CÔNG NGHỆ lò đốt CHẤT THẢI HAI cấp MT2

Dưới tác dụng của nhiệt, diễn ra các quá trình phân huỷ nhiệt các chất thải rắn và lỏng thành thể khí, trải qua các giai đoạn; Bốc hơi nước - nhiệt phân – ôxy hoá một phần các chất cháy.

CÔNG NGHỆ LÒ ĐỐT CHẤT THẢI HAI CẤP MT2

CÔNG TY TNHH PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG AN ĐIỀN dự kiến sẽ đầu tư 1

lò đốt chất thải công nghiệp với công suất khoảng 500kg/h tại Khu Liên Hợp xử lý chất thải Nam Bình Dương, huyện Bến Cát, hỉnh Bình Dương - ấp 1B, Xã Chánh Phú Hòa, huyện Bến Cát, tỉnh Bình Dương

Lò đốt liên tục 24/24, chỉ dừng lại khi bảo trì, bảo dưỡng, thay thế

Dây chuyền công nghệ tiêu hủy chất thải được trình bày như trong hình sau:

~20m3 3

15

6

7

8

10

9

12

13

14

11

5 4

1

2

Hình 1- : Sơ đồ dây chuyền công nghệ lò đốt

3 : Buồng đốt sơ cấp 11 : Venturi

4 : Buồng đốt thứ cấp 12 : Tháp hấp thụ

7 : Buồng giải nhiệt 15 : Quạt hút khí làm nguội

8 : Cyclon

Thuyết minh quy trình công nghệ:

Nạp rác :

Chất thải công nghiệp được thu gom về, chúng cần được chuẩn bị trước qua các công đoạn phân loại và xử lý sơ bộ (phơi, đóng bánh, tách cặn), sau đó chất thải rắn được cho vào bao (giấy hay nilong) với kích thước phù hợp với miệng nhập liệu

để thuận tiện cho việc cấp liệu qua cửa lò, tránh rơi vãi gây ô nhiễm Chất thải lỏng (dung dịch thải, hoá chất, dung môi) được chứa trong bồn kín, sau khi lọc và tách ẩm, phần lỏng được phun vào đốt trong lò, phần cặn bả được đốt dưới dạng chất thải rắn

Việc cấp rác đã đóng bao vào lò theo khối lượng và chu kì mẻ cấp rác Lượng chất thải cấp đảm bảo phân phối đều với công suất lớn nhất đạt 500kg/h

Buồng đốt sơ cấp 3:

Rác thải qua băng tải đi vào thùng tiếp liệu Từ thùng tiếp liệu, rác rơi và trải đều trên ghi bằng gạch chịu lửa nhờ ben đẩy 2

Buồng đốt sơ cấp được gia nhiệt bằng mỏ đốt dầu Diesal M1 nhằm duy trì nhiệt độ trong buồng lò sơ cấp khoản 900 - 9500C Dưới tác dụng của nhiệt, diễn ra các quá trình phân huỷ nhiệt các chất thải rắn và lỏng thành thể khí, trải qua các giai đoạn; Bốc hơi nước - nhiệt phân – ôxy hoá một phần các chất cháy Chỉ còn một lượng nhỏ tro, chủ yếu là các ôxy kim loại hay gốm sành sứ trong rác, nằm lại trên mặt phía đưới đáy buồng đốt sơ bộ, chúng được tháo ra theo chu kỳ

Không khí cung cấp cho quá trình cháy sơ cấp 10 ÷ 20% lượng không khí cần thiết từ quạt cấp khí, do đó chủ yếu quá trình cháy tạo thánh bán khí Mỏ đốt cần được

bố trí sao cho tạo nên sự đồng đều nhiệt độ trong lò và tăng hiệu quả thiêu đốt

Khí nhiệt phân sinh ra trong buồng đốt sơ cấp, nhờ lực khí động học trong

buồng lò đưa sang buồng đốt thứ cấp qua một miệng phân phối khí nằm phía trên

buồng đốt sơ cấp

Buồng đốt thứ cấp:4

Khí nhiệt phân từ buồng đốt sơ cấp sang chứa các chất cháy (CO, H2, CnHm…) chúng được đốt cháy nhờ lượng không khí đợt 2 cung cấp từ máy cấp khí Nhiệt độ của buồng đốt thứ cấp được duy trì 1150-12000C bởi mỏ đốt nhiên liệu M2 Nhờ nhiệt

