Khử Mùi Cho Các Hệ Xử Lý Nước- Nước Thải- Nhà Máy Công Nghiệp -Camfil

Khử Mùi Cho Các Hệ Xử Lý Nước- Nước Thải- Nhà Máy Công Nghiệp

Giới thiệu

Ô nhiễm phân tử đang là vấn đề quan tâm trong các lĩnh vực IAQ cũng như trong các quy trình sản xuất công nghiệp. Xử lý mùi là phương pháp dễ nhận biết nhất đầu tiên trong yêu cầu xử lý ô nhiễm phân tử.. Hệ thống xử lý nước, các nhà máy công nghiệp ở gần khu vực dân cư là một vấn đề đáng quan tâm và liên quan đến quy định quản lý môi trường nếu những nhà máy này không quan tâm biện pháp “xử lý mùi”. Một trạm xử lý và hệ thống thu gom nước thải, những chất hóa học hoặc enzyme có thể được dùng để hạn chế mùi cho nước thải. Những cải tiến về máy móc ngày nay cho các thiết bị sử dụng cũng làm giảm bớt được mùi. Khi các biệt pháp xử lý pha lỏng không triệt để thì một hệ thống xử lý pha khí cần thiết để ứng dụng.

Bài viết này sẽ thảo luận về các chất gây mùi và hướng dẫn đánh giá sơ bộ để xác định phương hướng xử lý. Mùi sinh ra nhiều nhất mà chúng ta dễ thấy là các trạm, bể xử lý nước thải ở các nhà máy. Vì thế các thiết bị xử lý được đưa ra nhằm ứng dụng cho mục đích xử lý này. Bài viết cũng đưa ra phương pháp xử lý mùi mà đặc biệt quan tâm đến ứng dụng của Carbon hoạt tính, mà đang được sử dụng rông rãi, ứng dụng dễ dàng và mang tính kinh tế.

Nguyên Nhân Sinh ra Mùi

Những chất đóng vai trò sinh ra mùi phát tán trong khí quyển thông thường là những chất vô cơ hoặc hợp chất hữu cơ ở thể khí. hình thành từ sự hoạt động vi sinh trên các chất thải. Những ghi nhận được biết mùi xấu thoát ra từ các bể xử lý nước thải gồm: Mercaptan, skatlole, indole, axit vô cơ, aldehide, ketone và những hợp chất hữu cơ chữa nguyên tố Nitơ hoặc phân tử Sulfur. Những chất này bắt nguồn từ sự phân hủy kỵ khí từ các hợp chất có khối lượng phân tử cao đặc biệt là protein.

Trong các hợp chất vô cơ thì ammoniac và hydrogen sulfide được xem là nguyên nhân chính gây ra mùi (mùi cống rãnh ở từng hộ gia đình).

Cấp độ mùi thông thường trong không khí được đưa ra ở bảng sau:

Bảng 1: Cấp độ mùi một số chất gây ra trong môi trường xung quanh

Đặc tính một số khí gây phiền toái về mùi
Loại khí	Tính axit		Tính kiềm
Công thức	NH₃	(CH₃)₃N	H₂S	CH₃SH
Tên gọi	Ammoniac	Trimethylamine	Hydrogen sulfide	methylcaptan
Klg phân tử	17.03	59.11	32.08	48.11
Điểm sôi	-33.4	3.5	-61.8	7.6
Cấp độ level 1 (thấp ppb)	100	0.1	0.5	0.1
Cấp độ level 2 (trung bình ppb)	600	1	6	0.7
Cấp độ level 3 (nặng mùi ppb)	1000	5	20	2
Cấp độ level 4 (cực năng ppb)	2000	20	60	4

Đặc tính một số khí gây phiền toái về mùi
Loại khí	Khí trung hòa
Công thức	(CH₃)₂S	(CH₃)₂S₂	CH₃CHO	C₆H₅CH=CH
Tên gọi	Methysufidec	Dimethylsulfide	Acetaldehyde	Styrene
Klg phân tử	62.13	94.19	44.05	104.14
Điểm sôi	38	117	20.2	145
Cấp độ level 1 (thấp ppb)	0.1	0.3	2	130
Cấp độ level 2 (trung bình ppb)	2	3	10	200
Cấp độ level 3 (nặng mùi ppb)	10	9	50	400
Cấp độ level 4 (cực năng ppb)	40	30	100	800

Các phương pháp xử lý mùi

Xử lý mùi ở thể hơi có thể đưa ra ba lưa chọn sau:

Hấp thụ khí bằng chất lỏng, oxy hóa hóa học.
Xử lý khí bằng oxy hóa nhiệt, đốt cháy.
Hấp phụ khí bằng vật liệu rắn.

