Công nghệ xúc tác mới: Xử lý hiệu quả khí thải trong quá trình sản xuất công nghiệp

GS.TS Lê Minh Thắng- Viện Kỹ thuật Hóa học của Đại học Bách khoa Hà Nội cho biết, ở Việt Nam hiện chưa có thị trường cho các chất xúc tác công nghiệp. Các phương pháp xử lý khí thải công nghiệp hiện nay chỉ có thể giải quyết được phần nào bài toán môi trường nhưng hiệu quả của chúng không cao và chỉ giữ lại các chất ô nhiễm chứ không xử lý, do đó vẫn tạo nên gánh nặng xử lý sau này.

Đó là lý do từ nhiều năm nay, nhóm nghiên cứu của GS.TS Lê Minh Thắng đã tìm cách phát triển công nghệ nội địa sử dụng lõi gốm Cordierit và các chất xúc tác từ hỗn hợp oxit kim loại chuyển tiếp Mn, Co, Ce, Zr, Ba để xử lý các loại khí thải của nhà máy. Kết quả cho thấy sản phẩm xúc tác này có thể làm giảm 100% khí CO, hơn 90% hydrocacbon và 70% NOx trong dòng khí thải ở điều kiện thích hợp.

Hỗn hợp xúc tác từ oxit kim loại chuyển tiếp đã được so sánh đối chứng với các xúc tác từ kim loại quý (thường là Pt-Pd) sử dụng trong động cơ xe Vespa. Kết quả cho thấy chúng có khả năng xử lý tương đương nhưng chuyển hóa các chất ở nhiệt độ thấp hơn đáng kể, chỉ từ 250- 300 độ C, so với mức 350- 500 độ C của chất xúc tác thương mại thông thường.

Theo GS.TS Lê Minh Thắng, phần lớn các nhà máy hiện nay đã có sẵn công nghệ đốt và thiết bị hạ tầng nên không phải lúc nào họ cũng có thể lắp đặt bộ xúc tác xử lý khí thải ở những vị trí tốt nhất để tận dụng được nguồn nhiệt sẵn có. Đôi khi, người ta phải dẫn khí thải ra một đường mới và có thể phải bổ sung thêm nhiệt để xử lý. Do vậy, giảm được năng lượng cần thiết để gia nhiệt là giảm được chi phí lớn.

Thêm vào đó, hỗn hợp xúc tác oxit kim loại có khả năng hoạt động ở nhiệt độ thấp nên ngay khi quá trình nhiệt trong nhà máy chưa đạt đến nhiệt độ cao, các quá trình xử lý khí ô nhiễm đã có thể diễn ra.

GS.TS Lê Minh Thắng (ngoài cùng bên phải) và các cộng sự bên sơ đồ công nghệ xử lý khí thải công nghiệp.

Ưu điểm của sản phẩm này ngoài việc giảm được đáng kể giá thành so với các sản phẩm nhập ngoại từ kim loại quý đắt tiền là còn có khả năng ổn định cao hơn vì những xúc tác kim loại quý dễ bị thiêu kết trong môi trường nhiệt độ cao và dễ mất hoạt tính sau một thời gian ngắn khi gặp clo và lưu huỳnh trong khí thải.

Bên cạnh đó, GS.TS Lê Minh Thắng tiết lộ, chúng đã “sẵn sàng để áp dụng thương mại”. Hiện nay, một số nhà máy nhiệt phân cao su phế thải ở Hải Dương đã lắp đặt bộ xúc tác này trên hệ thống ống xả với chi phí khoảng 100 triệu đồng/lần. Phải sau tối thiểu 2-3 năm, các nhà máy này mới cần phải thay thế bộ xúc tác.

Các kỹ sư của nhóm nghiên cứu cho biết sau khi lắp đặt, người sử dụng không phải điều chỉnh gì ngoại trừ việc đảm bảo các yếu tố công nghệ như thiết kế. Trước khi sử dụng xúc tác xử lý khí thải, các nhà máy phải được khảo sát công nghệ để “may đo” ra những hỗn hợp xúc tác tối ưu và có được sự tư vấn, hỗ trợ kỹ thuật tốt nhất trong quá trình vận hành.

Tuy nhiên cơ hội ra thị trường của sản phẩm xúc tác xử lý khí thải vẫn còn hạn chế do các doanh nghiệp Việt Nam vẫn chưa thực sự quan tâm đến vấn đề môi trường. Đại diện nhóm nghiên cứu tin rằng họ có thể góp phần thúc đẩy phần nào sự quan tâm đó bằng cách tạo ra một thị trường mới cho những chất xúc tác xử lý khí thải công nghiệp ở Việt Nam, bởi khi sản phẩm sẵn có với chi phí hợp lý thì doanh nghiệp sẽ chủ động hơn.

Công nghệ chế tạo bộ xúc tác hỗn hợp oxit kim loại của GS.TS Lê Minh Thắng và các cộng sự đã được Cục Sở hữu trí tuệ cấp Bằng độc quyền sáng chế số 1-0020257 công bố vào ngày 25/1/2019.