Công nghệ đốt ghi đẩy cho lò đốt rác thải hiện đại

Công nghệ đốt ghi đẩy là một trong những phương pháp tiên tiến và hiệu quả trong xử lý rác thải và sản xuất năng lượng. Đây là hệ thống lò đốt sử dụng các thanh ghi chuyển động liên tục để đẩy nhiên liệu qua buồng đốt. Quá trình này giúp đảm bảo rằng tất cả các loại rác thải, từ rác sinh hoạt đến rác thải nguy hại, được đốt cháy hoàn toàn và triệt để, giảm thiểu khí thải độc hại ra môi trường.

Công nghệ này đặc biệt phù hợp với nhiều loại nhiên liệu khác nhau, từ rác thải sinh hoạt, chất thải y tế đến các loại nhiên liệu có nhiệt trị thấp như gỗ, củi, và biomass. Đây là một giải pháp toàn diện để xử lý rác thải và đồng thời tạo ra năng lượng từ quá trình đốt cháy.

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động

Cấu tạo của ghi đẩy

Hệ thống ghi đẩy bao gồm các bậc ghi bố trí giống như bậc thang, với các bậc thang động xen kẽ với các bậc thang tĩnh. Khi vận hành, bậc thang động được điều khiển bởi các xy lanh thủy lực, liên tục di chuyển vào ra. Thiết kế này giúp tạo ra lực đẩy, giúp nhiên liệu từ bậc thang cao nhất di chuyển xuống các bậc thấp hơn, cho đến khi nhiên liệu thoát khỏi bề mặt ghi và được cấp vào lò đốt.

Trong quá trình rơi từ bậc thang cao xuống, nhiên liệu trải qua các giai đoạn cháy khác nhau. Khi nhiên liệu đến bậc cuối cùng, quá trình cháy gần như hoàn tất, phần tro còn lại sẽ được thu gom bởi hệ thống thu tro. Thiết kế này giúp nhiên liệu được xáo trộn liên tục, đảm bảo rằng những phần chưa cháy hoàn toàn sẽ tiếp tục được đốt cháy.

Các bậc ghi được làm từ vật liệu chịu nhiệt cao, với các lỗ hoặc khe nhỏ để gió từ hộp gió phía dưới có thể thổi qua, giúp duy trì quá trình cháy. Để bảo vệ vật liệu ghi khỏi hư hại do nhiệt độ cao, hệ thống thường được thiết kế với các đường gân hoặc cánh tản nhiệt để giải nhiệt bằng gió. Một phương pháp khác hiệu quả hơn là sử dụng các ống nước giải nhiệt, gắn trên các bậc ghi tĩnh, giúp làm mát các bậc ghi liên tục tiếp xúc với nguồn nhiệt.

Tùy theo từng loại nhiên liệu, các thiết kế ghi có thể được điều chỉnh để tăng hiệu quả. Ví dụ, các bậc ghi có thể được làm cong, hoặc chuyển động nảy lên để xáo trộn nhiên liệu tốt hơn. Các kiểu bố trí phổ biến của ghi đẩy bao gồm bố trí nghiêng, bố trí ngang và kiểu kết hợp, tùy thuộc vào đặc tính của nhiên liệu như tỷ lệ chất bốc, tỷ lệ tro, và kích thước của chúng.

Với những nhiên liệu có tỷ lệ tro cao hoặc khó cháy hết, bố trí ghi ngang thường được sử dụng để hạn chế sự di chuyển quá nhanh của nhiên liệu. Trong khi đó, với các nhiên liệu có kích thước không đồng đều, như rác thải, ghi nghiêng thường được sử dụng để đảm bảo nhiên liệu di chuyển hiệu quả từ đầu vào đến cuối lò.

Khi phải xử lý nhiên liệu có đặc tính phức tạp, các thiết kế ghi kết hợp có thể được lựa chọn để đảm bảo quá trình cháy diễn ra hiệu quả. Ngoài ra, việc tối ưu hóa thiết kế ghi cũng rất quan trọng để giảm thiểu hiện tượng lọt tro và nâng cao hiệu suất cháy, đặc biệt là với những nhiên liệu có kích thước nhỏ như than cám hoặc trấu.

Vùng cháy trên ghi

Khi nhiên liệu được đưa vào hệ thống ghi, quá trình cháy không xảy ra ngay lập tức. Tương tự, khi quá trình cháy đã bắt đầu, nó không hoàn thành ngay mà phải trải qua nhiều giai đoạn khác nhau. Sơ đồ dưới đây minh họa chi tiết 6 bước của quá trình cháy diễn ra trên bề mặt ghi.

Phễu cấp liệu, đầu đốt mồi và phân phối gió

Bên cạnh điểm nổi bật nhất của lò ghi đẩy là cấu trúc ghi, nguyên lý hoạt động của lò này còn có thêm những tính năng độc đáo mà không phải hệ thống đốt nào cũng có.

Đối với nhiên liệu có hàm lượng chất bốc cao, để tránh hiện tượng nhiên liệu bốc cháy trong phễu chứa liệu, hệ thống giải nhiệt bằng nước thường được bố trí quanh phễu. Hệ thống này có thể vận hành một cách đơn giản, có thể nạp nước bằng tay hoặc tự động thông qua van phao – nguyên lý tương tự các bồn chứa nước trong gia đình.

Ngoài ra, hệ thống đầu đốt của lò cũng có những tính năng đặc biệt. Đầu đốt không chỉ duy trì nhiệt độ cháy khi khởi động hoặc tắt lò để đáp ứng tiêu chuẩn môi trường, mà trong các lò có công suất lớn, nó còn được sử dụng để mồi lò, giúp hệ thống vận hành tự động hiệu quả. Điều này rất hiếm khi thấy ở các hệ thống đốt ghi tĩnh hoặc ghi xích giá rẻ.

Cuối cùng, hệ thống phân phối gió cũng đóng vai trò quan trọng. Do cấu trúc buồng đốt có nhiều góc cạnh, gió khó có thể lan tỏa đều trong quá trình cháy, gây ảnh hưởng đến hiệu quả đốt. Do đó, đối với những nhiên liệu có chất bốc cao, hệ thống cấp gió thứ cấp cần được chú trọng để duy trì quá trình cháy tốt nhất. Đồng thời, hệ thống cấp gió sơ cấp cũng phải được điều chỉnh hợp lý để tối ưu hóa phân phối gió cho các vùng trong buồng đốt như vùng gia nhiệt, vùng cháy và vùng xử lý tro, xỉ.

Lợi ích và hiệu quả của công nghệ đốt ghi đẩy

Công nghệ đốt ghi đẩy mang lại nhiều lợi ích đáng kể cho cả môi trường và kinh tế:

• Hiệu suất năng lượng cao: Với khả năng đốt cháy triệt để, công nghệ này giúp tối ưu hóa việc sử dụng nhiên liệu, giảm thiểu lãng phí và tăng cường sản xuất năng lượng từ rác thải.
• Giảm thiểu khí thải và tác động môi trường: Nhờ hệ thống xử lý khí thải tiên tiến, công nghệ đốt ghi đẩy giúp giảm thiểu lượng khí thải độc hại ra môi trường, góp phần bảo vệ bầu không khí và giảm thiểu hiệu ứng nhà kính.
• Ứng dụng đa dạng trong công nghiệp: Công nghệ này có thể được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau, từ xử lý rác thải công nghiệp, rác thải y tế đến sản xuất năng lượng tái tạo từ biomass.

Ưu điểm và hạn chế của lò ghi đẩy

Một trong những lợi thế nổi bật của lò đốt ghi đẩy là khả năng xử lý nhiên liệu mà không bị ảnh hưởng bởi đặc tính của chúng, đặc biệt khi đối mặt với nhiên liệu có chất lượng thấp. Ngay cả những nhiên liệu không đồng nhất, có nhiệt trị thấp hoặc độ ẩm cao vẫn có thể được đốt cháy hiệu quả. Lò đốt ghi đẩy cũng được thiết kế để xử lý các nhiên liệu có tro dễ bị kết dính do nhiệt độ cao, giúp ngăn chặn hiện tượng đóng keo. Chính vì thế, công nghệ này rất phổ biến trong các dự án đốt rác thải và biomass.

Tuy nhiên, lò đốt ghi đẩy cũng có một số hạn chế đáng kể. Chi phí sản xuất, đặc biệt là cho phần ghi lò, thường rất cao. Thêm vào đó, hệ thống này cũng tạo ra trở lực gió lớn, đòi hỏi đầu tư nhiều hơn vào quạt cấp và tăng chi phí vận hành.

Kết luận

Công nghệ đốt ghi đẩy đóng vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực công nghiệp. Với những cải tiến không ngừng, công nghệ này sẽ ngày càng hoàn thiện, góp phần bảo vệ môi trường và đảm bảo sự phát triển bền vững.