Nguyên liệu đốt lò hơi là gì?

Hiện nay ở Việt Nam, việc sử dụng lò hơi đốt dầu ngày càng phổ biến và rộng rãi trong các ngành công nghiệp, chế tạo. Bạn có thể tìm thấy lò hơi đốt dầu ở các nhà máy điện, nhà máy sản xuất giấy và chất lỏng, các nhà máy chế biến thực phẩm và trong sản xuất dầu khí. Vậy lò hơi đốt dầu có những ưu điểm, nhược điểm gì? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của lò hơi đốt dầu như thế nào? Cùng GDP Group tìm hiểu ngay nhé!

Nguyên liệu đốt lò hơi là gì?

Lò hơi đóng vai trò quan trọng trong các nhà máy, xí nghiệp, khu công nghiệp để cung cấp nhiệt năng cho các hoạt động sản xuất. Và nguyên liệu đốt lò hơi chính là nguồn năng lượng cần thiết để tạo ra nhiệt lượng này. Vậy nguyên liệu đốt lò hơi là gì? Đây là những loại nhiên liệu được sử dụng để tạo ra nhiệt đốt cháy trong buồng đốt của lò hơi, từ đó đun sôi nước hoặc tạo hơi nước dưới áp suất cao để cung cấp cho thiết bị sử dụng.

Hiện nay, có nhiều loại nguyên liệu khác nhau có thể sử dụng để đốt lò hơi.

Đặc điểm nguyên liệu đốt lò hơi

Củi

Hàm lượng chất bốc của củi thường rất cao
Điều này có nghĩa là củi dễ dàng bắt lửa và bốc cháy ở nhiệt độ thấp hơn than đá. Tuy nhiên, đặc tính này cũng gây ra một vài trở ngại nếu không có biện pháp thiết kế phù hợp. Cụ thể là, do hàm lượng chất bốc cao nên ngoài việc tham gia phản ứng cháy tại vùng chứa củi trong buồng đốt, sẽ có một phần phản ứng cháy diễn ra ở vị trí trên cao thoát ra khỏi củi và được cuốn theo.

Độ ẩm của củi thường thay đổi theo mùa và chủng loại củi
Ở Việt Nam, độ ẩm củi thay đổi rất lớn giữa những tháng có mưa nhiều và những tháng có nắng nhiều. Thực tế cho thấy, trong một số trường hợp củi trở nên rất ẩm vào mùa mưa đến nỗi không thể đốt được, đặc biệt là các loại củi hỗn tạp chứa nhiều nhánh cây, vỏ cây, mùn cưa, vấn đề này càng trở nên nghiêm trọng.

Nhiệt trị của củi thay đổi nhiều giữa các loại củi
Những loại cây gỗ lâu năm, có thân cứng có nhiệt trị cao hơn và ngược lại, những loại cây gỗ xốp, nhỏ, được trồng trong thời gian ngắn có nhiệt trị thấp hơn; phần thân gỗ có nhiệt trị cao hơn trong khi các phần cành, lá, rễ, vỏ cây có nhiệt trị thấp hơn; củi khô có nhiệt trị cao hơn trong các phần cành, lá, rễ, vỏ cây có nhiệt trị thấp hơn.

Tính chất dễ nóng chảy của tro bụi
Nhiệt độ nóng chảy của tro củi sẽ phụ thuộc vào từng giống cây: những giống cây trồng ngắn ngày thường có hàm lượng kali và Natri trong tro cao hơn và đây là nguyên nhân chính gây giảm nhiệt độ nóng chảy của tro.

Tính dễ bám bụi của các lò đốt củi
Các lò hơi sử dụng nhiên liệu củi thường có mức độ bám bụi nghiêm trọng hơn nhiều so với các lò hơi đốt than. Điều này làm giảm công suất lò hơi sau một khoảng thời gian vận hành. Mức độ bám bụi sẽ nghiêm trọng hơn đối với những lò hơi sử dụng củi có hàm lượng kali và Natri cao.

Trấu

Lò hơi đốt trấu là một giải pháp đốt nhiên liệu hiệu quả và chi phí thấp trong các ngành công nghiệp hiện nay. Trấu, một nguồn nhiên liệu dễ kiếm và có giá thành rẻ, là nguyên liệu chính cho lò hơi, giúp tận dụng năng lượng sinh ra từ quá trình đốt cháy. Điều này không chỉ tiết kiệm chi phí mà còn giúp giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường.

