Scrubber, hay còn gọi là tháp xử lý khí thải, là một bộ phận quan trọng trong hệ thống xử lý khí, có nhiệm vụ làm sạch, loại bỏ hoặc giảm nồng độ các chất ô nhiễm trong dòng khí. Thông thường, khí thải được thu gom từ các dây chuyền sản xuất công nghiệp hoặc các quá trình đốt nhiên liệu (như lò hơi, lò đốt) trước khi dẫn vào tháp. Dòng khí này thường chứa nhiều khí độc, hơi axit và các tạp chất khác; với hệ thống scrubber phù hợp, có thể giảm được khoảng 80–95% tải lượng ô nhiễm tùy theo công nghệ và điều kiện vận hành.
Tháp rửa khí là gì
Tháp rửa khí (scrubber) là thiết bị xử lý khí thải trong công nghiệp, hoạt động theo nguyên lý cho dòng khí ô nhiễm tiếp xúc trực tiếp với chất lỏng (nước hoặc dung dịch hóa chất), từ đó hấp thụ, trung hòa và giữ lại bụi bẩn, các khí độc hại (SOx, NOx, HCl, bụi mịn PM2.5, VOCs…) trước khi xả ra môi trường, giúp bảo vệ môi trường và đáp ứng các quy chuẩn khí thải; thông thường tháp được thiết kế dạng trụ đứng, bên trong có lớp vật liệu đệm hoặc khay phân phối để tăng diện tích tiếp xúc, đạt hiệu suất xử lý khoảng 85–99% tùy điều kiện vận hành.
Cấu tạo tháp rửa khí
Cấu tạo tháp rửa khí (scrubber) điển hình gồm thân tháp, hệ thống cấp – phun dung dịch (bơm, đầu/béc phun), lớp vật liệu đệm (tăng diện tích tiếp xúc), bể chứa dung dịch (nước hoặc hóa chất), quạt hút tạo dòng khí, bộ tách ẩm/màng chắn sương để giữ lại các giọt lỏng trước khi khí sạch ra ngoài. Toàn bộ hệ thống làm việc dựa trên nguyên lý cho khí thải ô nhiễm tiếp xúc cưỡng bức với dòng chất lỏng để loại bỏ hơi khí độc và bụi bẩn; với các model công nghiệp, chiều cao tháp thường từ 3–12 m, đường kính 600–2.500 mm tùy lưu lượng.
Các bộ phận chính:
-
Thân tháp (Tower Body): Kết cấu chính dạng trụ tròn hoặc hộp chữ nhật, chế tạo bằng vật liệu chống ăn mòn như composite FRP, nhựa PP, PVC, hoặc thép không gỉ (Inox 304/316); độ dày vỏ thường 4–10 mm tùy áp suất làm việc.
-
Cửa vào/Buồng phân phối khí (Gas Inlet): Là vị trí khí thải đi vào tháp, bố trí ở phần đáy hoặc sườn tháp, có nhiệm vụ phân phối lại lưu lượng khí, hạn chế tổn thất áp và hiện tượng xoáy cục bộ.
-
Lớp vật liệu đệm (Packing Layer): Gồm các chi tiết rỗng như vòng Pall, vòng Raschig, packing dạng yên ngựa, bóng nhựa/sứ… được xếp chồng thành tầng nhằm gia tăng diện tích bề mặt tiếp xúc khí–lỏng; diện tích bề mặt có thể đạt 100–250 m²/m³ thể tích đệm.
-
Hệ thống phun dung dịch (Spray System): Bơm và dàn béc phun phân tán dung dịch rửa thành sương mịn, phủ đều lên lớp đệm để tối ưu quá trình hấp thụ/trung hòa; áp lực phun thường trong khoảng 1,5–3 bar.
-
Bồn/bể chứa dung dịch (Sump/Reservoir): Nơi lưu trữ nước hoặc dung dịch hóa chất (NaOH, HCl, H₂SO₄…) dùng để hấp thụ và trung hòa chất ô nhiễm; có thể trang bị cảm biến mức và pH (pH kiềm thường 8–10 khi dùng NaOH).
-
Bơm tuần hoàn (Circulating Pump): Đảm nhận việc hút dung dịch từ bể chứa và cấp lại cho hệ thống phun, vận hành liên tục hoặc theo chu kỳ, lưu lượng từ vài m³/h đến hàng chục m³/h tùy công suất tháp.
-
Bộ tách ẩm/màng chắn sương (Demister/Mist Eliminator): Gắn ở phần trên của tháp, có dạng lưới inox, lưới nhựa hoặc tấm PVC dạng sóng; nhiệm vụ là giữ lại hơi nước và các giọt lỏng li ti bị cuốn theo, giúp khí sau xử lý khô hơn, giảm thất thoát dung dịch.
