Xử lý khí thải lò hơi công nghiệp

Đặc điểm khí thải của lò hơi

Lò hơi là nguồn cung cấp nhiệt cho các thiết bị công nghệ qua môi chất dẫn nhiệt là hơi nước cao áp. Lò hơi có thể được cấp nhiệt từ nhiều nguồn khác nhau, hiện nay trong các cơ sở tiểu thủ công nghiệp thường dùng 3 loại nhiên liệu đốt lò chính là gỗ củi, than đá hoặc dầu F.O. Đặc điểm khói thải của các loại lò hơi khác nhau, tùy theo loại nhiên liệu sử dụng.

Đặc điểm của lò hơi đốt củi

Lò hơi đốt củi đang có xu hướng ít dần vì chủ trương quản lý rừng chặt chẽ của nhà nước, và thực tế dùng gỗ để đốt lò hơi là quá lãng phí. Hiện tại củi đốt lò hơi thường là loại gỗ không còn dùng được vào việc gì khác.
Quá trình củi cháy trong lò hơi, là quá trình cháy lớp nhiên liệu rắn trong buồng đốt ghi thủ công. Không khí cần cho sự cháy được quạt vào dưới mặt ghi và đi lên trên tham gia vào quá trình cháy. Khí cháy có nhiệt độ cao đi qua các hàng ống lửa của lò, sau khi truyền nhiệt cho áo nước bên ngoài làm nước sinh hơi, khói lò được gom thải ra ngoài qua ống khói.
Dòng khí thải ra ở ống khói có nhiệt độ vẫn cón cao khoảng 120 ~ 150oC, phụ thuộc nhiều vào cấu tạo lò. Thành phần của khói thải bao gồm các sản phẩm cháy của củi, chủ yếu là các khí CO2, CO, N2, kèm theo một ít các chất bốc trong củi không kịp cháy hết, oxy dư và tro bụi bay theo dòng khí. Thành phần khí thải có thể thay đổi rất lớn tùy thuộc vào chế độ cháy trên mặt ghi. Ở chế độ cháy tốt, khí thải mang theo rất ít các chất bốc trong củi nên nhìn thấy khí trong hay có màu xám nhạt . Khi chế độ cháy xấu, thiếu ôxy và nhiệt độ buồng lửa thấp, khí thải có màu xám đen tới đen do các hạt mồ hóng ngưng kết từ các phân tử cacbua-hyđrô nặng có nhiều trong khí thải.

Khi đốt củi, thành phần các chất trong khí thải thay đổi tùy theo loại củi, tuy vậy lượng khí thải sinh ra là tương đối ổn định. Để tính toán ta có thể dùng trị số V T2 0 = 4,23 m3/kg , nghĩa là khi đốt 1kg củi sẽ sinh ra 4,23 m3 khí thải ở nhiệt độ 20oC. Lượng bụi tro có trong khói thải chính là một phần của lượng không cháy hết và lượng tạp chất không cháy có trong củi, lượng tạp chất này thường chiếm tỷ lệ 1% trọng lượng củi khô. Tro bị khí cháy cuốn theo vào dòng khí lò tạo thành 1 lượng bụi nhất định trong khí thải. Lượng bụi này có nồng độ dao động rất lớn vì phụ thuộc vào các thao tác của công nhân đốt lò. Bụi phát sinh lớn nhất khi công nhân nạp thêm củi vào lò hay “chọc ghi”. Nó còn phụ thuộc vào vận tốc dòng khí cháy trong lò và cấu tạo lò. Bụi trong khói thải lò hơi đốt củi có kích thước hạt từ 500µm tới 0,1µm, nồng độ dao động trong khoảng từ 200-500 mg/m3. Khi củi bị ướt hay mục, lượng khói với cỡ hạt nhỏ bay ra nhiều hơn.

