Đồ án nhiệt chuyên đề lạnh thiết bị nhiệt trong quy trình xử lý rác thải nhựa

Thiết bị nhiệt quy trình xử lý rác thải nhựa GVHD: TS Đặng Hùng Sơn NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN Nhiệt phân Đốt 3.8 kg/ng/năm năm 1990 41 kg/ng/năm năm 2015 Tiêu thụ triệu (80% nhập khẩu) *Dùng nhiệt từ dàn nóng ->Nhựa thải *Dùng trấu -> đốt lò -> nung nhựa + cát -> trộn gạch *Gạch 45% nhựa, 55 % cát -> Khối lượng riêng?, khả chịu lực? …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… SVTH: Kiên Văn Chí Thanh Thiết bị nhiệt quy trình xử lý rác thải nhựa GVHD: TS Đặng Hùng Sơn LỜI CẢM ƠN Rác thải nhựa vấn đề cấp bách ảnh hưởng đến vần đề mơi sinh tồn cầu Khi nhận đề tài “Các thiết bị nhiệt quy trình xử lý rác thải nhựa” từ thầy, ban đầu em chưa định hướng hình dung việc cần làm Nhưng qua buổi trao đổi với thầy đề tài em hệ thống công việc sơ đồ khối phân bố thời gian hợp lý để hồn thiện Qua q trình tìm tài liệu nhờ hướng dẫn anh khóa trên, em thấy đề tài hay yêu cầu cấp thiết ngành lượng mơi trường Trong báo cáo, em có dành trang để cải tiến qui trình tận dụng nilong làm gạch lát Tuy nhiên, nghiên cứu cải tiến em lý thuyết cần hướng dẫn thêm thầy thí nghiệm kiểm chứng để hồn thiện ứng dụng vào thực tiễn SVTH: Kiên Văn Chí Thanh Thiết bị nhiệt quy trình xử lý rác thải nhựa GVHD: TS Đặng Hùng Sơn MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH ẢNH DANH MỤC BẢNG DANH MỤC TỪ VIẾT TẮC CHƯƠNG I: ĐĂT VẤN ĐỀ CHƯƠNG II: CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ RÁC THẢI NHỰA TRUYỀN THỐNG 10 2.1 Chôn lắp 10 2.2 Xử lý rác thải nhựa phương pháp đốt 11 CHƯƠNG III: XỬ LÝ RÁC THẢI NHỰA BẰNG CÔNG NGHỆ NHIỆT PHÂN 15 3.1 Khái niệm nhiệt phân 15 3.2 Nguyên vật liệu 15 3.3 Thí nghiệm 16 3.4 Các phản ứng hóa học 16 3.5 Kết đánh giá 18 3.6 Tác dụng chất xúc tác 20 3.7 Dư lượng chất thải rắn 23 CHƯƠNG 4: SỬ DỤNG LỊ HƠI TẦNG SƠI TRONG QUÁ TRÌNH NHIỆT PHÂN RÁC THẢI NHỰA 25 4.1 Lý chọn lò tầng sơi 25 4.2 Cấu tạo lò tầng sơi 25 4.2.1 Bộ cấp nhiên liệu: 26 4.2.2 Buồng đốt: 27 4.2.3 Bộ thu hồi nhiệt: 28 4.2.4 Hệ thống xử lí khói thải: 30 4.3 Nguyên lý tầng sôi 31 CHƯƠNG 5: SỬ DỤNG BỌC NI LÔNG THÀNH GẠCH LÁT NỀNCÔNG NGHỆ CỦA TƯƠNG LAI 33 5.1 Quy trình xử lý bao nilong thành gạch lát (Công nghệ thô sơ) 33 5.2 Cái tiến qui trình 33 5.2.1 Sử dụng Lò thay thiết bị nung thủ công 33 SVTH: Kiên Văn Chí Thanh Thiết bị nhiệt quy trình xử lý rác thải nhựa GVHD: TS Đặng Hùng Sơn 5.2.2 Dùng thiết bị xử lý khí thải Dioxin 34 5.2.3 Buồng hòa trộn 36 CHƯƠNG 6: ĐÁNH GIÁ VÀ KIẾN NGHỊ 38 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 39 SVTH: Kiên Văn Chí Thanh Thiết bị nhiệt quy trình xử lý rác thải nhựa GVHD: TS Đặng Hùng Sơn DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1: Các bước phương pháp trơn lắp rác thải nhựa 11 Hình 2: Qui trình đốt rác 13 Hình 3: Phản ứng giữ nguyên mạch 17 Hình 4: Phản ứng cắt mạch 18 Hình 5: Ảnh hưởng chất xúc tác đến sản lượng sản phẩm 21 Hình 6: Ảnh hưởng chất xúc tác đến thành phần phần lỏng 22 Hình Sơ đồ cấu tạo lò tầng sơi 25 Hình 8: Hình ảnh cấp nhiên liệu 25 Hình Cấu tạo buồng đốt 26 Hình 10: Hình ảnh hâm nước cấp 28 Hình 11:Hình ảnh sấy khơng khí 28 Hình 12: Hình ảnh hệ thống xử lý khói thải lò tầng sơi 29 Hình 13: Sơ đồ bước xử lý khí thải 30 Hình 14: Sơ đồ cơng nghệ xử lí khí thải Dioxin 34 Hình 15: Cánh khuấy buồng hòa trộn 35 Hình 16: Cấu tạo buồng hòa trộn thơng thường 36 SVTH: Kiên Văn Chí Thanh Thiết bị nhiệt quy trình xử lý rác thải nhựa GVHD: TS Đặng Hùng Sơn DANH MỤC BẢNG Bảng 1: Thành phần hóa học diện tích bề mặt BET zeolite tự nhiên 16 Bảng 2: Phần trăm khối lượng khơ (%) 17 Bảng 3: Tính chất sản phẩm lỏng cho nguyên liệu khác 19 Bảng 4: Tính chất nhiên liệu diesel thương mại 20 Bảng 5: Tính chất sản phẩm lỏng cho chất xúc tác khác 23 Bảng 6: Phân tích gần dư lượng rắn.(%) 24 Bảng 7: Nhiệt trị giá tiền số nhiên liệu 33 Bảng 8: So sánh số tiền chi tiêu cho dạng nhiên liệu 33 SVTH: Kiên Văn Chí Thanh Thiết bị nhiệt quy trình xử lý rác thải nhựa GVHD: TS Đặng Hùng Sơn DANH MỤC TỪ VIẾT TẮC HDPE: MPW: PE: WPO: high density polyethylene municipal plastic wastes polyethylene waste plastics oil SVTH: Kiên Văn Chí Thanh Thiết bị nhiệt quy trình xử lý rác thải nhựa GVHD: TS Đặng Hùng Sơn CHƯƠNG I: ĐĂT VẤN ĐỀ Chúng ta cần năm để rác thải nhựa phân hủy? cậu trả lời nhà khoa học đưa cần hàng trăm năm Như hàng trăm năm rác thải nhựa không hệ lụy gây với môi trường không nhỏ Rác thải nhựa hiểm họa mơi sinh tồn cầu CÙng với quốc gia giới, Việt Nam nổ lực loại bỏ ô nhiểm rác thải nhựa gây Hơn 50% lượng nhựa tiêu thu ngày năm sản phẩm nhựa dùng lần Có nghĩa hàng triệu nhựa sản xuất năm số đem lại cho cảm giác phút cốc nhựa, ống hút, túi nilong, chai nước,…Sau đó, thứ vứt môi trường trở thành thứ đồ nhựa vơ dụng, tồn tự nhiên trở nên vơ nguy hại Hình ảnh dòng sơng, bãi biển, bờ biển nơi tập trung rác thải nhựa ngày nhiều tăng lên theo năm Và nay, Ở nước ta, phương pháp xử lý chất thải chủ yếu xử lý thủ cơng, theo nhiều chun gia mơi trường phương pháp cháy thải chất độc Đi-ơ-xin Rõ ràng thói quen sử dụng túi nilon, nhựa dùng lần đem lại tiện lợi cho người khoảng thời gian ngắn, ngờ lại tác nhân đẩy môi trường đứng trước thảm họa ô nhiễm Theo Báo cáo Chương trình Mơi trường Liên hợp quốc năm 2018: Mỗi năm giới sử dụng 500 tỷ túi nhựa khoảng 40% nhựa sản xuất dùng để đóng gói Tại Việt Nam, theo báo cáo Hiệp hội nhựa, năm 2015, Việt Nam sản xuất tiêu thụ khoảng triệu nhựa, đó, khoảng 80% nguyên liệu nhập sử dụng từ nhựa phế liệu Chỉ số tiêu thụ nhựa đầu người Việt Nam tăng nhanh từ 3,8kg/năm/người năm 1990, tăng lên 41kg/năm/người vào năm 2015 SVTH: Kiên Văn Chí Thanh Thiết bị nhiệt quy trình xử lý rác thải nhựa GVHD: TS Đặng Hùng Sơn Mặc dù, việc nhập phế liệu nhựa bước "kiểm soát", từ năm 2016-2018, Bộ Tài nguyên