độ cao và thời gian lưu khí trong buồng đốt đủ lâu (≥ 2s) đảm bảo thiêu hủy hoàn toàn các chất thải độc hại, đặc biệt là Dioxin, Furans và mùi

Kiểm soát quá trình đốt trong buồng đốt thứ cấp bằng nhiệt điện có nối với hệ thống điều chỉnh tự động nhiệt độ

Mỏ đốt được bố trí nhằm tạo nên dòng khí chuyển động xoáy rất có lợi cho

Cơ sở lý thuyết của quá trình nhiệt phân

Chỉ xử lý rác thải nguy hại bằng phương pháp đốt sau khi đã tiến hành phân loại, cố gắng xử lý theo các phương pháp tái sinh khác Vì sau khi đốt, không thể tái sinh được nữa Khi đốt, chất thải rắn chịu những biến đổi tóm tắt như sau:

Chất thải rắn 400 −600 0C(thunhih)→

Hóa hơi (khí gaz) + cặn tro, xỉ Trong đó: khí gaz gồm các hydro cacbon CxHy, H2O, COx, NOx, SOx và các hạt rắn gồm carbon cố định, tro, xỉ (những chất không thể cháy)

Sau đó, xảy ra quá trình oxy hóa, đốt cháy sản phẩm khí:

CxHy, C, NOx, COx, SOx…+ O2

→



CO2, H2O, SO3, NO3 + tro, xỉ

Do quá trình cháy không hoàn toàn, nên khí thải là hỗn hợp các sản phẩm chưa oxy hóa hết và những sản phẩm đã oxy hóa Ngoài ra, còn phát sinh tro là phần chất rắn chưa cháy hết (lẫn theo khói lò gọi là tro bay) và xỉ là phần không thể cháy, thành phần chính là các oxit bị nóng chảy

Phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình cháy trong công nghệ đốt nhiệt phân

- Nhiệt độ: Ở buồng sơ cấp nhiệt độ phải phù hợp với loại chất thải đem đốt để

đạt được chế độ nhiệt phân tốt nhất Buồng thứ cấp cần nhiệt độ đủ cao để phản ứng cháy xảy ra nhanh và hoàn toàn

- Sự xáo trộn: Ở buồng sơ cấp ít xáo trộn để giảm phát sinh bụi; ở buồng thứ cấp cần sự xáo trộn tốt để tăng hiệu quả tiếp xúc giữa chất cháy và chất ô xy hoá

- Thời gian: Thời gian lưu cháy ở buồng thứ cấp phải đủ lâu để phản ứng cháy xảy ra hoàn toàn

- Thành phần và tính chất của chất thải: Thành phần cơ bản của chất thải: C +

H + O + N + S + A + W = 100%

+ C, H là những thành phần cháy chính tạo nên nhiệt trị của chất thải Lưu huỳnh cũng là thành phần cháy nhưng toả nhiệt ít và nó được coi là thành phần có hại

vì tạo ra khí SOx, rất khó xử lý sau này

+ Oxy cần lượng vừa đủ cho sự cháy Nhiều hoặc ít quá đều làm giảm nhiệt độ cháy Nitơ luôn có mặt trong không khí, không giúp gì cho sự cháy, ở nhiệt độ cao có thể tạo NOx độc hại

+ Độ tro (A) và độ ẩm (W) là những yếu tố tiêu cực, không có lợi cho quá trình cháy, chúng làm giảm thành phần chất cháy Ngoài ra các muối vô cơ, muối alkalin cũng làm khó khăn cho quá trình đốt

- Nhiệt trị: Nhiệt trị có liên quan tới quá trình sinh nhiệt trong khi cháy Một chất thải có nhiệt trị không đáng kể thì đốt không phải là giải pháp xử lý thiết thực Nói chung một chất thải có nhiệt trị thấp hơn 1000 Btu/lg (556 kcal/kg) thì không có khả năng đốt

