HỆ THỐNG XỬ LÝ KHÍ THẢI NHÀ MÁY GANG THÉP LUYỆN KIM

2.1 Cấu trúc tổng thể của hệ thống xử lý khí thải nhà máy gang thép luyện kim

Một hệ thống xử lý khí thải nhà máy gang thép luyện kim tiêu chuẩn được thiết kế theo mô hình liên hoàn, đảm bảo tách triệt để bụi, khí độc, hơi axit và các hợp chất kim loại nặng trong khí thải phát sinh từ lò cao, lò điện hồ quang, lò chuyển và khu vực thiêu kết.

Cấu trúc cơ bản gồm các cụm:

1. Buồng thu gom và dẫn khí đầu vào: thu gom khí thải nóng 200–350°C, lưu lượng 50.000–250.000 Nm³/h từ các điểm phát thải qua hệ thống ống dẫn chịu nhiệt.
2. Bộ làm nguội sơ cấp (Gas Cooler): sử dụng nước hoặc khí lạnh để hạ nhiệt độ xuống 120–180°C trước khi qua giai đoạn lọc bụi.
3. Thiết bị khử bụi luyện kim: có thể dùng lọc bụi tĩnh điện (ESP) hoặc lọc túi vải (Bag Filter).
4. Tháp hấp thụ ướt (Wet Scrubber): khử hơi axit, bụi mịn và SO₂.
5. Tháp trung hòa hóa học: xử lý triệt để khí SO₂ NOx và các hơi độc như H₂S, HF.
6. Thiết bị khử NOx (SCR/SNCR): phản ứng khử chọn lọc bằng NH₃ hoặc ure.
7. Bộ hấp phụ than hoạt tính: hấp phụ các kim loại nặng (Pb, Hg, Zn).
8. Ống khói và cảm biến giám sát CEMS: theo dõi nồng độ khí đầu ra 24/7.

Toàn bộ hệ thống được chế tạo bằng thép không gỉ 304/316L, phủ epoxy chống ăn mòn, có lớp cách nhiệt bông gốm dày 50 mm. Mọi liên kết ống dẫn đều được hàn kín, kiểm tra siêu âm để tránh rò khí.

Hệ thống vận hành hoàn toàn tự động, điều khiển trung tâm PLC Siemens S7-1200 kết nối cảm biến lưu lượng, nhiệt độ, pH, áp suất vi sai và lưu lượng hóa chất. Dữ liệu được hiển thị trên HMI cảm ứng và truyền về hệ thống SCADA để giám sát từ xa.

2.2 Nguyên lý hoạt động tổng quát khử bụi luyện kim

Nguyên lý của hệ thống xử lý khí thải nhà máy gang thép luyện kim dựa trên chuỗi phản ứng vật lý – hóa học liên tiếp, loại bỏ từng nhóm chất ô nhiễm theo giai đoạn.

Bước 1 – Thu gom và làm nguội:
Khí thải nhiệt độ cao từ lò nung được dẫn qua bộ làm nguội bằng nước hoặc trao đổi nhiệt gián tiếp để hạ nhiệt xuống 120–180°C, phù hợp với điều kiện làm việc của các thiết bị lọc bụi và hấp thụ.

Bước 2 – Khử bụi luyện kim:
Khí được đưa qua lọc bụi tĩnh điện (ESP), trong đó dòng điện áp cao 60–100 kV tạo điện trường ion hóa, làm hạt bụi tích điện và bám lên bản cực thu. Hiệu suất khử bụi đạt 99,7%, nồng độ bụi sau lọc ≤ 30 mg/Nm³.

Bước 3 – Hấp thụ hóa học:
Khí tiếp tục đi qua tháp hấp thụ ướt, được phun dung dịch NaOH hoặc Ca(OH)₂ 3–5%. SO₂ trong khí phản ứng với dung dịch kiềm:
SO₂ + 2NaOH → Na₂SO₃ + H₂O
Na₂SO₃ + ½O₂ → Na₂SO₄

Bước 4 – Khử NOx:
Tại tầng SCR (Selective Catalytic Reduction), NH₃ hoặc ure được phun vào khí ở 250–350°C, phản ứng tạo N₂ và H₂O:
4NO + 4NH₃ + O₂ → 4N₂ + 6H₂O

Bước 5 – Khử khí độc công nghiệp:
Các khí độc còn lại như CO, HF, H₂S được xử lý bằng than hoạt tính hoặc vật liệu xúc tác oxi hóa MnO₂–CuO.

Bước 6 – Thoát khí và giám sát:
Khí sau xử lý đạt tiêu chuẩn được xả qua ống khói cao 30–60 m, có gắn thiết bị CEMS đo SO₂, NOx, bụi và O₂ liên tục, truyền dữ liệu về Sở TN&MT.

2.3 Thiết bị khử bụi luyện kim

Khử bụi luyện kim là bước trọng yếu trong toàn bộ hệ thống, quyết định hiệu quả xử lý chung. ETEK cung cấp hai giải pháp chính:

Lọc bụi tĩnh điện (ESP):

• Dòng điện áp cao 70–100 kV tạo điện trường mạnh, ion hóa hạt bụi 0,1–10 µm.
• Tấm cực thu dạng tấm phẳng hoặc ống tròn, làm bằng thép mạ kẽm, chịu nhiệt 450°C.
• Hiệu suất ≥ 99,5%, lượng bụi sau lọc ≤ 30 mg/Nm³.
• Được trang bị bộ gõ bụi cơ điện tự động, chu kỳ 3–5 phút/lần.

