Bài giảng, công nghệ chuyển hóa than, phần 6 GV văn đình sơn thọ ,
PHẦN Các kỹ thuật đốt than PGS.TS Văn Đình Sơn Thọ Bộ mơn Cơng nghệ hữu – hóa dầu Khoa Cơng nghệ Hóa học Đại học Bách Khoa Hà Nội Email : thovds-petrochem@mail.hut.edu.vn thovds@yahoo.com Tel : 097.360.4372 Công nghệ để đốt than cung cấp nhiệt cho ngành công nghiệp sản xuất xy măng, nhiệt điện, vật liệu xây dựng • Nhiệt tạo thành phản ứng cháy cung cấp trực tiếp gián tiếp Các công nghệ đốt than -Đốt tầng chặt -Đốt tầng sơi -Cơng nghệ đốt than bụi • Cháy theo lớp cố định Than nằm cố định mặt ghi chuyển động nhờ ghi Khơng khí đưa vào buồng lửa sau qua lớp than tiến hành phản ứng cháy Sản phẩm cháy vào buồng lửa Kích thước than 5-10cm Nhiệt độ vùng cháy 1500oC Hiệu suất sử dụng nhiệt Năng suất thấp Công nghệ đốt tầng chặt Buồng đốt than bụi Năng suất lớn Tốc độ phản ứng nhanh xảy đồng thời theo thể tích Kịch thước hạt (um) Thải xỷ khô Hạn chế thải NOx Cháy tầng sôi Lớp sôi : Sôi tĩnh sôi rối Sôi tĩnh : Lớp sôi 20cm, sôi rối lớp sôi khoảng 1,5m Khí thải q trình đốt Sự hình thành NOx vùng cháy Nito sinh trình đốt cháy than chủ yếu NO NO2 gọi NOx(Khi trình cháy 1000oC NO chiếm > 90%, NO2 từ 5-10% Nox hình thành phân hủy nhiệt Nox thành phần nhiên liệu Nox hình thành phản ứng tức thời Sự hình thành SOX SO2 hình thành thành phần lưu huỳnh hữu vơ có than SO3 hình thành oxy hóa SO2 nhiệt độ cao Khí thải có 0.5-2% SO3 phần cịn lại H2SO4 Khí thải gây ăn mịn thiết bị, nhiễm mơi trường, ảnh hưởng đến sức khỏe Nguyên lý hình thành SO2 Oxy hóa FeS2 4FeS2 + 11O2 = Fe2O3 + 8SO2 Oxy hóa lưu huỳnh hữu RSH + O2 RS + H2O RS + O2 SO2 + R Phương pháp hạn chế SO2 trình cháy - Đưa đá vơi vào vùng cháy để thực phản ứng hóa học sau CaCO3 CaO + CO2 CaO + SO2 + 1/2O2 CaSO4 Vùng nhiệt độ : 820-850oC Nhiệt độ 1200oC CaO bị thiêu kết nên giảm khả phản ứng Công nghệ đốt than Đốt than bụi • • • • Nâng cao suất nhiệt tận dụng nhiệt hệ thống Nhiệt độ áp suất nước cao Ứng dụng rộng rãi giới Giảm hàm lượng NOx hệ thống Nhiệt độ nước Cơng nghệ đốt lớp sơi tuần hồn (CBFC) Có khả sử dụng nhiều nguồn nguyên liệu khác ( nhiên liệu hóa thạch than chất lượng cao, dầu khí; Nhiên liệu chất lượng thấp than chất lượng thấp, biomass, bùn thải, nhựa phế thải, vỏ lốp cao su Nhiệt độ vùng cháy 850-900oC Kích thước hạt than Tốc độ gió 4-8m/s Giảm thiểu nhiễm ( Nox Sox) Với than nhiều lưu huỳnh, tác nhân tầng sôi sử dụng trực tiếp đá vôi Nguyên liệu đốt cháy hai lần ( lần đốt cháy vùng cháy, lần phần không cháy hết tách cyclon lại cháy lại lần 2) Do hiệu suất cháy cao Vật liệu làm thiết bị rẻ dễ sửa chữa À Nguyên lý công nghệ ICFBC Đạt nhiệt độ đồng lớp sôi nhờ vào tạo sốy lớp cát Có thể kiểm sốt nhiệt độ lớp sơi cách điều chỉnh nhiệt thiết bị bị tận dụng nhiệt lớp sôi Dễ dàng tách loại sản phẩm chưa Khơng có hệ thống trao đổi nhiệt vùng cháy Có thể sử dụng nhiều nguồn ngun liệu chất lượng thấp Có thể kiểm sốt nhiệt độ vùng sôi tốt thông qua điều khiển tốc độ gió Hạn chế hiệu tượng phát thải khí NOX SOX Với quy trình FB trình khử lưu huỳnh xảy trực tiếp vùng cháy nên q trình ăn mịn xảy Với ICFBC tác nhân tạo tầng sôi cát ( đá vơi) cần sử dụng lượng nhỏ đá vơi Ca/S=2 hiệu khử lưu huỳnh 90% Lượng NÕ giảm bớt nhờ q trình đơt hai cấp xảy tầng sôi tầng “freeboard section” Phần cacbon không cháy hết tách cyclon đầu khí đưa tuần hồn lại thiết bị cháy Tiết kiệm kích thước thiết bị dễ dàng bảo hành Quy trình khơng cần thiết bị desulphua hóa, xử lý NOx., nghiền than Nguyên lý hoạt động ICFBC Sử dụng cát làm tác nhân sôi VÙng sôi chi làm hai vùng : Vùng cháy vùng thu hồi nhiệt Hai vùng tạo xoáy trộn đối lưu vùng Phần không cháy hết CaCO3 tách cyclon đưa lại vùng cháy Dịng xốy vùng cháy tạo vùng cháy chia thành khu vực - - - vùng trung tâm hình thành lớp sôi tốc độ thấp (tầng chuyển động) phân bố gió tốc độ thấp so với hai bên Hai vùng bên tạo thành lớp có tốc độ sôi lớn nguyên nhân phân bố gió tốc độ gió lớn Sự chệnh lệch vùng tạo nên xoáy ...Cơng nghệ để đốt than cung cấp nhiệt cho ngành công nghiệp sản xuất xy măng, nhiệt điện, vật liệu xây dựng • Nhiệt tạo thành phản ứng cháy cung cấp trực tiếp gián tiếp Các công nghệ đốt than... CN HCN sau bị oxy hóa tạo thành NOx Sự hình thành SOX SO2 hình thành thành phần lưu huỳnh hữu vơ có than SO3 hình thành oxy hóa SO2 nhiệt độ cao Khí thải có 0.5-2% SO3 phần cịn lại H2SO4... Oxy hóa FeS2 4FeS2 + 11O2 = Fe2O3 + 8SO2 Oxy hóa lưu huỳnh hữu RSH + O2 RS + H2O RS + O2 SO2 + R Phương pháp hạn chế SO2 q trình cháy - Đưa đá vơi vào vùng cháy để thực phản ứng hóa học