TRƯỜNG ĐẠI HỌC AN GIANG
KHOA KỸ THUẬT – CÔNG NGHỆ – MÔI TRƯỜNG
BỘ MÔN MÔI TRƯỜNG & PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP KHOA

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG XỬ LÝ KHÍ H
2
S VÀ NH
3

PHÁT SINH TỪ CÔNG ĐOẠN SẤY THỨC ĂN GIA SÚC
BẰNG PHƯƠNG PHÁP HẤP THỤ
Chủ nhiệm đề tài: Ngô Thúy An Long Xuyên, tháng 9 năm 2010

TRƯỜNG ĐẠI HỌC AN GIANG
KHOA KỸ THUẬT – CÔNG NGHỆ – MÔI TRƯỜNG

...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
Long xuyên, ngày…..tháng…..năm 2010
Giảng viên hướng dẫn

Th.s Nguyễn Trần Nhẫn Tánh LỜI NÓI ĐẦU

Những năm gần đây, ngành chế biến thức ăn gia súc từ phụ phẩm cá tra, cá basa ở An
Giang phát triển mạnh. Tận dụng được nguồn nguyên liệu giá rẻ, thị trường đầu ra ổn định và chi
phí đầu tư thấp nên các cơ sở thuộc loại hình này mọc lên theo cách tự phát ngày càng nhiều. Vấn
đề môi trường chính tại đây là không khí trong và xung quanh các cơ sở chế biến bị ô nhiễm do
mùi hôi phát sinh từ quá trình sản xuất. Thành phần khí thải phát sinh là một hỗn hợp khí độc,

Cr
2
O
7
. Đây là hai hóa chất khá phổ biến, vì vậy, đề tài sẽ là tài liệu tham khảo hữu ích cho
những nghiên cứu khác liên quan đến hấp thụ và hai loại hóa chất nêu trên.
Vì vậy, việc nghiên cứu thành công đề tài là giải pháp đáp ứng được ba yếu tố xã hội,
kinh tế và khoa học.
i
MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU................................................................................................................................... i
MỤC LỤC........................................................................................................................................ ii
TÓM TẮT ....................................................................................................................................... iv
DANH SÁCH BẢNG....................................................................................................................... v
DANH SÁCH HÌNH....................................................................................................................... vi
CHƯƠNG 1 MỞ ĐẦU ................................................................................................................... 1
1.1 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU.............................................................................................. 1
1.2 THỜI GIAN NGHIÊN CỨU................................................................................................ 2
1.3 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU................................................................................................. 2
1.4 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU................................................................................................. 2
CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN ........................................................................................................... 3
2.1 ĐẶC TÍNH CỦA KHÍ HYDRO SUNFUA H
2
S VÀ AMONIAC NH
3
............................... 3
2.1.1 Khí hydro Sunfua H

7
............................................................. 7
2.3.2 Kết quả thực nghiệm.................................................................................................... 9
CHƯƠNG 3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU......................................................................... 10
3.1 THIẾT KẾ MÔ HÌNH (TÍNH TOÁN CÁC CHI TIẾT CHÍNH) ...................................... 10
3.1.1 Công thức tính toán ................................................................................................... 10
3.1.2 Mô hình thí nghiệm ................................................................................................... 11
ii 3.2 QUÁ TRÌNH THÍ NGHIỆM.............................................................................................. 13
3.2.1 Giai đoạn 1: Tạo dòng khí thải chứa H
2
S và NH
3
tại phòng thí nghiệm................... 13
3.2.2 Giai đoạn 2: Xác định nồng độ khí đưa vào mô hình xử lý....................................... 13
3.2.3 Giai đoạn 3: Khảo sát hiệu quả hấp thu khí thải của K
2
Cr
2
O
7
, KMnO
4
.................... 13
3.3 PHƯƠNG TIỆN VÀ VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU ............................................................. 13
3.4 PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ SỐ LIỆU .................................................................................. 13
CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN................................................................................ 14
4.1 KẾT QUẢ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÔ HÌNH............................................................... 14

2
S và NH
3

phát sinh từ quá trình sấy thức ăn gia súc; sau đó, tiến hành khảo sát xác định hiệu quả xử lý khí
H
2
S và NH
3
của các chất oxi hóa mạnh như: KMnO
4
và K
2
Cr
2
O
7
thông qua 10 nghiệm thức.
Sau quá trình thực nghiệm, nhận thấy hiệu quả xử lý H
2
S và NH
3
thông qua một số nghiệm
thức khá cao. Trong cùng một chỉ tiêu như H
2
S hay NH
3
, thí nghiệm A luôn cho hiệu suất xử lý
cao hơn thí nghiệm B. Mặt khác, hiệu quả xử lý khí thải tăng dần theo nồng độ chất hấp thụ.
Từ kết quả nghiên cứu, có thể rút ra ưu và nhược điểm của đề tài như sau:
DANH SÁCH BẢNG

Bảng 1.1: Kế hoạch thực hiện.........................................................................................................2
Bảng 2.1: Phần trăm hiệu quả xử lý H
2
S và NH
3
qua các hóa chất (%).........................................9
Bảng 3.1: Các công thức tính toán tháp hấp thụ ...........................................................................10
Bảng 3.2: Chức năng và vật liệu dự kiến của một số thiết bị trong mô hình................................12
Bảng 4.1: Thông số thiết kế lớp vật liệu đệm...............................................................................14
Bảng 4.2: Tính toán vận tốc khí làm việc thích hợp trong tháp hấp thụ.......................................15
Bảng 4.3: Thông số thiết kế đường kính tháp...............................................................................16
Bảng 4.4: Thông số thiết kế chiều cao tháp hấp thụ.....................................................................16
Bảng 4.5: Giá trị H
2
S và NH
3
đầu vào..........................................................................................17
Bảng 4.6: Kết quả kiểm định Duncan giá trị NH
3
ở thí nghiệm A...............................................18
Bảng 4.7: Kết quả kiểm định Duncan giá trị NH
3
ở thí nghiệm B ...............................................19
Bảng 4.8: Kết quả kiểm định Duncan giá trị H
2
S ở thí nghiệm A................................................20

7
..................................17
Hình 4.2: Hiệu suất xử lý khí H
2
S theo các nồng độ KMnO
4
và K
2
Cr
2
O
7
...................................19

GVHD: Ths Nguyễn Trần Nhẫn Tánh 1
Ks Trương Khanh Nhật Thảo
Ks Phan Phước Toàn
CHƯƠNG 1
MỞ ĐẦU

Những năm gần đây, ngành chế biến thủy sản và chế biến thức ăn gia súc tại An Giang phát
triển mạnh, mang lại diện mạo mới cho nền kinh tế tỉnh nhà. Tuy nhiên, song song với sự phát
triển đó là việc bùng nổ các vấn đề môi trường mà đặc biệt là môi trường không khí.
Thành phần khí thải của các nhà máy chế biến thức ăn gia súc bao gồm: C
x
H
y

3
phát sinh trong quá trình chế biến thức ăn gia súc bằng phương pháp hấp thụ” nhằm nâng
cao tính chuyên sâu về phương pháp xử lý khí thải đặc thù ngành chế biến thức ăn gia súc.
1.1 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU
Nghiên cứu tập trung vào các đối tượng như sau:
− Khí H
2
S và NH
3
phát sinh từ công đoạn sấy thức ăn gia súc với nguyên liệu từ phụ phẩm
cá tra, cá basa.
− Một số hóa chất hấp thụ như: K
2
Cr
2
O
7
và KMnO
4
. GVHD: Ths Nguyễn Trần Nhẫn Tánh 2
Ks Trương Khanh Nhật Thảo
Ks Phan Phước Toàn

1.2 THỜI GIAN NGHIÊN CỨU
Thời gian nghiên cứu 4,5 tháng, chia thành 5 giai đoạn
Bảng 1.1: Kế hoạch thực hiện
Stt Nội dung thực hiện Kết quả phải đạt Thời gian

và KMnO
4
.
Số liệu, kết quả khảo sát 4 tuần
(13/05 – 10/06/10)
5 Tổng hợp số liệu, viết báo cáo. Bài báo cáo hoàn chỉnh 4 tuần
(11/06 – 09/07/10)
1.3 MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI
Đề tài nhằm nghiên cứu khả năng xử lý khí H
2
S và NH
3
trong quá trình sấy thức ăn gia súc
bằng phương pháp hấp thụ.
Mục tiêu cụ thể
:
− Xây dựng mô hình xử lý khí H
2
S và NH
3
sinh ra từ quá trình sấy thức ăn gia súc, làm thiết
bị thí nghiệm phục vụ cho nghiên cứu tại phòng thí nghiệm Khoa Kỹ thuật – Công nghệ –
Môi trường.
− Xác định hiệu quả xử lý khí H
2
S và NH
3
của các chất oxy hóa mạnh như: KMnO
4
và

O
7
với các nồng độ khác nhau. GVHD: Ths Nguyễn Trần Nhẫn Tánh 3
Ks Trương Khanh Nhật Thảo
Ks Phan Phước Toàn
− Đánh giá hiệu quả xử lý.
GVHD: Ths Nguyễn Trần Nhẫn Tánh 4
Ks Trương Khanh Nhật Thảo
Ks Phan Phước Toàn
CHƯƠNG 2
TỔNG QUAN

2.1 ĐẶC TÍNH CỦA KHÍ HYDRO SUNFUA H
2
S VÀ AMONIAC NH
3

2.1.1 Khí hydro Sunfua H
2
S
Trong các hợp chất khí của lưu huỳnh, khí H
2
S là một khí quan trọng vì ý nghĩa môi trường
của nó. Khí H

mặt, nhức đầu. Ở nồng độ lớn hơn 150 ppm, có thể gây tổn thương màng nhầy của cơ quan hô
hấp. Với nồng độ 500 ppm, gây viêm phổi và tiêu chảy. Tiếp xúc ngắn với khí hiđro sunfua ở
nồng độ từ 700 – 900 ppm thì chúng sẽ nhanh chóng xuyên qua màng túi phổi, xâm nhập vào
mạch máu và gây tử vong (Đặng Kim Chi, 2001). Ngoài ra, hiđro sunfua còn làm tổn thương lá,
rụng lá và làm giảm khả năng sinh trưởng của thực vật.
2.1.2 Khí Amoniac
Amoniac là một loại khí độc, ảnh hưởng chủ yếu đến đường hô hấp. Từ xưa, người ta đã biết
đến loại khí này vì chúng khá phổ biến trong cuộc sống thường nhật. Tính đến nay, ngoài các
công trình khử ammoniac còn có rất nhiều nghiên cứu thu hồi để tổng hợp nên các loại phân bón
cho cây trồng.
− Nguồn phát sinh: Theo Đặng Kim Chi (2001), amoniac có trong hệ thống thiết bị làm
lạnh, các nhà máy hóa chất sản xuất phân đạm, sản xuất axit nitric, các quá trình phân giải chất
hữu cơ động thực vật,…
− Tính chất vật lý: Amoniac là một khí không màu, mùi khai và xốc, nhẹ hơn không khí
(khối lượng riêng D = 0,76g/l). Amoniac hoá lỏng ở –34
0
C và hoá rắn ở –78
0
C. Trong số các khí,
amoniac tan được nhiều nhất trong nước với 1 lít nước ở 20
0
C hoà tan được khoảng 800 lít NH
3
(Lê Xuân Trọng, Nguyễn Hữu Đĩnh, 2008). GVHD: Ths Nguyễn Trần Nhẫn Tánh 5
Ks Trương Khanh Nhật Thảo
Ks Phan Phước Toàn
− Ý nghĩa môi trường: Amoniac gây viêm đường hô hấp, gây loét giác mạc, thanh quản, khí

ranh giới gọi là lớp biên. Các phân tử đi qua lớp biên từ cả hai phía, một số từ phía chất khí, một
số từ phía chất lỏng. Cường độ trao đổi thực phụ thuộc vào các yếu tố tác động như: nhiệt độ, áp
suất, nồng độ, độ hòa tan. Nồng độ phân tử khí phụ thuộc vào cả hai hiện tượng khuếch tán: GVHD: Ths Nguyễn Trần Nhẫn Tánh 7
Ks Trương Khanh Nhật Thảo
Ks Phan Phước Toàn
khuếch tán rối và khuếch tán phân tử. Thông thường, khuếch tán rối có tác dụng làm cho nồng độ
phân tử được khuếch tán đều trong khối khí còn khuếch tán phân tử có tác dụng làm cho các phân
tử khí chuyển động về phía lớp biên. Ở phía chất lỏng cũng xảy ra hiện tượng tương tự như trên.
Nếu các phân tử khí đi qua lớp biên và đi vào chất lỏng có phản ứng hóa học với chất lỏng hoặc
được giữ lại bằng các quá trình vật lý làm cho chúng không thể quay lại khối khí thì cường độ
hấp thụ thực của khí vào chất lỏng sẽ tăng.
Cường độ trao đổi chất từ pha này qua pha kia tỉ lệ thuận với diện tích tiếp xúc giữa hai pha.
Do đó, trong tất cả các kỹ thuật hấp thụ đều được tính toán thiết kế sao cho diện tích tiếp xúc giữa
hai pha là lớn nhất.
2.2.2 Tháp hấp thụ
Tháp hấp thụ là dạng phổ biến dùng trong kỹ thuật hấp thụ cũng như một số quá trình khác
như: giải nhiệt, xử lý theo phương pháp vi sinh,…Các loại tháp hấp thụ phổ biến là: Tháp màng,
tháp đệm, tháp đĩa, tháp phun,…Theo nghiên cứu này, sẽ nghiên cứu xử lý khí thải trên mô hình
ứng dụng của tháp đệm.
a. Cấu tạo tháp đệm
Thân tháp rỗng, bên trong đổ đầy đệm làm từ nhiều loại vật liệu đa dạng (gỗ, nhựa, kim
loại, gốm,...) với những hình dạng khác nhau (trụ, cầu, tấm, yên ngựa, lò xo,...); lưới đỡ đệm; ống
dẫn khí và lỏng vào ra.

Hình 2.2: Cấu tạo tháp hấp thụ. Nguồn:http://environment-
safety.com/courses/MassTransfer/MassTransferLectures.htm