Xử lý khí thải bằng phương pháp oxy hoá nhiệt

Khí thải ô nhiễm là một vấn đề nhức nhối, ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe con người và môi trường. Trước thực trạng đó, xử lý khí thải bằng phương pháp oxy hóa nhiệt nổi lên như một “cứu cánh” đầy tiềm năng, hứa hẹn mang lại bầu không khí trong lành và góp phần bảo vệ môi trường sống xanh – sạch – đẹp.(Theo Wikipedia [1] ). Vậy phương pháp này như thế nào? Cùng VUTA tìm hiểu chi tiết trong bài viết dưới đây.

Xử lý khí thải bằng phương pháp oxy hoá nhiệt là gì?

Phương pháp xử lý khí thải bằng oxy hóa nhiệt là một công nghệ sử dụng nhiệt độ cao (thường trên 800°C) và áp suất cao (trên 1 atm) để đốt cháy các chất gây ô nhiễm trong khí thải, chuyển hóa chúng thành các sản phẩm ít hoặc không độc hại như CO2 và H2O.

Trong quá trình xử lý, phương pháp oxy hóa nhiệt được áp dụng để đốt cháy các hợp chất gây ô nhiễm như VOCs, CO, NOx, SOx và các khí độc hại khác. Ngoài ra, phương pháp này cũng có khả năng xử lý các khí thải gây mùi khó chịu từ các nguồn như nhà máy, trang trại và các nguồn khác.

Các loại phương pháp oxy hoá nhiệt trong xử lý khí thải

Xử lý khí thải bằng phương pháp oxy hoá nhiệt có hai loại chính gồm:

Oxy hóa nhiệt trực tiếp (direct oxidation)

Khí thải được đốt cháy trực tiếp trong buồng đốt ở nhiệt độ cao, thường trên 800°C, với sự bổ sung nhiên liệu như khí đốt tự nhiên, propan, hoặc dầu. Quá trình này diễn ra đơn giản, dễ dàng khử phần lớn hoặc toàn bộ các chất độc hại trong khí thải.

Tuy nhiên, nhược điểm của nó là có thể tạo ra khí NOx và CO dư thừa trong sản phẩm cháy, đồng thời đòi hỏi lượng nhiên liệu bổ sung cao.

Oxy hóa nhiệt gián tiếp (indirect oxidation)

Khí thải được truyền qua các ống trao đổi nhiệt để được nung nóng bằng nguồn nhiệt bên ngoài như lò đốt hoặc bộ trao đổi nhiệt sử dụng hơi nước nóng hoặc dầu nóng. Sau khi được nung nóng, khí thải được đưa vào buồng đốt và đốt cháy với lượng oxy bổ sung ít hoặc không cần thiết.

Phương pháp này có ưu điểm là tiết kiệm nhiên liệu, giảm thiểu khí NOx và CO trong sản phẩm cháy, và có thể xử lý các khí thải có nồng độ chất ô nhiễm thấp. Tuy nhiên, nó khá phức tạp và có chi phí đầu tư cao hơn so với oxy hóa nhiệt trực tiếp.

Quá trình hoạt động của phương pháp oxy hoá nhiệt trong xử lý khí thải

Quá trình oxy hóa nhiệt là một phần quan trọng trong phương pháp xử lý khí thải bằng oxy hóa nhiệt, diễn ra theo các bước sau:

Làm nóng khí thải:

Khí thải được đưa vào buồng đốt và được làm nóng đến nhiệt độ cao (thường từ 760°C đến 1200°C) bằng cách sử dụng nhiên liệu như khí đốt tự nhiên, propane, hoặc dầu.

Mục đích của việc làm nóng là để cung cấp đủ năng lượng cho các phân tử chất ô nhiễm trong khí thải phản ứng với oxy và phân hủy thành các sản phẩm vô hại như CO2 và H2O.

Phản ứng oxy hóa:

Khi khí thải đạt đến nhiệt độ cần thiết, các phân tử chất ô nhiễm sẽ phản ứng với oxy trong không khí. Phản ứng này xảy ra nhanh chóng và giải phóng nhiệt, giúp duy trì nhiệt độ trong buồng đốt.

