1. Trang chủ
  2. » Giáo Dục - Đào Tạo

XỬ lý CHẤT THẢI rắn BẰNG PHƯƠNG PHÁP NHIỆT

43 13 0

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Tiêu đề Xử Lý Chất Thải Rắn Bằng Phương Pháp Nhiệt
Tác giả Trần Hồ Quyết Tiến, Nguyễn Thị Hằng, Đặng Tiểu Phương, Phạm Tố Quyên, Nguyễn Văn Sơn, Nguyễn Đức Sữ, Nguyễn Thị Thu Thão, Ngô Thị Thanh Tuyền
Người hướng dẫn Th.S. Lê Tấn Thanh Lâm
Trường học Trường Đại Học Nông Lâm Tp Hồ Chí Minh
Chuyên ngành Kỹ thuật xử lý chất thải rắn
Thể loại thực hiện
Năm xuất bản 2017
Thành phố Tp. Hồ Chí Minh
Định dạng
Số trang 43
Dung lượng 1,07 MB

Các công cụ chuyển đổi và chỉnh sửa cho tài liệu này

Cấu trúc

  • CHƯƠNG 2: XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN BẰNG PHƯƠNG PHÁP NHIỆT (5)
    • 2.1. Khái niệm (5)
    • 2.2. Tổng quan về chất thải rắn (5)
    • 2.3. Phân loại phương pháp xử lý chất thải (6)
      • 2.3.1. Đốt hóa học (6)
      • 2.3.2. Nhiệt phân (7)
      • 2.3.3. Khí hóa (8)
      • 2.3.4. Đốt dư khí (11)
    • 2.4. Ưu và nhược điểm của phương pháp đốt (11)
    • 2.5. Các văn bản pháp quy liên quan đến lò đốt chất thải rắn tại Việt Nam (12)
    • 2.6. Phân loại chất thải có thể xử lý bằng phương pháp đốt (12)
      • 2.6.1. Những chất thải không nên đốt (12)
      • 2.6.2. Những chất thải rắn không được đốt (13)
      • 2.6.3. Những chất thải nên đốt (13)
    • 2.7. Nguyên tắc khi đốt (15)
    • 2.8. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình cháy (16)
    • 2.9. Hệ thống thu hồi năng lượng (17)
    • 2.10. Công nghệ đốt chất thải rắn (17)
      • 2.10.1. Lò đốt một cấp (17)
      • 2.10.2. Lò đốt nhiều buồng đốt (18)
      • 2.10.3. Lò đốt nhiều tầng (19)
      • 2.10.4. Lò đốt thùng quay (20)
      • 2.10.5. Lò đốt chất lỏng (22)
      • 2.10.6. Đốt tầng sôi (23)
      • 2.10.7. Đốt plasma (25)
      • 2.10.8. Đốt chân không (26)
    • 2.11. Hệ thống phụ trợ xử lí khí thải lò đốt (27)
      • 2.11.1. Giảm nhiệt độ khí thải (27)
      • 2.11.2. Xử lý bụi (27)
      • 2.11.3. Xử lý SO x và khí axít (HCl, HF) (28)
      • 2.12.1. Mô hình lò đốt (35)
      • 2.12.2. Cấu tạo lò đốt và nguyên lý hoạt động (35)
      • 2.12.3. Ưu, nhược điểm (39)
      • 2.12.4. Kết quả thực hành thí nghiệm (39)
      • 2.12.5. Kết luận (41)
      • 2.12.6. Kiến nghị (42)
  • TÀI LIỆU THAM KHẢO (43)

Nội dung

XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN BẰNG PHƯƠNG PHÁP NHIỆT

Khái niệm

Xử lý chất thải rắn bằng phương pháp nhiệt là quá trình chuyển đổi chất thải từ dạng rắn sang dạng khí, lỏng và tro thông qua việc sử dụng nhiệt, đồng thời giải phóng năng lượng dưới dạng nhiệt.

Tổng quan về chất thải rắn

Tốc độ gia tăng dân số và phát triển kinh tế xã hội đã dẫn đến lượng rác thải ngày càng tăng, với thành phần và tính chất ngày càng phức tạp, tiềm ẩn nhiều nguy cơ độc hại Công tác quản lý và xử lý chất thải rắn ở nước ta còn sơ sài, chưa được chú trọng, và việc xử lý không đảm bảo quy chuẩn kỹ thuật về môi trường đã gây ra tác động tiêu cực đến môi trường, sức khỏe cộng đồng và phát triển kinh tế – xã hội.

Theo dữ liệu từ website Bảo vệ Môi trường Việt Nam, trung bình mỗi ngày, Việt Nam phát sinh khoảng 12 triệu tấn rác thải sinh hoạt, và dự kiến đến năm 2020, con số này sẽ tăng lên 20 triệu tấn/ngày Lượng rác thải chủ yếu tập trung tại các thành phố lớn như Hà Nội, TP.HCM và Hải Phòng Hiện tại, việc quản lý và xử lý chất thải rắn đô thị vẫn còn lạc hậu, chủ yếu dựa vào phương pháp chôn lấp.

Tại Hà Nội, khối lượng rác sinh hoạt tăng trung bình 15% mỗi năm, với tổng lượng rác thải lên tới 5.000 tấn mỗi ngày Trong khi đó, Thành phố Hồ Chí Minh thải ra hơn 7.000 tấn rác sinh hoạt hàng ngày và cần tới 235 tỷ đồng mỗi năm để xử lý lượng rác này.

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

Năm Khối lượng CTR đô thị Tỷ lệ tăng hằng năm

Tại Việt Nam, khoảng 50% bệnh viện chưa áp dụng quy trình xử lý rác thải y tế đạt chuẩn Ngành y tế phát sinh từ 350 đến 450 tấn rác thải mỗi ngày, trong đó có 40 tấn là rác thải độc hại.

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 thải nông thôn, 80% rác thải sinh hoạt, 90% rác thải công nghiệp không nguy hại và

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

Tất cả rác thải nguy hại cần được thu gom và xử lý theo tiêu chuẩn môi trường Đến năm 2015, mục tiêu là tái chế 60% lượng rác này, và đạt 95% vào năm 2020 Để hoàn thành mục tiêu này, cần có sự hợp tác và nỗ lực từ toàn xã hội.

Chất thải rắn sinh hoạt chủ yếu được xử lý qua chôn lấp, sản xuất phân hữu cơ và đốt Phương pháp đốt rác hiện nay đang trở thành phổ biến, được nhiều quốc gia áp dụng, nhờ vào khả năng oxy hóa chất thải rắn ở nhiệt độ cao.

