Tổng hợp và phân tích hiệu quả của quá trình xử lý khí thải hữu cơ

Thành phần của khí thải hữu cơ công nghiệp rất phức tạp. Nếu không được xử lý hiệu quả, phát thải trực tiếp sẽ gây ô nhiễm nghiêm trọng môi trường khí quyển. Do đó, tầm quan trọng của việc xử lý khí thải tiếp tục được nhấn mạnh. Doanh nghiệp phải sử dụng các quy trình xử lý khí thải tương ứng theo nhu cầu thực tế và tiến hành đánh giá chi tiết về hiệu quả xử lý để có thể liên tục cải thiện mức độ của quy trình xử lý.
Với sự phát triển của kinh tế xã hội và sự tiến bộ của khoa học công nghệ, quy mô sản xuất công nghiệp tiếp tục mở rộng. Mặc dù đáp ứng rất nhiều nhu cầu xã hội nhưng áp lực bảo vệ môi trường do phát triển công nghiệp phải đối mặt cũng ngày càng tăng. Với lượng khí thải gây ô nhiễm không khí ngày càng tăng, các doanh nghiệp cần phải tích hợp một cách hữu cơ sự phát triển của mình với môi trường sinh thái và nâng cao căn bản hiệu quả xử lý khí thải. Hiệu suất năng lượng của việc xử lý khí thải có liên quan chặt chẽ đến việc lựa chọn quy trình. Có sự khác biệt lớn về tính chất và nồng độ của các loại khí thải khác nhau. Mọi người cần lựa chọn quy trình xử lý khí thải tối ưu từ các khía cạnh kinh tế, thuộc tính ứng dụng, v.v. để nâng cao hơn nữa chất lượng xử lý.

Quy trình xử lý thu hồi ngưng tụ

Tính chất và nồng độ của khí thải từ các nguồn khác nhau là khác nhau nên việc lựa chọn quy trình dần trở thành trọng tâm và khó khăn trong xử lý khí thải. Trong số đó, khí thải nồng độ cao hầu hết được tạo ra ở nồng độ chân không và các liên kết khác khi nghiên cứu loại khí thải này, không khó nhận thấy khí thải chứa một lượng lớn dung môi hữu cơ và có nhiệt độ sôi tương đối rõ ràng. Người vận hành có thể chọn quy trình xử lý thu hồi ngưng tụ ở nhiệt độ thấp. Trên thực tế, hiệu suất năng lượng của quá trình này phụ thuộc vào tính chất vật liệu của vật thể được xử lý. Khi đặt khí thải trong môi trường nhiệt độ thấp, tính chất của chất lỏng sẽ thay đổi dưới tác động của nhiệt độ. Trong quá trình giảm áp suất hơi cân bằng của nó, một lượng lớn dung môi hữu cơ trong khí thải sẽ được tách ra. Điều này không chỉ giúp giảm lượng khí thải vào khí quyển một cách hợp lý mà còn tái chế các dung môi hữu cơ.

Không khó để nhận thấy rằng quy trình xử lý thu hồi ngưng tụ có ít dự án hợp lý hơn trong giai đoạn ứng dụng thực tế, vận hành đơn giản và nhìn chung không tiêu tốn nhiều tài nguyên. Tuy nhiên, hiệu quả xử lý khí thải rất lý tưởng, điều này đã mang lại. ứng dụng rộng rãi của nó trong sản xuất công nghiệp.

Để đánh giá hiệu quả ứng dụng của quy trình xử lý thu hồi ngưng tụ, trước tiên cần phải phân tích định lượng. Nói chung, có thể thực hiện tính toán dựa trên các giá trị thu được, sau đó có thể hình thành đánh giá khách quan và chính xác nhất về quy trình xử lý. Khi đo áp suất hơi, người ta có thể sử dụng phương trình làm cơ sở và trong các môi trường có nhiệt độ khác nhau, các giá trị nhiệt độ có thể được đưa vào phương trình. Phương trình này thường bao gồm các phần tử được tinh chỉnh như áp suất riêng phần của hơi chất lỏng tinh khiết và các hằng số phương trình, lần lượt thiết lập phần thể tích của dung môi trong khí thải và phần thể tích của khí thải ngưng tụ. Sau khi tính toán, người ta có thể thu được hàm lượng cơ sở khô, sau đó tính toán từng giá trị được phê duyệt theo quy trình và liên tục thêm chúng vào phương trình để xác định tốc độ thu hồi khí thải.

