xử lý chất thải bằng PP đốt

trình bày xử lý chất thải bằng PP đốt

XỬ LÝ CHẤT THẢI BẰNG PP ĐỐT

1 CHẤT THẢI NÀO THÌ ĐƯỢC ĐỐT?

2 ĐỐT CHẤT THẢI LÀ GÌ ?

3 ƯU - NHƯỢC ĐIỂM CỦA CN ĐỐT

3.1 ƯU ĐIỂM:

- X/LÝ TẠI CHỖ > TRÁNH RỦI RO KHI V/CHUYỂN

VÍ DỤ: Ở MỸ TỪ 1973 - 1983 XẢY RA 11.462 VỤ TAI NẠN, LÀM BỊ THƯƠNG 663 NGƯỜI, BỊ CHẾT 24 NGƯỜI VÀ THIỆT HẠI 13,3 TRIỆU USD.

3.2 NHƯỢC ĐIỂM

4 TÌNH HÌNH X/LÝ CHẤT THẢI = P 2 ĐỐT

4.1 Ở NƯỚC NGOÀI

Biện pháp xử lý (% trọng lượng rác đô thị) Tên nước Đốt Chôn Chế biến

5 CÔNG NGHỆ ĐỐT CHẤT THẢI

PHẢN ỨNG XẢY RA NHƯ SAU:

CHẤT THẢI + (O2 + N2) -> SẢN PHẨMCHÁY + Q (NHIỆT)

SẢN PHẨM CHÁY: BỤI, SOX, NOX, CO, CO2, THC,HCL, HF, ĐIOXINS/FURANS

HÌNH 1 LÒ ĐỐT CHẤT THẢI

- Q/TRÌNH ĐỐT CTR GỒM 4 GIAI ĐOẠN CƠ BẢN SAU:

+ QUÁ TRÌNH SẤY KHÔ (BỐC HƠI NƯỚC)

+ QUÁ TRÌNH KHÍ HÓA

+ QUÁ TRÌNH PHỐI TRỘN KHÍ GAS HOẶC CHẤTĐỐT VỚI GIÓ (KHÔNG KHÍ) VÀ SỰ MỒI LỬA

+ QUÁ TRÌNH CHÁY Ở DẠNG KHÍ

Q1 Quạt cấp khí buồng sơ cấp Q2 Quạt cấp khí buồng thứ cấp Q3 Quạt giải nhiệt

B1 Béc đốt sơ cấp B2 Béc đốt thứ cấp T1 Đầu dò nhiệt độ buồng sơ cấp T2 Đầu dò nhiệt độ buồng thứ cấp

B1

2 Buồng đốt thứ cấp,

1 Buồng đốt sơ cấp, V=0,054m3

3 Thiết bị giải nhiệt khói thải V=0,072m3, T° =1000-1200° C

- HIỆU QUẢ ĐỐT GẮN LIỀN VỚI ĐK - 3T

+ TEMPERATURE (NHIỆT ĐỘ) :

+ TURBULENCE (XÁO TRỘN):

+ TIME (THỜI GIAN LƯU):

ĐỐT CTNH, ĐỂ HẠN CHẾ DIOXINS/FURANS - > THÌ N/ĐỘ BUỒNG T/CẤP CẦN CAO TRÊN 1100 0 C VÀ THỜI GIAN LƯU CHÁY TRÊN 2 GIÂY.

- CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG TỚI QUÁ TRÌNH CHÁY

1 THÀNH PHẦN VÀ TÍNH CHẤT CỦA CHẤT THẢI Thành phần Thành phần hóa học (%KL)

2 NHIỆT TRỊ

Q (kcal/kg) = 81C + 300H - 26 ( O - S ) - 6 (9A + W)

TRONG ĐÓ: C, H, O, S, A, W LÀ % KL CỦA CÁCNGUYÊN TỐ C, H, O, S, TRO, ẨM TRONG CHẤT THẢI

Bảng Nhiệt lượng của một số chất thải

Trung bình(Kcal/kg)

3 ẢNH HƯỞNG CỦA HỆ SỐ DƯ KHÔNG KHÍ

Hình 2 Quan hệ giữa nhiệt độ và không khí dư

Chất thải Lượng không khí lý thuyết

(m 3 không khí/kg chất thải)

Nhiệt độ

Cháy không hoàn toàn Cháy tốt Cháy yếu

Dư khí Thiếu khí

7 CÁC TÍNH CHẤT CỦA CHẤT THẢI CẦN QUAN

TÂM KHI ĐỐT

- THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA CHẤT THẢI, ĐỘTRO, ĐỘ ẨM

- KHẢ NĂNG ĂN MÒN

- ĐỘ NHỚT, CHẤT THẢI ĐEM ĐỐT CÓ THỂ ỞDẠNG RẮN HOẶC LỎNG

- HOẠT TÍNH (KHẢ NĂNG PHẢN ỨNG)

- KHẢ NĂNG POLYMER HÓA

- NHIỆT NÓNG CHẢY CỦA TRO

8 CÁC YÊU CẦU KHI ĐỐT CHẤT THẢI NGUY HẠI

1 HIỆU QUẢ PHÂN HỦY DRE (DESTRUCTION AND

REMOVAL EFFICIENCY):

DRE = [( Win –Wout)/ Win ] x 100%

ĐỐI VỚI CÁC HỢP CHẤT DIOXINS/FURANS THEO QUIĐỊNH CỦA MỸ THÌ HIỆU QUẢ PHÂN HỦY DRE PHẢIĐẠT GIÁ TRỊ 99,9999%

2 HIỆU QUẢ ĐỐT CE (COMBUTION EFFICIENCY)

PM = NỒNG ĐỘ ĐO ĐƯỢC

Y = NỒNG ĐỘ O2 ĐO ĐƯỢC TRONG KHÍ THẢI

- NỒNG ĐỘ CHUẨN THEO 12% CO2

P12 = PM X 12/[CO2]M

P12 = NỒNG ĐỘ CHẤT Ô NHIỄM Ở 12% CO2

PM = NỒNG ĐỘ ĐO ĐƯỢC TRONG ĐIỀU KIỆN LẤYMẪU

[CO2]M = CO2 ĐO ĐƯỢC KHI THU MẪU

Bảng 2.1 Hiệu quả phân hủy của một số chất hữu cơ 99,99%

TT Chất hữu cơ Nhiệt độ phân hủy, 0 C

0,5 giây 1,0 giây 2,0 giây1

748 –1128901768

4117618379019946588378459327319501003713742961

723 –1218853745

392741794871915634818819886685908913693722894

700 –1180808724

9 HOẠT ĐỘNG ĐỐT CHẤT THẢI VÀ VẤN ĐỀ Ô NHIỄM

MÔI TRƯỜNG

8.1 Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ

QUÁ TRÌNH ĐỐT CHẤT THẢI CÓ THỂ TÓM TẮTTHEO PHẢN ỨNG SAU:

CÁC CHẤT Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ ĐƯỢC TẠO RA CÓLIÊN QUAN TRỰC TIẾP ĐẾN THÀNH PHẦN CHẤT THẢIĐƯỢC ĐỐT, CŨNG NHƯ CÔNG NGHỆ ĐỐT.

1 BỤI: BỤI SINH RA TỪ QUÁ TRÌNH ĐỐT CHẤT THẢI

CÓ THÀNH PHẦN VÔ CƠ VÀ HỮU CƠ, KÍCH THƯỚCHẠT BỤI TỪ 0,3 –1,0 M CHIẾM TỈ LỆ TỪ 80 – 90%KHỐI LƯỢNG HIỆN NAY, BIỆN PHÁP KIỂM SOÁT BỤITRONG QUÁ TRÌNH ĐỐT LÀ THÔNG QUA KIỂM SOÁTCHẾ ĐỘ ĐỐT ĐANG NGÀY CÀNG TỎ RA CÓ ƯU THẾ

