Phương pháp khử chọn lọc không xúc tác áp dụng cho lò hơi lớn đốt than

Hệ thống khử chọn lọc không xúc tác vốn đã được coi là lựa chọn tốt nhất đối với các lò hơi công suất nhỏ và trung bình, giờ đây lại được trình diễn như một lựa chọn hấp dẫn thay thế cho hệ thống khử lựa chọn có dùng xúc tác áp dụng trong các nhà máy điện đốt than công suất lớn.

Trong những năm 1980 và 1990, các lò hơi đốt than công suất lớn ở Tây Âu được trang bị hệ thống kiểm soát ôxit nitơ (NO_X), quá trình khử lựa chọn có dùng xúc tác (selective catalytic reduction - SCR) lúc đó được coi là công nghệ tốt nhất có sẵn (best available technology). Nhưng sau đó, khi nhiều nước Trung Âu và Đông Âu gia nhập Liên minh châu Âu (EU) và buộc phải chấp nhận các giới hạn phát thải của EU, thì khử chọn lọc không xúc tác (selective non-catalytic reduction - SNCR) được quan tâm ngày một nhiều hơn bởi các lợi thế của nó, trong đó phải kể đến chi phí đầu tư thấp hơn.

Đặc biệt trong những năm gần đây, quá trình SNCR đã được liên tục hoàn thiện đối với các lò hơi công suất nhỏ và trung bình, ví dụ như các lò thiêu rác, và được thừa nhận rộng rãi là công nghệ tốt nhất có sẵn. Nhưng các chủ sở hữu nhà máy điện giờ đây cũng đang khảo sát liệu SNCR có khả thi cả đối với các lò hơi đốt than công suất lớn hay không, xét về hai quan điểm tính năng cũng như giá thành.

SNCR và SCR đều là các công nghệ kiểm soát NO_X sau cháy và cả hai công nghệ này đều nhằm khử NO_X thành nitơ và nước bằng cách sử dụng các chất phản ứng dựa trên amoniac hoặc urê. Sự khác nhau chủ yếu giữa hai hệ thống là “cửa sổ nhiệt độ”, cụ thể là khi không có xúc tác thì phản ứng xảy ra ở khoảng (cửa sổ) 900 - 1050^oC, còn khi có chất xúc tác thì khoảng nhiệt độ này hạ thấp xuống còn 160 - 350^oC.

Trong quá trình SNCR, các chất phản ứng ở dạng dung dịch nước (nước amoniac, urê), hoặc dạng khí (amoniac) được phun vào khói nóng. Để khử được tối ưu NO_X với mức tiêu hao NH₃ (amoniac) tối thiểu, cần phải phân phối đồng đều và trộn đều khắp chất phản ứng trong khói ở nhiệt độ trong phạm vi cửa sổ nhiệt độ thích hợp, tại đó việc khử NO_X mới có thể xảy ra. Dải nhiệt độ tối ưu để đạt được mức khử NO_X cao kết hợp với tiêu thụ chất phản ứng ở mức tối thiểu và mức tiêu hao NH₃ thấp là khá hẹp và phụ thuộc rất nhiều vào thành phần của khói. Đối với các lò hơi đốt than, nhiệt độ tối ưu nằm trong khoảng từ 960^oC đến 1020^oC.

Ở nhiệt độ cao hơn dải nhiệt độ này, amoniac bị oxi hóa ở mức độ ngày càng tăng, nghĩa là tạo ra NOX, ngược với mong muốn, trong khi đó ở nhiệt độ thấp hơn, tốc độ phản ứng chậm lại, gây lãng phí NH₃, có thể dẫn đến hình thành các muối amon, gây ra nhiều vấn đề thứ sinh.

Kính mời quý độc giả xem toàn bộ nội dung bài trong file đính kèm

Phuong phap khu chon loc khong xuc tac.pdf