Bảng 1.5: Lượng khí độc hại do ô tô thải ra trên 1 km đoạn đường 11

Cơ chế hình thành và kỹ thuật xử lý SO2



A.



MỤC TIÊU ĐỀ TÀI

Ngày nay, song song với nền kinh tế phát triển và xã hội văn minh, nền khoa học kỹ



thuật hiện đại đã nâng cuộc sống của con người lên mức tiện nghi, thoải mái hơn. Nhưng

một điều mà con người không ngờ đến là để đáp ứng được nhu cầu cuộc sống, sự khai

thác quá mức tài nguyên thiên nhiên hoặc kết quả của sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật

như con dao hai lưỡi, vừa làm cho cuộc sống thêm phần tiện nghi vừa làm cho môi

trường xuống cấp đến mức báo động. Những nhà máy, xí nghiệp, bệnh viện … thải ra các

cột khói, bụi, nước thải chứa đầy các chất ô nhiễm như:SO2, NOx, CO… đã đe doạ đến

cuộc sống của con người và hệ sinh thái tự nhiên.

Chính vì thế xử lý các tác nhân ô nhiễm như SO2 để có bầu không khí ta thở hàng

ngày được trong lành hơn, giảm các bệnh về đường hô hấp, sảng khoái tinh thần làm

việc hiệu quả hơn đang là một vấn đề được quan tâm hiện nay.

Đề tài này tập trung tìm hiểu rõ về khí ô nhiễm SO2 với mục tiêu:

 Tìm hiểu nguồn gốc hình thành chất ô nhiễm SO2

 Hiểu rõ hơn cơ chế và các phương pháp xử lý SO2



Lớp DH08MT – Nhóm 1



Trang 3



Cơ chế hình thành và kỹ thuật xử lý SO2



B.



NỘI DUNG THỰC HIỆN



I.



NGUỐN GỐC PHÁT SINH:



1.1.



Nguồn gốc tự nhiên:



1.1.1. Hoạt động của núi lửa:

Các khí phổ biến nhất thường giải phóng vào khí quyển từ các hệ thống núi lửa là

hơi nước (H2O), tiếp theo là khí CO2 và SO2.

Bảng 1.1: Các sản phầm từ núi lửa, ở nồng độ phần trăm khối lượng

Núi lửa



Kilauea summit



Erta Ale



Erta Ale



Phong cách kiến tạo Hot Spot



Divergent Plate



Convergent Plate



Nhiệt độ



1170 ° C



1130 ° C



820 ° C



H 20



37.1



77.2



97.1



CO2



48.9



11.3



1.44



SO2



11.8



8.34



0.50



Nguồn: Từ Symonds và cộng sự. Al., 1994



Lớp DH08MT – Nhóm 1



Trang 4



Cơ chế hình thành và kỹ thuật xử lý SO2

Tác động môi trường của các đợt phun trào núi lửa là rất năng nề và lâu dài.

Tỷ lệ phát thải SO 2 từ một loạt các núi lửa hoạt động từ <20 tấn / ngày đến > 10

triệu tấn/ ngày theo cách của hoạt động núi lửa và các loại, khối lượng của macma có liên

quan. Ví dụ, nổ lớn phun trào của núi lửa Pinatubo ngày 15 tháng sáu năm 1991 tiêm

khoảng 20 triệu tấn SO2 vào tầng bình lưu. Các sol khí lưu huỳnh kết quả trong một giải

nhiệt 0,5-0,6 ° C của bề mặt trái đất ở Bắc bán cầu. Các sol khí sulfate cũng tăng tốc phản

ứng hóa học, cùng với các cấp độ chlorine ở tầng bình lưu tăng từ ô nhiễm nhân tạo

(CFC) chlorofluorocarbon, phá hủy tầng ozone và đã dẫn đến một số các mức ôzôn thấp

nhất bao giờ quan sát thấy trong khí quyển.



1.1.2. Cháy rừng



Lớp DH08MT – Nhóm 1



Trang 5



Cơ chế hình thành và kỹ thuật xử lý SO2



1.2.



