Phương phỏp này cú nhiều ưu điểm hơn cỏc phương phỏp khỏc và ỏp dụng cho cỏc đối tượng CTNH chứa cỏc chất hữu cơ cú khả năng chỏy được, cả CTNH dạng rắn, cặn, bựn, lỏng, khớ.
Tuỳ theo cỏc thành phần của chất thải mà khớ thải sinh ra cú thành phần khỏc và nhờ vào sự oxi hoỏ của oxi khụng khớ và phõn huỷ bởi nhiệt độ cao, cỏc chất hữu cơ sẽ được khử độc tớnh và phỏ vỡ cấu trỳc, cỏc sản phẩm chỏy thụng thường được tạo ra là bụi, CO2, CO, SOx, NOx. Tuy nhiờn việc thiờu đốt CTNH thường tạo ra tỉ lệ % khụng nhỏ cỏc khớ: HCl, HF, P2O5, HS, Cl2 và một số khớ độc hại khỏc như Dioxin và Furan.
Để đốt chỏy cú hiệu quả CTNH trong lũ đốt phải cú 4 yờu cầu cơ bản:
- Cung cấp đủ oxi tự nhiờn vào buồng đốt (bằng cỏch đưa vào một lượng dư khụng khớ chỏy trong buồng đốt)
- Time - thời gian lưu (khớ lũ sinh ra bởi khớ thải phải được duy trỡ đủ lõu trong lũ đốt để cho quỏ trỡnh chỏy được thực hiện hoàn toàn, thụng thường ớt nhất là 4 giõy)
- Temperature - nhiệt độ phải đủ cao (thụng thường cao hơn 1000oC hay 1100oC đối với PCB)
- Turbulence - đảo trộn (trộn lẫn cỏc khớ và khớ chỏy nghĩa là đảo trộn theo kiểu dũng xoỏy) như được minh họa trong hỡnh tam giỏc dưới.
Hỡnh 3.3. Yờu cầu thực hiện khi thiờu đốt CTNH
Như vậy xử lý bằng phương phỏp đốt cú cỏc ưu điểm: phõn huỷ hầu như hoàn toàn chất hữu cơ, nhiệt độ đốt lớn hơn >15000C thỡ tỷ lệ phõn huỷ chất hữu cơ đạt đến 99,9999%, giảm thể tớch chất thải và lượng chụn lấp xuống 80-90%, chuyển chất thải về trạng thỏi trơ, xử lý triệt để đặc biệt đối với tỏc nhõn truyền nhiễm, thu hồi nhiệt lượng, thời gian xử lý nhanh, diện tớch cụng trỡnh nhỏ, gọn.
Bờn cạnh đú phương phỏp này cú một số nhược điểm: đú là tạo ra khớ Đioxin và Furan nhất là điều kiện đốt khụng được giỏm sỏt chặt chẽ, chi phớ đầu tư và vận hành cao, yờu cầu thiết kế và vận hành phức tạp, đũi hỏi chi phớ xử lý khớ thải sau đốt.
Để hạn chế Đioxin và Furan trong quỏ trỡnh đốt CTNH, chất thải rắn thỡ chỳng ta khống chế nhiệt độ cho lũ đốt ở hai cấp nhiệt độ nguồn sơ cấp: 700 - 1000°C, nhiệt độ nguồn thứ cấp > 12000C. Sau đú khớ thải lũ đốt (sản phẩm chỏy) sẽ được giảm nhiệt nhiệt độ ngay lập tức trước khớ cho qua hệ thống xử lý khớ thải. Thụng thường nhiệt độ giảm xuống 120 - 2000C
Cỏc quỏ trỡnh xử lý nhiệt chuyờn dụng được sử dụng cỏc nhiều chất thải hữu cơ. Nhà mỏy và thiết bị để xử lý nhiệt lại chi phớ cao cả về mặt đầu tư ban đầu và cả chi phớ vận hành. Rất hiếm doanh nghiệp đủ lớn để xem xột và quyết định xõy dựng để sử dụng riờng cho mỡnh. Vỡ vậy, những cơ sở như thế này thụng thường là một phần của cả hệ thống đồng bộ xử lý CTNH của một vựng hay của một khu vực.
Những thiết bị đốt chuyờn dựng cần cú những bộ phận sau đõy: - Hệ thống nhận chất thải rắn và bảo quản chất thải rắn nguy hại. - Hệ thống nghiền và phối trộn chất thải rắn nguy hại.
- Hệ thống cấp chất thải, chất lỏng, bựn và chất rắn. - Buồng đốt sơ cấp.
- Buồng đốt thứ cấp.
- Thiết bị làm nguội khớ hay lũ hơi bằng chạy nhiệt dư để giảm nhiệt độ. - Hệ thống rửa khớ.
Hiện nay cỏc thiết bị lũ đốt sau thường được sử dụng: - Lũ đốt chất lỏng - Lũ đốt thựng quay - Lũ đốt giữ cố định - Lũ đốt tầng sụi - Lũ đốt xi măng - Lũ hơi
Lũ đốt chất lỏng: được sử dụng để đốt cỏc CTNH hữu cơ cú thể bơm được, ngoài ra cũn kết hợp để đốt CTNH dạng khớ. Chất lỏng sẽ được phun vào lũ đốt dưới dạng sương bụi với kớch thước giọt lỏng từ 1cm trở lrrn. Loại thiết bị này thường cú dạng hỡnh trụ nằm ngang, tuy nhiờn trong trường hợp chất thải lỏng cú hàm lượng chất vụ cơ cao thỡ thiết bị cú dạng thẳng đứng.
Ưu điểm:
- Đốt được nhiều loại CTNH
- Khụng yờu cầu lấy tro thường xuyờn
- Thay đổi nhiệt độ nhanh chúng theo tốc độ nhập liệu - Chi phớ bảo trỡ thấp
Nhược điểm:
- Chỉ ỏp dụng được đối với cỏc chất lỏng cú thể nguyờn tử húa
- Cần cung cấp để quỏ trỡnh chỏy được hoàn tất và trỏnh ngọn lửa tỏc động lờn gạch chịu lửa
Hỡnh 3.4. Sơ đồ lũ đốt chất lỏng
Lũ đốt thựng quay: thường được sử dụng để đốt chất thải rắn, bựn, khớ và chất lỏng. Thiết bị cú dạng hỡnh trụ cú thể đặt nằm ngang, hay nghiờng một gúc so với mặt ngang hoặc thẳng đứng. Thựng quay với vận tốc 0,5-1 vũng/phỳt, thời gian lưu của chất thải rắn trong lũ từ 0,5-1,5 giờ với lượng chất thải rắn nạp vào lũ chiếm khoảng 20% thể tớch lũ. Nhiệt độ trong lũ lờn đến >1400oC, cú thể phõn hủy được cỏc chất hữu cơ khú phõn hủy nhiệt. Kớch thước cơ bản: đường kớnh 1.5-3,6 m với chiều dài từ 3-9 m. Tỷ lệ đường kớnh chiều dài nờn theo tỷ lệ 4:1. Một số ưu, nhược điểm của lũ đốt thựng quay như sau:
Ưu điểm:
- Áp dụng cho cả chất thải rắn và lỏng
- Cú thể đốt riờng chất lỏng và chất rắn hoặc kết hợp đốt cả chất rắn và chất lỏng - Khụng bị nghẹt vỉ lũ do quỏ trỡnh nấu chảy
- Cú thể nạp chất thải ở dạng thựng hoặc khối - Linh động trong cơ cấu nạp liệu (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Cung cấp khả năng xỏo trộn chất thải và khụng khớ cao
- Qua trỡnh lấy tro liờn tục mà khụng ảnh hưởng đến quỏ trỡnh chỏy - Kiểm soỏt được thời gian lưu của chất thải trong thiết bị
- Cú thể nạp chất thải trực tiếp mà khụng cần phải xử lý sơ bộ gia nhiệt chất thải - Cú thể vận hành ở nhiệt độ > 1400oC
Nhược điểm:
- Chi phớ đầu tư cao - Vận hành phức tạp
- Yờu cầu lương khớ dư lớn do thất thoỏt qua cỏc khớp nối - Thành phần tro trong khớ thải ra cao
Hỡnh 3.5. Sơ đồ lũ đốt thựng quay
Lũ đốt vỉ cố định: lũ này về cơ chế giống như lũ đốt thựng quay nhưng khụng cú phần di động. Trong buồng thứ cấp, lượng khớ cung cấp thường khoảng 50-80% lượng khớ yờu cầu với mỳc địch để cho hai quỏ trỡnh nhiệt phõn và chỏy xảy ra đồng thời. Trong buồng thứ cấp, sản phẩm của quỏ trỡnh nhiệt phõn và chất hữu cơ bay hơi được tiếp tục tốt. Lượng khớ cần thiết ở buồng thứ cấp đạt từ 100-200% lượng khớ yờu cầu theo lý thuyết
Hỡnh 3.6. Lũ đốt vỉ cố định
Lũ đốt tầng sụi: Sử dụng để sử lý cả chất thải lỏng, bựn và CTNH, trong đố chất thải được đưa vào lớp vật liệu này. Nhiệt độ vận hành của thiết bị khoảng 760-870oC và lượng khớ cấp sẽ được cấp dư so với lý thuyết khoảng 25-150%. Ưu điểm của lũ đốt
tầng sụi là khả năng cấp nhiệt cho chất thải đến nhiệt độ chỏy rất cao, ớt sinh ra bụi, nhiệt độ ổn định.
