Công nghệ lọc bụi 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 hàng có nhu cầu kiểm tra xác nhận lại hiệu suất của hệ thống ESP, hãy gọi ngay đến Hotline: 0909-714-566 hoặc để lại thông tin TẠI ĐÂY để Chugai Technos nhanh chóng liên hệ để giải đáp các thắc mắc và hỗ trợ.

Nguồn: tổng hợp