3 phương pháp đốt than đá hiệu quả được sử dụng phổ biến hiện nay

3 phương pháp đốt than đá hiệu quả được sử dụng phổ biến hiện nay

  • Post category:Tin Tức
  • Post comments:0 Comments
  • Reading time:10 min(s) read

Vấn đề đốt than đá nhận được nhiều sự quan tâm trong những năm gần đây

Trong một hoặc hai thập kỷ tới đây, nhu cầu sử dụng than đá trong phạm vi  toàn cầu đang có xu hướng gia tăng nhanh chóng, than ở đây được sử dụng như một nguồn năng lượng, hoặc có liên quan ít nhiều đến việc sử dụng năng lượng nhiệt và điện dựa trên các phương pháp đốt cháy khác nhau. 

Điều cần phải lưu ý là khi đốt than sẽ sinh ra các chất thải. Các chất thải được tạo ra trong suốt quá trình đốt than sẽ được xác định dựa trên thành phần của nhiên liệu cũng như dựa trên phương pháp đốt than đá để tạo ra năng lượng đó.

Bên cạnh đó, điều kiện của quá trình đốt cháy cũng góp phần quy định mức độ nghiêm trọng của chất thải đến với các yếu tố xung quanh, hay cụ thể nhất là môi trường. Lượng khí thải carbon dioxide sẽ được xác định chủ yếu bởi các đặc tính của nhiên liệu, còn lượng khí thải SO2 sẽ phụ thuộc vào cả hàm lượng lưu huỳnh của than và hệ thống được sử dụng trong suốt quá trình đốt cháy. 

Trước đây, với kỹ thuật đốt than truyền thống nhằm mục đích thu được lượng nhiệt cao được giải phóng từ quá trình đốt và đốt cháy hoàn toàn lượng nhiên liệu bỏ vào lò, các vấn đề về khí thải không được chú trọng quá nhiều vì mọi người cho rằng khí thải là một sản phẩm thiết yếu của quá trình đốt cháy.

Ngày nay với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kĩ thuật, hệ thống đốt than đá kiểu mới sẽ tập trung trên các nguyên tắc vật lý và hóa học của vật liệu cháy cũng như các nguyên tắc vận hành của máy móc/ thiết bị. Tuy nhiên, sự phát triển của ngành công nghiệp này đã kéo theo sự chú ý của nhà sản xuất vào các vấn đề khác vốn đã bị lãng quên trong quá khứ, chẳng hạn như các tiềm năng để giảm thiểu lượng chất phát thải sau khi đốt.

Các phương pháp đốt than đá và những đặc điểm cần quan tâm

Đốt cháy nhiên liệu nói chung hay than đá nói riêng là quá trình hóa học, trong đó cụ thể là sự tương tác của nhiên liệu và chất oxy hóa, quá trình này diễn ra với sự giải phóng nhiệt vô cùng mạnh mẽ cùng với sự tăng đột ngột về nhiệt độ. 

Phương pháp đốt cháy than đá cố định có những đặc điểm gì ?

Ban đầu, than đá sẽ được đặt trên một tấm lưới và chất oxy hóa cũng  được đưa đến dưới dạng chất rắn từ bên dưới tấm lưới. Lúc trước, các hệ thống đều sử dụng vỉ phẳng với hệ thống lắp đầy than và gỡ bỏ tro bằng phương pháp thủ công. Nhờ vào sự phát triển của công nghệ, các hệ thống sau này sử dụng các thiết bị cơ học như lưới di chuyển than.

Ngoài ra, dòng chất oxy hóa thường được thổi qua lớp than trên vỉ; trọng lượng của than do đó phải lớn hơn lực cản của khí động học được tạo ra bởi các hạt than, mặc dù các hạt nhỏ hơn được đốt cháy trong một hệ thống treo phía trên lưới với tỷ lệ của sự đốt cháy và dòng các chất oxy hoá nhất định. Hệ thống đốt than cố định tuy được sử dụng rộng rãi nhưng vẫn còn tồn tại một số nhược điểm dưới đây:

  • không thể sử dụng phân số than có đường kính nhỏ hơn 3 micrometers
  • phân phối nhiệt độ không đồng đều và giới hạn đặc điểm cung cấp nhiên liệu đốt cháy hoàn toàn trong suốt lò
  • khó thực hiện theo chế độ tự động hoá.

