Phương pháp xử lý khí thải lò hơi hiệu quả hiện nay

Sử dụng nồi hơi trong các nhà máy sản xuất/ chế biến... vẫn còn phổ biến. Tuy nhiên, khí thải từ lò hơi cũng là mối lo ngại của nhiều doanh  nghiệp. Xử lý khí thải lò hơi (nồi hơi) ra sao? Có những phương pháp xử lý khí thải lò hơi công nghiệp nào? Cùng tìm hiểu dưới đây.

Giới thiệu chung về lò hơi công nghiệp

Lò hơi công nghiệp

Lò hơi công nghiệp là thiết bị sản sinh ra nhiệt lượng, cung cấp cho các hoạt động cần thiết trong nhà máy. Điển hình như: cung cấp nhiệt lượng để là hơi, sấy... Lò hơi công nghiệp hoạt động theo nguyên lý đốt cháy nhiên liệu. 

Nhiên liệu sử dụng chính là các nguyên liệu rắn như mùn cưa, trấu, than gỗ, củi... dùng cất lỏng như dầu FO, Do hoặc có thể sử dụng chất khí như gas. 

Ứng dụng của lò hơi công nghiệp

Lò hơi công nghiệp được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như:

✍️ Sử dụng cho công đoạn giặt là của nhà máy may mặc

✍️ Sử dụng cho các nồi nấu rượu

✍️ Hệ thống các bếp ăn công nghiệp, bếp ăn nhà hàng

✍️ Sử dụng cho bể bơi 4 mùa, hệ thống nước nóng cho các khu vui chơi, khách sạn, trường học..

✍️ Tạo ra hơi vận hành đầu máy xe lửa hơi nước, vận hành tuabin máy phát điện

✍️ Sử dụng cho quá trình thanh trùng, tiệt trùng, hấp, sấy trong các nhà máy thực phẩm, đồ uống, sản xuất bánh kẹo, sữa, bột ngọt…

Lò hơi có nhiều ứng dụng quan trọng cho nhiều hoạt động trong đời sống, sản xuất... Sử dụng nồi hơi mang lại nhiều ưu điểm, tuy nhiên cũng sản sinh ra lượng khí thải độc hại lớn từ quá trình đốt cháy nguyên liệu. Nếu không có giải pháp xử lý, khí thải độc hại này phát tán ra môi trường gây ô nhiễm môi trường. Cùng tìm hiểu khí thải lò hơi dưới đây.

Khí thải lò hơi công nghiệp

Tuỳ thuộc vào loại nguyên nhiên vật liệu sử dụng trong quá trình đốt cháy. Chúng sản sinh ra nồng độ khí thải có các thành phần khác nhau. Dưới đây là đặc điểm của khí thải một số lò hơi công nghiệp.

Khí thải lò hơi đốt củi

Với các nồi hơi sử dụng củi đốt, dòng khí thải ra ống khói có nhiệt độ khoảng 120-150 độ C phụ thuộc vào cấu tạo lò hơi. Khí thải của lò hơi bao gồm các thành phần sau cháy của củi, chủ yếu sản sinh ra các khí độc như CO2, CO, N2 và kèm theo bụi tro và các chất tàn dư còn xót lại do nguyên liệu không cháy hết. 

Trong quá trình đốt cháy củi, các chất trong khí thải cũng thay đổi theo loại củi. Tuy nhiên, lượng khí thải sản sinh ra tương đối ổn định. Theo như tính toán thì thường đốt 1 kg củi sẽ sinh ra 4,23m3 lượng khí thải ở nhiệt độ 200 độ C.

Lượng tro bụi có trong khí thải là một phần của các chất không cháy hết và một phần tạp chất không cháy có trong củi đốt. Tuy nhiên lượng tạp chất này không nhiều, thường chỉ chiếm 1% trong lượng củi khô. Lượng bụi trong khí thải lò hơi đốt củi có nồng độ khoảng 200 - 500 mg/m3.

Đặc điểm khí thải lò hơi sử dụng than đá

Khí thải của lò hơi đốt than đá mang theo lượng bụi và khí thải độc hại như CO, CO2, SO3, SO2, NOx. Hình thành từ quá trình đốt cháy thành phần hoá chất có trong than đá kết hợp cùng khí O2 tạo nên.

Trong khí thải than đá có chứa hàm lượng lưu huỳnh vào khoảng 0.5%, tạo ra khí thải SO2 có nồng độ khoảng 1,333 mg/m3. Lưu lượng khí thải phụ thuộc vào mỗi loại than đá khác nhau. Ví dụ như với than Antraxit Quảng Ninh có lượng khí thải sau khi đốt 1kg than là V020 ~ 7,5 m3/kg.