Các chất ô nhiễm hữu cơ phổ biến như VOCs (hợp chất hữu cơ dễ bay hơi) sẽ bị phân hủy hoàn toàn thành CO2 và H2O. Một số chất ô nhiễm vô cơ, chẳng hạn như NOx và SOx, cũng có thể được khử một phần hoặc hoàn toàn trong quá trình oxy hóa nhiệt.

Làm mát khí thải:

Sau khi phản ứng oxy hóa hoàn tất, khí thải được làm mát xuống nhiệt độ an toàn trước khi được thải ra môi trường. Việc làm mát có thể được thực hiện bằng cách sử dụng bộ trao đổi nhiệt hoặc tháp giải nhiệt.

Loại bỏ bụi bẩn:

Trước khi được thải ra môi trường, khí thải có thể được xử lý thêm để loại bỏ bụi bẩn bằng các thiết bị như bộ lọc bụi tĩnh điện hoặc bộ lọc bụi ướt. Việc loại bỏ bụi bẩn giúp cải thiện chất lượng khí thải và bảo vệ môi trường.

Hiệu quả của quá trình oxy hóa nhiệt phụ thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm loại và nồng độ chất ô nhiễm, nhiệt độ và thời gian lưu giữ trong buồng đốt, và hiệu quả của hệ thống làm mát và loại bỏ bụi bẩn.

Ưu điểm của phương pháp xử lý khí thải bằng oxy hoá nhiệt

• Hiệu quả cao: Phương pháp này có khả năng phá hủy hầu hết các chất gây ô nhiễm hữu cơ trong khí thải, bao gồm cả các hợp chất khó phân hủy như VOCs, H2S, NH3, v.v.
• Hoạt động tin cậy: Oxy hóa nhiệt là một công nghệ đã được chứng minh và có độ tin cậy cao. Nó có thể hoạt động trong nhiều điều kiện vận hành khác nhau và có khả năng xử lý lưu lượng khí thải lớn.
• An toàn và tin cậy: Quá trình oxy hóa nhiệt diễn ra ở nhiệt độ cao, tiêu diệt vi khuẩn và mầm bệnh, đảm bảo an toàn cho sức khỏe con người và môi trường.
• Sản phẩm phụ ít: Sản phẩm chính của quá trình oxy hóa nhiệt là CO2 và H2O, hai chất vô hại với môi trường.
• Có thể thu hồi năng lượng: Nhiệt lượng tỏa ra trong quá trình đốt cháy có thể được thu hồi để sử dụng cho các mục đích khác, giúp tiết kiệm năng lượng và giảm chi phí vận hành.

Nhược điểm của phương pháp oxy hoá nhiệt trong xử lý khí thải

• Chi phí đầu tư cao: Chi phí đầu tư ban đầu cho một hệ thống oxy hóa nhiệt có thể cao. Ngoài ra, chi phí vận hành cũng có thể cao do yêu cầu về nhiên liệu và năng lượng.
• Yêu cầu về nhiệt độ cao: Phương pháp này đòi hỏi nhiệt độ cao để hoạt động hiệu quả, điều này có thể gây ra một số vấn đề về an toàn và phát thải NOx.
• Có thể tạo ra khí thải phụ: Trong một số trường hợp, oxy hóa nhiệt có thể tạo ra các khí thải phụ, chẳng hạn như NOx và dioxin.
• Không phù hợp với tất cả các loại khí thải: Phương pháp này không phù hợp với tất cả các loại khí thải. Cụ thể, nó không hiệu quả trong việc xử lý khí thải có nồng độ bụi cao.

Xử lý khí thải bằng phương pháp oxy hoá nhiệt chính là chìa khóa để giải quyết bài toán nan giải về ô nhiễm môi trường do khí thải công nghiệp, góp phần bảo vệ sức khỏe con người và xây dựng một tương lai xanh – sạch – đẹp. Hãy chung tay nâng cao nhận thức về tầm quan trọng của việc bảo vệ môi trường và ứng dụng phương pháp này một cách hiệu quả. Nếu bạn đang quan tâm tới các phương pháp xử lý khí, có thể liên hệ ngay tới Công ty VUTA Group để được tư vấn và báo giá nhanh chóng nhất.