Đánh giá hiệu quả xử lý khí thải bằng phương pháp hấp thụ

Xử lý khí thải bằng phương pháp hấp thụ là một trong những lựa chọn hàng đầu của các doanh nghiệp hiện nay. Bằng cách sử dụng các vật liệu rắn theo nguyên lý tiếp xúc bề mặt, giữ lại chất độc, tháp hấp thụ có thể loại bỏ lượng lượng lớn chất khí độc hại tồn tại trong dòng khí thải, trả lại luồng khí trong sạch cho môi trường. Trên thực tế, hiệu quả xử lý khí thải bằng phương pháp hấp thụ được đánh giá qua nhiều yếu tố, đòi hỏi doanh nghiệp hiểu và nắm rõ trước khi lựa chọn thiết bị xử lý.

Hiệu quả xử lý khí thải bằng phương pháp hấp thụ được đánh giá như thế nào?

Hiệu quả xử lý khí thải bằng phương pháp hấp thụ được đánh giá dựa trên phần trăm các chất ô nhiễm có trong dòng khí được loại bỏ sau khi tiến hành phương pháp. Cụ thể, việc tính toán này được thực hiện theo công thức sau:

Trong đó:

• 𝜂: Hiệu quả xử lý khí thải
• Cin: Nồng độ chất ô nhiễm đi vào
• Cout: Nồng độ chất khí thoát ra

Trên thực tế, Cơ quan quản lý Nhà nước khi ban hành các quy chuẩn về xả thải công nghiệp chỉ quy định giá trị nồng độ khí sau quá trình xử lý (Cout) mà không yêu cầu doanh nghiệp đáp ứng các chỉ số về hiệu suất bắt buộc. Do đó, việc đánh giá hiệu quả xử lý khí thải bằng phương pháp hấp phụ cũng được quan tâm nhiều hơn về chỉ số Cout.

Với một hệ thống xử lý khí thải bằng phương pháp hấp thụ, hiệu suất làm việc được coi là đạt chuẩn khi chỉ số 𝜂 bằn trong ngưỡng 90-99% đối với khí vô cơ độc hại như SO2, HCl, HF, NH3,… Đối với khí NOx, chỉ số này cần đạt mức từ 70-85%; với hợp chất hữu cơ dễ bay hơi, 𝜂 nằm trong khoảng từ 85 đến 85%.

Dựa trên các chỉ số thu được, doanh nghiệp có thể so sánh với bảng quy chuẩn kỹ thuật của địa phương để đối chiếu và đưa ra đánh giá chính xác nhất. Tại Việt Nam, QCVN 19:2024/BTNMT là bảng quy chuẩn quốc giá về khí thải công nghiệp đang có hiệu lực, đang được các cơ quan và doanh nghiệp áp dụng khi đánh giá hiệu quả xử lý khí thải bằng phương pháp hấp thụ nói riêng và các công nghệ khác nói chung.

Những yếu tố quyết định đến hiệu quả xử lý khí thải bằng phương pháp hấp thụ

Trong quá trình xử lý khí thải bằng tháp hấp thụ, có nhiều yếu tố khác nhau tác động, ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả vận hành của toàn hệ thống. Cụ thể như sau:

1. Tính chất hóa lý

Tính chất hóa lý là cách gọi tắt của tính chất vật lý và tính chất hóa học. Trong quá trình xử lý khí thải bằng phương pháp hấp thụ, tính chất vật lý này được thể hiện bởi những yếu tố như độ hòa tan của khí trong chất lỏng, áp suất hơi bão hòa của dung môi, độ nhớt của dung môi hay nhiệt độ sôi và nhiệt độ nóng chảy của dung môi.

Đối với tính chất hóa học, xử lý khí thải với tháp hấp phụ cần quan tâm đến nồng độ pH của các chất ô nhiễm tồn tại trong dòng khí cũng như khả năng phản ứng hóa học, độ bền hóa học và tính ăn mòn của chúng. Mỗi yếu tố kể trên đều có ảnh hưởng nhất định đến quá trình trình như kết quả xử lý của toàn bộ hệ thống.

