Lò hơi đốt sinh khối

Với sự phát triển bùng nổ của các ngành công nghiệp, nhiên liệu than đá đang dần khan hiếm. Nhiên liệu sinh khối có phải là lựa chọn thay thế hàng đầu cho công nghệ lò hơi? Tại sao doanh nghiệp của bạn nên lựa chọn lò hơi đốt sinh khối? Mời bạn tìm hiểu bài viết dưới đây để tìm câu trả lời nhé!

Lò hơi đốt nhiên liệu sinh khối là gì?

Lò hơi sinh khối là thiết bị sản xuất hơi nhiệt, phục vụ quá trình sản xuất công nghiệp. Đó là quá trình tạo ra hơi nhiệt từ nguồn nước tự nhiên. Nhiên liệu được đốt cháy và truyền nhiệt lượng cho hệ thống sinh hơi tạo nhiệt trong buồng đốt. Từ đó hơi nước được tạo thành và dẫn đến nơi tiêu thụ trong công nghiệp.

Lò hơi đốt nhiên liệu sinh khối là thiết bị áp dụng công nghệ đốt tầng sôi. Tận dụng nhiên liệu tái tạo trong tự nhiên từ nguồn phế thải, phụ phẩm nông nghiệp, lâm nghiệp. Nguồn nhiên liệu sinh khối (còn gọi là biomass) có giá thành rẻ, thân thiện với môi trường.

Quá trình phát thải khí CO₂ ra môi trường ít hơn rất nhiều so với nhiên liệu hoá thạch như than đá. Vì vậy, sinh khối đang là nhiên liệu của tương lai, hạn chế ô nhiễm môi trường và đang được sử dụng nhiều.

Cùng các ưu điểm như: Bền bỉ, hoạt động liên tục, ít bảo trì, bảo dưỡng, khí thải đáp ứng tiêu chuẩn môi trường là những lợi thế rất lớn khiến lò hơi tầng sôi trở thành lựa chọn tối ưu khi đầu tư lò đốt sinh khối.

Đặc điểm cấu tạo của lò hơi sinh khối

Về cơ bản các bộ phận tạo nên lò đốt sinh khối giống như những lò hơi đốt nhiên liệu khác. Tuy nhiên trong công nghệ lò hơi tầng sôi thì điểm khác biệt nằm ở cấu tạo của buồng đốt.

 Xin giới thiệu với các bạn những khác biệt đó ở phần dưới đây:

 Lò hơi được thiết kế và chế tạo là loại tổ hợp ống lửa, ống nước, buồng đốt ngoài. Không gian bên trong buồng đốt thiết kế dạng hình thang dưới nhỏ trên to. Đảm bảo thuận lọi cho công nghệ đốt tầng sôi hiệu quả nhất.

Buồng đốt cao hơn rất nhiều so với lò ghi xích. Phần thể xây phía dưới được làm từ gạch chịu nhiệt, chịu lửa tốt. Bên ngoài phủ thêm lớp bê tông cách nhiệt. Tăng hiệu quả giữ nhiệt và nâng cao tuổi thọ cho buồng đốt. Đây là không gian chính diễn ra sự cháy tầng sôi của nhiên liệu.

Phần buồng đốt phía trên là không gian bố trí hệ thống tường nước, ống nước. Bên ngoài được bọc kín bằng bông gốm, bông thuỷ tinh để ngăn chặn sự thất thoát nhiệt ra ngoài môi trường. Ở đây diễn ra quá trình nhận nhiệt và tạo hơi nước của hệ thống đường ống nước.

Ngoài ra để đảm bảo cho quá trình cháy nhiên liệu diễn ra triệt để, nhà thiết kế còn bố trí hệ thống quạt gió cấp 1 và cấp 2. Quạt gió cấp 1 cung cấp không khí nóng qua béc phun ở đáy buồng đốt với tốc độ cao tạo ra lớp sôi đốt cháy nhiên liệu. Quạt gió cấp 2 bổ sung oxy vào phần trên để đốt cháy hoàn toàn nhiên liệu trong buồng đốt.

