Lò khí hóa phát triển rực rỡ, hàng trăm con thuyền cạnh tranh nhau

Thread Content

Công nghệ và thiết bị khí hóa là nền tảng quan trọng để chuyển hóa than một cách sạch sẽ và hiệu quả. Nhờ vào những nỗ lực đổi mới sáng tạo và nâng cao công nghệ trong những năm gần đây, các lò khí hóa tại Việt Nam ngày càng phát triển mạnh mẽ. Nắm bắt xu hướng phát triển của công nghệ khí hóa than, lựa chọn những thiết bị công nghệ khí hóa than phù hợp với loại than sử dụng, đáp ứng được nhu cầu về sản phẩm, có mức tiêu thụ năng lượng thấp, chi phí đầu tư ít, độ tin cậy cao, đồng thời tuân thủ các tiêu chuẩn về môi trường và an toàn, chính là hướng quan trọng để ngành hóa chất từ than phát triển một cách lành mạnh. Tại Hội nghị về phát triển công nghệ khí hóa than mới và các công nghệ liên quan năm 2016, được tổ chức tại Bắc Kinh vào ngày 29 tháng 7, các chuyên gia tham dự hội nghị đã đưa ra những quan điểm và gợi ý như vậy. Các loại lò khí hóa ngày càng được phát triển. Các loại lò khí hóa chính là những thiết bị quan trọng và cốt lõi trong quá trình khí hóa. Chúng đã được ứng dụng rộng rãi tại nước ta. Mức độ công nghiệp hóa của chúng đã rất cao, với nhiều loại công nghệ khác nhau; số lượng lò khí hóa cũng rất lớn. Số lượng lò khí hóa áp suất cao kiểu giường dòng khí tiên tiến tại trong nước đã vượt quá 300 chiếc. ”Phó trưởng phòng Năng lượng và Hóa chất thuộc Viện Quy hoạch ngành Dầu mỏ và Hóa chất, bà Hàn Hồng Mai, đã giải thích như vậy. Theo tìm hiểu, lò khí hóa được phân loại thành ba nhóm dựa trên cách tiếp xúc giữa vật liệu: giường cố định (giường di động), giường lưu hóa (giường sôi), và giường khí. Các công nghệ phổ biến cho lò khí hóa giường cố định với than nghiền dưới áp suất (loại thải rắn/lỏng) bao gồm lò Lurgi, lò Siedel, lò BGL, lò Yun Ding YM, v.v. Các công nghệ khí hóa bột Endure được ứng dụng rộng rãi trong lò lưu hóa, bao gồm lò ICC của Trung Quốc, lò Endure, lò Koda (Newpower) và các loại lò khác. Các công nghệ chính dùng để khí hóa than thành khí bột dưới áp suất bằng phương pháp sấy khí trong lớp khí bao gồm lò Shell, lò GSP, lò Corin, lò hai giai đoạn (TPRI), lò HT-L, lò Dongfang, lò Huali, lò Ngũ Hoàn, lò Ningmei, lò Liuhua-Qiyao, lò Shenggu, lò Jinzhong, v.v. Các loại lò phổ biến dùng phương pháp khí hóa bằng chất lỏng trên giường khí hóa bao gồm GE-TCGP, lò có bốn vòi phun đối diện nhau, lò Qinghua, và lò sử dụng nhiều loại nguyên liệu khác nhau do Viện Tây Bắc phát triển. Hiện nay, nước ta đã đạt được những thành tựu nổi bật trong lĩnh vực đổi mới lò khí hóa. Phó tổng giám đốc của Công ty Cổ phần Kỹ thuật Hóa học Vũ trụ Trường Chinh, ông Chu Ngọc Dương, cho biết lò HT-L do công ty này nghiên cứu và chế tạo đã vượt qua các bài kiểm tra vận hành trong thời gian dài. Các thiết bị quan trọng như lò gas hóa, bộ đốt, máy phá vụn cặn, lò gió nóng, van an toàn, các loại van đặc biệt (van oxy, van bột than, van khóa cặn, van điều chỉnh lượng bột than, van chuyển hướng, van điều chỉnh lượng nước thải), máy bơm chịu mài mòn ở áp suất cao, máy bơm tốc độ cao… đều đã được sản xuất trong nước, và công ty đã nắm giữ được quyền sở hữu trí tuệ độc lập cho chúng. Giáo sư Lưu Hải Phong thuộc Đại học Khoa học và Công nghệ Đông Hoa cho biết, công nghệ khí hóa than bằng phương pháp sử dụng vòi phun đơn, loại lò tường lạnh (SE Dongfang Furnace), được phát triển bởi Công ty Kỹ thuật Ninh Bố của Sinopec, Viện Nghiên cứu Công nghệ Ninh Bố cùng với Đại học Khoa học và Công nghệ Đông Hoa. Công nghệ này đã được ứng dụng trong nhà máy mẫu có công suất 1.000 tấn/ngày tại Yangzi Petrochemical ở Nam Kinh, tỉnh Giang Tô. Dự án sản xuất olefin từ than của ZhongAn United với công suất 1,7 triệu tấn/năm cũng đang được triển khai, trong đó sẽ sử dụng 7 lò khí hóa có công suất 1.500 tấn/ngày. Loại lò này sử dụng vách ngăn làm mát bằng ống dẫn nước; bộ phận đốt được thiết kế để kết hợp chức năng đốt lửa, làm nóng và điều khiển quy trình sản xuất. Bộ phận lọc nước gồm máy trộn, bộ phận tách khí xoáy và tháp rửa nước. Tháp bay hơi nước nóng vừa có chức năng bay hơi vừa có chức năng trao đổi nhiệt, giúp giải quyết vấn đề nước thải gây tắc nghẽn bộ phận trao đổi nhiệt, từ đó ảnh hưởng đến hiệu quả truyền nhiệt. Lò Jinhua (lò khí hóa tổng hợp khí/sương) được phát triển bởi Viện Nghiên cứu Năng lượng Sạch Sơn Tây thuộc Đại học Thanh Hoa, công ty Yangmei Fengxi và Công ty TNHH Máy móc Hóa chất Yangmei Sơn Tây. Lò này đã được đưa vào hoạt động thành công tại chi nhánh Linyi của công ty Yangmei Fengxi vào ngày 1 tháng 4 năm 2016. Với nguyên liệu là than có chất lượng cao của Sơn Tây, lò này đã hoạt động ổn định trong hơn 100 ngày nay. Lò khí hóa này có thể ngăn chặn hiệu quả tình trạng tắc nghẽn do cặn và bụi tích tụ ； Thiết kế cấu trúc độc đáo giúp giảm tỷ lệ bề mặt tiếp xúc với nhiệt ở cả hai mặt, từ đó giúp giảm kích thước thiết bị và chi phí đầu tư ； Thu hồi nhiệt từ khí tổng hợp ở nhiệt độ cao, tạo ra hơi nước ở nhiệt độ và áp suất cao, giúp nâng cao hiệu suất chuyển đổi năng lượng của lò gas hóa. Dữ liệu khảo sát cho thấy, tính đến cuối năm 2015, ngoại trừ các lò khí hóa áp suất không khí loại giường cố định, còn có tổng cộng 392 chiếc lò khí hóa áp suất được sử dụng trong công nghiệp tại nước ta. Trong số đó, lò khí hóa than loại giường cố định chiếm số lượng nhiều nhất, với 120 chiếc, chiếm 77,9%; lò khí hóa bột than loại giường lưu động có 20 chiếc, chiếm 55,5%; còn lò khí hóa hỗn hợp nước và than loại giường dòng khí thì có 75 chiếc, chiếm 37,1%. Đổi mới công nghệ để khắc phục những hạn chế. Bà Hàn Hồng Mai cho biết, công nghệ khí hóa than đã trải qua hàng chục năm nghiên cứu và ứng dụng thực tế; công nghệ này liên tục được cải tiến, và hiện tại mức độ phát triển của nó đã khá cao. Tuy nhiên, khi lĩnh vực ứng dụng và khu vực sử dụng khí từ quá trình gas hóa ngày càng mở rộng, yêu cầu đối với thành phần của khí này cũng trở nên đa dạng hơn. Có nhiều loại than khác nhau, và chất lượng than cũng ngày càng phức tạp. Đồng thời, với những yêu cầu ngày càng cao về mặt bảo vệ môi trường và an toàn, công nghệ gas hóa vẫn cần được cải tiến và nâng cao dựa trên những đặc điểm riêng của nó cũng như những vấn đề phát sinh trong quá trình sản xuất. Theo thông tin được cung cấp, những vấn đề cần được giải quyết khẩn cấp đối với các loại lò khí hóa hiện có bao gồm: giảm chi phí mua thiết bị có bằng sáng chế và các thiết bị then chốt, thúc đẩy việc sản xuất những thiết bị này trong nước; tối ưu hóa quy trình và thiết kế hệ thống điều khiển; giảm chi phí phần mềm (chi phí bằng sáng chế + chi phí PDP + chi phí dịch vụ kỹ thuật); nâng áp