Hệ Thống Xử Lý Khí Thải Lò Hơi – Công nghệ xử lý bụi, SO₂ và NOx

Hệ thống xử lý khí thải lò hơi giúp thu gom và xử lý bụi, SO₂, NOx cùng các chất ô nhiễm phát sinh từ lò đốt củi, trấu, biomass, than hoặc dầu.

AirVin thiết kế hệ thống xử lý khói thải lò hơi theo lưu lượng, nhiệt độ, tải bụi và đặc tính nhiên liệu thực tế. Giải pháp có thể kết hợp Cyclone, Multicyclone, lọc bụi túi vải, tháp hấp thụ, quạt hút và công nghệ xử lý NOx phù hợp.

Khí thải lò hơi phát sinh những chất ô nhiễm nào?

Thành phần khí thải phụ thuộc chủ yếu vào nhiên liệu, chất lượng nhiên liệu và chế độ cháy. Lượng không khí cấp cũng ảnh hưởng trực tiếp đến nồng độ các chất trong dòng khí. Những thông số thường được quan tâm gồm bụi tổng, tro bay, SO₂, NOx, CO và CO₂. Ngoài ra, nhiệt độ và độ ẩm của khí cũng ảnh hưởng đến việc lựa chọn thiết bị. Với lò hơi đốt củi, trấu hoặc biomass, bụi và tro bay thường là nhóm cần kiểm soát chính. Trong khi đó, lò hơi đốt than có thể phát sinh thêm tải lượng SO₂ và NOx đáng kể hơn.

Khí thải lò hơi đốt củi, trấu và biomass

Khí thải lò hơi đốt củi thường chứa bụi, tro bay và các sản phẩm cháy. Mức phát sinh phụ thuộc vào độ ẩm nhiên liệu, kích thước củi và điều kiện cấp gió. Nếu nhiên liệu có độ ẩm cao, quá trình cháy có thể kém ổn định hơn. Khi đó, CO và lượng khói có thể tăng. Vì vậy, xử lý khí thải lò hơi đốt củi không chỉ là tách bụi. Hệ thống cần được xem xét đồng thời với chế độ cháy và nhiệt độ khí đầu vào.

Khí thải lò hơi đốt than

Lò hơi đốt than thường có tải bụi lớn. Thành phần lưu huỳnh trong than cũng có thể làm tăng SO₂. Do đó, xử lý khí thải lò hơi đốt than thường phải kết hợp xử lý bụi và khí axit. Với một số nguồn thải, bài toán NOx cũng cần được xem xét riêng. Cấu hình công nghệ nên được lựa chọn sau khi xác định đặc tính than và tải lượng ô nhiễm.

Hệ thống xử lý khí thải lò hơi là gì?

Hệ thống xử lý khí thải lò hơi là tổ hợp nhiều thiết bị làm việc liên hoàn. Mục tiêu là giảm bụi và các khí ô nhiễm trước khi dòng khí được thải ra môi trường. Một hệ thống có thể gồm Cyclone, Bag Filter, tháp hấp thụ, quạt hút và ống khói. Tùy yêu cầu, hệ thống có thể bổ sung thiết bị thu hồi nhiệt hoặc công nghệ xử lý NOx.

Điểm quan trọng là mỗi thiết bị chỉ thực hiện một chức năng nhất định. Cyclone phù hợp với bụi thô. Bag Filter giữ lại bụi mịn. Tháp hấp thụ phù hợp với các khí có khả năng hấp thụ phù hợp. NOx lại cần cách xử lý riêng. Vì vậy, hệ thống xử lý khí thải nồi hơi cần được thiết kế theo chuỗi công nghệ phù hợp với nguồn thải thực tế.

Công nghệ xử lý khí thải lò hơi

Cyclone – xử lý bụi thô

Cyclone sử dụng lực ly tâm để tách các hạt bụi và tro có kích thước tương đối lớn. Trong hệ thống lò hơi, thiết bị này thường đóng vai trò xử lý sơ bộ. Dòng khí đi vào Cyclone theo phương tiếp tuyến. Chuyển động xoáy tạo lực ly tâm và đẩy các hạt bụi ra thành thiết bị. Bụi sau đó rơi xuống phễu chứa. Cyclone giúp giảm tải bụi cho các thiết bị phía sau. Tuy nhiên, Cyclone không phải giải pháp tối ưu cho phần bụi rất mịn.