Hấp thụ khí bằng chất lỏng là quá trình chuyển cấu tử khí từ pha khí vào trong pha lỏng thông qua quá trình hòa tan chất khí trong chất lỏng khi chúng tiếp xúc với nhau.

Hấp thụ chi ra làm hai dạng chính: hấp thu vật lý không tương tác hóa học là quá trình thuận nghịch và hấp thụ hoá học- giữa chúng có phản ứng hóa học sinh ra chất khác (absorption).

Các chất hập thụ phổ biết thường dùng gồm: Nước (H2O), dung dịch bazơ: KOH, NaOH, Na2CO3, K2CO3, Ca(OH)2, CaCO3,… MonoEtanolAmin (OHCH2CH2NH2), Dietanolamin (R2NH), trietanolamin (R3N)

Xử lý mùi bằng quá trình thiêu đốt hoặc còn gọi là đốt cháy sau (after-burning) có thể dùng ngọn lửa đốt cháy trực tiếp hoặc sử dụng thêm xúc tác. Phương pháp này thường được ứng dụng trong trường hợp lượng khí thải lớn mà nồng độ chất ô nhiễm rất nhổ, đặc biệt là những những hợp chất hưu cơ có mùi rất khó chịu.

Các quá trình thường thích hợp cho ứng dụng thiêu đốt được đánh giá như:

Các chất ô nhiễm mùi nặng đều cháy được hoặc thay đổi hóa học thành chất có mùi ít hơn.

Các dòng khí có hạt (particle) mà có thể nhìn thấy được ví dụ như khói từ lò rang café, là sàn xuất thịt hun khói, lò nung nem nướng…
Một số khí hưu cơ, hơi khi thải trực tiếp sẽ phản ứng với sương mù gây hại cho môi trường. quá trình thiêu đốt sẽ phân hủy các chất này hiệu quả.
Một số công nghệ như khai thác, lọc dầu thải ra các khí có thể cháy được và các hợp chất hữu cơ rất độc hại. Thiêu đốt là phương pháp hiệu quả và an toàn khi dùng ngọn lửa trực tiếp thiêu đốt ngay trên ống khói hoặc trong buồng đốt riêng biệt.

Hấp phụ khí bằng vật liệu rắn là ứng dụng dựa vào lực lôi cuốn (ái lực) các phân tử khí, hơi (adsorbate) bởi bề mặt chất rắn (adsorbent). Ứng dụng phương pháp hấp phụ để làm sạch khí có hàm lượng tạp chất khí và hơi nhỏ. Trong công nghiệp thường tiến hành quá trình hấp phụ để làm sạch và sấy khô không khí, tách các hỗn hợp khí hay hơi thành từng cấu tử, tiến hành quá trình xúc tác dị thể trên bề mặt phân chia pha.

Các dạng chất rắn thường được ứng dụng xử lý ô nhiễm không khí gồm carbon hoạt tính, ziolite , polymer tống hợp và các loại khác như là silica gel, nhôm hoạt tính ứng dụng cho các dòng khí mang tính khử cao.

Phương Pháp Hấp Phụ Bằng Vật Liệu Rắn- Carbon Hoạt Tính

Carbon hoạt tính đã được sử dụng sớm từ những năm 1950. Phương pháp này cho hiệu suất rất cao đối với các khí hữu cơ và một vài dạng khí vô cơ.Gần đây Carbon hoạt tính cũng đang được mở rộng và cải tiết phát triển đặc tính carbon cũng như các hệ thống lọc hấp thụ mới.