Ưu điểm của lò hơi đốt trấu:

• Khả năng khử SO2: Lò hơi có khả năng loại bỏ đến 99% SO2 trong quá trình đốt cháy nhờ việc thêm phụ gia.
• Giảm NOx: So với việc sử dụng than đá hoặc dầu FO, lò hơi đốt trấu giảm đáng kể khí NOx trong khói thải, với nồng độ phổ biến từ 150-200mg/Nm3.
• Đa dạng nguồn nhiên liệu: Có thể đốt cháy nhiều loại nhiên liệu khác nhau ngoài trấu, gia tăng sự linh hoạt trong quá trình sản xuất.
• Không phát thải dioxin: Nhờ đạt nhiệt độ buồng đốt >1050oC, lò hơi đốt trấu không phát thải dioxin, đảm bảo an toàn cho môi trường.
• Giảm phát thải bụi: Sử dụng lọc khô bằng Cyclone tổ hợp và Tháp lọc đa năng giúp giảm thiểu phát thải bụi.
• Hiệu suất cao: Lò hơi tầng sôi đạt hiệu suất cao từ 80-90%, và hiệu suất cháy nhiên liệu rất cao, vượt qua mức 90%.

Dầu FO

Dầu FO là nhiên liệu đốt lò hơi được sử dụng phổ biến trong các lò hơi công nghiệp, dùng để cung cấp năng lượng trong quá trình sản xuất công nghiệp như lò hơi ở ngành công nghiệp thực phẩm, lò nung ở ngành luyện kim… Nhiên liệu đốt dầu trong lò được phân thành 2 loại là dầu FO thường chứa các chất ô nhiễm chủ yếu là SO_x, NO_x, CO, hơi nước và một lượng nhỏ tro, các hạt tro không cháy hết thường được gọi là bồ hóng.

Viên nén mùn cưa

Viên nén từ mùn cưa là một lựa chọn hiệu quả để thay thế các nguyên liệu đốt lò hơi khác đang được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp hiện nay. Cụ thể, việc sử dụng viên nén mùn cưa làm nguyên liệu đốt lò hơi đã được áp dụng trong nhiều lĩnh vực công nghiệp như dệt may, sấy gỗ, nhà máy chế biến bánh kẹo, và thực phẩm cho gia súc.

Đặc biệt, viên nén mùn cưa cũng có thể thay thế cho các nhiên liệu đốt lò hơi hóa thạch, giúp tạo ra năng lượng một cách bền vững và ít gây ô nhiễm. Sự linh hoạt của viên nén mùn cưa còn được thấy rõ khi nó có thể được ứng dụng trong ngành công nghiệp sản xuất rượu, làm cho quá trình sản xuất trở nên hiệu quả và thân thiện với môi trường. Không chỉ giới hạn trong ngành công nghiệp, viên nén mùn cưa còn có nhiều ứng dụng trong đời sống hàng ngày, như trong các hệ thống xông hơi matxa, cũng như sử dụng trong các khu vực như nhà hàng và khách sạn. Điều này không chỉ mang lại tiện lợi mà còn đóng góp vào việc tiết kiệm và bảo vệ môi trường.

Vỏ hạt điều

Vỏ, bã, và dầu vỏ hạt điều, là nguồn nhiên liệu đốt lò hơi dễ cháy và cung cấp lượng nhiệt lượng đáng kể, nên hiện nay chúng được sử dụng phổ biến trong quá trình sản xuất tại các nhà máy và xí nghiệp. Tuy nhiên, khí thải phát sinh từ quá trình đốt cháy vỏ, bã, và dầu vỏ hạt điều thường chứa các chất độc hại, gây ô nhiễm môi trường và tạo ra thách thức trong việc xử lý.

Đáng lưu ý là theo khảo sát của ngành môi trường, hầu hết các cơ sở sản xuất vẫn chưa xây dựng hệ thống xử lý khí thải đạt tiêu chuẩn, làm tăng nguy cơ gây ô nhiễm và ảnh hưởng đến sức khỏe của cộng đồng. Công nghệ chao dầu hoặc hấp là phương pháp chính được áp dụng trong quá trình sản xuất nhân hạt điều từ hạt điều thô. Phương pháp chao dầu thường được ưa chuộng hơn tại các nhà máy do hạt sản xuất có chất lượng cao. Tuy nhiên, phương pháp này cũng có nhược điểm là gây ra nhiều ô nhiễm môi trường, đặc biệt là trong không khí. Điều này đặt ra thách thức cần phải được giải quyết để giảm thiểu ảnh hưởng đến môi trường và sức khỏe cộng đồng.

Than đá

Nguyên liệu đốt lò hơi – than sẽ được sử dụng làm nguyên liệu đốt lò hơi để đun sôi và tạo thành hơi nước. Quá trình này sẽ góp phần tạo nên nhiệt lượng, phần nhiệt lượng tỏa ra trong quá trình của lò sẽ khiến nước trong lò nóng lên và làm xuất hiện quá trình bốc hơi nước. Phần hơi nước bốc lên sẽ được dùng cho việc gia nhiệt, đun nấu, sấy, cô đặc, thanh trùng…