Đặc điểm khói thải lò hơi đốt than đá

Các loại than đá được sử dụng ở Tp HCM đều là than gầy hay An-tra-xít xuất xứ từ vùng Quảng Ninh. Đây là loại than ít chất bốc, không xốp nên khó cháy và cháy lâu. Nguyên lý cháy của than trong lò hơi tương tự như củi, nghĩa là : Khi đốt than trong buồng đốt cháy lớp có ghi thủ công, không khí được quạt vào từ phía dưới ghi, than cháy dần từ lớp phía dưới lên lớp phía trên và từ phía ngoài vào trong cục than. Khí thải của lò hơi đốt than chủ yếu mang theo bụi, CO2, CO, SO2 , SO3 và NOx do thành phần hoá chất có trong than kết hợp với ôxy trong quá trình cháy tạo nên.
Lượng bụi trong khí thải có kích thước hạt và nồng độ dao động trong khỏang rộng và phụ thuộc nhiều vào thời điểm “chọc ghi” và thêm than vào lò. Hàm lượng lưu huỳnh trong than ≅ 0,5% nên trong khí thải có SO2 với nồng độ khoảng 1.333 mg/m3. Lượng khí thải phụ thuộc vào mỗi loại than, với than An-tra-xít Quảng Ninh lượng khí thải khi đốt 1 kg than là: V020 ≈ 7,5 m3/kg

Đặc điểm khí thải đốt dầu FO

Lò hơi sử dụng nhiên liệu dầu F.O để đốt sinh nhiệt là loại phổ biến nhất hiện nay (FO - chữ viết tắt của Fuel Oil, còn gọi là dầu đen). Dầu F.O là một phức hợp của các Hyđrô Cacbon cao phân tử. Dầu FO dạng lỏng có lượng sinh nhiệt đơn vị cao, độ tro ít nên ngày càng được sử dụng rộng rãi. Mặt khác vận hành lò hơi đốt dầu FO đơn giản và khá kinh tế.

Khi đốt dầu FO trong lò hơi, người ta phun dầu qua các vòi phun đặc biệt (béc phun) để tạo thành sương dầu trong hỗn hợp với không khí đi vào buồng đốt. Các hạt sương dầu sẽ bay hơi và bị phân hủy dưới nhiệt độ cao thành các Cacbua hyđro nhẹ, dễ cháy và cháy hết trong buồng đốt của lò. Khi hạt dầu phun quá lớn hay buồng chứa quá nguội, các hạt sương dầu bay hơi và phân hủy không hết sẽ tạo thành khói và muội đen trong khí thải. Điều này thường gặp ở các vòi phun quá cũ hay khi khởi động hoặc tái khởi động lò.
Trong khí thải của lò hơi đốt dầu FO người ta thường thấy có các chất sau: CO2, CO, NOx , SO2 , SO3 và hơi nước, ngoài ra còn có một hàm lượng nhỏ tro và các hạt tro rất nhỏ trộn lẫn với dầu cháy không hết tồn tại dưới dạng son khí mà ta thường gọi là mồ hóng.

Quy trình triển khai hệ thống xử lý khí thải lò hơi:

  • Bước 1: Tiến hành khảo sát và đánh giá thực trạng hệ thống lò đốt - lò hơi
  • Xác định các nguyên nhân dẫn đến hiện tượng khói thải không đạt tiêu chuẩn của lò hơi - lò đốt.
  • Tư vấn cho chủ nhà máy, chủ doanh nghiệp về nguyên nhân hiện tượng và phương pháp xử lý triệt để khói thải lò hơi - lò đốt.
  • Tiến hành báo giá
  • Tiến hành chế tạo, lắp đặt và thay thế các thiết bị cần thiết.
  • Mời các đơn vị quan trắc khói thải độc lập đo đạc thông số thành phần trong khói thải lò hơi - lò đốt.

