Môi trường là một trong những đặc trưng cơ bản của thời đại, là vấn đề mang tính toàn cầu. Chính vì vậy, ô nhiễm môi trường là thách thức gay gắt nhất đối với tương lai phát triển bền vững của cộng đồng. Một trong những quan điểm cơ bản của Đảng và Nhà nước ta trong thời kì phát triển đổi mới, thời kì đẩy mạnh công nghiệp hóa, hiện đại hóa là gắn tăng trưởng kinh tế với tiến bộ xã hội và bảo vệ môi trường, đảm bảo một sự phát triển ổn định bền vững. Để phát triển môi trường của đất nước bền vững thì vấn đề quản lý rác thải là hết sức cấp bách vì nó là một trong những nguồn chính gây ô nhiễm môi trường sống, suy thoái nguồn nước và là nguyên nhân gây dịch bệnh lây lan, đồng thời ảnh hưởng tới nếp sống cũng như chất lượng cuộc sống của người dân. Vì vậy, em được giao đề tài “ Xử lý rác thải bằng công nghệ thủy nhiệt ”. Nội dung đề tài được chia làm 4 chương: • Chương I : Tổng quan về công nghệ xử lý rác thải bằng công nghệ thuỷ nhiệt. • Chương II : Tính chọn thiết bị • Chương III : Thiết kế hệ thống • Chương IV : Chương trình điều khiển và mô phỏng hệ thống trên TIA Portal V15 Trong quá trình làm đề tài em luôn nhận được sự quan tâm hướng dẫn chỉ bảo tận tình của Cô giáo..........., cùng các thầy cô và bạn bè. Em xin chân thành cảm ơn.
Trang 1TRƯỜNG ĐHSPKT VINH CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
KHOA ĐIỆN Độc lập – Tự do – hạnh phúc
ĐỒ ÁN TỰ ĐỘNG HÓA QUÁ TRÌNH
Sinh Viên thực hiện: TRẦN ANH TUẤN
Giáo viên hướng dẫn:
Tên đề tài:
“Xử lý rác thải bằng công nghệ thủy nhiệt”
Nội dung thực hiện:
- Tổng quan về công nghệ xử lý rác thải bằng công nghệ thuỷ nhiệt
Duyệt Vinh, Ngày tháng…… năm 2020
Giáo viên hướng dẫn
Trang 2
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
Vinh, ngày tháng 1 năm 2021 Giáo viên hướng dẫn NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
Vinh, ngày tháng 1 năm 2021
Giáo viên phản biện
Trang 3LỜI MỞ ĐẦU
Môi trường là một trong những đặc trưng cơ bản của thời đại, là vấn đề mang tínhtoàn cầu Chính vì vậy, ô nhiễm môi trường là thách thức gay gắt nhất đối với tương laiphát triển bền vững của cộng đồng Một trong những quan điểm cơ bản của Đảng vàNhà nước ta trong thời kì phát triển đổi mới, thời kì đẩy mạnh công nghiệp hóa, hiện đạihóa là gắn tăng trưởng kinh tế với tiến bộ xã hội và bảo vệ môi trường, đảm bảo một sựphát triển ổn định bền vững Để phát triển môi trường của đất nước bền vững thì vấn đềquản lý rác thải là hết sức cấp bách vì nó là một trong những nguồn chính gây ô nhiễmmôi trường sống, suy thoái nguồn nước và là nguyên nhân gây dịch bệnh lây lan, đồngthời ảnh hưởng tới nếp sống cũng như chất lượng cuộc sống của người dân
Vì vậy, em được giao đề tài “ Xử lý rác thải bằng công nghệ thủy nhiệt ” Nội
dung đề tài được chia làm 4 chương:
• Chương I : Tổng quan về công nghệ xử lý rác thải bằng công nghệ thuỷ nhiệt.
• Chương II : Tính chọn thiết bị
• Chương III : Thiết kế hệ thống
• Chương IV : Chương trình điều khiển và mô phỏng hệ thống trên TIA Portal
V15
Trong quá trình làm đề tài em luôn nhận được sự quan tâm hướng dẫn chỉ bảo tận
tình của Cô giáo , cùng các thầy cô và bạn bè Em xin chân thành cảm ơn Tuy
nhiên do thời gian, giới hạn đề tài, với phạm vi nghiên cứu tài liệu, với kinh nghiệm vàkiến thức còn hạn chế nên đồ án không thể tránh khỏi những thiếu sót Em rất mongnhận được sự đóng góp ý kiến từ thầy, cô để đồ án được hoàn thiện hơn
Em xin chân thành cảm ơn !
