Hệ thống xử lý khí thải: Phương pháp, lựa chọn thiết bị và tuân thủ

Một nhà máy sợi hóa học ở Giang Tô gặp phải một vấn đề cứ lặp đi lặp lại mười tám tháng một lần: lỗ kim xuất hiện trong ống dẫn bằng thép carbon giữa bộ lọc carbon disulfide (CS2) và lỗ thông hơi của quy trình. Việc sản xuất dừng lại, đội bảo trì bọc đường ống và chu trình lại bắt đầu. Bản thân máy lọc vẫn hoạt động, nhưng đường dẫn khí dẫn đến nó bị hỏng do vật liệu này chưa bao giờ được chỉ định cho khí thải ướt, có tính axit, chứa nhiều dung môi.

Mô hình thất bại đó phổ biến ở nhiều nhà máy. Xử lý khí thải không phải là mua một chiếc máy duy nhất; nó là một hệ thống được thiết kế phải phù hợp với đặc tính chất gây ô nhiễm, điều kiện của quy trình và vật liệu vận chuyển khí từ giai đoạn này sang giai đoạn tiếp theo. Bài viết này so sánh các phương pháp xử lý chính, giải thích cách chọn thiết bị và vật liệu, đồng thời nêu ra những điều cần xác minh trước khi chọn nhà cung cấp.

Xử lý khí thải phải xử lý những gì

Dòng khí thải công nghiệp khác nhau đáng kể. Các nhà máy sản xuất sợi viscose và sợi hóa học thường thải ra các hợp chất lưu huỳnh khử, chủ yếu là carbon disulfide (CS2) và hydrogen sulfide (H2S). Các nhà máy giấy và cơ sở xử lý nước thải tạo ra amoniac và sunfua hữu cơ. Các nhà máy điện sản xuất ra sulfur dioxide (SO2), oxit nitơ (NOx) và các hạt mịn. Các quá trình phủ, in và hóa học giải phóng các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOC).

Bốn đặc điểm xác định mức độ khó xử lý của một luồng:

• Sự tập trung. Dòng tải cao, chẳng hạn như CS2 trong ống xả viscose, cần khả năng phục hồi hoặc tiêu hủy. Dòng nước có mùi loãng thường có thể được xử lý bằng phương pháp sinh học.
• Độ hòa tan và khả năng phản ứng. Các khí hòa tan trong nước hoặc dung dịch kiềm như HCl và SO2 thích hợp cho sự hấp thụ. Các hợp chất hòa tan kém đòi hỏi sự hấp phụ, oxy hóa hoặc chuyển đổi sinh học.
• Nhiệt độ và độ ẩm. Khí thải nóng có thể phá hủy lớp cacbon và vật liệu lọc sinh học, trong khi khí ẩm gây ra sự ngưng tụ và ăn mòn trừ khi hệ thống được thiết kế cho việc đó.
• Tải lượng hạt. Bụi, khí dung, sương mù đóng gói hôi và lớp hấp phụ mù, vì vậy có thể cần phải xử lý trước trước bước đánh bóng chính.

Xác định thành phần chất ô nhiễm trước khi lựa chọn thiết bị là bước quan trọng nhất. Một công nghệ hoạt động tốt trên một thành phần khí có thể thất bại hoàn toàn ở một thành phần khí khác.

Các phương pháp xử lý khí thải chính

Năm họ công nghệ bao gồm hầu hết các ứng dụng công nghiệp: hấp thụ, hấp phụ, oxy hóa nhiệt, xử lý sinh học và ngưng tụ hoặc tách màng. Mỗi loại hoạt động theo một nguyên tắc khác nhau và phù hợp với các điều kiện hoạt động khác nhau.

Hấp thụ (Chà ướt)

Sự hấp thụ chuyển chất ô nhiễm từ pha khí sang dạng lỏng, thường là nước hoặc dung dịch kiềm. Tháp đóng gói và máy lọc phun cung cấp sự tiếp xúc khí-lỏng. Sự hấp thụ có hiệu quả đối với các khí axit như SO2, HCl, HF và NO2 và đối với các hợp chất hữu cơ hòa tan. Hiệu suất loại bỏ trên 95% là thực tế khi tháp đóng gói có kích thước chính xác và chất lỏng cọ rửa được tái sinh hoặc thay thế đúng tiến độ.

Hấp phụ

Hấp phụ binds gaseous molecules onto the surface of a porous solid, typically activated carbon, zeolite, or polymeric resin. It suits low-to-moderate VOC concentrations and odorous compounds. The main costs are media replacement and steam regeneration. High-temperature or saturated gas streams require cooling and dehumidification upstream to protect the adsorbent.

