Lò hơi tầng sôi đốt biomass - Công nghệ đốt thân thiện với môi trường

Lò hơi công nghệ tầng sôi đốt sinh khối là cỗ máy công nghiệp hoàn mỹ được kết hợp từ nhiều chi tiết khác nhau. Thiết bị tạo hơi nhiệt từ nguồn nước tự nhiên, thông qua quá trình đốt cháy nhiên liệu biomass. Đó là một loại nhiên liệu tái tạo thân thiện với môi trường. Lò hơi tầng sôi đốt biomass có cấu tạo và hoạt động như thế nào? Mời bạn đọc tìm hiểu bài viết dưới đây!

Lò hơi công nghệ tầng sôi đốt biomass là gì?

Lò tầng sôi đốt biomass là thiết bị công nghiệp hoạt động theo nguyên lý tạo ra hơi nước nhiệt từ quá trình đốt cháy nhiên liệu biomass. Sản phẩm hơi, nhiệt sinh ra có áp suất và nhiệt độ cao được sử dụng phục vụ nhu cầu sản xuất trong các nhà máy công nghiệp.

Lò hơi tầng sôi đốt sinh khối sử dụng công nghệ đốt mới với hệ thống buồng đốt rời, kết hợp ống nước và ống lửa, tuần hoàn tự nhiên. Là sản phẩm tiên tiến về lĩnh vực lò hơi công nghiệp tại Việt Nam.

Biomass chính là nhiên liệu sinh khối có nguồn gốc từ động vật, thực vật trong tự nhiên. Đó là phụ phẩm, phế thải trong ngành nông nghiệp, lâm nghiệp được sơ chế, đạt tiêu chuẩn như: trấu, mùn cưa, dăm bào, vỏ cây, ván lép, vỏ các loại hạt…

Đây được coi là nhiên liệu thân thiện với môi trường sống. Biomass là nhiên liệu được tái tạo tuần hoàn trong tự nhiên nhờ năng lượng mặt trời và sự phát triển của sinh vật tự nhiên. Mang lại nguồn cung cấp bền vững cho công nghệ đốt tầng sôi của lò hơi công nghiệp.

Lò hơi đốt biomass được ứng dụng trong công nghiệp chế biến thực phẩm, chế biến đồ uống, sản xuất bia rượu, thức ăn chăn nuôi hay các lĩnh vực khác như dệt nhuộm, sấy gỗ, sấy nông sản hay sản xuất giấy…

Lò hơi biomass có cấu tạo như thế nào?

Những hệ thống chính cấu tạo nên lò tầng sôi biomass

• Hệ thống cấp liệu.
• Buồng đốt.
• Thân lò hơi.
• Hệ thống quạt gió và xử lý khí thải.
• Hệ thống thải xỉ.
• Bộ phận sinh hơi.

Xin mời các bạn tìm hiểu cấu tạo cụ thể của các bộ phận

Hệ thống cấp liệu

Gồm các thiết bị xe xúc, băng tải, gàu tải, phễu chứa… bộ phận cảm biến đo khối lượng. Hệ thống này được vận hành tự động và bán tự động. Nhiên liệu biomass được sơ chế có kích thước phù hợp, sau đó được cấp vào buồng đốt.

Từ phễu chứa nhiên liệu được phun vào buồng đốt nhờ vít cấp liệu và quạt thổi liệu. Khi vào buồng đốt nhiên liệu biomass bốc cháy hoàn toàn theo từng lớp khác nhau trên tầng sôi, dọc theo không gian rộng lớn lò đốt.

Buồng đốt

Lò hơi tầng sôi có không gian đốt nhiên liệu rộng và cao hơn rất nhiều so với lò ghi xích. Buồng đốt 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.

Trong buồng đốt nhiên liệu bay lơ lửng và bốc cháy tạo thành một lớp sôi. Những hạt nhẹ hơn sẽ sôi ở tầng trên, hạt nặng hơn sôi ở tầng dưới. Nhiệt lượng và khói nóng sinh ra từ quá trình cháy tham gia vào quá trình trao đổi nhiệt với tường nước và đường ống nước tạo thành hơi đưa đến nơi tiêu thụ.

Hệ thống cấp gió và xử lý khí thải

Hệ thống quạt gió cấp 1 có nhiệm vụ thổi không khí đi qua bộ gia nhiệt, theo đường gió cấp 1 xuyên qua béc phun lên đáy lò tạo thành lớp sôi. Các béc phun có nhiệm vụ phân phối đều lượng gió khắp bề mặt buồng đốt giúp nhiên liệu sôi đều. Các béc phun cũng ngăn các hạt rắn trong lớp sôi lọt vào buồng cấp gió.

Đường gió cấp 2 sẽ được thổi vào bên trên vùng buồng đốt. Mục đích là cung cấp thêm oxy để đốt cháy hoàn toàn nhiên liệu nhẹ bị đẩy lên cao. Gió cấp hai được điều chỉnh phù hợp tùy thuộc vào phần nhiên liệu sôi nhiều hay ít.

Nhiệt lượng sinh ra từ quá trình cháy sẽ bị hấp thu bởi các tường nước xung quanh buồng đốt. Quá trình trao đổi nhiệt đó làm cho nhiệt độ khói nóng giảm xuống khoảng 600^oC. Sản phẩm cháy tiếp tục đi qua vùng đối lưu và truyền nhiệt lượng cho các ống nước trong khu vực này trước khi ra khỏi lò.

 Khói thải đi qua bộ hâm nước, bộ sấy không khí rồi đến hệ thống xử lý khí thải cyclone, tháp dập bụi, bể lắng tro. Sau khi đạt các tiêu chuẩn môi trường, khói được đẩy lên ống khói và thải ra ngoài không khí.

Hệ thống thải xỉ

Khói và chất thải rắn là hai loại chất thải chính của lò hơi tầng sôi. Chất thải rắn thường là tro xỉ kích thước lớn. Lượng tro xỉ này được thu gom ở dưới buồng đốt. Khói và tro bay (xỉ kích thước rất nhỏ) theo khói và được lấy ra tại phễu dưới thiết bị lọc bụi cyclone.

Tro bay có thể được đưa đến phòng chứa bằng vít tải, băng tải hoặc hệ thống thổi tro.Với đặc tính nhiệt độ buồng đốt dưới 900^oC, tạo được môi trường tốt nhất để không sinh ra các khí thải có hại như SOx, NOx.

Lò hơi tầng sôi không yêu cầu phải có các thiết bị xử lý đắt tiền nhưng vẫn đáp ứng được các tiêu chuẩn môi trường khắt khe.

Hệ thống sinh hơi

Hệ thống sinh hơi của lò hơi tầng sôi gồm: Tường nước, ống đối lưu, ống bức xạ… Các ống quá nhiệt có thể được bố trí ở khu vực buồng đốt trên cũng như ở khu vực đối lưu.

Nước cấp được bơm đẩy theo đường ống đi qua bộ hâm nước để tăng nhiệt độ. Tiếp tục  đi vào balong (thân lò). Tại balong, nước theo các ống nước xuống đến các ống góp dưới, sau đó đi lên qua các ống vách ướt, đối lưu. Ở đó nước được gia nhiệt đến nhiệt độ bay hơi sau đó về lại balong.

Ở balong hơi nóng được tách ra và đưa đến nơi cần sử dụng nhiệt. Đối với các lò quá nhiệt, hơi tách ra tại balong sẽ tiếp tục đi qua các ống quá nhiệt để trở thành hơi quá nhiệt nhằm chạy tua bin hơi.

Lò hơi tầng sôi đốt biomass hoạt động như thế nào?

Khi lò hơi tầng sôi đốt sinh khối hoạt động. Nhiên liệu biomass được tự động cấp vào buồng đốt với tốc độ phù hợp nhờ quạt cấp liệu.

Nhờ hệ thống quạt gió cấp 1, cấp 2 mà nhiên liệu được đốt cháy hoàn toàn trong không gian buồng đốt. Quá trình đốt cháy còn khiến các hạt nhiên liệu giảm dần kích thước và được hòa trộn với với lớp xỉ, cát có sẵn để tạo ra một lớp đệm nhiên liệu.