- Ảnh hưởng của hệ số dư không khí: Hệ số cấp khí (α) là tỷ số giữa lượng không khí thực tế và lượng không khí lý thuyết Giá trị α có liên quan tới sự tăng hay giảm nhiệt độ của lò đốt

Buồng giải nhiệt 7

Khói thải từ lò có nhiệt độ tương đối cao (1000 – 11000C), sẽ nguội dần khi đi trong kênh dẫn khói và được làm nguội tới 250 – 3000C nhờ hệ thống thu hồi nhiệt khí thải liên tục (calorifer) Khói lò sẽ giảm nhiệt độ khi đi qua hệ thống ống dẫn bằng gang, làm nóng ống gang và không khí nguội phía ngoài ống Không khí nguội được quạt hút hút qua buồng thu hồi nhiệt và sẽ nóng lên, dùng cấp cho quá trình cháy rác trong lò Khói lò sau khi làm nguội sẽ được dẫn sang cyclon tách bụi

Cyclon tách bụi 8

Khí thải còn chứa nhiều bụi sau khi qua bộ giải nhiệt 1 được dẫn sang cyclon

để tách bụi Trong xyclon, luồng khí chuyển động xoáy trôn ốc Do tác động lực ly tâm, các hạt bụi cỡ hạt trung bình va đập lên thành thiết bị, mất động năng, rơi xuống

bể chứa phía dưới Khói lò đã sạch bụi hơn và nguội hơn tiếp tục di chuyển qua quạt tới tháp hấp thụ

Bụi lắng được định kỳ tháo ra và đem đi xử lý chung với tro thải của lò đốt

Bộ giải nhiệt 10

Khói lò tiếp tục được làm nguội nhờ hệ thống giải nhiệt Hệ thống giải nhiệt có cấu tạo ống chùm gắn với gân giải nhiệt, phía ngoài có quạt thổi khí Sau khi qua hệ thống giải nhiệt 10 và quạt hút 9, nhiệt độ khói lò sẽ chỉ còn 70 – 1000C

Venturi

Trước khi vào hệ thống hấp thụ, khói thải được đưa qua thiết bị venturi Hệ thống venturi ngoài tác dụng làm nguội khói trước khi vào tháp hấp thụ, còn có tác dụng làm sạch bụi cỡ nhỏ, giảm kích thước buồng hấp thụ

Tháp hấp thụ

kiềm Nhờ đệm, thời gian tiếp xúc của dòng khí – lỏng tăng, tăng hiệu suất chuyển đổi Trong cả hai ngăn có bơm phun dung dịch nước kiềm tính (NaOH) Tro bụi đi từ dưới lên, ngược chiều mưa phun từ trên xuống Khói lò một lần nữa được làm sạch và lắng xuống bể chứa nước phía dưới Lượng khí SOx, COx, NOx phản ứng với nước tạo các axit như H2CO3, H2SO4, HNO3 giảm tối đa lượng khí độc hại trong khí thải Dung dịch các axit nói trên tiếp tục phản ứng với NaOH hoặc Ca(OH)2 tạo các chất rắn như Na2SO4, CaSO4.2H2O và nước thải trung hòa

Khói thải qua hệ thống ống khói cao 22 m, một lần nữa được làm sạch, các hạt bụi do trọng lực sẽ bị hút xuống đáy ống khói Phần khói lò sạch, đạt tiêu chuẩn không độc hại, thải ra ngoài

Quạt hút:

Có tác dụng khắc phục trở lực của khí thải trên đường dẫn khói từ lò đến ống khói và tạo áp suất âm ở buồng đốt sơ cấp

Bể chứa dung dịch:

Nước thải ra từ tháp hấp thụ được đưa qua bể chứa dung dịch để tách cặn, bổ sung hoá chất và làm nguội trước khi tái tuần hoàn sử dụng lại trong tháp hấp thụ Theo định kỳ ,cặn xả ra được đem đi ổn định hóa rắn

Bộ điều khiển tự động:

Trên tủ điều khiển, thông qua bộ cài đặt của đồng hồ đo nhiệt độ người vận hành có thể điều khiển độ buồng đốt sơ cấp và thứ cấp theo yêu cầu công nghệ của quá trình thiêu đốt Nhiệm vụ của bộ điều khiển tự động :

- Điều khiển tự động quá trình đốt cháy nhiên liệu của các đầu đốt M1 và M2 theo quy trình công nghệ đề ra

- Điều khiển tự động các thông số kỹ thuật cơ bản của lò đốt: nhiệt độ buồng đốt sơ cấp và thứ cấp

- Tiến hành các thao tác điều khiển quá trình chạy lò, đảm bảo an toàn cho hệ thống khi làm việc

Điều khiển tự động theo vị trí với các bước cơ bản sau: nhận tín hiệu đo tức thời của thông số cần điều khiển nhờ bằng các cảm biến Bộ phận điều khiển so sánh với giá trị đặt trước của đại lượng cần điều khiển với giá trị tức thời Sau đó tác động lên cơ quan điều chỉnh để đưa đại lượng cần điều khiển về giá trị đặt trước

Xử lý tro bùn và nước thải sau xử lý:

- Tro của lò đốt rác xả ra từ buồng sơ cấp chiếm khoảng 5% tổng lượng rác thiêu đốt, sau khi được xử lý ở nhiệt độ cao đã hoàn toàn triệt tiêu các chất hữu cơ, vi trùng và vi khuẩn nguy hại, vẫn tiếp tục được đưa đi xử lý

- Váng bọt bẩn trong bể dung dịch tuần hoàn được hớt lên cùng với nước được cho vào các bao chứa rác khô có thể đem đi đốt lại nhằm tăng độ ẩm, nhằm giảm tốc độ nhiệt phân ban đầu

- Dung dịch đã qua sử dụng nhiều lần được tháo qua bể xử lý nước chung của hệ thống xử lý nước thải của nhà máy

- Cặn xả ra từ bể dung dịch được đốt lại trong lò ở dạng lỏng hay rắn hoặc đem

đi xử lý như ổn định – hoá rắn

Bảng 1- : Thông số kỹ thuật và các thiết bị chính của lò MT2

TT Thông số kỹ thuật Giá trị

Thông số kỹ thuật

(Nguồn: Thuyết minh dự án đầu tư)

Bảng 1- : Các thiết bị chính của hệ thống lò đốt

T

T

Thiết bị Đặc tính kỹ thuật Số

lượng

Xuấ

t xứ

Chất lượng

(khoảng 20 m3): 5,0 m×2,0m×2,0 m

Nam

100%

3 Vật liệu chịu lửa samốt Chịu được nhiệt độ 12000C -

14500C

Nam

100%

Lưu lượng: 1500m3/h

Nam

100%

mm); Dung tích: (đường kính 0,78

Nam

100%

Lưu lượng: 5000m3/h

Chân ống khói (xây bằng gạch chịu lửa): 0,8m×0,8m×6m

Phần trên ống khói bằng tôn 4,0

0,40 m)

Nam

100%

(Nguồn: Thuyết minh dự án đầu tư)

III – CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ KỸ THUẬT DỰ KIẾN CỦA LÒ:

3.1.Loại rác xử lý:

- Chất thải rắn cĩ thể chy

- Các chất thải rắn nguồn gốc hữu cơ

- Các loại chất thải rắn độc hại (trừ những loại rác cần qua thiết bị xử lý đặc biệt theo quy định của luật môi trường) Với cơng suất lị đốt l 500kg/giờ, thnh phần rc thải đem đốt l: Bao bì nhựa, da vụn, cao su, vải vụn, bông băng, giẻ lau, gỗ vụ, bn cặn, dầu khống, mỡ bơi trơn cơng nghiệp

- Chất thải lỏng:

- Dầu cặn từ các quá trình xử lý công nghiệp (cặn tàu dầu, dầu nhớt của rò rỉ của các

cơ sở sản xuất )

- Các dung dịch thải của các nhà máy công nghiệp, chất tẩy rửa và dung môi có chất hữu cơ của các cơ sở sản xuất, thuộc da, giết mổ gia súc, nhà máy bột ngọt )

3.2.Lò đốt (cả hai cấp xây liền vách):

-Kích thước không gian (khoảng 20 m3): 5,0 m×2,0m×2,0 m

Buồng sơ cấp: nhiệt độ lm việc 700 – 8000C (maximum 900 - 9500C),

Buồng thứ cấp: nhiệt độ lm việc 1050 – 1150 (maximum 12000C)

