Đang tải... (xem toàn văn)
Quá trình thiêu đốt chất thải
Đồ án thực tập kỹ sư Đề tài: Quá trình thiêu đốt chất thải MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG I: TÔNG QUAN 1.1 Đối tượng nghiên cứu 1.2 Phương pháp nghiên cứu 1.3 Mục đích nghiên cứu CHƯƠNG II: TỔNG QUAN VỀ LÝ THUYẾT CÔNG NGHỆ 2.1 Lý thuyết cháy 2.2 Xử lý chất thải phương pháp nhiệt 2.2.1 Định nghĩa xử lý CTR phương pháp nhiệt 2.2.2 Phân loại hệ thống xử lý CTR phương pháp nhiệt 2.2.3 Một số ưu nhược điểm phương pháp xử lý CTR nhiệt 10 2.3 Xử lý chất thải rắn phương pháp thiêu đốt 11 2.3.1 Các nguyên tắc trình cháy 11 2.3.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến trình cháy 14 2.4 Một số công nghệ đốt chất thải điển hình 22 2.4.1 Các hệ thống lò đốt 22 2.4.2 Đốt hở thủ công 23 2.4.3 Đốt thiết bị chuyên dụng 24 CHƯƠNG III: LÒ ĐỐT THÙNG QUAY 34 3.1 Lò đốt thùng quay công suất nhỏ 36 3.1.1 Thông số hoạt động lò đốt công suất nhỏ LQ-150 36 Nguyễn Quang Hùng - 510303018 Trang Đồ án thực tập kỹ sư Đề tài: Quá trình thiêu đốt chất thải 3.1.2 Đặc điểm kỹ thuật lò đốt LQ-150 37 3.1.3 Nguyên tắc đặc điểm vận hành lò đốt LQ-150 37 3.1.4 Các hạng mục lò đốt LQ-150 39 3.2 Lò đốt thùng xoay công suất lơn 42 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 44 Nguyễn Quang Hùng - 510303018 Trang Đồ án thực tập kỹ sư Đề tài: Quá trình thiêu đốt chất thải Danh mục bảng Bảng 1: Mối quan hệ nhiệt độ thời gian hiệu phân huỷ đạt 99,99% chất hữu 12 Bảng 2: Thành phần tính chất số chất thải 14 Bảng 3: Nhu cầu cấp khí số chất thải 19 Bảng 4: Nhiệt trị số thành phần CTR 21 Nguyễn Quang Hùng - 510303018 Trang Đồ án thực tập kỹ sư Đề tài: Quá trình thiêu đốt chất thải Danh mục hình Hình 1: Biểu đồ mối quan hệ hệ số cấp khí nhiệt độ buồng đốt 17 Hình 2: Ảnh hưởng không khí dư đến nhiệt độ buồng đốt 18 Hình 3: Hệ thống lò đốt RDF 23 Hình 4: Sơ đồ cấu tạo lò cấp 26 Hình 5: Sơ đồ cấu tạo lò đốt nhiều cấp 27 Hình 6: Mô hình lò đốt thùng quay 30 Hình 7: Quy trình hệ thống lò đốt tầng sôi 32 Hình 8: Hệ thống lò thùng quay 35 Hình 9: Hình ảnh thực tế lò đốt thùng quay 39 Hình 10: Nạp liệu chất thải vào lò 40 Hình 11: Sơ đồ công nghệ lò đốt thùng xoay công suất lơn công suất 500kg/h 43 Nguyễn Quang Hùng - 510303018 Trang Đồ án thực tập kỹ sư Đề tài: Quá trình thiêu đốt chất thải Danh mục từ viết tắt CTR …………Chất thải rắn RDF ………….Refuse Derived Fuel CTNH……… Chất thải nguy hại Nguyễn Quang Hùng - 510303018 Trang Đồ án thực tập kỹ sư Đề tài: Quá trình thiêu đốt chất thải LỜI MỞ ĐẦU Chất thải rắn không quản lý tốt làm vệ sinh môi trường đô thị, gây ô nhiễm chứa đựng nguy tiềm ẩn gây nguy hại sức khỏe người hệ sinh thái Kinh nghiệm nước tiên tiến giới chứng tỏ quy trình công nghệ quản lý chất thải rắn phải bắt đầu phan loại từ nguồn Trên sở áp dụng biện pháp xử lý khác nhằm đảm bảo tận dụng loại rác tái chế, tái sử dụng, đồng thời xử lý triệt để chất thải nguy hại Rất nhiều nước tìm kiếm công nghệ xử lý rác thải thiếu khu chôn lấp tăng cường quy chế quốc gia, đạt mục tiêu giảm thiểu khí thải gây tượng nóng lên toàn cầu, tăng cường nghĩa vụ người phát thải Xử lý rác thải bao hàm động mang tính môi trường, kinh tế trị, xã hội Xử lý rác thải sử dụng làm giảm đáng kể hạn chế thiếu khu chôn lấp giảm chi phí xử lý đốt rác nhờ lò đốt lại có hạn chế gánh nặng nhiều chi phí để tái xử lý rác thải chất có hại tro phát sinh trình đốt Ứng dụng công nghệ đốt để xử lý chất thải công nghiệp chất thải nguy hại ngày áp dụng rộng rãi giới Tuy nhiên, nước ta công nghệ đốt mẻ Trong năm gần nhiều đơn vị chế tạo lò đốt để xử lý chất thải công nghệ chất thải nguy hại thiếu sở khoa học tính toán nên hiệu đốt chưa cao, gây ô nhiễm thứ cấp Vì vậy, đề tài tập trung nghiên cứu công nghệ đốt để xử lý số chất thải công nghệ chất thải nguy hại phổ biến Kết xây dựng công thức thực nghiệm để tính toán, thiết kế lò đốt đạt hiệu đốt cao đồng thời đảm bảo tiêu chí kinh tế - môi trường Nguyễn Quang Hùng - 510303018 Trang Đồ án thực tập kỹ sư Đề tài: Quá trình thiêu đốt chất thải CHƯƠNG I: TÔNG QUAN 1.1 Đối tượng nghiên cứu Chất thải công nghiệp Chất thải nguy hại Chất thải y tế 1.2 Phương pháp nghiên cứu Phương pháp luận Phương pháp phân tích Tìm hiểu sách báo, trang web 1.3 Mục đích nghiên cứu Tìm hiểu phương pháp nhiệt hệ thống đốt lò đốt thùng quay Nguyễn Quang Hùng - 510303018 Trang Đồ án thực tập kỹ sư Đề tài: Quá trình thiêu đốt chất thải CHƯƠNG II: TỔNG QUAN VỀ LÝ THUYẾT CÔNG NGHỆ 2.1 Lý thuyết cháy Quá trình cháy tổ hợp trình vật lý hóa học, chia làm hai loại cháy động học cháy khuếch tán Trong trường hợp thứ trình cháy bị giới hạn vận tốc phản ứng hóa học, trường hợp thứ hai trình vật lýđảm bảo tiếpxúccủa thành phần nhiên liệuvà oxy Người ta phân biệt hai phương pháp đốt nhiên liệu khác nguyên lý: Đốt cháy hỗn hợp nhiên liệu – không khí pha trộn trước (cháy động học) Đốt cháy trongquá trình hỗn hợp nhiên liệu không khí (cháy khuếch tán) Bản chất cháy Sự cháy trình lý hóa phức tạp mà sở phản ứng oxy hóa xảy cách nhanh chóng có kèm theo tỏa nhiệt phát tia sáng Trong điều kiện bình thường, cháy xuất tiếp diễn tổ hợp gồm có cháy, không khí lửa chất cháy không khí tiếp xúc với lửa tạo thành hệ thống cháy, nguồn gây lửa xung lương gây hệ thống phản ứng cháy Hệ thống cháy với tỷ lệ định chát cháy không khí Quá trình hóa học cháy có kèm theo trình biến đổi lý học chất rắn cháy thành chất lỏng, chất lỏng cháy bị bay Diễn biến trình cháy Quá trình cháy vật rắn, lỏng , khí gồm giai đoạn sau:Oxy hóa, Tự bốc cháy, Cháy Điều kiện để phát sinh cháy: phải có chất cháy, có oxy, có nhiệt độ cần Nguyễn Quang Hùng - 510303018 Trang Đồ án thực tập kỹ sư 2.2 Đề tài: Quá trình thiêu đốt chất thải Xử lý chất thải phương pháp nhiệt 2.2.1 Định nghĩa xử lý CTR phương pháp nhiệt Xử lý CTR phương pháp nhiệt trình sử dụng nhiệt để chuyển hóa chất thải từ dạng rắn sang dạng khí, lỏng tro đồngthời giải phóng lượng dạng nhiệt 2.2.2 Phân loại hệ thống xử lý CTR phương pháp nhiệt Các hệ thống xử lý CTR nhiệt phân loại dựa nhu cầu sử dụng không khí bao gồm: Quá trình đốt thực với lượng oxy không khí cần thiết vừa đủ để đốt cháy hoàn toàn CTR gọi trình đốt hoá học Quá trình đốt thực với dư lượng không khí cần thiết gọi trình đốt dư khí Quá trình đốt không hoàn toàn CTR điều kiện thiếu không khí tạo khí cháy cacbon monooxide (CO), hydrogen (H2) khí hydrocacbon gọi trình khí hoá Quá trình xử lý CTR phương pháp nhiệt điều kiện hoàn toàn oxy gọi trình nhiệt phân Các hệ thống xử lý CTR phương pháp nhiệt Nguyễn Quang Hùng - 510303018 Trang Đồ án thực tập kỹ sư Đề tài: Quá trình thiêu đốt chất thải Như vậy, xử lý CTR CTRNH (chất thải y tế, thuốc bảo vệ thực vật, chất thải nhiễm dầu) phương pháp đốt phương pháp hiệu sử dụng phổ biến 2.2.3 Một số ưu nhược điểm phương pháp xử lý CTR nhiệt ❖ Phương pháp xử lý CTR nhiệt có ưu điểm: Thể tích khối lượng CTR giảm tới mức nhỏ so với ban đầu, CTR xử lý triệt để (giảm 80-90% trọng lượng thành phần hữu CTR) Thu hồi lượng nhiệt trình tận dụng vào nhiều mục đích chạy máy phát điện, sản xuất nước nóng Là thành phần quan trọng chương trình quản lý tổng hợp CTR CTR xử lý chỗ mà không cần phải vận chuyển xa, tránh rủi ro chi phí vận chuyển Hiệu xử lý cao loại chất thải hữu chứa vi trùng lây nhiễm (chất thải y tế), loại chất thải nguy hại khác (thuốc bảo vệ thực vật, dung môi hữu cơ, chất thải nhiễm dầu ) ❖ Tuy nhiên, phương pháp nhiệt giải tất vấn đề CTR, phương pháp số bất lợi sau đây: Không phải tất CTR đốt thuận lợi, ví dụ chất thải có hàm lượng ẩm cao hay thành phần không cháy cao (chất thải vô cơ) Vốn đầu tư ban đầu cao so với phương pháp xử lý khác bao gồm chi phí đầu tư xây dựng lò, chi phí vận hành xử lý khí thải lớn Việc thiết kế, vận hành lò đốt phức tạp, đòi hỏi lực kỹ thuật tay nghề cao, chế độ tập huấn tốt Yêu cầu nhiên liệu đốt bổ sung nhằm trì nhiệt độ buồng đốt Những tiềm tác động đến người môi trường xảy ra, biện pháp kiểm soát trình đốt, xử lý khí thải không đảm bảo Nguyễn Quang Hùng - 510303018 Trang 10 Đồ án thực tập kỹ sư Đề tài: Quá trình thiêu đốt chất thải Hình 6: Mô hình lò đốt thùng quay Lò đốt thùng quay lò đốt hai cấp gồm: buồng sơ cấp buồng thứ cấp a Buồng đốt sơ cấp Buồng đốt sơ cấp trống quay hình trụ chịu nhiệt, quay với tốc độ điều chỉnh (0,5 - vòng/phút), có nhiệm vụ đảo trộn CTR trình cháy Lò đốt đặt dốc với độ nghiêng - %, nhằm tăng thời gian cháy chất thải vận chuyển tự động tro khỏi lò đốt CTR nạp vào từ phía lò dạng nén hay thuỷ lực tuỳ thuộc vào tính chất lý học chất thải Khi đốt CTR, lò sơ cấp quay giúp cho cho trình xử lý triệt để Thời gian lưu CTR lò 0,5 - 1,5 giờ, lượng chất thải nạp vào chiếm 20% thể tích lò Phần đầu lò đốt có lắp bec phun dầu gas kèm quạt cung cấp cho trình đốt nhiên liệu nhằm đốt nóng hệ thống lò đốt Tốc độ phun gas vào lò khoảng 3,1 m/s nhằm hạn chế tối đa thất thoát Khi nhiệt độ lò đạt 800 C CTR đưa vào để đốt Trong buồng đốt sơ cấp, nhiệt độ lò quay Nguyễn Quang Hùng - 510303018 Trang 30 Đồ án thực tập kỹ sư Đề tài: Quá trình thiêu đốt chất thải khống chế từ 800 - 900 C, chất thải cháy tạo đủ lượng giữ nhiệt độ đốt phun dầu/gas tự động ngắt Khi nhiệt độ hạ thấp 800ºC đốt tự động làm việc trở lại Sản phẩm khí sinh trình đốt lò sơ cấp đốt tiếp tục buồng thứ cấp b Buồng đốt thứ cấp (Buồng đốt phụ) Đây buồng đốt tĩnh, nhằm để đốt sản phẩm bay hơi, chưa cháy hết bay lên từ buồng sơ cấp Nhiệt độ thường từ 950 – 1100 ºC Thời gian lưu khí cháy buồng thứ cấp từ 1,5 - giây Hàm lượng oxy dư tối thiểu cho trình cháy 6% Buồng thứ cấp có hướng dòng để khí thải vừa thổi qua vùng lửa cháy phận đốt dầu phun vừa xáo trộn mãnh liệt để cháy triệt để Khí thải sau làm nguội qua hệ thống xử lý trước qua ống khỏi thải môi trường Kích thước bản: Đường kính:1,5-3,6m, chiều dài: 3-9m Sao cho: đường kính/chiều dài = 4/1 Ưu điểm Áp dụng cho chất thải rắn lỏng Có thể đốt riêng chất lỏng chất rắn đốt kết hợp Không bị nghẹt gi lò (vỉ lò) trình nấu chảy Có thể nạp chất thải dạng thùng khối Linh động cấu nạp liệu Cung cấp khả xáo trộn chất thải không khí cao