STT Thành phần rác cháy sinh năng lượng Giá trị nhiệt trị (KJ/kg) 1 Chất thải thực phẩm 4.969 2 Giấy 16.598 3 Bìa cotton 16.250 4 Chất dẻo 30.421 5 Lá cây,cỏ 10.015 6 Gỗ 18.648 7 Vải vụn 17.404 8 Da vụn 17.643 9 Cao su 23.880
Từ kết quả phân tích nhiệt trị Bảng 16 và tỷ lệ % khối lượng các thành phần rác cháy sinh năng lượng trong Bảng 15, tính được nhiệt lượng các thành phần
Bảng 17 : Tính tốn giá trị lý thuyết của nhiệt trị và năng luợng trong các thành phần rác thải sinh hoạt
TT Thành phần rác cháy sinh năng lƣợng Tỷ lệ thành phần (%) Khối lƣợng thành phần rác trong 166.5 tấn rác (Kg) Giá trị nhiệt trị (KJ/kg) Năng lƣợng thành phần rác tƣơng ứng trong 166.5 tấn rác (KJ) 1 Chất thải thực phẩm 14,15 23559,75 4.969 117068398 2 Giấy,bìa catton 3,08 5128,2 16.598 85117863,6 3 Chất dẻo 12,12 20179,8 30.421 613889696 4 Lá cây,cỏ 28,35 47202,75 10.015 472735541 5 Gỗ 2,95 4911,75 18.648 91594314 6 Vải vụn 4,55 7575,75 17.404 131848353 7 Da vụn 1,05 1748,25 17.643 308443748,8 8 Cao su 1,21 2014,65 23.880 48109842 Tổng 1591208382
Qua kết quả tính tốn tại bảng 17 cho thấy nhiệt lượng trung bình của các thành phần rác là gần 16.000 KJ/ kg .Tổng giá trị năng lượng (theo tính tóan) sinh ra khi đốt cháy lượng rác thải sinh hoạt trong 1 ngày (trong 166,5 tấn rác) tại thành
phố Nam Định là 1.591.208.382 KJ. Như vậy với nguồn năng lượng lớn này sẽ là
tiền đề cho việc áp dụng công nghệ đốt rác thu hồi điện.
3.2.4. Ƣớc tính hiệu quả của cơng nghệ đốt rác thải sinh hoạt sản xuất điện 3.2.4.1. Mô tả công nghệ
Đốt chất thải là quá trình oxi hóa chất thải bằng oxi của khơng khí ở nhiệt độ cao. Nhiệt độ thích hợp để phân hủy chất thải từ 900- 11500C. Nhà máy đốt rác được xây dựng để đốt các loại rác thải sinh hoạt khác nhau, và đáp ứng các yêu cầu về môi trường cũng như vận hành ổn định lâu dài.
Năng lượng sinh ra trong quá trình đốt dưới dạng nhiệt năng là từ các phản ứng oxy hố hồn tồn một số các thành phần cháy có trong rác thải với oxy khơng khí. Sau khi thu hồi, nhiệt năng sẽ được chuyển hoá thành điện năng, một dạng năng lượng sạch, để chuyển đến tay người tiêu dùng như các loại năng lượng khác.
Nhiệt lượng tạo ra trong quá trình đốt và sự hình thành các chất khí nguy hại phụ thuộc vào lượng oxy cung cấp. Do vậy, khi cấp khí cho lị đốt phải đầy đủ để bảo đảm lượng nguyên liệu rác đưa vào đã cháy hoàn toàn, đặc biệt đối với các lò đốt gián đoạn 2 cấp. Các khí chính tạo ra trong quá trình đốt rác gồm CO2, CO, nước, NOx… Lượng khơng khí cấp cho lị đốt cũng khác nhau tùy thuộc vào độ ẩm của rác, nhiệt trị của rác và công nghệ đốt.
Công nghệ và công suất nhà máy được phân tích và lựa chọn phù hợp với điều kiện của nhà máy : nguồn nhiên liệu, nước làm mát, hệ thống điện, bảo vệ môi trường và các yếu tố liên quan khác ..., sao cho nhà máy có thể vận hành với độ tin cậy, khả dụng cao, đảm bảo tính kinh tế .
* Các yêu cầu công nghệ
+ Các tiêu chuẩn về kinh tế kỹ thuật của lò đốt
Lò đốt chất thải rắn là hệ thống thiết bị để tiến hành các giai đoạn của quá trình cháy chất thải và nhiên liệu . Khi thiết kế cần chú ý các chỉ tiêu sau:
- Lò đốt có khả năng đốt cháy hoàn toàn nhiều loại chất thải và nhiên liệu khác nhau, với hệ số khơng khí thừa nhỏ nhất, các loại tổn thất nhiệt ít nhất trong phạm vi thay đổi phụ tải lớn nhất.
- Kích thước lị đốt nhỏ , tiết kiệm được nguyên vật liệu.
