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

2.1 Cấu trúc 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 hoàn chỉnh thường bao gồm:

Buồng lắng sơ cấp – tách bụi thô
Sử dụng buồng giãn nở, hộp lắng trọng lực, hoặc cyclone để loại bỏ bụi có kích thước >10 μm trước khi khí vào bộ lọc tinh.

Bộ lọc túi (baghouse) hoặc lọc tĩnh điện (ESP)
Thành phần chính của công nghệ khử bụi luyện kim, có thể đạt hiệu suất loại bụi đến 99.9%. Túi vải chịu nhiệt (Nomex, PTFE), vận hành dưới 260°C.

Bộ hấp thụ SO₂ – tháp rửa kiềm
Dùng dung dịch NaOH, Mg(OH)₂, hoặc đá vôi – thạch cao để trung hòa SO₂. Công nghệ có thể là bán khô (semi-dry) hoặc ướt hoàn toàn.

Buồng khử NOx – SCR hoặc SNCR
Sử dụng ure hoặc NH₃ phun vào khí nóng qua chất xúc tác (V₂O₅, TiO₂) để chuyển hóa NOx thành N₂ và H₂O.

Bộ hấp phụ khí độc – than hoạt tính, vật liệu xúc tác
Loại bỏ dioxin/furan, VOCs và các khí độc công nghiệp bằng hấp phụ bề mặt hoặc oxy hóa xúc tác.

Ống khói tích hợp CEMS – giám sát liên tục
Ghi nhận lưu lượng, nồng độ SO₂, NOx, bụi, CO, HCl và oxy dư theo thời gian thực.

SCADA điều khiển toàn hệ thống
Tự động hóa vận hành, hiệu chỉnh pH, liều hóa chất, áp suất lọc, trạng thái lọc túi, phát hiện chênh áp bất thường.

2.2 Nguyên lý hoạt động của hệ thống xử lý khí thải nhà máy gang thép luyện kim

Khí thải từ lò luyện hoặc thiêu kết thường có nhiệt độ từ 150–600°C. Trước tiên, khí đi qua bộ làm mát (air-air hoặc air-water exchanger) để giảm nhiệt độ xuống mức cho phép (120–180°C).

Tại bộ lọc túi, dòng khí bị chia thành các khe nhỏ chảy qua màng vải, giữ lại các hạt bụi siêu mịn, kim loại nặng.

Sau đó, khí đi vào tháp hấp thụ SO₂ – nơi xảy ra phản ứng trung hòa:
SO₂ + CaCO₃ + H₂O → CaSO₃ + CO₂ + H₂O

Nếu nồng độ NOx cao, khí được dẫn qua buồng xúc tác SCR, nơi NH₃ được phun vào dòng khí nóng để chuyển hóa:
4NO + 4NH₃ + O₂ → 4N₂ + 6H₂O

Cuối cùng, khí đi qua tầng than hoạt tính để loại VOCs, khí độc công nghiệp, hoặc đơn vị oxy hóa nhiệt nếu phát hiện dioxin.

Tín hiệu từ các cảm biến được truyền về trung tâm SCADA để đánh giá hiệu suất xử lý, phát cảnh báo, và lưu log dữ liệu phục vụ báo cáo môi trường định kỳ.

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

3.2 Tiêu chuẩn kỹ thuật và môi trường áp dụng hệ thống xử lý khí thải nhà máy gang thép luyện kim

Hệ thống xử lý khí thải nhà máy gang thép luyện kim phải tuân thủ đồng thời các tiêu chuẩn về thiết bị, môi trường, an toàn và vận hành, bao gồm:

Tiêu chuẩn thiết bị và an toàn quốc tế:

IEC 60529 – Cấp độ bảo vệ thiết bị điện
ISO 21904 – Thiết kế hệ thống thu gom khí trong nhà máy kim loại
EN 12101 – Quản lý dòng khí trong hệ thống khói công nghiệp
NFPA 69 – Chống cháy nổ trong môi trường có bụi, khí dễ cháy

Tiêu chuẩn giám sát khí thải:

EN 14181 – Hiệu chuẩn và kiểm định hệ thống CEMS
US EPA Method 5 – Lấy mẫu bụi
US EPA Method 7E – Phân tích nồng độ NOx
US EPA Method 10 – Đo CO trong khí thải
US EPA Method 23 – Phát hiện dioxin/furan

Chứng nhận và chứng chỉ liên quan:

ISO 14001:2015 – Quản lý môi trường
ATEX Directive – An toàn thiết bị trong môi trường nguy hiểm
CE Marking – Đáp ứng các tiêu chuẩn cơ khí, điện, hóa học của EU
RoHS – Chứng nhận không chứa vật liệu độc hại

3.3 Thương hiệu thiết bị theo phân khúc

Dưới đây là các thương hiệu nổi bật trong lĩnh vực cung cấp thiết bị cho hệ thống xử lý khí thải nhà máy gang thép luyện kim, phân chia theo ba cấp độ thị trường:

Lọc bụi – lọc túi – lọc tĩnh điện:

Phân khúc cao cấp – FLSmidth Airtech (Châu Âu)
Cung cấp lọc túi áp suất thấp, tích hợp tự làm sạch xung khí, khử bụi hiệu suất 99.9%, tuổi thọ túi trên 36 tháng.

Phân khúc trung cấp – Babcock & Wilcox MEGTEC (Trung Đông – Mỹ)
ESP đa tầng, phù hợp khí bụi nóng 300°C, tích hợp SCADA tự động làm sạch điện cực.

Phân khúc phổ thông – Vimetco Environment (Việt Nam)
Lọc túi công suất 30.000 – 100.000 Nm³/h, cấu trúc đơn giản, giá đầu tư thấp, phù hợp cho các dây chuyền cán hoặc đốt dầu.

Xử lý SO₂ – tháp rửa khí:

Phân khúc cao cấp – ANDRITZ AG (Châu Âu)
Hệ thống semi-dry FGD, khử SO₂ bằng vôi nung, tích hợp module thu hồi thạch cao, áp dụng cho nhà máy gang thép cỡ lớn.

Phân khúc trung cấp – Luehr Filter GmbH (Đức – châu Á)
Tháp rửa SO₂ bằng Mg(OH)₂, thích hợp thiêu kết và hoàn nguyên trực tiếp, hiệu suất đến 96%.

Phân khúc phổ thông – Envitech (Việt Nam)
Tháp rửa FRP, dung dịch NaOH, vận hành bán tự động, phù hợp cho các lò đốt phụ trợ hoặc dây chuyền gang công suất nhỏ.

Khử NOx – hệ thống xúc tác:

Phân khúc cao cấp – Hitachi Zosen Inova (Nhật – châu Âu)
SCR xúc tác 3 tầng, sử dụng NH₃, hoạt động ổn định ở 220–400°C, hiệu suất khử NOx >95%.

Phân khúc trung cấp – Dürr Clean Technology (Châu Âu – Trung Đông)
SNCR kết hợp SCR với hiệu chỉnh tự động, phù hợp hệ lò điện luyện thép hoặc BOF.

Phân khúc phổ thông – AlphaTech (Việt Nam)
Dùng dung dịch NH₄OH, vận hành bán tự động, ứng dụng khử NOx cơ bản ở lò phụ, giá hợp lý.

4.1 Lợi ích vận hành và môi trường từ hệ thống xử lý khí thải nhà máy gang thép luyện kim

Việc đầu tư hệ thống xử lý khí thải nhà máy gang thép luyện kim mang lại nhiều lợi ích thiết thực trong sản xuất, pháp lý, tài chính và bảo vệ môi trường:

Đảm bảo tuân thủ tiêu chuẩn phát thải ngày càng nghiêm ngặt
Các khu công nghiệp luyện kim tại khu vực Đông Nam Á, Trung Đông, và Nam Á đang siết chặt kiểm soát SO₂, NOx, bụi và dioxin. Hệ thống xử lý đạt chuẩn giúp doanh nghiệp duy trì giấy phép hoạt động, tránh các khoản phạt lớn hoặc đình chỉ dây chuyền.

Cải thiện chất lượng không khí – bảo vệ sức khỏe lao động và cộng đồng
Khí độc công nghiệp và bụi siêu mịn có thể gây bệnh đường hô hấp, ung thư nghề nghiệp. Việc loại bỏ hiệu quả các thành phần nguy hiểm giúp nâng cao môi trường làm việc, ổn định nhân sự.

Tăng điểm ESG – thuận lợi khi đấu thầu, hợp tác quốc tế
Doanh nghiệp có hệ thống xử lý khí SO2 NOx, khử bụi luyện kim đạt chuẩn sẽ có lợi thế khi tham gia chuỗi cung ứng cho các tập đoàn lớn, được cộng điểm trong đánh giá ESG và dễ tiếp cận các quỹ tài chính xanh quốc tế.

Tối ưu chi phí dài hạn – tiết kiệm hóa chất, tiêu hao vật tư thấp
Các hệ thống sử dụng túi lọc chịu nhiệt lâu dài, module xúc tác tái sinh được, thiết bị điều khiển tự động giúp giảm nhân công và chi phí vận hành hàng năm.

Gia tăng năng lực cạnh tranh và phát triển bền vững
Một nhà máy luyện kim xanh, không gây ô nhiễm sẽ được cộng đồng chấp nhận, thuận lợi mở rộng nhà xưởng và xuất khẩu sản phẩm sang các thị trường khó tính như châu Âu, Bắc Mỹ, Đông Bắc Á.

4.2 Ứng dụng thực tiễn của hệ thống xử lý khí thải nhà máy gang thép luyện kim

Tổ hợp thiêu kết và lò cao (sinter + blast furnace)
Sinh lượng lớn khí bụi nhiệt độ cao, giàu SO₂, CO và dioxin. Áp dụng lọc túi + làm nguội khí + hấp thụ SO₂ bằng CaCO₃ + than hoạt tính hoặc đốt nhiệt.

Lò điện hồ quang (EAF)
Phát sinh bụi kim loại bay, NOx và CO. Giải pháp gồm hệ thống hút mái, lọc túi chịu nhiệt cao, và khử NOx bằng SCR công suất trung bình.

Lò BOF (Basic Oxygen Furnace)
Gây ra xung khí mạnh khi thổi oxy. Cần hệ thống xử lý dòng khí biến động, lọc tĩnh điện đa tầng và xử lý CO qua oxi hóa tự động.

Khu vực cán nóng – tôi thép – đốt dầu FO
Thường phát sinh khí dầu, khói mờ, bụi sợi. Xử lý bằng lọc sương kết hợp tấm lọc sợi gốm và khử khí độc công nghiệp bằng ozone UV.

Lò hoàn nguyên trực tiếp (DRI)
Sinh ra khí H₂, CO, SO₂ ở nhiệt độ 400–800°C. Hệ thống xử lý cần làm mát sơ cấp, ESP chịu nhiệt, hấp thụ SO₂, và xử lý khí SO2 NOx bằng dung dịch Mg(OH)₂.

Nhà máy luyện hợp kim đặc biệt – Inox – silicon – mangan
Khí thải thường có nồng độ NOx và VOCs cao. Cần hệ thống kết hợp SNCR–SCR và lớp lọc xúc tác cho VOCs, đảm bảo hiệu quả xử lý >90%.

ETEK là đối tác hàng đầu trong triển khai hệ thống xử lý khí thải nhà máy gang thép luyện kim, với hơn 20 năm kinh nghiệm trong ngành cơ – điện – môi trường. ETEK có khả năng cung cấp giải pháp theo tiêu chuẩn toàn cầu, sẵn sàng phục vụ các dự án tại Trung Đông, Đông Nam Á, Bắc Phi.

5.1 Thiết kế kỹ thuật tùy biến – tối ưu theo từng công đoạn luyện kim
ETEK không áp dụng một mẫu chung mà khảo sát, mô phỏng CFD, đo nồng độ khí thực tế từng điểm để thiết kế hệ thống xử lý riêng cho thiêu kết, lò EAF, BOF hoặc cán nóng.

5.2 Vật liệu chuyên dụng – chịu nhiệt – chống ăn mòn – tuổi thọ 10–15 năm
Tất cả thiết bị như lọc túi, tháp hấp thụ, ống dẫn đều được làm bằng SS316L, SUS304, FRP chống axit, đảm bảo vận hành liên tục 24/7 trong môi trường khắc nghiệt.

5.3 SCADA điều khiển toàn hệ – tự động hiệu chỉnh hóa chất, giám sát nồng độ khí đầu ra
ETEK tích hợp SCADA với cảm biến CEMS online, lưu log dữ liệu trong 3 năm, hỗ trợ khách hàng kiểm toán môi trường, gửi báo cáo định kỳ lên Sở Tài nguyên & Môi trường.

5.4 Đội ngũ triển khai chuyên nghiệp – từng thực hiện tại các khu vực công nghiệp nước ngoài
Kỹ sư ETEK có chứng chỉ ISO 14001, OSHA, PMP, từng triển khai các hệ thống xử lý bụi lò luyện gang tại Trung Đông, hệ thống SCR tại Đông Nam Á, và xử lý khí VOCs cho nhà máy hợp kim tại châu Phi.

5.5 Hỗ trợ bảo trì 24/7 – linh kiện sẵn kho – thay thế trong vòng 72 giờ
ETEK luôn dự trữ túi lọc chịu nhiệt, quạt hút 50.000 m³/h, mô-đun xúc tác, van điều áp, PLC dự phòng. Khi xảy ra sự cố, có thể xử lý khẩn trong 1–3 ngày.

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