Lọc bụi túi vải – xử lý bụi mịn

Sau Cyclone, dòng khí có thể tiếp tục đi qua Bag Filter. Bụi mịn được giữ lại trên bề mặt túi lọc. Diện tích lọc phải được tính theo lưu lượng và điều kiện làm việc. Nhiệt độ khí, nồng độ bụi và đặc tính bụi cũng ảnh hưởng đến lựa chọn vật liệu túi. Hệ thống rũ bụi giúp làm sạch bề mặt túi trong quá trình vận hành. Nếu rũ bụi kém, chênh áp tăng và lưu lượng hút sẽ giảm.

Đây là một công đoạn quan trọng trong hệ thống xử lý bụi lò hơi, đặc biệt khi cần kiểm soát bụi mịn.

Tháp hấp thụ – xử lý SO₂ và khí axit

Nếu dòng khí chứa SO₂ hoặc các thành phần phù hợp, có thể bổ sung tháp hấp thụ ướt. Trong tháp, khí tiếp xúc với dung dịch hấp thụ thông qua hệ thống phun hoặc lớp đệm. Hiệu quả phụ thuộc vào lưu lượng khí, nồng độ ô nhiễm và loại dung dịch sử dụng. Tỷ lệ khí trên lỏng và thời gian tiếp xúc cũng ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng xử lý. Vì vậy, không nên dùng một cấu hình tháp giống nhau cho mọi lò hơi.

Xử lý NOx

NOx là bài toán riêng trong xử lý khí thải lò hơi công nghiệp. Không nên mặc định tháp hấp thụ thông thường có thể xử lý hiệu quả NOx. Tùy nguồn thải, có thể xem xét tối ưu quá trình cháy. Một số dự án có thể áp dụng SNCR hoặc SCR. Việc lựa chọn giải pháp phải dựa trên nồng độ NOx, công suất lò và yêu cầu đầu ra.

Sơ đồ hệ thống xử lý khói thải lò hơi

Tùy nguồn thải, hệ thống xử lý khói thải lò hơi có thể được thiết kế theo nhiều cấu hình.

Với nguồn cần xử lý chủ yếu là bụi, có thể tham khảo:

Lò hơi → Cyclone → Bag Filter → Quạt hút → Ống khói

Với nguồn có thêm SO₂ hoặc khí axit, cấu hình có thể là:

Lò hơi → Cyclone → Bag Filter → Tháp hấp thụ → Quạt hút → Ống khói

Trong một số hệ thống, thiết bị thu hồi nhiệt có thể được bố trí trước thiết bị lọc. Công đoạn giảm NOx cũng có thể được bổ sung theo yêu cầu dự án. Sơ đồ công nghệ không nên được chọn chỉ dựa trên công suất lò. Thành phần khí và nhiệt độ mới là các yếu tố quyết định.

Công nghệ xử lý khí thải lò hơi đốt củi

Công nghệ xử lý khí thải lò hơi đốt củi thường tập trung vào bụi và tro bay. Tuy nhiên, cấu hình thực tế còn phụ thuộc độ ẩm và chất lượng nhiên liệu. Một hệ thống có thể sử dụng Cyclone để tách bụi thô. Sau đó, Bag Filter tiếp tục xử lý phần bụi mịn. Nếu dòng khí có thêm thành phần axit phù hợp, hệ thống có thể bổ sung tháp hấp thụ. Quạt hút được bố trí để duy trì lưu lượng qua toàn bộ dây chuyền.

Với lò sử dụng trấu, viên nén hoặc biomass, nguyên lý lựa chọn tương tự. Tuy nhiên, tải bụi và nhiệt độ thực tế cần được đo hoặc tính riêng. Không nên xem mọi loại biomass là giống nhau. Tính chất nhiên liệu ảnh hưởng trực tiếp đến toàn bộ hệ thống.

Xử lý khí thải lò hơi đốt than

Xử lý khí thải lò hơi đốt than thường phức tạp hơn khi nguồn thải có tải bụi và SO₂ cao. Cyclone hoặc Multicyclone có thể được dùng để giảm bụi thô. Bag Filter tiếp tục giữ lại các hạt nhỏ hơn. Nếu cần xử lý SO₂, tháp hấp thụ được bổ sung phía sau hệ thống lọc bụi. Việc này giúp giảm tải chất rắn cho tháp và tăng độ ổn định vận hành.

