Lò hơi tầng sôi (fluidized bed boiler) có nhiều kiểu dáng khác nhau, được thiết kế để phù hợp với các loại nhiên liệu và yêu cầu vận hành khác nhau. Dưới đây là các kiểu lò hơi tầng sôi chính và các đặc điểm cơ bản của chúng:

1. Lò hơi tầng sôi bong bóng (BFB – Bubbling Fluidized Bed)

Đặc điểm:

  • Nguyên lý hoạt động: Nhiên liệu được đốt cháy trong một lớp cát hoặc vật liệu chịu lửa, tạo ra một lớp bong bóng. Không khí được cấp từ dưới qua lớp nhiên liệu, tạo ra sự hỗn hợp khí-nhiên liệu đồng nhất.
  • Nhiệt độ vận hành: Thường từ 800°C đến 900°C.
  • Ứng dụng: Phù hợp với nhiên liệu có kích thước lớn và độ ẩm cao như gỗ, rơm rạ, và chất thải sinh khối.
  • Ưu điểm: Thiết kế đơn giản, chi phí đầu tư thấp, dễ vận hành và bảo dưỡng.

Ví dụ:

  • ANDRITZ: EcoFluid BFB
  • Valmet: CYMIC BFB

2. Lò hơi tầng sôi tuần hoàn (CFB – Circulating Fluidized Bed)

Đặc điểm:

  • Nguyên lý hoạt động: Nhiên liệu và cát được tuần hoàn liên tục qua lò hơi và hệ thống xử lý khí thải. Không khí được cấp từ dưới và từ các điểm khác nhau trong buồng đốt, tạo ra một dòng tuần hoàn của nhiên liệu và cát.
  • Nhiệt độ vận hành: Thường từ 800°C đến 900°C.
  • Ứng dụng: Phù hợp với nhiều loại nhiên liệu khác nhau, bao gồm than, sinh khối, và chất thải công nghiệp.
  • Ưu điểm: Hiệu suất cao, khả năng đốt cháy sạch và giảm phát thải NOx và SOx.

Ví dụ:

  • Foster Wheeler: CFB Boiler
  • Alstom: NID® CFB

3. Lò hơi tầng sôi phun (FBC – Fluidized Bed Combustion)

Đặc điểm:

  • Nguyên lý hoạt động: Nhiên liệu được phun vào lớp cát hoặc vật liệu chịu lửa và được đốt cháy bởi không khí được cấp từ dưới. Khác với BFB, lớp nhiên liệu trong FBC không hình thành bong bóng lớn mà tạo ra một lớp sôi đồng đều hơn.
  • Nhiệt độ vận hành: Thường từ 800°C đến 900°C.
  • Ứng dụng: Phù hợp với nhiều loại nhiên liệu khác nhau, bao gồm than, sinh khối, và chất thải công nghiệp.
  • Ưu điểm: Hiệu suất cao, khả năng đốt cháy nhiều loại nhiên liệu, giảm phát thải NOx và SOx.

Ví dụ:

  • Thermax: FBC Boiler
  • Thyssenkrupp: FBC Boiler

4. Lò hơi tầng sôi yếm khí (AFBC – Atmospheric Fluidized Bed Combustion)

Đặc điểm:

  • Nguyên lý hoạt động: Nhiên liệu được đốt cháy trong điều kiện áp suất khí quyển. Không khí được cấp từ dưới và nhiên liệu được đốt cháy trong lớp cát hoặc vật liệu chịu lửa.
  • Nhiệt độ vận hành: Thường từ 800°C đến 900°C.
  • Ứng dụng: Phù hợp với nhiên liệu có độ ẩm cao và chất lượng thấp như than bùn, sinh khối, và chất thải công nghiệp.
  • Ưu điểm: Thiết kế đơn giản, chi phí đầu tư thấp, dễ vận hành và bảo dưỡng.

Ví dụ:

  • Thermax: AFBC Boiler

Kết luận

Các kiểu lò hơi tầng sôi khác nhau được thiết kế để đáp ứng các yêu cầu về nhiên liệu và điều kiện vận hành khác nhau. Lựa chọn kiểu lò hơi phù hợp phụ thuộc vào loại nhiên liệu, hiệu suất mong muốn, và các yêu cầu về môi trường và vận hành. Việc hiểu rõ đặc điểm của từng loại lò hơi tầng sôi sẽ giúp tối ưu hóa hiệu suất và giảm chi phí vận hành.

Bài Viết: Ths. Nguyễn Trọng Thuật