Nghiên cứu xây dựng quy trình công nghệ sử dụng phụ gia để nâng cao hiệu suất đốt, giảm thiểu rác thải SOx, NOx, và CO của nhà máy nhiệt điện than
Cập nhật vào: Thứ hai - 09/12/2019 05:11
Cỡ chữ
Theo quy hoạch điện VII (điều chỉnh) của Thủ tướng Chính phủ phê duyệt tại Quyết định số 428/QĐ-TTg ngày 18/3/2016, nhu cầu tiêu thụ điện tăng trưởng trong giai đoạn 2016 - 2030 bình quân khoảng 9 - 10%/năm, gấp khoảng 1,5 - 1,8 lần tăng trưởng GDP phụ thuộc vào cấu trúc nền kinh tế. Trong bối cảnh hiện nay, việc khai thác tiềm năng của các loại năng lượng khác phục vụ sản xuất điện như thủy điện, điện khí… đã đạt giới hạn, trong khi việc phát triển điện hạt nhân tạm dừng, các loại năng lượng tái tạo khác chi phí đầu tư lớn, phụ thuộc vào điều kiện tự nhiên, chiếm dụng diện tích lớn (trung bình 1 MW điện mặt trời chiếm 1.2 - 1.5 ha). Chi phí cho hệ thống truyền tải tăng và trong hệ thống rất cần có nguồn chạy nền để đáp ứng được ổn định điện phụ tải. Do vậy, để đảm bảo an ninh năng lượng, đáp ứng nhu cầu cấp điện ổn định phụ thuộc sản xuất và tiêu dùng, việc phát triển nhiệt điện than cần quan tâm đúng mức.
Việt Nam hiện có 21 nhà máy nhiệt điện than đang hoạt động, trong đó, có 7 nhà máy sử dụng công nghệ đốt lò hơi tầng sôi tuần hoàn (CFB) sử dụng than nội địa chất lượng thấp (cám 6), 14 nhà máy dung công nghệ than phun (PC) sử dụng than nội địa, than nhập bitum và abitum với tổng công suất lắp đặt 14.310 MW. Hiệu suất đốt than antraxit trong các lò PC của Việt Nam nhìn chung thấp hơn hiệu suất đốt than bitum trong các lò PC của các nước tiên tiến trên thế giới. Do than antraxit Việt Nam là loại có hàm lượng chất bốc thấp, cacbon cố định cao, khó bắt cháy và khó cháy kiệt, mới chỉ áp dụng đốt trong các lò hơi có thông số dưới tới hạn. Các nhà máy nhiệt điện đốt than - công nghệ đốt than PC, mới vận hành gần đây, hiệu suất trung bình đạt 35%, hiệu suất này vẫn thấp hơn hiệu suất thiết kế của nhà máy. Hơn nữa, các lò hơi PC hàm lượng cacbon chưa cháy hết trong tro bay còn cao dẫn đến hiệu suất sản xuất điện thấp, lãng phí tài nguyên than, khó khăn trong việc tái chế chất tro xỉ và chi phí lớn trong việc xử lý các khí thải độc hại như SOx, NOx và CO.
Hiệu suất đốt than antraxit cho các lò hơi sử dụng công nghệ đốt lò hơi CFB trung bình của các nhà máy nhiệt điện than đạt khoảng 35 %. Tro xỉ có lẫn vôi đặc biệt là phần tro bay, mặt khác do nhiệt độ trong lò thấp nên xỉ ra có màu đỏ và đặc tính lý, hóa khác so với tro bay của lò hơi PC.
Một trong các giải pháp làm tiêu hao nhiên liệu và giảm phát thải khí ô nhiễm môi trường sinh ra trong quá trình đốt lò hơi là ứng dụng công nghệ đốt than kèm phụ gia.
Xuất phát từ thực tế trên, TS. Đỗ Hữu Hào, Hiệp Hội Công nghiệp Môi trường Việt Nam cùng các đồng nghiệp đã triển khai đề tài “Nghiên cứu xây dựng quy trình công nghệ sử dụng phụ gia để nâng cao hiệu suất đốt, giảm thiểu rác thải SOx, NOx, và CO của nhà máy nhiệt điện than” nhằm mục tiêu ứng dụng công nghệ phụ gia để nâng cao hiệu suất sử dụng nhiên liệu và giảm thiểu phát thải khí độc hại của nhà máy nhiệt điện than.
Sau một thời gian thực hiện, đề tài đã thu được một số kết quả như sau:
Định mức tiêu hao nhiên liệu ở các nhà máy điện than mặc dù đã giảm hơn trước nhưng hiện vẫn ở mức khá cao, thống kê trung bình năm 2015 dưới 560 g than/Kwh; tro, xỉ của các nhà máy có hàm lượng cacbon không cháy hết còn lại trong tro khá lớn nên không đáp ứng yêu cầu kỹ thuật cho ngành xi măng và vật liệu xây dựng. Trước thực trạng của các nhà máy nhiệt điện than cũng áp lực giảm thiểu khi thải độc hại gây ô nhiễm môi trường, nhiều giải pháp đã được đưa ra như nâng cấp cải tạo lò, tuabin, tuần hoàn khói, thu hồi khói thải, lắp đặt thiết bị cân để giám sát tiêu thụ nhiên liệu và thay thế thiết bị cho các nhà máy đang vận hành; sử dụng kết hợp với năng lượng tái tạo trong nhiệt điện than; sử dụng than trộn với tỷ lệ thích hợp than antraxit và bitum hoặc abitum; áp dụng công nghệ siêu tới hạn và trên siêu tới hạn cải tiến cho tất cả các nhà máy nhiệt điện than sử dụng than nhập khẩu.
Tuy nhiên các giải pháp này khó thực hiện do vướng mắc về kinh phí và nguồn lực thực hiện.
Việc thử nghiệm đốt than kèm phụ gia ở Công ty CP nhiệt điện Ninh Bình được mở đầu cho một giải pháp có tính khả thi được triển khai với nguồn kinh phí hạn chế với sự phối hợp hỗ trợ của Công ty CP nhiệt điện Ninh Bình và Công ty Cổ phần năng lượng GESTECH Việt Nam, với sự tham gia của chuyên gia đầu ngành nhiệt và các chuyên gia ở các lĩnh vực có liên quan. Hiệp hội Công nghiệp môi trường Việt Nam đã triển khai thực hiện, qua các kết quả thử nghiệm sơ bộ ban đầu có thể khẳng định việc đốt kèm chất phụ gia là có hiệu quả, thể hiện:
- Giảm được hàm lượng cacbon còn trong tro bay và xỉ được khoảng > 1 - 2%
- Hiệu suất lò hơi có thể tăng > 1%
- Nếu xây dựng được các chế độ điều chỉnh vận hành phù hợp với việc đốt than kèm phụ gia thì hiệu quả có thể cao hơn nữa
- Sử dụng phụ gia cho thấy khả năng giảm nồng độ CO, NOx. Nếu thử nghiệm với thời gian thích hợp và chế độ điều chỉnh cấp gió phù hợp thì thấy rõ hiệu quả.
Có thể tìm đọc toàn văn báo cáo kết quả nghiên cứu (Mã số 15172/2017) tại Cục Thông tin KH&CN Quốc gia.
P.K.L (NASATI)
công ty, nhiệt điện, ninh bình, mở đầu, giải pháp, khả thi, triển khai, kinh phí, hạn chế, phối hợp, hỗ trợ, cổ phần, năng lượng