đề tài xử lý chất thải rắn bằng phương pháp nhiệt

Khái niệm xử lý CTR bằng nhiệt Định nghĩa xử lý CTR bằng phương pháp nhiệt: Xử lý CTR bằng phương pháp nhiệt là quá trình sử dụng nhiệt để chuyển hóa chất thải từ dạng rắn sang dạng

ƯƠNG P

TRƯỜNG ĐH BÀ RỊA – VŨNG TÀU

KHOA HÓA HỌC & CNTP

BỘ MÔN KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG

Đề tài

NHÓM : 11 GVHD : Lê Thị Bích Ngọc

I Tổng quan

II Khái niệm xử lý CTR bằng nhiệt

III Phân loại hệ thống xử lý CTR bằng nhiệt

IV Ưu và nhược điểm của quá trình

V Các nguyên tắc của quá trình đốt

VI Các hệ thống lò đốt

VII Công nghệ nhiệt phân

VIII Công nghệ khí hóa.

I Hệ thống kiểm soát ô nhiễm môi trường

NỘI DUNG CHÍNH

I Tổng quan

 Bản chất của sự cháy

• Sự cháy là quá trình lý hóa phức tạp mà cơ sở là phản ứng oxy hóa xảy ra nhanh chóng kèm theo tỏa nhiệt và phát ra tia sáng

• Trong điều kiện thường, sự cháy xuất hiện và tiếp diễn trong tổ hợp gồm: chất cháy, không khí và lửa

 Chất cháy và không khí tiếp xúc với lửa tạo thành hệ thống cháy

nguồn gây lửa là xung lượng gây ra hệ thống phản ứng cháy

 Diễn biến quá trình cháy:

• Quá trình cháy của vật rắn, lỏng, khí đều gồm các giai đoạn sau: Oxy hóa, tự bốc cháy, cháy

 Điều kiện để phát sinh cháy : Chất cháy, oxy, nhiệt độ

cần thiết

II Khái niệm xử lý CTR bằng nhiệt

 Định nghĩa xử lý CTR bằng phương pháp nhiệt:

Xử lý CTR bằng phương pháp nhiệt là quá trình

sử dụng nhiệt để chuyển hóa chất thải từ dạng rắn sang dạng khí, lỏng và tro đồng thời giải phóng năng lượng dưới dạng nhiệt

Chất thải rắn được đưa vào lị đốt

- Sản phẩm cuối cùng của quá trình đốt bao gồm: bụi, NOx, CO, CO2, SOx, THC, HCl, HF, Dioxin / Furan, hơi nước và tro.

II Khái niệm xử lý CTR bằng nhiệt

III Phân loại hệ thống xử lý CTR bằng nhiệt

 Các hệ thống xử lý CTR bằng nhiệt được phân loại dựa

trên nhu cầu sử dụng không khí bao gồm:

IV Ưu và nhược điểm

Là một phương pháp an toàn cho môi

trường nếu có hệ thống xử lý khí thải.

Không phải tất cả các CTR đều đốt được thuận lợi (chất thải có lượng ẩm cao, khó cháy)

Hiệu suất xử lý tiêu độc cao > 99% Vốn đầu tư ban đầu cao: Chi phí xây dựng,

vận hành và xử lý khí thải lớn

Có khả năng giảm 90 – 95% trọng lượng

chất thải trong thời gian ngắn

Việc thiết kế, vận hành lò đốt phức tạp, đòi hỏi kỹ thuật và tay nghề cao, tập huấn tốt.

Có khả năng xử lý tại chỗ không cần vận

chuyển đi xa, tránh được các rủi ro khi

trình nhỏ Lò hoạt động sau một thời gian phải bảo dưỡng, làm gián đoạn quá trình

V Các nguyên tắc của quá trình đốt.

 Để đạt hiệu quả cao, quá trình cháy tuân theo

nguyên tắc 3T:

Thời gian lưu cháy (Time)

V Các nguyên tắc của quá trình đốt.