Phương pháp xử lý rác thải bằng CO2 và hơi nước có khả năng giảm thể tích chất thải từ 85-95%, tiêu diệt vi sinh vật gây bệnh và các chất ô nhiễm Phương pháp này yêu cầu diện tích xây dựng nhỏ, dễ vận hành, và phù hợp cho việc xử lý chất thải bệnh viện, chất thải nguy hại, cũng như các loại chất thải có thời gian phân hủy dài Ngoài ra, nó còn giúp thu hồi nhiệt cho các nhu cầu khác như lò hơi, lò sưởi và cấp điện Tuy nhiên, phương pháp này cũng phát sinh khói bụi và một số khí ô nhiễm như dioxin, furan, SO2, CO2, HCl, NOx, CO, do đó cần thiết kế hệ thống xử lý khí thải khi xây dựng lò đốt.

Nhiều hội thảo tại Việt Nam đã được tổ chức nhằm tìm kiếm công nghệ xử lý rác hiệu quả và giảm ô nhiễm môi trường, như hội thảo về công nghệ đốt chất thải tái tạo năng lượng (11/08/2011) và hội thảo về giải pháp xử lý rác thải thân thiện môi trường tại Trà Vinh (06/6/2014) Hướng ưu tiên trong lựa chọn công nghệ là đốt chất thải để thu hồi nguyên liệu và năng lượng, đây là công nghệ tiềm năng cho tương lai, mang lại lợi ích kinh tế - xã hội và góp phần cải thiện môi trường theo hướng xanh - sạch - đẹp, đặc biệt phù hợp với các quốc gia có diện tích hẹp và mật độ dân số cao.

Phân loại phương pháp xử lý chất thải

Quá trình đốt hóa học là quá trình đốt được thực hiện với một lượng oxy (không khí) cần thiết vừa đủ để chất thải rắn cháy hoàn toàn

Lượng không khí cần thiết cho quá trình đốt chất thải rắn được xác định dựa trên các phương trình phản ứng giữa cacbon, hydro và lưu huỳnh có trong phần hữu cơ của chất thải đô thị với oxy trong không khí.

“Xử lý ch ấ t th ả i r ắ n b ằng phương pháp nhiệt”

Nhóm 2 GVHD: ThS Lê T ấ n Thanh Lâm Trang 3

Nhiệt phân là quá trình phân hủy các chất hữu cơ thành dạng lỏng, khí và rắn khi được nung nóng trong môi trường không có oxy Phương pháp này thường được áp dụng trong xử lý chất thải công nghiệp như luyện dầu, luyện than và đất ô nhiễm dầu Các thiết bị hỗ trợ nhiệt phân tương tự như thiết bị đốt hóa học, nhưng hoạt động ở nhiệt độ thấp hơn và không có oxy Trong quá trình này, lò quay và thiết bị kiểu tầng sôi được gia nhiệt từ bên ngoài.

 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: C x H x , H 2 , CO x , NO x , SO x và hơi nước

Cặn rắn: cacbon cố định và tro

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

Quá trình diễn ra bao gồm sấy để bốc hơi nước, phân hủy nhiệt tạo ra khí gas và cặn cacbon trong điều kiện thiếu oxy, sau đó đốt cháy cặn cacbon thành tro.

Quá trình đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp khí gas trong điều kiện nhiệt độ cao và dư oxy

Quá trình sấy, hóa khí, cháy và đốt cặn carbon diễn ra trong buồng sơ cấp với ít xáo trộn, giúp giảm đáng kể lượng bụi phát sinh trong quá trình đốt.

Quá trình kiểm soát chế độ nhiệt phân tại buồng sơ cấp và quá trình cháy hoàn toàn ở buồng thứ cấp giúp nâng cao hiệu quả xử lý chất thải.

- Quá trình nhiệt phân trong buồng sơ cấp tiến hành ở nhiệt độ thấp do vậy tăng tuổi thọ của lò đốt do giảm chi phí bảo trì

So với công nghệ đốt lò quay và đốt tầng sôi, lò nhiệt phân tĩnh có thời gian hoạt động kéo dài hơn, tuy nhiên, việc chế tạo, vận hành và bảo trì lò lại đơn giản hơn.

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

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

Hiệu suất xử lý cao cho các loại chất thải hữu cơ chứa vi trùng lây nhiễm như chất thải y tế, cũng như các chất thải nguy hại khác như thuốc bảo vệ thực vật, dung môi hữu cơ và chất thải nhiễm dầu.

Kỹ thuật này hiệu quả trong việc xử lý chất thải trơ hóa học và khó phân hủy sinh học Quá trình đốt có thể tạo ra khí thải ô nhiễm, nhưng chúng có thể được xử lý để giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường.

Lò đốt sử dụng nguyên lý nhiệt phân đang ngày càng phổ biến trên toàn cầu nhờ vào những ưu điểm nổi bật trong việc xử lý chất thải.

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

Chất thải có hàm lượng ẩm cao hoặc chứa nhiều thành phần không cháy (như chất thải vô cơ) không phù hợp để xử lý bằng phương pháp này.

Vốn đầu tư ban đầu cho phương pháp này cao hơn so với các phương pháp xử lý khác, bao gồm chi phí xây dựng lò, chi phí vận hành và xử lý khí thải đáng kể.

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

Nếu không thực hiện các biện pháp kiểm soát hiệu quả trong quá trình đốt và xử lý khí thải, sẽ xuất hiện những tác động tiêu cực đến con người và môi trường.

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

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 chuyển đổi các hợp chất hữu cơ hoặc nguyên liệu hóa thạch thành khí CO, H2 và khí tổng hợp Quá trình này diễn ra ở nhiệt độ cao (> 700°C) và không có sự đốt cháy, với việc kiểm soát lượng không khí hoặc hơi nước.

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

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

“Xử lý ch ấ t th ả i r ắ n b ằng phương pháp nhiệt”

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

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

Phần khí hóa ngược dòng là nơi phế thải được đưa vào từ đỉnh lò, trong khi không khí được cấp từ đáy Tại đây, phế thải trải qua các quá trình xử lý như làm khô, nhiệt phân, nén và đốt.

Phần khí hóa dưới là quá trình khí hóa xuôi dòng, trong đó vật liệu than được nạp từ đỉnh lò Không khí được đưa vào từ phía trên sườn lò, trong khi khí gas cháy được thu hồi từ phía dưới Quá trình này cho phép hơi nhiệt phân tác động đến sự bẻ gãy nhiệt của hắc ín.

