Phương pháp xử lý khói thải lò hơi hiện nay

Lò hơi là nguồn cung cấp nhiệt cho các thiết bị qua môi chất dẫn nhiệt là hơi nước ở áp suất cao. Lò hơi có thể được cấp nhiệt từ nhiều nguồn khác nhau, hiện nay người ta thường dùng ba loại nhiên liệu đốt lò chính là biomass, than đá hoặc dầu F.O. Đặc điểm khói thải của các loại lò hơi khác nhau.

1. Đặc điểm chung khói thải lò hơi đốt biomass

• Dòng khí thải có nhiệt độ khoảng 120~350 độ C, 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.
• 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 VT20 = 4,23 m3/kg , nghĩa là khi đốt 1 kg củi sẽ sinh ra 4,23 m3 khí thải ở nhiệt độ 200C.
• 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.
• 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.

Xem thêm: Hệ thống lọc khí

2. Đặc điểm chung khí thải lò hơi đốt 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.
• 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.
• Bụi trong khói thải lò hơi là một tập hợp các hạt rắn có kích thước rất khác nhau, từ vài micrômét tới vài trăm micrômét.
• Các kết quả nghiên cứu đã cho thấy tỷ lệ phân bố các loại hạt bụi ở các khoảng đường kính trung bình (Dtb) của lò đốt than như trong bảng 1.

3. Đặc điểm chung khí thải lò hơi dầu

• Trong khí thải của lò hơi đốt dầu F.O 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.Tải lượng ô nhiễm của dầu F.O :

3.1 Lượng khí thải

• Lượng khí thải khi đốt dầu F.O ít thay đổi. Lượng không khí cần cấp cho đốt cháy hết 1 kg dầu F.O là V₀ = 10,6 m3/kg,
• Lượng khí thải sinh ra khi đốt hết 1 kg dầu F.O là : V_c ≈ 11,5 m3/kg ≈ 13,8 kg khí thải/ 1kg dầu.

3.2 Nồng độ các chất ô nhiễm trong khí thải

Với dầu F.O đúng theo tiêu chuẩn chất lượng, khi đốt cháy trong lò hơi sẽ có nồng độ các chất trong khí thải như trong bảng 2 :

4. Quy chuẩn kiểm soát khí thải lò hơi

Cột A quy định đối với:

• Các cơ sở sản xuất, chế biến, kinh doanh, dịch vụ công nghiệp hoạt động trước ngày 16-01-2007 với thời gian áp dụng đến ngày 31-12-2014

Cột B quy định đối với:

• Các cơ sở sản xuất, chế biến, kinh doanh, dịch vụ công nghiệp hoạt động kể từ ngày 16-01-2007;
• Tất cả các cơ sở sản xuất, chế biến, kinh doanh, dịch vụ công nghiệp với thời gian áp dụng kể từ ngày 01- 01-2015.

Ghi chú: Nm³ (mét khối khí thải chuẩn) là mét khối khí thải ở nhiệt độ 25⁰C và áp suất tuyệt đối 760 mm thủy ngân

5. Phương pháp xử lý khói thải lò hơi

• Khí thải sinh ra từ lo hơi đốt củi, đốt than đá, lò hơi đốt dầu vô cùng độc hại do vậy nếu không xử lý được khí thải trước khi ra ngoài môi trường thì đây là một trong những mối nguy hại lớn đối với môi trường và con người.
• Khi đưa ra phương pháp xử lý khói thải lò hơi cần khảo sát để biết được các loại nguyên liệu sử dụng trong lò đốt hơi là gì, các thành phần khí như thế nào để có phương án phù hợp nhất.

5.1 Thiết bị trao đổi nhiệt ống chùm

• Thành phần của khí thải lò hơi không chỉ có các chất độc mà còn chứa cả nhiệt và bụi. Trước khi thanh lọc khí, đơn vị sẽ thực hiện giảm nhiệt độ và bụi của lò hơi.
• Đối với việc xử lý nhiệt lò hơi, phương pháp sử dụng thiết bị trao đổi nhiệt rộng rãi hơn cả.
• Thiết bị trao đổi nhiệt giữa một hay nhiều chất tải nhiệt, các chất tải có thể được ngăn bằng ống tube hoặc các tấm plate giúp ngăn sự pha trộn hoặc tiếp xúc chất tải nhiệt.
• Thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống chùm là dạng thiết bị trao đổi nhiệt khác biệt nằm ở chất tản nhiệt được ngăn cách qua biên dạng ống giúp kéo dài thời gian lưu chuyển khí trong đường ống, giảm nhiệt độ nhanh chóng.

5.2 Lọc bụi tĩnh điện

• Hệ thống lọc bụi tĩnh điện là một trong những bước quan trọng trong quy trình xử lý khí thải nồi hơi.
• Phương pháp này cho hiệu quả lên đến 98%. Các phương pháp này có nguyên lý hoạt động như sau:
• Đảm bảo điện trường đều có sự phóng điện của các điện tử từ cực âm sang cực dương, nó có thể va phải các phần tử khí và ion hóa gặp phải các hạt bụi làm cho chúng tích điện âm và chuyển động về phía cực dương.
• Tại đây nó được trung hòa về điện trở lại và bụi sẽ được thu từ tấm điện cực dương, khí đi ra là khí sạch.
• Thướng trong thiết bị lọc bụi tình điện kiểu điện cực tấm cần làm bằng nhiều tầng điện cực âm và cực dương liên tiếp nhau.
• Trong các thiết bị lọc hình ống, điện cực dương là ống rỗng, điện cực âm là dây dẫn trần.
• Khi hoạt động xung quanh dây dẫn thường có quầng sáng do điện tử ion hóa các phần tử khí khi chuyển động qua điện cực dương.

5.3 Phương pháp xử dụng cyclon

• Thiết bị cyclon được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp và xử lý bụi tại các lò hơi.
• Phương pháp này xử lý hiệu quả các hạt bụi >5 mm. Quá trình thu hồi bụi được diễn ra dưới tác dụng của lực ly tâm.

Nguyên lý hoạt động:

• Dòng khí nhiễm bụi được đi vào theo phần trên của cyclon, phần thân cyclon là hình trụ có đáy là hình chóp cụt.
• Ống khí bẩn vào thường dạng hình khối chữ nhất bố trí theo phương pháp tiếp tuyến với thân cyclon.
• Khí đi vào cyclon thực hiện chuyển động theo dạng xoắn ốc, di chuyển xuống dưới hình thành dòng xoáy ra bên ngoài.
• Các hạt bụi dưới tác dụng của lực ly tâm va vào thành cyclone.
• Hạt bụi chuyển động gần đáy chóp thì dòng khí bắt đầu quay ngược trở lại và chuyển động thành dòng xoắn trong, các hạt bụi va vào thành dịch chuyển xuống nhờ lực đẩy dòng xoáy và trọng lực từ đó đi ra khỏi cyclon, qua ống xả bụi.
• Khí sạch sau khi được xử lý đưa ra ở phần trên định thiết bị bởi ống trung tâm.

5.4 Phương pháp dùng tháp hấp thụ

• Khi loại bỏ được nhiệt và bụi cần phải thực hiện loại bỏ khí độc hại trong lò hơi. Dưới đây là các phương pháp mang lại hiệu quả cao là sử dụng tháp hấp thụ.
• Nguyên lý của phương pháp này là xử lý dựa trên sự tương tác giữa chất cần hấp thụ (khí hoặc hơi) với chất hấp thụ là chất lỏng hoặc các chất khác là chất rắn hòa tan trong chất lỏng.
• Theo bản chất của sự tương tác nói trên ta chia thành sự hấp thụ vật lý và sự hấp thụ hóa học.
• Quá trình hấp thụ vật lý: Hấp thụ vật lý là quá trình dựa trên sự tương tác vật lý có nghĩa nó bao gồm sự khuếch tán, hòa tan các chất cần hấp thụ trong lòng chất lỏng và sự phân bố của chúng giữa các phân tử chất lỏng.
• Trên thực tế thì quá trình hấp thụ tăng khi diện tích tiếp xúc hai pha tăng, nhiệt độ làm việc giảm, hiệu suất xử lý phụ thuộc vào áp suất riêng phần của khí hoặc hơi và nồng độ trong pha lỏng. Để hiệu quả xử lý tăng, cần dùng các kiểu thiết bị tăng diện tích tiếp xúc tối đa, truyền nhiệt tốt và hạn chế sự gia tăng của chất hòa tan trong pha lỏng. Các kiểu thiết bị thông dụng: tháp hấp thụ có tầng đệm, tháp hấp thụ sủi bọt, tháp phun,…
• Hấp thu hóa học: Là quá trình hấp thụ đi kiềm với các phản ứng hóa học. Sau quá trình khuếch tán là quá trình các phản ứng hóa học xảy ra. Như vậy nó có sự hấp thụ hóa học không phụ thuộc vào tốc độ khuếch tán của chất khí vào trong chất lỏng mà còn phụ thuộc vào tốc độ chuyển hóa chất, tốc độ phản ứng của các chất.

Loại hấp thụ dùng trong thiết bị lò hơi gồm:

• Thiết bị hấp thụ chất lỏng
• Thiết bị màng đĩa quay
• Tháp hấp thụ đêm
• Tháp hấp thụ sủi bọt
• Tháp hấp thụ kiểu đĩa chụp
• Tháp phun
• Thiết bị phun sương kiểu cơ khí.

6. Phương pháp dùng tháp hấp phụ

Phương pháp này được áp dụng trong việc xử lý khí thải là quá trình xảy ra khi hai bề mặt tiếp xúc nhau (thể rắn – khí, lỏng – khí, rắn – lỏng). Các phân tử của chất nằm ở bề mặt và bên trong khối chất đó có trạng thái khác nhau dẫn đến những hành vi khác nhau.

Nguyên lý của phương pháp này là khí độc và hơi đi qua lớp chất hấp phụ, chúng bị giữ lại do hiện tượng hấp phụ, nếu được chọn các chất hấp phụ chọn lọc thì có thể loại bỏ các chất độc hại không ảnh hưởng đến các thành phần của khí không có hại khác.

Nguyên lý của phương pháp này là: Hơi và khí độc đi qua lớp chất hấp phụ, bị giữ lại do hiện tượng hấp phụ. Chọn được chất hấp phụ chọn lọc thì có thể loại bỏ được các chất độc hại mà không gây ảnh hưởng đến thành phần khí không có hại khác.

• Các chất hấp phụ sử dụng trong phương pháp này là:
• Hấp phụ than hoạt tính
• Silicagel
• Zeolit
• Các chất hấp phụ tự nhiên: sắt, bentonit, diatomit…

7. Hệ thống xử lý khí thải lò hơi có cấu tạo như nào

• Hệ thống xử lý khí thải lò hơi, nồi hơi có cấu tạo tuần tự bố trí phụ thuộc vào điều kiện thức tế và tính toán của người thiết kế gồm 3 chức năng:
• Hệ thống hút bụi: Có nhiệm vụ xử lý bụi sinh ra trong quá trình đốt
• Quạt hút lò hơi: Quạt có nhiệm vụ vận chuyển dòng khí di chuyển trong quá trình đốt lò qua thiết bị xử lý và thổi ra môi trường
• Hệ thống xử lý khí thải hóa chất có nhiệm vụ loại bỏ khí độc hại bằng các quá trình thấp thụ và hấp phụ.
• Trên thực tế theo điều kiện về chi phí đầu tư, mặt bằng,…đôi khi hệ thống hút bụi và hệ thống xử lý khí thải hóa chất được tích hợp trong thiết bị lọc bụi ướt.

8. Đặc điểm thiết bị trong quá trình xử lý lò hơi, nồi hơi

• Quạt hút nồi hơi: Do khí thải lò hơi, nồi hơi có chứa các chất có gây ăn mòn và bụi nên quạt hút nồi hơi cần đảm bảo cấu tạo không bám bụi (trong quá trình vận hành không xảy ra hiện tượng rung động làm gián đoạn quá trình sản xuất). Nếu quạt lắp đặt sau hệ thống lọc bụi ướt thì cần sử dụng vật liệu chống ăn mòn hóa học tốt vì trong khsi có hơi nước thậm chí là hơi nóng, có tính axit sẽ làm quạt dễ bị ăn mòn.
• Thiết bị xử lý khí thải hóa chất nên sử dụng các vật liệu chống ăn mòn giúp tuổi thọ của hệ thống bền hơn.

9. Ứng dụng của xử lý lượng khí thải lò hơi

• Hệ thống xử lý khí thải lò hơi được áp dụng phổ biến trong các lĩnh vực và hiện nay chúng được áp dụng trong:
• Hệ thống hút khí thải lò hơi dùng trong nhà máy thực phẩm, chế tạo đồ uống và các nhà máy sản xuất rượu bia, bánh kẹo
• Dùng trong các khu vực bếp ăn có quy mô lớn và quy mô vừa
• Hệ thống được lắp dặt trong các khu vực phục hồi chức năng ở bệnh viện
• Lắp đặt trong phòng xông hơi, khu massage, khách sạn,…
• Vimax là đơn vị cung cấp hệ thống xử lý khí thải lò hơi

Là đơn vị lâu năm chuyên cung cấp các sản phẩm quạt hút khói, thiết bị lọc bụi, lọc khí, hệ thống hút bụi lò hơi,…Chúng tôi có đầy đủ chuyên môn, kinh nghiệm cũng như máy móc hiện đại phục vụ cho hoạt động sản xuất quạt công nghiệp, hệ thống tại Nhà Máy Vimax. Nếu bạn có nhu cầu sử dụng liên hệ Vimax để được tư vấn hỗ trợ nhé.