Xử lý khí thải bằng phương pháp hấp phụ

Ngày nay, khi đất nước ngày càng công nghiệp hóa, hiện đại hóa, kéo theo đó là các nhà máy xí nghiệp mọc lên như nấm để đáp ứng nhu cầu thị trường. Việc áp dụng các công nghệ sản xuất tiên tiến, gia tăng sản phẩm đã đáp ứng được nhu cầu tiêu dùng của người dân.

Song song với sự phát triển đó thì vấn đề môi trường chưa được quan tâm đúng mực, đặc biệt là việc xử lý khí thải tại các khu công nghiệp, nhà máy, xí nghiệp sản xuất, hầu hết ở đây đều không có những phương pháp tối ưu nhất để xử lý khí thải. Vì vậy việc hiểu và áp dụng các phương pháp xử lý khí thải công nghiệp trong hoạt động sản xuất công nghiệp là vấn đề lớn cần quan tâm của xã hội.

Trong thực tế sản xuất và đời sống, có rất nhiều loại khí thải mang theo chất ô nhiễm dạng khí. Việc lọc sạch chúng phụ thuộc rất nhiều vào tính chất hóa học của chất ô nhiễm, có thể chia chúng thành hai nhóm:

+ Nhóm các chất có nguồn gốc hữu cơ gồm các chất xăng, etylen, benzen, butan…
+ Nhóm có nguồn gốc vô cơ H2S, SO , NO …

Hình 1: Khí thải nhà máy

Mỗi phương pháp khác nhau có thể lọc được khí khác nhau tùy thuộc vào đặc điểm tính chất hóa học của từng khí khác nhau. Ngày nay, ở các nước phát triển, đang khuyến khích việc lọc chất ô nhiễm trong khí thải thành các sản phẩm có thể dùng được trong sản xuất. Tuy vậy, các hệ thống này đắt tiền và vận hành phức tạp.

Một số phương pháp đã được áp dụng nhiều trên thế giới như: phương pháp hấp thụ, phương pháp lọc sinh học… và trong đó có phương pháp hấp phụ.

Hình 2: Cột hấp phụ khí thải

– Hấp phụ là sự lôi cuốn các phân tử khí, hơi (adsorbate) bởi bề mặt chất rắn (adsorbent). Ứng dụng phương pháp hấp phụ để làm sạch khí có hàm lượng tạp chất khí và hơi nhỏ. Sử dụng phương pháp hấp phụ để làm sạch và sấy khô không khí, tách các hỗn hợp khí hay hơi thành từng cấu tử, tiến hành quá trình xúc tác dị thể trên bề mặt phân chia pha. Có 2 phương pháp hấp phụ là:

– Hấp phụ vật lý : Là quá trình mà các phần tử khí bị giữ lại trên bề mặt chất hấp phụ nhờ lực liên kết giữa các phần tử.
• Quá trình hấp phụ là quá trình thuận nghịch hoàn toàn.
• Nhiệt tỏa ra không đáng kể.
• Có thể hấp phụ nhiều lớp hay một lớp.

– Hấp phụ hóa học : là quá trình các khí bị hấp phụ do có phản ứng hóa học với vật liệu hấp phụ, lực liên kết phân tử trong trường hợp này mạnh hơn ở hấp phụ vật lý. Do vậy lượng nhiệt tỏa ra lớn hơn, và cần
năng lượng nhiều hơn.

• Quá trình hấp thụ thường là không thuận nghịch.

Yêu cầu thiết yếu để quá trinh hấp phụ diễn ra hiệu quả thì:
+ Các chất hấp phụ phải có kích thước nhỏ, có khả năng hấp phụ cao, rộng – tách được nhiều loại khí,có độ bền cơ học cần thiết, khả năng hoàn nguyên dễ dàng.
+ Thiết bị hấp phụ phải đảm bảo kích thước để chứa chất hấp phụ đủ lớn, đảm bảo vận tốc khí trên toàn thiết diện ngang của thiết bị ổn định.
+ Giải hấp sự khử hấp phụ là giai đoạn quan trọng của chu trình hấp phụ, khẳng định tính hoàn thiện của quá trình làm sạch khí thải. Quá trình này nhằm khôi phục lại hoạt tính vốn có của chất hấp phụ và chính là quá trình hấp phụ ngược.