61- Bộ phân tách khí-rắn kiểu xoáy đa yếu tố được sử dụng trong thiết kế quy trình tách lưu huỳnh và nitơ khỏi khí thải của lò hơi loại giường lỏng

Đối với khí đầu vào của bộ phản ứng xúc tác khử nitơ và lưu huỳnh theo phương pháp khô, yêu cầu lượng bụi mà khí thải mang theo phải càng thấp càng tốt. Điều này nhằm tránh việc bụi tích tụ dần trong phần đầu của bộ phản ứng xúc tác, gây cản trở hiệu quả của quá trình khử nitơ và lưu huỳnh. Đồng thời, điều này cũng giúp giảm áp suất hoạt động của bộ phản ứng.

Đối với việc làm sạch khí đầu vào trong lò phản ứng xúc tác khử lưu huỳnh và khử nitơ từ khí thải có nhiệt độ cao, thiết bị dùng để xử lý khí theo phương pháp truyền thống thường là bộ lọc bụi kiểu túi kết hợp với bộ lọc điện tĩnh áp suất cao. Và có khá ít doanh nghiệp dám sử dụng các bộ phân tách kiểu cơn lốc tiêu chuẩn. Nguyên nhân được cho là vì nhiều đơn vị trong nước thiết kế ra những bộ phân tách kiểu cơn lốc tiêu chuẩn, nhưng hiệu suất phân tách thực tế lại chưa đạt 70% so với mức dự kiến; khoảng cách giữa hiệu suất thiết kế và hiệu suất thực tế quá lớn. Tuy nhiên, như mọi người đều biết, bộ lọc bụi điện tĩnh áp suất cao không thể xử lý được tình trạng dòng khí lớn và hàm lượng bụi cao. Hơn nữa, hiệu quả lọc bụi của nó sẽ giảm mạnh trong môi trường có nhiệt độ cao ； Do đó, trước bộ lọc điện tĩnh áp suất cao, cần phải lắp đặt thêm bộ lọc túi để loại bỏ trước một lượng lớn bụi.

Tuy nhiên, bộ lọc bụi kiểu túi cần được xả khí nén theo chu kỳ, và một số vị trí khuất cũng cần được xả khí nén một cách gián đoạn. Bộ lọc bụi kiểu túi dùng ở nhiệt độ cao có kích thước lớn, chiếm nhiều diện tích; số lượng linh kiện điều khiển cũng khá nhiều, do đó giá thành khá cao. Ngoài ra, thiết bị này còn dễ gặp sự cố khi hoạt động ở nhiệt độ cao. Các doanh nghiệp thường thiết kế một xe chính và một xe dự phòng; có những doanh nghiệp thậm chí còn không trang bị xe dự phòng. Chủ sở hữu cho biết, trong vài phút hoặc thậm chí vài chục phút khi bộ lọc bụi kiểu túi được vận hành ở chế độ thổi ngược, hàm lượng bụi trong khí thải tăng vọt. Điều này khiến hàm lượng bụi trong khí thải đi vào bộ lọc bụi điện từ ở mức quá cao; bộ lọc bụi điện từ cũng không thể hoạt động hiệu quả trong điều kiện như vậy, dẫn đến việc hàm lượng bụi trong khí thải tạo ra bởi bộ lọc bụi điện từ vượt quá mức cho phép.

Do đó, hiện nay đã xuất hiện quy trình cải tiến so với phương pháp xử lý khí thải từ lò hơi đốt than sử dụng giường lưu chuyển, đó là: bộ lọc túi + bộ phân tách khí và rắn sử dụng nguyên lý xoáy đa yếu tố + bộ lọc điện tĩnh áp suất cao. Bộ phân tách kiểu xoáy đa yếu tố này cũng thuộc loại bộ phân tách dựa trên nguyên lý động học. Tuy nhiên, do tốc độ dòng chảy của chất lỏng bên trong vỏ máy được phân bố một cách đồng đều hơn nhiều so với các bộ phân tách kiểu cơn lốc thông thường có đường kính lớn; đồng thời bán kính quay và vận tốc góc của chất lỏng cũng lớn hơn nhiều so với các bộ phân tách tiêu chuẩn thông thường. Vì vậy, hiệu suất phân tách, độ ổn định trong hoạt động và khả năng điều chỉnh của bộ phân tách kiểu xoáy đa yếu tố này đều cao hơn đáng kể so với các bộ phân tách kiểu cơn lốc thông thường.

