Ứng dụng chùm tia electron năng lượng cao trong xử lý không khí ô nhiễm và chất độc hại phát thải từ các nhà máy nhiệt điện

Nhiên liệu hóa thạch như than đá, khí tự nhiên, dầu mỏ, dầu đá phiến và nhựa đường là nguồn

tạo ra năng lượng nhiệt điện. Trong quá trình đốt cháy, các chất ô nhiễm khác nhau được sản sinh ra

như tro bay (bao gồm kim loại nặng), carbon dioxide (CO2), lưu huỳnh oxit (SO2 và SO3), oxit nitơ

(NOx = NO + NO2), Furan, Dioxin và các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOC). Những chất ô nhiễm

này có hại cho môi trường và cho sức khỏe con người. Công nghệ sử dụng chùm tia electron năng

lượng cao (EBFGT) để xử lý chất thải là một trong những phương pháp hiệu quả nhất để loại bỏ SO

và NO khỏi khói công nghiệp. Tỷ lệ loại bỏ các chất ô nhiễm như sulfur dioxide và oxit nitơ là rất cao,

chiếm tỷ lệ lần lượt là 95% và 85%. Sản phẩm phụ được tạo ra của quá trình này được dùng làm phân

bón chất lượng cao trong nông nghiệp. Các nghiên cứu khác trong phòng thí nghiệm đã chỉ ra rằng

các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi được giải phóng trong quá trình đốt các nhiên liệu hóa thạch cũng có

thể bị loại bỏ. Chiếu xạ khí thải bằng chùm tia điện tử bằng EBFGT với một lượng nhỏ amoniac sẽ

gây ra phản ứng chuyển đổi SO2 và NOx thành dạng muối amoni sulfat và amoni sulfat-amoni nitrat.

Các muối này có thể được thu gom theo phương pháp thông thường như thu gom các chất kết tủa

tại bộ phận máy lọc bụi tĩnh điện hoặc tại các buồng túi lọc.

pdf 7 trang kimcuc 9500
Bạn đang xem tài liệu "Ứng dụng chùm tia electron năng lượng cao trong xử lý không khí ô nhiễm và chất độc hại phát thải từ các nhà máy nhiệt điện", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

Tóm tắt nội dung tài liệu: Ứng dụng chùm tia electron năng lượng cao trong xử lý không khí ô nhiễm và chất độc hại phát thải từ các nhà máy nhiệt điện

