Bộ lọc túi vải (bag filter) là thiết bị giữ bụi trong khí thải bằng các túi vải lọc chuyên dụng: khí bẩn đi qua vải, bụi bám lại trên bề mặt túi và được giũ định kỳ xuống phễu chứa. Bài viết này nói về bộ lọc bụi khí thải lò hơi, không phải túi lọc dùng trong xử lý nước.
Bộ lọc túi vải là gì?
Bộ lọc túi vải là thiết bị lọc bụi khô dùng vải lọc làm vật liệu chính. Thiết bị này còn được gọi là lọc bụi túi vải, lọc bụi tay áo, bag filter hoặc baghouse. Tất cả đều chỉ cùng một nguyên lý: dòng khí xuyên qua vải, còn bụi bị giữ lại.
Trong hệ thống lò hơi, thiết bị lọc bụi túi vải nằm ở cuối đường xử lý khói, trước quạt hút và ống khói. Thứ tự thường gặp là: buồng đốt, bề mặt trao đổi nhiệt, bộ hâm nước hoặc bộ sấy không khí, cyclone, bộ lọc túi vải, quạt hút, rồi tới ống khói lò hơi.
Cyclone thu phần bụi thô và chặn tàn lửa, còn túi vải xử lý phần bụi mịn còn lại. Nhờ cách ghép này, nồng độ bụi đo tại ống khói mới đủ thấp để đạt quy chuẩn khí thải. US EPA liệt kê lò hơi đốt than công nghiệp và thương mại trong nhóm ứng dụng điển hình của lọc túi vải giũ bụi bằng xung khí nén
Cấu tạo bộ lọc bụi túi vải gồm những bộ phận nào?
Một bộ lọc bụi túi vải gồm phần vỏ chia buồng, phần lọc, hệ giũ bụi và hệ thu xả bụi. Bảng dưới tóm tắt chức năng từng bộ phận.
| Bộ phận | Chức năng | Lưu ý khi chọn |
| Vỏ buồng lọc | Chia buồng khí bẩn (dưới) và buồng khí sạch (trên) | Kín khí, chịu được áp âm của quạt hút; bảo ôn khi khói dễ ngưng tụ |
| Bản treo túi (tube sheet) | Tấm đục lỗ để treo túi, ngăn hai buồng | Lỗ phải khít miệng túi, tránh khói bẩn lọt sang buồng sạch |
| Túi lọc | Giữ bụi trên bề mặt vải | Chọn vải theo nhiệt độ, độ ẩm, thành phần khói (xem mục 5) |
| Khung xương túi (lồng túi) | Giữ túi không bị bẹp khi khí đi từ ngoài vào | Không gỉ, không có gờ sắc làm rách túi |
| Hệ giũ bụi | Bình khí nén, van điện từ, van xung, ống thổi, bộ điều khiển | Khí nén phải khô và sạch dầu |
| Phễu chứa và van xả bụi | Gom bụi rơi xuống, xả ra ngoài qua van xoay | Không để bụi đầy phễu chạm đáy túi |
| Đồng hồ chênh áp, cửa thăm | Theo dõi trạng thái túi, kiểm tra và thay túi | Đặt ở vị trí dễ quan sát khi đi ca |
Nguyên lý hoạt động của lọc bụi túi vải
Lọc bụi túi vải hoạt động theo hai pha xen kẽ: pha lọc giữ bụi trên vải và pha giũ bụi làm sạch túi. Hiệu quả của thiết bị phụ thuộc vào việc giữ cân bằng giữa hai pha này.
Quá trình lọc và vai trò của lớp bánh bụi
Khói bẩn vào buồng dưới, đi xuyên qua vải từ ngoài vào trong túi rồi lên buồng khí sạch. Bụi bị giữ lại trên mặt ngoài túi và dần tạo thành một lớp gọi là bánh bụi (dust cake). Chính lớp bánh bụi này giúp giữ được các hạt rất mịn, nên túi đã qua vài chu kỳ thường lọc tốt hơn túi mới.
Bánh bụi càng dày thì chênh áp qua túi càng tăng, quạt hút càng phải làm việc nặng. Vì vậy túi cần được giũ định kỳ để giữ chênh áp trong dải thiết kế. Theo US EPA, chênh áp của lọc túi vải giũ bằng xung khí nén thường nằm trong khoảng 100 đến 250 mm cột nước, tương đương khoảng 1.000 đến 2.500 Pa.
Các cách giũ bụi: xung khí nén, rung cơ học, thổi ngược
- Xung khí nén (pulse-jet): van xung phun một luồng khí nén ngắn vào miệng túi, làm túi phồng đột ngột và bụi rơi xuống phễu. Thiết bị giũ được khi đang chạy, không cần cách ly buồng lọc, nên phổ biến nhất cho lò hơi.
- Rung cơ học (shaker): cơ cấu rung lắc túi để bụi rơi. Thường phải cách ly từng buồng khi giũ.
- Thổi ngược (reverse air): thổi dòng khí ngược chiều lọc để bụi bong ra. Hay gặp ở hệ thống lớn, túi dệt.
Ưu điểm và hạn chế của bộ lọc túi vải
Hệ thống lọc bụi túi vải mạnh ở khả năng lọc bụi mịn nhưng nhạy với độ ẩm, nhiệt độ và tàn lửa. Hiểu rõ cả hai mặt giúp doanh nghiệp thiết kế đúng ngay từ đầu.
| Ưu điểm | Hạn chế |
| Hiệu suất cao với bụi mịn: thiết bị mới thường thiết kế đạt 99 đến 99,9% | Không hợp với khói ẩm; hơi nước ngưng tụ làm bụi đóng cứng, bít túi |
| Ít phụ thuộc vào tính chất điện của bụi, khác với lọc tĩnh điện | Nhiệt độ khói bị giới hạn bởi vải, thường tới khoảng 260°C |
| Bụi thu được ở dạng khô, dễ gom và xử lý | Nguy cơ cháy nếu tàn lửa lọt vào buồng lọc |
| Loại giũ bằng xung khí nén làm sạch túi ngay khi đang chạy | Tốn khí nén và chi phí thay túi định kỳ |
Chọn vật liệu túi lọc bụi theo nhiên liệu và nhiệt độ khói
Vải lọc phải chọn theo nhiệt độ khói lớn nhất có thể xảy ra, độ ẩm và thành phần hoá học của khói. Chọn túi chỉ theo giá là nguyên nhân phổ biến khiến túi cháy, mục hoặc bết sớm.
Các loại vải lọc phổ biến
Bảng dưới tổng hợp nhiệt độ làm việc tối đa và khả năng chịu hoá chất của các loại vải thường dùng cho túi lọc bụi.
| Vật liệu | Nhiệt độ tối đa (khoảng) | Chịu axit | Chịu mài mòn |
| Polypropylene | 93°C | Rất tốt | Rất tốt |
| Acrylic | 121°C | Tốt | Tốt đến rất tốt |
| Polyester | 135°C | Tốt với hầu hết axit vô cơ | Rất tốt |
| Aramid (Nomex) | 191°C | Trung bình | Rất tốt |
| PPS (Ryton) | 191°C | Rất tốt | Tốt |
| PTFE | 232°C | Trơ với hầu hết hoá chất | Trung bình |
| P84 (polyimide) | 246°C | Tốt | Tốt |
| Sợi thuỷ tinh | 260°C | Trung bình đến tốt | Trung bình |
Ngoài sợi nền, túi lọc còn có thể được xử lý bề mặt như cán nhiệt, phủ chống dầu nước hoặc phủ màng PTFE để bụi dễ bong và lọc bụi mịn tốt hơn.
Lò hơi của bạn nên dùng túi lọc nào?
Nhiệt độ khói sau bộ hâm nước hoặc bộ sấy không khí là căn cứ đầu tiên. Sau đó mới xét tới lưu huỳnh, độ ẩm và tàn lửa của từng loại nhiên liệu.
| Nhiên liệu / điều kiện | Đặc điểm khói | Lưu ý |
| Biomass, củi, trấu, mùn cưa | Có tàn lửa, độ ẩm cao | Bắt buộc có cyclone hoặc bộ dập tàn lửa phía trước |
| Than đá | Có SO₂, dễ ngưng tụ axit khi khói nguội | Ưu tiên vải chịu axit, giữ khói trên điểm sương |
| Dầu FO | Có lưu huỳnh, bụi mịn, có thể lẫn muội dầu | Cân nhắc lớp phủ chống dầu |
| Khói nhiệt độ cao, dao động mạnh | Dễ vượt ngưỡng vải khi lò tăng tải | Cần cảm biến nhiệt, gió lạnh hoặc bypass |
Nếu nhà máy cần mua túi thay thế, hãy chuẩn bị kích thước túi, kiểu miệng túi, loại vải đang dùng và nhiệt độ khói thực tế. Với các thông tin này, kỹ sư có thể kiểm tra loại vải hiện tại có còn phù hợp hay không trước khi đặt hàng.
Lọc túi vải cho lò hơi: 3 rủi ro phải xử lý từ khâu thiết kế
Khói lò hơi khác khói của xưởng gỗ hay nhà máy xi măng ở ba điểm: có tàn lửa, có giai đoạn khởi động khói nguội và nhiệt độ thay đổi theo tải. Đây là ba nguyên nhân chính làm hỏng túi lọc trên lò hơi.
Tàn lửa: vì sao cần cyclone hoặc bộ dập tàn lửa phía trước?
Lò đốt biomass, củi, trấu dễ cuốn theo các mẩu than còn cháy. Khi chạm vào túi, tàn lửa làm thủng vải; nếu lớp bụi trên túi bắt cháy, cả buồng lọc có thể bị cháy. US EPA cũng cảnh báo bụi ở nồng độ cao có thể gây cháy hoặc nổ nếu tia lửa lọt vào bộ lọc.
Cách xử lý là đặt cyclone đa cấp, buồng lắng hoặc bộ dập tàn lửa trước bộ lọc túi vải để tàn lửa nguội và rơi xuống trước khi tới túi.
Ngưng tụ khi khởi động và dừng lò
Khi lò mới khởi động hoặc sắp dừng, khói còn nguội nên hơi nước và hơi axit dễ ngưng tụ trên vải. Bụi gặp ẩm sẽ đóng cứng, bít kín lỗ vải và làm chênh áp tăng vọt. US EPA lưu ý nhiệt độ dòng khí qua bộ lọc phải luôn cao hơn điểm sương.
Các biện pháp thường dùng gồm sấy nóng bộ lọc trước khi cho khói qua, đi đường bypass trong giai đoạn khởi động, phủ lớp bột mồi lên túi mới và bảo ôn vỏ bộ lọc.
Nhiệt độ khói vượt ngưỡng chịu của vải
Nhiệt độ khói có thể tăng đột ngột khi lò tăng tải hoặc khi bộ hâm nước, bộ sấy không khí bị bám bẩn. Chỉ vài lần vượt ngưỡng cũng đủ làm vải co, giòn và giảm tuổi thọ túi.
Giải pháp là đặt cảm biến nhiệt trước bộ lọc, kết hợp van gió lạnh, bypass hoặc liên động giảm tải khi nhiệt độ vượt mức cài đặt.