Ưu và nhược điểm của phương pháp đốt

So với các phương pháp xử lý chất thải rắn khác như chôn lấp và phân hủy sinh học, phương pháp đốt chất thải có những ưu điểm và nhược điểm riêng Phương pháp này giúp giảm khối lượng chất thải đáng kể và có thể tạo ra năng lượng, nhưng cũng phát sinh khí thải độc hại và yêu cầu đầu tư công nghệ cao để kiểm soát ô nhiễm.

 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 hơi hoặc phát điện

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

 Có thể xử lý tại chỗ

Hiệu quả xử lý rác thải y tế và các chất thải nguy hại như thuốc bảo vệ thực vật, dung môi hữu cơ và chất thải nhiễm dầu rất cao, giúp bảo vệ môi trường và sức khỏe cộng đồng.

 Phù hợp đối với chất thải trơ về mặt hoá học, khó phân huỷ sinh học

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

Vốn đầu tư ban đầu cho phương pháp này cao hơn so với các phương pháp xử lý khác, bao gồm chi phí xây dựng lò, chi phí vận hành và chi phí 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 ấ n Thanh Lâm Trang 8

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

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

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: QCVN 30:2012/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: QCVN 61-MT:2016/BTNMT

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

Ngày nay, có nhiều biện pháp xử lý chất thải như tái sử dụng, tái chế, chôn lấp hợp vệ sinh, chế biến phân hữu cơ, chế biến biogas, ổn định đóng rắn và đốt Việc lựa chọn phương pháp xử lý phù hợp dựa trên đặc tính và thành phần của chất thải không chỉ giúp tăng giá trị kinh tế mà còn giảm thiểu lượng chất thải cần đốt và hạn chế sự hình thành cũng như phát thải các chất ô nhiễm hữu cơ bền vững (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 phần chất 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 và tái chế bao gồm phế liệu từ quá trình sản xuất, thiết bị điện và điện tử, phương tiện giao thông, cũng như các sản phẩm phục vụ sản xuất và tiêu dùng đã hết hạn sử dụng Ngoài ra, các loại chất thải như gỗ, bao bì giấy, kim loại, thủy tinh và chất dẻo khác cũng có thể được tái chế hiệu quả.

Các thành phần chất thải hữu cơ có thể phân huỷ sinh học từ chất thải rắn đô thị như thực vật, lá cây, rau và thực phẩm dư thừa nên được xử lý bằng phương pháp sinh học Việc này có nhiều mục đích khác nhau, bao gồm chế biến phân hữu cơ vi sinh, thu hồi khí biogas và chôn lấp hợp vệ sinh.

Các sản phẩm tiêu dùng có chứa hóa chất độc hại như pin và ắc quy cần được xử lý bằng công nghệ chôn lấp chất thải rắn nguy hại để đảm bảo an toàn cho môi trường.

“Xử lý ch ấ t th ả i r ắ n b ằng phương pháp nhiệt”

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

2.6.2 Những chất thải rắn không được đốt

Chất thải xây dựng, bao gồm gạch, ngói, vữa, bê tông, và bùn đất hữu cơ, phát sinh từ quá trình xây dựng và đào đất Những chất thải này có thể được tái chế hoặc tái sử dụng làm vật 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,

CO 2 , bình ga, bình khí dung, dung dịch HCl, HNO3, pin, ắc qui, amiăng;

Chất thải chứa kim loại nặng như thủy ngân từ nhiệt kế và huyết áp kế bị vỡ, cadimi từ pin và ắc quy, cùng với chì từ vật liệu bọc chì trong các thiết bị chẩn đoán hình ảnh và xạ trị, đang trở thành mối nguy hiểm lớn cho môi trường và sức khỏe con người.

Chất thải phóng xạ phát sinh từ hoạt động chẩn đoán và điều trị tại bệnh viện, cũng như từ các cơ sở nghiên cứu khoa học và nhà máy, khu công nghiệp.

2.6.3 Những chất thải nên đốt

Chất thải rắn sinh hoạt và công nghiệp không nguy hại bao gồm các thành phần hữu cơ như giấy, gỗ, vải, da, cao su, lốp xe, nhựa, sinh khối và thức ăn gia súc Những loại chất thải này cần được phân loại triệt để để tận dụng, tái sinh và tái chế hiệu quả.

Chất thải y tế nguy hại bao gồm dược phẩm quá hạn, dược phẩm kém chất lượng, mô và cơ quan của người, bào thai, xác động vật thí nghiệm, bơm kim tiêm, đầu sắc nhọn từ dây truyền, cùng với các dụng cụ đựng và bệnh phẩm.

Chất thải nguy hại hữu cơ bao gồm các thành phần như hydrocarbon, dầu thải, dư lượng 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; (***)

Hướng dẫn áp dụng các kỹ thuật và phương pháp môi trường hiệu quả nhằm giảm thiểu sự phát sinh chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy không chủ định trong quá trình vận hành lò đốt chất thải.

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

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

Chất thải không nên đốt

Chất thải không được đốt Chất thải nên đốt

Xà bần, gạch ngói, vô cơ trơ

Các chất thải từ quá trình sản xuất có giá trị

Có thành phần hữu cơ phân huỷ sinh học

Thu hồi, tái chế , tái sử dụng

Chế biến phân hữu cơ hoặc chôn lấp hợp vệ sinh

Chất thải có dể cháy nổ, oxy hoá mạnh, phóng xạ

Chứa kim loại nặng : chì, thuỷ ngân, cadimi, Đóng rắn, chôn lấp an toàn hoặc phương pháp hoá lý phù hợp

- Chất thải SH &CN không phân loại triệt để được

- Bùn thải nguy hại, cặn thải từ nhà máy sản xuất, chất thải nhiễm độc

“Xử lý ch ấ t th ả i r ắ n b ằng phương pháp nhi ệt”

Nhóm 2 GVHD: ThS Lê T ấ n Thanh Lâm Trang 11

 L ự a ch ọn lò đố t ch ấ t th ả i sau khi phân lo ạ i:

Việc phân loại các loại chất thải cần xử lý bằng phương pháp đốt dựa trên đặc tính và chức năng của từng loại lò đốt là rất quan trọng Điều này giúp tối ưu hóa quá trình đốt, giảm chi phí và hạn chế phát sinh chất thải thứ cấp, đặc biệt là giảm thiểu các chất ô nhiễm hữu cơ bền vững (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 850 0 C

 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 1050 o C, thời gian lưu cháy trên 1,5 giây hoặc trên

1200 o C 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 cần đạt tối thiểu 1100°C cho các thành phần nguy hại không chứa chlorine, và tối thiểu 1200°C cho chất thải nguy hại có chứa chlorine hoặc các thành phần có khả năng phát sinh POPs, với thời gian lưu cháy không dưới 1 giây.