Đối với cấu tạo lò hơi tầng sôi trong buồng đốt quá trình nhiên liệu cháy được phân thành từng tầng theo chiều cao của buồng đốt và tùy theo tốc độ của gió cấp một và cấp hai.

Nhiệt lượng sinh ra từ quá trình cháy được truyền cho tường nước và ống nước trong buồng đốt. Khi đó nước trong đường ống sẽ sôi lên và bốc hơi tạo thành hơi nước có nhiệt độ cao và áp suất lớn. Lượng hơi nước này được tập hợp tại balong hơi (thân lò). Sản phẩm hơi này được dẫn đến nơi tiêu thụ, cung cấp cho các nhà máy có nhu cầu sử dụng hơi nhiệt vào sản xuất.

 Sản phẩm cháy đi ra khỏi thân lò, theo đường ống khói đến bộ thu hồi năng lượng. Khói thải gia nhiệt cho nước cấp và không khí cấp vào lò. Sau đó đi đến hệ thống xử lý khí thải, tại đây toàn bộ tro bụi và khí độc được loại bỏ hoàn toàn, trước khi khói được quạt hút thải ra ngoài ống khói.

Giới thiệu các quá trình diễn ra khi lò hơi hoạt động

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 tầng sôi 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.

Lò hơi tầng sôi biomass có ưu điểm gì?

- Đặc điểm nổi trội của lò tầng sôi đốt biomass là hiệu suất lò hơi cao, lên đến 80%, dễ vận hành.

- 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 thì các hạt nhiên liệu thay đổi vị trí nhanh và liên tục nên làm thay đổi sự tiếp xúc giữa các hạt nhiên liệu và sản phẩm cháy thể khí. Do đó tạo điều kiện thuận lợi để tiến hành các phản ứng hóa học, 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.

- Phương pháp chuẩn bị nhiên liệu để đốt khá đơn giản và rẻ tiền nên tiết kiệm được chi phí. Không có hiện tượng đóng xỉ trong các dàn ống hơi đặt trong buồng lửa và bề mặt các ống những chìm trong tầng sôi, giảm mức độ bám tro các bề mặt truyền nhiệt ở phần đuôi lò hơi.

Lò hơi đốt biomass công nghệ tầng sôi được ứng dụng ở đâu?

Lò hơi được sử dụng phổ biến trong khu công nghiệp, nhà máy sản xuất có nhu cầu sử dụng nhiệt từ hơi nóng. Dưới đây là một số ứng dụng điển hình của lò hơi tầng sôi biomass:

• Trong ngành sản xuất điện năng lò hơi tạo ra hơi quá nhiệt có động năng 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 dùng 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.

Trong tương lại, lò hơi tầng sôi đốt biomass có triển vọng phát triển mạnh và được sử dụng nhiều. Là thiết bị có nhiều ưu điểm nổi bật về công nghệ đốt lẫn nhiên liệu đốt. Nhiên liệu hoá thạch đang dần cạn kiệt, giá thành tăng cao thì biomass là giải pháp thay thế hoàn toàn phù hợp mang lại lợi ích kinh tế.

Trên đây là thông tin về lò hơi tầng sôi biomass mà Công ty Năng lượng nhiệt Bách Khoa giới thiệu tới bạn đọc.

Hiện tại HeX-boiler đang là đơn vị sản xuất tiên phong sản phẩm lò hơi tầng sôi đốt sinh khối uy tín trên toàn quốc. Chúng tôi đã lắp đặt cho nhiều đối tác trên khắp cả nước, với nhiều loại công suất khác nhau.

Quý khách hàng có nhu cầu về lò hơi tầng sôi đốt nhiên liệu biomass và các sản phẩm khác về lò hơi nồi hơi, hãy liên hệ với chúng tôi theo địa chỉ:

HeX Boiler - CÔNG TY TNHH NĂNG LƯỢNG NHIỆT BÁCH KHOA. Số 268B, Quốc Lộ 2, Khu 2, Xã Phù Lỗ, Huyện Sóc Sơn, Tp Hà Nội. Hotline: 0917 754 059 . Email: info@hexboiler.com