NOx

1. VINACOMIN-Tổng Công ty Điện Lực TKV
Dự án Nhà máy Nhiệt điện Quỳnh Lập 1
PECC1
Thuyết Minh BCNCKT
C6-6.3.7-1/6
6.3.7. Hệ thống khử NOx
6.3.7.1 Tổng quan
Quá trình cháy trong buồng đốt lò hơi sinh ra các sản phẩm phụ trong đó có NOx,
chất gây hiệu ứng nhà kính và ô nhiễm môi trường. Các nước, các tổ chức tài chính
đã đặt ra ngưỡng cho phép phát thải khí NOx để bảo về môi trường chung toàn cầu.
Tại Việt Nam hiện nay đang áp dụng bộ qui chuẩn môi trường QCVN
22:2009/BTNMT áp dụng cho các nhà máy nhiệt điện. Nhà máy nhiệt điện Quỳnh
Lập 1 2x600MW nằm ở khu công nghiệp đã được qui hoạch, do đó hạn mức phát
thải xác định là 455 mg/Nm3.
Hiện tại công nghệ lò hơi công nghệ than phun có áp dụng các phương pháp giảm
thiểu NOx sinh ra trong quá trình cháy hoặc khử NOx trong sản phẩm cháy:
- Phương pháp giảm thiểu sự hình thành NOx trong quá trình cháy: bao gồm
các biện pháp đốt phân tầng, dùng vòi phun NOx thấp ...
- Phương pháp khử Nox trong sản phẩm cháy: NOx hình thành trong buồng
lửa sẽ bị ôxy hoá thành các chất không độc hại (nitơ và nước) bằng cách
dùng hoá chất.
6.3.7.2 Phương pháp đốt NOx thấp
Để giảm thiểu sự hình thành NOx bằng phương pháp hiệu chỉnh quá trình đốt cháy
nhiên liệu thường áp dụng các phương pháp sau:
- Phương pháp làm giảm hàm lượng Oxy tại vùng bốc hơi của chất bốc.
- Phương pháp phân hủy NOx mới hình thành.
a) Phương pháp làm giảm hàm lượng Oxy tại vùng bốc hơi của chất bốc.
- Phương pháp vòi đốt NOx thấp: Gió vẫn được cấp hoàn toàn cho vòi đốt nhưng
chỉ một phần gió được trộn với than trong giai đoạn chất bốc bốc hơi. Phần gió
còn lại được đưa vào phần cuối của ngọn lửa để hoàn tất quá trình cháy.

2. VINACOMIN-Tổng Công ty Điện Lực TKV
Dự án Nhà máy Nhiệt điện Quỳnh Lập 1
PECC1
Thuyết Minh BCNCKT
C6-6.3.7-2/6
Thiết kế vòi đốt NOx thấp có thể làm phát thải NOx giảm từ 30% đến 60% so
với vòi đốt thông thường. Tuy nhiên, việc giảm tỷ lệ gió đốt trong nhiên liệu sẽ
dẫn đến sự gia tăng lượng nhiên liệu không cháy hết. Do đó cần có giải pháp
hoàn thiện hệ thống chuẩn bị nhiên liệu để giảm thiểu lượng nhiên liệu không
cháy hết ở mức chấp nhận được.
- Phương pháp phân cấp gió đốt lò: Để giảm thiểu sự tham dự của Oxy vào giai
đoạn đầu của sự cháy, một phần gió đốt được tách ra từ vòi đốt và đưa vào lò ở
phía trên vòi đốt. Lượng gió này chiếm khoảng 10% lượng gió cần cấp cho vòi
đốt. Việc giảm lượng gió tới vòi đốt xuống dưới mức tới hạn của sự cháy hoàn
toàn có thể làm giảm hơn nữa mức phát thải NOx. Tuy nhiên, điều này cũng
tạo nên một số nhiên liệu không cháy hết thoát khỏi vùng cháy của ngọn lửa.
Để hoàn tất sự cháy cho lượng nhiên liệu chưa cháy hết này, phần gió còn lại
phải cung cấp cho lò được đưa vào cửa gió phân cấp nằm phía trên vòi đốt.
Lượng gió này có thể đạt tới 25% tổng lượng gió vào lò. Tuy nhiên, tỷ lệ gió
phân cấp phải được giới hạn để hạn chế tình trạng phát sinh NOx hình thành
trong vùng nhiên liệu chưa cháy hết.
Phương pháp này thường được kết hợp với phương pháp dùng vòi đốt NOx thấp để
tăng hiệu quả giảm NOx.
b) Phương pháp phân hủy NOx
Phương pháp này còn gọi là phương pháp tái đốt cháy hoặc phương pháp phân cấp
nhiên liệu. Phương pháp này sử dụng kỹ thuật phân hủy NOx sau khi nó đã hình
thành từ sự cháy. Kỹ thuật này bao gồm việc đốt than ở chế độ cháy hoàn toàn để
tạo nhiệt độcao tại vùng cháy và có dư các gốc Hydro cacbon chưa cháy hết. Vòi
đốt bổ sung được bố trí ở phía trên vòi đốt chính. Vòi đốt này sẽ phun nhiên liệu
vào khu vực NOx đã hình thành và được gọi là vùng khử NOx. Tại vùng khử, NOx
tương đối không bền vững nên dễ bị phân hủy và kết hợp với các gốc Hydro cacbon
theo phản ứng sau:
2NO + 2CnHm + (2n + m/2 – 1)O2 N2 + 2nCO2 + mH2O
Như vậy NOx được phân hủy trở lại thành nitơ.
Môi chất khử NOx được dùng thường là NH3. Lượng môi chất sử dụng cho việc khử
NOx chiếm khoảng 2,5 đến 3% lượng nhiên liệu cấp cho lò hơi. Hiệu suất khử NOx
đạt mức 50% hàm lượng NOx của khí cháy đi vào khu vực khử.
c) Ưu nhược điểm của phương pháp đốt NOx thấp
Ưu nhược điểm của công nghệ đốt NOx thấp như sau:
- Ưu điểm: Có thể đạt mức quy định theo QCVN 22: 2009 BTNMT mà không
cần lắp bộ xử lý khử NOx khói thải. Nguồn khử là nhiên liệu dầu nên có công
dụng cấp thêm nhiệt cho lò hơi và không gây tốn kém nhiều như khi phải sử
dụng amôniắc trong bộ xử lý khói thải SCR.
- Nhược điểm: Phải nâng chiều cao lò để lắp đặt cửa phân cấp gió và cửa gió bổ
sung. Khi sử dụng phương pháp tái đốt cháy nhiên liệu thì phải sử dụng nhiên
liệu đốt kèm là dầu hay khí đốt gây phát sinh chi phí vận hành.
6.3.7.3 Phương pháp khử NOx trong khói thải
Hiện nay trong các nhà máy nhiệt điện đang áp dụng các hệ thống xử lý NOx như
sau:

