Kiểm soát ô nhiễm không khí trong thành phố từ các lò đốt rác thải rắn

Kiểm soát ô nhiễm không khí trong thành phố từ các lò đốt rác thải rắn 1.Giới thiệu Chất thải rắn đô thị (MSW) vẫn còn là một vấn đề lớn trong xã hội hiện đại, dù đã có những nỗ lực đáng kể để ngăn ngừa, giảm thiểu, tái sử dụng và tái chế. Hiện nay, xử lý chất thải rắn đô thị bằng phương pháp thiêu đốt (MSWI) chuyển chất thải thành năng lượng (WTE) nhà máy là một trong những sách lược chính trong quản lý ở hầu hết các nước phát triển. Công nghệ phục hồi năng lượng từ MSW đã phát triển trong những năm gần đây và kiểm soát ô nhiễm không khí tổng quát (APC) –một thiết bị đảm bảo rằng lượng khí thải tuân thủ các giới hạn nghiêm ngặt ở các nước phát triển. Chương này cho thấy vai trò của phương pháp thiêu đốt trong quá trình WtE trong phạm vi quản lý MSW, đưa ra một cái nhìn tổng quát về các công nghệ MSWI và APC các thiết bị sử dụng để làm sạch khí thải khí. Tập trung chủ yếu vào các loại khí gây ô nhiễm, chẳng hạn như dioxin và furan. Cuối cùng, tác động của khí thải đối với các rủi ro về sức khoẻ con người cũng được xem xét. 2.Ảnh hưởng của MSWI trong hệ thống quản lý chất thải rắn hiện đại Hệ thống phân cấp chất thải có hiệu lực trong Liên minh châu Âu , Chỉ thị 2008/98/EC , và ở các nước phát triển khác, người ta đã đưa ra các chỉ thị sau đây để quản lý chất thải : phòng ngừa, tái sử dụng, tái chế, phục hồi khác (ví dụ như phục hồi năng lượng ) và xử lý .Thật vậy , ngày nay hệ thống xử lý hiện đại chấp nhận các phương pháp khác nhau nhưng có chung mục tiêu xử lý càng nhiều càng tốt để đạt được giải pháp toàn cầu bền vững. Đánh giá vòng đời (LCA) đã được sử dụng để đánh giá tiềm năng gánh nặng môi trường của các chiến lược quản lý chất thải khác nhau, từ các quan điểm về môi trường, năng lượng và kinh tế. Những tính toán cho thấy chôn lấp , ngay cả khi thu hồi khí và nước thải rồi xử lý , cũng nên tránh thực hiện. Thật ra, các nguồn tài nguyên trong chất thải sử dụng không hiệu quả ( Sundqvist , 2005). Lựa chọn thay thế môi trường khả thi bao gồm : thiêu đốt, tái chế vật liệu , kỵ khí tiêu huỷ hoặc ủ phân .Đốt là một quá trình thiêu đốt ở nhiệt độ cao , cho phép thực hiện quá trình oxy hóa của chất thải rắn, chất lỏng hoặc chất khí khá hoàn chỉnh. Hệ thống đốt có thể rất phức tạp. liên quan đến nhiệt đồng thời kết hợp và chuyển đổi khối lượng , phản ứng hóa học và dòng chảy chất lỏng . Một phương trình toàn cầu đại diện cho quá trình đốt cháy chất thải trong không khí, có thể dưới dạng sau Cx1Hx2Ox3Nx4Sx5Clx6Six7Kx8Cax9Mgx10Nax11Px12Fex13Alx14Tix15 + n1 H2O + n2 (1+e)(O2+3.76N2)→ n3 CO2 + n4 H2O + n5 O2 + n6 N2 + n7 CO + n8 CH4 + n9 NO + n10 NO2 + n11 SO2 + n12 HCl + n13 KCl + n14 K2 SO4 + n15 C + … (1) Điều quan trọng cần lưu ý là công thức theo kinh nghiệm biểu diễn trong phương trình. (1) không đầy đủ vì nó chỉ bao gồm 15 nguyên tố trong khi chất thải thật có thể chứa nhiều hơn, một số trong số chúng được xác định trong dạng vết; các chỉ số phân tử x1 đến x15 có thể rất khác nhau; tương ứng n1 độ ẩm trong chất thải;n2 là liên quan tới lượng không khí (coi như là một hỗn hợp nhị phân của O2 và N2) được sử dụng trong thiêu đốt; (1 + e) là không khí dư liên quan đến số cân bằng hóa học, thường dao động 1,2-2,5 (tùy thuộc vào việc nhiên liệu là khí, lỏng hoặc rắn) (BREF, 2006); n3 đến n15 tương ứng với các hệ số cân bằng hóa học của các loại khác nhau có thể được tìm thấy như sản phẩm sau phản ứng, trong số rất nhiều chất khác có thể được phát thải trong khí thải. nếu nguyên liệu đốt được đại diện bởi một công thức đơn giản, như CuHvOwNxSy, sau đó các phương trình đốt có thể được đơn giản hóa và biểu diễn bởi phương trình. (2) CuHvOwNxSy + (u+v/4-w/2+y) O2 → u CO2 + v/2 H2O + x/2 N2 + y SO2 (2) Trong phạm vi của phương pháp xử lý chất thải rắn bằng nhiệt, hình. 1 cho thấy sự khác biệt về nhiệt phân, khí hóa và đốt bằng cách đưa vào một lượng không khí. không có thừa không khí không khí Không có một phần thừa không khí Không khí không khí Nhiệt phân khí hoá tro hoá Sản phẩm: Khí H2, CO, Hydroc., H2O, N2 H2, CO, CO2,CH4 H2O, N2 CO2, H2O, O2, N2,… Rắn tro, than cốc tro, xỉ tro, xỉ Lỏng nhiệt hoá dầu và nước không khí cân bằng hóa học cần thiết để đốt cháy Hình 1. Phân loại các công nghệ nhiệt trọng xử lý MSW (dựa trên DEFRA, 2007). Các quá trình nhiệt tương ứng với công nghệ rất khác nhau trong cách xử lý chất thải và phục hồi năng lượng. Trong thiêu đốt , năng lượng được phát ra thông qua phản ứng oxy hóa, và qua trình thu hồi của nó xảy ra trực tiếp từ khí được hình thành . Hiện nay, đốt chất thải rắn đo thị ( MSWI thu hồi năng lượng từ chất thải (WTE ) được khẳng định là một giải pháp thân thiện môi trường và thay thế phương pháp chôn lấp thông thường để, trong khi cho phép thu hồi một phần lớn của năng lượng có trong MSW . trong thực tế, MSWI có nhiều ưu điểm và nhược điểm được trình bày trong bảng 1. Tuy nhiên, những vấn đề chính liên quan đến các quá trình này có lẽ là lượng phát thải khí lớn có thể gây ra nguy cơ sức khỏe môi trường ( Moy et al. , 2008) và chất thải rắn nguy hại còn lại sau khi đốt như tro bay hoặc kiểm soát ô nhiễm không khí (APC) cặn ( Quina et al. , 2008a , b). MSW được tạo ra bởi các hộ gia đình và chất thải tương tự khác trong tự nhiên và thành phần , nói chung được thu gom và bởi quản lý chính quyền thành phố hoặc các công ty thay mặt cho quản lý chính quyền thành phố, và bao gồm các vật liệu như giấy, nhựa, thực phẩm, thủy tinh và đồ gia dụng. Hình. 2 cho thấy thành phần điển hình của MSW thường liên quan đến các dòng chất thải, dựa trên nghiên cứu Gentil et al. (2009), và các thông tin báo cáo của cơ quan môi trường từ Bồ Đào Nha (APA) và từ Hoa Kỳ (EPA) cho tài liệu tham khảo 2009.