-
Quạt hút (Fan/Blower): Tạo độ chênh áp để hút khí bẩn đi qua tháp và đẩy dòng khí đã xử lý ra ống khói hoặc hệ thống tiếp theo; áp suất tĩnh thường từ 800–2.000 Pa, lựa chọn theo tổng trở hệ thống.
-
Hệ thống xả và hoàn nguyên dung dịch: Bao gồm các van xả bùn cặn, đường xả dung dịch đã suy giảm hiệu quả và (nếu có) hệ thống cấp bổ sung hóa chất/nước mới, giúp duy trì nồng độ dung dịch trong giới hạn cho phép và kéo dài tuổi thọ thiết bị.
Nguyên ly hoạt động tháp rửa khí
Nguyên lý vận hành của tháp rửa khí dựa trên sự tiếp xúc ngược chiều giữa dòng khí thải ô nhiễm đi từ dưới lên và dòng dung dịch rửa (nước/dung dịch hóa chất) được phun từ trên xuống, tạo nên vùng tiếp xúc khí–lỏng rất mạnh. Tại đây, các chất ô nhiễm (bụi, khí độc, hơi axit…) bị bắt giữ thông qua cơ chế hấp thụ vật lý (hòa tan vào chất lỏng), hấp thụ hóa học (phản ứng – trung hòa) hoặc bám dính lên bề mặt ướt của lớp vật liệu đệm. Khí sau xử lý đạt độ sạch cao (hiệu suất có thể tới 85–99% tùy hệ thống) rồi thoát ra ngoài, còn dung dịch bẩn được thu hồi về đáy tháp để xử lý hoặc tuần hoàn lại.
Quy trình hoạt động cơ bản:
-
Dẫn khí vào tháp: Quạt hút (hoặc quạt đẩy) đưa dòng khí thải chứa bụi, khí độc, mùi khó chịu từ hệ thống sản xuất vào đáy hoặc hông tháp, sau đó khí di chuyển theo chiều từ dưới lên đỉnh tháp với vận tốc thường khoảng 1–3 m/s.
-
Phun dung dịch rửa: Hệ thống béc phun bố trí ở phía trên tháp phun dung dịch rửa (nước hoặc dung dịch kiềm/axit) xuống tạo thành màn sương hoặc màng lỏng dày, phủ đều lên lớp đệm; lưu lượng dung dịch thường được điều chỉnh theo tỉ lệ L/G (lỏng/khí).
-
Tiếp xúc & bắt giữ chất ô nhiễm:
Khi khí và dung dịch chuyển động ngược chiều, chúng tiếp xúc với nhau liên tục, các chất ô nhiễm sẽ được xử lý thông qua:-
Hòa tan (hấp thụ vật lý): Một phần bụi và các khí dễ tan đi vào trong dung dịch (ví dụ dùng nước để cuốn bụi, hấp thụ một phần khí hòa tan).
-
Phản ứng (hấp thụ hóa học): Khí độc phản ứng với dung dịch hóa chất (chẳng hạn dung dịch kiềm NaOH trung hòa SO₂, HCl, HF…), thường được khống chế trong dải pH thích hợp (ví dụ pH 8–10 đối với dung dịch kiềm).
-
Bám dính/lắng đọng: Hạt bụi, sương, hơi bẩn bám vào bề mặt ướt của vật liệu đệm, sau đó rơi xuống cùng dòng dung dịch; thời gian tiếp xúc thường từ 0,5–2 giây tùy chiều cao lớp đệm.
-
-
Tách giọt & thải khí sạch: Dòng khí sau khi được làm sạch đi qua bộ tách giọt (demister), nơi các giọt dung dịch li ti và hơi nước bị giữ lại, giúp khí trước khi xả ra ống khói hoặc môi trường khô hơn, giảm thất thoát dung dịch rửa.
-
Thu hồi & xử lý dung dịch:Dung dịch đã bão hòa hoặc chứa nhiều cặn bẩn được gom về đáy tháp. Tại đây có thể:
-
Xả bỏ định kỳ để đưa đi xử lý theo quy định môi trường.
-
Bổ sung nước hoặc hóa chất mới và tuần hoàn lại nếu nồng độ vẫn nằm trong giới hạn cho phép, giúp tiết kiệm chi phí vận hành.
-
Ưu, nhược điểm của tháp rửa khí
Tháp rửa khí (scrubber) nổi bật với khả năng xử lý khí thải hiệu quả cao, hiệu suất loại bỏ chất ô nhiễm thường đạt khoảng 90–99% tùy điều kiện vận hành, cách lựa chọn hóa chất và thiết kế tháp. Thiết bị vận hành tương đối đơn giản, tiêu thụ ít điện năng (chủ yếu cho quạt và bơm tuần hoàn) và có thể xử lý đồng thời nhiều loại khí độc hại như SO₂, HCl, NH₃ kèm theo bụi thô, bụi mịn. Tuy nhiên, hệ thống cũng tồn tại một số hạn chế như phát sinh nước thải/bùn thải cần xử lý tiếp theo, nguy cơ ăn mòn thiết bị (đặc biệt với tháp ướt dùng cho khí axit/kiềm mạnh), chi phí hóa chất/vật liệu và vận hành có thể cao hơn đối với tháp khô, đồng thời phải bảo trì, vệ sinh định kỳ để giữ hiệu suất ổn định.
Ưu điểm
-
Hiệu quả xử lý cao: Có thể lọc trên 90–99% bụi và các khí dễ hòa tan trong nước/dung dịch, giảm đáng kể nồng độ SO₂, HCl, NH₃… trong dòng khí thải; nhiều hệ thống thực tế duy trì hiệu suất quanh mức 95% nếu được vận hành đúng kỹ thuật.
-
Vận hành đơn giản & ổn định: Cấu tạo không quá phức tạp, dễ vận hành, dễ đào tạo nhân sự, có thể tích hợp điều khiển tự động (PLC, cảm biến mức, pH) để hệ thống chạy ổn định, ít phải can thiệp thủ công.
-
Tiết kiệm năng lượng:
Chủ yếu tiêu thụ điện cho quạt và bơm tuần hoàn với mức tiêu hao tương đối thấp, chi phí vận hành trên mỗi 1.000 m³ khí xử lý thường ở mức chấp nhận được so với các công nghệ xử lý khí khác. -
Tính linh hoạt cao: Dễ tùy biến kích thước, hình dạng (trụ tròn, vuông, chữ nhật) để phù hợp không gian lắp đặt và lưu lượng khí; có thể thiết kế cho khí thải nhiệt độ cao kèm thêm bộ làm mát nếu cần.
-
Xử lý đồng thời nhiều chất ô nhiễm: Trong cùng một tháp có thể vừa loại bỏ bụi, vừa xử lý khí độc/hơi axit, giúp tối ưu diện tích lắp đặt và giảm số lượng thiết bị trong dây chuyền xử lý.
Nhược điểm
-
Phát sinh nước thải/bùn thải: Tạo ra dòng nước thải và bùn lắng chứa chất ô nhiễm (muối, kim loại nặng, cặn hóa chất…) cần đầu tư thêm hệ thống xử lý, làm tăng chi phí vận hành và tuân thủ môi trường.
-
Nguy cơ ăn mòn thiết bị: Với dòng khí hoặc dung dịch có tính axit/kiềm mạnh, nếu không chọn đúng vật liệu (FRP, PP, PVC, Inox) và không kiểm soát tốt pH, tháp có thể bị ăn mòn, giảm tuổi thọ, phải thay thế sau vài năm sử dụng.
-
Chi phí cao đối với tháp khô: Khi sử dụng vật liệu hấp thụ khô (vôi, NaHCO₃, Ca(OH)₂…), chi phí mua, thay mới và xử lý chất hấp thụ đã dùng có thể khá tốn kém, đặc biệt với hệ thống lưu lượng lớn.
-
Rủi ro cuốn/tràn nước: Nếu vận tốc khí quá cao (ví dụ >3–4 m/s) hoặc thiết kế chưa tối ưu, nước có thể bị cuốn ngược lên theo dòng khí gây tổn thất dung dịch, tăng tải cho bộ tách giọt và làm giảm hiệu quả xử lý.
-
Hiệu suất thấp hơn với tháp khô: Đối với khí thải phức tạp, chứa nhiều thành phần và nồng độ cao, tháp rửa khô thường cho hiệu quả thấp hơn tháp ướt (có thể kém hơn khoảng 5–15%), khó đạt hiệu suất rất cao nếu không kết hợp thêm công đoạn xử lý khác.
Ứng dụng của tháp rửa khí
Tháp rửa khí (scrubber) được ứng dụng rất rộng rãi trong nhiều lĩnh vực công nghiệp để xử lý khí thải, khử bụi mịn, hơi axit, khí độc (SOx, NOx, HCl, H₂S, NH₃) và mùi khó chịu, qua đó góp phần bảo vệ môi trường, đảm bảo sức khỏe người lao động và đáp ứng các quy chuẩn khí thải (QCVN). Thiết bị này thường xuất hiện tại các nhà máy hóa chất, xi mạ, luyện kim, lò hơi – nhiệt điện, trạm xử lý nước thải, cơ sở chế biến thực phẩm, dược phẩm… với lưu lượng xử lý từ vài nghìn đến hàng trăm nghìn Nm³/h.
