Quy trình xử lý nước cấp lò hơi bằng hệ thống RO và khử khoáng

Trong các hệ thống lò hơi công nghiệp, nước cấp đóng vai trò cực kỳ quan trọng vì nó ảnh hưởng trực tiếp đến tuổi thọ thiết bị, mức tiêu hao nhiên liệu và an toàn vận hành. Tuy nhiên, nguồn nước thông thường thường chứa nhiều tạp chất, khoáng chất hòa tan và ion kim loại có thể gây đóng cặn, ăn mòn và hỏng hóc thiết bị nếu không được xử lý đúng cách. Chính vì vậy, quy trình xử lý nước bằng hệ thống RO (Reverse Osmosis) kết hợp khử khoáng đang là giải pháp tối ưu được nhiều doanh nghiệp áp dụng để đảm bảo hiệu suất và độ bền cho lò hơi.

Tác hại nghiêm trọng khi sử dụng nước chưa xử lý trong lò hơi

Nếu sử dụng nước giếng khoan, nước máy hoặc nước bề mặt chưa qua xử lý để cấp cho lò hơi, rất dễ xảy ra tình trạng hình thành cặn đá vôi, ăn mòn kim loại, gây nổ cục bộ hoặc làm giảm khả năng trao đổi nhiệt. Những hiện tượng này không chỉ khiến lò hơi tiêu tốn nhiều nhiên liệu hơn mà còn làm tăng tần suất bảo trì và rút ngắn tuổi thọ của toàn bộ hệ thống.

Ngoài ra, các ion như canxi, magie, natri hoặc clo khi bốc hơi sẽ để lại lớp muối bám chắc trên thành ống dẫn và bề mặt trao đổi nhiệt. Lâu ngày, lớp cặn này trở thành chất cách nhiệt, khiến hiệu suất lò hơi sụt giảm nghiêm trọng, làm tăng chi phí vận hành và thậm chí có thể gây nổ do nhiệt không được thoát ra kịp.

Hệ thống RO và khử khoáng là giải pháp xử lý nước toàn diện cho lò hơi

Hệ thống lọc RO hoạt động dựa trên nguyên lý thẩm thấu ngược, sử dụng màng lọc bán thấm có kích thước siêu nhỏ để loại bỏ đến 95–99% tạp chất hòa tan, vi khuẩn, virus và kim loại nặng trong nước. Nước sau lọc RO đạt độ tinh khiết cao, thích hợp làm nguồn cấp cho hầu hết các loại lò hơi, từ lò hơi công suất nhỏ đến nồi hơi tầng sôi hoặc lò dầu tải nhiệt công nghiệp.

Tuy nhiên, để đạt được chất lượng nước tối ưu cho những hệ thống hơi yêu cầu khắt khe hơn, cần kết hợp với bộ khử khoáng (Deionization hoặc Mixed-bed Resin). Thiết bị này có khả năng loại bỏ hoàn toàn các ion hòa tan còn sót lại sau quá trình lọc RO, đặc biệt là ion natri và silica – những chất có thể gây ăn mòn và tạo màng trong nồi hơi.

Bộ đôi RO + khử khoáng đảm bảo nguồn nước cấp có độ dẫn điện cực thấp (dưới 1 μS/cm), giảm thiểu nguy cơ hình thành cặn và ăn mòn, đồng thời giúp lò hơi vận hành ổn định trong thời gian dài mà không cần súc rửa thường xuyên.

>>>Tham khảo thêm: Lò hơi đốt viên nén

Các bước cơ bản trong quy trình xử lý nước cấp bằng RO và khử khoáng

Quy trình xử lý nước cấp lò hơi bằng hệ thống RO kết hợp khử khoáng được thiết kế với nhiều công đoạn chặt chẽ nhằm đảm bảo nước đầu vào đạt chất lượng cao nhất. Dưới đây là các bước xử lý phổ biến được ứng dụng tại các nhà máy công nghiệp hiện nay:

1. Tiền xử lý nước thô

Giai đoạn này nhằm loại bỏ những tạp chất lơ lửng có kích thước lớn như đất, cát, sỏi, rong rêu hoặc sắt kết tủa có trong nước giếng khoan hoặc nước sông. Hệ thống sử dụng các thiết bị như:

• Bộ lọc đa tầng (Multi-media filter): sử dụng lớp cát thạch anh, than hoạt tính, sỏi lọc để loại bỏ cặn bẩn và chất hữu cơ.

• Thiết bị làm mềm (Water Softener): sử dụng nhựa trao đổi ion cation để loại bỏ canxi và magie – hai tác nhân chính gây đóng cặn trong đường ống và nồi hơi.

Quá trình tiền xử lý này rất quan trọng vì nếu không được loại bỏ từ đầu, các tạp chất sẽ nhanh chóng gây nghẹt màng RO hoặc ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý ion ở các bước sau.

2. Lọc qua màng RO (Reverse Osmosis)

Nước sau tiền xử lý sẽ được bơm áp cao qua màng RO – nơi diễn ra quá trình thẩm thấu ngược. Màng lọc RO có cấu trúc rất tinh vi, chỉ cho phép các phân tử nước đi qua, trong khi giữ lại đến 95–99% các chất hòa tan, kim loại nặng, muối, vi khuẩn và virus.

Ưu điểm nổi bật của giai đoạn này là:

• Sản phẩm nước tinh khiết, có độ dẫn điện thấp.

• Giảm gần như toàn bộ độ cứng, giúp hạn chế tối đa việc đóng cặn và ăn mòn thiết bị lò hơi.

• Hoạt động hoàn toàn tự động, dễ tích hợp vào dây chuyền cấp nước công nghiệp.

3. Giai đoạn khử khoáng (Deionization hoặc Mixed-bed Resin)

Sau khi qua màng RO, nước vẫn còn tồn tại một lượng nhỏ các ion như natri, kali, silica,… đặc biệt nguy hiểm đối với các thiết bị hoạt động ở nhiệt độ và áp suất cao. Đó là lý do bước khử khoáng ra đời để tinh lọc tuyệt đối nguồn nước.

• Khử khoáng bằng cột nhựa trao đổi ion: dùng resin cation và anion để loại bỏ tất cả các ion mang điện tích.

• Hệ thống mixed-bed: kết hợp cả hai loại resin trong cùng một bình, cho kết quả nước đạt độ tinh khiết cao, độ dẫn điện có thể dưới 1 µS/cm.

Nước sau khử khoáng thích hợp cho cả những hệ thống nồi hơi tầng sôi, lò dầu tải nhiệt hay các thiết bị sử dụng hơi trong ngành thực phẩm, dược phẩm và điện tử.

4. Lưu trữ và phân phối nước thành phẩm

Sau khi đạt chuẩn, nước được chứa trong bồn inox kín, tránh tiếp xúc với ánh sáng hoặc bụi bẩn để giữ nguyên độ tinh khiết. Hệ thống đường ống phân phối sẽ đưa nước đến bồn cấp lò hơi, kết hợp với bơm định lượng và van điều áp nhằm đảm bảo lưu lượng và áp suất ổn định khi vận hành.

Hệ thống cũng được trang bị cảm biến theo dõi độ dẫn điện, áp lực và lưu lượng, giúp kỹ sư dễ dàng kiểm soát chất lượng nước mọi lúc.

>>>Tham khảo thêm: Lò hơi đốt trấu

Tác động tích cực đến hiệu suất và độ bền của lò hơi

Một hệ thống xử lý nước cấp tốt không chỉ đơn thuần làm sạch nước, mà còn trực tiếp nâng cao hiệu suất hoạt động và độ bền cho toàn bộ hệ thống lò hơi. Khi nước không còn ion gây cặn hay chất ăn mòn, quá trình truyền nhiệt diễn ra nhanh chóng và ổn định, hơi sinh ra đều và đủ áp suất. Kết quả là:

• Giảm tiêu hao nhiên liệu từ 5–15% so với lò hơi dùng nước chưa xử lý.

• Kéo dài tuổi thọ thiết bị nhờ hạn chế đóng cặn và ăn mòn thành ống.

• Tiết kiệm chi phí bảo trì, vệ sinh và thay thế linh kiện.

Đây là yếu tố sống còn đối với các nhà máy sản xuất 24/7 hoặc ngành có quy trình nhiệt nghiêm ngặt như hóa chất, dược phẩm, chế biến thực phẩm…