Xử lý bụi cần dựa trên phân tích hiệu quả về kinh tế và môi trường
Các phương pháp xử lý bụi thường được áp dụng trong các nhà máy xi măng là: phương pháp ướt (phun nước) và phương pháp khô (lọc bụi tay áo, lọc bụi tĩnh điện – electrostatic precipitator EP).
Tuy nhiên, xử lý bằng phương pháp ướt tạo ra một lượng bùn thải, trong khi xử lý bằng phương pháp khô thì có thể tận thu lượng bụi thu được, đặc biệt là bụi ở công đoạn nghiền xi măng chính là sản phẩm cuối cùng. Do vậy, với tiếp cận SXSH, phương pháp xử lý bụi được áp dụng là phương pháp khô: lọc bụi tay áo, lọc bụi tĩnh điện. Song, việc lựa chọn công nghệ sẽ dựa trên phân tích hiệu quả kinh tế và môi trường của từng công nghệ.
Thực tế cho thấy, cả hai phương pháp lọc bụi túi và lọc bụi tĩnh điện EP đều có những ưu nhược điểm riêng của chúng. Hai phương pháp này đều tách bụi cực kỳ hiệu quả (99,99%) trong trường hợp lắp đặt và vận hành chuẩn. Một số hệ thống được thiết kế, lắp đặt và vận hành chuẩn có thể đạt được nồng độ bụi sau xử lý chỉ có 5 – 20mgNm3. Tuy nhiên, có một số yếu tố như nồng độ CO cao, chế độ đốt lò, khởi động và ngừng thiết bị trộn dễ dẫn đến giảm hiệu suất của EP trong khi phương pháp lọc bụi túi sẽ không bị ảnh hưởng.
Các phương pháp xử lý bụi thường được áp dụng trong các nhà máy xi măng là: phương pháp ướt (phun nước) và phương pháp khô (lọc bụi tay áo, lọc bụi tĩnh điện – electrostatic precipitator EP).
Lọc túi: nguyên tắc là sử dụng vải làm vật liệu lọc, khí có thể đi qua và bụi sẽ được giữ lại. Thiết kế hệ thống lọc bụi túi phụ thuộc vào phương pháp rũ bụi: phương pháp phổ thông nhất là dùng dòng khí ngược, rung cơ học hoặc tạo xung động bằng khí nén. Tùy thuộc vào phương pháp rũ bụi liên tục hay gián đoạn theo mẻ mà có hai loại thiết bị lọc: dùng dòng khí ngược (đối với quá trình liên tục) và rung cơ học (đối với quá trình gián đoạn).
Lọc bụi tĩnh điện EP: nguyên tắc là thiết bị tạo ra điện từ trường trong dòng khí chứa bụi, các hạt bụi tích điện âm và chuyển động về cực dương của đĩa thu bụi, các đĩa này theo định kỳ được cào hoặc rung để lấy bụi, bụi rơi xuống phễu hứng phía dưới. Việc xác định được chu kỳ làm rũ bụi tối ưu là rất quan trọng, ảnh hưởng đến hiệu suất tách bụi của thiết bị. Một đặc điểm là EP có thể làm việc trong điều kiện nhiệt độ cao tới khoảng 400°C, độ ẩm cao và ưu thế là có thể xử lý dòng khí có lưu lượng lớn.
Xử lý SO2
Trong quá trình sản xuất xi măng, xử lý khí SO2 trong khí thải lò nung trước khi thải vào môi trường là cần thiết và bắt buộc. Người ta có thể xử lý SO2 bằng một số phương pháp sau:
– Phun dung dịch hấp thụ vào khói thải: Dung dịch sữa vôi CaO hoặc Ca(OH)2 được phun vào khói thải sẽ làm giảm sự tạo thành SO2 một cách đáng kể. Nếu những chất này được đưa vào lò chúng sẽ phản ứng tạo thành thạch cao sau đó kết hợp với clinker tạo thành xi măng
– Rửa khí khô cơ chế tầng sôi với vôi làm chất hấp phụ: Quá trình này diễn ra hiệu quả nhất ở nhiệt độ trên 600oC với hệ thống tầng sôi do đó cần được thực hiện ngay sau lò nung
– Rửa ướt dùng bùn vôi làm chất hấp thụ tạo thành CaSO4*2H2O (gypsum thạch cao) và có thể dung làm nguyên liệu trong sản xuất xi măng
– Sử dụng cacbon hoạt tính để tách một SO2 và một số khí khác
Xử lý khí NOx
Phát thải NOx có thể giảm nếu kiểm soát tốt nhiệt độ và hàm lượng O2 trong quá trình đốt. Một số cách để thực hiện bao gồm:
– Thiết bị đốt NOx thấp, đốt theo giai đoạn ở các nhiệt độ khác nhau và trong môi trường khử. Trường hợp này có thể làm tăng lượng CO nếu không được kiểm soát tốt. Phương pháp này chỉ thực hiện trong các hệ thống có tháp can xi hóa sơ bộ (precalciner).
– Sử dùng kỹ thuật “Khử không xúc tác chọn lọc – Selective Non – Catalytic Reduction SNCR” bằng cách phun hợp chất NH2 – X ở nhiệt độ 800 – 1000oC với thời gian lưu đủ để khử NOx về N2.
– Kỹ thuật “Khử xúc tác chọn lọc: Selective Catalytic Reduction SCR”, dùng NH3 ở 300 – 400oC và một chất xúc tác. Kỹ thuật có hiệu quả cao với hệ thống có hàm lượng bụi cao.
Như vậy, SXSH có thể hỗ trợ doanh nghiệp cải thiện hiện trạng môi trường thông qua giảm tải lượng phát thải ra môi trường, nâng cao hiệu suất sử dụng nguyên nhiên liệu.
Tuy nhiên, để có thể đáp ứng được tiêu chuẩn thải, trong nhiều trường hợp vẫn cần có thêm các giải pháp xử lý cuối đường ống.
Quỳnh Trang (TH)