Câu 1: Lập các PTHH theo các sơ đồ phản ứng sau:

VII. Xử lí khí SO2 bằng các chất hấp phụ thể rắn

– Do quá trình xử lý khí SO2 bằng chất hấp thụ theo phương pháp ướt có nhược điểm là nhiệt độ của khí thải sẽ bị hạ thấp, độ ẩm nếu tăng cao lại gây han rỉ thiết bị máy móc, hệ thống xử lý cồng kềnh.

Để khắc phục các yếu điểm trên và có thể vừa hoàn nguyên vật liệu hấp phụ vừa làm sạch khí thải khỏi bụi của vật liệu hấp phụ người ta đã kết hợp giữa quá trình khô và ướt. Đây là biện pháp ngày càng trở nên thiết thực.

• Hấp phụ khí thải chứa SO2 bằng than hoạt tính • Xử lí khí thải chứa SO2 bằng than hoạt tính có tưới nước- Quá trình LURGI • Xử lí khí thải chứa SO2 bằng nhôm oxit kiềm hóa • Xử lí khí thải chứa SO2 bằng mangan oxit (MnO) • Xử lí khí SO2 bằng vôi và dolomit trộn vào than nghiền

Hai loại thiết bị được sử dụng là thiết bị tạo bọt và thiết bị lọc ướt có vật liệu đệm lọc với vật liệu đệm sơ sợi hoặc vật liệu đệm là các vòng sứ được chọn vì các lí do: – Có hiệu suất cao. – Dễ vận hành – Chịu được nhiệt độ cao. – Có khả năng hấp thụ các hơi khí độc hại. – Có khả năng làm nguội khói thải. – Lọc được các hạt bụi nhỏ.

III. Phương pháp magiê oxit (MgO)

Về việc sử dụng sữa MgO để khử SO2 trong khói thải đã được biết đến từ lâu, nhưng việc nghiên cứu ứng dụng trong công nghiệp mới được thực hiện giai đoạn gần đây chủ yếu là do các nhà khoa học – công nghệ của Liên Xô cũ.

SO2 sẽ được hấp thụ bởi MgO để tạo thành tinh thể ngậm nước sunfit magiê. Ở thiết bị hấp thụ sẽ xảy ra các phản ứng sau: MgO + SO2 →MgSO3 MgO + H2O →Mg(OH)2 MgSO3 + H2O + SO2 →Mg( HSO3)2 Mg(OH)2 + Mg( HSO3)2 →2MgSO3 + 2H2O

Do độ hòa tan của sunfit magiê trong nước là có giới hạn, nên lượng dư ở dạng MgSO3.6 H2O và MgSO3.3H2O rơi xuống thành cặn lắng. Trong dung dịch hấp thụ, tỉ lệ rắn : lỏng trong huyền phù là 1:10; độ pH ở dung dịch hấp thụ đầu vào là 6,8-7,5; còn ở đầu ra là 5,5-6,0 Sunfat magiê được hình thành nhờ sự oxit hóa sunfit magiê. MgSO3 + O2→ MgSO4

Việc hình thành MgSO4 không có lợi cho sự tái sinh MgO ( nhiệt độ phân hủy MgSO4 là 1.200 – 11.300oC ). Do đó, ta cần hạn chế phản ứng này bằng cách giảm bớt thời gian tiếp xúc giữa 2 pha khí và pha lỏng hoặc dùng chất làm giảm tính oxi hóa. Tái sinh Magiê sẽ được thực hiện trong lò nung ở to = 900oC và cho thêm than cốc . Khi nung như vậy thì khí SO2 thoát ra có nồng độ là 7-15%. Khí sẽ được làm nguội , tách bụi và sương mù axit sunfuric rồi đưa đi sản suất axit sunfuaric.

Trong đó các phương pháp chúng ta có thể xử lí theo là: – Magiê oxit kết hợp với potos ( kali cacbonat ) – Magiê oxit không kết tinh – Magiê sủi bọt – Magiê oxit “kết tinh” theo chu trình

Ưu điểm của phương pháp magiê oxit: Có thể xử lí khí nóng không cần làm nguội sơ bộ .Sản phẩm thu được sẽ tận dụng sản xuất axit sunfuric. MgO dễ kiếm và rẻ tiền , hiệu quả xử lí cao.