Môi trường cấp Giấy xác nhận đủ điều kiện nhập phế liệu nhựa cho 37 doanh nghiệp làm nguyên liệu sản xuất, tổng số 208 doanh nghiệp cấp, 34 đơn vị nhập trực tiếp, đơn vị nhập ủy thác Tuy nhiên, lượng phế liệu nhựa nhập tăng, năm 2016 18,548 tấn, năm 2017 90,839 tháng năm 2018 175.000 Thống kê Bộ Tài nguyên Môi trường cho thấy, ngày Hà Nội thải 4.000-5.000 rác, rác thải nilon chiếm 7-8%, tính riêng thành phố lớn Hà Nội Thành phố Hồ Chí Minh, thải mơi trường khoảng 80 nhựa túi nilon/ngày Đáng ý, lượng chất thải nhựa túi nilon nước chiếm khoảng 8-12% chất thải rắn sinh hoạt Nếu trung bình khoảng 10% lượng chất thải nhựa túi nilon không tái sử dụng mà thải bỏ hồn tồn lượng chất thải nhựa túi nilon thải bỏ xấp xỉ khoảng 2,5 triệu tấn/năm, gánh nặng cho mơi trường, chí dẫn tới thảm họa "ơ nhiễm trắng" Vậy nay, giới có cơng nghệ xử lý rác thải nhựa nào? Và Việt Nam áp dụng phương pháp nào? Ứng dụng nhiệt vào xử lý SVTH: Kiên Văn Chí Thanh Thiết bị nhiệt quy trình xử lý rác thải nhựa GVHD: TS Đặng Hùng Sơn CHƯƠNG II: CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ RÁC THẢI NHỰA TRUYỀN THỐNG 2.1 Chơn lắp 2.1.1 Mục đích Rác sinh hoạt chuyển đến công trường xử lý với công nghệ chôn lấp hợp vệ sinh nhằm đảm bảo không gây tác động nguy hại môi trường đất, nước mặt, nước ngầm khơng khí, khơng ảnh hưởng đến đời sống cộng đồng dân cư nói chung khu vực dự án nói riêng suốt thời gian tồn bãi rác kể sau đóng bãi 2.1.2 Mơ tả qui trình cơng nghệ Hố chơn lấp rác xây dựng lắp đặt lớp lót đáy tồn bãi rác vật liệu chống thấm HDPE để ngăn chặn khả gây ô nhiễm nguồn nước ngầm nước mặt tượng thấm theo chiều thẳng đứng, thấm ngang nước rác Trong suốt trình hoạt động rác chuyển từ sàn trung chuyển vào ô chôn lấp đổ theo lớp, san ủi, đầm nén theo quy trình kỹ thuật phủ lớp phủ trung gian nhằm giảm thiểu mùi hôi, tránh phát sinh ruồi, côn trùng tách nước mưa Nước rò rỉ bãi rác thu gom hệ thông ống thu lắp đặt đáy bãi bơm nhà máy xử lý nước rác với công nghệ thích hợp cho phép nước rỉ bãi rác sau xử lý đạt yêu cầu xả thải Hệ thống ống thu khí bãi rác thi cơng lắp đặt từ đầu hồn thiện theo q trình vận hành bãi rác bảo đảm việc thu gom toàn khí từ bãi rác nhằm chiết xuất gas phục vụ sản xuất điện xử lý loại bỏ khí độc hại gây nhiễm gây hiệu ứng nhà kính nguy cháy nổ Việc thiết kế, thi công xây dựng bãi chôn lấp đảm bảo xử lý vấn đề lún đất, trượt đất 10 SVTH: Kiên Văn Chí Thanh Thiết bị nhiệt quy trình xử lý rác thải nhựa GVHD: TS Đặng Hùng Sơn CHƯƠNG 4: SỬ DỤNG LỊ HƠI TẦNG SƠI TRONG QUÁ TRÌNH NHIỆT PHÂN RÁC THẢI NHỰA 4.1 Lý chọn lò tầng sơi Trong số lò để q trình cháy diễn nhanh chóng người ta cho thêm cát buồng đốt Cát có khả giữ nhiệt độ giản nở nhiệt thấp cấp nhiên liệu vào, nhận nguồn nhiệt từ cát tỏa nhanh chóng đạt đến điểm bốc cháy và, thường nhiên liệu đốt với lượng khơng khí thừa khoảng 20 % Với cơng nghệ đốt khả truyền nhiệt lớn nên hiệu cháy caohơn so với phương pháp đốt khác Nhiệt độ buồng đốt 950oC khoảng 800-950oC lượng phát thải NOx thấp Kích thước hạt nhiên liệu cháy giảm dần cháy (do cháy ma sát) cháy hết đỉnh đốt Giống lò thơng thường nhiên liệu cháy tỏa nhiệt cấp nhiệt cho ống nước bố trí vách buồng lửa Khói nóng số hạt nhiên liệu chưa cháy hết hạt đá vôi chưa phản ứng đến Cyclone Các hạt nhiên liệu nặng rơi xuống Cyclone tái tuần hoàn lại đốt với tỉ lệ khoảng 15:1 đến 100:1 để tiếp tục cháy kiệt không để tổn thất nhiệt lẫn nhiên liệu Đối với cơng nghệ lò tầng sơi tuần hồn đốt than tiên tiến đại ngày cho phép đốt than kiệt tỉ lệ hàm lượng Carbon khơng cháy hết tro bay vào khoảng 1-2% thấp Còn khói hút để tận dụng nguồn nhiệt trước thải Vì lí mà loại gọi lò tuần hồn 4.2 Cấu tạo lò tầng sơi Cũng giống loại lò thơng dụng mà ta biết lò tầng sơi có cấu tạo tương tự với phận sau 25 SVTH: Kiên Văn Chí Thanh Thiết bị nhiệt quy trình xử lý rác thải nhựa GVHD: TS Đặng Hùng Sơn Hình Sơ đồ cấu tạo lò tầng sôi Bộ cấp nhiên liệu Buồng đốt thu hồi nhiên liệu Cyclon Bộ thu hồi nhiệt Bộ xử lý khói thải 4.2.1 Bộ cấp nhiên liệu: Hình 8: Hình ảnh cấp nhiên liệu Cấu tạo: gồm phiễu, gầu tải, băng tải, vít tải,… Nhiệm vụ: Nhiệm vụ cấp nhiên liệu cung cấp chất đốt than, trấu, Cho buồng đốt Các nhiên liệu sau làm nhỏ với kích thước vừa phải khoảng từ đến 10 (mm), vận chuyển theo băng tải, sức người đưa vào buồng đốt Với phát triển khoa học vận hành cấp ngun liệu tự động bán tự động Bộ cấp chủ yếu sử dụng băng tải 26 SVTH: Kiên Văn Chí Thanh Thiết bị nhiệt quy trình xử lý rác thải nhựa GVHD: TS Đặng Hùng Sơn lập trình theo cơng suất buồng đốt, nhu cầu sử dụng.Ngồi nhà sản xuất có lắp đặt cân định lượng để tính tốn mức hao ngun liệu Có cách cấp nhiên liệu là: Cách 1: Cấp nhiên liệu lò nhiên liệu nghiền nhỏ từ 1-6mm vận chuyển khí nén từ phiễu nhiên liệu đến lò đốt ống dẫn Cách 2: Cấp nhiên liệu lò: than nghiền nhỏ từ 6-10mm chuyển tải từ kho lên băng truyền tải Bộ phận phân phối rải than bè mặt lò 4.2.2 Buồng đốt: Hình Cấu tạo buồng đốt Cấu tạo: Các buồng đốt thường có hình dạng hình trụ để đáp ứng cho q trình cháy tầng sơi buồng đốt làm vật liệu có tính chịu nhiệt cách nhiệt tốt Ngồi lò hoạt động theo ngun lý tầng sơi nên buồng đốt có bố trí hệ thống quạt để cấp gió với áp lực cho buồng đốt Thơng thường có cấp gió cho buồng đốt Nhiệm vụ: Buồng đốt nơi diễn trình cháy, thiết kế để đốt triệt để nhiên liệu cấp vào hấp thụ nhiệt tốt Nguồn nhiệt sinh sau gia nhiệt cho bao đưa qua hệ thống Cyclon sau đưa đến thu hồi nhiệt để phục vụ cho q trình hâm nước cấp, sấy khơng khí, cung cấp cho hoạt động dân dụng khác 27 SVTH: Kiên Văn Chí Thanh Thiết bị nhiệt quy trình xử lý rác thải nhựa GVHD: TS Đặng Hùng Sơn Hệ thống Cyclon Nhiệm vụ: Thu hồi nguồn nhiên liệu lại sau q trình cháy để mang buồng đốt tạo thành chu trình lập lại Tăng khả cháy kiệt cho nhiên liệu Nguyên lí hoạt động: Hệ thống Cyclon đặt cạnh buồng đốt luồng khơng khí nóng sau cháy theo đường dẫn vào Cyclon Lúc khơng khí cháy gồm khói, nhiều hạt bụi có kích thước khác có mảnh vụn nhiên liệu chưa cháy hết Sau vào Cyclon luồng gió thổi theo vòng tròn lúc tác dụng lực li tâm hạt có khối lượng lớn va vào thành thiết bị quán tình xuống dẫn trở lại đốt Dòng khí nóng sau qua Cyclon tiếp tục qua hồi nhiệt cung cấp mục đích khác Việc lắp đặt Cyclon đảm bảo tận dụng hết nguồn nhiên liệu giảm chi phí tiết kiệm cho doanh nghiệp 4.2.3 Bộ thu hồi nhiệt: Về nguồn khơng khí nóng (khói) sau gia nhiệt cho nước lò hết nhiệm vụ thải ngồi Nhận thấy nguồn nhiệt có nhiệt độ cao đủ để sử dụng cho mục đích khác, để tránh lãng phí, người ta cho tiến hành thu hồi nhiệt thực cho trình như: hâm nước cấp, gia nhiệt cho khơng khí cấp mục đích dân dụng khác Đặc điểm thu hồi nhiệt:  Không cần nhiên liệu đốt  Bảo trì đơn giản bền bỉ cao  Hoạt động ổn định Bộ hâm nước cấp: 28 SVTH: Kiên Văn Chí Thanh Thiết bị nhiệt quy trình xử lý rác thải nhựa GVHD: TS Đặng Hùng Sơn Hình 10: Hình ảnh hâm nước cấp Thơng thường nước cấp cho lò có nhiệt độ từ 250C – 300C Thì cần lượng nhiệt lớn để gia nhiệt Do để giảm nhiệt tiết kiệm hâm nước cấp sử dụng để gia nhiệt nước Bộ hâm nước cấp có cấu tạo thiết bị trao đổi nhiệt thơng thường Có dạng hình ống, nước di chuyển ống dòng nóng qua ống gia nhiệt cho nước cấp Bộ sấy khơng khí: Hình 11:Hình ảnh sấy khơng khí - Cũng nước cấp khơng khí cung cấp cho q trình cháy có nhiệt độ khoảng 300C Nếu ta đưa trực tiếp khơng khí vào, lượng khơng khí hấp thu phần nhiệt lượng buồng đốt Để hạn chế nguồn nhiệt người ta tiến hành sấy khơng khí cấp Nguồn nhiệt để sấy tận dụng từ nhiệt khói thải buồng đốt - Bộ sấy khơng khí có cấu tạo giống với thiết bị trao đổi nhiệt Hoạt động theo nguyên lí truyền nhiệt Khơng khí cấp gia nhiệt khói thải 29 SVTH: Kiên Văn Chí Thanh Thiết bị nhiệt quy trình xử lý rác thải nhựa GVHD: TS Đặng Hùng Sơn lò Nhưng sấy khơng khí thực lượng nhiệt qua hâm nước cấp thừa dùng để sấy khơng khí, bới q trình hâm nước cấp giúp cải thiện hiệu suất làm việc cao sấy khơng khí 4.2.4 Hệ thống xử lí khói thải: Hình 12: Hình ảnh hệ thống xử lý khói thải lò tầng sơi Nhiệm vụ: Tiến hành xử lí loại bỏ chất có tính nguy hại cao SO2 Cấu tạo gồm cyclon, quạt hút, tháp hấp thụ ống khói Nguồn khí nóng sau gia nhiệt cho nước vào Cyclon tách bụi, tác dụng quạt hút li tâm tách nhiên liệu cháy thừa đưa buống đốt, dòng khói nóng đưa qua thu hồi nhiệt để giảm nhiệt độ tận dụng nhiệt thừa Khi khói thải bụi, có nhiệt độ thấp tiếp tục di chuyển qua tháp hấp thụ Tháp hấp thụ khí SO2 dung dịch Ca(OH)2 Khói vào tháp đưa từ phía dưới, dòng dung dịch chảy từ xuống tiếp xúc với chúng tạo phản ứng hóa học loại bỏ SO2 cuối đưa qua ống khói thải ngồi theo tiêu chuẩn Hệ thống u cầu có khả xử lí hiệu loại bỏ chất độc nguy hiểm trước thải theo tiêu chuẩn qui định, dễ bảo trì vệ sinh 30 SVTH: Kiên Văn Chí Thanh Thiết bị nhiệt quy trình xử lý rác thải nhựa GVHD: TS Đặng Hùng Sơn Hình 13: Sơ đồ bước xử lý khí thải 4.3 Nguyên lý tầng sôi Trong buồng đốt, than số nhiên liệu hóa thạch khác ví dụ khí thiên nhiên dầu mỏ, than xấu trấu củi…(một ưu loại lò này) đưa vào buồng đốt với đá vôi hay đá Dolomite sử dụng để hấp thụ khí SO2 sinh Một cấp gió đặt đáy đốt nơi nhiên liệu tập trung gọi gió cấp Gió cấp làm cho nhiên liệu hòa trộn với lớp nhiên liệu cháy, cung cấp áp lực gió để đảo lớp nhiên liệu giống q trình sơi lớp nhiên liệu, lớp nhiên liệu giống khối chất lỏng sơi Một cấp khí khác gọi gió cấp hai đặt phía cấp gió cấp Chúng cung cấp áp lực gió để tạo lớp sơi tuần hồn, nâng hạt nhiên liệu cháy lên làm chúng lơ lửng buồng đốt di chuyển dần đến đỉnh đốt Vì cháy lơ lửng khơng khí nên hiệu suất đốt cháy nhiên liệu cao Tốc độ cấp gió phải đạt tốc độ gió cho phép khơng lớn không nhỏ Nếu nhỏ gió khơng tạo áp lực đủ lớn để thắng trở lực lớp nhiên liệu để tạo lớp tầng sơi Còn tốc độ gió q lớn làm cho hạt nhiên liệu cháy bay lên đỉnh buồng đốt nhanh làm cho nhiên liệu chưa cháy hoàn toàn gây nên tổn thất nhiệt Tùy vào điều 31 SVTH: Kiên Văn Chí Thanh Thiết bị nhiệt quy trình xử lý rác thải nhựa GVHD: TS Đặng Hùng Sơn kiện vận hành lò tính chọn tốc độ gió Thường chọn tốc độ gió từ 3.66m/s đến 9.144m/s 𝑈𝑚𝑓 𝑑𝑝3 𝑝𝑓 (𝑝𝑝 − 𝑝𝑓 )𝑔 𝜇 = {(25.25 + 0.0651 ) − 25.25} 𝑑𝑝 𝑔 𝜇2 Umf: tốc độ tối thiểu Dp: đường kính cát μ: độ nhớt động lực học pp: mật độ hạt 32 SVTH: Kiên Văn Chí Thanh Thiết bị nhiệt quy trình xử lý rác thải nhựa GVHD: TS Đặng Hùng Sơn CHƯƠNG 5: SỬ DỤNG BỌC NI LÔNG THÀNH GẠCH LÁT NỀNCÔNG NGHỆ CỦA TƯƠNG LAI 5.1 Quy trình xử lý bao nilong thành gạch lát (Công nghệ thô sơ) - Bao nilong tập kết khu xử lý tập trung xử lý rửa cặn bẩn Sau đó, tiếp tục làm khơ bao nilong, sử dụng nồi nung để nung bao nilong đên nhiệt độ thích hợp khoảng 150 - 1800C đến bọc ni lông tan chảy - Ta tiếp tục cho cát, trấu, tro (tùy vào mục đích sử dụng) theo tỷ lệ thích hợp vào tiếp tục nung nhiệt dộ khoảng 150 - 1800C, dùng để trộn hỗn hợp cho Tiếp theo, đổ hỗn hợp vào khung thiết kế sẵn để tạo sản phẩm, để nguội Đánh giá quy trình Ưu điểm: - Góp phần giải câu chuyện rác thải nilong môi trường - Tạo sản phẩm rạch có độ bền, nhẹ chi phí rẽ Hạn chế: - Cách làm thủ công, chưa khoa học, qui mơ nhỏ - Gây hại cho cơng nhân q trình nung nóng chảy nilong tạo chất Đi-ơ-xin 5.2 Cái tiến qui trình 5.2.1 Sử dụng Lò thay thiết bị nung thủ cơng - Để thu nhận nguồn lượng tốt thí sử dụng lo tầng sôi Tuy nhiên nguồn nhiên liệu sử dụng than trấu - Tận dụng nguồn trấu lớn nước ta Hằng năm, Việt Nam xuất 40 triệu thóc Theo báo cáo Tổ chức Lương thực Nông nghiệp Liên Hiệp Quốc (FAO- Food and Agriculture Organization of the United Nations) nhiều tài liệu khác khối lượng trấu chiếm khoảng 20% khối lượng thóc Như vậy, bình qn năm có xấp xỉ triệu vỏ trấu thải thông