Ứng dụng chùm tia electron năng lượng cao trong xử lý không khí ô nhiễm và chất độc hại phát thải từ các nhà máy nhiệt điện
THÔNG TIN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ HẠT NHÂN
23Số 55 - Tháng 06/2018
1. Giới thiệu
Ô nhiễm không khí là một vấn đề quan 
trọng trong môi trường toàn cầu [1]. Trong khu 
vực, khoảng 2,8 triệu người chết vì ô nhiễm 
không khí mỗi năm ở Trung Quốc và các nước 
Tây Thái Bình Dương [2]. Mỗi ngày, mỗi người 
hít thở khoảng 15.000 lít không khí. Số lần hít 
thở tăng khoảng 8-10 lần trong khi tập thể dục 
hoặc khi làm công việc nặng. Bầu không khí bị ô 
nhiễm bởi con người và thiên nhiên, có tác động 
lớn đến các ảnh hưởng sức khỏe con người (Tổ 
chức Y tế Thế giới WHO) [3]. WHO ước tính 
rằng trong năm 2012, khoảng 7 triệu người trên 
toàn thế giới đã chết do ô nhiễm không khí [2]. 
Nhà máy nhiệt điện đốt than (TPP) là 
nguồn gây ô nhiễm không khí nghiêm trọng nhất. 
Theo số liệu thống kê của Cục Năng lượng quốc 
gia Đài Loan năm 2007, tỷ lệ phát điện đốt than 
là 53,6% [4]. Theo số liệu thống kê năm 2007 về 
phát thải kim loại nặng, sản xuất điện bằng việc 
ỨNG DỤNG CHÙM TIA ELECTRON NĂNG LƯỢNG CAO
TRONG XỬ LÝ KHÔNG KHÍ Ô NHIỄM VÀ CHẤT ĐỘC HẠI
PHÁT THẢI TỪ CÁC NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN
Nhiên liệu hóa thạch như than đá, khí tự nhiên, dầu mỏ, dầu đá phiến và nhựa đường là nguồn 
tạo ra năng lượng nhiệt điện. Trong quá trình đốt cháy, các chất ô nhiễm khác nhau được sản sinh ra 
như tro bay (bao gồm kim loại nặng), carbon dioxide (CO2), lưu huỳnh oxit (SO2 và SO3), oxit nitơ 
(NOx = NO + NO2), Furan, Dioxin và các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOC). Những chất ô nhiễm 
này có hại cho môi trường và cho sức khỏe con người. Công nghệ sử dụng chùm tia electron năng 
lượng cao (EBFGT) để xử lý chất thải là một trong những phương pháp hiệu quả nhất để loại bỏ SO 
và NO khỏi khói công nghiệp. Tỷ lệ loại bỏ các chất ô nhiễm như sulfur dioxide và oxit nitơ là rất cao, 
chiếm tỷ lệ lần lượt là 95% và 85%. Sản phẩm phụ được tạo ra của quá trình này được dùng làm phân 
bón chất lượng cao trong nông nghiệp. Các nghiên cứu khác trong phòng thí nghiệm đã chỉ ra rằng 
các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi được giải phóng trong quá trình đốt các nhiên liệu hóa thạch cũng có 
thể bị loại bỏ. Chiếu xạ khí thải bằng chùm tia điện tử bằng EBFGT với một lượng nhỏ amoniac sẽ 
gây ra phản ứng chuyển đổi SO2 và NOx thành dạng muối amoni sulfat và amoni sulfat-amoni nitrat. 
Các muối này có thể được thu gom theo phương pháp thông thường như thu gom các chất kết tủa 
tại bộ phận máy lọc bụi tĩnh điện hoặc tại các buồng túi lọc. So với các phương pháp thông thường 
hiện đang sử dụng, phương pháp này có nhiều ưu điểm, như sau: (1) Phương pháp loại bỏ SO và NO 
khỏi khí thải hiệu quả cao; (2) Quá trình chiếu xạ khô được kiểm soát dễ dàng và tính khả thi cao; 
(3) Không cần hâm nóng khí thải; (4) Chuyển đổi các chất ô nhiễm thành phân bón nông nghiệp; (5) 
Quy trình có yêu cầu về vốn và chi phí vận hành thấp hơn. 
Bài báo này nhằm giới thiệu với độc giả công nghệ EBFGT được coi là một công nghệ tốt, 
thân thiện với môi trường nhằm kiểm soát ô nhiễm không khí đa thành phần có thể được áp dụng cho 
việc xử lý khí thải của việc đốt than, than non và nồi hơi nhiên liệu nặng.
THÔNG TIN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ HẠT NHÂN
24 Số 55 - Tháng 06/2018
đốt than là nguồn phát thải kim loại nặng chủ yếu 
ở Trung Quốc [4]. 
Phần lớn năng lượng của thế giới (88%) 
được tạo ra bởi quá trình đốt các nhiên liệu hóa 
thạch như dầu, khí thiên nhiên và than đá [5]. Tất 
cả các nhiên liệu này đều chứa cacbon, hydro và 
oxy, cũng như các thành phần khác như hợp chất 
lưu huỳnh và nitơ và kim loại. Trong quá trình 
đốt cháy, các chất gây ô nhiễm khác nhau được 
hình thành như tro bay (chứa các nguyên tố kim 
loại nặng), SOx (SO2 và SO3), NOx (NOx = NO 
+ NO
2
), thủy ngân (Hg), asen (As) và VOC 
Các chất gây ô nhiễm này không chỉ ảnh hưởng 
trực tiếp đến môi trường khí quyển mà còn gây 
ô nhiễm nguồn nước và đất. Sự lắng đọng chất 
ô nhiễm vô cơ khô và ướt dẫn đến sự axit hóa 
môi trường. Những hiện tượng này ảnh hưởng 
đến sức khỏe con người, tăng sự ăn mòn và phá 
hủy các loại cây trồng và đặc biệt là rừng gây phá 
huỷ cân bằng sinh thái. 
Đối với các nhà máy nhiệt điện đốt than, 
hai vấn đề môi trường quan trọng nhất hiện nay 
là: phát thải khí nhà kính và các chất gây ô nhiễm 
không khí có hại. Việc xử lý khí thải tại các nhà 
máy nhiệt điện này trở nên cần thiết hơn bao giờ 
hết. Công nghệ EBFGT là một trong những công 
nghệ mới đầy hứa hẹn nhất trong kỷ nguyên mới. 
Bài viết trình bày sự phát triển của công nghệ xử 
lý khí thải bằng chùm tia điện tử (EBFGT) và 
ứng dụng công nghệ này xử lý khí thải phátsinh 
từ các nhà lò đốt, nhà máy nhiệt điện đốt than. 
2. Công nghệ xử lý khí thải bằng chùm tia 
electron năng lượng cao (EBFGT) 
Đầu những năm 1970, Viện Nghiên cứu 
Năng lượng nguyên tử Nhật Bản (JAERI) và Tập 
đoàn EBara hợp tác cùng nghiên cứu ứng dụng 
chùm tia điện tử để loại bỏ SO
2
 và NOx. Sự thành 
công của sự hợp tác này đã khuyến khích tập 
đoàn Ebara thành lập một nhà máy thí điểm khí 
đốt dùng dầu nặng với lưu lượng khoảng 1.000 
Nm3/h vào năm 1974 để chứng minh tính hiệu 
quả của việc xử lý khí thải bằng chùm điện tử 
năng lượng cao. Nhà máy xác nhận rằng công 
nghệ của Ebara có thể sử dụng NH
3
 để loại bỏ 
SO
2
 và NOx cùng một lúc và chuyển đổi các loại 
khí này thành (NH
4
)
2
SO
2
 và NH
4
NO
3
. 
Năm 1977, Tập đoàn Ebara hợp tác với 
Nippon Steel và các công ty khác, đã xây dựng 
và thử nghiệm một nhà máy xử lý khí thải với 
lưu lượng 10.000 Nm3/h để loại bỏ SO
2
 và NOx 
khỏi khí thải từ một nhà máy sản xuất thép. Thời 
gian theo dõi 12 tháng của nhà máy mang lại đủ 
thông tin để xác định rằng hệ thiết bị xử lý khí 
thải của Tập đoàn Ebara là một bị thiết thương 
mại khả thi để loại bỏ SO
2
 và NOx khỏi khí đốt và 
sản xuất sản phẩm phụ là phân bón. Thành công 
ban đầu của nhà máy đã thúc đẩy nghiên cứu toàn 
cầu về bức xạ chùm tia điện tử về xử lý khí thải. 
Kể từ đó, phương pháp này đã phát triển từ quy 
mô phòng thí nghiệm thành quy mô công nghiệp 
của các dự án R&D của Nhật Bản, Hoa Kỳ, Đức, 
Trung Quốc và Ba Lan.
3. Nguyên tắc vật lý và tương tác hóa học 
trong quá trình xử lý khí thải bằng công nghệ 
EBFGT 
3.1- Nguyên tắc vật lý
 Máy gia tốc chiếu xạ đặc trưng được sử 
dụng trong hệ xử lý khí thải bằng chùm electron, 
có thể trang bị một hay nhiều chùm điện tử (xem 
hình 1,2). Chùm tia điện tử khi chiếu qua môi 
trường vật chất (khí thải) sẽ tạo ra hiện tượng ion 
hóa.
Khi các electron và vật chất tương tác với 
nhau, tạo ra các electron thứ cấp gồm các điện 
tử Auger, và các electron bị tán xạ ngược. Khi 
va chạm với vật chất, bức xạ hãm được tạo ra 
(tạo ra tia X liên tục và tia X đặc trưng) (hình 3). 
Ngoài ra, còn có sự tương tác và ảnh hưởng giữa 
THÔNG TIN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ HẠT NHÂN
25Số 55 - Tháng 06/2018
các electron, các hạt tích điện, và vật chất (các va 
chạm giữa nguyên tử hoặc phân tử là chủ yếu); va 
chạm đàn hồi và không đàn hồi giữa các hạt nhân 
của nguyên tử; va chạm đàn hồi và không đàn hồi 
của các electron với bên ngoài lớp vỏ của nguyên 
tử được mô tả trong hình 3. 
Hình 1. Máy gia tốc chiếu xạ đặc trưng 
được gắn trong hệ thống EBFGT
Hình 2. Máy gia tốc chiếu xạ được ứng 
dụng trong hệ thống công nghiệp
Vai trò của electron là tiếp thêm năng 
lượng vào sự phá hủy và phân tách các liên kết 
hóa học của phân tử. Năng lượng liên kết hóa học 
giữa các phân tử khoảng một vài eV. Đối với liên 
kết như C-H, C-O và năng lượng liên kết cộng 
hóa trị khác là khoảng 5 eV. Một electron 2 MeV 
có thể phân tách khoảng 400.000 liên kết hóa học. 
Quá trình tán xạ của electron bởi các electron bên 
ngoài lõi có ảnh hưởng đáng kể đến sự thâm nhập 
và khuếch tán của các electron năng lượng thấp 
trong vật chấ. Khi chiếu chum tia electron năng 
lượng 2 MeV, trong môi trường nước nó có thể 
đạt độ sâu khoảng 1cm và nó cũng có thể đạt tới 
600 cm khi chiếu trong môi trường không khí.
Hình 3. Hiện tượng tương tác giữa các 
electron năng lượng cao và vật chất
Trong vùng năng lượng thấp từ khoảng 
600 keV đến 2 MeV, hầu hết các hiệu ứng ion 
hóa xảy ra ở trạng thái kích thích. Ví dụ như 1 
electron năng lượng 800 keV chiếu vào trong 
không khí có thể làm đứt 200.000 mối liên kết. 
Phạm vi tương tác phụ thuộc vào năng lượng và 
sự va chạm của các electron trong không khí. Và 
khi với mức năng lượng cao hơn 10 MeV, bức xạ 
hãm được tạo ra có ý nghĩa hơn, có nghĩa là công 
nghệ EBFGT dùng chùm tia electron năng lượng 
cao có đủ năng lượng cắt đứt các liên kết hóa học, 
đánh bật các điện tử ra khỏi các nguyên tử, tạo ra 
các ion có hoạt tính cao. 
3.2- Các phản ứng hóa học diễn ra 
trong quá trình xử lý khí thải bằng EBFGT 
Có nhiều phản ứng hóa học xảy ra đồng 
thời trong công nghệ chiếu xạ bằng chùm tia 
electron. Những phản ứng này là kết quả trực tiếp 
của sự phân ly khí và hiện tượng ion hóa. Các 
