HỆ THỐNG XỬ LÝ KHÍ THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP HẤP THỤ
Hệ thống xử lý khí thải bằng phương pháp hấp thụ là giải pháp kỹ thuật hiệu quả để loại bỏ các khí ô nhiễm hòa tan trong công nghiệp. Thông qua tháp hấp thụ, sử dụng dung dịch hấp thụ thích hợp, hệ thống giúp kiểm soát nồng độ khí SO₂, amoniac, clo và các khí thải công nghiệp độc hại khác theo đúng quy chuẩn xử lý khí độc toàn cầu.
Hệ thống xử lý khí thải bằng phương pháp hấp thụ là một trong những công nghệ phổ biến và hiệu quả nhất trong lĩnh vực môi trường công nghiệp, áp dụng nguyên lý tiếp xúc giữa khí ô nhiễm và chất lỏng hấp thụ để tách chất ô nhiễm ra khỏi dòng khí.
Phương pháp này thường được sử dụng để xử lý các hợp chất dễ hòa tan như khí SO₂, NH₃, HCl, Cl₂, và các khí thải công nghiệp có thể phản ứng với dung dịch hấp thụ để tạo thành muối vô hại hoặc trung hòa pH.
Trong bối cảnh áp lực về giảm phát thải và kiểm soát chất lượng không khí ngày càng cao, hệ thống này đang được triển khai rộng rãi tại các nhà máy hóa chất, nhiệt điện, luyện kim, xử lý nước thải, phân bón và ngành in ấn.
Bên cạnh hiệu quả xử lý cao (có thể đạt đến 99%), hệ thống xử lý khí thải bằng phương pháp hấp thụ còn được ưa chuộng nhờ thiết kế linh hoạt, dễ vận hành và phù hợp với nhiều dải công suất.
2.1 Cấu trúc hệ thống xử lý khí thải bằng phương pháp hấp thụ
Một hệ thống xử lý khí thải bằng phương pháp hấp thụ tiêu chuẩn bao gồm các thành phần chính sau:
Tháp hấp thụ (Absorption tower)
Là bộ phận trung tâm, thường dạng tháp đệm (packed tower) hoặc tháp phun (spray tower), nơi diễn ra quá trình tiếp xúc giữa khí và dung dịch hấp thụ. Vật liệu chế tạo thường là FRP, PVC, SUS304.
Hệ thống phun dung dịch hấp thụ (Absorbent solution spray system)
Gồm đầu phun, bơm định lượng, ống dẫn và bồn chứa. Dung dịch hấp thụ có thể là NaOH, H₂O₂, NaClO, axit loãng… tùy loại khí thải công nghiệp cần xử lý.
Bộ khử sương (Demister)
Tách giọt dung dịch lơ lửng trong dòng khí ra khỏi khí sạch để tránh thất thoát hóa chất và giảm ăn mòn thiết bị sau tháp.
Quạt hút khí (Induced draft fan)
Tạo áp suất âm hút khí SO₂, xử lý khí độc từ khu vực phát thải vào hệ thống. Công suất từ 2.2 – 75 kW tùy lưu lượng khí.
Bộ cảm biến và tủ điều khiển
Giám sát pH dung dịch, nhiệt độ, lưu lượng khí và áp suất hoạt động. Một số hệ tích hợp SCADA cho phép điều chỉnh tự động lưu lượng dung dịch hấp thụ.
2.2 Nguyên lý hoạt động của hệ thống xử lý khí thải bằng phương pháp hấp thụ
Khí ô nhiễm được hút từ khu vực nguồn phát bằng hệ thống quạt ly tâm và dẫn vào tháp hấp thụ.
Tại đây, khí thải công nghiệp đi từ đáy tháp lên, gặp dung dịch hấp thụ được phun từ trên xuống (nguyên lý dòng ngược), tạo nên bề mặt tiếp xúc lớn giữa pha khí và pha lỏng.
Quá trình xử lý khí độc diễn ra nhờ phản ứng hóa học hoặc hòa tan đơn thuần. Ví dụ:
SO₂ + 2NaOH → Na₂SO₃ + H₂O
NH₃ + HCl → NH₄Cl
Sau khi tách bỏ các chất ô nhiễm, dòng khí sạch tiếp tục qua bộ khử sương, sau đó xả ra môi trường qua ống khói cao ≥15 m.
Dung dịch sau hấp thụ được hồi lưu, tái sử dụng hoặc định kỳ thay thế tùy nồng độ tải ô nhiễm. Hệ thống có thể được vận hành tự động hoàn toàn với cảnh báo nồng độ vượt ngưỡng.
3.1 Thông số kỹ thuật điển hình của hệ thống xử lý khí thải bằng phương pháp hấp thụ
| Hạng mục kỹ thuật | Giá trị tham chiếu |
| Lưu lượng khí xử lý | 2.000 – 120.000 Nm³/h |
| Hiệu suất xử lý khí SO₂ | ≥ 95% (với dung dịch NaOH 5–10%) |
| Hiệu suất xử lý NH₃ | ≥ 90% (dung dịch H₂SO₄ hoặc HCl) |
| Hiệu suất xử lý HCl, Cl₂ | 92–98% (dung dịch kiềm hoặc nước) |
| Độ pH dung dịch hấp thụ | 4 – 11 (tùy loại khí thải công nghiệp) |
| Áp suất làm việc | -1.000 đến -2.500 Pa |
| Tốc độ khí trong tháp | 1.2 – 2.8 m/s |
| Thời gian tiếp xúc khí – lỏng | ≥ 2.0 giây (packed tower) |
| Vật liệu thân tháp | FRP, PVC, SUS304, HDPE |
| Tuổi thọ vật liệu | 10 – 20 năm (tùy điều kiện ăn mòn) |
| Mức tiêu thụ dung dịch hấp thụ | 0.8 – 2.5 L/1.000 Nm³ khí |
| Tổn hao áp suất toàn hệ thống | ≤ 1.800 Pa |
| Kích thước hạt đệm (random packing) | 25 – 50 mm |
| Nồng độ khí sạch sau xử lý (SO₂, HCl, NH₃) | < 50 mg/Nm³ |
3.2 Tiêu chuẩn kỹ thuật và an toàn áp dụng
Một hệ thống xử lý khí thải bằng phương pháp hấp thụ đạt chuẩn quốc tế cần tuân thủ nghiêm ngặt các bộ tiêu chuẩn sau:
Tiêu chuẩn kỹ thuật thiết bị:
EN 14181 – Hệ thống đo liên tục và giám sát khí phát thải
ISO 11222 – Đánh giá hiệu suất xử lý không khí xung quanh
CE Marking – Chứng nhận an toàn cho thiết bị cơ khí – điện
ATEX Directive 2014/34/EU – Dành cho môi trường dễ cháy nổ
Tiêu chuẩn thiết kế & lắp đặt:
EN 12798 – Thiết kế hệ thống xử lý khí theo yêu cầu an toàn vận hành
EN 12566 – Yêu cầu xử lý mùi và khí thải công nghiệp
ISO 14001 – Quản lý môi trường tổng thể cho nhà máy
NFPA 91 – Tiêu chuẩn vận chuyển khí ô nhiễm qua ống dẫn
Tiêu chuẩn kiểm định và thử nghiệm:
EN 13284 – Phương pháp xác định bụi còn lại sau xử lý khí
EN 14791 – Phân tích nồng độ khí SO₂, xử lý khí độc
ISO 16911 – Đo lưu lượng, áp suất và tốc độ dòng khí công nghiệp
3.3 Thương hiệu thiết bị theo phân khúc
Tháp hấp thụ (Absorption tower):
Phân khúc cao cấp – Dürr Systems AG (Châu Âu)
Cung cấp hệ thống tháp đệm FRP cao cấp, tích hợp bộ đo pH – flow – áp suất, hiệu suất hấp thụ ≥ 98%, phù hợp nhà máy hóa chất, nhiệt điện.
Phân khúc trung cấp – KCH Services (Bắc Mỹ)
Tháp hấp thụ PP hoặc HDPE, thiết kế mô-đun, lưu lượng đến 80.000 Nm³/h, dễ thay đổi vật liệu đệm, được ứng dụng tại các nhà máy xử lý nước thải và hóa dược.
Phân khúc phổ thông – VINTECH Environment (Việt Nam)
Sản phẩm trong nước, vật liệu composite FRP, dung tích từ 2 – 20 m³/h, phù hợp doanh nghiệp vừa và nhỏ, chi phí đầu tư tiết kiệm.