2 Ô NHIỄM NO X : CÁC OXÍT NITƠ NOX HÌNH THÀNHTRONG QUÁ TRÌNH ĐỐT LÀ DO PHẢN ỨNG GIỮA ÔXYVỚI NITƠ, GỒM “NOX NHIỆT” VÀ “NOX NHIÊN LIỆU”.NỒNG ĐỘ NOX TRONG KHÍ THẢI TỪ 39 – 424 PPM

KỸ THUẬT KHỐNG CHẾ NOX: ĐỐT NGHÈO KHÍ CÓTUẦN HOÀN Ở BUỒNG SƠ CẤP CÓ THỂ LÀM GIẢMĐƯỢC 35% LƯỢNG NOX, HOẶC XỬ LÝ NOX TRONG KHÍTHẢI BẰNG XÚC TÁC HOẶC AMONIAC CÓ THỂ LÀGIẢM ĐƯỢC TỚI 60% LƯỢNG NOX NHIỀU LÒ ĐỐT SỬDỤNG HỖN HỢP THAN HOẠT TÍNH TRỘNNATRIHYDROBICARBONAT THEO TỈ LỆ 35:65 TRỌNGLƯỢNG ĐỂ XỬ LÝ KHÍ THẢI (KHỬ DIOXINS/FURANS,HƠI AXIT, THC) NOX GIẢM TỚI 65%

3 Ô NHIỄM SO X VÀ KHÍ AXÍT (HCL, HF): SOX VÀ KHÍAXÍT (HCL, HF) LÀ DO TRONG CÁC CHẤT ĐƯỢC ĐỐT,NHIÊN LIỆU CÓ CHỨA LƯU HUỲNH, HALOGEN LƯUHUỲNH TRONG CÁC HỢP CHẤT ĐƯỢC ĐỐT CÓ THỂCHUYỂN THÀNH SO2 TỪ 14 – 94%, MỨC ĐỘ CHUYỂNHÓA SO2 THÀNH SO3 PHỤ THUỘC VÀO NHIỆT ĐỘ VÀLƯỢNG ÔXY DƯ TRONG BUỒNG ĐỐT QUÁ TRÌNHCHUYỂN CÁC HALOGEN THÀNH HCL, HF VÀOKHOẢNG 46 – 86% CÁC BIỆN PHÁP KIỂM SOÁT CHỦ

YẾU LÀ SỬ DỤNG CÁC THIẾT BỊ XỬ LÝ KHÍ THẢITHÔNG QUA CÁC CHẤT HẤP THỤ, HẤP PHỤ.

4 Ô NHIỄM DO CO VÀ THC: CO VÀ THC ĐƯỢC TẠO

THÀNH LÀ DO KẾT QUẢ CHÁY KHÔNG HOÀN TOÀNCÁC HỢP CHẤT HỮU CƠ THÔNG QUA NỒNG ĐỘ CỦA

CO VÀ THC NGƯỜI TA CÓ THỂ ĐÁNH GIÁ ĐƯỢC HIỆUQUẢ CỦA QUÁ TRÌNH CHÁY THỰC TẾ VIỆC ĐONỒNG ĐỘ THC RẤT PHỨC TẠP VÌ THẾ CHỈ TIÊU COVÀ CO2 ĐƯỢC ĐO ĐẠC ĐỂ ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ ĐỐT.KHI HIỆU QUẢ ĐỐT ĐẠT TRÊN 99,9% HOẶC NỒNG ĐỘ

CO TRONG KHÍ THẢI NHỎ HƠN 100 PPM THÌ NGƯỜI TATHẤY NỒNG ĐỘ THC TRONG KHÍ THẢI COI NHƯKHÔNG CÒN [34]

5 CÁC HỢP CHẤT KIM LOẠI NẶNG: CÁC KIM LOẠI

CHÍNH CÓ TRONG THÀNH PHẦN KHÍ THẢI GỒM: SB,

AS, HG, BE, CD, CR, CU, PB, MN, MO, NI, SE, SN, V, ZN,TỒN TẠI Ở CÁC DẠNG HỢP CHẤT NHƯ OXIT, MUỐI,KÍCH THƯỚC CÁC HẠT BỤI THƯỜNG NHỎ HƠN 2 M.LƯỢNG Hg, As, Se, Pb BỊ PHÁT TÁN VÀO KHÔNG KHÍTỪ 60 –99%, NGAY CẢ TRƯỜNG HỢP CÓ TRANG BỊ HỆTHỐNG XỬ LÝ BỤI

6 CÁC HỢP CHẤT NHÓM HALOGEN HỮU CƠ: LƯỢNG

CÁC CHẤT TRÊN TRONG KHÍ THẢI CÓ LIÊN QUANTRỰC TIẾP ĐẾN THÀNH PHẦN CHẤT THẢI ĐƯỢC ĐỐTVÀ CÔNG NGHỆ ĐỐT NỒNG ĐỘ TỔNG CỘNG CỦAPCDDS VÀ PCDFS TRONG KHÍ THẢI CỦA MỘT SỐ LÒĐỐT CHẤT THẢI HAI CẤP DAO ĐỘNG TỪ 0,5 – 56 G/

NHIỆT ĐỘ BUỒNG ĐỐT Ở TRONG KHOẢNG TỪ 300 –

4000C, TRONG KHÍ THẢI Ở NHIỆT ĐỘ TỪ 200 – 4500C

CÁC BIỆN PHÁP KIỂM SOÁT CÁC HỢP CHẤTHALOGEN HỮU CƠ NÓI CHUNG LÀ KIỂM SOÁT CHẾĐỘ ĐỐT THÍCH HỢP TRONG ĐÓ CẦN QUAN TÂM TỚINHIỆT ĐỘ BUỒNG ĐỐT CẦN DUY TRÌ TRÊN 11000CVỚI THỜI GIAN LƯU TỪ 1 - 2 GIÂY.

2.2.2.2 NƯỚC THẢI

NƯỚC THẢI TỪ HOẠT ĐỘNG CỦA LÒ ĐỐT RÁCGỒM CÓ HAI LOẠI CHÍNH: TỪ HỆ THỐNG XỬ LÝ KHÍTHẢI: CÓ CHỨA MỘT SỐ CHẤT ĐỘC HẠI NHƯ KIMLOẠI NẶNG, HÓA CHẤT (SỬ DỤNG TRONG QUÁTRÌNH XỬ LÝ) NƯỚC RỈ RÁC (HOẶC ÉP RÁC ĐỂ LÀMGIẢM ĐỘ ẨM TRƯỚC KHI ĐEM ĐỐT), CÓ CÁC TÁCNHÂN Ô NHIỄM HỮU CƠ, VI TRÙNG LÂY BỆNH

2.2.2.3 TRO-XỈ

TRO SINH RA TỪ QUÁ TRÌNH ĐỐT CHẤT THẢI GỒM: TRO LẮNG TRONG BUỒNG ĐỐT VÀ TRO BAY, KHOẢNG 10% TRO BỊ BAY THEO KHÓI THẢI [50] THÀNH PHẦN TRO THẢI RA TỪ BUỒNG ĐỐT BAO GỒM CÁC LOẠI CHẤT TRƠ, THỦY TINH, KIM LOẠI VÀ CÓ TỪ 2 – 10% CARBON CÁC KIM LOẠI NẶNG NHƯ : Hg, As, Pb, Cd, Zn, CÓ HÀM LƯỢNG KHÁ CAO TRONG TRO BAY QUA ỐNG KHÓI VÌ CHÚNG BỊ HÓA HƠI Ở NHIỆT ĐỘ ĐỐT BÌNH THƯỜNG TRONG TRO CÓ CHỨA NHIỀU CÁC TÁC NHÂN ĐỘC HẠI CÓ KHẢ NĂNG GÂY Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG

HẠN CHẾ NHIỆT ĐỘ KHÍ THẢI Ở GIÁ TRỊ TỪ 200 –

4500C VÌ DỄ BỊ TÁI TẠO THÀNH DIOXIN/FURAN

Bảng Yếu tố độc tính tương đương

2,3,7,8 TCDF 1,2,3,7,8 PCDF 2,3,4,7,8 PCDF 1,2,3,4,7,8 HCDF 1,2,3,6,7,8 HCDF 1,2,3,7,8,9 HCDF 2,3,4,6,7,8 HCDF 1,2,3,4,6,7,8 HpCDF 1,2,3,4,7,8,9 HpCDF Octa CDF

1.0 0,05 0,5 0,1 0,1 0,1 0,1 0,01 0,01 0,001

BẢNG TÓM TẮT CÁC SẢN PHẨM CHÁY VÀ PHƯƠNG PHÁP

XỬ LÝ TRONG CÔNG NGHỆ ĐỐT CHẤT THẢI

Chất ô

nhiễm

Tải lượng và nồng độ Cách khống chế

Bụi 2,3 - 64,8 kg/tấn Lọc tĩnh điện, lọc khô, ướt hiệu quả:

- Xác định hệ số  thích hợp.

- Đốt tuần hoàn giảm 35% Đốt 2 bậc giảm 50%.

- Xử lý xúc tác giảm 90%.

SO 2 Do thành phần chất thải.

Chuyển hóa thành

SO 2 :1494% TL: 0,09 4,5kg/t

-Xử lý bằng phương pháp hấp thụ, hấp phụ Hiệu quả xử lý đạt 90 – 99%.

HCl, HF Chuyển hóa thành

HCl,HF: 46 - 86%.

TL:0,57 - 8,57 kg/t (HCl); 0,01 - 0,16 kg/t(HF)

Xử lý bằng phương pháp hấp thụ, hấp phu Hiệu quả xử lý đạt 90 – 99%.

CO TL: 0,07 -17,5kg/t Kiểm soát chế độ đốt Hiệu quả xử

lý đạt trên 90%.

THC TL:0,001-5,78kg/t Kiểm soát chế độ đốt, nhiệt độ đốt

trên 850 0 C, thời gian lưu Hiệu quả xử lý > 99%.

m 3 ( PAH), 6,2 - 47g/m 3 (

CB s, , CP s , PCB s ), 0,5 56g/m 3 (PCDD s ,PCDF s )

Kiểm soát nhiệt độ đốt trên

900 0 C, thời gian đốt hoàn toàn trên

3 giây.

- Nhiệt độ đốt trên 1100 0 C, thời gian đốt 2 giây.

- Nếu hàm lượng Clo trong chất thải

>5% thì nhiệt độ đốt trên 1200 0 C, thời gian đốt 2 giây.

Hiệu quả xử lý đạt 99 –99,99%.

BẢNG TIÊU CHUẨN THẢI CỦA MỘT SỐ NGUỒN

THẢI CỦA VN STT Chất ô nhiễm Đơn vị Giá trị tối đa cho phép

TCVN 5939 –

1995 (Nguồn loại B)

