Trong các nhà máy nhiệt điện đốt than (đặc biệt than có hàm lượng lưu huỳnh cao), khí thải chứa SO₂ và SO₃ là nguyên nhân chính gây ăn mòn hóa học túi lọc bụi. Đây là một trong những yếu tố làm giảm tuổi thọ túi lọc nhanh nhất, dẫn đến rò rỉ bụi, tăng phát thải và chi phí vận hành cao.
Cơ chế gây ăn mòn hóa học
Khi đốt than chứa lưu huỳnh:
- Lưu huỳnh chuyển hóa thành SO₂ (chiếm phần lớn) và một lượng nhỏ SO₃.
- Khi nhiệt độ khí thải xuống dưới điểm sương axit (acid dew point, thường 120–160°C tùy hàm lượng SO₃ và độ ẩm), SO₃ kết hợp với hơi nước tạo thành axit sulfuric (H₂SO₄) ngưng tụ trên bề mặt túi lọc.
Axit sulfuric tấn công vào sợi vải, gây:
- Phân hủy hóa học (chemical attack).
- Thủy phân (hydrolysis) đối với một số loại sợi.
- Làm giòn, nứt, giảm độ bền cơ học và tạo lỗ thủng.
Ngoài ra, khi dừng lò hoặc giảm tải đột ngột, nhiệt độ rơi nhanh qua điểm sương axit càng làm tình trạng nặng hơn.
Ảnh hưởng đến các loại vật liệu túi lọc phổ biến
PPS hiện là vật liệu phổ biến nhất cho nhà máy nhiệt điện đốt than nhờ khả năng kháng axit sulfuric tốt và chi phí hợp lý. PTFE hoặc hỗn hợp PPS/PTFE được dùng khi yêu cầu kháng hóa chất cực cao hoặc tuổi thọ dài.
Dấu hiệu nhận biết túi lọc bị ăn mòn hóa học
- Túi bị cứng giòn, dễ rách khi giũ bụi.
- Xuất hiện lỗ thủng nhỏ, đường may bị yếu.
- Độ bền kéo giảm mạnh (kiểm tra lab).
- Áp suất chênh lệch (ΔP) tăng bất thường hoặc phát thải bụi tăng dù túi còn mới.
- Bề mặt túi bị đổi màu, có vết loang axit.
- Tuổi thọ túi thực tế chỉ đạt 30–50% so với thiết kế.
Giải pháp xử lý và phòng ngừa toàn diện
4.1. Lựa chọn đúng vật liệu túi lọc
- Ưu tiên PPS (550–600 g/m²) hoặc PPS + màng PTFE cho hầu hết nhà máy nhiệt điện than.
- Than lưu huỳnh cao hoặc môi trường khắc nghiệt: dùng PPS/PTFE blend hoặc 100% PTFE.
- Yêu cầu phủ chống axit, chống ẩm, chống dầu (PTFE dispersion coating) và màng PTFE để tăng hiệu suất lọc và bảo vệ sợi.
4.2. Kiểm soát nhiệt độ vận hành
- Duy trì nhiệt độ khí thải vào túi lọc cao hơn điểm sương axit ít nhất 15–25°C.
- Bảo ôn đường ống và vỏ thiết bị lọc bụi tốt.
- Tránh để nhiệt độ rơi thấp khi giảm tải hoặc dừng lò (có thể dùng hệ thống gia nhiệt phụ hoặc giữ quạt chạy).
4.3. Giảm nồng độ axit trong khí thải
- Sử dụng hệ thống khử lưu huỳnh (FGD – ướt hoặc khô) hiệu quả.
- Phun chất hấp phụ (hydrated lime, sodium bicarbonate…) trước túi lọc (Dry Sorbent Injection – DSI) để trung hòa SO₃/SO₂.
- Một số nhà máy tiêm ammonia để tạo muối ammonium sulfate, giảm axit tự do.
4.4. Tối ưu vận hành và bảo dưỡng
- Tránh khởi động/dừng lò quá nhiều lần.
- Kiểm soát độ ẩm khí thải.
- Giám sát liên tục nhiệt độ đầu vào, ΔP và phát thải.
- Thay túi đồng loạt theo lịch (không thay cuốn chiếu).
- Kiểm tra định kỳ khung lồng (cage) – khung bị gỉ sẽ làm mài mòn túi nhanh hơn.
4.5. Biện pháp bổ sung
- Dùng túi có chỉ may PTFE và keo bịt đường may chịu axit/nhiệt cao.
- Lắp đặt hệ thống giám sát online nhiệt độ và điểm sương.
- Khi thay túi, phân tích mẫu túi hỏng tại phòng thí nghiệm để xác định chính xác nguyên nhân (axit, oxy hóa, mài mòn…).
Khuyến nghị thực tế cho nhà máy nhiệt điện Việt Nam
Với than nhập khẩu hoặc than nội địa có hàm lượng lưu huỳnh trung bình – cao, giải pháp phổ biến và hiệu quả nhất hiện nay là:
Túi PPS + màng PTFE hoặc PPS/PTFE blend.
Kết hợp kiểm soát nhiệt độ chặt chẽ và hệ thống DSI hoặc FGD.
Tuổi thọ túi có thể đạt 3–5 năm nếu vận hành đúng, thay vì chỉ 1–2 năm như túi Nomex hoặc Polyester thông thường.
Ăn mòn hóa học do lưu huỳnh là vấn đề có thể kiểm soát được nếu lựa chọn đúng vật liệu túi lọc và duy trì điều kiện vận hành trên điểm sương axit. Việc đầu tư vào túi lọc kháng axit tốt (PPS hoặc PTFE) và kiểm soát nhiệt độ/độ ẩm sẽ mang lại hiệu quả kinh tế rõ rệt thông qua việc kéo dài tuổi thọ túi, giảm phát thải và giảm chi phí dừng máy.
Nếu nhà máy đang gặp tình trạng túi lọc hỏng sớm do ăn mòn, nên gửi mẫu túi và dữ liệu vận hành (nhiệt độ, nồng độ SO₂/SO₃, độ ẩm) để nhà cung cấp tư vấn lựa chọn vật liệu phù hợp nhất.