Nhóm 1_10cmt

Hà Huy Hiếu

Trần Ngọc Hiểu

Nguyễn Minh Hoàng

Nguyễn Trung Hoàng

Hồ Hoàng Vinh Quang

Hoàng Vinh

Kiểm soát ô nhiễm không khí trong thành phố từ các lò

đốt rác thải rắn1.

Giới thiệu

Chất thải rắn đô thị (MSW) vẫn còn là một vấn đề lớn trong xã hội hiện đại, dù đã cónhững nỗ lực đáng kể để ngăn ngừa, giảm thiểu, tái sử dụng và tái chế Hiện nay, xử lý chất thải rắn đô thị bằng phương pháp thiêu đốt (MSWI) chuyển chất thải thành năng lượng (WTE) nhà máy là một trong những sách lược chính trong quản lý ở hầu hết các nước phát triển Công nghệ phục hồi năng lượng từ MSW đã phát triển trong những năm gần đây và kiểm soát ô nhiễm không khí tổng quát (APC) –một thiết bị đảm bảo rằng lượng khí thải tuân thủ các giới hạn nghiêm ngặt ở các nước phát triển Chương này cho thấy vai trò của phương pháp thiêu đốt trong quá trình WtE trong phạm vi quản lý MSW, đưa ra một cái nhìn tổng quát về các công nghệ MSWI và APC các thiết bị sử dụng để làm sạch khí thải khí Tập trung chủ yếu vào các loại khí gây ô nhiễm, chẳng hạn như dioxin và furan Cuối cùng, tác động của khí thải đối với các rủi ro về sức khoẻ con ngườicũng được xem xét

2.Ảnh hưởng của MSWI trong hệ thống quản lý chất thải rắn hiện đại

Hệ thống phân cấp chất thải có hiệu lực trong Liên minh châu Âu , Chỉ thị 2008/98/EC ,

và ở các nước phát triển khác, người ta đã đưa ra các chỉ thị sau đây để quản lý chất thải :phòng ngừa, tái sử dụng, tái chế, phục hồi khác (ví dụ như phục hồi năng lượng ) và xử lý.Thật vậy , ngày nay hệ thống xử lý hiện đại chấp nhận các phương pháp khác nhau nhưng có chung mục tiêu xử lý càng nhiều càng tốt để đạt được giải pháp toàn cầu bền vững Đánh giá vòng đời (LCA) đã được sử dụng để đánh giá tiềm năng gánh nặng môi trường của các chiến lược quản lý chất thải khác nhau, từ các quan điểm về môi trường, năng lượng và kinh tế Những tính toán cho thấy chôn lấp , ngay cả khi thu hồi khí và nước thải rồi xử lý , cũng nên tránh thực hiện Thật ra, các nguồn tài nguyên trong chất thải sử dụng không hiệu quả ( Sundqvist , 2005) Lựa chọn thay thế môi trường khả thi bao gồm : thiêu đốt, tái chế vật liệu , kỵ khí tiêu huỷ hoặc ủ phân Đốt là một quá trình thiêu đốt ở nhiệt độ cao , cho phép thực hiện quá trình oxy hóa của chất thải rắn, chất lỏng hoặc chất khí khá hoàn chỉnh Hệ thống đốt có thể rất phức tạp liên quan đến nhiệt đồng thời kết hợp và chuyển đổi khối lượng , phản ứng hóa học và dòng chảy chất lỏng Một phương trình toàn cầu đại diện cho quá trình đốt cháy chất thải trong không khí, có thể dưới dạng sau

Cx1Hx2Ox3Nx4Sx5Clx6Six7Kx8Cax9Mgx10Nax11Px12Fex13Alx14Tix15 + n1 H2O + n2

(1+e)(O2+3.76N2)→ n3 CO2 + n4 H2O + n5 O2 + n6 N2 + n7 CO + n8 CH4 + n9

NO + n10 NO2 + n11 SO2 + n12 HCl

MSW + lượng không khí tăng lên

+ n13 KCl + n14 K2 SO4 + n15 C + … (1)

Điều quan trọng cần lưu ý là công thức theo kinh nghiệm biểu diễn trong phương trình (1) không đầy đủ vì nó chỉ bao gồm 15 nguyên tố trong khi chất thải thật có thể chứa nhiều hơn, một số trong số chúng được xác định trong dạng vết; các chỉ số phân tử x1 đến x15 có thể rất khác nhau; tương ứng n1 độ ẩm trong chất thải;n2 là liên quan tới lượngkhông khí (coi như là một hỗn hợp nhị phân của O2 và N2) được sử dụng trong thiêu đốt; (1 + e) là không khí dư liên quan đến số cân bằng hóa học, thường dao động 1,2-2,5 (tùy thuộc vào việc nhiên liệu là khí, lỏng hoặc rắn) (BREF, 2006); n3 đến n15 tương ứng với các hệ số cân bằng hóa học của các loại khác nhau có thể được tìm thấy như sản phẩm sau phản ứng, trong số rất nhiều chất khác có thể được phát thải trong khí thải nếu

nguyên liệu đốt được đại diện bởi một công thức đơn giản, như CuHvOwNxSy, sau đó cácphương trình đốt có thể được đơn giản hóa và biểu diễn bởi phương trình (2)

CuHvOwNxSy + (u+v/4-w/2+y) O2 → u CO2 + v/2 H2O + x/2 N2 + y SO2 (2)

Trong phạm vi của phương pháp xử lý chất thải rắn bằng nhiệt, hình 1 cho thấy sự khácbiệt về nhiệt phân, khí hóa và đốt bằng cách đưa vào một lượng không khí

Khí H 2 , CO, Hydroc., H 2 O, N 2 H 2 , CO, CO 2 ,CH 4 H 2 O, N 2 CO 2 , H 2 O, O 2 , N 2 ,…

Lỏng nhiệt hoá dầu và nước

không khí cân bằng hóa họccần thiết để đốt cháy

Hình 1 Phân loại các công nghệ nhiệt trọng xử lý MSW (dựa trên DEFRA, 2007)

