Giảm thiểu ô nhiễm không khí tại nhà máy xi măng

Giảm thiểu ô nhiễm không khí không chỉ là lắp thêm thiết bị lọc bụi

Giải pháp hiệu quả và bền vững để giảm thiểu ô nhiễm không khí tại các nhà máy xi măng phải được xây dựng trên cơ sở đánh giá toàn bộ dòng khí, đặc tính bụi và tình trạng hệ thống hiện hữu.

Trong dây chuyền xi măng, bụi phát sinh tại nhiều công đoạn như nghiền liệu, làm nguội clinker, nghiền than, nghiền xi măng, vận chuyển vật liệu và khí thải lò nung. Mỗi nguồn bụi có nhiệt độ, độ ẩm, kích thước hạt và tính chất hóa học khác nhau, nên không thể dùng một cấu hình lọc bụi duy nhất cho mọi vị trí.

Tại Hội thảo ACT.2025, Thermax đưa ra ba nhóm công nghệ chính gồm lọc bụi tĩnh điện ESP, lọc bụi túi xung PJBF và hệ thống ComboFilter kết hợp ESP với lọc túi. Mục tiêu không chỉ là giảm nồng độ bụi đầu ra mà còn phải hạn chế tổn thất áp suất, giảm khí nén, duy trì công suất sản xuất và giảm thời gian dừng máy.

Lọc bụi tĩnh điện ESP vẫn có thể tiếp tục được khai thác

Lọc bụi tĩnh điện sử dụng điện trường để tích điện cho các hạt bụi, sau đó thu chúng trên các tấm cực. Công nghệ này có ưu điểm là xử lý được lưu lượng khí lớn, vận hành liên tục và tổn thất áp suất thấp.

Thermax trang bị cho ESP hệ thống điều khiển công suất và cơ cấu gõ bụi nhằm duy trì bề mặt thu gom. Một trong những điểm được giới thiệu là hệ thống gõ từ phía trên TIGI, tạo lực tác động xuống các tấm cực để tách lớp bụi đồng đều hơn.

Đối với hệ thống đang vận hành nhưng chưa đạt yêu cầu, phương án đầu tiên không nhất thiết phải phá bỏ toàn bộ ESP. Nhà máy có thể khảo sát cơ khí, cải tạo bộ điều khiển, tối ưu phân phối khí, thay thế điện cực hoặc nâng cấp nguồn điện để cải thiện hiệu suất thu bụi.

Lọc bụi túi PJBF kiểm soát tốt bụi mịn

Lọc bụi túi giữ các hạt bụi trên bề mặt vật liệu lọc trong khi khí sạch đi qua. Lớp bụi được làm sạch định kỳ bằng xung khí nén.

Thermax phát triển hệ thống lọc bụi túi theo cả chế độ làm sạch trực tuyến và ngoại tuyến, với chiều dài túi được điều chỉnh theo lưu lượng khí, không gian và yêu cầu của từng dự án.

Điểm đáng chú ý là công nghệ Ad-APT điều khiển xung làm sạch trực tiếp trên đường ống khí nén. Thay vì dùng lượng khí lớn theo chu kỳ cố định, hệ thống hướng tới đưa xung khí đúng thời điểm và đúng cường độ cần thiết, qua đó giảm tiêu thụ khí nén và hạn chế tác động quá mức lên túi lọc.

Thermax cũng sử dụng mô phỏng động lực học chất lưu CFD để kiểm tra cách dòng khí và bụi phân bố bên trong buồng lọc. Phân bố khí đồng đều giúp khai thác tốt hơn diện tích túi, tránh một số khu vực chịu tải quá cao và kéo dài tuổi thọ vật liệu lọc.

ComboFilter kết hợp ưu điểm của ESP và lọc túi

Hệ thống ComboFilter kết hợp hai cấp xử lý trong cùng một giải pháp:

Phần ESP giữ phần lớn bụi thô và bụi có khả năng tích điện tốt.
Phần lọc túi xử lý lượng bụi mịn còn lại trước khi khí được thải ra môi trường.

Cấu hình này phù hợp với những nhà máy muốn tận dụng vỏ, phễu, kết cấu và một phần thiết bị ESP hiện hữu nhưng cần đạt nồng độ phát thải thấp hơn.

So với thay mới hoàn toàn, phương án kết hợp có thể giảm phạm vi phá dỡ, hạn chế thời gian dừng dây chuyền và giải quyết vấn đề thiếu mặt bằng. Tuy nhiên, thiết kế phải tính toán lại lưu lượng khí, nhiệt độ, tải bụi, quạt hút và tổn thất áp suất của toàn hệ thống.

Hiệu quả phải được kiểm chứng bằng từng dự án

Trong một dự án baghouse cho nhà máy xi măng có mặt bằng hạn chế, Thermax cho biết hệ thống đạt nồng độ bụi đầu ra khoảng 7 mg/Nm³ và giảm 20–30% lượng khí nén nhờ Ad-APT. Đây là kết quả của một dự án cụ thể, không phải mức mặc định cho mọi nhà máy.

Một số dự án khác được Thermax và ximang.vn công bố cũng ghi nhận mức phát thải khoảng 10–20 mg/Nm³ sau khi lắp mới hoặc chuyển đổi hệ thống lọc bụi. Kết quả thực tế vẫn phụ thuộc lưu lượng khí, loại bụi, diện tích lọc, vật liệu túi, nhiệt độ và chế độ sản xuất.

Nhà máy cần khảo sát gì trước khi lựa chọn công nghệ?

Trước khi quyết định giữ ESP, chuyển sang PJBF hay sử dụng ComboFilter, nhà máy cần xác định:

Lưu lượng và nhiệt độ khí ở các chế độ sản xuất.
Nồng độ, kích thước và thành phần hóa học của bụi.
Mức phát thải hiện tại và mục tiêu sau cải tạo.
Tình trạng vỏ, phễu, điện cực và cơ cấu gõ của ESP.
Khả năng của quạt hút hiện hữu.
Diện tích và không gian lắp đặt.
Nguồn khí nén và điện năng.
Thời gian dây chuyền có thể dừng để thi công.
Chi phí bảo trì và vật tư tiêu hao dài hạn.

Thông điệp chính của Thermax tại Hội thảo ACT.2025 là giảm thiểu ô nhiễm không khí phải đi cùng hiệu quả vận hành. Một hệ thống đạt nồng độ bụi thấp nhưng làm tăng mạnh điện năng, khí nén hoặc thời gian dừng máy chưa chắc là giải pháp bền vững nhất.