Lý do chính khiến bộ phận tách bụi kiểu xoáy đa yếu tố được đặt giữa bộ lọc túi và bộ thu gom bụi điện tích là như sau: 1. Khi bộ lọc túi đang trong quá trình thổi ngược, lượng bụi lớn di chuyển từ phía dưới bộ lọc túi có thể được loại bỏ hiệu quả khỏi khí thải thông qua bộ phận tách bụi kiểu xoáy đa yếu tố, nhờ đó tránh được việc lượng bụi lớn xâm nhập vào bộ thu gom bụi điện tích. 2. Sau khi lắp đặt bộ phân tách kiểu xoáy đa yếu tố, thiết bị lọc bụi dạng túi vốn được thiết kế với một máy chính và một máy dự phòng thì giờ đây không cần thiết phải có máy dự phòng nữa. 3. Sau khi loại bỏ phần lớn lượng bụi bằng bộ phân tách xoáy đa yếu tố, một lượng rất nhỏ các hạt bụi còn lại sẽ đi vào bộ thu bụi điện. Bộ thu bụi điện có khả năng thu gom hiệu quả các hạt bụi siêu nhỏ, nhờ đó có thể loại bỏ bụi trong khí thải một cách chính xác. 4. Mặc dù trên thế giới, thiết bị tách khí và rắn bằng nguyên lý xoáy đa yếu tố đã được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng đòi hỏi hiệu suất tách cao, nhưng xét thấy nhiều doanh nghiệp trong nước chưa hiểu rõ về loại thiết bị này, việc áp dụng thiết bị tách khí và rắn bằng nguyên lý xoáy đa yếu tố vào quy trình lọc bụi bằng túi hoặc phương pháp lọc bụi bằng điện tích sẽ giúp các doanh nghiệp trong nước nhận thức rõ hơn về hiệu quả thực tế của nó. Điều kiện tiên quyết là, bộ phân tách mẹ-con dạng xoáy đa yếu tố phải được thiết kế thông qua việc tính toán động lực học chính xác trên nền tảng hệ thống.

Về việc làm sạch khí thải từ bộ phản ứng xúc tác khử lưu huỳnh và nitơ theo phương pháp khô trong lò hơi giường lưu động, mục đích là thu hồi lại các hạt xúc tác bị thoát ra cùng với khí thải trong quá trình phản ứng, để có thể sử dụng chúng trở lại trong các bộ phản ứng xúc tác. Một mặt, nó góp phần giảm chi phí vận hành; mặt khác, nó cũng ngăn chặn tình trạng khí thải chứa lượng bụi và ion kim loại vượt quy định. Như mọi người đã nghĩ, quy trình làm sạch khí thải từ lò hơi kiểu giường lỏng bằng phương pháp xúc tác khô để loại bỏ lưu huỳnh và nitơ oxit cũng có thể được áp dụng cho quy trình làm sạch khí đầu vào của cùng loại lò hơi này. Về mặt nguyên lý, thì có thể. Tuy nhiên, tỷ lệ giữa chất lượng và giá cả quá thấp. Hơn nữa, do ngân sách dành cho các dự án EPC của các công ty bảo vệ môi trường có hạn, nên họ không thể sử dụng đồng thời tất cả các thiết bị như “bộ lọc bụi kiểu túi + bộ phân tách khí bằng lực xoáy đa yếu tố + bộ lọc bụi điện tích”. Trong quy trình kết hợp “bộ lọc bụi kiểu túi + bộ phân tách xoáy đa yếu tố + bộ lọc điện tĩnh”, chỉ có bộ phân tách xoáy đa yếu tố là không cần phải chuẩn bị thêm thiết bị hay phụ tùng để thay thế, bảo dưỡng; do đó, nó có thể hoạt động liên tục 24 giờ một cách hiệu quả và ổn định. Do đó, bộ phân tách mẹ-con kiểu xoáy đa yếu tố đã trở thành giải pháp được ưu tiên sử dụng trong những năm gần đây để thu hồi chất xúc tác trong quy trình khử lưu huỳnh và nitơ bằng phương pháp xúc tác khô.

Ở đây, chúng ta sẽ thảo luận sâu hơn với ví dụ về bộ phận tách riêng các thành phần khác nhau trong quá trình thu hồi chất xúc tác, được sử dụng trong công nghệ khử lưu huỳnh và nitơ bằng phương pháp xúc tác khô. Điều kiện vận hành là: 1. Lưu lượng gió: 130000 m³/h; 2. Nhiệt độ: 170℃ ； 3. Áp suất: 5kPaG ； 4. Độ đặc của khí thải: 0,83 kg/m³; 5. Độ đặc biểu kiến của chất xúc tác: ~800 kg/m³; 6. Lượng chất xúc tác có trong khí thải: ~500 mg/m³. Yêu cầu về hiệu suất tách chiết: không dưới 90%.

Hình dưới đây là trích đoạn từ bản kế hoạch kỹ thuật về bộ phận phân tách kiểu xoáy đa yếu tố, do một công ty chuyên về công nghệ động lực học sử dụng để trang bị cho nhà cung cấp giải pháp xử lý khí bằng phương pháp xúc tác khô

Bài viết này cuối cùng được luoli519 chỉnh sửa vào ngày 16/5/2018 lúc 12:43. Dưới đây là bảng tổng kết các thông số kỹ thuật liên quan đến công nghệ phân tách bằng cách sử dụng các bộ phận quay đa yếu tố, được áp dụng trong quy trình khử lưu huỳnh và nitơ bằng phương pháp xúc tác khô – công nghệ do một công ty chuyên về lĩnh vực động lực học cung cấp

Theo bảng dữ liệu, các chỉ số kỹ thuật chính của bộ phân tách đa yếu tố này là: 1. Áp suất hoạt động: 0,622 psi； 2. Hiệu suất tách chiết: Loại bỏ hoàn toàn các hạt có kích thước 8 micromet trở lên; lượng hạt còn sót lại trong dòng khí đầu ra không vượt quá 30mg/m³.
3. Chỉ số độ linh hoạt trong vận hành của bộ phân tách kiểu xoáy đa yếu tố này là: Tải trọng tối đa/Tải trọng tối thiểu = 4; do đó, phạm vi hoạt động của nó khá rộng.