Giới thiệu công nghệ đốt tầng sôi của lò hơi sinh khối

Đặc điểm nổi bật của lò hơi tầng sôi là khả năng đốt đa nhiên liệu. Và trạng thái chuyển đổi linh hoạt giữa các loại nhiên liệu trong quá trình vận hành.

Sinh khối đưa vào lò hơi cần có kích thước đồng đều để tránh các sự cố như tắc nghẽn hệ thống cấp liệu, hay nhiên liệu cháy không triệt để. Một số loại nhiên liệu có kích thước lớn như trấu cây, trấu đập, gỗ ván, củi… cần được xử lý để có kích thước trong khoảng 0 đến 40 mm trước khi đưa vào đốt.

Trong buồng đốt nhiên liệu cháy ở trạng thái sôi lơ lững ở lớp đệm nhiên liệu tạo ra từ tốc độ của gió cấp 1 từ béc phun ở đáy lò thổi lên. Khi đó nhiên liêu sôi đều trong không gian buồng đốt theo từng lớp khác nhau, hạt nhiên liệu nặng sẽ cháy sôi ở lớp dưới gần đáy lò, những hạt nhẹ hơn sẽ cháy sôi ở lớp trên của buồng đốt.

Nhiên liệu sinh khối sẽ được đốt cháy hoàn toàn trong không gian của buồng đốt từ dưới lên trên. Nhiệt lượng từ quá trình cháy sẽ được truyền cho hệ thống tường nước và đường ống nước. Nước trong đường ống tăng đến điểm sôi và tạo thành hơi nước. Sản phẩm hơi sẽ được dẫn đến nơi tiêu thụ thông qua hệ thống cấp hơi ở thân lò.

Nhiên liệu sinh khối được tạo ra như thế nào?

Sinh khối hay còn gọi là Biomass là nhiên liệu tái toạ thân thiện với môi trường sống. Sau đâu xin giới thiệu với bạn đọc về nguồn nguyên liệu trong tự nhiên tạo ra biomass.

 Sinh khối được tạo ra từ phế phẩm ngành nông nghiệp: Nông nghiệp Việt Nam phát triển mạnh với nhiều loại cây trồng khác nhau. Lượng phế phẩm thải ra môi trường sau một vụ thu hoạch sảm phẩm nông nghiệp là vô cùng lớn. Đó là nguồn nguyên liệu phong phú để tạo ra sinh khối. Ví dụ: Rơm rạ từ cây lúa, vỏ trấu từ nhà máy xay lúa, Bã mía, vỏ lạc, cùi sắn…

Biomass được tạo ra từ phế phẩm lâm nghiệp: Hàng năm nguồn phế phẩm từ lâm nghiệp cũng nhiều vô số kể. Đặc biệt ở miền bắc có phế phẩm vỏ cây, cành cây từ thu hoạch keo tươi, tràm. Các loại cây công nghiệp ở miền trung như vỏ hạt cà phê, hạt điều…

Sinh khối được tạo ra từ phụ phẩm ngành chăn nuôi: Ở các trang tại chăn nuôi lớn trong cả nước. Nguồn nguyên liệu tạo ra sinh khối cũng rất lớn. Nguyên liệu đó chính là phân của vật nuôi và chất thải từ chuồng trại. Ví dụ như:  trại chăn nuôi lợn, dê, gà, trâu bò, trang trại vườn ao chuồng kết hợp…

Biomass được tạo ra từ chất thải rắn, rác thải đô thị: Lượng rác sinh hoạt của hộ gia đình thải ra môi trường. Lượng rác thải từ công ty, doanh nghiệp trong các khu công nghiệp lớn ở thành phố. Tất cả đều được chọn lọc (loại bỏ chai nhựa, túi ni long, kim loại) để dùng làm nguyên liệu tái tạo sinh khối.

Giới thiệu các quá trình hoạt động của lò hơi đốt sinh khối

Quá trình cháy nhiên liệu

Quá trình cháy nhiên liệu là quá trình xảy ra trong buồng đốt, tại buồng đốt sự cháy nhiên liệu là quá trình sinh ra nhiệt lượng, là nguồn năng lượng phục vụ cho toàn bộ quá trình làm việc chuyển hóa nước thành hơi nước của lò hơi.

Buồng đốt lò tầng sôi phù hợp với các loại nhiên liệu xấu và có kích thước nhỏ và tương đối đều nhau như than cám, trấu rời, mùn cưa, vỏ hạt điều, vỏ cà phê, dăm gỗ, vỏ cây băm…

Một đặc điểm cần lưu ý về quá trình cháy trong buồng đốt đó là nhiên liệu được cháy tuần hoàn. Tức là nhiên liệu sau khi cháy trong buồng chính của buồng đốt, một phần nhiên liệu chưa cháy kiệt sẽ được hồi lại và quay lại buồng đốt và tiếp tục quá trình cháy thông qua hệ thống hồi tro.

Quá trình cấp nhiên liệu

Nhiên liệu sử dụng cho lò hơi công nghệ tầng sôi là loại nhiên liệu đã được xử lý trước, để đảm bảo kích thước và độ đồng đều về kích thước. Nhiên liệu sinh khối được cấp vào phễu đầu vào băng tải, sau đó được băng tải vận chuyển lên phễu liệu trung gian. Từ phễu chứa trung gian, nhiên liệu được vít tải tiếp tục vận chuyển vào buồng đốt. Trước khi nhiên liệu đi vào buồng đốt thì cụm gió cấp liệu đã hoạt động bên dưới, nhằm mục đích phân phối đều nhiên liệu trong buồng đốt.

Quá trình cung cấp không khí vào buồng đốt

Các nhà chế tạo nồi hơi hiện nay đang bố trí 4 kênh cấp không khí vào buồng đốt. Tuy nhiên ngoài chức năng giống nhau là cung cấp một lượng không khí đủ để sự cháy nhiên liệu diễn ra hiệu quả thì mỗi kênh đều có chức năng riêng kèm theo của nó, cụ thể:

• Quạt thổi cấp 1 (hay còn gọi là quạt thổi tầng sôi) có thêm chức năng là tạo ra áp lực đẩy từ dưới lên của buồng đốt, giúp nhiên liệu biomass được đẩy lên phía trên cùng của của buồng đốt lò hơi trong quá trình cháy. Và cuối cùng nhiên liệu sẽ được hút ra ngoài phía cuối lò hơi khi đã cháy kiệt.
• Quạt gió cấp 2: Là quạt có chức năng cấp thêm một lượng không khí phía trên buồng đốt. Vì trong quá trình cháy, trong buồng đốt sinh ra một lượng khí CO, loại khí này có xu hướng bay lên trên và được hút ra cùng khói ra ngoài. Chính vì lý do đó, chúng tôi cung cấp thêm một lượng gió để giúp lượng khí CO này cháy kiệt, giúp sinh ra nhiệt lượng và giảm nồng độ CO phát thải ra môi trường.
• Quạt thổi liệu: Là quạt có chức năng thổi tung lượng nhiên liệu được cấp vào buồng đốt thông qua vít tải cấp liệu.
• Quạt hồi tro: Là quạt có chức năng thổi trợ lực để một lượng nhiên liệu chưa cháy hoàn toàn quay về buồng đốt thông qua hệ thống hồi tro để tiếp tục cháy lần 2.

Quá trình cấp nước cho lò đốt sinh khối

Quá trình của nước – hơi nước trong lò hơi là quá trình quan trọng nhất trong các hệ thống lò hơi.

