Giải pháp xử lý khí SO₂, HCl bằng tháp phun lốc xoáy kết hợp dung dịch kiềm
Đồng Hữu Cảnh - 08/07/2025
1. Đặc tính khí SO₂, HCl và yêu cầu xử lý trong công nghiệp
Khí SO₂ (sulfur dioxide) và HCl (hydrogen chloride) là hai loại khí axit phổ biến phát sinh trong quá trình đốt nhiên liệu chứa lưu huỳnh, xử lý hóa chất, luyện kim, sản xuất phân bón, tái chế nhựa, xi mạ… Với đặc tính tan mạnh trong nước và có khả năng phản ứng với hơi ẩm trong không khí, chúng không chỉ gây ra hiện tượng mưa axit mà còn có khả năng ăn mòn thiết bị, ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe người lao động.
Theo QCVN 19:2009/BTNMT và QCVN 40:2011/BTNMT, khí thải phát sinh từ các nguồn nêu trên bắt buộc phải xử lý đạt nồng độ cho phép trước khi xả ra môi trường. Điều này đặt ra yêu cầu về một hệ thống xử lý vừa hiệu quả, vừa phù hợp với điều kiện thực tế của từng nhà máy.
2. Tháp phun lốc xoáy – Giải pháp tích hợp xử lý khí axit và bụi
Tháp phun lốc xoáy (Cyclone Spray Tower) là thiết bị xử lý khí thải dạng ướt kết hợp giữa hai cơ chế:
Lốc xoáy: tạo dòng khí chuyển động xoáy cưỡng bức để kéo dài thời gian lưu khí, tách sơ bụi thô và tăng khả năng tiếp xúc giữa khí và dung dịch hấp thụ.
Phun dung dịch: sử dụng hệ thống vòi phun cao áp tạo ra các hạt sương dung dịch kiềm (NaOH, Ca(OH)₂) nhằm trung hòa hoàn toàn các khí SO₂ và HCl.
Lợi thế kỹ thuật nổi bật của công nghệ này:
Xử lý đồng thời khí SO₂, HCl và bụi thô trong một hệ thống
Hoạt động ổn định với khí thải nhiệt độ cao, độ ẩm lớn
Ít tắc nghẽn, dễ vệ sinh, bảo trì
Không yêu cầu điện cực hay hóa chất độc hại
3. Cơ chế phản ứng trung hòa khí axit bằng dung dịch kiềm
Khi dòng khí chứa SO₂ và HCl đi vào tháp phun lốc xoáy, hệ thống sẽ phun sương dung dịch kiềm vào khu vực trung tâm dòng khí xoáy. Tại đây, các khí axit được hòa tan vào nước và phản ứng ngay lập tức với NaOH hoặc Ca(OH)₂ tạo thành muối trung tính và nước.
Phản ứng hóa học tiêu biểu:
SO₂ + 2NaOH → Na₂SO₃ + H₂O
HCl + NaOH → NaCl + H₂O
SO₂ + Ca(OH)₂ → CaSO₃↓ + H₂O
HCl + Ca(OH)₂ → CaCl₂ + H₂O
Kết tủa muối tạo thành sẽ được gom vào bể lắng tuần hoàn, giúp tách khỏi dòng khí. Phần khí sạch sau đó được đưa qua bộ tách ẩm và quạt hút trước khi thoát ra ống khói.
4. Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất xử lý
Để đạt hiệu quả xử lý trên 95% với khí SO₂, HCl, cần tối ưu các thông số thiết kế và vận hành sau:
4.1. Lưu lượng và vận tốc dòng khí
Dòng khí cần được giữ ở vận tốc xoáy tối ưu (12 – 18 m/s) để tăng hiệu ứng ly tâm và thời gian tiếp xúc.
Thời gian lưu khí trong buồng hấp thụ không dưới 1,5 – 2 giây để phản ứng hoàn tất.
4.2. Loại và nồng độ dung dịch kiềm
| Loại dung dịch | Ưu điểm | Nhược điểm | Phù hợp |
|---|---|---|---|
| NaOH 2–5% | Phản ứng nhanh, dễ kiểm soát pH | Chi phí cao hơn | Hệ thống nhỏ, tải lượng vừa |
| Ca(OH)₂ 2–10% | Giá thành thấp, dễ mua | Dễ lắng cặn, cần khuấy | Hệ thống lớn, khí SO₂ cao |
4.3. Hệ thống phun và tái tuần hoàn
Sử dụng đầu phun sương hoặc đầu xoáy đa tia để tăng diện tích tiếp xúc.
Bơm tuần hoàn cần có lưu lượng và áp lực ổn định, vật liệu chịu ăn mòn (nhựa PP, inox 316).
Có cơ cấu tách cặn hoặc lọc dòng dung dịch nhằm tránh bám tạp chất lên đầu phun.
5. Vật liệu chế tạo tháp – yêu cầu về độ bền và an toàn hóa chất
Tháp phun lốc xoáy thường tiếp xúc trực tiếp với khí ăn mòn và dung dịch kiềm, do đó yêu cầu vật liệu chế tạo phải:
Chịu ăn mòn hóa chất (axit nhẹ, kiềm)
Chịu được nhiệt độ cao đến 80–100°C
Độ bền cơ học cao, không bị giòn, nứt khi tiếp xúc liên tục với hơi ẩm và áp lực xoáy
Lựa chọn phổ biến:
| Vật liệu | Ưu điểm | Ứng dụng |
|---|---|---|
| Nhựa PP | Giá tốt, chống ăn mòn tốt | Hệ thống khí axit, lưu lượng vừa |
| FRP (composite) | Cách nhiệt, nhẹ, chống ăn mòn | Ngoài trời, môi trường nhiệt cao |
| Inox 316L | Rất bền, chịu được ăn mòn mạnh | Nhà máy hóa chất, khí SO₂ cao |
6. Ưu điểm kinh tế và kỹ thuật của hệ thống
| Tiêu chí | Giá trị mang lại |
|---|---|
| Hiệu suất xử lý khí axit | > 95% với SO₂, HCl |
| Tích hợp xử lý bụi | Có |
| Chi phí vận hành | Thấp (chỉ tiêu hao NaOH hoặc vôi) |
| Bảo trì hệ thống | Dễ dàng, không yêu cầu kỹ thuật cao |
| Thời gian hoàn vốn | Nhanh (3 – 5 năm) nếu xử lý lưu lượng lớn |
7. Kết luận
Tháp phun lốc xoáy kết hợp dung dịch kiềm là giải pháp xử lý khí axit an toàn – hiệu quả – linh hoạt, đặc biệt thích hợp với nhà máy có khí thải chứa SO₂, HCl kèm bụi và độ ẩm cao. Việc đầu tư đúng thiết kế và lựa chọn vật liệu chế tạo phù hợp sẽ giúp doanh nghiệp:
Đảm bảo khí xả đạt chuẩn QCVN
Giảm chi phí xử lý khí lâu dài
Bảo vệ thiết bị và an toàn vận hành
IPF Việt Nam – Giải pháp toàn diện cho xử lý khí axit công nghiệp
Cung cấp tháp phun lốc xoáy PP, FRP, inox 316 theo yêu cầu
Tư vấn chọn loại dung dịch, đầu phun và vật liệu phù hợp
Hỗ trợ thiết kế – lắp đặt – bảo trì toàn hệ thống xử lý khí thải
📞 Liên hệ IPF Việt Nam để nhận tư vấn kỹ thuật và báo giá nhanh cho hệ thống xử lý khí axit của bạn.
Địa chỉ : Ngãi Cầu - An Khánh- Hoài Đức- Hà Nội
Hotline: 0975.360.629
VIẾT BÌNH LUẬN CỦA BẠN: