Xử lý chất thải rắn bằng phương pháp nhiệt

ƯƠNG P BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MƠI TRƯỜNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MƠI TRƯỜNG HÀ NỘI NHĨM 4 – LDH2KM3 GVHD: Đỗ Thành Cao Hà Nội 09/2013 1. Ma Thu Huyền 2. Nguyễn Thị Hồng Liên 3. Ngơ Thị Huê 4. Trịnh Thị Huệ 5. Phạm Thanh Diễn 6. Nguyễn Thị Lanh 7. Nguyễn Hồng Vân 8. Nguyễn Thị Hà Thành viên nhĩm 4 Khái niệm đốt Hệ thống nhiệt phân Hệ thống khí hĩa Hệ thống thu hồi năng lượng Hệ thống kiểm sốt ơ nhiễm mơi trường NỘI DUNG CHÍNH - Quá trình đốt chất thải rắn là quá trình oxy hoá khử chất thải rắn bằng oxy không khí ở nhiệt độ cao. Lượng oxy sử dụng theo lý thuyết được xác định theo phương trình cháy: Chất thải rắn + O2  Sản phẩm cháy + Q Hay: CxHyOzNtSu + O2  CO2 + H2O + NO + SO2 + Q I. KHÁI NIỆM ĐỐT Chất thải rắn được đưa vào lị đốt - Sản phẩm cuối cùng của quá trình đốt bao gồm: bụi, NOx, CO, CO2, SOx, THC, HCl, HF, Dioxin / Furan, hơi nước và tro. 2. Các nguyên tắc của quá trình đốt. Nhiệt độ: phải đảm bảo đủ cao để phản ứng xảy ra nhanh và hoàn toàn, không tạo dioxin, đạt hiệu quả xử lý tối đa + Nhiệt độ đốt đối với CTNH là > 11000C + CTR sinh hoạt > 9000C - Độ xáo trộn: Để tăng cường hiệu quả tiếp xúc giữa CTR cần đốt và chất oxy hoá, có thể đặt các tấm chắn trong buồng đốt hoặc tạo góc nghiêng thích hợp giữa dòng khí với bể phun để tăng khả năng xáo trộn.- Thời gian: thời gian lưu cháy đủ lâu để phản ứng cháy xảy ra hoàn toàn. Hệ thống lị đốt chất thải rắn 3. Các hệ thống lị đốt Lị đốt một cấp: + Buồng đốt được chia thành 2 ngăn nhờ ghi lị: ngăn trên chứa CTR cần tiêu hủy, ngăn dưới chứa vật liệu cháy Nhược điểm: + Vật liệu đốt là gạch đất nung nên thường khơng bền + Nhiệt độ, bụi… được đưa trực tiếp vào khí quyển gây ơ nhiễm + Các cơng việc thì làm thủ cơng - Lị đốt nhiều cấp: đốt chất thải dạng bùn đặc từ các nhà máy xử lý nước thải - Ưu điểm: đốt triệt để các loại chất thải, khí thải. Lị đốt chất lỏng: Ưu điểm + 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. Nhược điểm - Chỉ áp dụng được đối với các chất lỏng có thể nguyên tử hoá. Cần cung cấp khí, nhiên liệu phụ như gas/dầu để quá trình cháy triệt để hơn, tránh ngọn lửa tác động lên gạch chịu lửa. D ễ bị nghẹt bể phun khi chất thải lỏng có cặn. Lò đốt thùng quay Ưu điểm Áp dụng cho cả chất thải rắn và lỏng - Lấy tro liên tục mà không ảnh hưởng đến quá trình cháy. Kiểm soát được thời gian lưu của chất thải lỏng trong thiết bị. Nhược điểm - Thành phần tro trong khí thải cao. - Gia công lò khó. - Chi phí đầu tư cao. - Vận hành phức tạp. - Yêu cầu lượng khí dư lớn do thất thoát qua các khớp nối. - Tổn thất nhiệt đáng kể trong tro thải. - Chất thải vô cơ có thể kết xỉ gây khó khăn cho công tác bảo trì, bảo dưỡng thùng quay. Là quá trình phân hủy hay biến đổi CTR ở nhiệt độ cao trong điều kiện khơng cĩ oxy. Nhiệt phân là quá trình kết hợp: phản ứng cracking và trùng ngưng + Khí cháy (H2, CH4 …) + Nhiên liệu lỏng: axit acetic, axeton… + tro: cacbon và chất xơ II. Các hệ thống nhiệt phân Phản ứng nhiệt phân CTR: Chất thải rắn → Các chất bay hơi và khí gas + cặn rắn. Quá trình nhiệt phân là quá trình thu nhiệt. Để phản ứng xảy ra thì phải được cấp nhiệt từ bên ngồi Gồm 2 giai đoạn: + Giai đoạn 1: quá trình khí hĩa, CTR được gia nhiệt để tách các phần dễ bay hơi như khí cháy, hơi nước… ra khỏi phần cháy khơng hĩa hơi và tro. + Giai đoạn 2: là quá trình đốt các thành phần bay hơi ở điều kiện phù hợp để tiêu hủy hết các cấu tử nguy hại. ĐỐT NHIỆT PHÂN Ưu điểm + Xảy ra ở nhiệt độ thấp nên tăng tuổi thọ của vật liệu, tiết kiệm nhiên liệu. + Giảm lượng bụi phát sinh, thể tích chất thải giảm đáng kể + Các chất bay hơi được thu hồi, các chất độc hại cháy triệt để. - Nhược điểm: + Một số thành phần cĩ thể bị giữ lại nên tro phải chơn lấp an tồn + Thời gian đốt lâu hơn so với đốt lị quay. Là quá trình đốt các loại vật liệu trong điều kiện thiếu oxy. Quá trình khí hĩa gồm 5 phản ứng: C + O2 CO2 C + H2O CO + H2 C + 2H2 CH4 CO + H2O CO2 + H2 III. Hệ thống khí hĩa. - Là một kỹ thuật cĩ hiệu quả về mặt năng lượng, được áp dụng với mục đích giảm thể tích chất thải và thu hồi năng lượng. - Phân loại: lị đứng, lị ngang, lị tầng sơi, lị đốt nhiều buồng và đốt thùng quay. Sản phẩm cuối cùng là hỗn hợp khí cháy cĩ nhiệt trị thấp và tro Ưu điểm: chi phí thấp, dịng khí thải ra ít, thiết bị kiểm sốt đơn giản, khơng gây ơ nhiễm. Nhược điểm: hệ thống chất thải phải mang tính đồng nhất. LỊ ĐỨNG Gồm buồng đốt sơ cấp và buồng đốt thứ cấp. Ưu điểm: sản phẩm sinh ra từ buồng đốt thứ cấp cĩ thể tận dụng để thu hồi nhiệt lượng cung cấp cho lị hơi. Nhược điểm: gồm nhiều thiết bị. Lị ngang Được thu hồi bằng 2 phương pháp: + Tường nước: tường thành của buồng đốt được nối với các ống của nồi hơi, các ống này hàn lại với nhau, nước lưu thơng trong ống hấp thu năng lượng nhiệt sinh ra từ lị hơi tạo thành hơi nĩng. + Lị hơi: khí thải ra cĩ nhiệt độ cao được hướng vào tường nước riêng lẻ lắp bên ngồi buồng đốt. IV. Hệ thống thu hồi năng lượng Giảm chi phí đầu tư ban đầu, chi phí vận hành, chi phí đầu tư xử lý khí thải Nước nĩng được sử dụng trong ngành cơng nghiệp cần nhiệt thấp hay các thiết bị sưởi ấm gia đình. Hơi nĩng được sử dụng để cấp nhiệt. Lượng khí sử dụng dư giảm từ 100 - 200% xuống 50 - 100% Lợi ích Kiểm sốt ơ nhiễm khơng khí. NOX : + Đốt thiếu khí cĩ tuần hồn ở buồng sơ cấp. + Xử lý NOX trong khí thải bằng xúc tác hoặc amoniac + Sử dụng hỗn hợp than hoạt tính + Trộn NaHCO3 - Xử lí SO2 và các khí axit: phân loại tại nguồn, tháp rửa khí hoặc hấp phụ, xúc tác V. Hệ thống kiểm sốt ơ nhiễm 2. Kiểm sốt Đioxin Kiểm sốt quá trình cháy: Nhiệt độ buồng đốt khoảng 18000F, thời gian cháy > 1s. Kiểm sốt bụi: Kim loại nặng và đioxin phần lớn nằm trong bụi thu hồi từ thiết bị lọc vải và thiết bị xử lý SO2 khô và ướt ở nhiệt độ 1400C. 3. Hệ thống kiểm soát CTR còn lại Quản lý CTR còn lại là một phần tất yếu trong quy trình đốt CTR. Các chất cần kiểm soát bao gồm: - Tro đáy lò: kim loại, thủy tinh - Tro bay: thu hồi 99% trong thiết bị ESP hoặc lọc vải - Cặn từ thiết bị rửa khí khô