Trang 4MỤC LỤC
Trang 6CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ
1 Tổng quan về xử lý rác thải.
Ngày nay quá trình đô thị hóa là một quá trình không thể thiếu của mỗi quốc giatrên thế giới, chúng mang lại cho chúng ta một cuộc sống văn minh và hiện đại, cũngchính sự hiện đại ấy đã vô tình làm cho đời sống chúng ta trở nên khắc nghiệt hơn, môitrường ngày càng bị ô nhiễm, từ ô nhiễm không khí, nguồn nước đến cả ô nhiễm tiếng
ồn Một trong những nguyên nhân gây ra ô nhiễm không khí và nguồn nước chính là rácthải, mỗi ngày chúng ta cho ra môi trường một lượng lớn rác thải thế nhưng quá trình xử
lý còn quá thô sơ, chủ yếu là hình thức chôn lấp Hình thức chôn lấp gặp quá nhiềukhuyết điểm, vừa tốn diện tích đất vừa ô nhiễm nguồn nước do quá trình thấm rỉ của rácthải Nếu không xử lý phù hợp và kịp thời thì nó sẽ ảnh hưởng nghiêm trọng đến sứckhoẻ con người và môi trường
Chính vì thế những công nghệ tái chế và tái sử dụng rác thải đã dần ra đời đểgiải quyết thực trạng này, ở Việt Nam đã dần áp dụng những công nghệ tái chế và tái sửdụng như: công nghệ CD -Waste, công nghệ MPT-CD 08, công nghệ tái chế rác thảisinh hoạt thành than sạch… Tuy nhiên so với những công nghệ xử lý hiện đại của Mỹ
và Châu Âu thì chúng ta còn khá non trẻ và khả năng ứng dụng chưa cao, chủ yếu là ápdụng tại các thành phố lớn như thành phố Hồ Chí Minh và Hà Nội Bên cạnh áp dụngnhững công nghệ tái chế và tái sự dụng rác thải sinh hoạt thì việc giáo dục ý thức bảo vệ
Trang 7môi trường cũng là một trong những việc cần thiết hiện nay mà mỗi quốc gia đều quan
tâm
1.1 Khái niệm
Chất thải rắn là các chất rắn bị loại ra trong quá trình sống, sinh hoạt và sản xuấtcủa con người và cả động vật, trong đó chất thải rắn sinh hoạt chiếm tỉ lệ cao nhất và rácthải y tế là nguy hại nhất Chất lượng và số lượng rác thải tại từng quốc gia và từng khuvực trong mỗi quốc gia là rất khác nhau tùy thuộc vào trình độ phát triển kinh tế và khoa
Trang 8công sở đều sinh ra một lượng rác thải đáng kể.Trong đó có cả hai loại vô cơ lẫn hữu cơ.
Vì vậy có thể định nghĩa rác thải là những thành phần tàn tích hữu cơ và vô cơ phục vụđời sống con người, chúng không còn được sử dụng và vứt trả lại môi trường sống
1.2 Hiện trạng xử lý rác thải trên thế giới
Nạn ô nhiễm môi trường có thể thấy ở mọi nơi trên thế giới, từ Mexico, Nga, Mỹcho tới Trung Quốc, Ấn Độ… Tình trạng ô nhiễm ở một vài thành phố tại những quốcgia này xuất phát từ nhiều lý do khác nhau Trong đó ý thức con người giữ một vai tròkhá quan trọng, Mumbai một trong những thành phố đông đúc nhất và bẩn thỉu nhấttrên trái đất Mỗi ngày, người dân ở nơi đây quẳng ra hàng tấn rác Bắc Kinh có dân số17,6 triệu người, thải ra khoảng 18.400 tấn rác mỗi ngày, khoảng 90% rác thải được đổtại 13 bãi rác đặt rải rác quanh thành phố Còn người dân Hoa Kỳ đã loại bỏ mỗi năm16.000.000.000 tã, 1.600.000.000 bút, 2.000.000 000 lưỡi dao cạo, 220.000.000 lốp xe.Với một lượng rác thải như thế thì không lâu trái đất của chúng ta sẽ chìm trong biểnrác, chính vì thế những công nghệ xử lý rác hiện đại nhất thế giới đã ra đời Hiện tại Mỹ
đã có những công nghệ tái chế và tái sử dụng khá hiện đại như: công nghệ tái chế tivianalog, công nghệ CDW, công nghệ tái chế vải bông…và còn rất nhiều công nghệ kháhiện đại của Anh, Trung Quốc và Nhật Bản