Lấy tro liên tục mà khôngảnh hưởng đến trình cháy Kiểm soát thời gian lưu chất thải lỏng thiết bị Có thể nạp chất thải trực tiếp mà không cần phải xử lý sơ gia nhiệt chất thải Có thể vận hành nhiệt độ 1400 ºC Nguyễn Quang Hùng - 510303018 Trang 31 Đồ án thực tập kỹ sư Đề tài: Quá trình thiêu đốt chất thải Nhược điểm Lôi hạt, phân tử vào dòng khí gas, thành phần tro khí thải cao Gia công lò khó Chi phí đầu tư cao Vận hành phức tạp Yêu cầu lượng khí dư lớn thất thoát qua khớp nối Tổn thất nhiệt đáng kể tro thải Chất thải vô kết xỉ gây khó khăn cho công tác bảo trì, bảo dưỡng thùng quay 2.4.3.5 Lò đốt tầng sôi Hình 7: Quy trình hệ thống lò đốt tầng sôi Thuộc loại lò đốt tĩnh, có lót lớp gạch chịu lửa bên để làm việc với nhiệt độ cao Đặc điểm lò chứa lớp cát dày 40 – 50 cm với vai trò nhận nhiệt giữ nhiệt cho lò đốt, bổ sung nhiệt cho CTR ướt Lớp cát gió thổi xáo động làm CTR bị tơi ra, xáo trộn theo nên cháy dễ dàng Chất Nguyễn Quang Hùng - 510303018 Trang 32 Đồ án thực tập kỹ sư Đề tài: Quá trình thiêu đốt chất thải thải lỏng bơm vào lò bám dính lên bề mặt hạt cát nóng xáo động, nhờ bị đốt cháy thành phần nước bay hoàn toàn Gió thổi mạnh vào lớp vỉ đỡ có lỗ nên gió phân bố đáy lò làm lớp đệm cát phế liệu rắn, nhão thổi tơi, tạo điều kiện cháy triệt để Khoang phía lò (trên lớp vỉ phân bố gió), khu vực cháy sơ cấp có nhiệt độ buồng đốt từ 850 – 920 ºC, khoang phía phình to khu vực cháy thứ cấp có nhiệt độ cháy cao (990 – 1100 ºC) để đốt cháy hoàn toàn CTR Trong lò đốt tầng sôi cần trì lượng cát định nhằm tạo lớp đệm giữ nhiệt ổn định hỗ trợ cho trình sôi lớp chất thải đưa vào lò đốt Khí thải sau làm nguội qua hệ thống xử lý trước qua ống khói thải môi trường Không khí cấp vào lò với lượng dư 25 – 150% so với lý thuyết Ưu điểm Có thể xử lý ba dạng chất thải rắn, lỏng khí Thiết kế đơn giản hiệu nhiệt cao Nhiệt độ khí thải thấp lượng khí dư yêu cầu nhỏ Hiệu đốt cao bề mặt tiếp xúc lớn Lượng nhập liệu không cần cố định Nhược điểm Khó tách phần không cháy Lớp dịch chuyển phải tu sửa bảo trì Lớp đệm có khả bị phá vỡ Cần khống chế nhiệt độ đốt cao 850 C có khả phá vỡ lớp đệm Chưa sử dụng nhiều xử lý chất thải nguy hại Nguyễn Quang Hùng - 510303018 Trang 33 Đồ án thực tập kỹ sư Đề tài: Quá trình thiêu đốt chất thải CHƯƠNG III: LÒ ĐỐT THÙNG QUAY Lò đốt thùng quay phù hợp với nhiều quy mô (nhỏ, vừa lớn).Đây kiểu lò đốt có nhiều ưu điểm bật Ngoài hiệu xử lý cao, lò đốt thùng quay cho phép hoạt động liên tục có khả cấp liệu tháo tro liên tục; phạm vi xử lý (chủng loại chất thải đưa vào lò đốt) rộng: lò đốt tất loại chất thải rắn hữu khó đốt loại lò đốt khác bùn thải, chất thải dạng bột, chất thải có độ ẩm cao Do đặc điểm chất thải vận chuyển liên tục ống lồng nên xáo trộn từ đầu ống đến cuối ống, trình di chuyển xáo trộn đồng thời xảy trình: sấy, khí hóa thành than cuối đốt cháy hoàn toàn thành tro Chính nhờ vậy, độ ẩm rác cho phép cao loại lò khác Lò đốt thùng quay: công nghệ tương tư lò đốt tĩnh, lò quay bao gồm buồng dốt hình trụ, bên có lót gạch chịu lửa đặt bánh truyền động quay với tốc độ – vòng/phút theo dọc trục Độ nghiêng củ lò khoảng 30 – 50 theo chiều từ đầu nhập nhiên liệu đến đầu tháo tro chất thải chuyển động song song phẳng theo phương ngang theo phương bán kính lò Công nghệ có ưu điểm đốt loại chất thải khó cháy bùn thải chất thải khuấy trộn tốt lò quay Nhưng nhược điểm công nghệ chi phí đầu tư lớn, đòi hỏi tiêu chuẩn khí cao Nguyên lý hệ thống lò đốt thùng quay mô hình sau: Nguyễn Quang Hùng - 510303018 Trang 34 Đồ án thực tập kỹ sư Đề tài: Quá trình thiêu đốt chất thải Hình 8: Hệ thống lò thùng quay Hệ thống bao gồm phận: cấp liệu, lò sơ cấp (lò quay), lò thứ cấp (lò tĩnh) phận tháo tro Buồng sơ cấp: làmột trống quay hình trụ chịu nhiệt, quay với tốc độ điều chỉnh (0,5-1 vòng / phút), có nhiệm vụ đảo trộn chất thải rắn trình cháy Lò đốt đặt dốc với độ với độ nghiêng 1- 5% ,nhằm tăng thời gian cháy chất thải vận chuyển tự động rác từ vào thành tro khỏi buồng đốt Các trình sấy, hóa (nhiệt phân), đốt cháy carbon tháo tro diễn trống quay theo trình tự từ nạp rác vào buồng đốt đến thành tro Sản phẩm khí từ buồng sơ cấp tiếp tục đốt buồng thứ cấp có bổ sung nhiệt lượng để đốt cháy hoàn toàn chất hữu khí thải Các trình sấy, nhiệt phân đốt cháy cặn carbon xảy độc Nguyễn Quang Hùng - 510303018 Trang 35 Đồ án thực tập kỹ sư Đề tài: Quá trình thiêu đốt chất thải lập đoạn chiều dài trống quay nhờ có xáo trộn tốt nên tốc độ khí hóa lò đốt thùng quay cao lò đốt tĩnh 2-3 lần (trong lò đốt tĩnh trình sấy, nhiệt phân đốt cháy cặn cac bon xảy vị trí xảy đồng thời).khi đốt chất thải rắn ,lò đốt sơ cấp quay giúp choi trình xử lí triệt để.Thời gian lưu ttrong lò 0,5 – 1,5 giờ, lượng chất thải nạp vào chiếm 20 % thể tích lò Phần đầu lò đốt có lắp béc phun dầu gas kèm quạt cung cấp cho trình đốt nhiên liệu nhằm đốt nóng hệ thống lò đốt Tốc độ phun gas vào lò khoảng 3,1 m/s nhằm hạn chế tối đa thất thoát Khi nhiệt độ lò đạt 800ºC chất thải rắn đưa vào để đốt Trong buồng đốt sơ cấp , nhiệt độ lò quay khống chế từ 800-900ºC ,nếu chất thải cháy tạo đủ lượng giữ nhiệt độ đốt phun dầu /gas tự động ngắt Khi nhiệt độ hạ thấp 800ºC đốt lam,2 việc trở lại Sản phẩm khí sinh trình đốt lò sơ cấp đốt tiếp tục buồng thứ cấp Buồng đốt thứ cấp: buồng đốt tĩnh, nhằm để đốt sản phẩm bay khí hóa trình nhiệt phân từ buồng sơ cấp Nhiệt độ thường từ 9500C – 11000C Thời gian lưu khí thải qua buồng thứ cấp từ 1,5 - giây Hàm lượng oxy dư tối thiểu cho trình cháy 6% Buồng đốt thứ cấp thường gắn liền với hệ thống tái sử dụng lượng nồi Nồi sản xuất cao áp chạy máy phát điện sản xuất nước nóng 3.1 Lò đốt thùng quay công suất nhỏ 3.1.1 Thông số hoạt động lò đốt công suất nhỏ LQ-150 Lò đốt thùng quay LQ-150 thiết kế để xử lý nhiều loại rác thải: thành phần hữu trơ rác sinh hoạt (RDF), rác công nghiệp (nguy hại không nguyhại), rác y tế, sản phẩm phế thải (hóa chất, dược phẩm, thực phẩm,… hỏng hạn sử dụng buộc phải thiêu hủy, xác động vật nhỏ gà, vịt,…) Nguyễn Quang Hùng - 510303018 Trang 36 Đồ án thực tập kỹ sư Đề tài: Quá trình thiêu đốt chất thải Công suất nhiệt lò 680.000 kcal/giờ tương đương với 150 kg/h loại rác có nhiệt trị 4.000 kcal/kg (Ghi : rác có nhiệt trị nhỏ 4000 kcal/kg suất đốt lò lớn 150 kg/giờ) Thiết bị kèm lò đốt hệ thống giải nhiệt xử lý khói thải phương pháp ướt (hấp thụ dung dịch kiềm) 3.1.2 Đặc điểm kỹ thuật lò đốt LQ-150 Loại lò đốt: Lò đốt thùng quay Công suất: 680.000 kcal/h Đối với rác công nghiệp: 150-300 kg/h (nhiệt trị rác 2.000 – 4.000 kcal/h; rác có nhiệt trị 4.000 kcal/kg công suất đốt thấp 150 kg/h) Bệ đặt máy: 1.500 kg/m2 Mức tiêu thụ nước: m3/h (nước sử dụng tuần hoàn, lượng tiêu thụ bù bay hơi) Loại nhiên liệu/mức tiêu thụ: dầu DO; 60-90 kg/giờ Mức tiêu thụ điện (max): 20 kWh Nhiệt độ buồng đốt (lò quay): 500 - 850ºC Nhiệt độ buồng đốt phụ (buồng thứ cấp): 950 - 1200ºC 3.1.3 Nguyên tắc đặc điểm vận hành lò đốt LQ-150 Hệ thống lò đốt rác hoàn chỉnh bao gồm: băng tải cấp rác, phễu nạp rác, lò đốt (lò quay), lò đốt phụ (buồng đốt thứ cấp), hệ thống tháo tro Rác công nghiệp thường chưa đóng gói nên dùng băng tải để vận chuyển rác đổ vào phễu nạp rác Khi vào phễu nạp rác, thành phần rác có kích thước nhỏ tự chảy vào buồng đốt lò quay, rác có kích thước lớn công nhân vận hành đứng sàn thao tác dùng dụng cụ cầm tay đẩy rác vào buồng đốt (nếu muốn tự động hoàn toàn khâu nạp rác trước đốt rác phải băm chặt có kích thước đồng đều) Nguyễn Quang Hùng - 510303018 Trang 37 Đồ án thực tập kỹ sư Đề tài: Quá trình thiêu đốt chất thải Thiết bị phụ trợ kèm hệ thống lò đốt hệ thống giải nhiệt xử lý khói thải, bao gồm hạng mục: thiết bị giải nhiệt sơ cấp không khí, thiết bị tách bụi cyclon, mô-đun xử lý khí thải kết hợp chức năng: giải nhiệt thứ cấp, hấp thụ khí ô nhiễm tách ẩm, quạt hút khói, hệ thống ống dẫn khí ống khói thiết bị giải nhiệt nước (cooling tower) Nguyên tắc vận hành hệ thống lò đốt LQ-150 sau: Chất thải hệ thống cấp liệu đưa lên phễu nạp liệu Trong phễu chứa, nhờ độ dốc phễu, rác có xu hướng tuột xuống Tại vị trí cửa nạp rác có sàn thao tác để công nhân đứng vận hành băng tải nạp rác dùng dụng cụ cầm tay đẩy thành phần rác có kích thước lớn vào buồng đốt Trong buồng đốt (lò quay) nhờ độ dốc quay buồng lò mà rác từ phía nạp rác tới buồng tháo tro Ở điều kiện nhiệt độ buồng lò từ 500 - 850ºC xảy trình xử lý rác sau: rác sấy để tách ẩm, sau tới vùng khí hóa tách chất bốc (CO, H2, CxHy) để chất thải biến thành than, cuối đốt cháy hoàn toàn than thành tro Lượng tro hình thành rơi vào buồng tháo tro phía xe chứa tro di chuyển để thay xe khác đầy (hoặc dùng băng tải để tháo tro liên tục) Chất bốc vào buồng đốt phụ đốt cháy hoàn toàn thành CO H2O Hiệu đốt CE (Combution Efficiency) lò đốt đánh giá theo tỷ lệ CO2/CO khói thải Đối với CTCN thông thường hiệu đốt yêu cầu CE = 99,9% Đối với CTNH (PBCs, TBVTV, hóa chất,…) yêu cầu CE = 99,99% Để đảm bảo hiệu đốt mong muốn, buồng đốt phụ phải trì nhiệt độ cao (950 – 1100oC), thời gian lưu từ – giây ô xy dư từ – 14% Do yêu cầu nhiệt độ buồng đốt thứ cấp cao buồng sơ cấp nên béc đốt thứ cấp tiêu thụ nhiên liệu lớn béc đốt sơ cấp Quá trình đốt thực chất trình ô xy hóa chất hữu Hiệu đốt mức độ ô xy hóa hoàn toàn hay không hoàn toàn chất hữu Nguyễn Quang Hùng - 510303018 Trang 38 Đồ án thực tập kỹ sư Đề tài: Quá trình thiêu đốt chất thải Tuy nhiên khói thải có thành phần vô nguy hại khí a xít SOx, NOx, HCl, HF,… hình thành chất chất thải nhiệt độ cao tạo (như NO2), có bụi kim loại nặng bay Việc khống chế lượng ô xy dư xác định thời điểm cấp ô xy làm giảm NO2, khí a xít khác kim nặng khắc phục công nghệ đốt mà chúng hoàn toàn phụ thuộc vào chất chất thải Ví dụ: chất thải có nhiều cao su (như găng tay y tế) phát sinh nhiều SO2 Các thành phần chứa kim loại nặng thường bị nghiêm cấm đưa vào lò đốt (như pin, ắc quy, bùn thải từ hệ thống xi mạ,…) nhằm hạn chế phát sinh kim loại nặng khí thải Chính vậy, để đảm bảo thỏa mãn yêu cầu tiêu chuẩn môi trường khói thải qua ống khói bắt buộc phải có hệ thống xử lý khí thải Nhiệm vụ hệ thống xử lý khí thải loại bỏ bụi, kim loại nặng khí a xít giá trị thấp tiêu chuẩn cho phép Nói cách khác, khí thải sau qua hệ thống xử lý khí thỏa mãn tiêu chuẩn cho phép Nhà nước quy định Đối với lò đốt rác công nghiệp tiêu chuẩn áp dụng QCVN 19: 2009/BTNMT (tiêu chuẩn cũ TCVN5939:2005) 3.1.4 Các hạng mục lò đốt LQ-150 Hình 9: Hình ảnh thực tế lò đốt thùng quay Nguyễn Quang Hùng - 510303018 Trang 39 Đồ án thực tập kỹ sư Đề tài: Quá trình thiêu đốt chất thải Hình 10: Nạp liệu chất thải vào lò 3.1.4.1 Hệ thống nạp rác Băng tải vận chuyển rác đổ vào phễu nạp rác Từ phễu nạp rác, công nhân vận hành dùng dụng cụ cầm tay đẩy thành phần rác có kích thước lớn vào buồng lò, rác có kích thước nhỏ tự chảy vào buồng lò 3.1.4.2 Lò thùng quay Lò đốt thùng quay tang quay có vỏ làm thép sơn lớp sơn chịu nhiệt, bên lớp vật liệu chịu nhiệt cách nhiệt Để quay được, toàn tang tựa 02 gối đỡ lăn bên tang lắp đặt 01 truyền động Tốc độ mô tơ điều chỉnh inverter nhờ nhanh chóng điều chỉnh chế độ đốt phù hợp với loại rác Đây ưu điểm bật mà kiểu lò đốt khác Phía nạp rác cửa lò có gắn béc đốt sơ cấp phễu nạp rác Cửa lò làm thép chịu nhiệt thép không rỉ, bên đúc bê tông chịu nhiệt nhờ mà không bị nóng Nguyễn Quang Hùng - 510303018 Trang 40 Đồ án thực tập kỹ sư Đề tài: Quá trình thiêu đốt chất thải lên nhiệt độ cao buồng lò Việc bố trí béc đốt từ phía cửa lò làm cho dòng khí gas di chuyển chiều với dòng chất rắn nên tạo áp suất âm buồng lò Kết hợp với việc bố trí lò đốt phụ tính toán quạt hút hợp lý, xe tro kéo khỏi vị trí hứng tro trì áp suất âm không làm xì khí ô nhiễm ảnh hưởng đến môi trường lao động (Điều thường xảy với lò đốt tĩnh lò nhiệt phân cấp trình nạp rác tháo tro làm lượng không khí lọt vào buồng lò làm tăng áp suất buồng lò) Toàn lò quay lắp 01 bệ máy kết cấu thép hình đảm bảo độ cứng vững Thân lò quay có độ dốc khoảng 1/100 phía tháo tro để vận chuyển liên tục rác từ nạp đến thành tro quay 3.1.4.3 Lò thứ cấp Lò đốt thứ cấp lò tĩnh Kết cấu lò có vỏ thép, sơn lớp sơn chịu nhiệt, bên xây lớp gạch chịu nhiệt cách nhiệt Thể tích buồng thứ cấp tính toán để đảm bảo thời gian lưu sản phẩm khí hóa từ buồng sơ cấp từ 1-2 giây 3.1.4.4 Hệ thống xử lý khí thải Hệ thống xử lý khí thải bao gồm thiết bị giải nhiệt sơ cấp không khí, thiết bị tách bụi cyclon, mô-đun xử lý khí thải kết hợp chức năng: giải nhiệt thứ cấp, hấp thụ khí ô nhiễm tách ẩm, quạt hút khí, tháp giải nhiệt dung dịch xử lý (cooling tower), thiết bị pha hóa chất, 02 bơm định lượng hóa chất, hệ đường ống ống khói Ngoài có hạng mục xây dựng phụ trợ kèm: bể lắng cặn dung dịch xử lý để tuần hoàn sử dụng, bể chứa dung dịch sau khí lắng bể lọc cặn Trước vào hệ thống xử lý, khói thải có nhiệt độ cao (khoảng 900ºC) giải nhiệt hai bước để giảm nhiệt độ xuống khoảng 100 ºC trước vào tháp hấp thụ Việc giảm nhiệt độ khói có ý nghĩa quan trọng làm tăng Nguyễn Quang Hùng - 510303018 Trang 41 Đồ án thực tập kỹ sư Đề tài: Quá trình thiêu đốt chất thải hiệu suất hấp thụ đồng thời đảm bảo an toàn cho người thiết bị Trong tháp hấp thụ, dòng khí thải dòng chất lỏng (dung dịch hấp thụ) ngược chiều Chất lỏng vào từ phía tháp qua lớp đệm xuống phễu thu phía tháp Khí thải vào tháp từ phía lên phía sau theo ống dẫn vào thiết bị tách ẩm Trên bề mặt vật liệu đệm (bằng ceramic, kết cấu kiểu trụ rỗng), khí thải tiếp xúc với màng chất lỏng nên xảy trình hấp thụ chất ô nhiễm từ pha khí vào pha lỏng Đây trình hóa lý phức tạp cuối làm giảm nồng độ chất ô nhiễm khí thải Bụi kim loại nặng xử lý nhờ tiếp xúc với chất lỏng, kết dính tăng khối lượng sau sa lắng vào dòng chất lỏng Khói thải sau xử lý đạt tiêu chuẩn QCVN 19: 2009/BTNMT Dung dịch xử lý thoát từ tháp hấp thụ chứa chất lơ lửng (tro cặn) sản phẩm trình hóa lý gồm muối tan không tan Để tái sử dụng dung dịch phải tiến hành lọc để loại bỏ cặn Mặt khác, nhiệt độ khói giải nhiệt khoảng 100oC, sử dụng tuần hoàn dung dịch dẫn dần nóng lên Cooling Tower có nhiệm vụ giảm nhiệt dung dịch xử lý nhiệt độ môi trường Bơm định lượng hóa chất bơm soda pha chế vào đường ống để điều chỉnh pH dung dịch xử lý 3.2 Lò đốt thùng xoay công suất lơn Lò đốt thùng quay LQ-10 thiết kế để xử lý nhiều loại rác thải: thành phần hữu trơ rác sinh hoạt (RDF), rác công nghiệp (nguy hại không nguy hại), rác y tế, sản phẩm phế thải (hóa chất, dược phẩm, thực phẩm,… hỏng hạn sử dụng buộc phải thiêu hủy, xác động vật nhỏ gà, vịt,…) Công suất nhiệt lò 2.000.000 kcal/giờ tương đương với 500 kg/h loại rác có nhiệt trị 4.000 kcal/kg (Ghi : rác có nhiệt trị nhỏ 4000 kcal/kg suất đốt lò lớn 500 kg/giờ ngược lại) Nguyễn Quang Hùng - 510303018 Trang 42 Đồ án thực tập kỹ sư Đề tài: Quá trình thiêu đốt chất thải Hình 11: Sơ đồ công nghệ lò đốt thùng xoay công suất lơn công suất 500kg/h Nguyễn Quang Hùng - 510303018 Trang 43 Đồ án thực tập kỹ sư Đề tài: Quá trình thiêu đốt chất thải KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Công nghệ nhiệt để xử lý rác thải thu hồi nguyên liệu lượng hữu dụng từ rác thải, xóa bỏ nhận thức phủ định lò đốt loại bỏ hạn chế việc chôn lấp, có ưu điểm chất thải so với lò đốt rác thải, tồn mặt phủ định Nghĩa là, luận chứng mang tính kỹ thuật có mặt phủ định khuynh hướng sửa đổi doanh nghiệp, luận chứng thương nghiệp hóa lò đốt, nhiều khách hàng thiếu hiểu biết công nghệ quốc gia có nơi giảm lượng rác thải, công nghệ xử lý CTR phương pháp nhiệt tiếp tục phát triển Bài viết em xin kết thúc Tuy đầu tư nhiều thời gian công sức chắn không tránh khỏi khuyết điểm nội dung lẫn hình thức Vậy em mong có ý kiến nhận xét đóng góp thầy để viết em hoàn chỉnh Kiến nghị Hiện nay, lò đốtở Việt Nam đa số nhập ngoại, số lò đốt chế tạo nước hiệu đốt khôngổn định Vì vậy, cần phải xây dựng công nghệ vận hành lò đốt thích hợp cho loại chất thải Để làm cần xác định xác thành phần tính chất chất thải từ xây dựng mối quan hệ tốc độ, nhiệt độ với thời gian nhiệt phân đốt Đầu tư thêm sở vật chất kĩ thuật để tính toán thiết kế chế tạo lòđốt nước, giảm chi phí đầu tư ban đầu từ giảm chi phí xử lý chất thải nguy hại Nguyễn Quang Hùng - 510303018 Trang 44 ... thực tập kỹ sư Đề tài: Quá trình thiêu đốt chất thải 2.4.3.2 Lò đốt nhiều cấp Là loại lò đốt chất thải dạng bùn đặc từ nhà máy xử lý nước thải, đốt triệt để chất thải, khí thải môi trường đạt tiêu... Quá trình đốt thực với lượng oxy không khí cần thiết vừa đủ để đốt cháy hoàn toàn CTR gọi trình đốt hoá học Quá trình đốt thực với dư lượng không khí cần thiết gọi trình đốt dư khí Quá trình. .. độ ẩm chất thải Thành phần hoá học chất thải có ảnh hưởng tới trình nhiệt phân đốt cháy Dựa vào thành phần hoá học chất thải để tính nhiệt trị chất thải tính toán lượng oxy cần thiết để đốt cháy