Giải pháp xử lý khí NOx

Lý lịch

PT Jaya Energi vận hành một nhà máy điện than công suất 300 MW, cung cấp điện cho hơn 500.000 hộ gia đình. Năm 2023, Bộ Môi trường và Lâm nghiệp Indonesia (KLHK) đã thắt chặt tiêu chuẩn khí thải theo Quy định số PM-14/2023, yêu cầu tất cả các nhà máy điện than phải giảm phát thải NOₓ xuống còn 10%. ≤100 mg/Nm³ (so với mức 400 mg/Nm³ trước đây). Hệ thống kiểm soát quá trình đốt cháy hiện tại của nhà máy chỉ có thể đạt được ~250 mg/Nm³—khá xa mức tiêu chuẩn.

Đối mặt với nguy cơ bị phạt và hạn chế vận hành, nhà máy bắt đầu tìm kiếm một giải pháp DeNOx đáng tin cậy. Sau khi xem xét các nhà cung cấp quốc tế, họ phát hiện ra Sức mạnh vĩnh cửu thông qua hội thảo trực tuyến của ngành về “Hệ thống SCR hiệu suất cao cho các nhà máy điện than Đông Nam Á” và rất ấn tượng với các dự án tham khảo của Ever-power tại Việt Nam và Philippines.

Những thách thức chính

• Hàm lượng tro và kiềm cao: Than Indonesia có hàm lượng canxi và kali cao, có thể chất xúc tác thông thường dựa trên vanadi gây độc.
• Không gian hạn chế:Khu vực ống khói phía sau lò hơi bị tắc nghẽn do quạt ESP và ID hiện có—không có chỗ cho các lò phản ứng lớn.
• Khí thải có độ ẩm cao: Khí hậu gió mùa dẫn đến hiện tượng ngưng tụ thường xuyên, gây nguy cơ lắng đọng amoni bisulfat (ABS) dưới 300°C.
• Nhu cầu hỗ trợ tại địa phương: Yêu cầu đào tạo và vận hành tại chỗ đối với những người vận hành tại địa phương không quen với hệ thống SCR.

Giải pháp tùy chỉnh của Ever-power

Để đáp ứng những thách thức này trong khi vẫn đảm bảo tuân thủ lâu dài, Ever-power đã thiết kế một hệ thống SCR nhỏ gọn, hiệu suất cao dựa trên các nguyên tắc cơ bản của Giảm xúc tác chọn lọc (SCR)—một công nghệ đã được chứng minh là hiệu quả tại hàng ngàn cơ sở lắp đặt trên toàn cầu.

SCR hoạt động như thế nào: Hóa học kết hợp với Kỹ thuật

Cốt lõi của quá trình SCR nằm ở quá trình oxy hóa chọn lọc các oxit nitơ (NOₓ) sử dụng amoniac (NH₃) làm chất khử. Trong điều kiện được kiểm soát, NH₃ phản ứng ưu tiên với NOₓ hơn là với oxy trong khí thải, tạo ra nitơ (N₂) và nước (H₂O) vô hại—với không có chất gây ô nhiễm thứ cấp hoặc các sản phẩm phụ có hại.

Các phản ứng hóa học chính là:

(1) 4NO + 4NH₃ + O₂ → 4N₂ + 6H₂O
(2) 2NO₂ + 4NH₃ + O₂ → 3N₂ + 6H₂O

Những phản ứng này chỉ xảy ra hiệu quả trong một khoảng nhiệt độ hẹp—xấp xỉ 980°C không có chất xúc tác. Tuy nhiên, khi một chất xúc tác được đưa vào, phản ứng trở nên khả thi ở nhiệt độ thấp hơn nhiều: 300–400°C, phù hợp hoàn hảo với nhiệt độ khí thải giữa bộ tiết kiệm và bộ gia nhiệt không khí trong lò hơi đốt than. Điều này làm cho SCR trở nên lý tưởng để lắp đặt thêm vào các nhà máy hiện có mà không cần thay đổi nhiệt độ đáng kể.

Hơn nữa, vì nồng độ NOₓ trong khí thải tương đối thấp nên nhiệt lượng tỏa ra trong quá trình phản ứng là không đáng kể—có nghĩa là không cần sưởi ấm thêmvà hệ thống vẫn ổn định về nhiệt trong quá trình hoạt động bình thường.

Nền tảng khoa học này đã giúp Ever-power thiết kế ra một giải pháp không chỉ đáp ứng được mục tiêu hiệu suất mà còn tích hợp liền mạch vào môi trường hoạt động của nhà máy.

Được thiết kế cho các điều kiện thực tế

Dựa trên phương pháp tiếp cận dựa trên hóa học này, Ever-power đã triển khai các giải pháp phù hợp sau:

✅ 1. Thiết kế chất xúc tác có điện trở cao

• Đã chọn Chất xúc tác V₂O₅-WO₃/TiO₂ với khả năng chống nhiễm độc kiềm (Ca, K) được cải thiện, phổ biến trong than Indonesia
• Cấu trúc lỗ rỗng và khoảng cách ô được tối ưu hóa (6,5 mm) để giảm thiểu sự tích tụ tro và giảm áp suất

✅ 2. Bố trí lò phản ứng thẳng đứng nhỏ gọn

• Đã cài đặt lò phản ứng SCR dòng xuống trực tiếp giữa nồi hơi và ESP để tiết kiệm không gian
• Được thiết kế với xây dựng mô-đun để dễ dàng vận chuyển và lắp đặt trong thời gian mất điện

✅ 3. Chiến lược kiểm soát nhiệt độ và amoniac

• Nhiệt độ khí thải duy trì ở 320–350°C—trên điểm sương ABS—để ngăn ngừa sự hình thành amoni sunfat
• Đã sử dụng Lưới phun amoniac 3 vùng (AIG) với khả năng kiểm soát phản hồi thời gian thực để đảm bảo tỷ lệ NH₃/NOₓ tối ưu và giảm thiểu trượt

✅ 4. Vận hành và hỗ trợ tại địa phương

• Cung cấp giao diện HMI song ngữ (Tiếng Anh/Tiếng Indonesia) để vận hành trực quan
• Tiến hành đào tạo toàn diện cho các kỹ sư nhà máy
• Thành lập kho phụ tùng khu vực tại Surabaya để ứng phó nhanh chóng

Toàn bộ hệ thống được giao theo dạng mô-đun đúc sẵn, lắp đặt trong vòng 8 tuần và đưa vào vận hành thành công trong thời gian bảo trì theo lịch trình.

Kết quả & Hiệu suất

• Hiệu quả loại bỏ NOₓ: 92% (đầu vào: 280 mg/Nm³ → đầu ra: 22 mg/Nm³)
• Trượt amoniac: <2 ppm (thấp hơn nhiều so với giới hạn 3 ppm)
• Giảm áp suất: <800 Pa — không ảnh hưởng đến lực đẩy của nồi hơi
• Sự tuân thủ: Đã vượt qua cuộc kiểm tra của KLHK vào quý 1 năm 2024
• Sự đơn giản trong vận hành: Kiểm soát hoàn toàn tự động; nhóm địa phương hiện đang hoạt động độc lập

“Ever-power không chỉ bán cho chúng tôi một lò phản ứng mà còn đảm bảo tuân thủ. Sự hiểu biết của họ về than Đông Nam Á đã tạo nên sự khác biệt.”
— Ông Budi Santoso, Giám đốc nhà máy, PT Jaya Energi