Quá trình hình thành tro, xỉ, thạch cao từ sản xuất nhiệt điện 

 Thứ hai, 29-10-2018

Quá trình đốt than để vận hành các nhà máy nhiệt điện (NMNĐ) thải ra các sản phẩm cháy bao gồm: Tro đáy (xỉ đáy lò) hay còn gọi là xỉ, là các hạt thô, to thu được ở đáy lò đốt; Tro bay, là các hạt tro mịn bay lên được thu lại tại lọc bụi; Thạch cao, là sản phẩm của quá trình khử khí SO2 trong khói khi đốt. Thông thường lượng tro bay chiếm khoảng 80 - 90 %, còn xỉ chỉ chiếm khoảng 10 -20%.

Hiện nay, các nhà máy nhiệt điện than tại Việt Nam đang sử dụng một trong hai loại công nghệ đốt: Công nghệ lò đốt than phun - PC (Pulverised combus- tion) và Công nghệ lò hơi tầng sôi tuần hoàn - CFB (Circulating Fluidizing Bed).
Công nghệ đốt than phun PC
Than đạt yêu cầu chất lượng được nhập về nhà máy, chứa trong các kho, trong kho có hệ thống đảo trộn để đồng nhất than phục vụ quá trình đốt. Nhiệt độ trong lò đốt khoảng 1400oC– 1600oC nhằm mục đích gia nhiệt cho nước hóa hơi sinh áp lực để cấp cho tua bin sinh công, phát điện. Than cháy để lại tro than, một phần quá nhiệt nóng chảy biến thành xỉ rơi xuống đáy lò được làm lạnh bằng nước, phần lớn tro than mịn theo gió lò vào lọc bụi điện để giữ lại, khí sạch thải ra môi trường.

Sơ đồ công nghệ hệ thống đốt than phun và QTHT tro, xỉ, thạch cao
Tùy theo hàm lượng lưu huỳnh có trong than và yêu cầu khử khí SO2 mà các nhà máy nhiệt điện có thêm hệ thống FGD (Flue - Gas Desulfurization Gypsum) để hấp thụ khí SO2 hoặc SWFGD (Sea water flue Gas Desulfurization). Hệ thống FGD hoạt động sử dụng dung dịch đá vôi để hấp thụ khí SO2và phát sinh bã thải thạch cao, hệ thống sử dụng nước biển SWFGD không phát sinh bã thải thạch cao. Đối với công nghệ đốt than phun PC, thạch cao FGD phát sinh và được thải ra riêng biệt với tro bay.

Ảnh SEM hạt tro bay công nghệ đốt than phun
Thành phần tro bay của các nhà máy điện than phun tương tự nhau và tương tự như đất sét nhưng điểm khác biệt là hàm lượng mất khi nung (MKN) khác nhau mà bản chất là lượng than chưa cháy;
Xỉ thu được tại đáy lò có hàm lượng MKN < 8% đạt tiêu chuẩn TCVN 6882:2001 phụ gia khoáng cho xi măng;
Hầu hết tro bay của các NMNĐ thải lên bãi chứa có mất khi nung rất lớn (từ 8 đến 25%) do lượng than chưa cháy hết còn lớn. Muốn sử dụng cần phải xử lý để giảm lượng MKN, vừa thu được tro bay có hàm lượng MKN đạt tiêu chuẩn sử dụng và thu được than để tái sử dụng;
Công nghệ đốt than tầng sôi
Theo Quy hoạch điện VII thì đến năm 2020 và 2030 thì công suất của các nhà máy nhiệt điện sử dụng công nghệ đốt than tầng sôi nước ta chỉ chiếm khoảng 10% trên tổng tổng công suất của các nhà máy nhiệt điện than.
Công nghệ này sử dụng khi than có chất lượng thấp (nhiệt trị thấp) và hàm lượng lưu huỳnh cao. Than đáp ứng yêu cầu sử dụng được nhập về nhà máy chứa trong các kho có thể đảo trộn hoặc phối trộn các mỏ để đồng nhất. Than và đá vôi được cấp vào lò đốt tầng sôi tuần hoàn để sinh nhiệt cấp cho nước hóa thành hơi có áp suất lớn cấp cho tua bin sinh công, phát điện.
Khói lò cùng tro mịn thu vào lọc bụi tĩnh điện thu được tro bay, khí sạch thải ra môi trường theo ống khói. Các hạt tro than to và đá vôi đã hoặc chưa phản ứng hết rơi xuống đáy lò ra ngoài thành tro đáy (xỉ). Đối với các nhà máy sử dụng công nghệ CFB, thạch cao luôn luôn được thải ra lẫn lộn cùng với tro bay. Việc thải lẫn tro bay và thạch cao của các nhà máy dùng công nghệ CFB dẫn đến khó phân tách thạch cao ra khỏi tro bay dẫn tới khó khăn trong quá trình sử dụng làm nguyên liệu sản xuất vật liệu xây dựng.

