Công nghệ lò khí hóa trấu tầng sôi thay thế gas, dầu trong lò đốt công nghiệp

22/07/2023

Ngoài việc giúp giảm phát thải các khí gây ô nhiễm do sử dụng nhiên liệu hóa thạch (LPG), hệ thống đã giúp giảm chi phí nhiên liệu đến 55%, tương đương với số tiền hơn 600 triệu đồng, qua đó giúp gia tăng lợi nhuận cho doanh nghiệp.

Nhiên liệu hóa thạch đang ngày càng cạn kiệt và việc sử dụng nhiên liệu hóa thạch là nguyên nhân chính gây ra hiệu ứng nhà kính và sự ấm lên của toàn cầu. Đặc biệt là chi phí dầu, gas đang rất cao và biến động lớn gây ảnh hưởng đến hiệu quả của các doanh nghiệp. Vì vậy, nhu cầu tìm kiếm và sử dụng các nguồn nhiên liệu thay thế, đặc biệt là nguồn nhiên liệu tái tạo như biomass là một nhu cầu vô cùng cấp thiết hiện nay.

Đặc biệt nước ta là một nước nông nghiệp với diện tích gần 80% là đồi núi, nên rất phù hợp với việc đẩy mạnh sử dụng nhiên liệu biomass. Trong những năm gần đây, các nguồn biomass như trấu, mùn cưa, dăm bào,… đã được làm nhiên liệu đốt trực tiếp cho các lò hơi công suất nhỏ và trung bình trên khắp cả nước. Tuy nhiên, với công nghệ đốt trực tiếp như hiện tại thì vấn đề kiểm soát phát thải CO là một khó khăn lớn mà rất nhiều nhà chế tạo lò hơi đang gặp phải.

Một hướng hiệu quả để đẩy nhanh ứng dụng nhiên liệu biomass trong công nghiệp là sử dụng các lò hóa khí để thay thế cho các đầu đốt dầu, gas hiện tại, việc này vừa giúp giảm thiểu ô nhiễm môi trường, vừa giúp doanh nghiệp gia tăng sức cạnh tranh.

Các nguồn biomass như trấu, mùn cưa, dăm bào,… đã tận dụng làm nhiên liệu đốt

Công nghệ đốt biomass tầng sôi đã được ứng dụng khá nhiều ở Việt Nam, đặc biệt là trong các lò hơi được sử dụng ở các tỉnh đồng bằng phía Nam. Tuy nhiên, nghiên cứu hóa khí biomass tầng sôi và sử dụng lò hóa khí biomass tầng sôi vẫn còn mới mẻ ở Việt Nam. Xuất phát từ thực tế đó, nhóm nghiên cứu trường Đại học Bách Khoa - Đại Học Đà Nẵng đã thực hiện để tài "Nghiên cứu quá trình hoá khí trấu trong tầng sôi và ứng dụng thay thế gas/dầu trong các lò đốt công nghiệp".

Tiến sĩ Trần Thanh Sơn - đại diện nhóm nghiên cứu cho biết, nguyên liệu được nhóm nghiên cứu lựa chọn sử dụng là trấu do thành phần và độ ẩm khá ổn định. Ngoài ra, với công suất lò hóa khí không lớn dẫn đến lượng trấu sử dụng không quá nhiều nên khả năng đáp ứng trong khu vực là khá dễ và thuận tiện.

Thực hiện đề tài, nhóm tiến hành tính toán thiết kế lò bao gồm: tính tốc độ gió cấp vào, tính lưu lượng cấp gió, xác định kích thước lò, cấu tạo. Sau khi hoàn thành nhóm thực hiện các thí nghiệm và xác định được chế độ vận hành tối ưu và đã kết nối ống dẫn lhis syngas vào lò mạ kẽm và đốt nhằm thay thế vòi đối gas LPG hiện tại.

Kết quả, lò hóa khí hoạt động ổn định với lượng nhiên liệu cấp vào thay đổi từ 100 kg/h đến 200 kg/h. Sự phân bố nhiệt độ trong lò hóa khí cũng như nhiệt lượng của khí tạo thành phụ thuộc lớn vào hệ số không khí cấp vào.

Ngọn lửa với hệ số không khí cấp vào là 0,3 và lượng nhiên liệu 200 kg/h

Quá trình chạy thử nghiệm hệ thống đã chỉ rõ các lợi ích mang lại khi sử dụng lò hóa khí để thay thế cho gas PLG. "Sau 3 tháng chạy thử và điều chỉnh hệ thống, đến nay ngoài việc giúp giảm phát thải các khí gây ô nhiễm do sử dụng nhiên liệu hóa thạch (LPG), hệ thống đã giúp giảm chi phí nhiên liệu cho doanh nghiệp đến 55%, tương đương với số tiền hơn 600 triệu đồng, qua đó giúp gia tăng lợi nhuận và sức cạnh tranh cho doanh nghiệp. Đây là bước khởi đầu rất quan trọng để nhóm tác giả tiếp tục nghiên cứu sâu hơn nhằm khắc phục những tồn tại cũng như nâng cao hơn nữa hiệu suất của lò khí hóa" - Tiến sĩ Trần Thanh Sơn cho biết.

Như vậy, có thể thấy công nghệ lò khí hóa trấu tầng sôi để thay thế cho các đầu đốt gas, dầu là hoàn toàn khả thi. Tuy nhiên nhóm nghiên cứu cho biết vẫn còn một số vấn đề cần tiếp tục phải giải quyết để tăng độ ổn định, hiệu suất của lò hóa khí khi thay đổi công suất. Hiện nay, các biến tần cấp liệu và cấp gió được điều chỉnh bằng tay nên phụ thuộc nhiều vào công nhân vận hành và hiệu suất hóa khí chưa đồng đều.

"Trong thời gian tới nhóm sẽ nghiên cứu cải tiến hiệu suất lọc bụi để không gây tắc đường ống dẫn syngas sau một thời gian vận hành và đầu tư thêm các cảm biến nhiệt độ, CO, O₂ và nghiên cứu điều chỉnh tự động việc cấp gió, cấp liệu qua lập trình PLC nhằm nâng cao hiệu suất và độ ổn định của lò hóa khí." - Tiến sĩ Trần Thanh Sơn thông tin thêm.

Mai Anh

Công nghệ lò khí hóa trấu tầng sôi thay thế gas, dầu trong lò đốt công nghiệp

Thông báo nhận hồ sơ các Giải thưởng hiệu quả năng lượng năm 2024

Tiêu chuẩn ISO 50001 cải tiến hiệu suất và tiêu thụ năng lượng cho doanh nghiệp

Bản quyền thuộc Vụ Tiết kiệm năng lượng và Phát triển bền vững, Bộ Công Thương