Tieu luan thuyết minh công nghệ xử lý rác thải đô thị phát điện bằng công nghệ bioplasma

THUYẾT MINH CÔNG NGHỆ XỬ LÝ RÁC THẢI ĐÔ THỊ - PHÁT ĐIỆN BẰNG CÔNG NGHỆ BioPLASMA Tp.HCM, Tháng 12 - 2017 PLASMA LÀ GÌ? Plasma trạng thái thứ tư vật chất (các trạng thái khác rắn, lỏng, khí) chất bị ion hóa mạnh Đại phận phân tử hay nguyên tử lại hạt nhân; electron chuyển động tương đối tự hạt Plasma không phổ biến Trái Đất nhiên 99% vật chất thấy vũ trụ tồn dạng plasma Nếu ion hóa xảy việc nhận lượng từ dịng vật chất bên ngồi, từ xạ điện từ plasma cịn gọi plasma nguội Nếu ion hóa xảy va chạm nhiệt phân tử hay nguyên tử nhiệt độ cao plasma cịn gọi plasma nóng Khi nhiệt độ tăng dần, electron bị tách khỏi nguyên tử, nhiệt độ lớn, toàn nguyên tử bị ion hóa Tia sét Plasma thiên nhiên Các ví dụ plasma dễ thấy mặt trời, tự phát sáng, tia sét, tia lửa hàn, đèn huỳnh quang, v.v (Nguồn: Wikimedia Hiệu đính: Petechcorp.) 1/52 CẤU TẠO NGỌN ĐUỐC PLASMA Nước giải nhiệt vào Nguồn vào Khí gas vào Vỏ ngồi Điện cực Graphite Nước nóng Điện cực trƣớc Điện cực Thân ống plasma Ngọn lửa plasma · Công suất điện cấp: từ 10kW đến 1000kW · Tia lửa điện hồ quang khí nén, tạo đuốc plasma, nhiệt độ lửa từ 4000OC đến 7000OC 2/52 NHIỆT ĐỘ THAY ĐỔI Ở NGỌN ĐUỐC PLASMA 3/52 Commercial Thermal Plasma Generating Device s POWER INPUT GRAPHITE ELECTRODE GRAPHITE ELECTRODE 4/52 Generating a plasma Example of Non Transferred Type Torch  Plasma is created by an electric arc discharge in a gas (e.g air)  NT torch - Two electrodes: Cathode (electrons released), Anode  Electric Arc is powered by the Power Supply  The injected gas is heated by the Arc  Air becomes very reactive Sheath Gas Cathode (WCu) Nozzle Main Gas Anode Cu Cu 5/52 Advantages of Plasma Systems      6/52 High temperatures, presence of ions, free electrons and UV allow for highly efficient waste destruction and clean energy production An independent heat source allows for treating a wide variety of waste types The high intensity plasma heat allows for designing compact systems Potential GHG reduction since heat is generated by electricity instead of fossil fuels No by-products (reduced by-products) Thermal Plasma Systems Applications to Waste Treatment  Vitrification  Hazardous Waste Combustion  Demilitarisation  Low level radioactive waste  Biomedical waste  Waste gasification  Waste-to-energy  Shipboard waste destruction 7/52 8/52 NHIỆT PHÂN LÀ GÌ? Cơng nghệ nhiệt phân thuộc nhóm cơng nghệ nhiệt - hóa giải pháp “công nghệ có tốt nhất” (Best Available Technology - BAT) tổ chức môi trường giới khuyến cáo sử dụng, thay cho phương pháp chôn lấp xử lý lượng lớn CTCN CTSH có nguồn gốc hữu Bản chất công nghệ nhiệt phân q trình phân hủy hợp chất có nguồn gốc hữu xảy điều kiện nhiệt độ phù hợp, có chất xúc tác khơng, áp suất thấp, mơi trƣờng khơng có ơxy thiếu ơxy tạo thành than bán cốc khí đốt Syngas (khí tổng hợp) (Nguồn: Website Viện nghiên cứu Cơ khí, TS Dương Văn Long, 2016) 9/52 TM BioPlasma MSW Treatment Plant, Version 4T2m MSW of HCMC TM Manure; WWT Sludges Advanced Sorting Plant (Separating: Organic; Inorganic, ) 100 TPD Technology - Jumbly waste 10.000 TPD Perfect BioGas System (Methane for Gas Power Generators) Technology - Plasma Incinerators System Technology - 3 Emission Controlling System (20M.m per Day) Technology - Method - 1: Heat Recovery System (for Drying cages; Biogas Reaction Tank; CHP) Method - 2: Garbage Leachate Drying System and Perfect Deodorant System (Source: Petech Corp; Jan 2017) 12/52 13/52 PJMITM công nghệ nhiệt phân – plasma tiên tiến Xử lý triệt để chất thải hữu chất thải vô Lƣợng phát thải vào khí chất Dioxins Furans 1% so với cơng nghệ đốt thƣờng Khí nhiên liệu Syngas đƣợc tái sử dụng, thu hồi lƣợng (Nhiệt – Điện) Chi phí vận hành ngày thấp an tồn cháy nổ, khơng dùng nhiên liệu Thu hồi đƣợc xỉ thủy tinh rắn Giảm thiểu việc xử lý tro đáy tro bay Giảm ô nhiễm thứ cấp (nhất độc tố Dioxin) “đốt” nhiệt độ cao (2000 0C đến 40000C) 14/52 VỀ M ẶT MÔI TRƯỜNG  Rác thải sinh hoạt sau xử lý trở thành xỉ có tính trơ, chiếm 5% trọng lượng rác thơ Xỉ thải lị Plasma thủy tinh hóa lành tính  Khí phát thải thấp: 120 m3CO2 /1.200 m3 syngas, khí đốt lị thường 6.000m3CO2/ 1.200 m3 syngas  Dioxin: Thực tế đạt 0,1 ng/m (QCVN 02:2012/BTNMT 2,3 ng/m3, QCVN 30:2012/BTNMT 0,6 ng/m3)  Không phát tán mùi hôi, không gây ảnh hưởng xấu đến nước ngầm, nước mặt đất đai  Dễ dàng đạt quy chuẩn khí thải QCVN 02:2012/BTNMT, QCVN 30:2012/BTNMT, QCVN19:2009/BTNMT 15/52 Hệ thống xử lý khói thải (Emisssion Treatment System) 16/52 Bảng so sánh tiêu Kinh tế - Môi trƣờng công nghệ xử lý rác tiêu biểu Chôn lấp (Dựa theo Nghị định 59) (Hợp vệ sinh) Tỷ lệ chôn lấp 95% ÷ 100% 15% ÷ 20% 0% ÷ 5% Nguy ô nhiễm đất nước ngầm Rất cao Cao Khơng có TT 17/52 Đốt nhiên liệu Tiêu chí (xăng dầu/ gas) Gây nhiễm khơng khí, Rất cao (đặc biệt Cao(dioxin nhiễm môi sinh phát thải Dioxin bãi rác gần khu dân cư) kim loại nặng) Bùn: Nhiều Bùn: Nhiều Ô nhiễm thứ cấp: bùn, nƣớc rác tro độc hại Phí vận hành, xử lý rác sinh hoạt/y tế Khả xử lý chất thải đặc biệt nguy hại (chất phóng xạ liều thấp dầu thải PCB, ) Tro độc hại: Không Tro độc hại: Nhiều Nƣớc rỉ rác: Nhiều (rất khó xử lý) (Không phép xử lý - chôn lấp rác nguy hại) Khôông BioPLASMA 1200USD (Thực tế bệnh viện) Có Chưa triệt để Khơng (Nhờ tồn khí từ phân hủy rác thu gom tích trữ kín để phát điện Phần đốt, phần khơng phân hủy hóa lỏng tia Plasma) Bùn: Khơng có Tro: Khơng có 10 USD / 100 USD Có Đápp ứng tốt Mơ tả lị nhiệt phân Plasma Lị plasma IP- 250 (Đã lắp đặt NMR Đông Anh) 18/52 Cơng trình lị đốt rác Plasma PJMI Việt Nam (2017 Đông Anh – Hà Nội) 19/52