Author - Chugai Administrator

Nghiên cứu khả năng sử dụng tro bay: Giải pháp mới cho ngành xi măng và bảo vệ môi trường

Trong ngành xi măng và xây dựng, tiêu chuẩn hóa và quản lý chất lượng của tro bay đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo hiệu suất và độ bền của các sản phẩm cuối cùng. Tro bay, như một nguyên liệu thay thế, đã và đang được nghiên cứu và áp dụng công nghệ trong ngành. Trong bài viết này, chúng ta sẽ khám phá mối quan hệ giữa tiêu chuẩn hóa và quản lý chất lượng với độ bền và khả năng kết dính của xi măng, tập trung vào vai trò quan trọng của tro bay trong quá trình này.

1. Tổng quan về tro bay

  • Tro bay là một loại phế phẩm công nghiệp được tạo ra từ quá trình đốt than trong các nhà máy nhiệt điện và các nhà máy xi măng. Hiện nay, tro bay được sử dụng rộng rãi trong sản xuất bê tông và xi măng, góp phần vào việc giảm phát thải và bảo vệ môi trường.
  • Tro bay có cỡ hạt mịn, thường từ 1-10µm, có thành phần chủ yếu là các silic oxit, nhôm oxit, canxi oxit, sắt oxit, magie oxit và lưu huỳnh oxit. Có hai loại tro bay phổ biến: loại C và loại F, tùy thuộc vào nguồn gốc và hàm lượng canxi.

2. Ứng dụng của tro bay trong sản xuất bê tông.

  • Bao gồm các ứng dụng chính:

– Tăng cường độ bê tông lên từ 1,5-2 lần.

– Chống rạn nứt và giảm co gãy của bê tông.

– Tạo tính bền sunfat cho bê tông ở các vùng nước lợ, nước mặn.

– Chống sự xâm nhập của axit sunphuric và hen gỉ.

– Hạ nhiệt cho bê tông trong quá trình đông kết, giúp đổ các khối bê tông có kích thước lớn mà không gây ra các vấn đề về nhiệt độ.

⇒ Ngoài ra, tro bay còn được sử dụng trong nhiều ứng dụng khác như làm chất liên kết, gia cố đất đá thải từ mỏ than, sản xuất gạch không nung, và làm tấm trần, tường thạch cao. Tro bay không chỉ mang lại hiệu quả kinh tế mà còn đóng góp tích cực vào việc bảo vệ môi trường và phát triển bền vững.

3. Đánh giá chất lượng tro bay

  • Quá trình kiểm tra chất lượng tro bay cho bê tông và vữa xây bao gồm việc lấy mẫu từ ít nhất 5 vị trí khác nhau trong mỗi lô, mỗi vị trí lấy ít nhất 2 kg. Mẫu thử được tạo thành từ hỗn hợp các mẫu đơn theo phương pháp chia tỷ lệ.
  • Đối với tro bay dùng cho bê tông và vữa xây, các chỉ tiêu kiểm tra bao gồm: (Bảng 1 của TCVN 10302:2014)
  • Đối với tro bay dùng cho xi măng, các chỉ tiêu kiểm tra bao gồm: (Bảng 2 của TCVN 10302:2014)

4. Mối quan hệ của việc sử dụng tro bay với độ bền và khả năng kết dính

  • Theo nghiên cứu về khả năng sử dụng tro bay từ nhà máy nhiệt điện trong việc sản xuất bê tông gạch không nung, và đánh giá ảnh hưởng của việc thay thế một phần xi măng bằng tro bay đến các tính chất kỹ thuật của sản phẩm. Kết quả thí nghiệm cho thấy:
  • Độ sụt và độ hút nước tăng theo tỷ lệ với hàm lượng tro bay thay thế xi măng.
  • Cường độ chịu nén giảm khi thay thế xi măng bằng tro bay, nhưng giúp giảm khối lượng thể tích và độ co khô của sản phẩm.
  • Có thể thay thế đến 40% xi măng bằng tro bay với cường độ chịu nén > 7,5 Mpa, và thậm chí 50% với cường độ > 7,2 M

⇒ Tóm lại, việc sử dụng tro bay trong sản xuất bê tông gạch không nung có thể giảm khối lượng thể tích và độ co khô của sản phẩm, nhưng cũng có thể ảnh hưởng đến một số tính chất kỹ thuật khác như độ sụt và cường độ chịu nén.

Một số hình ảnh các kỹ sư Chugai đang thực hiện lấy mẫu tro bay tại nhà máy nhiệt điện Vân Phong 1:

Tầm nhìn mới về điện khí LNG cho phát triển năng lượng tại Quy hoạch điện VIII

Than đá, dầu mỏ, khí đốt tự nhiên là ba loại nhiên liệu hóa thạch được sử dụng phổ biến để phát triển điện ở nhiều quốc gia, trong đó, điện khí LNG là loại năng lượng kỳ vọng giúp giảm phát thải các-bon, nhờ đó giảm thiểu tối đa tác động tiêu cực lên môi trường và bầu khí quyển. Khí LNG được sử dụng rộng rãi ở nhiều lĩnh vực, có thể thay thế khí khô phục vụ nhu cầu khí của các nhà máy điện, điện khí LNG còn có ưu điểm linh hoạt, đảm bảo nguồn cung không bị gián đoạn do yếu tố thời tiết. LNG được coi là “nhiên liệu cầu nối” trong quá trình chuyển dịch từ năng lượng hóa thạch sang các loại nhiên liệu xanh, sạch, thân thiện với môi trường. Tại Việt Nam, Quy hoạch phát triển điện lực quốc gia thời kỳ 2021 – 2030, tầm nhìn đến năm 2050 (Quy hoạch điện VIII) đã xác định nguồn nhiệt điện khí tái hóa từ LNG (khí LNG) chiếm tỷ trọng khoảng hơn 14,9% tổng công suất toàn hệ thống phát điện quốc gia vào năm 2030 và là một trong các nguồn giúp đảm bảo cung cấp đủ, ổn định, an toàn hệ thống điện quốc gia. Khi ngành công nghiệp khí LNG phát triển thuận lợi sẽ đóng góp tích cực vào an ninh năng lượng và phát triển bền vững đất nước.

1. Phát triển điện khí LNG, xu hướng tất yếu cho an ninh năng lượng ở Việt Nam

Kể từ giữa những năm 1990 trở lại đây, khi biến đổi khí hậu ảnh hưởng rõ nét tới môi trường sống trên Trái đất thì nguồn phát thải gây ô nhiễm môi trường đã được chú ý và tìm biện pháp giảm thiểu, đồng thời, việc sử dụng nhiên liệu hóa thạch truyền thống (than đá, dầu thô) ngày một hạn chế. Con người hướng tới sử dụng những dạng nhiên liệu bền hơn, sạch hơn, ít gây ô nhiễm môi trường sống hơn. Ngành điện Việt Nam thì hướng tới giải pháp tìm nguồn điện sạch, thời gian hoạt động dài, ổn định, nhằm đáp ứng yêu cầu “đảm bảo cấp điện ổn định” và “không gây ô nhiễm môi trường”.

Việc phát triển nguồn điện nền của nước ta trong thời gian tới được dự báo là sẽ gặp nhiều khó khăn, thách thức, nhất là trong bối cảnh thủy điện cơ bản hết dư địa phát triển; nhiệt điện than không được phát triển thêm sau năm 2030 theo cam kết với quốc tế; điện sinh khối công suất nhỏ và giá thành không dễ cạnh tranh; điện hạt nhân chưa được xác định cụ thể, trong khi điện khí hydro, amoniac còn nhiều vướng mắc để thương mại hóa. Vì thế, phát triển nhiệt điện khí (cả tự nhiên và LNG) là hướng đi tất yếu, đóng vai trò rất quan trọng trong việc bảo đảm cung cấp điện cho nền kinh tế và thúc đẩy chuyển dịch năng lượng ở Việt Nam, bởi nguồn điện LNG có khả năng chạy nền, khởi động nhanh, sẵn sàng bổ sung và cung cấp điện nhanh cho hệ thống khi các nguồn điện năng lượng tái tạo giảm phát, đồng thời ít phát thải CO2.

Chính phủ Việt Nam cũng đã định hướng sử dụng nguồn nhiên liệu này trước mắt cho sản xuất điện từ những năm đầu của thế kỷ 21. Cụ thể, đã quy hoạch các dự án phát triển hạ tầng nhập khẩu LNG trong quy hoạch tổng thể phát triển ngành công nghiệp khí Việt Nam giai đoạn đến năm 2025, tầm nhìn đến năm 2035 (Quy hoạch khí) và Quy hoạch phát triển điện lực quốc gia giai đoạn 2011- 2020, tầm nhìn đến năm 2030 điều chỉnh (Quy hoạch điện VII điều chỉnh). Bên cạnh đó, điện khí LNG đã được đề cập tại Nghị quyết số 55-NQ/TW ngày 11/02/2020 của Bộ Chính trị về định hướng Chiến lược phát triển năng lượng quốc gia của Việt Nam đến năm 2030, tầm nhìn đến năm 2045, nhưng phải đến khi các cam kết giảm phát thải về 0 vào 2050 của Thủ tướng Chính phủ đưa ra tại Hội nghị COP26, bài toán phát triển loại năng lượng này mới được định hình rõ nét. Hiện nay, Quy hoạch phát triển điện lực quốc gia thời kỳ 2021 – 2030, tầm nhìn đến năm 2050 (Quy hoạch điện VIII) đã đặt ra nội dung rất cụ thể, chi tiết về việc sử dụng LNG cho mục tiêu năng lượng chung của đất nước.

Nhận thức rõ tầm quan trọng của LNG trong bối cảnh phát triển năng lượng gắn liền với BVMT, tương đương với việc dự báo được sự thiếu hụt nguồn khí tại Nam bộ trong tương lai, Chính phủ và các cơ quan chức năng đang gấp rút thực hiện hàng loạt chỉ đạo và cách thức vận hành cho các dự án khí – điện LNG lớn. Nghị Quyết số 55/NQ-TW của Bộ Chính trị cũng đã đưa ra nhiệm vụ phát triển công nghiệp khí “Ưu tiên đầu tư hạ tầng kỹ thuật phục vụ nhập khẩu và tiêu thụ LNG”, đồng thời, “Chú trọng phát triển nhanh nhiệt điện khí sử dụng LNG, đưa điện khí dần trở thành nguồn cung cấp điện năng quan trọng, hỗ trợ cho điều tiết hệ thống”. Ngoài ra,  Quy hoạch điện VIII xác định rõ quan điểm phát triển là giảm tối đa các nhà máy nhiệt điện than với mục tiêu giảm tối đa phát thải khí CO₂; không phát triển thêm nhà máy nhiệt điện than mới; xem xét chuyển đổi một số nguồn điện sử dụng nhiên liệu than sang khí nhiên liệu hóa lỏng LNG.