Các quá trình nhiệt tương ứng với công nghệ rất khác nhau trong cách xử lý chất thải và phục hồi năng lượng Trong thiêu đốt , năng lượng được phát ra thông qua phản ứng oxy hóa, và qua trình thu hồi của nó xảy ra trực tiếp từ khí được hình thành

Hiện nay, đốt chất thải rắn đo thị ( MSWI thu hồi năng lượng từ chất thải (WTE ) được khẳng định là một giải pháp thân thiện môi trường và thay thế phương pháp chôn lấp thông thường để, trong khi cho phép thu hồi một phần lớn của năng lượng có trong MSW trong thực tế, MSWI có nhiều ưu điểm và nhược điểm được trình bày trong bảng

1 Tuy nhiên, những vấn đề chính liên quan đến các quá trình này có lẽ là lượng phát thải khí lớn có thể gây ra nguy cơ sức khỏe môi trường ( Moy et al , 2008) và chất thải rắn nguy hại còn lại sau khi đốt như tro bay hoặc kiểm soát ô nhiễm không khí

(APC) cặn ( Quina et al , 2008a , b) MSW được tạo ra bởi các hộ gia đình và chất thải tương tự khác trong tự nhiên và thành phần , nói chung được thu gom và bởi quản lý chính quyền thành phố hoặc các công ty thay mặt cho quản lý chính quyền thành phố, vàbao gồm các vật liệu như giấy, nhựa, thực phẩm, thủy tinh và đồ gia dụng Hình 2

cho thấy thành phần điển hình của MSW thường liên quan đến các dòng chất thải, dựa trên nghiên cứu Gentil et al (2009), và các thông tin báo cáo của cơ quan môi trường từ

Bồ Đào Nha (APA) và từ Hoa Kỳ (EPA) cho tài liệu tham khảo 2009

- Không cần tiền xử lý chất thải

- Làm giảm nhu cầu chôn lấp cho MSW

- Giảm khối lượng chất thải bằng 90%

- Giảm trọng lượng chất thải 70%

- Khả năng thu hồi năng lượng (điện hoặc

- Giảm chi phí vận chuyển chất thải

- Đòi hỏi đất tối thiểu

- Khí thải trong xử lý không có mùi

- Giảm vật liệu hữu cơ chủ yếu tới CO2

thay vì CH4 và VOC khác

-Tạo nguồn chất thải nguy hại (APC

dư lượng), đòi hỏi phải xử lý an toàn

- Tạo nguồn xỉ (tro dưới)

- Tạo nguồn từ lượng lớn khí thải

- Đầu tư cao và chi phí vận hành

- Chi phí bảo dưỡng cao

- Yêu cầu nhân viên có tay nghề cao

- Yêu cầu thành phần thích hợp chothiêu đốt tự động

- Nhận thức tiêu cực từ cộng đồng (cho đếnnay)

Hình 2 Ưu điểm và nhược điểm của đốt chất thải rắn đô thị

Theo số liệu của Eurostat cho EU-27 nước thành viên, MSW thải ra trong năm 2008 là trên trung bình khoảng 524 kg/ đầu người,giá trị từ 800 kg ở Đan Mạch, 300 kg tại Cộng hòa Séc (Eurostat 2010) Trên toàn cầu, trong năm 2008, các nước EU-27 thải ra lượng lớn 259 Mt của MSW, trong khi 221 Mt đã được hạch toán vào EU 15 biểu đồ 3-4 mô tảcách mà dòng MSW đã được xử lý ở các quốc gia khác nhau, và i9ển hình nhất là ở

biểu đồ 3 cho thấy sự cải tiến trong EU-27 1995-2009 đưa vào bãi chôn lấp, đốt, ủ phân

và tái chế Điều quan trọng cần lưu ý là, trong năm 2009, 20% chất thải được đốt, tương ứng với 50,9 Mt Xem xét kĩ ta thấy, trung bình nhiệt trị thấp (LCV) không được nhỏ hơn

7 MJ / kg chất thải, để xảy ra chuỗi các phản ứng có thể tự hỗ trợ quá trình đốt cháy, và giả định ở châu Âu LCV

Biểu đồ 2 Thành phần của MSW (dựa trên Gentil et al., 2009, Bồ Đào Nha APA, US EPA).

là trong khoảng 9-13 MJ / kg (Báo cáo Ngân hàng Worl, 1999), quá trình thiêu đốt 50,9

