Với sự cải thiện về nhận thức môi trường toàn cầu, việc phát thải các chất ô nhiễm đang phải tuân theo các quy định ngày càng nghiêm ngặt. Trong đó, khí thải lưu huỳnh đioxit (SO2) đã trở thành tâm điểm chú ý. Loại khí này sinh ra từ quá trình đốt nhiên liệu hóa thạch, không chỉ là thành phần chính gây ra mưa axit mà còn gây hại nghiêm trọng đến sức khỏe con người. Vậy, làm thế nào các nhà máy có thể loại bỏ hiệu quả các khí axit sunfuric có hại này? Đây chính xác là thách thức mà công nghệ khử lưu huỳnh khí thải (FGD) giải quyết.
Khử lưu huỳnh trong khí thải là tập hợp các công nghệ loại bỏ SO2 khỏi khí thải từ các nhà máy điện đốt nhiên liệu hóa thạch và các ngành công nghiệp khác.
Lịch sử của công nghệ FGD có thể bắt nguồn từ giữa thế kỷ 19. Công nghệ khử lưu huỳnh sớm nhất được phát triển tại Vương quốc Anh, và với việc thành lập các nhà máy điện quy mô lớn vào những năm 1920, vấn đề về lưu huỳnh đioxit không còn có thể bị bỏ qua nữa. Năm 1931, đơn vị FGD lớn đầu tiên được lắp đặt tại Nhà máy điện Battersea ở London, đánh dấu bước tiến quan trọng hướng tới thương mại hóa công nghệ này.
Các cơ sở FGD quy mô lớn ban đầu đã bị tạm dừng trong Thế chiến II vì hơi trắng có thể được máy bay địch sử dụng để xác định vị trí của chúng.
Hiện nay, hệ thống FGD thường được chia thành hai loại: ướt và khô. Hệ thống khử lưu huỳnh khí thải ướt sử dụng hỗn hợp đá vôi hoặc vôi sống để loại bỏ SO2, rất hiệu quả và có hiệu suất loại bỏ trên 90%. Hệ thống khô phun bột kiềm mịn trực tiếp vào ống khói để khử lưu huỳnh. Phương pháp này tương đối đơn giản, nhưng trong một số trường hợp, hiệu quả thấp.
Trong quá trình FGD, phản ứng hóa học chính là chuyển đổi SO2 thành canxi sunfat vô hại hoặc các anion khác. Trong hệ thống ướt, các phản ứng phổ biến như sau:
CaCO3 + SO2 → CaSO3 + CO2
Điều này cho thấy đá vôi được chuyển đổi thành canxi sunfat sau phản ứng, sản phẩm này sau đó có thể được xử lý thêm để tạo thành vật liệu thạch cao theo yêu cầu của thị trường.
Ngoài các ứng dụng trên đất liền, Tổ chức Hàng hải Quốc tế cũng đã xây dựng các hướng dẫn cho hệ thống khử lưu huỳnh trên tàu để đảm bảo chúng tuân thủ các quy định bảo vệ môi trường có liên quan. Điều này yêu cầu cảng nơi tàu neo đậu phải tiến hành kiểm tra và giám sát tương ứng để đảm bảo hiệu quả của hệ thống.
Nếu hệ thống lọc khí thải không hoạt động bình thường, chính quyền cảng có quyền áp dụng biện pháp trừng phạt.
Mặc dù công nghệ FGD đã cho thấy hiệu quả rõ rệt trong việc giảm phát thải lưu huỳnh đioxit nhưng vẫn gặp nhiều khó khăn khi ứng dụng vào thực tế. Đầu tiên, hệ thống FGD sẽ tạo ra một lượng nước thải nhất định. Những loại nước thải này cần được xử lý thêm để tuân thủ các quy định về môi trường.
Với sự phát triển hơn nữa của công nghệ, hiệu quả và tính kinh tế của FGD dự kiến sẽ tiếp tục được cải thiện. Một số công nghệ khử lưu huỳnh mới nổi, chẳng hạn như khử lưu huỳnh bằng cách sử dụng chùm tia điện tử kết hợp với amoniac, cho thấy tiềm năng cải thiện trong tương lai.
Làm thế nào để cân bằng giữa bảo vệ môi trường và lợi ích kinh tế là vấn đề quan trọng cần phải xem xét trước sự phát triển công nghiệp?