2. Thông số vận hành thiết bị

Bất kỳ thiết bị xử lý khí thải nào cũng được nhà sản xuất cung cấp các thông số kỹ thuật, điều này cho phép kỹ thuật viên đưa ra tính toàn phù hợp nhất đối với dòng khí thải tại nhà máy, từ đó kịp thời điều chỉnh thông số, nâng cao hiệu suất vận hành.

Nhiệt độ, áp suất và tỷ lệ chất lỏng là 3 yếu tố cần quan tâm khi xử lý khí thải bằng phương pháp hấp thụ. Nếu như nền nhiệt thấp, chúng khiến quá trình hấp thụ vật lý diễn ra nhanh chóng hơn trong khi nền nhiệt độ cao lại làm giảm độ hòa tan của khí, khiến các dung môi bay hơi một cách nhanh chóng hơn.

Sự tác động của áp suất cũng khiến quá trình xử lý khí thải bị ảnh hưởng. Cụ thể, khi áp suất hệ thống cao sẽ làm áp suất riêng từng phần chất gây ô nhiễm giảm; điều này khiến việc đẩy chất gây ô nhiễm vào pha lỏng diễn ra hiệu quả hơn. Ngược lại, nếu áp suất hệ thống thấp, kết quả xử lý khí thải có thể không như mong đợi.

Tỷ lệ chất lỏng trên khí được ký hiệu là L/G. Cụ thể, khi tiến hành xử lý khí thải bằng phương pháp hấp thụ, một lượng chất lỏng đủ lớn được đưa vào hệ thống. Khi tỉ lệ chất lỏng trên lưu lượng khí thấp hơn so với yêu cầu, chất lỏng sẽ đẩy nhanh quá trình bão hòa, khí đó, hiệu suất làm việc giảm. Nếu tỉ lệ L/G quá cao, mức năng lượng bị tiêu thụ nâng cao quá mức, hiện tượng ngập chất lỏng xảy ra.

3. Thiết kế và thi công

Một yếu tố khác cũng ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý khí thải bằng phương pháp hấp thụ đó là sự di chuyển của dòng khí và dung dịch hấp thụ có đủ điều kiện tiếp xúc với nhau.

Khi sử dụng tháp hấp phụ có lớp đệm- giúp tăng diện tích tiếp xúc giữa khí và chất lỏng; sự xuất hiện của lớp đệm này khiến dung dịch hấp thụ được phân bổ đồng đều từ đó làm tăng diện tích tiếp xúc với dòng khí, nâng cao hiệu quả xử lý chất thải. Do đó, khi xem xét hiệu quả xử lý khí thải bằng tháp hấp thụ, các yếu tố như diện tích tiếp xúc, chiều cao của lớp đệm, vận tốc dòng khí,… cần được đặc biệt quan tâm.

Ngoài các yếu tố kể trên, mô hình dòng chảy được thiết kế khi xử lý khí thải bằng phương pháp hấp thụ cũng rất quan trọng. Nếu dòng khí chảy ngược chiều (khí chảy lên, chất lỏng chảy xuống), độ chênh lệch nồng độ trong thấp sẽ duy trì trong khoảng thời gian dài, khi đó hiệu quả xử lý khí thải tăng cao hơn so với việc dòng khí và dòng chất lỏng chảy cùng chiều.

Tháp hấp thụ phù hợp xử lý các chất khí nào?

Bằng cách cho khí thải tiếp xúc trực tiếp với vật liệu hấp thụ, tháp hấp thụ mang đến hiệu quả cao trong việc loại bỏ các hợp chất sau:

• Khí axit vô cơ: SO2, HCl, HF, HNO3,…
• Khí halogen: Cl2, H2S,…
• Khí tan trong nước
• Khí có nhiệt độ cao

Lưu ý, với các chất hữu cơ dễ bay hơi (VOCs), khí có mùi nhẹ; tháp hấp thụ không mang lại hiệu quả xử lý như mong đợi, do đó, chúng cần được kết hợp với các phương pháp xử lý khí thải khác.

Ưu và nhược điểm khi áp dụng tháp hấp phụ xử lý khí thải

Xử lý khí thải bằng phương pháp hấp thụ phù hợp cho nhiều ngành công nghiệp khác nhau như: Sản xuất xi măng, luyện kim, sản xuất phân bón, chế biến thực phẩm, nhà máy nhiệt điện,… Việc ứng dụng phương pháp này trong thực tế có những ưu và nhược điểm nhất định mà kỹ thuật viên cần nắm rõ:

Ưu điểm khi xử lý khí thải bằng phương pháp hấp thụ

• Hiệu suất làm sạch cao, có tác dụng đối với hàng loạt chất ô nhiễm dạng khí độc
• Phù hợp để xử lý dòng khí thải có lưu lượng lớn, nồng độ cao, nhiệt độ cao
• Có thể kết hợp với nhiều phương pháp xử lý khí thải khác nhằm nâng cao hiệu quả vận hành
• Với cấu trúc đơn giản, quy trình làm việc thông minh; việc vận hành tháp hấp thụ tương đối đơn giản, không yêu cầu trình độ kỹ thuật quá cao.
• Chi phí đầu tư, chi phí vận hành khi xử lý khí thải bằng phương pháp hấp thụ không quá lớn, phù hợp với điều kiện tài chính của nhiều doanh nghiệp, đặc biệt là những doanh nghiệp quy mô vừa và nhỏ.

Nhược điểm của tháp hấp thụ khi xử lý khí thải

Bên cạnh các ưu điểm kể trên, bản thân tháp hấp thụ cũng tồn tại một số vấn đề như:

• Không phải chất khí nào cũng có thể được xử lý với tháp hấp thụ, với những chất khí gây ô nhiễm đặc thù, hệ thống xử lý khí thải cần có sự phối hợp làm việc giữa nhiều phương pháp.
• Quá trình xử lý khí thải với tháp hấp thụ có thể xảy ra tình trạng ăn mòn, làm giảm hiệu suất làm việc cũng như giảm tuổi đời sử dụng của các chi tiết bên trong
• Trong quá trình xử lý khí thải bằng phương pháp hấp thụ, trong những điều kiện khác nhau, chúng sản sinh nước thải- chất thải thứ phát, do đó, cần bổ sung thêm một thiết bị xử lý nước thải ở giai đoạn sau.
• Yêu cầu mặt bằng lớn do kích thước tháp hấp thụ cồng kềnh, điều này đòi hỏi kỹ thuật viên cần lựa chọn vị trí lắp đặt phù hợp.

Bằng tất cả các thông tin kể trên, có thể thấy, xử lý khí thải bằng phương pháp hấp thụ có những lợi thế riêng nhưng cũng tồn tại một vài nhược điểm nhất định. Để khắc phục những vấn đề đó, nhiều doanh nghiệp lựa chọn giải pháp kết hợp sử dụng giữa tháp hấp thụ, máy lọc tĩnh điện và thiết bị xử lý khí thải ozone. Trong đó, máy lọc tĩnh điện nằm ở giai đoạn 1, chịu trách nhiệm lại bỏ bụi, hạt khói và các hạt dầu mỡ có trong dòng khí. Ở giai đoạn 2, khí thải đi qua tháp hấp thụ nhằm xử lý các chất khí độc hại và hạ nhiệt dòng khí. Cuối cùng, trước khi xả ra môi trường, dòng khí thải được phản ứng với ozone giúp loại bỏ hoàn toàn chất gây mùi và vi sinh vật gây hại.

Tại Nion Việt Nam, chúng tôi cung cấp giải pháp xử lý khí thải toàn diện, đáp ứng yêu cầu xử lý khí thải của các nhà máy, khu chế xuất. Tùy thuộc vào yêu cầu của doanh nghiệp, đặc điểm của dòng khí thải và hệ thống xử lý khí thải có sẵn, Nion đề xuất bổ sung, hoặc thay thế thiết bị.

Để được tư vấn cụ thể hơn về xử lý khí thải bằng phương pháp hấp thụ cũng như các công nghê xử lý khí thải bằng ozone, lọc tĩnh điện, UV, khách hàng vui lòng liên hệ trực tiếp với Nion qua hotline 0982.593.115.