2. Những thách thức trong phát triển điện khí LNG ở Việt Nam

Phát triển điện khí LNG giúp tăng hiệu quả trong sản xuất điện, giảm sự phụ thuộc vào nhiệt điện than, giảm phát thải, BVMT và hướng đến mục tiêu phát triển bền vững của đất nước. Tuy nhiên, có nhiều biến số cho phát triển điện khí LNG ở Việt Nam, khi phải đối mặt với nhiều thách thức về thị trường, nguồn vốn cũng như chính sách… Sự phát triển nhiệt điện khí của Việt Nam trong tương lai được dự báo phụ thuộc vào nguồn LNG nhập, tuy nhiên, nếu thị trường LNG quốc tế có biến động lớn về giá, sẽ tác động không nhỏ đến giá thành sản xuất điện tại Việt Nam. Vì thế, các nhà máy cần được chạy ở tải nền mới có thể có giá tốt và dễ chấp nhận hơn, nhưng hiện tại chưa có khung giá phát điện của các dự án điện khí LNG, nên chưa thể đàm phán mức bao nhiêu là hợp lý, bởi nếu chỉ nhìn với mức giá LNG thế giới thời gian qua có những lúc lên tới 30 USD/triệu BTU, thì giá mua điện từ nguồn điện khí LNG sẽ cao hơn rất nhiều so với giá bán lẻ điện mà EVN bán ra cho nền kinh tế, các cơ quan giám sát tài chính của EVN khó lòng chấp nhận được, nên EVN không thể quyết được việc mua bán này.

Báo cáo của Viện Kinh tế năng lượng và phân tích tài chính (IEEFA) chỉ ra, giá LNG đã tăng gấp 3 lần trong vòng một năm, từ 8,21 USD/1 triệu BTU (tháng 1/2021) lên 24,71 USD vào đầu năm 2022. Xung đột Nga – Ukraine đã khiến giá LNG trên thị trường thế giới biến động mạnh, vượt ngoài mọi dự đoán trước đó. Giá LNG nhập khẩu cao là trở ngại trong tương lai khi ký các hợp đồng mua bán điện (PPA) giữa chủ đầu tư và Tập đoàn điện lực Việt Nam (EVN) do EVN sẽ phải mua đắt bán rẻ. Mặt khác, tỷ lệ điện khí LNG dự kiến đạt 14,9% cơ cấu nguồn điện, đồng nghĩa các dự án loại năng lượng này sẽ phải đối diện rủi ro nhập khẩu giá cao khi có biến động địa chính trị từ nay tới năm 2030.

Theo Nghị quyết số 55/NQ-BCT của Bộ Chính trị về định hướng Chiến lược phát triển năng lượng quốc gia của Việt Nam đến năm 2030, tầm nhìn đến năm 2045, Việt Nam đã đặt mục tiêu phát triển nhanh nhiệt điện khí LNG và ưu tiên phát triển hạ tầng nhập khẩu, phân phối LNG. Mục tiêu đặt ra là nhập khẩu 8 tỷ m3 LNG/năm vào năm 2030 và khoảng 15 tỷ m3 LNG/năm vào năm 2045. Do vậy, giá LNG tăng mạnh sẽ ảnh hưởng tới việc triển khai các dự án LNG tại Việt Nam trước mắt cũng như trong trung hạn vì tính bất định nguồn cung khí LNG do hậu quả đại dịch Covid-19 và cuộc xung đột Nga – Ucraina chưa kết thúc. Giá khí LNG sẽ quyết định giá thành bán điện của các dự án điện khí LNG. Hiện giá LNG về Việt Nam khoảng 10  12 USD/1triệu BTU, cộng các chi phí (tồn trữ, tái hóa, vận chuyển), giá giao tới các nhà máy tăng thêm 2 USD, tương đương 12  14 USD. Mức này gấp 1,5 lần giá nội địa, dẫn tới tăng chi phí phát điện của các nhà máy và mua điện của EVN trong bối cảnh cân đối tài chính khó khăn.

Tại Quy hoạch Điện VIII, giá LNG (quy về năm 2020, không tính trượt giá) đến Việt Nam được dự báo là 10,6 USD/1 triệu BTU giai đoạn 2021 – 2045 và giá đến nhà máy điện trung bình là 11,8 USD/1 triệu BTU. Với mức giá này, giá điện sản xuất ra vào khoảng 9,2 UScent/kWh. Theo tính toán của các chuyên gia về lập quy hoạch điện, với một dự án 3.200 MW, khi giá LNG dao động từ 10 USD – 20 USD, 30 USD, 40 USD/MMBTU, thì giá bán điện tương ứng sẽ là 9,03 UScent/kWh  15,5 UScent  22,07 UScent  28,6 UScent/kWh. Để phát triển khoảng 23.000 MW điện khí từ LNG, nhu cầu nhập khẩu LNG hàng năm sẽ rơi vào khoảng 15  17 triệu tấn, tuy nhiên, dự báo của các tổ chức quốc tế đều cho thấy, giá LNG sẽ đạt đỉnh vào 2023, sau đó quay về trạng thái bình thường khi các nước xoay chuyển, đảm bảo được nguồn cung và chuyển đổi năng lượng để không phụ thuộc khí đốt vào một vài thị trường. Như vậy, đến năm 2026  2030, các dự án LNG mới vào vận hành, lúc đó mức giá LNG được dự báo sẽ ổn định và về dài hạn, cầu về khí đốt giảm, giá sẽ hạ nhiệt.

Hiện nay, cả nước có 13 dự án điện LNG đã được Thủ tướng Chính phủ phê duyệt trong danh mục các dự án quan trọng, ưu tiên đầu tư của ngành điện tại Quyết định số 500/QĐ-TTg. Theo đó, đến năm 2030 sẽ có 22.400 MW điện khí LNG, chiếm 14,9% tổng nguồn điện của cả nước với năng lực sản xuất 83 tỷ kWh. Nếu nhìn vào các dự án này thì chưa thể hòa lưới điện, giúp giảm tình trạng thiếu điện trong thời gian ngắn, bởi lẽ, các dự án điện LNG từ lúc có quy hoạch đến khi vận hành thường mất 8 – 10 năm, thậm chí lâu hơn. Nếu việc chậm tiến độ các nguồn điện, đặc biệt chậm phát triển nguồn điện nền như LNG sẽ có thể làm ảnh hưởng đến an ninh năng lượng.

3. Giải pháp hiện thực hóa mục tiêu phát triển điện khí LNG theo Quy hoạch điện VIII 

Theo Quy hoạch điện VIII, để hiện thực hóa mục tiêu phát triển nhiệt điện khí, trong đó có nhiệt điện LNG, cần giải quyết một số vấn đề liên quan đến cơ sở hạ tầng và cơ chế chính sách. Trong đó, cần xây dựng hạ tầng kho cảng LNG mới, hiện đại, theo tiêu chuẩn quốc tế, tại các vị trí chiến lược, đủ khả năng tiếp nhận tàu chở LNG có kích thước lớn.

Về cơ sở hạ tầng, cần đầu tư xây dựng kho cảng LNG mới, hiện đại, theo tiêu chuẩn quốc tế, tại các vị trí chiến lược, đủ khả năng tiếp nhận tàu chở LNG có kích thước lớn. Đồng thời, xây dựng hệ thống tồn trữ và phân phối LNG, khí tái hóa từ LNG tại các khu vực tiêu thụ, bao gồm việc xây dựng kho chứa LNG quy mô nhỏ, đội tàu, xe chuyên dụng cho vận chuyển LNG, trạm phân phối và hệ thống tái hóa khí để cung cấp khí LNG cho các khách hàng điện, khu công nghiệp cũng như hộ tiêu thụ. Sự phát triển của ngành khí LNG phải đi đôi với quản lý an toàn và BVMT nên cần tuân thủ các quy định, tiêu chuẩn, quy trình… đảm bảo an toàn trong sản xuất, vận chuyển, tồn trữ và sử dụng khí tái hóa từ LNG. Việc quy hoạch đồng bộ, tập trung các dự án nhập khẩu LNG (không phát triển dàn trải) giúp tiết kiệm nguồn lực xã hội, phát triển kinh tế và từ đó thúc đẩy thị trường LNG.

Về giá khí, Giá LNG tại thị trường Việt Nam được định giá dưới tác động ảnh hưởng bởi 2 yếu tố chính: (1) Giá nhập khẩu LNG từ thị trường thế giới về Việt Nam và chi phí tiếp nhận, tồn trữ, tái hóa, phân phối LNG tại thị trường trong nước; (2) Giá nhiên liệu cạnh tranh hoặc tổng giá trị cạnh tranh tương đương. Giá nhiên liệu LNG đầu vào chiếm tới 70  80% giá thành điện bán ra, nếu sử dụng nhiên liệu giá cao thì dự án khó có thể tham gia thị trường điện, vì vậy, cần có cơ chế giá phù hợp cho thị trường LNG Việt Nam trong sản xuất điện và nghiên cứu thành lập Trung tâm đầu mối chuyên nhập khẩu LNG cung cấp cho các nhà máy điện, hoạt động dưới sự quản lý và giám sát của Nhà nước để đảm bảo tính công khai, minh bạch, chặt chẽ thị trường LNG trong nước. Tuy nhiên, việc này cũng có những khó khăn nhất định trong việc triển khai thực tế, đòi hỏi sự điều phối và hợp tác chặt chẽ giữa các nhà đầu tư, địa phương, các Bộ, ngành liên quan.

Bên cạnh đó, điện khí LNG là dạng chuỗi nhiên liệu, gồm nhiều mắt xích liên kết, trong đó khâu cảng và kho tồn trữ rất quan trọng, đòi hỏi các yêu cầu kỹ thuật khắt khe. Việc chia nhỏ quy mô các địa điểm điện khí LNG sẽ làm giảm hiệu quả dự án, do vậy, cần có những giải pháp để khắc phục bất cập trên. Hơn nữa, trong giai đoạn bắt đầu nhập khẩu LNG, Nhà nước khuyến khích các doanh nghiệp trong và ngoài nước tham gia đầu tư hạ tầng nhập khẩu LNG để tăng nguồn lực đầu tư, đa dạng nguồn cung ứng khí đốt cho nền kinh tế quốc dân, việc phát triển này cần được xem xét, đánh giá với một lộ trình hợp lý, đảm bảo tỷ trọng hài hòa. Trong đó, các nguồn năng lượng cơ bản như LNG, khí tự nhiên vẫn sẽ chiếm vai trò quan trọng, bởi đây còn là nguồn cung công suất chạy nền tin cậy khi năng lượng tái tạo chiếm tỷ trọng lớn trong cơ cấu nguồn điện, nhằm đảm bảo tính ổn định của hệ thống, đồng thời đáp ứng các mục tiêu về môi trường.

Cần xây dựng các cơ chế cụ thể để khuyến khích khai thác các nguồn khí trong nước, đặc biệt là nguồn khí đồng hành và mỏ nhỏ, mỏ cận biên trên cơ sở tính toán hiệu quả tổng thể từ thượng nguồn đến hộ tiêu thụ cũng như cân đối hài hòa giữa sản lượng nhập khẩu và sản lượng khai thác khí trong nước. Về phía các nhà máy điện khí, xem xét lựa chọn vị trí địa điểm phù hợp cho nhà máy điện khí LNG và đưa ra các giải pháp thiết kế mang tính khả thi với chi phí chấp nhận được để so sánh lựa chọn tìm ra địa điểm tối ưu bởi các nhà máy này thường được xây dựng theo cụm và có quy mô công suất lớn đến hàng nghìn MW. Ngoài ra, cần có tính toán tổng hợp chênh lệch giữa các địa điểm về chi phí đầu tư giữa truyền tải điện với chi phí đầu tư trung chuyển LNG hoặc đầu tư đường ống dẫn khí để tìm ra địa điểm phù hợp.

Mặt khác, thúc đẩy triển khai 13 dự án điện khí LNG, trong đó tập trung đẩy nhanh tiến độ các dự án trọng điểm, ưu tiên để phát triển các nguồn điện nền tại Việt Nam đến năm 2030, trong đó có các dự án điện khí LNG. Bởi chỉ còn 6 năm để thực hiện cho lộ trình 10 năm (đến năm 2030), quy mô nguồn điện phải tăng gấp 2 lần so với hiện nay và cơ cấu nguồn điện thay đổi căn bản theo hướng sạch hơn, cân bằng, ổn định hơn. Để đạt được mục tiêu này, cần huy động về nguồn vốn, công nghệ và sự quyết tâm, vào cuộc tích cực, trách nhiệm của cả hệ thống chính trị từ Trung ương đến địa phương

Tóm lại, để thúc đẩy sự phát triển thị trường khí LNG tại Việt Nam, có nhiều giải pháp quan trọng và cần thiết, vì vậy, phải có sự đầu tư hạ tầng bài bản; cơ chế, chính sách rõ ràng, khả thi, thực tế; xây dựng hệ thống phân phối và tiếp cận thị trường; thúc đẩy mối quan hệ hợp tác quốc tế…

Tổng quan về nhà máy nhiệt điện LNG ở Việt Nam

1. Các kiến thức cơ bản về LNG

LNG là khí thiên nhiên hóa lỏng, có thành phần chủ yếu là CH4 (Methane), không màu, không mùi, không độc hại, và được làm lạnh tại nhiệt độ -162ºC để chuyển sang thể lỏng, chiếm 1/600 thể tích so với khí tự nhiên ở điều kiện tiêu chuẩn.

Khi cháy, LNG tạo ra ngọn lửa có nhiệt độ rất cao và không để lại cặn, giúp các thiết bị và máy móc an toàn hơn, giảm hao mòn và tăng tuổi thọ.

LNG khi đốt cháy tạo ra ít lượng khí thải CO2 hơn so với than đá và dầu mỏ.

LNG được sản xuất và phân phối thông qua quy trình khai thác khí thiên nhiên, loại bỏ tạp chất, làm lạnh để hóa lỏng, và sau đó được vận chuyển đến các địa điểm tiêu thụ thông qua đường ống hoặc bồn chuyên dụng.

2. Sơ đồ sản xuất điện bằng LNG (cơ bản)

3. Sơ đồ sản xuất điện bằng LNG  (tua-bin khí chu trình hỗn hợp)

Bước 1: Khí được nén và thổi vào buồng đốt.

Bước 2: Khí và nhiên liệu được đốt trong buồng đốt, tạo ra dòng khí nóng và áp suất tăng. Một phần dòng khí tham gia quá trình cháy, phần còn lại được sử dụng để làm mát turbine.

Bước 3: Năng lượng từ dòng khí nóng được chuyển đổi thành động năng để quay turbine, từ đó dẫn động máy phát điện.

Bước 4: Khí thoát khỏi turbine được dẫn đến HRSG để thu hồi nhiệt và tạo hơi nước.

Bước 5: Hơi nước có áp suất và nhiệt độ cao được dùng để quay turbine hơi và tạo năng lượng cơ.

Bước 6: Hơi nước sau khi đã sinh công trong turbine hơi sẽ được làm lạnh và ngưng tụ trong bình ngưng. 4. Một số thách thức của điện LNG tại Việt Nam

    • Nguồn cung và giá cả: Việt Nam phụ thuộc lớn vào nhập khẩu khí LNG, giá khí LNG phụ thuộc vào thị trường thế giới và có thể biến động lớn. Sự tăng giá này có thể làm tăng chi phí sản xuất điện.
    • Hạ tầng: Thiếu hạ tầng là một vấn đề quan trọng. Đối với việc phát triển nguồn điện khí LNG, cần có cảng biển nước sâu, kho cảng lưu trữ và phân phối, và hạ tầng vận chuyển phù hợp.
    • Thời gian chuẩn bị và thi công dự án: Quy hoạch điện VIII dự kiến đến năm 2030, công suất điện khí LNG trong nước và LNG đạt hơn 37.000 MW. Tuy nhiên, để đạt được mục tiêu này, cần phải phát triển khoảng 22.500 MW điện khí trong vòng 7 năm tới.
    • Quy hoạch và thủ tục: Thiếu quy hoạch và các thủ tục pháp lý đồng bộ cũng là một thách thức. Quy hoạch điện VIII đã được ban hành nhưng việc thực hiện nó vẫn gặp nhiều khó khăn, và cần phải được cải thiện.

5. Những rủi ro tiềm ẩn

    • Rủi ro trực tiếp:

– Hỏa hoạn, cháy nổ, gây chấn thương và bỏng lạnh do tiếp xúc trực tiếp với khí tự nhiên.

– Gây ra chứng anoxia và ngộ độc do sự thải ra carbon monoxide khi khí tự nhiên cháy.

    • Rủi ro gián tiếp:

– Tác động môi trường bởi việc thải khí tự nhiên góp phần vào hiệu ứng nhà kính và biến đổi khí hậu.

– Tai nạn trong quá trình vận chuyển, sự cố trên đường ống dẫn khí, tai nạn trong quá trình khai thác và sử dụng đều có thể gây ra nguy hiểm cho môi trường và con người..

Đặc biệt lưu ý: Các hợp chất lưu huỳnh, hydro sulfua, cacbon dioxit có trong khí thiên nhiên khi có nước tự do sẽ làm gia tăng sự ăn mòn của các thành phần kim loại như: bình chứa trong phương tiện giao thông; bình chứa tĩnh trong trạm nạp nhiên liệu; đường ống; móc nối nạp nhiên liệu; các van nói chung; bộ điều khiển; hệ thống bơm.

Chugai Technos Việt Nam là một trong những đơn vị đi đầu trong Dịch vụ kiểm tra tắc nghẽn đường ống, SCALE CHECKER được phát triển dựa trên nghiên cứu và kinh nghiệm của Tập đoàn Chugai Technos. Chúng tôi có thể nhanh chóng kiểm tra tình trạng, quy mô và tỷ lệ cáu cặn trong đường ống một cách chính xác.

Scale Checker hoạt động dựa trên nguyên lý đo đạc đo độ giảm của liều truyền qua tại mỗi điểm quét, không cần dừng hệ thống đường ống. Dữ liệu đo được lưu trữ và phân tích bằng phần mềm đơn giản và dễ sử dụng, giúp đánh giá tình trạng đường ống một cách chính xác và hiệu quả, có thể áp dụng cho hầu hết các loại đường ống như đường ống nước biển, đường ống vận chuyển bột, đường ống nhà máy sản xuất khí, và nhiều ứng dụng khác. Dịch vụ này đang được ưa chuộng tại các nhà máy lọc hóa dầu và nhà máy hóa chất tại Nhật Bản.

6. Danh sách các nhà máy điện khí LNG ở Việt Nam

    • Nhà máy điện khí LNG Quảng Ninh: Công suất 1500 MW
    • Nhà máy điện khí LNG Thái Bình: Công suất 1500 MW
    • Nhà máy điện khí LNG Nghi Sơn: Công suất 2250 MW
    • Nhà máy điện khí LNG Quảng Trạch: Công suất 2250 MW
    • Nhà máy điện khí LNG Quỳnh Lập/ Nghi Sơn: Công suất 2250 MW
    • Nhà máy điện khí LNG Hải Lăng giai đoạn 1: Công suất 2250 MW
    • Nhà máy điện khí LNG Cà Ná: Công suất 2250 MW
    • Nhà máy nhiệt điện Sơn Mỹ II: Công suất 2250 MW
    • Nhà máy nhiệt điện BOT Sơn Mỹ I: Công suất 2250 MW
    • Nhà máy điện khí LNG Long Sơn: Công suất 2250 MW
    • Nhà máy điện Nhơn Trạch 3 và 4: Công suất 1624 MW
    • Nhà máy điện khí LNG Hiệp Phước giai đoạn I: Công suất 1200 MW
    • Nhà máy điện khí LNG Long An I: Công suất 1500 MW
    • Nhà máy điện khí LNG Long An II: Công suất 1500 MW

Thách thức ô nhiễm không khí tại Việt Nam: thức tỉnh và hành động

Việt Nam, một đất nước với vẻ đẹp tự nhiên hùng vĩ, những cảnh quan tuyệt vời từ Bắc vào Nam. Tuy nhiên, một thách thức ngày càng nghiêm trọng đang đe dọa sức khỏe và môi trường sống của người dân: ô nhiễm không khí. Sự gia tăng nhanh chóng của dân số, công nghiệp phát triển và việc sử dụng nguồn năng lượng không bền vững đã làm tăng cường tình trạng ô nhiễm không khí ở nhiều thành phố lớn và khu vực đô thị của Việt Nam.

Ô nhiễm không khí làm cho mọi người phải tiếp xúc với các hạt mịn trong không khí bị ô nhiễm. Các hạt mịn này thâm nhập sâu vào phổi và hệ thống tim mạch, gây ra các bệnh đột quỵ, bệnh tim, ung thư phổi, bệnh phổi tắc nghẽn mãn tính và các bệnh nhiễm trùng đường hô hấp. Các ngành công nghiệp, giao thông vận tải và nhà máy nhiệt điện chạy than cùng với việc sử dụng nhiên liệu rắn là các nguồn chủ yếu gây ra ô nhiễm không khí. Ô nhiễm không khí tiếp tục gia tăng với tốc độ đáng báo động và ảnh hưởng tới các nền kinh tế và chất lượng cuộc sống của con người. 

Ô nhiễm không khí đe dọa sức khỏe của người dân ở khắp mọi nơi trên thế giới. Ước tính mới đây năm 2022 cho thấy rằng 9/10 người dân phải hít thở không khí chứa hàm lượng các chất gây ô nhiễm cao. Ô nhiễm không khí cả ở bên ngoài và trong nhà gây ra khoảng 7 triệu ca tử vong hàng năm trên toàn cầu; chỉ tính riêng khu vực Tây Thái Bình Dương, khoảng 2,2 triệu người tử vong mỗi năm. Ở Việt Nam, khoảng 60.000 người chết mỗi năm có liên quan đến ô nhiễm không khí.

