Xử lý khí SO2 bằng phương pháp hấp thụ

Hấp thụ khí SO2 bằng dung dịch sữa vôi:

Sữa vôi là dung dịch quá bão hoà của vôi (Ca(OH)₂) với nước (với hàm lượng vôi 100~110 g/lít). Khi phun vào tháp phun hay tháp đệm, khí SO₂ bị dung dịch hấp thụ và xảy ra phản ứng:

Ca(OH)₂ + SO₂ => CaSO₃ + H₂O

Sunfit canxi ít tan trong nước và bị oxi hoá dần thành sufat canxi, lắng xuống theo phản ứng:

2CaSO₃ + O₂ => 2CaSO₄

Quy trình này này đã được dùng thử ở nhiều nơi và là đối tượng nghiên cứu của đề tài do GS. TS.Trần Ngọc Chấn và TS Bùi Sỹ Lý tiến hành (1999~2000) trong tháp đệm. Đề tài này nghiên cứu trong chế độ khí nguội (trong điều kiện tự nhiên rất ít gặp). Nghiên cứu này chỉ ra : Chỉ có thể có hiệu quả hấp thu SO₂ trong khí thải cao (tới 98%) khi dùng tháp đệm có chiều dày lớp đệm h = 1m; Vận tốc trọng lượng dòng khí thải ~0.6 kg/m²s và hệ số phun nước vôi có pH = 9~10 là 2 kg/m³kk.

Tuy thế, các tài liệu tham khảo và thực tế sử dụng đã cảnh báo tính phức tạp trong sử dụng vì cặn vôi đóng cứng làm hư hỏng hệ thống và thiết bị vì lý do như sau:

Trong khói lò đốt ngoài khí SO₂ ra còn có CO₂ với hàm lượng cao. Lương khí này sẽ phản ứng với dung dịch nước vôi theo phản ứng sau:

Ca(OH)₂ + CO₂ => CaCO₃ + H₂O

Phản ứng không mong muốn này làm tiêu tốn thêm hoá chất trong hệ thống. Đồng thời, CaCO₃ sẽ lắng đọng trên bề mặt lớp đệm, làm dày lên và làm tắc lớp đệm. Chúng còn đóng trên hệ thống phun dung dịch làm tắc nghẽn hệ thống này.

Một cách khác là: Sữa vôi Ca(OH)₂ được hoà trộn và phun vào tháp sấy khô dùng khí thải từ lò đốt làm chất cấp nhiệt. Hạt dung dịch khô dần trong dòng khí thải, hấp thu khí SO₂ và được thu lại trong thiết bị thu bắt bụi sau buồng phun. Phương trình phản ứng giống như trên.

Hấp thụ khí SO2 bằng dung dịch Xút:

Có một vài ứng dụng trong nước dùng tháp phun kết hợp tháp đệm lọc SO₂ bằng dung dịch xút 0,5~ 1% thay cho dung dịch vôi với hệ số phun μ ≈ 3kg/kg đã cho kết quả: Hạ được nồng độ SO₂ trong khí thải lò đốt dầu F.O khoảng 85 ~ 90%. Phản ứng trong quá trình như sau:

NaOH + SO₂ =NaHSO₃

NaOH + NaHSO₃ = Na₂SO₃ +H₂O

Dung dịch này tránh được nhược điểm của dùng vôi là ít bị nghẹt hệ thống phun dung dịch và chỉ hấp thu SO₂ . Phản ứng phụ của xút với CO₂ nếu có xảy ra thì một phần của cacbonat natri được hình thành sẽ phản ứng với khí SO₂ để tạo thành sunfit và bisunfit natri:

NaOH + H₂CO₃ = NaHCO₃ + H₂O

2NaOH + CO₂ = Na₂CO₃ + H₂O

Na₂CO₃ + SO₂ = Na₂SO₃ +CO₂

NaHCO₃ + SO₂ = NaHSO₃ + CO₂

Na₂SO₃ + SO₂ + H₂O = 2NaHSO₃

Tuy vậy hệ thống này tiêu tốn nhiều xút ; Còn đòi hỏi khí thải phải được làm nguội trước khi xử lý khí thải và trên thực tế nước thải đã không được xử lý khi thải bỏ, vì nếu cộng thêm phần xử lý nước thì giá thành hệ thống rất cao. Ngoài ra hệ thống này cần làm bằng vật liệu chịu được môi trường kiềm cao như INOX; COMPOSITE…