Quá trình oxy hóa nhiệt và xúc tác

Chất oxy hóa nhiệt phá hủy VOC bằng cách làm nóng khí đến 750-900 ° C. Quá trình oxy hóa xúc tác đạt hiệu suất phân hủy tương tự ở 300-500 °C khi sử dụng chất xúc tác kim loại quý, giúp giảm nhu cầu nhiên liệu. Quá trình oxy hóa là lựa chọn ưu tiên khi lượng chất hữu cơ cao hoặc việc phá hủy hoàn toàn là bắt buộc. Chất độc xúc tác, bao gồm kim loại nặng và silicone, phải được loại bỏ khỏi dòng vào.

Xử lý sinh học

Bộ lọc sinh học và bộ lọc sinh học sử dụng vi sinh vật để phân hủy các chất ô nhiễm có khả năng phân hủy sinh học như H2S, amoniac và sunfua hữu cơ. Chi phí vận hành thấp và quá trình này không tạo ra chất thải thứ cấp. Các hệ thống sinh học đòi hỏi nhiệt độ, độ ẩm và mức dinh dưỡng ổn định, vì vậy chúng hấp dẫn nhất đối với không khí có mùi nồng độ thấp từ các nhà máy xử lý nước thải, cơ sở làm phân trộn và chế biến thực phẩm.

Ngưng tụ và tách màng

Sự ngưng tụ thu hồi các dung môi dễ bay hơi bằng cách làm mát khí. Hệ thống màng tách các chất ô nhiễm bằng cách thẩm thấu có chọn lọc. Cả hai đều là công nghệ thích hợp, được áp dụng chủ yếu khi thu hồi dung môi có giá trị kinh tế hơn là kiểm soát ô nhiễm nói chung.

Vật liệu, ăn mòn và độ tin cậy lâu dài

Lựa chọn công nghệ quyết định hiệu quả loại bỏ của hệ thống xử lý khí thải; lựa chọn vật liệu xác định xem hệ thống có tiếp tục hoạt động hay không. Nhiều sự cố tại hiện trường trong các nhà máy xử lý khí không phải do máy thổi có công suất nhỏ hoặc máy lọc sử dụng sai hóa chất. Chúng được gây ra bởi sự ăn mòn của ống dẫn, vỏ tháp và các bộ phận bên trong.

Thép carbon rẻ tiền nhưng bị ăn mòn nhanh chóng trong môi trường ẩm ướt, có tính axit. Thép không gỉ xử lý được một số môi trường nhưng dễ bị rỗ và nứt ăn mòn do ứng suất trong dòng chứa clorua. Kim loại hợp kim cao chống ăn mòn nhưng làm tăng chi phí đáng kể và độ phức tạp trong chế tạo.

Nhựa gia cố bằng sợi thủy tinh (FRP) cung cấp một giải pháp thay thế đã được chứng minh cho dịch vụ xả khí ăn mòn. Thành phần FRP kết hợp lớp nhựa chống ăn mòn với lớp cấu trúc sợi thủy tinh, cho phép tuổi thọ lâu dài trong môi trường có chứa axit clohydric, axit sulfuric, xút và dung môi hữu cơ. FRP cũng nhẹ hơn đáng kể so với thép, giúp đơn giản hóa kết cấu hỗ trợ và lắp đặt.

Các kỹ sư nhà máy làm việc với khí thải axit, ẩm từ máy lọc, tháp hấp thụ và lỗ thông hơi của quy trình thường chỉ định Đường ống vận chuyển khí thải FRP cho đường ống nối với nhau. Những ống này được sản xuất với nhiều đường kính và độ dày thành khác nhau, có khớp nối mặt bích hoặc khớp nối, do đó hệ thống có thể được thiết kế phù hợp với điều kiện áp suất và chân không của từng ứng dụng.

Nhà máy, nhà sản xuất đường ống vận chuyển khí thải sợi thủy tinh tùy chỉnh - Jia Công ty TNHH Công nghệ Môi trường Giang Tô Shenjiang Các nhà sản xuất Đường ống vận chuyển khí thải sợi thủy tinh tùy chỉnh và Nhà sản xuất sợi thủy tinh... Xem sản phẩm →

Logic vật liệu tương tự áp dụng cho tháp và xe tăng. Một tháp chà FRP với lựa chọn nhựa phù hợp thường sẽ tồn tại lâu hơn kim loại tương đương trong cùng một nhiệm vụ ăn mòn, với chi phí bảo trì thấp hơn và ít phải ngừng hoạt động ngoài kế hoạch hơn.

Tích hợp hệ thống và kỹ thuật

Việc lựa chọn các hạng mục thiết bị riêng lẻ chỉ là một phần của công việc. Các quyết định xác định xem nhà máy có đáp ứng giới hạn phát thải hay không bao gồm cân bằng dòng chảy, tiền xử lý, an toàn và thiết bị đo đạc.

• Cân bằng dòng chảy. Nhiều điểm chụp tạo ra dòng chảy thay đổi; hệ thống phải xử lý các đỉnh mà không làm mất tốc độ chụp ở mui xe.
• Tiền xử lý. Làm nguội khí nóng, loại bỏ hạt và loại bỏ chất lỏng mang theo bảo vệ bộ lọc hoặc bộ hấp phụ ở hạ lưu.
• Sự an toàn. Giảm cháy nổ, chống cháy và phát hiện rò rỉ trở nên cần thiết khi khí thải dễ cháy hoặc độc hại.
• Thiết bị đo đạc. Giám sát liên tục nồng độ đầu vào và đầu ra, độ pH, giảm áp suất và lưu lượng cung cấp dữ liệu cần thiết cho việc báo cáo tuân thủ và khắc phục sự cố.