Nước cấp cho lò hơi phải đảm bảo là nước sạch, phải xử lý qua bộ làm mềm nước để đảm bảo loại bỏ các thành phần có khả năng tại thành kết tủa cáu cặn trong lò hơi như các ion Mg, Ca… Ngoài ra nước cấp cho lò hơi cũng cần được châm hóa chất gây ức chế quá trình đóng cáu cặn. Mục đích là để hạn chế tối đa quá trình đóng cáu trong lò hơi. Việc đóng cáu rất tai hại đó là làm cho quá trình trao đổi nhiệt kém dần và lâu ngày gây tắc ống, nổ ống trong lò hơi.

Trong các hệ thống lò hơi tầng sôi đốt biomass thì nước được bố trí đi qua bộ hâm nước, tại đây nước nhận nhiệt từ khói thải lò hơi và nâng nhiệt độ lên khoảng 80 – 100 độ C. Quá trình trao đổi nhiệt trong bộ hâm nước mang lại 2 lợi ích:

Thứ nhất là nâng cao nhiệt độ nước cấp lò hơi, giúp sinh hơi nhanh hơn và tiết kiệm nhiên liệu hơn.

Thứ hai, làm giảm nhiệt độ khói thải, giúp bảo vệ các thiết bị phía sau lò hơi như đường gió, quạt hút, cyclone lọc bụi, ống khói…

Nước cấp vào lò hơi, nhận nhiệt từ buồng đốt, từ đó sinh ra hơi nước và di chuyển vào khoang hơi một cách liên tục.

Tại khoang hơi, hơi nước sẽ được dẫn đi đến nơi tiêu thụ thông qua một hệ thống đường ống dẫn.

Quá trình của gió cấp 1

Gió cấp một là lượng gió chính để cấp không khí (oxy) cho quá trình cháy nhiên liệu trong buồng đốt thông qua quạt gió cấp 1.

Thông thường gió cấp 1 sẽ không được quạt thổi thẳng vào buồng đốt mà được cho đi qua bộ sấy không khí, tại đây không khí sẽ được nhận nhiệt gián tiếp từ dòng khói thải lò hơi. Nhiệt độ không khí sau khi đi qua bộ sấy không khí sẽ được nâng lên từ 100 đến 120 độ C. Quá trình gia nhiệt cho không khí ở bộ sấy không khí này có nhiều lợi ích, cụ thể như sau:

Thứ nhất, không khí được nâng lên nhiệt độ cao trước khi cấp vào buồng đốt, giúp cho việc sấy nhanh nhiên liệu biomass và hiệu quả cháy trong buồng đốt cao hơn nhiều.

Việc không khí nóng và nhiên liệu tiếp xúc và phản ứng cháy nhanh giúp cho lượng khí thải CO sinh ra ít, giúp cho các thành phần khí phát thải ra môi trường thấp.

Cũng giống như bộ hâm nước, nhiệt lượng trong khói thải lò hơi được truyền bớt cho không khí khi đi qua bộ sấy giúp cho nhiệt độ khói thải giảm xuống, giúp bảo vệ các thiết bị ở phía sau từ cyclone lọc bụi đến ống khói.

 Quá trình của sản phẩm cháy

Sản phẩm cháy bao gồm tro bụi, và các thành phần khí sinh ra trong quá trình cháy như nước (ở dạng hơi), NOx, Sox, Cox… Hỗn hợp này đi ra khỏi lò hơi ở nhiệt độ cao.

Để tận dụng nhiệt và xử lý khói thải thì hỗn hợp này sẽ được lần lượt đi qua các thiết bị để xử lý.

Hỗn hợp sản phảm cháy đi qua bộ hâm và bộ sấy không khí giúp giảm nhiệt độ khói.

Hỗn hợp sản phẩm cháy đi qua bộ cyclone lọc bụi chùm, tại đây 90% lượng tro bụi sẽ được thu lại ở thể rắn ở dưới đáy cyclone.

Một quạt hút đủ công suất đặt phía sau cyclone có chức năng hút hỗn hợp sản phẩm cháy ra khỏi buồng đốt và tạo lực xoáy mạnh để cylone tách được tro bụi ra khỏi hỗn hợp khói.

Khói từ quạt hút sẽ được đẩy thẳng ra cụm tích hợp tháp dập bụi và bể dập bụi, hỗn hợp sản phẩm cháy lại một lần nữa được dập bằng nước để đảm bảo toàn bộ tro bụi sẽ được giữ lại trong bể lắng. Đảm bảo khói thải ra môi trường là khói đạt tiêu chuẩn khói thải theo quy định của nhà nước.

Ưu điểm của lò hơi đốt nhiên liệu sinh khối

- Đặc điểm nổi trội của lò hơi tầng sôi đốt biomass là hiệu suất lò hơi cao, lên đến 87%.

- Công suất lớn hơn nhiều so với các loại lò hơi khác.

- Nhiên liệu sinh khối có giá thành rẻ hơn rất nhiều so với các nhiên liệu khác.

- Được đánh giá là loại lò hơi thân thiện với môi trường, do sử dụng nhiện liệu tái chế từ phụ phẩm nông lâm nghiệp, không có khí độc hại thải ra môi trường.

- Trong tầng sôi nhiệt độ của các hạt nhiên liệu trong tầng sôi hầu như đồng nhất và có thể duy trì sự cháy trong phạm vi 800 – 900^oC.

- Công tác chuẩn bị nhiên liệu để đốt khá đơn giản. Không có hiện tượng đóng xỉ trong các dàn ống hơi đặt trong buồng lửa và bề mặt các ống nhúng chìm trong tầng sôi, giảm mức độ bám tro các bề mặt truyền nhiệt ở phần đuôi lò hơi.

Ứng dụng lò hơi đốt nhiên liệu biomass

- Trong ngành sản xuất điện năng lò hơi tạo ra hơi quá nhiệt có động năng lớn làm cánh quạt tuabin hơi quay và tạo ra điện năng.

- Trong ngành thực phẩm: Sử dụng lò hơi ổn định an toàn thân thiện với môi trường, đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm. Sản phẩm hơi được dùng trong dây chuyền sản xuất thực phẩm đóng hộp như bánh kẹo, tương ớt, sữa, thịt....

- Trong ngành công nghiệp may mặc, dệt, nhuộm: Sản phẩm hơi được dùng để hấp vải, nhuộm vải, sấy khô sản phẩm.

- Trong sản xuất giấy: Nguồn nhiệt hơi nước được dung để hấp và sấy giấy.

- Trong chế biến gỗ: Sản phẩm hơi dùng để làm ván ép công nghiệp, xông khô gỗ, sấy gỗ tươi, hấp tẩm dầu gỗ mỹ nghệ.

- Trong ngành xây dựng: Sản phẩm nhiệt cấp từ lò hơi có nhiệm vụ sấy nhanh các kết cấu bê tông tươi, sản phẩm đúc mỹ thuật.

- Trong dịch vụ nghỉ dưỡng: Sản phẩm hơi được dùng để sưởi ấm, xông hơi, vệ sinh, tắm hơi.

Giới thiệu lò hơi đốt nhiên liệu sinh khối của công ty TNHH Năng lượng Nhiệt Bách Khoa

Công ty Năng lượng nhiệt Bách Khoa là đơn vị tiên phong trong lĩnh vực lò hơi, nồi hơi công nghiệp. HeX-Boiler luôn tự hào với nhiều sảm phẩm cung cấp hơi, nhiệt đã được khách hàng tin dùng.

Công nghệ tầng sôi tiên tiến luôn được áp dụng vào quá trình chế tạo lò hơi. Lò hơi đốt nhiên liệu sinh khối là sản phẩm được cải tiến, lắp đặt cho nhiều doanh nghiệp trên cả nước. Công suất cao. Hiệu suất lớn. Tiết kiệm chi phí nhiên liệu lên đến 40%. Đây thực sự là lò hơi của tương lai, thân thiện bậc nhất với môi trường sống.

Trên đây là thông tin đầy đủ về những điểm nổi bật về lò hơi đốt sinh khối. Quý khách hàng có nhu cầu lắp đặt lò hơi. Hãy đến với HeX-Boiler để được tư vấn!