2.1 Quy trình công nghệ cải tiến của hệ thống xử lý Chất thải rắ ny tế
2.1.2 Buồng đốt sơ cấp
Hình 2.3 Cấu tạo lò đốt chất thải rắn y tế nguy hại
Buồng đốt sơ cấp: Là nơi nung nóng, nhiệt phân và hóa khí chất thải tới khoảng nhiệt độ từ 650°C đến 850 °C.
Nguyên lý của lò đốt chất thải rắn y tế sử dụng áp suất âm là chỉ đốt bằng không khí được cung cấp từ cơ chế hút. Nguồn cung cấp không khí cho buồng đốt sơ cấp là từ 1 quạt hút lớn có công suất 7.5 kW. Ngoài ra quá trình cháy tại đây không được gia nhiệt từ bất kỳ phương pháp nào.
Các thông số của buồng đốt sơ cấp được thể hiện trong Bảng 2.1 Các thông số của buồng đốt sơ cấp.
Bảng 2.1 Các thông số của buồng đốt sơ cấp
Tiêu chí Thông số
Kích thước: Cao * Rộng * Dài (mm) 1660×1820×2380
Dung tích (m3) 7.2
Diện tích cháy (m2
) 3.07
Kích thước cửa cho rác vào (mm) 1280×1200 Kích thước cửa kiểm tra và nạp bổ
sung rác (mm)
312×312
Kích thước buồng đốt sơ cấp được tính toán phù hợp với công suất thiết kế của lò. Tường buồng đốt sơ cấp được cấu tạo từ 4 lớp như Hình 2.4:
30
Hình 2.4 Cấu tạo tường buồng đốt sơ cấp
Lớp ngoài cùng (1) là vỏ lò bằng thép
Lớp số (2) là sứ cách nhiệt, chịu được tới 900 °C
Lớp số (3) là bông chịu nhiệt chịu được nhiệt độ tới 1200 °C
Lớp trong cùng số (4) là bê tông chịu nhiệt, chịu được nhiệt độ tới 1400 °C Tổng chiều dầy của 4 lớp là 160 mm, giúp cho vò lò không vượt quá 60 °C kể cà khi lò hoạt động trong thời gian dài.
Buồng đốt sơ cấp, thứ cấp và bộ trao đổi nhiệt được gắn trên cùng 1 khối. Khí thải ra từ buồng đốt thứ cấp sẽ được qua bộ trao đổi nhiệt để đưa nhiệt lượng về khí đầu vào cho buồng đốt sơ cấp.Qua đó nâng cao được hiệu quả sử dụng năng lượng cho lò.
Khí nóng đưa về sẽ thực hiện thêm nhiệm vụ sấy khô rác và nâng nhiệt độ cháy của buồng sơ cấp lên cao, từ 650 tới 800 °C. Với công nghệ hút áp suất âm, khí nóng từ bộ trao đổi nhiệt sẽ được trộn đều với rác, làm cho rác bị cháy trên toàn bộ bề mặt tiếp xúc đẫn đến nhiệt độ và hiệu quả cháy tăng cao.
Trong buồng sơ cấp, với điều kiện thiếu oxi và nhiệt độ cao, các chất trong rác sẽ bị phân hủy, bẻ gẫy liên kết và chuyển hóa thành những hợp chất đơn giản hơn, theo luồng gió nóng bay sang khoang thứ cấp.
Các phản ứng xảy ra trong buồng sơ cấp:
C + O2 → CO2 PT 2.1 2C + O2 → 2CO PT 2.2 S + O2 → SO2 PT 2.3 2H2 + O2 → 2H2O PT 2.4 N2 + 2O2 → 2NO2 PT 2.5 N2 + O2 → 2NO PT 2.6 Cl2 + H2O → 2HCl + 1/2O2 PT 2.7
Để cải thiện hiệu quả thiêu đốt các loại CTNH có nguy cơ chứa Sars-CoV-2 của lò đốt, chúng tôi đã nghiên cứu phương án cung cấp thêm nhiệt lượng cho buồng đốt sơ cấp. Trong thiết kế ban đầu của lò đốt, buồng đốt sơ cấp có các cửa cung cấp không khí cho sự cháy của chất thải bên trong buồng đốt. Chúng tôi
31 thực hiện cung cấp không khí nóng, thay vì không khí ở nhiệt độ thường, vào các cửa này thông qua một hệ thống ống dẫn khí. Hệ thống ống dẫn này có đầu vào là không khí ở nhiệt độ thường. Không khí đi vào hệ thống ống, sẽ được dẫn qua hệ thống xử lý nước thải và hệ thống xử lý khí thải, để thực hiện quá trình trao đổi nhiệt. Lượng không khí này vừa được sử dụng để làm mát cho hai hệ thống xử lý của lò đốt, vừa đem theo nhiệt lượng cung cấp cho sự cháy tại buồng đốt sơ cấp. Ngoài khả năng cung cấp thêm nhiệt lượng, luồng không khí nóng được cấp vào còn có khả năng sấy khô lượng chất thải nằm trong buồng đốt sơ cấp, giúp cho độ ẩm của chất thải giảm và kích thích sự cháy. Thành buồng đốt sơ cấp cũng được tạo thêm các khe gió, nhằm tăng diện tích tiếp xúc của luồng khí nóng với chất thải, nâng cao hiệu quả sấy khô và tăng thêm nhiệt lượng cung cấp cho chất thải trong buồng đốt. Như vậy, hiệu suất cháy và hiệu quả xử lý chất thải của lò đốt sẽ được nâng cao.