Quý vị cần hỗ trợ xử lý khói thải lò hơi - lò đốt vui lòng liên hệ: 091 775 40 59/ 097 384 04 68

Dưới đây là hình ảnh so sánh về kết quả xử lý khói thải trước và sau khi chúng tôi xử lý:

Xử lý khí thải lò hơi

Lò hơi là thiết bị quan trọng trong các ngành sản xuất công nghiệp hiện nay. Nó là nguồn cung cấp nhiệt cho các thiết bị công nghiệp thông qua môi chất dẫn nhiệt là hơi nước. Lò hơi có thể tạo ta nhiệt năng từ nhiều nguồn nhiên liệu khác nhau. Có bốn loại nhiên liệu sử dụng chính cho lò hơi đó là: củi gỗ, biomass, than đá và dầu FO. Vì thế, tùy theo loại nhiên liệu sử dụng mà khí thải từ lò hơi cũng có tính chất khác nhau. Dựa vào tính chất của từng loại khí thải mà ta áp dụng các phương pháp xử lý khí thải lò hơi cho hợp lí.

Khí thải ra từ ống khói của lò hơi đốt củi có nhiệt độ khoảng từ 120oC trở lên, phụ thuộc vào cấu tạo của lò và hệ thống xử lý khí thải phía đuôi lò hơi. Thành phần khí thải ra bao gồm các sản phẩm cháy của củi như tro bụi, khí CO2, CO, N2, kèm theo một ít các chất bốc trong củi không kịp cháy hết, và lượng không khí thừa trong quá trình đốt cháy. Khi đốt củi, thành phần các chất trong khí thải thay đổi tùy theo loại củi, tuy vậy lượng khí thải sinh ra là tương đối ổn định. Để tính toán ta có thể dùng thông số tiêu chuẩn Vt20 = 4,23 m3/kg, tức là khi đốt 1 kg củi sẽ sinh ra 4,23 m3 khí thải ở nhiệt độ 200oC.

Tro bụi có trong khí thải chính là một phần của lượng không cháy hết và lượng tạp chất không cháy có trong củi, lượng tạp chất này thường chiếm tỷ lệ 1% trọng lượng củi khô. Bụi trong khói thải lò hơi đốt củi có kích thước hạt từ 500μm tớ 0.1μm, nồng độ dao động trong khoảng từ 200 - 500 mg/m3.

Lò hơi tầng sôi đốt than có trang bị hệ thống xử lý khói thải

Lò hơi tầng sôi đốt than có trang bị hệ thống xử lý khói thải

Lò hơi tầng sôi đốt than có trang bị hệ thống xử lý khói thải

Khí thải lò hơi đốt than đá

Khí thải từ lò hơi đốt than chủ yếu mang theo các thành phần như: Tro bụi, CO2, CO, SO2 , SO3 và NOx do thành phần hoá chất có trong than kết hợp với ôxy trong quá trình cháy tạo nên. Hàm lượng lưu huỳnh có trong than ≅ 0.5% nên trong khí thải có SO2 với nồng độ khoảng 1.333 mg/m3. Lượng khí thải ở lò đốt than này phụ thuộc vào mỗi loại than khi đốt. Bụi trong khí thải lò hơi là một tập hợp các hạt rắn có kích thước rất khác nhau, từ vài micrômét tới vài trăm micrômét.

Khí thải lò hơi đốt dầu FO

Trong khí thải của lò hơi đốt dầu F.O thường có các thành phần như sau: CO2, CO, NOx, SO2, SO3 và hơi nước, ngoài ra còn có một hàm lượng nhỏ tro và các hạt tro rất nhỏ trộn lẫn với dầu cháy không hết tồn tại dưới dạng son khí mà ta thường gọi là mồ hóng. Lượng khí thải khi đốt dầu F.O thường rất ít thay đổi. Lượng không khí cần cấp để đốt cháy hết 1 kg dầu F.O là Vo20 = 10,6 m3/kg.

Xử lý khí thải lò hơi đốt củi

Hiện nay có một số doanh nghiệp sử dụng củi làm nhiên liệu đốt cho lò hơi, cung cấp nguồn nhiệt năng dưới dạng hơi nước để phục vụ sản xuất. Hầu hết lượng khí phát sinh từ quá trình đốt củi… Chưa qua xử lý vượt quá tiêu chuẩn khí thải cho phép theo QCVN 19/2009/BTNMT. Trong đó gần 99% các sản phẩm của quá trình cháy là các chất như nitơ, hơi nước, CO, CO2,…bên cạnh đó trong quá trình đốt sinh ra một hàm lượng lớn muội than, tro bụi và một số loại khí độc hại gây tác động trực tiếp cho sức khỏe con người và sinh vật như:

  • CO: là sản phẩm của quá trình cháy trong điều kiện thiếu O2, CO gây ức chế sự hô hấp của động vật và tế bào thực vật. Có thể gây tử vong cấp kì ở nồng độ 0.8 ppm.
  • NOx: bao gồm NO; NO2… Là những chất ô nhiễm do quá trình đốt cháy nhiên liệu phát thải vào bầu khí quyển, trong đó ở gần ngọn lửa khí NO chiếm 90 – 95% và phần còn lại là NO2. Thành phần khói thải có thể tham khảo trong Bảng 1.
  • SOx: hầu hết các lọai nhiên liệu lỏng đều có chứa lưu huỳnh trong dầu đốt khi cháy thành phần lưu huỳnh trong nhiên liệu phản ứng với oxi tạo thành khí oxit lưu huỳnh, trong đó khoảng 99% là khí sunfu đioxit SO2.
  • Bụi: trong sản phẩm cháy của các nguyên liệu lỏng, rắn hầu hết đều có mang theo bụi. Nhiên liệu khi cháy sinh ra một hàm lượng bụi lớn nhưng nhất thiết cần được xử lý để tránh bụi phát tán ra môi trường gây ra các bệnh liên quan đến đường hô hấp và làm mất vệ sinh môi trường xung quanh nguồn thải.

Xử lý khí thải lò hơi đốt củi bằng phương pháp hấp thụ:

  • Nguyên lý: cho khí thải tiếp xúc với chất lỏng, các khí này hoặc được hoà tan vào chất lỏng hoặc được biến đổi thành phần.
  • Hiệu quả của phương pháp này phụ thuộc vào diện tích bề mặt tiếp xúc giữa pha khí với pha lỏng, thời gian tiếp xúc, nồng độ môi trường hấp thụ, tốc độ phản ứng giữa chất hấp thụ và khí thải.
  • Phương pháp hấp thụ được sử dụng nhiều trong việc khử SO2, trong khí thải do củi, đốt than, dầu và từ lò nấu kim loại; khử hơi H2SO4 từ công nghiệp sản xuất hoá chất; khử hơi H­2S từ công nghiệp sản xuất khí thiên nhiên và lọc dầu; Khí Clo từ sản xuất hoá chất; các halogen, CO2, NO­2 và bụi từ các quá trình công nghệ khác; HCl, NH3 từ quá trình mạ kim loại…

Xử lý khí thải lò hơi đốt củi bằng phương pháp hấp phụ:

  • Quá trình hấp phụ là quá trình hút chọn lựa các cấu tử trong pha khí hay pha lỏng lên bề mặt chất rắn. Quá trình hấp phụ được thực hiện bằng cách cho tiếp xúc hai pha không hoà tan là pha rắn (chất hấp phụ) với pha khí hoặc lỏng. Chất hấp phụ sẽ đi từ pha khí hoặc lỏng đến pha rắn cho đến khi nồng độ giữa hai pha đạt đến trạng thái cân bằng.
  • Hiệu quả của phương pháp hấp phụ, phụ thuộc nhiều vào diện tích bề mặt của pha rắn và khả năng hấp phụ của vật liệu được chọn. Than hoạt tính là một trong những vật liệu thường được chọn làm chất hấp phụ.
  • Phạm vi ứng dụng: Phương pháp hấp phụ thường sử dụng nhiều trong trường hợp tái sinh hơi cồn từ kho chứa rượu, lọc sạch khí thải lò đốt…

Quy trình công nghệ xử lý khí thải lò hơi đốt củi

  • Khói thải sau khi ra khỏi buồng đốt theo ống thải được quạt hút ly tâm vận chuyển không khí từ qua thiết bị lọc ướt. Tại đây tro bụi và muội than được lọc sạch triệt để. Sau đó, khí thải được dẫn vào tháp hấp thụ.
  • Tháp hấp thụ được thiết kế nhằm để hấp thụ các loại khí độc hại sinh ra từ quá trình đốt cháy nhiên liệu như CO, SOx, NOx … bằng dung dịch sữa vôi được cung cấp từ hệ thống bơm định lượng.
  • Hấp thụ khí độc hại bằng chất lỏng là quá trình hòa tan chất khí trong chất lỏng khi chúng tiếp xúc với nhau. Cơ cấu của quá trình này chia thành ba bước:
  • Khuếch tán các phân tử chất ô nhiễm thể khí trong khối khí thải đến bề mặt của chất lỏng hấp thụ.
  • Thâm nhập và hòa tan chất khí vào bề mặt của chất hấp thụ.
  • Khuếch tán chất khí đã hòa tan trên bề mặt ngăn cách vào sâu trong lòng khối chất lỏng hấp thụ.
  • Tại tháp hấp thụ của hệ thống xử lý khí thải lò hơi đốt củi, dung dịch hấp thụ vôi sữa được bơm liên tục từ đỉnh tháp xuống các lớp mâm tiếp xúc, khí thải chứa CO, SOx, NOx được dẫn từ dưới đi lên quá trình tiếp xúc giữa pha khí và pha nước giúp quá trình hấp thụ được diễn ra dễ dàng. Quá trình hấp thụ xảy ra trong tháp (quá trình hấp thụ đẳng nhiệt):
  • Khí đi ra khỏi thiết bị hấp thu là không khí sạch tiếp tục được quạt hút trợ đẩy vào ống khói và thải ra ngoài. Dung dịch hấp thu được bơm tuần hoàn từ ngăn chứa vào thiết bị hấp thụ. Tro bụi và muội than được định kỳ thải bỏ, dung dịch hấp thu được định kỳ thải bỏ.

Hệ thống lọc bụi tĩnh điện

Nguyên lý hệ thống lọc bụi tĩnh điện

Lọc bụi tĩnh điện là hệ thống lọc bỏ các hạt bụi có kích thước nhỏ khỏi dòng không khí chảy qua buồng lọc, trên nguyên lý ion hoá và tách bụi ra khỏi không khí khi chúng đi qua vùng có trường điện lớn. Buồng lọc bụi tĩnh điện (hay Silo lọc bụi) được cấu tạo hình tháp tròn hoặc hình hộp chữ nhật, bên trong có đặt các tấm cực song song hoặc các dây thép gai. Hạt bụi với kích thước nhỏ, nhẹ bay lơ lửng trong không khí được đưa qua buồng lọc có đặt các tấm cực. Trên các tấm cực, ta cấp điện cao áp một chiều cỡ từ vài chục cho đến 100kV để tạo thành một điện trường có cường độ lớn. Hạt bụi khi đi qua điện trường mạnh sẽ bị ion hoá thành các phân tử ion mang điện tích âm sau đó chuyển động về phía tấm cực dương và bám vào tấm  cực đó.

Hiệu quả của hệ thống lọc bụi tĩnh điện phụ thuộc vào rất nhiều các yếu tố như: kích thước của hạt bụi, tính chất của điện cực, thiết bị điện điều khiển điện trường, tốc độ chuyển động và sự phân bố đồng đều lượng không khí trong vùng điện trường. Tùy theo lưu lượng bụi của buồng lọc mà hệ thống tự động điều chỉnh điện áp cao áp vào buồng lọc, sao cho đạt được hiệu suất lọc bụi cao nhất. Với điều kiện hoạt động tốt hệ thống có thể đạt hiệu suất lọc bụi đạt trên 98%. Bụi sẽ được tách khỏi các tấm cực bằng nước rửa hoặc bằng việc rung rũ tấm cực.

Công ty TNHH Năng Lượng Nhiệt Bách Khoa

Hỗ trợ kĩ thuật và tư vấn: 091 775 40 59 / 097 384 04 68

Website: https://lohoibachkhoa.com/ hoặc https://hex-boilers.com/

0917 754 059