Hơi nước siêu nhiệt sinh ra từ lò hơi là nguồn năng lượng quan trọng trong nhiều ngành công nghiệp. Để tạo ra hơi nước này, các lò hơi có thể được đốt gỗ củi, than đá hoặc dầu FO…. Tuy nhiên, sử dụng các loại nhiên liệu này cũng đồng nghĩa với việc thải ra môi trường một lượng lớn khí thải, mà thành phần và mức độ độc hại của chúng còn phụ thuộc vào loại nhiên liệu cụ thể. Theo quy định, các cơ sở phải có biện pháp xử lý khí thải độc hại trước khi thải ra môi trường. Cùng Tân Kim tìm hiểu phương pháp xử lý khí thải lò hơi công nghiệp trong nội dung dưới đây!
Khái quát chung về khí thải lò hơi công nghiệp
Lò hơi công nghiệp đóng vai trò vô cùng quan trọng trong các nhà máy, hoạt động như một “trái tim nóng” cung cấp nguồn nhiệt cần thiết cho nhiều quá trình sản xuất khác nhau. Nguyên lý hoạt động của lò hơi dựa trên đốt cháy các loại nhiên liệu. Nhiên liệu sử dụng cho lò hơi rất đa dạng, có thể là nhiên liệu rắn như mùn cưa, trấu, than gỗ, củi, hoặc nhiên liệu lỏng như dầu FO, dầu DO, thậm chí là nhiên liệu khí như gas. Trong đó, các loại khí thải lò hơi công nghiệp phổ biến bao gồm:
Lò hơi đốt củi
Mặc dù ngày càng ít được sử dụng do nguồn cung gỗ hạn chế và sự lãng phí khi đốt gỗ, lò hơi đốt củi vẫn còn xuất hiện ở một số nơi. Quá trình đốt cháy củi trong lò hơi diễn ra bằng cách đốt một lớp củi trên một tấm ghi cố định trong buồng đốt. Không khí cung cấp cho quá trình cháy được thổi vào từ phía dưới lớp củi và di chuyển lên trên. Khí cháy sinh ra ở nhiệt độ cao sau đó đi qua các ống dẫn nhiệt, truyền nhiệt cho nước bên trong để tạo ra hơi nước. Cuối cùng, khí thải được thải ra ngoài qua ống khói.
Xử lý khí thải lò hơi công nghiệp này thường có nhiệt độ cao, khoảng 120-150°C, và chứa nhiều thành phần khác nhau như CO2, CO, N2, các hạt bụi, và một số chất chưa cháy hết từ củi. Thành phần cụ thể của khí thải phụ thuộc vào nhiều yếu tố, trong đó có chất lượng của củi, lượng không khí cung cấp cho quá trình cháy, và cách thức vận hành lò hơi. Khi quá trình cháy diễn ra không hoàn toàn, khí thải sẽ có màu đen hoặc xám đậm do chứa nhiều hạt muội than.
Lượng khí thải sinh ra từ quá trình đốt củi tương đối ổn định. Trung bình, khi đốt 1kg củi sẽ tạo ra khoảng 4,23m³ khí thải ở nhiệt độ 20°C. Bụi trong khí thải chủ yếu là tro và các hạt chưa cháy hết từ củi, với kích thước từ 500µm đến 0,1µm. Nồng độ bụi trong khí thải có thể thay đổi rất lớn, phụ thuộc vào nhiều yếu tố như cách thức vận hành lò, chất lượng củi, và độ ẩm của củi.
Lò hơi đốt than đá
Các lò hơi công nghiệp chủ yếu sử dụng than gầy hoặc than antraxit có nguồn gốc từ Quảng Ninh. Loại than này có đặc điểm ít chất bốc, cấu trúc chặt chẽ nên khó cháy và thời gian cháy lâu hơn so với các loại than khác.
Quá trình đốt cháy than trong lò hơi tương tự như đốt củi, không khí được cung cấp từ phía dưới lớp than, giúp than cháy từ dưới lên và từ ngoài vào trong. Khí thải sinh ra từ quá trình đốt cháy than chủ yếu bao gồm bụi, khí CO2, CO, SO2, SO3 và NOx. Các chất này hình thành do các thành phần hóa học có trong than kết hợp với oxy trong quá trình cháy.
Lượng bụi trong khí thải lò hơi đốt than rất đa dạng về kích thước hạt và nồng độ, thường tăng cao khi người vận hành chọc thêm than vào lò. Do hàm lượng lưu huỳnh trong than Quảng Ninh khoảng 0,5%, nên khí thải sẽ chứa một lượng đáng kể SO2, với nồng độ trung bình khoảng 1.333 mg/m³.
Lượng khí thải sinh ra từ quá trình đốt cháy than phụ thuộc vào từng loại than cụ thể. Đối với than antraxit Quảng Ninh, trung bình khi đốt 1kg than sẽ sinh ra khoảng 7,5 m³ khí thải ở điều kiện tiêu chuẩn.
Khí thải lò hơi đốt dầu FO
Lò hơi đốt dầu FO hiện nay rất phổ biến nhờ vào khả năng sinh nhiệt cao và dễ vận hành của loại nhiên liệu này. Dầu FO, hay còn gọi là dầu đen, là một hỗn hợp các hợp chất hữu cơ phức tạp. Khi được phun vào buồng đốt, dầu FO sẽ phân hủy thành các hạt nhỏ và cháy hết trong điều kiện nhiệt độ cao. Tuy nhiên, nếu quá trình đốt cháy không hoàn toàn, các hạt dầu chưa cháy hết sẽ tạo thành muội than và khói đen trong khí thải.
Xử lý khí thải lò hơi công nghiệp từ lò hơi đốt dầu FO chủ yếu bao gồm các thành phần sau: CO2, CO, NOx, SO2, SO3, hơi nước và một lượng nhỏ tro bụi. Trong đó, CO2 là sản phẩm chính của quá trình đốt cháy hoàn toàn, CO là sản phẩm của quá trình cháy không hoàn toàn, NOx và SOx là các oxit gây ô nhiễm không khí, còn tro bụi là các hạt rắn còn sót lại sau quá trình cháy.
Quy trình xử lý khí thải lò hơi công nghiệp phổ biến
Để đảm bảo hiệu quả xử lý khí thải lò hơi, cần phân tích chi tiết nồng độ và thành phần khí thải. Quá trình này sẽ giúp bạn chọn được phương pháp xử lý phù hợp nhất cho từng trường hợp cụ thể. Quá trình xử lý khí thải lò hơi thường bao gồm các giai đoạn chính: thu gom và hạ nhiệt dòng khí, loại bỏ bụi và tàn tro, và cuối cùng là xử lý các khí độc hại còn lại.
Hạ nhiệt và loại bỏ bụi
Để giảm nhiệt độ và loại bỏ bụi, ta thường sử dụng các thiết bị trao đổi nhiệt ống chùm. Thiết bị này hoạt động dựa trên nguyên tắc trao đổi nhiệt giữa dòng khí thải nóng và một chất làm lạnh khác, giúp làm giảm đáng kể nhiệt độ khí thải.
Song song đó, phương pháp lọc bụi tĩnh điện cũng được ứng dụng rộng rãi. Với hiệu suất lọc bụi lên đến 98%, phương pháp này hoạt động dựa trên nguyên lý tạo ra một điện trường, làm ion hóa các hạt bụi và hút chúng về phía các điện cực có điện tích trái dấu.
Ngoài ra, thiết bị Cyclone cũng được sử dụng để loại bỏ các hạt bụi có kích thước lớn hơn 5 micromet. Cyclone hoạt động dựa trên lực ly tâm, tách các hạt bụi ra khỏi dòng khí và đưa chúng xuống đáy thiết bị.
Xử lý khí thải
Sau khi loại bỏ bụi, khí thải cần được xử lý để loại bỏ các chất độc hại. Có nhiều phương pháp xử lý khí thải, trong đó các phương pháp phổ biến nhất gồm:
- Hấp thụ: Phương pháp này dựa trên nguyên lý hấp thụ các chất ô nhiễm vào một chất lỏng hoặc chất rắn. Quá trình hấp thụ có thể là vật lý (dựa trên lực hút phân tử) hoặc hóa học (kèm theo phản ứng hóa học).
- Hấp phụ: Sử dụng các vật liệu có bề mặt xốp như than hoạt tính để hấp thụ các chất ô nhiễm.
- Ngưng tụ: Dựa trên nguyên lý hạ nhiệt độ khí thải để ngưng tụ các chất hơi thành dạng lỏng.
Lựa chọn phương pháp xử lý khí thải cụ thể phụ thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm: loại và nồng độ các chất ô nhiễm trong khí thải, yêu cầu về chất lượng khí thải sau xử lý, và các yếu tố kinh tế kỹ thuật.
Hy vọng những thông tin trên đã giúp bạn hiểu rõ hơn về các phương pháp xử lý khí thải lò hơi công nghiệp hiệu quả. Nếu bạn đang tìm kiếm giải pháp tối ưu cho vấn đề ô nhiễm môi trường tại nhà máy của mình, hãy liên hệ ngay với Môi trường Tân Kim. Với đội ngũ chuyên gia giàu kinh nghiệm và hệ thống thiết bị hiện đại, chúng tôi cam kết mang đến cho bạn những giải pháp xử lý khí thải và bụi hiệu quả nhất. Đừng ngần ngại gọi đến hotline 0708.459.878 để được tư vấn miễn phí và nhận báo giá cạnh tranh ngay trong thời gian sớm nhất!