Lọc túi vải (Bag Filter):

• Dùng vải Nomex, PPS hoặc PTFE chịu nhiệt 200–250°C.
• Diện tích lọc 500–1.200 m², áp suất vi sai 1.200–1.800 Pa.
• Hệ thống hoàn nguyên túi bằng khí nén 5–6 bar, điều khiển solenoid tự động.
• Hiệu suất lọc 99,9%, phù hợp khí thải có nồng độ bụi cao (1.000–3.000 mg/Nm³).

Khi khí thải chứa nhiều hạt sắt hoặc oxit kim loại, ETEK bố trí thêm Cyclone sơ cấp trước ESP hoặc Bag Filter để tách bụi thô, giảm tải cho hệ thống chính, đồng thời kéo dài tuổi thọ túi lọc.

2.4 Hệ thống hấp thụ và trung hòa hóa học

Để xử lý khí SO₂ NOx, khí sau lọc bụi được dẫn vào tháp hấp thụ ướt (Wet Scrubber). Thiết bị dạng Venturi hoặc tháp đệm (Packed Tower), sử dụng dung dịch kiềm tuần hoàn liên tục.

Cấu tạo gồm:

• Buồng phân phối khí: giúp dòng khí phân bố đều.
• Tầng đệm Pall ring hoặc Raschig ring bằng nhựa PP/ceramic, diện tích tiếp xúc lớn.
• Vòi phun sương phun dung dịch hấp thụ NaOH hoặc Ca(OH)₂ với lưu lượng 5–15 m³/h.
• Bể trung hòa: thu hồi và tuần hoàn dung dịch sau phản ứng.

Hiệu quả khử SO₂ đạt 95–98%. Để tăng hiệu quả khử khí độc công nghiệp, ETEK kết hợp thêm lớp xúc tác oxi hóa và tầng hấp phụ than hoạt tính.

Đối với NOx, hệ thống áp dụng hai cấp:

• SNCR (Selective Non-Catalytic Reduction): phun NH₃ ở 850–950°C cho lò luyện.
• SCR (Selective Catalytic Reduction): dùng xúc tác V₂O₅/TiO₂ ở 250–350°C, đạt hiệu suất 90–95%.

Khi vận hành, pH dung dịch được duy trì 7,5–8,5; tốc độ khí 1,5–2,5 m/s; áp suất vi sai < 1.000 Pa. Dung dịch hấp thụ sau phản ứng được trung hòa và lọc trước khi thải ra môi trường, đảm bảo COD < 75 mg/l, pH 6,5–8,5.

2.5 Hệ thống khử khí độc công nghiệp và hấp phụ than hoạt tính

Trong quá trình luyện kim, các khí độc như CO, H₂S, HF, VOCs và hơi kim loại nặng thường phát sinh. Hệ thống khử khí độc công nghiệp của ETEK sử dụng lớp xúc tác oxi hóa ở 200–300°C để chuyển hóa CO → CO₂ và H₂S → SO₂.

Tiếp theo, khí đi qua bộ hấp phụ than hoạt tính, được thiết kế dạng tầng cố định hoặc tầng di động. Than hoạt tính dạng viên 4–6 mm, diện tích bề mặt > 1.000 m²/g, có thể hấp phụ đồng thời Hg, Pb, Zn, As và VOCs.

Hiệu suất hấp phụ kim loại nặng ≥ 90%, tuổi thọ than 6–12 tháng tùy tải lượng khí. Hệ thống có van phân chia để hoàn nguyên hoặc thay vật liệu mà không cần dừng toàn dây chuyền.

2.6 Hệ thống quạt hút và ống khói khử bụi luyện kim

Quạt hút ly tâm hiệu suất cao là thành phần quan trọng, đảm bảo dòng khí di chuyển ổn định qua toàn bộ hệ thống xử lý khí thải nhà máy gang thép luyện kim.

• Lưu lượng thiết kế: 50.000–250.000 Nm³/h.
• Áp suất toàn phần: 3.000–8.000 Pa.
• Động cơ: 75–250 kW, điều khiển bằng biến tần.
• Hiệu suất > 85%, độ ồn < 85 dB(A).

Ống khói được chế tạo bằng thép không gỉ dày 3–5 mm, cao 30–60 m tùy công suất, có cửa lấy mẫu và đầu đo CEMS (SO₂, NOx, CO, O₂, bụi, nhiệt độ, lưu lượng). Toàn bộ dữ liệu truyền online về trung tâm giám sát của Sở TN&MT.

2.7 Hệ thống điều khiển tự động và an toàn khử bụi luyện kim

Toàn bộ hệ thống xử lý khí thải nhà máy gang thép luyện kim được điều khiển tập trung bằng PLC Siemens, kết nối HMI và SCADA, hiển thị thời gian thực các thông số:

• Nhiệt độ, áp suất, lưu lượng khí từng công đoạn.
• pH, ORP và mức dung dịch hấp thụ.
• Nồng độ SO₂, NOx đầu vào và đầu ra.
• Tình trạng hoạt động quạt hút, bơm, van điện từ.

Khi thông số vượt ngưỡng, hệ thống phát tín hiệu cảnh báo, tự động điều chỉnh lưu lượng hóa chất hoặc ngắt cấp khí để bảo vệ thiết bị. Ngoài ra, hệ thống có van an toàn chống quá áp và cảm biến rò khí H₂S, CO tại khu vực xử lý ướt, đảm bảo vận hành tuyệt đối an toàn.

3.1 Thông số kỹ thuật tổng quát của hệ thống xử lý khí thải nhà máy gang thép luyện kim

Một hệ thống xử lý khí thải nhà máy gang thép luyện kim được thiết kế dựa trên lưu lượng, thành phần khí thải, đặc điểm vận hành của lò luyện, và quy chuẩn xả thải môi trường. Các thông số cơ bản thường gặp như sau:

Tất cả các thông số này đều được điều khiển và ghi nhận tự động qua hệ thống giám sát SCADA, cho phép nhà máy điều chỉnh chế độ vận hành tối ưu theo tải sản xuất.

3.2 Tiêu chuẩn môi trường áp dụng cho khí thải luyện kim

Các nhà máy luyện gang thép tại Việt Nam phải tuân thủ nghiêm ngặt các quy chuẩn khí thải hiện hành, cụ thể là:

• QCVN 51:2013/BTNMT – Quy chuẩn quốc gia về khí thải công nghiệp sản xuất gang thép.
• QCVN 19:2009/BTNMT (sửa đổi 2015) – Quy chuẩn khí thải công nghiệp đối với bụi và các chất vô cơ.
• QCVN 26:2010/BTNMT – Mức ồn tối đa tại khu công nghiệp.
• QCVN 05:2023/BTNMT – Chất lượng không khí xung quanh.

Ngoài ra, nhiều dự án xuất khẩu hoặc liên doanh với nước ngoài áp dụng thêm các tiêu chuẩn quốc tế:

• EU Directive 2010/75/EU (IED) – Tiêu chuẩn phát thải công nghiệp châu Âu.
• US EPA 40 CFR Part 63 – Subpart FFFFFF – Quy định khí thải ngành luyện kim tại Mỹ.
• ISO 14001:2015 – Hệ thống quản lý môi trường.
• ISO 50001:2018 – Quản lý năng lượng.

Sau xử lý, khí thải của hệ thống ETEK luôn đạt hoặc thấp hơn các giới hạn trên:

• Bụi: ≤ 30 mg/Nm³
• SO₂: ≤ 200 mg/Nm³
• NOx: ≤ 250 mg/Nm³
• CO: ≤ 100 mg/Nm³
• HF, H₂S: ≤ 10 mg/Nm³

Các giá trị này đảm bảo nhà máy vận hành an toàn, ổn định và đạt chứng nhận môi trường quốc tế.

3.3 Tiêu chuẩn thiết bị và vật liệu chế tạo khử bụi luyện kim

Các thiết bị xử lý khí thải nhà máy gang thép luyện kim của ETEK đều được sản xuất theo tiêu chuẩn công nghiệp châu Âu:

• Thép chế tạo: SUS304 hoặc SUS316L, chống ăn mòn axit, độ dày 4–8 mm.
• Lớp phủ epoxy FRP: chống axit và kiềm, độ bền > 10 năm.
• Quạt hút công nghiệp: thiết kế theo AMCA 210, hiệu suất ≥ 85%.
• Túi lọc vải Nomex/PPS/PTFE: tiêu chuẩn EN 1822, chịu nhiệt 250°C, hiệu suất lọc ≥ 99,9%.
• Hệ thống điện – điều khiển: đạt CE Marking, chống cháy nổ theo ATEX 2014/34/EU.
• Van, bơm và cảm biến: sử dụng từ các thương hiệu châu Âu – Nhật Bản (Siemens, Omron, IFM, Endress+Hauser).

Ống dẫn khí và tháp hấp thụ được tính toán bằng phần mềm CFD để đảm bảo phân bố lưu lượng đồng đều, hạn chế tổn thất áp suất. Vật liệu đệm trong tháp (Pall ring, Intalox saddle) được nhập khẩu từ Đức, có diện tích bề mặt riêng ≥ 200 m²/m³, hệ số rơi áp thấp, giúp tăng hiệu suất hấp thụ mà giảm tiêu thụ nước.

3.4 Tiêu chuẩn kiểm định và vận hành hệ thống khử bụi luyện kim

Trước khi bàn giao, mỗi hệ thống xử lý khí thải nhà máy gang thép luyện kim của ETEK đều trải qua quy trình nghiệm thu nghiêm ngặt:

1. Kiểm định an toàn thiết bị chịu áp lực: theo TCVN 7704:2007 và QCVN 01:2008/BLĐTBXH.
2. Thử kín và kiểm tra rò rỉ đường ống: áp lực 1,5 lần áp suất làm việc.
3. Đo hiệu suất lọc bụi và hấp thụ khí: theo ASTM D5156, EN 13284-1.
4. Kiểm định hiệu suất khử SO₂ NOx: theo ISO 7934 và ISO 11564.
5. Đánh giá khí thải đầu ra: bằng thiết bị CEMS, sai số đo < ±5%.