Một số ứng dụng tiêu biểu:
-
Ngành Hóa chất & Xi mạ:
-
Hấp thụ hơi axit mạnh (HCl, H₂SO₄, HNO₃) và hơi kim loại nặng (như Cr(VI)) phát sinh từ các bể mạ, bể tẩy rửa.
-
Xử lý khí thải trong quá trình sản xuất phân bón, thuốc bảo vệ thực vật, hạn chế hơi độc lan ra khu vực xung quanh.
-
-
Ngành Luyện kim & Sản xuất thép:
-
Loại bỏ bụi mịn và các khí độc (SO₂, NOx) từ lò nung, lò đúc, lò hồ quang…
-
Giảm tải ô nhiễm cho hệ thống lọc bụi túi vải hoặc cyclone khi làm việc kết hợp.
-
-
Nhà máy Nhiệt điện & Hệ thống lò hơi:
-
Giảm nồng độ bụi và khí ô nhiễm (SOx, NOx, COx) hình thành trong quá trình đốt than, dầu, sinh khối.
-
Hỗ trợ nhà máy duy trì nồng độ phát thải dưới ngưỡng cho phép (thường vài trăm mg/Nm³ tùy quy chuẩn).
-
-
Trạm Xử lý nước thải, bãi bùn:
-
Kiểm soát hơi khí độc và mùi hôi (H₂S, NH₃) phát sinh từ bể điều hòa, bể UASB, bể nén bùn.
-
Hấp thụ các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOC) từ nắp bể, khu vực chứa hóa chất.
-
-
Hệ thống châm khí Clo & hóa chất khử trùng:
-
Thu gom và hấp thụ khí Clo dư, hạn chế nguy cơ rò rỉ gây ngạt cho khu vực xung quanh.
-
Thường lắp kèm tại các nhà máy nước sạch, trạm cấp nước công nghiệp.
-
-
Ngành Thực phẩm & Dược phẩm:
-
Xử lý mùi, hơi dầu mỡ, hơi hữu cơ từ các dây chuyền chiên, sấy, cô đặc, trộn phụ gia.
-
Giảm phát thải VOC trong sản xuất thuốc, dược phẩm, hương liệu, đảm bảo môi trường làm việc an toàn.
-
-
Ngành Sơn, In ấn & Chế biến gỗ:
-
Khử hơi dung môi, hóa chất sơn, keo dán, VOC và bụi sơn từ buồng phun sơn, buồng sấy.
-
Hạn chế mùi sơn lan rộng, giảm rủi ro ảnh hưởng đến khu dân cư xung quanh.
-
Lợi ích chính khi sử dụng tháp rửa khí:
-
Bảo vệ môi trường: Giảm đáng kể tải lượng ô nhiễm không khí, nhiều hệ thống đạt hiệu suất khử khí độc và bụi trên 90–95%, góp phần giảm hiện tượng khói, mùi, sương axit.
-
Tuân thủ quy định pháp luật: Hỗ trợ doanh nghiệp đáp ứng các quy chuẩn khí thải (QCVN) hiện hành, hạn chế nguy cơ bị xử phạt, đình chỉ hoạt động.
-
Đảm bảo an toàn & sức khỏe lao động: Cải thiện chất lượng không khí trong và xung quanh nhà xưởng, giảm nguy cơ kích ứng đường hô hấp, ăn mòn thiết bị, nâng cao điều kiện làm việc cho công nhân.
-
Tính linh hoạt cao: Có thể xử lý nhiều loại khí thải khác nhau chỉ bằng cách thay đổi hoặc điều chỉnh dung dịch hấp thụ (nước, dung dịch kiềm, dung dịch axit, dung dịch oxy hóa…), dễ mở rộng công suất khi dây chuyền sản xuất tăng tải.
DOBACO – Đơn vị cung cấp tháp rửa khí uy tín, chất lượng
DOBACO là đơn vị chuyên thiết kế, gia công và lắp đặt tháp rửa khí (scrubber) uy tín, chất lượng cao cho nhiều ngành công nghiệp khác nhau. Với đội ngũ kỹ sư giàu kinh nghiệm và hệ thống sản xuất hiện đại, DOBACO tối ưu giải pháp theo từng bài toán thực tế, đảm bảo hiệu suất xử lý khí thải đạt chuẩn QCVN, vận hành ổn định và tiết kiệm chi phí. Chúng tôi nhận tư vấn – thiết kế – thi công trọn gói, cung cấp đầy đủ hồ sơ kỹ thuật, hướng dẫn vận hành và chế độ bảo hành rõ ràng, đồng hành cùng doanh nghiệp trong suốt quá trình sử dụng hệ thống.
