Thông tin kết quả nhiệm vụ KH&CN

Nghiên cứu sản xuất thử nghiệm nồi hơi đốt bằng nhiên liệu phế liệu trong ngành công nghiệp may mặc có khí thải đạt tiêu chuẩn môi trường (07/06/2024)

Nồi hơi là thiết bị mà khi đốt các nhiên liệu trong nó (than, dầu DO, FO, củi, trấu, giấy vụn…) có thể đun sôi nước tạo thành hơi nước mang năng lượng nhiệt phục vụ cho các nhu cầu về trao đổi nhiệt, năng lượng trong các lĩnh vực công nghiệp như giặt là khô, sấy gỗ, sấy quần áo, vv… Tùy theo mục đích sử dụng mà tạo ra nguồn hơi có nhiệt độ và áp suất khác nhau. Nồi hơi là thiết bị không thay thế được mà có thể tạo ra nguồn năng lượng an toàn không gây ra cháy để vận hành các thiết bị tại những khu vực cấm lửa và cấm nguồn điện.

Tại Việt Nam nồi hơi là một thiết bị công nghiệp được ứng dụng rất rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp, tuy nhiên nguồn nhiên liệu như than đá, dầu... ngày càng cạn dần, chi phí ngày một cao, do đó việc cải tiến cho ra đời những loại nồi hơi sử dụng nguồn nhiên liệu mới đang là những vấn đề cấp thiết. Quá trình làm việc với các doanh nghiệp may chúng tôi nhận thấy vải vụn trong phế thải của các doanh nghiệp may có thể được sử dụng là nguồn nhiên liệu tốt cho đốt nồi hơi.

Công ty TNHH Công nghệ cơ – nhiệt – điện và xây lắp (Công ty Mettech) là doanh nghiệp sản xuất nồi hơi tại thành phố Hải Phòng, làm chủ công nghệ sản xuất được các loại nồi hơi công nghiệp sử dụng các loại nhiên liệu như: than, củi, dầu, LPG,…từ 500kg/h đến 10 – 20T/h đáp ứng tiêu chuẩn kỹ thuật thiết bị áp lực, tiêu chuẩn môi trường hiện hành, chúng tôi đã đặt vấn đề nghiên cứu đề tài về nồi hơi sử dụng phế liệu ngành công nghiệp may mặc có khí thải đạt tiêu chuẩn môi trường. Năm 2018, Công ty Mettech được Ủy bân nhân dân thành phố Hải Phòng phê duyệt triển khai nhiệm vụ KH&CN cấp thành phố: “Nghiên cứu, sản xuất thử nghiệm nồi hơi đốt nhiên liệu phế liệu trong ngành công nghiệp may mặc có khí thải đạt tiêu chuẩn môi trường”.

Nội dung và qui mô nghiên cứu của đề tài gồm: Nghiên cứu tổng quan về thiết bị nồi hơi; Khảo sát thực trạng về phế liệu may mặc và nhu cầu hơi tại các doanh nghiệp may ở Hải Phòng; Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo buồng đốt chính, buồng gia nhiệt, buồng sinh hơi, hệ thống xử lý khí thải, hệ thống điện và điều khiển của nồi hơi đốt vải; Thử nghiệm hệ thống thiết bị nồi hơi đốt vải.

Hình ảnh đại diện màn hình điều khiển.

Kết quả nghiên cứu cho thấy, khối doanh nghiệp may Hải Phòng có khoảng 60.000 lao động, nhu cầu về hơi khoảng 60 tấn hơi/h. Ngành công nghiệp may mặc trong quá trình sản xuất sẽ thải ra lượng phế liệu là vải vụn lớn, ổn định nó có thể làm nhiên liệu đốt nồi hơi để phục vụ chính mình. Nó vừa góp phần giảm chi phí mua nhiên liệu khác cho đốt nồi hơi, vừa giảm chi phí cho xử lý phế liệu phát sinh trong sản xuất, góp phần xử lý triệt để rác thải trong ngành may mặc. Nhiên liệu của nồi hơi đốt vải là vải vụn phát sinhtrong quá trình sản xuất của doanh nghiệp may. Ngoài ra với buồng đốt gió xoáy, không ghi, có gió được sấy nóng trước khi phun vào buồng đốt thì nó còn phù hợp với một số loại nhiên liệu thay thế không phải là vải vụn khác như là trấu ép cục, mùn cưa ép cục, củi thanh, bìa carton, giấy vụn… Đây là nhiên liệu thay thế nếu quá trình sử dụng, vận hành khi lượng vải vụn không đủ. Các loại nhiên liệu này có nhiệt trị tương đương vải vụn. Các loại nhiên liệu như dăm gỗ vụn, mùn cưa rời, củi gỗ kích thước lớn không phù hợp với loại buồng đốt này. Thực tế trong quá trình sản xuất của các doanh nghiệp may mặc, lượng vải vụn chiếm tỷ lệ khoảng 80%, phế thải là củi gỗ, bìa carton, giấy vụn… khoảng 12-15%, khối lượng còn lại là các phế thải khác. Trong điều kiện nguồn vải vụn đủ cung cấp cho nồi hơi đốt vải thì quá trình vận hành theo Quy trình vận hành nồi hơi đốt vải. Nếu lượng vải vụn còn thiếu, phải thêm nguồn nhiên liệu thay thế thì quá trình đốt tốt nhất là đốt kèm nhiên liệu thay thế cùng với vải vụn. Thực tế quá trình vận hành những nồi hơi tương tự tại một số doanh nghiệp, việc đốt kèm đã mang lại hiệu quả cao của quá trình cháy.

Sơ đồ nồi hơi đốt vải.

Nhóm nghiên cứu đã thiết kế nồi hơi đốt vải dựa trên phương pháp tính toán, phân tích số liệu và dựa trên kinh nghiệm từ các thiết kế nồi hơi đốt các loại nhiên liệu trên thị trường, các thiết bị do Mettech đã thực hiện nhiều năm qua. Cấu tạo của nồi hơi đốt vải bao gồm: (1) Buồng đốt: Là buồng đốt chính với nhiệm vụ đốt cháy nhiên liệu là vảivụn, có cấu tạo gió xoáy để cháy kiệt, cháy hết liệu vào. (2) Kênh dẫn khói: Kênh dẫn khói từ buồng đốt chính sang buồng gia nhiệt; (3) Buồng gia nhiệt: Nhiệm vụ chính khử dioxin trong khí thải bằng cách tăng nhiệt độ của khí thải từ buồng đốt đạt từ 1.000⁰C đến 1.200⁰C. Thời gian khí thải (lưu nhiệt độ) đi hết buồng gia nhiệt >2,4s; (4) Đầu đốt dầu: Nhiệm vụ chính là bù nhiệt cho buồng gia nhiệt bằng cách đốt khi nhiệt độ thấp, ngắt khi nhiệt độ cao hơn mức cài đặt. (5) Buồng sinh hơi: Tiếp nhận nhiệt từ buồng gia nhiệt để sinh hơi; (6) Bộ cyclone: Làm nhiệm vụ tách các hạt bụi >5μm ra khỏi khí thải. (7) Quạt hút: Làm nhiệm vụ hút khí thải từ buồng đốt chính, đưa qua buồnggia nhiệt, qua buồng sinh hơi, qua cyclone đẩy vào tháp khử lưu huỳnh, qua bộ khử mùi, qua ống khói ra môi trường; (8) Tháp hấp thụ màng nước: Làm nhiệm vụ khử bụi mịn, hấp thụ SO3 để tạo H2SO4 dạng dung dịch để có thể tách ra khỏi hệ thống; (9) Bộ khử mùi: Làm nhiệm vụ hấp thụ các bụi, khí còn tồn dư trên cơ sở hoạt tính của than để khử mùi.

Trên cơ sở quá trình chế tạo các cụm thiết bị nồi hơi, nhóm nghiên cứu đã lập qui trình chế tạo, sản xuất nồi hơi đốt vải. Qui trình tập hợp các bước chế tạo từ bản vẽ chế tạo đến sản phẩm cuối cùng là nồi hơi; chỉ ra các bước kiểm tra từ nguyên liệu đầu vào đến các chi tiết, mối hàn trên thiết bị; cập nhật các điều chỉnh của từng chi tiết, các khâu kiểm tra để đạt yêu cầu của công tác chế tạo.

Sau quá trình vận hành thử nghiệm, nhóm nghiên cứu đã thiết lập các qui trình hướng dẫn vận hành hệ thống như các điều kiện để vận hành hệ thống của thiết bị, các bước vận hành hệ thống, các công việc cần thiết trong khi hệ thống hoạt động. Hướng dẫn xử lý các tình huống khi dừng lò bình thường và trường hợp dừng lò khẩn cấp. Hướng dẫn bảo quản khi dừng lò hàng ngày, dừng trong thời gian ngắn và bảo quản dừng lò lâu dài.

Thị trường tiêu thụ nồi hơi nói chung của METTECH là các khu công nghiệp, cụm công nghiệp, làng nghề thuộc các tỉnh duyên hải Bắc bộ, các tỉnh thành lân cận như Hải dương, Hưng yên. Mở rộng ra METTECH còn các khách hàng ở bắc miền trung, Hà nội… Hải phòng có khoảng 60-70 ngàn lao động trong ngành may mặc, với khoảng 50-60 doanh nghiệp may, nhu cầu về hơi ước khoảng 60 tấn/h, nếu các doanh nghiệp may tại Hải Phòng (mở rộng ra các tỉnh thành lâncận, và cả nước) chuyển sử dụng nhiên liệu nồi hơi từ than sang vải vụn thì sẽ mang lại hiệu quả kinh tế rất lớn. 

Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo kết quả nghiên cứu của Đề tài tại Trung tâm Thông tin, Thống kê KH&CN Hải Phòng./.