Lưu huỳnh dioxit là gì ?

Lưu huỳnh dioxit, có công thức hóa học là SO², là một chất khí có trong khí quyển là kết quả của sự kết hợp giữa lưu huỳnh và ôxy và chu kỳ bán rã của nó là từ hai đến bốn ngày. Sulfur dioxide là một chất khí không màu, ở nồng độ cao, có mùi hắc, nồng, gây khó chịu cho mắt và đường hô hấp, là một trong những chất ô nhiễm chính là một phần của quá trình axit hóa.

Lưu huỳnh dioxit được thải ra một cách tự nhiên trong tự nhiên do núi lửa và quá trình đốt cháy. Tác động môi trường do con người tạo ra trước hết là từ việc đốt các nhiên liệu hóa thạch có lưu huỳnh (Than, Dầu và Khí tự nhiên.) ( Xem thêm tại Sulfur dioxide – Wikipedia )

Lưu huỳnh dioxit ảnh hưởng tiêu cực đến con người

Trong quá trình oxy hóa của nó trong khí quyển, khí này tạo thành sunfat. Các sunfat này là một phần của hạt vật chất PM10. Khi có độ ẩm, sulfur dioxide tạo thành axit ở dạng sol khí và một phần quan trọng của vật chất thứ cấp hoặc hạt mịn (PM2.5) được tạo ra. SO2 là nguyên nhân gây ra mưa axit.

Cả việc tiếp xúc với sunfat và axit có nguồn gốc từ SO2 đều dẫn đến những nguy cơ sức khỏe nghiêm trọng vì chúng đi trực tiếp vào hệ tuần hoàn của con người qua đường hô hấp.

95% lưu huỳnh dioxit thải ra từ quá trình đốt cháy nhiên liệu hóa thạch là lưu huỳnh dioxit. Lưu huỳnh dioxit  là khí độc, nguy hại trực tiếp đến sức khỏe con người. Nó nặng hơn không khí và có mùi ngột ngạt ở nồng độ trong khí quyển khoảng 500 phần tỷ (ppb), ở mức độ này nó có thể gây tử vong.

Ở mức độ thấp hơn, có thể bị đau ngực, khó thở, kích ứng mắt và giảm sức đề kháng đối với các bệnh tim và phổi. Ở 20 ppb hoặc thấp hơn lưu huỳnh dioxit sẽ không có tác dụng xấu đối với một người khỏe mạnh. Nồng độ nền trong khí quyển bình thường của lưu huỳnh dioxit thường nhỏ hơn 10 ppb.

Tác động thứ hai là sự hình thành các sunfat (và nitrat), ở dạng bình xịt hoặc các hạt rất mịn trong không khí, có thể bao gồm một tỷ lệ đáng kể các chất dạng hạt và có liên quan đến việc gia tăng các cơn hen suyễn, bệnh tim và phổi và các vấn đề về hô hấp. trong các nhóm dân số dễ mắc bệnh.

Hiệu ứng thứ ba có thể xảy ra ở xa nguồn phát xạ nơi các lưu huỳnh dioxit sẽ chuyển thành axit bằng các phản ứng pha nước trong khí quyển. Các sol khí có tính axit này cuối cùng được kết tủa dưới dạng mưa axit, tuyết, mưa đá hoặc sương mù nhưng chỉ khi chúng gặp điều kiện khí tượng thích hợp.

Trong trường hợp không có ô nhiễm do con người tạo ra, nước mưa sẽ có tính axit nhẹ, khoảng pH 5, do sự hiện diện của axit cacbonic từ sự tương tác của hơi nước và nồng độ CO2 trong tự nhiên . Mặt khác, mưa axit đã được đo với nồng độ pH dưới 3 tương ứng với giấm.

Ảnh hưởng của sự lắng đọng axit phụ thuộc vào tính dễ vỡ của các vật liệu, thực vật, đất và nước liên quan. Trong những trường hợp không có độ kiềm tự nhiên để trung hòa độ axit lưu huỳnh dioxit này hoặc không có khả năng chịu đựng sự tấn công như vậy, sự lắng đọng axit có liên quan đến quá trình axit hóa nước ngầm và nước mặt, phá rừng, giảm – thậm chí là loại bỏ – sinh vật thủy sinh và mục nát công trình.

Bề mặt tiếp xúc của đá vôi (CaCO3) được sử dụng để chế tạo nhiều tòa nhà lịch sử chuyển thành thạch cao (CaSO4), có tỷ trọng thấp hơn và dễ tan trong nước hơn, do đó bị đóng váng). Các tác động đến môi trường tự nhiên có thể gây ra các vấn đề khác như nước có tính axit lưu huỳnh dioxit đào thải kim loại nặng ra ngoài.

Đất không còn bị rễ cây ràng buộc, có thể bị rửa trôi, để lại cảnh quan bị bóc mòn và có khả năng làm tăng nguy cơ lũ lụt ở hạ lưu nơi đất này sau đó được bồi tụ thành phù sa.

Trong đề xuất chung năm 2009 với IMO, Hoa Kỳ và Canada tuyên bố rằng bằng cách chỉ định các vùng biển phía đông và phía tây của Bắc Mỹ là Khu vực Kiểm soát Phát thải, “khoảng 8.300 sinh mạng sẽ được cứu sống và hơn ba triệu người sẽ được cứu trợ khỏi bệnh hô hấp cấp tính. các triệu chứng mỗi năm”.

Nó cũng được tuyên bố  “một ECA sẽ dẫn đến giảm 19% lượng lắng đọng [lưu huỳnh dioxit và nitơ] dư thừa ở phía tây nam British Columbia và nó sẽ loại bỏ lượng lắng đọng dư thừa trên khoảng 13.500 km2 trên khắp Canada ”

4 giải pháp cơ bản được áp dụng để giảm phát thải Dioxit Lưu huỳnh (SO2)

Khử lưu huỳnh sau khi đốt (FGD)

FGD được các nhà nghiên cứu đánh giá là phương pháp xử lý khí thải SO2 hiệu quả và có thể ứng dụng rộng rãi. Trên thực tế, trong hệ thống xử lý FGD, SO2 sinh ra sau quá trình đốt nhiên liệu sẽ được dẫn truyền qua các màng lọc, lượng khí thải nhất định được giữ lại, giảm thiểu tối đa lượng lưu huỳnh dioxitt trước khi dẫn khí ra ngoài môi trường.

Hệ thống ướt

Một giải pháp xử lý khí thải SO2 khác cũng được các chuyên gia trên thế giới đặc biệt quan tâm đó là hệ thống ướt. Với hệ thống này, đá vôi hoặc vôi bột được trộn đều với nước, tạo thành một dung dịch. Dung dịch lỏng này phun vào khí thải có chứa lưu huỳnh. Kết quả là các chất có trong nước vôi phản ứng với SO2 sinh ra chất mới. Chất  có thể được ứng dụng trong các lĩnh vực khác hoặc đưa vào quy mới trình xử lý đơn giản, dễ dàng hơn.

Hệ thống khô/ bán khô

khác với hệ thống ướt, tại hệ thống khô hoặc bán khô vôi tôi không được hoà với nước mà được phun trực tiếp vào buồng có chứa SO2 dưới dạng bột mịn. Nhiệt sinh ra từ khí thải đóng vai trò là chất xúc tác, thúc đẩy quá trình phản ứng giữa các thành phần có trong vôi với SO2. Sản phẩm được tạo thành là các chất rắn.

Tuỳ thuộc vào đặc điểm, tính chất của loại hình sản xuất mà vôi tôi có thể được thay thế bằng một hỗn hợp chất hấp thụ kiềm khác như: ammonia loại oxy hóa, magiê, tro kiềm, …

Xử lý dòng khí axit

Quá trình đốt nhiên nhiên, ngoài việc sinh ra khí SO2, nhiều chất khí khác có chứa lưu huỳnh cũng có thể xuất hiện, điển hình là H2S. Do đó, các nhà khoa học cho rằng, ngoài việc áp dụng các phương pháp xử lý Dioxit Lưu huỳnh thì việc xử lý khí axit cũng góp phần tích cực vào việc khử SO2. Việc xử lý dòng khí axit có thể thực hiện bằng các phản ứng oxy hóa Claus và một vài phương pháp khác. Với phương pháp xử lý dòng khí axit, chúng chủ yếu được thực hiện tại các cơ sở sản xuất khí hoặc nhà máy lọc dầu.

Ngoài 4 giải pháp khử SO2 được đề cập ở trên, loại dioxit này cũng có thể được xử lý bằng cách khử lưu huỳnh tại hố lưu huỳnh hoặc làm giàu oxy. Mỗi phương pháp đưa ra đều có những ưu và nhược điểm nhất định, do đó, để chắc chắn mang đến hiệu quả tốt, các cơ sở sản xuất cần tham khảo ý kiến của các chuyên gia, từ đó đưa ra kế hoạch xử lý SO2 cụ thể, phù hợp với mục tiêu giảm thiểu chất thải, tình trạng thực tế của cơ sở cũng như nguồn tài chính cho phép.

Ngoài ra có thể tham khảo những