So sánh lọc túi vải với cyclone và lọc bụi tĩnh điện
Ba thiết bị này không thay thế hoàn toàn cho nhau. Lựa chọn phụ thuộc vào kích thước bụi, đặc tính khói và quy mô lò.
| Tiêu chí | Cyclone | Lọc túi vải | Lọc tĩnh điện (ESP) |
| Lọc bụi mịn | Thấp | Rất cao | Cao |
| Nhạy với nhiệt độ, độ ẩm | Ít | Nhiều | Trung bình |
| Phụ thuộc tính chất điện của bụi | Không | Không | Có |
| Chi phí đầu tư | Thấp | Trung bình | Cao |
| Chi phí vận hành | Thấp | Khí nén, thay túi | Điện cao áp, bảo trì điện cực |
Với lò hơi công suất vừa và nhỏ, cấu hình phổ biến là cyclone đứng trước để thu bụi thô, chặn tàn lửa, sau đó là bộ lọc túi vải để xử lý bụi mịn. Với lò lớn hoặc khói có nhiệt độ cao, doanh nghiệp có thể cân nhắc thêm lọc bụi tĩnh điện.
Vận hành, bảo trì và khi nào cần thay túi lọc?
Lịch kiểm tra định kỳ
US EPA nêu các chỉ số theo dõi chính của lọc túi vải gồm chênh áp qua bộ lọc, nhiệt độ khói vào và ra, lưu lượng khí, trạng thái hệ giũ bụi và dòng điện quạt. Từ đó, nhà máy có thể chia việc kiểm tra như sau:
- Mỗi ca: ghi chênh áp, nhiệt độ khói vào bộ lọc, áp suất khí nén; quan sát khói ra ống khói.
- Hằng tuần: nghe tiếng van xung đủ nhịp, xả nước bình khí nén, kiểm tra van xả bụi chạy đều.
- Hằng tháng: kiểm tra bộ lọc khí nén, đường ống thổi, độ kín cửa thăm.
- Mỗi lần dừng lò: mở cửa thăm kiểm tra túi, khung xương, bản treo túi; thay túi thủng, rách.
Đọc chênh áp để phát hiện sự cố
Chênh áp là chỉ số dễ đọc nhất và phản ánh trực tiếp tình trạng túi. Bảng dưới giúp đội vận hành khoanh vùng nguyên nhân nhanh.
| Dấu hiệu | Nguyên nhân có thể | Cách xử lý |
| Chênh áp tăng liên tục, giũ xong không giảm | Túi bết do ngưng tụ, khí nén yếu hoặc ẩm, van xung hỏng | Kiểm tra nhiệt độ khói, áp và độ khô khí nén, từng van xung |
| Chênh áp thấp bất thường | Túi thủng, rơi túi, miệng túi hở | Dừng kiểm tra, thay túi hỏng, kiểm tra khung xương có gờ sắc |
| Khói ra ống khói có bụi | Túi thủng, rách hoặc bản treo túi bị hở | Kiểm tra từng hàng túi, có thể dùng bột huỳnh quang dò rò |
| Túi cứng, vón cục | Khói dưới điểm sương, dầu hoặc ẩm trong khí nén | Sấy nóng trước khởi động, lắp tách dầu nước khí nén |
| Túi cháy, thủng lỗ tròn | Tàn lửa lọt qua cyclone | Kiểm tra cyclone, bộ dập tàn lửa, cảm biến nhiệt |
| Phễu đầy, bụi chạm đáy túi | Van xả bụi kẹt hoặc chạy chậm | Vệ sinh, kiểm tra động cơ van xoay |
Betech cung cấp dịch vụ bảo dưỡng, bảo trì lò hơi, bao gồm kiểm tra hệ xử lý khí thải và thay túi lọc. Nếu cần túi thay thế, hãy gửi thông số túi đang dùng để được kiểm tra loại vải phù hợp.