Trường hợp NOx cao cần đánh giá riêng. Khi đó, tối ưu cháy hoặc công nghệ SNCR và SCR có thể được xem xét.

Tính toán hệ thống xử lý khí thải lò hơi

Thiết kế hệ thống xử lý khí thải lò hơi phụ thuộc rất lớn vào khâu tính toán. Một sai lệch nhỏ trong lưu lượng hoặc cột áp có thể ảnh hưởng toàn hệ thống.

Tính lưu lượng khí

Lưu lượng khí được xác định từ loại nhiên liệu và lượng nhiên liệu tiêu thụ. Lượng không khí cấp cũng là yếu tố quan trọng. Hệ số không khí dư, nhiệt độ và chế độ vận hành cần được đưa vào tính toán. Đây là cơ sở để xác định kích thước đường ống và thiết bị.

Tính đường ống

Từ lưu lượng thiết kế, kỹ sư xác định đường kính và vận tốc khí trong ống. Tổn thất ma sát và tổn thất cục bộ cần được cộng vào tổng trở lực. Các co, cút, van và thay đổi tiết diện đều ảnh hưởng đến áp suất. Với hệ thống nhiều nhánh, mạng đường ống cần được cân bằng.

Tính Bag Filter

Diện tích lọc phải được xác định từ lưu lượng và điều kiện làm việc. Không nên chọn số lượng túi chỉ dựa trên công suất quạt. Nhiệt độ, tải bụi và chế độ rũ cũng phải được xem xét.

Tính quạt hút

Quạt công nghiệp chỉ nên được chọn sau khi xác định lưu lượng và tổng tổn thất áp suất. Nếu thiếu áp suất, quạt sẽ không đạt lưu lượng thiết kế. Nếu dư quá nhiều, điện năng và độ ồn sẽ tăng không cần thiết. Mỗi quạt có một đường đặc tính riêng. Điểm làm việc cần phù hợp với trở lực thực tế của hệ thống.

Vật liệu chế tạo hệ thống

Vật liệu của hệ thống xử lý khí thải lò hơi phải được lựa chọn theo nhiệt độ và tính chất khí. Khu vực khí nhiệt độ cao thường cần thép hoặc vật liệu chịu nhiệt phù hợp. Đường ống sau khi khí giảm nhiệt cần xem thêm độ ẩm và tính ăn mòn. Tháp hấp thụ có thể sử dụng PP hoặc FRP phù hợp. Việc chọn vật liệu cần dựa trên dung dịch hấp thụ và điều kiện vận hành. Không nên sử dụng một loại vật liệu cho toàn bộ hệ thống. Mỗi vị trí có điều kiện nhiệt và hóa học khác nhau.

Những lỗi thường gặp khi xử lý khí thải lò hơi công nghiệp

Một lỗi phổ biến là chỉ dùng Cyclone cho nguồn có nhiều bụi mịn. Khi đó, bụi vẫn có thể đi theo dòng khí ra phía sau. Một lỗi khác là không kiểm soát nhiệt độ trước Bag Filter. Nhiệt độ vượt giới hạn có thể ảnh hưởng vật liệu túi. Chọn quạt chỉ theo công suất motor cũng là sai lầm thường gặp. Quạt phải được chọn theo lưu lượng và cột áp thực tế. Một số hệ thống lắp tháp hấp thụ nhưng không tính đúng lưu lượng. Điều này làm thời gian tiếp xúc không đạt yêu cầu. Ngoài ra, việc dùng tháp hấp thụ thông thường để xử lý NOx cũng không phù hợp trong nhiều trường hợp.

AirVin thiết kế hệ thống xử lý khí thải lò hơi

Nếu doanh nghiệp Quý khách cần hệ thống xử lý khí thải lò hơi mới, hãy liên hệ AirVin để đặt lịch khảo sát và tư vấn phương án phù hợp.

AIRVIN – GIẢI PHÁP XỬ LÝ KHÍ & BỤI CÔNG NGHIỆP

Tư vấn kỹ thuật: 0983.786.396

Kinh doanh: 0865.633.993

Email: airvin.vn@gmail.com