- Cấu tạo của buồng đốt đơn giản, chắc chắn, dễ chế tạo, rẻ tiền, dễ theo dõi kiểm tra, dễ sửa chữa bảo dưỡng.
linh hoạt, dễ dàng tự động hóa.
+ Yêu cầu của hệ thống xử lý khí thải
Xử lý chất thải bằng phương pháp đốt là biện pháp được nhiều nước trên thế giới đang sử dụng vì nó tiết kiệm được đất chôn lấp, giảm mức độ ô nhiễm môi trường đất. Tuy nhiên khi đốt chất thải, trong khói thải có chứa nhiều khí độc hại như bụi, khí CO, SO2, HCl, NOx, dioxin và furan..do thành phần phức tạp và có chứa nhiều bao bì nylon…Những khí này gây ảnh hưởng đến sức khỏe con người , năng suất cây trồng, vật nuôi.
Do vậy trang bị hệ thống làm nguội và xử lý khói thải cho lị đốt là cần thiết nhằm giảm ơ nhiễm mơi trường khơng khí, mơi trường đất….Những mục tiêu cơ bản cần đặt ra là :
- Bên cạnh thu hồi nhiệt để phục vụ cung cấp điện cho sinh hoạt và sản xuất
thì làm lạnh khói thải khi đốt chất thải có nhiệt độ từ 900 đến 12000C xuống 200
đến 3000C cịn là do u cầu cơng nghệ
- Giảm nồng độ phát thải của bụi và các khí ơ nhiễm xuống dưới tiêu chuẩn
cho phép(TCCP) trước khi thải khói ra khí quyển.
- Bảo đảm nồng độ bụi, khí ơ nhiễm trên mặt đất do khói thải lị đốt sinh ra
nhỏ hơn TCCP ở khu vực xung quanh
- Giảm bớt nồng độ của một số chất như HCl, NOx… * Thiết bị công nghệ
Hệ thống đầu tư công nghệ đốt rác thải sinh hoạt sản xuất điện được mô tả theo sơ đồ sau:
Sơ đồ 4: Hệ thống đốt rác sản xuất điện
- Có thể tận dụng được lị đốt rác đang vận hành tại khu liên hợp xử lý rác Nam Định: Đó là lị đốt rác E- 200LDR/TC được thiết kế đảm bảo xử lý triệt để các loại rác thải có chọn lựa từ nhà máy xử lý rác. Đây là lò lắp cố định, mồi lửa ban đầu sau tự cháy là chính. Lị có vỏ bọc bằng thép, lò xây bằng gạch chịu lửa chịu
nhiệt độ đến 15000C, buồng đốt sơ cấp có nhiệt độ đạt đến 800-9000C, buồng đốt
thứ cấp có thể lên 12000C. Như vậy cần phải đầu tư mua sắm thêm:
Tuabin hơi:
- Số lượng : 1
- Thông số đầu vào Tuabin : 2950C/2,85MPa
- Tốc độ : 1500v/phút
- Áp suất tại đầu ra Tuabin : 30kPa
Máy phát điện sẽ có các thơng số kỹ thuật chính như sau:
- Loại: Máy phát điện đồng bộ 3 pha, đặt trong nhà - Công suất định mức: 1.703 kW - Điện áp định mức: 6,6kV - Tần số định mức: 50Hz - Hệ số công suất: 0,8 - Làm mát: làm mát bằng khơng khí - Các thiết bị phụ trợ khác. Nhiên liệu sử dụng
- Nhiên liệu chính: rác thải sinh hoạt, được thu gom từ các nơi trên địa bàn Thành phố
- Mức tiêu thụ: 75 tấn/ngày.
- Nhiệt trị thấp trung bình: 16MJ/kg (bảng 21).
- Nhiên liệu hỗ trợ dùng dầu DO. Mức tiêu thụ khoảng 20-25l/tấn
Đầu nối hệ thống điện khu vực
Điện năng phát từ Hệ thống xử lý rác thải phát điện sẽ đấu nối với hệ thống lưới điện ở khu vực xử lý rác để cung cấp điện cho toàn bộ khu Liên Hợp xử lý rác và một số nơi gần khu Liên hợp.
3.2.4.2. Tính chi phí đầu tƣ
Trong trường hợp khơng tận dụng được lị đốt rác đang vận hành trong khu liên hợp thì phải đầu tư cơng nghệ từ đầu. Hiện nay thành phố Hà Nội đang triển khai dự án xử lý chất thải công nghiệp phát điện tại Nam Sơn –Hà Nội. Theo dự án này mỗi ngày sẽ xử lý được 75 tấn rác, còn đối với bãi rác ở Nam Định hiện tại mỗi ngày đốt 57 tấn rác. Thực tế hàng năm khối lượng rác tăng lên nhanh chóng nên một vài năm tới cơng suất của lị đốt rác ở Nam Định thì có thể đốt được 75 tấn/ ngày. Do vậy để tính tốn chi phí đầu tư cơng nghệ cho nhà máy xử lý rác thải sinh
hoạt tạo điện ở Nam Định có thể áp dụng tổng mức chi phí đầu tư cho khu xử lý Nam Sơn – Hà Nội.