Phương pháp đốt cháy nhiên liệu than đá nghiền có những đặc điểm gì ?

Hơn 50 năm qua, đốt cháy than đá nghiền (nhiên liệu nghiền) đã được ứng dụng rộng rãi trong thực tế, và hầu hết các nồi hơi lớn hiện nay đều sử dụng kỹ thuật này. Dòng oxy hóa lớn hơn lực hấp dẫn lên các hạt và bột than (<200 micrometers đường kính) hoặc nhiên liệu nghiền thành bột được thổi vào lò có số lượng đầu đốt nhất định.

Nhiên liệu nghiền được đốt trong huyền phù và một phần nhỏ của tro rơi xuống đáy lò (tro dưới)- nơi nó bị loại bỏ. Tuy nhiên, phần chính được mang đi như các hạt trong khí thải (tro nhiên liệu nghiền hoặc PFA). Thông thường các đơn vị dùng cho nhiên liệu nghiền được vận hành có kích thước trên 80 – 100 MWth vì chi phí cho chuẩn bị than khá cao.

Đốt cháy nhiên liệu nghiền là một kỹ thuật được ưa chuộng hiện nay do đặc tính không nhạy cảm với chất lượng của than đá cũng như thời gian nhiên liệu trong lò tương đối ngắn nên do đó, quy định lò là tương đối dễ dàng, và mức độ đồng đều cao khi đốt cháy nhiên liệu ở nhiệt độ cao. 

Bên cạnh điểm mạnh của phương pháp đốt cháy than nghiền thì phương pháp này còn những nhược điểm cần chú ý. Đó là lượng bụi và lượng khí thải NOx cao hơn khi nghiền nhiên liệu thành bột so với bắn lửa (NOx là 500-700 ppm so với 200-300 ppm) do nhiệt độ đốt cháy cao. Ngoài ra, phát thải lưu huỳnh phụ thuộc vào lưu huỳnh chứa trong than, nên tuỳ vào loại than mà khi đốt cháy sẽ thải ra lượng khí thải ít hay nhiều.

Phương pháp đốt cháy tầng sôi nhiên liệu than đá nghiền có những đặc điểm gì ?

Quá trình đốt cháy than đá bằng hệ thống tầng sôi (FBC) sử dụng bộ nạp oxy hóa tỷ lệ cho một lưới cố định, các hạt nhiên liệu di chuyển theo kiểu đối xứng tạo thành một “tầng sôi” nhiên liệu lơ lửng trong dòng oxy hóa. Điều này làm tăng thời gian duy trì nhiệt của than trong lò phản ứng và nâng cao hiệu suất đốt cháy. Các hạt tro nhẹ nhất có thể được cuốn đi trong dòng nước thải và những hạt tro nặng hơn có xu hướng thoát ra khỏi tầng sôi.

Những ưu điểm làm cho kỹ thuật tầng sôi trở nên hữu ích trong việc đốt than, đó là:

  • nhiệt độ trong lò ổn định nên các nhiễu loạn cũng được giảm thiểu;
  • do tính chất nhiệt của tầng sôi giúp duy trì nhiệt độ đốt cháy thấp (800-900°C), nhưng hiệu suất đốt cháy lại cao; việc sử dụng các bề mặt nung nóng đã góp phần củng cố tính năng này; nhiệt độ thấp dẫn đến sản lượng NOx thấp và khả năng thêm đá vôi (vật liệu carbonate) vào hỗn hợp than để bổ sung thêm các liên kết lưu huỳnh chống lại sự giải phóng năng lượng vào môi trường.

Trả lời