Đồ Án đồ án tổng quan về nhiên liệu đốt lò trong các nhà máy và vấn đề môi trường.

LỜI MỞ ĐẦU
Hiện nay, trong thời kì Công Nghiệp Hóa - Hiện Đại Hóa, vấn đề năng lượng là một trong những vấn đề đáng quan tâm của thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng.
Những sản phẩm năng lượng tứ dầu khí dễ sử dụng, dễ điều khiển tự động, lại sạch sẽ, hầu như không có tro xỉ. Do vậy, ngày nay sản phẩm năng lượng dầu mỏ đã chiếm tới 70% tổng số tiêu thụ năng lượng trên thế giới. Trong tương lai gần, tỷ trọng năng lượng do dầu khí cung cấp có thể bị giảm đi một chút (còn khoảng 60 đến 65%), một phần do người ta đã tiềm kiếm và áp dụng các nguồn năng lượng mới như năng lượng hạt nhân, một phần do xu thế tăng mục tiêu chế biến dầu cho sản xuất các hóa chất cơ bản, nhưng dầu khí hiện vẫn là nguồn nguyên liệu chủ yếu cung cấp năng lượng cho thế giới.
Nói đến nguồn năng lượng từ dầu khí thì các sản phẩm nhiên liệu lỏng thu được từ những phân đoạn chưng cất như: Xăng, Kerosen, Diezen, FO, Rất quan trọng không thể thiếu trong đời sống cũng như trong công nghiệp năng lượng.
Bên cạnh các sản phẩm năng lượng từ dầu khí thì các nhiên liệu hóa thạch khác như: Than, Củi, Trấu, . Cũng quan trọng không kém trong đời sống và trong công nghiệp năng lượng. Chính vì thế, việc nguyên cứu về nhiên liệu dùng để dốt lò phục vụ cho các lò đốt công nghiệp và lò hơi để sinh ra hơi phục vụ cho các ngành công nghiệp khác như: Sấy, Hấp, Tiệt trùng,. Là vấn đề đáng quan tâm hiện nay. Chính vì vậy đã có rất nhiều nhà khoa học đã nghiên cứu về các nhiên liệu đốt lò nhưng chưa thực sự đi sâu vào lĩnh vực này.
Nên tác giả chọn đề tài “ Nghiên Cứu Tổng Quan Về Nhiên Liệu Đốt Lò” này để nhằm nghiên cứu sâu hơn về nhiên liệu đốt lò cũng như công nghệ sản xuất và ứng dụng của nó vào thực tế.





CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1. Giới thiệu chung về nhiên liệu đốt lò
Ngày nay trong quá trình khai thác và chế biến dầu mỏ, hầu hết các phân đoạn chưng cất của dầu mỏ đều được tận dụng, trong đó phần nặng đươcc sử dụng chủ yếu làm nhiên liệu đốt lò.
Nhiên liệu đốt lò (Fuel Oilss, viết tắc là FO): Là sản phẩm chủ yếu của quá trình chưung cất thu được từu phân đoạn sau phân đoạn gas oil khi chưng cất dầu thô ở nhiệt độ sôi lớn hơn 350[SUP]º[/SUP]C. Tuy nhiên, nhiên liệu đốt lò cũng có thể nhận được từ phần cất nhẹ hơn có nhiệt độ sôi nhỏ hơn 350[SUP]º[/SUP]C, hoặc từ phần cặn của các công đoạn chế biến sâu (cracking, reforming ) hoặc được pha trộn với những thành phần nhẹ và được sử dụng cho các lò đốt nồi hơi, cho động cơ diezen tàu thuỷ và các quá trình công nghiệp khác, Vì vậy, khái niệm nhiên liệu đốt lò (FO) cũng bao hàm cho các loại nhiên liệu nhẹ hơn, có nhiệt độ cất trung bình, màu hổ phách, . Như nhiên liệu diezen, dầu hoả thắp đèn, Khi chúng được sử dụng làm nhiên liệu đốt lò.
Trong công nghiệp khi cần cung cấp nhiệt cho một quá trình nào đó thì người ta có thể sử dụng nhiều nguồn năng lượng khác nhau như: Hợp chất vô cơ rắn, sản phẩn dầu mỏ (LPG,dầu đốt,cốc), khí tự nhiên hoặc dùng điện.
Ở Anh và Châu âu nhiên liệu đốt lò thường được phân biệt giữa các loại như sau:
Nhiên liệu đốt lò loại nặng (FO nặng): Là loại nhiên liệu đốt lò chủ yếu dùng cho công nghiệp.
Nhiên liệu đốt lò loại nhẹ (FO nhẹ): Bao gồm cả các loại dầu giống như diezen và diezen (DO), dầu hoả (KO), Khi chúng được sử dụng làm nhiên liệu để đốt lò ( lò đốt dạng bay hơi, dạng ống khói hoặc lò đốt gia đình).
Ở Mỹ khái niệm dầu đốt lò (FO) được áp dụng cho tất cả các loại sản phẩm nhẹ và nặng từ KO, DO trở lên mức chất lượng được quy định cụ thể trong quy định ( American Society for Testing and Materials )ASTM-D396, trong đó nhiên liệu đốt lò số 1 ( FO-N[SUP]o[/SUP]1) là một dạng KO được dùng cho lò đốt hơi kiểu ống khói và nhiên liệu đốt lò số 2( FO-N[SUP]o[/SUP]2) là một loại dầu DO nhẹ dùng cho lò đốt gia đình.
Đối với dầu đốt thì người ta chia ra làm các loại khác nhau: Dầu đốt nhẹ và dầu
đốt nặng.
Dầu đốt nhẹ
Đây là loài dầu được dung chủ yếu để sưởi ấm nhà cửa tại vùng nông thôn, để chạy các máy nông nghiệp như máy kéo, máy làm đường,
Do đó có tên là dầu đốt gia đìnhFOD (Fuel Oil Domestic). về cơ bản không khác nhiều nhiên liệu diezen, nhưng có một số tính chất kỹ thuật kém hơn, đặc biệt về trị số cetan, về tình chất nhiệt độ thấp.
Tuy nhiên, ở nước ta tính chất nhiệt độ thấp của FOD không phải là vấn đề cần quan tâm.
Dầu đốt nặng
Loại dầu này dùng cho các lò công nghiệp, các lò nung,lò hơi, nhà máy phát điện, các phương tiện giao thông trọng tả lớn như tàu thủy,
Trong các lĩnh vực trên thì dầu đốt nặng được sử dụng nhiều nhất cho việc cung cấp nhiệt ở các lò công nghiệp nên thương hay gọi chung là nhiên liệu đốt lò.
Ở trong phần này ta nguyên cứu nhiên liệu đốt lò ở trạng thái lỏng thu được từ dầu mỏ như dầu DO, FO và các nhiên liệu khác như: khí-Gas, than, trấu.
Nhiên liệu đốt lò thu được bằng cách phối trộn từ các phần cặn nặng ít giá trị kinh tế, khó chế biến tiếp.
Cặn chưng cất chân không, cặn của quá trình cracking, cốc hóa giảm nhớt, phần trích ly thu được trong quá trình sản xuất dầu nhờn, nhựa đường,
Cùng với một số phần nhẹ nhằm đảm bảo một số tính chất kỹ thuật như phân đoạn Kerosen, phân đoạn Gasoil,
Ngoài những loại trên thì người ta còn tận dụng dầu bôi trơn được thải ra sau khi đã sử dụng, dầu cặn từ các quá trình hóa dầu (cracking hơi),
Nhiên liệu đốt lò đóng một vai trò trong nền công nghiệp nói chung và công nghiệp lọc – hóa dầu nói riêng.
Khi sử dụng tốt nguồn năng lượng của nhà máy sẽ góp phần quan trọng đến hiệu quả kinh tế của nhà máy. Trong Nhà Máy Lọc Dầu thì hiệu suất thu hồi sản phẩm như bảng 1.1, 1.2.
Bảng 1.1. Hiệu suất thu hồi các sản phẩn từ một số Nhà Máy Lọc Dầu.

[TABLE="width: 599, align: center"]
[TR]
[TD]Nguồn gốc
[/TD]
[TD]BREGA
Lybie
[/TD]
[TD]BRENT
Biển bắc
[/TD]
[TD]Arabe leget
[/TD]
[TD]SANFAYA
Arable lourd
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]Sản phẩm nhẹ
[/TD]
[TD]26
[/TD]
[TD]28
[/TD]
[TD]20
[/TD]
[TD]17
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]Phân đoạn trung bình
[/TD]
[TD]37
[/TD]
[TD]33
[/TD]
[TD]35
[/TD]
[TD]29
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]Sản phẩm nặng
[/TD]
[TD]37
[/TD]
[TD]39
[/TD]
[TD]45
[/TD]
[TD]54
[/TD]
[/TR]
[/TABLE]

Bảng 1.2. Nhu cầu về các loại sản phẩm

[TABLE="align: center"]
[TR]
[TD]Năm
[/TD]
[TD]1973
[/TD]
[TD]1980
[/TD]
[TD]1990
[/TD]
[TD]2000
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]Sản phẩm nhẹ
[/TD]
[TD]29
[/TD]
[TD]31
[/TD]
[TD]35
[/TD]
[TD]37-39
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]Phân đoạn trung bình
[/TD]
[TD]30
[/TD]
[TD]31
[/TD]
[TD]36
[/TD]
[TD]39-41
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]Sản phẩm nặng
[/TD]
[TD]41
[/TD]
[TD]38
[/TD]
[TD]29
[/TD]
[TD]20-24
[/TD]
[/TR]
[/TABLE]

Trong đó: - Sản phẩm nhẹ gồm: LPG, naphta, xăng ô tô
- Phân đoạn trung bình gồm: Kerosen, nhiên liệu phản lực,Diesel, dầu đốt dân dụng.
- Sản phẩm nặng: Nhiên liệu đốt lò, bitum, dầu bôi trơn, cốc.
Như vây, để đáp ứng được các yêu cầu trên thì trong nhà máy lọc dầu phải có các thiết bị để chuyển hóa các phần nặng thành các phần nhẹ hơn. Các quá trình chuyển hóa này sẽ tiêu thụ một phần năng lượng đáng kể, chúng ta sẽ thấy rõ qua bảng 1.3.
Bảng 1.3. Hiệu suất của các dạng sản phẩm thu được với các quá trình khác nhau. (dầu thô Arable leger)

[TABLE="align: center"]
[TR]
[TD]
[/TD]
[TD]Quá trình lọc đơn giản
[/TD]
[TD]Quá trình chuyển hóa thông thường
[/TD]
[TD]Quá trình chuyển hóa sâu
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]Sản phẩm nhẹ
[/TD]
[TD]20
[/TD]
[TD]32
[/TD]
[TD]35
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]Phân đoạn trung bình
[/TD]
[TD]35
[/TD]
[TD]41
[/TD]
[TD]48
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]Sản phẩm nặng
[/TD]
[TD]41
[/TD]
[TD]20
[/TD]
[TD]5
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]Sự tiêu thụ năng lượng
[/TD]
[TD]4
[/TD]
[TD]7
[/TD]
[TD]12
[/TD]
[/TR]
[/TABLE]

Như vậy khi thực hiện các quá trình chuyển hóa càng sâu thì năng lượng tiêu thụ càng lớn
1.2. Thành phần hóa học và các nguồn thu nhiên liệu đốt lò từ dầu mỏ
1.2.1. Các nguồn thu nhiên liệu đốt lò
Như phần trên đã nêu, ngày nay do nhu cầu các sản phẩm nhẹ càng tăng và nhu cầu về các phần nặng ngày càng giảm. Vì vậy, buộc các nhà máy lọc dầu phải có các thiết bị (các quá trình chế biến sâu) để biến đổi các thành phần nặng thành các thành phần nhẹ. Việc xuất hiện các quá trình chế biến sâu đã làm thay đổi rất nhiều thành phần hóa học của nhiên liệu đốt lò. Sự biến đổi này theo xu hướng làm giảm số lượng và chất lượng của nhiên liệu đốt lò.
Cùng với sừ thay đổi về yêu cầu của các sản phẩn dầu mỏ thì sơ đồ của nhà máy lọc dầu cũng biến đổi theo để đáp ứng được các yêu cầu đặc ra, sự thay đổi này thể hiện qua 3 sơ đồ hình 1.1, 1.2, 1.3 như sau:










Sơ đồ này bao gồm:
- Phân xưởng chưng cất khí quyển.
- Phân xưởng reforming xúc tác.
- Phân xưởng HDS.
Nhiên liệu đốt lò thu được trong sơ đồ này chỉ đơn giản là phần cặn của quá trình chưng cấttrực tiếp ở áp suất khí quyển.
Nó có khối lượng riêng nhỏ hơn 1000 kg/m3 ở 15°C và hàm lượng kim loại thấp.









So với sơ đồ 1 thì ở đây có thêm phân xưởng chưng cất chân không và phân xưởng cracking xúc tác nhằm chuyển hóa phần cặn nặng của quá trình cưng cất khí quyển thành các phân đoạn nhẹ. Nhiên liệu đốt lò thu được từ sơ đồ này là hỗn hợp của phần cặn của quá trình chưng cất trực tiếp của áp suất khí quyển và dòng sản phẩm của phân xưởng FCC (Fluid Catalytic Cracking) có vai trò như chất làm loãng để giảm dộ nhớt. Nhiên liệu đốt lò này chứa một hàm lượng lớn lưu huỳnh và kim loại.











Sơ đồ này thêm phân xưởng giảm nhớt nhằm giảm nhớt của cặn nặng và tận dụng thu các thành phần nhẹ.
Nhiên liệu đốt lò thu đươc từ sơ đồ này là hỗn hợp các phần cặn của quá trình giảm nhớt và các dòng chất pha loãng. Dòng chất pha loãng được sử dụng chủ yếu là LCO, HCO của quá trình cracking xúc tác, GO thu được trực tiếp từ quá trình chưng cất khí quyển. Nhiên liệu đốt lò thu được ở đây có độ ổn định kém và chứa một hàm lượng lớn lưu huỳnh và các kim loại. Một vài tính chất của các phối liệu sản xuất dầu đốt công nghiệp như ở bảng 1.4.
Bảng 1.4. Một vài tính chất của các phối liệu sản xuất dầu đốt công nghiệp.

[TABLE]
[TR]
[TD]
Tính chất
[/TD]
[TD]
RA
[/TD]
[TD]
RSV
[/TD]
[TD]Cặn giảm nhớt
[/TD]
[TD]LCO
(BTS)
[/TD]
[TD]HCO
(BTS)
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]Độ nhơt 100° C (cSt)
[/TD]
[TD]46
[/TD]
[TD]1500
[/TD]
[TD]7500
[/TD]
[TD]1
[/TD]
[TD]1.7
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]
[/TD]
[TD]0.972
[/TD]
[TD]1.026
[/TD]
[TD]1.040
[/TD]
[TD]0.899
[/TD]
[TD]0.942
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]Carbon con radson (%m)
[/TD]
[TD]10.8
[/TD]
[TD]18.9
[/TD]
[TD]26.9
[/TD]
[TD]<0.1
[/TD]
[TD]<0.1
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]Asphantene (%m)
[/TD]
[TD]3.2
[/TD]
[TD]6.4
[/TD]
[TD]16.6
[/TD]
[TD]0
[/TD]
[TD]0
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]Lưu huỳnh (%m)
[/TD]
[TD]3.4
[/TD]
[TD]4.5
[/TD]
[TD]4.8
[/TD]
[TD]0.5
[/TD]
[TD]1.0
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]Nitơ (ppm)
[/TD]
[TD]2500
[/TD]
[TD]3000
[/TD]
[TD]3500
[/TD]
[TD]370
[/TD]
[TD]1050
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]Kim loại(ppm)
[/TD]
[TD]65
[/TD]
[TD]215
[/TD]
[TD]257
[/TD]
[TD]0
[/TD]
[TD]0
[/TD]
[/TR]
[/TABLE]

Tóm lại: Ngày nay, nhiên liệu đót lò thu được từ nhiều quá trình chế biến sâu với các chất pha loãng khác nhau để đạt được các chỉ tiêu sử dụng của nó như độ nhớt, hàm lượng lưu huỳnh, khối lượng riêng,
1.2.2. Thành phần hóa học của nhiên liệu đốt lò
Thành phần hoá học của nhiên liệu đốt lò bao gồm các loại hyđrocacbon và loại phi hyđrocacbon.
1.2.2.1 Loại hyđrocacbon bao gồm
- Paraphinic, có số nguyên tử cacbon từ 20 đến 30 trong phân tử.
- Naphtenic.
- Aromatic.
- Các hợp chất lai hợp.
1.2.2.2 Loại phi hyđrocacbon bao gồm
- Các hợp chất lưu huỳnh.
- Các hợp chất oxy.
- Các hợp chất nitơ.
- Nhựa, asphanten.
- Kim loại.
Thành phần hoá học của nhiên liệu đốt lò ảnh hưởng đến nhiệt trị của nó. Yêu cầu nhiệt trị của nhiên liệu đốt lò thường là 10.000 kcal/kg.
Thành phần paraphinic cho nhiệt trị lớn nhất sau đến thành phần Naphtenic kém hơn cả là thành phần aromatic và lai hợp.
Các thành phần phi hyđrocacbon khó cháy, nhưng khi cháy lại gây mất nhiệt năng. Sản phẩm cháy của chúng tạo cặn cốc, bít vòi phun, bám vào thành nồi hơi . Làm giảm hiệu quả truyền nhiệt, gây hỏng lò. Hàm lượng kim loại cũng có tác hại đến hoạt động của lò. Nếu có mặt kim loại vabadi và natri ở nhiệt độ cao chúng dễ tạo hợp kim với sắt gây hỏng lò.
Thành phần hoá học của nhiên liệu đốt lò còn ảnh hưởng đến nhiệt độ nhớt, là một chỉ tiêu rất quan trọng cho hoạt động của vòi phun để đạt được kích thước hạt nhiên liệu mong muốn.
Nhiên liệu đốt lò ở thể lỏng nên khi dùng cho các lò nung xi măng, gốm sứ, thuỷ tinh và các lò sấy lương thực thựuc phẩm, các lò hơi nhà máy điện, . sẽ có ưu điểm hơn hẳn nhiên liệu rắn vì rất tiện lượi cho quá trình tự động hoá công nghệ cấp liệu khi sử dụng vòi phun để phun nhiên liệu phân tán vào không khí hoặc phun hỗn hợp nhiên liệu và không khí.
Cấu tạo vòi phun có liên quan với độ nhớt của nhiên liệu đốt lò FO. Kích thước hạt nhiên liệu sau khi phun càng bé càng tốt vì nó càng được phân tán triệt để trong không khí càng cháy được hoàn toàn.
Trong thực tế để khi nghiên cứu thành phần hóa học của nhiên liệu đốt lò người ta dựa vào các tính chất lý học của nó như khả năng tan trong các dung môi, khả năng hấp thụ khác nhau để tách loại chúng thành các nhóm hất khác nhau. Thực tế người ta thu đươc ba nhóm chất như sau:

Nhựa là dẫn xuất của các hydrrocacbon aromatic hoặc của các naphten-aromatic, có độ nhớt lớn. Nó có thể tan trong các hydrrocacbon nhẹ C5ưC8, xăng, Nhưng đây là các hợp chất có cực nên có thể tách chúng ra khỏi hỗn hợp bằng các chất hấp phụ.
Trọng lượng phân tử của nó phân bố trong một khoảng rộng từ 2000ư4000. Tỷ lệ C/H trong các vòng ngưng tụ của nhựa khoảng từ 7,7ư8,9.
Nhóm asphalten
Asphalten là những hợp chất cao phân tử đa vòng, ngưng tụ cao, có khối lượng phân tử lớn (từ 700ư40000).
Chúng tan được trong dung dịch H[SUB]2[/SUB]S, benzene, nhưng không tan được trong xăng nhẹ, các hydrrocacbon nhẹ từ C5ưC8.
Người ta nhận thấy rằng, trong Asphalten có chứa một hàm lượng đáng kể các
nguyên tố như O, N, S. Tỷ lệ C/H trong các vòng ngưng tụ của Asphalten khoảng từ 9ư11. Trong dầu đốt thì nhóm nhựa tan được trong nhóm dầu để tạo thành một dung dịch thực sự và hỗn hợp của hai nhóm chất này có tên gọi chung là nhóm Malten.
Asphalten không tan trong các dung môi thông thường, không tan trong nhóm malten kể trên mà chỉ trương nở trong nhóm chất này khi tồn tại trong lò đốt để tạo thành một hệ keo cân bằng mà tướng phân tán là asphalten và môi trường phân tán là dầu và nhựa.
Trong quá trình lưu trữ và tồn chứa, do có độ nhớt cao, thường phải tiếp xúc với oxy không khí nên các nhóm chất này sẽ bị biến đổi. Xu hường của sự biến đổi này là dầu chuyển thành nhựa và nhựa sẽ chuyển thành Asphalten.
Khi quá trình biến đổi này xảy ra mạnh mẻ làm cho cân bằng hệ keo bị phá vỡ, gây nên kết tủa asphalten. Sự phá vỡ hệ keo này có thể còn do khi pha trộn vào dầu đốt các loại dầu có nguồn gốc khác, làm cho asphalten có thể bị kết tủa.
Kết quả là chúng sẽ cùng với nước và cặn khác tạo thành một chất như “bùn” đọng ở đáy các thiết bị chứa, gây khó khăn khi sử dụng và cả khi rửa.
1.3. Phân loại nhiên liệu đốt lò
1.3.1. Nhiên liệu đốt lò gia đình (FO nhẹ)
FO nhẹ là loại nhiên liệu đốt lò có thành phần cất ở phân đoạn giữa hoặc các sản phẩm dầu mỏ dạng tương tựu như diezen. Nó đước sử dụng cho các thiết bị đốt lò cấp nhiệt dạng phun.
Ở Anh, FO nhẹ thường bao gồm cả diezen chưng cất trực tiếp có nhiệt độ sôi trong khoảng 160ư370[SUP]o[/SUP]C (320ư7000[SUP]o[/SUP]F).
Ở Mỹ, loại diezen chưng cất trực tiếp này thường được pha với các phân đoạn cất có nhiệt độ sôi tương tự từ các quá trình cracking.
Các thành phần cất được xử lý thích hợp trước khi pha chế thành phần FO nhẹ và có thể thêm phụ gia để sản phẩm có độ ổn định đạt yêu cầu mong muốn.
Tại một số nước khác như: Bỉ, Pháp và Đức, loại FO nhẹ (dạng DO) chỉ được dùng trong các thiết bị bay hơi kiểu ống khói hoặc kiểu phun.
Trong các loại lò đốt kiểu phun, trước khi DO và nhiên liệu cặn được đốt cháy thì nhiên liệu phải được phun thành những hạt rất nhỏ và trộn với một lượng không khí cần thiết để tạo thành hỗn hợp cháy.
Trong các loại lò đốt bay hơi kiểu ống khói, nhiên liệu trong đường ống nằm dọc trong tường được nạp vào đáy thùng chứa làm bằng kim loại và đồng thời được gia nhiệt nhờ nặng lượng bức xạ từ ngọn lửa. Nhiên liệu bay hơi từ bề mặt và khi hơi bốc lên đến lò đốt thì chúng sẽ được trộn với không khí và được hút vào lò để đốt cháy. Có 3 dạng lò đốt kiểu phun khác nhau có thể tạo được sự hoá hơi nhanh chóng.

1.3.2. Nhiên liệu đốt lò nặng (FO nặng)
công nghiệp dầu mỏ, trước đây FO nặng được coi là phần cặn còn lại hiển nhiên sau khi tách các thành phần nhẹ, như xăng, KO và DO . Trong quá trình chế biến dầu thô bằng phương pháp chưng cất trực tiếp ở áp suất khí quyển. Ngày nay do nhu cầu xăng ô tô tăng nhanh, việc chế biến dầu mỏ buộc phải tận thu các thành phần nhẹ nên các công nghệ chế biến sau dầu mỏ đã tạo ra và phát triển mạnh mẽ như cracking nhiệt, cracking xúc tác, .
Kết quả là đã chuyển hoá được phần cặn chưng cất ở áp suất khí quyển thành những nhiên liệu nhẹ hơn, phù hợp với thành phần pha chế cho xăng.
Việc tận thu các thành phần nhẹ có thể chế biến được từ dầu mỏ để pha chế xăng ôtô đã dẫn tới việc thành phần nhiên liệu đốt lò nặng cũng thay đổi.
Nguồn nguyên liệu nặng có sẵn sau quá trình chưng cất và cracking để pha chế
nhiên liệu đốt lò ngày càng tăng và các sản phẩm khác có được từ các quy trình chế biến đó cũng trở nên dồi dào hơn cho nhu cầu sản xuất nhiên liệu đốt lò.
Các sản phẩm nặng của quá trình chế biến dầu mỏ trước đây được coi là nhiên liệu đốt lò, thì nay do phần nhẹ được thu hồi và tận dụng như là một thành phần để pha chế nhiên liệu đốt lò.
Phần nhẹ này bao gồm Naphta, diezen chưng cất trực tiếp, diezen cracking, các thành phần chiết suất từ việc sản xuất dầu mỏ, dầu nhờn được sử dụng như là chất làm loãng để giảm độ nhớt và thường được coi là nguồn nguyên liệu cutter stocks( tam dịch là nguyên liệu làm loãng).
Tóm lại: Ngày nay, FO nặng sản xuất từ quy trình chế biến hiện đại là kết quả của việc pha chế có chọn lọc các phần nặng khác nhau và các nguồn nguyên liệu cutter stocks để sản xuất ra các loại nhiên liệu đốt lò khác nhau phù hợp với những ứng dụng rộng rải trong công nghiệp.
1.3.3. Lò đốt sử dụng than


Lò hơi đốt than là loại lò hơi sử dụng than đá ( có thể là than củi, than cốc, củi, .) làm nhiên liệu đốt.
v Than Đá

Hình 1.5. Than đá
Than đá là sản phẩm của quá trình biến chất, là hợp chất đá có màu đen hoặc màu nâu có thể đốt cháy được. Than đá dươc xem là sản phẩm nhiên liệu sản xuất điện năng lớn nhất thế giới và cũng như đây là nguồn thải khí Cacbondioxide lớn nhất trong các loại nhiên liệu đốt. Than đá được khai thác từ nhiều nguồn khác nhau như: Các mỏ lộ thiên hay, các mỏ dưới long đất,
Ngoài việc ứng dụng dùng làm nhiên liệu để đốt trong các lò công nghiệp, than đá còn dùng để đốt cung cấp nhiệt cho các hoạt động sinh hoạt trong cuộc sống như: Sưởi ấm, đun nấu,
v Than Cốc