Trên thế giới, quản lý rác thải bệnh viện được nhiều quốc gia quan tâm và tiếnhành một cách triệt để từ rất lâu Về quản lý, một loạt những chính sách quy định, đãđược ban hành nhằm kiểm soát chặt chẽ loại chất thải này Các hiệp ước quốc tế, cácnguyên tắc, pháp luật và quy định về chất thải nguy hại, trong đó có cả chất thải bệnhviện cũng đã được công nhận và thực hiện trên hầu hết các quốc gia trên thế giới
o Công ước Basel: Được ký kết bởi hơn 100 quốc gia, quy định về sự vận chuyển
các chất độc hại qua biên giới, đồng thời áp dụng, cả với chất thải y tế Công ướcnày đưa ra nguyên tắc chỉ vận chuyển hợp pháp chất thải nguy hại từ các quốc giakhông có điều kiện và công nghệ thích hợp sang các quốc gia có điều kiện vật chất
kỹ thuật để xử lý an toàn một số chất thải đặc biệt
Trang 9o Nguyên tắc Pollutor Pay: Nêu rõ mọi người, mọi cơ quan làm phát sinh chất
thải phải chụi trách nhiệm về pháp luật và tài chính trong việc đảm bảo an toàn
và giữ cho môi trường trong sạch
o Nguyên tắc Proximitry: Quy định rằng việc xử lý chất thải nguy hại cần được
tiến hành ngay tại nơi phát sinh càng sớ m càng tốt Tránh tình trạng chất thải bịlưu giữ trong thời gian dài gây ô nhiễm môi trường
Xử lý chất thải bệnh viện, tuỳ thuộc vào điều kiện kinh tế và khoa học công nghệ,nhiều nước trên thế giới đã có những biện pháp khác nhau để xử lý loại rác thải nguyhại này
Tại các nước phát triển:
Hiện tại trên thế giới ở hầu hết các quốc gia phát triển, trong các bệnh viện, cơ sởchăm sóc sức khỏe, hay những công ty đặc biệt xử lý phế thải đều có thiết lập hệ thống
xử lý loại phế thải y tế Đó là các loại lò đốt ở nhiệt độ cao tùy theo loại phế thải từ10000C đến trên 40000C Tuy nhiên phương pháp này hiện nay vẫn còn đang tranh cãi
về việc xử lý khí bụi sau khi đốt đã được thải hồi vào không khí
Các phế thải y tế trong khi đốt, thải hồi vào không khí có nhiều hạt bụi li ti và cáchóa chất độc hại phát sinh trong quá trình thiêu đốt như axit clohidric, đioxin/furan, vàmột số kim loại độc hại như thủy ngân, chì hoặc asen, cadmi Do đó, tại Hoa Kỳ vàonăm 1996, đã bắt đầu có các điều luật về khí thải của lò đốt và yêu cầu khí thải phảiđược giảm thiểu bằng hệ thống lọc hóa học và cơ học tùy theo loại phế thải
Ngoài ra còn có phương pháp khác để giải quyết vấn đề này đã được các quốc gialưu tâm đến vì phương pháp đốt đã gây ra nhiều bất lợi do lượng khí độc hại phát sinhthải vào không khí, do đó các nhà khoa học hiện đang áp dụng một phương pháp mới
Đó là phương pháp nghiền nát phế thải và xử lý dưới nhiệt độ và áp suất cao để tránh
Trang 10qua một máy nghiền nát Phế thải đã được nghiền xong sẽ được chuyển qua một phònghơi có nhiệt độ 138°C và áp suất 3,8 bar Ở điều kiện nhiệt độ và áp suất trên là điềukiện tối ưu cho hơi nước bão hòa Phế thải được xử lý trong vòng 40 – 60 phút Saucùng phế thải rắn đã được xử lý sẽ được chuyển đến các bãi rác thông thường vì đã đạtđược tiêu chuẩn tiệt trùng Phương pháp này còn có ưu điểm là làm giảm được khốilượng phế thải vì được nghiền nát, chi phí ít tốn kém hơn lò đốt, cũng như không tạo rakhí thải vào không khí.
