Làm chủ công nghệ đo hàm lượng bụi trong khí thải công nghiệp

Khoa học công nghệ

16/10/2024

Sau gần hai năm nghiên cứu, Viện Nghiên cứu Điện tử, Tin học, Tự động hóa (VIELINA) đã thành công trong việc thiết kế và chế tạo thiết bị đo bụi sử dụng phương pháp tán xạ ngược ánh sáng, phục vụ cho hệ thống quan trắc khí thải.

Sự phát triển nhanh chóng của các khu công nghiệp tại Việt Nam đã góp phần đáng kể vào sự thay đổi của nền kinh tế. Tuy nhiên, bên cạnh những lợi ích kinh tế - xã hội, hoạt động của các khu công nghiệp cũng gây ra những tác động tiêu cực đến môi trường, đặc biệt là ô nhiễm không khí. Ngành công nghiệp hiện đang đứng đầu trong việc gây ô nhiễm không khí, với sự đa dạng về thành phần và nồng độ khí thải tùy thuộc vào loại hình sản xuất và quy trình công nghệ.

Khí thải trong công nghiệp gây ra những ảnh hưởng rất lớn đối với môi trường. (Ảnh minh hoạ - Nguồn: MTG)

Nhận thấy nhu cầu cấp thiết về các hệ thống quan trắc tự động, nhóm nghiên cứu tại VIELINA đã thực hiện đề tài "Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo thiết bị đo bụi bằng phương pháp đo tán xạ ngược ánh sáng, ứng dụng trong hệ thống quan trắc khí thải." Đề tài này, do ThS. Trần Văn Hùng làm chủ nhiệm, nhằm giảm phụ thuộc vào công nghệ nước ngoài, tiết kiệm chi phí đầu tư và bảo trì cho các cơ sở công nghiệp.

Mục tiêu chính của đề tài là làm chủ công nghệ đo hàm lượng bụi trong khí thải, phát triển mẫu thiết bị đo để thương mại hóa và cung cấp cho thị trường. Kết hợp với các sản phẩm hiện có của VIELINA, nhóm nghiên cứu hướng tới việc tạo ra một hệ thống quan trắc khí thải hoàn chỉnh cho các nhà máy sản xuất tại Việt Nam.

Trong quá trình nghiên cứu, nhóm đã khảo sát công nghệ chế tạo thiết bị đo bụi từ nhiều hãng trên thế giới, từ đó chọn lựa công nghệ phù hợp và xác định các thông số kỹ thuật cần thiết. Nhóm cũng đã nghiên cứu và thiết kế cơ cấu cơ, quang học của thiết bị, đồng thời đánh giá tác động của các điều kiện làm việc khắc nghiệt như khói, bụi, độ ẩm cao và khí ăn mòn.

Cấu trúc thiết bị đo bụi (Ảnh: nhóm nghiên cứu)

Sau khi so sánh các phương pháp đo bụi hiện có, nhóm nghiên cứu đã quyết định chọn phương pháp tán xạ ánh sáng Laser. Phương pháp này có khả năng cung cấp kết quả đo chính xác ngay cả trong điều kiện môi trường khắc nghiệt. Thiết bị được thiết kế gọn gàng, dễ lắp đặt trên nhiều loại ống khói khác nhau, với khả năng chống chịu nhiệt độ cao và ăn mòn.

Thiết bị được thử nghiệm tại Công ty CP Supe Phốt phát và Hóa chất Lâm Thao cho thấy, thiết bị đo bụi khí thải của đề tài hoạt động tốt, ổn định. Các kết nối giữa thiết bị đo với hệ thống quan trắc sẵn có tại nhà máy hoạt động trơn tru, ổn định. Phần cơ, quang của thiết bị đã được thiết kế đường khí với áp suất đủ để ngăn khí thải từ phía trong ống khói tác động ngược ra phần cơ khí và kính chắn của thiết bị đo. Phần điện tử cũng được thiết kế và chế tạo theo quy trình đáp ứng điều kiện làm việc thực tế dựa trên kinh nghiệm chế tạo và hoàn thiện bộ datalogger là kết quả của đề tài cấp Bộ 2018-2019 đang được sử dụng trong hệ thống quan trắc của Xí nghiệp NPK3 từ giữa năm 2019.

Sơ đồ tổng quan các thiết bị của hệ thống quan trắc ống khói NPK3 (Ảnh: Nhóm nghiên cứu)

Cuối cùng, sau một năm thực hiện đề tài, nhóm đã hoàn thiện tất cả các khâu từ thiết kế phần cứng và phần mềm đến thử nghiệm thực tế. Thiết bị đã được thử nghiệm thành công tại Công ty Cổ phần Supe Phốt phát và Hóa chất Lâm Thao. Với đặc trưng của phương pháp đo cũng như đối tượng đo là bụi tổng TSP, đồng thời dựa vào tính phổ quát cho các dây chuyền phát thải công nghiệp, thiết bị đo của đề tài hoàn toàn có thể được áp dụng cho các nhà máy sản xuất công nghiệp khác.

Sản phẩm của đề tài cũng đã được kết hợp với các sản phẩm đã có của VIELINA là bộ datalogger và phần mềm quan trắc tập trung trên máy tính trong thời gian thử nghiệm thực tế, tạo nhiều thuận lợi trong việc thử nghiệm, thu thập và đánh giá kết quả đo.

Cùng với sự ra đời của thông tư 24/2017/TT–BTNMT của Bộ Tài nguyên và Môi trường, cũng như nghị định 40/2019/NĐ–CP của Chính phủ, hiện nay yêu cầu lắp đặt các hệ thống quan trắc tự động là bắt buộc đối với các cơ sở sản xuất nằm trong đối tượng phải thực hiện. Thông số hàm lượng bụi khí thải là một trong những thông số quan trọng trong các hệ thống quan trắc khí tự động liên tục. Do đó hiện nay nhu cầu thị trường với các hệ thống quan trắc tự động nói chung và thiết bị đo hàm lượng bụi khí thải nói riêng là lớn và mang tính cấp bách.

Minh Khuê

Tags: