Khi các lò hơi đốt than hoạt động thì thường phát sinh lượng khí thải lớn và vô cùng độc hại. Vậy nên việc tìm kiếm các giải pháp xử lý khí thải lò hơi đốt than luôn được chú trọng. Vậy đâu là công nghệ phù hợp? Nên chọn đơn vị nào để tư vấn, thiết kế, cung cấp giải pháp loại khí thải này. Cùng khám phá ngay nhé!
Giới thiệu về lò hơi đốt than
Lò hơi đốt than là thiết bị công nghiệp tạo ra hơi nước bão hòa từ việc đốt cháy than đá. Nguồn năng lượng nhiệt này phục vụ cho nhiều quy trình sản xuất và vận hành máy móc.
Nguyên lý hoạt động và ứng dụng sơ khai
Lò hơi hoạt động bằng cách đốt cháy nhiên liệu trong buồng đốt, tạo ra nhiệt lượng lớn. Nhiệt lượng này được truyền qua các dàn ống để đun sôi nước, biến nước thành hơi ở áp suất và nhiệt độ cao. Hơi nước sau đó được dẫn đến các thiết bị để cung cấp năng lượng.
Công nghệ này là nền tảng của cuộc Cách mạng Công nghiệp. Vào đầu thế kỷ 20, lò hơi đốt than là trái tim của các động cơ hơi nước, cung cấp năng lượng cho đầu máy xe lửa và tàu thủy. Hình ảnh những cột khói từ các phương tiện này chính là khói thải từ lò hơi. Than đá là nhiên liệu chính, gần như duy nhất, cho các lò hơi thời kỳ này.
Ứng dụng trong công nghiệp
Ngày nay, lò hơi đốt than vẫn đóng vai trò quan trọng trong nhiều ngành công nghiệp:
- Sản xuất điện: Cung cấp hơi để chạy tua-bin trong các nhà máy nhiệt điện.
- Công nghiệp dệt may: Phục vụ cho các công đoạn sấy, nhuộm và là (ủi) vải.
- Chế biến thực phẩm: Dùng để hấp, sấy, thanh trùng và cô đặc sản phẩm.
- Sản xuất vật liệu: Cung cấp nhiệt cho các ngành sản xuất giấy, xi măng và hóa chất.
Nguyên lý hoạt động của lò hơi đốt than
Lò hơi đốt than hoạt động dựa trên nguyên tắc chính là chuyển đổi hóa năng của than thành nhiệt năng của hơi nước. Quá trình này phục vụ cho các nhu cầu nhiệt trong sản xuất công nghiệp.
Quy trình hoạt động tuần hoàn, khép kín:
- Đốt nhiên liệu: Than được đưa vào buồng đốt và cháy, tạo ra nhiệt lượng lớn.
- Tạo hơi: Lượng nhiệt này đốt nóng dàn ống dẫn nước, khiến nước bên trong sôi và hóa hơi. Hỗn hợp nước và hơi được dẫn lên trống hơi (bao hơi).
- Tách hơi: Tại trống hơi, hơi nước được tách ra. Nước chưa bốc hơi sẽ quay lại dàn ống để tiếp tục đun sôi.
- Tạo hơi quá nhiệt: Hơi bão hòa sau khi tách ra sẽ được dẫn đến bộ quá nhiệt. Tại đây, hơi tiếp tục được gia nhiệt để tăng nhiệt độ và áp suất, tạo thành hơi quá nhiệt (hơi khô) có nhiệt năng cao.
- Cung cấp nhiệt: Hơi quá nhiệt được dẫn qua hệ thống đường ống để cung cấp nhiệt cho các thiết bị sản xuất.
- Tuần hoàn: Sau khi cung cấp nhiệt, hơi sẽ ngưng tụ thành nước. Lượng nước này được thu hồi và bơm trở lại bể chứa để bắt đầu một chu trình mới.
Có hai loại lò hơi chính là : lò hơi ghi xích và lò hơi ghi tĩnh.
1. Lò hơi ghi xích
Lò hơi ghi xích là một trong những loại lò hơi đốt than phổ biến nhất tại Việt Nam, đặc biệt phù hợp với các doanh nghiệp quy mô vừa và nhỏ.
Ưu điểm
- Vận hành tự động: Lò được trang bị hệ thống cấp than và thải xỉ tự động, giúp giảm thiểu nhân công và đơn giản hóa quy trình vận hành.
