Ngày nay, hơi nước được ứng dụng khá phổ biến trong các ngành công nghiệp, đặc biệt là trong hệ thống gia nhiệt. Và trạng thái hơi nước được sử dụng nhiều nhất là hơi nước bão hoà.
Với những lợi ích tuyệt vời mà hơi nước bão hoà mang lại, nên nó đang trở thành sự lựa chọn hàng đầu trong quá trình gia nhiệt của nhiều ngành sản xuất công nghiệp. Ở bài viết này, Lò hơi Bách Khoa cung cấp các thông tin cần thiết về hơi nước bão hòa trong công nghiệp.
Khái niệm hơi nước bão hoà
Hơi nước bão hoà là trạng thái nhiệt độ và áp suất mà trong đó cả hơi nước và nước dạng lỏng có thể cùng tồn tại. Khi nước lạnh được đun sôi bằng một nguyên liệu đốt bất kỳ, thì nước lạnh được nóng dần lên và khi đạt được điểm sôi, nhiệt độ của nước không còn tăng được nữa. Khi đó nước sẽ chuyển hoá từ trạng thái nước nóng sang trạng thái hơi bằng hình thức bay hơi.
Đó là khi tốc độ hóa hơi bằng tốc độ ngưng tụ, người ta gọi đó là hơi nước bão hòa.
Là áp suất mà tại đó hơi nước là cân bằng nhiệt động lực học với trạng thái ngưng tụ của nó. Ở các áp suất cao hơn thì nước có thể ngưng tụ. Áp suất hơi của nước là áp suất thành phần của hơi nước trong hỗn hợp khí bất kỳ ở trạng thái cân bằng với nước lỏng hoặc rắn.
Hay có thể hiểu là: Nước sau khi được đun đạt đến điểm sôi, tiếp tục gia nhiệt ở cùng áp suất không đổi. Thì quá trình hóa hơi diễn ra nhanh chóng. Đến thời điểm toàn bộ nước biến thành hơi, lúc này hơi nước ở dạng hơi bão hòa khô. Áp suất của hơi lúc này là áp suất hơi nước bão hòa, nhiệt độ là nhiệt độ bão hòa của hơi nước.
Mối quan hệ giữa hơi nước, áp suất
Điểm sôi
Điểm sôi là điểm tại đó nhiệt độ và áp suất đủ để nước biến thành hơi. Thêm nhiệt hoặc giảm áp suất sẽ khiến biến đổi hơi do áp suất hơi của nước sẽ lớn hơn áp suất tác dụng lên nước.
Điểm sôi được xác định bởi 2 thuộc tính chính: nhiệt độ và áp suất. Nhiệt độ làm tăng áp suất hơi của nước hoặc tác dụng lực lên bề mặt nước khiến nước bay hơi. Áp suất xung quanh là áp suất tác động lên chất lỏng. Điểm sôi của nước đạt được khi áp suất và áp suất hơi xung quanh bằng nhau. Tại thời điểm đó, nước có thể được đun sôi bằng cách tăng nhiệt độ, giảm áp suất xung quanh.
Phân loại hơi nước bão hoà
Hơi bão hòa khô: Là hơi nước ở trạng thái đã hóa hơi hoàn toàn, lúc này hơi nước ở dạng pha khí. Nếu giảm nhiệt độ hoặc tăng áp suất thì hiện tượng ngưng tụ sẽ diễn ra.
có khả năng tiệt trùng hiệu quả cao, vô hình với mắt thường. Khi hơi nước bay ra khí quyển mà không được gia nhiệt. Nó sẽ bị giảm nhiệt độ và ngưng tụ thành giọt nước hoặc những đám mây. Lúc này hơi nước bão hòa ở dạng hơi nước ướt. Hơi nước bão hòa dạng khô có khả năng tiệt trùng hiệu quả cao. Được ứng dụng vào các thiết bị tiệt trùng như nồi hấp tiệt trùng trong y tế Nihophawa, xử lý rác thải nguy hại.
Hơi bão hoà khô
Hơi nước bão hòa ướt: Hay còn gọi là hơi nước không bão hòa, là hỗn hợp của 2 pha hơi nước và chất lỏng, hơi nước chứa những giọt nước không thay đổi pha. Tồn tại ở nhiệt độ bão hòa có chứa 5% là nước. Hơi nước ướt được tạo ra bởi nước nóng, chuyển thành hơi nước ở giai đoạn đầu.
Nếu gia nhiệt trong môi trường áp suất, nhiệt độ sẽ không đổi cho đến khi toàn bộ chất lỏng chuyển hóa thành hơi nước. Đến khi nhiệt độ ở trên mức bão hòa, hơi nước ướt được hình thành. Hơi nước bão hòa ướt thường sử dụng làm búa nước thủy lực.
