Hệ thống thiết bị làm mềm nước lò hơi

Xử lý cáu cặn lò hơi

Cáu cặn lò hơi  là gì?

Trong quá trình vận hành lò hơi phục vụ sản xuất, sau khi nước được cấp vào lò hơi và hóa thành hơi nước thì các chất khoáng có trong nước cấp vào lò hơi sẽ ở lại và lắng xuống ở các vị trí trong lò hơi như ống góp, ống trao đổi nhiệt, ba lông… Có thể coi lò hơi giống như một thiết bị chưng cất, khi nước bay hơi nó sẽ để lại ở đáy lò một lượng khoáng cùng các chất gây ô nhiễm khác tạo thành chất rắn dạng không tan sau khi có tác dụng của nhiệt. Chính quá trình gia nhiệt để làm bay hơi lượng nước cấp vào mà lâu dần trong lò hơi sẽ hình thành cáu cặn. Thành phần hóa học của các chất cáu cặn trong lò hơi đó là: CaSiO3, CaSO4, CaCO3…

Sau một thời gian dài hoạt động của lò hơi, lớp cặn kết tủa lại sẽ gây ra hiện tượng tắc nghẽn đường ống, làm giảm hiệu suất dẫn nhiệt trong hệ thống, dẫn đến lò hơi bị quá nhiệt gây hư hỏng hoặc nguy hiểm hơn có thể gây nổ. Thêm nữa, sự tích tụ cặn bẩn trong lò hơi còn dẫn đến việc lớp vỏ kim loại bị ăn mòn, lâu dần sẽ gây rò rỉ hư hại đường ống. Ngoài ra, trong nước còn chứa rất nhiều thành phần các chất khí hòa tan như CO2, Oxy. Quá trình đun nóng nước sẽ là tác nhân khiến khí Oxy gây Oxi hóa kim loại, làm giảm độ bền của kim loại.

Xử lý cáu cặn lò hơi

Trong quá trình vận hành lò hơi, cần kiểm soát các vấn đề như sau:

• Kiểm soát cáu cặn, ngăn ngừa cáu đóng trên bề mặt ống.
• Kiểm soát ăn mòn.

• Ngăn chặn oxy hòa tan gây oxýt hóa làm kim loại bị hư hại, bị ăn mòn, giảm độ dày.

Trước đây, các công ty sử dụng lò hơi thường sử dụng hóa chất để tẩy cặn định kỳ, kết hợp với hóa chất ngăn ngừa cáu cặn. Tuy nhiên, phương pháp hóa chất còn các vấn đề bất cập chưa giải quyết triệt để như sau:

• Sử dụng liều lượng hóa chất cần phải thật chính xác. Nếu không, có thể gây ăn mòn hoặc không loại bỏ được cáu cặn.
• Có khả năng gây mất an toàn cho người sử dụng như bỏng hóa chất do tiếp xúc…
• Chi phí cao do cần đầu tư thường xuyên.
• Gây ô nhiễm môi trường từ nước thải có lẫn hóa chất lò hơi

Vệ sinh đường ống nước lò hơi

Khảo sát tình trạng đường ống hơi

Để đảm bảo an toàn và hiệu suất làm việc cho thiết bị, tuổi thọ của thiết bị, chất lượng nước, dung dịch vận chuyển qua đường ống thì định kỳ ta phải bảo dưỡng tẩy cáu cặn. Thời gian tẩy cáu cặn và lượng hóa chất dùng để tẩy cáu cặn đối với mỗi thiết bị thường khác nhau. Trước khi tẩy cáu cặn vệ sinh đường ống của lò hơi, lò hơi thì phải tiến hành theo các bước như sau:

• Dừng cấp nước qua đường ống và xả hết nước trong lò hơi – lò hơi ra để kiểm tra cáu cặn…
• Khóa các van chặn, van xả đáy và các van dẫn đường nước..
• Tháo các van, mặt bích để kiểm tra lượng cáu cặn đóng trên đường ống ống để dự trù lượng hóa chất cần sử dụng.
• Chuẩn bị các đường bơm, đổ dung dịch hóa chất vào đường ống để tẩy cáu cặn.
• Chuẩn bị điểm, đường ống để trung hòa sau khi tẩy sạch cáu cặn
• Chuẩn bị điểm xả, rút dung dịch hóa chất sau khi tẩy cáu cặn và trung hòa..

Khi các khâu chuẩn bị và kiểm tra đã hoàn tất và đảm bảo an toàn thì ta tiến hành tính toán lượng hóa chất dùng trong việc tẩy cáu cặn.

Tiến hành tẩy rửa Vệ sinh đường ống nước lò hơi

Khi các khâu kiểm tra lên phương án, tính toán lượng hoá chất sử dụng thì ta tiến hành tẩy theo các bước sau:

• Đóng tất cả các van, các đường xả trên đường ống cần tẩy cáu cặn.
• Kiểm tra độ kín khít của các gioăng (nếu có) đã kín chưa?
• Bơm nước sạch vào đường ống với thể tích bằng 1/3 thể tích chứa nước của đường ống.
• Bơm hóa chất ức chế chống ăn mòn kim loại và hóa chất làm xốp cáu cặn.
• Bơm vào đường ống hoá chất tẩy cáu cặn theo định mức đã tính toán (Bơm ½ lượng hóa chất tẩy..)
• Dừng bơm hóa chất và tiến hành bơm nước sạch vào đường ống  cho đến mức ½ – ¾ thể tích chứa nước của đường ống thì dừng để tiếp tục bơm hóa chất tẩy cáu cặn vào.
• Bơm hết lượng hóa chất vào đường ống cần tẩy.
• Bơm nước sạch vào đường ống

Rửa và trung hoà đường ống nước lò hơi

Khi quá trình tẩy cáu cặn đã đủ thời gian quy định thì ta tiến hành kiểm tra trước khi tháo xả dung dịch tẩy.

• Kiểm tra bằng mắt thường (quan sát tại các cửa mở của thiết bị)
• Kiểm tra pH của dung dịch sau thời gian tẩy.

Khi các khâu kiểm tra hoàn tất và đạt yêu cầu thì ta tiến hành xả hết dịch  trong đường ống bằng các van xả đáy. Sau khi xả hết hoá chất ta bơm nước sạch vào đầy phần chứa nước và ngâm trong 10 phút rồi xả  hết. Khi quá trình  rửa đã hoàn tất thì ta tiến hành bơm nước sạch vào đường ống với1/2 thể tích. Sau đó ta cho hoá chất trung hoà vào đường ống và tiếp tục bơm nước vào cho đầy. Ngâm trong thời gian 10 -15 phút rồi xả  hết và tiếp tục bơm nước sạch vào nồi rửa 1-2 lần thì nồi đã hoàn tất quá trình tẩy cáu cặn…

Tiêu chuẩn nước cấp lò hơi

Nhằm mục tiêu giúp người sử dụng nắm được tiêu chuẩn nước sạch dùng cho lò hơi nhằm ngăn ngừa cáu cặn, nhiều tiêu chuẩn quy định về nước sử dụng cho lò hơi được ban hành như: TCVN 7704-2007 của Việt Nam, ASME của Mỹ, EN 12 953-10 cho lò hơi ống lửa, EN 12 952-12 …Tất cả các chỉ tiêu trên đều hướng đạt đến đích là không đóng cáu cặn và không ăn mòn lò hơi, giúp bảo vệ và kéo dài tuổi thọ cho lò hơi, tiết kiệm nhiên liệu, đạt hiệu suất tối đa của lò.

Một số tiêu chuẩn quy định về nước cấp lò hơi tham khảo, tuy nhiên phụ thuộc vào công suất và áp suất của lò lớn hay nhỏ mà có những tiêu chuẩn cụ thể:

Tiêu chuẩn nước cấp lò hơi theo TCVN 7704 – 2007:

Xử lý nước lò hơi

Đối với các công ty công nghiệp sử dụng lò hơi cho nhà máy của mình, một số loại hệ thống xử lý nước cấp lò hơi thường là cần thiết để đảm bảo một quy trình hiệu quả và tạo ra chất lượng hơi nước. Hệ thống xử lý nước cấp lò hơi thích hợp nhất sẽ giúp nhà máy tránh được thời gian ngừng hoạt động của nhà máy tốn kém, phí bảo trì đắt đỏ và sự cố của lò hơi do sự co giãn, ăn mòn và đóng cáu cặn trong lò hơi.

Một hệ thống xử lý nước cấp lò hơi là gì?

Một hệ thống xử lý nước cấp cho lò hơi là một hệ thống được tạo thành từ một số công nghệ riêng biệt đáp ứng nhu cầu xử lý nước cấp lò hơi cụ thể.

Xử lý nước cấp lò hơi là cần thiết cho cả lò hơi cao áp và áp suất thấp. Đảm bảo xử lý chính xác được thực hiện trước khi các vấn đề như tắc nghẽn, giãn nở và ăn mòn xảy ra, tránh việc thay thế/nâng cấp lò hơi gây ra tốn kém chi phí cho người sử dụng.

Hệ thống xử lý nước cấp lò hơi hiệu quả sẽ mang lại:

• Xử lý hiệu quả nước cấp lò hơi và loại bỏ các tạp chất có hại trước khi vào lò hơi.
• Thúc đẩy kiểm soát các thành phần hóa học trong lò hơi.
• Tối đa hóa việc sử dụng ngưng tụ hơi nước.
• Kiểm soát ăn mòn đường ống thu hồi nước ngưng.
• Tránh thời gian ngừng hoạt động của nhà máy và hỏng lò hơi.
• Kéo dài tuổi thọ thiết bị

Hệ thống xử lý nước cấp lò hơi cơ bản bao gồm:

Như đã đề cập ở trên, các thành phần chính xác của hệ thống xử lý nước cấp lò hơi phụ thuộc vào chất lượng nước cấp vào của từng loại lò hơi cụ thể (theo khuyến nghị của nhà sản xuất), nhưng nói chung, cơ bản hệ thống xử lý nước cấp lò hơi thường bao gồm:

• Lọc và siêu lọc
• Trao đổi / làm mềm ion
• Các quá trình màng như thẩm thấu ngược và lọc nano
• Khử khí / khử
• Đông đặc / kết tủa hóa học

Tùy thuộc vào các tạp chất có trong nước, sẽ đưa ra phương án kết hợp các phương pháp tối ưu nhất cho hệ thống xử lý nước cấp lò hơi cho nhà máy. Ngoài ra còn tùy thuộc vào nhu cầu và quy trình của nhà máy, nhưng các thành phần tiêu chuẩn này thường là đủ cho một hệ thống xử lý nước cấp cho lò hơi.

Hệ thống xử lý nước cấp lò hơi thường loại bỏ những gì?

Một hệ thống xử lý nước cấp lò hơi có thể được tạo thành từ các công nghệ cần thiết để loại bỏ các chất rắn hòa tan, chất rắn lơ lửng và vật liệu hữu cơ, bao gồm một hoặc một số sau:

• Sắt: có thể hòa tan hoặc không hòa tan, sắt có thể lắng đọng trên các bộ phận và ống lò hơi, làm hỏng thiết bị phía sau lò hơi và ảnh hưởng đến chất lượng của các quy trình sản xuất nhất định.
• Đồng: có thể làm cho cặn lắng trong các tuabin áp suất cao, làm giảm hiệu quả của tua bin và đòi hỏi phải tẩy rửa rất tốn kém hoặc thay đổi thiết bị. Đối với nhà máy nhiệt điện.
• Canxi: có thể gây giãn nở ở một số dạng tùy thuộc vào hóa học của nước cấp lò hơi (ví dụ: canxi silicat, canxi photphat...)
• Magiê: nếu kết hợp với phốt phát, magiê có thể bám vào bên trong lò hơi và ống trao đổi nhiệt, thu hút nhiều chất rắn hơn và góp phần tăng quy cáu cặn trong lò hơi.
• Độ cứng: cũng gây ra cặn trên các bộ phận lò hơi và đường ống.
• Khí hòa tan: các phản ứng hóa học do sự hiện diện của các khí hòa tan như oxy và carbon dioxide có thể gây ra sự ăn mòn nghiêm trọng trên đường ống và các bộ phận của lò hơi

Hệ thống xử lý nước cấp lò hơi hoạt động như thế nào?

Các quy trình xử lý cụ thể khác nhau tùy thuộc vào yêu cầu của lò hơi và chất lượng, thành phần hóa học của nước cấp nhưng một hệ thống xử lý nước cấp lò hơi thông thường sẽ bao gồm các bước sau:

Lượng nước cấp bổ sung

Nước thay thế cho lượng nước thất thoát do xả đáy, xả tràn, rò rỉ của lò hơi, trước tiên được lấy từ nguồn nước, cho dù là nước thô, nước thành phố, nước thải được xử lý của thành phố, tái chế nước thải trong nhà máy (tái chế xả đáy tháp giải nhiệt), nước giếng khoan, hoặc bất kỳ nguồn nước mặt khác.

Đông đặc và kết tủa hóa học

Sau khi tất cả cáu cặn có kích thước lớn được lấy ra khỏi nguồn nước ban đầu, các hóa chất khác nhau được thêm vào bể phản ứng để loại bỏ các chất rắn lơ lửng khối lượng lớn và các chất gây ô nhiễm khác. Quá trình này bắt đầu với một loại lò phản ứng trộn, điển hình là một hoặc hai lò phản ứng có thêm hóa chất cụ thể để loại bỏ tất cả các hạt mịn hơn trong nước bằng cách kết hợp chúng thành các hạt nặng hơn lắng xuống. Các chất keo tụ được sử dụng rộng rãi nhất là dựa trên nhôm như phèn và polyalumin clorua.

Đôi khi, một sự điều chỉnh pH nhẹ cũng sẽ giúp làm đông lại các hạt.

Hệ thống xử lý nước lò hơi

Lọc và siêu lọc

Bước tiếp theo thường là chạy qua một số loại lọc để loại bỏ các hạt lơ lửng như trầm tích, độ đục và một số loại chất hữu cơ. Việc xử lý nước bằng các bộ lọc rất hữu ích, vì việc loại bỏ chất rắn lơ lửng trước khi vào lò hơi có thể giúp bảo vệ màng và nhựa trao đổi ion khỏi bị tắc nghẽn sau này trong quá trình xử lý ion tiếp theo. Tùy thuộc vào loại lọc được sử dụng, kích thước các hạt lơ lửng có thể được loại bỏ có thể dưới 1 micro mét.

Làm mềm trao đổi ion

Khi xử lý nước cấp lò hơi, nếu có độ cứng cao phức tạp với bicacbonat, sunfat, clorua hoặc nitrat, có thể sử dụng nhựa làm mềm. Quy trình này sử dụng quy trình trao đổi cation axit mạnh, nhờ đó nhựa được tích điện với ion natri và khi độ cứng đi qua, nó có lực hút cao hơn với canxi, magiê và sắt nên nó sẽ lấy phân tử đó và giải phóng phân tử natri vào nước.

Quá trình khử hóa

Sau quá trình làm mềm, một số hệ thống xử lý nước cấp cho lò hơi sẽ sử dụng quá trình khử hóa để giảm độ kiềm / pH, tạp chất trong nước cấp lò hơi có thể gây ra bọt, ăn mòn và ôm ấp. Natri clorua sử dụng nhựa trao đổi anion mạnh để thay thế bicarbonate, sulfate và nitrat cho anion clorua. Mặc dù nó không loại bỏ độ kiềm 100%, nhưng nó loại bỏ phần lớn của nó với những gì có thể là một quá trình dễ thực hiện. Khử axit yếu chỉ loại bỏ các cation liên kết với bicarbonate, chuyển nó thành carbon dioxide (và do đó cần khử hóa). Đây là một quá trình làm mềm một phần rất hiệu quả để điều chỉnh pH nước cấp cho lò hơi.

Khử khí

Tại thời điểm này trong quy trình xử lý nước cấp lò hơi, bất kỳ nước ngưng nào được đưa trở lại hệ thống sẽ trộn với nước bổ sung đã xử lý và đưa vào quá trình khử khí. Bất kỳ lượng khí nào như oxy và carbon dioxide đều có thể gây ra hiện tượng ăn mòn đối với thiết bị lò hơi và đường ống khi chúng gắn vào chúng, tạo thành các oxit và gây rỉ sét. Do đó, việc loại bỏ các khí này đến mức chấp nhận được (gần 100%) có thể là bắt buộc đối với tuổi thọ và sự an toàn của hệ thống lò hơi. Có một số loại thiết bị khử khí có nhiều cấu hình tùy thuộc vào nhà sản xuất, nhưng nhìn chung, bạn có thể sử dụng bộ khử khí dạng khay hoặc dạng phun để khử khí hoặc khử oxy.

Hệ thống làm mềm nước

Làm mềm nước chỉ dành cho nguồn nước có độ cứng. Nước cứng là nước có nhiều tạp chất muốn khoáng như canxi, magie, sunphua, sắt, chì, đá vôi…

Hướng dẫn đo độ cứng trong nước:

Có nhiều đơn vị biểu thị độ cứng, nhưng đơn vị thường dùng là “phần triệu” ( ppm) hay mg CaCO3/lit. Ở Ấn độ thường dùng đơn vị ppm, còn ở Mỹ người ta thường dùng đơn vị “gpg” ( Grains per Gallon ). Quy đổi 1 gpg = 17.1 ppm. Mỗi nơi trên thế giới có thể có một đơn vị đo độ cứng khác nhau, sau đây là một vài đơn vị đo độ cứng:

Trong công nghiệp nước cứng ảnh hưởng lớn đến tất cả các thiết bị đun nấu, tháp giải nhiệt, bình nóng lạnh, lò hơi…Việc sử dụng nước cứng cho các thiết bị nói trên dẫn đến tình trạng bám cặn trên bề mặt thiết bị đun nấu, bám cặn làm giảm hệ số lưu thông lưu lượng trên đường ống, dần dần có thể gây áp lực lớn có thể gây nổ lò hơi trong một thời gian dài.

Khi xử lý nước cấp lò hơi, nếu có độ cứng cao phức tạp với bicacbonat, sunfat, clorua hoặc nitrat, có thể sử dụng nhựa làm mềm. Quy trình này sử dụng quy trình trao đổi cation axit mạnh, nhờ đó nhựa được tích điện với ion natri và khi độ cứng đi qua, nó có lực hút cao hơn với canxi, magiê và sắt nên nó sẽ lấy phân tử đó và giải phóng phân tử natri vào nước.

Thiết bị làm mềm nước lò hơi

Cột lọc làm mềm (Pt-…) làm giảm độ cứng của  nước nhờ vào hạt nhựa Cationit chứa bên trong cột lọc. Nước đi qua lớp vật liệu theo chiều từ trên xuống dưới và các ion Ca2+, Mg2+ sẽ bị giữ lại trên bề mặt hạt nhựa dựa trên nguyên lý trao đổi ion.

Nguyên lý trao đổi ion ở đây dựa trên tính chất của một số chất không tan hoặc hầu như không tan trong nước nhưng có khả năng trao đổi ion.

Lúc đầu ngâm hạt nhựa Cationit vào dung dịch NaCl đậm đặc thì các ion H+  trên bề mặt hạt nhựa Cationit sẽ tham gia vào phản ứng trao đổi với ion Na+ hòa tan trong dung dịch, kết quả ion Na+ được  cấy lên toàn bộ bề mặt hạt nhựa Cationit thay cho ion H+  và Cationit biến thành Na-Cationit.

Khi lọc nước qua lớp vật liệu hạt Na-cationit sẽ xảy ra các phản ứng sau:

2RNa +Ca(HCO3)2 ↔ R2Ca + 2NaHCO3

2RNa + Mg(HCO3)2   ↔R2Mg + 2NaHCO3

2RNa + CaCl2  ↔ R2Ca + 2NaCl

2RNa + CaSO4  ↔ R2Ca + Na2SO4

2RNa + MgSO4  ↔ R2Mg + Na2SO4

Ký hiệu R chỉ lõi không hòa tan của hạt nhựa Cationit tổng hợp.

Theo quá trình nước đi qua lớp hạt nhựa Cation, ngày càng nhiều ion Na+ trên bề mặt của nó được thay thế bằng ion Ca2+, Mg2+ của nước. Cuối cùng, khi tất cả các ion Na+  trên bề mặt của hạt nhựa Cationit bị thay thế bằng Ca2+ và Mg2+, hạt nhựa Cationit không còn khả năng trao đổi ion để tách ion Ca2+ và Mg2+ khỏi nước nữa. Khi đó, để khôi phục lại khả năng trao đổi cation của hạt nhựa, chúng ta cần tiến hành hoàn nguyên vật liệu lọc bằng dung dịch muối NaCl.

Báo giá thiết bị làm mềm nước

Quý khách vui lòng liên hệ theo thông tin bên dưới để được hỗ trợ tư vấn và báo giá thiết bị  làm mềm nước, cũng như toàn bộ hệ thống làm mềm nước cho lò hơi tại đây.

CÔNG TY TNHH NĂNG LƯỢNG NHIỆT BÁCH KHOA

Thông tin liên hệ:

Địa chỉ: Thôn 3, Xã Vạn Phúc, Huyện Thanh Trì, Tp Hà Nội

Di động: 0917. 754. 059/ 0973.840.468

E-mail: hex.boilers@gmail.com        

Website: https://hex-boilers.com/