HỆ THỐNG XỬ LÝ KHÍ THẢI NHÀ MÁY XI MĂNG

2.1 Cấu trúc hệ thống xử lý khí thải nhà máy xi măng

Một hệ thống xử lý khí thải nhà máy xi măng hoàn chỉnh xử lý khí từ lò nung clinker, tháp trao đổi nhiệt và nghiền xi măng thường bao gồm:

Cyclone tách bụi sơ cấp
Tách hạt lớn và bụi thô, giảm tải cho hệ thống phía sau. Hiệu suất 70–85% tùy cấu trúc dòng.

Lọc bụi tĩnh điện (ESP)
Tạo điện trường cao thế (≥50kV) để ion hóa và hút bụi mịn PM2.5. Hiệu suất đạt 97–99%.

Lọc tay áo (bag filter)
Dùng vải chịu nhiệt cao (PTFE, Nomex) để thu giữ hạt bụi còn lại. Hiệu suất đạt >99.9%, tuổi thọ túi 3–5 năm.

Thiết bị hấp thụ khí SO₂
Dùng bình phun Ca(OH)₂, NaHCO₃, hoặc dung dịch kiềm hấp thụ SO₂, cho hiệu quả xử lý 90–95%.

Hệ thống khử NOx (SCR – Selective Catalytic Reduction)
Dùng amonia hoặc urê kết hợp xúc tác (TiO₂, V₂O₅) chuyển hóa NOx thành N₂ và H₂O.

Cảm biến đo lưu lượng, áp suất, nồng độ khí đầu ra
Tích hợp SCADA – điều khiển tự động, lưu log 24/7, đưa ra cảnh báo khi vượt giới hạn phát thải.

2.2 Nguyên lý hoạt động của hệ thống xử lý khí thải nhà máy xi măng

Khí nóng từ lò nung clinker hoặc tháp trao đổi nhiệt được dẫn vào cyclone để tách sơ bộ hạt bụi lớn.

Sau đó khí đi vào lọc tĩnh điện, nơi điện cực âm và dương tạo ra điện trường cao để bụi mịn bị hút về bản cực.

Tiếp theo, lọc tay áo sẽ thu giữ các hạt bụi còn sót lại, giúp giảm nồng độ bụi xuống dưới 30 mg/Nm³.

Khí sạch tiếp tục qua thiết bị hấp thụ SO₂, nơi dung dịch Ca(OH)₂ phản ứng với SO₂ tạo thành CaSO₃/CaSO₄ không bay hơi.

Cuối cùng, hệ thống SCR hoặc SNCR sẽ phun NH₃ vào dòng khí nóng, với xúc tác biến đổi NOx thành khí vô hại.

Cảm biến đo nồng độ khí giúp tự động điều chỉnh tốc độ quạt, lượng hóa chất và áp lực hút, đảm bảo xử lý NOx SO₂ nhà máy xi măng hiệu quả và liên tục.

3.1 Thông số kỹ thuật điển hình của hệ thống xử lý khí thải nhà máy xi măng

3.2 Tiêu chuẩn kỹ thuật và môi trường áp dụng

Hệ thống xử lý khí thải nhà máy xi măng cần đảm bảo tuân thủ các tiêu chuẩn quốc tế, đặc biệt là về phát thải bụi, NOx, SO₂:

Tiêu chuẩn quốc tế áp dụng:

EN 13284-1: Phương pháp xác định nồng độ bụi tại ống khói
ISO 10849: Kiểm soát bụi phát sinh trong ngành xi măng
EN 14181: Quản lý và hiệu chuẩn hệ thống đo liên tục (CEMS)
ISO 14001:2015: Quản lý môi trường toàn diện cho nhà máy xi măng
EN 15267-3: Hiệu suất thiết bị đo nồng độ NOx, SO₂

Tiêu chuẩn an toàn thiết bị:

CE Marking – Chứng nhận thiết bị chịu áp lực, nhiệt độ, ăn mòn
EN 13445 – Bình chịu áp lực không có mối hàn
NFPA 86 – Tiêu chuẩn an toàn phòng nổ cho khí nhiệt

3.3 Thương hiệu thiết bị theo phân khúc

Dưới đây là ba hãng tiêu biểu cung cấp thiết bị lọc khí thải xi măng, phân chia theo ba phân khúc:

Thiết bị lọc bụi (ESP, bag filter):

Phân khúc cao cấp – FLSmidth (Châu Âu)
Cung cấp lọc tĩnh điện (ESP) công suất lớn, tích hợp SCADA, điều khiển điện áp cao thông minh, hiệu suất xử lý bụi <10 mg/Nm³.

Phân khúc trung cấp – Scheuch GmbH (Châu Âu)
Sản phẩm lọc tay áo chịu nhiệt cao, độ rung khí nén ổn định, phù hợp khí thải nhiệt độ cao từ lò clinker.

Thiết bị khử NOx (SCR):

Phân khúc cao cấp – Yara Environmental Technologies (Châu Âu)
Hệ thống SCR dùng NH₃ dạng lỏng hoặc urê, kiểm soát NOx đầu ra dưới 200 mg/Nm³, tích hợp kiểm soát khí dư NH₃.

Phân khúc trung cấp – Hamon Research-Cottrell (Châu Âu)
Sử dụng xúc tác TiO₂/V₂O₅ trong dải nhiệt độ 320–400°C, tuổi thọ xúc tác >3 năm, vận hành ổn định.

Thiết bị hấp thụ SO₂:

Phân khúc cao cấp – Lurgi GmbH (Đức)
Hệ thống hấp thụ ướt đa tầng, dùng Ca(OH)₂ và spray tower, xử lý khí SO₂ đầu vào cao >1.200 mg/Nm³.

Phân khúc trung cấp – Babcock & Wilcox (Châu Âu)
Cung cấp thiết bị phun sương khô dạng fluidized bed, phù hợp lò xi măng sử dụng than đá chứa lưu huỳnh cao.

4.1 Lợi ích vận hành và môi trường của hệ thống xử lý khí thải nhà máy xi măng

Đầu tư hệ thống xử lý khí thải nhà máy xi măng mang lại nhiều lợi ích về hiệu suất, pháp lý và hình ảnh thương hiệu:

Giảm thiểu phát thải bụi và khí độc hại
Lò nung clinker phát sinh lượng lớn bụi mịn và khí SO₂, NOx nếu không kiểm soát hiệu quả sẽ vượt ngưỡng cho phép. Hệ thống xử lý hiện đại giúp duy trì nồng độ bụi <30 mg/Nm³, NOx <200 mg/Nm³, SO₂ <300 mg/Nm³.

Tuân thủ các quy định môi trường quốc tế và nội địa
Các nhà máy xi măng tại khu vực Đông Nam Á, Trung Đông hay Châu Phi đều phải đạt chuẩn phát thải của IFC, WB, hoặc ISO 14001. Hệ thống xử lý đạt chuẩn giúp doanh nghiệp không bị xử phạt, đình chỉ vận hành hoặc rút giấy phép.

Nâng cao hiệu suất hoàn nguyên và tái sử dụng bụi
Bụi được thu hồi qua hệ thống lọc khí thải xi măng thường có thành phần CaO cao, có thể tái đưa về dây chuyền nghiền liệu hoặc clinker, giảm chi phí nguyên liệu đầu vào và tránh thất thoát.

Giảm chi phí bảo trì thiết bị và ăn mòn
Khí SO₂, NOx, và bụi mịn gây ăn mòn hệ thống quạt, đường ống, lọc. Việc xử lý sớm từ đầu nguồn giúp kéo dài tuổi thọ thiết bị, giảm thời gian dừng máy và tối ưu vận hành.

Cải thiện hình ảnh doanh nghiệp, tăng chỉ số ESG
Doanh nghiệp có hệ thống xử lý NOx SO₂ nhà máy xi măng đạt chuẩn dễ tiếp cận vốn xanh, ghi điểm trong chuỗi cung ứng, đấu thầu quốc tế và góp phần xây dựng nhà máy xi măng xanh, bền vững.