Tại các nước đang phát triển:
Đối với các nước đang phát triển, việc quản lý môi trường nói chung vẫn còn rất
lơ là, nhất là đối với phế thải bệnh viện Tuy nhiên trong khoảng 5 năm trở lại đây, cácquốc gia như Ấn Độ, Trung Quốc đã bắt đầu chú ý đến việc bảo vệ môi trường, và cónhiều tiến bộ trong việc xây dựng các lò đốt ở bệnh viện Đặc biệt ở Ấn Độ từ năm
1998, chính phủ đã ban hành luật về “Phế thải y tế: Lập thủ tục và Quản lý” Trong bộluật này có ghi rõ phương pháp tiếp nhận phế thải, phân loại phế thải, cùng việc xử lý và
di dời đến các bãi rác… Do đó, vấn đề phế thải y tế độc hại của quốc gia này đã đượccải thiện rất nhiều
1.3 Hiện trạng xử lý rác thải tại Việt Nam
Trang 11Lượng chất thải sinh hoạt tại các đô thị ở nước ta đang có xu thế phát sinh ngàycàng tăng, tính trung bình mỗi năm tăng khoảng 10% Tỷ lệ tăng cao tập trung ở các đôthị đangcó xu hướng mở rộng, phát triển mạnh cả về quy mô lẫn dân số và các khu côngnghiệp, như các đô thị tỉnh Phú Thọ (19,9%), thành phố Phủ Lý (17,3%), Hưng Yên(12,3%), Rạch Giá (12,7%), Cao Lãnh (12,5%) Các đô thị khu vực Tây Nguyên có tỷ
lệ phát sinh rác thải sinh hoạt tăng đồng đều hàng năm và với tỷ lệ tăng ít hơn (5,0%)
Tổng lượng phát sinh rác thải sinh hoạt tại các đô thị loại III trở lên và một số đôthị loại IV và các trung tâm văn hóa, xã hội, kinh tế của các tỉnh thành trên cả nước lênđến 6,5 triệu tấn/năm, trong đó rác thải phát sinh từ các hộ gia đình, nhà hàng, các chợ
và kinh doanh là chủ yếu Lượng còn lại từ các công sở, đường phố, các cơ sở y tế
Tính theo vùng địa lý (hay vùng phát tri ển kinh tế - xã hội) thì các đô thị vùngĐông Nam bộ có lượng rác thải phát sinh lớn nhất tới 2.450.245 tấn/năm (chiếm37,94% tổng lượng phát sinh rác thải các đô thị loại III trở lên của cả nước), tiếp đến làcác đô thị vùng Đồng bằng sông Hồng có lượng phát sinh rác thải sinh hoạt đô thị là1.622.060 tấn/năm (chiếm 25,12%) Các đô thị khu vực miền núi Tây Bắc Bộ có lượngphát sinh rác thải sinh hoạt đô thị thấp nhất chỉ có 69.350 tấn/năm (chiếm 1,07%), tiếpđến là các đô thị thuộc các tỉnh vùng Tây Nguyên, tổng lượng phát sinh rác thải sinhhoạt đô thị là 237.350 tấn/năm (chiếm 3,68%)
Đô thị có lượng rác thải sinh hoạt phát sinh lớn nhất là TP Hồ Chí Minh (5.500tấn/ngày), Hà Nội (2.500 tấn/ngày); đô thị có lượng rác thải sinh hoạt phát sinh ít nhất làBắc Kạn - 12,3 tấn/ngày; Thị xã Gia Nghĩa 12,6 tấn/ngày, Cao Bằng 20 tấn/ngày; TP.Đồng Hới 32,0 tấn/ngày; TP Yên Bái 33,4 tấn/ngày và thị xã Hà Giang 37,1 tấn/ngày
Tỷ lệ phát sinh rác thải sinh hoạt đô thị bình quân trên đầu người tại các đô thị đặc biệt
và đô thị loại I tương đối cao (0,84-0,96kg/người/ngày); đô thị loại II và loại III có tỷ lệphát sinh rác thải sinh -7- hoạt đô thị bình quân trên đầu người là tương đương nhau(0,72-0,73 kg/người/ngày); đô thị loại IV có tỷ lệ phát sinh rác thải sinh hoạt đô thị bìnhquân trên một đầu người đạt khoảng 0,65kg/người/ngày
Trang 12Tỷ lệ phát sinh rác thải sinh hoạt tính bình quân lớn nhất tập trung ở các đô thịphát triển du lịch như TP Hạ Long 1,38kg/người/ngày; TP Hội An 1,08kg/người/ngày;
TP Đà Lạt 1,06kg/người/ngày; TP Ninh Bình 1,30kg/người/ngày Các đô thị có tỷ lệphát sinh rác thải sinh hoạt tính bình quân đầu người thấp nhất là TP Đồng Hới (TỉnhQuảng Bình) chỉ 0,31kg/người/ngày; Thị xã Gia Nghĩa 0,35kg/người/ngày; Thị xã KonTum 0,35kg/người/ngày; Thị xã Cao Bằng 0,38kg/người/ngày Trong khi đó tỷ lệ phátsinh bình quân đầu người tính trung bình cho các đô thị trên phạm vi cả nước là0,73kg/người/ngày
