Áp lực kiểm soát khí thải trong sản xuất xi măng

Quá trình nung clinker sử dụng nhiệt độ cao và tiêu thụ lượng lớn nhiên liệu, làm phát sinh nhiều thành phần khí thải cần kiểm soát. Trong đó, NOₓ và SO₂ là hai nhóm chất ô nhiễm được các nhà máy xi măng đặc biệt quan tâm khi yêu cầu về phát thải ngày càng nghiêm ngặt.

Mức phát sinh NOₓ và SO₂ không giống nhau giữa các nhà máy mà phụ thuộc vào thành phần nguyên liệu, nhiên liệu sử dụng, cấu hình lò nung, chế độ cháy và điều kiện vận hành thực tế. Vì vậy, giải pháp xử lý khí thải xi măng cần được thiết kế dựa trên khảo sát từng dây chuyền, thay vì sử dụng một cấu hình cố định cho tất cả nhà máy.

Tại ACT.2026, CHOPE tập trung trình bày hai hướng kiểm soát gồm khử NOₓ bằng SNCR và xử lý SO₂ tại khu vực đuôi lò. Đây đều là các giải pháp có khả năng tích hợp trong quá trình cải tạo hệ thống xử lý khí thải của nhà máy hiện hữu.

Đại diện Công ty Harden Machinery

Khử NOₓ bằng công nghệ SNCR

SNCR là phương pháp khử chọn lọc không sử dụng chất xúc tác. Hệ thống đưa chất khử vào dòng khí tại khu vực có nhiệt độ phù hợp để chuyển hóa NOₓ thành các thành phần ít gây ô nhiễm hơn.

Theo nội dung CHOPE trình bày tại hội thảo, hệ thống có thể sử dụng dung dịch amoniac hoặc urê. Dung dịch được đưa vào dây chuyền thông qua các vòi phun được bố trí dựa trên kết cấu tháp trao đổi nhiệt, lò phân hủy và điều kiện vận hành của từng hệ thống.

Khả năng phân bố chất khử trong dòng khí có ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả xử lý. Nếu vị trí phun hoặc vùng nhiệt độ không phù hợp, phản ứng có thể không diễn ra đầy đủ. Ngược lại, sử dụng quá nhiều chất khử có thể làm tăng chi phí vận hành và phát sinh lượng amoniac dư.

Vì vậy, hệ thống cần kết nối với dữ liệu quan trắc khí thải để điều chỉnh lượng dung dịch theo nồng độ NOₓ và chế độ vận hành thực tế. Tài liệu của CHOPE cho biết lượng chất khử có thể được điều khiển tự động, thay vì duy trì một mức phun cố định trong toàn bộ thời gian hoạt động.

Tài liệu thuyết trình của CHOPE TẠI ĐÂY

Kiểm soát SO₂ bằng hệ thống tự tuần hoàn

Bên cạnh NOₓ, CHOPE giới thiệu giải pháp kiểm soát SO₂ bằng hệ thống hóa rắn tự tuần hoàn tại khu vực đuôi lò.

SO₂ có thể phát sinh từ lưu huỳnh trong nguyên liệu và nhiên liệu. Trong một số điều kiện, lưu huỳnh còn tuần hoàn giữa các khu vực của dây chuyền, làm tăng nguy cơ đóng bám và ảnh hưởng đến sự ổn định của hệ thống.

Giải pháp được CHOPE trình bày hướng tới đưa SO₂ vào quá trình phản ứng và hóa rắn, đồng thời tuần hoàn phần vật liệu phù hợp trong hệ thống. Cách tiếp cận này nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng tác nhân xử lý và giảm lượng sản phẩm phụ phải đưa ra ngoài.

Việc lựa chọn quy mô và cấu hình hệ thống cần dựa trên hàm lượng lưu huỳnh, nồng độ SO₂, lưu lượng khí, nhiệt độ và khả năng bố trí thiết bị tại nhà máy.

Giải pháp khử NOₓ bằng SNCR và SO₂ bằng hệ thống hóa rắn tự tuần hoàn cho NMXM - CHOPE, CHINA

Cần xử lý từ nguyên nhân, không chỉ tại ống khói

Một hệ thống xử lý khí thải xi măng hiệu quả không nên chỉ tập trung vào thiết bị đặt ở cuối dây chuyền. Nhà máy cần đồng thời rà soát nguồn hình thành chất ô nhiễm, chế độ cháy, thành phần nhiên liệu và sự tuần hoàn của các chất trong hệ thống lò.

Đối với NOₓ, các biện pháp tối ưu quá trình cháy có thể giúp giảm lượng phát sinh trước khi khí thải đi vào hệ thống SNCR. Đối với SO₂, việc đánh giá hàm lượng lưu huỳnh trong nguyên liệu và nhiên liệu giúp lựa chọn đúng phương án xử lý, hạn chế tình trạng hệ thống phải hoạt động với tải cao không cần thiết.

Thông qua tham luận tại ACT.2026, CHOPE đề xuất cách tiếp cận kết hợp giữa tối ưu dây chuyền và đầu tư thiết bị kiểm soát phát thải. Hiệu quả thực tế cần được xác định thông qua khảo sát, thiết kế và thử nghiệm trên điều kiện cụ thể của từng nhà máy.

Cem.info