Quá trình khử lưu huỳnh dựa trên amoniac đang ngày càng phổ biến trong ngành công nghiệp dầu khí và hóa chất

1. Những thách thức trong quá trình khử lưu huỳnh tại các nhà máy hóa dầu

Các tổ hợp hóa dầu vận hành trong một số điều kiện khí thải khắc nghiệt nhất trong toàn ngành công nghiệp. Khác với các nhà máy điện thông thường, các cơ sở hóa dầu bao gồm nhiều nguồn phát thải , bao gồm lò sưởi, lò nung, nồi hơi, đơn vị thu hồi lưu huỳnh (SRU), đơn vị sản xuất hydro và nhiều hệ thống khí thải phụ khác. Mỗi đơn vị sinh ra khí thải có nhiệt độ, nồng độ lưu huỳnh, mức độ độ ẩm và thành phần tạp chất khác nhau .

Những thách thức điển hình mà các nhà vận hành hóa dầu phải đối mặt bao gồm:

• Nồng độ SO₂ dao động do chất lượng nguyên liệu đầu vào thay đổi

• Độ ẩm cao và các thành phần ăn mòn trong khí thải

• Không gian hạn chế cho các dự án cải tạo

• Các giới hạn phát thải nghiêm ngặt do quy định môi trường và cam kết ESG

• Kỳ vọng cao về độ ổn định vận hành lâu dài

Các công nghệ khử lưu huỳnh truyền thống, chẳng hạn như hệ thống khử lưu huỳnh ướt đá vôi-thạch cao (limestone-gypsum wet FGD) hoặc các hệ thống dựa trên natri, về mặt kỹ thuật có thể đáp ứng các tiêu chuẩn phát thải nhưng thường gặp khó khăn trong việc kiểm soát chi phí vận hành cao, vấn đề bám cặn và quản lý phụ phẩm thải khi áp dụng trong các môi trường lọc hóa dầu phức tạp.

Do đó, các công ty lọc hóa dầu ngày càng tăng cường đánh giá công nghệ khử lưu huỳnh khí thải dựa trên amoniac (Ammonia FGD) như một giải pháp linh hoạt hơn và bền vững về mặt kinh tế.

---

2. Vì sao khí thải lọc hóa dầu đòi hỏi một phương pháp khử lưu huỳnh khác biệt

Khí thải lọc hóa dầu về bản chất khác biệt đáng kể so với khí thải từ nhà máy nhiệt điện than ở một số khía cạnh sau:

1. Hàm lượng lưu huỳnh thấp hơn nhưng biến động mạnh

2. Yêu cầu tích hợp quy trình cao hơn

3. Độ nhạy cao hơn đối với sự sụt giảm áp suất và thời gian ngừng hoạt động của hệ thống

Nhiều đơn vị hóa dầu vận hành liên tục, và ngay cả các lần ngừng hoạt động ngắn cũng có thể dẫn đến tổn thất sản xuất đáng kể. Do đó, bất kỳ hệ thống khử lưu huỳnh nào cũng phải đáp ứng các yêu cầu sau:

• Phản ứng nhanh với các thay đổi tải

• Hiệu suất ổn định trong điều kiện vận hành biến động

• Gây nhiễu tối thiểu đối với các đơn vị quy trình hiện hữu

Công nghệ khử lưu huỳnh dựa trên amoniac đáp ứng các yêu cầu này thông qua các phản ứng trong pha lỏng với hiệu suất truyền khối cao , cho phép hấp thụ lưu huỳnh nhanh chóng ngay cả trong điều kiện khí biến đổi.

---

3. Nguyên lý hoạt động của công nghệ khử lưu huỳnh dựa trên amoniac trong các ứng dụng hóa dầu

Trong hệ thống khử lưu huỳnh dựa trên amoniac, SO₂ trong khí thải phản ứng với dung dịch amoniac để tạo thành amoni sunfit và amoni sulfat. Với việc kiểm soát quá trình oxi hóa phù hợp, sản phẩm cuối cùng thu được là amoni sulfat có độ tinh khiết cao , một loại phân bón nitơ được sử dụng rộng rãi.

Các ưu điểm nổi bật của phản ứng bao gồm:

• Tốc độ phản ứng hóa học nhanh

• Hiệu suất khử lưu huỳnh cao ngay cả ở nồng độ SO₂ thấp

• Hiệu suất ổn định trong phạm vi nhiệt độ rộng

Đối với các nhà máy lọc hóa dầu, amoniac thường được dễ dàng sẵn có sử dụng như một phần của các quy trình hoặc hệ thống hậu cần hiện có, nhờ đó việc tích hợp tương đối thuận tiện.

---

4. Các ưu điểm chính của công nghệ khử lưu huỳnh bằng amoniac (FGD) cho các nhà máy lọc hóa dầu

4.1 Hiệu suất khử lưu huỳnh cao với lượng phát thải cực thấp

Các hệ thống hiện đại dựa trên amoniac có thể đạt được Hiệu suất loại bỏ SO₂ trên 98% , giúp nồng độ khí thải đầu ra thấp hơn nhiều so với giới hạn phát thải quốc tế. Điều này khiến công nghệ khử lưu huỳnh bằng amoniac (ammonia FGD) không chỉ phù hợp để tuân thủ quy định hiện hành mà còn đáp ứng được việc siết chặt hơn nữa các quy định môi trường trong tương lai .

4.2 Không phát sinh gánh nặng xử lý chất thải rắn

Khác với các hệ thống dựa trên đá vôi, vốn tạo ra khối lượng lớn thạch cao cần được xử lý hoặc bán ngoài địa điểm, công nghệ khử lưu huỳnh bằng amoniac sản xuất ra amoni sulfat có khả năng thương mại hóa . Nhờ đó, quá trình khử lưu huỳnh chuyển từ một khoản chi phí thành một quá trình thu hồi tài nguyên .

Đối với các nhà vận hành ngành dầu khí và hóa chất tập trung vào các nguyên tắc kinh tế tuần hoàn, lợi thế này đặc biệt hấp dẫn.

---

4.3 Chi phí vận hành thấp hơn trong suốt vòng đời dự án

Mặc dù các hệ thống dựa trên amoniac có thể yêu cầu thiết kế và kiểm soát cẩn thận, nhưng chi phí tổng thể trong vòng đời thường thấp hơn so với các giải pháp thay thế thông thường do:

• Giảm tiêu thụ hóa chất

• Tỷ lệ đóng cặn và bám bẩn tối thiểu

• Tần suất bảo trì thấp hơn

• Doanh thu từ việc bán sản phẩm phụ

Trong các tổ hợp hóa dầu quy mô lớn, những khoản tiết kiệm này ngày càng trở nên đáng kể hơn trong quá trình vận hành dài hạn.

---

4.4 Khả năng thích ứng mạnh mẽ với điều kiện khí thải phức tạp

Khí thải từ ngành hóa dầu có thể chứa:

• Các hydrocarbon vết

• Các thành phần axit

• Các hạt mịn

Các hệ thống tiên tiến dựa trên amoniac tích hợp tách và làm sạch pha khí-lỏng nhiều cấp , đảm bảo hoạt động ổn định mà không gây ô nhiễm thứ cấp như hình thành aerosol hoặc các vấn đề về làn khói nhìn thấy được.

---

5. Giải quyết những lo ngại truyền thống liên quan đến quá trình khử lưu huỳnh bằng amoniac

Trước đây, một số công ty hóa dầu do dự trong việc áp dụng công nghệ khử lưu huỳnh dựa trên amoniac do những lo ngại về:

• Rò rỉ amoniac

• Hình thành aerosol

• Nguy cơ ăn mòn

Tuy nhiên, các giải pháp kỹ thuật hiện đại đã phần lớn khắc phục được những vấn đề này.

Các hệ thống tiên tiến sử dụng:

• Kiểm soát chính xác việc phun amoniac

• Bộ tách sương nhiều cấp

• Quản lý tối ưu quá trình oxy hóa và độ pH

Kết quả là lượng amoniac thất thoát có thể được kiểm soát ở mức dưới 1 mg/Nm³ , trong khi việc hình thành khí dung được kiềm chế hiệu quả.

---

6. Tích hợp với cơ sở hạ tầng hóa dầu hiện hữu

Một trong những ưu điểm nổi bật nhất của hệ thống khử lưu huỳnh bằng amoniac (ammonia FGD) là khả năng khả năng tương thích với các hệ thống hóa dầu hiện có .

Nó có thể được tích hợp với:

• Các đơn vị thu hồi nhiệt thải

• Các hệ thống xử lý khí thải cuối đường ống

• Các cơ sở xử lý khí thải tập trung

Độ sụt áp tương đối thấp của các bộ hấp thụ dựa trên amoniac đảm bảo ảnh hưởng tối thiểu đến các đơn vị quy trình phía thượng nguồn, một yếu tố then chốt trong sản xuất hóa dầu liên tục.

---

7. Lợi ích về môi trường và ESG

Từ góc độ ESG, quá trình khử lưu huỳnh dựa trên amoniac hỗ trợ nhiều mục tiêu phát triển bền vững:

• Giảm đáng kể lượng khí thải lưu huỳnh

• Chuyển đổi các chất gây ô nhiễm thành các sản phẩm có giá trị

• Giảm phát sinh chất thải rắn

• Cải thiện hiệu quả sử dụng tài nguyên tổng thể

Những lợi ích này giúp các công ty hóa dầu củng cố uy tín môi trường của mình trong khi vẫn duy trì tính cạnh tranh về vận hành.

---

8. Giải pháp dài hạn cho ngành công nghiệp hóa dầu

Khi các nhà máy hóa dầu đối mặt với áp lực ngày càng gia tăng nhằm giảm phát thải mà không làm ảnh hưởng đến năng suất, công nghệ khử lưu huỳnh bằng amoniac mang lại một giải pháp cân bằng kết hợp giữa hiệu suất môi trường, khả thi về kinh tế và độ tin cậy trong vận hành.

Với những cải tiến công nghệ liên tục, hệ thống khử lưu huỳnh bằng amoniac (ammonia FGD) không còn là một lựa chọn thử nghiệm — mà đã trở thành một công nghệ chín muồi và được kiểm chứng phù hợp cho các ứng dụng quy mô lớn trong ngành hóa dầu trên toàn thế giới.