suất khí hóa từ chất lỏng than lên mức 6,5–8,7 MPa; tiếp tục mở rộng quy mô thiết bị để tăng lượng than được sử dụng; nâng cao áp suất hơi phát sinh; tối ưu hóa hệ thống làm mát và loại bỏ bụi; tái sử dụng năng lượng; tối ưu hóa phương pháp làm mát khí tổng hợp; xử lý hiệu quả nước thải có chứa chất độc hại; tối ưu hóa hệ thống xử lý nước thải tro; cải tiến quy trình tuần hoàn nước thải tro; cải tiến phương pháp rửa khí gas; giảm lượng bụi thoát ra ngoài; giảm lượng carbon còn lại trong tro; giảm lượng chất thải mịn được thải ra; đồng thời tăng cường nghiên cứu về việc tái sử dụng chất thải mịn. “Những điểm đột phá trong việc phát triển lò khí hóa trong tương lai là nâng cao mức độ tự chủ trong sản xuất, giảm chi phí đầu tư, tăng áp suất khí hóa, phát triển các thiết bị khí hóa có quy mô lớn, đồng thời nâng cao hiệu quả tiết kiệm năng lượng và nguồn nước, cũng như cải thiện mức độ bảo vệ môi trường. ”Hàn Hồng Mai nói. Ví dụ, tính đến tháng 6 năm 2016, nước ta đã nhập khẩu 28 lò khí hóa theo công nghệ của Shell. Hiện nay, trong số 10 thiết bị then chốt của quy trình Shell, ngoại trừ máy đo tốc độ bột than và máy đo mật độ ra, tất cả các thiết bị còn lại đều đã có nhà sản xuất được chứng nhận tại trong nước, hoặc đang trong quá trình được chứng nhận. Trong tương lai, cần phải đẩy nhanh việc sản xuất trong nước các thiết bị then chốt. Điều này sẽ giúp **giảm chi phí đầu tư và vận hành các thiết bị dùng để khí hóa, đồng thời nâng cao trình độ sản xuất thiết bị trong nước. Theo các cuộc phỏng vấn của phóng viên, hướng phát triển công nghệ khí hóa than trong tương lai sẽ tập trung vào các lĩnh vực như khí hóa xúc tác, khí hóa than dưới lòng đất. Hàn Hồng Mai cho biết, quá trình khí hóa có sự xúc tác có thể giúp hạ nhiệt độ khí hóa xuống 200℃–300℃, từ đó thực hiện quá trình khí hóa một cách nhẹ nhàng và có kiểm soát. Hiện nay, cần tập trung nghiên cứu về loại chất xúc tác, cơ chế phản ứng xúc tác và quy trình khí hóa có sự xúc tác. Hiện nay, trọng tâm của công nghệ khí hóa than dưới lòng đất là hoàn thiện các chi tiết kỹ thuật, bao gồm việc kiểm soát quy trình sản xuất, các thiết bị hỗ trợ quá trình khí hóa dưới lòng đất, kỹ thuật khởi động lò, và thiết kế lò khí hóa ； Cũng cần tăng cường các công nghệ ngoại vi then chốt, như khí hóa và thu hồi, kiểm soát chất ô nhiễm, v.v. Ngoài ra, còn có một số hướng nghiên cứu khoa học khác, chẳng hạn như quá trình khí hóa bằng hydro, xúc tác sinh học, quá trình khí hóa trong lò khí với dòng khí được chia thành các giai đoạn (kết hợp với quá trình chuyển hóa ở nhiệt độ cao), quá trình khí hóa than trong xỉ lò cao, quá trình khí hóa bằng nước siêu tới hạn, quá trình khí hóa phụ phẩm tro bay, cũng như việc tích hợp quá trình khí hóa với các quy trình khác (chẳng hạn như quá trình metan hóa). Các khu công nghệ khí hóa ngày càng trở nên phổ biến. Với sự phát triển nhanh chóng của công nghệ khí hóa, quy mô của các khu công nghiệp (các doanh nghiệp lớn) ngày càng mở rộng, cùng với sự thay đổi và nâng cấp trong các ngành công nghiệp, việc sử dụng các khu công nghệ khí hóa chuyên dụng để cung cấp cho các khu công nghiệp, đặc biệt là các doanh nghiệp lớn, những loại khí công nghiệp chất lượng cao với giá cả hợp lý như khí tổng hợp, hydro, carbon monoxide… đã trở thành xu hướng hiện nay. 　　　Hàn Hồng Mai cho rằng, việc vận hành các trạm chuyên biệt dùng để chuyển hóa than thành khí là biện pháp tốt nhất để ứng phó với sự thay đổi về chất lượng than, đảm bảo nguồn cung cấp khí công nghiệp ổn định, đồng thời giải quyết triệt để các vấn đề liên quan đến việc sử dụng than và tác động của nó đối với môi trường. Đảo khí hóa được phân loại theo quy mô nhóm khách hàng thành loại dành cho doanh nghiệp và loại dành cho khu công nghiệp. Theo thành phần khí cung cấp, chúng được chia thành loại khí tổng hợp (CO+H2, H2, CO) và loại khí dùng trong công nghiệp. Dựa vào ngành công nghiệp mà chúng phục vụ, chúng lại được chia thành loại dùng trong ngành hóa chất (lọc dầu/hóa chất từ than/khác…) và loại dùng trong các ngành công nghiệp khác (gốm sứ/vật liệu xây dựng/thép xi măng…). Mô hình “đảo khí hóa” với khả năng cung cấp khí cho nhiều doanh nghiệp sử dụng khí, nhờ những ưu điểm về quy mô lớn, tính chuyên nghiệp và sự linh hoạt, đang thu hút ngày càng nhiều sự chú ý và quan tâm từ các doanh nghiệp và khu công nghiệp. “Đối với các khu công nghiệp có số lượng doanh nghiệp lớn và nhu cầu về khí công nghiệp cao, việc xây dựng và vận hành các trạm chuyển hóa khí quy mô lớn sẽ giúp tăng hiệu quả trong quá trình sản xuất, đồng thời cho phép điều phối các dịch vụ sản xuất một cách thống nhất. Điều này giúp tránh được tình trạng xây dựng các thiết bị chuyển hóa khí quy mô nhỏ một cách rải rác bởi từng doanh nghiệp, từ đó góp phần vào việc quản lý tổng thể và phát triển bền vững của khu công nghiệp. ”Hàn Hồng Mai nói. Theo thông tin, hiện nay các khu công nghiệp hóa dầu lớn trong nước và quốc tế đều đã từng bước áp dụng mô hình đảo khí hóa. Các khu sản xuất hóa chất từ than hiện đại quy mô lớn mà nước ta đang lên kế hoạch xây dựng cũng sẽ được quy hoạch song hành với các khu xử lý khí quy mô lớn. Vào tháng 7 năm 2014, dự án Đảo khí hóa Zhongyuan Dahua với tổng vốn đầu tư 3 tỷ nhân dân tệ đã được khởi công tại Khu phát triển Puyang. Thời gian xây dựng dự kiến là 36 tháng. Dự án sử dụng bột than làm nguyên liệu chính, áp dụng công nghệ khí hóa áp suất cao bằng hỗn hợp nước và than hiện đại; đồng thời xây dựng các thiết bị đi kèm như hệ thống tinh chế khí tổng hợp, nhà máy phân tách không khí... để sản xuất các nguyên liệu quan trọng cho ngành công nghiệp hóa chất từ than. Sau khi hoàn thành, dự án dự kiến sẽ đạt doanh thu hàng năm 2,8 tỷ nhân dân tệ và mang lại 220 triệu nhân dân tệ tiền thuế. Dự án hóa chất khí hóa than ở Yuheng thuộc Công ty Năng lượng và Hóa chất Yulin của Tập đoàn Than Trung Quốc tại tỉnh Shaanxi sử dụng công nghệ khí hóa với máy móc loại GE900, áp suất 6,5 MPa. Có 5 lò khí hóa và 2 lò dự phòng; lượng than được sử dụng mỗi ngày vào khoảng 8.000 tấn. Thiết bị khí hóa đã hoạt động thành công ngay từ cuối tháng 4 năm 2014. Hàn Hồng Mai cho biết, đối với các nhà máy khí hóa than chuyên nghiệp, cần phải lựa chọn công nghệ phù hợp như khí hóa bằng giường lưu hoá, khí hóa bằng giường dòng khí, hay khí hóa bằng giường cố định với nguồn oxy cao, tùy theo đặc điểm của nhu cầu sử dụng. Đồng thời, cũng cần xem xét kỹ lưỡng nguồn than có sẵn, để so sánh tính kinh tế của toàn bộ quy trình sản xuất, tức là “nguồn than + công nghệ khí hóa + giá thành sản phẩm”. (Nguồn: Báo Hóa chất Trung Quốc)