Công nghệ xử lí khí H2S

Kính chào cô và các bạn đến với bài thuyết trình..!
Thành viên nhóm:
Nguyễn Thị Ngọc Anh
Đoàn Ngọc Của
Phạm Thị Thúy Nga
Huỳnh Nhật Phong
5. Vi Thanh Phong
6. Nguyễn Đình Quân
7. Ngô Thị Sự
8. Đinh Thị Thu
9. Bùi Văn Toàn
GVHD: Vũ Thị Thu Hòa
Chủ Đề
CÔNG NGHỆ XỬ LÝ KHÍ H2S
Tổng quan về khí H2S
Một số công nghệ xử lý khí H2S
I. Tổng quan về khí H2S
1. Khái niệm
Hydro sunfua (H2S) là một chất khí không màu, có mùi thối khó chịu.
Cấu trúc phân tử của H2S tương tự cấu trúc phân tử nước, H2S bị phân cực khả năng tạo thành liên kết Hydro ở H2S yếu hơn ở H2O.
H2S ít tan trong nước nhưng lại tan nhiều trong dung môi hữu cơ. Các chất điện li không điện li trong H2S lỏng.
H2S rất độc, nó độc không kém gì HCN. Ở trạng thái lỏng H2S bị oxy hóa một phần.
a. Trong thiên nhiên:
♣ H2S sinh ra do chất hữu cơ thối rữa, đặc biệt là ở nơi nước cạn, bờ biển và sông hồ nông cạn, các vết nứt núi lửa, ở các suối, cống rãnh, hầm lò khai thác than.
♣ Ước lượng từ mặt biển phát ra 30 triệu tấn H2S mỗi năm và từ mặt đất phát ra khoảng 50 - 60 triệu tấn mỗi năm.
2. Nguồn phát sinh
♣ Do quá trình sử dụng nhiên liệu có chứa lưu huỳnh.
♣ Khí H2S xuất hiện trong khí thải của các quá trình: tinh chế dầu mỏ, tái sinh sợi, khu vực chế biến thực phẩm, xử lý rác thải…
♣ Ước lượng khí H2S sinh ra từ sản xuất công nghiệp là 3 triệu mỗi năm.
b. Trong sản xuất công nghiệp:
3. Tác hại của H2S
a. Đối với con người:
Ở nồng độ thấp (~5ppm) gây nhức đầu, khó chịu.
Ở nồng độ cao (>150ppm) có thể gây tổn thương màng nhầy của cơ quan hô hấp.
Ở nồng độ cao hơn (~500ppm) gây tiêu chảy, viêm phổi.
Khi đạt tới nồng độ (700-900ppm) H2S nhanh chóng xuyên qua màng phổi và thâm nhập vào máu, có thể gây tử vong.
b. Đối với thực vật: Gây tổn thương lá cây, làm rụng lá và giảm sinh trưởng.
II. Công nghệ xử lý khí H2S
Xử lý H2S bằng Natri cacbonat (Na2CO3)
a. Nguyên lý
Quá trình xử lý H2S bằng Na2CO3 được dựa trên cơ sở các phản ứng sau:
H2S + Na2CO3 → NaHS + NaHCO3 (1)
Tiếp theo là phản ứng thu hồi lưu huỳnh có sự tham gia của Natri Vanadat NaVO3
2 NaHS + H2S + 4 NaVO3+ ½ O2 → Na2V4O9 + NaOH + 3 S (2)
Để hoàn nguyên Vanadat người ta dung chất xúc tác ADA (Natri Amoni Vanadat và Disunfonat)
Na2V4O9 + 2 NaOH + ½ O2 + 2 ADA → 4 NaVO3 + 2 ADA (3)
b. Cấu tạo và cơ chế hoạt động:
* Sơ đồ hệ thống xử lý khí H2S bằng natri cacbonat (Na2CO3)
1. Tháp hấp thụ (scrubơ)
2. Tháp giải hấp thụ
3. Quạt
4. Sấy nóng không khí
5. Điều chỉnh nước dung dịch
6. Điều chỉnh lưu lượng dung dịch tưới
♣ Ưu điểm: dễ dàng tuần hoàn và thu hồi hóa chất cho quá trình phản ứng → ít tốn hóa chất.
♣ Nhược điễm: công nghệ xử lý phức tạp, chiếm diện tích lớn, chi phí dụng cụ cao…
c. Ưu, nhược điểm
2. Xử lý H2S bằng NaOH
Nguyên lý:
Khí H2S kết hợp với NaOH theo phản ứng sau đây:
H2S + NaOH → Na2S + 2 H2O (6)
Na2S + H2S ↔ 2 NaHS (7)
Na2S + H2O ↔ NaHS + NaOH (8)
Đồng thời, NaOH có tác dụng với CO2 có trong khí thải:
CO2 + NaOH → NaHCO3 (9)
NaHCO3 + NaOH → Na2CO3 + H2O (10)
nháp
Ngoài ra phản ứng khử H2S trong dung dịch còn xảy ra quá trình oxy hóa Natrisunfua thu được từ phản ứng (6) tạo thành Natri Hydrosunfua và Hydrosunfit.
Na2S + H2O → NaOH + NaHS (11)
2 NaHS + 2O2 → Na2S2O3 + H2O (12)
b. Cấu tạo và cơ chế hoạt động:
1. Tháp hấp thụ
2. Thùng chứa dung dịch
3. Thùng xử lý dung dịch đã sử dụng trước khi thải ra môi trường
4. Bình chứa dung dịch mới
(xút hoặc vôi sữa )
5. Bình chứa vôi clorua
6. Bơm
* Sơ đồ hệ thống xử lý khí H2S bằng xút hoặc sữa vôi
c. Ưu, nhược điểm
♣ Ưu điểm:
+ Phương pháp đảm bảo xử lý được 100% H2S trong khí thải.
+ Hệ thống xử lý không đòi hỏi chế tạo bằng vật liệu chống acid.
+ Thiết bị rửa khí có lớp đệm còn có khả năng hạ nhiệt độ và lọc bụi ướt có trong khí thải.
♣ Nhược điểm:
+ Khó khăn trong khâu vệ sinh vật liệu đệm.
+ Dễ gây tắc nghẽn vật liệu đệm do quá trình tích tụ cặn.
3. Xử lý H2S bằng amoniac (NH3)
Nguyên lý
Trong tháp hấp thụ, H2S trong khí thải tiếp xức với dung dịch amoniac và chúng kết hợp với nhau theo phản ứng:
2 NH3 + H2S → (NH4)2S (13)
Ở nhiệt độ và áp suất thích hợp amoniac sunfua (NH4)2S phân hủy thành NH3 và H2S. Amoniac từ quá trình phân hủy quay lại quy trình làm việc, còn H2S được đưa sang công đoạn điều chế axit hoặc lưu huỳnh đơn chất.
b. Cấu tạo và cơ chế hoạt động:
1. Tháp hấp thụ
2,3. Thùng chứa
4. Thiết bị làm nguội
5. Bề mặt trao đổi nhiệt
6. Tháp cất khí H2S
* Sơ đồ hệ thống xử lý H2S bằng amoniac
c. Ưu, nhược điểm
♣ Ưu điểm:
+ Quá trình xử lý tuần hoàn được 100% dung dịch hấp thụ.
+ Quá trình đơn giản, được áp dụng rộng rãi.
+ Nguyên liệu dễ kiếm, giá thành rẻ.
♣ Nhược điểm:
+ Tốn thời gian hạ nhiệt cho quá trình giải hấp.
+ Có mùi hôi khai. 