Nguyên nhân:

  • Giao Thông: Giao thông đô thị ngày càng tăng cường, và sự phát triển nhanh chóng của số lượng phương tiện động cơ đã góp phần lớn vào ô nhiễm không khí. Khói xe, hạt bụi và các khí thải độc hại từ phương tiện giao thông đang tạo nên một môi trường không khỏe cho cộng đồng.
  • Công Nghiệp: Sự phát triển kinh tế và công nghiệp cũng đóng một vai trò lớn trong vấn đề ô nhiễm không khí. Các nhà máy và nhà máy sản xuất đều đóng góp vào việc thải ra không khí các chất khí độc hại và các hạt bụi gây hại cho sức khỏe con người và môi trường.
  • Nông Nghiệp: Việc sử dụng phân bón và hóa chất trong nông nghiệp cũng tăng cường lượng khí nhà kính và chất gây ô nhiễm khác. Ngoài ra, đốt cháy rừng và đất đai cũng tạo ra khói và hạt bụi ô nhiễm không khí.

Hậu quả:

  • Sức Khỏe Cộng Đồng: Ô nhiễm không khí gây ra nhiều vấn đề sức khỏe, từ các bệnh về đường hô hấp như viêm phổi, hen suyễn đến các vấn đề về tim mạch. Người già và trẻ em là nhóm dân số đặc biệt nhạy cảm với ô nhiễm không khí.
  • Ảnh Hưởng Đến Môi Trường: Các loại khí thải và chất ô nhiễm đặc biệt từ công nghiệp có thể ảnh hưởng đến chất lượng đất, nước và các sinh quyển tự nhiên, gây hại đến đa dạng sinh học và sự cân bằng sinh thái.

Hành Động Cần Thiết:

  • Chuyển Đổi Năng Lượng: Hỗ trợ và đẩy mạnh sự chuyển đổi từ năng lượng dựa vào nhiên liệu hóa thạch sang nguồn năng lượng tái tạo như năng lượng mặt trời, gió và thủy điện.
  • Quản lý Giao Thông: Đầu tư vào hệ thống giao thông công cộng, khuyến khích sử dụng phương tiện giao thông sạch và thân thiện với môi trường, và thúc đẩy việc sử dụng xe điện.
  • Quản lý Nông Nghiệp: Áp dụng phương pháp nông nghiệp bền vững, giảm sử dụng phân bón và hóa chất, đồng thời hỗ trợ người nông dân chuyển đổi sang các phương pháp sản xuất sạch.
  • Quản lý Công Nghiệp: Áp dụng các biện pháp làm giảm ô nhiễm trong sản xuất công nghiệp, đặt ra các tiêu chuẩn khí thải nghiêm ngặt và thúc đẩy sử dụng công nghệ xanh.
  • Nâng cao Nhận Thức Cộng Đồng: Tổ chức các chiến dịch tăng cường nhận thức cộng đồng về ô nhiễm không khí, giáo dục về tác động của nó đối với sức khỏe và môi trường.

Qua việc thực hiện những biện pháp này, Việt Nam có thể chủ động giải quyết vấn đề ô nhiễm không khí và bảo vệ sức khỏe của cộng đồng, đồng thời duy trì sự cân bằng với môi trường tự nhiên xinh đẹp của đất nước.

Tác hại của các chất gây ô nhiễm không khí từ quá trình đốt cháy

Ô nhiễm không khí ngày càng nghiêm trọng, tuy nhiên không phải ai cũng nắm được thông tin về các chất này. Bài viết hôm nay sẽ nói về thành phần và tác hại của các chất gây ô nhiễm không khí từ quá trình đốt cháy.

1. Thành phần và tác hại của các loại khí thải từ quá trình đốt cháy

Các thành phần chính từ quá trình đốt cháy nhiên liệu hữu cơ bao gồm hỗn hợp các khí SO2, CO, CO2, NOX, các chất hữu cơ dễ bay hơi (VOCs) và các chất rắn như tro, bụi. Các nguồn phát thải này tác hại đến sức khỏe của con người.

1.1. Khí SO2

Khí SO2 được hình thành chủ yếu từ quá trình oxi hóa lưu huỳnh trong nhiên liệu, một phần nhỏ từ các quá trình sản xuất nông nghiệp, nhà máy hóa chất.

Khí SO2 có mùi khét ngột ngạt, những người tiếp xúc thường xuyên tiếp xúc với khí SO2 có nồng độ khoảng 5 ppm thì độ nhạy cảm về mùi sẽ bị giảm. Nếu tiếp xúc với nồng độ lớn hơn gây xuất tiết nước nhầy và sưng tấy thành khí quản.

Khí SO2 gây nguy hại đến cây xanh như bệnh úa vàng, mất diệp lục hoặc là sự co nguyên sinh và sụp hàng loạt của các tế bào lá cây.

Một ảnh hưởng quan trọng của SO2 là sự phân tán của nó trong không khí tạo ra mưa axit.

1.2. Khí CO

Khí CO (cacbon monoxit) là một chất khí không màu, không mùi, bắt cháy và có độc tỉnh cao. Nó là sản phẩm chính trong quá trình cháy không hoàn toàn của cacbon và các hợp chất chứa cacbon.

Có nhiều nguồn sinh ra khí cacbon monoxit. Khí thải từ động cơ đốt trong tạo ra sau khi đốt các nhiên liệu gốc cacbon (gần như là bất kỳ nguồn nhiên liệu nào, ngoại trừ hydro nguyên chất) đều có chứa cacbon monoxit. Đặc biệt khi nhiệt độ phản ứng thấp hơn nhiệt độ cháy yêu cầu hoặc thời gian xảy ra quá trình cháy trong buồng đốt quá ngắn hoặc lượng oxy cung cấp cho quá trình cháy không đủ thì nồng độ CO tạo ra càng cao. Thông thường, việc thiết kế và vận hành buồng đốt sao cho có thể giảm được lượng CO là khó khăn hơn rất nhiều so với việc thiết kế để giảm lượng hydrocacbon chưa cháy hết. Cacbon monoxit cũng tồn tại với một lượng nhỏ nhưng tính về nồng độ là đáng kể trong khói thuốc lá. Trong gia đình, khí CO được tạo ra khi các nguồn nhiên liệu như xăng, hơi đốt, dầu hay gỗ không cháy hết trong các thiết bị dùng chúng làm nhiên liệu như xe máy, ô tô, lò sưởi và bếp lò, vv.. Khí cacbon monoxit có thể thấm qua bê tông hàng giờ sau khi xe cộ đã rời khỏi gara.

Cacbon monoxit là cực kỳ nguy hiểm, do việc hít thở phải một lượng quá lớn CO sẽ dẫn tới tổn thương do giảm oxy trong máu hay tổn thương hệ thần kinh cũng như có thể gây tử vong. Nồng độ chỉ khoảng 0,1% cacbon monoxit trong không khí cũng có thể gây nguy hiểm đến tính mạng.

Cacbon monoxit là chất khí không màu, không mùi và không gây kích ứng nên rất nguy hiểm vì người ta không cảm nhận được sự hiện diện của CO trong không khí. CO có tính liên kết với hemoglobin (Hb) trong hồng cầu, mạnh gấp 230-270 lần so với oxy nên khi được hít vào phổi CO sẽ gắn chặt với Hb thành HbCO do đó máu không thể chuyên chở oxy đến các tế bào. CO còn gây tổn thương tim do gắn kết với myoglobin của cơ tim.

Triệu chứng ngộ độc CO thường bắt đầu bằng cảm giác bần thần, nhức đầu, buồn nôn, khó thở rồi từ từ đi vào hôn mê. Nếu ngộ độc CO xảy ra khi đang ngủ say hoặc uống rượu say thì người bị ngô độc sẽ hôn mê từ từ, ngưng thở và tử vong.

1.3. Khí CO2

Khí CO2 là sản phẩm của quá trình cháy hoàn toàn của các cacbon có trong nhiên liệu. Nó không được coi như khí gây ô nhiễm khí quyển.

Khí CO2 là một khí không màu mà khi hít thở phải ở nồng độ cao (nguy hiểm do nó gắn liền với rủi ro ngạt thở) tạo ra vị chua trong miệng và cảm giác nhói ở mũi và cổ họng. Các hiệu ứng này là do khí hòa tan trong màng nhày và nước bọt, tạo ra dung dịch yếu của axit cacbonic. Nồng độ khí CO2 cao sẽ đe dọa tới sự phá và mô hình khí hậu toàn cầu bởi sự thay đổi lượng hấp thụ bức xạ riêng của khí quyển,

1.4. Khí NOX

Các nito axít thường viết tắt là NOX tạo ra từ việc đốt cháy các nhiên liệu ở nhiệt độ cao và qua quá trình sản xuất hóa học có sử dụng khí nito.

Tác hại của khí NOX tương đối chậm và khó nhận biết, chủ yếu là gây ra bệnh mãn tính về đường hô hấp như viêm xơ phối mẫn tính.

1.5. Các chất hữu cơ dễ bay hơi (VOCs)

VOCs bao gồm các thành phần hữu cơ như: Hydro cacbon và một số hợp chất khác như andehit, xeton, các dung môi khử trùng bằng của các môi chất lạnh,…

VOCs được tạo ra từ quá trình sản xuất công nghiệp (khoảng 46%) và các phương tiện giao thông (khoảng 30%), VOCs trong khói thải của các phương tiện giao thông bao gồm các thành phần của xăng dầu không cháy hoặc cháy không hết.

Theo cơ quan bảo vệ môi sinh của Mỹ thì 9 hợp chất gây ô nhiễm môi trường là do hàm lượng VOCS.

Theo Hiệp hội các bệnh về phổi ở Mỹ (American Lung Association) VOCs có thể gây khó chịu mắt và da các vấn đề liên quan đến phối và đường hô hấp, gây nhức đầu, chóng mặt, các cơ bị yếu đi hoặc gan và thận bị hư tổn.

2. Tác hại từ bụi

Bụi là tên chung cho các hạt chất rắn có đường kính nhỏ cỡ vài µm đến nửa milimet. Nó tự lắng xuống theo trọng lượng của chúng hoặc có thể lơ lửng trong không khí trong một thời gian. Khi bụi phân tán mạnh trong không khí thì được gọi là aerosol rắn.

Thông thường lượng bụi sinh ra từ các quá trình công nghiệp chiếm khoảng 43%, phương tiện giao thông chiếm khoảng 13% và sản xuất điện năng chiếm khoảng 12%.

Các hạt bụi gây nguy hại đến con người, động vật và làm chậm sự phát triển của thực vật. Chúng gây tác hại nghiêm trọng đến các công trình xây dựng thay đổi thời tiết tại địa phương. Bụi gây nên các bệnh viêm cuống phổi, khí thủng suyễn, viêm phổi và bệnh tim.

Chugai Technos là đơn vị đã thực hiện quan trắc khí thải rất nhiều dự án tại các nhà máy nhiệt điện, nhà máy sản xuất tại các khu công nghiệp lớn.

Nếu Quý khách hàng có nhu cầu thực hiện quan trắc khí thải, hãy gọi ngay đến Hotline: 0909-714-566 hoặc để lại thông tin TẠI ĐÂY để Chugai Technos nhanh chóng liên hệ để giải đáp các thắc mắc và hỗ trợ.

 

 

 

Bụi Xi Măng: Nguồn gốc và phương pháp xử lý

Bụi xi măng là sản phẩm phụ sinh ra trong quá trình sản xuất xi măng, gây ra nhiều vấn đề đối với môi trường và sức khỏe con người. Để giải quyết vấn đề này, cần áp dụng các phương pháp xử lý hiệu quả.

1. Nguồn gốc của bụi xi măng

Bụi xi măng phát sinh từ quá trình sản xuất xi măng, trong đó có các giai đoạn như khai thác mỏ, nung clinker, và nghiền xi măng.

Thành phần chính của xi măng bao gồm các chất như CaO, SiO2, Fe2O3, Al2O3, SO3, cùng các tạp chất như Niken, Coban, Crom, Thuỷ Ngân, Chì.

2. Các phương pháp xử lý bụi xi măng

Trong nỗ lực giảm thiểu nguy cơ từ bụi xi măng, các phương pháp xử lý sau đã được áp dụng và nghiên cứu rộng rãi:

  • Lọc bụi khô:

Buồng lắng bụi: Thiết bị này sử dụng lực trọng lực để lắng bụi khỏi dòng khí. Hạt bụi được tách ra khỏi không khí và lắng xuống dưới do tác động của trọng lực. Mặc dù đơn giản và chi phí thấp, nhưng buồng lắng bụi thường chiếm diện tích lớn và hiệu suất thu hồi bụi không cao.

Cyclone: Thiết bị này sử dụng lực ly tâm để tách bụi khỏi dòng khí. Dòng khí được đưa vào thiết bị và xoay theo hình xoắn ốc, làm cho bụi bám vào thành cyclone và sau đó lắng xuống dưới do tác động của lực ly tâm. Cyclone có hiệu suất cao và có thể xử lý ở nhiều nhiệt độ khác nhau.

 

  • Thiết bị lọc túi vải:   Thiết bị này sử dụng vải lọc để loại bỏ bụi. Khí thải được thông qua túi vải, trong quá trình này, bụi được nắm giữ trên bề mặt của vải. Với hiệu suất lọc cao, phương pháp này thích hợp cho các loại bụi có kích thước nhỏ.

  • Lọc tĩnh điện (ESP): Trong thiết bị này, bụi được thu hồi nhờ lực điện trường. Khí thải đi qua hai điện cực, trong đó một cực được nối đất và cực còn lại được cung cấp dòng điện một chiều có hiệu thế cao. Bụi được mang điện và lắng xuống dưới do tác động của lực điện trường. Phương pháp này có hiệu suất thu hồi bụi cao nhưng cần sự chú ý đặc biệt đối với các vấn đề kỹ thuật.

  • Lọc bụi ướt:  Trong phương pháp này, bụi tiếp xúc trực tiếp với dung môi như nước. Bụi kết dính lại với nhau và bị giữ lại trong dung môi, trong khi dòng không khí sạch được thông qua thiết bị. Phương pháp này đòi hỏi xử lý nước thải và chú ý đến việc tránh cuốn các giọt lỏng cùng với bụi ra khỏi thiết bị.

3. Kết luận

Xử lý bụi xi măng là một thách thức quan trọng trong sản xuất xi măng.. Trong quá trình vận hành hệ thống lọc bụi, việc kiểm tra hiệu suất là cần thiết để đảm bảo hoạt động hiệu quả và bền vững.

Chugai Technos là đơn vị đã thực hiện kiểm tra hiệu suất hệ thống ESP nhiều nhà máy nhiệt điện tại Việt Nam (NMNĐ Thái Bình 1, Nghi Sơn 2)., và các hệ thống lọc bụi khác.

Nếu Quý khách hàng có nhu cầu kiểm tra xác nhận lại hiệu suất của các hệ thống trên, hãy gọi ngay đến Hotline: 0909-714-566 hoặc để lại thông tin TẠI ĐÂY để Chugai Technos nhanh chóng liên hệ để giải đáp các thắc mắc và hỗ trợ.

Tìm hiểu về “Khí Nhà Kính” và quy trình kiểm kê khí nhà kính

Khái niệm và ý nghĩa của khí nhà kính

Khí nhà kính là nhóm các loại khí tự nhiên hoặc nhân tạo có khả năng giữ lại nhiệt trong không khí và dẫn đến tăng nhiệt độ toàn cầu.

Các loại khí nhà kính:

  • Carbon Dioxide (CO2): Phát sinh chủ yếu từ đốt nhiên liệu hóa thạch như than, dầu, và khí đốt.
  • Methane (CH4): Có hiệu ứng nhà kính mạnh gấp khoảng 25 lần so với CO2, thường xuất phát từ hoạt động khai thác dầu mỏ, quá trình chế biến rác, và động vật mất mát.
  • Nitrous Oxide (N2O): Có khả năng làm ấm lên không khí gấp khoảng 298 lần so với CO2, thường phát sinh từ quá trình nông nghiệp và công nghiệp.
  • Fluorocarbons: Gồm các hợp chất như hydrofluorocarbons (HFCs), perfluorocarbons (PFCs), sulfur hexafluoride (SF6) và có khả năng giữ nhiệt cao.

Hiệu ứng khí nhà kính gây ra tăng nhiệt độ toàn cầu, dẫn đến biến đổi khí hậu và tác động xấu đến môi trường và sức khỏe con người. Vì vậy, việc hiểu và giảm thiểu ảnh hưởng của khí nhà kính là một nhiệm vụ cấp bách của chúng ta.

Làm thế nào khí nhà kính tạo ra hiệu ứng?

Khí nhà kính tạo ra hiệu ứng như sau: khi ánh sáng mặt trời đi qua lớp không khí và tiếp xúc với bề mặt Trái Đất, nhiệt độ của bề mặt này tăng. Một phần nhiệt độ được phản xạ trở lại không gian, nhưng một phần khác bị hấp thụ bởi các khí nhà kính. Nhờ đó, không khí xung quanh trở nên ấm lên và dẫn đến tăng nhiệt độ toàn cầu.

Tại sao chúng ta cần quan tâm đến khí nhà kính?

Khí nhà kính góp phần vào biến đổi khí hậu, ảnh hưởng đến môi trường sống và loài sinh vật trên Trái Đất. Việc gia tăng nồng độ khí nhà kính có thể dẫn đến nhiều hậu quả xấu, bao gồm:

  • Nhiệt độ tăng: Khí nhà kính gây ra hiệu ứng nhà kính, dẫn đến tăng nhiệt độ toàn cầu. Điều này có thể gây ra sự khắc nghiệt của hạn hán, mưa lũ và biến đổi thời tiết bất thường.
  • Tác động đến sinh vật: Sự gia tăng nhiệt độ và thay đổi khí hậu có thể gây ra sự di chuyển của các loài, làm thay đổi môi trường sống và gây nguy hại đến đa dạng sinh học.
  • Biến đổi khí hậu: Tăng nhiệt độ toàn cầu do khí nhà kính là nguyên nhân chính của biến đổi khíhậu. Những biến đổi này có thể gây ra tác động lớn đến hệ sinh thái, vụ mùa, và kinh tế.
  • Nước biển dâng: Tăng nhiệt độ toàn cầu do khí nhà kính làm cho băng và tuyết tan chảy, dẫn đến sự gia tăng mực nước biển. Điều này có thể gây lụt lội và xâm nhập mặn, ảnh hưởng đến các khu vực ven biển và hệ sinh thái.
  • Tác động đến sức khỏe: Biến đổi khí hậu do khí nhà kính có thể gây ra các vấn đề về sức khỏe con người, bao gồm căn bệnh hô hấp, bệnh tim mạch, và tăng nguy cơ dịch bệnh.

Với những tác động xấu mà khí nhà kính mang lại, việc giảm thiểu ảnh hưởng của nó và cố gắng giảm lượng khí nhà kính được thải ra là cần thiết. Chúng ta cần hợp tác cùng nhau để thay đổi thói quen sinh hoạt, sử dụng năng lượng tái tạo, và bảo vệ môi trường tự nhiên.

Tổng quan về kiểm kê khí nhà kính

Kiểm kê Khí nhà kính là một quá trình quan trọng trong việc đánh giá và giám sát tác động của các khí nhà kính (khí nhà kính) đối với biến đổi khí hậu. Khí nhà kính gồm các loại khí như carbon dioxide (CO2), methane (CH4), nitrous oxide (N2O) và ozon (O3), có khả năng gây hiệu ứng nhà kính và tăng nhiệt đới.

Việc kiểm kê Khí nhà kính rất quan trọng để đo lường, theo dõi và điều chỉnh các hoạt động thải ra khí nhà kính. Điều này giúp chúng ta xác định nguồn gốc của các loại khí nhà kính và phát triển các biện pháp giảm thiểu tác động tiêu cực lên môi trường.

Quy trình kiểm kê khí nhà kính

Bước 1: Thu thập dữ liệu kiểm kê khí nhà kính

Trước khi thực hiện kiểm kê Khí nhà kính, bạn cần thu thập dữ liệu về các hoạt động thải ra khí nhà kính trong tổ chức hoặc công ty. Dữ liệu này bao gồm lượng khí nhà kính thải ra từ các nguồn khác nhau như năng lượng tiêu thụ, quá trình sản xuất và vận chuyển.

Bước 2: Xác định phạm vi kiểm kê khí nhà kính

Sau khi thu thập dữ liệu, bạn cần xác định phạm vi kiểm kê. Điều này bao gồm việc xác định các loại khí nhà kính cần được kiểm kê, các nguồn gốc của chúng và phạm vi thời gian mà bạn muốn kiểm kê.

Bước 3: Đo lường và tính toán

Tiếp theo, bạn sẽ tiến hành đo lường và tính toán lượng khí nhà kính thải ra từ các nguồn đã xác định. Điều này có thể bao gồm việc sử dụng các thiết bị đo lường hiện đại hoặc các công cụ tính toán dựa trên dữ liệu đã thu thập.

Bước 4: Phân tích và đánh giá

Sau khi có các dữ liệu đo lường và tính toán, bạn sẽ tiến hành phân tích và đánh giá tác động của các loại khí nhà kính đã được kiểm kê. Điều này giúp bạn hiểu rõ hơn về nguồn gốc, xu hướng và tác động của các khí nhà kính trong tổ chức.

Bước 5: Phát triển biện pháp giảm thiểu

Dựa trên kết quả phân tích và đánh giá, bạn có thể phát triển các biện pháp giảm thiểu tác động của khí nhà kính. Các biện pháp này có thể bao gồm việc sử dụng năng lượng tái tạo, cải thiện hiệu suất sản xuất và áp dụng công nghệ xanh.

Chugai Technos là một trong những đơn vị có kinh nghiệm trong lĩnh vực tính toán kiểm kê khí nhà kính với tiêu chuẩn Nhật Bản, với những chuyên gia hàng đầu đến từ Nhật Bản và Việt Nam được đào tạo chuyên sâu, sẽ cung cấp:

Dịch vụ Lập báo cáo Kiểm kê khí nhà kính đáp ứng Nghị định 06/2022/NĐ-CP và Quyết định số 01/2022/QĐ-TTg cho doanh nghiệp Việt Nam.

Kết luận

Trong bối cảnh ngày càng gia tăng vấn đề biến đổi khí hậu và tác động tiêu cực của khí nhà kính, việc thực hiện kiểm kê Khí nhà kính trở nên cần thiết và quan trọng hơn bao giờ hết. Qua việc xác định nguồn gốc và lượng khí nhà kính thải ra, tổ chức có thể phát triển các biện pháp giảm thiểu và tăng cường môi trường kinh doanh bền vững.

Bằng cách thực hiện kiểm kê khí nhà kính, tổ chức không chỉ đáp ứng yêu cầu quy định và tiêu chuẩn, mà còn tăng cường uy tín và niềm tin của khách hàng, đối tác và cộng đồng đối với tổ chức. Đồng thời, việc thực hiện kiểm kê khí nhà kính giúp tổ chức tối ưu hóa quản lý tài nguyên, giảm thiểu chi phí vận hành và tạo ra cơ hội kinh doanh mới.

Tóm lại, Kiểm kê khí nhà kính không chỉ là một nghĩa vụ của các tổ chức mà còn là một cơ hội để thể hiện cam kết và sự lãnh đạo trong việc bảo vệ môi trường. Với sự tăng cường nhận thức về tác động tiêu cực của khí nhà kính, việc thực hiện kiểm kê khí nhà kính đóng vai trò quan trọng trong việc xây dựng một tương lai bền vững cho chúng ta và các thế hệ tương lai.

Nhiệt điện rác: Giải pháp tiên tiến cho xử lý rác thải và sản xuất năng lượng tái tạo

Rác thải không chỉ là một vấn đề địa phương mà còn là một thách thức toàn cầu đang ngày càng trở nên nghiêm trọng, đặc biệt là trong các đô thị lớn. Điều này không chỉ gây ra sự ô nhiễm môi trường mà còn tạo ra những vấn đề về sức khỏe công cộng và lãng phí tài nguyên. Trong bối cảnh này, công nghệ đốt rác phát điện, hay còn được biết đến với tên gọi điện rác, đã nổi lên như một giải pháp tiềm năng để giảm thiểu vấn đề chất thải và đồng thời tạo ra nguồn năng lượng tái tạo.

1. ĐIỆN RÁC: KHÁI NIỆM VÀ Ý NGHĨA

Quản lý rác thải ở Việt Nam đang gặp nhiều thách thức, bao gồm sự gia tăng lượng rác thải, hạn chế về cơ sở hạ tầng xử lý và nhận thức cộng đồng chưa đồng nhất. Để khắc phục, cần đầu tư vào cơ sở hạ tầng, tăng cường thông tin và nhận thức của cộng đồng, cũng như phát triển các mô hình quản lý rác thải hiệu quả như tái chế và xử lý bằng phương pháp đốt.

2. CÁCH HOẠT ĐỘNG CỦA ĐIỆN RÁC

Công nghệ điện rác hoạt động theo các bước cụ thể và phức tạp:

    • Thu gom chất thải: Quá trình bắt đầu bằng việc thu gom chất thải từ các nguồn khác nhau, bao gồm cả chất thải sinh hoạt và công nghiệp. Chất thải này sau đó được vận chuyển đến các nhà máy điện rác để tiến hành quy trình xử lý.
    • Phân loại và tiền xử lý: Tại các nhà máy điện rác, chất thải được phân loại và tiền xử lý. Các thiết bị điện tử được tách ra và chuẩn bị cho quá trình đốt cháy để tạo ra năng lượng.
    • Đốt cháy và tạo nhiệt: Chất thải được đốt trong các lò đốt đặc biệt, nơi nhiệt độ cực cao được tạo ra để chuyển đổi chất thải thành tro và khí. Quá trình này tạo ra một lượng nhiệt lớn, là nguồn năng lượng cho các bước tiếp theo của quy trình.
    • Sử dụng nhiệt độ để tạo hơi nước: Nhiệt độ từ quá trình đốt cháy được sử dụng để tạo hơi nước trong các nồi hơi. Hơi nước này sau đó được dùng để tạo ra hơi áp suất cao, đi qua turbine và cuối cùng làm quay các động cơ tạo ra điện năng.
    • Xử lý khí thải và tạp chất: Trong quá trình đốt cháy, khí thải và tạp chất được tạo ra. Các hệ thống xử lý khí thải được sử dụng để loại bỏ các chất gây ô nhiễm khỏi không khí, trong khi các phần còn lại của chất thải được xử lý để tách ra các vật liệu có thể tái chế hoặc sử dụng cho các mục đích khác.
    • Tận dụng tro và chất thải còn lại: Cuối cùng, tro và các chất thải còn lại từ quá trình đốt cháy được xử lý tiếp để tách ra các vật liệu tái chế hoặc tái sử dụng. Tro có thể được sử dụng trong các quy trình sản xuất khác hoặc được tái chế cho các mục đích khác.

3. ƯU VÀ NHƯỢC ĐIỂM

Công nghệ điện rác có nhiều ưu điểm so với các phương pháp xử lý rác thải khác, nhưng cũng không tránh khỏi một số nhược điểm và thách thức.

Ưu điểm của công nghệ điện rác:

  • Giảm thiểu lượng rác thải đến bãi chôn lấp: Công nghệ điện rác giúp giảm thiểu lượng rác thải đưa vào các bãi chôn lấp, giảm áp lực cho các khu vực môi trường đang bị quá tải.
  • Tạo ra nguồn năng lượng tái tạo: Quá trình đốt rác để tạo ra điện năng là một nguồn năng lượng tái tạo, giúp giảm thiểu sự phụ thuộc vào nguồn năng lượng không tái tạo như than đá.
  • Giảm phát thải khí nhà kính: So với phương pháp chôn lấp, công nghệ điện rác thường phát ra ít khí methane (CH4), một khí nhà kính mạnh hơn CO2, giúp giảm phát thải khí nhà kính.
  • Tiết kiệm không gian đất: Thay vì sử dụng diện tích rộng lớn cho các bãi chôn lấp, công nghệ điện rác có thể hoạt động trên một diện tích nhỏ hơn.
  • Quản lý dễ dàng hơn: Công nghệ điện rác thường có quy trình quản lý rõ ràng hơn, giúp giảm thiểu rủi ro ô nhiễm môi trường và bảo vệ sức khỏe cộng đồng.

Nhược điểm và thách thức:

  • Chi phí đầu tư lớn: Công nghệ điện rác đòi hỏi chi phí đầu tư ban đầu lớn cho việc xây dựng cơ sở hạ tầng và mua sắm thiết bị, đặc biệt là cho các nước đang phát triển.
  • Khó khăn trong thu hồi vốn: Thời gian thu hồi vốn của các dự án điện rác thường khá dài do chi phí vận hành và bảo dưỡng cao, cần phải chờ đợi để đạt được lợi nhuận.
  • Vấn đề môi trường: Mặc dù công nghệ điện rác giúp giảm thiểu ô nhiễm môi trường so với chôn lấp, nhưng vẫn cần phải quản lý khí thải và xử lý tro thải một cách hiệu quả để đảm bảo không gây ảnh hưởng xấu đến môi trường.
  • Khả năng thích ứng với đa dạng loại rác: Các nhà máy điện rác thường chỉ hiệu quả khi xử lý rác thải được phân loại trước, điều này đòi hỏi sự hợp tác từ cộng đồng và chính phủ để thúc đẩy thói quen tái chế và phân loại rác thải.
  • Thách thức về chính sách và quản lý: Việc thiếu điều chỉnh chính sách và quản lý chặt chẽ có thể tạo ra khó khăn cho các doanh nghiệp muốn đầu tư vào công nghệ điện rác. Cần có sự hỗ trợ từ phía chính phủ để tạo điều kiện thuận lợi cho các dự án này.

                                                                         Những nguy cơ về khí thải

    CHUGAI TECHNOS VIỆT NAM có thể cung cấp dịch vụ đo lường và phân tích môi trường đa dạng cho nhà máy điện rác. Điều này bao gồm việc đo lường và phân tích khí thải từ quá trình đốt cháy, đặc biệt là khí dioxin và furan, NOx, SOx, … phát sinh nếu quá trình đốt để đảm bảo tuân thủ các quy định môi trường, đồng thời phân tích chất lượng nước thải từ quá trình sản xuất và xử lý. Chúng tôi cũng thực hiện đánh giá chi tiết về tác động của các loại chất thải đặc biệt từ nhà máy điện rác đến môi trường đất và môi trường nước. Qua đó, chúng tôi cam kết cung cấp thông tin chính xác và đáng tin cậy để hỗ trợ các nhà máy điện rác duy trì và nâng cao chất lượng môi trường của nhà máy.

    Tóm lại, nhà máy nhiệt điện rác là một giải pháp tiềm năng cho việc xử lý rác thải và sản xuất năng lượng tái tạo tại Việt Nam. Tuy nhiên, nhược điểm cũng cần được xem xét, bao gồm việc cần có công nghệ xử lý hiệu quả và đảm bảo an toàn, cũng như việc giám sát và quản lý chặt chẽ để tránh các tác động tiêu cực đến môi trường và sức khỏe cộng đồng.

Khử NOx nhà máy nhiệt điện – Công nghệ SCR và SNCR, loại nào tốt hơn?

Trước luật pháp toàn cầu nghiêm ngặt từ các tổ chức như Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ (EPA) và các cơ quan quản lý tương đương ở Liên minh Châu Âu nhằm giảm thiểu khí thải công nghiệp độc hại, các công ty tiện ích phải đối mặt với thách thức sử dụng các chiến lược hiệu quả và tiết kiệm chi phí nhất tuân thủ.

Các quy định hiện tại và dự kiến về kiểm soát NOx ở Hoa Kỳ, EU và Châu Á quy định giới hạn phát thải NOx trong khoảng 30 – 200 mg/Nm3.

Hai công nghệ chính được sử dụng để giảm lượng khí thải nitơ oxit (NOx) trong các nhà máy điện là khử chọn lọc xúc tác (SCR) và khử chọn lọc không có xúc tác (SNCR).

Bài viết này sẽ phác thảo chi tiết các phương pháp SCR và SNCR và phân tích lợi ích của chúng đối với các nhà vận hành nhà máy điện trong việc tuân thủ các quy định về phát thải NOx.

Khử chọn lọc xúc tác (SCR)

SCR được cho là kỹ thuật được sử dụng rộng rãi nhất để giảm NOx. Việc khử chọn lọc xúc tác NOx được phân loại là giải pháp xử lý sau để kiểm soát khí thải và thường được sử dụng các nhà máy điện đốt than, dầu, nhiên liệu sinh khối tạo ra các chất ô nhiễm như NOx và các hạt carbon sau quá trình đốt cháy.

SCR hoạt động như thế nào?

Trong SCR, thuốc thử (thường là dung dịch amoniac, amoniac khan hoặc urê) được pha loãng với không khí và bơm vào dòng khí thải của lò hơi, được duy trì ở nhiệt độ cụ thể tùy thuộc vào chất xúc tác được sử dụng.

Khí nitơ và NOx có trong dòng khí thải phản ứng với amoniac hóa hơi với sự có mặt của chất xúc tác (làm tăng tốc độ phản ứng) để tạo ra nitơ (N2) và nước – những sản phẩm vô hại được thải ra khỏi ống xả. Thuốc thử được tối ưu hóa bằng cách duy trì tỷ lệ gần bằng với NOx cần loại bỏ khỏi dòng khí thải.

4NH3 + 4NO + O2 ➝ 4N2 + 6H2O

4NH3 + 2NO2 + O2 ➝ 3N2 + 6H2O

Ưu điểm của SCR trong việc giảm NOx

  • Hiệu suất khử NOx cao – lên tới 90%;
  • Có thể được sử dụng trong nhiều hệ thống bao gồm các nhà máy công nghiệp và đô thị;
  • Việc thiết lập rất đơn giản để cài đặt.

Nhược điểm của SCR trong việc giảm NOx

  • Amoniac không phản ứng có thể đi qua qua chất xúc tác SCR do bơm quá nhiều (amoniac rò rỉ);
  • Chất xúc tác cần thiết cho quá trình khử rất tốn kém để thay thế;
  • Chất xúc tác dễ bị nhiễm bẩn bởi các hợp chất trong khí đốt.

Khử chọn lọc không xúc tác (SNCR)

SNCR là một phương pháp thay thế để giảm NOx thường được sử dụng trong các nhà máy điện đốt than, dầu, chất thải và sinh khối. Kỹ thuật SNCR liên quan đến việc bơm thuốc thử vào khí đốt ở nhiệt độ cao mà không cần sự trợ giúp của chất xúc tác.

SNCR hoạt động như thế nào?

Trong SNCR, dung dịch amoniac hoặc urê được bơm vào khí thải từ quá trình đốt cháy ở nhiệt độ từ 1600°F đến 2100°F (870°C đến 1150°C) để khử NOx thành khí nitơ (N2) và nước (H2O). Nguyên lý hóa học cơ bản là ở nhiệt độ cao, amoniac hoặc urê phản ứng với NOx từ khí đốt để tạo ra khí nitơ (N2) và hơi nước (H2O). SNCR có thể được sử dụng để giảm NOx khoảng 30 – 70%.

4NH3 + 4NO + O2 ➝ 4N2 + 6H2O

Ưu điểm của SNCR trong việc giảm NOx

  • Việc thiết lập rất đơn giản để cài đặt;
  • Chi phí vốn và vận hành tương đối thấp hơn so với SCR;
  • Tiết kiệm chi phí thay thế chất xúc tác đắt tiền;
  • Việc trang bị thêm các bộ phận trong các lò hơi quy mô lớn tương đối dễ dàng, ít tốn thời gian ngừng hoạt động.

Nhược điểm của SNCR trong việc giảm NOx

  • Yêu cầu phạm vi nhiệt độ hẹp để giảm NOx hiệu quả;
  • Không phù hợp để giảm NOx quy mô lớn;
  • Việc trang bị thêm các bộ phận trong các lò hơi nhỏ hơn gặp khó khăn do cần cân nhắc về không gian để lắp đặt các bộ phận;
  • Dễ bị trượt amoniac dẫn đến phát thải NOx ngẫu nhiên.

SCR so với SNCR: Loại nào tốt hơn?

Quyết định của ban quản lý trong việc chọn một hệ thống giảm NOx thay vì hệ thống kia phụ thuộc vào nhiều yếu tố bao gồm chi phí, hiệu quả và việc tuân thủ các quy định hiện tại và tương lai về phát thải.

Chi phí

Cả hai kỹ thuật SCR và SNCR đều có chi phí vốn và vận hành tương đối cao hơn so với các phương pháp giảm NOx đơn giản hơn như đầu đốt Low-NOx (LNB) và Overfire air (OFA) nhưng lại được đánh giá cao về hiệu quả. SCR đắt hơn SNCR do đặc điểm kỹ thuật của chất xúc tác nhưng bù lại về mặt hiệu quả.

Hiệu quả

Cả hai kỹ thuật SCR và SNCR đều yêu cầu thuốc thử để giảm NOx. Tuy nhiên, SNCR yêu cầu nhiệt độ khí thải cao hơn nhiều tại thời điểm phun thuốc thử. Kiểm soát ô nhiễm SCR loại bỏ khối lượng NOx (~90%) lớn hơn nhiều so với SNCR (30 – 70%), khiến nó trở thành lựa chọn tốt nhất để giảm thiểu trên quy mô lớn trong các nhà máy công nghiệp và đô thị.

Nguồn: tổng hợp

 

Chugai Technos là đơn vị đã thực hiện kiểm tra hiệu suất hệ thống SCRhiệu chỉnh hệ thống phun amoniac (AIG) cho rất nhiều nhà máy nhiệt điện tại Việt Nam (NMNĐ Formosa Đồng Nai, Mông Dương 2, Vĩnh Tân 2, Duyên Hải 1, Vũng Áng 1).

Nếu Quý khách hàng có nhu cầu kiểm tra xác nhận lại hiệu suất của hệ thống SCR và hiệu chỉnh AIG, hãy gọi ngay đến Hotline: 0909-714-566 hoặc để lại thông tin TẠI ĐÂY để Chugai Technos nhanh chóng liên hệ để giải đáp các thắc mắc và hỗ trợ.

Tìm hiểu các hệ thống khử chọn lọc xúc tác và cân nhắc thiết kế SCR

        Khử chọn lọc xúc tác – Selective Catalytic Reduction (SCR) là một công nghệ kiểm soát khí thải quan trọng được sử dụng ở nhiều nhà máy điện chạy bằng than, sinh khối, chất thải thành năng lượng và khí đốt. Nhiều hạng mục phải được xem xét khi thiết kế hệ thống SCR để tối ưu hóa hiệu suất.

Nếu không có hệ thống kiểm soát khí thải phù hợp, một lượng đáng kể NOx trong không khí có thể được thải ra từ quá trình đốt nhiên liệu tại các nhà máy điện. NOx bao gồm nitơ oxit (NO), nitơ đioxit(NO2) và các oxit nitơ khác. Có một số tác động tiêu cực đến môi trường khi thải quá nhiều NOx vào khí quyển. Phòng thí nghiệm Công nghệ Năng lượng Quốc gia (NETL) của Hoa Kỳ thống kê như sau:

  • NOx là thành phần chính trong việc hình thành ôzôn trên mặt đất, gây ra các vấn đề nghiêm trọng về hô hấp.
  • Các vấn đề về hô hấp có thể xảy ra do bản thân việc tiếp xúc với NO2 , nhưng điều đáng lo ngại là NOx phản ứng tạo thành các hạt nitrat trong không khí hoặc sol khí axit, có tác dụng tương tự.
  • Cùng với các oxit lưu huỳnh (SOx), NOx góp phần hình thành mưa axit và gây ra nhiều vấn đề về môi trường.
  • NOx có thể làm suy giảm chất lượng nước do nước có quá nhiều chất dinh dưỡng, gây ra tình trạng dư thừa tảo.
  • Các hạt chứa nitơ trong không khí làm giảm tầm nhìn.
  • NOx có thể phản ứng tạo thành đinitơ oxit (N2O), là một loại khí nhà kính và góp phần làm trái đất nóng lên.

1. Khử chọn lọc xúc tác (SCR)

Hệ thống khử chọn lọc xúc tác (SCR) loại bỏ NOx khỏi khí thải phát ra từ lò hơi của nhà máy điện, tua bin khí và các nguồn đốt khác. Hệ thống SCR làm giảm có chọn lọc lượng phát thải NOx bằng cách bơm amoniac (NH3) vào khí thải phía trước chất xúc tác. NOx phản ứng với NH3 và oxy (O2) để tạo thành nitơ (N2) và nước (H2O), chủ yếu theo các phương trình sau:

4NH3 + 4NO + O2 ➝ 4N2 + 6H2O

2NH3 + NO + NO2 ➝ 2N2 + 3H2O

4NH3 + 2NO2 + O2 ➝ 3N2 + 6H2O

Sơ đồ hệ thống SCR

Bề mặt hoạt động của chất xúc tác thường là kim loại quý, oxit kim loại cơ bản (titan hoặc vanadi) hoặc vật liệu gốc zeolit. Theo NETL, chất xúc tác gốc kim loại thường được sử dụng làm lớp phủ trên bề mặt kim loại hoặc gốm, trong khi chất xúc tác zeolite thường là vật liệu đồng nhất tạo thành cả bề mặt hoạt động và chất nền.

Cấu hình hình học của thân xúc tác được thiết kế để có diện tích bề mặt tối đa và giảm thiểu sự cản trở đường dẫn khí thải để tối đa hóa hiệu suất chuyển đổi và giảm thiểu áp suất ngược lên tuabin. Cấu hình phổ biến nhất là thiết kế tấm nguyên khối và dạng tổ ong.

Một yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến hiệu suất của SCR là nhiệt độ hoạt động. Chất xúc tác kim loại cơ bản có nhiệt độ vận hành cho các ứng dụng nhiên liệu sạch khoảng 400 oF đến 800 oF (khoảng 200 oC đến 425 oC). Phạm vi trên của nhiệt độ này có thể được tăng lên bằng cách sử dụng chất xúc tác zeolite lên tối đa 1100oF (khoảng 600 oC). Do phạm vi nhiệt độ hoạt động cần thiết cho chất xúc tác SCR thông thường (600oF đến 750oF), việc tích hợp vào máy tạo hơi thu hồi nhiệt (HRSG) thường yêu cầu tách phần thiết bị bay hơi (hoặc nồi hơi) áp suất cao (HP) để chứa lớp xúc tác SCR và thiết bị phun amoniac.

2. Khử chọn lọc không xúc tác (Selective non-catalytic reduction – SNCR)

Khử chọn lọc không xúc tác (SNCR) là một công nghệ kiểm soát khí thải sau đốt khác để giảm NOx. SNCR hoạt động bằng cách bơm thuốc thử gốc amoniac vào lò ở một vị trí được xác định chính xác. Công nghệ này hấp dẫn vì nó đòi hỏi chi phí vốn tương đối thấp để lắp đặt.

Nguyên lý hệ thống SNCR

Theo Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ (EPA), hơn một nửa số lò hơi tiện ích có SNCR tương đối nhỏ (200 MW trở xuống), nhưng khoảng 24% lớn hơn 300 MW. Hơn 70% lò hơi tiện ích sử dụng SNCR đốt than làm nhiên liệu chính và hầu hết các lò hơi khác đốt sinh khối. SNCR có thể được áp dụng dưới dạng bộ điều khiển NOx độc lập hoặc với các công nghệ khác như bộ điều khiển quá trình đốt cháy. Hệ thống SNCR cũng có thể được thiết kế để vận hành theo mùa trong một số trường hợp, thay vì vận hành quanh năm.

“SNCR thường hoạt động ở nhiệt độ từ 900 oC đến 1000 oC. Tương tự như SCR, các oxit nitơ được khử thành nitơ bằng cách bơm amoniac hoặc urê. Việc điều chỉnh nhiệt độ chính xác sẽ xác định hiệu quả của SNCR, cũng như các tác dụng phụ không mong muốn như amoniac rò rỉ”. Carsten Walddörfer, trưởng nhóm Nghiên cứu và Phát triển (R&D), Hệ thống Công nghệ Sạch Quản lý Sản phẩm của Dürr Systems AG giải thích.

“Tùy thuộc vào điều kiện quy trình, bộ SNCR được lắp đặt trực tiếp trong buồng đốt hoặc ở phần đầu tiên của lò hơi nhiệt thải. Câu hỏi về chất khử thường được lựa chọn tùy thuộc vào quy mô nhà máy. Thông thường, các tổ máy có quy mô nhỏ hơn được vận hành bằng dung dịch urê, các tổ máy có quy mô lớn hơn được vận hành bằng nước amoniac”, Walddörfer cho biết.

Việc lựa chọn giữa hệ thống SCR và SNCR gần như hoàn toàn dựa trên tỷ lệ phần trăm loại bỏ khí thải cần thiết. Ryan Hensel, giám đốc đề xuất cấp cao và chuyên gia về chủ đề SCR tại Babcock & Wilcox (B&W), cho biết: “SCR và SNCR khác nhau đáng kể về khả năng của chúng”. Hensel cho biết SCR thường được sử dụng trong các ứng dụng đốt than, sinh khối, khí tự nhiên và biến chất thải thành năng lượng. “Chúng tôi đã cho thấy khả năng loại bỏ hơn 90% đối với tất cả các ứng dụng đó. Trên SNCR của nồi hơi quy mô tiện ích, bạn có thể đang xem xét ở đâu đó nhiều hơn trong phạm vi 30% đến 40%,” ông nói.

Tuy nhiên, có một số ứng dụng trong đó SNCR có thể đạt được tỷ lệ loại bỏ cao hơn. Hensel cho biết: “Trong một số ứng dụng công nghiệp, nơi chúng ở trong phạm vi nhiệt độ có thể chấp nhận được lâu hơn, chúng tôi đã đạt được mức loại bỏ trong khoảng 60% đến 70%, nhưng một lần nữa, đó là tập hợp các điều kiện tuyệt đối phù hợp”.

3. Chất xúc tác SCR

Dan Johnson, phó chủ tịch phát triển kinh doanh của CORMETECH, giải thích rằng có ba yếu tố có thể được điều chỉnh để tạo ra chất xúc tác tối ưu cho bất kỳ ứng dụng SCR cụ thể nào. “Một trong số đó là bề mặt đệm,” ông nói. “Bề mặt đệm là kích thước của các lỗ bề mặt cho phép khí đi qua chất xúc tác. Nếu khí có bất kỳ loại hạt nào trong đó, chẳng hạn như tro than, bạn cần phải có hình dạng của chất xúc tác sao cho nó có thể vượt qua hạt đó.”

Johnson cho biết không có gì lạ khi có các khe hở 7 mm trên các đơn vị than để giải quyết vấn đề về tro. CORMETECH cũng có các chất xúc tác được chế tạo đặc biệt cho môi trường có hàm lượng tro cao, nơi mà lỗ hở của tế bào thậm chí còn lớn hơn nhưng vẫn duy trì diện tích bề mặt xúc tác cực cao. Tuy nhiên, trong một thiết bị chu trình hỗn hợp đốt bằng khí, các khe hở của ngăn thường nhỏ hơn nhiều thấp ở mức 1.2 mm, 1.4 mm hoặc 2.1 mm. Ông nói: “Và có tất cả mọi thứ ở giữa, vì vậy điều thực sự quan trọng là chọn kích thước bước phù hợp cho hạt mà bạn có thể nhìn thấy trong khí thải của mình”.

Mục thứ hai phải được xem xét là công thức xúc tác. “Trên một đơn vị than, các công thức rất khác nhau giữa các đơn vị, bởi vì bạn đang cố gắng cân bằng một số thứ. Bạn đang thêm kim loại xúc tác vào chất xúc tác để có hoạt tính khử NOx, nhưng khi bạn thêm nhiều kim loại xúc tác hơn, nó có thể oxy hóa nhiều SO2 thành SO3 hơn, vì vậy bạn đang thiết kế chất xúc tác dành riêng cho một đơn vị cụ thể để tối đa hóa hoạt động của chất xúc tác liên quan đến quá trình khử NOx, đồng thời giảm thiểu hoạt động của chất xúc tác liên quan đến quá trình oxy hóa SO2” Johnson giải thích.

Các đơn vị khí đã thiết lập các công thức thường được sử dụng. Johnson cho biết : “Những công thức đó thay đổi, không phải với quá trình oxy hóa SO2 thay đổi mà ở nhiệt độ khác nhau”. “Khi nhiệt độ tăng cao hơn, bạn phải thay đổi hỗn hợp kim loại xúc tác mà bạn đang sử dụng vì một số trong số chúng sẽ không hoạt động tốt ở nhiệt độ cao hơn. Tại CORMETECH, chúng tôi tự hào về kỹ thuật tùy chỉnh các chất xúc tác của mình cho mọi ứng dụng và điều đó thực sự cần thiết để đáp ứng các yêu cầu về hiệu suất.”

Việc cân nhắc cuối cùng là thiết kế mô-đun – cấu trúc bao quanh chất xúc tác. “Mọi chất xúc tác đều được đóng gói hoặc đặt bên trong khung thép. Sau đó, khung đó được lắp vào thiết bị và có thể có rất nhiều khung – chẳng hạn như có thể có 140 khung trong một lớp trong một đơn vị than,” Johnson nói. Việc thay đổi thiết kế mô-đun tiêu chuẩn thường dựa trên các biến số dòng khí (dọc so với ngang) và/hoặc mức giảm áp suất mong muốn. Thiết kế mô-đun sẽ thay đổi dựa trên mục tiêu hiệu suất và để phù hợp về mặt cơ học bên trong thiết bị.

Chất xúc tác SCR bề mặt cực cao của CORMETECH

4. Nhiệt độ là một biến quan trọng

Như đã đề cập trước đó, nhiệt độ vận hành ảnh hưởng đến hiệu suất của hệ thống SCR. “SCR thường hoạt động trong phạm vi nhiệt độ từ 300 oC đến 350o C (572oF đến 662oF). Tùy thuộc vào thành phần khí thải, nhiệt độ thấp hơn có thể được áp dụng”, Walddörfer của Dürr Systems cho biết. “Ví dụ, nếu khí thải đi vào hệ thống không ở nhiệt độ yêu cầu, thì nó phải được làm nóng trước bằng cách sử dụng bộ trao đổi nhiệt không khí. Sau đó, không khí được làm nóng thêm bằng đầu đốt hoặc loại lò sưởi khác cho đến khi đạt đến nhiệt độ vận hành chất xúc tác. Trong một số thông số kỹ thuật, bộ SCR có thể được tích hợp trực tiếp vào hệ thống thu hồi nhiệt thải ở giữa nồi hơi và bộ tiết kiệm”.

Hensel của B&W cho biết: “SCR là một loại quy trình tối ưu hóa trên nhiều thứ. “Phản ứng xúc tác phụ thuộc rất nhiều vào nhiệt độ. Vì vậy, một khi bạn đặt nhiệt độ thiết kế, nếu bạn tăng cao hơn hoặc thấp hơn một chút, điều đó sẽ có tác động nhất định đến hiệu suất của chất xúc tác.”

Trong trường hợp của một số nhà máy điện chạy bằng than và khí đốt, điều đó có thể là một vấn đề hiện nay. Khi ngày càng có nhiều năng lượng gió và năng lượng mặt trời được bổ sung vào lưới điện, các yêu cầu vận hành tại nhiều nhà máy đã thay đổi. “Khi các thiết bị không còn tải cơ bản và xem xét tải một phần nhiều hơn hoặc duy trì tải một phần lâu hơn, sẽ có một số hậu quả đi kèm với điều đó. Về mặt khí, mọi việc dễ dàng hơn một chút, vì khí tự nhiên không có lưu huỳnh trong khí, không có hạt trong dòng khí, nó thực sự chỉ tạo ra một chút biến đổi trong hiệu suất của chất xúc tác” Hensel giải thích.

Ông nói: “Có thể nếu lúc đó bạn biết những gì bạn biết bây giờ thì bạn đã chọn một nhiệt độ khác để tối ưu hóa, nhưng thông thường theo kinh nghiệm của chúng tôi, đó là tác động tương đối nhỏ đến tỷ lệ loại bỏ. Trường hợp có thể gặp vấn đề hơn là một số ứng dụng có hạt hoặc lưu huỳnh trong khí thải”.

“Về hạt, nếu chúng ta thiết kế mọi thứ để giữ cho tất cả các hạt đó bị cuốn theo nhắm vào các khu vực bụi phóng xạ cụ thể trong hệ thống nơi chúng ta có thể nắm bắt được nó và sau đó, chẳng hạn, chúng ta đang chạy với một nửa vận tốc đó, điều đó có thể thay đổi một số những lĩnh vực mà chúng tôi đã nhắm mục tiêu cụ thể trước đây”, Hensel cho biết.

“Trên lưu huỳnh, ở nhiệt độ thấp hơn, amoniac có thể phản ứng với SO3 trong khí thải để tạo thành amoni bisulfate. Đó là một chất dính sẽ làm tắc nghẽn chất xúc tác của bạn và có thể gây ra các vấn đề thực sự về hiệu suất của chất xúc tác trong thời gian ngắn. Vì vậy, nếu một thiết bị đang chạy ở mức tải 30% và được thiết kế để đạt 100%, bạn chỉ cần lưu ý duy trì ở nhiệt độ vận hành ở mức mà bạn không thấy hiện tượng đó xảy ra”, Hensel nói.

Một số phương án trang bị thêm có thể áp dụng để giảm thiểu các vấn đề liên quan đến việc thay đổi điều kiện vận hành bao gồm sửa đổi thiết bị làm sạch chất xúc tác. “Nếu các điều kiện vận hành của thiết bị dẫn đến sự tích tụ tro tập trung hơn, thường là dọc theo bức tường phía trước của lò phản ứng SCR, nếu thiết bị hoạt động ở mức tải thấp hơn trong thời gian dài, thì chúng tôi đã chuyển sang các thiết bị và trang bị thêm máy thổi bồ hóng hoặc nâng cấp lên loại mạnh hơn những gì chúng tôi đã lắp đặt ban đầu để nhắm mục tiêu vào các khu vực cụ thể trong lò phản ứng,” Hensel lưu ý.

Nguồn: tổng hợp

Chugai Technos là đơn vị đã thực hiện kiểm tra hiệu suất hệ thống SCRhiệu chỉnh hệ thống phun amoniac (AIG) cho rất nhiều nhà máy nhiệt điện tại Việt Nam (NMNĐ Formosa Đồng Nai, Mông Dương 2, Vĩnh Tân 2, Duyên Hải 1, Vũng Áng 1).

Nếu Quý khách hàng có nhu cầu kiểm tra xác nhận lại hiệu suất của hệ thống SCR và hiệu chỉnh AIG, hãy gọi ngay đến Hotline: 0909-714-566 hoặc để lại thông tin TẠI ĐÂY để Chugai Technos nhanh chóng liên hệ để giải đáp các thắc mắc và hỗ trợ.