Khói lò hơi vượt chuẩn NOx, CO: Chỉnh đốt trước hay mua thêm lọc bụi?

Phiếu kết quả về tới bàn giám đốc vào một buổi sáng. Bụi đạt. CO vượt. NOx sát nút. Nhà cung cấp đến chào ngay một bộ lọc bụi mới, giá không nhỏ, kèm lời hứa khói sẽ sạch. Lắp xong, đo lại, bụi đẹp hơn thật. CO vẫn nằm nguyên chỗ cũ.

Chuyện này không lạ. Lọc bụi làm việc với hạt rắn: cyclone văng hạt ra thành, lọc ướt dập hạt vào nước, túi vải giữ hạt trên mặt vải. CO, NOx và SO₂ là khí. Khí đi qua các thiết bị đó gần như nguyên vẹn, nên anh chị có đầu tư bộ lọc đắt tiền tới đâu thì hai con số trên phiếu cũng khó nhúc nhích.

Hình động minh họa nguyên lý, không phải số đo.

Bảng này cho thấy một điều đơn giản: phiếu đo vượt thông số nào thì đi tìm đúng chỗ sinh ra thông số đó. Mua thiết bị khi chưa đọc phiếu cũng giống uống thuốc khi chưa biết bệnh.

CO là phần carbon chưa cháy xong thành CO₂. Mỗi đợt CO ra ống khói là một phần nhiệt anh chị đã trả tiền mua củi nhưng lò chưa lấy được. Vì vậy chỉnh CO có hai cái lợi cùng lúc: phiếu đo đẹp hơn, nhiên liệu đỡ tốn hơn. Phần thất thoát này đã được bóc tách trong bài cân bằng nhiệt lò hơi.

Ở hiện trường, CO cao thường rơi vào bốn nhóm nguyên nhân dưới đây. Một lò có thể dính hai ba nhóm cùng lúc.

NOx là nhóm khí NO và NO₂. Nguồn thứ nhất là nitơ trong không khí gặp oxy ở vùng lửa quá nóng. Nguồn thứ hai là nitơ có sẵn trong nhiên liệu. Than và nhiều phụ phẩm nông nghiệp chứa nitơ nhiều hơn gỗ sạch, nên cùng một lò, đổi nhiên liệu là NOx có thể đổi theo.

Cái khó nằm ở chỗ CO và NOx kéo nhau. Thêm gió thì CO giảm, nhưng oxy dư ở vùng nóng lại dễ làm NOx tăng. Bớt gió thì NOx có thể giảm, CO lại leo lên. Người chỉnh lò giỏi không đi tìm mức gió thấp nhất. Họ tìm vùng mà cả hai cùng nằm dưới giới hạn.

Hình dạng đường cong là ví dụ minh họa xu hướng, không có số. Mỗi lò có đường riêng, phải đo mới biết.

Cách hạ NOx phía buồng đốt là tránh đỉnh nhiệt và chia gió theo tầng: gió cấp 1 vừa đủ cho lớp cháy, phần còn lại đưa vào sau để khí cháy nốt ở nhiệt độ êm hơn. Nhiên liệu cũng cần được xem lại. Làm hết phần này mà vẫn vượt, nhà máy mới tính tới xử lý NOx phía sau lò bằng phun chất khử (SNCR, SCR). Đó là một hạng mục riêng, chi phí đầu tư và vận hành phải tính theo từng lò, không phải một bộ lọc bụi đổi tên.

SO₂ thì đi theo lưu huỳnh. Đốt nhiên liệu nhiều lưu huỳnh là có SO₂, buồng đốt chỉnh giỏi tới đâu cũng không làm nó biến mất. Với lò than, câu hỏi này gắn trực tiếp với bài toán lò hơi đốt than còn đáng đầu tư không.

Bảng trên lấy từ QCVN 19:2024/BTNMT, ban hành kèm Thông tư 45/2024/TT-BTNMT. Nm³ tính ở 25°C, 760 mmHg. Cột A là vùng bảo vệ nghiêm ngặt, cột B là vùng hạn chế phát thải, cột C là phần còn lại. Chưa xác định được phân vùng thì áp cột B. Bản này không còn hệ số Kp, Kv như bản 2009, nên đừng nhân thêm gì nữa.

Ngưỡng 20 t/h tính theo tổng công suất các thiết bị cùng loại, cùng nhiên liệu của cơ sở, tương đương mốc 12.380.000 kcal/giờ. Hai lò than 12 t/h cộng lại là 24 t/h, tức rơi vào nhóm từ 20 t/h, giới hạn chặt hơn.

Không phải nhà máy nào cũng áp bảng này ngay. Dự án mới, dự án mở rộng quy mô, nâng công suất nộp hồ sơ sau 01/7/2025 thì áp dụng luôn. Cơ sở đã vận hành và dự án đã có hồ sơ trước 01/7/2025 tiếp tục dùng quy chuẩn cũ cùng quy định địa phương đến hết 31/12/2031. Từ 01/01/2032 phải đạt, trừ khi UBND tỉnh ban hành lộ trình sớm hơn. Con số ràng buộc trực tiếp nhà máy là con số ghi trong ĐTM, giấy phép môi trường hoặc đăng ký môi trường. Có gì chưa rõ, anh chị đối chiếu với Sở Nông nghiệp và Môi trường.

Giới hạn trong quy chuẩn gắn với một mức O₂ tham chiếu: 6% cho nhiên liệu rắn, 4% cho nhiên liệu lỏng và khí. Khói đo ở O₂ cao hơn là khói đã bị gió dư pha loãng. Không quy đổi thì số đọc trông thấp hơn thực chất, và đây là cái bẫy nhiều người rơi vào.

Ví dụ minh họa: lò sinh khối đo được 62 mg/Nm³ ở O₂ 12%. Quy về 6% là 62 × 15 ÷ 9, khoảng 103 mg/Nm³. Số trên phiếu tăng gần gấp rưỡi chỉ vì đưa về cùng một mặt bằng.

Mặc định của công cụ là ví dụ minh họa: lò sinh khối đọc CO 200 mg/Nm³ ở O₂ 12%. Nhìn qua tưởng đạt cột B, quy đổi xong thành 333 mg/Nm³. Nhiều nhà máy ngạc nhiên ở đúng bước này. Muốn số quy đổi thấp phải giảm khí sinh ra, không phải mở thêm gió cho loãng, vì mở gió thì O₂ tăng và hệ số quy đổi tăng theo.

1. Đọc phiếu cho đủ: nồng độ, O₂ lúc đo, tải lò lúc đo và cột áp dụng. Phiếu không ghi tải thì hỏi lại ca vận hành hôm đó.
2. Tự quy đổi, so với giới hạn ghi trong giấy phép môi trường của nhà máy, không so với một con số nghe từ nơi khác.
3. Bịt lọt gió ở cửa tro, cửa cấp liệu, thân lò. Việc này rẻ và thường có tác dụng ngay.
4. Giữ nhiên liệu khô và đều, cấp từng ít một, rồi chỉnh gió cấp 1, cấp 2 từng nấc. Ghi O₂, CO, nhiệt độ khói theo từng nấc ở cùng mức tải.
5. Thuê tổ chức đủ điều kiện quan trắc đo lại ở tải thật. Khi đó mới quyết định có cần thêm thiết bị hay không.

Nghĩa Lò Hơi lưu ý từ hiện trường

Cầm phiếu đo tới gặp tôi, câu đầu tiên tôi hỏi là hôm đó lò chạy tải bao nhiêu, củi khô hay ướt. Đo lúc lò chạy nhẹ, củi đẹp thì phiếu đẹp, nhưng ca thường ngày chưa chắc đã vậy. Anh chị cần con số thật của ca thật, vì đoàn kiểm tra không báo trước để lò chuẩn bị.

Khi nào vẫn phải đầu tư lọc bụi? Khi đã chỉnh đốt xong mà bụi còn vượt. Lúc đó chọn cyclone, lọc ướt hay lọc túi tùy nhiên liệu và mức bụi, như bài cải tạo hệ thống xử lý khói bụi lò hơi đã phân tích. Đừng quên thiết bị lọc nào cũng thêm sức cản trên đường khói, quạt hút phải được tính lại cùng lúc.

Tham khảo: Thông tư 45/2024/TT-BTNMT ban hành QCVN 19:2024/BTNMT (Công báo số 151+152 ngày 24/01/2025); Nghị định 45/2022/NĐ-CP. Số trong công cụ và các ví dụ là minh họa. Trường hợp cụ thể của nhà máy cần đối chiếu với Sở Nông nghiệp và Môi trường nơi cơ sở hoạt động.