Xử lý khí thải NOx – sứ mệnh của ECO DEF

Xử lý khí thải NOx – sứ mệnh của ECO DEF

   NOx là chất gây ô nhiễm chính trong khí quyển, là tác nhân của mưa axit, sương khói quang hóa và tích tụ ozone.

  Các oxit chủ yếu là nitơ monoxit (NO) và nitơ dioxit (NO₂) cả hai đều ăn mòn và nguy hiểm cho sức khỏe. Có 2 nguồn chính tạo ra NOx từ tự nhiên và từ con người.

I. Nguồn nhân tạo phát sinh khí thải NOx

1. Đốt cháy nhiên liệu

  Ở nhiệt độ cao, oxy và nitơ có trong không khí kết hợp với nhau tạo thành các oxit nitơ. Các mẫu khí thải điển hình chứa 100-1500 ppm NOx.

2. Sản xuất axit nitric

  Khí thải không thể thu hồi trong chất hấp thụ cuối cùng thường chứa 2-3% NOx dựa trên trọng lượng axit được tạo ra.

3. Quá trình hóa học

  Nhiều quá trình trong đó axit nitric, nitrat hoặc nitrit được sử dụng làm thuốc thử dẫn đến phát sinh khí thải NOx. Ví dụ như sản xuất thuốc nổ, nhựa, thuốc nhuộm, vv

4. Quá trình nhiệt độ cao

  Các quy trình trong đó vật liệu được chế tạo ở nhiệt độ cao như sản xuất thủy tinh, lò điện và lò nung xi măng phát sinh khí thải NOx.

II. Nguồn tự nhiên phát sinh khí thải NOx 

1. Ô nhiễm do hoạt động núi lửa

   Hoạt động núi lửa phun ra một lượng khổng lồ các chất ô nhiễm trong đó có NOx (chủ yếu là N₂O₂, NO)

2. Ô nhiễm do cháy rừng cháy rừng

  Do các nguyên nhân tự nhiên cũng như các hoạt động thiếu ý thức của con người, chất ô nhiễm như khói,bụi, khí SOx, NOx, CO…

3. Ô nhiễm do phân hủy các chất hữu cơ trong tự nhiên

   Do quá trình lên men các chất hữu cơ khu vực bãi rác, đầm lầy, xác động vật..

III. Các công nghệ xử lý khí thải NOx

 1. Khử chọn lọc không xúc tác (SNCR) để xử lý khí thải NOx

  Bằng cách cung cấp khí NH₃ vào dòng khí thải có nhiệt độ cao. NO được khử chọn lọc thành N₂ mà không cần chất xúc tác.

  Phản ứng diễn ra rất nhanh ở nhiệt độ trên 900⁰C. Hiệu suất khử NOx tối đa đạt được ở nhiệt độ khoảng 1000⁰C. Lượng NH₃ đưa vào càng lớn thì hiệu suất xử lý càng cao.

 Dưới đây phương trình đơn giản của phản ứng sử dụng NH₃:

4NO + 4 NH₃ + O₂ → 4 N₂ + 6 H₂O

  Nếu lượng NH₃ thêm vào tăng lên thì hiệu suất xử lý có thể cao hơn nhưng đồng thời lượng  NH₃ chưa phản ứng cũng tăng lên tạo thành NH₄HSO₄.

  Vấn đề này xuất hiện trong trường hợp khử NOx có xúc tác với NH₃. Đối với lò hơi, thời gian lưu ở các giải nhiệt độ xử lý NOx khác nhau là rất ngắn, hiệu suất xử lý đạt 30 – 50%.

  Sử dụng ure (CO(NH₂)₂) làm tác nhân khử đã được đưa vào áp dụng thực tế. Phản ứng như sau:

CO(NH₂)₂ + 2NO + 1/2O₂ → 2N₂ + 2H₂O + CO₂

   Dung dịch ure được phun ở dạng sương vào trong lò đốt. Chi phí đầu tư và vận hành của phương pháp này là thấp nhất. Xử lý bằng dung dịch ure rất đơn giản và an toàn.

2. Khử xúc tác chọn lọc với chất khử là NH₃ (SCR)

   NH₃ là chất khử có khả năng phản ứng chọn lọc với NO và NO₂ ở nhiệt độ cao hơn 232⁰C. Quá trình khử được thực hiện trên bề mặt xúc tác tạo thành Nito và nước theo các phản ứng sau:

 Khi có oxy

4NO + 4NH₃ + O₂ → 4N₂ + 6H₂O

2NO₂ + 4NH₃ + O₂ → 3N₂ + 6H₂O

  Khi không có oxy

6NO + 4NH₃ → 5N₂ + 6H₂O

6NO₂ + 8NH₃ → 7N₂ + 12H₂O

  Một số nhóm xúc tác thường được dung trong quá trình này bao gồm:

+Nhóm xúc tác kim loại quý: Pt, Rodi, Pt-Ro, Pt/Al₂O₃,.. nhiệt độ phản ứng từ 200 -300⁰C

+Nhóm xúc tác oxit kim loại: Fe2O3/Cr2O3, V2O5/TiO2,.. nhiệt độ phản ứng từ 300-4500C.

   Gần đây, do NH₃ là hóa chất có mùi mạnh và khó chịu, nên dung dịch ure được sử dụng để thay thế. 

  Chính vì thế, sản phẩm dung dịch xử lý khí thải động cơ Diesel ECO DEF ra đời dành riêng cho các xe sử dụng hệ thống SCR. Dung dịch ECO DEF hay còn gọi là nước Ure nguyên chất, tỉ lệ gồm 32,5% Ure, 67,5% nước nguyên chất khử ion và các kim loại nặng. Xử lý đến 95% khí NOx sản sinh ra từ động cơ Diesel, góp phần bảo vệ môi trường, bảo vệ cuộc sống.