Theo thống kê của Bộ TN&MT, tổng lượng chất thải rắn (CTR) sinh hoạt tạiViệt Nam ước tính khoảng 12,8 triệu tấn/năm, trong đó khu vực đô thị là 6,9 triệutấn/năm (chiếm 54%) lượng CTR, còn lại tập trung tại các huyện, thị xã, thị trấn Lượngchất thải rắn sinh hoạt này được xử lý chủ yếu bằng hình thức chôn lấp, sản xuất phânhữu cơ và đốt Hiện có tới 85% đô thị từ thị xã trở lên sử dụng phương pháp chôn lấpchất thải không hợp vệ sinh Với 458 bãi chôn lấp chất thải rắn có quy mô trên 1ha chỉ
có 121 bãi chôn lấp hợp vệ sinh Theo báo cáo, trên cả nước có khoảng 50 lò đốt chấtthải rắn sinh hoạt, đa số là các lò đốt cỡ nhỏ, công suất xử lý dưới 500kg/giờ Tuy nhiên,việc đầu tư lò đốt công suất nhỏ là giải pháp tình thế Bởi lò đốt công suất nhỏ không có
hệ thống xử lý khí thải và trên ống khói không có điểm lấy mẫu khí thải; không có thiết
kế, hồ sơ giấy tờ liên quan tới lò đốt Nhiều lò đốt công suất nhỏ được đầu tư xây dựngtrên địa bàn dẫn tới việc xử lý chất thải phân tán, khó kiểm soát việc phát thải ô nhiễmthứ cấp vào môi trường không khí Ngay cả với một số lò đốt công suất lớn, hiện còntồn tại các vấn đề về phân loại, nạp nhiên liệu chưa tối ưu; chưa thu hồi được nănglượng từ quá trình xử lý chất thải; kiểm soát ô nhiễm chưa đảm bảo; chưa có hệ thốngthu hồi nước rác; không có hệ thống xử lý nước rỉ rác; xử lý mùi, côn trùng chưa triệtđể
Mô hình xử lý chất thải sinh hoạt có quy mô lớn công suất 200 tấn/ngày với tổngchi phí đầu tư là 11 triệu USD Hiện nay theo quy định của nhà nước, chi phí xử xử lýchất thải là 410.000 đồng/tấn, Dự án đốt rác đã đem lại hiệu quả tốt về mặt môi trường,
Trang 13tuy nhiêu không đem lại hiệu quả kinh tế Nếu tiếp tục đầu tư để sản xuất nhiệt và điện
từ rác thải sẽ đầu tư thêm hệ thống trao đổi nhiệt, sản xuất hơi nước, tuabin hơi để phátđiện, kết nối lên lưới chi phí đầu tư sẽ tăng thêm 11 triệu USD Bên cạnh đó việcbán điện lên lưới sẽ gặp rất nhiều khó khăn Do đó phương án đầu tư để sản xuất điện vànhiệt từ đốt rác cũng không khả thi về mặt kinh tế khi giá thành xử ý rác thấp như hiệnnay
Bên cạnh việc xử lý bằng hình thức chôn lấp và đốt còn có các cơ sở xử lý chấtthải rắn sinh hoạt thành phân hữu cơ sử dụng công nghệ ủ hiếu khí như: Nhà máy xử lýchất thải rắn sinh hoạt Nam Bình Dương; Nhà máy xử lý và chế biến chất thải CẩmXuyên (Hà Tĩnh), Nhà máy xử lý rác Tràng Cát (Hải Phòng)… Mặc dù, nhập khẩu từnước ngoài các công nghệ xử lý chất thải rắn sinh hoạt thành phân hữu cơ nhưng côngnghệ xử lý chưa đạt được hiệu quả như mong muốn: Tỷ lệ chất thải rắn được đem chônlấp hoặc đốt sau xử lý rất lớn từ 35 -80%, chi phí vận hành và bảo dưỡng cao… Ngoài
ra, sản phẩm phân hữu cơ sản xuất ra hiện nay khó tiêu thụ, chỉ phù hợp với một số loạicây công nghiệp
Hiện nay hầu hết công nghệ xử lý chất thải rắn nhập khẩu không phù hợp với thực
tế chất thải rắn tại Việt Nam chưa được phân loại tại nguồn, nhiệt trị của chất thải rắnsinh hoạt thấp, độ ẩm của không khí cao… Thiết bị, công nghệ xử lý chất thải rắn chếtạo trong nước chưa đồng bộ, chưa hoàn thiện Như vậy, có thể thấy, đến nay, Việt Namvẫn chưa lựa chọn được mô hình xử lý chất thải rắn hoàn thiện đạt được cả các tiêu chí
về kỹ thuật, kinh tế, xã hội và môi trường
Trang 14
Hình 1.3 - Thực tại rác thải ở Việt Nam hiện nay
2 Công nghệ xử lý rác thải bằng công nghệ thủy nhiệt.
Hình 2.0 - Công nghệ xử lý rác thải bằng công nghệ thủy phân
2.1 Cách để thủy nhiệt xử lý chất thải
Công nghệ thử nhiệt xử lý chất thải bằng cách kết hợp tác dụng của nhiệt và nước
để chuyển đổi các chất ở đầu vào có những hình dạng và đặc tính khác nhau thành sảnphẩm thống nhất ở đầu ra, là quá trình oxy hóa mà không sử dụng lửa Công nghệ này
Trang 15đặc biệt thích hợp với các chất thải có hàm lượng hữu cơ tương đối cao, như chất thảitrong quá trình chế biến thức phẩm.
2.2 Quy trình công nghệ thủy nhiệt
Hình 2.1 Quy trình công nghệ thủy nhiệt
Quy trình công nghệ thủy nhiệt cơ bản như sau: Rác thải hữu cơ không cần phânloại được đưa trực tiếp vào thiết bị thủy nhiệt bằng cơ cấu cơ khí tự động Hơi nước cónhiệt độ và áp suất cao (khoảng 220°C và 2,5Mpa) sẽ phun vào thiết bị thủy nhiệt Vớihơi nước ở nhiệt độ cao và áp suất cao, phần hữu cơ của rác thải sẽ bị tác nhân hơi nước
xử lý thủy nhiệt trong thời gian 2h-3h Trong quá trình phản ứng thủy nhiệt, hơi nướcthừa sẽ được đưa ra ngoài qua thiết bị ngưng tụ và trao đổi nhiệt Nước ngưng sẽ vào hệthống xử lý nước thải chung Sau khi kết thúc phản ứng, tiến hành hạ áp và ly tâm đểtách sản phẩm lỏng và rắn Nước tách từ quá trình ly tâm sẽ đưa vào hệ thống xử lýnước thải tập trung Sản phẩm rắn thu được sau quá trình thủy nhiệt sẽ để khô tự nhiêntrong 1 ngày Chỉ tiêu kỹ thuật của sản phẩm sau khi thủy nhiệt thể hiện ở bảng 1 Sảnphẩm thu được sẽ sử dụng 15% để làm nguyên liệu cho quá trình sản xuất hơi nước
Trang 162.3 Ưu điểm của công nghệ thủy nhiệt xử lý rác thải sinh hoạt:
Xử lý chất thải bằng công nghệ thủy nhiệt có nhiều lợi thế so với các phương pháp
xử lý khác, ví dụ như so với cách đốt cháy, xử lý thủy nhiệt có ưu điểm như:
Chất thải trước khi đưa vào thiết bị không cần làm khô
v.v… ngoài ra, nước thải có thể tận dụng để cấp nồi hơi nên sẽ không có cả nướcthải
rắn, đặc biệt có thể trộn để đốt cùng với than
Không cần phải thêm oxy, không khí và chất đốt liên tục để duy trì quá trình xửlý
So với xử lý chất thải bằng quá trình sinh học, công nghệ xử lý thủy nhiệt có ưu điểmnhư:
đạt hiệu quả
Một số hợp chất tương đối ít bị phân hủy trong phản ứng sinh học, như cellulose,
có thể dễ dàng bị oxy hóa thành axit hữu cơ trọng lượng phân tử thấp, cacbonat
và nước bằng công nghệ thủy nhiệt
Tuy nhiên công nghệ thủy nhiệt cũng đối mặt với thách thức lớn, đó là áp suất trongquá trình xử lý phải cao Thiết bị chịu áp suất cao nên yêu cầu về làm kín là rất lớn, đây
là một trong những mấu chốt của công nghệ này, và thực hiện áp suất cao cũng mâuthuẫn với yêu cầu dung tích lớn của thiết bị dùng xử lý chất thải Khi đó vấn đề về vậtliệu chịu áp, chịu nhiệt sẽ kéo theo giá thành thiết bị tăng cao, đây là hạn chế cơ bản khi
áp dụng công nghệ này
Trang 17Hình 2.2 - Hình ảnh minh họa sau khi sử dụng công nghệ thủy nhiệt
2.4 Phát triển công nghệ thủy nhiệt
Công nghệ thủy nhiệt còn mới nhưng được nhiều quốc gia quan tâm ứng dụng Ví
dụ ở Tây Ban Nha có nhà máy xử lý chất thải sinh học như gỗ, lá cây bằng công nghệthủy nhiệt, công suất 2000 tấn/năm tại Valencia; ở Mỹ có nhà máy sử dụng công nghệthủy nhiệt tại Cathage để xử lý các phụ phẩm của quá trình chế biến gà tây thành dầuđốt với công suất 400 thùng/ngày Hiện nay, công nghệ này cũng đang được nghiên cứu
để tạo ra hệ thống nhà vệ sinh “không cần nước” trong dự án quản lý chất thải của QuỹBill và Melinda Gates dành cho các quốc gia đang phát triển
Trang 18Hình 2.3 Hình ảnh các nhà máy vận hành công nghệ thủy nhiệt trên thế giới
Tại Việt Nam, công nghệ thủy nhiệt vẫn chưa phổ biến do nhiều thách thức cầnphải vượt qua như rác chưa phân loại hoặc phân loại không triệt để; khối lượng và thểtích lớn của rác thải… Kết cấu hệ thống vô cùng quan trọng khi phải tính đến các yếu tốnày, kéo theo thách thức không nhỏ là giá thành của hệ thống
Theo PGS.TS Phan Đình Tuấn - Phó Hiệu trưởng Trường Đại học Bách khoaTp.HCM thì ở Việt nam, công nghệ chỉ có thể tồn tại được nếu giá thành tổng cộng thấphơn các công nghệ khác, bất kể mức độ hiện đại của công nghệ mới đến đâu Hiện nayTrường Đại học Bách khoa Tp.HCM đang tiến hành nghiên cứu ứng dụng công nghệthủy nhiệt vào chất thải sinh hoạt ở quy mô hộ gia đình và chất thải bệnh viện ở quy mô
Ông cũng cho biết thêm công nghệ thủy nhiệt đặt biệt thích hợp ở quy mô nhỏ doyêu cầu áp suất cao Do đó công nghệ thủy nhiệt có thể áp dụng ở quy mô hộ gia đìnhhoặc cụm gia đình Chỉ cần mỗi gia đình hoặc mỗi một nhóm gia đình tại Tp HCM có
hệ thống xử lý rác thủy nhiệt tại gia thì các chất thải hữu cơ như cơm thừa, canh cặn…
Trang 19đều có thể xử lý thành phân bón trong khoảng thời gian ngắn, giảm đi được nhiều gánhnặng cho hệ thống xử lý rác vốn đã quá tải tại Việt Nam.
2.5 Phân tích kinh tế của mô hình
- Công suất xử lý của MSW: 100 tấn/ngày.
- Đầu tư cho nhà máy xử lý hoàn thiện (theo đơn giá của Nhật Bản)
o Chi phí thiết bị phản ứng chính là 1,5 triệu USD
o Các thiết bị còn lại: 1,5 triệu USD
- Sau khi đàm phán xong bản quyền, giá chế tạo thiết bị tại Việt Nam dự kiến sẽ thấphơn
lò hơi(1890 tấn)
Trang 20sự kiện được kích hoạt thật sự, nó bật ON hay OFF thiết bị điều khiển bên ngoài đượcgọi là thiết bị vật lý Một bộ điều khiển lập trình sẽ liên tục “lặp” trong chương trình đó
“người sử dụng lập ra chờ tín hiệu ở ngõ vào và xuất tín hiệu ở ngõ ra tại các thời điểm
đã lập trình”
Trang 21Để khắc phục những nhược điểm của bộ điều khiển dùng dây nối (bộ điều khiểnbằng Relay) người ta đã chế tạo ra bộ PLC nhằm thoả mãn những yêu cầu sau:
• Lập trình dễ dàng, ngôn ngữ lập trình dễ học
Modul mở rộng Giá cả có thể cạnh tranh được
Các thiết kế đầu tiên là nhằm thay thế cho các phần cứng Relay, dây nối và cáclogic thời gian Tuy nhiên, bên cạnh đó việc đòi hỏi tăng cường dung lượng nhớ và tính
dễ dàng cho PLC mà vẫn đảm bảo tốc độ xử lý cũng như giá cả Chính điều này đãgây ra sự quan tâm sâu sắc đến việc sử dụng PLC trong công nghiệp Các tập lệnhnhanh chóng đi từ các lệnh logic đơn giản đến các lệnh đếm, định thời, thanh ghi dịch
… Sau đó là các chức năng làm toán trên các máy lớn … Sự phát triển các máy tính dẫnđến các bộ PLC
Có dung lượng lớn, số lượng I/O nhiều
Trong PLC, phần cứng CPU và chương trình là đơn vị cơ bản cho quá trình điềukhiển hoặc xử lý hệ thống.Chức năng mà bộ điều khiển cần thực hiện sẽ được xác địnhbởi một chương trình Chương trình được nạp sẵn vào bộ nhớ của PLC, PLC sẽ thựchiện việc điều khiển dựa vào chương trình này.Như vậy muốn thay đổi chức năng củaquy trình công nghệ, ta chỉ cần thay đổi chương trình bên trong bộ nhớ của PLC Việcthay đổi hay mở rộng chức năng sẽ được thực hiện một cách dễ dàng mà không cần một
sự can thiệp vật lý nào so với các bộ dây nối hay các Relay
1.2 Cấu trúc, nguyên lý hoạt động của PLC
1.2.1 Cấu trúc
Trang 221.2.2 Nguyên lý hoạt động của PLC
CPU điều khiển các hoạt động bên trong PLC Bộ xử lý sẽ đọc và kiểm tra chươngtrình được chứa trong bộ nhớ, sau đó sẽ thực hiện từng lệnh trong chương trình, sẽ đónghay ngắt các đầu ra Các trạng thái ngõ ra ấy được phát tới các thiết bị liên kết để thựcthi Và toàn bộ các bộ phận thực thi đó đều phụ thuộc vào chương trình điều khiển đượcgiữ trong bộ nhớ
Hệ thống bus là tuyến dùng để truyền tín hiệu, hệ thống gồm nhiều đường tín hiệusong song:
>> Address Bus: bus địa chỉ dùng để truyền địa chỉ tới các Modul khác nhau
>> Data Bus: bus dùng để truyền dữ liệu
Trang 23>> Control Bus: bus điều khiển dùng để truyền các các tín hiệu định thì và điềukhiển đồng bộ trong PLC.
Trong PLC các số liệu được trao đổi giữa bộ vi xử lý và các Modul vào ra thôngqua Data Bus Address Bus và Data Bus gồm 8 đường, ở cùng thời điểm cho phéptruyền 8 bít của 1 byte một cách đồng thời hoặc song song
Nếu một Modul đầu vào nhận được địa chỉ của nó trên Address Bus, Modul đầu ratương ứng sẽ nhận được địa dữ liệu từ địa chỉ Data Bus Control Bus sẽ chuyển các tínhiệu vào theo dõi chu trình hoạt động của PLC
Các địa chỉ và số liệu được chuyển lên các bus tương ứng trong một thời gian hạnchế
Hệ thống bus sẽ làm nhiệm vụ trao đổi thông tin giữa CPU, bộ nhớ và I/O Bêncạnh đó, CPU được cấp một xung Clock có tần số từ 1 -:- 8 MHZ Xung này quyết địnhtốc độ hoạt động của PLC và cung cấp các yếu tố về định thời, đồng hồ của hệ thống
>> PLC thường yêu cầu bộ nhớ trong các trường hợp:
>> Làm bộ định thời cho các kênh trạng thái I/O
>> Làm bộ đệm trạng thái trong PLC như định thời, đếm, ghi các Relay
Mỗi lệnh của chương trình có một vị trí riêng trong bộ nhớ, tất cả các vị trí trong
bộ nhớ đều được đánh số, những số này chính là địa chỉ trong bộ nhớ
Địa chỉ của tường ô nhớ sẽ được trỏ đến bởi một bộ đếm địa chỉ ở bên trong bộ vi
xử lý Bộ vi xử lý sẽ có giá trị trong bộ đếm này lên một trước khi xử lý lệnh tiếp theo.Với một địa chỉ mới, nội dung của địa chỉ ô nhớ tương ứng sẽ xuất hiện ở đầu ra, quátrình này được gọi là quá trình đọc
Bộ nhớ bên trong PLC được tạo bởi các vi mạch bán dẫn, mỗi vi mạch này có khảnăng chứa từ 2000-:-16000 dòng lệnh, tuỳ theo loại vi mạch Trong PLC các bộ nhớ