Làm mềm nước cấp lò hơi là gì?

Nước cấp lò hơi nếu không được xử lý đúng cách có thể chứa đựng các khoáng chất hòa tan, đặc biệt là các ion Canxi (Ca²⁺) và Magie (Mg²⁺), gây ra hiện tượng nước cứng. Khi nước cứng được gia nhiệt trong lò hơi, các ion này có xu hướng kết tủa và bám trên bề mặt truyền nhiệt, tạo thành lớp cáu cặn cứng đầu. Lớp cặn này không chỉ làm giảm đáng kể hiệu suất truyền nhiệt, dẫn đến lãng phí năng lượng, mà còn có thể gây ra quá nhiệt cục bộ, hư hỏng vật liệu lò hơi, tắc nghẽn đường ống và làm giảm tuổi thọ của toàn bộ hệ thống. Cùng ETM tìm hiểu khái niệm và quy trình làm mềm nước cấp lò hơi trong nội dung dưới đây!

Làm mềm nước cấp lò hơi là gì?

Làm mềm nước cấp lò hơi là quá trình xử lý nước nhằm loại bỏ các ion Canxi (Ca²⁺) và Magie (Mg²⁺) – nguyên nhân chính gây ra độ cứng – trước khi đưa vào hệ thống lò hơi. Mục đích chính của việc này là ngăn chặn sự hình thành cặn bám trên bề mặt truyền nhiệt và đường ống, đồng thời giảm thiểu nguy cơ ăn mòn thiết bị.

Khi nước cứng tiếp xúc với nhiệt độ cao trong lò hơi, các ion Ca²⁺ và Mg²⁺ kết hợp với nhau tạo thành cặn khoáng như CaCO₃ hoặc Mg(OH)₂. Lớp cặn này không chỉ làm giảm hiệu suất truyền nhiệt, dẫn đến tiêu hao nhiên liệu mà còn có thể gây quá nhiệt cục bộ, dẫn đến nứt vỡ đường ống hoặc thậm chí nổ lò. Ngoài ra, các ion kim loại nặng như Sắt (Fe³⁺) trong nước cứng còn thúc đẩy quá trình ăn mòn điện hóa, làm giảm tuổi thọ thiết bị.

Hệ thống làm mềm nước lò hơi thường hoạt động dựa trên phương pháp trao đổi ion. Nước cứng được bơm vào cột lọc chứa hạt nhựa trao đổi ion, tại đây các ion Ca2+ và Mg2+ sẽ được thay thế bằng ion natri (Na+) hoặc kali (K+). Sau một thời gian sử dụng, hạt nhựa sẽ bị bão hòa và cần được tái sinh bằng dung dịch muối tinh khiết để khôi phục khả năng trao đổi ion.

Lợi ích của việc làm mềm nước cấp lò hơi

• Giảm thiểu cặn và ăn mòn: Loại bỏ các ion gây độ cứng giúp ngăn chặn sự tích tụ cặn trên bề mặt lò hơi, giảm thiểu rủi ro hỏng hóc và tăng tuổi thọ thiết bị.
• Tăng hiệu suất truyền nhiệt: Nước mềm giúp tăng hiệu suất truyền nhiệt của lò hơi, giảm tiêu thụ năng lượng và chi phí vận hành.
• Bảo vệ thiết bị: Ngăn ngừa sự hình thành cặn và ăn mòn, giúp bảo vệ các bộ phận bên trong lò hơi và giảm chi phí bảo trì.

Nước cấp cho lò hơi cần có độ cứng dưới 5 ppm để đảm bảo hoạt động an toàn và hiệu quả. Việc làm mềm nước không chỉ giúp đạt được tiêu chuẩn này mà còn góp phần giảm thiểu rủi ro về sự cố kỹ thuật và tăng cường hiệu suất của lò hơi

Các phương pháp làm mềm nước cấp lò hơi

Để xử lý độ cứng, phương pháp phổ biến nhất là trao đổi ion bằng hạt nhựa cation. Quy trình này dựa trên nguyên lý thay thế ion Ca²⁺ và Mg²⁺ trong nước bằng ion Na⁺ từ hạt nhựa cation. Hạt nhựa sau khi bão hòa sẽ được tái sinh bằng dung dịch muối NaCl đậm đặc để khôi phục khả năng trao đổi ion. Phương pháp này cho hiệu suất loại bỏ độ cứng lên đến 95% và phù hợp với quy mô công nghiệp nhờ chi phí vận hành thấp.

Một giải pháp khác là kết tủa hóa học, sử dụng hóa chất như NaOH hoặc Na₂CO₃ để chuyển ion Canxi và Magie thành dạng kết tủa không tan, sau đó lọc bỏ. Tuy nhiên, phương pháp này tạo ra lượng bùn thải đáng kể và đòi hỏi hệ thống lọc phức tạp, thường chỉ áp dụng cho nguồn nước có độ cứng đặc biệt cao.

Sau khi làm mềm, nước cấp lò hơi cần đạt các tiêu chuẩn kỹ thuật như độ cứng tổng không vượt quá 0.03 mg/L, pH duy trì trong khoảng 8.5–10.5 (tùy áp suất lò), và hàm lượng oxy hòa tan dưới 0.02 mg/L để hạn chế ăn mòn.

Hệ thống làm mềm điển hình bao gồm cột trao đổi ion (làm từ composite hoặc inox), bồn chứa muối tái sinh, thiết bị điều khiển tự động và hệ thống lọc bổ sung. Tích hợp đồng hồ đo độ cứng và bơm định lượng hóa chất cũng là phương pháp giúp tối ưu hóa quá trình vận hành.

Lợi ích lớn nhất của quá trình làm mềm nước cấp lò hơi là tiết kiệm năng lượng, giảm 10–25% nhiên liệu nhờ ngăn cặn cách nhiệt. Đồng thời, hệ thống cũng đảm bảo an toàn vận hành, giảm nguy cơ sự cố và kéo dài tuổi thọ thiết bị. Khi thiết kế hệ thống, cần tính toán kỹ lưỡng dựa trên lưu lượng nước và độ cứng đầu vào, kết hợp với các công đoạn xử lý bổ sung như khử oxy hoặc khử khoáng nếu cần nước siêu tinh khiết. Vệ sinh định kỳ hạt nhựa và kiểm tra nồng độ muối tái sinh cũng là yếu tố then chốt để duy trì hiệu quả lâu dài.

Lời kết

Nếu Quý khách đang tìm kiếm tổng thầu EPC về xử lý nước thải, nước cấp, khí thải nói chung, làm mềm nước cấp lò hơi nói riêng, hãy liên hệ ngay với ETM qua hotline 0923 392 868 để được tư vấn miễn phí và nhận báo giá ngay trong thời gian sớm nhất!