phản ứng diễn ra trong chuỗi xử lý bằng chùm 
electron là những phản ứng chính cần thiết để tạo 
ra các dạng hoạt tính cần thiết để chuyển đổi SO
2
và NOx thành các ion mang điện tích: nguyên tử 
phân tử trong khí thải nguyên tử phân tử trong khí 
thải bị tách ra bởi bức xạ năng lượng cao và sản 
phẩm thu được thể hiện ở bảng 1.
THÔNG TIN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ HẠT NHÂN
26 Số 55 - Tháng 06/2018
Bảng 1
Đồng vị Đơn vị tính 
Phước Dinh 
[3] 
Vĩnh Hải 
[3] 
Các vùng khác 
của Việt Nam 
[1,2] 
Châu Á - Thái 
Bình Dương 
[9,10] 
Cs-137 10-3 Bq/L 1,40÷2,12 1,72÷3,28 0,67÷3,60 0,6÷7,5 
Sr-90 10-3 Bq/L 0,74÷1,94 1,30÷2,21 0,91÷3,60 
Pu-239+240 10-3 Bq/L 0,004÷0,007 0,005÷0,008 0,002÷0,014 0,001÷0,084 
Đối với các nguyên tố hay nguyên tử kim 
loại pha hơi khi bị chiếu bởi chùm tia electron, 
sẽ bị ion hóa và trở thành các hạt mang điện tích 
và kèm với dấu vết của bức xạ hãm (phát sinh tia 
X trong quá trình tương tác) (xem bảng 2). Các 
hạt kim loại tích điện có thể dễ dàng bị hấp thụ 
hoặc đẩy lùi bởi các gốc tự do khác hoặc các lực 
coulomb phân tử hoặc tạo kết tủa khi kết hợp với 
các phản ứng hóa học khác.
Bảng 2
Đồng vị Đơn vị tính Phước Dinh [3] 
Vĩnh Hải 
[3] 
Các vùng khác 
của Việt Nam 
[1,2] 
Châu Á - Thái 
Bình Dương 
[9,10] 
Cs-137 Bq/kg khô 0,52÷1,15 0,72÷1,45 0,02÷2,62 0,03÷25,4 
Sr-90 Bq/kg khô 0,06÷0,28 0,17÷0,32 0,05÷0,41 0,04÷3,67 
Pu-239+240 Bq/kg khô 0,235÷0,785 0,415÷0,786 0,012÷0,683 0,03÷3,73 
Bảng 3
Đồng vị Đơn vị tính Phước Dinh [3] 
Vĩnh Hải 
[3] 
Các vùng khác 
của Việt Nam 
[1,2] 
Châu Á - Thái 
Bình Dương 
[9,10] 
Cs-137 Bq/kg khô 0,52÷1,15 0,72÷1,45 0,02÷2,62 0,03÷25,4 
Sr-90 Bq/kg khô 0,06÷0,28 0,17÷0,32 0,05÷0,41 0,04÷3,67 
Pu-239+240 Bq/kg khô 0,235÷0,785 0,415÷0,786 0,012÷0,683 0,03÷3,73 
Các phân tử nước, hoặc các gốc tự do, các 
liên kết phân tử nitơ bị phân tách bởi các nguyên 
tử nitơ, giữa nguyên tử nitơ và các electron. OH, 
H, NO, oxygen, oxit nitơ có thể kết hợp với 
amoniac NH
3
. Các liên kết phân tử cũng bị chia 
thành phân tử nguyên tử và một số hoạt động đơn 
nguyên tử (xem bảng 3).
Những sản phẩm sau chiếu xạ này được 
hoàn thành trong một thời gian rất ngắn và là 
các thành phần cơ bản cho các phản ứng hóa học 
tiếp theo để loại bỏ SO
2
 và NOx. Tùy thuộc vào 
thành phần của khí thải, nhiều phản ứng hóa học 
khác nhau có thể xảy ra do sự tương tác với các 
sản phẩm sau chiếu xạ này. Từ các hằng số tốc 
độ, các phản ứng chính của các loại khí này theo 
mô tả ở hình 4, 5. Khí thải đi vào ống khói và 
đồng thời khí ammoniac được bơm vào, chùm tia 
electron suất liều cao sẽ được chiếu xạ vào trong 
khí thải. Hiệu ứng vật lý sẽ diễn ra khoảng10-8 
giây, thời gian phản ứng hóa học khoảng 10-3 giây 
sẽ tạo ra các gốc tự do và các phân tử và nguyên 
tử tích điện, SO
2
, OH, HSO
3
, O
2
, SO
3
, H
2
, SO
4
. 
Những gốc tự do hay phân tử này khi cộng với 
khí amoniac sẽ trở thành phân bón ammonium 
sulfate.
Hình 4. Sơ đồ biểu diễn của một quá trình 
phản ứng hóa học cho NO
x
THÔNG TIN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ HẠT NHÂN
27Số 55 - Tháng 06/2018
Hình 5. Sơ đồ biểu diễn của quá trình 
phản ứng hóa học cho SO2
3.3- Quy trình xử lý khí thải của hệ 
thống EBFGT
Một sơ đồ đơn giản của một EBFGT tích 
hợp vào một nhà máy điện được thể hiện trong 
Hình 6. Ban đầu, khí thải lò hơi đã được loại bỏ 
một phần bởi tro bụi thông qua một bộ phận lọc 
bụi. Sau đó thông qua một máy làm mát phun bay 
hơi, nhiệt độ khí giảm khi độ ẩm tăng lên. Khí 
này sau đó được truyền qua một chuỗi máy chiếu 
xạ bằng chùm tia electron. Ở đó khí thải sẽ được 
chiếu xạ bởi một chùm tia electron năng lượng 
cao với sự có mặt của một lượng amoniac gần 
bằng khí thải ở phía trên của ống khói. Quá trình 
ion hóa hóa SO và NO xảy ra để tạo thành các sản 
phẩm là các nguyên tố hóa học hoặc các hạt mang 
điện tích và sau đó phản ứng với amoniac được 
thêm vào để tạo thành amoni sulfat và amoni 
sulfat-ammonium nitrat. Các muối này được thu 
hồi dưới dạng bột khô để tái sử dụng và có thể 
được bán dưới dạng phân bón dùng trong nông 
nghiệp.
Ngoài ra, việc sử dụng chùm electron 
EBFGT có thể đồng thời chiếu xạ khí tự nhiên 
(CH
4
) và CO
2
 được thải ra từ việc đốt than, các 
phản ứng hóa học được diễn ra tạo ra các sản 
phẩm hóa học có giá trị được trộn lẫn với nhau 
như: methanol, axit axetic và carbon monoxide. 
Các phản ứng này làm giảm số lượng carbon và 
công nghệ này được xem như là rất thuận tiện và 
hiệu quả hơn các phương pháp truyền thống.
Hình 6. Sơ đồ về công nghệ xử lý khí thải 
EBFGT ở nhà máy nhiệt điện
Hình 7. Sử dụng chùm electron EBFGT 
để đồng thời chiếu xạ khí tự nhiên (CH4) và CO2 
từ việc đốt than
3.4- Giá trị đầu tư và hiệu quả mang lại 
của EBFGT
Theo nghiên cứu của tác giả Kim và cộng 
sự [7] và đã báo cáo tại Hội nghị chuyên đề quốc 
tế về ứng dụng nghiên cứu hạt nhân và sử dụng 
các máy gia tốc năm 2009, Vienna, Áo, tổng chi 
phí vốn đầu tư cho EBFGT khoảng 37,4 triệu 
USD (Số liệu báo cáo năm 2009), tương đương 
với 227 USD / kWe. Chi phí hoạt động là khoảng 
1,2 USD / kWe (157 USD / tấn SO
2
). Chi phí vốn 
đơn vị tương ứng với chi phí vốn đơn vị trong 
báo cáo cuối cùng EBARA [8], báo cáo USEPA 
[9] và báo cáo IAEA [10] dựa trên mức giá 2 đôla 
/ W cho chi phí máy gia tốc. Công nghệ này cạnh 
THÔNG TIN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ HẠT NHÂN
28 Số 55 - Tháng 06/2018
tranh với những công nghệ thông thường từ hiệu 
suất loại bỏ và các quan điểm kinh tế. Ngay cả khi 
chi phí vốn của EBFGT cao hơn so với công nghệ 
xử lý dạng ướt FGD (Flue Gas desulfurization) 
hiện nay, quá trình EBFGT sẽ cạnh tranh hơn so 
với quá trình ướt FGD và SCR hiện tại cho SO
2
và NOx. Theo báo cáo của Cơ quan Năng lượng 
nguyên tử quốc tế (IAEA) năm 2009 với trường 
hợp nhà máy nhiệt điện có công suất 350 MW, 
lưu lượng khí thải 1.500.000 Nm3/h, đầu vào SO
2
và NOx nồng độ 5.500 ppm / 390 ppm, suất liều 
xạ 5-10 kGy, tổng công suất tiêu thụ là 10.200 
kW, sản phẩm phụ tạo ra là 32,9 tấn / giờ (100 đô 
la/tấn) [11] thì thu nhập từ việc bán sản phẩm phụ 
thu được từ công nghệ EBFGT có thể đạt hơn 26 
triệu đôla/năm. 
3.5- Khái quát ưu điểm của hệ thống 
xử lý khí thải EBFGT cho nhà máy điện nhiệt
Sau đây là những lợi thế được chứng minh 
- Quy trình sấy khô: Công nghệ xử lý SO
2
dạng ướt FGD thông thường (khử lưu huỳnh khí 
thải) cần lượng khí thải lớn trong nước sạch và 
sau khi xử lý nước thải, trong khi phương pháp 
EBFGT về cơ bản là khô, không tạo ra nước thải.
- Loại bỏ đồng thời SO
2
 và NOx: Đơn giản 
hơn FGD thông thường kết hợp với SCR (giảm 
xúc tác chọn lọc) để loại bỏ NOx.
- Sản phẩm phụ có thể sử dụng làm phân 
bón nông nghiệp: Sản phẩm phụ của FGD thông 
thường là thạch cao (chất thải) không thể sử dụng 
được ở một số nước. 
- Giá đầu tư thấp hơn so với công nghệ xử 
lý khí thải dạng ướt FGD.
Ngoài ra, công nghệ này có thể xử lý các 
chất thải khác như loại bỏ cả Furan, Dioxin, các 
kim loại nặng dạng pha hơi như thủy ngân, asen 
và chì, và các chất phóng xạ có hại tự nhiên như 
uracil và uranium, v.v
3.6- Khả năng ứng dụng công nghệ này 
ở Việt Nam
Hiện nay, ở Việt Nam có nhiều nhà máy 
nhiệt điện Phần lớn các nhà máy này mới chỉ có 
thiết bị xử lí bụi, một số có khả năng xử lí SO
2
, 
chưa có nhà máy nào có thiết bị xử lý NOx [12]. 
Việt Nam hiện có 21 nhà máy nhiệt điện than 
đang hoạt động, với tổng công suất lắp đặt hơn 
14.000 MW [13]. Nhiệt điện than được đánh giá 
là cho giá thành điện thấp chỉ sau thủy điện, bởi 
vốn đầu tư không quá cao và thời gian xây dựng 
nhanh. Tuy nhiên, bảo vệ môi trường lại là một 
thách thức do vấn đề trong xử lý khí thải và tro, 
xỉ của các nhà máy nhiệt điện than, nếu áp dụng 
công nghệ EBFGT vào xử lý khí thải thì giá thành 
này sẽ như thế nào? Công nghệ xử lý khí thải 
bằng chum tia electron EBFGT cho đến nay đã 
được đã được áp dụng thành công ở nhiều nước 
như Hoa Kỳ, Ba Lan, Nhật Bản, Trung Quốc
và thực tế chứng minh rằng công nghệ này có thể 
được mở rộng để đáp ứng các yêu cầu của các 
nhà máy nhiệt điện.
 Các nhà máy nhiệt điện ở Việt Nam có 
thể áp dụng công nghệ này dựa vào các tính năng 
vượt trội so với công nghệ xử lý khí thải hiện tại 
như sau:
• Loại bỏ đồng thời SO
2
 và NOx khỏi khí 
thải giúp bảo vệ môi trường.
• Đây là một quá trình khô và do đó không 
cần xử lý bùn hoặc xử lý chất thải.
• Chuyển đổi các chất ô nhiễm khói thành 
phân bón nông nghiệp.
• Cung cấp khả năng kiểm soát quá trình 
và theo dõi đơn giản.
• Vốn đầu tư và chi phí hoạt động thấp.
4. Kết luận
Công nghệ EBFGT có thể loại bỏ 95 % 
sulfur dioxide (SO
2
), 85% nitơ oxit (NOx) và các 
THÔNG TIN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ HẠT NHÂN
29Số 55 - Tháng 06/2018
hợp chất hữu cơ dễ bay hơi và đồng thời có thể 
loại bỏ cả Furan, Dioxin, các kim loại nặng dạng 
pha hơi như thủy ngân, asen và chì, và các chất 
phóng xạ có hại tự nhiên như uracil và uranium, 
v.v. 
Công nghệ xử lý khí thải bằng chùm tia 
điện tử năng lượng cao EBFGT rất hiệu quả so 
với các công nghệ xử lý khí thải khác. Các sản 
