, nghiên cứu và áp dụng tại nhà máy luyện kim Hamburg để khử SO2 trong luồng khói thải của lò thổi luyện đồng. Nồng độ của khí SO2 trong khói thải dao động trong phạm vi 0,5-8%, trung bình là 3,6%.Chất hấp thụ là hỗn hợp của xylidin và nước tỉ lệ ≈ 1:1.

4. Giải pháp lọc tĩnh điện xử lý khí thải hiện đại (Đạt hiệu suất xử lý khí thải lên tới 98%)