TIỂU LUẬN đặc điểm và công nghệ xử lý khí thải lò đốt rác y tế, sinh hoạt.

• Hàm lượng NOx cao do đốt cháy thành phần N hữu cơ trong rác thải khoảng 70 ÷80% thành phần khí NOx sinh ra, và một phần tạo thành do oxi phản ứng với nitơ trong không khí ở nhiệt độ ca

ĐẠI HỌC HUẾ

==

BÀI BÁO CÁO:

ĐẶC ĐIỂM VÀ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ KHÍ

THẢI LÒ ĐỐT RÁC Y TẾ, SINH

HOẠT

Sinh viên thực hiện: Bùi Văn Bình

Nguyễn Ngọc Công Huỳnh Ngọc Đạt

MỤC LỤC

I GIỚI THIỆU CHUNG

II ĐẶC ĐIỂM, NGUỒN PHÁT SINH

KHÍ THẢI LÒ ĐỐT RÁC SINH HOẠT,Y

TẾ

1 Đặc điểm khí thải lò đốt rác

2 Nguồn phát sinh khí thải lò đốt rác

III CÔNG NGHỆ XỬ LÝ KHÍ THẢI LÒ ĐỐT RÁC SINH HOẠT, Y TẾ

3.1 Các công nghệ xử lý khí thải lò đốt rác sinh hoạt, y tế

3.2 Quy trình xử lý khí thải

3.2.1 Quy trình I

3.2.2 Quy trình II

3.3 Giới thiệu công nghệ xử lý khí thải lò đốt chất thải rắn công nghiệp nguy hại CEETIA-CN150

IV.KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ

I GIỚI THIỆU CHUNG

Rác thải là sản phẩm tất yếu của cuộc sống được thải ra từ các hoạt động sản xuất, kinh doanh, dịch vụ, sinh hoạt hoặc các hoạt động khác như khám chữa bệnh, vui chơi giải trí của con

người Cùng với mức sống của nhân dân ngày càng được nâng cao

và công cuộc công nghiệp hoá ngày càng phát triển sâu rộng, rác thải cũng được tạo ra ngày càng nhiều với những thành phần ngày càng phức tạp và đa dạng Tác động tiêu cực của rác thải nói chung

và rác thải có chứa các thành phần nguy hại nói riêng là rất rõ ràng nếu như những loại rác thải này không được quản lý và xử lý theo đúng kỹ thuật môi trường Xử lý rác thải đã và đang trở thành một vấn đề nóng bỏng ở các quốc gia trên thế giới, trong đó có Việt Nam Ở Việt Nam, thực tế việc quản lý và xử lý rác thải mặc dù đã

có nhiều tiến bộ, cố gắng nhưng chưa ngang tầm với nhu cầu đòi hỏi Hiện nay, ở khu vực đô thị mới chỉ thu gom đưa đến bãi chôn lấp tập trung đạt khoảng 60-65%, còn lại rác thải xuống ao hồ, sông ngòi, bên đường Còn ở khu vực nông thôn, rác thải hầu như không được thu gom, những điểm vứt rác tràn ngập khắp nơi Ở khu vực khám chữa bệnh, mặc dù đã có nhiều bệnh viện đạt được những tiến bộ đáng kể trong việc cải thiện điều kiện môi trường theo hướng xanh, sạch, đẹp cùng với những thiết bị hiện đại để phục vụ tốt cho việc khám chữa bệnh của nhân dân, song vẫn còn những bất cập trong việc thu gom và tiêu huỷ rác thải, nhất là chất thải có các thành phần nguy hại Đây cũng chính là nguy cơ tiềm

ẩn đối với môi trường và con người

Rác thải có mối nguy cơ cao chỉ khi con người không quan tâm đến công tác quản lý thu gom và xử lý đối với chúng Nếu như những nhà quản lý, nhà khoa học tạo điều kiện giúp đỡ và nâng cao nhận thức cho cộng đồng, cho các nhà doanh nghiệp và đặc biệt là tạo điều kiện cho họ tiếp cận với công nghệ xử lý và ứng xử với rác một cách thân thiện, thì ngược lại, rác thải sẽ là một trong những nguồn tài nguyên quý giá phục vụ lại cho con người Hiện nay việc xử lý chất thải rắn công nghiệp, chất thải y tế, sinh hoạt bằng phương pháp thiêu đốt được áp dụng khá phổ biến, tuy nhiên,

vấn đề nảy sinh là phải xử lý khí thải như thế nào, nhất là các lò thiêu đốt chất thải độc hại sẽ được nói đến phần sau

II ĐẶC ĐIỂM, NGUỒN PHÁT SINH KHÍ THẢI LÒ ĐỐT RÁC SINH HOẠT,Y TẾ

1 Đặc điểm khí thải lò đốt rác sinh hoạt, y tế

• Hàm lượng các khí HCl, HF thấp (vì thành phần nhựa

trong rác thải chủ yếu là PE)

• Hàm lượng CO, SOx,bụi, VOCs: không ổn định, thấp

nhưng vẫn vượt quá giới hạn cho phép

• Hàm lượng NOx cao do đốt cháy thành phần N hữu cơ trong rác thải (khoảng 70 ÷80% thành phần khí NOx sinh ra), và một phần tạo thành do oxi phản ứng với nitơ trong không khí ở nhiệt độ cao

2 Nguồn phát sinh khí thải lò đốt rác

Quy trình đốt rác thải

 Thuyết minh quy trình lò đốt

Tại buồng sơ cấp

Các quá trình xảy ra gồm:

Sấy khô(bốc hơi nước) chất thải: chất thải được đưa vào

buồng đốt sẽ thu nhiệt từ không khí nóng của buồng đốt, nhiệt độ của chất thải đạt trên 1000C, quá trình thoát hơi ẩm xảy ra mãnh

liệt, khi nhiệt độ tiếp tục tăng sẽ xảy ra quá trình nhiệt phân chất thải và tạo khí gas

Quá trình phân hủy nhiệt tạo khí gas và cặn carbon: chất thải

bị phân hủy nhiệt sinh ra khí gas, tức là các hợp chất hữu cơ phức tạp tạo thành các chất đơn giản như: CH4, CO, H2…Thực tế, với

sự có mặt của oxy và khí gas trong buồng nhiệt phân ở nhiệt độ cao đã xảy ra quá trình cháy, nhiệt sinh ra lại tiếp tục cấp cho quá trình nhiệt phân, như vậy đã sinh ra quá trình “tự nhiệt phân và tự đốt sinh năng lượng” mà không cần đòi hỏi phải bổ sung năng lượng từ bên ngoài (không cần tiến hành cấp nhiệt qua béc đốt), do vậy đã tiết kiệm năng lượng Thông qua quá trình kiểm soát chế

độ cấp khí và diễn biến nhiệt độ buồng sơ cấp sẽ đánh giá được giai đoạn: sấy, khí hóa và đốt cặn trong buồng nhiệt phân Quá trình nhiệt phân chất thải rắn thường bắt đầu từ 250oC – 6500C, thực tế để nhiệt phân chất thải người ta thường tiến hành ở nhiệt độ

từ 425oC – 7600C Khi quá trình nhiệt phân kết thúc, sẽ hình thành tro và cặn carbon, do vậy người ta còn gọi giai đoạn này là carbon hóa

Tại buồng thứ cấp

Quá trình đốt dư khí oxy: khí gas sinh ra từ buồng sơ cấp, được đưa lên buồng thứ cấp để đốt triệt để Tốc độ cháy phụ thuộc vào nhiệt độ và nồng độ chất cháy trong hỗn hợp khí gas Khi đã cháy hết 80% -90% chất cháy (khí gas) thì tốc độ phản ứng giảm dần

Quá trình tạo tro xỉ

Giai đoạn cuối mẻ đốt, nhiệt độ buồng đốt nâng tới 9500C để đốt cháy cặn carbon, phần rắn không cháy được tạo thành tro xỉ Các giai đoạn của quá trình cháy thực tế không phải tiến hành tuần tự, tách biệt mà tiến hành gối đầu, xen kẽ nhau

Lò nhiệt phân coi như có 2 buồng phản ứng nối tiếp nhau với 2 nhiệm vụ: buồng sơ cấp làm nhiệm vụ sản xuất khí gas, cung cấp cho buồng thứ cấp để đốt triệt để chất hữu cơ Chất lượng khí gas tạo thành phụ thuộc vào bản chất của chất thải được nhiệt phân cũng như điều kiện nhiệt phân ở buồng sơ cấp Kiểm soát được

mối quan hệ giữa buồng sơ cấp và buồng thứ cấp đồng nghĩa với việc kiểm soát được chế độ vận hành lò đốt hiệu quả như mong muốn

Ưu – Nhược điểm lò đốt

Ưu điểm

- Thể tích và khối lượng CTR giảm tới mức nhỏ nhất

- Thu hồi được năng lượng

- CTR có thể được xử lý tại chỗ

- Cần một diện tích tương đối nhỏ

- Phù hợp đối với chất thải trơ về mặt hóa học, khó phân hủy sinh học

- Tro, cặn còn lại chủ yếu là vô cơ, trơ về mặt hóa học

Nhược điểm

- Không phải tất cả CTR đều đốt được

- Vốn đầu tư cao

- Thiết kế, vận hành phức tạp

- Yêu cầu nhiên liệu đốt bổ sung

- Ảnh hưởng đến môi trường nếu không kiểm soát ô nhiễm

- Bảo dưỡng thường xuyên làm gián đoạn xử lý

- CTR có thành phần, tính chất khác nhau nên có những công nghệ và vận hành khác nhau

III CÔNG NGHỆ XỬ LÝ KHÍ THẢI LÒ ĐỐT RÁC SINH HOẠT, Y TẾ

3.1 Các công nghệ xử lý khí thải lò đốt rác sinh hoạt, y tế

o MODEL WI-8E

 Xử lý khí thải : tách bụi - khử NOx - ôxy hóa các chất hữu cơ còn sót và CO - hấp thụ khí axít

o Công nghệ xử lý khí thải lò đốt chất thải rắn công

nghiệp nguy hại CEETIA-CN150

o Công nghệ xử lý khói thải – GTEC

o Công nghệ quản lý nguồn thải chất ô nhiễm không khí dựa trên mô hình khuếch tán

3.2 Quy trình xử lý khí thải

3.2.1 Quy trình I

a Thuyết minh quy trình I

Các chất ô nhiễm không khí được tạo ra có liên quan trực tiếp đến thành phần chất thải được đốt Các chất ô nhiễm cần kiểm soát là: NOx, SO2, CO, O3, Pb và bụi

Khói thải ra khỏi buồng đốt thứ cấp với nhiệt độ khoảng 6000C có chứa nhiều bụi, chủ yếu là mồ hóng và các khí độc hại được dẫn đi qua thiết bị thu hồi nhiệt trước khi dẫn vào hệ thống thiết bị khử bụi kiểu ướt với hiệu quả khử bụi khoảng 70-80%, thiết bị lọc bụi kiểu ướt ngoài chức năng lọc bụi còn khử được một phần khí SOx, NOx Lượng bụi còn lại đi theo khói thải qua thiết bị xử lý các khí độc hại, ở đây sẽ khử tiếp 1 phần khí NOx, SO2, CO và

Dioxin/Furan, vật liệu hấp phụ là vôi có tác dụng hấp phụ các khói axít, than hoạt tính hấp phụ dioxin và furan Hệ thống xử lý còn được lắp các thiết bị báo nhiệt độ, nồng độ một số loại khí như

carbon để giám sát chất lượng khí thải và hiệu quả phân hủy của

lò Nước thại từ quá trình thiết bị lọc bụi kiểu ướt sẽ được tuần hoàn lại

b Ưu - nhược điểm quy trình I

Ưu điểm

- Xử lý khí thải lò đốt rác thải lớn, vừa và nhỏ

- Quy trình xử lý đơn giản không cần tay nghề cao

- Chi phí vận hành xử lý khí thải chấp nhận được

Nhược điểm

- Khó xử lý với khí thải độc hại cao

- Độ bền cơ học của thiết bị lọc khí độc thấp khó hoàn nguyên

- Chỉ có tác dụng nhất thời mà thực ra các chất độc vẫn còn nguyên, không hề bị thay đổi tính chất hóa học

- Các chất hấp phụ nhanh chóng mất hoạt tính do đã bão hòa, và không còn tác dụng loại bỏ chất độc nữa