được tạo thành từ than mỡ, là loại than chứa ít lưu huỳnh và ít tro, dễ bốc cháy nhờ quy trình luyện than mỡ thành than cốc ở dạng yếm khí trên 1000°C. Các thành phần dễ bay hơi như nước, khí than và tro than đã bị loại bỏ gần như hoàn toàn. Cacbon và các phần tro còn lại hòa tan lẫn vào nhau. Một phần cacbon sẽ bị chuyển thành dạng giống như than chì.
ã Thuộc tính vật lý.
Tính theo hàm lượng thì than cốc chứa khoảng 96ư98% C, phần còn lại là H, N, O, S. Độ xốp đạt 49ư53%, tỷ trọng riêng khoảng 1,80ư1,95 g/cm², còn tỷ trọng khi ở dạng rời là 400ư500 kg/m³, độ tro 9ư12%, tỷ lệ các chất dễ bay hơi là 1%, độ ẩm tương đối khoảng 2ư4% và không lớn hơn 0,5 khối lượng.
ã Thuộc tính hóa lý.
Trên 90°C thì than cốc dễ dàng phục hồi khí cacbonic (CO[SUB]2[/SUB]) theo phản ứng sau:
C + CO[SUB]2[/SUB] 2CO
Ở nhiệt độ khoảng 100°C thì tốc độ của phản ứng (khả năng phản ứng tiêu chuẩn của than cốc) tính trên 1g than cốc là 140ư200 KJ/mol. Tốc độ phản ứng với oxy (tức là phản ứng cháy của than cốc) theo phương trình:
C + O[SUB]2[/SUB] CO[SUB]2[/SUB]
Là cao hơn một cách đáng kể so với phản ứng cùng CO[SUB]2[/SUB] và ở mức khoảng 500°C thì gần 0,1mol O[SUB]2[/SUB] trên 1 giây, năng suất tỏa nhiệt khoảng 100ư140 KJ/mol.
Các thuộc tính hóa lý của than cốc được xác định bởi cấu trúc của nó. Cấu trúc của than cốc được đặc trưng bởi sự xắp sếp không hoàn hảo.
Các phần riêng rẽ đã chiếm giữ một số các vị trí có khả năng xếp chồng nhau. Bên cạnh các nguyên tử cacbon trong lưới không gian của than cốc có thể phân bố các nguyên tử dị thường như: S, N ,O,
Hầu hết các nhà máy nhiệt điện (than) đều sử dụng lò hơi dùng nhiên liệu phun, và rất nhiều lò hơi ống nước công nghiệp cũng sử dụng loại nhiên liệu phun này. Công nghệ này được nhân rộng rất nhanh và hiện có hàng nghìn nhà máy áp dụng,
chiếm hơn 90% công suất đốt than.
Than dược nghiền thành bột mịn sao cho dưới 2% có đường kính +300
micrometer (àm) và 70ư75 % nhỏ hơn 75 microns. Đối với than bitum, cũng cần lưu ý rằng, bột quá mịn sẽ gây lãng phí điện sử dụng cho máy nghiền, mặt khác, bột to quá sẽ không cháy hết trong buồng đốt và dẫn tới tổn thất do chưa cháy hết.
Than nghiền được phun cùng với một phần khí đốt vào dây chuyền lò hơi thông qua một số vòi đốt. Quá trình cháy diễn ra ở nhiệt độ từ 1300ư1700°C, phụ thuộc nhiều vào loại than.
Thời gian lưu của các than trong lò điển hình từ khoảng 2 đến 5 giây, và kích thước hạt phải nhỏ vừa để hoàn tất quá trình đốt, diễn ra trong khoảng thời gian này.
Hệ thống kiểu này có rất nhiều ưu điểm như khả năng cháy với các loại than chất lượng khác nhau, phản ứng nhanh với các thay đổi mức tải, sử dụng nhiệt độ khí đun nóng sơ bộ cao, .
Một trong những hệ thống phổ biến nhất để đốt than nghiền là đốt theo phương tiếp tuyến sử dụng 4 góc để tạo ra quả bóng lửa ở giữa lò.


[TABLE]
[TR]
[TD][TABLE="width: 100%"]
[TR]
[TD]Hình 1.7. Đốt cháy theo phương tiếp tuyến ở nhiên liệu phun.
[/TD]
[/TR]
[/TABLE]
[/TD]
[/TR]
[/TABLE]


Tuy nhiên, trong lò đốt sử dụng than, chúng ta không thể tránh khỏi những tổn thất nhiệt xảy ra trong quá trình hoạt động.
Hình dưới đây minh họa cho những tổn thất khác nhau của lò đốt sử dụng than.











Có thể chia các tổn thất năng lượng thành tổn thất có thể và không thể tránh khỏi. Mục tiêu của đánh giá năng lượng là nhằm giảm những tổn thất có thể tránh khỏi, tức là nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng. Có thể tránh khỏi hoặc giảm bớt những tổn thất dưới đây:
ã Tổn thất qua khói lò
- Khí dư (giảm xuống mức tối thiểu có thể tuỳ theo công nghệ, vận hành, vận hành (kiểm soát), và bảo trì của lò).
- Nhiệt độ của khí lò (giảm nhờ tối ưu hoá bảo trì (làm sạch), tải; công nghệ lò đốt và lò hơi tiên tiến hơn).
ã Tổn thất qua nhiên liệu chưa cháy hết trong khí lò và xỉ (tối ưu hoá vận hành và bảo trì, công nghệlò đốt tiên tiến hơn).
ã Tổn thất qua xả đáy (xử lý nước cấp sạch, tuần hoàn nước ngưng)
ã Tổn thất qua nước ngưng (thu hồi lượng nước ngưng tối đa có thể)
ã Tổn thất do bức xạvà đối lưu (giảm nhờ bảo ôn lò hơi tốt)
1.3.4. Lò đốt sử dụng trấu
Hiện nay, hầu hết những máy sấy lúa ở Đồng Bằng Sông Cửu Long (ĐBSCL) đều sử dụng lò đốt trấu ghi nghiêng. Loại lò đốt này có ưu điểm là hiệu suất cao và khí sấy sạch. Tuy nhiên, việc cấp trấu và tháo tro bằng thủ công là một công đoạn khó
nhọc: Cứ mỗi 5ư10 phút, nhân công vận hành phải cấp trấu và tháo tro một lần.
Có một mẫu lò đốt trấu bán tự động theo nguyên lý cháy ngược với công suất 7kg/giờ, do Trường đại học Hohenheim ở Đức thiết kế năm 1990, sau đó được chế tạo tại Trường đại học nông lâm TP.HCM từ năm 1996.
Nhờ vào việc cài đặt thời gian cấp trấu và thời gian nghỉ của bộ điều khiển cung cấp trấu, nhiệt độ sấy luôn được giữ ổn định và không phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường. Tuy nhiên công suất 7kg/giờ chưa phù hợp với những máy sấy lúa lớn tại Việt Nam.
Qua những kết quả thực nghiệm đối với lò đốt trấu bán tự động công suất 7kg/giờ (năm 2002), trung tâm năng lượng và máy nông nghiệp, trường đại học nông lâm TP.HCM đã thiết kế, chế tạo và khảo nghiệm lò đốt có công suất 25kg/giờ tại trung tâm.
Sau đó, tiếp tục cải tiến và triển khai ứng dụng vào thực tế cùng với các loại máy sấy lúa có năng suất 4 tấn/mẻ tại một số tỉnh như Lâm Đồng và Long An.

Hình 1.9. Sơ đồ cấu tạo lò đốt trấu bán tự động
1- Cửa tháo tro; 2- Buồng chứa tro; 3- Ghi lò; 4- Nắp điều chỉnh gió; 5- Thùng trấu; 6- Bộ cấp trấu tự động; 7- Ống gió thứ cấp; 8- Buồng đốt; 9- Buồng lắng tro; 10- Cửa lấy nhiệt; 11- Bộ điều khiển thời gian cung cấp trấu.
Nguyên lý hoạt động của lò đốt trấu bán tự động như sau: Trấu được cung cấp
trên bề mặt ghi lò nhờ bộ cung cấp trấu tự động (6).
Lực hút của quạt sấy cung cấp không khí sơ cấp từ trên xuống xuyên qua lớp trấu trên ghi lò (3) và vào buồng đốt (8).
Không khí thứ cấp cũng được cung cấp cho quá trình cháy qua các ống gió thứ cấp (7) nhờ vào lực hút của quạt sấy.
Khí cháy đi qua buồng lắng tro (9), (giữ lại tro và tàn lửa), sau đó hòa trộn với không khí môi trường và tiếp tục đi vào buồng sấy.
Lò đốt này có bộ cung cấp trấu tự động (6) bao gồm một pit-tông (piston) đẩy trấu, mô tơ dẫn động và bộ điều khiển để cài đặt thời gian. Pit-tông đẩy trấu từ thùng trấu xuống ghi lò.
Thời gian cấp trấu, thời gian ngừng cấp trấu và vị trí dừng của piston được cài đặt bằng bộ điều khiển. piston cũng có nhiệm vụ đẩy tro vào buồng chứa tro.
Bộ lập trình điều khiển thời gian được thiết kế trên vi xử lý thông dụng theo hai xu hướng sử dụng:
ã Họ 89C51 với các thông số thời gian cài đặt là giờ, phút, hoặc giây, tự khởi động lại sau khi bị mất điện.
ã Họ AVRAT - MEGA 16 và 32 với các thông số thời gian cài đặt là giờ, phút, hoặc giây được lưu vào bộ nhớ và tự khởi động lại sau khi bị mất điện (không cần cài đặt lại nếu thời gian cúp điện ngắn).
Tùy theo công suất, bộ điều khiển có thể điều khiển được môtơ một pha hoặc ba pha.
Vì công suất tiêu thụ điện của bộ điều khiển và môtơ đẩy piston rất nhỏ nên ở trên những máy sấy vận hành bằng động cơ diesel chỉ cần gắn thêm một máy phát điện một pha 0,5 kW.
1.3.5. Lò hơi sử dụng nhiệt thải


[TABLE="align: left"]
[TR]
[TD][/TD]
[/TR]
[TR]
[TD][/TD]
[TD][/TD]
[/TR]
[/TABLE]






[TABLE="align: left"]
[TR]
[TD][/TD]
[/TR]
[TR]
[TD][/TD]
[TD][TABLE="width: 100%"]
[TR]
[TD]Hình 1.10. Sơ đồ cấu tạo lò đốt sử dụng nhiệt thải
[/TD]
[/TR]
[/TABLE]
[/TD]
[/TR]
[/TABLE]


Bất cứ nơi nào có sẵn nhiệt thải ở nhiệt độ cao hoặc trung bình đều có thể lắp đặt lò hơi sử dụng nhiệt thải một cách kinh tế. Khi nhu cầu hơi cao hơn lượng hơi tạo ra từ nhiệt thải, có thể sử dụng lò đốt nhiên liệu phụ trợ.
Nếu không cần sử dụng hơi trực tiếp có thể sử dụng hơi cho máy phát tua bin chạy bằng hơi để phát điện. Lò hơi loại này được sử dụng rộng rãi với nhiệt thu hồi từ khí thải của tua bin chạy bằng gas hoặc các động cơ diezen.
1.3.6. Lò đốt sử dụng dầu
Trong các lò đốt sử dụng dầu từ các phân đoạn chưng cất của dầu mỏ, thông thường loại dầu được sử dụng để dùng trong các lò đốt công nghiệp là dầu DO (Diezel Oils) hoặc dầu FO (Fuel Oils hay dầu mazut), nhưng dầu FO được sử dụng rộng rải hơn DO vì dầu FO tạm gọi là dầu thải và giá thành rẻ hơn DO.
FO là sản phẩm chủ yếu của quá trình chưng cất thu được từ phân đoạn sau phân đoạn gas oil khi chưng cất dầu thô ở nhiệt độ sôi lớn hơn 350[SUP]o[/SUP]C.
Trong nhiên liệu đốt lò FO thường chứa một hàm lượng lưu huỳnh khá lớn,
nồng độ của nó thường thay đổi tùy theo hàm lượng lưu huỳnh có trong dầu thô nhiều hay ít.
Lưu huỳnh tồn tại trong nhiên liệu đốt lò dưới nhiều dạng khác nhau, thông thường là dưới dạng các hợp chất sulfua, disulfua hay dưới dạng di vòng. Khi bị đốt cháy lưu huỳnh sẽ chuyển thành SO[SUB]2[/SUB], khí này cùng với khói thải sẽ được thoát ra ngoài, trong thời gian này chúng có thể tiếp xác với oxy để chuyển một phần thành khí SO[SUB]3[/SUB]. Khi nhiệt độ của dòng khí thải xuống thấp thì các khí này sẽ kết hợp với hơi nước để tạo thành các axit tương ướng, đó chính là các axit vô cơ có độ ăn mòn các kim loại rất lớn. Thực tế thì các axit sulfuaric sẽ gây ăn mòn ở nhiệt độ thấp hơn 100ư150[SUP]o[/SUP]C, còn axit sulfuarơ chỉ gây ăn mòn ở nhiệt độ thấp hơn 40ư50[SUP]o[/SUP]C.
Để hạn chế sự ăn mòn này thì người ta thường dùng các phương pháp sau:
ã Dùng nhiên liệu đốt lò có hàm lượng lưu huỳnh thấp.
ã Giảm lượng không khí thừa trong dòng khí.
ã Giử cho bề mặt trao đổi nhiệt lớn hơn nhiệt độ điểm sương của các khí.
ã Dùng một số kim loại hoặc oxyt kim loại (MgO, CaO) để chuyển SO[SUB]2[/SUB] thành các hợp chất không ăn mòn.[SUB].[/SUB]
ã Phương pháp này vừa giảm được ăn mòn vừa giảm ô nhiễm môi trường do SO[SUB]2[/SUB], SO[SUB]3[/SUB] trong khói thải.
ã Ngoài vấn đề ăn mòn thì khi hàm lượng lưu huỳnh càng cao càng làm giảm nhiệt trị của nhiên liệu đốt lò.



