Tháp hấp phụ than hoạt tính: Cấu tạo, nguyên lý, ưu nhược điểm và ứng dụng thực tế
Đồng Hữu Cảnh - 16/06/2025
1. Khái niệm tổng quan về tháp hấp phụ than hoạt tính
Tháp hấp phụ than hoạt tính là thiết bị xử lý khí thải dựa trên quá trình hấp phụ vật lý hoặc hóa học các chất ô nhiễm bằng vật liệu hấp phụ (chủ yếu là than hoạt tính). Đây là một trong những giải pháp hiệu quả hàng đầu để xử lý hơi dung môi hữu cơ (VOCs), khí mùi, khí độc với nồng độ thấp đến trung bình.
Trong hệ thống xử lý khí thải công nghiệp, tháp hấp phụ than hoạt tính thường được sử dụng ở công đoạn xử lý cuối, sau các thiết bị tiền xử lý như: lọc bụi, tách ẩm, scrubber, cyclone, venturi.
2. Cấu tạo chi tiết của tháp hấp phụ than hoạt tính
Một tháp hấp phụ than hoạt tính hoàn chỉnh thường bao gồm các bộ phận sau:
2.1. Thân tháp
Vật liệu chế tạo: PP, PVC, FRP (composite), thép mạ kẽm, thép không gỉ SUS304/316 tùy theo môi trường ăn mòn.
Kích thước: Được tính toán dựa trên lưu lượng khí thải, nồng độ chất ô nhiễm và thời gian tiếp xúc.
Kết cấu: Dạng hình trụ đứng, có thể bố trí dạng đơn tầng hoặc đa tầng.
2.2. Vật liệu hấp phụ - Than hoạt tính
Dạng hạt (granular activated carbon – GAC) phổ biến nhất.
Bề mặt riêng lớn: 800 – 1500 m²/g.
Kích thước hạt: 4x8 mesh, 8x16 mesh tùy thiết kế.
Khả năng hấp phụ mạnh các hợp chất hữu cơ bay hơi VOCs, H2S, NH3, SO2…
2.3. Hệ thống phân phối khí vào
Bộ phân phối khí đảm bảo khí thải phân tán đều qua lớp than.
Giúp nâng cao hiệu suất hấp phụ, tránh hiện tượng luồng khí chảy rối (bypass).
2.4. Lớp đỡ vật liệu (Support Layer)
Lưới inox, nhựa chịu lực hoặc ceramic.
Chịu tải trọng lớp than và khí động lực học trong vận hành.
2.5. Cửa bảo trì, nạp - xả vật liệu
Bố trí tại thân tháp giúp dễ dàng thay thế than định kỳ.
Đảm bảo thuận tiện cho bảo dưỡng, vệ sinh.
2.6. Hệ thống đo lường giám sát
Đồng hồ đo áp suất chênh lệch (ΔP) 2 đầu tháp.
Cảm biến lưu lượng, nồng độ VOCs online (tùy chọn).
3. Nguyên lý hoạt động chi tiết
Khí thải đầu vào chứa các hợp chất ô nhiễm VOC, mùi hóa chất, khí độc đi vào thân tháp.
Nhờ hệ thống phân phối, khí thải được đưa đều qua lớp than hoạt tính.
Các phân tử khí ô nhiễm bị giữ lại nhờ hiện tượng hấp phụ bề mặt trong hệ mao quản siêu nhỏ của than.
Sau quá trình tiếp xúc, khí sạch đi ra khỏi tháp, đạt tiêu chuẩn thải ra môi trường.
Khi than bão hòa, phải tiến hành tái sinh hoặc thay thế.
Lưu ý: Tháp hấp phụ hoạt động tốt nhất khi khí thải đã được xử lý bụi, giảm ẩm và nhiệt độ ổn định dưới 40°C.
4. Ưu điểm vượt trội
Hiệu suất xử lý VOCs và mùi hóa chất lên đến 90 – 98%.
Hoạt động ổn định, ít rung lắc, không tạo tiếng ồn.
Không sinh ra sản phẩm phụ gây ô nhiễm thứ cấp.
Vận hành đơn giản, dễ bảo trì.
Có thể tái sinh than hoạt tính giúp tiết kiệm chi phí vận hành dài hạn.
5. Hạn chế cần lưu ý
Than hoạt tính bão hòa cần thay thế định kỳ.
Không hiệu quả với dòng khí ẩm cao (độ ẩm > 70%).
Nếu khí chứa nhiều bụi, dễ gây bít tắc lớp than.
Chi phí than và tái sinh than tương đối cao nếu lưu lượng lớn.
6. Các thông số kỹ thuật cần thiết khi thiết kế tháp hấp phụ
| Thông số thiết kế | Giá trị tham khảo |
|---|---|
| Tốc độ khí qua lớp than (face velocity) | 0.1 – 0.3 m/s |
| Thời gian tiếp xúc (EBCT) | 1.5 – 3.0 giây |
| Độ dày lớp than | 500 – 1200 mm |
| Chênh áp ban đầu | 100 – 250 Pa |
| Tuổi thọ than hoạt tính | 6 – 18 tháng |
7. Ứng dụng thực tế trong công nghiệp
Xử lý khí thải sơn, in ấn, sản xuất bao bì nhựa, dung môi.
Xử lý mùi thực phẩm, sản xuất nước giải khát, nhà máy chế biến thuỷ sản.
Xử lý khí thải hóa chất tại các nhà máy dược phẩm, phòng thí nghiệm.
Xử lý khí H2S, NH3 tại nhà máy xử lý nước thải, bãi rác.
Lắp đặt trong dây chuyền xi mạ, mạ điện hóa, sản xuất linh kiện điện tử.
8. Một số hệ thống tiền xử lý cần kết hợp với tháp hấp phụ
Để nâng cao hiệu suất và bảo vệ lớp than, hệ thống thường đi kèm:
Cyclone tách bụi thô.
Thiết bị scrubber ướt (tháp rửa khí).
Bộ tách ẩm khí thải.
Bộ lọc HEPA hoặc túi vải lọc bụi tinh.
9. Lưu ý vận hành bảo trì
Kiểm tra ΔP định kỳ để đánh giá mức độ bít tắc.
Thay than khi nồng độ khí thải sau xử lý tăng vượt tiêu chuẩn.
Vệ sinh định kỳ hệ phân phối khí, tránh tắc nghẽn.
Đảm bảo hệ thống tiền xử lý hoạt động ổn định trước tháp hấp phụ.
Kết luận chuyên sâu:
Tháp hấp phụ than hoạt tính là giải pháp xử lý khí thải VOCs và mùi hóa chất cực kỳ hiệu quả, phù hợp cho đa số các ngành công nghiệp hiện nay. Tuy nhiên để hệ thống đạt tuổi thọ cao và hiệu quả tối ưu, cần phải có thiết kế chuẩn kỹ thuật và vận hành đúng quy trình.
Liên hệ ngay với Công ty cổ phần sản xuất và thương mại kỹ thuật IPF Việt Nam nếu bạn cần tư vấn thiết kế, cung cấp tháp hấp phụ than hoạt tính chất lượng cao, vận hành ổn định, bảo trì dễ dàng, đáp ứng mọi tiêu chuẩn môi trường.
Liên hệ IPF Việt Nam để nhận báo giá và mẫu thiết kế!
Địa chỉ : Ngãi Cầu - An Khánh- Hoài Đức- Hà Nội
Hotline: 0975.360.629
VIẾT BÌNH LUẬN CỦA BẠN: