XỬ lý CHẤT THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP NHIỆT

. Lò đốt chất thải rắn khoa Môi trường và Tài nguyên Đại học Nông Lâm 2.12.1. Mô hình lò đốt Hình 15: Mô hình lò đốt khoa Môi trường và Tài nguyên Đại học Nông Lâm 2.12.2. Cấu tạo lò đốt và nguyên lý hoạt động Lò đốt gồm 3 bộ phận chính: Thân lò, máy quạt, hệ thống thu khí và khói. Thân lò: Thân lò hình trụ có kích thước: 50x60x80 (cm). Được xây lên bằng gạch ống và vữa xây dựng. Hình 16: Lò đốt Bên trong gồm có lớp gạch cách nhiệt có độ dày 7cm dùng để giữ lại nhiệt lượng khi đốt, tránh thất thoát. Hình 17: Bên trong lò đốt Ghi lò dạng lưới, dùng để làm giá đỡ vật liệu đốt.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP HỒ CHÍ MINH KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN

MỤC LỤC

CHƯƠNG 2: XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN BẰNG PHƯƠNG PHÁP NHIỆT 1

2.1 Khái niệm 1

2.2 Tổng quan về chất thải rắn 1

2.3 Phân loại phương pháp xử lý chất thải 2

2.3.1 Đốt hóa học 2

2.3.2 Nhiệt phân 3

2.3.3 Khí hóa 4

2.3.4 Đốt dư khí 7

2.4 Ưu và nhược điểm của phương pháp đốt 7

2.5 Các văn bản pháp quy liên quan đến lò đốt chất thải rắn tại Việt Nam 8

2.6 Phân loại chất thải có thể xử lý bằng phương pháp đốt 8

2.6.1 Những chất thải không nên đốt 8

2.6.2 Những chất thải rắn không được đốt 9

2.6.3 Những chất thải nên đốt 9

2.7 Nguyên tắc khi đốt 13

2.8 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình cháy 14

2.9 Hệ thống thu hồi năng lượng 15

2.10 Công nghệ đốt chất thải rắn 15

2.10.1 Lò đốt một cấp 15

2.10.2 Lò đốt nhiều buồng đốt 16

2.10.3 Lò đốt nhiều tầng 17

2.10.4 Lò đốt thùng quay 18

2.10.5 Lò đốt chất lỏng 20

2.10.6 Đốt tầng sôi 21

2.10.7 Đốt plasma 23

2.10.8 Đốt chân không 24

2.11 Hệ thống phụ trợ xử lí khí thải lò đốt 25

2.11.1 Giảm nhiệt độ khí thải 25

2.11.2 Xử lý bụi 25

2.11.3 Xử lý SOx và khí axít (HCl, HF) 26

2.11.4 Xử lý NOx 28

2.12 Lò đốt chất thải rắn khoa Môi trường và Tài nguyên Đại học Nông Lâm 34

2.12.1 Mô hình lò đốt 34

2.12.2 Cấu tạo lò đốt và nguyên lý hoạt động 34

2.12.3 Ưu, nhược điểm 38

2.12.4 Kết quả thực hành thí nghiệm 38

2.12.5 Kết luận 40

2.12.6 Kiến nghị 41

TÀI LIỆU THAM KHẢO 42

CHƯƠNG 2: XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN BẰNG PHƯƠNG PHÁP NHIỆT

Hiện nay tốc độ gia tăng dân số ngày càng cao cùng với sự phát triển kinh tế, xã hội

và việc lãng phí tài nguyên trong thói quen sinh hoạt của con người đã làm lượngrác thải ngày một tăng cao, thành phần, tính chất trở nên phức tạp hơn và tiềm ẩnnhiều nguy cơ độc hại Bên cạnh đó, công tác quản lý và xử lý chất thải rắn ở nước

ta thì còn sơ sài chưa được chú trọng, việc xử lý không đảm bảo quy chuẩn kỹ thuật

về môi trường đã gây những tác động tổng hợp tới môi trường, sức khỏe cộng đồng

và phát triển kinh tế – xã hội

Theo số liệu của website Bảo vệ Môi trường Việt Nam MTX

(moitruong.com.vn) đăng ngày 26/05/2015, trung bình mỗi ngày nước ta phát sinh

12 triệu tấn rác thải sinh hoạt Dự kiến đến năm 2020, lượng rác thải đô thị phátsinh là 20 triệu tấn/ngày Phần lớn lượng rác phát sinh chủ yếu tại các thành phố lớnnhư Hà Nội,

TP.HCM, Hải Phòng… Việc quản lý và xử lý chất thải rắn đô thị nước ta đang cònrất lạc hậu, chủ yếu là chôn lấp

Tại Hà Nội, khối lượng rác sinh hoạt tăng trung bình 15% một năm, tổng lượngrác thải ra ngoài môi trường lên tới 5.000 tấn/ngày Thành phố Hồ Chí Minh mỗingày có trên 7.000 tấn rác thải sinh hoạt, mỗi năm cần tới 235 tỉ đồng để xử lý

Bảng 1: Tổng lượng chất thải rắn sinh hoạt đô thị phát sinh ở TP.HCM

Thủ tướng Chính phủ vừa phê duyệt Chương trình xử lý chất thải rắn từ nay đến

2020 do Bộ Tài nguyên & Môi trường đưa lên Theo đó, đảm bảo 70% lượng rác

Nhóm 2 GVHD: ThS Lê T n Thanh Lâm ấ Trang 1

Kỹ thu t x lý ch t th i r n: ậ ử ấ ả ắ

“X lý ch t th i r n b ng ph ử ấ ả ắ ằ ươ ng pháp nhi t” ệ

thải nông thôn, 80% rác thải sinh hoạt, 90% rác thải công nghiệp không nguy hại và100% rác thải nguy hại phải được thu gom, xử lý đạt tiêu chuẩn môi trường Đề ánxác định, đến năm 2015 có 60% và lên đến 95% vào năm 2020 lượng rác này phảiđược tái chế, tái sử dụng Để đạt được mục tiêu này cần sự nỗ lực chung của toàn

Nhiều hội thảo ở nước ta được tổ chức nhằm tìm ra công nghệ xử lý rác đạt hiệuquả nhất và hạn chế mức độ gây ô nhiễm môi trường như: Hội thảo “Công nghệ đốtchất thải tái tạo năng lượng - Khả năng triển khai tại Việt Nam” (11/08/2011), Hộithảo với chủ đề “Lựa chọn giải pháp về công nghệ xử lý rác thải thân thiện môitrường” do tỉnh Trà Vinh tổ chức (06/6/2014), Hội thảo “Xử lý rác thải sinh hoạtbằng công nghệ lò đốt BD-Anpha thân thiện môi trường” (19/9/2014),… Trongphương hướng lựa chọn công nghệ, hướng ưu tiên là đốt chất thải để thu hồinguyên liệu và năng lượng Đây là hướng xử lý tiềm năng và là công nghệ củatương lai đem lại nhiều lợi ích kinh tế - xã hội, góp phần tích cực vào việc cải thiệnmôi trường theo hướng xanh – sạch – đẹp, là sự lựa chọn tốt nhất những nước códiện tích hẹp, mật độ dân số cao, công nghiệp phát triển và phù hợp với xu thếchung của thế giới

2.3 Phân loại phương pháp xử lý chất thải

Nhóm 2 GVHD: ThS Lê T n Thanh Lâm ấ Trang 2

 Phản ứng nhiệt phân chất thải rắn được mô tả một cách tổng quát như sau

Chất thải Các chất bay hơi (khí gas) + cặn rắn

Trong đó: Khí gas gồm: CxHx, H2 , COx , NOx , SOx và hơi nước

Cặn rắn: cacbon cố định và tro

 Các giai đoạn của quá trình đốt chất thải trong lò nhiệt phân Tại

buồng sơ cấp:

Các quá trình xảy ra gồm: Sấy (bốc hơi nước) phân hủy nhiệt tạo khí gas

và cặn cacbon (trong điều kiện thiếu oxy) đốt cháy cặn cacbon thành tro

- Việc lắp đặt lò đốt chỉ cần một khoảng không gian nhỏ

- Hiệu suất xử lý cao đối với các loại chất thải hữu cơ chứa vi trùng lâynhiễm (chất thải y tế) cũng như các chất thải nguy hại khác: thuốc bảo vệthực vật, dung môi hữu cơ, chất thải nhiễm dầu,

- Kỹ thuật này phù hợp đối với chất thải trơ về mặt hóa học, khó phân hủysinh học Các chất ô nhiễm trong khí thải sinh ra từ quá trình đốt có thểđược xử lý tới mức cần thiết để hạn chế tối đa các tác động xấu đến môitrường

Chính nhờ những ưu điểm nổi bật đó nên ngày nay lò đốt ứng dụng nguyên lýnhiệt phân đang được áp dụng khá rộng rãi trên thế giới để xử lý chất thải

• Nhược điểm

- Không phải tất cả các chất thải rắn đều có thể đốt được

Ví dụ như chất thải có hàm lượng ẩm quá cao hay các thành phần không cháy cao (chất thải vô cơ) thì không thể áp dụng xử lý theo phương pháp này

- Vốn đầu tư ban đầu cao hơn so với các phương pháp xử lý khác bao gồmchi phí đầu tư xây dựng lò, chi phí vận hành và xử lý khí thải lớn

- Việc thiết kế, vận hành lò đốt phức tạp, đòi hỏi năng lực kỹ thuật và taynghề cao, chế độ tập huấn tốt

- Những tiềm năng tác động xấu đến con người và môi trường có thể xảy ranếu các biện pháp kiểm soát quá trình đốt, xử lý khí thải không đảm bảo

- Tro và bùn sinh ra từ hệ thống xử lý khí thải phải được xử lý theo côngnghệ đóng rắn hoặc chôn lấp an toàn

2.3.3 Khí hóa

Phương pháp khí hóa chất thải rắn được thực hiện trong điều kiện thiếu oxy, xảy

ra cả quá trình đốt cháy và nhiệt phân

Khí hóa là quá trình có thể chuyển đổi các hợp chất hữu cơ hoặc các nguyên liệuhóa thạch thành khí CO, H2 và khí tổng hợp Đây là quá trình tương tác phản ứng giữanguyên liệu đầu vào ở nhiệt độ cao (> 700°C), không đốt cháy, với việc kiểm soátlượng không khí hoặc hơi nước

 Hệ thống khí hóa

Nhóm 2 GVHD: ThS Lê T n Thanh Lâm ấ Trang 4

Một hệ thống khí hóa được tạo nên bởi 3 yếu tố: Lò khí hóa, hệ thống làm sạchkhí gas và hệ thống phục hồi năng lượng

1 Lò khí hóa

Dùng để tạo ra khí đốt Một lò khí hóa gồm có 2 phần sau:

• Buồng cố định Được chia làm 2 phần: phần khí hóa trên và phần khí hóa dưới

Phần khí hóa trên: Là phần khí hóa ngược dòng, ở đây phế thải được đưa vào từ

đỉnh, trong khi không khí được đưa vào từ đáy lò phản ứng Phế thải bắt đầu được xử

lý từ lúc phế thải ở đỉnh lò gồm: làm khô, nhiệt phân, nén và đốt

Phần khí hóa dưới: Là phần khí hóa xuôi dòng, vật liệu than được đưa vào từ

đỉnh, không khí được đưa vào từ phía trên sườn lò trong khi khí gas cháy được lấy ra

ở phía dưới sườn lò, hơi nhiệt phân cho phép ảnh hưởng đến sự bẻ gãy về nhiệt củahắc ín

• Buồng hóa lỏng Quá trình khí hóa ở vùng hóa lỏng ban đầu phát triển để giải quyết những vấn đềhoạt động của buồng hóa lỏng liên quan đến những phế thải với lượng tro lớn, nhưngchủ yếu là làm tăng hiệu suất Hiệu suất của buồng hóa lỏng bằng khoảng 5 lần ởbuồng cố định, với giá trị khoảng 2000kg/(m2.h) Buồng hóa lỏng lò phản ứng lànhững loại khí hóa với các vùng phản ứng khác nhau Chúng hoạt động ở buồng cách

ly về nhiệt tại nhiệt độ thường vào khoảng 700-9000C, thấp hơn nhiệt độ tối đa tạibuồng cố định

2 Hệ thống làm sạch khí gas

Được dùng để loại bỏ những thành phần hỗn hợp từ khí gas bị đốt cháy

• Quá trình bẻ gãy bằng nhiệt Những loại chất thải được lấy ra từ nhựa đường có liên kết rất bền vững và rấtcứng để bẻ gãy bằng phương pháp nhiệt Nhiệt độ đòi hỏi vào khoảng 1000-13000C Hai phương pháp được sử dụng trong bình không đổi để dạt được nhiệt độ bẻ gãy:

sử dụng nhiệt độ của vùng lò đốt và gia tăng của quá trình thời gian

• Bẻ gãy xúc tác Tiến trình bẻ gãy xúc tác cho sự chuyển đổi nhựa đường cần phản ứng ở nhiệt độ800-9000C Quá trình có thể được thực hiện ở cả buồng hóa lỏng với việc thêm vàochất xúc tác hoặc một lò phản ứng đặc biệt bên dưới bình khí hóa

Nhóm 2 GVHD: ThS Lê T n Thanh Lâm ấ Trang 5

• Động cơ Động cơ đốt tia lửa, thường sử dụng với xăng hoặc dầu lửa, có thể vận hành bằngriêng gas Động cơ diesel có thể được chuyển đổi thành hoạt động bằng gas sử dụng

tỷ lệ áp suất thấp và quá trình cài đặt hệ thống đánh lửa Bởi vì giá trị nhiệt thấp hơn,động cơ chuyển thành gas với hiệu suất thấp hơn lúc không chuyển, tuy nhiên mộtđộng cơ hiện đại có thể được chỉnh sửa để có thể đạt được trên 25% lưới điện đầu ra

 Tuabin khí

Nhà máy điện dựa trên chu kỳ kết hợp tiên tiến, tuabin khí có thể cho phép hiệusuất khoảng 60% Hiệu suất điện đầu ra thấp hơn 40% bởi vì sự tiêu tốn gas ở quátrình làm sạch khí

 Các phản ứng hóa học xảy ra trong quá trình khí hóa Trong nồi hơi,

vật liệu trải qua quá trình cacbon khác nhau:

• Nhiệt phân: Quá trình xảy ra làm cho hạt carbonaceous nóng lên.Chất dễ bay hơi được giải phóng và than được sản xuất Quá trình này phụthuộc vào tính chất của vật liệu cacbon, cấu trúc và thành phần của các tro than,sau đó sẽ trải qua các phản ứng khí hóa

• Đốt: Quá trình tạo ra sản phẩm dễ bay hơi và than phản ứng vớioxy để tạo thành khí CO2 và CO, cung cấp nhiệt cho các phản ứng khí hóa saunày

CO + H2O CO2 + H2

Nhóm 2 GVHD: ThS Lê T n Thanh Lâm ấ Trang 6

 Ứng dụng công nghệ khí hóa

Hiện nay, công nghệ khí hóa được áp dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như: khíhóa than, khí hóa nguyên liệu hóa thạch, khí hóa trấu, khí hóa lỏng, khí hóa sinhkhối,

ra Khi phần trăm dư lượng không khí tăng, oxy trong khí lò tăng, nhiệt độ lò giảm

Do đó, ta cần điều chỉnh lượng không khí dư cung cấp cho lò

2.4 Ưu và nhược điểm của phương pháp đốt

So với các phương pháp xử lý chất thải rắn khác như chôn lấp, phân hủy sinh

học thì phương pháp đốt có một sô ưu, nhược điểm như sau:  Ưu điểm

• Giúp làm giảm thể tích và khối lượng chất thải rắn nhiều nhất (80-90%)

• Thu hồi được một lượng năng lượng nhiệt lớn có thể sử dụng cho lò hơihoặc phát điện

• Thời gian xử lý nhanh, ít tốn diện tích đất

• Không phù hợp cho chất thải có độ ẩm quá cao

• Vốn đầu tư ban đầu cao hơn so với các phương pháp xử lý khác bao gồmchi phí đầu tư xây dựng lò, chi phí vận hành và xử lý khí thải lớn

• Quá trình thiết kế và vận hành lò phức tạp, cần nguồn nhân công có trình

độ cao

• Tốn nhiên liệu đốt để duy trình nhiệt cho lò đốt

Nhóm 2 GVHD: ThS Lê T n Thanh Lâm ấ Trang 7

Kỹ thu t x lý ch t th i r n: ậ ử ấ ả ắ

“X lý ch t th i r n b ng ph ử ấ ả ắ ằ ươ ng pháp nhi t” ệ

• Cần kiểm soát tốt lượng khí sinh ra, và lượng kim loại nặng trong chấtthải như: Pb, Cr, Cd, Hg, Ni, As

• Tro sau khi đốt là chất thải nguy hại cần được xử lý đúng quy định

2.5 Các văn bản pháp quy liên quan đến lò đốt chất thải rắn tại Việt Nam

Luật bảo vệ môi trường: Số 55/2014/QH13

Nghị định 59/2017/NĐ-CP của Chính phủ về quản lý chất thải rắn

Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về lò đốt chất thải rắn công nghiệp: QCVN30:2012/BTNMT

Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về lò đốt chất thải rắn y tế : QCVN

02:2012/BTNMT

Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về lò đốt chất thải rắn sinh hoạt: QCVN61MT:2016/BTNMT

2.6 Phân loại chất thải có thể xử lý bằng phương pháp đốt

Ngày nay, có rất nhiều biện pháp xử lý khác nhau được áp dụng để trong các hoạtđộng xử lý chất thải như: thu hồi để tái sử dụng, tái chế, chôn lấp hợp vệ sinh, chếbiến phân hữu cơ, chế biến biogas, ổn định đóng rắn, đốt Tuỳ theo đặc tính vàthành phần của từng loại chất thải mà ta áp dụng phương pháp xử lý phù hợp nhất

để tăng giá trị kinh tế cho chất thải, giảm thiểu tối đa lượng chất thải đem đốt cũngnhư giảm thiểu sự hình thành và phát thải POP (Persistant Organic Pollutants) : Các chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy.

Các hướng lựa chọn phương pháp xử lý chất thải theo đặc tính và thành phầnchất thải tương ứng bao gồm:

2.6.1 Những chất thải không nên đốt

 Các chất thải có thể thu hồi để tái sử dụng, tái chế như: phế liệu thải ra từ quátrình sản xuất; các thiết bị điện, điện tử dân dụng và công nghiệp; các phươngtiện giao thông; các sản phẩm phục vụ sản xuất và tiêu dùng đã hết hạn sửdụng; gỗ, bao bì bằng giấy, kim loại, thuỷ tinh, hoặc chất dẻo khác;

 Các thành phần chất thải hữu cơ có thể phân huỷ sinh học sau phân loại củachất thải rắn đô thị như: các loại thực vật, lá cây, rau, thực phẩm dư thì nênđược xử lý bằng phương pháp sinh học với nhiều mục đích khác nhau ví dụ chếbiến phân hữu cơ vi sinh, thu hồi khí biogas hoặc chôn lấp hợp vệ sinh;

 Các sản phẩm tiêu dùng chứa các thành phần hoá chất độc hại như pin, ắc quythì nên áp dụng công nghệ chôn lấp chất thải rắn nguy hại

Nhóm 2 GVHD: ThS Lê T n Thanh Lâm ấ Trang 8

2.6.2 Những chất thải rắn không được đốt

 Chất thải phát sinh trong quá trình xây dựng hoặc từ công tác đào đất, nạo vétlớp đất mặt như gạch, ngói, vữa, bê tông, vật liệu kết dính quá hạn sử dụng,bùn đất hữu cơ Mặt khác chúng còn có thể được tái chế hoặc tái sử dụng làmvật liệu san lấp cho các công trình xây dựng;

 Các chất thải có tính ôxy hoá mạnh, ăn mòn, dễ gây nổ như: bình đựng ôxy,

CO2, bình ga, bình khí dung, dung dịch HCl, HNO3, pin, ắc qui, amiăng;

 Chất thải có chứa thành phần các kim loại nặng như: thủy ngân (từ nhiệt kế,huyết áp kế thủy ngân bị vỡ, chất thải từ hoạt động nha khoa), cadimi (Cd) (từpin, ắc quy), chì (từ tấm gỗ bọc chì hoặc vật liệu tráng chì sử dụng trong ngăntia xạ từ các khoa chẩn đoán hình ảnh, xạ trị);

 Các chất thải có thành phần phóng xạ phát sinh từ các hoạt động chẩn đoán,điều trị tại các bệnh viện, từ các cơ sở nghiên cứu khoa học và từ các nhà máy,khu công nghiệp

dính bệnh phẩm; (**)

 Chất thải nguy hại hữu cơ bao gồm các thành phần hydrocarbon, dầu thải, dưlượng thuốc bảo vệ thực vật có nguồn gốc hữu cơ, dung môi đã qua sử dụng,

sơn thải và dung môi; (***)

 Bùn cặn từ công nghiệp lọc dầu, hóa chất, sản xuất giấy, từ xưởng in, từ quá

trình xử lý nước thải, đất nhiễm bẩn; (***)

 Nhựa đường chua, đất sét, than hoạt tính đã qua sử dụng; (***)

 Chất thải nhiễm khuẩn hoặc các loại hóa chất độc hại; (***)

 Chất thải có chứa halogen như: dầu máy biến thế nhiễm PCB, CFC,

clorophenol; (***)

(Trích: Hướng dẫn áp dụng kỹ thuật và phương thức môi trường tốt nhất hiện

có để hạn chế việc phát sinh chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy không chủ

định cho lò đốt chất thải Tổng cục môi trường – Bộ Tài nguyên Môi trường.

NXB Hà Nội 2012)

Nhóm 2 GVHD: ThS Lê T n Thanh Lâm ấ Trang 9

Kỹ thu t x lý ch t th i r n: ậ ử ấ ả ắ

“X lý ch t th i r n b ng ph ử ấ ả ắ ằ ươ ng pháp nhi t” ệ

Nhóm 2 GVHD: ThS Lê T n Thanh Lâm ấ Trang 10

SƠ ĐỒ HƯỚNG DẪN PHÂN LOẠI CHẤT THẢI NÊN XỬ LÝ BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐỐT

Nhóm 2 GVHD: ThS Lê T n Thanh Lâm ấ Trang 10

 Lựa chọn lò đốt chất thải sau khi phân loại:

Các loại chất thải được xử lý bằng phương pháp đốt cần được phân loại dựa trênđặc tính, chức năng của từng loại lò đốt nhằm tối ưu hóa quá trình đốt, giảm chi phícũng như giảm phát sinh chất thải thứ cấp, đặc biệt là giảm thiểu phát sinh POPs

• Nhóm chất thải xử lý bằng lò đốt thông thường:

Bao gồm các chất thải rắn sinh hoạt và công nghiệp nên đốt ở phần (*) vừa trình bày

Nhiệt độ buồng đốt thứ cấp không thấp hơn 8500C

• Nhóm chất thải xử lý bằng lò đốt chất thải y tế:

Bao gồm các chất chất thải y tế nguy hại nên đốt ở phần (**) vừa trình bày

Nhiệt độ buồng thứ cấp trên 1050oC, thời gian lưu cháy trên 1,5 giây hoặc trên

1200oC với thời gian lưu trên 1 giây

• Nhóm chất thải xử lý bằng lò đốt chất thải nguy hại:

Bao gồm CTNH hữu cơ nên đốt và bùn cặn từ các công đoạn sản xuất công nghiệp ở

phần (***) vừa trình bày

Nhiệt độ buồng đốt thứ cấp không thấp hơn 11000C (đối với thành phần nguy hạikhông có Chlorine) và không thấp hơn 12000C (đối với chất thải nguy hại có chứachlorine hoặc các thành phần có khả năng phát sinh POPs) với thời gian lưu cháykhông dưới 1 giây

trên 1100oC, chất thải rắn sinh hoạt là trên 900oC) Nếu nhiệt độ quá cao hoặc quá thấp

sẽ ảnh hưởng tới quá trình xử lý ở buồng thứ cấp, sinh ra nhiều khói đen

• Độ xáo trộn: Độ xáo trộn giữa chất thải rắn và không khí càng cao thìhiệu quả xử lý chất thải rắn càng lớn Độ xáo trộn có thể đánh giá thông qua yếu tốxáo trộn F:

2.8 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình cháy

Ngoài các yếu tố nhiệt độ, thời gian lưu cháy, độ xáo trộn quyết định hiệu quả

cháy thì các yếu tố khác cũng có thể ảnh hưởng đến quá trình cháy:  Thành phần,

tính chất của chất thải Thành phần cơ bản của chất thải là:

Hệ số cấp khí () là tỉ số giữa lượng không khí thực tế cấp cho lò đốt và lượng

không khí lý thuyết, hay còn gọi là hệ số không khí dư, hệ số cấp khí có ảnh hưởng

đến hiệu quả cháy

Trong đó:   là hệ số

cấp khí

 v là lượng không khí (oxy) thực tế được cấp vào buồng đốt

 V là lượng không khí (oxy) lý thuyết được cấp vào buồng đốt

Trong từng trường hợp cụ thể, có thể tính toán được lượng không khí cần thiết choquá trình đốt

 Nhiệt trị

Nhiệt trị của chất thải rắn là lượng nhiệt sinh ra khi đốt hoàn toàn một đơn vịkhối lượng chất thải rắn (kcal/kg) Nhiệt trị cần được quan tâm khi đốt chất thải rắn đểtận dụng năng lượng nhiệt tỏa ra Nếu chất thải rắn có nhiệt trị không đáng kể thì

Nhóm 2 GVHD: ThS Lê T n Thanh Lâm ấ Trang 14

không nên xử lí bằng phương pháp đốt, những chất thải rắn có nhiệt trị thấp hơn

556 kcal/kg thì hầu như không có khả năng đốt

2.9 Hệ thống thu hồi năng lượng

Hệ thống thu hồi năng lượng là một hệ thống trao đổi nhiệt trong đó nhiệt năngcủa CTR đem đốt được chuyển hóa thành nhiệt của nước do sự chênh lệch nhiệt độgiữa nước và khí lò thải ra

Nhiệt năng của lò đốt được thu hồi bằng 2 phương pháp: Tường nước và lò hơi

• Tường nước: Tường nước của hệ thống được nối với các ống của nồi

hơi, các ống này đặt thẳng đứng và được hàn lại với nhau Nước lưu thông trong ống

sẽ hấp thu lượng nhiệt sinh ra từ lò đốt từ đó tạo ra hơi nóng Thông thường vùngtường nước được đặt sát ở vùng tường lò làm bằng gạch chịu lửa để bảo vệ ống tránhvùng quá nhiệt hay sự mài mòn cơ khí

• Lò hơi: Khí lò có nhiệt độ cao sẽ được hướng vào các lò hơi riêng lẻ lắp

đặt bên ngoài buồng đốt Phương pháp này thường dùng cho hệ thống lò đốt tiêuchuẩn

Từ các lò đốt rác chỉ cần lắp đặt thêm hệ thống tuabin để tận dụng nhiệt và hơinước phát ra từ lò đốt, tuabin sẽ phát sinh ra điện sử dụng và thu hồi nhiệt cung cấpcho các máy móc cần thiết

Hình 1: Thu hồi năng lượng nhờ phát điện từ rác

• Phần trên là nơi chứa CTR và vật liệu cháy

Nhóm 2 GVHD: ThS Lê T n Thanh Lâm ấ Trang 15

Kỹ thu t x lý ch t th i r n: ậ ử ấ ả ắ

“X lý ch t th i r n b ng ph ử ấ ả ắ ằ ươ ng pháp nhi t” ệ

• Phần dưới là nơi chứa tro

Lò được làm bằng gạch đất nung ở lớp ngoài, lớp trong là gạch chịu nhiệt, có các

lỗ cấp khí, vật liệu cháy chủ yếu là than, củi, mùn cưa Việc đưa chất thải vào lò, đốtvật liệu cháy, thu hồi tro đều do công nhân làm bằng thủ công

Hình 2: Lò đốt một cấp 

Ưu, nhược điểm của lò một cấp là

• Ưu điểm

- Ít tốn diện tích đất cho xử lý CTR

- Chi phí đầu tư ít

- Thiết kế và xây dựng lò khá đơn giản

 Nhược điểm

- Bụi, khí thải chưa được xử lý, gây ô nhiễm môi trường

- Cần nhiều công nhân cho quá trình đốt

- Công nhân làm việc trong điều kiện không tốt do tiếp xúc trực tiếp với khói lò

Nhóm 2 GVHD: ThS Lê T n Thanh Lâm ấ Trang 16

Hình 3: Lò đốt nhiều buồng đốt

1 Cấp khí dưới ghi 2 Cửa nạp rác 3 Cấp khí trên ghi

7 Béc đốt bổ trợ 8 Buồng đốt thứ cấp 9 Van khói

2.10.3 Lò đốt nhiều tầng

Lò đốt nhều tầng là kiểu lò chuyên dùng để đốt chất thải dạng bùn từ các nhà máy

xử lý nước thải,… loại chất thải này không thể đốt trong các lò đốt thông thường do

nó có độ ẩm cao, nhiệt trở lớn; khí thải sau khi đốt đạt tiêu chuẩn về môi trường Kết cấu một lò có từ 5 đến 9 tầng chồng lên nhau tạo thành hình trụ đứng, có mộttrục thẳng đứng ở trung tâm lò, mỗi tầng có cánh khuấy để khuấy trộn bùn và gạt bùn.Bùn thải cho vào từ phía trên vào tầng thứ nhất được cánh khuấy gạt xuống tầng thứhai và cứ như thế cho đến tầng cuối cùng Trong quá trình đi xuống, bùn được đi quacác vùng sấy, vùng đốt, vùng làm nguội và tháo tro Vùng đốt có béc đốt bổ trợ.Không khí làm mát được thổi vào ống trung tâm của lò đốt, một phần khí nóng đượchồi lưu để cung cấp cho quá trình cháy nhằm tận dụng nhiệt

Nhóm 2 GVHD: ThS Lê T n Thanh Lâm ấ Trang 17

Lò đốt thùng quay là lò đốt hai cấp gồm: buồng đốt sơ cấp và thứ cấp

• Buồng đốt sơ cấp: Là một tầng quay với tốc độ điều chỉnh được, cónhiệm vụ đảo trộn chất thải rắn trong quá trình cháy Lò đốt được đặt hơi dốc với độnghiêng 1-5%, nhằm tăng thời gian cháy của chất thải và vận chuyển tự động tro rakhỏi lò đốt Phần đầu của lò đốt có lắp một béc phun dầu hoặc gas kèm quạt cung cấpcho quá trình đốt nhiên liệu nhằm đốt nóng cho hệ thống lò đốt Khi nhiệt độ lò đạttrên 800oC, thì chất thải rắn mới được đưa vào để đốt.Trong buồng đốt đốt sơ cấp,nhiệt độ lò quay khống chế từ 800 – 900oC, nếu chất thải cháy tạo đủ năng lượng giữ

Nhóm 2 GVHD: ThS Lê T n Thanh Lâm ấ Trang 18

nhiệt độ này thì bộ đốt phun dầu, gas tự động ngắt Khi nhiệt độ thấp hơn 800oC thì

để cháy triệt để Khí thải sau đó được làm nguội và qua hệ thống xử lý trước khi quaống khói thải ra môi trường

- Không bị nghẹt ghi lò do quá trình nấu chảy

- Có thể nạp chất thải ở dạng thùng hoặc khối

- Linh động trong cơ cấu nạp liệu

- Cung cấp khả năng xáo trộn chất thải và không khí cao

- Lấy tro liên tục mà không ảnh hưởng đến quá trình cháy

- Kiểm soát được thời gian lưu của chất thải lỏng

- Có thể nạp chất thải trực tiếp mà không cần xử lý sơ bộ gia nhiệt chất thải

- Có thể vận hành ở nhiệt độ trên 1400oC

• Nhược điểm

Nhóm 2 GVHD: ThS Lê T n Thanh Lâm ấ Trang 19