nghiên cứu khả thi xây dựng nhà máy phát điện từ đốt rác chôn lấp

HUTECH B GIÁO DC VÀ ÀO TO TRNG I HC K THUT CÔNG NGH TP. HCM V C NGHA NGHIÊN CU KH THI XÂY DNG NHÀ MÁY PHÁT I N T T RÁC CHÔN LP LUN VN THC S Chuyên ngành : THIT B, MNG VÀ NHÀ MÁY IN Mã s ngành : 605250 TP. H CHÍ MINH, tháng 07 nm 2012 HUTECH B GIÁO DC VÀ ÀO TO TRNG I HC K THUT CÔNG NGH TP. HCM V C NGHA NGHIÊN CU KH THI XÂY DNG NHÀ MÁY PHÁT IN T T RÁC CHÔN LP LUN VN THC S Chuyên ngành : THIT B, MNG VÀ NHÀ MÁY IN Mã s : 605250 TÓM TT LUN VN THC S TP. H CHÍ MINH, tháng 07 nm 2012 HUTECH - 1 - CHNGă1. TNG QUAN 1.1.Tính Cp Thit Ca  Tài 1.1.1. Phát trin kinh t xã hiăvƠătácăđngămôiătrng (2) Quá trình phát trin nhanh, mnh ca nn kinh t, đc bit là quá trình công nghip hóa, hin đi hóa đư gây sc ép không nh đi vi môi trng và tài nguyên, làm cho môi trng b ô nhim hn và tài nguyên b suy thoái hn. 1.1.2. Phát trin dân s ậ Scăépăđi viămôiătrng (4)(5) Môi trng t nhiên có kh nng chu ti nht đnh, khi dân s tng nhanh, cht thi không đc x lý x thi vào môi trng s làm quá kh nng t làm sch và phc hi ca môi trng t nhiên, tt yu s dn đn ô nhim môi trng. Thng kê cho thy nm 2004, lng CTR bình quân khong 0,9-1,2 Kg/ngi/ngày  các đô th ln và dao đng t 0,5-0,65Kg/ngi/ngày ti các đô th nh. n nm 2008 con s này đư lên 1,45kg/ngi/ngày  khu vc đô th và 0,4kg/ngi/ngày  khu vc nông thôn (4) 1.1.4. X lý và qun lý cht thi rn Bin pháp x lỦ rác đang tn ti là chôn lp ngày càng biu hin các nhc đim khó gii quyt nh: chôn lp không đúng quy cách gây ô nhim môi trng, thi gian phân hy rác quá lâu, din tích đt dành cho các bãi chôn lp ngày càng hn hp. Vì vy, Nghiên cu tính kh thi xây dng nhà máy phát đin t đt rác chôn lp là rt cn thit cho thc trng và tng lai cho Vit Nam nói chung và cho Tp.H Chí Minh nói riêng. Góp phn gii quyt vn đ rác thi và ô nhim môi trng đng thi phát huy kh nng phát đin sinh khi ti Vit Nam. 1.2. Mc đích ca  tài - Nghiên cu tính kh thi trong vic xây dng nhà máy phát đin t đt rác chôn lp ti Vit Nam nói chung và ti thành ph H Chí Minh nói riêng. - Góp phn gii quyt vn đ rác thi và ô nhim môi trng đng thi phát huy kh nng phát đin sinh khi ti Vit Nam. 1.3. Cách tip cn và phng pháp nghiên cu 1.4. Kt qu d kin đt đc La chn đc công ngh phù hp cho vic đt rác chôn lp đ phát đin ti Vit Nam. ánh giá đc các ch tiêu kinh t - xã hi ca d án đt rác chôn lp phát đin. Tài liu và kt qu nghiên cu có th đc s dng đ thc hin các nghiên cu  mc đ cao hn. HUTECH - 2 - CHNGă2:ăNHUăCUăNNGăLNG TI VIT NAM 2.1. Nhng vnăđ v nngălng ti Vit Nam Các dng nng lng hoá thch nh than, du khí vn còn tr lng ln, nhng cng sp cn kit, đc bit trc sc ép ca quá trình toàn cu hoá, các ngun nng lng này càng tr nên khng hong. Vì vy hng phát trin hin nay đc chuyn sang các ngun nng lng sch, có kh nng tái to nh: thu đin, đin nguyên t, đin mt tri, nng lng gió, sinh khi 2.2. CuăTrúcăTiêuăThăinăNmă2009 Toàn b đin nng tiêu th vào nm 2009 là 76,046 TWh, trong đó Công nghip và Xây dng là 38,501 TWh; 0,7 TWh do bi Nông – Lâm – Thy sn; h gia đình tiêu th 30,534 TWh và 3,512 TWh là lnh vc Kinh doanh và Dch v, các hot đng khác là 2,799 TWh. 2.3.ăDăBáoăNhuăCuăNngăLngăVităNam Bng 2.2: Ch tiêu phát trin nng lng Viỏ Nam giai đon 2010-2030 (8) Chătiêu Nm 2010 2015 2020 2025 2030 Tng tiêu th nng lng s cp (Mtoe) 52,16 72,77 100,86 129,09 169,82 NL s cp cho sn xut đin (Mtoe) 19,83 30,84 46,98 64,64 92,71 Khai thác n.liu hóa thch (Mtoe) 51,43 69,44 86,53 115,67 132,28 Than 24,75 33 41,25 57,75 68,75 Du thô 19,79 24,58 28,87 33,53 33,53 Khí 6,89 11,86 16,41 24,39 30 Xut – nhp khu NL (Mtoe) 11,61 6,29 -4,34 -12,91 -32,41 Sn xut đin (TWh) 96,2 176,4 310,6 470 650 Vit Nam s phi đi mt vi nguy c thiu ht ngun nng lng trong tng lai không xa. Nu không đm bo đc k hoch khai thác các ngun nng lng ni đa hp lỦ, tình hung phi nhp khu nng lng s xut hin vào khong nm 2015. 2.4.ăCácăHngăGiiăQuytăKhăThi  đáp ng s tng trng ca nhu cu tiêu th đin, Quy hoch đin VII d kin k hoch: giai đon 2011-2015, c nc cn xây dng 23.000 MW ngun (gn 4.600 MW/nm), giai đon 2016-2020 cn xây dng 27.200 MW ngun (trên 5.400MW/nm). V phát trin li đin, giai đon 2011-2015 cn xây dng trên 6.800 km đng dây 220-500 kV và trên 50.000 MVA trm bin áp 220 - 500 kV; giai đon 2016-2020 s xây dng khong 5.800 km đng dây 220-500 kV và trên 66.000 MVA trm bin áp 220- 500 kV. HUTECH - 3 - Ngoài phát trin các ngun đin truyn thng nh thy đên, nhit đin, các nhà chuyên môn đư và đang tính đn phát trin đin nguyên t, nng lng mi, nng lng tái to vi t trng nht đnh trong h thng đin đ làm c s phát trin trong tng lai. 2.5ă.ăNngăLngăSinhăKhiăVƠătăRácăChônăLpăăPhátăin 2.5.1- Nngălngăsinhăkhi Nng lng Sinh khi là nng lng thu đc t các ph phm t nông nghip (rm r, bư mía, v, x bp v v ), ph phm lâm nghip (lá khô, vn g v.v ), giy vn, mêtan t các bưi chôn lp, trm x lỦ nc thi, phân t các tri chn nuôi gia súc và gia cm. 2.5.2.ăLiăíchăcaănngălngăsinhăkhi Li ích kinh t Li ích môi trng 2.5.3.ăTimănngănngălngăsinhăkhiăcaăVităNam 2.5.4.ăHngăphátăđinătăđtărácăchônălp Trong nhng hi tho báo cáo v nng lng thì ngun nhiên liu rác vn cha đc chú trng, ít đc đ cp và cha thng kê đc đy đ v tr lng ca ngun nhiên liu này, vn còn b ng. X lý cht thi bng phng pháp thiêu đt có th làm gim ti mc ti thiu cht thi cho khâu x lý cui cùng. Nu áp dng công ngh tiên tin s mang li nhiu Ủ ngha đi vi môi trng, song đây là phng pháp x lý tn kém nht so vi phng pháp chôn lp hp v sinh, chi phí đ đt 1 tn rác cao hn khong 10 ln. Nng lng phát sinh có th tn dng cho các lò hi, lò si hoc cho ngành công nghip nhit và phát đin. Mi lò đt phi đc trang b mt h thng x lý khí thi tn kém đ khng ch ô nhim không khí do quá trình đt gây ra. Vì vy, cng nh các nc phát trin và đang phát trin khác, hng xây dng các nhà máy đt rác đ góp phn gii quyt vn đ môi trng, cng nh tn dng ngun nhit đ phát hi hoc đin nng đang là hng gii quyt kh thi cho hin trng rác thi ti Vit Nam nói chung và cho Tp.H Chí Minh nói riêng. CHNGă3ă:ăRÁCăCHÔNăLP-TIMăNNGăPHÁTăIN 3.1 -Tng Quan V Cht Thi Rn Ti Vit Nam 3.1.1. Khái nim cht thi rn (10) Cht thi là sn phm đc phát sinh trong quá trình sinh hot ca con ngi, sn xut công nghip, xây dng, nông nghip, thng mi, du lch, giao thông, sinh hot ti các gia đình, trng hc, các khu dân c, nhà hàng, khách sn. 3.1.2. Phân loi cht thi rn + Phân loi theo ngun phát sinh HUTECH - 4 - + Phân loi theo mc đ nguy hi + Phân loi theo thành phn + Phân loi theo trng thái cht thi 3.1.3. Hin trng qun lý cht thi rn  Vit Nam Vic thi b mt cách ba bãi CTR không hp v sinh  các đô th, khu công nghip là nguyên nhân chính gây ô nhim môi trng, làm phát sinh bnh tt, nh hng đn sc khe và cuc sng con ngi. Bin pháp x lý CTR hin nay ch yu là chôn lp, nhng cha có bưi chôn lp CTR nào đt tiêu chun k thut v sinh môi trng. Các bãi chôn lp CTR vn còn gây ô nhim môi trng đt, nc và không khí. 3.1.4. nhăhng ca cht thi rnăđnămôiătrng 3.2.1.Ngun gc cht thi rn Bng 3.1: Phân loi cht thi rn theo ngun phát sinh (7) Ngun phát sinh Loi cht thi H gia đình Rác thc phm, túi nha, giy, cacton, vi, da, g, kim loi Khu thng mi Rác thc phm, túi nha, giy, cacton, vi, da, g, kim loi Công s Rác thc phm, túi nha, giy, cacton, vi, da, g, kim loi Xây dng G, thép, bêtông, xà bn, đt … Khu công cng Rác thc phm, túi nilong, g, rác vn … 3.2.2. Thành Phn, khiălng và tính cht ca cht thi rn (10) + Thành phn ca cht thi rn Thành phn ca cht thi rn đô th đc th hin trong Bng 3.2 nh sau: Bng 3.2: Thành phn cht thi rn đô ỏh. (10) STT Thành Phn % khiălng I Cht huăc 1 Thc phm tha 9,0 2 Giy 34,0 3 Giy carton 6,0 4 Nha 7,0 5 Vi vn 2,0 6 Cao su 0,5 7 Da 0,5 8 Rác vn 18,5 9 G 2,0 II Chtăvôăc HUTECH - 5 - 1 Thy tinh 8,0 2 Can thic 6,0 3 Nhôm 0,5 4 Kim loi khác 3,0 5 Bi tro 3,0 3.2.3. Khiălng cht thi rn Tng lng CTR sinh hot  các đô th phát sinh trên toàn quc nm 2008 khong 35.100 tn/ngày, CTR  khu vc nông thôn khong 24.900 tn/ngày. 3.2.4. Tính Cht Ca Cht Thi Rn - Tính cht vt lý ca cht thi rn + Khi lng riêng +  m  m ca các thành phn trong CTR đô th đc cho trong Bng 3.3 Bng 3.3:  m ca các thành phn trongcht thi rn đô ỏh (10) . STT Thành Phn  m (% khiălng) I Cht huăc 1 Thc phm tha 70 2 Giy 6 3 Giy carton 5 4 Nha 2 5 Vi vn 10 6 Cao su 2 7 Da 10 8 Rác vn 60 9 G 20 II Chtăvôăc 1 Thy tinh 2 2 Can thic 3 3 Nhôm 2 4 Kim loi khác 3 5 Bi tro 8 Ngoài ra CTR đô th còn mt s tính cht vt lỦ khác nh kích thc ca cht thi rn, kh nng gi nc thc t, đ thm… - Tính cht hóa hc ca cht thi rn * Phân tích thành phn nguyên t to thành cht thi rn HUTECH - 6 - Thành phn CTR đô th đc trình bày trong Bng 3.4. Bng 3.4: Thành phn nguyên t ca CTR đô ỏh (10) . Phnătrmăkhiălng tính theo cht khô STT Thành phn Carbon Hydro Oxy Nit Luăhunh Tro I Cht huăc 1 Thc phm tha 48,0 6,4 37,6 2,6 0,4 5,0 2 Giy 43,5 6,0 44,0 0,3 0,2 6,0 3 Giy carton 44,0 5,9 44,6 0,3 0,2 5,0 4 Nha 60,0 7,2 22,8 - - 10,0 5 Vi vn 55,0 6,6 31,2 4,6 0,15 2,5 6 Cao su 78,0 10,0 - 2,0 - 10,0 7 Da 60,0 8,0 11,6 10,0 0,4 10,0 8 Rác vn 47,8 6,0 38,0 3,4 0,3 4,5 9 G 49,5 6,0 42,7 0,2 0,2 1,5 II Chtăvôăc 1 Thy tinh 0,5 0,1 0,4 <0,1 - 98,8 2 Kim loi 4,5 0,6 4,3 <0,1 - 90,5 3 Bi tro 26,3 3,0 2,0 0,5 0,2 68,0 * Nhit tr ca cht thi rn Nhit tr trung bình ca mt s thành phn trong CTR đô th trình bày trong Bng 3.5. Ngoài ra, nhit tr thp ca nhiên liu rn, lng còn đc tính gn đúng theo công thc Mendeleep. Q(kcal/kg) = 81C+300H-26(O-S)-6(9A+W) (3.3) (Vì thành phn ca Nit thp nên đc b qua trong tính toán nhit tr). Nhit tr CTR khô đc tính t nhit tr rác t theo công thc sau: Q khô = Q t * 100 / (100-%m) (3.4) Ta tính đc nhit tr mt s thành phn ca CTR khô Bng 3.5: Nhit tr mt s thành phn CTR (10) . Phnătrmătínhătheoăkhiălngăkhô Thành phn Cacbon Hydro Oxy Nit Lu hunh Tro Nhit tr (kcal/kg) Thc phm 48 6.4 37.6 2.6 0.4 5 4,571 Nylon 62.5 7.5 20 0 0 10 6,253 Nha 60 7.2 22.8 0 0 10 5,887 Vi 55 6.6 31.2 4.6 0.1 2.5 5,491 Giy 43.5 6 44 0.3 0.2 6 3,861 Da 60 8 11.6 10 0.4 10 6,429 HUTECH - 7 - Rác vn 47.8 6 42.7 1.8 0.2 1.5 4,486 G 49.5 6 42.6 0.2 0.2 1.5 4,626 3.3 . TimăNngăPhátăin T Rác Chôn Lp Bng 3.6: Khi lng rác đã chôn lp ti các bãi chôn lp ti Tp.HCM (11)(12) Bãi Chôn Lp Din tích (Hecta) Thi gian hotăđng Khiălng tip nhn (Tn) ông Thnh-Hóc Môn 43 1991-2002 10.800.000 Phc Hip-C Chi 43 2003-2005 4.100.000 Gò Cát-Bình Chánh 25 2001-2006 5.600.000 a Phc-Bình Chánh 73 2005-Nay 900.000 Tng 184 21.400.000 Cùng vi vic đang phi s dng mt din tích đt quá ln dành cho các bãi chôn lp, các bãi chôn lp li không hp v sinh gây tác đng nghiêm trng đn môi trng xung quanh, kt hp vi lng rác ti thi ra hàng ngày ti các đô th cng cn phi đc x lý. Vì vy, rác chôn lp đang đc xem là ngun nguyên liu tim nng to nng lng đ phát đin, và đây cng là vic làm cn thit đ gii quyt vn nn ô nhim môi trng do rác gây ra. HUTECH - 8 - CHNGă4ă:ăCÔNGăNGH TăRÁCăPHÁTăIN 4.1.ăCácăphngăphápăx lýărác,ăuăvƠănhcăđim Sau khi áp dng các bin phân loi, gim thiu ti ngun và tái ch, cht thi rn đô th thng đc x lỦ bng mt trong các phng pháp sau: Hình 4.1: Các phng pháp x lý cht thi rn 4.1.1. SnăXutăPhơnăRác 4.1.2. tăRác t rác là phn ng hóa hc mà trong đó carbon, hydrogen, và các nguyên t khác có trong rác kt hp vi oxy không khí đ to mt s sn phm oxy hoá hoàn toàn và to ra nhit . Li ích ca x lý rác bng công ngh đt - Gim th tích rác phi chôn lp - Phng pháp an toàn đ loi b cht thi - Loi b các cht đc hi - Thu hi nng lng t hi nc và sn xut đin - Gim thiu tác đng môi trng: gim phát sinh nc rác và khí bưi rác so vi chôn lp Bt li ca vic đt rác - Chi phí đu t và bo trì rt cao so vi các phng pháp x lỦ khác - Vn hành: đòi hi rác có nhit tr cao, lao đng chuyên nghip, môi trng quanh lò đt khc nghit - Tác đng th cp đn môi trng do khí phát thi và phi x lỦ tro sau khi đt Thu gom cht thi Vn chuyn cht thi X lý cht thi Thiêu đt  sinh hc làm Compost Các phng pháp khác Tiêu hy ti bãi chôn lp [...]... quy t v phát tri n v n vào ng b n v ng t i Vi t Nam C H ng nghiên c u: - Rác chôn l p t i Vi t Nam và Tp.HCM - Thành ph c tính lý hóa c a rác chôn l p - Công su tiêu kinh t c a d K t qu H U TE - nt t rác chôn l p t rác chôn l n c: - K t qu nghiên c u cho th y v i công su t phát t 10-70 MWe hoàn toàn kh thi v m t kinh t t nt t m c ch p nh - 1.5- 2.25 (USCent/kWh), các ch s kinh c giúp ích cho các nhà qu... rác Ví d : V i m t bãi chôn l p có kh c kh 1.025.000 t n là: = (5.2) t t x lý s ch bãi chôn l p ph ng rác t trong 1 n m nh N m ( 5.3) c là 1.025.000 (t n), ta có n, suy ra th i gian c th t 1.025.000 = 15( 67,998 ) 5.7 M i quan h gi a công su t phát và ch iv n, su thu c vào công su t phát n c a nhà máy Công su t phát c a nhà máy càng cao thì su càng gi m Trung bình su n và chi phí v n hành b o trì nhà. .. h c thi t b , cho tôi nh ng ki n th c r t b ích và ng công trình C H Xin c su t th i gian v a qua n i th c hi n -iii- TÓM T T - Trong nh ng rác th i t i Vi t Nam nói chung và t i anh theo t ng kinh t , xã h i và dân s lý rác hi n t i là chôn l u hi n nh m khó gi i quy ng, th i gian phân h y rác lâu, di - M c tiêu c t t dành cho bãi chôn l p là quá l tài này là nghiên c u tính kh thi xây d t rác chôn. .. t m c ch p nh - 1.5- 2.25 (USCent/kWh), các ch s kinh c giúp ích cho các nhà qu n lý ho xây d nt a ch n thông s t rác chôn l p Nh ng h n ch : - tài v c con s c th phát và su n, nt tài ch d ng l i vi n có th m r c p cho các khu công nghi p, ho kinh t u su t t rác chôn l p nh tính kh thi c a vi c xây d ng nhà máy phát tính toán cho vi có th i hi u qu -iv- ABSTRACT - In recent years, waste volume in urban... tránh kh i nh ng h n ch và thi u xót tài v c con s c th u su t phát và su ut nt t rác chôn l p tài ch d ng l i vi nh tính kh thi c a vi c xây d ng nhà máy phát n, n có th m r tính toán cho vi c p cho các khu công nghi p, ho ng p có th i hi u qu kinh t H U TE C H TÀI LI U THAM KH O [1] Báo cáo di n bi n ng qu [2] Ngh quy t 56/2006/QH11 ngày 29/6/2006 c a qu c h i v k ho ch phát tri n KT-2010 [3] Báo... n rác chôn l p 6 M i liên h gi a công su t và nh nhi t tr c a rác chôn nh kh t C H l p u 3 M i liên h gi a hi u su t và công su t phát nh giá thành theo công su t phát H U TE 4 M i liên h gi a công su t và kh t 5 M i liên h gi a công su t và th t n nh các ch tiêu kinh t , án, 10 K t lu n tính kh thi c a d án Hình 5.1: kh n và ánh giá d án u t 5.2 Tr ng và thành ph n rác chôn l p c p, t ng tr ng rác. .. 11 13 18 15 7 14 31 1 24 19 20 14 34 22 3 23 17 C H 35 32 23 26 H U TE 27 Hình 4.8: Quy trình h th ng c 1 Sàn ti p nh n rác, 2 C ng h rác, 3 H rác, u khi n c u rác, 5 C n c u rác, 6 Ph u thu rác, t, t, 9 N 10 Tháp gi i nhi t, 11 Tùi l c, 12 Máy l t, n rác Inokoshi, Nh t B n.(13) n rác 14 Qu t khí th i tu n hoàn, 15 Lò xúc tác có ch n l c, 16 Qu t hút h tr , 17 Cách âm, 18 ng khói, 19 Qu ng b c, 20 Không... I N 60 -vii- 6.1.T ng Quan V Bãi Chôn L 6.1.1 V nh-Hóc Môn .61 a lý .61 6.1.2 Hi n tr ng qu n lý và x lý rác 61 6.2 Tr ng và thành ph n rác chôn l p .62 6.3 Nhi t tr trung bình c a rác chôn l p .63 6.4 M i quan h gi a công su t phát và hi u su t 63 6.5 M i quan h gi a công su t phát và kh t 64 6.6 M i quan h gi a công su t phát và th t 66 67 6.8.Tính... lý và x lý rác 6.2 Tr ng và thành ph n rác chôn l p T ng kh p : 10.800.000 T n Thành ph n c a rác chôn l p t nh B ng 6.1: Thành ph n c a rác chôn l p t nh(15) T Nylon 70 9 3 4 7 Tro (%) 5 0 0 5 5 75 35 7 22 29 - 17 - y thành ph t ch còn l i Nylon, Nh a, V i và Gi y Sau khi lo i tr kh ng th c ph m, ta có t ng kh ng rác cháy t ch còn l i 30% t ng tr ng c a bãi rác: Kh c = 10.800.000 (t n) x 30% = 3.240.000... H Ta nh n th y, khi công su t phát t 10MW n 70MWe giá tr NPV > 0 và giá tr IRR > rch (rch = 3%, l y b ng lãi su t v n vay), ch p nh c v m t kinh t Khi công su l i v m t kinh t có th l a ch n m c công su t phát là 40MWe, vì có NPV = 32.95(tri u USD) và IRR = 11% là l n nh t, th x lý rác chôn l p t i m c công su t phát 40MWe là 15 n u còn ho ng nhà máy s ti p t c x lý rác th i cho thành ph v i công . sut phát và chiăphíăđuăt i vi các nhà máy phát đin, sut đu t nhà máy ph thuc vào công sut phát đin ca nhà máy. Công sut phát ca nhà máy. NGHA NGHIÊN CU KH THI XÂY DNG NHÀ MÁY PHÁT IN T T RÁC CHÔN LP LUN VN THC S Chuyên ngành : THI T B, MNG VÀ NHÀ MÁY IN Mã