Một đối tác kỹ thuật có kinh nghiệm sẽ giảm thiểu rủi ro về khoảng cách giữa nhà cung cấp ống dẫn, nhà cung cấp máy chà sàn và nhà thầu lắp đặt. Sự tích hợp quan trọng nhất khi chất gây ô nhiễm khó xử lý. Ví dụ, một Dự án gói thầu xử lý khí thải CS2 có thể bao gồm toàn bộ chuỗi từ thiết kế giải pháp và thiết kế kỹ thuật đến cung cấp thiết bị và đường ống, gỡ lỗi hệ thống và xây dựng dự án. Khi một nhà thầu sở hữu các giao diện, khách hàng sẽ yêu cầu một bên duy nhất chịu trách nhiệm về hiệu suất tổng thể thay vì điều phối nhiều nhà cung cấp.

Nhà máy, nhà sản xuất dự án gói xử lý khí thải CS2 tùy chỉnh - Jiangs Công ty TNHH Công nghệ Môi trường Giang Tô Shenjiang Các nhà sản xuất Dự án Gói xử lý khí thải CS2 tùy chỉnh của Trung Quốc và ... Xem sản phẩm →

Lựa chọn nhà cung cấp xử lý khí thải

Khi đánh giá các nhà cung cấp thiết bị, hãy nhìn xa hơn tài liệu quảng cáo. Các chuyến thăm địa điểm, cài đặt tham khảo và chiều sâu kỹ thuật nội bộ quan trọng hơn bảng tên của một sản phẩm tiêu chuẩn. Năm bước kiểm tra thực tế giúp phân biệt các nhà cung cấp có năng lực với thương nhân và nhà lắp ráp:

1. Nhà cung cấp đã cung cấp hệ thống cho ngành và hồ sơ chất gây ô nhiễm cụ thể của bạn chưa?
2. Nhà cung cấp có tự sản xuất các bộ phận chính như ống dẫn, tháp và bể chứa hay bán lại?
3. Nhà cung cấp có thể thực hiện kỹ thuật, chế tạo, lắp đặt và vận hành theo một hợp đồng không?
4. Hệ thống tham chiếu có duy trì tuân thủ thời gian hoạt động và phát thải sau khi bàn giao không?
5. Nhà cung cấp có ổn định về tài chính và có thể cung cấp phụ tùng và dịch vụ dài hạn không?

Tài liệu lắp đặt xử lý khí thải công nghiệp trong các lĩnh vực sợi hóa học, sản xuất giấy, điện, dầu, khử mặn nước biển và vận chuyển khí đốt đều cung cấp một chuẩn mực hữu ích. Một nhà sản xuất được thành lập vào năm 1996 , với 218 nhân viên, hơn 100 máy sản xuất và thử nghiệm cùng trung tâm nghiên cứu và phát triển rộng 3.000 mét vuông, mang đến mức độ đảm bảo khác biệt so với một công ty khởi nghiệp hoặc nhà kinh doanh.

Đối với các nhà máy phải kiểm soát nhiều chất ô nhiễm từ các nguồn đốt, hệ thống khử lưu huỳnh và khử nitrat khí thải công nghiệp kết hợp loại bỏ SO2 và NOx với kết tủa tĩnh điện ướt để tạo ra các hạt mịn. Những hệ thống như vậy được thiết kế xoay quanh việc phân tích nhiên liệu, hồ sơ vận hành nồi hơi và tiêu chuẩn khí thải địa phương, do đó, hầu như luôn cần thiết phải có một thiết kế tùy chỉnh.

Nhà máy khử lưu huỳnh và khử nitơ khí thải công nghiệp tùy chỉnh, Sản xuất Công ty TNHH Công nghệ Môi trường Giang Tô Shenjiang Các nhà sản xuất khử lưu huỳnh và khử nitrat khí thải công nghiệp tùy chỉnh và... Xem sản phẩm →

Xử lý khí thải là một môn học hội tụ khoa học vật liệu, kỹ thuật xử lý và kỷ luật vận hành. Đầu tiên hãy xác định hồ sơ chất ô nhiễm. Sau đó, chọn dòng công nghệ, chỉ định các vật liệu sẽ tồn tại trong điều kiện sử dụng thực tế và chọn nhà cung cấp có trình độ kỹ thuật chuyên sâu để tích hợp tất cả. Việc thực hiện đúng bốn bước đó sẽ giúp phân biệt một hệ thống hầu như không vượt qua được bài kiểm tra chấp nhận với một hệ thống vẫn hoạt động đáng tin cậy một thập kỷ sau đó.