Tổng mức đầu tư cơng nghệ bao gồm đầy đủ các chi phí theo các văn bản quy định hiện hành gồm: Chi phí xây dựng; chi phí thiết bị; chi phí quản lý dự án; chi phí tư vấn đầu tư xây dựng; chi phí khác và chi phí dự phịng.
Phần xây dựng
Hiện tại trong khu liên hợp xử lý rác Nam Định đã xây dựng được nhà máy đốt rác, khu xử lý nước thải sau khi đốt. Do vậy chi phí xây dựng được tính tốn trong tổng mức đầu tư cơng nghệ là chi phí xây dựng cơng trình chỉ bao gồm các chi phí sau:
- Chi phí xây dựng các hạng mục bổ sung, bao gồm các hạng mục: nhà lắp đặt
tuabin và các thiết bị phụ, lò hơi và thiết bị phụ, hệ thống đo lường điều khiển, thiết bị điện…
- Các chi phí xây dựng khác ( đường tải điện, đường đi lại…)
Theo tính tốn tổng chi phí cho xây dựng các hạng mục bổ sung là 20.291,382 triệu đồng. (Nguồn tham khảo của dự án đầu tư hệ thống xử lý rác thải công nghiệp
Nam Sơn)
Phần thiết bị
Phần mua sắm thiết bị
Chi phí thiết bị đối với Hệ thống xử lý chất thải sinh hoạt cho phát điện tại Nam Định được trình bày sau đây được áp dụng theo dự án xử lý rác công nghiệp phát điện ở Nam Sơn- Hà Nội là các thiết bị đồng bộ của Nhật chủ yếu cung cấp qua Hitachizosen và thiết bị phụ từ Việt Nam bao gồm chi phí mua sắm, chi phí vận chuyển trong nước và nước ngồi, chi phí bảo hiểm, chi phí lưu kho lưu bãi, chi phí bảo quản, bảo dưỡng tại kho bãi, thiết kế chế tạo và khảo sát, thiết kế thi công,
vận chuyển nội bộ công trường đến vị trí xây lắp và các loại thuế, phí theo qui định hiện hành (trừ thuế VAT) của các hạng mục sau đây của nhà máy:
- Tuabin, máy phát và phần phụ trợ
- Lò hơi và phần phụ trợ
- Hệ thống đo lường và điều khiển
- Các thiết bị điện - Các thiết bị khác
- Phần thiết bị dự phòng: là các thiết bị dự phòng thiết yếu dùng để thay
thế trong 2 năm đầu tiên vận hành nhà máy (trong thời gian bảo hành của nhà máy).
Tổng mức đầu tư cho phần mua sắm thiết bị dự kiến là 470.686,091 triệu đồng
Phần lắp đặt và thí nghiệm, hiệu chỉnh
Chi phí đào tạo và chuyển giao cơng nghệ
Chi phí quản lý
Bao gồm các chi phí để tổ chức thực hiện các cơng việc quản lý từ giai đoạn chuẩn bị , thực hiện đến khi hồn thành nghiệm thu bàn giao đưa cơng trình vào khai thác sử dụng. Chi phí này chiếm khoảng 1,35% tổng chi phí đầu tư , ước tính là 7084,263 triệu đồng.
Chi phí tƣ vấn đầu tƣ xây dựng
Bao gồm các chi phí cho các cơng việc khảo sát, lập báo cáo đầu tư , chi phí thiết kế, thẩm tra thiết kế, lập hồ sơ mời thầu, giám sát khảo sát, giám sát thi công xây dựng và lắp đặt thiết bị, ...
Chi phí tư vấn đầu tư xây dựng được xác định trên cơ sở tham khảo định mức tỷ lệ do Bộ Xây dựng cơng bố. Ước tính chi phí này là 9462,132 triệu đồng.
Chi phí khác
Bao gồm các chi phí cần thiết khơng thuộc chi phí xây dựng; chi phí thiết bị; chi phí quản lý và chi phí tư vấn đầu tư xây dựng nói trên..Ước tính chi phí này chiếm 1,73% sẽ là 10.023,284 triệu đồng.
Chi phí dự phịng
Chi phí dự phịng cho khối lượng công việc phát sinh chưa lường trước được và chi phí dự phịng yếu tố trượt giá trong thời gian xây dựng cơng trình căn cứ theo hướng dẫn tại Thông tư số 04/2010/TT-BXD ngày 26/5/2010. Chi phí này ước tính 31.047,105 triệu đồng.
Bảng tổng hợp tổng mức đầu tư Hệ thống xử lý chất thải sinh hoạt phát điện với lượng rác tiêu thụ là 75 tấn/ngày được thể hiện ở bảng tổng hợp tổng mức đầu tư như sau: