Cải tạo hệ thống lọc bụi tĩnh điện cho ngành Xi măng - Giải pháp công nghệ từ KraftPowercon

Xi măng là ngành tiêu thụ năng lượng cao và phát sinh lượng bụi lớn, đặc biệt là bụi mịn PM2.5 - PM10 khó kiểm soát. Trong khi đó, quy chuẩn QCVN yêu cầu nồng độ bụi thải ra <30 mg/Nm³, thậm chí nhiều địa phương siết chặt hơn. Các hệ thống lọc bụi tĩnh điện (ESP) sử dụng máy biến áp - chỉnh lưu (T/R: Transformer/Rectifier) truyền thống khó đáp ứng do hạn chế về công nghệ. Nâng cấp ESP bằng giải pháp nguồn điện cao tần và bộ điều khiển thông minh từ KraftPowercon đang được xem là hướng đi hiệu quả, giúp các nhà máy xi măng vừa giảm phát thải, vừa giảm chi phí điện năng.

Thách thức từ bụi mịn và các phương án cải tạo hệ thống lọc bụi tĩnh điện

Các hệ thống lọc bụi tĩnh điện thế hệ cũ vốn được thiết kế cho đốt than, với mục tiêu kiểm soát bụi đầu ra <50 mg/Nm³. Tuy nhiên, khi tỷ lệ đốt thay đổi, đặc biệt bổ sung đồng xử lý rác thải (CF) trong lò clinker tăng, thành phần tro bụi thay đổi và lượng hạt mịn PM2.5 gia tăng. Đây là loại hạt có kích thước siêu nhỏ, diện tích bề mặt hạn chế, chuyển động Brown khó lắng, khiến ESP truyền thống không bắt giữ được. Kết quả là hiện tượng back corona (phóng điện ngược trong lớp bụi) xuất hiện, gây tái bay bụi và tiêu thụ điện năng nhiều hơn.

Các hướng cải tạo ESP đang được áp dụng gồm:

- Thay thế T/R bằng biến áp cao tần (SIR): Giúp tăng hiệu suất lọc tới 60%, đặc biệt với bụi mịn.

- Bổ sung thêm trường lọc bụi: Có thể đưa nồng độ xuống <30 mg/Nm³, nhưng khó khả thi do hạn chế không gian và chi phí lớn.

- Kết hợp ESP với lọc túi vải (Hybrid) hoặc thay toàn bộ bằng lọc túi: Đạt hiệu quả cao nhưng đầu tư tốn kém, thay đổi kết cấu và cần dừng lò dài ngày.

- Cải tạo theo công nghệ LBD-93T: Đây là giải pháp cải tạo do Việt Nam phát triển, bằng cách chia một trường lọc cũ thành hai trường nhỏ hơn và thay thế bằng nguồn điện cao tần SIR. Cách làm này giúp bụi mịn được giữ lại nhiều hơn, giảm tới 50% điện năng tiêu thụ cho trường cải tạo và có thể đưa nồng độ bụi đầu ra xuống dưới 15 mg/Nm³, thấp hơn cả yêu cầu QCVN.

Nhìn chung, các giải pháp toàn diện thường đòi hỏi chi phí cao và phức tạp. Do đó, cách tiếp cận “cải tạo có trọng điểm” tập trung vào thay đổi nguồn điện và bộ điều khiển được xem là phù hợp với nhiều nhà máy xi măng.

Giải pháp công nghệ từ KraftPowercon

Tại Hội thảo Advances in Cement Technology - ACT.2025 vừa qua, KraftPowercon - Tập đoàn công nghệ đến từ Thụy Điển và Ấn Độ đã giới thiệu loạt giải pháp cải tạo hệ thống lọc bụi tĩnh điện chuyên biệt dành riêng cho ngành Xi măng.

Các công nghệ chính:

- PulseKraft (HV Pulse Technology): Tạo xung cao áp ngắn, giúp thu giữ hiệu quả bụi siêu mịn, ngăn hiện tượng back corona và tiết kiệm điện.

- SmartKraft 2 (High Frequency SMPS - nguồn điện chuyển mạch tần số cao): Phản ứng nhanh khi có tia lửa, giữ điện áp ổn định, nâng cao độ tin cậy.

- NovaKraft (SiC-based SMPS - nguồn sử dụng bán dẫn silicon carbide): Gọn nhẹ hơn 75% so với thiết bị truyền thống, hiệu suất chuyển đổi ≥95%, tiết kiệm năng lượng đáng kể.

Theo đại diện KraftPowercon, các giải pháp cải tạo hệ thống lọc bụi tĩnh điện không chỉ giúp đưa nồng độ bụi phát thải xuống dưới 20 mg/Nm³, thậm chí có thể đạt mức <15 mg/Nm³, mà còn giảm từ 20 - 50% điện năng tiêu thụ so với hệ thống T/R truyền thống. Nhờ thiết kế tận dụng kết cấu ESP sẵn có, nhà máy có thể hạn chế tối đa thời gian dừng lò và giảm chi phí đầu tư. Bên cạnh đó, tuổi thọ thiết bị được kéo dài và khả năng vận hành ổn định trong môi trường sản xuất khắc nghiệt cũng được đảm bảo.

Với gần 90 năm kinh nghiệm trong lĩnh vực nguồn điện công nghiệp, KraftPowercon định vị giải pháp nâng cấp hệ thống lọc bụi tĩnh điện như một lựa chọn khả thi cho ngành Xi măng. Thay vì thay mới toàn bộ hệ thống, việc cải tiến có trọng tâm giúp doanh nghiệp đạt mục tiêu kép: vừa tuân thủ nghiêm ngặt quy chuẩn môi trường, vừa tối ưu chi phí vận hành.

Theo dõi Cải tiến triệt để hệ thống lọc bụi tĩnh điện nâng cao hiệu suất lọc, tiết kiệm năng lượng, đảm bảo nồng độ bụi theo yêu cầu của QCVN - KraftPowercon:

Cem.Info