Địa điểm đốt thử nghiệm : Lò gia nhiệt dầu tải nhiệt, tại xưởng sấy vải thuộc Công ty TNHH Phước Đạt, Huyện Hóc Môn
Mẫu nhiên liệu : Mẫu nhiên liệu rắn T70, khoảng 300 kg Mô tả quá trình đốt thử nghiệm :
Xưởng sấy vải của Công ty Phước Đạt thực hiện công việc sấy vải sau khi vải đã được qua khâu nhuộm. Quá trình sấy được mô tả khái quát như sau : dầu tải nhiệt được lò đốt cung cấp năng lượng để làm nóng, sau đó được dẫn đi tuần hoàn trong cả xưởng. Không khí trao đổi nhiệt với dầu tải nhiệt thông qua một số thiết bị trao đổi nhiệt, và được làm nóng lên, trở thành tác nhân sấy vải.
Lò đốt trước đây sử dụng than đá, sau đó chuyển qua sử dụng sản phẩm củi trấu (xem Hình 3.12). Theo thông tin từ Quản đốc xưởng, lò đốt cần khoảng 100 ~ 150 kg củi trấu trong mỗi giờ làm việc, tuỳ theo loại vải cần sấy. Củi trấu được một đơn vị tại Nông trường Cờ Đỏ (Cần Thơ) cung cấp với giá thành dao động trong khoảng 1200 – 1400 đ. Củi trấu được cung cấp trong bao tải, mỗi bao khoảng 30 kg. Hiện tại, trung bình lò đốt sử dụng khoảng 120 -150 tấn củi trấu mỗi tháng.
Theo quy trình công nghệ của xưởng, tuỳ theo loại vải cần sấy mà dầu tải nhiệt được gia nhiệt đến 240oC hoặc 250oC. Lò đốt có trang bị các thiết bị đo nhiệt độ và quát trình điều khiển nhiệt độ được thực hiện thông qua quạt thổi và hút không khí. Quạt hút luôn được bật để cấp khí cho lò, còn quạt thổi được sử dụng khi nhiệt độ giảm sâu, mà trong lò vẫn còn nhiên liệu, hoặc khi cần tăng nhanh nhiệt độ của lò. Khi nhiệt độ của dầu tải nhiệt vượt quá nhiệt độ cài đặt, các quạt hút sẽ tắt, ngừng cung cấp khí cho lò để hạn chế sự cháy của nhiên liệu trong lò. Khói thải lò đốt được dẫn qua một cyclone tách tro, và một bể nước để giảm nhiệt độ trước khi thải ra ống khói.
Công việc đốt lò được thực hiện như sau:
- Cứ mỗi 25 - 30 phút, công nhân phụ trách lò mở cửa lò và đưa vào lò khoảng 2 bao củi trấu (khoảng 60kg). Thao tác mở / đóng cửa lò kéo dài trong khoảng 1-2 phút làm nhiệt độ dầu tải nhiệt giảm xuống khoảng 3-5o
C. Sau đó khoảng 5-8 phút thì nhiệt độ dầu tải nhiệt đạt được đến nhiệt độ cài đặt.
- Do sản phẩm củi trấu khó cháy, những miếng củi trấu nằm phía dưới - bị lớp phía trên nằm đè lên - không cháy được, gây ra hiện tượng giảm nhiệt độ lò, mặc dù trong lò vẫn còn củi trấu. Vì vậy, cứ mỗi 10 – 15 phút, công nhân phụ trách lò mở cửa lò và thực hiện việc đảo lò. Ngoài ra việc đảo lò còn giúp tro trên ghi lò rơi xuống khoang đựng tro nằm phía dưới. Công đoạn đảo lò cũng kéo dài khoảng 1-2 phút, làm nhiệt độ dầu tải nhiệt giảm xuống khoảng 3-5oC
48
- Cứ mỗi 60-90 phút, công nhân phải lấy tro ra khỏi lò đốt từ cửa lấy tro nằm bên dưới.
- Nhiệt độ dầu tải nhiệt được cài đặt và điều khiển như mô tả ở trên.
Một số hình ảnh lò đốt, và vận hành lò đốt tại Công ty Phước Đạt được trình bày trong Hình 3.12.
