Author - Chugai Administrator

13 Oct

Công nghệ lọc tĩnh điện và hệ thống ESP tại nhà máy nhiệt điện

Nhiệt điện than hiện có vai trò đáng kể trong hệ thống điện Việt Nam. Tuy nhiên, trong quá trình sản xuất phát điện, lại sản sinh ra một lượng lớn bụi. Bụi thường có kích thước đa dạng, từ kích thước nguyên tử cho đến kích thước nhìn thấy được bằng mắt thường.

Hiện nay có nhiều phương pháp xử lý bụi trong khói thải, bao gồm: khử bụi bằng phương pháp lắng dựa trên nguyên lý động học dòng phân li bằng trọng lực, khử bụi bằng nguyên lý va đập, khử bụi bằng nguyên lý dòng xoáy li tâm… Việc lựa chọn phương pháp nào sẽ phụ thuộc vào các đặc tính vật lý và hóa học của bụi như: loại bụi, kích thước hạt bụi, nồng độ bụi trung bình và lớn nhất trong dòng khí thải, điện trở suất của bụi v.v…

Về phương diện kinh tế, phương án sử dụng công nghệ lọc bụi tĩnh điện tuy vốn đầu tư ban đầu lớn song hiệu suất khử bụi cao lên tới hơn 99% cùng với tổn thất áp lực dòng bé, độ tin cậy vận hành cao và chi phí vận hành bảo dưỡng thấp, và vì vậy, đã và đang được lựa chọn cho nhiều dự án ở Việt Nam.

1. Hệ thống lọc bụi tĩnh điện (ESP) là gì?

Bộ lọc bụi tĩnh điện ESP là một thiết bị lọc được sử dụng để loại bỏ các hạt mịn như khói và bụi mịn trong khí thải. Đây là sản phẩm được sử dụng để kiểm soát ô nhiễm không khí, ứng dụng thực tế rộng rãi trong các ngành công nghiệp như nhà máy thép, nhà máy nhiệt điện, nhà bếp thương mại, công nghiệp, xưởng cắt laser và CNC,…

Vào năm 1907, giáo sư hóa học Frederick Gardner Cottrell đã được cấp bằng sáng chế cho thiết bị lọc bụi tĩnh điện đầu tiên được sử dụng để thu thập sương mù axit sunfuric và khói chì oxit được phát ra từ các hoạt động luyện axit khác nhau.

Các loại bộ lọc bụi tĩnh điện

  • Lọc bụi tĩnh điện ướt: lọc bụi tĩnh điện ướt dùng để khử bụi dạng vật liệu rắn và được rửa khỏi bề mặt lắng bằng nước. Nhiệt độ của dòng khí chứa bụi cần bằng hoặc xấp xỉ nhiệt độ đọng sương của nó khi vào lọc bụi tĩnh điện. Ngoài ra lọc bụi ướt được sử dụng để thu các hạt lỏng dạng sương hoặc giọt ẩm từ dòng khí. Trong các trường hợp này có thể không cần đến việc rửa bề mặt lắng mà các hạt dạng lỏng tự tích tụ và chảy xuống dưới.
  • Lọc bụi tĩnh điện khô: Lọc bụi tĩnh điện khô thường dùng để khử các bụi dạng rắn và được tách ra khỏi điện cực lắng bằng cách rung gõ. Dòng khí vào lọc bụi tĩnh điện khô phải có nhiệt độ cao hơn hẳn điểm đọng sương để tránh đọng nước trên bề mặt lắng và tránh oxy hoá cho các điện cực.

2. Cấu tạo của hệ thống lọc bụi tĩnh điện

Các hệ thống lọc bụi tĩnh điện được thiết kế hình tháp tròn hoặc hình hộp chữ nhật. Bên trong buồng lọc được đặt các tấm cực song song hoặc các dây thép gai.

Hệ thống lọc bụi tĩnh điện gồm 3 bộ phận chính

  • Vỏ buồng lọc: có cấu tạo dạng hình hộp chữ nhật được tạo thành từ thép hàn với nhau.
  • Điện cực: Đây là bộ phận quan trọng nhất giúp giữ lại các hạt bụi bên trong dòng khí, được bố trí bởi hai bản cực có cấu tạo khác nhau. Bản cực dương là bề mặt kim loại dạng tấm phẳng để tăng diện tích tiếp xúc với bụi. Bản cực âm là những dây thép có gai nhằm tập trung điện tích. Còn các điện cực trái dấu được bố trí xen kẽ nhau.
  • Bộ phận rũ bụi: là các cánh búa lắp trên một trục và nối với động cơ quay được lắp trên đỉnh lọc bụi.

Sơ đồ cấu tạo hệ thống ESP

3. Nguyên lý hoạt động của hệ thống lọc bụi tĩnh điện

Khi cấp điện cao áp vào các điện cực ion hoá, trong khoảng không gian giữa các điện cực của bộ lọc bụi xuất hiện một điện trường mà cường độ của nó có thể thay đổi bằng cách thay đổi điện thế cấp vào. Khi tăng điện thế đến một trị số nhất định, trong khoảng không gian giữa các điện cực xảy ra hiện tượng phóng điện.

Khi dòng khí ô nhiễm có chứa các hạt bụi lơ lửng đi qua khoảng không gian giữa các điện cực của bộ lọc bụi thì các hạt này được tích điện. Các hạt bụi lơ lửng đã tích điện dưới tác động của điện trường sẽ chuyển động đến các điện cực và sẽ bám vào các điện cực đó, còn khí sau khi đã được làm sạch khi qua các bộ lọc bụi sẽ được quạt khói đẩy qua ống khói thải vào khí quyển. Bụi tích tụ được loại bỏ bằng búa đập (ESP khô), bàn chải cạo (ESP khô) hoặc xả nước (ESP ướt).

Nguyên lý lọc bụi tĩnh điện

4. Ưu và nhược điểm của hệ thống lọc bụi tĩnh điện

Nhắc đến lọc bụi tĩnh điện người ta sẽ nhớ đến những ưu và nhược điểm riêng biệt của giải pháp xử lý môi trường này như:

Về ưu điểm:

  • Hiệu suất lọc bụi cao: có thể hơn 99 %;
  • Lưu lượng khói đi qua thiết bị lớn;
  • Tổn thất áp lực dòng nhỏ;
  • Lọc được bụi có kích thước rất nhỏ: 0.1 µm;
  • Có khả năng lọc loại bỏ đa dạng các chất gây ô nhiễm khô và ướt như: bụi mịn, hạt xi măng, tro, lọc hạt dầu mỡ, khói, nhựa, dầu, sơn, nhựa đường, axit, khí thải có độ ẩm cao,…
  • Hệ thống hoạt động ổn định, bền bỉ, tuổi thọ cao, chi phí vận hành thấp
  • Chịu được nhiệt độ cao (tới 450 °C);
  • Vật liệu sử dụng phù hợp chống ăn mòn hóa chất và điều kiện thời tiết khắc nghiệt;

Về nhược điểm:

  • Giá thành của hệ thống này khá cao từ vài chục triệu đến vài trăm triệu (đối với các hệ thống công suất lớn).
  • Hệ thống có kích thước lớn nên yêu cầu không gian lắp đặt phải rộng. Đồng thời cũng cần khoảng thoáng phía trước máy tối thiểu là 1 mét để đảm bảo việc bảo dưỡng vệ sinh phin lọc có thể diễn ra dễ dàng
  • Trọng lượng nặng và cấu tạo phức tạp nên khó di chuyển hay can thiệp nâng cấp bên trong.

5. Ứng dụng của hệ thống lọc bụi tĩnh điện

Nhờ sở hữu tính năng và hiệu suất lọc bụi tốt nên các hệ thống lọc bụi tĩnh điện được áp dụng trong rất nhiều các lĩnh vực khác nhau như: nhà máy sản xuất xi măng, chế biến khoáng sản, bông vải, luyện cán thép, xưởng chế biến gỗ, sản xuất vật liệu xây dựng, các khu công nghiệp,…

Chugai Technos là đơn vị đã thực hiện kiểm tra hiệu suất hệ thống ESP nhiều nhà máy nhiệt điện tại Việt Nam (NMNĐ Thái Bình 1, Nghi Sơn 2). Nếu quý khách có nhu cầu kiểm tra xác nhận lại hiệu suất của hệ thống ESP, hãy liên hệ với Chugai Technos để được tư vấn và hỗ trợ.

Nguồn: tổng hợp

By ESP, SCR, Tin tức 0 Comments Read more...
06 Oct

Công nghệ giảm xúc tác chọn lọc (SCR) và hệ thống khử NOx tại nhà máy nhiệt điện

NOx trong khí thải nhà máy nhiệt điện là nỗi lo lớn nhất khi chúng là nguyên nhân gây ra hiện tượng sương mù quang hóa có hại cho hệ sinh thái và con người.

Vì thế người ta bắt đầu nghiên cứu sử dụng công nghệ giảm xúc tác chọn lọc (SCR) để xử khí khí thải chứa NOx.

Đặc điểm của SCR

Hệ thống khử xúc tác chọn lọc (SCR) như một phương pháp xử lý khí thải chính được sử dụng để kiểm soát phát thải NOx của lò hơi lớn, lò hơi công nghiệp hay lò đốt chất thải rắn với hiệu suất khử NOx đạt 70 – 95%.

Quá trình khử xúc tác chọn lọc (SCR) loại bỏ các oxit nitơ (NOx) từ khí thải do lò hơi nhà máy điện và các nguồn đốt khác thải ra, và chất xúc tác là thành phần chính của hệ thống này. Công nghệ SCR cho phép khử nitơ oxit ngay cả với năng lượng hoạt hóa thấp bằng cách cho khí thải đi qua lớp xúc tác sau khi trộn chất khử. Quy trình SCR sử dụng chất xúc tác phản ứng có chọn lọc với nitơ oxit trong khí thải. Nó có hiệu quả loại bỏ cao nhất trong số các công nghệ khử NOx và hoạt động ổn định.

Sơ đồ cấu tạo hệ thống SCR

Các tính năng chính của hệ thống SCR

  • Hiệu quả loại bỏ NOx cao (có thể đạt trên 90%) đáp ứng các tiêu chuẩn phát thải yêu cầu cho tất cả các loại nhiên liệu hóa thạch.
  • Lượng NH3 rò rỉ tối thiểu do tối ưu hóa lượng chất khử sử dụng.
  • Hoạt động ở nồng độ SO2 cao.
  • Tỷ lệ chuyển hóa SO2 thành SO3 thấp.
  • Giảm NOx tích hợp liên kết với lò hơi / HRSGs.
  • Tối ưu hóa tốt nhất các chất xúc tác cho các yêu cầu của khách hàng.
  • Kiểm soát nhiều chất ô nhiễm bao gồm thủy ngân và SO3 thấp.
  • Độ tin cậy cao.
  • Bảo trì chất xúc tác dài hạn.
  • Kiểm tra và báo cáo hoạt tính chất xúc tác thường xuyên.
  • Tiết kiệm chi phí thay thế chất xúc tác do tái sinh và tái sử dụng chất xúc tác.

Nguyên lý cơ bản

Amoniac được bơm vào khí thải ở hạ lưu của lò hơi và bộ tiết kiệm thông qua hệ thống lưới phun được gắn trong ống dẫn. NH3 thường được pha loãng với không khí trước khi bơm vào lò phản ứng. Khi khí lò nóng và thuốc thử khuếch tán qua chất xúc tác và tiếp xúc với các vị trí xúc tác được kích hoạt, NOx trong khí thải sẽ phân hủy thành N2 và hơi nước. Nhiệt độ của khí lò cung cấp năng lượng cho phản ứng. Nitơ, hơi nước và các thành phần khác của khí thải sẽ thoát ra khỏi lò phản ứng SCR.

Phương trình phản ứng

4NO + 4NH3 + O2 → 4N2 + 6H2O

6NO2 + 8NH3 → 7N2 + 12H2O

Chất khử

Các chất khử nitơ oxit đang được sử dụng trong các ứng dụng SCR bao gồm: amoniac khan, dung dịch nước amoni, dung dịch urê. Amoniac khan là NH3 với độ tinh khiết gần như 100 % là chất khí ở nhiệt độ thường; do đó nó phải được vận chuyển và lưu trữ dưới dạng khí nén. Amoniac khan được phân loại là hóa chất nguy hiểm và thường cần giấy phép đặt biệt để vận chuyển, xử lý và lưu trữ.

Chất xúc tác

Vào cuối những năm 1970, các nhà nghiên cứu Nhật Bản đã sử dụng các kim loại cơ bản bao gồm vanadi (V), titan (Ti) và vonfram (W), giúp giảm đáng kể chi phí xúc tác. Trong những năm 1980, các oxit kim loại như oxit titan (TiO2), oxit zirconi (ZrO2), vanadi pentoxit (V2O5) và oxit silic (SiO2) đã được sử dụng để mở rộng phạm vi nhiệt độ phản ứng. Zeolit, silicat alumin tinh thể, cũng được giới thiệu cho các ứng dụng nhiệt độ cao (360 đến 540 °C); tuy nhiên, zeolit có xu hướng đắt đỏ.

Chất xúc tác SCR đóng vai trò là trái tim của hệ thống SCR, thông thường có 2 dạng: dạng tấm và dạng tổ ong dựa trên loại nhiên liệu, cấu hình hệ thống, nhu cầu của khách hàng và các cân nhắc khác.

Xúc tác dạng tấm

Xúc tác dạng tổ ong

Một số vấn đề trong thiết kế và vận hành hệ thống SCR phải kể đến đặc tính của nhiên liệu đốt, lựa chọn chất xúc tác, chất khử, điều kiện, liều lượng, kiểm tra hiệu suất, tái sinh chất xúc tác và tối ưu hóa quy trình vận hành.

Một trong những vấn đề cần kiểm soát là tỷ lệ chuyển hóa SO2 thành SO3 và sự hình thành (NH4)2SO4, NH4HSO4 do hàm lượng lưu huỳnh có trong nhiên liệu gây ra. Trong lò hơi đốt than, khoảng 0.5 – 1.5 % SO2 được chuyển đổi thành SO3. Nếu hàm lượng SO3 và H2SO4 hình thành từ 6 – 10 ppm, khí thải có thể xuất hiện màu xanh da trời và trở thành mối lo ngại lớn. Các muối amoni sunfat lắng đọng và làm bẩn chất xúc tác, cũng như đường ống và các thiết bị hạ lưu như bộ sấy không khí (Air Preheater). Chúng gây suy giảm hiệu suất và lão hóa chất xúc tác, ngoài ra nó còn gây gia tăng áp suất lên bộ sấy không khí gây suy giảm hiệu suất, ảnh hưởng đến quá trình đốt cháy của lò hơi. Tro bay trong lò hơi cũng là vấn đề lớn nên cần thiết kế ống dẫn, lựa chọn chất xúc tác để tránh việc tắc nghẽn bởi tro bay.

Trong quá trình vận hành hệ thống SCR, hiệu suất khử NOx tổng thể sẽ bị suy giảm theo thời gian do mất cân bằng phân bố lượng phun NH3 và sự hình thành của các muối amoni kể trên. Do đó kiểm tra hiệu suất tổng thể hệ thống, hiệu chỉnh lưới phun amoniac, phân tích đánh giá chất xúc tác là việc cần làm định kỳ để kéo dài tuổi thọ chất xúc tác, tối ưu hóa vận hành và tránh lãng phí chất khử.

Chugai Technos là đơn vị đã thực hiện kiểm tra hiệu suất hệ thống SCR và hiệu chỉnh lưới phun amoniac (AIG) cho rất nhiều nhà máy nhiệt điện tại Việt Nam (NMNĐ Formosa Đồng Nai, Mông Dương 2, Vĩnh Tân 2, Duyên Hải 1). Nếu quý khách có nhu cầu kiểm tra xác nhận lại hiệu suất của hệ thống SCR và hiệu chỉnh AIG, hãy liên hệ với của Chugai Technos để được tư vấn và hỗ trợ.

Nguồn: tổng hợp

By SCR, Tin tức 0 Comments Read more...
03 Oct

Phương pháp xử lý khí thải nhà máy nhiệt điện than

Theo Quy chuẩn QCVN 22:2009/BTNMT, khí thải từ các nhà máy nhiệt điện sản xuất điện năng bằng công nghệ đốt nhiên liệu hóa thạch (than, dầu, khí) trong thành phần của các lượng khí thải này chứa nhiều thành phần gây ô nhiễm như:

  • Bụi phát sinh từ tro trong than.
  • NOx, SO2 phát sinh từ hàm lượng nitrogen và lưu huỳnh trong nhiên liệu khi cháy với nhiệt cao.

Hầu hết những thành phần độc hại này đều ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe con người khi hít phải. Nếu nó chưa được loại bỏ và thoát ra ngoài làm tổn hại môi trường sinh thái trong khu vực, thậm chí khuyếch tán ra các khu vực lân cận.

Để có thể bảo vệ sức khỏe luôn tốt, bảo vệ môi trường sinh thái trong sạch, hàm lượng của các chất độc hại này cần phải loại bỏ, đảm bảo sự tồn tại của nó dưới hạn mức quy định theo Quy chuẩn QCVN 22. Đây chính là Quy chuẩn thực hiện nhiệm vụ quy định giới hạn khối lượng phát thải cho phép của những chất ô nhiễm nói trên đối với hoạt động sản xuất của các nhà máy nhiệt điện.

Ngoài ra, khí thải tất cả các nhà máy nhiệt điện còn phải tuân theo Quy chuẩn QCVN 19:2009/BTNMT cũng như tiêu chuẩn khí CO phát thải ngoài không khí tạo CO2.

Mặc dù khí CO2 không phải là thành phần gây ô nhiễm trực tiếp gây hại cho sức khỏe con người và môi trường sống nhưng nó là nguyên nhân chính yếu gây ra hiệu ứng nhà kính, khiến nhiệt độ toàn cầu ngày càng tăng cao. Do đó, nó rất cần kiểm soát theo thỏa thuận quốc tế.

Xử lý khí thải nhà máy nhiệt điện than

Nếu không có các giải pháp công nghệ thực hiện kiểm soát khí thải ở những nhà máy nhiệt điện đốt than, thì hàm lượng các chất ô nhiễm như bụi, khí SO2 (tạo nên mưa acid) khí NOx (tạo nên mưa acid) theo khí thải ra môi trường sẽ vượt mức giới hạn cho phép.

Cụ thể hàm lượng các chất ô nhiễm thải ra môi trường sẽ như sau:

Bụi: cao gấp 10 – 100 lần so với quy chuẩn tùy thuộc vào loại than sử dụng.

SOx: cao gấp 5 – 10 lần so với quy chuẩn tùy thuộc loại than sử dụng.

NOx: Cao gấp 4 -10 lần so với quy chuẩn tùy thuộc loại than sử dụng.

Để làm giảm khối lượng các chất và hạn chế tác động, các nhà máy nhiệt điện thường áp dụng những công nghệ xử lý tối ưu sau:

1/ Bộ lọc bụi tĩnh điện (ESP). Đây là công nghệ có hiệu suất lọc bỏ bụi tro của than lên đến 99,9%.

2/ Bộ khử khí lưu huỳnh SOx (FGD). Công nghệ này có hiệu suất khử khí SOx của khí thải lên đến 98,9%

3/ Bộ khử khí NOx (SCR). Công nghệ này có hiệu suất khử khí NOx phát sinh trong khí thải lên đến 92,6%.

Công nghệ xử lý khí thải tại nhà máy nhiệt điện than

Tuy nhiên đối với khí CO2 giải pháp xử khả thi nhất chính là áp dụng công nghệ thông số hơi trên tới hạn Super Critical hay sử dụng siêu tới hạn Ultra-Super Critical. Những công nghệ tiên tiến này có nhiệm vụ rất tốt để nâng cao hiệu suất sử dụng nhiên liệu giúp giảm phát thải khí CO2.

Ngoài ra, để có thể kiểm soát quá trình phát thải của nhà máy nhiệt điện cần thiết lập lắp thêm hệ thống quan trắc khí thải tự động, liên tục CEMS để kiểm soát bất kỳ lúc nào.

Bảo vệ môi trường hôm nay chính là cách mà ta chăm lo cho sức khỏe của nhân loại trong tương lai, mọi người cần phải có trách nhiệm.

Nếu quý khách đang cần kiểm tra xác nhận lại hiệu suất của các hệ thống xử lý khí thải trên, hãy liên hệ với dịch vụ của Chugai Technos để được hỗ trợ. Chugai Technos là đơn vị đã thực hiện kiểm tra hiệu suất các hệ thống xử lý khí thải cho rất nhiều các nhà máy nhiệt điện tại Việt Nam.

Nguồn: tổng hợp

By Tin tức 0 Comments Read more...