Hiệu suất xử lý khí thải của tháp hấp thụ – Các yếu tố ảnh hưởng

Hiệu suất xử lý khí thải của tháp hấp thụ – Các yếu tố ảnh hưởng

Tháp hấp thụ khí thải (Scrubber tower hoặc Absorption tower) là thiết bị xử lý ô nhiễm không khí dựa trên nguyên lý truyền khối giữa dòng khí ô nhiễm và chất lỏng hấp thụ. Thiết bị này được ứng dụng rộng rãi trong các nhà máy sản xuất hóa chất, sơn, xi mạ, chế biến thực phẩm, dược phẩm… – nơi phát sinh khí độc như SO₂, HCl, NH₃, VOCs, H₂S…

Tuy nhiên, không phải mọi hệ thống đều đạt hiệu suất xử lý tối ưu. Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý của tháp, cả về thiết kế và vận hành. Việc hiểu và kiểm soát tốt các yếu tố này là chìa khóa để đạt hiệu quả xử lý ổn định, tiết kiệm chi phí vận hành và đáp ứng quy chuẩn khí thải.

---

1. Cơ chế hoạt động của tháp hấp thụ khí thải

Tháp hấp thụ xử lý khí thải theo cơ chế:

• Dòng khí ô nhiễm đi từ dưới lên (counter-flow) hoặc ngang qua tháp.

• Dung dịch hấp thụ (thường là nước, NaOH, H₂SO₄, NaOCl) được phân phối từ trên xuống thông qua hệ thống vòi phun, tạo thành màng lỏng.

• Khí độc tiếp xúc với dung dịch qua vật liệu đệm (packing) – nơi tạo ra diện tích tiếp xúc lớn – và xảy ra các quá trình hấp thụ vật lý, hấp thụ hóa học hoặc trung hòa.

Ví dụ:

• HCl + NaOH → NaCl + H₂O

• NH₃ + H₂SO₄ → (NH₄)₂SO₄

---

2. Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất xử lý khí thải

a) Diện tích tiếp xúc khí – lỏng

• Diện tích tiếp xúc càng lớn, hiệu quả hấp thụ càng cao.

• Sử dụng vật liệu đệm như đệm Pall Ring, đệm Raschig, đệm tổ ong, bằng nhựa PP, PVC hoặc ceramic sẽ tạo dòng chảy hỗn loạn, tăng khả năng va chạm giữa khí và dung dịch.

b) Tốc độ dòng khí và dung dịch hấp thụ

• Dòng khí quá nhanh: Thời gian tiếp xúc ngắn, khí ô nhiễm chưa kịp phản ứng.

• Dòng khí quá chậm: Có thể gây lắng đọng, tích tụ trong hệ thống.

• Tốc độ dòng lỏng quá nhỏ: Không đủ dung dịch để hấp thụ toàn bộ khí độc.

• Cần tính toán chính xác Reynolds number, mass transfer coefficient, và các thông số vận hành để tối ưu.

c) Nhiệt độ và áp suất dòng khí

• Nhiệt độ cao → khả năng hòa tan khí trong dung dịch giảm → hiệu suất giảm.

• Áp suất cao có thể tăng hiệu quả truyền khối nhưng gây chi phí vận hành cao hơn.

• Cần kiểm soát nhiệt độ dưới 50°C khi dùng các dung dịch hấp thụ nhạy nhiệt.

d) Nồng độ và lưu lượng khí thải đầu vào

• Lưu lượng khí lớn với nồng độ cao đòi hỏi tháp có:

  • Diện tích mặt cắt lớn hơn.

  • Số tầng đệm nhiều hơn.

  • Dung dịch hấp thụ có nồng độ cao, lưu lượng tuần hoàn lớn.

• Nếu vượt khả năng thiết kế, tháp sẽ bị quá tải, gây phát thải vượt quy chuẩn.

e) Tính chất khí thải

• Khí hòa tan nhanh (SO₂, NH₃) xử lý dễ hơn khí khó tan (VOC, CO₂).

• VOCs cần dung dịch hữu cơ hoặc than hoạt tính kết hợp xử lý.

f) Loại và nồng độ dung dịch hấp thụ

• Dung dịch cần được chọn theo thành phần khí độc.

  • SO₂ → NaOH hoặc Mg(OH)₂

  • NH₃ → H₂SO₄ hoặc HCl

• Nồng độ dung dịch giảm dần trong quá trình vận hành → cần bổ sung hoặc tuần hoàn hợp lý.

g) Thiết kế kết cấu tháp

• Chiều cao tháp: Thường từ 2–6 mét tùy quy mô xử lý.

• Đường kính: Phụ thuộc lưu lượng khí (m³/h).

• Hệ thống phân phối dung dịch: Quan trọng để đảm bảo dung dịch phân bố đều.

• Đệm và lưới chắn sương (mist eliminator): Giữ lại các hạt sương, tránh phát tán ra môi trường.

h) Chế độ vận hành và bảo trì

• Vật liệu đệm, vòi phun có thể bị bám bẩn, tắc nghẽn nếu không vệ sinh định kỳ.

• Dung dịch hấp thụ cần kiểm tra pH, nồng độ và chất lượng sau một thời gian sử dụng.

• Kiểm tra định kỳ lưu lượng, áp suất, lượng tiêu hao hóa chất để tối ưu vận hành.

---

3. Một số chỉ số đánh giá hiệu suất hệ thống

Thông số	Mục tiêu
Hiệu suất hấp thụ	>90% (tùy loại khí thải)
pH dung dịch xử lý	pH = 7–9 (với khí axit), pH = 4–6 (với khí bazơ)
Tốc độ dòng khí	1–3 m/s
Tốc độ dòng dung dịch	1–2 m³/m².h
Thời gian tiếp xúc	1–3 giây

---

4. Giải pháp cải thiện hiệu suất hấp thụ khí

• Nâng cấp hệ thống đệm và bộ phun dung dịch

• Tự động hóa hệ thống bơm tuần hoàn và đo pH

• Kết hợp nhiều tầng xử lý nếu khí có nhiều thành phần

• Bảo trì định kỳ hệ thống, tránh đóng cặn và tắc nghẽn

• Tính toán lại tải trọng thiết kế khi tăng quy mô sản xuất

---

Kết luận

Hiệu suất của tháp hấp thụ khí thải không chỉ phụ thuộc vào thiết kế ban đầu mà còn bị ảnh hưởng lớn bởi chế độ vận hành, đặc điểm khí thải và dung dịch xử lý. Doanh nghiệp cần kiểm soát chặt chẽ các thông số kỹ thuật, đầu tư thiết bị đúng chuẩn, và duy trì bảo trì định kỳ để đảm bảo hệ thống vận hành ổn định, an toàn, hiệu quả, đáp ứng các quy chuẩn khí thải tại Việt Nam (QCVN 19:2009/BTNMT, QCVN 40:2011/BTNMT...).

 

Bạn đang cần khảo sát, thiết kế hoặc cải tiến hệ thống tháp hấp thụ khí thải?
Hãy để đội ngũ kỹ sư tại IPF Việt Nam đồng hành cùng bạn – Chúng tôi tư vấn , lắp đặt các hệ thống xử lý khí thải công nghiệp,uy tín, chất lượng, bảo hành 12 tháng

☎️ Hotline: 0359.206.292
🌐 Địa chỉ : Ngãi Cầu - An Khánh - Hoài Đức - Hà Nội