Selective Catalytic Reduction (SCR) – hệ thống xử lý khí thải giúp cắt giảm đáng kể lượng oxit nitơ (NOx), một trong những thủ phạm chính gây ô nhiễm không khí và mưa axit. Vậy SCR hoạt động như thế nào và mang lại lợi ích gì cho môi trường? Hãy cùng Madin Chem tìm hiểu chi tiết trong bài viết dưới đây.

1. Selective Catalytic Reduction (SCR) là gì?

SCR (Selective Catalytic Reduction) là công nghệ xử lý khí thải chủ động. Đây là hệ thống được thiết kế để giảm phát thải oxit nitơ (NOx) sinh ra trong quá trình đốt cháy nhiên liệu của động cơ diesel.

Hệ thống SCR hoạt động bằng cách phun dung dịch urê (AdBlue hoặc AUS 40) vào dòng khí thải nóng. Khi đi qua bộ xúc tác, urê bị phân hủy thành amoniac (NH₃). Chất này sẽ phản ứng hóa học với NOx trong khí thải, biến chúng thành nitơ (N₂) và hơi nước (H₂O) – hai hợp chất hoàn toàn vô hại đối với môi trường.

Nhờ cơ chế này, SCR có thể giảm tới 90% lượng khí NOx. Ngoài ra, còn góp phần hạn chế bụi mịn (PM) và các loại khí độc hại khác.

2. Cấu tạo chính của hệ thống SCR

Một hệ thống SCR tiêu chuẩn thường bao gồm các thành phần chính sau:

• Bình chứa dung dịch urê (AdBlue/AUS 40): Lưu trữ dung dịch xử lý khí thải.
• Bơm và kim phun: Đưa một lượng dung dịch chính xác vào dòng khí thải.
• Bộ xúc tác SCR: Nơi xảy ra phản ứng hóa học giữa amoniac và NOx.
• Cảm biến NOx: Theo dõi nồng độ khí thải trước và sau xúc tác để điều chỉnh lượng dung dịch phun phù hợp.
• Bộ điều khiển điện tử (ECU): Tối ưu quá trình phun và giám sát toàn bộ hệ thống.

Nhờ sự phối hợp của các thành phần này, SCR đảm bảo hiệu quả xử lý cao mà không ảnh hưởng đến công suất vận hành của động cơ.

3. Nguyên lý hoạt động của SCR

Quá trình xử lý khí thải bằng SCR diễn ra theo các bước sau:

1. Sau khi nhiên liệu được đốt cháy trong buồng đốt, khí thải sinh ra sẽ chứa CO₂, hơi nước, một lượng nhỏ CO, HC và đặc biệt là NOx.
2. Trước khi đi qua bộ xúc tác, dung dịch AdBlue/AUS 40 được phun trực tiếp vào dòng khí thải nóng.
3. Dưới tác dụng của nhiệt độ cao, urê phân hủy thành amoniac (NH₃).
4. Khi khí thải đi qua bộ xúc tác SCR, NH₃ phản ứng với NOx và chuyển chúng thành N₂ và H₂O.
5. Kết quả là khí thải ra môi trường gần như sạch NOx, đáp ứng các tiêu chuẩn khí thải nghiêm ngặt nhất như Euro V, Euro VI, IMO Tier III.

4. Lợi ích khi sử dụng SCR

Ứng dụng công nghệ SCR mang lại nhiều lợi ích to lớn cả về môi trường lẫn vận hành:

• Giảm mạnh NOx. Hiệu quả lên đến 90%, góp phần cải thiện chất lượng không khí và giảm tác hại sức khỏe.
• Tiết kiệm nhiên liệu. Nhờ giảm nhu cầu tuần hoàn khí xả (EGR) và tối ưu quá trình đốt, động cơ đạt hiệu suất tốt hơn.
• Đáp ứng tiêu chuẩn khí thải. Giúp phương tiện và thiết bị đạt chuẩn Euro V/VI hoặc các quy định quốc tế về hàng hải.
• Tuổi thọ động cơ cao hơn. Quá trình đốt cháy sạch hơn, ít hình thành muội than, bảo vệ hệ thống động cơ.

Trong tương lai, SCR sẽ tiếp tục đóng vai trò quan trọng trong việc giảm khí thải NOx. Đặc biệt là trong lĩnh vực vận tải biển và vận tải đường dài. Song song với đó, các nhà sản xuất đang nghiên cứu xúc tác bền nhiệt hơn, tối ưu quá trình phun urê và phát triển dung dịch xử lý thế hệ mới nhằm nâng cao hiệu quả, giảm chi phí vận hành.

Selective Catalytic Reduction (SCR) là một trong những giải pháp công nghệ hàng đầu giúp giảm thiểu khí thải NOx từ động cơ diesel. Với cơ chế chuyển hóa đơn giản nhưng hiệu quả, SCR không chỉ giúp bảo vệ môi trường, cải thiện chất lượng không khí mà còn hỗ trợ các doanh nghiệp và ngành công nghiệp đáp ứng tiêu chuẩn khí thải ngày càng nghiêm ngặt.

Trong bối cảnh xu hướng phát triển bền vững và kinh tế xanh, SCR sẽ tiếp tục là lựa chọn tất yếu cho nhiều lĩnh vực vận tải và công nghiệp trên toàn cầu.