 Nhiệt độ: phải đảm bảo đủ cao để phản ứng xảy

ra nhanh và hoàn toàn, không tạo dioxin, đạt hiệu quả xử lý tối đa

+ Nhiệt độ đốt đối với CTNH là > 11000C

+ CTR sinh hoạt > 9000C

 Thời gian: thời gian lưu cháy đủ lâu để phản ứng

cháy xảy ra hoàn toàn

 Độ xáo trộn : Để tăng cường hiệu quả tiếp xúc giữa CTR cần đốt và chất oxy hoá, ta đặt các tấm chắn trong buồng đốt hoặc tạo góc nghiêng thích hợp giữa dòng khí với b phun ể phun để tăng khả năng xáo trộn.

V Các nguyên tắc của quá trình đốt.

Hố chứa Tro đưa đi chôn lấp

Nồi hơi

Rửa khí Lọc b iụi Quạt

 Lò đốt một cấp:

• Buồng đốt được chia

thành 2 ngăn nhờ ghi lò:

 Ngăn trên chứa CTR

cần tiêu hủy.

 Ngăn dưới chứa vật liệu

cháy

VI Các hệ thống lò đốt

Ưu điểm Nhược điểm

Thiết kế và xây dựng lò khá đơn giản, Không giải quyết vấn đề ô nhiễm môi

trường do khí thải

Chi phí xây dựng lò thấp Hiệu quả, năng suất thấp.

Tốn ít diện tích đất và thời gian Phụ thuộc nhiều vào thời tiết

Lò vận hành không liên tục, thời gian

nghỉ giữa hai mẻ đốt lớn

Cần nhiều công nhân vận hành, điều kiện làm việc nặng nhọc, độc hại,

VI Các hệ thống lò đốt

 Lò đốt nhiều cấp:

• Đốt chất thải dạng bùn đặc

từ các nhà máy xử lý nước

thải

• Nhiệt độ tối thiểu: 7600F và

thời gian lưu ít nhất là 0,5 s

để có thể phân huỷ phần lớn

các hợp chất hữu cơ

VI Các hệ thống lò đốt

VI Các hệ thống lò đốt

VI Các hệ thống lò đốt

Ưu điểm Nhược điểm

Áp dụng cho cả chất thải rắn và lỏng, có thể

vận hành ở nhiệt độ trên 1400 0 C Lôi cuốn các hạt, phân tử vào trong dòng khí gas, thành phần tro trong khí thải cao.

Có thể nạp chất thải trực tiếp, không cần xử

lý sơ bộ gia nhiệt chất thải. Yêu cầu lượng khí dư lớn do thất thoát qua các khớp nối.

Lấy tro liên tục mà không ảnh hưởng đến quá

trình cháy, kiểm soát được thời gian lưu

trong thiết bị

Tổn thất nhiệt đáng kể trong tro thải.

Linh động trong cơ cấu nạp liệu Cung cấp

khả năng xáo trộn chất thải và không khí cao. Chất thải vô cơ có thể kết xỉ gây khó khăn cho công tác bảo trì, bảo dưỡng thùng quay.

Có thể đốt riêng chất lỏng và chất rắn hoặc

đốt kết hợp Không bị nghẹt gi lò (vỉ lò) do

quá trình nấu chảy.

Gia công lò khó, chi phí đầu tư cao, vận hành phức tạp

 Khái niệm nhiệt phân: Là quá trình phân hủy hay biến đổi CTR ở nhiệt độ cao trong điều kiện thiếu oxy.

- Phản ứng quan trọng của qt nhiệt phân là cracking, không xúc tác

- Sản phẩm: cặn rắn (cacbon cố định và tro), khí gas (CxHy, H2, COx, NOx, SOx và hơi nước), chất lỏng ( các

HC lỏng)

VII Công nghệ nhiệt phân

Phản ứng nhiệt phân CTR :

Chất thải rắn → Các chất bay hơi và khí gas+cặn rắn

- Quá trình nhiệt phân là quá trình thu nhiệt

- Để phản ứng xảy ra thì phải được cấp nhiệt từ bên ngoài

-Tốc độ nhiệt phân phụ thuộc vào nhiệt độ, thành

phần, cấu trúc chất thải và chế độ cấp khí

VII Công nghệ nhiệt phân

Nguyên lý vận hành quá trình nhiệt phân gồm 2 giai

đoạn:

+ Giai đoạn 1 : Quá trình khí hóa, CTR được gia nhiệt để

tách các phần dễ bay hơi như khí cháy, hơi nước… ra khỏi phần cháy không hóa hơi và tro

+ Giai đoạn 2: Là quá trình đốt các thành phần bay hơi ở

điều kiện phù hợp để tiêu hủy hết các cấu tử nguy hại

VII Công nghệ nhiệt phân

Sơ đồ lò nhiệt phân

VII Công nghệ nhiệt phân

Xảy ra ở nhiệt độ thấp (so với các công nghệ

đốt khác) nên làm tăng tuổi thọ của vật liệu

chịu lửa, giảm chi phí bảo trì.

Một số thành phần lúc nạp liệu có thể bị giữ lại bởi bã thải ( nhựa đường, than cốc…), tro cần được chôn lấp an toàn.

Kiểm soát được chế độ nhiệt phân sẽ tiết

kiệm được nhiên liệu Chất thải có phản ứng thu nhiệt không nên đốt trong lò nhiệt phân

không đòi hỏi sự xáo trộn nên sẽ giảm được

lượng bụi phát sinh Thời gian đốt lâu hơn so với công nghệ đốt lò quay

Các cấu tử có thể thu hồi được tập trung

trong bã rắn hoặc nhựa, thể tích chất thải

giảm đáng kể

Các chất bay hơi có giá trị kinh tế được ngưng

tụ để thu hồi, phần hơi không ngưng tụ, cháy

được là nguồn cung cấp năng lượng

Vận hành và bảo trì phù hợp với điều kiện

Việt Nam

Các chất hữu cơ và các chất độc hại như

đioxin, furans, PCBs cháy hoàn toàn

Khái niệm công nghệ khí hóa: Là quá trình đốt các

loại vật liệu trong điều kiện thiếu oxy

- Quá trình khí hóa gồm các phản ứng:

VIII Công nghệ khí hóa.

Nhiệt phân các nhiên liệu cacbon

Khí hoá của than

VIII Công nghệ khí hóa.

 Được thu hồi bằng 2 phương pháp:

+ Tường nước: tường thành của buồng đốt được nối với các ống của nồi hơi, các ống này hàn lại với nhau, nước lưu thông trong ống hấp thu năng lượng nhiệt sinh ra từ lò hơi tạo thành hơi nóng

+ Lò hơi: khí thải ra có nhiệt độ cao được hướng vào tường nước riêng lẻ lắp bên ngoài buồng đốt

IX Hệ thống thu hồi năng lượng

- Giảm chi phí đầu tư ban đầu, chi phí vận hành, chi phí đầu tư xử lý khí thải

- Nước nóng được sử dụng trong ngành công nghiệp cần nhiệt thấp hay các thiết bị sưởi ấm gia đình

- Hơi nóng được sử dụng để cấp nhiệt

- Lượng khí sử dụng dư giảm từ 100 - 200% xuống

50 - 100%

Lợi ích

1 Kiểm sốt ơ nhiễm khơng khí.

 NOX :

+ Đốt thiếu khí cĩ tuần hồn ở buồng sơ cấp

+ Xử lý NOX trong khí thải bằng xúc tác hoặc amoniac

+ Sử dụng hỡn hợp than hoạt tính+ Trợn NaHCO3

 X lí SOử lí SO 2 và các khí axit: phân lo i t i ngu n, tháp ại tại nguồn, tháp ại tại nguồn, tháp ồn, tháp

rửa khí hoặc h p ph , h p th , xúc tácấp phụ, hấp thụ, xúc tác ụi ấp phụ, hấp thụ, xúc tác ụi

X Hệ thống kiểm sốt ơ nhiễm