phẩm phụ được tạo ra được dùng làm phân bón 
chất lượng cao sử dụng trong nông nghiệp và có 
thể bán ra thị trường để thu lợi nhuận. Công nghệ 
này cũng có thể được áp dụng để kiểm soát ô 
nhiễm không khí trong các lò đốt các nhiên liệu 
khác nhau như than đá, than non, dầu nhiên liệu 
nặng, chất thải đô thị và các chất thải công nghiệp 
khác.
Phàng Đức Tín (Khoa Vật lý Y sinh, 
Trường Đại học Nguyễn Tất Thành), 
Jao-Perng LIN, Đặng Thanh Lương, 
Tsung-Ting Pai, Chien-Yi TING
__________________________________
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. World Health Organization. 7 million 
deaths in 2012 due to air pollution. March 25, 
2014.
2. WHO, “Burden of Disease from 
Household Air Pollution for 2012: Summary of 
Results”(WHO2016) 
health_topics/outdoorair/databases/FINAL_
HAP_AAP_BoD_24March2014.pdf?ua=1
3. The National Energy Bureau of Taiwan 
reported 2007. The proportion of coal-fired 
power plant.
4. Kim, K.J.; Kim, J.C.; Kim, J.; Sunwoo, 
Y. Development of Hybrid Technology Using 
e-Beam and Catalyst for Aromatic VOCs Control; 
Radiat. Phys. Chem. 2005, 73, 85-90.
5. Namba, H.; Tokunaga, O.; Hashimoto, S. 
Pilot-Scale Tests for Electron Beam Purification 
of Flue Gas from Coal-Combustion Boiler; 
Radiat. Phys. Chem. 1995, 46, 1103-1106.
6. Basfar A.A., Fageeha, O.I., Kunnummal 
N., Chmielewski A.G., Pawelec, A., Zimek Z. et 
al. A review on electron beam flue gas treatment 
(EBFGT) as a multicomponent air pollution 
control technology. NUKLEONIKA. 2010; 
55(3):271−277.
7. Kim J.K., Han B., Kim J., Doutzkinov N., 
Nikolov K., E-beam flue gas treatment plant for 
‘Sviloza Power Station’ AD. International topical 
meeting on nuclear research applications and 
utilization of accelerators; Vienna (Austria); 4-8 
May 2009; SM/EB—24
8. Frank, N. W., et al., Final Report Ebara 
Electron Beam Flue Gas Treatment Process, 
Indianapolis, Indiana Demonstration Unit, DOE 
Contract AE22-830PC60259.
9. USEPA report, “Multipollutant Emission 
Control Technology Options for Coal-fired Poer 
Plants”, EPA-600/R-05/034, 2005.
10. IAEA- TECDOC-1189, Radiation 
processing of flue gases: Guidelines for 
feasibilitystudies, IAEA 2000.
11. International Atomic Energy Agency. 
E-Beam Flue Gas Treatment Plant for “Sviloza 
Power Station” in Bulgaria- Engineering 
Consideration & Cost Evaluation. IAEA 2009.
12. https://baomoi.com/nguy-co-o-nhiem-
moi- t ruong- tu-cac-nha-may-nhie t -dien-
than/c/22621190.epi
13. h t t p s : / / m o s t . g o v . v n / c c h c / t i n -
tuc/525/12630/phat-trien-nhiet-dien-than-va-
cac-giai-phap-bao-ve-moi-truong-o-viet-nam.
aspx
14. Jao-Perng Lin, Duc-Tin Phang, Tsung-
Ting Pai, Chien-Yi Ting. High Energy Electron 
Beam Flue Gas Treatment Technology for 
Multicomponent Air Pollution and Airborne 
Toxic Substances from Incinerators and Thermal 
Power Plants. Taiwanese Journal of Applied 
Radiation and Isotopes. Mar 2018; Vol. 1 4, No. 
1, P1541 -1548.

File đính kèm:

  • pdfung_dung_chum_tia_electron_nang_luong_cao_trong_xu_ly_khong.pdf