TCVN 1999

10 MỘT SỐ CÔNG NGHỆ ĐỐT CHẤT THẢI

1 ĐỐT HỞ THỦ CÔNG

2 ĐỐT MỘT CẤP TRONG BUỒNG ĐỐT

Hình LÒ ĐỐT MỘT CẤP BUỒNG ĐỐT ĐƠN

3 CÁC LOẠI LÒ ĐỐT NHIỀU CẤP

Nơi chứa tro

Cửa lấy tro

Lỗ cấp không khí dưới lửa

Lỗ cấp không khí trên lửa

Nhiên liệu đốt

Cửa nạp liệu

Buồng đốt sơ cấp

.4 lò đốt thùng quay

Hình 8.5 Hệ thống thiết bị lò đốt thùng quay có xử lý khí

10 10 10

8.2.2.5 Lò đốt tầng sôi (tháp đốt tầng sôi)

ĐỐT CHẤT THẢI TRÊN LÒ NHIỆT PHÂN TĨNH

8.2.2.6 Công nghệ đốt nhiệt phân

8.2.3 So sánh các công nghệ đốt chất thải nói trên

1 2 3 4 5

6 7 8

1 Cơ cấu nạp liệu

2 Cửa lò

3 Buồng đốt sơ cấp

4 Buồng đốt thứ cấp

5 Cơ cấu tháo tro

6 Thiết bị giải nhiệt khí thải

11 GIỚI THIỆU CÔNG NGHỆ ĐỐT CHẤT THẢI ỨNG DỤNG QUÁ TRÌNH NHIỆT PHÂN

1 NGUYÊN TẮC CHUNG NHIỆT PHÂN VÀ ĐỐT CHẤT THẢI

CHẤT THẢI -> KHÍ GAS) + CẶN RẮN

- KHÍ GAS: CXHY, H2, COX, NOX,SOX VÀ CẢ HƠI NƯỚC

- CẶN RẮN: CÁC BON CỐ ĐỊNH + TRO

2 CÁC GIAI ĐOẠN CƠ BẢN CỦA QUÁ TRÌNH ĐỐT

CHẤT THẢI TRONG LÒ NHIỆT PHÂN

1 TẠI BUỒNG SƠ CẤP

ĐỐT THIẾU ÔXY, CÁC QUÁ TRÌNH XẢY RA GỒM:

- SẤY KHÔ (BỐC HƠI NƯỚC) CHẤT THẢI:

- QUÁ TRÌNH PHÂN HỦY NHIỆT TẠO KHÍ GAS VÀ CẶN CACBON

2 TẠI BUỒNG THỨ CẤP

3 QUÁ TRÌNH TẠO TRO XỈ

GIAI ĐOẠN CUỐI MẺ ĐỐT, NHIỆT ĐỘ BUỒNG ĐỐT

SƠ CẤP NÂNG TỚI 9500C ĐỂ ĐỐT CHÁY CẶN CACBON,PHẦN RẮN KHÔNG CHÁY ĐƯỢC TẠO THÀNH TRO XỈ NHƯ VẬY, TRONG LÒ ĐỐT NHIỆT PHÂN TĨNH THÌ:

BUỒNG SƠ CẤP HAY CÒN GỌI LÀ BUỒNG NHIỆT PHÂN: CÓ NHIỆM VỤ NHIỆT PHÂN CHẤT THẢI RẮN,

TẠO KHÍ GAS, CẤP CHO BUỒNG THỨ CẤP

BUỒNG THỨ CẤP: CÓ NHIỆM VỤ NHẬN VÀ ĐỐT

TRIỆT ĐỂ CÁC CHẤT HỮU CƠ TỪ BUỒNG SƠ CẤP

Hệ thống lò đốt chất thải

Hình Sơ đồ hệ thống thiết bị đốt chất thải

1 Bộ phận nạp rác 5 Tháp hấp thụ

2 Buồng đốt sơ cấp 6 Quạt hút

3 Buồng đốt thứ cấp 7 Ống khói

4 Thiết bị trao đổi nhiệt 8 Bồn dầu

9 Bồn dung dịch hấp thụ 10 Bộ điều khiển tự động

VI GIỚI THIỆU MỘT SỐ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU TRIỂN KHAI Ở TRONG NƯỚC

KẾT LUẬN KIẾN NGHỊ

K

10

Hình 1 Nghiên cứu công nghệ nhiệt phân chất thải trong phòng thí nghiệm

Hình 2 Nghiên cứu công nghệ đốt nhiệt phân rác trên mô hình thí nghiệm

Hình 3 Nghiên cứu công nghệ đốt nhiệt phân rác trên các lò đốt tại Tây Ninh

Hình 4 Triển khai lò đốt chất thải dầu khí tại công ty Sông Xanh (tỉnh BR-VT)

Hình 5 Ứng dụng qui trình công nghệ đốt chất thải theo công nghệ nhiệt phân trên lò đốt rác y tế công suất 30kg/giờ tại TP HCM (do sở KHCN chủ trì)