Ưu điểm:
- Cú thể đốt được cả 3 dạng chất thải rắn, lỏng và khớ - Thiết kế đơn giản và hiệu quả nhiệt cao
- Nhiệt độ khớ thải thấp và lượng khớ dư yờu cầu nhỏ - Hiệu quả đốt cao do diện tớch bề mặt tiếp xỳc lớn - Lượng nhập liệu khụng cần cố định
Nhược điểm:
- Khú tỏch phần khụng chỏy được
- Lớp dịch chuyển phải được tu sửa và bảo trỡ - Cú khả năng phỏ vỡ lớp đệm
- Nhiệt độ đốt bị khống chế do nếu cao hơn 815oC cú khả năng phỏ vỡ lớp đệm - Chưa được sử dụng nhiều trong xử lý CTNH
Hỡnh 3.7. Sơ đồ lũ đốt tầng sụi
Lũ xi măng: về thực chất đõy là dạng lũ đốt thựng quay. Tuy nhiờn trong lũ đốt này chất thải sử dụng như là nguyờn liệu cho quỏ trỡnh Clinke. Về mặt xử lý CTNH, lũ này cũng cú những ưu điểm tương tự như lũ đốt thựng quay, tuy nhiờn nú cú lợi hơn là tận dụng được nhiệt lượng phỏt sinh do quỏ trỡnh đốt chất thải.
Việc sử dụng lũ nung Clinke trong cụng nghệ sản xuất ximăng được ứng dụng ở nhiều nước Chõu Âu để xử lý CTR và CTNH. Hiệu quả xử lý của lũ nung rất cao, đồng thời lại cú khả năng xử lý khối lượng lớn chất thải.
Theo lý thuyết thỡ tất cả cỏc loại chất thải hữu cơ ở dạng rắn hoặc lỏng điều được thiờu hủy an toàn trong lũ nung Clenke (1600-18000C). Cỏc chất ụ nhiễm hữu cơ sẽ bị thiờu hủy hoàn toàn (cỏc khớ hơi sinh ra cú thời gian lưu dài 4-6 giõy) để trở thành cỏc chất vụ cơ khụng độc hại như CO2, H2O, SO42-, NO3-, trong đú một số chất dạng khớ sẽ theo ống khúi ra ngoài, cỏc thành phần khỏc sẽ tham gia vào quỏ trỡnh hỡnh thành ximăng.
Một số cỏc chất thải là vụ cơ cú chứa kim loại nặng, axớt, bazơ vụ cơ cũng cú thể xử lý được trong lũ xi măng mà khụng hề làm ảnh hưởng đến chất lượng của ximăng. Cỏc chất thải vụ cơ này khi gặp nhiệt độ cao sẽ tham gia phản ứng nhiệt phõn, trở thành cỏc muối kộp và oxớt bền vững khụng độc hại trong ximăng.
Do quỏ trỡnh nung xi măng thường phỏt sinh nhiều khớ độc và bụi nờn cỏc nhà mỏy sản xuất xi măng thường đầu tư hệ thống xử lý khớ thải hiện đại. Hệ thống xử lý khớ thải nhà mỏy xi măng bao gồm cỏc cụng đoạn như: lọc bụi thụ bằng xyclon, sau đú lọc bụi tinh bằng tĩnh điện hoặc tỳi vải, sau đú sử dụng phương phỏp hấp thụ cỏc khớ độc bằng dung dịch kiềm dưới dạng phun sương.
Hiện nay rất nhiều tỉnh thành đang cú nhà mỏy ximăng hoạt động, do vậy tiềm năng ứng dụng chỳng để xử lý CTRCN và CTNH là rất lớn. Về mặt kinh tế, tớnh toỏn cho thấy xử lý chất thải bằng lũ ximăng cho phộp giảm tiờu hao nhiờn liệu rất nhiều, trung bỡnh đốt 50.000 tấn chất thải cú thể tiết kiệm 30.000 tấn nhiờn liệu.
Ở Việt Nam, Cụng nghệ này mới được sử dụng bởi hai cơ sở sản xuất xi măng tại Kiờn Giang và Hải Dương.
Hỡnh 3.8. Sơ đồ nguyờn lý lũ xi măng
Hỡnh 3.9. Hệ thống lũ nung xi măng và bộ phận nạp CTNH dạng lỏng
Lũ hơi: đối với cỏc chất thải cú nhiệt trị cao được sử dụng như nhiờn liệu cho lũ hơi. Tuy nhiờn cần lưu ý đến vấn đề xử lý khớ thải của quỏ trỡnh đốt để trỏnh việc hỡnh thành sản phẩm phụ là cỏc khớ độc hại
(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});