qua việc xay xát gạo 33 SVTH: Kiên Văn Chí Thanh GVHD: TS Đặng Hùng Sơn Thiết bị nhiệt quy trình xử lý rác thải nhựa Bảng 7: nhiệt trị giá tiền số nhiên liệu Tên nhiên liệu Nhiệt trị (kCal/kgnl) Giá 1kg nhiên liệu (VNĐ) Dầu DO 10.000 15.000 Than đá 7.000 5.000 Trấu 4.000 1000 - Kết hợp với bảng số liệu trên, với lò có cơng suất trung bình có sản lượng D = 50 hơi/h, hoạt động A = 8h/ngày hoạt động B = 26 ngày/tháng, thể tính tốn số tiền cho loại nhiên liệu qua tính tốn sau : Bảng : So sánh số tiền chi tiêu cho dạng nhiên liệu Đơn vị T : triệu VNĐ Tên nhiên liệu M (kg) T T ngày T tháng Dầu DO 84 1,26 63 1.638 Than đá 120 0,6 30 780 Trấu 210 0,21 10,5 273 - Qua bảng trên, ta nhận thấy : Nếu cho sản lượng hơi, sử dụng trấu thay cho than đá tiết kiệm 19,5 triệu/ngày hay 507 triệu/ tháng Tương đương 65% - Ngồi ra, ta tận dụng tro q trình đốt để trộn vào nilong nóng chảy 5.2.2 Dùng thiết bị xử lý khí thải Dioxin - Hàm lượng khí HCl, HF thấp (Vì thành phần nhựa rác thải chủ yếu PE) - Hàm lượng CO, CO2, bụi không ổn định, thấp vượt ngưỡng cho phép - Hàm lượng NO2, NO3 cao đốt cháy thành phần N hữu rác thải phần tạo thành Oxi phản ứng với N khơng khí nhiệt độ cao - Sơ đồ cơng nghệ xử lí khí thải Dioxin 34 SVTH: Kiên Văn Chí Thanh Thiết bị nhiệt quy trình xử lý rác thải nhựa GVHD: TS Đặng Hùng Sơn Hình 14: Sơ đồ cơng nghệ xử lí khí thải Dioxin - Các chất nhiễm khơng khí tạo có liên quan trực tiếp đến thành phần chất thải nung nóng Cần kiểm sốt chất nhiễm CO, NO, NO2, CO, O3, Pb bụi - Khói thải sinh khỏi buồng đốt thứ cấp có chứa nhiều bụi, chủ yếu mồ hóng khí độc hại dẫn qua thiết bị thu hồi nhiệt trước dẫn vào hệ thống thiết bị khử bụi kiểu ướt với hiệu khử bụi 70- 80%, thiết bị lọc bụi kiểu 35 SVTH: Kiên Văn Chí Thanh Thiết bị nhiệt quy trình xử lý rác thải nhựa GVHD: TS Đặng Hùng Sơn ướt ngồi chức lọc bụi khử phần khí SO2, NO, NO2 Lượng bụi lại theo khói thải qua thiết bị xử lí khí độc hại, xử lí tiếp phần khí NO, NO2, SO2, CO Dioxin/ Furan, vật liệu hấp thụ vơi, có tác dụng hấp thụ khói axit, than hoạt tính hấp thụ dioxin furan Hệ thống xử lí lắp thiết bị báo nhiệt độ, nồng độ số loại khí carbon để giám sát chất lượng khí thải hiệu phân hủy lò Nước thải từ trình thiết bị lọc bụi kiểu ướt tuần hồn lại 5.2.3 Buồng hòa trộn - Buồng hồ trộn dùng để hồ trộn liên tục hai chất có khối lượng riêng khác đưa vào liên tục từ hai đầu vào khác - Do khác khối lượng riêng đặc tính nhớt sau đưa vào đường ống phía trước buồng hoà trộn chúng dạng hai lớp chất chảy tầng với nhờ có bánh cơng tác cánh khuấy lắp buồng hoà trộn hai chất hoà trộn triệt để trước đưa khung tao hình sản phẩm gạch Hình 15: Cánh khuấy buồng hòa trộn 36 SVTH: Kiên Văn Chí Thanh Thiết bị nhiệt quy trình xử lý rác thải nhựa GVHD: TS Đặng Hùng Sơn Hình 16: Cấu tạo buồng hòa trộn thơng thường 37 SVTH: Kiên Văn Chí Thanh Thiết bị nhiệt quy trình xử lý rác thải nhựa GVHD: TS Đặng Hùng Sơn CHƯƠNG 6: ĐÁNH GIÁ VÀ KIẾN NGHỊ Hiện nay, với tân tiến kỹ thuật, nhà khoa học nghiên cứu nhiều phương pháp để xử lý chất thải nhựa, nilong Tuy nhiên, phương pháp áp dụng nước phát triển Còn nước Việt Nam, việc áp dụng Phương pháp nhiệt phân vào xử lý chất thải nhựa chưa có tổ chức cá nhân đứng tiên phong việc này: nước ta nước phát triển, nguồn lực chưa đủ để đầu tư công nghệ Với phương pháp tận dụng bọc nilong làm gạch lát phương pháp mới, cần xem xét nghiên cứu sâu thông số chất độc Ddioxxin thải q trình đốt, thơng số độ bền gạch, tỷ lệ phối trộn nilong cát,… Khi nghiên cứu sâu thông số này, việc tạo gạch lát nilong với cát phương pháp hữu ích giải vấn đề rác thải nhựa nilong nước phát triển Việt Nam Chúng ta Trong báo cáo em có kiến nghị giải pháp cải tiến cơng nghệ để tối ưu hóa thành phần nhiên liệu, giảm thành phần chất thải Dioxin môi trường ảnh hưởng người công nhân 38 SVTH: Kiên Văn Chí Thanh Thiết bị nhiệt quy trình xử lý rác thải nhựa GVHD: TS Đặng Hùng Sơn DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO Hóa hoc 12, nhà xuất giáo dục Việt Nam https://nongnghiep.vn/cong-nghe-moi-xu-ly-triet-de-rac-thai-nhuapost234480.html https://doimoisangtao.vn/news/2018/7/7/nhng-cng-ngh-x-l-rc-thi-tin-tintrn-th-gii https://www.wastetireoil.com/Pyrolysis_faq/Pyrolysis_Plant/waste_tire_p lastic_pyrolysis_plant370.html https://tuoitre.vn/hai-sinh-vien-bien-nilong-tai-che-thanh-gach-lat-nen20181208104332471.htm https://vtv.vn/the-gioi/nhua-duoc-tai-che-thanh-gach-lat-duong-o-ghana20180416082301477.htm https://www.vatlieuxaydung.org.vn/nghien-cuu-ung-dung/tan-dung-tuini-long-bo-di-de-lam-gach-lat-nen-12049.htm https://khoahocdoisong.vn/tai-che-nilong-thanh-gach-lat-nen118064.html https://ximang.vn/khoa-hoc-cong-nghe/nghien-cuu-thu-nghiem/gach-latnen-vua-ben-vua-deo-tu-cat-va-tui-ni-long-11697.htm 10.https://www.youtube.com/watch?v=xRxB6lyMNZ8 11.https://en.wikipedia.org/wiki/Pyrolysis#Recycling 12.https://pdfs.semanticscholar.org/c037/5ba9327273e2c4437780349ff862ee bb602e.pdf 13.https://en.wikipedia.org/wiki/Cracking_(chemistry) 14.https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876610214002288 15.https://www.noihoitrithanh.com/tim-hieu-chi-tiet-lo-hoi-tang-soi-phanloai-va-uu-nhuoc-diem/ 39 SVTH: Kiên Văn Chí Thanh .. .Thiết bị nhiệt quy trình xử lý rác thải nhựa GVHD: TS Đặng Hùng Sơn LỜI CẢM ƠN Rác thải nhựa vấn đề cấp bách ảnh hưởng đến vần đề mơi sinh tồn cầu Khi nhận đề tài “Các thiết bị nhiệt quy trình. .. Thanh Thiết bị nhiệt quy trình xử lý rác thải nhựa GVHD: TS Đặng Hùng Sơn CHƯƠNG III: XỬ LÝ RÁC THẢI NHỰA BẰNG CÔNG NGHỆ NHIỆT PHÂN 3.1 Khái niệm nhiệt phân - Nhiệt phân nhiệt phân hủy vật liệu nhiệt. .. Thanh Thiết bị nhiệt quy trình xử lý rác thải nhựa GVHD: TS Đặng Hùng Sơn CHƯƠNG 4: SỬ DỤNG LỊ HƠI TẦNG SƠI TRONG Q TRÌNH NHIỆT PHÂN RÁC THẢI NHỰA 4.1 Lý chọn lò tầng sơi Trong số lò để q trình