Hệ thống hấp thụ ứng dụng cho việc xử lý mùi và nồng độ ô nhiễm thấp (<10ppm) thì tương đối đơn giản. Trong trường hợp này vật liệu carbon sẽ được bỏ đi khi đã bão hòa gọi là hệ thống lọc không hoàn nguyên.

Trong trường hợp hơi hòa tan với nồng độ cao (từ 10 đến 10.000 ppm) phải sử dụng hệ thống hấp thụ hoàn nguyên. Bởi vì hệ thống sử dụng lượng lớn carbon hoạt tính. Hệ thống hoàn nguyên bao gồm các dạng như: hệ thống bệ cố định (fixed- bed), bệ xoay (rotary-bed) và dạng sôi (fluidized-bed). Tùy vào từng trường hợp mà chúng có ưu điểm và nhược điểm khác nhau.

Vật Liệu Hấp Phụ “Activated Carbone”

Đặt tính vật lý của vật liệu carbon sẽ tác động đến công suất hấp thụ, tốc độ hấp thụ và cả áp suất rớt khi dòng khí đi qua lớp vật liệu. Đặc tính vật lý của carbon so với một số chất hấp thụ khác được đưa ra trong bảng 2 ở trên.

Thông thường có thể hiểu vật liệu có diện tích bề mặt lớn hơn thì có công suấ hấp thụ cao hơn. Nhưng diện tích bề mặt phải có giá trị về những kích thước lỗ rỗng (pore size) hút bám hiệu quả. Các lỗ rỗng trong carbon hoạt tính được phân thành micropore, macropore và transitional pore. Micropore có đường kính từ 10 đến 100 Angstrom hoặc nhỏ hơn, đường kính lỗ rỗng lớn hơn 1.000 Å và lỗ rỗng từ 100 Å đến 1.000 Å là transitional.

Quá trình hấp phụ giữa thể khí và chất rắn:

Theo định luật về khí thì phân tử sẽ di chuyển từ nơi có nồng độ cao đến nơi có nồng độ thấp. Các phân tử khí sẽ đi vào và phân phối theo các lỗ rỗng của vật liệu gọi là quá trình khuếch tán- diffusion. Tốc độ khuếch tán tăng khi nhiệt độ tăng. Qúa trình khuếch tán sẽ diễn ra nhanh chóng đối với hạt carbon nhỏ hơn vì bề mặt ngoài lớn dễ dàng tiếp xúc. Khi phân tử khí đã vào các lỗ rỗng chúng sẽ di chuyển hỗn loạn (Brownian).

Các phân tử chắc chắn sẽ va chạm vào bề mặt bên trong của vật liệu. Phân tử sẽ bị giữ lại bởi một lực yếu gọi là hấp phụ vật lý, lực hấp phụ là lực Van der Waals là hiện tượng tương tác thuận nghịch của các lực hút giữa các phân tử của chất rắn và của chất bị hấp phụ. Quá trình hấp phụ là quá trình thuận nghịch hoàn toàn. Carbon cơ bản hoạt động theo tính hấp phụ vật lý (Camfil gọi loại này là Broad Spectrum) chúng hấp phụ được một dải rất rộng các hơi và khí (xem bảng phụ lục cuối bài).

Một số phân tử quá nhẹ hoặc dễ bay hơi để bị giữ lại bề mặt bên trong vật liệu. Với những khí này bề mặt vật liệu có thể được xử lý hóa học trong quy trình sản xuất để làm tăng hiệu suất bám giữ. Những xử lý hóa học này sẽ phản ứng và tương tác mạnh với các phân tử ô nhiễm hình thành lực hấp phụ hóa học. (Camfil sản xuất loại này với tên impregnated carbon, impregnated aluminas, impregnated zeolites và vật liệu trao đổi ion.).

Vật liệu trao đổi ion là những cấu trúc polymer xốp làm từ sự lưu hóa styrene divinylbenzene.

