Giải pháp tối ưu năng lượng và giảm phát thải bền vững với công nghệ đốt Oxy – Nhiên liệu (Oxy-fuel)

Trong bối cảnh tiến tới Net Zero 2050, là cam kết toàn cầu đạt cân bằng giữa lượng khí nhà kính phát thải và lượng khí được hấp thụ/loại bỏ khỏi khí quyển vào năm 2050, nhằm hạn chế nhiệt độ toàn cầu tăng lên, giúp chống biến đổi khí hậu. Việc này đòi hỏi chuyển đổi năng lượng xanh, tối ưu hoá quá trình sản xuất, giảm thiểu tác động đến môi trường và nâng cao hiệu quả kinh doanh. Theo tạp chí Gasworld, công nghệ đốt Oxy – nhiên liệu hay là đốt oxy tinh khiết (Oxy-fuel combustion) đã trở thành “chìa khóa” giúp các nhà máy tối ưu hóa hiệu suất nhiệt và cắt giảm chi phí vận hành. Vậy công nghệ này là gì chúng ta cùng tìm hiểu sau đây:

1. Công nghệ đốt Oxy tinh khiết là gì?

Thông thường, quá trình đốt sử dụng không khí tự nhiên (chứa khoảng 21% Oxy và 78% Nitơ). Tuy nhiên, Nitơ không tham gia vào quá trình cháy nhưng lại hấp thụ một lượng nhiệt lớn và thải ra ngoài theo khói lò, gây lãng phí năng lượng đáng kể.

Công nghệ đốt là quá trình thay thế một phần hoặc toàn bộ không khí bằng Oxy độ tinh khiết cao (thường >90%), Với quy trình này, nhiên liệu được đốt cháy trong môi trường gồm oxy tinh khiết và carbon dioxide (CO2). Hỗn hợp tinh khiết hơn này cháy ở nhiệt độ cao hơn không khí tự nhiên, do đó làm tăng hiệu quả của quá trình đốt cháy. Việc loại bỏ Nitơ giúp ngọn lửa cháy tập trung hơn, nhiệt độ cao hơn và truyền nhiệt hiệu quả hơn.

Ngoài ra, khí thải thu được không bị pha loãng bởi nitơ thường có trong không khí, mà chủ yếu bao gồm CO2 và hơi nước. Hơi nước này dễ dàng ngưng tụ, tạo ra dòng CO2 có nồng độ cao. CO2 sau đó có thể được nén và lưu trữ. Do đó, dòng khí thải nhỏ hơn và dễ xử lý hơn.

2. Lợi ích mang lại

• Tiết kiệm nhiên liệu vượt trội

Việc loại bỏ “tạp chất” Nitơ cho phép nhiệt lượng tập trung tối đa vào sản phẩm. Các nghiên cứu thực tế cho thấy giải pháp này giúp giảm từ 20% đến 40% lượng nhiên liệu tiêu thụ (gas, dầu hoặc than).

• Giảm phát thải nhà kính (CO2 & NOx)

Lượng khí thải ra ít hơn đồng nghĩa với việc nồng độ CO2 dễ dàng được thu hồi và xử lý. Đặc biệt, công nghệ này triệt tiêu gần như hoàn toàn khí NOx (một loại khí gây ô nhiễm nghiêm trọng), giúp doanh nghiệp đạt các tiêu chuẩn môi trường khắt khe của khu công nghiệp.

• Tăng năng suất sản xuất

Nhiệt độ ngọn lửa cao hơn giúp rút ngắn thời gian nung chảy/gia nhiệt, từ đó tăng sản lượng đầu ra mà không cần mở rộng quy mô lò đốt.

3. Một số ngành nghề ứng dụng công nghệ đốt Oxy tinh khiết

• Ngành Sản xuất Thủy tinh và Pha lê

Đây là ngành ứng dụng Oxy-fuel sớm và rộng rãi nhất.

• • Cách hoạt động: Thay thế không khí bằng Oxy giúp tăng nhiệt độ nóng chảy của cát thạch anh và các nguyên liệu đầu vào.
  • Lợi ích: Giảm lượng khí thải NOx (nitơ oxit) lên đến 90%, giúp bề mặt thủy tinh trong suốt hơn và giảm thiểu bọt khí trong sản phẩm.
• Ngành Luyện kim và Sản xuất Thép

Trong các lò hồ quang điện hoặc lò luyện thép, Oxy đóng vai trò cực kỳ quan trọng.

• • Cách hoạt động: Oxy được phun trực tiếp vào lò để đẩy nhanh quá trình oxy hóa các tạp chất và tăng nhiệt độ nóng chảy kim loại.
  • Lợi ích: Rút ngắn thời gian mỗi mẻ luyện, tiết kiệm điện năng và nhiên liệu đốt, đồng thời cải thiện chất lượng thép thành phẩm.
• Ngành Sản xuất Xi măng và Vật liệu xây dựng (Gạch, Gốm sứ)
  • Cách hoạt động: Sử dụng ngọn lửa Oxy-fuel trong các lò nung clinker hoặc lò nung gốm sứ.
  • Lợi ích: Do nhiệt độ tập trung cao, các vật liệu được nung chín đều hơn, giảm tỉ lệ sản phẩm lỗi và cắt giảm đáng kể lượng than/gas tiêu thụ.
• Ngành Xử lý Chất thải và Môi trường
  • Cách hoạt động: Các lò đốt rác thải công nghiệp hoặc rác thải nguy hại sử dụng Oxy để đảm bảo nhiệt độ cháy cực cao (thường hoạt động ở khoảng 850°C – 1200°C (buồng sơ cấp) và 1050°C – 1300°C (buồng thứ cấp)).
  • Lợi ích: Đảm bảo các chất độc hại được phân hủy hoàn toàn, giảm khối lượng tro xỉ và thể tích khí thải cần xử lý.
• Ngành Hóa chất và Hóa dầu
  • Cách hoạt động: Sử dụng trong các phản ứng oxy hóa để sản xuất các hóa chất cơ bản như ethylene oxide hay titanium dioxide.
  • Lợi ích: Tăng hiệu suất phản ứng và kiểm soát quá trình hóa học tốt hơn so với dùng không khí thông thường.

Khả năng cung cấp khí của Sing Industrial Gas Vietnam (SIGVN)

Với vị thế chiến lược tại các khu công nghiệp trọng điểm miền Nam và mạng lưới tiếp giáp biên giới Campuchia, SIGVN đảm bảo khả năng cung ứng Oxy độ khiết cao chuyên dụng cho hệ thống Oxy-fuel. Chúng tôi đồng hành cùng quý doanh nghiệp trong việc duy trì chuỗi sản xuất ổn định và nâng tầm chất lượng thành phẩm.