Nguyên tắc khi đốt

Khi đốt chất thải rắn cần tuân thủ theo các nguyên tắc về nhiệt độ, độ xáo trộn và thời gian

Để đạt hiệu quả xử lý tối đa và ngăn chặn sự hình thành dioxin, nhiệt độ trong quá trình đốt chất thải rắn nguy hại cần phải duy trì trên 1100 độ C, trong khi đối với chất thải rắn sinh hoạt, nhiệt độ tối thiểu là 900 độ C Nhiệt độ không phù hợp, quá cao hoặc quá thấp, sẽ ảnh hưởng tiêu cực đến quá trình xử lý ở buồng thứ cấp, dẫn đến việc phát sinh nhiều khói đen.

Độ xáo trộn giữa chất thải rắn và không khí ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả xử lý chất thải rắn Hiệu quả này có thể được đánh giá thông qua yếu tố xáo trộn F, với độ xáo trộn càng cao thì khả năng xử lý chất thải càng tốt.

F = 100% 𝑥 lượng không khí thực tế

Nhóm 2 GVHD: ThS Lê T ấ n Thanh Lâm Trang 12

 Thời gian: Thời gian lưu cháy của chất thải rắn phải đủ lâu để các phản ứng xảy ra hoàn toàn

Các nguyên tắc trên có mối quan hệ khăng khít với nhau trong quá trình cháy của chất thải rắn.

Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình cháy

Ngoài nhiệt độ, thời gian lưu cháy và độ xáo trộn, nhiều yếu tố khác cũng tác động đến hiệu quả của quá trình cháy.

 Thành phần, tính chất của chất thải

Thành phần cơ bản của chất thải là:

Trong đó: C, H, O, N, S, A, W là phần trăm theo trọng lượng của các nguyên tố cacbon, hydro, oxi, nito, lưu huỳnh, tro và độ ẩm

Thành phần hóa học của chất thải ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình đốt cháy Từ thành phần này, chúng ta có thể xác định nhiệt trị của chất thải, lượng oxy cần thiết cho việc đốt cháy hoàn toàn, và các loại khí phát sinh trong quá trình này.

 Ảnh hưởng của hệ số cấp khí

Hệ số cấp khí (𝛼) là tỉ lệ giữa lượng không khí thực tế cung cấp cho lò đốt và lượng không khí lý thuyết, thường được gọi là hệ số không khí dư Hệ số này đóng vai trò quan trọng trong việc ảnh hưởng đến hiệu quả cháy.

 𝛼 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 cho quá trình đốt

Nhiệt trị của chất thải rắn, được đo bằng kcal/kg, là lượng nhiệt sinh ra khi đốt hoàn toàn một đơn vị khối lượng chất thải Việc chú trọng đến nhiệt trị là cần thiết trong quá trình đốt chất thải rắn để tận dụng hiệu quả năng lượng nhiệt Nếu nhiệt trị của chất thải rắn không đáng kể, việc đốt sẽ không mang lại lợi ích về năng lượng.

“Xử lý ch ấ t th ả i r ắ n b ằng phương pháp nhi ệt”

Nhóm 2 GVHD: ThS Lê T ấ n Thanh Lâm Trang 13 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.

Hệ thống thu hồi năng lượng

Hệ thống thu hồi năng lượng là một phương pháp trao đổi nhiệt hiệu quả, trong đó nhiệt năng từ quá trình đốt chất thải rắn (CTR) được chuyển hóa thành nhiệt cho nước Quá trình này diễn ra nhờ vào sự chênh lệch nhiệt độ giữa nước và khí thải từ lò đốt, giúp tối ưu hóa việc sử dụng năng lượng và giảm thiểu ô nhiễm môi trường.

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

Tường nước trong hệ thống được kết nối với các ống nồi hơi thẳng đứng, hàn chặt với nhau, cho phép nước lưu thông và hấp thụ nhiệt từ lò đốt, tạo ra hơi nóng Vùng tường nước thường được đặt gần tường lò làm bằng gạch chịu lửa, giúp bảo vệ ống khỏi quá nhiệt và mài mòn cơ khí.

Lò hơi là thiết bị nhận khí lò có nhiệt độ cao, được lắp đặt bên ngoài buồng đốt, thường được sử dụng trong các hệ thống lò đốt tiêu chuẩn.

Bằng cách lắp đặt hệ thống tuabin tại các lò đốt rác, chúng ta có thể tận dụng nhiệt và hơi nước phát sinh từ quá trình đốt, từ đó sản xuất điện và thu hồi nhiệt để cung cấp cho các máy móc cần thiết.

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

Công nghệ đốt chất thải rắn

Lò đốt một cấp, một trong những kỹ thuật đốt CTR thải đơn giản nhất, ra đời sớm nhưng chưa đạt tiêu chuẩn quy định do khí thải chưa được xử lý, gây ảnh hưởng đến môi trường Kết cấu của lò đốt này khá đơn giản, bao gồm một buồng đốt được chia thành hai phần bởi ghi lò.

 Phần trên là nơi chứa CTR và vật liệu cháy

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

 Phần dưới là nơi chứa tro

Lò được thiết kế với lớp ngoài bằng gạch đất nung và lớp trong bằng gạch chịu nhiệt, có hệ thống lỗ cấp khí để tối ưu hóa quá trình đốt Vật liệu cháy chủ yếu bao gồm than, củi và mùn cưa Toàn bộ quy trình đưa chất thải vào lò, đốt vật liệu và thu hồi tro đều được thực hiện thủ công bởi công nhân.

Hình 2: Lò đốt một cấp

 Ưu, nhược điểm của lò một cấp là

- Ít tốn diện tích đất cho xử lý CTR

- Chi phí đầu tư ít

- Thiết kế và xây dựng lò khá đơn giản

- 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 và nhiệt độ lò

- Năng suất của lò thấp

2.10.2 Lò đốt nhiều buồng đốt Đây là kiểu lò được cải tiến từ lò một cấp, có từ 2 đến 3 buồng đốt Trong đó buồng thứ nhất là buồng sơ cấp dùng để đốt CTR, buồng thứ 2 (thứ 3) là buồng thứ cấp dùng để đốt các sản phẩm cháy hình thành từ buồng đốt thứ nhất dưới sự cung cấp của nhiên liệu, nhờ vậy khí thải được cải tiến hơn rất nhiều

“Xử lý ch ấ t th ả i r ắ n b ằng phương pháp nhi ệt”

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

Hình 3: Lò đốt nhiều buồng đốt

Lò đốt nhiều tầng là thiết bị chuyên dụng để xử lý chất thải dạng bùn từ các nhà máy xử lý nước thải, vì loại chất thải này có độ ẩm cao và nhiệt trở lớn, không thể đốt trong lò thông thường Sau quá trình đốt, khí thải đạt tiêu chuẩn môi trường, đảm bảo an toàn cho sức khỏe con người và hệ sinh thái.

Lò có cấu trúc từ 5 đến 9 tầng chồng lên nhau, hình trụ đứng với trục thẳng đứng ở trung tâm Mỗi tầng được trang bị cánh khuấy để khuấy trộn và gạt bùn thải từ tầng này xuống tầng khác Bùn thải được đưa vào từ trên cùng, di chuyển qua các vùng sấy, đốt, làm nguội và tháo tro trước khi ra ngoài Vùng đốt được hỗ trợ bởi béc đốt, trong khi không khí làm mát được thổi vào ống trung tâm, giúp hồi lưu khí nóng để tối ưu hóa quá trình cháy.

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

4 Ghi lò 5 Buồng đốt sơ cấp 6 Cấp khí thứ cấp

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

10 Ống khói 11.Cửa tháo tro 12 Cửa vệ sinh

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

Hình 4: Lò đốt nhiều tầng

Lò đốt thùng quay được sử dụng để xử lý chất thải nguy hại dạng rắn, bùn cặn và cả dạng lỏng

Thùng quay hoạt động ở nhiệt độ khoảng 1100 độ C, sử dụng chất thải nguy hại làm nguyên liệu chính Lượng chất thải được bổ sung vào lò đốt có thể chiếm từ 12-25% tổng lượng nhiên liệu.

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

Buồng đốt sơ cấp là một hệ thống quay với tốc độ điều chỉnh, có chức năng đảo trộn chất thải rắn trong quá trình cháy Lò đốt được thiết kế nghiêng từ 1-5% để kéo dài thời gian cháy và tự động vận chuyển tro ra ngoài Phần đầu của lò được trang bị béc phun dầu hoặc gas cùng quạt để cung cấp nhiệt cho quá trình đốt Chỉ khi nhiệt độ trong lò đạt trên 800°C, chất thải rắn mới được đưa vào để đốt Trong buồng đốt sơ cấp, nhiệt độ được duy trì trong khoảng 800 – 900°C, đảm bảo chất thải cháy tạo đủ năng lượng cần thiết.

“Xử lý ch ấ t th ả i r ắ n b ằng phương pháp nhi ệt”

Nhóm 2 GVHD: ThS Lê T ấ n Thanh Lâm Trang 17 nhiệt độ này thì bộ đốt phun dầu, gas tự động ngắt Khi nhiệt độ thấp hơn 800 o C thì bộ đốt tự động làm việc trở lại

Buồng đốt thứ cấp, hay còn gọi là buồng đốt phụ, là một buồng đốt tĩnh có chức năng đốt các sản phẩm bay hơi chưa cháy hết từ lò sơ cấp Nhiệt độ trong buồng này thường dao động ở mức cao, giúp tối ưu hóa quá trình đốt cháy và giảm thiểu khí thải độc hại.

Nhiệt độ trong buồng đốt thứ cấp dao động từ 950 đến 1100 độ C, với thời gian lưu của khí thải từ 1,5 đến 2 giây Để đảm bảo quá trình cháy hiệu quả, hàm lượng ôxy dư tối thiểu cần đạt 6% Hệ thống bao gồm các tấm hướng giúp khí thải được thổi qua vùng lửa của bộ phận đốt phun dầu, đồng thời tạo sự xáo trộn mạnh mẽ để đảm bảo quá trình cháy hoàn toàn Sau khi cháy, khí thải sẽ được làm nguội và xử lý trước khi thải ra môi trường qua ống khói.

Hình 5: Lò đốt thùng quay

- Áp dụng cho cả CTR và lỏng

- Có thể đốt riêng chất lỏng và chất rắn hoặc đốt kết hợp

- 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 1400 o C

- Thành phần tro trong khí thải cao

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

- Chi phí đầu tư cao

- Yêu cầu lượng khí dư lớn do thất thoát qua các khớp nối

- Chất thải vô cơ có thể kết xỉ gây khó khăn cho công tác bảo trì, bảo dưỡng thùng quay

Lò đốt chất lỏng được sử dụng rộng rãi để xử lý nhiều loại chất thải khác nhau, bao gồm chất thải rắn đô thị, bùn, than và các hóa chất, kể cả những hóa chất nguy hại.

 Lò đốt chất lỏng gồm

- Một thùng sắt chịu nhiệt hình trụ

Lớp vật liệu nền như cát silic, đá vôi và các vật liệu gốm đóng vai trò quan trọng trong quá trình xử lý chất thải Sử dụng lò đốt chất thải lỏng với vật liệu nền là đá vôi giúp xử lý chất thải rắn có hàm lượng lưu huỳnh cao, đồng thời giảm thiểu sự phát sinh khí SO2.

- Một đĩa đỡ dạng lưới sắt

Lớp vật liệu nền được lỏng hóa nhờ khí nén áp suất cao, cho phép CTR đô thị và than được đưa vào lò đốt ở vị trí trên mặt hoặc dưới đáy lớp vật liệu này Chất thải nguy hại lỏng được đốt trực tiếp bằng cách phun vào vùng ngọn lửa, tùy thuộc vào nhiệt trị của CTR Chất lỏng sôi trong lò giúp xáo trộn đều và truyền nhiệt cho CTR, có thể bổ sung gas hoặc dầu để tăng nhiệt độ Lò duy trì ở nhiệt độ khoảng 1000 oC, với thời gian lưu của chất thải lỏng từ vài phần giây đến 2,5 giây Khi đạt nhiệt độ yêu cầu, không cần bổ sung gas/dầu vì lớp chất lỏng có khả năng duy trì nhiệt độ lên đến 24 giờ.

“Xử lý ch ấ t th ả i r ắ n b ằng phương pháp nhi ệt”

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

Hình 6:Sơ đồ lò đốt chất lỏng

- Đốt được chất thải lỏng nguy hại

- Không yêu cầu lấy tro thường xuyên

- Thay đổi nhiệt độ nhanh chóng theo tốc độ nhập liệu

- Chi phí bảo trì thấp

- Chỉ áp dụng đối với các chất lỏng có thể nguyên tử hóa

- Cần cung cấp khí, nhiên liệu phụ

- Dễ bị nghẹt béc phun khi chất thải lỏng có cặn

Lò đốt tầng sôi là một loại lò đốt tĩnh được thiết kế với lớp gạch chịu lửa bên trong, hoạt động hiệu quả ở nhiệt độ cao Đặc điểm nổi bật của lò này là lớp cát dày khoảng 40cm – 50cm, có vai trò quan trọng trong việc nhận và giữ nhiệt, đồng thời cung cấp nhiệt cho chất thải ướt Gió được thổi vào giúp cát được khuấy động, tạo điều kiện cho chất thải rắn được xé tơi và xáo trộn, từ đó nâng cao hiệu quả của quá trình cháy.

Khi chất thải lỏng được bơm vào lò, nó sẽ bám vào các hạt cát nóng đang bị khuấy động, dẫn đến việc bị đốt cháy và nước trong chất thải sẽ bay hơi hoàn toàn.

Hệ thống phụ trợ xử lí khí thải lò đốt

2.11.1 Giảm nhiệt độ khí thải

Giảm nhiệt độ khí thải xuống dưới 250°C trong thời gian ngắn hơn 7 giây là cần thiết để ngăn chặn sự tái tổ hợp các thành phần khí tạo ra các hợp chất hữu cơ khó phân hủy (POPs) Để đạt được mục tiêu này, có thể áp dụng các hệ thống thu hồi năng lượng như hệ thống tuabin hơi nước, hệ thống máy phát tuabin khí, hệ thống động cơ đốt trong hoặc sử dụng tháp giải nhiệt.

Bụi được hình thành từ quá trình đốt không hoàn toàn các thành phần vô cơ và hữu cơ trong chất thải, gây giảm thị giác và ảnh hưởng xấu đến sức khỏe Đặc biệt, bụi có kích thước nhỏ hơn 10µm được gọi là bụi hô hấp, vì nó có khả năng xâm nhập sâu vào phổi Để xử lý bụi phát sinh, có thể sử dụng các thiết bị như lọc bụi tĩnh điện, thiết bị ventury, lọc tay áo và xyclon.

Nhóm 2 GVHD: ThS Lê T ấ n Thanh Lâm Trang 24

Hình 10: Thiết bị lọc bụi tĩnh điện

2.11.3 Xử lý SO x và khí axít (HCl, HF)

SO2 và các khí axít như HCl, HF được hình thành từ quá trình đốt nhiên liệu chứa lưu huỳnh, clorua và fluorua Trong đó, fluor chỉ có trong một số ít cây trồng, còn clor thường gặp hơn, ví dụ như trong nhựa PVC SO2 có tác động tiêu cực đến hệ hô hấp, gây kích ứng mắt, chảy mũi và dẫn đến các bệnh như viêm mũi, viêm họng Ở nồng độ cao, SO2 có thể gây ra các vấn đề nghiêm trọng hoặc tử vong đối với những người mắc bệnh phổi như viêm phế quản Ngoài ra, SO2 còn gây ra mưa axit và sương mù, ảnh hưởng xấu đến ao hồ, sông rạch và rừng Do đó, việc kiểm soát SO2 và các khí axít là rất quan trọng, bao gồm phân loại nguồn phát thải và áp dụng các biện pháp hấp thụ khí.

SO 2 bằng nước, bằng đá vôi (caco 3 ) hoặc vôi nung (cao), bằng than hoạt tính, các chất hấp phụ thể rắn

Cổ góp điện Dòng điện

“Xử lý ch ấ t th ả i r ắ n b ằng phương pháp nhi ệt”

Nhóm 2 GVHD: ThS Lê T ấ n Thanh Lâm Trang 25

Hình 11: Sơ đồ hệ thống xử lý khí SO 2 bằng nước

1- tháp hấp thụ; 2- tháp giải thoát khí; 3- thiết bị ngưng tụ;

4;5- thiết bị trao đổi nhiệt; 6- bơm

100 C Khí lạ nh thải ra

2 Không khí sạch thổi ra Đá vôi 8

Hơi nước Chất tải lạnh

Nhóm 2 GVHD: ThS Lê T ấ n Thanh Lâm Trang 26

Hình 12: Sơ đồ hệ thống xử lý khí SO 2 và khí axit bằng sữa vôi

1- Scurubơ; 2- Bộ phận tách tinh thể; 3- Bộ lọc chân không; 4;5- máy bơm;

6 -Thùng hoà trộn dung dịch hấp thụ (sữa vôi- dạng huyền phù ); 7- Máy đập;

NOx bao gồm hai dạng chính là NO và NO2, được hình thành từ hai nguồn chính: một là phản ứng giữa nitơ và oxy trong không khí dưới tác dụng của nhiệt, hai là phản ứng giữa oxy và nitơ hữu cơ có trong nhiên liệu NOx là tác nhân gây ra sự hình thành chất pan (peroxyl acetal nitrat), dẫn đến hiện tượng sương mù Để kiểm soát lượng NOx thải ra môi trường trong quá trình đốt, cần thực hiện phân loại chất thải tại nguồn, kiểm soát quá trình cháy và xử lý khí thải.

 Phân loại tại nguồn: tách chất thải chứa nitơ Ví dụ thực phẩm thừa và rác vườn nhằm làm giảm NO x sinh ra

 Kiểm soát quá trình cháy

 Phân đoạn quá trình cháy và vận hành quá trình cháy trong điều kiện thiếu oxy

 H ệ th ố ng x ử lý NO x không xúc tác

Với ưu điểm không sử dụng thêm hệ thống xử khí thải cho lò đốt,

NH 3 sẽ được bơm trực tiếp vào buồng đốt CTR nhờ hệ thống bơm định lượng, các vòi phun dòng tia NH 3 tạo nên sự tiếp xúc tối đa giữa NO x và NH 3 , giúp cho các phản ứng xảy ra triệt để

“Xử lý ch ấ t th ả i r ắ n b ằng phương pháp nhi ệt”

Nhóm 2 GVHD: ThS Lê T ấ n Thanh Lâm Trang 27

Hình 13: Hệ thống xử lý NO x không xúc tác

 H ệ th ố ng x ử lý NOx có xúc tác

Hình 14: Hệ thống xử lý NO x có xúc tác

Buồng cháy Cửa xáo trộn

Nhóm 2 GVHD: ThS Lê T ấ n Thanh Lâm Trang 28

SƠ ĐỒ HƯỚNG DẪN KHỞI ĐỘNG LÒ ĐỐT

Kiểm tra tình trạng thiết bị của toàn bộ hệ thống

Tiến hành mở và điều chỉnh các van cấp khí Điều chỉnh cửa van gió Tắt béc đốt sơ cấp

“Xử lý ch ấ t th ả i r ắ n b ằng phương pháp nhi ệt”

Nhóm 2 GVHD: ThS Lê T ấ n Thanh Lâm Trang 29

SƠ ĐỒ HƯỚNG DẪN NẠP CHẤT THẢI

- Dùng tay mở cửa lò sau đó dùng tay đưa rác vào lò

- Sau khi cho rác vào đủ số lượng theo quy định của mẻ đốt tiến hành đóng cửa lò để tiếp tục quá trình đốt.

- Nhấn nút điều khiển đưa chứa rác lên đổ vào buồng chứa

- Đóng cửa buồng chứa để tiến hành quá trình nạp nác, khi buồng chứa đã đầy rác

Nhóm 2 GVHD: ThS Lê T ấ n Thanh Lâm Trang 30

SƠ ĐỒ TÓM TẮT ÁP DỤNG THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ SAU ĐỐT

Phương pháp hóa lý: keo tụ, tạo bông lắng lọc, trung hòa,…

Giảm nhiệt khí thải xuống 250 0 C trong thời gian 7s

Thu gom bằng băng tải kín, vận chuyển trong các thùng kín đến nơi đóng rắn và chôn lấp an toàn nhằm tránh phát tán POPs

Bụi tĩnh điện, thiết bị ventury, thiết bị lọc tay áo, xyclon,

Phương pháp hấp thụ: bằng nước, bằng đá vôi

(CaCO 3 ) hoặc vôi nung (cao), bằng than hoạt tính, các chất hấp phụ thể rắn,

- Xử lý NO x không xúc tác

- Xử lý NO x xúc tác

“Xử lý ch ấ t th ả i r ắ n b ằng phương pháp nhi ệt”

Nhóm 2 GVHD: ThS Lê T ấ n Thanh Lâm Trang 31

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

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 hình trụ có kích thước: 50x60x80 (cm) Được xây lên bằng gạch ống và vữa xây dựng

Nhóm 2 GVHD: ThS Lê T ấ n Thanh Lâm Trang 32

- 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

“Xử lý ch ấ t th ả i r ắ n b ằng phương pháp nhi ệt”

Nhóm 2 GVHD: ThS Lê T ấ n Thanh Lâm Trang 33

Ống đồng có đường kính 0.8cm được sử dụng để dẫn nước, thu nhiệt từ lò, tạo ra hơi nước với áp lực khí nén lớn.

- Buồng đốt: Là phần rỗng còn lại, là nơi diễn ra quá trình cháy của rác

- Nơi thu hồi tro: Phần rỗng bên dưới ghi lò, là nơi thu hồi tro sau khi đốt

Hình 18: Cửa thu hồi tro xỉ của lò đốt

- Cửa lò: Dùng để cấp bổ sung khí khi cần thiết, hổ trợ máy thổi khí có công suất thấp

- Nắp lò: Là nơi bỏ rác và vật liệu đốt vào khi quá trình đốt diễn ra

 Máy quạt : Máy quạt không khí sử dụng dòng điện xoay chiều 220V, ống dẫn khí kích thước 2 inch, có thể điều chỉnh được nhờ vào van định mức

Nhóm 2 GVHD: ThS Lê T ấ n Thanh Lâm Trang 34

 Hệ thống thu hơi nước và khói:

Hình 19: Hệ thống thu hơi nước và khói

Bộ phận thu khói có nhiệm vụ dẫn khói từ lò đốt kín qua một ống kim loại ra ngoài môi trường, nhằm kiểm soát tính chất của khói cuối đường ống Nếu quá trình cháy không hoàn toàn, chúng ta sẽ tiến hành đốt khói ngay tại vị trí này để đảm bảo an toàn và hiệu quả.

Bộ phận thu hơi là hệ thống dẫn hơi nước vào ống đồng, nơi lưu lượng và tốc độ được điều chỉnh thông qua van định mức hoặc máy bơm định lượng Sau một thời gian chạy trong ống đồng, với diện tích tiếp xúc lớn với nhiệt từ lò đốt, quá trình hóa hơi diễn ra hiệu quả.

“Xử lý ch ấ t th ả i r ắ n b ằng phương pháp nhi ệt”

Nhóm 2 GVHD: ThS Lê T ấ n Thanh Lâm Trang 35 của nước diễn ra nhanh chóng Kết quả đạt được chính là lượng hơi nước đẩy ra với áp lực lớn ở cuối đường ống Nhờ vào áp lực của hơi, tuabin sẽ quay Quá tình quay tuabin tạo ra điện năng, làm cho đèn LEDs có cường độ dòng điện thấp phát sáng

- Lò đốt cấp một dễ lắp đặt và sử dụng

- Vừa giải quyết được rác thải vừa thu hồi lại năng lượng

- Ống đồng dẫn nước ngắn, nên quá trình hóa hơi diễn ra không hoàn toàn

- Không xử lý hoàn toàn được khí thải

- Trong quá trình đốt sinh ra tro làm ô nhiễm

2.12.4 Kết quả thực hành thí nghiệm

Nguyên liệu đốt: Vỏ hạt điều

Tính chất: Dễ cháy, nhiệt lượng sinh ra lớn, duy trì sự cháy tốt

 Quá trình chát sinh ra nhiều khói trắng xám

 Khí cung cấp không đủ do đường kính máy thổi khí nhỏ (2”)

 Nước trong ống đồng hóa hơi không hoàn toàn do độ dài ống đồng ngắn (1,8m) Đề xuất cho lần đốt tiếp theo:

 Tăng độ dài ống đồng để nước kịp hóa hơi hoàn toàn

 Tính toán các bước khởi động lò đốt để việc đốt rác diễn ra hiệu quả hơn: Phơi khô nguyên liệu đốt, Gia nhiệt buồng đốt

Nguyên liệu đốt: Bã mía khô

Tính chất: Dễ cháy, không cần cấp khí liên tục trong quá trình cháy, diện tích tiếp xúc không khí lớn

 Lượng tro xỉ (slag/ bottom ash) sinh ra ít

Nhóm 2 GVHD: ThS Lê T ấ n Thanh Lâm Trang 36

 Lượng tro bay (fly ash) sinh ra nhiều

 Khí sinh ra không có mùi hôi

 Thời gian lưu cháy ngắn

 Cửa nạp rác cũng chính là cửa xả khói nên dẫn đến việc tro bay sinh ra nhiều Đề xuất cho lần đốt tiếp theo:

Để quá trình đốt diễn ra ổn định, cần tìm kiếm nguyên liệu đốt có khả năng duy trì sự cháy hoặc kết hợp các nguyên liệu có tính chất và nhiệt trị khác nhau.

 Thay đổi kết cấu cửa nạp rác nếu điều kiện cho phép

 Sử dụng bơm định lượng để có thế điều chỉnh lượng nước đi qua ống đồng như mong muốn

Nguyên liệu đốt: Rác tổng hợp

 Rác làm vườn đã phơi khô: 1kg

 Thời gian lưu cháy (retention time) của các loại rác đều khác nhau

 Sinh ra các loại khí như cacbonic, metan,dioxin do phẩm màu túi nilon sinh ra

 Tro vón cục, bóp không tan

Việc đốt từng loại nguyên liệu cháy riêng lẻ dẫn đến hiệu quả đốt không đạt yêu cầu về nhiệt độ trong lò, gây ảnh hưởng đến tính ổn định của quá trình hóa hơi nước.

 Thể tích buồng đốt nhỏ, nạp rác từ từ gây khó khăn Đề xuất cho lần đốt tiếp theo:

 Đốt hỗn hợp CTR sinh hoạt đã phân loại tại nguồn

 Gia nhiệt buồng đốt đến mức ổn định sau đó tiến hành nạp rác

 Tiến hành mở và điều chỉnh các van cấp khí, cửa van gió

 Lắp đặt hệ thống cánh quạt với kích thước khác nhau để theo dõi áp suất hơi nước sinh ra trong ống đồng

 Xác định độ tro của chất thải rắn

Nguyên liệu đốt: Rác tổng hợp

“Xử lý ch ấ t th ả i r ắ n b ằng phương pháp nhi ệt”

Nhóm 2 GVHD: ThS Lê T ấ n Thanh Lâm Trang 37

 Gỗ: 1kg (dùng để gia nhiệt ban đầu cho than)

 Thời gian lưu cháy lâu khi trộn lẫn các loại rác lại với nhau, độ xáo trộn cao nên quá trình cháy diễn ra hoàn toàn

 Lượng nước hóa hơi trong ống đồng ổn định, thất thoát rất ít

 Động cơ quay (mô phỏng tuabin phát điện) tận dụng nhiệt và hoạt động ổn định

 Chỉ cấp khí ban đầu bằng quạt ở quá trình gia nhiệt lò

 Nhiệt lượng trong lò vào khoảng 1000-1400 o C (nhận biết cảm quan khi thấy xuất hiện ngọn lửa màu xanh)

Khói có chứa các thành phần hóa học, đặc biệt là khí CO, do hiện tượng khói bắt cháy màu xanh Thời gian tồn tại trong lò đốt ngắn dẫn đến việc thiếu oxy thực tế, vì không sử dụng cánh quạt thổi khí, khiến quá trình cháy không diễn ra hoàn toàn.

 Khói sinh ra chưa có biện pháp thu hồi và xử lý tập trung, rò rỉ ở nắp lò là chính

 Tổng lượng tro xỉ thu hồi được sau quá trình đốt là 200g ( không gồm tro bay và cũng gồm 1 phần xỉ than đá (800-900 o C)

Nhóm mình không chỉ trình bày quá trình thực hành qua báo cáo văn bản mà còn ghi lại và chia sẻ dưới dạng video trên YouTube.

Mô hình lò đốt của Khoa Môi trường và Tài nguyên, Đại học Nông Lâm, là lò 1 cấp do nhóm sinh viên thực hành Qua quá trình này, sinh viên đã đạt được các mục tiêu môn học, bao gồm việc hiểu rõ quy trình xử lý chất thải rắn bằng phương pháp đốt, cũng như các bước thiết kế, vận hành và điều chỉnh lò qua từng lần đốt.

Xử lý chất thải rắn đóng vai trò quan trọng trong việc đáp ứng nhu cầu kinh tế - xã hội hiện nay tại Việt Nam Một điểm nổi bật của mô hình này là nhóm sinh viên đã thành công trong việc tận dụng và thu hồi nhiệt năng từ lò xử lý Điều này cho thấy hướng đi bền vững trong công nghệ xử lý chất thải, góp phần bảo vệ môi trường và phát triển kinh tế.

Ngày đăng: 06/07/2021, 18:02

Nguồn tham khảo

Tài liệu tham khảo Loại Chi tiết
1. Nguyễn Văn Phước, 2008, Giáo trình quản lý và xử lý chất thải rắn. Hà Nội: NXB Xây Dựng Sách, tạp chí
Tiêu đề: Giáo trình quản lý và xử lý chất thải rắn
Nhà XB: NXB Xây Dựng
3. Lê Thị Hiền, Lê Thị Hồng Vân, Lê Hà Thúy An, Trần Thị Nhung, 2013, Đề tài: “Chất thải nguy hại từ quá trình nhiệt phân chất thải”, Đại học Quốc Gia TP.HCM Sách, tạp chí
Tiêu đề: “Chất thải nguy hại từ quá trình nhiệt phân chất thải”
4. Cục Hạ tầng kỹ thuật-Bộ xây dựng. Công nghệ đốt Plasma JMITM, ngày 16/07/2012 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Công nghệ đốt Plasma JMITM
6. Văn Hữu Tập, Bài giảng-giáo trình chất thải rắn và nguy hại. Xử lý chất thải rắn bằng phương pháp thiêu đốt, ngày 03/08/2016 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Bài giảng-giáo trình chất thải rắn và nguy hại. Xử lý chất thải rắn bằng phương pháp thiêu đốt
8. Bùi Khắc Tý, Báo Khoa học & Phát triển, Xử lý rác thải bằng phương pháp đốt- Quan điểm của Nhật Bản làm giảm sự nóng lên của trái đất.9. http://www.deec.vn Sách, tạp chí
Tiêu đề: Xử lý rác thải bằng phương pháp đốt
10. Minh Cường, Những con số về rác thải, ngày 26/05/2015 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Những con số về rác thải
12. Hóa học ngày nay, Công nghệ khí hóa than (Phần 1), ngày 09/06/2014 13. http://hoahocngaynay.com Sách, tạp chí
Tiêu đề: Công nghệ khí hóa than

TỪ KHÓA LIÊN QUAN

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

🧩 Sản phẩm bạn có thể quan tâm

w