Sơ đồ công nghệ hệ thống đốt than tầng sôi và quá trình hình thành tro xỉ
Ảnh SEM hạt tro bay công nghệ đốt than tầng sôi
Do công nghệ đốt ở nhiệt độ thấp (800oC-900oC) nên phần lớn phần vật liệu không cháy trong than chưa bị nóng chảy, đó là các khoáng chiếm lượng lớn trong tro bay, xỉ như khoáng quazt, khoáng chứa Al2O3, hợp chất sắt oxyt, hợp chất CaO.
Các hạt tro bay CFBC có hình dạng góc cạnh. Ngoài ra, các hạt tro bay CFBC có tỷ diện bề mặt lớn, kết dính với nhau và độ xốp giữa các hạt lớn. Tro bay CFBC có hàm lượng SO3, CaSO4, CaCO3, CaO lớn hơn so với tro bay công nghệ đốt than phun do bột đá vôi được phun vào trong quá trình đốt để khử SO2 trong khí thải.
Tro, xỉ nhiệt điện công nghệ CFB có thể chia ra hai loại:
Loại sử dụng than có hàm lượng lưu huỳnh (S) cao (than khu vực Núi Hồng, Khánh Hòa, Na Dương): nhiệt điện Cao Ngạn, nhiệt điện Na Dương, khi đó thành phần tro, xỉ có hàm lượng SO3 và CaOtd cao. Tuy nhiên, hàm lượng MKN của NĐ Na Dương (4,4%), nhưng hàm lượng MKN của NĐ Cao Ngạn lớn hơn nhiều (mẫu lớn nhất MKN 27%);
Loại sử dụng than có hàm lượng lưu huỳnh (S) thấp (than khu vực Quảng Ninh): nhiệt điện Mạo Khê, Cẩm Phả,... Tro bay Cẩm Phả và Sơn Động có hàm lượng MKN nhỏ (<12% theo ASTM C618), hàm lượng lưu huỳnh nhỏ (<3,0%) và đặc biệt là hàm lượng vôi tự do thấp.
Xỉ của NMNĐ Cao Ngạn có hàm lượng SO3 và CaOtd thấp hơn so với xỉ của NMNĐ Na Dương. Mẫu tro bay nhiệt điện Cao Ngạn có mất khi nung (MKN) cao nhất (27%). Mẫu xỉ đáy của nhiệt điện Na Dương có hàm lượng vôi tự do (CaOtd) cao nhất (7,5%). Tro bay Cẩm Phả và Sơn Động có thể xếp vào loại F theo ASTM C618. Tro bay Cao Ngạn và Na Dương không thể xếp vào loại phù hợp ASTM C618.
Tro, xỉ có hàm lượng MKN, CaO, CaSO4, CaOtd cao là nguyên nhân gây khó khăn cho việc sử dụng chúng trong sản xuất xi măng nói riêng và làm VLXD nói chung.
 MQ

In bài này   Quay lại
 Rà soát kế hoạch triển khai thực hiện phương án thống nhất quản lý nhà nước về chất thải rắn
 Khánh Sơn: Xây dựng 5 bãi xử lý rác thải sinh hoạt
 TP.HCM tập trung giám sát tiến độ, biện pháp khắc phục bãi rác Đa Phước theo quyết định xử phạt của Trung ương
 Hải Dương: Xây dựng Nhà máy xử lý rác thải tại Cẩm Giàng
 Giải pháp thu gom, xử lý rác thải trên địa bàn thành phố Đà Nẵng
 TP.HCM chi gần 30 tỷ vớt rác, lục bình trên kênh rạch
 Thống nhất đầu mối quản lý chất thải rắn, tạo đột phá trong quản lý, xử lý chất thải
 Chi hơn 35 tỉ đóng gói rác ở Côn Đảo về đất liền chôn lấp
 Lò xử lý rác thải tại nhà - giảm áp lực xử lý rác tại Quảng Ngãi
 Tăng cường công tác thanh tra, kiểm tra, đảm bảo quản lý và xử lý có hiệu quả chất thải ở đô thị và nông thôn
 Phường Dịch Vọng (quận Cầu Giấy, Hà Nội): Ai đã tiếp tay cho hàng loạt công trình vi phạm trật tự xây dựng?
 Quản lý an toàn các chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy và hóa chất nguy hại tại Việt Nam
 Xử lý chất thải rắn và tương lai môi trường của Việt Nam
 Tính toán mô phỏng chất lượng không khí
 Công ty DAP số 2: Nghiêm túc thực hiện việc giám sát môi trường định kỳ

Tạp chí Điện tử Công nghiệp môi trường
Tổng Biên tập: Nguyễn Duy Thái
Giấy phép hoạt động Báo Điện tử số: 27/GP-BTTTT cấp 23/01/2019 của Bộ Trưởng Bộ Thông tin và Truyền thông 
Tòa soạn: Tầng 2 Bộ Công Thương, số 655 Phạm Văn Đồng, P. Cổ Nhuế I, Q. Bắc Từ Liêm, Tp. Hà Nội.
Điện thoại: 02432009454  *  Email: vietbai@gmail.com
VPĐD tại Đà Nẵng: Tầng 1 tòa nhà Savico, số 66 Võ Văn Tần, P. Chính Gián, Q. Thanh Khê, Tp. Đà Nẵng
Điện thoại: 02363 655235
Tạp chí Điện tử 
Công nghiệp môi trường giữ bản quyền nội dung này.