Phương pháp nhiệt trong xử lý chất thải rắn

Các nguyên tắc của quá trình đốt: Nhiệt độ: phải đảm bảo nhiệt độ đủ cao để phản ứng xảy ra nhanh hơn và hoàn toàn, không tạo dioxin,hiệu quả xử lý tối đa (nhiệt độ đối với CTNH >1100oC, CTR sinh hoạt > 900oC) Độ xáo trộn: để tăng cường hiệu quả tiếp xúc giữa CTR cần đốt và chất oxy hóa, có thể đặt các tấm chắn trong buồng đốt hoặc tạo góc nghiêng thích hợp giữa dòng khí với béc phun để tăng khả năng xáo trộn. Độ xáo trộn có thể đánh giá thông qua yếu tố xáo trộn. Thời gian: thời gian lưu cháy đủ lâu để phản ứng xảy ra hoàn toàn. Thời gian lưu cần thiết bảo đảm đốt cháy hoàn toàn của mỗi chất phụ thuộc vào bản chất của chất bị đốt và nhiệt độ đốt.

ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI

Môn học: QL CHẤT THẢI RẮN Giảng viên: Đỗ Thành Cao.

Thực hiện:Lớp LĐH2KM4/ Nhóm 2

XỬ LÝ CTR BẰNG PP NHIỆT

SINH VIÊN THỰC HIỆN

Lê Anh Tuấn

NHỮNG NỘI DUNG CHÍNH

I KHÁI NIỆM QUÁ TRÌNH ĐỐT

II HỆ THỐNG NHIỆT PHÂN

III HỆ THỐNG KHÍ HÓA

IV HỆ THỐNG THU HỒI NĂNG LƯỢNG

V HỆ THỐNG KIỂM SOÁT Ô NHIỄM

TÀI LIỆU THAM KHẢO

I KHÁI NIỆM QUÁ TRÌNH ĐỐT

1.Khái niệm

-Quá trình đốt Chất Thải Rắn là

quá trình oxy hoá chất thải rắn

bằng oxy không khí ở nhiệt độ

cao Lượng oxy sử dụng theo lý

thuyết được xác định theo pt cháy:

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

2 Các nguyên tắc của quá trình đốt:

• Nhiệt độ: phải đảm bảo nhiệt độ đủ cao để phản ứng xảy ra nhanh

hơn và hoàn toàn, không tạo dioxin,hiệu quả xử lý tối đa (nhiệt độ đối với CTNH >1100C, CTR sinh hoạt >900C)

• Độ xáo trộn: để tăng cường hiệu quả tiếp xúc giữa CTR cần đốt và

chất oxy hóa, có thể đặt các tấm chắn trong buồng đốt hoặc tạo góc nghiêng thích hợp giữa dòng khí với béc phun để tăng khả năng

xáo trộn Độ xáo trộn có thể đánh giá thông qua yếu tố xáo trộn

• Thời gian : thời gian lưu cháy đủ lâu để phản ứng xảy ra hoàn

toàn Thời gian lưu cần thiết bảo đảm đốt cháy hoàn toàn của mỗi chất phụ thuộc vào bản chất của chất bị đốt và nhiệt độ đốt

3 Một số hệ thống lò đốt

• 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

- Lò đốt nhiều cấp: đốt

chất thải dạng bùn đặc từ các nhà máy xử lý nước thải

II HỆ THỐNG NHIỆT PHÂN

• Nhiệt phân là quá trình phân hủy hay

biến đổi hóa học CTR ở nhiệt độ cao

trong điều kiện thiếu oxy

• Phản ứng quan trọng nhất trong quá

trình nhiệt phân là bẻ gãy mạch liên

kết C-C, không có xúc tác, chúng tạo

thành những gốc tự do và có đặc tính

chuỗi, nhiệt độ càng tăng thì sự cắt

mạch càng sâu.

• Sản phẩm cuối cùng của QT nhiệt

phân biến đổi CTR là các chất

rắn,lỏng, và khí bao gồm H2, CO,khí

Axit,tro

Các giai đoạn cơ bản của quá trình đốt chất thải

trong lò nhiệt phân:

• Giai đoạn 1: là quá trình khí hóa ,CTR được gia nhiệt để tách

các thành phần dễ bay hơi như khí cháy, hơi nước ra khỏi

thành 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

a Tại buồng sơ cấp:

• Đốt thiếu oxy(lượng khí cấp khoảng

70-80% so với nhu cầu lý thuyết), các quá

trình xảy ra gồm:

• Sấy khô (bốc hơi nước): Chất thải được

đưa vào buồng đốt, thu nhiệt từ không khí

nóng của buồng đốt, nhiệt độ của chất thải

đạt trên 100C, quá trình thoát hơi ẩm xảy

ra mãnh liệt, khi nhiệt độ tiếp tục tăng sẽ

xảy ra quá trình nhiệt phân chất thải và tạo

ra khí gas.

• Quá trình phân hủy nhiệt tạo khí gas và

cặn cacbon: Quá trình nhiệt phân CTR bắt

đầu từ 250C-650C Khi quá trình nhiệt

phân kết thúc, hình thành Tro và cặn cacon,

vì vậy người ta gọi giai đoạn này là cacbon

hóa.

b.Tại buồng thứ cấp:

• Quá trình đốt được cấp dư khí

oxy(lượng khí cấp khoảng

110-200% so với nhu cầu ý thuyết để

đảm bảo cháy hoàn toàn, nhiệt độ

khoảng trên 1000oC), khí gas sinh

ra từ buồng sơ cấp, được đưa lên

c.Quá trình tạo tro xỉ:

• Giai đoạn cuối mẻ đốt, nhiệt độ

buồng đốt năng tới 950oC để đốt

cháy cặn cacbon,phần rắn không

cháy sẽ tạo thành tro xỉ

• Các giai đoạn của quá trình cháy

thực tế không phải tiến hành tuần

tự,tách biệt mà tiến hành gối đầu

và xen kẽ nhau

Ưu nhược điểm của hệ thống nhiệt phân

Ưu điểm:

• Quá trinh nhiệt phân xảy ra ở nhiệt độ thấp-tăng tuổi thọ vật

liệu,giảm chi phí bảo trì

• Kiểm soát được chế độ nhiệt phân,tiết kiệm nhiên liệu

• Không đòi hỏi sự xáo trộn giảm được bụi

• Thu được nhiệt

• Các chất hữu cơ và chất độc hại cháy hoàn toàn

Nhược điểm:

• Một số thành phần trong chất thải lúc nạp liệu để đốt có thể bị giữ lại bởi bã thải

• Chất thải có phản ứng thu nhiệt không nên đốt trog ò nhiệt phân

• Thời gian đốt lâu hơn so với công nghệ đốt lò quay

• Quá trình khí hóa gián tiếp cần phải có nguồn năng lượng bên 

ngoài.Hơi nước được sử dụng phổ biến nhất vì nó tăng hàm lượng hydro của khí gây cháy

- Là một kỹ thuật có hiệu quả về mặt năng lượng, được áp dụng với mục đích giảm thể tích chất thải và thu hồi năng lượng.

- Phân loại: lò đứng, lò ngang, lò tầng sôi, lò đốt nhiều buồng và đốt thùng quay.

HỆ THỐNG KHÍ HÓA

LÒ ĐỨNG

- Sản phẩm cuối cùng là hỗn

hợp khí cháy có nhiệt trị thấp

và tro

- Ưu điểm: chi phí thấp, dòng

khí thải ra ít, thiết bị kiểm soát

đơn giản, không gây ô nhiễm.

- Nhược điểm: hệ thống chất

thải phải mang tính đồng nhất.

dụng để thu hồi nhiệt lượng

cung cấp cho lò hơi.

- Nhược điểm: gồm nhiều thiết

bị.

IV HỆ THỐNG THU HỒI NĂNG LƯỢNG

- 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

Sơ đồ quy trình thu hồi năng lượng

Lợi ích mang lại

- 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%

V HỆ THỐNG KIỂM SOÁT Ô NHIỄM

• Khí thải sinh ra từ lò đốt có thể chứa : Bụi, Nox, SO2, CO2, HCL, các DIOXIn và Furan

-NOX :

+ Đốt thiếu khí có tuần hoàn ở buồng sơ cấp

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

+ Sử dụng hỗn hợp than hoạt tính

+ Trộn NaHCO3

-Xử lí SO2 vào các khí axit: phân loại tại nguồn,xử lý bằng tháp rửa

khí hoặc hấp phụ, xúc tác

-Với Dioxin và furan chủ yếu kiểm soát quá trình đốt: t trong buồng

đốt phải tối thiểu là 880C và khí thải phải được lưu ở t này tối thiểu

là 1s sau khi ra khỏi buồng đốt

• Các chất ô nhiễm thông thường được xử lý bằng:

+Các thiết bị lọc bụi(túi vải, lọc tĩnh điện)

+Bộ hấp thụ khí và các dung dịch hóa chất

Hệ thống kiểm soát CTR còn lại

• Quản lý CTR còn lại là một phần tất yếu trong quy trình kiểm soát CTR Các chất cần kiểm soát bao gồm:

- Tro đáy lò: kim loại, thủy tinh

- Tro bay: thu hồi 99% trong thiết bị ESP hoặc lọc vải

- Cặn từ thiết bị rửa khí trơ

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1 Lâm Minh Triết-Giáo trình Quản lý

CTNH,NXB Xây Dựng, ĐH quốc gia TP

XIN TRÂN TRỌNG CẢM ƠN !