Ghi nhận và kết quả đốt thử nghiệm:
Nhiệt trị của củi trấu và của nhiên liệu rắn, đã được Trung Tâm kỹ thuật đo lường 3 kiểm định, tương ứng là 16.79 MJ/kg (4.020 kcal/kg) và 25.25 MJ/kg (6.040 kcal/kg). Vì nhiệt trị của nhiên liệu rắn lớn gấp khoảng 1,5 lần nhiệt trị của củi trấu, nên trong lần đầu tiên, khoảng 20 kg nhiên liệu rắn được đưa vào lò đốt, lửa trong lò bùng lên rất mạnh, trong ít hơn 2 phút, nhiệt độ dầu tải nhiệt đã đạt nhiệt độ cài đặt và tiếp tục được duy trì trong khoảng 15 – 20 phút. Quan sát ống khói có thể thấy ban đầu có khói xám nhạt thoát ra ngay khi cấp nhiên liệu vào lò, khói này chuyển nhanh sang màu trắng và sau đó thì hầu như không thấy khói thoát ra khỏi ống khói lò đốt. Một vài hình ảnh của quá trình đốt thử nghiệm được trình bày ở Hình 3.13.
49
Hình 3. 13 Quá trình cháy của nhiên liệu và khí thải sinh ra trong quá trình đốt
Tiêu hao nhiên liệu rắn, được ghi nhận trong quá trình đốt thử nghiệm và so sánh giữa củi trấu và sản phẩm nhiên liệu rắn tính trung bình trong 1 giờ, được trình bày trong Bảng 3.7 dưới đây.
Bảng 3. 7 So sánh tiêu hao nhiên liệu giữa củi trấu và sản phẩm của đề tài
Loại nhiên liệu Tiêu hao nhiên liệu (kg/h)
Tdầu tải nhiệt, cài đặt = 250oC Tdầu tải nhiệt, cài đặt = 240oC
Củi trấu 150 110
Sản phẩm của đề tài 110 75
Như đã nói ở trên, sản phẩm nhiên liệu rắn có nhiệt trị cao hơn gấp 1,5 lần củi trấu, để cung cấp cùng một nhiệt lượng cho lò đốt, tiêu hao nhiên liệu khi sử dụng sản phẩm củi trấu, theo tính toán, sẽ giảm (1 – 1/1,5) × 100% = 33,3%. Kết quả từ Bảng 3.7 cho thấy khi nhiệt độ cài đặt dầu tải nhiệt là 250o
C, sử dụng sản phẩm nhiên liệu rắn tiết kiệm được 26,7% nhiên liệu; trong khi ở chế độ cài đặt nhiệt độ dầu tải nhiệt thấp có thể tiết kiệm được 31,8% nhiên liệu. Đây là những kết quả khá tương đồng với kết quả mong đợi thu được từ tính toán. Việc tiết kiệm được nhiên liệu sẽ là một sức hút đáng kể của sản phẩm nhiên liệu rắn đối với những đơn vị có nhu cầu.
Hàm lượng khí thải lò gia nhiệt dầu tải nhiệt được đo tại vị trí ngay sau khi khí thải được làm nguội trong bể nước, thông qua một lỗ nhỏ đường kính khoảng 8mm (Hình 3.14). Kết quả đo phát thải các khí ô nhiễm trong khí thải lò gia nhiệt khi sử dụng củi trấu và nhiên liệu rắn được trình bày trong Bảng 3.8 dưới đây.
50
Bảng 3. 8 Thành phần khí thải lò đốt Công ty Phước Đạt
Chỉ tiêu Củi trấu Sản phẩm của đề tài TCVN 5939:2005
CO, mg/Nm3 518 382 1.000
NOx, mg/Nm3 110 95 850
SOx, mg/Nm3 31 85 550
Về cơ bản, củi trấu và sản phẩm nhiên liệu rắn đều đáp ứng các chỉ tiêu phát thải khí ô nhiễm. Nồng độ CO phát thải khi sử dụng nhiên liệu rắn rõ ràng có giảm so với củi trấu, qua đó xác nhận thêm khả năng cháy hoàn toàn hơn của sản phẩm nhiên liệu rắn, cũng có nghĩa là ưu điểm của việc sử dụng chất thải plastic phối trộ với trấu khi đùn ép sản phẩm, so với củi trấu trong điều kiện của lò đốt. Đây cũng là một cơ sở có thể thuyết phục các đơn vị có nhu cầu sử dụng sản phẩm của đề tài.
51