Bụi hình thành trong quá trình đốt cháy lò hơi là tập hợp các loại hạt rắn có nhiều kích thước to nhỏ khác nhau. Theo như phân tích, có những hạt bụi từ vài Micromet cho tới hàng trăm Micromet. Dưới đây là bảng phân bố tỉ lệ hạt bụi ở các đường kính trung bình trong lò đốt than như sau:

Tỷ lệ phân bố các loại hạt bụi ở lò đốt than

Đặc điểm khí thải lò đốt dầu F.O

Qúa trình đốt cháy dầu F.O sản sinh ra các chất khí CO2, CO, NOx, SO2, SO3 và hơi nước. Ngoài ra, chứa một lượng tro nhỏ trộn lẫn với dầu cháy không hết, sau đó tồn tại dưới dạng son khí hay bồ hóng. Lượng khí thải khí đốt dầu F.O thường ít thay đổi. Để đốt cháy hết 1 kg dầu F.O, cần lượng không khí cấp cho buồng đốt là V020=10,6 m3/kg.

Lượng khí thải sinh ra sau khi đốt hết 1 kg dầu là: Vc20 ~ 11,5 m3/kg ~ 13,8 kg khí thải/1kg dầu. Khi đốt cháy dầu F.O, nồng độ các chất có trong khí thải giao động như bảng dưới đây. (Lưu ý: được phân tích trong điều kiện cháy tốt).

TỔNG KẾT: Lượng khí/ khói thải tương đương với các loại lò hơi theo bảng dưới đây. 

Các chất ô nhiễm trong khói thải lò hơi

Tác hại của khí thải phát sinh khi đốt nhiên liệu như sau:

👉 SO2: là chất kích thích, có thể hoà tan trong nước. Chúng dễ phản ứng với các cơ quan hô hấp của động vật và con người. Khi tiếp xúc với cơ thể, có thể gây ra rối loạn chuyển hoá Protein. 

👉 CO: Khí CO là một chất khí độc hại. Khi hít phải một lượng khí CO lớn có thể gây ra tổn thương trong máu. Suy giảm oxy và gây ra tổn thương hệ thần kinh. Nếu hít phải một lượng quá nhiều có thể gây tử vong. 

👉 NOx: Nếu tiếp xúc với NOx ở nồng độ khoảng 15-20 phần triệu trong vài giờ có thể ảnh hưởng tới phổi và các chức năng  gan, tim.

👉 Bụi: tro bụi và các tạp chất không cháy hết gây ra những ảnh hưởng tới cơ thể con người như viêm mũi, viêm phế quản, viêm họng, viêm đường hô hấp... 

Đối với hệ sinh thái và môi trường xung quanh, khí thải có thể làm ảnh hưởng tới sự sinh sôi và phát triển của sinh vật. Cây cối, động vật bị kìm hãm sự phát triển, sinh trưởng, có thể gây nên tình trạng đột biến gen….

Chúng là các chất vô cùng độc hại, nếu không xử lý trước khi thải ra môi trường có thể gây ra sự ô nhiễm môi trường nặng nề, ảnh hưởng trực tiếp tới sức khoẻ con người và hệ sinh thái xung quanh.

Hiện nay, nhà nước đã đưa ra quy định để kiểm soát tình trạng ô nhiễm từ các lò hơi công nghiệp. Dưới đây là bảng quy chuẩn kiểm soát ô nhiễm từ các lò hơi.

Nồng độ C của bụi

• Nồng độ C của bụi và các chất vô cơ làm cơ sở để tính toán nồng độ tối đa cho phép của khí thải công nghiệp được quy định tại QCVN 19-20009/BTNMT.
• Cột A quy định đối với các cơ sở sản xuất, kinh doanh, chế biến, các dịch vụ công nghiệp hoạt động trước ngày 16/1/2007, thời gian áp dụng đến 31/12/2014.
• Cột B quy định: Các cơ sở chế biến, kinh doanh, sản xuất, dịch vụ công nghiệp hoạt động từ 16/1/2007. Các cơ sở sản xuất, kinh doanh, chế biến, dịch vụ công nghiệp áp dụng từ ngày 1/1/2015.

THAM KHẢO THÊM: Giải pháp hút bụi dành cho máy cắt Laser Fiber

Các biện pháp ngăn ngừa ô nhiễm và xử lý khí thải lò hơi

Các biện pháp ngăn ngừa ô nhiễm

Để ngăn chặn khí thải từ lò hơi gây ra những ảnh hưởng tới môi trường. Người ta áp dụng các phương pháp như sau:

🔥 Khi lắp đặt lò hơi, không bố trí ống khói ở các vị trí bất lợi như ở vị trí ngang với cửa sổ nhà cao tầng.

🔥 Hạn chế việc nhóm lò trong những giờ cao điểm.

🔥 Mồi lò bằng những nhiên liệu sạch và dễ cháy như dầu D.O, dầu lửa.

🔥 Tránh sử dụng các chất như cao su, nhựa để làm mồi lò, bởi chúng gây ra khí thải vô cùng độc hại.

🔥 Thiết kế các cửa mái hoặc hệ thống gương phản chiếu để người vận hàng có thể nhìn được đỉnh của ống khói.

🔥 Hạn chế việc tái nhòm lò nhiều lần bằng cách xả hơi dư thay vì tắt lò.

🔥 Không sơn ống khói bằng những màu đỏ, đen gây kích thích thị giác. 

🔥 Hạn chế sử dụng nhiên liệu xấu, có thể phát sinh nhiều khí thải độc hại. Không nên sử dụng gỗ có vỏ lụa, gỗ ngâm tẩm hoá chất, dầu F.O trôi nổi chứa nhiều tạp chất, cao su…

Phương pháp xử lý khí thải lò hơi

Khí thải gây ô nhiễm môi trường

Những lưu ý trên chỉ hạn chể một phần nào đó cho việc giảm thiểu ảnh hưởng của khí thải lò hơi tới môi trường và con người. Để xử lý triệt để lượng khí thải, cần sử dụng các hệ thống xử lý khí thải lò hơi. 

Để xử lý khí thải lò hơi hiệu quả, cần phân tích nồng độ và thành phần thực tế của khí thải trong nhà máy. Điều này giúp đảm bảo lựa chọn phương pháp xử lý khí thải lò hơi công nghiệp hiệu quả nhất. 

Trong đó, các công đoạn phổ biến cho việc xử lý khí nồi hơi đó là: 

- Thu gom và hạ nhiệt dòng khí

- Xử lý bụi (bụi và tàn tro)

- Xử lý khí thải 

Các phương pháp thường sử dụng khi xử lý khí thải lò hơi đó là: 

Sử dụng thiết bị trao đổi nhiệt ống chùm

Sử dụng các ống tube hoặc tấm plate để ngăn chặn sự pha trộn và tiếp xúc trực tiếp giữa các chất tải nhiệt. Thiết bị trao đổi nhiệt có các chất tản nhiệt, ngăn cách qua các ống. Từ đó kéo dài thời gian lưu chuyển không khí trong đường ống, làm giảm nhiệt độ của dòng khí thải. 

Lọc bụi tĩnh điện

Để tách lọc bụi ra khỏi dòng khí thải, có thể dùng phương pháp lọc bụi tĩnh điện. Hiệu quả lọc đến 98% hiệu suất lọc bụi. Chi tiết như sau:

Sử dụng một thiết bị tạo ra điện trường. Trong đó, một đầu là cực âm, một đầu là cực dương. Trong một điện trường đều, sẽ xảy ra sự phóng điện của các điện tử từ âm sang dương. Trên đường di chuyển, chúng va vào các phân tử khí làm ion hoá các hạt bụi. Các hạt bụi trở lên mang điện tích âm và chuyển động về phía cực dương. Sau đó, các hạt bụi bị trung hoà điện tích trở lại. 

Bụi bẩn ở đây sẽ được thu gom lại từ tấm điện cực dương. Dòng khí được tách bụi tiếp tục đi ra bên ngoài. 

Trong thiết bị lọc bụi tĩnh điện, lắp đặt nhiều tầng điện cực âm và dương liên tiếp nhau. Trong thiết bị lọc bụi hình ống, cực dương là ống rỗng, cực âm là các dây dẫn trần. 

Xử lý bụi bằng Cyclone

Cyclone là thiết bị dùng rộng rãi trong việc xử lý bụi. Phương pháp xử lý bụi có thể đạt được hiệu quả lọc bụi với các hạt bụi > 5micromet. Việc tách lọc bụi bằng thiết bị Cyclone nhờ vào tác động của lực ly tâm. 

Nguyên lý cơ bản như sau: 

Dòng khí thải chứa bụi bẩn được thu gom nhờ quạt ly tâm đưa vào bên trong cyclone. Cyclone có cấu tạo ống phễu hình trụ, đáy chóp cụt. Khí thải được đưa vào theo phương tiếp tuyến với thân Cyclone. Dưới sự tác động của lực ly tâm, dòng khí chứa lẫn bụi bẩn chuyển động xoắn ốc bên trong Cyclone. Hình thành các dòng xoáy, các hạt bụi bị văng ra và va vào thành Cyclone. Hạt bụi mất động năng, chúng rơi tự do xuống đáy phễu. Khi dòng khí chuyển động theo dòng xoáy và xuống dưới đáy, hình thành dòng khí chuyển động ngược lên theo dòng xoáy trong.  Bụi bẩn rơi xuống đáy phễu và được thu gom ở đây. 

Phương pháp xử lý khí thải

Hệ thống xử lý khí thải System Fan

Sau hạ nhiệt và loại bỏ được bụi, công đoạn tiếp theo cần xử lý là xử lý khí thải độc hại sản sinh ra từ lò hơi.

Một số hệ thống xử lý khí thải như xử lý khí thải bằng phương pháp hấp thụ, xử lý khí thải bằng phương pháp hấp phụ, hay xử lý khí thải bằng phương pháp ướt…

Dưới đây là một số phương pháp xử lý khí thải

Xử lý khí thải bằng hấp thụ

Nguyên lý của phương pháp hấp thụ dựa trên sự tương tác giữa các chất cần hấp thụ (khí thải) và chất hấp thụ (chất lỏng, chất rắn hoặc chất hoà tan trong chất lỏng…) Có 2 dạng hấp thụ như sau: Hấp thụ vật lý: dựa trên sự tương tác vật lý thuần tuý, bao gồm sự khuếch tán, hoà tan các chất cần hấp thụ trong lòng chất lỏng, phân bố chúng giữa các phân tử chất lỏng. Hấp thụ hoá học: là quá trình hấp thụ có phản ứng hoá học. Sau khi xảy ra quá trình khuếch tán là quá trình phản ứng hoá học. Như vậy, sự hấp thụ hoá học vừa phụ thuộc vào độ khuếch tán của chất khí trong chất lỏng và vừa phụ thuộc vào tốc độ chuyển hoá các chất, tốc độ phản ứng của các chất.

Chi tiết của phương pháp này xem tại đây: Xử lý khí thải bằng phương pháp hấp thụ.

Xử lý khí thải bằng phương pháp hấp phụ

Nguyên lý hoạt động của phương pháp này là đưa dòng khí độc hại đi qua lớp vật liệu hấp phụ. Tại đây, giữ lại các khí độc hại, dòng khí sạch tiếp tục đi lên. Thay vì sử dụng dung môi, nước hay các chất hấp thụ. Nguyên liệu chính là sử dụng than hoạt tính, silicagen, geolit… tuỳ thuộc vào nồng độ khí để thiết kế lớp hấp phụ dày hay mỏng.

Phương pháp này cũng được chia thành 2 loại là hấp phụ bằng hoá học hoặc hấp phụ bằng vật lý.

Phương pháp hấp phụ có khả năng lọc sạch khí độc hại ô nhiễm lên đến 90%. Lớp vật liệu hấp phụ có khả năng tái sinh giúp tiết kiệm chi phí cho nhà máy, xưởng sản xuất…

Xử lý khí thải bằng phương pháp ngưng tụ

Phương pháp này dựa trên nguyên lý hạ thấp nhiệt độ. Nếu sử dụng phương pháp này có thể tối giản bước hạ nhiệt ở trên. Dòng khí đi vào được hạ thấp nhiệt độ xuống một giá trị nhất định. Các chất đang ở thể khí hơi sẽ ngưng tụ thành dạng lỏng. Sau đó xử lý chúng và tiêu huỷ. Phương pháp này phù hợp cho các dòng khí thải nồng độ cao > 20g/m3. Có thể sử dụng phương pháp ngưng tụ gián tiếp hoặc trực tiếp.

Ngoài các phương pháp trên còn có các phương pháp khác như:

• Xử lý khí khói thải bằng phương pháp ướt
• Xử lý khí thải bằng phương pháp sinh học
• Xử lý nhờ phương pháp thiêu đốt …

✍️ Chi tiết các bạn có thể tham khảo tại đây: Các phương pháp xử lý khí thải

Quạt ly tâm hút lò sử dụng phổ biến để xử lý khí thải lò hơi

Trên đây là một vài thông tin về phương pháp xử lý khí thải lò hơi hiệu quả, hy vọng sẽ hữu ích với bạn. Nếu bạn đang còn bất kỳ thắc mắc hay câu hỏi liên quan gì về vấn đề xử lý khí thải lò hơi có thể liên hệ ngay với System Fan Việt Nam theo số Hotline 0888.318.886 để được tư vấn miễn phí và hỗ trợ nhanh nhất. Với nhiều năm kinh nghiệm trong lĩnh vực sản xuất và cung cấp hệ thống xử lý bụi công nghiệp, System Fan Việt Nam chắc chắn sẽ là đối tác tin cậy giúp bạn xử lý triệt để mọi vấn đề về khí thải và bụi cho nhà máy, xưởng sản xuất,... Chúc bạn thành công!