Các Hệ Số Ảnh Hưởng Đến Đặc Tính Của Hệ Thống Xử Lý

Chọn nguyên vật liệu: Kích cỡ lỗ rỗng (pore) trong vật liệu phụ thuộc vào nguyên vật liệu và phương pháp sản xuất. Các vật liệu ưu thế nhiều micropore phù hợp cho hấp thụ những phân tử kích thước nhỏ, vật liệu có lỗ rỗng mesopores phù hợp với hấp phụ phân tử lớn hơn. Những lỗ rỗng macropore ít có giá trị trong việc bắt giữ phân tử nhưng nó đóng vai trò trong quá trình khuếch tán diffusion

Nguyên vật liệu còn liên quan đến diện tích bề mặt tiếp xúc với khí do đó liên quan đến thời gian tiếp xúc và độ cản của dòng khí khi đi qua lớp vật liệu. Nguyên vật liệu là thông số để xác định diện tích mặt cắt của thiết bị chứa vật liệu cũng như xác định độ sâu của lớp vật liệu theo yêu cầu.

Nhiệt độ: đặc tính vật liệu carbon cơ bản rất nhạy cảm với nhiệt độ. Khi nhiệt độ tăng thì các phân tử khí di chuyển nhanh hơn, các phân tử đã bị ngưng lại dễ bị bứt ra khỏi thành bề mặt vật liệu, phân tử đã ngưng tụ sẽ chuyển theo hướng pha khí. Thông thường đối với những carbon cơ bản theo tính hấp thụ vật lý (Broad Spectrum) hê thống nên giới hạn nhiệt độ vận hành ở 40^oC.

Khí cần xử lý: dòng khí cần xử lý nếu có nồng độ các hạt bụi sẽ làm mất hiệu suất hấp thụ nhanh chóng. Vì vậy trước khi xử lý mùi pha khí cần trang bị một hệ thống lọc thô nhằm ngăn chặn các hạt bụi thô (particle).
Đối với vật liệu chuyên sâu hoặc theo tính hấp thụ hóa học (chemisorbent media) khi nhiệt độ tăng thì hiệu suất hấp thụ tăng. Khi đó hiệu suất khuếch tán và phản ứng giữa phân tử ô nhiễm và chất hấp thụ sẽ tăng nhanh. (Carbon chuyên sâu Camfill có thể được ứng dụng đến nhiệt độ trên 100 ^oC cho các nhà máy năng lượng nguyên tử, xử lý mùi nước thải chất thải với nhiệt độ từ 40 – 50 ^oC, trong hệ thống xử lý mùi rác thải gia đình nhiệt độ 80_90 ^oC.).

Hiệu suất và tuổi thọ của vật liệu lọc phụ thuộc vào nồng độ khí đầu vào hệ thống xử lý. Khi nồng độ khí vào cực thấp thì khả năng hấp thụ trên bề mặt vật liệu hết sức yếu và ngược lại. Sơ đồ thể hiện hiệu suất hấp thụ biểu diễn giữa khối lượng khí ô nhiễm và vật liệu hấp thụ được gọi là sơ đồ đẳng nhiệt- isotherm (xem sơ đồ bên dưới ).

Ngoài ra còn rất nhiều hệ số ảnh hưởng đến hiệu suất hấp thụ như: áp suất, độ ẩm tương đối dòng khí, vận tốc dòng khí, thời gian tiếp xúc,…

Tính Toán Ước Lượng Số Kg Carbon Cần Sử Dụng

Lượng khí, mùi thoát ra cần được xác định để chọn hệ thống, công suất hệ thống xử lý phù hợp.

Một vài công thức cơ bản được áp dụng trong tính toán sử lý mùi như sau:

(1) Lượng khí, mùi sinh ra- A (kg)

Trong đó: C: nồng độ khí (ml/m3 = ppm một phần triệu),

M: khối lượng mol phân tử khí (g/mol),

Q: Lưu lượng hỗn hợp khí cần xử lý (m³/h)

L: Thời gian hệ thống vận hành (h),

T: Nhiệt độ khi dòng khí đi vào hệ thống (^oC),

Hệ số 22.400 có nghĩa 1 mol phân tử khí sẽ có thể tích 22,4 (l/mol),

Hệ số chuyển đổi 1000 từ kg sang g (g/kg)

(2) Lượng carbon cần thiết để xử lý khí mùi - B (kg)

B₁là lượng carbon cần thiết để cân bằng với lượng khí xử lý được tìm trên sơ đồ isotherm .