Nguồn gốc nhân tạo:



1.2.1. Đốt nhiên liệu:



Trong nhiên liệu rắn và lỏng luôn luôn có chứa lưu huỳnh với hàm lượng khác

nhau, có thể đọc tới 6% trọng lượng trong than đá và 4,5 % trong dầu. Khi cháy thành

phần lưu huỳnh trong thiên nhiên phản ứng với oxy và tạo thành với oxit lưu huỳnh,

trong đó khoảng 99% là khí SO2 và từ 0,5 – 2% là khí SO3

1.2.2. Do các nhà máy nhiệt điện:



Các chất độc hại thải ra khí quyển do đốt nhiên liệu ở các nhà máy nhiệt điện cũng

tương tự như các quá trình đốt nhiên liệu nói chung. Điểm khác biệt ở đây là lượng nhiên

liệu tiêu thụ ở các trung tâm nhiệt điện thường rất lớn, do đó lượng khói thải cũng như

các chất độc hại thải vào môi trường hàng ngày là rất lớn. Ví dụ nhà máy nhiệt điện Phả

Lại I, công suất 440MW tiêu thụ hàng ngày là 4500 tấn than và thải vào khí quyển lượng

khói là



3 triệu m3/ h, trong đó có chứa 3 tấn khí SO2, 400 tấn khí CO2 và 8 tấn bụi.



Lớp DH08MT – Nhóm 1



Trang 6



Cơ chế hình thành và kỹ thuật xử lý SO2

Khi xem xét vấn đề ô nhiễm không khí do đốt nhiên liệu, điều quan trọng là cần

biết được tương quan của lượng chất ô nhiễm từ các nguồn thải khác nhau: nguồn đốt

trong (động cơ ôtô) và nguồn đốt ngoài (lò nung, lò nhiệt điện). Các nguồn đốt trong chủ

yếu là động cơ ôtô thường gây ô nhiễm không khí một cách trực tiếp và nguy hiểm vì

khói thải ngay trên mặt đất trong khu đông người ở các thành phố. Còn các nguồn đốt

ngoài có công suất lớn (trung tâm nhiệt điện) thường nằm xa khu dân cư và thải khói ở độ

cao cần thiết để đảm bảo an toàn cho con người và sinh vật sinh sống trên mặt đất. Bảng:

lượng khí độc hại và bụi do đốt cháy 1 tấn nhiên liệu từ các nguồn khác nhau theo số liệu

của W.Strauss

Bảng1.2: so sánh lượng phát thải độc hại do đốt nhiên liệu, kg/tấn nhiên liệu

Các nguồn đốt trong

Chất

nhiễm



ô



Các nguồn đốt ngoài

Nhiên liệu lỏng



Động



cơ Động



ôtô



diezen



cơ



Than đá



Sinh hoạt

Nhiệt điện và



Sinh hoạt



công Nhiệt điện và



nghiệp



công



nghiệp



CO



395



9



0,005



0,025



0,25



25



NOX



20



3,3



14



140



10



4



SO2



1,55



6



20,8 SP



20,8 SP



19 SP



19SP



CH



34



20



0,42



0.26



0,1



5



Ghi chú: SP là tỷ lệ phần trăm trọng lượng của thành phần lưu huỳnh và tro trong nhiên

liệu.

(Trần Ngọc Chấn, ô nhiễm không khí và xử lý khí thải, tập 1, trang 15)

1.2.3. Ô nhiễm trong công nghiệp:



Bảng1.3: một số số liệu phát thải các chất khí ô nhiễm chủ yếu từ các quá trình

công nghệ khác nhau.

Lớp DH08MT – Nhóm 1



Trang 7



Thứ tự

1

−



Nguồn hoặc quá trình công nghệ



Lượng phát thải SO2



Quá trình đốt nhiên hình thành và kỹ thuật xử lý SO2

Cơ chế liệu:

•

Than đá với SP% lưu huỳnh theo khối

19 SP g/kg NL (giả thiết

Số liệu về phát thải khí SO2 theo các nguồn cố định

lượng

5% lưu huỳnh còn lại trong



•



Khí đốt nhiên liệu



•



Dầu với SP% lưu huỳnh theo khối



Động cơ chạy gasolin (xăng) loại



gasolin tiêu biểu có công thức là C8H17)

•



6,4 kg/106 m3

19,8 SP kg/103lít



lượng

•



tro)



Diezen



1,1 kg/103 lít (giả thiết

trong gasolin có 0,07 % S)

5 kg/103 lít (giả thiết thành

phần S chiếm 0,3 %)



2



Xưởng nấu kim loại màu sơ chế. Phần lớn

các loại quặng kim loại đều ở dạng sunfua và

khi nung chảy tạo ra SO2 theo các phản ứng

sau đây:

Cu2S + O2 = 2Cu + SO2

2PbS + 3O2 = 2PbO + 2SO2

Phát thải khí SO2 khi có kiểm soát một cách

vừa phải nồng độ lên đến 8000 ppm

•



Nấu quặng đồng - sơ luyện



•



Nấu quặng chì – sơ luyện



•



Nấu chì trong lò đứng



•



Nấu chì trong lò phản xạ



•



Nấu quặng kẽm - sơ luyện



625 g/kg quặng

330 g/kg quặng

32 g/kg kim loại vào lò

75 g/kg kim loại vào lò



Lớp DH08MT – Nhóm 1

3



Nhà máy axit sulfuric

Axit sulfuric được sản xuất chủ yếu bằng



265 g/kg quặng



Trang 8



Cơ chế hình thành và kỹ thuật xử lý SO2

Ghi chú: SP là tỷ lệ phần trăm trọng lượng của thành phần lưu huỳnh và tro trong nhiên

liệu.