- Nhiên liệu đa dạng: Lò có khả năng đốt nhiều loại nhiên liệu có kích thước không đồng đều, từ than cục đến than cám, hoặc kết hợp các loại nhiên liệu sinh khối như trấu, mùn cưa.
- Bảo trì đơn giản: Cấu tạo không quá phức tạp giúp việc bảo trì, sửa chữa dễ dàng và ít tốn kém.
Nhược điểm
- Hao mòn cơ khí: Ghi xích là một bộ phận chuyển động liên tục trong môi trường nhiệt độ cao, do đó có nguy cơ hao mòn và hư hỏng cao hơn các bộ phận tĩnh.
- Tổn thất nhiệt: Một lượng nhiệt đáng kể bị mất đi theo xỉ thải ra ngoài, làm giảm hiệu suất nhiệt tổng thể của lò hơi.
- Hạn chế về công suất: Do giới hạn về diện tích buồng đốt và hiệu suất, lò hơi ghi xích thường không được chế tạo với công suất lớn.
2. Lò hơi ghi tĩnh
Lò hơi ghi tĩnh là loại lò hơi có công nghệ lâu đời, vận hành chủ yếu bằng phương pháp thủ công. Lò phù hợp với các cơ sở sản xuất có quy mô nhỏ, yêu cầu chi phí đầu tư ban đầu thấp.
Ưu điểm
- Chi phí thấp: Thiết kế đơn giản giúp chi phí đầu tư và chế tạo thấp hơn so với các loại lò hơi tự động.
- Đốt đa nhiên liệu: Lò có thể đốt được nhiều loại nhiên liệu phổ biến, giá rẻ tại Việt Nam như than cục, củi, trấu, mùn cưa, dăm bào, kể cả các loại có kích thước không đồng đều.
- Kết cấu nhỏ gọn: Lò thường có thiết kế nhỏ gọn, không chiếm nhiều diện tích nhà xưởng.
- Tận dụng tro xỉ: Tro sinh ra có thể được tái sử dụng làm phụ gia cho ngành sản xuất xi măng, luyện kim hoặc làm phân bón.
- Tiêu chuẩn hóa: Các lò sản xuất tại Việt Nam thường được thiết kế theo tiêu chuẩn TCVN 7704–2007 và có hệ thống xử lý khí thải đáp ứng quy chuẩn QCVN 19:2009/BTNMT.
Nhược điểm
- Vận hành thủ công: Việc cấp liệu và lấy xỉ hoàn toàn bằng tay, đòi hỏi nhiều nhân công và làm tăng chi phí vận hành.
- Hiệu suất thấp: Nhiên liệu cháy thành lớp trên mặt ghi tĩnh, không được hòa trộn đều với không khí. Điều này dẫn đến quá trình cháy không hoàn toàn và hiệu suất lò chỉ đạt khoảng 70-80%.
- Công suất hạn chế: Do vận hành thủ công và hiệu suất không cao, lò hơi ghi tĩnh thường chỉ có công suất nhỏ và trung bình (phổ biến từ 1-10 tấn/giờ).
- Phát sinh bụi: Quá trình cào xỉ thủ công dễ làm bụi và xỉ bay ra môi trường làm việc.
Thành phần của khí thải lò hơi đốt than
Khí thải lò hơi đốt than chủ yếu chứa khói, tro bụi và các khí ô nhiễm. Các khí này bao gồm carbon dioxide (CO₂), carbon monoxide (CO), sulfur dioxide (SO₂), sulfur trioxide (SO₃), và các oxit nitơ (NOx). Chúng được tạo ra khi các hợp chất hóa học trong than phản ứng với oxy trong quá trình đốt cháy.
Nồng độ và khối lượng khí thải phụ thuộc trực tiếp vào loại than được sử dụng. Ví dụ, than có hàm lượng lưu huỳnh 0,5% sẽ tạo ra khí SO₂ với nồng độ khoảng 1.333 mg/m³. Tương tự, đốt 1 kg than antraxit Quảng Ninh sẽ sinh ra khoảng 7,5 m³ khí thải.
>>Xem thêm: Các giải pháp xử lý khí thải lò hơi hiệu quả nhất hiện nay
Quy trình xử lý khí thải lò hơi đốt than của NOPOTECH
Khí thải từ lò hơi đốt than chứa hàm lượng cao các chất ô nhiễm như bụi, , và CO. Nồng độ của các chất này thường vượt xa giới hạn cho phép theo Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về khí thải công nghiệp (QCVN 19:2009/BTNMT).
