Bối cảnh & bài toán
Nhà máy muốn nâng tỉ lệ thay thế nhiên liệu trong calciner. Ngoài 6 tấn than mỗi giờ, calciner nhận trấu,
rác thải rắn, giày da phế thải và chất thải lỏng — khoảng 27,5 tấn nhiên liệu thay thế mỗi giờ, nhiều mảnh
tới 80 mm. Nhiên liệu thô như vậy chỉ cháy hết khi rơi vào vùng đủ nhiệt độ, đủ O₂ và lưu đủ lâu; nếu cấp sai vị trí, CO tăng, nhiên liệu chưa cháy rơi ngược xuống lò và mức canxi hóa của bột liệu giảm.
Cách tiếp cận
- Mô hình 3D calciner từ cửa ra lò (khói lò 1.150°C) tới trước cyclone C5, gồm ống gió cấp ba 955°C từ
máy làm nguội, bột liệu từ C4 (300 tấn/giờ, 800°C), hai điểm cấp than và các máng cấp nhiên liệu thay thế.
- Mô hình đa pha: khí cùng hạt than, trấu, rác thải rắn, giày da, chất thải lỏng và bột liệu; cháy nhiên
liệu và động học canxi hóa CaCO₃ theo các công bố khoa học (Nakhaei 2018; Mikulčić 2012).
- Hiệu chỉnh theo vận hành: nhiệt độ và mức canxi hóa lệch số đo nhà máy tối đa 15%, nên mọi phương án
được so sánh với hiện trạng trên cùng mô hình.
- Ba vòng so sánh phương án theo cùng một bộ tiêu chí (thời gian lưu chất rắn, hiệu suất cháy, mức canxi hóa, CO, tổn
thất áp, độ khó cải tạo): 6 phương án dòng chảy, 2 phương án dời máng cấp, và phương án 7 — ống nối gió
cấp ba mới vào buồng theo hướng tiếp tuyến kiểu cyclone, máng cấp bố trí lại ở nguyên cao độ.
Kết quả
- Hiện trạng: vùng chết lớn phía trên cửa gió cấp ba; khói lò và gió cấp ba trộn kém nên O₂ phân tầng,
CO tập trung ở vùng thiếu O₂ sát thành; 13,2% chất rắn rơi ngược xuống ống khói lò.
- Phương án 7 được chọn: độ xoáy trong buồng +30,5%, mức canxi hóa tại cửa vào C5 +16,6%,
CO −24,9%, hiệu suất cháy của loại nhiên liệu thay thế cháy kém nhất +5,5%, chất rắn rơi
xuống ống khói lò còn 0,1%, tổn thất áp toàn phần −27,6%.
- Thời gian lưu của than, rác thải rắn và giày da ngắn hơn 16–20% (trấu dài hơn 28%), nhưng nhờ trộn tốt
hơn nên nhiên liệu cháy và bột liệu canxi hóa nhiều hơn hiện trạng.
Lợi ích mang lại
Với cùng lượng nhiên liệu, CO thấp hơn giúp nhà máy có dư địa nâng tỉ lệ thay thế nhiên liệu mà vẫn giữ CO ở mức
vận hành hiện nay. Tổn thất áp giảm có thể tiết kiệm tới 32% điện năng quạt cho riêng phần calciner, nếu quạt
ID giữ được điểm làm việc hiệu quả nhất.