Hệ thống chỉ được đưa vào vận hành chính thức sau khi tất cả thông số đạt tiêu chuẩn, có chứng nhận kiểm định của cơ quan môi trường địa phương.

3.5 So sánh công nghệ xử lý khí luyện kim

Công nghệ ESP + Scrubber + SCR do ETEK tích hợp mang lại hiệu suất tổng thể ≥ 97%, vận hành ổn định ngay cả khi tải biến động. Ngoài ra, khả năng khử đồng thời SO₂ NOx và khí độc công nghiệp giúp hệ thống phù hợp với hầu hết các dây chuyền luyện gang thép hiện đại.

3.6 Tiêu chuẩn về an toàn lao động và phòng cháy nổ khử bụi luyện kim

Do khí thải luyện kim có thể chứa CO, H₂ và bụi kim loại dễ cháy, ETEK thiết kế hệ thống theo các quy định an toàn nghiêm ngặt:

• Cảm biến CO, H₂, H₂S gắn tại buồng thu gom và tháp hấp thụ, tự động kích hoạt cảnh báo khi nồng độ > 25 ppm.
• Van xả áp khẩn cấp tại đầu ống chính, mở khi áp suất > 1,2 lần định mức.
• Bơm và quạt đều có motor phòng nổ đạt chuẩn Ex d IIB T4.
• Thiết bị điện có bảo vệ IP65 trở lên, hoạt động trong môi trường ẩm.
• Hệ thống chống sét và tiếp địa: điện trở nối đất < 4 Ω, kiểm tra định kỳ 3 tháng/lần.

Tất cả thiết bị phải tuân thủ TCVN 5334:2007 về an toàn trong công nghiệp luyện kim và QCVN 01:2020/BCT về phòng chống cháy nổ nhà xưởng.

3.7 Tiêu chuẩn quản lý và giám sát tự động

Một đặc điểm nổi bật của hệ thống xử lý khí thải nhà máy gang thép luyện kim do ETEK cung cấp là khả năng giám sát tự động, liên tục, đáp ứng yêu cầu quản lý của Bộ Tài nguyên & Môi trường.

• Cảm biến CEMS: đo SO₂, NOx, CO, O₂, bụi và lưu lượng.
• Tần suất truyền dữ liệu: mỗi 5 phút, gửi tự động đến cơ quan quản lý.
• Dung sai đo: ±2% với lưu lượng, ±5% với khí và bụi.
• Ghi log sự kiện: lưu trữ dữ liệu tối thiểu 2 năm.
• Tự động hiệu chuẩn: 1 lần/tuần bằng khí chuẩn (Zero – Span Gas).

Hệ thống SCADA cho phép người vận hành giám sát toàn bộ trạng thái thiết bị, điều chỉnh hóa chất, tốc độ quạt, pH dung dịch và cảnh báo lỗi qua email hoặc SMS. Dữ liệu được lưu trữ đám mây để dễ dàng truy xuất và phân tích hiệu suất vận hành.

4.1 Lợi ích kỹ thuật – tối ưu vận hành và hiệu suất xử lý khí SO₂ NOx

Việc đầu tư hệ thống xử lý khí thải nhà máy gang thép luyện kim mang lại lợi ích kỹ thuật vượt trội trong việc kiểm soát và xử lý các loại khí độc hại phát sinh từ lò luyện, lò thiêu kết và khu vực hoàn nguyên. Nhờ tích hợp công nghệ lọc bụi tĩnh điện (ESP), hấp thụ ướt đa tầng và xử lý khí SO₂ NOx bằng SCR, hiệu suất xử lý đạt tới 98%, ổn định ngay cả khi lưu lượng khí biến động.

Toàn bộ hệ thống vận hành tự động hoàn toàn thông qua PLC Siemens – SCADA, kiểm soát lưu lượng khí, nhiệt độ, pH dung dịch, áp suất, và nồng độ khí thải đầu ra. Nhờ thuật toán điều khiển PID, lưu lượng hóa chất trung hòa được tự động điều chỉnh theo nồng độ SO₂/NOx thực tế, tránh dư hóa chất và tiết kiệm đến 20% chi phí vận hành.

Ngoài ra, cấu trúc dòng khí dạng “counter-flow” trong tháp hấp thụ ướt giúp tăng diện tích tiếp xúc giữa khí và dung dịch hấp thụ, nâng cao hiệu quả phản ứng hóa học. Thiết kế tầng đệm phân phối đều lưu lượng, hạn chế hiện tượng kênh dòng, giảm tổn thất áp suất chỉ còn 800–1.000 Pa.

Hệ thống khử bụi luyện kim sử dụng màng lọc PPS/PTFE có khả năng chịu nhiệt 250°C và kháng hóa chất tốt, tuổi thọ trung bình 3–5 năm, gấp đôi so với các loại túi lọc thông thường. Mức tiêu thụ điện năng toàn hệ thống dao động 1,5–2,0 kWh/1.000 Nm³ khí – thấp hơn 25% so với các công nghệ cũ.

4.2 Lợi ích môi trường – giảm phát thải và bảo vệ hệ sinh thái xử lý khí SO₂ NOx

Một hệ thống xử lý khí thải nhà máy gang thép luyện kim hiện đại không chỉ đáp ứng yêu cầu pháp lý mà còn đóng vai trò quan trọng trong việc giảm tác động môi trường toàn diện.

Các chỉ tiêu khí thải sau xử lý luôn duy trì dưới ngưỡng QCVN 51:2013/BTNMT loại A:

• Bụi: ≤ 30 mg/Nm³
• SO₂: ≤ 200 mg/Nm³
• NOx: ≤ 250 mg/Nm³
• CO: ≤ 100 mg/Nm³
• H₂S, HF: ≤ 10 mg/Nm³

Hiệu quả khử khí độc công nghiệp đạt 90–95%, giúp loại bỏ các hợp chất nguy hại như H₂S, HF, VOCs và hơi kim loại nặng (Pb, Hg, Zn, Cd). Nước thải từ quá trình hấp thụ sau trung hòa đạt chuẩn QCVN 40:2011/BTNMT, COD < 75 mg/L, pH 6,5–8,5.

Nhờ cơ chế tuần hoàn dung dịch hấp thụ, lượng nước sử dụng giảm 50% so với hệ thống rửa khí thông thường. Ngoài ra, bụi và bùn thải sau xử lý có thể thu gom, ép khô và tái sử dụng trong sản xuất xi măng hoặc vật liệu xây dựng, góp phần kinh tế tuần hoàn trong nhà máy luyện kim.

Hệ thống còn được thiết kế với bộ thu hồi nhiệt từ khí thải, tận dụng năng lượng tái cấp cho lò sấy than hoặc lò hoàn nguyên, giúp giảm tiêu thụ nhiên liệu 10–15% và phát thải CO₂ khoảng 300–500 tấn/năm đối với nhà máy công suất 150.000 Nm³/h.

4.3 Lợi ích kinh tế – tiết kiệm chi phí vận hành và bảo trì xử lý khí SO₂ NOx

Một trong những yếu tố khiến các doanh nghiệp lựa chọn hệ thống xử lý khí thải nhà máy gang thép luyện kim của ETEK là khả năng tối ưu chi phí dài hạn.

Nhờ hiệu suất lọc bụi và khử khí cao, lượng hóa chất tiêu thụ trung bình chỉ 0,8–1,2 kg NaOH/tấn thép và 0,1–0,2 kg ure/1.000 Nm³ khí, thấp hơn 25% so với công nghệ ướt truyền thống. Hệ thống tái tuần hoàn dung dịch hấp thụ giúp giảm 40% chi phí nước và xử lý bùn thải.

Thiết bị vận hành liên tục 24/7 với hiệu suất trung bình (OEE) đạt ≥ 90%. Các cụm lọc bụi và quạt hút được thiết kế tháo lắp nhanh, thời gian bảo trì trung bình chỉ 4–6 giờ/tháng. Bộ điều khiển thông minh dự đoán thời điểm cần thay thế vật liệu lọc hoặc xúc tác, giúp doanh nghiệp chủ động bảo trì, tránh dừng máy ngoài kế hoạch.

Tổng chi phí vận hành trung bình cho hệ thống công suất 100.000 Nm³/h chỉ chiếm 2,5–3% giá trị sản lượng, trong khi thời gian hoàn vốn đầu tư thường 2–3 năm.

Với việc giảm chi phí hóa chất, điện năng và bảo trì, doanh nghiệp có thể tiết kiệm trung bình 800–1.200 triệu đồng/năm so với hệ thống xử lý khí truyền thống, đồng thời tránh rủi ro phạt hành chính về phát thải.

4.4 Lợi ích quản lý – giám sát và kiểm soát tự động CEMS

Hệ thống xử lý khí thải nhà máy gang thép luyện kim của ETEK tích hợp hệ thống giám sát tự động CEMS (Continuous Emission Monitoring System) giúp nhà máy đáp ứng yêu cầu của Bộ TN&MT về truyền dữ liệu môi trường trực tuyến.

Cảm biến đo liên tục các thông số: SO₂, NOx, CO, O₂, bụi, nhiệt độ và lưu lượng khí thải. Dữ liệu được gửi về trung tâm điều hành qua mạng 4G hoặc đường truyền quang. Người vận hành có thể theo dõi chỉ số theo thời gian thực, lưu trữ và trích xuất báo cáo định kỳ theo định dạng XML hoặc Excel.

Tính năng cảnh báo sớm của hệ thống SCADA cho phép phát hiện sai lệch vận hành (ví dụ pH dung dịch giảm nhanh, nồng độ SO₂ tăng bất thường) để tự động điều chỉnh lưu lượng bơm hóa chất hoặc kích hoạt chế độ làm sạch đệm tháp.

Nhờ đó, toàn bộ quy trình được kiểm soát khép kín, đảm bảo không xảy ra hiện tượng vượt ngưỡng phát thải, giảm thiểu rủi ro pháp lý và nâng cao độ tin cậy khi kiểm tra định kỳ.

4.5 Ứng dụng xử lý khí SO₂ NOx trong các phân xưởng và dây chuyền luyện kim

Công nghệ xử lý khí SO₂ NOx và khử bụi luyện kim được ETEK ứng dụng hiệu quả cho nhiều khu vực phát sinh khí thải khác nhau trong nhà máy:

1. Khu vực thiêu kết (Sinter Plant):
   Khí thải chứa bụi sắt, SO₂ và NOx ở 250–350°C. Hệ thống ETEK sử dụng ESP kết hợp SCR và hấp thụ NaOH, đạt hiệu suất xử lý > 97%, khí ra đạt chuẩn loại A.
2. Lò cao (Blast Furnace):
   Khí lò cao có CO, CO₂ và bụi Fe₂O₃ nồng độ cao. ETEK áp dụng lọc bụi đa cấp Cyclone – ESP – Bag Filter, hiệu suất khử bụi 99,9%, tái sử dụng khí CO cho lò nung phụ trợ.
3. Lò chuyển (BOF):
   Khí thải chứa CO, SO₂ và hơi kim loại. Giải pháp Wet Scrubber + than hoạt tính hấp phụ giúp loại bỏ đồng thời SO₂ và hơi kim loại nặng (Hg, Zn, Pb) đạt 95%.
4. Lò điện hồ quang (EAF):
   Khí có nhiệt độ rất cao, chứa dioxin/furan. ETEK trang bị buồng đốt thứ cấp ở 950–1.050°C kết hợp bộ lọc túi vải và than hoạt tính để phá hủy dioxin và hấp phụ hơi độc, hiệu suất xử lý > 99%.
5. Khu vực cán thép và mạ kẽm:
   Khí chứa hơi axit HCl, H₂S, HF, được xử lý bằng tháp hấp thụ ướt đa tầng, hiệu suất 98%, nước tuần hoàn đạt chuẩn xả thải sau trung hòa.

4.6 Ứng dụng trong các ngành công nghiệp khác

Ngoài ngành gang thép, hệ thống xử lý khí thải nhà máy gang thép luyện kim còn được điều chỉnh và ứng dụng rộng rãi cho:

• Ngành đúc cơ khí (lọc bụi và hấp thụ hơi dầu, khói hàn).
• Ngành sản xuất xi măng, luyện nhôm, đồng, kẽm, chì.
• Ngành chế biến hóa chất vô cơ (axit sulfuric, phân bón, clo kiềm).
• Ngành điện – năng lượng (nhà máy nhiệt điện than, biomass).

Nhờ thiết kế mô-đun, hệ thống có thể mở rộng công suất, thay đổi cấu hình xử lý (ướt – khô – xúc tác) mà không cần thay đổi toàn bộ dây chuyền. Điều này giúp doanh nghiệp dễ dàng tái đầu tư, nâng cấp hoặc di chuyển hệ thống sang dây chuyền mới khi mở rộng nhà máy.

4.7 Giá trị xã hội và phát triển bền vững

Việc đầu tư hệ thống xử lý khí thải nhà máy gang thép luyện kim không chỉ mang lại lợi ích kinh tế mà còn góp phần lớn vào mục tiêu phát triển công nghiệp xanh và chuyển đổi năng lượng sạch tại Việt Nam.

Theo ước tính của Bộ Công Thương, nếu 100% nhà máy luyện kim trong nước áp dụng công nghệ xử lý tương tự ETEK, mỗi năm có thể giảm phát thải:

• 500.000 tấn CO₂,
• 20.000 tấn SO₂,
• 10.000 tấn NOx,
• 30.000 tấn bụi kim loại.

Điều này tương đương trồng mới 25 triệu cây xanh và tiết kiệm 200 triệu kWh điện từ thu hồi nhiệt khí thải. Hệ thống của ETEK giúp các doanh nghiệp hướng đến chứng nhận ESG (Environmental – Social – Governance), nâng cao uy tín thương hiệu và đáp ứng tiêu chí “xanh hóa chuỗi cung ứng” khi xuất khẩu sang thị trường EU, Mỹ, Nhật Bản.

5.1 Giải pháp toàn diện – Thiết kế trọn gói cho ngành luyện kim

ETEK cung cấp hệ thống xử lý khí thải nhà máy gang thép luyện kim theo mô hình tổng thể “Turnkey Solution” – nghĩa là doanh nghiệp chỉ cần cung cấp dữ liệu vận hành, ETEK sẽ đảm nhiệm toàn bộ từ khảo sát, thiết kế, chế tạo, lắp đặt đến chạy thử và chuyển giao.

Đội ngũ kỹ sư môi trường, cơ khí và tự động hóa của ETEK phối hợp khảo sát thực tế từng khu vực lò luyện, phân tích thành phần khí, lưu lượng, nhiệt độ và hàm lượng SO₂, NOx, HF, H₂S, VOCs. Sau đó, phần mềm mô phỏng dòng khí CFD và phần mềm Aspen HYSYS được sử dụng để mô phỏng quá trình hấp thụ, khử bụi và phản ứng hóa học nhằm lựa chọn cấu hình tối ưu nhất.

Một hệ thống xử lý khí thải nhà máy gang thép luyện kim của ETEK không chỉ là tập hợp thiết bị mà là một dây chuyền công nghệ hoàn chỉnh – từ ống thu khí, bộ làm nguội, thiết bị lọc bụi, tháp hấp thụ, tháp trung hòa, SCR, đến ống khói và hệ thống CEMS. Mỗi bộ phận được tính toán đồng bộ để đạt hiệu suất tổng thể cao nhất, đảm bảo khí sau xử lý đáp ứng QCVN 51:2013/BTNMT loại A và tiêu chuẩn EU 2010/75/EU.

ETEK còn hỗ trợ doanh nghiệp lập hồ sơ kỹ thuật môi trường (Báo cáo ĐTM, kế hoạch bảo vệ môi trường), hướng dẫn nghiệm thu và đăng ký vận hành hệ thống giám sát tự động theo quy định của Bộ TN&MT.

5.2 Công nghệ tiên tiến – Tích hợp đa tầng xử lý và điều khiển số

Khác biệt của hệ thống xử lý khí thải nhà máy gang thép luyện kim do ETEK phát triển nằm ở công nghệ tích hợp đa tầng, tối ưu hiệu quả và tiết kiệm năng lượng.

• Cấp 1 – Lọc bụi tĩnh điện (ESP): loại bỏ 95–99,9% bụi thô và mịn trước khi khí vào tháp hấp thụ, giảm tải cho tầng sau.
• Cấp 2 – Hấp thụ ướt (Wet Scrubber): trung hòa SO₂, HF, HCl bằng dung dịch NaOH hoặc Ca(OH)₂.
• Cấp 3 – SCR (Selective Catalytic Reduction): khử chọn lọc NOx thành N₂ và H₂O bằng NH₃/ure qua xúc tác V₂O₅/TiO₂.
• Cấp 4 – Hấp phụ than hoạt tính: loại bỏ hơi kim loại nặng (Hg, Pb, Zn) và khử khí độc công nghiệp (H₂S, VOCs).
• Cấp 5 – CEMS và giám sát thông minh: kiểm tra liên tục thông số khí thải và truyền dữ liệu tự động.

Tất cả các cấp được kết nối bằng hệ thống điều khiển PLC Siemens S7-1500 và màn hình HMI 12”, có thể điều khiển và lưu trữ dữ liệu vận hành trong 5 năm. SCADA hiển thị biểu đồ xu hướng phát thải, báo lỗi, ghi nhật ký bảo trì và gửi cảnh báo qua email/SMS.

Công nghệ điều khiển thông minh của ETEK sử dụng thuật toán fuzzy logic để tự động điều chỉnh tốc độ quạt, lưu lượng hóa chất và công suất bơm, đảm bảo ổn định nồng độ khí đầu ra mà vẫn tiết kiệm năng lượng tối đa.

5.3 Ưu thế vật liệu và thiết bị chất lượng cao

Mọi thành phần của hệ thống xử lý khí thải nhà máy gang thép luyện kim đều được chế tạo từ vật liệu cao cấp, đảm bảo độ bền trong môi trường nhiệt và hóa chất khắc nghiệt.

• Thép không gỉ 316L: chống ăn mòn SO₂, H₂S, HCl, tuổi thọ > 15 năm.
• FRP – Composite Epoxy Vinyl Ester: sử dụng cho tháp hấp thụ, kháng axit mạnh, nhẹ và dễ bảo trì.
• Đệm hấp thụ: loại Pall Ring Ø50 mm, vật liệu PP hoặc ceramic, diện tích 250 m²/m³, giúp tăng hiệu suất hấp thụ lên 10–15%.
• Bơm hóa chất và tuần hoàn: đầu bơm PVDF, trục ceramic, chịu ăn mòn axit/kiềm mạnh.
• Quạt hút công nghiệp: hiệu suất ≥ 85%, giảm tiêu thụ điện 20% so với quạt tiêu chuẩn AMCA.
• Thiết bị điện: đạt chứng nhận CE, chống cháy nổ ExdIIBT4, cấp bảo vệ IP65.

Ngoài ra, ETEK cung cấp các mô-đun xử lý bổ sung như:

• Buồng đốt oxy hóa thứ cấp (Afterburner) cho khí chứa dioxin/furan.
• Bộ trao đổi nhiệt thu hồi năng lượng để tái sử dụng nhiệt khí thải.
• Hệ thống rửa tự động (CIP) cho tháp hấp thụ, duy trì độ sạch và hiệu suất lâu dài.

5.4 Dịch vụ kỹ thuật và hậu mãi toàn diện

ETEK cam kết đồng hành cùng khách hàng xuyên suốt vòng đời thiết bị. Sau khi bàn giao hệ thống xử lý khí thải nhà máy gang thép luyện kim, ETEK cung cấp gói dịch vụ kỹ thuật 24/7 gồm:

• Bảo hành thiết bị 24 tháng, hỗ trợ kỹ thuật tại chỗ hoặc từ xa.
• Đào tạo vận hành và bảo dưỡng chuyên sâu cho kỹ sư nhà máy.
• Gói bảo trì định kỳ 6 tháng/lần, kiểm tra hiệu suất xử lý và hiệu chuẩn cảm biến CEMS.
• Hỗ trợ tối ưu vận hành (Optimization Program) – điều chỉnh tham số vận hành để giảm chi phí hóa chất và điện năng.
• Kho phụ tùng sẵn có tại Việt Nam, giúp thay thế nhanh chóng.

ETEK sử dụng hệ thống CRM kỹ thuật số để quản lý từng khách hàng: mỗi thiết bị được gắn mã QR code, chứa lịch bảo trì, thông số cài đặt và hướng dẫn trực tuyến. Nhờ đó, doanh nghiệp có thể truy cập thông tin và đặt lịch bảo dưỡng chỉ bằng một thao tác.