[TABLE]
[TR]
[TD][TABLE="width: 100%"]
[TR]
[TD]Hình 1.11. Lò đốt sử dụng dầu.
[/TD]
[/TR]
[/TABLE]
[/TD]
[/TR]
[/TABLE]

Dầu FO có thể dùng làm nhiên liệu chính trong các lò hơi đốt nhiên liệu lỏng, hoặc dùng làm nhiên liệu đốt phụ trợ khi công suất thấp hoặc khi công suất cực đại hoặc khi khởi động lò trong các lò hơi đốt nhiên liệu rắn như (than, củi. trấu, ). Thông thường dầu đốt trong các lò là dầu FO.
Ở nhiệt độ môi trường, dầu có độ nhớt lớn, do đó cần phải có thiết bị sấy dầu để giảm độ nhớt nhằm vận chuyển dễ dàng hơn, đồng thời dầu có thể bốc cháy. Thông thường có thể sấy dầu đến nhiệt độ khoảng 90°Cư100°C. Bên cạnh bộ sấy cần có thêm bộ lọc để loại những cặn bẩn tránh hiện tượng tắc vòi phun dầu.
Có 2 loại phun dầu là vòi phun thổi và vòi phun cơ khí. Yêu cầu của 2 loại vòi phun này là phải phun dầu thành các hạt bụi nhỏ, các hạt càng nhỏ thì càng dễ bốc cháy.
ã Vòi phun thổi: Dòng dầu được phun thành bụi qua vòi phun nhờ động năng của dòng hơi hoặc khí nén có áp suất từ 3ư5 at.
ã Vòi phun cơ khí: Dầu được phun thành bụi nhờ bơm cao áp nén lên đến áp suất từ 10ư30 at và khi dầu đi qua các lỗ nhỏ của vòi phun sẽ được phun thành bụi dầu.
1.4. Sơ lược về quá trình đốt cháy nhiên liệu lỏng trong lò đốt
1.4.1. Một số khái niệm cơ bản về quá trình đốt cháy
1.4.1.1. Thành phần cháy được và không cháy được
Dưới gốc độ đốt cháy, thì nhiên liệu đươc phân chia thành hai thành phần: thành phần cháy được và không cháy được.
ã Thành phần cháy được: Cacbon, hydro,một phần lưu huỳnh, nitơ,oxy.
ã Thành phần không cháy được: Tro, ẩm.
Trong thành phần cháy được thì cacbon và hydro là những phần chiến chủ yếu.
Cacbon : Là thành phần chiếm đại đa số trong các nhiên liệu hữu cơ, khi cháy tỏa ra một lượng nhiệt khoảng 34150 KJ/kg. Thành phần cacbon càng nhiều, khi cháy tỏa ra nhiều nhiệt nhưng khó bắt cháy.
Hydrro: Cũng là thành phần cháy quan trọng, khi cháy tỏa rất nhiều nhiệt, khoảng 144500 KJ/kg, gấp 4 lần cacbon và dễ bắt lửa.
1.4.1.2. Cháy hoàn toàn và không hoàn toàn
Khi những thành phần có thể cháy trong nhiên liệu đều có thể tham gia phản ứng cháy đến cùng và sản phẩm cháy tạo thành chỉ gồm những chất khí không thể cháy được nữa như CO[SUB]2[/SUB], H[SUB]2[/SUB]O, SO[SUB]2[/SUB], thì quá trình ấy đươc coi là cháy hoàn toàn. Ngược lại nếu một phần nhiên liệu không cháy hết hoặc trong sản phẩm cháy còn những khí cháy được như CO, H[SUB]2[/SUB], HC, thì quá trình cháy đó được coi là quá trình cháy không hoàn toàn.
Có hai nguyên nhân gây ra quá trình cháy không hoàn toàn là: Cháy không hoàn toàn hóa học và cháy không hoàn toàn cơ học.
Cháy không hoàn toàn hóa học: Do cung cấp không đủ oxy (không khí), do sự trộn lẫn không tốt giữa không khí và nhiên liệu. Hai nguyên nhân này phụ thuộc váo loại nhiên liệu, cấu tạo thiết bị đốt, điều kiện khống chế sự cháy, chúng có thể bị hạn chế và loại trừ. Nguyên nhân thứ ba do phân hủy nhiệt thì không thể tránh khỏi, nhất là khi lò có nhiệt độ cao, thời gian khí lưu lại trong lò lớn.
Cháy không hoàn toàn cơ học: Do lọt nhiên liệu qua ghi lò, mất mát nhiên liệu do bay bụi, do đường dẫn bị hở, cháy không hoàn toán sẽ dẫn đến tổn thất nhiệt, tăng tiêu hao nhiên liệu và giảm nhiệt độ cháy lý thuyết.
1.4.1.3. Hệ số thừa không khí
Thông thường trong thực tế thì để đảm bảo cho quá trình được hoàn toàn thì lương không khí đưa vào lò đốt lớn hơn lượng không khí tính toán theo hệ số tỉ lệ.
Gọi:
Lượng không khí cần cho sự cháy hoàn toàn tính theo lý thuyết là .
Lượng không khí cho vào theo thực tế là V[SUB]kk[/SUB] (V[SUB]kk[/SUB] >) .
Khi đó tỷ số V[SUB]kk[/SUB] / = α được gọi là hệ số thừa không khí.
1.4.1.4. Phương thức cháy
Quá trình cháy nhiên liệu lỏng trong thực tế rất phức tạp. Đối với các loại dầu nặng thì quá trình cháy phức tạp hơn, vì khi ở nhiệt độ cao trong một thời điểm nào đó nhiên liệu chưa kịp phối trộn vớ không khí để cháy thì chúng có thể sẽ bị phân hủy
nhiệt tạo thành các hợp chất độc hại.
Trong công nghiệp, quá trình cháy nhiên liệu lỏng là quá trình cháy dạng phun sương, nhiên liệu lỏng thường qua thiết bị phun sương và bị phân chia nhỏ thành dòng các hạt sương nhỏ (hay bụi dầu) có kích thước khoảng 50ư200 µm ở dưới dạng hình côn.
Xung quanh các hạt sương dầu có không khí. Khi dòng hạt dầu ở trong buồng lửa được đốt nóng, hạt dầu sẽ bốc hơi vừa hỗn hợp với không khí vừa cháy.
Vì điểm sôi của dầu thấp hơn nhiệt dộ bắt cháy, do vậy không thể hình thành mặt cháy ngay trên bề mặt giọt dầu mà phải cách bề mặt giọt dầu một khoảng cách nhất định mới hình thành bề mặt ngọn lửa.
1.4.2. Thiết bị đốt nhiên liệu
Nhiên liệu đốt lò trước khi bị đốt cháy thì chúng phải trải qua quá trình bay hơi, trộn lẫn với không khí.
Muốn cho quá trình bay hơi và trộn lẫn được tốt thì trước hết nhiên liệu phải bị xé thành các hạt sương có kích thước nhỏ (hay còn gọi là bụi dầu). Thông thường để đạt được yêu cầu này thì nhiên liệu được phun ra từ hệ thống kim phun cùng với việc sử dụng một chất khác đẻ phá vỡ độ bền các hạt sương. Chất đưa thêm này gọi là chât biến bụi, chất thường được sử dụng là không khí nén, hơi nướ có áp suất cao hay gió của quạt ly tâm cao áp.
Người ta dùng loại thiết bị để đốt cháy nhiên liệu lỏng gọi là mỏ phun. Nó có nhiệm vụ biến bụi nhiên liệu để đưa hỗn hợp chất biến bụi và nhiên liệu vào đốt cháy trong lò. Với nhiệm vụ này mỏ phun cần đảm bảo các yêu cầu sau:
ã Biến dòng nhiên liệu thành sương và hòa trộn tốt với không khí.
ã Bảo đảm cho nhiên liệu cháy với ngọn lửa bền và có kích thước xác định.
ã Mỏ phun có cấu tạo đơn giản, bền và vận hành thuận tiện.
Nếu quá trình trao đổi nhiệt giữa môi trường với hỗn hợp của chất biến bụi và nhiên liệu tốt thì quá trình cháy xảy ra nhanh.
Hạt dầu càng nhỏ, thờ gian sấy nóng càng ngắn, nhiên liệu bốc hơi càng nhanh và sự cháy xảy ra càng nhanh.
Có nhiều loại mỏ phun nhiên liệu khác nhau, khi xét theo áp suất phun thì người ta chia chúng thành 2 loại: Mỏ phun thấp áp và mỏ phun cao áp.
1.4.2.1. Mỏ phun thấp áp
Sơ đồ cấu tạo mỏ phun thấp áp được trình bày như hình 1.5.

Hình 1.12. Mỏ phun thấp áp.
1-Ống dẫn dầu; 2-Ống dẫn khí; 3-Tường lò.
Khi mỏ phun làm việc, nhiên liệu vào mỏ phun qua ồng dẫn 1, không khí vào qua đường dẫn 2.
Nhiên liệu và không khí gặp nhau ở trước cửa ra của mỏ phun. Ở đây dầu biến thành bụi, hỗn hợp bụi dầu và không khí qua miệng mỏ phun 3 vào để cháy ở trong lò.
Áp suất của không khí khi vào mỏ phun là 5 KN/m², tạo cho không khid chuyển động với tốc độ 70ư80 m/s.
Kiểu mỏ đốt này có cấu tạo đơn giản, vận hành ổn định.
Nhược điểm của nó là giữ cho mỏ phun làm việc đủ công suất.
Nếu công suất thay đổi thì chất lượng biến bụi dầu cũng ảnh hưởng rất nhiều.
Nếu cần giảm công suất nhiệt theo yêu cầu công nghệ trong lò thì không được giảm đến mức để cho tốc độ không khí nhỏ hơn 50ư60 m/s.
Loại mỏ này làm việc với hệ số tiêu hao không khí n = 1,1ư1,25.
1.4.2.2. Mỏ phun cao áp
Sơ đồ cấu tạo mỏ phun cao áp được cẩu tạo như hình 1.6


[TABLE]
[TR]
[TD][TABLE="width: 100%"]
[TR]
[TD]Không Khí Nén
[/TD]
[/TR]
[/TABLE]
[/TD]
[/TR]
[/TABLE]


Hình 1.13. Sơ đồ cấu tạo mỏ phun cao áp
1-đường dẫn dầu; 2-cơ cấu hãm; 3-đường dẫn không khí làm chất biến bụi.
Các bộ phận chính của mỏ phun này là: Ống dẫn dầu ở trong và ống dẫn chất biến bụi (3) bao bên ngoài.
Ống dẫn không khí đợt hai đưa vào đốt cháy nhiên liệu được bố trí riêng ngay tại lò nơi đặt mỏ phun.
Khi mỏ phun làm việc, chất biến bụi vào mỏ phun chạy xung quanh ống dẫn dầu váo ra gặp dòng dầu vào đầu ra của mỏ phun.
Tiết diện miệng ra của chất biến bụi quyết định lưu lượng chất biến bụi vào phá vỡ dọng dầu có thể thay đổi nhờ sự chuyển dịch của ống dẫn dầu.
Đối với các mỏ phun đơn giản đây chính là cơ cấu điều chỉnh lượng tiêu hao chất biến bụi.
Nếu chất biến bụi là không khí nén thì áp suất là 400ư600 kN/m²
Chất biến bụi là hơi nướ thì áp suất hơi nước là 500 ư 1500 kN/m²
Để diều chỉnh lượng dầu qua mỏ phun ta đặt van điều chỉnh trên đường ống dẫn dầu trước mỏ phun.
Do chiều dài của ngọn lửa lớn nên mỏ phun này chỉ dùng được ở các lò có
chiều dài phù hợp.
Còn đối với các buồng đốt, buồng lò có khích thước nhỏ thì không dùng được vì ngọn lửa sẽ va đập vào tường lò làm hỏng vật liệu xây lò.
Không khí nén hay hơi nước là hai chất được dùng để biến bụi dầu.
Mặc dù chất biến bụi khác nhau nhưng về cấu tạo mỏ phun thì cơ bản không khác nhau.
Chúng có cùng các bộ phận chủ yếu để cho dòng chất biến bụi sâu khi ra khỏi miệng ống dẫn với tốc độ lớn, đập vào dòng dầu và biến chúng thành những hạt bụi.
Các đặc tính của mỏ phun thấp áp và mỏ phun cao áp được trình bày ở bảng 1.5.
Bảng 1.5. Các đặc tính của mỏ phun thấp áp và mỏ phun cao áp

[TABLE="width: 657, align: center"]
[TR]
[TD]
Đặc tính
[/TD]
[TD="colspan: 2"]Mỏ phun
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]Thấp áp
[/TD]
[TD]Cao áp
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]Chất biến bụi dầu
[/TD]
[TD]2,59 – 8,8
[/TD]
[TD]Không khí nén:400ư600
Hơi nước: 500ư1500
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]Áp suất của chất biến bụi, kN/m²

[/TD]
[TD]2,59 – 8,8
[/TD]
[TD]Không khí nén: 400ư600
Hơi nước: 500ư1500
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]Lượng chất biến bụi (không khí), % của tổng lượng không khí cần đốt cháy nhiên liệu,
[/TD]
[TD]
100
[/TD]
[TD]
7ư12
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]Lượng không khí đợt hai, % của tổng lượng không khí cần đốt cháy nhiên liệu,
[/TD]
[TD]
[/TD]
[TD]88ư93
100
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]Nhiệt độ nung không khí, °C
[/TD]
[TD]300
[/TD]
[TD]Không hạn chế
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]Lượng chất biến bụi cho 1kg dầu, kg
[/TD]
[TD]
[/TD]
[TD]0,6ư0.8
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]Tốc độ chất biến bụi khi ra khỏi miệng ống, m/s
[/TD]
[TD]
50 – 80
[/TD]
[TD]Thường đến 330, đôi khi lớn hơn 330
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]Mức độ biến bụi (đường kính hạt bụi dầu), mm
[/TD]
[TD]
Đến 0.5
[/TD]
[TD]
0,1ư0,2
[/TD]
[/TR]
[/TABLE]

Sự khác nhau giữa hai mỏ phun này chủ yếu là:
Trong mỏ phun thấp áp chất biến dầu thành bụi là không khí được cấp từ quạt ly tâm có áp suất cao. Còn trong mỏ phun cao áp chất biến bụi dầu là không khí nén hay hơi nước có áp suất cao.
Ở mỏ phun thấp áp tất cả không khí cần để đốt cháy nhiên liệu đi qua mỏ phun. Nhiệt độ nung nước không khí không được lớn hơn 300°C để tránh hiện tượng phân hủy nhiên liệu làm tắt mỏ phun.
Ở mỏ phun cao áp, lượng không khí nén đưa qua mỏ phun để biến bụi dầu chỉ chiếm 7ư12% tổng số không khí cần đốt cháy nhiên liệu, phần không khí còn lại không đi qua mỏ phun mà đi qua một đường riêng vào lò được gọi là không khí đợt hai. Lượng không khí này có thể nung trước đến nhiệt độ cao phụ thuộc vào loại lò và dang thiết bị thu hồi nhiệt.
Nếu không khí dược nung ở thiết bị hoàn nhiệt thì nhiệt độ nung từ 1000ư1200°C, còn nung ở thiết bị trao đổi nhiết thì nhiệt độ nung 500ư600°C.















CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP NGUYÊN CỨU
2.1.Các chỉ tiêu chất lượng của nhiên liệu đốt lò
Đối với FO nhẹ ( nhiên liệu đốt lò gia đình) thì nhữung đặc tính khác nhau liên quan đến đặc tính cháy của nhiên liệu có thể được coi là quan trọng đầu tiên bởi vì khách hàng cần được cảnh báo nhiều hơn.
Nếu nhiên liệu không đủ khả năng bay hơi, hiệu xuất cháy không đạt thì nhiên liệu khi cháy có xu hướng tạo cặn cacbon, có thể đóng cặn các vòi cháy và các thiết bị bay hơi. Kết quả là khả năng bắn lửa kém, luôn phải lau chùi vệ sinh thiết bị.
Trong quá trình sản xuất, chế biến nhiên liệu đốt lò, chất lượng cháy phải được kiểm tra cẩn thận bằng các phương pháp thử tiêu chuẩn như đặc tính bay hơi, nhiệt trị, độ nhớt, hàm lượng S .
Ngoài ra, một số phương pháp thử và quy trình đánh giá khác với mục đích quản lý chất lượng để đảm bảo cho quá trình bảo quản và vận chuyển không gây sự nhiễm bẩn, ăn mòn . cũng được đề cập đến.
2.1.1 Nhiệt trị
Nhiệt trị là một trong những đặc tính quan trọng nhất, là thông tin cần thiết cho biết về hiệu suất chạy của nhiên liệu.
Nhiệt trị được xác định theo tiêu chuẩn ASTM-D.240.
Nhiệt trị được xác định bằng thiết bị dạng bom ( thường gọi là bom nhiệt trị), trong điều kiện đặc biệt khi oxy trong bom được bão hoà bằng hơi nước trước khi kích cháy nhiên liệu sao cho nước tạo thành trong khi cháy được ngưng tụ. Nhiệt trị được xác định như vậy bao gồm ẩn nhiệt của nước ở nhiệt độ thử nghiệm và được biết dưới dạng nhiệt trị tổng ở thể tích không đổi.
Ở châu Âu nhiệt trị thực tế thường được sử dụng để tính toán hiệu suất cháy ( nhiệt trị này không tính đến phần năng lượng tạo nước khi các hyđrocacbua cháy).
Ở Anh lại thường dùng khái niệm nhiệt trị tổng.
Đối với FO nhẹ, đặc tính này không phải lúc nào cũng được nêu ra trong chứng chỉ chất lượng.
Đối với FO nặng, nhiệt trị có phần nhỏ hơ FO nhẹ vì tỉ lệ C/H cao hơn và do
chứa nhiều nước, tạp chất cơ học hơn.
Do phần lớn nhiệt trị của FO nặng ở trong khoảng gần nhau nên giới hạn về nhiệt trị thường ít đề cập tới trong quy cách phẩm chất.
Khối lượng riêng (xác định theo tiêu chuẩn ASTM-D.1298/IP.160) thường được đưa vào trong chứng chỉ chất lượng và được dùng chủ yếu trong việc xác định tương quan giữa thể tích - khối lượng để tính nhiệt trị.
2.1.2 Hàm lượng lưu huỳnh(S)
Những hợp chất hữu cơ chứa S (mercaptans, sulphides, polysulphides, thiophen .) có mặt trong sản phẩm dầu với một lượng lớn hay nhỏ phụ thuộc vào dầu thô và công nghệ xử lý khi chế biến dầu mỏ.
Ăn mòn thiết bị nhiệt thường xảy ra nếu như SO[SUB]2[/SUB] tạo ra trong quá trình cháy nhiên liệu đọng lại với sự có mặt của hơi ẩm sẽ tạo thành H[SUB]2[/SUB]SO[SUB]4[/SUB] làm hỏng những phần làm lạnh của hệ thống nhiên liệu. Các ống xả hơi bằng kim loại, các bộ phận làm nóng nước trước khi vào lò và các bộ phận bằng kim loại của lò. Lưu huỳnh còn làm ảnh hưởng đến môi trường.
Xác định lưu huỳnh và các tạp chất của lưu huỳnh có thể được tiến hành theo nhiều phương pháp thử khác nhau.
Đối với FO nhẹ, xu hướng ăn mòn của nhiên liệu có thể được phát hiện bằng phép thử ăn mòn tấm đồng (ASTM-D.130/IP.154). Hàm lượng hợp chất S trong nhiên liệu FO nhẹ càng thấp càng tốt. Phần lớn nhiên liệu có độ sôi nằm trong khoảng của diezen sẽ có hàm lượng S<1% mặc dù trong một số chứng chỉ chất lượng có thể chấp nhận hàm lượng S cao hơn. Trong tiêu chuẩn Anh ( BS.2869- phân loại D) thì hàm lượng S cho phép tối đa trên 1%.
Đối với FO nặng thì hàm lượng S thưuờng rất cao, từ 4 đến 5%. Ở các nhà máy luyện kim, nếu dùng nguyên liệu có S cao sẽ ảnh hưởng đến chất lượng thép. Đối với FO có hàm lượng lưu huỳnh cao thì phương pháp tiêu chuẩn để xác định S là ASTM-D129
Ngoài ra một số phương pháp xác định nhanh hàm lượng S đã được ban hành và đang được áp dụng rộng rãi bao gồm :
- Phương pháp hấp thụ tia X theo tiêu chuẩn ASTM-D.2622.
- Phương pháp bom theo tiêu chuẩn ASTM-D.1266.
- Phương pháp đốt đèn bằng ống thạch anh theo tiêu chuẩn ASTM-D.1552.
2.1.3. Độ Nhớt
Đối với FO nhẹ, độ nhớt ảnh hưởng nhiều đến mức độ nhiên liệu phun thành bụi sương, do đó ảnh hưởng đến mức độ cháy hết khi đốt nhiên liệu. Đối với lò đốt dạng phun, mức độ phun nhiên liệu thành bụi sương phụ thuộc vào áp suất, tốc độ luồng không khí phun ra và phụ thuộc vào độ nhớt của nhiên liệu
Ở Mỹ, độ nhớt của nhiên liệu đốt lò nhẹ thường được xác định ở 37,8[SUP]o[/SUP]C, còn ở anh và châu Âu thường xác định ở 20[SUP]o[/SUP]C.
Đối với FO nặng, độ nhớt là một trong những đặt tính quan trọng nhất và cũng như FO nhẹ, độ nhớt cho biết điều kiện để vận chuyển, xuấy nhập , bơm chuyển nhiên liệu, ngoài ra còn chỉ ra mức độ cần gia nhiệt trươc khi phun vào lò.
Nhiên liệu có độ dính quá nhỏ và nhẹ, có thể giảm bớt mức độ phun bắn xa làm ngọn lửa ngắn và chỉ cháy hết một phần nhiên liệu trong một phần lò. Nếu độ dính quá cao, nhiên liệu phun bị sút kém, khi cháy sẽ tạo thành ngọn lửa cao, nhiên liệu cháy không hết vì không đủ không khí, khói nhiều , han cốc đọng lại trong các nền gạch chịu lửa trong lò và làm hao tổn nhiên liệu. Việc điều chỉnh độ nhớt này được thực hiện bằng cách gia nhiệt trước khi phun.
Ở Mỹ độ nhớt Saybolt universal (độ nhớt thông dụng và được viết tắc là SUS- Saybolt universal seconds) được sử dụng rộng rãi để đo độ nhớt cho nhiên liệu nhẹ ở 37,8[SUP]o[/SUP]C, và độ nhớt Saybolt Furol (FS) được sử sụng đối với nhiên liệu nặng hơn ở nhiệt độ 50[SUP]o[/SUP]C.
Ở Châu Âu thường sử dụng độ nhớt động học và độ nhớt Engler để xác định độ nhớt của FO ở 20[SUP]o[/SUP]C, 50[SUP]o[/SUP]C và 100[SUP]o[/SUP]C theo tiêu chuẩn ASTM-D.445. Riêng ở Nga ( và Liên Xô cũ) thì dùng độ nhớt Engler để đo độ nhớt của FO ở 50[SUP]o[/SUP]C và 80[SUP]o[/SUP]C.
2.1.4. Nhiệt độ bắt cháy
Nhiệt độ bắt cháy là tiêu chuẩn về phòng cháy nổ- chỉ ra nhiệt độ cao nhất cho phép tồn chứa và bảo quản nhiên liệu đốt lò mà không gây nguy hiểm về cháy nổ.
Nhiệt độ bắt cháy được xác định theo tiêu chuẩn ASTM-D.93- Quy trình cốc
kín-Pensky-Martens.
Theo sự phân loại tiêu chuẩn của Mỹ ( ASTM), nhiên liệu số 1 và 2(FO N[SUP]o[/SUP]1 và FON[SUP]o[/SUP]2) có nhiệt độ bắt cháy, min = 38[SUP]o[/SUP]C.
Theo sự phân loại tiêu chuẩn của Anh ( BS), FO N[SUP]o[/SUP]1 và FON[SUP]o[/SUP]2 có nhiệt độ bắt cháy min = 55[SUP]o[/SUP]C.
Nhiệt độ bắt cháy cốc kín của FO nặng thường từ 55ư66[SUP]o[/SUP]C. Tiêu chuẩn này đặc biệt quan trọng đối với thiết bị sử dụng hoặc tồn chứa FO hoặc vì FO nặng bao giờ cũng phải gia nhiệt trước khi đưa vào lò.
Không được làm nóng nhiên liệu trong nhũnng đồ chứa hở, vì nhiệt độ làm nóng có thể cao hơn nhiệt độ bắt cháy. Sự chênh lêch giữa nhiệt độ bắt cháy và nhiệt độ làm nóng của nhiên liệu đốt lò trong những đồ chứa hở không được cao quá 10[SUP]o[/SUP]C
Trong những đồ chứa kín, có thể làm nóng nhiên liệu lên cao hơn nhiệt độ bắt cháy của nhiên liệu.
2.1.5. Độ bay hơi
Đối với FO nhẹ, trong các lò đốt, nhiên liệu luôn ở trạng thái sẵn sàng được kích cháy và phải duy trì được ngọn lửa ổn định, nghĩa là độ bay hơi phải luôn ổn định.
Đối với nhiên liệu đốt lò nhẹ dạng KO thường quy định nhiệt độ cho thành phần cất 10% và 90%. Đối với nhiên liệu đốt lò nhẹ dạng DO thì chỉ cần quy định cho 90% vì điều đó đảm bảo rằng: Những thành phần ở nhiệt độ cao khó cháy hơn có thể tạo cặn cacbon được loại trừ ra khỏi nhiên liệu.
Đối với FO loại nặng: Thành phần cất không được đề cập đến vì chúng là dạng cặn.
2.1.6. Điểm đông đặc và điểm sương
Đối với FO nhẹ: ĐIểm sương là nhiệt độ tại đó tinh thể parafin hình thành và khi cấu trúc tinh thể được hình thành thì nhiên liệu không thể tạo thành dòng chảy.
Nhiệt độ đông đặc là khái niệm được sử dụng tương tự nhưng có nhiệt độ thấp hơn điểm sương một chút. Hai khái niệm này điều chỉ mức nhiệt độ thấp nhất, giới hạn cho phép để vận chuyển nhiên liệu từ bể tới lò đốt.
Đối với FO nặng: Khái niệm nhiệt độ đông đặc hết sức quan trọng. Dựa vào nhiệt độ đông đặc mà ta có thể lựa chọn được phương pháp bơm chuyển, hệ thống gia nhiệt, hệ thống xuất nhập trong kho thích hợp . Nhiệt độ đông đặc của FO nặng không phải là một con số cố định, nó phù thuộc vào mức độ làm nóng nhiên liệu vì khi gia nhiệt làm thay đổi độ nhớt và phụ thuộc vào dạng tinh thể có thể kết tinh của paraphin.
Điểm đông đặc và điểm sương được xác định theo tiêu chuẩn ASTM-D. 97/IP.15 hoặc ASTM-D.2500/IP.219.
2.1.7. Cặn cacbon
Có hai dạng lò đốt nhiên liệu: Lò đốt bay hơi dạng ống khói và lò đốt dạng phun. Trong lò đốt bay hơi dạng ống khói thì bất kì cặn cacbon nào tạo ra do dầu không bị phá huỷ hoặc do không bay hơi hoàn toàn sẽ đóng cặn ở trong hoặc ở gần bề mặt trong của đường dẫn nhiên liệu vào và sẽ làm giảm tốc độ dòng nhiên liệu. Đặc biệt nếu lò đốt bằng đồng thì hiệu quả cháy sẽ giảm đi rất nhiều.
Vì vậy, để các lò đốt vận hành tốt thì FO nhẹ phải có xu hướng tạo cặn cacbon thấp.
(Trong lò đốt dạng phun thì cặn cacbon dễ được cháy hoàn toàn hơn, tuy nhiên, nếu cặn cacbon nhiều quá mức sẽ làm bẩn vòi phun gây cháy không hoàn toàn).
Có 2 phương pháp thử để xác định cặn cacbon:
- Phưuơng pháp xác định cặn cacbon condradson theo tiêu chuẩn ASTM-D.189/IP.13: Được áp dụng để xác định cặn cacbon cho FO nhẹ và FO nặng.
- Phương pháp thử theo tiêu chuẩn ASTM-D.524/IP.14 xác định cặn cacbon Ramsbottom: Được sử dụng chủ yếu cho dầu bôi trơn.
2.1.8. Hàm lượng tro
Hàm lượng tro xác định bằng tiêu chuẩn ASTM-D.482.
Hàm lượng tro phụ thuộc vào phẩm chất nguyên liệu và phương pháp chế biến ra nhiên liệu đó. Tro có trong nhiên liệu đốt lò sẽ làm giảm nhiệt lượng của nhiên liệu. Tro đọng lại trong ống dẫn, trong máy ngưng tụ hơi, trong bộ phận làm nóng nước trước khi vào nồi súp, trong các bộ phận làm nóng không khí, . Có thể làm hỏng các bộ phận đó.
Tro có trong nhiên liệu chủ yếu là do chất muối khoảng có sẵn trong dầu mỏ mà không tẩy hết được sẽ gây ra ăn mòn máy, thiết bị như các hợp chất kim loại của Na, Va, Ni, Fe,
2.1.9. Nước và tạp chất cơ học
Hàm lượng nước được xác định theo phương pháp ASTM-D.95/IP.74. Tạp chất cơ học được xác định theo phương pháp ASTM-D.473/IP/53.
Tổng hàm lượng nước và tạp chất cơ học được xác định theo phương pháp ASTM-D.1796 hoặc IP.75.
Sự có mặt của nước và tạp chất cơ học sẽ làm bẩn, tắc lưới lọc và nhủ hoá sản phẩm, đồng thưòi sẽ gây ra những khó khăn cho việc vận chuyển. Sự có mặt của nước dưới đáy bể dẫn đến sự ăn mòn bể.
Nhiên liệu có chứa nước và tạp chất sẽ làm giảm hiệu suất của máy. Đặc biệt trong nhiên liệu, nếu có S, thì không được có nước. Vì nhiên liệu đốt lò có chứa nhiều nước sẽ làm hại các thiết bị nhiều hơn so với nhiên liệu ít nước. Nhiên liệu đốt lò có nước sẽ làm tăng hơi nước trong khói xả dẫn đến tăng lượng axít ăn mòn trên các bề mặt kim loại làm nóng của các ống xả hơi và nếu có nhiều nước sẽ làm giảm bớt nhiệt lượng của nhiên liệu, đặc biệt khi nước không phân bố đều trong nhiên liệu, có thể làm cho ngọn lửa cháy bị ngắt và có thể gây vỡ lò.
Vòi phun càng nhỏ thì nếu nhiên liệu có nước càng dễ bị ngắt và càng dễ bị tắc khi có tạp chất. Dùng hơi nước mạnh là một trong những phương pháp có hiệu quả để làm nóng chảy nhiên liệu đốt lò, nhưung lại làm cho nhiên liệu có nước, đặc biệt nếu nhiên liệu có độ nhớt cao, tỷ trọng cao sẽ càng khó có thể tách nước trong nhiên liệu.
Khi sử dụng nhiên liệu đốt lò cần thiết hết sức chú ý tới hàm lượng nước. Nước có khả năng lẫn vào nhiên liệu đốt lò 5% và nếu không phân tích cẩn thận sẽ dẫn đến sai lầm trong khi đó tính giao nhận về số lượng nhiên liệu đốt lò bị lẫn nước sẽ làm giảm nhiệt trị dẫn đến tiêu hao lớn khi đốt lò.
2.2. Phân loại và các yêu cầu kỹ thuật
2.2.1. Phân loại theo tiêu chuẩn kỹ thuật của Nga
Nhiên liệu đốt lò của Nga được sản xuất và phân loại theo tiêu chuẩn quốc gia-ROCT.10585-75.
Bảng 2.1. Đặc trưng kỹ thuật cảu nhiên liệu đốt lò Nga theo tiêu chuẩn ROCT.10585-75