Căn cứ vào kết quả tính toán của quá trình xử lý thu hồi ngưng tụ có thể xác định được hiệu suất xử lý khí thải. Trên thực tế, khi dung môi hữu cơ có điểm sôi cao, nếu nhiệt độ ngưng tụ được đặt ổn định thì tổng lượng dung môi trong khí thải được xử lý sẽ giảm tương đối, điều này có thể cải thiện đáng kể hiệu quả thu hồi dung môi. so với cùng kỳ năm ngoái thường tăng hơn. Dung môi hữu cơ không yêu cầu nhiệt độ cao. Nếu nhiệt độ ngưng tụ được đặt dưới -15, về cơ bản dung môi có thể được thu hồi, chỉ còn lại dưới 10%.

Có sự khác biệt về tính chất vật lý của các chất khác nhau, khiến cho các chất khác nhau có yêu cầu nhiệt độ rất khác nhau, ví dụ như metanol, etanol, v.v. có thể đạt được hiệu quả phục hồi tốt nhất trong môi trường ngưng tụ dưới -5. Do đó, hiệu quả sử dụng năng lượng của quá trình này đóng một vai trò quan trọng trong việc giảm lượng khí thải vào khí quyển. Mặc dù hiệu suất thu hồi dung môi cao trong giai đoạn áp dụng quy trình xử lý thu hồi ngưng tụ nhưng khi đạt đến nhiệt độ xử lý tối ưu, hàm lượng dung môi còn lại trong khí thải vẫn khác so với tiêu chuẩn khí thải trong khí quyển. Nói cách khác, trong môi trường này, việc phát thải khí thải trực tiếp không đúng quy định và cũng sẽ gây ra vấn đề ô nhiễm không khí.

Nếu áp dụng phương pháp tiếp tục hạ nhiệt độ ngưng tụ để thu hồi dung môi, chỉ số công suất sẽ giảm đi rất nhiều và hơi nước trong khí thải cũng sẽ bị ảnh hưởng trực tiếp bởi nhiệt độ thấp, gây ra các vấn đề như đóng băng. Điều này đòi hỏi phải điều chỉnh hướng và hình thức của quá trình xử lý, đồng thời sử dụng bơm chân không khô để tái chế dung môi. Do khí thải do bơm chân không khô thải ra chứa ít nước hơn nên ưu điểm của nó là rõ ràng so với quy trình xử lý ngưng tụ ở nhiệt độ thấp.

Ở giai đoạn này, các loại quy trình được đề cập trong quy trình xử lý khí thải có những đặc điểm đa dạng nhất định. Trong số đó, quy trình xử lý thu hồi ngưng tụ có hiệu quả ứng dụng tốt hơn từ góc độ toàn diện. Không những không tiêu tốn nhiều tài nguyên và kinh phí mà còn cần ít thiết bị hơn và dễ vận hành. được tái chế.

Trong thời gian xử lý, vận hành thiết bị không cần đầu tư lớn. Trong quá trình xử lý khí thải, các công ty có thể dựa vào dung môi tái chế để tăng thu nhập kinh tế. Nghiên cứu đã phát hiện ra rằng phương pháp này có tác dụng lý tưởng trong việc xử lý khí thải có hàm lượng chất hữu cơ cao, có thể thu hồi được lượng dung môi lớn và có hiệu quả xử lý khí thải tương đối lý tưởng. Tương đối, nếu hàm lượng chất hữu cơ của khí thải nhỏ thì lượng dung môi thu hồi sẽ giảm đi rất nhiều và hiệu quả sử dụng năng lượng của việc xử lý khí thải cũng sẽ bị ảnh hưởng, do đó có xu hướng giảm trong giai đoạn đầu. Khi áp dụng quy trình xử lý thu hồi ngưng tụ, hàm lượng chất hữu cơ trong khí thải phải được đo và tốc độ thu hồi khí thải được tính toán thông qua phương trình nếu xác định được hàm lượng chất hữu cơ trong khí thải nhỏ. không phù hợp để áp dụng quy trình xử lý thu hồi ngưng tụ.

Quy trình xử lý hấp thụ nước

Tính chất vật lý của một số khí thải cho phép chúng hòa trộn với nước và khí thải này có thể được xử lý bằng phương pháp hấp thụ nước. Trong giai đoạn ứng dụng thực tế của quy trình xử lý hấp thụ nước, hấp thụ vật lý và hóa học là điểm mấu chốt cho hiệu quả năng lượng của quy trình. Nếu tính chất của các chất hữu cơ trong khí thải tương đối ổn định và không dễ bị thay đổi tính chất. hấp thụ vật lý có thể được sử dụng để xử lý khí thải.

Nhìn chung, có nhiều loại chất hữu cơ hòa tan được với nước và con người cần đưa ra nhận định dựa trên đặc tính của các chất đó trong ứng dụng thực tế. Việc áp dụng phương pháp hấp thụ nước chủ yếu dựa vào lý thuyết màng kép về hấp thụ khí. Trên thực tế, màng khí và màng lỏng tương ứng được bao phủ ở cả hai loại phía pha khí và phía pha lỏng. Khi xử lý khí thải, quá trình hấp thụ chất hữu cơ chắc chắn sẽ tạo ra điện trở tương ứng và màng là vật liệu chính hình thành nên điện trở. Khi khí được hấp thụ và chuyển qua hai màng, thể pha lỏng sẽ được hấp thụ từng cái một. Giai đoạn này cũng là giá trị hấp thụ tối đa sẽ được tạo ra. Khi hơi và chất lỏng đồng nhất, người ta có thể đo lượng nước tiêu thụ hấp phụ dựa trên giá trị không đổi.

Trong giai đoạn ứng dụng công nghệ hấp thụ nước, các giá trị tương ứng sẽ được tạo ra sau khi nhập các loại khác nhau. Sau khi sử dụng các công thức khác nhau để tính toán từng cái một một cách hoàn hảo, người ta có thể xác định được tiêu chuẩn hấp thụ tối ưu. Trong trường hợp bình thường, khi nhiệt độ được duy trì ở mức 9, để hấp thụ các chất hữu cơ hòa tan cao, người ta nên đo nồng độ nước thải để đảm bảo rằng tất cả các chỉ số được áp dụng trong quy trình có thể đáp ứng các tiêu chuẩn mong đợi, để cải thiện hiệu quả. hiệu quả xử lý khí thải. Bằng cách so sánh hiệu suất năng lượng xử lý thực tế, có thể thấy rằng với cùng thông số kỹ thuật của khí thải hữu cơ làm thân chính, hiệu quả xử lý của phương pháp hấp thụ nước cao hơn đáng kể so với quy trình xử lý thu hồi ngưng tụ và nồng độ của dung môi hữu cơ cũng giảm. Do đó, trong môi trường hấp thụ nước, chất hữu cơ dễ hòa tan sẽ dễ dàng được hấp thụ hơn trong quá trình xử lý hấp thụ nước. Nói một cách tương đối, hiệu suất năng lượng của quá trình này mạnh hơn đáng kể so với quá trình xử lý thu hồi ngưng tụ. Khi nồng độ phát thải khí thải hữu cơ không đổi sẽ có mối quan hệ trực tiếp giữa nhiệt độ hấp thụ và mức độ cân bằng của môi trường trong nước. Nói một cách đơn giản, nếu nhiệt độ của chất hấp thụ thấp thì nồng độ cân bằng của môi trường trong nước sẽ cao, dẫn đến lượng chất hấp thụ sử dụng sẽ giảm hợp lý nếu nhiệt độ của chất hấp thụ cao thì nồng độ cân bằng của chất hấp thụ sẽ giảm đi một cách hợp lý; môi trường trong nước sẽ giảm, điều này sẽ khiến khả năng hấp thụ tiêu thụ tăng lên.

Ví dụ, trong môi trường có nhiệt độ dưới 25, nếu khí thải hữu cơ được xử lý đạt tiêu chuẩn phát thải sẽ hình thành nồng độ cân bằng ổn định tương ứng trong nước và sẽ được đo dựa trên các tiêu chuẩn tương ứng khi nước hấp thụ chất hữu cơ. vật chất, chỉ có thể hấp thụ một phần chất hữu cơ tiêu chuẩn và phần nước còn lại cần được tái sinh hoặc thải trực tiếp.

Trên thực tế, trong giai đoạn áp dụng quy trình xử lý hấp thụ nước, nồng độ khí trong môi trường pha lỏng không thể phù hợp với nồng độ ở trạng thái cân bằng pha và hiệu suất năng lượng của quy trình xử lý hấp thụ nước thấp hơn mong đợi. Vì vậy, khi xử lý khí thải hữu cơ nếu chỉ sử dụng phương pháp hấp thụ nước làm phương pháp chính thì khí thải thải ra tuy có đạt tiêu chuẩn khí thải nhưng sẽ tiêu tốn nhiều tài nguyên nước hơn. Về trình độ kỹ thuật, hiệu quả ứng dụng của nó là tốt, nhưng xét về mặt công nghệ toàn diện, hiệu quả sử dụng năng lượng của nó kém hơn một chút.

Trong môi trường hòa tan trong nước, phương pháp hấp thụ nước phù hợp hơn để xử lý khí thải hữu cơ, đặc biệt là khí thải hữu cơ có nhiệt độ sôi thấp và khả năng hòa tan trong nước mạnh, dù là thu hồi chất hữu cơ hay nồng độ chất hữu cơ, hiệu quả sử dụng năng lượng của nước. phương pháp hấp thụ mạnh hơn đáng kể so với quá trình thu hồi ngưng tụ. Tuy nhiên, điều này không có nghĩa là các loại khí thải hữu cơ khác có nhiệt độ sôi cao cũng có thể được phân hủy hiệu quả bằng phương pháp hấp thụ nước, hiệu suất năng lượng xử lý của nó cũng sẽ làm suy yếu lợi thế ứng dụng của nó so với quá trình thu hồi ngưng tụ. Nếu chỉ sử dụng phương pháp này để xử lý khí thải, mặc dù hiệu quả xử lý có thể đáp ứng tiêu chuẩn khí thải nhưng mức tiêu thụ năng lượng nhìn chung lớn, đòi hỏi phải áp dụng quy trình xử lý phối hợp dựa trên tình hình thực tế.

Quy trình xử lý hấp phụ

Sự hấp phụ được chia thành hai loại: hấp phụ vật lý và hấp phụ hóa học. Sự hấp phụ vật lý chủ yếu là do lực hút van der Waals nên độ chọn lọc kém. Khí càng dễ hóa lỏng thì càng dễ bị hấp phụ. Quá trình hấp phụ vật lý tương tự như quá trình hóa lỏng của khí. Nhiệt hấp phụ cũng có giá trị tương tự như nhiệt ngưng tụ, có thể coi là sự ngưng tụ của khí. khí trên bề mặt chất hấp phụ.

Sự hấp phụ vật lý có thể được giải hấp dễ dàng bằng cách thay đổi áp suất hoặc nhiệt độ vận hành để giải hấp các chất bị hấp phụ. Hấp phụ hóa học có nghĩa là chất bị hấp phụ hình thành liên kết hóa học trên bề mặt chất hấp phụ. Sự hấp phụ có tính chọn lọc cao và nhiệt hấp phụ tương đương với nhiệt của phản ứng hóa học, nhưng việc giải hấp rất khó khăn. Trong quá trình xử lý khí thải người ta chủ yếu sử dụng phương pháp hấp phụ vật lý.

Khí thải đi vào lớp hấp phụ thông qua thiết bị ngăn lửa và phân phối luồng không khí. Các thành phần hữu cơ trong khí thải được hấp phụ bởi chất hấp phụ và khí thải được thải ra qua quạt ở độ cao lớn. Khi chất hấp phụ gần bão hòa, hơi nước hoặc khí nguồn nhiệt khác được đưa vào để giải hấp. Do tác dụng làm giàu của chất hấp phụ, hàm lượng chất hữu cơ trong khí giải hấp cao hơn đáng kể so với nồng độ chất hữu cơ trong khí thải. trước khi điều trị, vì vậy nó có giá trị phục hồi nhất định.

Khí giải hấp có thể được ngưng tụ bằng thiết bị ngưng tụ và sau đó đi vào bể phân tầng. Nếu hòa tan trong nước, chẳng hạn như ethanol, nó sẽ được đưa đến tháp thu hồi dung môi để tái chế thêm. Khí được giải hấp cũng có thể được đốt thông qua giường đốt xúc tác (xúc tác palladium hoặc bạch kim) để tạo ra khí thải không độc hại. Nhiệt sinh ra trong quá trình đốt sẽ làm nóng không khí nóng để giải hấp. Hiện nay, khả năng hấp phụ của các chất hấp phụ than hoạt tính và sợi carbon thường được sử dụng cho các dung môi hữu cơ phổ biến trong ngành dược phẩm là 100 ~ 400g/kg. Khả năng hấp phụ tương đối lớn. Nếu thiết kế hợp lý thì hàm lượng chất hữu cơ trong đó. Khí thải sau khi hấp phụ có thể được kiểm soát dưới 100mg/m3.

Ngưng tụ ở nhiệt độ thấp là phương pháp hiệu quả để xử lý khí thải dung môi hữu cơ có nồng độ cao. Phương pháp này có ưu điểm là đầu tư thiết bị thấp, tiêu thụ điện năng thấp, vận hành đơn giản và hiệu suất thu hồi cao đồng thời giảm lượng khí thải. lượng dung môi và có lợi ích tổng thể tốt. Phương pháp hấp thụ nước có những ưu điểm nhất định trong việc xử lý khí thải hữu cơ có nhiệt độ sôi thấp, dễ hòa tan trong nước, tuy nhiên trong quá trình hấp thụ sẽ sinh ra nước thải ô nhiễm thứ cấp.

Sau khi phân tích quy trình xử lý khí thải hữu cơ ở trên, không khó nhận thấy rằng hiệu suất năng lượng xử lý rõ ràng là khó đạt được mục tiêu mong đợi. Đối với khí thải có nồng độ thấp, quy trình xử lý hấp phụ có thể được sử dụng để tái xử lý để đảm bảo. các chỉ tiêu khí thải sau xử lý đạt tiêu chuẩn khí thải.