(Trần Ngọc Chấn, ô nhiễm không khí và xử lý khí thải, tập 3, trang 27)

•



Ô nhiễm khí SO2 trong một số ngành công nghiệp:

•



Công nghiệp gang thép:

Chủ yếu ở cộng đoạn đốt cháy hỗn hợp thô giữa quặng sắt và nhiên liệu



trên băng tải bằng cách hút qua băng tải một lưu lượng lớn không khí ( 6000 m3/ 1 tấn

quặng cần thiêu kết). Không khí ở đây chứa nhiều bụi (khoảng 5g/m3 TC) và khí SO2 (từ

870 – 1440 mg/m3)

•



Công nghệ lọc dầu:

Khí thải vào khí quyển từ nhà máy lọc dầu chia làm 4 loại trong đó có 2



loại:

 Khí thải từ các lò nung, bếp đun, vòi đốt sử dụng trong quá trình



chưng cất, trong đó có chứa SO2 do đót các tạp chất có chứa lưu

huỳnh.

 Khí có chứa các hợp chất của lưu huỳnh như H 2S và SO2 thoát ra từ



các tầng của tháp chưng cất khi thải các hợp chất của lưu huỳnh từ

phần cất được.

•



Khí SO2 còn được thải nhiều ở công nghiệp luyện kim màu, công nghiệp



sản xuất ximăng(ở giai đoạn sấy và nung), sản xuất giấy.



1.2.4 Hoạt động giao thông:



Động cơ xe ôtôcó hai loại; loại đông cơ máy nổ và động cơ diezen. Trong động cơ

máy nổ bằng tia lửa điện rất khó đảm bảo cho quá trình cháy được hoàn toàn bởi vì nó

luôn hoạt động với hỗn hợp nhiên liệu và không khí ở mọi chế độ vận hành. Còn trong

Lớp DH08MT – Nhóm 1



Trang 9



Cơ chế hình thành và kỹ thuật xử lý SO2

động cơ diezen thì chỉ có không khí được nén theo quá trình đoạn nhiệt không cho thoát

nhiệt ra ngoài. Ở cuối giai đoạn nén không khí, nhiên liệu nhiên liệu được phun vào và

khi tiếp xúc với không khí ở nhiệt độ cao nó bốc cháy. Vì thế quá trình cháy trong động

cơ diezen nhờ có thừa nhiều không khí nên được hoàn toàn hơn.

Lượng khí độc hại do ô tô thải ra còn tùy thuộc vào chế độ vận hành: lúc khởi động, lúc

chạy nhanh, lúc hãm lại - đều có sự khác biệt rõ rệt.



Bảng1.4: Lượng khí độc hại do ôtô thải ra quy cho 1 tấn nhiên liệu tiêu thụ

Khí độc hại



Lượng khí độc hại, kg/tấn nhiên liệu

Động cơ máy nổ chạy xăng



Động cơ diezen



Cacbon oxit CO



465,59



20,81



Hydrocacbon



23,28



4,16



Nitơ oxit NOx



15,83



13,01



Sunfua dioxit SO2



1,86



7,80



Anđehyt



0,93



0,78



507,49



46,56



Tổng cộng



Nếu quy lượng khí độc hại do ô tô thải ra về 1 km đoạn đường chạy:



Bảng 1.5: Lượng khí độc hại do ô tô thải ra trên 1 km đoạn đường

Chất độc hại



Lượng độc hại g/kg đường đi

Động cơ máy nổ chạy xăng



Động cơ diezen



Cacbon oxit CO



60,00



0,69 – 2,57



Hydrocacbon



5,90



0,14 – 2,07



Nitơ oxit NOx



2,20



0,68 – 1,02



Lớp DH08MT – Nhóm 1



Trang 10



Cơ chế hình thành và kỹ thuật xử lý SO2

Sunfua dioxit SO2



0,17



0,47



((Trần Ngọc Chấn, ô nhiễm không khí và xử lý khí thải, tập 1, trang 13)



2.



CƠ CHẾ HÌNH THÀNH:



Lớp DH08MT – Nhóm 1



Trang 11