Đặc tính và các chất tham gia cháy trong lò hơi đốt than đá

• Cacbon: Là thành phần cháy chủ yếu trong nguyên liệu đốt lò hơi-than, nhiệt lượng phát ra khi cháy của 1kg Cacbon gọi là nhiệt trị của Cacbon, khoảng 34,150 kj/kg. Vì vậy lượng cacbon trong nhiên liệu càng nhiều thì nhiệt trị của nhiên liệu càng cao. Tuổi hình thành nhiên liệu càng già thì thành phần Cacbon càng cao, xong khi ấy độ liên kết của than càng lớn nên than càng khó cháy.
• Hydro: Là thành phần cháy quan trọng của nguyên liệu đốt lò hơi than đá, khi cháy tỏa ra nhiệt lượng 144,500 kj/kg. Nhưng lượng Hydro có trong thiên nhiên rất ít. Trong nhiên liệu lỏng Hydro có nhiều hơn trong nhiên liệu rắn.
• Lưu huỳnh: Là thành phần cháy trong nhiên liệu. Trong than đá đốt lò lưu huỳnh tồn tại dưới ba dạng: liên kết hữu cơ S_hc, khoáng chất S_k, liên kết sunfat S_s. Còn lưu huỳnh sunfat thường nằm dưới dạng CaSO₄, MgSO₄, FeSO₄…Những liên kết này không tham gia quá trình cháy mà chuyển thành tro của nguyên liệu đốt lò hơi. Nhiệt trị của lưu huỳnh bằng khoảng ¹/₃ nhiệt trị của Cacbon. Khi cháy lưu huỳnh sẽ tạo ra khí SO₂ hoặc SO₃. Gặp hơi nước trong buồng đốt SO₃ dễ hòa tan tạo ra axit H₂SO₄ gây ăn mòn kim loại như ghi lò. Khí SO₂ thải ra ngoài là khí độc nguy hiểm
• Oxy và Nito: Là những chất trơ trong nhiên liệu rắn và lỏng. Sự có mặt của Oxy và Nito làm giảm thành phần cháy của nguyên liệu đốt lò hơi làm cho nhiệt trị của nhiên liệu giảm xuống. Nhiên liệu càng non thì Oxy càng nhiều. Khi đốt nguyên liệu đốt lò hơi, Nito không tham gia quá trình cháy chuyển thành dạng tự do có ở trong khói.

Vải

Lò hơi đốt vải được cấu tạo trên nguyên lý cháy triệt để các loại vải vụn cũng như rác thải. Khi mua lò hơi đốt vải vụn, việc vận hành và vệ sinh máy sẽ thuận tiện dễ dàng. Lò hơi đốt bằng vải vụn có hệ thống cấp khí tự động, có thể điều chỉnh khí theo từng loại nhiên liệu khác nhau bằng biến tân.

Ưu điểm của lò hơi đốt vải:

• Ngoài mang lại hiệu quả kinh tế cao cho nhà sản xuất, còn có ý nghĩa vô cùng lớn với việc bảo vệ môi trường. Loại nồi hơi này giúp trực tiếp xử lý rác thải hay vải vụn nên giảm thải một lượng lớn chất thải ra môi trường bên ngoài. Từ đó, rác thải của các khu công nghiệp và khu xử lý rác thải của địa phương được giảm thiểu.
• Giá thành của loại lò hơi này là vô cùng hợp lý. Hơn nữa, khi mua lò hơi đốt vải vụn, nhà máy của bạn còn tiết kiệm được một khoản kha khá tiền chi trả cho các chi phí xử lý rác thải
• Mua nồi hơi đốt vải vụn, các nhà máy sẽ vô cùng thuận tiện trong các giai đoạn bảo trì, sửa chữa thay nâng cấp các thiết bị máy móc. Hơn nữa, những linh kiện hay phụ tùng thay thế cũng dễ dàng được tìm mua trên thị trường. Đặc biệt, giá thành của chúng còn vô cùng hợp lý và xứng đáng đầu tư.

Nguyên lý họa động của lò hơi công nghiệp

Nồi hơi không đơn giản chỉ là một chiếc nồi lớn dùng để đun nước. Thực ra, đó là một hệ thống vô cùng tinh vi được thiết kế để tối ưu hóa quá trình sản xuất năng lượng nhiệt từ việc đun sôi nước. Khi nước trong hệ thống kín được đun nóng bởi các loại nhiên liệu như than, dầu, khí gas hoặc sinh khối, nó sẽ chuyển từ dạng lỏng thành hơi nước dưới áp suất cao. Và chính nguồn hơi nước này sẽ được dẫn đến tua bin, thiết bị gia nhiệt hoặc các hệ thống công nghiệp khác để cung cấp năng lượng cho các quy trình sản xuất.

Nếu chúng ta nhìn kỹ hơn vào cấu tạo của một nồi hơi, có thể thấy nó bao gồm những bộ phận quan trọng như:

• Buồng đốt: Nơi diễn ra quá trình đốt cháy nhiên liệu để sinh nhiệt.
• Thân nồi: Phần chứa nước, nơi nhiệt độ tăng lên và nước chuyển hóa thành hơi.
• Ống khói: Đảm bảo xả khí thải và khói ra môi trường một cách an toàn.
• Van an toàn: Chức năng chính là đảm bảo hệ thống vận hành dưới áp suất an toàn, giảm thiểu nguy cơ xảy ra sự cố.