Kỹ thuật đốt bằng lò thùng quay 1 BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM VIỆN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ VÀ QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG Đồ án: KỸ THUẬT ĐỐT BẰNG LÒ THÙNG QUAY TP.Hồ Chí Minh, tháng 5 năm 2012 Kỹ thuật đốt bằng lò thùng quay 2 MỤC LỤC MỞ ĐẦU 5 Chương I: TỔNG QUAN 6 1. Đối tượng nghiên cứu 6 2. Phương pháp nghiên cứu 6 3. Mục đích nghiên cứu 6 Chương II: PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN 7 1. Định nghĩa về chất thải rắn 7 1.1. Phân loại chất thải rắn 7 2. Mục đích xử lý chất thải rắn 8 3. Xử lý chất thải rắn 8 4. Các phương pháp chính xử lý chất thải rắn 9 4.1. Phương pháp vật lý và hóa học: 9 4.2. Phương pháp sinh học: 10 4.3. Phương pháp đóng rắn và ổn định chất thải: 10 4.4. Phương pháp thải bỏ trong các giếng sâu: 11 4.5. Phương pháp chôn lấp an toàn: 11 4.6. Phương pháp đốt: 12 4.7. Phương pháp nhiệt phân: 13 4.8. Sử dụng chất thải làm nhiên liệu: 13 5. Xử lý chất thải bằng công nghệ lò đốt – Phân tích ưu và nhược điểm: 13 Kỹ thuật đốt bằng lò thùng quay 3 5.1. Xử lý chất thải bằng công nghệ lò đốt 13 5.2. Ưu điểm: 15 5.3. Nhược điểm: 16 5.4. Phân loại lò đốt: 16 5.4.1. Phân loại theo quy mô đốt: 16 5.4.2. Phân loại theo kiểu lò đốt chất thải cơ bản: 16 Chương III: XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN BẰNG PHƯƠNG PHÁP NHIỆT 19 1. Khái niệm 19 2. Quá trình đốt chất thải rắn 19 2.1. Các nguyên tắc cơ bản của quá trình cháy 20 2.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình đốt 20 Chương IV: LÒ ĐỐT THÙNG QUAY 22 1. Lò đốt thùng quay công suất nhỏ 24 1.1. Thông số hoạt động của lò đốt công suất nhỏ LQ 150: 24 1.1.1. Đặc điểm kỹ thuật của lò đốt LQ-150 25 1.1.2. Nguyên tắc và đặc điểm vận hành lò đốt LQ-150 25 1.1.3. Các hạng mục cơ bản của hệ thống lò đốt LQ-150 27 1.1.3.2. Lò đốt thùng quay 28 2. Lò đốt thùng quay công suất lớn LQ 10 30 3. Lò đốt chất thải y tế 31 3.1. Định nghĩa chất thải y tế 31 3.2. Lò đốt chất thải y tế 33 3.3. Làm sạch rác y tế theo công nghệ Nhật Bản tại Việt Nam 34 3.4. Lò đốt rác y tế hiện đại ở Việt Nam 36 Kỹ thuật đốt bằng lò thùng quay 4 4. Lò đốt di động 37 Chương V: KẾT LUẬN 39 1. Giải pháp công nghệ 39 2. Giải pháp quản lý 39 3. Giải pháp kỹ thuật 40 Kỹ thuật đốt bằng lò thùng quay 5 MỞ ĐẦU Hiện nay, cùng với tốc độ phát triển của các khu công nghiệp, vấn đề quản lý chất thải đang là vấn đề “nóng” cho toàn xã hội. Việc quy hoạch các khu sản xuất không đồng bộ với phương án xử lý chất thải gây ra các thiệt hại to lớn cho môi trường và toàn xã hội. Trong khoảng 2 năm trở lại đây, nhà nước đã có nhiều hành động đẩy mạnh công tác quản lý chất thải công nghiệp, đặc biệt là chất thải nguy hại phát sinh từ các nhà máy sản xuất,các bệnh viên,khu chung cư, vv.Ở nước ta áp dụng nhiều phương pháp xử lý chất thải rắn nhưng trong đó phương pháp nhiệt đươc sử dụng nhiều do hiệu quả của nó mang lại . Kỹ thuật đốt bằng lò thùng quay 6 Chương I: TỔNG QUAN 1. Đối tượng nghiên cứu • Chất thải công nghiệp: • Chất thải nguy hại: • Chất thải y tế: 2. Phương pháp nghiên cứu • Phương pháp luận • Phương pháp phân tích • Tìm hiểu sách báo, các trang web 3. Mục đích nghiên cứu Tìm hiểu phương pháp nhiệt và hệ thống đốt trong lò đốt thùng quay. Kỹ thuật đốt bằng lò thùng quay 7 Chương II: PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN 1. Định nghĩa về chất thải rắn Chất thải là loại vật liệu mà người ta thải đi như một thứ vô giá trị. Quan niệm về chất thải thường được xét theo nhận định về giá trị sử dụng đối với người sở hữu nó. Chất thải rắn bao gồm tất cả những chất thải không phải nước thải và khí thải. Vì vậy cái gọi là chất thải rắn có thể là một chất rắn, nửa đặc thậm chí là chất lỏng. 1.1. Phân loại chất thải rắn Có nhiều cách phân loại chất thải rắn như phân loại theo bản chất của chúng, chẳng hạn rác, tro than, xác súc vật chết, rác quét đường. Tuy vậy, cách phân loại phổ biến nhất là phân loại theo nguồn phát thải. Rác thải gia đình: ( rác sinh hoạt) bao gồm các loại chất thải phát sinh trong sinh hoạt gia đình. Chúng bao gồm: rác do chế biến thức ăn, quét dọn nhà cửa, tro bếp và rác dọn vườn, các vật dụng cũ, bao gói, giấy vệ sinh, phân người v.v. Tại các nước phát triển thì chủ yếu là giấy, bao bì, túi ni lông, kinh, kim loại, nhựa, vỏ lon. Chất thải thương mại: bao gồm rác của các cửa hàng, trạm xăng dầu, nhà hàng, khách sạn, kho tàng và chợ. Thành phần chủ yếu là các vật đựng, bao bì và thực phẩm thải bỏ. Tại các nước đang phát triển thì rác chợ chiếm một phần lớn của rác thương mại. Rác chợ có một tỷ lệ chất hữu cơ rất cao do hàng ăn và gánh bán rong vứt ra. Chất thải công sở: bao gồm rác trường học, cơ quan, chất thải bệnh viện, nhà thờ, doanh trại bộ đội, công an. Chất thải cơ quan, trường học thì chủ yếu là giấy. Chất thải của các doanh trại thì giống như rác sinh hoạt gia đình. Kỹ thuật đốt bằng lò thùng quay 8 Chất thải bệnh viện: chứa nhiều chất thải nguy hiểm cho sức khoẻ nhưng tại các nước nghèo vẫn được thu gom cùng với rác sinh hoạt. Rác quét đường: thường chứa nhiều đất bẩn, lá cây, vỏ lon, bao bì. Tuy vậy ở Việt Nam trong rác quét đường vẫn có nhiều rác sinh hoạt trong gia đình, phân người, phân súc vật, xác súc vật chết, bùn nạo vét cống. Chất thải xây dựng: bao gồm gạch ngói vỡ, cát, đất, vôi vữa. Loại chất thải này thường được đổ chất đống ven đường phố hay trong khu dân cư. Chất thải vệ sinh: đang là một vấn đề gay cấn của nước ta do sự yếu kém của hệ thống cống rãnh và nhà tiêu. Phân người tại các bể phốt của hố xí tự hoại, bán tự hoại, hố xí thùng, bùn nạo vét cống chưa được thu gom và vận chuyển đúng quy định. Việc thu dọn phân người vào ban đêm chưa được kiểm soát chặt chẽ do đó một số công nhân vệ sinh vẫn đổ phân lung tung vào những nơi không được phép. Chất thải công nghiệp: bao gồm nhiều chủng loại được phát sinh trong quá trình hoạt động sản xuất của nhà máy, xí nghiệp. Chúng có thể là bao bì, phế thải chế biến thực phẩm, kim loại, vải sợi, nhựa, tro than, dầu mỡ, hoá chất thải bỏ v.v. Các xí nghiệplớn thường có hợp đồng thu gom và vận chuyển riêng. Còn các xí nghiệp nhỏ nhiều khi đổ chất thải của mình vào chung với rác sinh hoạt. Việt Nam vẫn chưa có hệ thống xử lý rác độc hại riêng. 2. Mục đích xử lý chất thải rắn • Tái sử dụng và tái sinh chất thải. • Không làm phát tán các chất gây nguy hại vào môi trường. • Chuyển từ các chất đọc hại thành các chất ít độc hại hơn hay vô hại. • Giảm thề tích chất thải trước khi chôn lấp. 3. Xử lý chất thải rắn • Việc lựa chọn phương pháp, công nghệ xử lý dựa trên một số tiêu chí: • Khối lượng, thành phần, đặc tính của chất thải rắn. • Điều kiện kinh tế, hạ tầng của địa phương. Kỹ thuật đốt bằng lò thùng quay 9 • Hiệu quả của công nghệ xử lý (đầu tư, bảo hành, bảo dưỡng, sản phẩm). • Đặc điểm của nguồn tiếp nhận. • Tiêu chuẩn môi trường. 