Xử lí khí thải SO2 bằng kẽm oxit ( ZnO ) cũng tương tự như là phương pháp dùng oxit magiê tức là sử dụng phản ứng giữa SO2 với kẽm oxit để thu các muối sunfit và bisunfit, sau đó sẽ dùng nhiệt để phân ly thành SO2 và ZnO.

Ở phương pháp này, chất hấp thụ là kẽm. Phản ứng hấp thụ như sau: SO2 + ZnO + 2,5 H2O→ ZnSO3 + 2,5 H2O Và khi nồng độ SO2 lớn 2SO2 + ZnO + H2O →Zn(HSO3)2 Sunfit kẽm tạo thành không tan trong nước sẽ bị tách ra bằng xyclon ướt và sấy khô.Việc tái sinh ZnO được thực hiện bằng cách nung sunfit ở 350oC. ZnSO3.2,5 H2O→ SO2 + ZnO + 2,5H2O SO2 được sử dụng để tiếp tục chế biến còn ZnO sử dụng lại hấp thụ.

Có các phương pháp sau: – Phương pháp dùng kẽm oxit đơn thuần – Phương pháp dùng kẽm oxit kết hợp với natri sunfit

Ưu điểm: Là quá trình phân ly kẽm sunfit ZnSO3 thành SO2 và ZnO xảy ra ở nhiệt độ thấp hơn đáng kể so với quá trình phân ly bằng nhiệt đối với MgSO3. Có khả năng xử kí khí cao ở nhiệt độ (200 – 250oC)

Nhược điểm: Có khả năng hình thành sunfit kẽm (MgSO4) làm cho việc tái sinh ZnO bất lợi về kinh tế nên phải thường xuyên tách chung ra và bổ sung ZnO.

SO2 được hấp thụ trong dung dịch amoniăc hoặc dùng dung dịch sunfit – bisunfit amon. Vì amoniăc và khí SO2 trong dung dịch nước sẽ có phản ứng với nhau và tạo thành muối trung gian amoni sunfit, sau đó muối amoni sunfit lại tác dụng tiếp với SO2 và H2O để tạo ra muối amoni bisunfit, theo các phản ứng sau:

NH4 + H2O + SO2 → (NH4)2 SO3 H2O + SO2 + (NH4)2SO3 → 2NH4HSO3 2NH4HSO3 nung nóng (NH4)2SO3 + H2O + SO2

Có thể : 2NH4HSO3 + (NH4)2 SO3 → 2(NH4)2SO4 + S + H2O (NH4)2 SO3 + S→ (NH4)2 S2O3 (NH4)2 S2O3 + 2NH4HSO3 → 2(NH4)2 SO4 + 2S + H2O

Lưu huỳnh đơn chất sẽ tiếp tục tác dụng với sunfit. Cứ như vậy thì tốc độ phản ứng phân hủy dung dịch làm việc sẽ tăng dần, dung dịch làm việc sẽ hoàn toàn biến thành amoni sunfat và lưu huỳnh đơn chất.

Các biện pháp xử lí khí theo amoniăc như sau:

• Xử lí khí SO2 bằng amoniăc và vôi • Hệ thống xử lí khí SO2 bằng amoniăc theo chu trình • Xử lí khí SO2 bằng amoniăc có chưng áp

* Ưu điểm của phương pháp amoniăc: Hiệu quả cao, chất hấp thu dễ kiếm và thu được sản phẩm cần thiết ( sunfit và bisunfit amon).

Có được những trải nghiệm có-một-không-hai trên đời

Điều cuối cùng và cũng là tuyệt vời nhất của việc sống ở nước ngoài là có được những trải nghiệm độc đáo mà không gì có thể so sánh được. Những trải nghiệm này đến từ nhiều cung bậc cảm xúc thăng trầm của cuộc sống nơi đất khách, từ niềm vui được mắt thấy, tai nghe, tay chạm đến những thứ mà mình chưa từng biết đến, và từ sự trân trọng những nỗ lực, hy sinh của bản thân và gia đình để mình được đặt chân đến những nơi mình được đến, làm những điều mình được làm. Đây không chỉ là những điều làm cuộc sống của ta trở nên màu sắc, sinh động, đa chiều hơn, mà còn có thể tiếp tục trở thành những giai thoại truyền cảm hứng cho con cháu sau này. (Khi còn nhỏ, tôi luôn say mê nghe những câu chuyện kể về chuyến đi Đông Đức của bà hay trầm trồ ngắm chiếc cốc thủy tinh có in hình hai chú chim hòa bình ông mua khi ở Bun-ga-ri — đó là một phần ký ức tuổi thơ đáng nhớ tạo nên ước mơ du học của tôi sau này).

