Lịch sử phát triển công nghệ tầng sôi là câu chuyện được kể qua nhiều thập kỷ bởi các nhà nghiên cứu tâm huyết trong lĩnh vực. Cho đến nay, kết quả ấy được ứng dụng rất phổ biến trong nhiều lĩnh vực đặc biệt là lò hơi công nghiệp. Sự ra đời của lò hơi ứng dụng công nghệ tầng sôi đã thay đổi cục diện vấn đề về môi trường và khả năng thích ứng nhiều loại nhiên liệu khác nhau. Từ đó đem đến sự tối ưu trong bài toán kinh tế vốn đã làm nhiều chủ doanh nghiệp phải đau đầu.
Bài viết này, Hải Âu Việt tóm tắt lịch sử phát triển lò hơi tầng sôi qua từng giai đoạn, giúp bạn có cái nhìn tổng quan nhất về hệ thống lò hơi ứng dụng công nghệ tiên tiến này.
Các Giai Đoạn Lịch Sử Phát Triển Lò Tầng Sôi
Khởi Nguồn Của Công Nghệ Tầng Sôi (1920-1940)
Hiện nay công nghệ tầng sôi được ứng dụng phổ biến trong lĩnh vực lò hơi công nghiệp, tuy nhiên cội nguồn hình thành của công nghệ này lại bắt đầu từ lĩnh vực hóa chất cụ thể là ở nước Đức.
Đầu thế kỷ XX, các nhà máy hóa than ở Đức cần một cách làm khí hóa mới để tạo ra khí tổng hợp phục vụ sản xuất hiệu quả hơn. Lúc này kỹ sư Fritz Winkler phát hiện khi thổi các dòng khí từ phía dưới lên xuyên qua các lớp vật liệu nền, các hạt này sẽ chuyển động xáo trộn mọi thứ có trong buồng làm và từ đó quá trình cháy đạt hiệu quả hơn. Hiện tượng này sau đó được đặt tên là hiện tượng tầng sôi.
Từ ý tưởng đó ông đã phát minh ra máy phát khí tầng sôi đầu tiên vào 1920 đến năm 1926 lò khí hóa than sử dụng công nghệ này được đưa vào vận hành tại nhà máy của BASF ở Leuna.
Từ thập niên 1930, công nghệ này được ứng dụng thêm sang các lĩnh vực khác như tinh chế kim loại. Năm 1942, công nghệ này được thương mại đầu tiên ở Mỹ chứng tỏ khả năng ứng dụng thành công ở quy mô công nghiệp của công nghệ này.
Nghiên Cứu Chuyên Sâu ( Thập Niên 1960)
Bước ngoặc xảy ra vào năm 1960 khi kỹ sư Douglas Elliott (Anh) đề xuất đốt cháy nhiên liệu trực tiếp thay vì chỉ sử dụng để khí hóa trong nhiều thập kỷ trước. Điểm then chốt trong ý tưởng này là đặt các ống trao đổi nhiệt ngay trong hoặc phía trên buồng đốt, nhờ sự di chuyển liên tục khiến nhiệt độ truyền đi rất nhanh.
Ý tưởng này được giới chức ngành năng lượng của Anh đặc biệt quan tâm và tài trợ phát triển ứng dụng vào lò hơi công nghiệp. Cùng thời điểm nghiên cứu chuyên sâu về công nghệ tầng sôi cũng được diễn ra ở Mỹ và các nhà nghiên cứu phát hiện công nghệ này giúp phát tán ít khí thải NOx và hoàn toàn có thể bổ sung đá vôi để khử SO2 dễ dàng.
Phát Triển Vượt Trội Nhờ Khủng Hoảng Môi Trường (Thập Niên 1970-1980)
Đây là giai đoạn mà công nghệ tầng sôi ghi nhận sự phát triển vượt trội nhất.
Bắt nguồn từ hai cuộc khủng hoảng giá nhiên liệu cụ thể là dầu mỏ. Chính vì điều này buộc nhiều nhà máy quay lại sử dụng than và đồng nghĩ phát thải nhiều khí độc ô nhiễm môi trường hơn.
Lúc này, Mỹ đầu tư mạnh cho lò đốt áp suất khí quyển (AFBC) và chạy thử nghiệm đầu tiên tại Virginia vào năm 1980. Song song với đó công nghệ cũng đã mở rộng khả năng đốt đa nhiên liệu bằng cách thử nghiệm thành công nhà máy công suất 10 tấn/giờ đốt nhiên liệu trấu đầu tiên tại Ấn Độ
Thương Mại Hóa (Sau 1980 Đến Nay)
Sau nhiều năm nghiên cứu,đến năm 1979 lò tầng sôi tuần hoàn đầu tiên được đưa vào vận hành tại Phần Lan với mục đích ban đầu là dùng dầu thay thế than bùn trong hệ thống lò hơi đã có sẵn trước đó.
Cùng lúc đó ở Đức, kỹ sư Lurgi cũng phát triển công nghệ tầng sôi cho riêng mình và đến năm 1982 công nghệ này được ứng dụng phổ biến trong ngành lò hơi
Cho đến nay công nghệ tầng sôi được phát triển gồm 02 dòng chính:
- Tầng sôi có áp suất bằng áp suất khí quyển
- Tầng sôi có áp suất cao hơn áp suất khí quyển
Song song với tình hình nhiên liệu hóa thạch có biến động phức tạp và nhiều quy định khí thải ra đời, lò tầng sôi được phát triển để đốt được đa nhiên liệu trong đó chủ yếu là tận dụng nhiên liệu sinh khối
Lò Hơi Tầng Sôi Tại Việt Nam
Trong những năm gần đây, lò hơi tầng sôi được nhiều doanh nghiệp tại Việt Nam quan tâm vì tình nhiên liệu biến động mạnh, quy định khí thải khắc khe hơn và đáp ứng nhu cầu sản xuất xanh của các đối tác toàn cầu.
Công nghệ tầng sôi du nhập vào Việt Nam dần thế chân cho các công nghệ truyền thống như lò hơi ghi xích, lò đốt nhiên liệu hóa thạch khác. Lò hơi áp dụng công nghệ tầng sôi đã cải thiện rõ rệt hiệu suất lẫn khả năng giảm phát thải khiến loại lò này càng được ưa chuộng tại Việt Nam.
Một trong những lợi thế khiến lò tầng sôi phát triển nhanh tại Việt Nam chính là khả năng đốt đa nhiên liệu, đốt tốt các nhiên liệu sinh khối trong khi Việt Nam là một nước đi lên từ nền kinh tế Nông-Lâm-Ngư nghiệp nên phế phẩm sau sản xuất khá đa dạng, giá thành thấp. Từ đó giảm đáng kể chi phí nhiên liệu.
Lò tầng sôi được ứng dụng đa dạng trong các lĩnh vực từ dệt nhuộm, chế biến thực phẩm, sản xuất giấy,…. Loại lò tầng sôi tuần hoàn hiện ghi nhận mức phổ biến nhất tại Việt Nam.
Kết Luận
Nhìn lại lịch sử phát triển lò tầng sôi ta thấy mỗi giai đoạn đều xuất phát từ những nhu cầu bức thiết của thực tiễn sản xuất. Trải qua cả một thế kỷ phát triển các nhà kỹ sư đã để lại những thành quả giúp cải tiến hiệu quả sản xuất. Đây sẽ là sự lựa chọn cho nhiều doanh nghiệp trên cả thế giới trong đó có Việt Nam. Nếu nhà máy của bạn đang cân nhắc đầu tư hoặc nâng cấp hệ thống có thể liên hệ Hải Âu Việt để tham vấn ý kiến từ các kỹ sư nhiều năm kinh nghiệm.
