Sulfur dioxide là một trong các tác nhân gây mưa acid, phát thải chủ yếu từ các quá trình đốt cháy nhiên liệu như than đá, xăng, dầu,… Trung bình một ngày, một nhà máy nhiệt điện sử dụng hết 6000 tấn than đá (chứa 0,8% sulfur về khối lượng) để làm nhiên liệu.
a) Tính thể tích (ở đkc) khí sulfur dioxide tối đa do nhà máy phát thải ra trong một ngày.
b) Một trong các phương pháp loại bỏ sulfur dioxide ra khỏi khí thải của nhà máy nhiệt điện là cho khí thải lội qua dung dịch calcium hydroxide (dạng huyền phù), sản phẩm cuối cùng thu được là thạch cao dạng CaSO4.2H2O.
Cho biết các phương trình hoá học:
2SO2 + 2Ca(OH)2 + O2 → 2CaSO4 + 2H2O (1))
CaSO4 + 2H2O → CaSO4.2H2O
Tính khối lượng calcium hydroxide cần dùng mỗi ngày để loại bỏ 90% lượng lưu huỳnh dioxide trong khí thải và khối lượng thạch cao tương ứng thu được. Giả thiết lượng hoà tan của CaSO4 chiếm 0,6% khối lượng CaSO4 tạo thành.
c) Lượng khí sulfur dioxide còn lại (không bị hấp thụ), tiếp tục được xử lý qua một số quy trình khác. Giả thiết có 1% lượng khí sulfur dioxide này khuếch tán vào khí quyển, rồi bị chuyển hoá hoàn toàn thành acid sulfuric trong nước mưa theo sơ đồ: SO2 → SO3 → H2SO4. Tính thể tích nước mưa bị nhiễm acid, giả thiết nồng độ acid sulfuric trong nước mưa là 1.10-5 M.
(a) nS (trong than đá) = 6.106.0,8%/32 = 1500 kmol
—> nSO2 max = 1500 kmol —> V max = 37185 m³
(b) nCa(OH)2 = 90%nSO2 thải ra = 1500.90% = 1350 kmol
—> mCa(OH)2 = 1350.74 = 99900 kg
nCaSO4.2H2O = nCaSO4 không bị hòa tan = 1500(100% – 0,6%) = 1491 kmol
—> mCaSO4.2H2O = 1491.172 = 256452 kg
(c) nH2SO4 = nSO2 bị khuếch tán = 1500.10%.1% = 1,5 kmol
—> V nước mưa bị nhiễm acid = 1,5/(1.10-5) = 1,5.105 m³