4.2 Ứng dụng thực tế tại các nhà máy xi măng

Nhà máy xi măng quy mô lớn (≥5.000 tấn clinker/ngày)
Đòi hỏi hệ thống xử lý khí thải công suất lớn, tích hợp ESP + SCR + hấp thụ SO₂, SCADA điều khiển tự động, vận hành liên tục 24/7.

Nhà máy xi măng lò quay – tháp trao đổi nhiệt kiểu cyclone
Khí thải có nhiệt độ cao, cần lọc tay áo chịu nhiệt, dùng urê khử NOx, và hấp thụ SO₂ bằng vôi hydrat phun trực tiếp vào ống khói.

Nhà máy xi măng sử dụng nhiên liệu thay thế (RDF, sinh khối)
Phát sinh thêm VOCs và khí NOx không ổn định. Cần hệ thống SCR linh hoạt kết hợp hấp thụ khí hữu cơ và module ozone xử lý khí phụ trợ.

Nhà máy xi măng gần khu dân cư hoặc cụm công nghiệp
Bắt buộc sử dụng hệ thống lọc khí thải xi măng có hiệu suất cao, hệ thống cảnh báo SCADA, ghi log nồng độ bụi – SO₂ – NOx liên tục. Đã có nhiều dự án tại Đông Nam Á sử dụng thiết bị đạt chuẩn EN.

Các trạm nghiền xi măng độc lập
Tuy không phát sinh khí SO₂, NOx nhưng lượng bụi lớn từ silo, băng tải, đóng bao cần hệ thống hút bụi trung tâm, bag filter, lọc cartridge hiệu suất cao.

ETEK là đơn vị chuyên cung cấp giải pháp tổng thể về hệ thống xử lý khí thải nhà máy xi măng với năng lực thiết kế – chế tạo – thi công chuẩn quốc tế, sẵn sàng triển khai tại các khu vực như Đông Nam Á, Trung Đông, Bắc Phi.

5.1 Giải pháp thiết kế tích hợp – đa công nghệ đồng bộ
ETEK thiết kế hệ thống xử lý khí thải nhà máy xi măng từ đầu vào đến đầu ra: xử lý bụi lò nung clinker, lọc tay áo + ESP, hấp thụ SO₂, khử NOx, SCADA – đồng bộ theo lưu lượng, nhiệt độ, thành phần khí cụ thể.

5.2 Thiết bị chuẩn châu Âu – chống ăn mòn, nhiệt độ cao
Toàn bộ hệ thống xử lý khí thải nhà máy xi măng của ETEK đạt CE marking, vật liệu cấu trúc bằng thép mạ kẽm, inox, FRP, cách nhiệt lớp gốm, chịu được nhiệt lên đến 450°C, thời gian vận hành liên tục ≥8.000 giờ/năm.

5.3 Kỹ sư có chứng chỉ quốc tế – sẵn sàng cho dự án toàn cầu
Đội ngũ ETEK có chứng chỉ ISO 14001, EN 13284, NFPA 86, có kinh nghiệm triển khai dự án tại các nhà máy xi măng khu vực châu Á và Trung Đông, thành thạo SCADA Siemens, WinCC.

5.4 Bảo hành dài hạn – SCADA hỗ trợ từ xa – phản hồi nhanh
Hệ thống xử lý khí thải nhà máy xi măng được bảo hành lên đến 24 tháng, hỗ trợ giám sát từ xa qua giao diện web, cảnh báo tức thời nếu nồng độ khí vượt chuẩn. Kỹ sư sẵn sàng phản hồi trong 12–24 giờ kể từ khi nhận cảnh báo.

5.5 Dự phòng linh kiện – vận hành không gián đoạn
ETEK có kho sẵn: tay áo lọc nhiệt độ cao, động cơ quạt hút, bộ phun vôi, sensor đo nồng độ NOx – SO₂ – bụi, giúp thay thế trong 24–48h, giảm thiểu rủi ro ngừng vận hành.

Bài viết liên quan:

Hệ thống xử lý khi thải theo phương pháp xử lý

Hệ thống xử lý khí thải theo tính chất khí thải

Hệ thống xử lý khí thải theo ngành công nghiệp

Thị trường quốc tế