X là phân số giữa lượng chất ô nhiễm so với lượng carbon cần để cân bằng (%)

B₂ Là lượng carbon cần thiết cho tính toán cho thời gian tiếp xúc(kg)

V là vận tốc dòng khí (m/s)

t là thời gian tiếp xúc của khí với vật liệu, thông thường thiết kế từ 0.3 đến 0.6 giây.

S là diện tích mặt cắt dòng khí (m2)

Khối lượng riêng carbon sử dụng (kg/m3)

Các Hệ Thống Hấp Thụ Carbon Hoạt Tính

Hệ Thống Hấp Thụ Không Hoàn Nguyên

Hệ thống không hoàn nguyên được sản xuất với rất nhiều cấu hình khác nhau. Thông thường chúng bao gồm những lớp vật liệu hấp thụ mỏng trong dải từ 10mm đến 100mm. Do đó dòng khí đi qua lớp mỏng này sẽ rớt áp rất thấp khoảng dưới 60Pa phụ thuộc vào đồ dày của lớp, vật tốc gió và kích cỡ của từng loại. Thông thường vật tốc được thiết kế vào khoảng 0.1 đến 0.3 m/s. thời gian sử dụng trong dải từ 6 tháng (mùi nặng) đến 1 năm. Hệ thống không hoàn nguyên được sử dụng để lọc lọc không khí với lưu lượng nhỏ như văn phòng, điều hòa và các khí thải có sinh mùi như phòng thí nghiệm, phòng trữ thuốc,…

Các lớp hấp thụ thường có dạng tấm, hình trụ tròn hoặc vấp nếp được và được gọi là tấm lọc, lõi lọc và hộp lọc. Các hạt nhỏ nhiễn carbon được bố trí trong lớp sốp vật liệu thường là lưới kim loại hoạc giấy lọc.

Hệ thống không hoàn nguyên cũng được thiết kế với lớp vật liệu rất dày. Một bộ khử mùi như hình bên dưới có hình dạng là một hình trụ, bên trong được xếp đầy vật liệu lọc, khối lượng carbon lên đến một vài trăm kg. Thiết bị này thường xử lý với lương lượng nhỏ nhưng nồng độ ô nhiễm cao (3m³/phút) từ các họng thu gom của bàn thì nghiệm,các tank trữ chất hóa học hoặc các lò phản ứng hóa học

Hệ Thống hấp thụ hoàn nguyên

Hệ thống hoàn nguyên có thể có dạng lớp vật liệu cố định (fixed-bed), di động (moving-bed) và lớp vật liệu sôi (fluidized-bed). Tên của từng loại hệ thống dựa theo phương cách tiếp xúc giữa dòng khí vật liệu. để chọn một hệ thống phù hợp cần dựa vào chất ô nhiễm cần loại bỏ và phương pháp hoàn nguyên vật liệu.

Hệ thống hấp thụ fixed-bed được sử dụng để hấp thụ nhiều hơi hữu cơ khác nhau và hoàn nguyên bằng hơi ở áp suất thấp. hệ thống được ứng dụng tốt khi mà hơi hưu cơ được hóa lỏng này không hòa lẫn với nước, chúng sẽ được tách ra dựa vào sự khác nhau của khối lượng riêng giữa nước và những lỏng hữu cơ này.

Hệ thống fixed-bed sẽ gồm 2 bed hoặc nhiều bed bố trí song song với nhau. Khi một bed làm việc thì các bed còn lại thực hiện quá trình hoàn nguyên cũng như chuẩn bị cho chu kỳ lọc kế tới. Một sơ đồ fixed-bed như bên dưới.

Dựa vào áp suất rớt để thiết kế thì một hệ thống fixed-bed thường có lớp vất liệu dày từ 300mm đến 1.2 mét và đường kính lớn nhất là 1.2 mét. Vận tốc dòng khí tối ưu khi đi qua lớp vật liệu lọc thường nằm trong dải 0.1 đến 0.5m/s. Áp suất rớt qua hệ thống từ 750Pa đến 3.750Pa tùy vào vận tốc, độ dày vật liệu và kích cỡ hạt carbon.

