Các phương pháp lọc khí thải công nghiệp

Có nhiều phương pháp khác nhau để làm sạch khí thải nóng, tùy thuộc vào loại khí thải và ứng dụng. Gốm sứ được sử dụng đặc biệt cho các trường hợp mà các dung dịch truyền thống hơn đạt đến giới hạn của chúng do nhiệt độ phổ biến hoặc sự hiện diện của môi trường ăn mòn rất mạnh. Gốm sứ cũng có thể là một giải pháp thay thế tiết kiệm chi phí cho các hợp kim đặc biệt đắt tiền hoặc các vật liệu đắt tiền khác.

Lọc khí nóng / Loại bỏ bụi

Để loại bỏ bụi và thu hồi các vật liệu có giá trị từ khí thải nóng, bộ lọc gốm có khả năng chống thấm ngược tốt được sử dụng ở nhiệt độ hoạt động lên đến xấp xỉ. 800 °C trở lên. Trong một thời gian dài, các nỗ lực phát triển tập trung vào các ứng dụng trong thiết kế hiện đại cho các nhà máy nhiệt điện than (nhà máy chu trình hỗn hợp điều áp). Ngược lại, các dự án gần đây nghiên cứu các quy trình trong khí hóa sinh khối, lọc khí thải trong ngành công nghiệp xi măng và thủy tinh, đốt chất thải và sản xuất bột màu mực hoặc bột kim loại.

Làm sạch khí thải xúc tác

Bộ chuyển đổi xúc tác để giảm phát thải chất ô nhiễm từ khí thải được sử dụng trong một số quy trình công nghiệp. Trong số các ứng dụng xúc tác phổ biến nhất trong quá trình lọc khí thải là quá trình oxy hóa cacbon monoxit, hydrocacbon và các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi khác, cũng như khử các oxit nitơ. Ưu điểm lớn nhất của xử lý khí thải bằng xúc tác là tiêu thụ năng lượng thấp hơn và tỷ lệ chuyển hóa cao hơn so với phương pháp nhiệt. Các bộ chuyển đổi xúc tác hiệu quả, có cấu trúc và thành phần vật liệu được điều chỉnh cho phù hợp với các điều kiện quy trình tương ứng, là điều kiện tiên quyết để nhận ra những ưu điểm này.

Về mặt này, các bộ chuyển đổi xúc tác có cấu trúc, dựa trên bề mặt hình học lớn và đặc tính dòng chảy thuận lợi của chúng, rất thích hợp để sử dụng trong các quá trình pha khí xúc tác không đồng nhất.

Sự hấp phụ

Hấp phụ cho phép làm sạch các chất ô nhiễm dạng khí, đặc biệt nếu chúng xảy ra ở nồng độ thấp. Chất hấp phụ được nạp sau đó được thải bỏ hoặc tái sinh trong quá trình giải hấp. Các chất có giá trị, chẳng hạn như dung môi từ không khí thải của các công trình in, có thể được thu hồi theo cách này.

Chất hấp phụ điển hình là than hoạt tính và zeolit. Chúng được sử dụng chủ yếu như đóng gói giường cố định. Tuy nhiên, bằng cách sử dụng công nghệ gốm, chất hấp phụ cũng có thể được biến đổi thành các hình dạng chuyên biệt hơn và được cố định vào các giá đỡ, ví dụ như quả bóng, viên nén, tổ ong hoặc các cấu trúc tế bào mở khác. Điều này mở ra các lựa chọn mới về xử lý và ứng dụng, cũng như các phương pháp tái sinh sáng tạo, chẳng hạn như các phương pháp dựa trên vi sóng.

Sự kết hợp của chất hấp phụ với các vật liệu khác cho phép tối ưu hóa các đặc tính cụ thể. Ví dụ, lớp vỏ của viên zeolit ​​hình trụ có lớp phủ kim loại làm tăng gấp bốn lần độ dẫn nhiệt của lớp cố định, điều này rất hữu ích cho việc làm nóng và hạ nhiệt nhanh trong quá trình tải và tái sinh.

Tách khí

Các nhà cung cấp giải pháp xử lý khí thải đã phát triển vật liệu, thành phần và quy trình tách khí ở nhiệt độ cao. Tiết kiệm năng lượng và tích hợp dễ dàng trong các quy trình công nghiệp hiện có (ví dụ như tách CO₂ , CCS) là những ưu điểm chính so với các phương pháp truyền thống. Đối với sự phát triển của các khái niệm nhà máy điện mới với lượng khí thải giảm và hiệu suất cao hơn, màng tách khí ngày càng trở thành trung tâm của sự chú ý. Ưu điểm của màng, khi so sánh với các quá trình tuần hoàn như hấp phụ và giải hấp, là hoạt động liên tục và thiết kế nhà máy đơn giản, linh hoạt, đảm bảo chi phí đầu tư thấp và tiêu thụ năng lượng thấp.

Để phát triển vật liệu có giá trị, nhiều nhà cung cấp sử dụng than chì, ống nano cacbon và màng gốm polyme có nguồn gốc từ silicon oxycarbide (SiOC), silicon carbonitride (SiCN) cũng như silicon carbide (SiC). Việc tối ưu hóa có mục tiêu các lộ trình tổng hợp cho phép tạo ra các màng mỏng hoạt động như các sàng phân tử. Các đặc tính phân tách có thể được điều chỉnh theo nhiều lựa chọn bằng cách thay đổi vật liệu màng. Do đó, các màng cung cấp tiềm năng rộng rãi để tách các khí có kích thước phân tử khác nhau (ví dụ H₂ / CO₂), nhưng cũng để tách các khí có kích thước phân tử tương tự thông qua hấp phụ (ví dụ tách CO ₂ khỏi khí sinh học).