Kiểm soát khí thải từ nhà máy nhiệt điện

Khí thải từ nhà máy nhiệt điện (Thermal Energy Power plant) chiếm một phần đáng kể về lượng phát thải khí nhà kính hiện nay, bao gồm các oxit nitơ, sulfur dioxide, carbon dioxide, bụi và thậm chí là cả kim loại nặng. Chính vì thế, việc kiểm soát khí thải từ các nhà máy này phải được thực hiện và cải tiến liên tục không chỉ riêng ở một quốc gia đơn lẻ nào.

Trên toàn cầu, các Cơ quan môi trường đang đặt ra các mục tiêu giảm hoặc hạn chế khí thải từ các nhà máy nhiệt điện. Tại Việt Nam, các Quy chuẩn về khí thải công nghiệp đã nêu ra giới hạn các chất ô nhiễm gồm bụi và các chất vô cơ không được vượt qua, đây là một thách thức lớn đối với các chủ đầu tư. 

Các nhà máy nhiệt điện hiện nay có thể được chia thành ba nhóm chính:

• Nhà máy điện rác (hay nhà máy đốt rác phát điện hoặc lò đốt rác) biến rác thải hàng ngày thành năng lượng. Bằng cách đốt rác với nhiệt độ cao, lượng nhiệt sinh ra từ quá trình này sẽ được chuyển thành nguồn điện cung cấp cho các hoạt động khác.
• Nhà máy sản xuất điện hoặc hơi nước như: nhà máy điện than, dầu nhiên liệu hoặc nhiên liệu thu hồi dạng rắn (SRF). Các nhà máy này hoạt động bằng cách cung cấp nhiệt cho nước để chuyển hóa các chất oxy hóa thành hơi có thể được sử dụng ở trạng thái tự nhiên hoặc làm quay tuabin tạo ra dòng điện.
• Nhà máy sản xuất công nghiệp như: nhà máy xi măng, nhà máy nhựa, nhà máy thép,… sử dụng các quy trình đòi hỏi nguồn nhiệt trực tiếp ở các giai đoạn sản xuất.

Giảm ô nhiễm vẫn là cách tốt nhất để hạn chế lượng khí thải chứa chất độc hại ra môi trường. Để giảm lượng khí thải gây ô nhiễm, có thể thực hiện trên các giai đoạn sau:

• Nhiên liệu: Ngoại trừ lò đốt rác, các nhà máy nhiệt điện nên sử dụng các loại nhiên liệu đốt ít ô nhiễm và có chất lượng tốt hơn.
• Đốt cháy: Sử dụng công nghệ hiệu quả hơn và thải ra ít khí thải hơn.
• Khí thải: Sử dụng các bộ lọc khí thải để loại bỏ các chất ô nhiễm có trong đó.

Để tuân thủ các Quy định về môi trường đối với nhà máy điện, hiện nay có rất nhiều giải pháp ứng dụng công nghệ tiên tiến hỗ trợ nhà vận hành kiểm soát ô nhiễm khí thải hiệu quả, giúp loại bỏ cả chất ô nhiễm dạng khí và dạng hạt trong quá trình vận hành nhà máy.

Trong quá trình đốt than làm nguyên liệu sản xuất của nhiều nhà máy nhiệt điện, chỉ có khoảng 40% tổng lượng than được tiêu thụ sau quá trình đốt và chuyển thành tro xỉ cần xử lý. 

Việc xử lý bụi và tro xỉ cần được xử lý đồng thời với khí thải. Trong đó:

• Tro đáy: có đặc tính thô nên cần phải được nghiền mịn trước khi đưa vào hệ thống xử lý.
• Tro bay: chiếm khoảng 80-85% tro xỉ trong nhà máy và tồn tại ở dạng mịn nên thường được xử lý bằng thiết bị lọc bụi tĩnh điện ESP.

Tro xỉ sau khi xử lý có thể được tái sử dụng vào một số ngành công nghiệp sản xuất khác như làm vật liệu xây dựng và sử dụng trong các công trình công nghiệp (theo Quyết định 452/QĐ-TTg).

Đây là hai trong số các hóa chất độc hại nhất hiện nay được khoa học biết đến và được xếp vào nhóm chất hữu cơ khó phân hủy (POP). Vì vậy, những chất này phải được loại bỏ khỏi khí thải ra từ nhà máy điện để hạn chế chúng phát thải ra môi trường.

Một số giải pháp xử lý như:

• Khử xúc tác chọn lọc (SCR): sử dụng chất xúc tác là amoniac và ure để phân hủy dioxin/furan. Ngoài ra, một số thiết bị có thể kiểm soát dioxin hiệu quả như bộ lọc túi, tháp làm nguội, tháp trung hòa axit,…
• Phương pháp hấp phụ: bằng cách bơm than hoạt tính dạng bột (hoặc zeolite, phụ phẩm nông nghiệp,…) vào buồng bão hòa để tạo ra hiện tượng hấp phụ dioxin - các phân tử khí hoặc chất lỏng sẽ bám vào bề mặt của chất hấp phụ.
• Phương pháp hấp thụ vật lý/hóa học: sử dụng nhiều phản ứng hóa học và nhiều loại tháp hấp thụ khác nhau để hấp thụ dioxin.
• Công nghệ khí hóa.

FGD là hệ thống khử lưu huỳnh hiện đại được sử dụng để giảm lượng sulfur dioxide thải ra từ các nhà máy chạy bằng nhiên liệu hóa thạch. Mặc dù có nhiều phương pháp khác nhau để đạt được FGD, nhưng các kỹ thuật phổ biến nhất sử dụng quy trình hai giai đoạn loại bỏ tro bay và loại bỏ SO2. Ngoài ra, oxit nitơ và các tạp chất dạng hạt cũng có thể được loại bỏ trong FGD.

Khói công nghiệp có thể chứa các hạt halogen và kim loại nặng. Các hợp chất này được xử lý bằng các chất trung hòa như:

• Phun vôi vào khí thải: sử dụng vôi sữa hấp thụ các khí axit (flo, clo và lưu huỳnh) và làm tăng độ ẩm của khói, khi vôi khô nó sẽ chuyển thành dạng bột khô và dễ dàng loại bỏ các chất ô nhiễm này. Vôi sữa được tạo ra bằng cách trộn vôi tôi vào nước.
• Phun than hoạt tính dạng bột để giảm lượng khí thải vào không khí xung quanh.
• Sử dụng natri bicarbonate (hay baking soda) để tái chế khói.

Khói từ các nhà máy nhiệt điện cũng chứa oxi nitơ và NOx. Sự phát thải khí nhà kính mạnh mẽ này phải được giữ ở mức tối thiểu. Việc xử lý NOx hoặc DeNox khói công nghiệp thường được thực hiện bằng công nghệ:

- SNCR (giảm không xúc tác có chọn lọc): chủ yếu được sử dụng trong các nhà máy xi măng và các nhà máy đốt rác vì thực hiện rất đơn giản, chi phí lắp đặt thấp và dễ bảo trì. Trong hệ thống này, amoniac hoặc đạm ure được phun trực tiếp vào khói ở nhiệt độ 900oC. Hiệu quả giảm tới 70% nhưng khí thải sau xử lý sẽ rất nóng.

- SCR (giảm xúc tác chọn lọc): được sử dụng trong các nhà máy nhiệt điện hoặc nhà máy sản xuất điện. Công nghệ này còn được gọi là xúc tác dị thể ở nhiệt độ thấp. Hiệu quả DeNox có thể đạt đến giảm tới 90% NOx, đồng thời khí thải cũng mát hơn. Tuy nhiên, chi phí lắp đặt cao hơn nhiều so với SNCR và quy trình xử lý phức tạp hơn.

Xem thêm:

• SNCR là gì? SCR là gì? Phương pháp nào tốt hơn để giảm NOx?
• Tác hại của khí thải NOx

KPTCHEM là đơn vị chuyên cung cấp giải pháp GreenTech trong lĩnh vực tái chế và hóa chất xử lý khí thải. Chúng tôi tư vấn và đồng hành cùng bạn trong suốt dự án xử lý. Để tìm hiểu thêm về sản phẩm và các thông tin liên quan, hãy liên hệ ngay Hotline để được hỗ trợ.