Reprinted courtesy of Durr Industries, Inc.; Plymouth, Michigan (www.epa.org)

Hệ thống moving-bed có thể sử dụng lớp carbon hiệu quả hơn hệ thống fixed-bed bởi vì dòng khí ô nhiễm chỉ đi qua phần lớp carbon chưa bão hòa, dòng khí đi qua lớp vật liệu ngắn hơn nên áp suất rớt thấp hơn nhiều.

Hệ thống lớp carbon xoay “ rotary carbon-fiber adsorber” sử dụng sợi carbon bố trí trong các vắt ngăn. Vật liệu lọc được treo trên một roto xoay với vật tốc 1- 9 vòng/giờ. Hoàn nguyên bằng khí nóng xuyên qua vắt ngăn khi quay tới vị trí.

Quá trình hấp thụ và nhả hấp (adsorption and desorption) diễn ra đồng thời trên những phần khác nhau của rotor. Hơi thoát ra trong quá trình nhả hấp sẽ có nồng độ cao hơn từ 5 đến 15 lần dòng khí đi vào xử lý, vì vậy chúng có thể được hấp thụ ngưng tụ trước khi được đốt.

Một dạng khác của bed di chuyển có dạng bánh quay (wheel zeolite adsorber). Bánh quay này được bố trí theo hướng thẳng đứng và quay với vận tốc khoảng 5 vòng/giờ. Ba phần tư của bánh quay làm việc trong khi một phần tư còn lại thực hiện quá trình nhả hấp với khí nóng đi qua. VOC trong dòng khí nhả hấp có nồng độ cao hơn 10 đến 15 lần nồng độ khí xử lý và lưu lượng chỉ khoảng 1/10 dòng xử lý. Hiệu suất toàn phần của thiết bị trong khoảng 90% đến 98%.

Hệ thống hấp thụ tầng sôi được chia ra làm hai buồng: một cho hấp thụ và một cho quá trình nhả hấp. dòng khí ô nhiễm đi vào buồng hấp tụ từ bên dưới xuyên qua các lớp vật liệu tạo nên dạng sôi giả tạo cho các lớp vật liệu này. Vì thế khí và vật liệu được tiếp xúc tốt, khí đá được lọc sẽ thoát ra ngoài ở phía trên. Vật liệu lọc sẽ di chuyển từ trên xuống, khi xuống tới đáy buồng chúng được vận chuyển khí động tới buồng nhả hấp. Buồng nhả hấp sử dụng khí nóng tại buồn đốt của hơi tháo ra trong buồng nhả hấp. Vật liệu lọc có thể sử dụng là polymeric hoặc carbon hoạt tính mà có đặt tính chịu mài mòn tốt (thường ứng dụng loại hạt beaded hơn là loại granular). Hiện nay loại hạt carbon này được sản xuất phù hợp cho ứng dụng này. Sơ đồ như bên dưới.

HOÀN NGUYÊN CARBON BÃO HÒA

Định kỳ thay hoặc định ra thời gian hoàn nguyên thế vật liệu lọc mang tính chất bắt buộc để duy trì sự hoạn động liên tục của hệ thống và đảm bảo hiệu suất lọc luôn tốt. Khi nồng độ chất ô nhiễm cao, chu trình với thời gian ngắn thì việc thay thế vật liệu lọc không có giá trị về mặt kinh tế và chi phí bảo trì. Thuật ngữ hoàn nguyên tại chỗ luôn được yêu cầu. “Hoàn Nguyên” là một quá trình hoàn toàn nghịch với quá trình hấp thụ, thông thường có hai phương pháp được ứng dụng là tăng nhiệt độ và giảm áp suất.

Sử dụng phạm vi nhiệt

Pha nhiệt được biết là quá trình nhả hấp thông thường, kỹ thuật đơn giản và ít tốn kém. Phương pháp có một vài ưu điểm sau:

Dòng hơi sử dụng với nhiệt độ thấp (khoảng 110 ^oC)có thể phù hợp với sự nhả hấp của đất cả các khí và không làm ảnh hưởng đến vật liệu carbon.
Hơi nước ngưng tụ nhanh trong buồng hấp thu, chúng nhả nhiệt ngưng tụ giúp làm tăng quá trình nhả hấp.
Những chất hữu cơ mà không hòa tan với nước sẽ dễ dàng được tách ra tại bình ngưng và bình lắng. Những chất mà hòa tan với nước cần một thiết bị chưng cất để tách chúng ra khỏi nước.
Những hơi ẩm còn đọng lại trong lớp vật liệu có thể loại bỏ dễ dàng bằng một dòng khí sấy hoặc bằng chình dòng khí trong quá trình xử lý.
Hơi nước tập trung nguồn nhiệt hơn là khí nóng giúp làm tăng nhiệt cho lớp vật liệu nhanh chóng. Hơi nước cũng tránh được những tiềm ẩn về nổ bụi trong không gian kín (dust explostion).

Lượng hơi yêu cầu cho quá trình hoàn nguyên phụ thuộc vào loại khí và lượng khí ô nhiễm trong tính toán thiết kế. Lớp carbon dày hơn cần nhiều hơi hơn. Trong quá trình tăng nhiệt cho vật liệu thì lượng chất ô nhiễm thoát ra rất ít. Lượng hơi yêu cầu trong khoảng 25% đến 40% khối lượng so với lượng carbon và trong dảy bất kỳ 0.3 kg đến 10kg hơn so với 1 kg khí ô nhiếm. Áp suất hơi thường sử dụng trong khoảng 0.2bar đến 1.2bar.

Một số các ảnh hưởng cần phải xem sét trong pha hơi nài là: nước ngưng tại bình ngưng phải được xử lý trước khi đưa ra hệ thống xử lý nước thải của nhà máy. Các hợp chất có tính chất khử gây nên ăn mòn thiết bị. Carbon nóng và ẩm ướt làm mất hiệu suất lọc.

Sử dụng phạm vi áp suất- vacuum desorption

Nhả hấp dạng tao chân không có ưu điểm hơn so với sử dụng nhiệt, hiệu suất nhả khí được hoàn toàn hơn khi thay đổi áp suất, không phải thời gian làm lạnh và sấy khô bed vật liệu. Vì vậy, thời gian hấp thụ trong tổng chu kì dài hơn. Kết cấu thiết bị có thể nhỏ hơn . Quan trọng hơn là hơi được ngưng trực tiếp, có thể không dùng thêm thiết bị như các cột gạn hoặc bình trưng cất.

Bất lợi cho hệ vacuum desorption là giá trị vận hành và giá trị xây dựng cao hơn. Hệ thống tạo vacuum , các thiết bị cũng như valve phải chịu được áp vacuum đến 95%.

THIẾT BỊ GIÁM SÁT

Thiết bị giám sát rất quan trọng trong việc quan sát đặt tính của hệ thống làm việc mà còn giám sát được hiệu suất xử lý. Sơ đồ cho các thiết bị giám sách như sau:

ISA-Check

Giám sát mài mòn

GigaCheck

Đo nồng độ khí thấp

Tham khảo hơn tại https://www.camfilfarr.com/Products/gas-filter-products-carbon-chemical/

Biểu đồ hấp thụ cân bằng đối với một số khí có mùi

Bảng giới hạn nồng độ mùi

Một số hợp chất hữu cơ ứng dụng hấp thụ carbon tốt

Bảng một số mùi với ngưỡng nhận biết(Trần Ngọc Chấn)

Bảng chỉ số một số mùi có thể ứng dụng Carbon hoạt tính (từ Camfil Farr)

Ghi chú:
1: Không hấp thụ được, tìm giải pháp khác
2: Hấp thụ kém, cần thời gian tiếp xúc dài
3. Hấp thụ tốt, tăng thời gian tiếp xúc
4. Hấp thụ rất tốt

“HỆ THỐNG LỌC PHÂN TỬ CỦA BẠN VẪN CÒN HIỆU QUẢ
& LÀM THẾ NÀO BẠN CÓ THỂ CHẮC CHẮN?”

Để đảm bảo được hiệu quả của hệ thống lọc phân tử hoặc hiệu quả của vấn đề khử các chất ô nhiễm ảnh hưởng đến môi trường & con người , nhất thiết phải biết trước được tuổi thọ (xác định được thời gian bão hòa) của vật liệu lọc trước khí chúng hết hạn sử dụng.Đối với một lọc bụi thông thường điều này có thể dễ dàng biết bởi theo dõi mức độ tăng áp suất rớt qua màng lọc khi nó bị bẩn.

Đối với một lọc phân tử (lọc carbon hoạt tính, lọc mùi, lọc khí ô nhiễm nói chung) thì không có một chỉ thị rõ ràng cho tình trang vật liệu lọc. Nếu lớp vật liệu lọc được bảo vệ tương ứng trước nó một lớp lọc tho thì áp suất rớt qua lọc phân tử này không thay đổi. Bởi vì đối với một lọc phân tử thì các phân tử của khí ô nhiễm được hấp thụ ở cấu trúc bên trong của vật liệu, gọi là lỗ rỗng hay mao mạch bằng một lực hấp thụ vật lý Van de Waals. Nó không làm thay đổi đặc tính bên ngoài của vật liệu lọc.

Xác Định Tuổi Thọ Của Vật Liệu Lọc

PHÂN TÍCH DÒNG KHÍ

Trong một vài ứng dụng phân tích dòng khí để xác định chất lượng không khí tại cuối dòng sau hệ thống lọc bằng một kỹ thuật phân tích tương ứng. Khi kết quả phân tích không khí không tốt rõ ràng cho biết hệ thống lọc bị lỗ.

Việc phân tích dòng khí thực sự tốn nhiều thời gian và giá trị đầu tư cho một hệ thống đo lường này. sản phẩm GigaCheck Camfil vừa có thể giải quyết được vấn đề đầu từ và có để xác định được nồng độ trung bình của khí.

PHÂN TÍNH VẬT LIỆU LỌC

Kết quả đáng tin và có giá trị hiệu quả cao là việc phân tích mẫu thử vật liệu carbon. Vấn đề này cho phép tuổi thọ của vật liệu lọc được tiên đoán chính xác và lập kế hoạch thay thế trước khi vật liệu bão hòa. Tại mội lần thử, hai phép phân tích sẽ được thực hiện. Đầu tiên là đo lượng chất đã được hấp thụ trong vật liệu lọc, kế tiếp là đo công suất còn lại của vật liệu. Cả hai trường hợp làm nền tảng để so sánh cho vật liệu lọc mới khi đó xác định được tuổi tho của carbon (định ra thời gian phải thay thế).

Hãy gửi mẫu thử carbon hệ thống của bạn đến cho Camfil:

Carbon Media Test ring; Molecular Filter Test ring

Carbon hoạt tính Camfil Farr

Vật liệu lọc phân tử dựa trên sự phân loại: carbon hoạt tính và nhôm hoạt tính (actived carbone và actived alumina).Để xử lý được không khí ô nhiễu điều quan trong là chọn được đúng vật liệu lọc.

Vật liệu lọc Camfil rơi vào hai dạng : "hấp thụ dải rộng_ Broad Spectrum adsorbent" và "hấp thụ dạng chuyên sâu_targeted adsorbent".

- Broad Spectrum adsorbents hấp thụ xử lý khí trong dải rất rộng, chúng có khả năng hấp thụ 99% trên một ngàn dạng phân tử mà con người ngày nay đã phát hiện ra. Dạng này thường dùng để xử lý hợp chất hữu cơ bay hơi có mùi (VOCs), hidrocarbon, các chất hòa tan.

- Targeted adsorbents: một số chất không thể xử lý bằng Broad Spectrum, thì dạng hấp thụ chuyên sâu được sử dụng. Chúng là vật liệu lọc có tính hấp thụ rất mạnh, được sử dụng để xử lý các loại khí bay hơi có tính acid, tính ăn mòn, mài mòn như Hidrogen sulphide, ammonia ...

Tham khảo thêm: