Nghiên cứu thực nghiệm xử lý đồng thời độ ẩm và ion clorua trong không khí ven biển - Lê Thị Thúy Hằng

Hóa học & Kỹ thuật môi trường L. T. T. Hằng, , T. T. Việt, “Nghiên cứu thực nghiệm trong không khí ven biển.” 142 NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM XỬ LÝ ĐỒNG THỜI ĐỘ ẨM VÀ ION CLORUA TRONG KHÔNG KHÍ VEN BIỂN Lê Thị Thúy Hằng1, Dương Thị Phương Thảo1, Kiều Hoàng Ân1*, Trần Tấn Việt2 Tóm tắt: Trong bài báo này, dung môi hấp thu là hỗn hợp glycerin-nước với các tỉ lệ thể tích khác nhau được sử dụng để nghiên cứu khả năng hấp thu ẩm và ion clorua đồng thời trong không khí ẩm. Nghiên cứu cũng khảo sát khả năng tách ẩm và ion clorua trong không khí ẩm ven biển của thành phố Vũng Tàu bằng quá trình hấp thu sử dụng dung môi là hỗn hợp glycerin-nước. Tỉ lệ glycerin trong hỗn hợp tỉ lệ thuận với khả năng tách ẩm và tỉ lệ nghịch với khả năng tách ion clorua trong không khí ẩm. Hỗn hợp glycerin-nước với tỉ lệ thể tích là 1:1 là phù hợp cho nhu cầu tách ẩm và ion clorua đồng thời trong không khí ẩm ven biển. Từ khóa: Không khí ẩm ven biển; Tách ẩm; Khử ion clorua; Glycerin. 1. ĐẶT VẤN ĐỀ Nước ta nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới nóng ẩm, mưa nhiều, độ ẩm trung bình không khí thường xuyên lớn hơn 80%, đồng thời nước ta có bờ biển dài hơn 3000 km do đó điều kiện khí quyển được đặc trưng bởi nhiệt độ, độ ẩm cao, hàm lượng muối trong khí quyển ở các vùng ven biển lớn. Các yếu tố này tác động mạnh đến tính năng và tuổi thọ của các vật liệu, gây thiệt hại lớn cho nền kinh tế và đòi hỏi phải có giải pháp nhằm tách ẩm và muối trong không khí ven biển. Hiện nay, hai nguyên lý tách ẩm phổ biến nhất là nguyên lý tách ẩm dựa vào hiện tượng đọng sương trên bề mặt và nguyên lý tách ẩm sử dụng chất hút ẩm [1]. Việc lựa chọn nguyên lý tách ẩm phụ thuộc vào nhiều yếu tố như : độ ẩm cần duy trì, tỉ lệ nhiệt -ẩm trong quá trình xử lý ẩm, lưu lượng không khí khô, độ sạch của không khí và hiệu quả kinh tế năng lượng [2]. Một tác nhân gây ảnh hưởng không nhỏ đến quá trình phá hủy vật liệu song song với ẩm là ion clorua. Trong không khí ven biển, ion clorua chủ yếu là muối NaCl dưới dạng sol khí. Ngoài ra, một số dạng muối clorua khác cũng được tìm thấy như KCl, MgCl2, CaCl2, NH4Cl nhưng nồng độ thấp hơn nhiều so với NaCl [3]. Muối ăn tồn tại trong không khí với các kích thước khác nhau tùy thuộc vào nhiều yếu tố như nhiệt độ, độ ẩm, các tạp chất trong không khí, trong đó độ ẩm không khí đóng vai trò quyết định đến kích thước hạt muối. Nhìn chung, kích thước hạt muối thông thường có đường kính dưới 5 μm là chủ yếu[4]. Có nhiều phương pháp tách muối ra khỏi khí ở trạng thái sol như phương pháp lọc cơ học với màng lọc siêu nhỏ, phương pháp phản ứng hóa học, phương pháp hấp thu bằng dung môi Trong các phương pháp trên, hấp thu là phương pháp có nhiều ưu điểm vượt trội như có thể áp dụng cho nguồn khí có lưu lượng lớn và tải lượng cao, có thể sử dụng nhiều loại dung môi khác nhau với chi phí tương đối thấp, hiệu suất quá trình cao, thiết bị đơn giản dễ chế tạo, vận hành và bảo dưỡng. Đối với quá trình hấp thu, tính chất dung môi ảnh hưởng rất lớn đến hiệu suất của quá trình và việc chọn lựa dung môi phù hợp phụ thuộc rất lớn vào tính chất của chất cần hấp thu. Trong quá trình hấp thu tách ion clorua ra khỏi khí ở trạng thái sol, có thể xem như đây là quá trình tách muối NaCl ra khỏi dòng không khí ẩm. Phân tử NaCl tạo thành bởi ion Na+ và Cl- có lực hấp dẫn rất lớn nên chỉ có những dung môi có độ phân cực rất lớn mới có khả năng hòa tan tốt NaCl [5, 6].Trong số các dung môi phân cực phổ biến, nước được xem là dung môi có tính phân cực rất lớn và có khả năng hòa tan NaCl rất tốt [7]. Để kết hợp quá trình tách ẩm đồng thời với ion clorua, thông thường sẽ sử dụng phương pháp hấp thu muối trong nước rồi tiếp theo sẽ sử dụng phương làm lạnh ngưng tụ nhằm tách ẩm đạt yêu cầu. Tuy nhiên, quá trình loại muối bằng hấp thu trong nước sẽ trực Nghiên cứu khoa học công nghệ Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 59, 02 - 2019 143 tiếp làm tăng ẩm trong không khí đáng kể. Điều này dẫn đến sự gia tăng chi phí cho quá trình tách ẩm tiếp theo. Nhằm khắc phục nhược điểm trên, phương án sử dụng dung môi thích hợp có khả năng hấp thu ẩm lẫn muối trong không khí được lựa chọn trong nghiên cứu này. So với chất hấp thu thông dụng là Litium clorua, glycerin có một số ưu điểm như rất phổ biến, giá thành rẻ hơn rất nhiều, tương đối háo nước nên có khả năng hút ẩm trực tiếp trong không khí khi tiếp xúc với không khí ẩm. Một đơn vị thể tích của glycerin có khả năng hấp thu được hơn một đơn vị thể tích nước. Ngoài ra, glycerin có khả năng hình thành hydrat với nước để giảm năng lượng của các nhóm hydroxyl. Phản ứng này có tính chọn lọc cao đối với nước nên có thể xem glycerin có tính hấp thu chọn lọc rất cao với nước [8]. Mặt khác, khả năng bốc hơi của glycerin là thấp nên glycerin ít bị thất thoát khi tiếp xúc với dòng khí. Một yếu tố quan trọng của glycerin là khả năng hòa tan NaCl trong glycerin tương đối tốt so với các dung môi khác (83 g NaCl /1 kg glycerin ở 25 °C) đã cho thấy việc sử dụng dung môi glycerin để hấp thu NaCl tương đối phù hợp. Từ những đặc tính trên cho thấy khả năng ứng dụng dung dịch glycerin làm dung môi để hấp thu ẩm và ion clorua trong không khí là hoàn toàn khả thi. Hiện tại, quá trình hấp thu ẩm và ion clorua trong không khí đồng thời bằng dung dịch glycerin chưa được nghiên cứu và công bố rộng rãi trong nước cũng như thế giới. Do đó, đề tài tập trung nghiên cứu khảo sát khả năng hấp thu ẩm và ion clorua trong không khí bằng dung dịch glycerin. 2. NỘI DUNG CẦN GIẢI QUYẾT 2.1. Xây dựng lý thuyết Quá trình hấp thu ẩm và ion clorua trong không khí sẽ chịu ảnh hưởng trực tiếp bởi tính chất dung môi khi thực hiện quá trình hấp thu. Nghiên cứu này sẽ khảo sát sự ảnh hưởng của tỉ lệ glycerin trong nước đến quá trình hấp thu ẩm và ion clolua trong không khí trong môi trường nhân tạo và môi trường ven biển tự nhiên. 2.2. Chuẩn bị thực nghiệm 2.2.1. Thiết bị đo Quy trình xác định hiệu suất hấp thu ion clorua và ẩm thông qua việc hấp thu qua hỗn hợp glycerin- nước với tỉ lệ khác nhau được thực hiện qua bộ thiết bị thí nghiệm sau. Hình 1. Sơ đồ thiết bị thí nghiệm hấp thu bằng dung môi là hỗn hợp glycerin-nước. Bộ thiết bị hấp thu gồm hai bình chứa mẫu: + Bình 1 chứa dung dịch hấp thu là hỗn hợp glycerin – nước + Bình 2 chứa nước cất 2 lần có khử khoáng Hệ thống bình được nối với nhau bằng đường ống nhựa và nối với thiết bị lấy mẫu khí Desaga 312. Hóa học & Kỹ thuật môi trường L. T. T. Hằng, , T. T. Việt, “Nghiên cứu thực nghiệm trong không khí ven biển.” 144 Độ ẩm không khí trước và sau khi qua bình chứa dung dịch glycerin được xác định bằng ẩm kế Testo 625 được lắp trực tiếp trên đường ống dẫn. Sau khi lắp đặt hệ thống thiết bị, một lượng hỗn hợp glycerin – nước với tỉ lệ xác định được cung cấp vào bình hấp thu. Bật thiết bị lấy mẫu khí, điều chỉnh lưu lượng không khí cho dòng khí sục vào dung dịch hấp thu tại ống hấp thu. Tại đây, ẩm và ion clorua sẽ hấp thu vào dung dịch. Dòng khí sau khi qua ống chứa dung dịch hấp thu được sục vào ống tiếp theo chứa nước cất nhằm xác định nồng độ ion clorua còn lại trong dòng khí theo TQKT-YHLĐ & VSMT 2002 của Bộ Y tế- HDCV 02. Tiến hành lấy mẫu dung dịch nước cất sau hấp thu sau từng khoảng thời gian 30 phút. Độ ẩm của không khí sau quá trình hấp thu được xác định bằng đầu dò cảm biến độ ẩm lắp trên đường ống dẫn. - Một sơ đồ thiết bị tương tự nhưng không sử dụng bình chứa dung dịch hấp thu được sử dụng nhằm xác định nồng độ ion clorua ban đầu trong không khí. Hai qui trình thí nghiệm trên được tiến hành song song cùng thời điểm. - Các thiết bị hút khí được hiệu chuẩn lưu lượng bằng thiết bị Gladiator trước mỗi đợt thí nghiệm để đảm bảo lưu lượng mẫu khí lấy vào được chính xác. - Mỗi thí nghiệm được thực hiện 4 lần và giá trị hiệu suất được tính trung bình của kết quả 4 lần đo. 2.2.2. Hóa chất thí nghiệm + Glycerin, số CAS 56-81-5, độ tinh khiết ≥ 99% được mua từ công ty Merck và sử dụng trực tiếp. + Axít HCl, số CAS 7647-01-0, độ tinh khiết 37% (ACS reagent, 37%) được mua từ công ty Merck và sử dụng trực tiếp. + Nước cất 2 lần khử khoáng được chưng cất trong phòng thí nghiệm + Mô hình được lắp đặt và vận hành thử nghiệm trong phòng thí nghiệm và vận hành thực tế tại bờ biển thành phố Vũng Tàu. Trong phòng thí nghiệm, môi trường không khí ẩm có ion clorua được tạo ra bằng cách sử dụng bình tam giác thể tích 250ml chứa 100 ml dung dịch HCl được pha loãng 10 lần thể tích từ HCl đậm đặc 37%, đặt trong tủ hút và mở nắp trong suốt thời gian mỗi đợt lấy mẫu. Với dung dịch HCl được sử dụng như trên thì nồng độ ion clorua tạo ra trong không khí xung quanh do quá trình tự bay hơi HCl trong bình tam giác cao hơn so với nồng độ ion clorua thực tế trong không khí ven biển, đáp ứng yêu cầu môi trường không khí có ion clorua lớn hơn nồng độ thực tế. + Nhằm đánh giá ảnh hưởng của tỉ lệ glycerin trong nước đến quá trình hấp thu ẩm và ion clorua, hỗn hợp glycerin-nước được sử dụng trong các thí nghiệm với các tỉ lệ như sau: Bảng 1. Tỉ lệ thể tích glycerin- nước sử dụng trong các thí nghiệm. ST T Tỉ lệ thể tích glycerin : nước Nồng độ phân khối lượng glycerin trong hỗn hợp (% kl) Ký hiệu mẫu 1 1:1 53,65 A 2 1:1,5 43,59 B 3 3 : 7 33,16 C 4 1 : 4 22,44 D 5 3 : 2 63,46 E 6 7 : 3 72,98 F Nghiên cứu khoa học công nghệ Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 59, 02 - 2019 145 2.3. Tính toán hiệu suất quá trình Hiệu suất các quá trình khử ẩm và khử ion clorua trong không khí ẩm được tính toán theo các công thức sau: Hiệu suất hấp thu ẩm (%) = ( Độ ẩm không khí ban đầu- Độ ẩm không khí sau xử lý)*100% Độ ẩm không khí ban đầu Hiệu suất hấp thu ion clorua = (Nồng độ ion clorua trong không khí ban đầu - Nồng độ ion clorua trong không khí sau xử lý)*100% Nồng độ ion clorua trong không khí ban đầu 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1. Ảnh hưởng của dung môi đến quá trình hấp thu ẩm và ion clorua Tỉ lệ glycerin trong dung môi đóng vai trò quan trọng cho quá trình khử ẩm và ion clorua trong không khí. 6 mẫu hỗn hợp (A, B, C, D, E, F) với tỉ lệ thể tích glycerin:nước khác nhau đã được sử dụng để khảo sát sự ảnh hưởng này (Bảng 1). Tuy nhiên, khi gia tăng tỉ lệ glycerin trong hỗn hợp sẽ đồng thời làm gia tăng độ nhớt của hỗn hợp do độ nhớt của glycerin lớn hơn nhiều lần so với nước (độ nhớt của glycerin là 950 cP so với nước là 0,89 cP ở 27 oC). Với tỉ lệ thể tích glycerin:nước là 8:1 hoặc 9:1 thì độ nhớt dung dịch lần lượt là 56,42 cP và 127 cP nên dung dịch có tính nhớt rất lớn gây ra trở lực thủy lực đáng kể và không thể tiến hành thí nghiệm bằng hệ thống thí nghiệm trên. Do đó, thí nghiệm chỉ khảo sát dung môi là dung dịch glycerin với tỉ lệ thể tích glycerin:nước nhỏ hơn 7:1. Để đánh giá ảnh hưởng của thành phần dung môi đến khả năng tách ẩm và ion clorua đồng thời trong không khí, mô hình không khí ẩm có chứa ion clorua trong phòng thí nghiệm đã được sử dụng. Kết quả của các lần thí nghiệm trên mô hình không khí ẩm có chứa ion clorua với dung môi là các hỗn hợp có tỉ lệ glycerin:nước khác nhau được trình bày ở bảng 2 Bảng 2. Kết quả phân tích độ ẩm và nồng độ ion clorua trước và sau xử lý với các loại dung môi khác nhau. Dung môi hấp thu Lần thí nghiệm Độ ẩm không khí ban đầu (%) Độ ẩm không khí sau xử lý (%) Nồng độ ion clorua trong không khí ban đầu (mg/m3) Nồng độ ion clorua trong không khí sau xử lý (mg/m3) Hiệu suất hấp thu ẩm (%) Hiệu suất hấp thu ion clorua (%) A 1 55 27 0,880 0,012 51 97,7 2 54 27 0,816 KPH 50 100 3 52 25 0,756 KPH 52 100 4 56 24 0,867 KPH 57 100 B 1 54 40 0,911 KPH 26 100 2 56 42 0,812 KPH 25 100 3 57 41 0,736 KPH 28 100 4 57 40 0,873 0,011 30 98,5 C 1 54 47 1,034 KPH 13 100 2 55 45 0,917 KPH 18 100 3 57 40 0,885 KPH 30 100 4 58 42 0,805 KPH 28 100 D 1 53 50 0,680 KPH 6 100 Hóa học & Kỹ thuật môi trường L. T. T. Hằng, , T. T. Việt, “Nghiên cứu thực nghiệm trong không khí ven biển.” 146 Dung môi hấp thu Lần thí nghiệm Độ ẩm không khí ban đầu (%) Độ ẩm không khí sau xử lý (%) Nồng độ ion clorua trong không khí ban đầu (mg/m3) Nồng độ ion clorua trong không khí sau xử lý (mg/m3) Hiệu suất hấp thu ẩm (%) Hiệu suất hấp thu ion clorua (%) 2 54 49 0,738 KPH 9 100 3 58 52 0,851 KPH 10 100 4 57 49 0,686 KPH 14 100 E 1 55 22 1,112 0,201 60 81,8 2 57 25 0,954 0,199 56 78,6 3 58 26 0,887 0,241 55 72,1 4 60 26 1,028 0,206 57 79,7 F 1 56 21 0,759 0,356 63 52,7 2 58 20 0,815 0,332 65 58,9 3 59 21 0,837 0,296 65 64,5 4 62 20 0,785 0,289 67 62,4 Hiệu suất hấp thu khử ẩm và ion clorua trung bình các thử nghiệm trong phòng thí nghiệm được trình bày ở bảng 3. Bảng 3. Hiệu suất hấp thu ẩm và ion clorua trong không khí phòng thí nghiệm. STT Loại dung môi Hiệu suất hấp thu ẩm trung bình (%) Hiệu suất hấp thu ion clorua trung bình (%) 1 A 52,5 99,4 2 B 27,2 99,6 3 C 22,1 100 4 D 9,7 100 5 E 57 78,0 6 F 65 59,6 Hình 2. Hiệu suất hấp thu ẩm và ion clorua trong không khí phòng thí nghiệm. Kết quả ở các lần thí nghiệm khác nhau ít có biến đổi chứng tỏ các thí nghiệm lặp lại có độ tin cậy cao. Kết quả thí nghiệm cho thấy khi gia tăng tỉ lệ glycerin trong dung môi sẽ làm gia tăng khả năng hấp thu ẩm trong không khí nhưng cũng đồng thời làm giảm khả năng hấp thu ion clorua trong không khí. Hiệu suất hấp thu ẩm bằng thấp nhất là khoảng 9% tương ứng với dung môi D và cao nhất là khoảng trên 65% ứng với dung môi F. Kết quả này hoàn toàn phù hợp với tính chất hút nước của glycerin. Ngược lại, do khả năng hòa tan muối NaCl Nghiên cứu khoa học công nghệ Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 59, 02 - 2019 147 của glycerin thấp hơn nước khoảng gần 4 lần (360 g NaCl/kg nước so với 83,0 g NaCl/kg glycerin) nên khi gia tăng tỉ lệ glycerin, độ hòa tan NaCl của hỗn hợp sẽ giảm nhanh chóng. Hiệu suất hấp thu ion clorua bằng hỗn hợp glycerin-nước thấp nhất là khoảng 50% tương ứng với dung môi F và cao nhất là gần 100% ứng với dung môi C, D. Từ bảng số liệu tổng hợp trên, ta thể hiện trên hình 2 nhằm lựa chọn loại dung môi sử dụng khảo sát hiện trường. Tỉ lệ glycerin trong hỗn hợp tỉ lệ thuận với khả năng khử ẩm nhưng lại tỉ lệ nghịch với khả năng khử ion clorua trong không khí. Theo yêu cầu là hấp thu đồng thời ẩm và ion clorua trong không khí với hiệu suất trên 50% cho mỗi chỉ tiêu, kết quả khảo sát chứng minh ba loại dung môi A, E và F đáp ứng yêu cầu trên. Hỗn hợp A cho khả năng khử ion clorua cực đại với khả năng khử ẩm trung bình, hỗn hợp F cho hiệu suất khử ẩm tốt nhất và hỗn hợp E mang tính chất trung gian giữa 2 loại hỗn hợp trên. Do đó, ba dung môi hấp thu này được lựa chọn để nghiên cứu ảnh hưởng của tỉ lệ glycerin trong hỗn hợp đến hiệu suất xử lý ẩm và ion clorua trong môi trường không khí ven biển thực tế. 3.2. Hiệu quả xử lý ẩm và ion clorua trong không khí ven biển (khu vực ven biển thành phố Vũng tàu) a) Khảo sát đặc điểm độ ẩm và hàm lượng ion clorua trong không khí vùng ven biển thành phố Vũng Tàu Nhóm nghiên cứu thực hiện khảo sát đánh giá nồng độ ion clorua và độ ẩm trong không khí tại các vị trí sát bờ biển và cách bờ biển khoảng trên 1000 m của thành phố biển Vũng Tàu nhằm đánh giá được chất lượng không khí vùng ven biển được chọn để tiến hành cho các thí nghiệm của nghiên cứu tiếp theo. Kết quả khảo sát được trình bày trong bảng sau. Bảng 4. Kết quả phân tích độ ẩm và nồng độ ion clorua trong KKXQ tại các vị trí khác nhau. STT Vị trí Nồng độ ion clorua (mg/m3) Độ ẩm (%) 1 Khu vực bãi trước, số 20 Trần Phú, Phường 1, 0,215 78 2 Khu vực bãi trước, quán hải sản Thành Long, 0,185 80 3 Khu vực bãi trước, khách sạn bưu điện Vũng Tàu 0,280 82 4 Khu vực bãi sau, dưới chân núi chúa 0,238 83 5 Khu vực nhà thờ Vũng Tàu (cách bờ biển 1km) 0,086 79 6 Khu vực chợ phường 1, (cách bờ biển 1,5km) 0,091 78 Số liệu từ bảng 4 cho thấy nồng độ ion clorua trong không khí khu vực sát bờ biển thành phố Vũng Tàu thời điểm lấy mẫu dao động từ 0,185 đến 0,280 mg/m3 , độ ẩm trong không khí khoảng 78 - 83 %. Các khu vực cách bờ biển từ 1km có nồng độ ion Clorua giảm so với các khu vực sát biển. Nồng độ ion Clorua dao động trong khoảng 0,086-0,091 mg/m3 và độ ẩm dao động không đáng kể mức từ 78-79%. Tuy điều kiện thực hiện còn nhiều hạn chế, nhưng trên các kết quả khảo sát từ thực tế cho thấy, các yếu tố độ ẩm và ion clorua trong khu vực ven biển nói chung có thay đổi tùy theo khu vực lấy mẫu cũng như các yếu tố đi kèm như: tốc độ gió, nhiệt độ hay khoảng cách đến bờ biển. Nồng độ ion clorua trong không khí xung quanh khu vực ven biển thành phố Vũng tàu trong thời điểm khảo sát trung bình khoảng 0,22 mg/m3 và độ ẩm trung bình khoảng 80% và hai thông số này giảm theo khoảng cách đến bờ biển. Hóa học & Kỹ thuật môi trường L. T. T. Hằng, , T. T. Việt, “Nghiên cứu thực nghiệm trong không khí ven biển.” 148 b) Kết quả hấp thu ẩm và ion clorua trong không khí vùng ven biển thành phố Vũng Tàu bằng dung dịch hấp thu glycerin ở các nồng độ khác nhau Tiến hành thí nghiệm hấp thu ẩm và ion clorua bằng các dung môi A, E và F trong khu vực ven biển tại thành phố biển Vũng Tàu và kết quả được trình bày trong bảng 5: Bảng 5. Kết quả phân tích độ ẩm và nồng độ ion clorua trong không khí ven biển trước và sau xử lý bằng các dung môi khác nhau. Dung môi hấp thu Lần thí nghiệm Độ ẩm không khí ban đầu (%) Độ ẩm không khí sau xử lý (%) Nồng độ ion clorua trong không khí ban đầu (mg/m3) Nồng độ ion clorua trong không khí sau xử lý (mg/m3) Hiệu suất hấp thu ẩm (%) Hiệu suất hấp thu ion clorua (%) A 1 72 22 0,227 KPH 70 100 2 78 20 0,287 KPH 75 100 3 82 25 0,308 KPH 70 100 E 1 78 28 0,211 0,026 65 85,3 2 79 30 0,174 0,026 62 80,4 3 82 32 0,217 0,025 61 87,5 F 1 75 20 0,172 0,057 73 63,9 2 79 22 0,192 0,061 72 67,7 3 82 21 0,224 0,060 74 71,4 Kết quả khảo sát thực tế hiện trường cho thấy dung môi A cho hiệu suất hấp thu ion clorua cao nhất và hiệu suất hấp thu ẩm cao hơn khi sử dụng dung môi E nhưng thấp hơn so với dung môi F. Xét theo tiêu chí xử lý ẩm, dung môi F cho hiệu suất hấp thu ẩm trung bình cao nhất so với hai dung môi còn lại nhưng hiệu suất hấp thu ion clorua chưa cao. Kết quả thí nghiệm thực địa hoàn toàn phù hợp với kết quả thí nghiệm trong phòng thí nghiệm cũng như theo tính chất vật lý của nước và glycerin. Từ kết quả khảo sát thực tế, hiệu suất trung bình của quá trình hấp thu ẩm và ion clorua trong không khí ven biển tại thành phố biển Vũng Tàu bằng các dung môi A, E, F được trình bày trong bảng 6 như sau: Bảng 6. Hiệu suất hấp thu ẩm và ion clorua trong trong không khí ven biển. STT Dung môi hấp thu Hiệu suất hấp thu ẩm trung bình (%) Hiệu suất hấp thu ion clorua trung bình (%) 1 A 72 100 2 E 63 84,4 3 F 73 67,6 Kết quả thí nghiệm cho thấy hiệu suất hấp thu ẩm trong không khí ẩm ven biển của ba loại dung môi A, E và F đều trên 60% và hiệu suất tách ion clorua lên đến 100% khi sử dụng dung môi A và thấp nhất là 67,6% khi dùng dung môi F có tỉ lệ thể tích glycerin:nước là 7:3. Như vậy, việc sử dụng dung môi là hỗn hợp glycerin: nước hoàn Nghiên cứu khoa học công nghệ Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 59, 02 - 2019 149 toàn phù hợp cho quá trình tách ẩm và ion clorua trong không khí ẩm ven biển với hiệu suất xử lý khá cao Hình 3. Hiệu suất hấp thu ion clorua và ẩm trong không khí ven biển. Hình 3 biểu diễn mối tương quan hiệu suất tách ẩm và ion clorua trong không khí ven biển đồng thời khi sử dụng các loại dung môi hấp thu khác nhau. Theo kết quả nghiên cứu, dung môi A (hỗn hợp glycerin:nước tỉ lệ thể tích là 1:1) là phù hợp nhất cho quá trình tách ẩm và ion clorua trong không khí ven biển đồng thời với hiệu suất tách ẩm là 72% và tách ion clorua là 100% 4. KẾT LUẬN Trong bài báo này, chúng tôi đề xuất một phương pháp xử lý hiệu quả ẩm và ion clorua trong không khí ẩm ven biển đồng thời bằng phương pháp hấp thu sử dụng dung môi là hỗn hợp glycerin và nước với hiệu suất tách ẩm và ion clorua trong không khí ẩm ven biển lần lượt là 73% và 100%. Theo đó, khả năng khử ẩm và ion clorua trong không khi ẩm sẽ thay đổi tùy theo tỉ lệ glycerin: nước trong dung môi khác nhau và theo quy luật là tỉ lệ glycerin trong hỗn hợp sẽ tỉ lệ thuận với khả năng tách ẩm và tỉ lệ nghịch với khả năng tách ion clorua trong không khí. Kết quả nghiên cứu đã chứng tỏ hỗn hợp glycerin-nước với tỉ lệ thể tích glycerin:nước là 1:1 là dung môi thích hợp nhất cho quá trình hấp thu tách ẩm và ion clorua trong không khí ven biển đồng thời. Lời cảm ơn: Nhóm tác giả cảm ơn sự tài trợ về kinh phí năm 2017 của Viện Khoa học công nghệ quân sự cho các đề tài của các cán bộ trẻ, sự giúp đỡ về ý tưởng của TS Trần Tấn Việt, các điều kiện thử nghiệm của Phòng Kiểm soát ô nhiễm không khí của Viện Nhiệt đới môi trường. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. Nguyễn Đức Hùng, Kỹ Thuật Xử Lý Không Khí Ẩm, NXB Khoa học và Kỹ thuật, 2007 [2]. Richard C. Flagan, John H. Seinfeld, Fundamentals of air pollution engineering, Prentice-Hall, Inc, 1988. [3]. Yong Pyo Kim, John H. Seinfeld & Pradeep Saxena, Atmospheric Gas-Aerosol Equilibrium I. Thermodynamic Model, Aerosol Science and Technology, 19:2, 157- 181, 1993. [4]. M. J. Lawler, J. Whitehead, C. O’Dowd, C. Monahan, G. McFiggans, and J. N. Smith, Composition of 15–85nm particles in marine air, Atmos. Chem. Phys., 14, 11557– 11569, 2014. Hóa học & Kỹ thuật môi trường L. T. T. Hằng, , T. T. Việt, “Nghiên cứu thực nghiệm trong không khí ven biển.” 150 [5]. Sima˜o P. Pinho and Euge´nia A. Macedo, Solubility of NaCl, NaBr, and KCl in Water, Methanol, Ethanol, and Their Mixed Solvents, J. Chem. Eng. Data, 50, 29-32, 2005 [6]. Dale E. Otten, Patrick R. Shaffer, Phillip L. Geissler, and Richard J. Saykally, Elucidating the mechanism of selective ion adsorption to the liquid water surface, PNAS, 109: 3,701-705, 2012. [7]. G. Biskos , A. Malinowski , L. M. Russell , P. R. Buseck & S. T. Martin , Nanosize Effect on the Deliquescence and the Efflorescence of Sodium Chloride Particles, Aerosol Science and Technology, 40:2, 97-106, 2006. [8]. Mario Pagliaro, Michele Rossi, The Future of Glycerol: New Usages for a Versatile Raw Material, RSC Publishing, 2017. ABSTRACT EXPERIMENTAL RESEARCH OF DEHUMIDIFICATION AND CHLORIDE IONS REMOVAL SIMULTANEOUSLY IN COASTAL AIR Dehumidification and chloride ion removes simultaneously by different concentration of glycerol solution with different concentration were investigated in this work. The concentration of glycerol was proportional to the ability dehumidified and inversely proportional to the ability to removed chloride ions in moist air. High efficiency of dehumidification and ion chloride removal could reach by glycerol solution (100% of chloride ion removal and over 70% of desiccant dehumidification). An extensive experimental study was undertaken to explore the ability of glycerol solvent of dehumidification and removal chloride ions of the Vung Tau beach. The glycerol solution (volume ratio glycerol: water 5:5) was suitable for the liquid desiccant dehumidification and chloride ions removal simultaneously in coastal atmospheric. Keywords: Glycerol; Coastal atmospheric; Dehumidification; Chloride ion removal. Nhận bài ngày 26 tháng 6 năm 2018 Hoàn thiện ngày 20 tháng 8 năm 2018 Chấp nhận đăng ngày 19 tháng 02 năm 2019 Địa chỉ: 1 Viện Nhiệt đới môi trường; 2 Đại học Bách khoa Tp.HCM. * Email: hang.vittep@gmail.com.