[TABLE="align: center"]
[TR]
[TD]Các chỉ tiêu
[/TD]
[TD="colspan: 4"]Mức yêu cầu cho các loại
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]F5
[/TD]
[TD]F12
[/TD]
[TD]40*
[/TD]
[TD]100*
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]1. Độ nhớt qui ước.BU max (ở 50[SUP]o[/SUP]C/80[SUP]o[/SUP]C)
[/TD]
[TD]5/-
[/TD]
[TD]12,0/-
[/TD]
[TD]-/8/6
[/TD]
[TD]-/16/10
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]2. Độ nhớt động học cSt max (ở50[SUP]o[/SUP]C/80[SUP]o[/SUP]C)
[/TD]
[TD]36,2/-
[/TD]
[TD]89/-
[/TD]
[TD]/59(43,8*)
[/TD]
[TD]-/118(73,9*)
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]3. Độ nhớt động lực @ ở 0[SUP]o[/SUP]C. Pmax
[/TD]
[TD]27
[/TD]
[TD]-
[/TD]
[TD]-
[/TD]
[TD]-
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]4. Độ tro % KL
[/TD]
[TD]0,05
[/TD]
[TD]0,10
[/TD]
[TD]0,12-0,047
[/TD]
[TD]0,14/0,05
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]5. Hàm lượng tạp chất cơ học % KL max.
[/TD]
[TD]0,1
[/TD]
[TD]0,12
[/TD]
[TD]0,8(0,07*)
[/TD]
[TD]1,5(0,2*)
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]6. Hàm lượng lưu huỳnh %KL max ( Loại ít S/Loại vừa/ loại nhiều S)
[/TD]
[TD]-/2,0/-
[/TD]
[TD]0,6/-/-
[/TD]
[TD]0,5/2,0/3,5
[/TD]
[TD]0,5/2,0/3,5
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]7. Hàm lượng cốc %KL max
[/TD]
[TD]6,0
[/TD]
[TD]6,0
[/TD]
[TD]-
[/TD]
[TD]-
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]8. Hàm lượngnước % KL max
[/TD]
[TD]0,30
[/TD]
[TD]0,30
[/TD]
[TD]1,5/3,0
[/TD]
[TD]1,5/3,0
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]9. Hàm lượngnhựa % KL max
[/TD]
[TD]50
[/TD]
[TD]-8
[/TD]
[TD]10
[/TD]
[TD]25
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]10. Nhiệt độ chớp cháy [SUP]o[/SUP]C min
( cốc kín/cốc hở)
[/TD]
[TD]80/-
[/TD]
[TD]90/-
[/TD]
[TD]-90/
[/TD]
[TD]-/110
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]11. Nhiệt độ đông đặc [SUP]o[/SUP]C
[/TD]
[TD]-5
[/TD]
[TD]-8
[/TD]
[TD]10
[/TD]
[TD]25
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]12. Nhiệt độ đông đặc của FO từ dầu mỏ có nhiều parafin [SUP]o[/SUP]C
[/TD]
[TD]-
[/TD]
[TD]-
[/TD]
[TD]25
[/TD]
[TD]42
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]13. Nhiệt trị Kcal/kg, min ( Loại vừa và ít S/ loại nhiều S)
[/TD]
[TD]9870/-
[/TD]
[TD]-/-
[/TD]
[TD]9700/9500
[/TD]
[TD]9650/9500
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]14. Tỷ trọng ở 20[SUP]o[/SUP]C,g/cm[SUP]3[/SUP] max
[/TD]
[TD]-
[/TD]
[TD]-
[/TD]
[TD]-
[/TD]
[TD]1,015
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]15. Kiềm và axit tan trong nước
[/TD]
[TD]Không có
[/TD]
[TD]Không có
[/TD]
[TD]Không có
[/TD]
[TD]không có
[/TD]
[/TR]
[/TABLE]

Chú thích:
(*): các loại 40B và 100B với dấu chất lượng Nhà nước cũng được sản xuất, các tiêu chuẩn chất lượng của các loại này khác biệt với các loại thông thường, và được ghi thêm dấu * trên đầu.
(**): Đối với dầu madut được chuyển tải bằng nước hoặc bị gia nhiệt bằng hơi nước, thì hàm lượng nước yêu cầu cho loại F12 là 2%KL, còn đối với các loại có độ nhớt lớn hơn 5% KL.
2.2.2. Phân loại theo tiêu chuẩn của Mỹ
Tiêu chuẩn kỹ thuật của Mỹ: ASTM-D.396 quy định cho các loại nhiên liệu đốt lò dùng trong các thiết bị đốt đèn khác nhau trong các điều kiện khí hậu hoạt động khác nhau được phân loại như sau:
- Loại N[SUP]o[/SUP]1 và N[SUP]o[/SUP]2: Là loại nhiên liệu đốt lò chưng cất thuỷ nhẹ, được dùng cho lò đốt gia đình hoặc đèn đốt công nghiệp quy mô nhỏ.
Loại N[SUP]o[/SUP]1 đặc biệt phù hợp cho đèn đốt kiểu bay hơi.
- Loại N[SUP]o[/SUP]4 và N[SUP]o[/SUP]4 nhẹ: Là loại nhiên liệu đốt lò chưng cất thể nặng hoặc là hỗn hợp chưng cất sót lại được dùng cho các loại đèn đốt công nghiệp phù hợp với khoảng độ nhớt này.
- Loại N[SUP]o[/SUP]5 nhẹ, N[SUP]o[/SUP]5 nặng và N[SUP]o[/SUP]6: Là loại dầu nhiên liệu dạng cặn còn lại có độ nhớt cao hơn và có khoảng nhiệt độ sôi lớn hơn, được dùng cho các đèn đốt công nghiệp.
Việc gia nhiệt trước thông thường cần thiết để bơm và phun đúng yêu cầu.
Các loại dầu nhiên liệu FO được quy định ở đây phải là các loại dầu hyđrocacbon đồng thể, không lẫn axit vô cơ, không lẫn các chất lạ dạng rắn hoặc dạng sợi.
Tất cả các loại có chứa các thành phần cặn còn lại vẫn phải ở nguyên thể đồng nhất trong quá trình lưu giữ thông thường không được tách ra do lực trọng trường thành phần nhẹ và phần nặng vượt ra ngoài phạm vi độ nhớt quy định cho từng loại.


Bảng 2.2. Nhiên liệu đốt lò theo tiêu chuẩn Mỹ: ASTM-D.396

[TABLE="align: center"]
[TR]
[TD]Các chỉ tiêu chất lượng sản phẩm
[/TD]
[TD]Phương pháp thử
ASTM-D
[/TD]
[TD="colspan: 6"]Phân loại chất lượng
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]N[SUP]o[/SUP]1
[/TD]
[TD]N[SUP]o[/SUP]2
[/TD]
[TD]N[SUP]o[/SUP]4
Nhẹ
[/TD]
[TD]N[SUP]o[/SUP]4
Nặng
[/TD]
[TD]N[SUP]o[/SUP]5
Nhẹ
[/TD]
[TD]N[SUP]o[/SUP]5
Nặng
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]1. Nhiệt độ chớp cháy [SUP]o[/SUP]C min
[/TD]
[TD]D.93
[/TD]
[TD]38
[/TD]
[TD]38
[/TD]
[TD]38
[/TD]
[TD]55
[/TD]
[TD]55
[/TD]
[TD]55
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]2. Nước và cặn %TT max
[/TD]
[TD]D.2790/
D.95/D.473
[/TD]
[TD]0,05
[/TD]
[TD]0,05
[/TD]
[TD]-
[/TD]
[TD]-
[/TD]
[TD]-
[/TD]
[TD]-
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]3. Thành phần cất [SUP]o[/SUP]C:
- 10%TT max
-90%TT min/max
[/TD]
[TD]D.86
[/TD]
[TD]215-/288
[/TD]
[TD]-
282/338
[/TD]
[TD]-
[/TD]
[TD]-
[/TD]
[TD]-
[/TD]
[TD]-
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]4. Độ nhớt động học ở100[SUP]o[/SUP]C,
mm[SUP]2[/SUP]/s min/max
[/TD]
[TD]D.445
[/TD]
[TD]1,3/1,2
[/TD]
[TD]1,9/3,4
[/TD]
[TD]1,9/5,5
[/TD]
[TD]5,5/24
[/TD]
[TD]-
[/TD]
[TD]-
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]5. Độ nhớt động học ở 100[SUP]o[/SUP]C,
mm[SUP]2[/SUP]/s min/max
[/TD]
[TD]D.455
[/TD]
[TD]-
[/TD]
[TD]-
[/TD]
[TD]-
[/TD]
[TD]-
[/TD]
[TD]5,0/8,9
[/TD]
[TD]9,0/14,9
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]6. Cặn cất 10%, %KL max
[/TD]
[TD]D.524
[/TD]
[TD]0,15
[/TD]
[TD]0,35
[/TD]
[TD]-
[/TD]
[TD]-
[/TD]
[TD]-
[/TD]
[TD]-
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]7. Hàm lượng tro %KL max
[/TD]
[TD]D. 482
[/TD]
[TD]0,50
[/TD]
[TD]0,10
[/TD]
[TD]0,15
[/TD]
[TD]0,15
[/TD]
[TD]-
[/TD]
[TD]-
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]8. Hàm lượng S% KL max[SUP]EF[/SUP]
[/TD]
[TD]D.129
[/TD]
[TD]0,50
[/TD]
[TD]0,50
[/TD]
[TD]-
[/TD]
[TD]-
[/TD]
[TD]-
[/TD]
[TD]-
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]9. Ăn mòn đồng/3h/ 50[SUP]o[/SUP]C max
[/TD]
[TD]D.130
[/TD]
[TD]N[SUP]o[/SUP]3
[/TD]
[TD]N[SUP]o[/SUP]3
[/TD]
[TD]-
[/TD]
[TD]-
[/TD]
[TD]-
[/TD]
[TD]-
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]10. Density/15 [SUP]o[/SUP]C, kg/cm3: min/max
[/TD]
[TD]D.1298
[/TD]
[TD] /850
[/TD]
[TD] ./876
[/TD]
[TD] .876/
[/TD]
[TD]-
[/TD]
[TD]-
[/TD]
[TD]-
[/TD]
[/TR]
[/TABLE]

2.2.3 phân loại theo tiêu chuẩn Việt Nam
Bảng 2.3. TCVN 6239:1997- Loại: FO N[SUP]o[/SUP]1 (2,0% lưu huỳnh)

[TABLE="width: 632, align: center"]
[TR]
[TD]Chỉ tiêu chất lượng sản phẩm
[/TD]
[TD]Phương pháp thử
[/TD]
[TD]Mức quy định
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]1. Khối lượng riêng ở 15 [SUP]o[/SUP]C max
[/TD]
[TD]TCVN 3893-95
[/TD]
[TD]0,965
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]2. Độ nớt động học ở 40 [SUP]o[/SUP]C , cSt max
[/TD]
[TD]ASTM-D-455
[/TD]
[TD]87
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]3. Điểm chớp lửa cốc kín [SUP]o[/SUP]C min
[/TD]
[TD]ASTM-D.93/TCVN2693-95
[/TD]
[TD]66
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]4. Hàm lượng lưu huỳnh %KL max
[/TD]
[TD]ASTM-D.129
[/TD]
[TD]2,0
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]5. ĐIểm đông đặc [SUP]o[/SUP]C max
[/TD]
[TD]ASTM-D.97/TCVN 3753-95
[/TD]
[TD]10
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]6. Hàm lượng nước %TT
[/TD]
[TD]ASTM-D.95/TCVN 2692-95
[/TD]
[TD]1,0
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]7. Hàm lượng tạp chất %KL max
[/TD]
[TD]ASTM-D.473
[/TD]
[TD]0,15
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]8. Nhiệt trị Kcal/g min
[/TD]
[TD]ASTM-D.240
[/TD]
[TD]9800
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]9. Hàm lượng tro%KL max
[/TD]
[TD]ASTM-D.482/TCVN 2690-95
[/TD]
[TD]0,15
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]10. Cặn cacbon conrdason, %KL max
[/TD]
[TD]ASTM-D.189
[/TD]
[TD]6
[/TD]
[/TR]
[/TABLE]

Bảng 2.4. TCVN 6239:1997 – Loại FO N[SUP]o[/SUP]2A (1,5% lưu huỳnh)

[TABLE="width: 632, align: center"]
[TR]
[TD]Chỉ tiêu chất lượng sản phẩm
[/TD]
[TD]Phương pháp thử
[/TD]
[TD]Mức quy định
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]1. Khối lượng riêng ở 15 [SUP]o[/SUP]C max
[/TD]
[TD]TCVN 3893-95
[/TD]
[TD]0,970
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]2. Độ nớt động học ở 40 [SUP]o[/SUP]C , cSt max
[/TD]
[TD]ASTM-D.455
[/TD]
[TD]180
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]3. Điểm chớp lửa cốc kín [SUP]o[/SUP]C min
[/TD]
[TD]ASTM-D.93/TCVN 2693-95
[/TD]
[TD]66
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]4. Hàm lượng lưu huỳnh %KL max
[/TD]
[TD]ASTM-D.129
[/TD]
[TD]1,5
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]5. ĐIểm đông đặc [SUP]o[/SUP]C max
[/TD]
[TD]ASTM-D.97/TCVN 3753-95
[/TD]
[TD]21
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]6. Hàm lượng nước %TT
[/TD]
[TD]ASTM-D.95/TCVN 2692-95
[/TD]
[TD]1,0
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]7. Hàm lượng tạp chất %KL max
[/TD]
[TD]ASTM-D.473
[/TD]
[TD]0,15
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]8. Nhiệt trị Kcal/g min
[/TD]
[TD]ASTM-D.240
[/TD]
[TD]9800
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]9. Hàm lượng tro%KL max
[/TD]
[TD]ASTM-D.482/TCVN 2690-95
[/TD]
[TD]0,15
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]10. Cặn cacbon conrdason, %KL max
[/TD]
[TD]ASTM-D.189
[/TD]
[TD]10
[/TD]
[/TR]
[/TABLE]


Bảng 2.5. TCVN 6239:1997- Loại FON[SUP]o[/SUP]2B (3,3 lưu huỳnh)

[TABLE="width: 640, align: center"]
[TR]
[TD]Chỉ tiêu chất lượng sản phẩm
[/TD]
[TD]Phương pháp thử
[/TD]
[TD]Mức quy định
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]1. Khối lượng riêng ở 15 [SUP]o[/SUP]C max
[/TD]
[TD]TCVN 3893-95
[/TD]
[TD]0,970
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]2. Độ nớt động học ở 40 [SUP]o[/SUP]C , cSt max
[/TD]
[TD]ASTM-D-455
[/TD]
[TD]180
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]3. Điểm chớp lửa cốc kín [SUP]o[/SUP]C min
[/TD]
[TD]ASTM-D.93/TCVN 2693-95
[/TD]
[TD]66
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]4. Hàm lượng lưu huỳnh %KL max
[/TD]
[TD]ASTM-D.129
[/TD]
[TD]3,0
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]5. ĐIểm đông đặc [SUP]o[/SUP]C max
[/TD]
[TD]ASTM-D.97/TCVN 3753-95
[/TD]
[TD]+21
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]6. Hàm lượng nước %TT
[/TD]
[TD]ASTM-D.95/TCVN 2692-95
[/TD]
[TD]1,0
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]7. Hàm lượng tạp chất %KL max
[/TD]
[TD]ASTM-D.473
[/TD]
[TD]0,15
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]8. Nhiệt trị Kcal/g min
[/TD]
[TD]ASTM-D.240
[/TD]
[TD]9800
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]9. Hàm lượng tro%KL max
[/TD]
[TD]ASTM-D.482/TCVN 2690-95
[/TD]
[TD]0,15
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]10. Cặn cacbon conrdason, %KL max
[/TD]
[TD]ASTM-D.189
[/TD]
[TD]6
[/TD]
[/TR]
[/TABLE]

Bảng 2.6. TCVN 6239:1997- Loại FON[SUP]o[/SUP]3

[TABLE="width: 648, align: center"]
[TR]
[TD]Chỉ tiêu chất lượng sản phẩm
[/TD]
[TD]Phương pháp thử
[/TD]
[TD]Mức quy định
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]1. Khối lượng riêng ở 15 [SUP]o[/SUP]C max
[/TD]
[TD]TCVN 3893-95
[/TD]
[TD]0,991
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]2. Độ nớt động học ở 40 [SUP]o[/SUP]C , cSt max
[/TD]
[TD]ASTM-D.455
[/TD]
[TD]380
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]3. Điểm chớp lửa cốc kín [SUP]o[/SUP]C min
[/TD]
[TD]ASTM-D.93/TCVN 2693-95
[/TD]
[TD]66
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]4. Hàm lượng lưu huỳnh %KL max
[/TD]
[TD]ASTM-D.129
[/TD]
[TD]3,0
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]5. ĐIểm đông đặc [SUP]o[/SUP]C max
[/TD]
[TD]ASTM-D.97/TCVN 3753-95
[/TD]
[TD]+10
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]6. Hàm lượng nước %TT
[/TD]
[TD]ASTM-D.95/TCVN 2692-95
[/TD]
[TD]1,0
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]7. Hàm lượng tạp chất %KL max
[/TD]
[TD]ASTM-D.473
[/TD]
[TD]0,15
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]8. Nhiệt trị Kcal/g min
[/TD]
[TD]ASTM-D.240
[/TD]
[TD]9800
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]9. Hàm lượng tro%KL max
[/TD]
[TD]ASTM-D.482/TCVN 2690-95
[/TD]
[TD]0,35
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]10. Cặn cacbon conrdason, %KL max
[/TD]
[TD]ASTM-D.189
[/TD]
[TD]6
[/TD]
[/TR]
[/TABLE]


2.3. Các yều tố ảnh hưởng đến sự hình thành chất độc hại trong khói lò và các giải pháp khắc phục
2.3.1. Yếu tố ảnh hưởng đến nồng độ chất thải
Trong khói thải của lò đốt thì các chất độc hại đáng quan tâm là bụi, bồ hóng và khí SO[SUB]X[/SUB], ngoài ra thì NO[SUB]X[/SUB] cũng góp một phần đáng kể.
Khí SO[SUB]X [/SUB]có mặt trong khói lò có nguồn gốc từ nhiên liệu. Khi bị đốt cháy thì chúng kết hợp với oxy để tạo ra SO[SUB]2 [/SUB]sau đó khí này có thể chuyển một phần thành SO[SUB]3[/SUB]. Hàm lượng lưu huỳnh trong nhiên liệu càng lớn thì nồng độ SO[SUB]X [/SUB]trong khói thải càng nhiều.
Khí NO[SUB]X [/SUB]được hình thành trong quá trình cháy nhiên liệu từ các hợp chất chứa nitơ và cả nitơ và oxy của không khí ở nhiệt độ cao kết hợp với nhau. Như vậy khi nhiệt độ ngọn lửa càng cao thì nồng độ các chất này càng lớn.
Bụi và bồ hóng được hình thành trong khói lò cũng tương tự như trong động cơ tức là chúng phụ thuộc cả chất lượng nhiên liệu, thiết bị đốt và lò.
2.3.2. Giải pháp nhằm giảm thiểu nồng độ chất độc hại
Qua nghiên cứu yếu tố ảnh hưởng đến việc hình thành các chất độc hại trong khói lò người ta đưa ra các giải pháp nhằm hạn chế nồng độ của nó như sau:
ã Sử dụng các loại nhiên liệu sạch hơn trong quá trình cháy
ã Cải tiến hệ thống đốt cháy nhiên liệu
ã Sử lý làm sạch khí thải trước khi xả vào bầu khí quyển.
2.3.3. Giải pháp liên quan đến nhiên liệu
Như trong phần trước ta đã thấy, dầu FO dùng cho lò công nghiệp hiện nay được lấy từ những phần cặn có chất lượng rất thấp, chúng chứa nhiều lưu huỳnh, nitơ đồng thời nhiều hợp chất aromatic ngưng tụ nhiều vòng, tất cả các chất này đều làm gia tăng nồng độ chất độc hại trong khói thải.
Giải pháp được dùng nhằm giảm thiểu chất độc hại là:
ã Sử dụng nhiên liệu sạnh hơn để thay thế dầu FO
ã Dùng các quá trình chuyển hoá nhằm làm giảm nồng độ các chất không mong
muốn trong dầu FO.
Trong thực tế ngày nay người ta thường sử dụng khí thiên nhiên hoặc khí hoá lỏng để thay thế dầu FO. Các khí này chứa hàm lượng nitơ, lưu huỳnh rất thấp và hầu như không chứa aromatic.
Trong công nghiệp thường sử dụng quá trình HDS để xử lý các hợp chất không mong muốn trong, quá trình này cho phép giảm được hàm lượng nitơ, lưu huỳnh, và aromatic xuống giới hạn cho phép.
2.3.4. Cải thiện hệ thống đốt cháy nhiên liệu
Trong phần trước ta đã thấy nhiên liệu trước khi bị đốt cháy chúng được xé nhỏ thành các hạt sương dầu, từ các hạt sương này chúng bay hơi và trộn lẫn với không khí để được đốt cháy.
Chất lượng của quá trình cháy phụ thuộc rất nhiều vào các thiết bị tạo sương nhiên liệu và cấu tạo của buồng đốt nhằm giúp cho quá trình bay hơi và trộn lẫn được tốt.
Như vậy các thiết bị liên quan đến quá trình đốt cháy nhiên liệu này ảnh hưởng đến nồng độ khói thải trên hai phương diện sau:
2.3.4.1. Tăng nhanh quá trình bốc hơi của nhiên liệu lỏng
Quá trình bay hơi của nhiên liệu phụ thuộc vào nhiệt độ và bề mặt của nhiên liệu tiếp xúc với không khí, khi nhiệt độ cao và bề mặt lớn thì quá trình bay hơi càng nhanh. Để đạt được điều đó ta cần phải duy trì nhiệt độ buồng lửa tương đối cao, tìm cách tối ưu hoá kết cấu miệng phun sương để đảm bảo chất lượng hạt dầu nhỏ và đồng đều.
2.3.4.2. Tăng nhanh quá trình hỗn hợp giữa hạt nhiên liệu và không khí
Để thực hiện yêu cầu này phải tăng nhanh sự khuếch tán hỗn lưu và đối lưu giữa hơi dầu và không khí.
Để đảm bảo dòng phun sương sau miệng phun dễ dàng bắt lửa, cần sử dụng dòng khí chuyển động xoáy tạo thành vùng hồi lưu khói nóng sau miệng phun, với mục đích hút khói nóng vào gốc ngọn lửa để gia nhiệt cho dòng phun sương và phải
qua cơ cấu phân phối gió để điều chỉnh tỷ lệ gió nóng phù hợp.


[TABLE]
[TR]
[TD][TABLE="width: 100%"]
[TR]
[TD]Không Khí
Nóng
[/TD]
[/TR]
[/TABLE]
[/TD]
[/TR]
[/TABLE]


Hình2.1. Cấu tạo buồng đốt.
Ngoài ra khi lò được thiết kế sao cho cường độ hấp thụ nhiệt của lò càng lớn tức nhiệt của quá trình cháy truyền cho chất mang nhiệt (nước, hơi) bằng phương thức nhiệt bức xạ, đối lưu của lò càng nhanh thì nhiệt độ cực đại trong lò càng giảm khi đó sự hình thành khí NOx cũng được hạn chế.
2.3.5.Giảm thiểu bụi và bồ hóng trong khói thải
Thiết bị lọc bụi tĩnh điện Tuỳ theo nồng độ bụi, tính chất vật lý, hoá học của bụi mà chia thành ba mức làm sạch:
ã Làm sạch thô: Chỉ tách được các hạt bụi to (kích thước lớn hơn 100àm).
ã Làm sạch trung bình: Giữ lại được không những các hạt bụi to mà cả bụi trung bình và một phần hạt nhỏ. Nồng độ bụi trong không khí sau khi làm sạch chỉ còn khoảng 50ư100 mg/m[SUP]3[/SUP].
ã Làm sạch tinh: Các hạt bụi nhỏ dưới 10àm cũng được lọc ra tới 60ư99%. Nồng độ bụi còn lại trong không khí sau khi làm sạch là 1ư10mg/m[SUP]3[/SUP]. Có rất nhiều loại thiết bị khác nhau được sử dụng để tách bụi. Khi căn cứ vào nguyên lý hoạt động thì người ta phân thành 3 nhóm:
ã Thiết bị thu tách bụi cơ học: Buồng lắng, cyclone.
ã Thiết bị thu gom bụi ướt: ống Venturi.
ã Thiết bị lọc túi.
Bảng 2.7. Các dạng buồng lắng bụi có tận dụng lực quán tính

[TABLE="align: center"]
[TR]
[TD]Ưu nhược điểm của từng loại thiết bị thu tách bụi Thiết bị
[/TD]
[TD]Ưu điểm
[/TD]
[TD]Nhược điểm
[/TD]
[TD]Phạm vi ứng dụng
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]Buồng lắng
[/TD]
[TD]-Vốn đầu tư thấp
-Chi phí bảo dưỡng thấp
[/TD]
[TD] -Cồng kềnh
-Hiệu quả thấp, chỉ lọc được các hạt bụi có kích thước > 10 àm
[/TD]
[TD]-Thường được ứng dụng trong các nhà máy cũ hoặc các xí nghiệp có công suất thu hồi các bụi có kích thước lớn.
-Lọc sơ bộ trước khi khí được lọc trong các thiết bị lọc túi vải, lọc bụi điện.
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]Cyclone
[/TD]
[TD]-Làm việc được ở môi trường áp suất cao và nhiệt độ cao đến 500°C
-Thu gom được cả hạt bụi có tính mài mòn
-Chế tạo đơn giản, kích thước nhỏ,dễ sửa chữa
-Hiệu suất cao
-Vốn đầu tư không lớn
[/TD]
[TD] -Tổn thất áp suất trong thiết bị tương đối cao.
-Chỉ lọc được các hạt bụi có kích thước >5àm
-Tiêu tốn điện năng
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]Ống Venturi
[/TD]
[TD]-Hiệu suất rất cao
-có thể lọc các hạt bụi có kích thước từ 2-3àm
[/TD]
[TD] -Lưu lượng nước tiêu thụ lớn
-Tiêu hao năng lượng lớn
[/TD]
[TD]-Được ứng dụng để lọc khí thải có hàm lượng lớn, các hạt bụi có kích thước rất nhỏ.



[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]Lọc túi vải
[/TD]
[TD]-Lọc được cả các hạt bụi kim loại có kích thước nhỏ nhất.
-Hiệu suất lớn 98-99%
-Chi phí đầu tư thấp hơn thiết bị lọc bụi tĩnh điện
[/TD]
[TD] -Chi phí bảo dưỡng cao
-Túi lọc dễ bị thủng, ảnh hưởng đến công suất lọc
-Không lọc được khí nóng và có ăn mòn hoá học.
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]Lọc tĩnh điện
[/TD]
[TD]-Hiệu suất làm sạch cao 90-99%
-Năng lương tiêu hao ít
-Có thể tiến hành ở nhiệt độ cao, môi trường ăn mòn hoá học.
[/TD]
[TD]- Kích thước lớn, cồng kềnh.
-Chi phí đầu tư lớn.
[/TD]
[/TR]
[/TABLE]


CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG
Hiện nay, nhiên liệu đốt lò được sử dụng rộng rải trong cuộc sống và trong công nghiệp. Dưới đây là một số ứng dụng của nhiên liệu đốt trong đời sống và trong công nghiệp.
3.1. Một số ứng dụng của than
3.1.1. Trong đời sống
Từ xa xưa, con người đã biết sử dụng than để phục vụ trong sinh hoạt hằng ngày. Lúc trước, nhiên liệu xăng chưa ra đời thì than được dùng để chạy các động cơ chạy bằng than như: xe chạy bằng than, đầu tàu hỏa, các tàu thủy lớn, hay các máy hơi nước, Ngoài ra than được sử dụng để sưởi ấm trong mùa đông, dùng để nướng, đun nấu,
3.1.2. Trong công nghiệp
Ngoài việc dùng để đốt lò ra, than còn có tính chất hấp phụ các chất độc vì thế người ta gọi là than hấp phụ hay than hoạt tính có khả năng giữ trên bề mặt các chất khí, chất hơi, chất tan trong dung dịch. Dùng nhiều trong các máy lọc nước, mặt nạ phòng độc, làm trắng đường,
Trong công nghiệp, than cốc được sử dụng để nung chảy gang như là nhiên liệu không khói chất lượng cao, hay làm chất khử trong ngành luyên kim từ quặng Fe, Than cốc được sử dụng như nhiên liệu trong sản xuất gang, trong công nghiệp hóa chất và luyện kim.
Than có thể dùng làm trong nhà máy nhiệt điện, cung cấp điện năng và giảm chi phí cho các nhà máy sản xuất than chì dùng làm điện cực của pin.
Hiện nay, công nghệ lọc nước sử dụng than hoạt tính rất hiệu quả. Nhưng để đạt được điều này, cần tiến hành một khâu trung gian quan trọng, đó là biến than bùn thành than hoạt tính, vật liệu hấp phụ “kỳ diệu”. Tuy có thể được chế tạo từ nhiều nguồn khác nhau, nhưng than hoạt tính làm từ than bùn vẫn có hiệu quả lọc nước cao hơn cả, đồng thời tài nguyên này ở nước ta lại rất dồi dào.
Than hoạt tính là loại vật liệu có khả năng hấp thụ đặc biệt, nên được sử dụng trong nhiều lĩnh vực, trong đó có việc ứng dụng để xử lý nước sinh hoạt. Than hoạt tính có nhiều dạng: dạng bột, dạng ép, mảnh, sợi ống, . Mỗi loại có một chức năng và có khả năng hấp phụ khác nhau. Than hoạt tính có thể sản xuất từ nguồn nguyên liệu khác nhau như than antraxit, than bitum, gáo dừa, gỗ, xương động vật, sản phẩm dầu mỏ, .
Tuy nhiên, hiệu quả lọc nước của than hoạt tính chế tạo từ than bùn vẫn cao hơn cả. Nguyên nhân là do dạng than hoạt tính này chứa nhiều lỗ kích thước bé và kích thước lớn, vì vậy, nó có thể hấp phụ các chất hữu cơ phân tử bé cũng như phân tử lớn.
Để có thể xử lý nước sinh hoạt có hiệu quả, phương pháp truyền thống được áp dụng trên thế giới là lắng và lọc. Phương pháp lắng, lọc được cải tiến khi áp dụng công nghệ mới là than hoạt tính dạng hạt và dạng bột đã mang lại hiệu quả kinh tế cao.
3.2. Một số ứng dụng của trấu
Trong cuộc sống, trấu được ứng dung rộng rải trong đun nấu, ủ rượu (rượu cần), dùng để trộn vào phân sinh học bón cho cây trồng,
Ngoài ra, trấu còn được sử dung làm nhiên liệu trong một số lò đốt công nghiệp để tạo ra hơi nhằm phục vụ cho một số mục đích như: Sấy, hấp, thong rửa các đường ống, tiệt trùng trong y tế,
3.3. Một số ứng dụng của dầu
3.3.1. Trong đời sống
Trong đời sống, dầu đốt cũng là nguồn năng lượng chủ yếu vì dễ sử dụng, nhiệt lượng cao, hầu như không khói, Ở các nước châu âu, người ta thường dùng dầu đốt để sưởi ấm. Bao gồm cả các loại dầu giống như diezen và diezen (DO), dầu hoả (KO), . khi chúng được sử dụng làm nhiên liệu để đốt lò (lò đốt dạng bay hơi, dạng ống khói hoặc lò đốt gia đình).
Dầu DO thường được dùng để chạy các động cơ đốt trong như: động cơ xe tải, đông cơ xe nông nghiệp, động cơ tàu thủy (cỡ vừa và nhỏ), máy phát điện, . để phục vụ trong đời sống và trong sinh hoạt hằng ngày.
Ở nước ta, thời tiết không khắc nghiệt như châu âu nên việc dùng dầu đốt để sưởi ấm là rất ít, chủ yếu là dùng để thắp sáng. Một trong những nhiên liệu lỏng được chưng cất từ dầu khí thường được sử dụng để thắp sáng là dầu KO (Kerosen Oil), dầu KO phù hợp cho những đèn thắp sáng trong gia đình, ngoài ra KO cũng được dùng cho các loại đèn dầu đặc biệt như đèn tín hiệu đường sắt, đèn hải đăng, đèn thắp sáng cho những loại tàu nhỏ,
Dầu FO không được sử dụng phổ biến trong đời sống nên nó chỉ được sử dụng trong công nghiệp năng lượng và dùng để chạy các động cơ đốt trong lớn như tàu thủy là chủ yếu.
3.3.2. Trong công nghiệp
Trong công nghiệp, dầu FO được dùng làm nhiên liệu đốt lò trong các nhà máy dùng nồi hơi, các lò nung, các nhà máy sản xuất thép, chạy các động cơ đốt trong cỡ lớn như tàu thủy, Ngoài ra, dầu FO được sử dụng rộng rãi trong các nhà máy công nghiệp như; Nhà máy lọc dầu, nhà máy đường, nhà máy xi măng, Được thể hiện ở hình 3.1.

Hình 3.1. Lò hơi sử dụng nhiên liệu đốt FO














TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. TS.Phan Tử Bằng (2002), Giáo trình hóa học dầu mỏ và khí tự nhiên, Nhà xuất bản Giao thông vận tải.
[2]. Kiều Đình Kiểm (1999), Các sản phẩm và hóa dầu, NXB Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội.
[3]. Th.s Lê Thị Mỹ Nhân (2011), Giáo trình sản phẩm dầu mỏ, Trường cao đẳng nghề KTCN Dung Quất.
[4]. PGS.TS Đinh Thị Ngọ (2001), Hóa học dầu mỏ và khí, NXB Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội.
[5]: PGS.TS Đinh Thị Ngọ (2006), Công nghệ chế biến dầu khí, NXB Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội.
[6]. http//www.***********.
[7]. http//www.trangquynh.net.

























MỤC LỤC
Phần mục Trang
LỜI CẢM ƠN
LỜI MỞ ĐẦU 1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN . 2
1.1. Giới thiệu chung về nhiên liệu đốt lò 2
1.2. Thành phần hóa học và các nguồn thu nhiên liệu đốt lò từ dầu mỏ . 5
1.2.1. Các nguồn thu nhiên liệu đốt lò 5
1.2.2. Thành phần hóa học của nhiên liệu đốt lò 7
1.3. Phân loại nhiên liệu đốt lò 10
1.3.1. Nhiên liệu đốt lò gia đình (FO nhẹ) . 10
1.3.2. Nhiên liệu đốt lò nặng (FO nặng) . 11
1.3.3. Lò đốt sử dụng than 12
1.3.4. Lò đốt sử dụng trấu . 17
1.3.5. Lò hơi sử dụng nhiệt thải . 19
1.3.6. Lò đốt sử dụng dầu . 20
1.4. Sơ lược về quá trình đốt cháy nhiên liệu lỏng trong lò đốt . 22
1.4.1. Một số khái niệm cơ bản về quá trình đốt cháy . 22
1.4.2. Thiết bị đốt nhiên liệu 24
CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP NGUYÊN CỨU 29
2.1.Các chỉ tiêu chất lượng của nhiên liệu đốt lò . 29
2.1.1 Nhiệt trị . 29
2.1.2 Hàm lượng lưu huỳnh(S) 30
2.1.3. Độ Nhớt 31
2.1.4. Nhiệt độ bắt cháy 31
2.1.5. Độ bay hơi . 32
2.1.6. Điểm đông đặc và điểm sương 32
2.1.7 Cặn cacbon . 33
2.1.8 Hàm lượng tro . 33
2.1.9. Nước và tạp chất cơ học . 34
2.2. Phân loại và các yêu cầu kỹ thuật . 34
2.2.1. Phân loại theo tiêu chuẩn kỹ thuật của Nga . 34
2.2.2. Phân loại theo tiêu chuẩn của Mỹ 36
2.2.3 phân loại theo tiêu chuẩn Việt Nam . 38
2.3.Các yều tố ảnh hưởng đến sự hình thành chất độc hại trong khói lò và các giải pháp khắc phục 40
2.3.1.Yếu tố ảnh hưởng đến nồng độ chất thải 40
2.3.2. Giải pháp nhằm giảm thiểu nồng độ chất độc hại 40
2.3.3. Giải pháp liên quan đến nhiên liệu 40
2.3.4. Cải thiện hệ thống đốt cháy nhiên liệu 41
2.3.5.Giảm thiểu bụi và bồ hóng trong khói thải 42
CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG 44
3.1. Một số ứng dụng của than . 44
3.1.1. Trong đời sống 44
3.1.2. Trong công nghiệp 44
3.2. Một số ứng dụng của trấu . 45
3.3. Một số ứng dụng của dầu 45
3.3.1. Trong đời sống 45
3.3.2. Trong công nghiệp 46
KẾT LUẬN 47
TÀI LIỆU THAM KHẢO . 48