XỬ LÝ CẤP NƯỚC LÒ HƠI công nghiệp là yêu cầu cấp thiết nhằm tăng độ bền lò, tiết kiệm nhiên liệu đốt và bảo vệ an toàn trong quá trình vận hành.
Xử lý nước cấp lò hơi nhằm mục đích ngăn ngừa cáu cặn và ngăn ăn mòn đường ống. Các tiêu chuẩn quy định về nước sử dụng cho nồi hơi được ban hành, như ASME của Mỹ, EN 12 953-10 cho nồi hơi ống lửa, EN 12 952-12 cho nồi hơi ống nước của Cộng đồng châu Âu hay JIS B 8223-2006,….
XỬ LÝ CẤP NƯỚC LÒ HƠI
Việc xử lý cấp nước lò hơi là một bước không thể thiếu trong quy trình vận hành lò hơi. Nước cấp lò hơi thường được lấy từ nước máy của các khu công nghiệp hoặc từ các nguồn nước như sông, hồ, nước giếng…
Tiêu chuẩn nước cấp nồi hơi theo EN 12 952-12:
Các nguồn nước này thường gọi là nước cứng vì nó chứa các tạp chất như cặn bã, ion kim loại (caxi, magie…) và các chất hữu cơ khác. Những tạp chất này nếu không được loại bỏ, khi đưa vào lò hơi sẽ gây ra nhiều vấn đề nghiêm trọng như:
Các tạp chất trong nước cấp khi gặp nhiệt độ cao của lò hơi sẽ kết tủa và bám vào thành ống dẫn và bề mặt trao đổi nhiệt, gây ra hiện tượng cáu cặn. Lâu ngày, cáu cặn dày lên sẽ gây ra khả năng tắc ống dẫn, làm giảm hiệu suất trao đổi nhiệt, tăng tiêu thụ nhiên liệu và có thể gây hỏng hóc hệ thống xử lý nước cấp lò hơi, thậm chí nguy hiểm hơn là còn có khả năng gây nổ lò hơi.
Nước chưa qua xử lý có thể chứa các ion gây ăn mòn như clorua, sulfate. Ăn mòn không chỉ làm giảm tuổi thọ của lò hơi mà còn gây ra nguy cơ rò rỉ, mất an toàn trong quá trình vận hành.
Tạp chất hữu cơ trong nước cấp chưa xử lý có thể gây ra hiện tượng tạo bọt, dẫn đến tràn nước và ảnh hưởng đến chất lượng hơi nước sản xuất ra.
Tất cả những vấn đề nghiêm trọng nói trên do nước cấp không đảm nảo sẽ làm giảm hiệu suất hoạt động của lò hơi, tăng nguy cơ hỏng hóc thiết bị và đe dọa an toàn lao động, gây thiệt hại về kinh tế cho doanh nghiệp. Để ngăn ngừa những nguy cơ này, doanh nghiệp cần trang bị hệ thống lọc nước cấp lò hơi, đưa nước cấp về đạt mức tiêu chuẩn, đảm bảo lò hơi hoạt động an toàn.
Các thiết bị để cấu tạo thành một hệ thống xử lý nước cấp lò hơi sẽ phụ thuộc vào chất lượng nước cấp và công suất của nồi hơi, tuy nhiên về cơ bản sẽ bao gồm các thành phần chính sau đây:
Bơm lọc thường được làm từ thép không gỉ hoặc hợp kim nhôm, đảm bảo độ bền cao và khả năng chống ăn mòn tốt. Cấu tạo của bơm lọc bao gồm động cơ điện, trục bơm, cánh bơm và buồng bơm.
Bơm lọc có chức năng đẩy nước qua các hệ thống lọc và xử lý, đảm bảo cung cấp nước sạch và đủ áp lực cho lò hơi. Bơm lọc cũng giúp tuần hoàn nước trong hệ thống, giảm thiểu nguy cơ tạo cặn bẩn và tăng hiệu suất hoạt động của lò hơi.
Cột lọc có thể được làm từ composite hoặc inox. Composite là chất liệu tổng hợp, nhẹ, bền và có khả năng chống ăn mòn cao. Inox hay thép không gỉ, có độ bền cơ học tốt, chịu được áp lực cao và không bị ăn mòn trong môi trường nước. Thân cột chứa các lớp vật liệu lọc, bao gồm than hoạt tính, cát thạch anh và các loại hạt lọc khác, giúp loại bỏ các tạp chất, cặn bẩn và vi khuẩn trong nước.
Cột lọc có chức năng loại bỏ các tạp chất, cặn bẩn và vi khuẩn trong nước, giúp cải thiện chất lượng nước cấp cho lò hơi. Cột lọc còn giúp giảm độ cứng của nước, ngăn ngừa việc hình thành cặn bám trong lò hơi, tăng tuổi thọ và hiệu suất của lò hơi.
Van lọc có thể làm từ nhựa hoặc kim loại, tùy thuộc vào yêu cầu của hệ thống. Van lọc có 2 loại gồm: Van tự động được điều khiển bằng điện hoặc khí nén hoặc van tay cần người vận hành thủ công.
Van lọc có chức năng kiểm soát lưu lượng nước qua hệ thống lọc, đảm bảo nước được lọc đều và hiệu quả. Van tự động có thể tự động điều chỉnh lưu lượng nước, giảm thiểu sự can thiệp của người vận hành và tăng độ chính xác của quá trình lọc. Van tay cho phép điều chỉnh lưu lượng nước theo nhu cầu thực tế, linh hoạt trong quá trình vận hành.
Thùng chứa dung dịch muối thường được làm từ nhựa hoặc composite, có khả năng chống ăn mòn cao và bền bỉ.
Thùng chứa dung dịch muối có chức năng cung cấp dung dịch tái sinh cho hạt nhựa trao đổi ion, giúp duy trì hiệu quả của quá trình làm mềm nước. Quá trình tái sinh này giúp hạt nhựa khôi phục lại khả năng trao đổi ion, loại bỏ các ion gây cứng nước như canxi và magie, cải thiện chất lượng nước cấp cho lò hơi.
Hạt nhựa trao đổi ion được làm từ nhựa polystyrene, có cấu trúc xốp với bề mặt lớn, cho phép trao đổi ion hiệu quả. Hạt nhựa có khả năng hấp thụ các ion gây cứng nước như canxi và magie, và thay thế chúng bằng các ion natri hoặc kali.
Hạt nhựa trao đổi ion có chức năng làm mềm nước bằng cách loại bỏ các ion gây cứng nước, như canxi và magie, giúp giảm độ cứng của nước cấp cho lò hơi. Quá trình này không chỉ cải thiện chất lượng nước mà còn ngăn ngừa sự hình thành cặn bám trong lò hơi, tăng tuổi thọ và hiệu suất của lò hơi.
Ngoài các thành phần kể trên, tùy theo nguồn nước cấp và yêu cầu xử lý chất lượng nước mà doanh nghiệp có thể trang bị thêm các thành phần khác như: song chắn rác, bể lắng, sân phơi bùn… để tách sơ bộ các chất ô nhiễm, rác trong nước trước khi đi vào bể chứa trung gian phục vụ cho công đoạn xử lý chính của hệ thống.
Xử lý nước cấp lò hơi từ nguồn nước sông hay nước ngầm: Nước được bơm vào bể chứa dự trữ nước cho hệ thống xử lý nước cấp ở phía sau. Nước từ bể chứa được xử lý hóa lý tách rác, kết tủa tạo bông hoặc khử phèn tách sơ bộ các chất ô nhiễm ra khỏi dòng nước trước khi vào bể chứa trung gian phục vụ cho công đoạn xử lý chính của dây chuyền.
Từ bể chứa trung gian nước từ bể chứa này được bơm cột lọc composite, tại cột lọc áp lực cặn lơ lững có trong nước được giữ lại trước khi qua lớp than hoạt tính loại bỏ Cl2 tự do có trong nước và làm sạch triệt để chất hữu cơ hòa tan còn lại sau công đoạn lọc cặn.
Nước sau khi qua cột lọc áp lực composite được đưa qua cột trao đổi cation bậc 1. Các ion dương (Mg2+, Ca2+, Na+,…) sẽ được trao đổi với nhựa R-H (nhựa gốc acid mạnh), các ion dương (Mg2+, Ca2+, Na+,…) sẽ chiếm vị trí của H trong nhựa và giải phóng H+, chính vì thế nước sau ra khỏi cột trao đổi cation mang tính acid.
Khi vận hành bộ Cation, do nước đi từ trên xuống thông qua các lớp nhựa trao đổi Cation tính axit mạnh, tính lựa chọn của lớp nhựa với các ion dương có khác nhau nên trong cột nhựa bị phân thành các lớp Ca2+, Mg2+, Na+ không ngừng di chuyển xuống phía dưới cho đến khi các lớp nhựa mất khả năng.
Sau khi nước đi ra khỏi cột trao đổi cation thì nồng độ ion dương còn lại vẫn cao nên phải tiếp tục đưa qua cột trao đổi cation bậc 2. Nguyên tắc làm việc của cột trao đổi cation bậc 2 giống như cột trao đổi cation bậc 1.
Sau đó nước được tiếp tục đưa đến cột trao đổi anion, trong cột trao đổi anion có chứa nhựa R-OH (nhựa gốc bazờ mạnh). Các ion âm (SO42-, Cl-, HSiO3-…) sẽ chiếm chỗ của OH và sản sinh ra OH-, ion OH- sẽ kết hợp với H+ được tách ra ở cột trao đổi cation bậc 1 và bậc 2 để tạo phân tử nước (H2O). Nước sau khi ra khỏi cột anion bậc 1 sẽ được đưa vào cột trao đổi anion bậc 2 (nước sau khi ra cột trao đổi anion bậc 2 nước có pH tăng gần lên trung tính).
Nước tiếp tục được đưa vào cột trao đổi hỗn hợp (vì nồng độ TDS còn lại sau khi ra khỏi cột trao đổi anion bậc 2 chưa đạt tiêu chuẩn nước cấp cho lò hơi). Trong cột trao đổi hỗn hợp có chứa hỗn hợp nhựa RH và nhựa ROH được hòa trộn với nhau theo tỉ lệ thích hợp (RH:ROH ~ 1:2). Các phản ứng trong cột trao đổi hỗn hợp hầu như diễn ra đồng thời, nhựa trao đổi dạng RH sản sinh ra H+ và nhựa dạng R-OH sản sinh ra OH- thì lập tức OH- và H+ này phản ứng với nhau tạo thành nước, phản ứng trao đổi hoàn thành triệt để và đưa vào bể chứa.
.jpg "Lõi lọc sợi quấn Cpp 20inch")