Dung dịch hấp thụ và hệ bơm định lượng:
Phân khúc cao cấp – Grundfos DDA-FCM (Đan Mạch)
Bơm định lượng lưu lượng chính xác ±1%, tích hợp chức năng điều chỉnh pH tự động theo nồng độ khí đầu vào, khả năng xử lý NaOH, H₂O₂, ClO⁻.
Phân khúc trung cấp – Milton Roy (Pháp – Mỹ)
Cung cấp bơm điện tử định lượng hóa chất phổ thông, lưu lượng đến 1.000 L/h, vật liệu thân bơm chống ăn mòn PVDF hoặc PTFE.
Phân khúc phổ thông – ProMinent Gamma X (Đức)
Ứng dụng tốt với các dung dịch trung tính hoặc kiềm nhẹ, điều chỉnh thủ công hoặc theo cảm biến lưu lượng, giá thành hợp lý.
Vật liệu đệm (random packing):
Phân khúc cao cấp – Koch-Glitsch IMTP (Hoa Kỳ)
Đệm kim loại không gỉ, tỷ lệ tiếp xúc khí – lỏng cao, độ rỗng >95%, thích hợp xử lý khí SO₂, Cl₂ tải lượng lớn.
Phân khúc trung cấp – Jaeger Tri-Pack (Đức)
Vật liệu nhựa kỹ thuật PP, độ bền cao, hình học tối ưu hóa dòng chảy, dùng trong tháp hấp thụ lưu lượng trung bình.
Phân khúc phổ thông – Việt Xanh (Việt Nam)
Sản xuất đệm cầu rỗng từ nhựa PE/PP, sử dụng phổ biến trong hệ thống quy mô vừa, dễ thay thế và lắp đặt.
4.1 Lợi ích vận hành và tài chính của hệ thống xử lý khí thải bằng phương pháp hấp thụ
Việc đầu tư hệ thống xử lý khí thải bằng phương pháp hấp thụ mang lại nhiều lợi ích vượt trội cả về mặt vận hành, kinh tế và môi trường:
Hiệu suất xử lý cao với chi phí vận hành thấp
Nhờ khả năng loại bỏ hiệu quả các khí hòa tan như SO₂, NH₃, HCl, Cl₂, hệ thống giúp duy trì nồng độ đầu ra đạt <50 mg/Nm³. Dung dịch hấp thụ có thể tái sử dụng sau hồi lưu, giúp tiết kiệm 30–40% chi phí hóa chất/năm.
Linh hoạt trong xử lý đa dạng khí thải công nghiệp
Chỉ cần thay đổi dung dịch hấp thụ, hệ thống có thể xử lý nhiều loại khí độc, từ khí SO₂ trong nhiệt điện, đến NH₃ trong ngành xử lý nước, hay Cl₂ trong ngành dệt nhuộm – hóa chất.
Dễ vận hành – dễ kiểm soát – dễ bảo trì
Hệ thống điều khiển có thể tích hợp cảm biến đo pH, ORP, lưu lượng, nhiệt độ, áp suất và kết nối SCADA. Công nhân dễ thao tác, quy trình kiểm tra định kỳ rõ ràng, chỉ cần bảo trì 1–2 lần/năm.
Phù hợp cho cả hệ thống đơn lẻ và dây chuyền liên hoàn
Hệ thống xử lý khí thải bằng phương pháp hấp thụ có thể làm việc độc lập hoặc tích hợp trong chuỗi xử lý gồm hấp phụ, đốt VOCs, lọc bụi. Khả năng mở rộng modular giúp nâng cấp công suất dễ dàng.
Nâng cao điểm số môi trường – tránh phạt hành chính
Việc đầu tư hệ thống đạt tiêu chuẩn giúp nhà máy dễ dàng vượt qua kiểm tra ĐTM, giám sát khí thải định kỳ, tránh các mức xử phạt từ 50–300 triệu đồng, đặc biệt tại các khu công nghiệp trọng điểm phía Bắc và Đông Nam Bộ.
4.2 Ứng dụng thực tế của hệ thống xử lý khí thải bằng phương pháp hấp thụ
Nhà máy nhiệt điện, luyện kim
Phát sinh khí SO₂ và HCl từ đốt nhiên liệu hóa thạch. Hệ thống hấp thụ sử dụng NaOH hoặc đá vôi được lắp sau cyclone hoặc lọc bụi tĩnh điện để tăng hiệu quả xử lý khí.
Nhà máy hóa chất, sản xuất phân bón
Thường phát thải NH₃, H₂S, axit bay hơi. Hệ hấp thụ bằng dung dịch H₂SO₄, NaOCl được sử dụng với hiệu suất >90%, đặc biệt trong các khu vực có yêu cầu khí thải đạt chuẩn châu Âu.
Trạm xử lý nước thải tập trung
Khu vực bể điều hòa, bể tách mỡ thường phát sinh NH₃, H₂S. Hệ thống xử lý khí độc bằng tháp hấp thụ nhỏ gọn từ composite FRP tích hợp biofilter, phù hợp lắp trên mái bể hoặc sát tường.
Xưởng mạ điện, in ấn, dệt nhuộm
Phát sinh Cl₂, HCl, SO₂ nồng độ trung bình. Dung dịch hấp thụ bằng NaOH hoặc Na₂CO₃ được sử dụng trong tháp hấp thụ dạng đệm cầu rỗng. Một số nhà máy tích hợp lọc bụi ẩm – hấp thụ – ozone.
Nhà máy chế biến thức ăn gia súc, sản phẩm nông nghiệp
Khí NH₃, amin bay hơi, VOC nhẹ phát sinh trong khu hấp, nấu, sấy. Tháp hấp thụ dùng dung dịch nước muối hoặc nước H₂O₂ nhẹ kết hợp với bộ khử sương và than hoạt tính tầng cuối.
Cơ sở tái chế pin, xử lý rác, chất thải nguy hại
Khí độc như HCl, HF, VOCs vô cơ được xử lý bước đầu bằng hấp thụ rồi chuyển sang giai đoạn oxy hóa nhiệt hoặc xúc tác. Tháp hấp thụ tại đây cần thiết kế đặc biệt, vật liệu SUS316L hoặc PTFE.
Là đơn vị tiên phong trong thiết kế – thi công hệ thống xử lý khí thải bằng phương pháp hấp thụ, ETEK không chỉ phục vụ hàng trăm khách hàng tại Việt Nam mà còn xuất khẩu giải pháp đến các khu vực như Đông Nam Á, Trung Đông, Bắc Phi.
5.1 Thiết kế linh hoạt – giải pháp tối ưu cho từng loại khí thải
ETEK cung cấp dịch vụ khảo sát, phân tích thành phần khí thải công nghiệp, đề xuất cấu hình tháp hấp thụ, vật liệu đệm, dung dịch hấp thụ và cảm biến điều khiển phù hợp, đảm bảo hiệu suất ≥95%.
5.2 Vật liệu chất lượng cao – vận hành ổn định 15–20 năm
Tháp và hệ thống đường ống chế tạo từ FRP, HDPE hoặc thép không gỉ SUS304/SUS316. Tích hợp demister hiệu suất tách sương ≥99%, bơm định lượng hóa chất nhập khẩu từ Đức, Nhật.
5.3 Tích hợp SCADA – vận hành tự động – cảnh báo tức thì
ETEK thiết kế phần mềm điều khiển SCADA đa tầng, giao diện thân thiện, có thể kết nối cloud hoặc tủ điện tại chỗ. Gửi báo cáo lưu lượng khí, tiêu thụ hóa chất và log dữ liệu nồng độ khí SO₂ theo giờ.
5.4 Triển khai nhanh – đội ngũ đạt chuẩn quốc tế
Kỹ sư của ETEK có chứng chỉ EN 12566, ISO 14001, ATEX, đã thực hiện thành công nhiều dự án tại các khu công nghiệp thuộc Nam Á, Trung Đông, Châu Phi với quy mô từ 5.000 – 100.000 Nm³/h.
5.5 Kho linh kiện sẵn có – phản hồi kỹ thuật 24/7
ETEK luôn có sẵn bơm định lượng, vật liệu đệm, van điều khiển, sensor pH, ORP, bộ khử sương. Thay thế trong vòng 1–2 ngày, giúp khách hàng không bị gián đoạn sản xuất khi có sự cố.
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