-Bét đốt gaz bét đốt dầu OLYMPIA - Nhật (4 cái) (năng suất 5 – 10 kg/h)

-Vật liệu chịu lửa samốt Việt nam 12000C - 14500C

3.3 Quạt cấp gió tươi (tác dụng tạo cung cấp gió cho quá trình cháy)

3.4.Cơ cấu cấp rác cơ khí:

- Thùng cấp rác theo cơ cấu băng tải hoặc gầu nng

- Bơm cấp dầu thủy lực và cơ cấu ben dầu đẩy rc vo lị

- Hệ thống ghi lị bằng vật liệu gốm chịu lửa

3.5.Tháp hấp thụ xử lý khí thải đạt tiêu chuẩn môi trường:

-Vật liệu inox, đệm sứ mulít (φ 45 mm)

-Dung tích: (đường kính 0,78 m, cao 3,56m) 3 m3

3.6.Quạt đẩy (tác dụng tạo áp suất âm để hút khói lò)

7.Ống khói: 22 m

- Chân ống khói (nhiệt độ cao - xây bằng gạch chịu lửa): giảm nhiệt độ khói lò trước khi vào bộ xử lý khí thải: 0,9m×0,9m×6m

- Knh dẫn khĩi song song, lị cĩ thể lm việc khi mất điện hoặc sửa chữa nhỏ

- Phần trên ống khói bằng tôn 4,0mm ( CT3): cao 16m (φ 0,38 – 0,40 m)

8.Hệ thống điều khiển lò:

- Đồng hồ đo nhiệt độ 12000C (01 cái), 10000C (01 cái)

II.Tiêu hao nhiên liệu:

- Điện năng: 30 Hp

- Dầu tiêu hao: 120 - 250 kg dầu/ tấn ngy

- Tiêu hao năng lượng: khoảng 01 kg dầu tiêu huỷ được 50-100 kg rác

- Dự trữ năng lượng đốt: 7 ngày 1400 kg dầu / tuần

III.Nhân công:

-Trực tiếp: 02 người

- Kỹ thuật: 01 người

IV.Thông số môi trường đầu ra: đạt các thông số qui định khói thải của lò đốt

theo QCVN 30

-SO2 ≤ 300 mg/Nm3

-Hg ≤ 0,55 mg/Nm3

-Cd ≤ 0,16 mg/Nm3

-Tổng kim loại nặng ≤ 2 mg/Nm3

Lò đốt MT2

Nguồn gốc, xuất xứ và ưu điểm của lò MT2

Lò MT2 là kiểu lò tĩnh, theo phương pháp nhiệt phân có xử lý khí thải của Công ty TNHH Công nghệ Minh Thảo thiết kế và chế tạo So với các công nghệ đốt khác, công nghệ đốt chất thải theo nguyên lý nhiệt phân có xử lý khí thải là một công nghệ tiên tiến và có một số ưu điểm như sau:

- Các quá trình sấy, hoá khí, cháy, đốt cặn than (hắc in) xảy ra ở trong buồng sơ cấp, ít xáo trộn nên giảm lượng bụi phát sinh khi đốt

- Hiệu quả xử lý chất thải cao nhờ kiểm soát được chế độ nhiệt phân tại buồng

sơ cấp và quá trình cháy hoàn toàn ở buồng thứ cấp

- Quá trình nhiệt phân trong buồng sơ cấp tiến hành ở nhiệt độ thấp hơn so với buồng thứ cấp (khoảng 800 – 9500C) do vậy tăng tuổi thọ của lò đốt, giảm chi phí bảo trì

- So với công nghệ đốt lò quay và đốt tầng sôi thì thời gian của lò nhiệt phân tĩnh kéo dài hơn, đảm bảo thời gian lưu cần thiết ở nhiệt độ cao (2 – 4s) cho sự phân hủy dioxin và furan, việc chế tạo, vận hành, bảo trì lò cũng đơn giản hơn

Chính nhờ những ưu điểm nổi bật đó nên ngày nay lò đốt ứng dụng nguyên lý nhiệt phân đang được áp dụng khá rộng rãi trên thế giới cũng như ở Việt Nam để xử lý chất thải nguy hại