Giáo trình công nghệ môi trường part 4

Các zeolit thể hiện tính nhạy cảm rất rõ đối với nhiệt độ. Thí dụ như zeolit chứa Ca chỉ bị mất tính hấp phụ khi nhiệt độ lên tới 800oC, chứa Na bị mất hoạt độ ở nhiệt độ 700oC còn zeolit chứa Li thì ở 640oC. Sử dụng zeolit để làm chất hấp phụ hay được áp dụng trong kỹ nghệ. Ví dụ như các hợp chất mercaptan hầu như được loại bỏ hoàn toàn khi sử dụng zeolit NaX ở nhiệt độ thường (dung lượng hấp phụ etylmercaptan ở 25oC là 0,19 kg/kg) hoặc như người ta...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình công nghệ môi trường part 4 Hình 4.9. Cấu tạo của zeolit Các zeolit thể hiện tính nhạy cảm rất rõ đối với nhiệt độ. Thí dụ như zeolit chứaCa chỉ bị mất tính hấp phụ khi nhiệt độ lên tới 800oC, chứa Na bị mất hoạt độ ở nhiệtđộ 700oC còn zeolit chứa Li thì ở 640oC. Sử dụng zeolit để làm chất hấp phụ hay được áp dụng trong kỹ nghệ. Ví dụ nhưcác hợp chất mercaptan hầu như được loại bỏ hoàn toàn khi sử dụng zeolit NaX ởnhiệt độ thường (dung lượng hấp phụ etylmercaptan ở 25oC là 0,19 kg/kg) hoặc nhưngười ta có thể sử dụng zeolit A để xử lý nước biển. 4. Các chất hấp phụ khác Trong tự nhiên có nhiều loại khoáng chất có khả năng hấp phụ như sét, bentomt,diatomit... Các loại khoáng chất này thường được làm tăng khả năng hấp phụ củachúng lên nhiều sau khi xử lý bằng các biện pháp phù hợp. Tính ưu việt nhất của cácchất hấp phụ tự nhiên là chúng có giá thành rất thấp so với các chất hấp phụ nhân tạo. Các muối vô cơ và các oxit kim loại cũng có thể được dùng làm chất hấp phụ khita đưa nó lên trên một chất mang nào đó, chẳng hạn như silicagen, oxit nhôm... Để làmđiều đó, người ta trộn đều dung dịch 20-25% của muối yêu cầu với chất mang rồi sấykhô. 4.4.4. Những ưu và nhược điểm của phương pháp xử lý bằng hấp phụ Phương pháp hấp phụ có khả năng làm sạch cao. Chất hấp phụ sau khi sử dụngđều có khả năng tái sinh; điều này đã làm hạ giá thành xử lý và đây cũng là ưu điểmlớn nhất của phương pháp. Nhược điểm của phương pháp là không thể sử dụng đối với nguồn thải có tảitrọng ô nhiễm cao. Quá trình xử lý thường phải thực hiện theo phương pháp gián đoạn. Chính vì những ưu, nhược điểm trên cho nên khi có ý định sử dụng phương pháphấp phụ cần phải cân nhắc và phân tích, điều tra tỉ mỉ và thật cụ thể rồi mới tiến hành.4.5. XỬ LÝ KHÍ THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP HẤP THỤ 4.5.1. Nguyên lý Cơ sở của phương pháp là dựa trên sự tương tác giữa chất cần hấp thụ (thường làkhí hoặc hơi) với chất hấp thụ (thường là chất lỏng) hoặc dựa vào khả năng hòa tan44khác nhau của các chất khác trong chất lỏng để tách chất. Tuỳ thuộc vào bản chất của sự tương tác nói trên mà người ta chia thành sự hấpthụ vật lý hay sự hấp thụ hóa học. 1. Hấp thụ vật lý Là quá trình dựa trên sự tương tác vật lý thuần túy; nghĩa là chỉ bao gồm sựkhuếch tán, hòa tan các chất cần hấp thụ vào trong lòng chất lỏng và sự phân bố củachúng giữa các phần tử chất lỏng. Ví dụ như sự phân bố của khí hoà tan giữa các phântử chất lỏng: NH3/aceton, CO/benzen, trimetylamin/dầu hoả, sự hoà tan của khíSO3/H2SO4. Độ hòa tan của một chất cần hấp thụ trong lòng chất lỏng luôn luôn là một hàmcủa nhiều biến số. Nếu gọi D là độ tan thì ta có thể biểu diễn nó như sau. D = f (x1, x2.... xj. T, S, P, kD…)trong đó: x: là nồng độ của các chất khí hoặc hơi trong chất lỏng. T: là nhiệt độ làm việc. S: là diện tích tiếp xúc giữa hai pha. P: là áp suất riêng phần của hơi hoặc khí trong pha khí. kD: là hệ số khuếch tán của chất được hấp thụ trong pha lỏng. Ta có thể biểu diễn quá trình hấp thụ qua sơ đồ sau: Trong trường hợp xj 0 P 0 Phương trình Henryta có phương trình Henry Pi = D.xj (với S=1) Hệ số độ tan D phụ thuộc vào nhiệt độ theo phương trình:trong đó: ∆H là nhiệt hòa tan của khí; A là hằng số; R là hằng số khí = 8,31kj/kmol.độ. Thực tế quá trình hấp thụ trên là quá trình động, trên bề mặt tiếp xúc giữa các phaluôn luôn có quá trình cân bằng xảy ta và sự chuyển dịch cân bằng. Do vậy đòi hỏiphải quan tâm đến quá trình chuyển pha (từ pha khí sang pha lỏng, các phản ứng xảyra khi có tiếp xúc pha, quá trình chuyển chất vào sâu trong lòng chất lỏng cũng nhưcác ảnh hưởng của nhiều yếu tố đến cân bằng vật chất trên ranh giới phân cách pha). Vì thế, quá trình hấp thụ sẽ tăng khi diện tích tiếp xúc hai pha tăng và nhiệt độ 45làm việc giảm; riêng hiệu suất xử lý thì còn phụ thuộc nhiều vào áp suất riêng phầncủa khí hoặc hơi và nồng độ của chúng trong pha lỏng. Để tăng hiệu quả xử lý, người ta thường dùng các kiểu thiết bị làm tăng diện tíchtiếp xúc tối đa, truyền nhiệt tốt và hạn chế sự tăng của chất điện ly trong pha lỏng (đốivới trường hợp chất bị hấp thụ là khí). Có các kiểu thiết bị thông dụng như: tháp hấpthụ có tầng đệm, tháp hấp thụ sủi bọt, tháp phun... 2. Hấp thụ hóa học Hấp thụ hóa học là một quá trình luôn đi kèm với một hay nhiều phản ứng hóahọc. Một quá trình hấp thụ hoá học bao giờ cũng bao gồm 2 giai đoạn: giai đoạnkhuếch tán và giai đoạn xảy ra các phản ứng hóa học. Như vậy sự hấp thụ hóa họckhông những phụ thuộc vào tốc độ khuếch tán của chất khí vào trong chất lỏng mà cònphụ thuộc vào tốc độ chuyển hóa các chất - tốc độ phản ứng ...