Bộ lọc túi vải tại Betech
Betech là đơn vị thiết kế, chế tạo lò hơi, nên bộ lọc túi vải được tính theo đúng lưu lượng, nhiệt độ và đặc tính khói của từng lò. Thiết bị được chế tạo tại hai nhà máy của Betech ở Hóc Môn (TP.HCM) và Tiên Du (Bắc Ninh)
| Thông số | Bộ lọc túi vải Betech |
| Công suất | Theo công suất lò hơi |
| Hiệu suất lọc | Tới 99% |
| Nhiệt độ khói vận hành | Dưới 250°C |
| Nồng độ bụi đầu vào | Dưới 20 g/Nm³ |
| Nồng độ bụi đầu ra | Dưới 30 mg/Nm³ |
| Trở lực | Dưới 1.500 Pa |
Câu hỏi thường gặp về bộ lọc túi vải
Bộ lọc túi vải lọc được bụi kích thước bao nhiêu?
Thiết bị này giữ được cả bụi mịn cỡ 10 µm và 2,5 µm. Hai thử nghiệm trên lò hơi nhà máy điện được US EPA dẫn lại cho hiệu suất 99,8% với hạt 10 µm và 99,6 đến 99,9% với hạt 2,5 µm. Hiệu suất thực tế phụ thuộc vào loại vải, vận tốc lọc và cách vận hành.
Lò hơi đốt biomass có dùng được lọc túi vải không?
Có, nếu tàn lửa được chặn trước khi tới túi và nhiệt độ khói luôn nằm trên điểm sương. Cấu hình thường dùng là cyclone hoặc bộ dập tàn lửa đặt trước bộ lọc túi vải, kèm cảm biến nhiệt. Thiếu hai điều kiện này, túi rất dễ bị cháy hoặc bết.
Túi lọc bụi dùng được bao lâu thì phải thay?
Tuổi thọ túi phụ thuộc vào loại vải, nhiệt độ khói, nồng độ bụi và chất lượng khí nén. Dấu hiệu cần thay là chênh áp không giảm sau khi giũ, túi thủng làm bụi ra ống khói tăng, hoặc túi cứng, giòn khi kiểm tra.
Đã có cyclone thì có cần thêm lọc túi vải không?
Thường là có, nếu cần đạt quy chuẩn bụi khí thải. Cyclone thu tốt bụi thô nhưng để lọt phần lớn bụi mịn. Túi vải đặt sau cyclone xử lý phần bụi mịn này, đồng thời cyclone bảo vệ túi khỏi tàn lửa.
Vì sao túi lọc bị bết, tắc nhanh?
Nguyên nhân phổ biến nhất là hơi nước ngưng tụ trên túi khi khói nguội dưới điểm sương, thường xảy ra lúc khởi động hoặc dừng lò. Khí nén lẫn dầu, nước và vận tốc lọc thiết kế quá cao cũng làm túi nhanh tắc. Kiểm tra nhiệt độ khói vào bộ lọc và chất lượng khí nén trước tiên.
Lọc bụi túi vải và lọc bụi tay áo có khác nhau không?
Không. Lọc bụi tay áo là tên gọi khác của lọc bụi túi vải, xuất phát từ hình dạng túi lọc dài, hẹp như ống tay áo. Trong tiếng Anh, thiết bị này được gọi là bag filter, baghouse hoặc fabric filter.
Kết luận
Bộ lọc túi vải cho lò hơi chạy bền khi được chọn đúng loại vải theo nhiệt độ và thành phần khói, có cyclone hoặc bộ dập tàn lửa phía trước và được theo dõi chênh áp đều đặn. Thiết kế hệ thống lọc bụi túi vải cùng lúc với lò hơi giúp doanh nghiệp đạt quy chuẩn khí thải mà không phải dừng lò thay túi liên tục.
Liên hệ Betech để được tính toán và báo giá bộ lọc túi vải theo công suất lò, nhiên liệu và lưu lượng khói:
- Hotline / Zalo: 0944 562 668
- Email: phucnt.betech@gmail.com
- Nhà máy miền Nam: 109 Đặng Công Bỉnh, xã Xuân Thới Sơn, huyện Hóc Môn, TP.HCM
- Nhà máy miền Bắc: Thôn Đinh, xã Tri Phương, huyện Tiên Du, tỉnh Bắc Ninh