Mt dẫn đến một lượng lớn năng lượng có sẵn để phục hồi Biểu đồ 3 chỉ ra % chôn lấp được giảm dần từ năm 1995, và trong năm 2009 chiếm 37%.Theo bảng 4, Nhật Bản là quốc gia nơi thiêu đốt chiếm cao hơn (79%)và ở châu Âu, các nước như Đan Mạch (54%) và Thụy Điển (50%) có tỷ lệ cao nhất Bằng cách tham gia vào tài khoản thông tin

từ BREF (2006) để thiêu đốt chất thải, Bảng 2 tóm tắt số lượng và tổng công suất các lò đốt rác hiện có trong 17 quốc gia châu Âu Điều quan trọng cần lưu ý rằng những con số này có thể thay đổi theo nguồn thông tin được sử dụng, và năm tham khảo Theo DEFRA(2007), vào năm 2000, khoảng 291 các trang web đốt có thu hồi năng lượng nằm trong 18nước Tây Âu, chế biến khoảng 50 triệu tấn chất thải và 50 TWh năng lượng tái sinh (tương đương 40 triệu tấn dầu).Theo Chỉ thị 2008/98/CE, một công thức được chỉ định, phương trình (3), để làm rõ khi đốt MSW với chỉ số hiệu quả năng lượng và có thể được coi là một hoạt động thu hồi năng lượng Thật vậy, hiệu quả năng lượng phải bằng hoặc cao hơn 0,6 hoặc 0,65 tùy thuộc vào hệ thống được thiết lập trước hoặc sau ngày 31 Tháng Mười Hai năm 2008, tương ứng

Quốc gia Lượng

MSW

LượngMt/năm

Quốc gia Lượng

MSW

LượngMt/năm

Phần Lan Thuỵ Điển

Có mấy con số thôi, ngồi gõ vào nhá =))

Bảng 2 Số lượng và tổng lượng phát thải của các lò đốt rác hiện tại ở 17 nước châu Âu

Hiệu quả năng lượng= (Ep-(Ef+Ei))/(0.97x(Ew+Ef))

Ep là năng lượng hàng năm sản xuất như nhiệt (nhân với 1,1) hoặc điện (bằng cách nhân2,6), GJ / năm, EF năng lượng đầu vào hàng năm của hệ thống từ quá trình đốt nhiên liệu đến quá trình sinh ra hơi (GJ / năm); Ew năng lượng hàng năm có trong chất thải được xử

lý, được tính bằng cách sử dụng nhiệt trị thấp của chất thải (GJ / năm) và Ei năng lượng hàng năm đưa vào, không bao gồm Ew và Ef (GJ / năm) Một nhân tố điều chỉnh 0,97 được đưa vào để chỉ thị sự tổn thất năng lượng do bức xạ và tro đáy Nó chỉ ra rằng hiệu quả cao là không dễ dàng để đạt được chỉ bảng quá trình sản xuất điện Sử dụng nước nóng cũng có thể cần được xem xét, bất cứ khi nào khả thi tại nơi tiến hành

3 Lò đốt chất thải rắn đô thị và công nghệ kiểm soát ô nhiễm không khí

Công nghệ khác nhau có thể được áp dụng cho MSW bao gồm cháy hàng loạt với lò ghi

di động,lò quay , mô-đun - hai giai đoạn đốt và tầng sôi ( BREF , 2006) Tại châu Âu, lò đốt có ghi được sử dụng trong hơn 90% các thiết kế và trong trường hợp cụ thể củatầng sôi , MSW phải có tiền xử lý Công nghệ đốt sử dụng cho MSW được thay đổi trongvòng 10 đến 15 năm qua, chủ yếu là do yêu cầu của luật, buộc giới hạn lượng khí thải vàokhông khí thấp Theo Chỉ thị 2000/76/EC , một lò đốt tương ứng với bất kỳ đơn vị kỹ thuật cố định hoặc di động dành riêng cho các quá trình xử lý nhiệt của chất thải có hoặc không có thu hồi nhiệt đốt cháy tạo ra Điều này bao gồm quá trình đốt bằng quá trình oxy hóa của chất thải cũng như các quá trình xử lý nhiệt khác như nhiệt phân hoặc khí hóa cho đến các chất sau xử lý sau đó được đốt Mô tả này bao gồm các trang web và toàn bộ nhà máy đốt bao gồm:

- Tiếp nhận và xử lý chất thải ( lưu trữ, trên cơ sở tiền xử lý tại chỗ),

- Buồng đốt ( chất thải nhiên liệu và hệ thống cung cấp không khí ) ,

- Thu hồi năng lượng ( nồi hơi, tiết kiệm, vv),

- Các cơ sở phát thải khí sạch ,

- Các cơ sở xử lý hoặc lưu trữ chất thải và nước thải, tại chỗ,

- Thiết bị và hệ thống kiểm soát hoạt động đốt, ghi hình và giám sát điều kiện đốt

Các khu vực này có thể được phân phối như được chỉ ra trong hình 5, đại diện cho một

sơ đồ của một lò đốt tập trung điển hình MSW (IAWG, 1997)

1 – phương tiện thu gom chất thải

2 - hố lưu trữ chất thải

18 - APC dư lượng băng tải

Hình 5 Đề án đơn giản hóa của một lò đốt MSW (chuyển thể từ IAWG, 1997)

Xem xét các sơ đồ hình 5 , một mô tả ngắn gọn về lưu lượng vào lò đốt được đưa ra dưới đây MSW là xe tải chuyển đến(1) và thải vào hố lưu trữ "tập trung " (2), khi đủ lượng, nguyên liệu để cung cấp cho việc trung chuyển liên tục đến WtE lò Sau đó , chất thải được chọn ngẫu nhiên lên thông qua một cần trục( 3), và rơi vào phễu trung

chuyển( 4) Các chất thải thông qua trung chuyển (5 ) vào ghi lò (6 ), nơi xảy ra sự cháy Nhà máy phải được kiểm soát để tối ưu hóa điều kiện cháy, để đảm bảo , càng nhiều càngtốt , hoàn thành đốt cháy hoàn toàn carbon, và cho các thời gian lưu trên những thanh thép thường là không quá 60 phút Các quạt cưỡng bức (7) ép không khí chính thông quavùng không khí dưới ghi lò(8) vào lò (9), để cung cấp oxy và thúc đẩy phản ứng oxy hóa,

ví dụ Eq (1) Không khí chính nói chung lấy từ hố lưu trữ (2) để giảm áp suất không khí

và loại bỏ hầu hết mùi hôi phát tán từ khu vực lưu trữ Mặc dù nó không được thể hiện trong hình 5 , một hệ thống cung cấp không khí thứ cấp phổ biến trong lò , để đảm bảo

sự nhiễu loạn của khí thải ( không khí thứ cấp) và đảm bảo đốt cháy hoàn toàn Khoảng 10-20 ( v / v) % của thải khí được tái tuần hoàn như không khí thứ cấp Các phản ứng liên quan đến quá trình này là tỏa nhiệt và phát ra một lượng lớn năng lượng trong các phản ứng trên của các khí thải dưới dạng nhiệt Thật vậy , ví dụ, các giá trị nhiệt củaMSW ở Đức thường trong khoảng 7-15 MJ / kg ( BREF , 2006) thu hồi năng lượng

xảy ra chủ yếu trong nồi hơi (10), siêu nhiệt (12) và bộ phận tiết kiệm (13) Phần tro

phía dưới bị cháy thường được dập tắt và vận chuyển đến một kho lưu trữ (11) Trong hầu hết các lò đốt, tro đáy được chuyển trên băng tải và các kim loại màu được phân loại , và do đó cùng một lúc diễn ra quá trình tái chế kim loại và cải thiện chất lượng xỉ

Xỉ một phần đông lạnh và có thể được xử lý như chất thải không độc hại, đặc biệt ở nhiềuquốc gia Một lượng rất lớn của các khí sản phẩm sau quá trình đốt cháy có chứa các chất

ô nhiễm không khí nguy hại cho môi trường phải tuân thủ các giới hạn quy định nghiêm ngặt Do đó ,tuỳ theo mức độ sạch mong muốn , hệ thống kiểm soát ô nhiễm không khí khác nhau (APC) có thể được sử dụng Ví dụ, trong hình.5, tháp scuber khô (14) và thiết

bị lọc túi vải (15) được sử dụng Trong các đơn vị này , dư lượng APC được sản xuất và tiếp tục vận chuyển qua băng tải (18) cho một silo ( không được biểu diễn ) Hầu hết các

lò đốt hiện đại xử lý dư lượng APC trước khi xử lý của trong monofills Cuối cùng, bằng cách sử dụng quạt induce (16), khí thải sạch được thổi thông qua ống khói Liên quan

đến ô nhiễm không khí , ta cần lưu ý rằng nó vô cùng quan trọng với quá trình đốt cháybao gồm phản ứng rất nhanh ( phần giây) xảy ra ở pha khí , và sự tự duy trì sự cháy là có thể nếu giá trị nhiệt của nồng độ chất thải và oxy đủ Do đó , chiều dài ghi phải đảm bảo các giai đoạn chỉ ra trong hình.6

Trong thực tế, nước và các chất dễ bay hơi của MSW được xử lý trong giai đoạn đầu của sấy khi nhiệt độ đạt khoảng 200 º C ,lúc này không cần oxy Giai đoạn tiếp theo

tương ứng với nhiệt phân và khí hóa của vật liệu hữu cơ , trong đó hợp chất hữu cơ này được chuyển thành các pha khí Sau đó, trong quá trình oxy hóa , các khí đốt phản ứng với oxy giải phóng nhiệt và các phân tử có khối lượng thấp khác trong điều kiện oxy hóa hết, phản ứng gần như đầy đủ và các loại khí chủ yếu là nước,nitơ , carbon dioxide

và oxy Điều rất quan trọng cần lưu ý rằng những giai đoạn chồng chéo lên nhau trong không gian và thời gian Tuy nhiên, một số biện pháp kỹ thuật trong lò (ví dụ như phân phối không khí và thiết kế lò ) có thể được thực hiện nhằm gây ảnh hưởng đến những giaiđoạn để giảm các chất ô nhiễm trong khí thải ( BREF , 2006) Luật châu Âu áp đặt một lượng khí tối thiểu khi nhiệt độ đốt cháy ở 850 º C và thời gian lưu ít nhất 2 giây

Nói chung , các nhà máy đốt MSW hoạt động 24 giờ / ngày và gần 365 ngày / năm Khả năng làm việc của nhà máy là rất thường xuyên trên 98% và điều này đặt ra một số thiết bị dự phòng và quy trình bảo dưỡng tương tác Hình 7 tóm tắt các yếu tố đầu vào chính và kết quả đầu ra của quá trình đốt cháy MSW , nơi nó được chỉ ra rằng 1 tấn chất thải tạo ra gần 300 kg tro đáy, 30 kg lượng dư APC, và phần còn lại được phát ra như khí thải Tốc độ dòng khí là một biến kiểm soát đã được điều chỉnh tùy thuộc vào các đặc tính của ống khói Tuy nhiên , nói chung về 4.000-4.500 m3 / tấn không khí là cần thiết

để đảm bảo không khí oxy hóa đầy đủ ( IAWG , 1997) Lượng khí thải có nguồn gốc từ MSWI phụ thuộc vào công nghệ, đặc biệt là liên quan đến sự tồn tại của tuần hoàn khí

thải Tuy nhiên , trong các luận văn có dấu hiệu cho thấy các giá trị có thể trong khoảng 4500-6000Nm3/ton chất thải ( Achternbosch và Richers , 2002; BREF , 2006) Mặc dù các sai số ở địa phương lớn có thể được giám sát thấy , thông thường 1 tấn MSW cho phép thu hồi năng lượng khoảng 400-700 kWh điện và thêm 1.205 kWh nhiệt ( BREF , 2006) Nhìn chung, nước thải dạng dung dịch có thể phát thải từ : thiết bị APC chủ yếu nếu sử dụng hệ thống ướt, việc thu hồi và lưu trữ tro đáy , chu kỳ nước / hơi nước , khu vực vệ sinh, nước mưa và nước làm mát Tuy nhiên, nếu tái tuần hoàn được tối đa, lượng nước thải dạng dung dịch được tạo ra sẽ giảm đi Hoá chất sử dụng trong các nhà máy đốt rác có thể amoni hydroxit ( NH4OH ) hoặc amoniac như khí (NH3) để giảm NOx trong

lò , tác nhân trung hòa (ví dụ Ca(OH)2) và vật liệu hấp phụ ( ví dụ carbon hoạt tính) Tiêuthụ cho mỗi tấn là 0,8 kg NH4OH , 8 kg Ca (OH) 2 và 0,5 kg than hoạt tính

Thu hồi năng lượngPhát thải khí

Dư lượng APC

- Tro bay được tổng hợp bởi các hạt mịn được thổi bằng khí nén;

- Acid và các tiền chất acid, chẳng hạn như lưu huỳnh dioxit, oxit nitơ , axit clohydric ;

- Dioxin và các chất tương tự được các hợp chất được hình thành bởi sự tái tổ hợp cấu trúc căn bản như dibenzodioxins polychloro và furan

Hỗn hợp khí nóng rời khỏi lò , trao đổi nhiệt ở bề mặt của ống trao đổi nhiệt thẳng đứng, bên trong đó hơi nước áp lực cao hoặc trung bình được tạo ra và trước khi vào hệ thống làm sạch , một phần của khí này được chuyển qua một bộ khuếch đại để được tiêm trongcác máy ảnh dưới ghi di động của lò Tái chế khí này là điều cần thiết để thu hồi năng lượng tổng thể và cũng rất quan trọng để thúc đẩy việc kiểm soát dễ dàng hơn khi oxy vượt quá cân bằng hóa học trong lò Hỗn hợp khí thải còn lại phải được làm sạch bằng một số đơn vị hoạt động trong hệ thống làm sạch khí

3.2

Các mục tiêu chính

Trong trao đổi nhiệt ở bề mặt của các ống lò hơi, khí thải được làm mát và sự hình thành một số cặn xảy ra,làm tăng phần lượng bụi Khí thô của hệ thống lò hơi phải được làm sạch đạt tiêu chuẩn môi trường được áp dụng tại vị trí nơi mà các lò đốt được cài đặt Phạm vi chính cho nồng độ trong khí thô và các giới hạn phát thải bắt buộc thường được

MSW (1 ton)

Khí(4000-4500 Nm3)

Hoá chất

Quá trình đốt MSW

sử dụng được bao gồm trong Bảng 3 cùng với hiệu quả tính toán cần thiết cho việc làm sạch của từng loại ô nhiễm Nó đòi hỏi hiệu quả loại bỏ cao, chỉ ra trong Bảng 3, áp đặt các sử dụng nhiều hệ thống khí sạch, thường theo thứ tự.

khô đôi

Kim loại nặng Scrubber khô + tĩnh điện

Tro bay Tĩnh điện + lọc bụi tay áo

Dioxin& furan Than hoạt tính + lọc bụi tay

áoBảng 4 quá trình làm sạch khí và phạm vi điển hình của giảm ô nhiễm cụ thể bằng

sự kết hợp của các đơn v.hoạt động

3.4

Tách tro bay và than hoạt tính

Tro bay được tạo ra tại nhà máy điện mà các thành phần của nhiên liệu là hợp lý liên tục,

là rất thường xuyên thu thập và sử dụng làm nguyên liệu cho sản xuất xi măng Portland bay

tro tạo ra tại lò đốt chất thải thường bị ô nhiễm kim loại nặng và các

chất nguy hiểm và phải được đối xử như một dư lượng độc hại, đòi hỏi trơ

trước khi xử lý được kiểm soát bãi rác

3.4 Tách tro bay và than hoạt tính

Tro bay được tạo ra tại nhà máy điện mà các thành phần của nhiên liệu là hợp lý liên tục,

là thu thập rất thường xuyên và sử dụng làm nguyên liệu cho sản xuất xi măng Portland Tro bay tạo ra tại lò đốt chất thải thường bị ô nhiễm kim loại nặng, các chất nguy hại và phải được xử lý như một dư lượng độc hại, cần phải trơ hoá trước chôn lấp

Bảng 5 Mức phát thải đạt được cho các cơ sở thiêu đốt chất thải (đoạn trích từ Bảng 5.2BREF (2006) "mức phát thải hoạt động liên quan đến việc sử dụng BAT" cho ô nhiễm không khí, đơn vị mg/Nm3)

Cơ chất Lấy mẫu không

liên tục

Giá trị

½ giờ

Giá trị hàng ngày

Ghi chú

bằng các bộ lọc túi vải- ống tay áo

cần được tính toán, nên dùng các phương pháp kết hợp với quy trình xử lý ướt

tối ưu

trình hấp phụ cacbon PCDD/PCDF

(ng ITEQ/Nm3) Điều kiện đốt cháy tối ưu,kiểm soát nhiệt độ để giảm

quá trình tổng hợp quy trình,hấp phụ carcarbon

Thông thường, than hoạt tính, dạng bột, được sử dụng để hấp thụ các chất ô nhiễm hữu

cơ chẳng hạn như dioxin và furan, vì nó sẽ được trình bày chi tiết sau, bột này được gắn kết lại với nhau với tro bay (hệ thống nhỏ) trong một giai đoạn làm sạch đặc biệt Các loại chính của thiết bị sử dụng cho việc loại bỏ các hạt rắn của tro bụi và than hoạt tính là: cyclone, tĩnh điện, và các bộ lọc ống vải, Bảng 6 Chi tiết xây dựng, cũng như chế độ hoạt động đã được mô tả rộng rãi (Niessen, 2002) và do đó nó được coi là thích hợp hơn

để tập trung vào các chi tiết ở đây trên phạm vi áp dụng cho tách tro bay

3.4.1 Cyclone

cyclone khá hiệu quả để loại bỏ các hạt rắn có đường kính trung bình hơn 100 mm từ dòng khí Thiết kế của các cyclone đã được xem xét ở những nơi khác (Morcos, 1989;Lee và Huffman, 1996; Amutha Rani và cộng sự, 2008) và kể từ khi các công trình thép