4. Các phương pháp chính xử lý chất thải rắn Sơ đồ: phương pháp chính xử lý chất thải rắn 4.1. Phương pháp vật lý và hóa học: Nhi ệ t Sinh h ọ c Thiêu đ ố t Hóa khí K ỵ khí Hi ế u khí MBT Cơ h ọ c Tuy ể n theo kích thư ớ c Tuy ể n t ừ Tuy ể n v ớ i k ỹ thu ấ t cao Đ ậ p R ử a Băm/ nghi ề n Phân lo ạ i Tuy ể n tr ọ ng l ự c Các phương pháp x ử lý ch ấ t th ả i r ắ n Chôn l ấ p Kỹ thuật đốt bằng lò thùng quay 10 Thành phần nguy hại được tách ra khỏi khối chất thải bằng phương pháp tách pha (phương pháp hóa học) hay thay đổi tính chất hóa học của chất thải để chuyển nó thành chất thải không nguy hại. Lọc: là phương pháp tách hạt rắn từ dòng lưu chất (khí, lỏng hay nhão) khi đi qua môi trường vật liệu lọc. Các hạt rắn sẽ được giữ lại vật liệu lọc. Quá trình lọc có thể được thực hiện nhờ chênh lệch áp suất gây bởi trọng lực, lực ly tâm, áp suất chân không, áp suất dư. Kết tủa: là quá trình chuyển chất hòa tan thành dạng chất không tan bằng các hóa học tạo tủa hay thay đổi thành phần hóa chất trong dung dịch, thay đổi điều kiện vật lý của môi trường (hạ nhiệt độ) để làm giảm độ hòa tan của hóa chất, phần không tan sẽ kết tinh. Phương pháp kết tủa thường dùng kết hợp với các quá trình tách chất rắn như lắng cặn, ly tâm và lọc. Oxy hóa khử: để thực hiện quá trình oxy hóa khử, người ta trộn chất thải với hóa chất xử lý (tác nhân oxy hóa hay khử) hay cho tiếp xúc các hóa chất ở dạng dung dịch với hóa chất ở thể khí. 4.2. Phương pháp sinh học: Chất thải cũng có thể xử lý bằng phương pháp sinh học ở điều kiện hiếu khí và yếm khí như chất thải thông thường. Tuy nhiên, chủng loại vi sinh bổ sung phải thích hợp và điều kiện tiến hành phải kiểm soát chặt chẽ. Quá trình hiếu khí: là quá trình hoạt động của vi sinh vật chuyển chất hữu cơ thành chất vô cơ trong điều kiện có oxy. Sản phẩm của quá trình là CO2 và H2O. Quá trình yếm khí: là quá trình khoáng hóa nhờ vi sinh vật ở điều kiện không có oxy. Sản phẩm từ quá trình này chủ yếu là CH 4 , CO 2 , H 2, N 2 , H 2 S, NH 3 . 4.3. Phương pháp đóng rắn và ổn định chất thải: [...]... theo kiểu lò đốt chất thải cơ bản: 16 Kỹ thuật đốt bằng lò thùng quay • Lò đốt hở thủ công (Open Burning) • Lò đốt có một buồng đốt • Lò đốt có nhiều buồng đốt • Lò đốt kiểu hố đốt hở • Lò đốt nhiều tần • Lò đốt tầng sôi • Lò đốt nhiệt phân có kiểm soát không khí • Lò đốt thùng quay • Hệ thống đốt chất thải tập trung Trong các kiểu lò trên thì kiểu hở thủ công, lò một buồng đốt và nhiều buồng đốt là các... hóa của lò đốt thùng quay cao hơn lò đốt tĩnh 2-3 lần (trong lò đốt tĩnh các quá trình sấy, nhiệt phân và 23 Kỹ thuật đốt bằng lò thùng quay đốt cháy cặn cac bon xảy ra tại một vị trí và xảy ra đồng thời).khi đốt chất thải rắn ,lò đốt sơ cấp quay giúp choi quá trình xử lí được triệt để.Thời gian lưu ttrong lò là 0,5 – 1,5 giờ, lượng chất thải nạp vào chiếm 20 % thể tích lò Phần đầu của lò đốt có lắp... nhiệt 20 Kỹ thuật đốt bằng lò thùng quay H2 + O2 → H2O + nhiệt Phản ứng đốt cháy chất thải rắn một cách tổng quát diễn ra như sau: C x H y Oz N t Su  O2  CO2  H 2O  NO  SO2  nhiêt Ngoài các yếu tố nhiệt độ, thời gian lưu cháy, độ xáo trộn quyết định hiệu quả cháy, các yếu tố khác cũng ảnh hưởng tới quá trình cháy 21 Kỹ thuật đốt bằng lò thùng quay Chương IV: LÒ ĐỐT THÙNG QUAY Lò đốt thùng quay phù... của lò Công nghệ này có ưu điểm có thể đốt các loại chất thải khó cháy như bùn thải do chất thải được khuấy trộn tốt trong lò quay Nhưng nhược điểm của công nghệ này là chi phí đầu tư lớn, đòi hỏi tiêu chuẩn cơ khí cao Nguyên lý cơ bản của một hệ thống lò đốt thùng quay như mô hình sau: 22 Kỹ thuật đốt bằng lò thùng quay Hệ thống lò thùng quay Hệ thống bao gồm các bộ phận: cấp liệu, lò sơ cấp (lò quay) ,... của lò là 680.000 kcal/giờ tương đương với 150 kg/h loại rác có nhiệt trị 4.000 kcal/kg (Ghi chú : đối với rác có nhiệt trị nhỏ hơn 4000 kcal/kg thì năng suất đốt của lò lớn hơn 150 kg/giờ) Thiết bị đi kèm lò đốt là hệ thống giải nhiệt và xử lý khói thải bằng phương pháp ướt (hấp thụ trong dung dịch kiềm) 24 Kỹ thuật đốt bằng lò thùng quay 1.1.1 Đặc điểm kỹ thuật của lò đốt LQ-150 • Loại lò đốt: Lò đốt. .. chứa có áp suất gồm xy ranh khí nén, can nước và các bình chứa khí nén 3.2 Lò đốt chất thải y tế Lò đốt chất thải y tế là một lò nung ở nhiệt độ cao Chất thải y tế và bệnh viện chỉ có xử lý hoàn toàn bằng phương pháp nhiệt 33 Kỹ thuật đốt bằng lò thùng quay Để đạt hiệu quả cao, nhiệt độ trong buồng đốt phải hơn 1000oC lò đốt thùng quay là công nghệ được sử dụng nhiều nhất trong xử lý chất thải y tế, bởi... chóng điều chỉnh chế độ đốt phù hợp với từng loại rác Đây là ưu điểm nổi bật mà các kiểu lò đốt khác 28 Kỹ thuật đốt bằng lò thùng quay không có được Phía nạp rác là cửa lò có gắn béc đốt sơ cấp và phễu nạp rác Cửa lò làm bằng thép chịu nhiệt hoặc thép không rỉ, bên trong đúc bê tông chịu nhiệt nhờ đó mà không bị nóng lên do nhiệt độ cao trong buồng lò Việc bố trí béc đốt từ phía cửa lò làm cho dòng khí... không đảm bảo tiêu chuẩn môi trường Lò đốt kiểu đốt hở thích hợp thiêu hủy các chất thải dễ cháy nổ Lò đốt nhiều tầng chuyên dùng cho đốt bùn thải Các kiểu lò đốt còn lại đều là loại lò đốt hiện đại Lò đốt tầng sôi có thể đốt cả bùn thải, chất thải rắn và chất thải lỏng ở quy mô vừa và nhỏ Lò đốt nhiệt phân thường được ứng dụng để đốt CTCN & CTNH ở quy mô nhỏ Kiểu lò này có hiệu quả xử lý rất cao (đạt... sạch bên trong) Lò đốt chất thải y tế • Lò đốt rác là đốt bằng dầu DO • Sườn lò được làm bằng gạch chịu lửa và có lớp cách nhiệt bao bọc bên ngoài Lò hoạt động theo phương thức nạp liệu liên tục • Lò có các chỉ tiêu kỹ thuật: Công suất 50 kg/mẻ, mỗi mẻ đốt 30 phút • Lò có ưu điểm: hiệu quả đốt cao, đốt được nhiều loại rác thải kể cả kim tiêm, bệnh phẩm có trong rác y tế; kích thước lò nhỏ, gọn, khói... lý 2 Lò đốt thùng quay công suất lớn LQ 10 Lò đốt thùng quay LQ-10 được thiết kế để xử lý nhiều loại rác thải: thành phần hữu cơ trơ của rác sinh hoạt (RDF), rác công nghiệp (nguy hại và không nguy hại), rác y tế, sản phẩm phế thải (hóa chất, dược phẩm, thực phẩm,… hỏng hoặc quá hạn sử dụng buộc phải thiêu hủy, xác động vật nhỏ như gà, vịt,…) 30 Kỹ thuật đốt bằng lò thùng quay Công suất nhiệt của lò . theo kiểu lò đốt chất thải cơ bản: Kỹ thuật đốt bằng lò thùng quay 17 • Lò đốt hở thủ công (Open Burning) • Lò đốt có một buồng đốt • Lò đốt có. buồng đốt • Lò đốt kiểu hố đốt hở • Lò đốt nhiều tần • Lò đốt tầng sôi • Lò đốt nhiệt phân có kiểm soát không khí • Lò đốt thùng quay • Hệ thống đốt