Tuỳ theo đặc điểm của lượng khí thải lò hơi đốt than phát sinh mà đội ngũ kỹ sư của NOPOTECH sẽ tính toán và lựa chọn công nghệ/hệ thống phù hợp. Ở phạm vi bài viết này, chúng tôi sẽ chia sẻ đến bạn về quy trình xử lý khí thải lò hơi đốt than tiêu chuẩn nhất.
1. Thu gom khí thải
Dòng khí thải lò hơi đốt than chứa các khí độc hại và bụi được thu về hệ thống xử lý thông qua đường ống dẫn. Lực hút từ quạt hút lò hơi công nghiệp (quạt ly tâm) sẽ giúp thu gom, kiểm soát và điều hướng dòng khí hiệu quả.
2. Hạ nhiệt khí thải
Dòng khí thải sẽ được đưa qua tháp hạ nhiệt để đảm bảo làm giảm nhiệt độ của chúng trước khi tiếp tục qua các bước xử lý tiếp theo.
3. Xử lý bụi và hạt rắn
Dòng khí thải lò hơi đốt than có chứa bụi được đưa vào tháp xử lý Cyclone. Tại đây, nhờ lực ly tâm và quán tính thì các hạt bụi có kích thước lớn sẽ va chạm vào thành Cyclone. Lúc này chúng bị mất động năng và rơi xuống đáy tháp. Sau quy trình này, dòng khí sẽ được lọc sạch bụi bẩn.
4. Hấp thụ SO2
Bước xử lý khí thải lò hơi đốt than tiếp theo sẽ diễn ra ở tháp hấp thụ. Tại đây, dung dịch Ca(OH)2 (hydroxit canxi) sẽ được phun từ trên xuống dưới. Khi dòng khí thải từ phía dưới đi lên gặp dòng dung dịch Ca(OH)2 thì sẽ xảy ra các phản ứng để loại bỏ SO2 ra khỏi khí thải:
- SO2 + H2O -> H2SO3
- H2SO3 + Ca(OH)2 -> CaSO3.2H2O
- SO3.2H2O + 1/2O2 -> CaSO4.2H2O
Sau quá trình hấp thụ này thì SO2 được chuyển hóa thành các hợp chất rắn (các muối của canxi) và được thu gom để xử lý.
5. Xử lý NOx
Để xử lý khí thải NOx cần sử dụng các chất khử xúc tác như NH3 (amoniac) hoặc V2O5 (vôi pentaoxit). Các chất này có khả năng khử và giảm nồng độ khí NOx trong khí thải.
6. Khí sạch được thoát ra ngoài
Sau khi hoàn thành quy trình xử lý khí thải lò hơi đốt than trên thì dòng khí thải đạt chuẩn theo quy định (QCVN V19:2009/BTNMT) và đảm bảo an toàn sẽ được thoát ra môi trường.
>>>Xem thêm: Khám phá các phương pháp xử lý khí thải hiệu quả
Ứng dụng của hệ thống xử lý khí thải lò hơi đốt than
Hệ thống xử lý khí thải lò hơi đốt than được ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực công nghiệp:
- Nhà máy nhiệt điện: Giúp kiểm soát khí thải, đảm bảo tuân thủ quy chuẩn môi trường.
- Ngành sản xuất xi măng: Giảm phát thải bụi và khí độc trong quá trình đốt than.
- Dệt may, thực phẩm, hóa chất: Hạn chế ô nhiễm không khí, bảo vệ sức khỏe người lao động.
- Chế biến gỗ và giấy: Giúp giảm khí SO₂ và NOₓ, góp phần giảm tác động xấu đến môi trường.
Việc triển khai hệ thống xử lý khí thải lò hơi đốt than không chỉ giúp doanh nghiệp tuân thủ quy định môi trường mà còn bảo vệ sức khỏe cộng đồng, giảm thiểu ô nhiễm không khí và nâng cao hình ảnh thương hiệu trong lĩnh vực sản xuất bền vững. Nếu bạn đang tìm kiếm đơn vị tư vấn, cung cấp các giải pháp xử lý khí thải uy tín và chất lượng thì hãy liên hệ ngay đến hotline: 0982818711 để được NOPOTECH hỗ trợ nhé!
>>>Xem thêm: Các giải pháp xử lý khí thải lò hơi hiệu quả