Hơi bão hoà ướt
Tính chất hơi nước bão hoà
- Hơi nước nóng có khả năng hút ẩm cao, do đó nó thường được sử dụng trong các thiết bị hút ẩm như máy lọc không khí, máy điều hòa không khí, máy sưởi ấm,…
- Ở dạng hơi nên có khả năng di chuyển dễ dàng trong không khí và thâm nhập vào các khe hở, ngóc ngách, lỗ nhỏ trên bề mặt.
- Tồn tại ở nhiệt độ cao nên chúng cũng có khả năng làm sạch các bụi bẩn, chất bẩn, vi khuẩn,…trên bề mặt.
- Chính vì vậy, hơi nước bão hòa có tính ứng dụng cao trong công nghiệp sản xuất. Đặc biệt mang nhiều ưu điểm vượt trội khi ứng dụng vào việc vệ sinh ô tô.
Công nghệ lò đốt và nhiên liệu để sản xuất hơi nước bão hoà
Hiện tại trên thị trường công nghệ lò đốt cung cấp hơi nước bão hòa khá đa dạng nhưng chủ yếu tập trung vào 2 loại phổ biến là:
Lò đốt ghi xích: với đặc điểm chính nhất là kết cấu buồng đốt sử dụng Ghi – Bộ phận làm bằng kim loại để nhiên liệu liệu đặt lên trên bề mặt và cháy trực tiếp trên ghi để sinh ra nhiệt. Ghi xích gồm có 2 loại phổ biến là ghi tĩnh và ghi động. Nhiên liệu chủ yếu và phù hợp với lò đốt ghi xích là than cục, củi và nhiên liệu có kích thước lớn.
Lò đốt tầng sôi tuần hoàn: ứng dụng nguyên lý tầng sôi với điểm chính yếu là nhiên liệu được chuyển trực tiếp vào buồng đốt và cháy trong lớp vật liệu sôi. Bụi và khói được loại bỏ ra khỏi lò, còn các nhiên liệu chưa cháy kiệt sẽ được đưa vào cháy lại thêm một lần nữa qua buồng đốt tuần hoàn. Nhiên liệu phù hợp với loại lò đốt tầng sôi tuần hoàn này là các phụ phẩm, phế phẩm trong nông nghiệp, lâm nghiệp bao gồm: trấu nghiền, trấu cánh, gỗ vụn, viên nén, than cám, dăm lát….
Lò hơi tầng sôi sử dụng hơi nước bão hoà
Ứng dụng của hơi nước bão hoà trong công nghiệp
Hơi nước có rất nhiều ứng dụng thực tế phù hợp cho các ngành công nghiệp. Hơn nữa, việc lắp đặt, vận hành cũng nhưng bảo trì, bão dưỡng các hệ thống sinh hơi ngày nay khá đơn giản. Do đó, việc sử dụng lò hơi ngày càng phổ biến.
Một số ứng dụng tiêu biểu nhất của sử dụng hơi nước bão hoà trong công nghiệp được kể đến như:
- Ngành công nghiệp chế biến :Hơi bão hòa được sử dụng để phục vụ rất nhiều cho việc chế biến, đóng gói ở các nhà máy sản xuất bánh kẹo, nhà máy sản xuất đồ ăn đóng gói, nhà máy sản xuất thịt, sữa, rượu bia, nhà máy sản xuất thức ăn cho gia súc,…
- Ứng dụng để thanh trùng, lọc khuẩn ở các nhà máy sản xuất nước mắm, nước tương; nhà máy sản xuất dầu thực vật; nhà máy sản xuất nước giải khát,… Vì đảm bảo vệ sinh, an toàn sức khỏe cho người sử dụng.
- Giao thông vận tải: dùng để vận hành động cơ tàu thủy, tàu hỏa.
- Trong các công ty may mặc: phục vụ cho việc hấp, ủi, khử trùng.
- Y tế: Tẩy trùng thiết bị y tế, không gian phòng khám, bệnh viện,…
- Dịch vụ: Vệ sinh dân dụng, vệ sinh công nghiệp,…
- Ngoài ra, còn có các ngành: xử lý môi trường, nước thải, hóa chất; sản xuất cao su, giấy, gỗ; nhựa và một số chất dẻo…
Lò hơi Bách Khoa với thế mạnh là đơn vị trực tiếp chế tạo lò hơi công nghệ tầng sôi đa nhiên liệu, hoàn toàn tự chủ về công nghệ nên đảm bảo được chất lượng, tiến độ công trình và an toàn sản phẩm.