3.2.2 Quy trình II

a Thuyết minh quy trình II

Khí thải từ lò đốt sẽ đi qua bộ trao đổi nhiệt (giải nhiệt) để tận dụng nhiệt cấp cho không khí cấp buồng thứ cấp (nhằm tiết kiệm năng lượng) và sau đó tiếp tục đi qua lò phản ứng Trong lò phản ứng dưới tác dụng của xúc tác khử GC -4R quá trình khử Nox thành nitơ phân tử xảy ra nhanh chóng, đồng thời dưới tác dụng của xúc tác oxi hóa GC-4O các chất hữu cơ còn sót lại và CO

sẽ được oxi hóa triệt để thành hơi nước và CO2 Sau đó khí thải tiếp tục được đua đi xử lý ở tháp xử lý ướt, tại đây các khí axit và bụi được xử lý hoàn toàn nhờ bơm, bơm dung dịch hóa chất tuần hoàn Cuối cùng khí thải được hút bằng quạt và xả ra ngoài qua

ống khói Nước thải từ thiết bị xử lý kiểu ướt được thải ra môi trường do chất độc trong nước thải chuyển hóa thành dạng không

bị ô nhiễm hoặc ít bị ô nhiễm

b Ưu – nhược điểm quy trình II

Ưu điểm

- Chất thải rắn: được xử lý triệt để và an toàn, tro còn lại sau khi

xử lý không còn “sống” (lượng hữu cơ dưới 0,5%)

- Khí thải: khí thải ra từ hệ thống sau khi xử lý đạt TCVN

6560:2005

- Chi phí đầu tư thấp

- Chi phí vận hành chấp nhận được

- Chắc chắn để có thể sử dụng lâu dài

- Phù hợp với trình độ người sử dụng cũng như công tác bảo

dưỡng

Nhược điểm

- Chỉ xử lý được công suất vừa và nhỏ

- Chi phí đầu tư thấp nhưng chi phí dành cho xử lý thì cao

- Vận hành quy trình cần có tay nghề kỹ thuật cao

3.3 Giới thiệu Lò đốt chất thải rắn công nghiệp nguy hại

CEETIA-CN150

3.3.1 Khái quát lò đốt

Lò đốt CTR đã được thiết kế dựa trên cơ sở áp dụng nguyên lý đốt tối đa vùng thông qua hai buồng đốt sơ cấp và thứ cấp Thành lò được xây bằng gạch sa mốt A, cách nhiệt bằng bông khoáng chịu nhiệt cao Đây là nguyên lý xử lý rác thải độc hại đang được sử dụng rộng rãi ở các nước tiên tiến trên thế giới Chất thải được đưa vào buồng đốt sơ cấp duy trì ở nhiệt độ khoảng 800o C Không khí được cấp liên tục cho quá trình đốt nhờ bơm ejector tạo áp suất âm trong buồng lò

Khói bốc lên từ các buồng đốt sơ cấp gồm cả những sản

phẩm cháy chưa hoàn toàn, chứa nhiều bụi và các chất độc hại được hòa trộn với không khí theo nguyên lý vòng xoáy sẽ được đưa tiếp vào một buồng đốt thứ cấp Ở buồng đốt thứ cấp, các sản phẩm cháy chưa hoàn hảo như Dioxin và Furan sẽ tiếp tục được

đốt cháy, phân hủy ở nhiệt độ cao khoảng từ 1.000-1.2000C với thời gian lưu cháy đủ lớn từ 1,502 giây

Khói từ buồng đốt thứ cấp sẽ được đưa qua hệ thống xử lý khí thải kết hợp với trao đổi nhiệt sẽ loại trừ triệt để bụi, các kim loại nặng

và các khí thải độc hại gây ô nhiễm môi trường như NOx, SOx, HCl, HF Hệ thống Cyclon hấp thụ sẽ làm lạnh nhanh các loại khí thải ở nhiệt độ âm 2000C nên có thể tránh được sự tái sinh, phát sinh các chất độc hại Dioxin; đồng thời không khí tiếp tục được nung nóng 100oC cấp cho lò để giảm thiểu tiêu hao nhiên liệu

- Thông số kỹ thuật lò đốt CEETIA-CN150

Để thiết kế buồng đốt nhóm nghiên cứu đã tiến hành lập chương trình cân bằng vật chất và chương trình cân bằng năng lượng Trên cơ sở tiến hành tính toán nhiều phương án với các thành phần chất thải rắn khác nhau đă chọn được kích thước lò đốt CEETIA- CN150 như bảng trên

Khi đốt chất thải rắn công nghiệp nguy hại khói thải ra còn chứa nhiều khí độc hại như: khí CO, SO2, NOx, các axit, kim loại nặng, điôxin/furan v.v và bụi Những khí và bụi này gây ảnh hưởng đến môi trường, sức khỏe con người, năng suất cây trồng, vậnuôi Vì thế lò đốt được lắp đặt hệ thống xử lý khí thải đồng bộ Mục tiêu cơ bản khi thiết kế, lắp đặt hệ thống xử lý khói thải là giảm nồng độ bụi, một số khí độc hại như CO, SOx, NOx, các axit Điôxin/furan xuống dưới TCCP trước khi thải khói ra khí quyển Các thông số sử dụng làm dữ liệu tính toán thiết kế cho hệ thống xử lý khói thải được chọn như sau:

3.3.2 Quy trình xử lý khí thải lò đốt CEETIA-CN150

Thuyết minh quy trình

Khói thải ra khỏi buồng đốt thứ cấp với nhiệt độ khoảng

600oC có chứa nhiều bụi, chủ yếu là mồ hóng và các khí độc hại được dẫn đi qua thiết bị thu hồi nhiệt trước khi dẫn vào hệ thống thiết bị khử bụi kiểu ướt với hiệu quả khử bụi khoảng 70-80% Lượng bụi còn lại đi theo khói thải qua thiết bị xử lý các khí độc hại Thiết bị này ngoài chức năng hấp thụ khí SO2, NO2, các hơi axit, còn có khả năng khử bụi với hiệu quả khoảng 70-80%

Do vậynồng độ bụi cặn lại trong khói thải nhỏ hơn tiêu chuẩn cho phép Dung dịch hấp thụ khí SO2 là nước với hiệu quả hấp

thụ khoảng 50% Thiết bị khử khí SO2 còn có khả năng hấp thụ một số chất khác như các khí có tính axit v.v do vậy nồng độ các khí độc hại nhỏ hơn TCCP trước khi thải vào khí quyển Khói thải sau khi đi qua thiết bị khử SO2 được dẫn qua tấm chắn nước với mục đích tách các hạt nước ra khỏi khói thải để tiếp tục đi vào quạt

khói, sau đó đi qua thiết bị khử điôxin/furan bằng than hoạt tính

và cuối cùng thải qua ống khói ra ngoài

Ưu–nhược điểm lò đốt CEETIA-CN150

Ưu điểm:

- Đốt là quá trình oxy hóa chất thải ở nhiệt độ cao Công nghệ này rất phù hợp để xử lý CTRCN và CTNH hữu cơ như cao su, nhựa, giấy, da, cặn dầu, dung môi, thuốc bảo vệ thực vật và đặc biệt là chất thải y tế trong những lò đốt chuyên dụng hoặc công nghiệp như lò nung xi măng

- Công nghệ thiêu đốt có nhiều ưu điểm như khả năng tận dụng nhiệt, xử lý triệt để khối lượng, sạch sẽ, không tốn đất để chôn lấp nhưng cũng có một số hạn chế như chi phí đầu tư, vận hành,

xử lý khí thải lớn, dễ tạo ra các sản phẩm phụ nguy hiểm

Nhược điểm:

Lò đốt chất thải công nghiệp nguy hại CEETIA - CN150 là loại

lò đốt công suất nhỏ, đốt cháy theo mẻ, buồng đốt sơ cấp có cấu tạo phần sát cửa cấp chất thải không có ghi, phần cuối buồng đốt lắp đặt ghi lật do đó bụi và các khí thải sinh ra trong buồng đốt phụ thuộc rất nhiều vào số lần cấp chất thải, chế độ cấp không khí có điều chỉnh trong mỗi mẻ đốt, vào thành phần chất thải cấp vào Quá trình cháy trong các buồng đốt phụ thuộc vào loại và độ ẩm của chất thải rắn công nghiệp nguy hại đưa vào đốt cũng như quy trěnh vận hành lò đốt Quá trình đốt cháy chất thải rắn công nghiệp nguy hại xảy ra trong buồng đốt rất phức tạp về nhiệt độ cháy cao, thành phần và độ ẩm chất thải rắn công nghiệp nguy hại đưa vào đốt không ổn định, áp suất khói thải trong buồng đốt thay đổi

VÍ DU: