Công suất đốt 1000 kg/giờ Thời gian vận hành 24/24 giờ
Nguồn gốc Sản xuất trong nƣớc Nguyên liệu đốt Dầu DO
Buồng đốt: 2 buồng đốt
Buồng đốt sơ cấp Nhiệt độ : 800 – 850oC,
Buồng đốt thứ cấp Nhiệt độ 1050 - 1300oC, thời gian lƣu khí 2s Cấp chất thải Bán tự động
Hệ thống xử lý khí thải
Hệ thống giải nhiệt khí Nƣớc giải nhiệt đƣợc bơm tuần hoàn Hệ thống xyclon Tách một lƣợng lớn tro bay từ lò đốt Hệ thống tháp rửa xút
và tháp rửa cácbon
Loại bỏ các chất gây ô nhiễm môi trƣờng nhƣ HCl, NOx, dioxin/furan.
Lị đốt này có thể làm việc 24 giờ /ngày và đƣợc nối với một hệ thống xử lý khí thải đƣợc lắp đặt cùng với hệ thống.
Tủ điều khiển đƣợc lắp một màn hình chức năng tổng quát để hiển thị tình trạng vận hành của tồn bộ lị đốt và đƣợc điều khiển bằng Hệ thống P.L.C (Thiết bị điều khiển chƣơng trình cài đặt sẵn) và vận hành bằng máy vi tính.
Lị đốt đƣợc sử dụng để tiêu hủy các loại CTNH dạng rắn hay lỏng (trộn trực tiếp với chất thải rắn hoặc bơm qua bơm cao áp) có chứa các thành phần dễ cháy nhƣ: Bùn thải; cặn phản ứng thải; chất hấp thụ thải; các loại hóa chất, dung dịch, dƣợc phẩm, dịch cái thải không chứa các thành phần halogen hữu cơ; mực in, hộp
mực in thải; sơn, chất kết dính, bao bì mềm thải; hắc ín thải; dầu thải và cặn dầu thải. CTNH thu gom đƣợc sẽ tập trung tại kho lƣu chứa và đƣợc phân loại sơ bộ để xác định loại chất thải phù hợp với danh mục chất thải có thể đốt đƣợc trong lị đốt hai cấp.
Hình 2.2: Sơ đồ hoạt động của lị đốt chất thải IWI3
Sau đó CTNH sẽ đƣợc vận chuyển đến thiết bị cấp rác. Chất thải đƣợc đảm bảo nhiệt trị khoảng 3500 – 4000 Kcal/kg và cấp vào lò theo chế độ bán tự động. Với thiết kế lò đốt 2 cấp, chất thải đƣợc đốt ở buồng sơ cấp với nhiệt độ khoảng 800 – 850o
C, những chất rắn khó phân hủy sẽ đƣợc tiếp tục đƣợc phân hủy hoàn toàn tại buồng đốt thứ cấp với nhiệt độ 1050 - 1300oC. Tro của q trình đốt sẽ đƣợc đóng rắn và chơn lấp an tồn. Khí thải từ lị đốt qua hệ thống giải nhiệt khí, nƣớc giải nhiệt đƣợc bơm tuần hồn nhờ bơm. Khí thải sau khi giải nhiệt tiếp tục dẫn qua cyclon khơ nhằm tách một lƣợng lớn tro bay từ lị đốt. Các chất độc hại trong khí thải đƣợc hấp thụ bằng qua hai tháp rửa xút và tháp hấp thụ cácbon. Hóa chất hấp thụ đƣợc cung cấp từ bể chứa dung dịch hấp thụ,đƣợc bơm tuần hoàn nhờ bơm. Sau khi qua hệ thống xử lý khí thải, khí thải lị đốt sẽ đƣợc phát tán vào môi trƣờng xung quanh qua ống khói.
2.1.3.Lị đốt chất thải IWI4
Lị đốt chất thải IWI4 có cùng cơng suất thiết kế với lị đốt chất thải IWI2. Các thơng số kỹ thuật của lị đốt IWI4 đƣợc thể hiện ở Bảng 2.4.
Bảng 2.4: Thơng số kỹ thuật của lị đốt IWI4
Công suất đốt 200 kg/giờ Thời gian vận hành 24/24 giờ
Nguồn gốc Sản xuất trong nƣớc Nguyên liệu đốt Dầu DO
Buồng đốt: 2 buồng đốt
Cấu tạo lò Thành lò đƣợc xây bằng gạch samot A dày 230 mm; Tiếp theo là lớp bê tông cách nhiệt dày 50 – 70 mm; Vỏ ngoài bằng thép dày 8 mm, phủ sơn chịu nhiệt Vòi đốt 2 cấp Hãng Riello chế tạo
Buồng đốt sơ cấp Nhiệt độ : 600 – 850oC,
Buồng đốt thứ cấp Nhiệt độ 1050 - 1300oC, thời gian lƣu khói 2s Cấp chất thải Bán tự động
Hệ thống xử lý khí thải
Hệ thống giải nhiệt Giả nhiệt khói/nƣớc hạ nhiệt độ xuống dƣới 300oC
Tháp xử lý khói Đƣợc thiết kế với hai tính năng là xyclon tách bụi và tháp xử lý ƣớt
Nguyên lý hoạt động của lò đốt IWI4
Buồng đốt sơ cấp có tác dụng để hóa khí các chất nguy hại, sử dụng cơng nghệ
nhiệt phân hóa khí chất thải, đƣợc duy trì ở nhiệt độ 650-850o C. Khi nhiệt độ lò đạt 600oC vòi đốt chỉ hoạt động một cấp. Khi nhiệt độ vƣợt quá 850oC cả hai cấp tự động ngừng hoạt động, rác tự cháy. Khi nhiệt độ hạ xuống dƣới 850oC, vòi đốt tự động khởi động lại. Chế độ đƣợc thực hiện bằng chƣơng trình nhiệt độ cài đặt trong tủ điều khiển, nên rất tiết kiệm nhiên liệu.
Buồng đốt thứ cấp có tác dụng đốt cháy khói thải đi từ buồng sơ cấp sang.
Buồng lƣu nhiệt có đƣờng kính trong khác nhau tuỳ thuộc vào công suất, chiều dài hiệu dụng 3 m, đƣợc lót lớp bê tơng chịu nhiệt dày 120 mm. Khí thải đi từ buồng đốt thứ cấp đƣợc đi vào buồng lƣu nhiệt và do đƣợc bảo ơn nên khí thải tiếp tục đƣợc đốt cháy, kéo dài thời gian lƣu cháy. Sau khi ra khỏi buồng lƣu nhiệt, khí thải đi vào buồng làm mát.
Buồng làm mát khí có các phần tiếp xúc với khí thải làm bằng thép không rỉ SUS 304. Tại đây thực hiện q trình trao đổi nhiệt giữa khói và nƣớc để hạ nhiệt độ khói thải xuống 300oC trƣớc khi đi vào tháp xử lý khói. Nhiệt trao đổi đƣợc thu hồi dùng cho các mục đích khác nhau trong nhà máy nhƣ để chƣng cất dung môi.
Tháp xử lý khói đƣợc thiết kế tổ hợp đƣợc hai cơng năng là xyclon tách bụi và tháp xử lý ƣớt. Tháp làm bằng thép khơng rỉ SUS 304, sử dụng vịi phun dạng zicler làm bằng thép không rỉ SUS 316, tạo sƣơng mù trong tháp tăng khả năng tiếp xúc giữa pha khí và pha nƣớc. Khói thải sau khi xử lý đi lên ống khói phóng ra mơi trƣờng.
Hệ thống điều khiển điều khiển hoạt động của lò và các đồng hồ báo nhiệt độ lò sơ cấp, nhiệt độ lị thứ cấp. Tủ điều khiển cịn có chức năng báo động, bảo vệ tự ngắt khi sốc nhiệt hoặc bị mất pha.
2.2.Phƣơng pháp nghiên cứu 2.2.1.Phƣơng pháp lấy mẫu 2.2.1.Phƣơng pháp lấy mẫu
Vị trí lấy mẫu đƣợc lựa chọn theo các hƣớng dẫn sau:
- Vị trí cổng hút mẫu nằm trên ống khói, ở vị trí bằng 8 lần đƣờng kính ống khói. Nếu vị trí hút mẫu khơng đƣợc thiết kế ở vị trí này ngay từ đầu thì cần thay đổi cho phù hợp với sàn thao tác. Vị trí lấy mẫu phải thỏa mãn các điều kiện sau:
+ Điều kiện lý tƣởng: B > 8D và A > 2D + Điều kiện tối thiểu: B > 2D và A > 0,5D Với D: đƣờng kính trong của ống khói
A: khoảng cách từ dƣới lên kể từ vị trí lấy mẫu đến điểm có sự thay đổi dòng
B: khoảng cách từ trên xuống kể từ vị trí lấy mẫu đến điểm có sự thay đổi dịng
- Xác định kích thƣớc sàn thao tác: Sàn thao tác phải đảm bảo an tồn, có đủ khơng gian để triển khai, khuyến nghị với kích thƣớc tối thiểu là 1,5 m.
- Chuẩn bị cổng hút mẫu: Nếu cổng hút mẫu có đƣờng kính đạt u cầu (11 cm) thì chỉ cần tiến hành gia cố cho chắc chắn.
Hình 2.3: Vị trí mặt phẳng lấy mẫu và mặt cắt tiết diện ngang của ống khói
Thiết bị lấy mẫu đƣợc sử dụng có cấu tạo tƣơng tự nhƣ thiết bị lấy mẫu khí thải đẳng động học mô tả trong phƣơng pháp 5 của cục bảo vệ môi trƣờng Mỹ (US- EPA), tuy nhiên một số bộ phận đƣợc thêm vào là bộ ngƣng tụ, buồng XAD-2, và các ống ngƣng tụ để xác định độ ẩm. Thiết bị lấy mẫu đƣợc khuyến nghị sử dụng theo phƣơng pháp 23. Nguyên tắc cơ bản trong quá trình lấy mẫu đƣợc thực hiện theo nguyên tắc sau:
- Thiết bị lấy mẫu khí ống khói theo phƣơng pháp 23 bao gồm giấy lọc bằng sợi thủy tinh đƣợc nung ở nhiệt độ 600oC nhằm loại bỏ tạp chất có thể gây sai số;các dụng cụ thủy tinh tiếp xúc với dịng khí gồm có pitot hút mẫu chữ S, ống hút mẫu, ống ngƣng tụ , ống thủy tinh đựng XAD-2, hộp đựng giấy lọc bụi sợi thủy tinh đƣợc rửa sạch bằng nƣớc xà phòng sau đó tráng bằng nƣớc cất rồi đem đi sấy ở 400oC trong 2 và tráng các dụng cụ thủy tinh lại bằng axeton và n-hexan; 25g XAD-2; 250g Silicagen; chất nội chuẩn; …
- Xác định vị trí cụ thể các điểm hút mẫu theo tiết diện ngang của ống khói. Sau khi đã xác định chính xác các điểm hút mẫu, vạch sẵn các điểm hút mẫu trên ống lấy mẫu và dịch chuyển tịnh tiến ống lấy mẫu theo các vị trí đã vạch sẵn trong quá trình lấy mẫu và đƣợc thực hiện theo quy trình sau:
+ Đối với ống khói có tiết diện ngang hình trịn, việc xác định các điểm hút mẫu và vị trí các điểm hút mẫu của ống khói có tiết diện ngang hình trịn đƣợc thực hiện ngay tại hiện trƣờng, trƣớc khi lấy mẫu.
+ Đo đạc khoảng cách từ cổng lấy mẫu tới thành trong của ống khói (Lfw), đƣờng kính trong của ống khói (D) và chiều sâu cổng lấy mẫu (Lnw).
+ Xác định số điểm hút mẫu, sau đó tính tốn vị trí và khoảng cách giữa các điểm hút mẫu bằng cách Nhân đƣờng kính trong của ống khói (D) với hệ số tƣơng ứng theo Bảng 2.5 đối với ống khói hình trịn và Bảng 2.6 đối với ống khói hình vng
+ Sau khi đã xác định chính xác đƣợc các điểm hút mẫu vạch sẵn các điểm hút mẫu trên ống lấy mẫu, dịch chuyển tịnh tiến ống lấy mẫu theo các vị trí đã vạch sẵn
Trong thực tế, các ống khói thƣờng đƣợc thiết kế có tiết diện ngang hình trịn hoặc hình vuông, trong một số trƣờng hợp tiết diện ngang của ống khói khơng giống nhau từ điểm đầu đến điểm cuối. Đối với trƣờng hợp này, lựa chọn vị trí điểm hút mẫu trên đoạn thẳng dài nhất và tham chiếu với vị trí hút mẫu tƣơng ứng với hình dạng tiết diện ngang của ống khói.
Đối với ống khói có tiết diện ngang hình vng hoặc chữ nhật, việc xác định vị trí các điểm hút mẫu đƣợc tham chiếu theo Bảng 2.6.
Bảng 2.6: hệ số điểm hút mẫu trong ống khói có tiết diện ngang hình vng hoặc hình chữ nhật
Các thiết bị đƣợc lắp thứ tự nhƣ trên hình vẽ: bộ phận lấy mẫu (đầu lấy mẫu, ống đo nhiệt, ống pitot đo áp suất) có giắc cắm nối với máy C-5000 sampler, hiển thị các thơng số về nhiệt độ áp suất, lƣu lƣợng khí đầu vào; bộ lọc bằng thủy tinh có giá đỡ giấy lọc bằng teflon; bình ngƣng; xiphong đựng chất hấp phụ XAD-2 đã đƣợc thêm chất nội chuẩn theo phƣơng pháp 23; 2 ống tiếp theo chứa nƣớc cất, 1
ống để trống, ống cuối cùng chứa silicagen; cuối cùng nối với bơm và đồng hồ đo áp suất và thiết bị trên máy C-5000 sample cho biết các thông số đầu ra.
Đặt ống lấy mẫu vào vị trí đã vạch sẵn, khởi động thiết bị hút mẫu và tiến hành ghi chép các thơng tin nhiệt độ ống khói, nhiệt độ khí vào, khí ra khỏi hệ thống lấy mẫu trên bảng điều khiển. Ghi chép các thông số này với tần suất từ 10- 20 phút/lần. Sau khi kết thúc một điểm lấy mẫu, di chuyển ống lấy mẫu tới vị trí tiếp theo và tiến hành ghi chép nhƣ đối với điểm lấy mẫu trƣớc. Bên cạnh đó, kiểm tra rị rỉ khí trong q trình lấy mẫu cũng phải đƣợc thực hiện.
Ngun tắc hoạt động: Dịng khí đi qua bộ phận lấy mẫu sẽ đƣợc làm bay hơi nƣớc, đồng thời đƣa các tín hiệu về nhiệt độ, áp suất, lƣu lƣợng khí đi vào đến máy C-5000 sampler. Từ các số liệu thu đƣợc ta hiệu chỉnh lại lƣu lƣợng để đảm bảo tốc độ vào khơng q nhanh. Dịng khí qua đầu lấy mẫu qua filter, ở đây, bụi sẽ đƣợc giữ lại trên mặt giấy lọc bằng sợi thủy tinh. Dịng khí sẽ qua ống sinh hàn để ngƣng tụ đi sang tiếp ống đựng chất XAD-2. XAD-2 sẽ giữ lại tất cả chất hữu cơ có trong mẫu khí. Dịng khí đi qua sẽ đi tiếp qua các ống có chứa nƣớc cất 2 lần (deion). Cuối cùng dịng khí sẽ đi qua ống chứa silicagel. Tất cả hơi nƣớc sẽ đƣợc lƣu giữ trong silicagen.
Hình 2.4: Sơ đồ lắp đặt thiết bị cho lấy mẫu khí thải cơng nghiêp
chuyển về phịng thí nghiệm. Sau đó bắt đầu rửa đầu ống lấy mẫu, pipot chữ S, bộ lọc bụi bằng thủy tinh bằng dung môi và dung môi này đƣợc thu hồi thu hồi để đem về phịng thí nghiệm để tiến hành xử lý mẫu
2.2.2.Phƣơng pháp xử lý mẫu
2.2.2.1.Phương pháp chiết mẫu
Mẫu khí thải lị đốt đƣợc phân tích theo phƣơng pháp 23 của Cục bảo vệ mơi trƣờng Mỹ (US-EPA). Quy trình chiết mẫu khí thải đƣợc thực hiện theo sơ đồ Hình 2.5:
Hình 2.5: Quy trình chiết mẫu khí thải cơng nghiệp cho PCDD/PCDF
Chuyển toàn bộ vật liệu hấp thụ XAD-2 và giấy lọc sợi thủy tinh vào ống chiết mẫu, đặt ống chiết mẫu vào bộ chiết Soxhlet. Mẫu đƣợc chiết bằng hệ dung môi diclometan /hexan tỷ lệ 1:4 trong thời gian 16 giờ theo phƣơng pháp Soxhlet và đƣợc thực hiện theo các bƣớc sau:
- Chuyển toàn bộ vật liệu hấp thụ XAD-2 và giấy lọc sợi thủy tinh vào ống đựng mẫu, đặt ống chiết mẫu vào bộ chiết Soxhlet. Thêm 250 mL hỗn hợp dung môi Diclometan/Hexan tỷ lệ 1:4 vào cốc chiết, thêm 3-4 viên đá bọt vào cốc chiết và tiến hành chiết mẫu trong 16 giờ.
- Sau khi chiết soxhlet hoàn thành, để dung môi nguội bớt, gắp đá bọt ra, tráng đá bọt, bắt đầu cô quay chân không phần dung dịch chiết đƣợc về 2-3 ml. Sau đó thêm n-hexan rồi tiến hành cơ tiếp về 2-3 ml.
- Gom toàn bộ dịch chiết vào ống nghiêm 10 ml, định mức lên 10ml. Chia dịch chiết đã đồng nhất làm 2 phần (5 ml), 1 phần lấy để làm sạch, phần còn lại đem bảo quản trong tủ lạnh (đề phịng cần phân tích lại).
2.2.2.2.Phương pháp làm sạch mẫu
Dịch chiết mẫu đƣợc làm sạch theo một trong hai quy trình sau: quy trình làm sạch sử dụng thiết bị làm sạch tự động của hãng FMS (áp dụng cho các đối tƣợng mẫu có hàm lƣợng thấp, dịch chiết mẫu ít cặn) và quy trình làm sạch sử dụng bộ dụng cụ của hãng Supelco (áp dụng cho trƣờng hợp mẫu dự đốn có hàm lƣợng cao hoặc chứa lƣợng chất bẩn lớn).
Trƣờng hợp những mẫu có chứa lƣợng chất bẩn lớn (dịch chiết sậm màu, nhiều cặn) có thể làm sạch sơ bộ bằng cách rửa dịch chiết mẫu với axít sunfuric đặc để loại bớt các chất bẩn.
Quy trình rửa dịch chiết mẫu với axít như sau: Thêm khoảng 2-3 ml axít
H2SO4
đặc vào ống nghiệm chứa dịch chiết mẫu đã bổ sung chất chuẩn làm sạch, lắc đều, tiến hành đem đi ly tâm để dịch chiết phân lớp rõ, hút phần dịch chiết mẫu phía trên sang một ống nghiệm khác. Rửa phần cặn axít hai lần với 2-3 ml hexan, gộp chung các phần dịch n-hexan vào một ống nghiệm.
Làm sạch bằng thiết bị làm sạch tự động FMS: Dịch chiết mẫu đƣợc làm
sạch lần lƣợt qua hệ thống gồm ba cột silica gel đa lớp – cột nhôm ôxit – cột than hoạt tính ghép nối với nhau. Sử dụng các loại dung môi n-Hexan, 2% Diclometan/n-Hexan, 50% Diclometan/n-Hexan, 50% Ethyl Acetat /Toluen để hoạt hóa các cột và rửa loại bỏ các chất nhiễu; sau đó rửa giải bằng dung môi toluen
Làm sạch bằng bộ làm sạch Supelco: Dịch chiết mẫu đƣợc làm sạch trên cột
silica gel đa lớp ghép nối với cột than hoạt tính hai lớp theo các bƣớc sau: hoạt hóa lần lƣợt các cột; ghép nối cột silicagel vào cột than hoạt tính và tẩm mẫu lên cột;
rửa loại bỏ các chất nhiễu và làm giàu chất phân tích trên cột than hoạt tính; tháo bỏ cột than và rửa giải mẫu từ than hoạt tính. Dung mơi sử dụng cho q trình làm