5.5 Tùy chỉnh linh hoạt cho từng loại lò và quy mô sản xuất

Không có hai nhà máy luyện kim nào giống nhau, vì vậy ETEK cung cấp giải pháp tùy chỉnh cho từng dây chuyền. Hệ thống được thiết kế mô-đun để dễ dàng mở rộng hoặc nâng cấp trong tương lai.

Các mô hình điển hình:

• Hệ thống nhỏ (Mini System): công suất 20.000–50.000 Nm³/h, phù hợp xưởng đúc, cán thép nhỏ.
• Hệ thống trung bình: công suất 50.000–150.000 Nm³/h, kết hợp ESP + Wet Scrubber + SCR.
• Hệ thống công nghiệp nặng: công suất 150.000–250.000 Nm³/h, tích hợp xử lý đa tầng, giám sát SCADA toàn bộ.

Tùy loại khí thải, ETEK thiết kế giải pháp phù hợp:

• Khí nhiều SO₂: dùng hấp thụ NaOH hoặc Ca(OH)₂, có tái tuần hoàn dung dịch.
• Khí nhiều NOx: bổ sung SCR hoặc SNCR.
• Khí có HF, H₂S: thêm tầng hấp phụ than hoạt tính.
• Khí chứa dioxin: lắp buồng đốt thứ cấp 950°C và xúc tác phá hủy.

Nhờ tính linh hoạt này, hệ thống của ETEK có thể lắp đặt tại mọi khu vực – từ nhà máy luyện gang, cán thép, đúc cơ khí, đến sản xuất vật liệu kim loại màu.

5.6 Ưu thế về chi phí, năng lượng và hiệu quả đầu tư xử lý khí SO₂ NOx

So với các giải pháp nhập khẩu, hệ thống xử lý khí thải nhà máy gang thép luyện kim của ETEK giúp tiết kiệm chi phí đầu tư từ 20–30% nhưng vẫn đạt cùng hiệu suất xử lý.

ETEK áp dụng thiết kế tiết kiệm năng lượng:

• Thu hồi nhiệt thải: tận dụng nhiệt khí ra để sấy than, tiết kiệm 10–15% nhiên liệu.
• Biến tần điều khiển quạt: giảm tiêu hao điện đến 25%.
• Tối ưu dòng khí và áp suất: giảm tổn thất năng lượng 5–10%.

Tuổi thọ hệ thống trung bình 15–20 năm, chi phí vận hành chỉ chiếm 2–3% giá trị sản lượng. Thời gian hoàn vốn đầu tư trung bình 2–3 năm, nhanh hơn nhiều so với thiết bị nhập khẩu.

Ngoài ra, việc giảm lượng phát thải và tiết kiệm năng lượng giúp doanh nghiệp đủ điều kiện hưởng chứng chỉ tín chỉ carbon (Carbon Credit) – một lợi thế lớn trong xu hướng công nghiệp xanh và thương mại quốc tế.

5.7 Đảm bảo tiêu chuẩn quốc tế và hỗ trợ chứng nhận môi trường xử lý khí SO₂ NOx

ETEK hỗ trợ khách hàng đạt chứng nhận quốc tế về môi trường và năng lượng:

• ISO 14001:2015 – Quản lý môi trường.
• ISO 45001:2018 – An toàn sức khỏe nghề nghiệp.
• ISO 50001:2018 – Quản lý năng lượng.
• ESG Compliance Report – Báo cáo bền vững theo tiêu chuẩn châu Âu.
• CE và RoHS – Đảm bảo an toàn thiết bị và vật liệu thân thiện môi trường.

Đối với các nhà máy xuất khẩu hoặc liên doanh, ETEK còn tư vấn chuẩn bị hồ sơ Carbon Border Adjustment Mechanism (CBAM) theo quy định EU, giúp doanh nghiệp giảm rào cản thương mại khi xuất khẩu thép sang thị trường châu Âu.

5.8 Cam kết của ETEK – Hiệu quả, an toàn và bền vững

Khi lựa chọn hệ thống xử lý khí thải nhà máy gang thép luyện kim của ETEK, doanh nghiệp không chỉ nhận được thiết bị xử lý hiện đại mà còn một giải pháp tổng thể giúp:

• Đạt chuẩn môi trường quốc gia và quốc tế.
• Giảm chi phí vận hành, tăng hiệu quả sản xuất.
• Bảo vệ sức khỏe người lao động và môi trường.
• Nâng cao hình ảnh doanh nghiệp “xanh” trong mắt đối tác và cộng đồng.

ETEK cam kết đồng hành cùng khách hàng từ giai đoạn tư vấn đến vận hành, luôn đặt mục tiêu an toàn – hiệu suất – bền vững làm trọng tâm trong mọi dự án.

Lựa chọn ETEK là lựa chọn giải pháp xử lý khí SO₂ NOx, khử bụi luyện kim, khử khí độc công nghiệp tối ưu, đảm bảo hoạt động ổn định, tiết kiệm năng lượng và hướng tới phát triển xanh trong ngành gang thép và luyện kim Việt Nam.

SẢN PHẨM LIÊN QUAN:

Các ứng dụng xử lý khí thải trong ngành công nghệ khác

Các dịch vụ công nghệ khác của ETEK