4. Xử lý H2S bằng Oxit sắt (Fe2O3)
Nguyên lý
Khí H2S sẽ kết hợp với Oxit sắt theo các phản ứng sau:
14 Fe2O3 + 3 H2S → Fe2S3 + 3 H2O (*)
2 Fe2S3 + 3 O2 → 2 Fe2O3 + 6 S (**)
Sau bão hòa, oxit sẽ được hoàn nguyên bằng oxy không khí để thu lưu huỳnh. Điều kiện tốt nhất là nhiệt độ khoảng 28 đến 30oC, độ ẩm vật liệu hấp phụ khoảng 30%.
Để hoàn nguyên vật liệu, có thể dùng một trong các phương pháp:
+ Oxy hóa vật liệu hấp phụ bằng oxy không khí.
+ Thổi hỗn hợp khí có chứ 2 – 3% oxy qua lớp vật liệu hấp phụ với nhiệt độ 600 – 800oC.
+ Hoàn nguyên liên tục bằng cách bổ sung vào dòng khí cần xử lý một lượng oxy sao cho lượng oxy hỗn hợp khí gấp 1,5 lần lượng oxy lý thuyết cần cho quá trình oxy hóa.
Như vậy quá trình hoàn nguyên sẽ diễn ra song song với quá trình hấp phụ.
b. Cấu tạo và cơ chế hoạt động:
* Sơ đồ hấp thụ H2S bằng Oxit sắt
1. Tháp hấp phụ
2. Ejector
♣ Ưu điểm:
+ Quy trình đơn giản dễ thực hiện.
+ Hiệu suất rất cao >90%.
+ Vật liệu rẻ tiền.
♣ Nhược điểm:
+ Tùy theo phương pháp hoàn nguyên mà có nhược điểm khác nhau.
+ Mất thời gian để thay vật liệu lọc.
c. Ưu, nhược điểm
5. Xử lý H2S bằng than hoạt tính
Nguyên lý hoạt động
Quá trình hấp thụ khí H2S bằng than hoạt tính xảy ra nhờ hiện tượng oxy hóa khí H2S trên bề mặt của than theo phản ứng:
17 H2S + ½ O2 → H2O + S + 222 kJ/mol
Để thúc đẩy quá trình oxy hóa người ta thêm vào khí cần lọc một lượng nhỏ amoniac (0,2g/m3).
Lưu huỳnh được giải phóng ra trong phản ứng oxy hóa trên dần dần tích tụ trong lớp than và làm cho vật liệu hấp thụ trở nên bão hòa, phải tiến hành hoàn nguyên vật liệu hấp phụ bằng (NH4)2S:
2(NH4)2S + 6S → 2(NH4)2S4
Hoặc là:
(NH4)2S + 9(n ÷1)S → (NH4)2Sn
Sau đó dung dịch phân hủy bằng hơi ở nhiệt độ 125 ÷ 130oC và áp suất (1,7 ÷ 2)×105 Pa để thu lại (NH4)2S và lưu huỳnh đơn chất:
(NH4)2Sn → (NH4)2S + (n+1)S
b. Cấu tạo và cơ chế hoạt động:
* Sơ đồ hệ thống xử lý khí H2S bằng than hoạt tính
Xiclon lọc bụi vật liệu
hấp thụ
2. tháp hấp thụ
3. phiễu rót
4. không chế liều lượng
5. nhà sáy có băng tải
6. gầu nặng
7. công đoạn hoàn nguyên
bằng dd amoni sunfua
8. công đoạn giội nước
9. bình chứa NH3
10. quạt cấp không khí
c. Ưu, nhược điểm
♣ Ưu điểm:
+ Quy trình đơn giản dễ thực hiện
+ Hiệu suất rất cao > 90%
+ Độ tinh khiết của lưu huỳnh 99,9%.
♣ Nhược điểm:
+ Khí thải cần phải lọc bụi trước khi đưa vào hệ thống hấp phụ ( nồng độ bụi xuống còn 2÷3 mg/m3).
Thank you..!