3. VINACOMIN-Tổng Công ty Điện Lực TKV
Dự án Nhà máy Nhiệt điện Quỳnh Lập 1
PECC1
Thuyết Minh BCNCKT
C6-6.3.7-3/6
Hệ thống khử NOx có chất xúc tác SCR
Hệ thống khử NOx không có chất xúc tác NSCR
Hệ thống khử NOx kết hợp
(1) Hệ thống khử NOx có chất xúc tác SCR
SCR (De - NOx có chất xúc tác)
Các phản ứng chính trong quá trình khử NOx
4NO + 4NH3 + O2 = 4N2 + 6H2O

4. VINACOMIN-Tổng Công ty Điện Lực TKV
Dự án Nhà máy Nhiệt điện Quỳnh Lập 1
PECC1
Thuyết Minh BCNCKT
C6-6.3.7-4/6
2NO + (NH2)2CO +1/2O2 = CO2 + 2N2 + 2H2O
Ưu điểm
- Hiệu quả khử khí NOx cao (trên 90%)
- Một lượng NH3 nhỏ không đáng kể dung hiệu quả để giảm tác nhân
- Có thể hoạt động tại nơi tập trung SO2 cao
- Tỷ lệ chuyển đổi từ SO2 sang SO3 thấp
- Được trang bị thiết bị cho trường hợp khí phân phối vào lò phản ứng
- Thường xuyên kiểm tra hoạt động của chất xúc tác và báo cáo
- Tiết kiệm chi phí thay thế chất xúc tác do tái sinh và tái sử dụng chất xúc tác
- Tối ưu thiết kế lò phản ứng bằng cách sử dụng CFD (Computational Fluid
Dynamics)
- Dễ dàng phun và phân huỷ chất xúc tác
Chất khử và loại chất xúc tác
- Chất khử : Amôniắc khan, Amôniắc dạng nước, Dung dịch Urê
- Chất xúc tác : Chất tạo thành V2O5/WO3/TiO2
(2) Hệ thống khử NOx không có chất xúc tác NSCR
Công nghệ SNCR được sử dụng để loại bỏ oxit nitơ trong phạm vi nhiệt độ cao
(850 – 1050oc) bằng cách phun trực tiếp chất khử vào trong lò hoặc vào ống dẫn của
lò. Hiệu suất khử NOx có thể đạt được thông qua thời điểm chính xác phun trong
khoảng nhiệt độ thích hợp
Ưu điểm:
- Vốn đầu tư thấp
- Có thể dùng khi phụ tải lò hơi thấp
- Hiệu suất cao và ổn định
- Tiêu thụ NH3 thấp
- Tối ưu vị trí vòi phun qua CFD (Computational Fluid Dynamics)

5. VINACOMIN-Tổng Công ty Điện Lực TKV
Dự án Nhà máy Nhiệt điện Quỳnh Lập 1
PECC1
Thuyết Minh BCNCKT
C6-6.3.7-5/6
Chất khử:
- Amôniắc khan,
- Amôniắc dạng nước,
- Dung dịch Urê
(3) Hệ thống khử NOx kết hợp
Hệ thống kết hợp (SCR+SNCR)
(Hybrid System)
Phương pháp ghép hai quy trình kết hợp
giá trị của SCR và SNCR có thể được sắp
xếp tuỳ thuộc vào tính năng của dự án và
tính kinh tế
6.3.7.4 Lựa chọn công nghệ
Các phương pháp khử trên đều có ưu và nhược điểm riêng, việc sử dụng công nghệ
vòi đốt NOx thấp là hoàn toàn có khả năng đáp ứng tiêu chuẩn phát thải NOx theo

6. VINACOMIN-Tổng Công ty Điện Lực TKV
Dự án Nhà máy Nhiệt điện Quỳnh Lập 1
PECC1
Thuyết Minh BCNCKT
C6-6.3.7-6/6
QCVN 22: 2009 BTNMT. Tư vấn kiến nghị chọn phương án sử dụng công nghệ vòi
đốt NOx thấp, không gây tốn kém nhiều như khi sử dụng bộ xử lý khói thải SCR.