Khảo sát một lò nung vôi công nghiệp sử dụng than đá làm nhiên liệu

Vôi sống (CaO) có nhiều ứng dụng như: sản xuất vật liệu xây dựng, vật liệu chịu nhiệt, khử chua đất trồng, tẩy uế, sát trùng, xử lí nước thải,.. Tuy nhiên, các lò nung vôi thủ công hoạt động tự phát có thể gây ô nhiễm môi trường. Ở các lò nung vôi công nghiệp, quy trình kiểm soát phát thải được thực hiện chặt chẽ hơn. Khảo sát một lò nung vôi công nghiệp sử dụng than đá làm nhiên liệu, giả thiết:
+ Đá vôi chỉ chứa CaCO₃ và cần cung cấp một nhiệt lượng 1800 kJ để phân hủy 1 kg đá vôi.
+ Đốt cháy 1 kg than đá giải phóng một nhiệt lượng là 27000 kJ, trong đó 50% lượng nhiệt này được hấp thụ để phân hủy đá vôi.
+ Than đá chứa 1% sulfur (ở dạng vô cơ và hữu cơ như FeS₂, CaSO₄, C_xH_ySH,…) về khối lượng, 80% lượng sulfur bị đốt cháy tạo thành SO₂ và 1,6% SO₂ sinh ra phát thải vào khí quyển. + Lò có công suất 420 tấn CaO/ngày.
+ Coi hiệu suất các phản ứng đạt 100%.
Nhóm nghiên cứu đã đưa ra các kết luận:
a) Lượng than đá tiêu thụ mỗi ngày là 100 tấn.
b) Lượng đá vôi cần sử dụng mỗi ngày là 750 tấn.
c) Phản ứng nhiệt phân đá vôi là phản ứng tỏa nhiệt.
d) Giả thiết toàn bộ lượng SO₂ phát thải trong 30 ngày từ lò nung vôi trên chuyển hết thành H₂SO₄ trong nước mưa với nồng độ là 2.10^-5M. Nếu lượng nước mưa này rơi đều trên một vùng đất rộng 40 km², sẽ tạo ra một trận mưa acid với lượng mưa trung bình là 15 mm.