Bởi vậy, dẫu biết rằng không phải ai trong đời cũng có cơ hội được sống ở nước ngoài và không phải ai cũng có ước mơ lớn đủ để rời bỏ gia đình, quê hương sang một vùng đất mới, tôi vẫn muốn viết ra những dòng này thay lời động viên, khích lệ. Tôi có nhiều người bạn từng đi du học ở nước ngoài nhiều năm, sau đó về nước hẳn và không còn ý định đi đâu xa nữa, nhưng những trải nghiệm đáng nhớ một thời “xa xứ” vẫn còn nguyên đó và tiếp tục giúp mọi người trong cuộc sống hiện tại ở Việt Nam. Tôi cũng có những người bạn khi còn trẻ lúc nào cũng kể về ước mơ đi “Tây” của mình nhưng chưa bao giờ có đủ động lực để bắt tay vào hành động hiện thực hóa ước mơ. Thế nhưng đến khi có gia đình, con nhỏ, tưởng như ổn định rồi thì ước mơ lại trỗi dậy, cộng thêm mong muốn cho con cái được lớn lên trong môi trường khác, các bạn lại đi được những bước lớn hơn, dài hơn, quyết liệt hơn để đưa cả gia đình sang nước ngoài trải nghiệm. Khi còn làm công tác xã hội ở cộng đồng người Việt nhập cư tại Mỹ, tôi được làm quen với rất nhiều ông bà, cô bác tuổi đã cao, tưởng như cả đời sẽ chỉ sống an nhiên ở Việt Nam, ấy vậy mà (nửa) cuối cuộc đời lại ra nước ngoài. Nhìn những bác bằng tuổi ông bà, bố mẹ mình vẫn vui vẻ hàng ngày cắp sách đi học tiếng Anh, học thi quốc tịch, vận động người Việt đi bầu cử…, tôi nhận ra rằng không có gì là không thể. Nếu bạn thực sự quyết tâm, hãy để trải nghiệm sống ở nước ngoài có-một-không-hai này được trở thành một phần cuộc đời của chính mình!

*Bạn thích bài viết này? Hãy cân nhắc ủng hộ cho The Present Writer để blog có thể tiếp tục hoạt động phi lợi nhuận

**Vui lòng đọc kỹ yêu cầu về Bản Quyền-Cộng Tác trước khi sao chép hoặc trích dẫn nội dung và hình ảnh của blog

Khí Sunfu Đioxit (SO2) là loại chất ô nhiễm phổ biến nhất trong sản xuất công nghiệp cũng như trong sinh hoạt của con người.  Nguồn phát sinh ra SO2 có thể là do quá trình đốt bất cứ thứ thứ gì trong cuộc sống hàng ngày (than đá, khí, gỗ và các chất hữu cơ khác như phân khô, rơm rác…), hay trong quá trình công nghiệp (đốt lò hơi, nhiệt điện, luyện kim, hóa chất…).

Theo Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA), đến năm 2017, nhu cầu tiêu thụ than đá và dầu mỏ thế giới tương ứng lần lượt là 4,32 tỷ tấn than và 4,4 tỷ tấn dầu.

Khi thành phần lưu huỳnh trong nhiên liệu trung bình chiếm 1% thì lượng khí S02 thải vào khí quyển là 60 triệu tấn/năm. Đó là chưa kể đến lượng SO2 thải ra từ các ngành công nghiệp khác.

Khi nhiễm độc khí SO2, SO2 sẽ đi vào phổi và vào hệ thống bạch huyết. Trong máu SO2 tham gia nhiều phản ứng hoá học để làm giảm dự trữ kiềm, làm cho rối loạn quá trình chuyển hoá đường và protêin, kiến thiếu vitamin B và C, tạo ra methemoglobine gây tắc nghẽn mạch máu và làm giảm khả năng vận chuyển ôxy của hồng cầu, gây co hẹp dây thanh  quản, khó thở.

Hiện nay, khí SO2 phát sinh ngày càng nhiều dẫn đến hệ quả là môi trường không khí ngày càng bị ô nhiễm, vì vậy chúng ta cần phải có biện pháp xử lý khí SO2 hiệu quả. Và đây là một trong những phương pháp được sử dụng khá rộng rãi trong các quá trình xử lý khí thải.

Hấp thụ khí SO2 bằng nước là một trong những phương pháp đơn giản được áp dụng sớm nhất để loại bỏ khí SO2 trong khí thải, nhất là trong khói thải các loại lò công nghiệp.

Hệ thống xử lý khí SO2 bằng nước bao gồm 2 giai đoạn:

1-  Hấp thụ khí thải chứa SO2 bằng cách phun nước vào trong dòng khí thài hoặc cho khí thải đi qua một lớp vật liệu đệm (vật liệu rỗng) có tưới nước – scrubơ;

2-  Giải thoát khí SO2 ra khỏi chất hấp thụ để tái sử dụng nước sạch và thu hồi SO2 (nếu cần).

Nồng độ hòa tan của khí SO2 trong nước giảm khi mà nhiệt độ nước tăng cao, vì vậy nhiệt độ của nước cấp vào hệ thống dùng để hấp thụ khí SO2 phải đủ thấp. Còn để tái sử dụng nước, giải thoát khí SO2 khỏi nước thì nhiệt độ của nước phải cao.

Cụ thể là khi ở nhiệt độ 100°c thì SO2 bay hơi ra một cách hoàn toàn và trong dòng khí thoát ra sẽ có lẫn cả hơi nước. Và bằng phương pháp ngưng tụ người ta sẽ thu được khí SO2 với độ đậm đặc rất cao s= 100% để dùng vào mục đích sản xuất axit sunfuric.

Thực tế , lượng nước dùng phải lớn hơn một ít so với lượng nước lý thuyết vì khi nước sau khi ra khỏi thiết bị hấp thụ , luôn không thể đạt mức bão hòa khí SO2 trong nó.

Khi giải hấp thụ thì cần phải đun nóng một lượng nước rất lớn tức phải cần có một nguồn cấp nhiệt (hơi nước) công suất lớn. Đây là một khó khăn.

Ngoài ra, nếu muốn sử dụng lại nước cho quá trình hấp thụ thì nước đó phải được làm nguội xuống gần 10°C – tức phải cần đến nguồn cấp lạnh. Đây cũng là vấn đề không đơn giản và rất tốn kém.

Từ các nhược điểm nói trên, phương pháp hấp thụ khí SO2 bằng nước này chỉ áp dụng được khi:

Trên hình 14. la là sơ đồ hệ thống hấp thụ khí SO2 bằng nước.

Trường hợp khí thải chứa nhiều SO2 như trong công đoạn nấu quặng sunfua kim loại của công nghiệp luyện kim màu chẳng hạn, nồng độ SO2 trong khí thải có thể đạt 2 – 12%, người ta có thể xử lý khí SO2 bằng nước kết hợp với quá trình oxy hóa SO2 bằng chất xúc tác.

Quá trình cũng được thực hiện thành hai giai đoạn. Giai đoạn thứ nhất: khí S02 kết hợp vãi oxy nhờ sự có mật của chất xúc tác vanađi (V) để biến thành anhiđrit sunfuric SO3 và giai đoạn thứ hai là dùng nước tưới trong scrubơ dể anhiđrit sunfuric kết hợp với nước tạo thành axit sunfuric H2SO4.

Trong giai đoạn thứ nhất, phản ứng oxy hóa khí SO2 có tỏa nhiệt và phản ứng xảy ra càng mạnh ở nhiệt độ càng thấp, do đó cần thực hiện quá trinh này qua nhiều tầng xúc tác, sau mỗi tầng đều được làm nguội.

Sơ đồ hệ thống xử lý SO2 bằng nước kết hợp với oxy hóa bằng chất xúc tác được thể hiện qua hình 14.1b.