SNCR (phương pháp khử chọn lọc không xúc tác) bằng cách dung dịch urê được phun vào khơng gian bức xạ lị hơi để tạo phản ứng hóa học khử NOx thành N2, có thể giảm hàm lượng NOx trong khói xuống dưới giới hạn phát thải. Tùy theo nồng độ NOx ban đầu khác nhau, hiệu suất khử NOx SNCR đạt 30% đến 50%. Trong quá trình này, phản ứng hóa học cơ bản giải pháp khử khí NOx khơng xúc tác SNCR bằng ure công nghiệp xảy ra khi phun dung dịch urê theo cơ chế sau:
2CO(NH2)2 + 4NO + O → 4N + 2CO + 4H O2 2 2 2
Dung dịch urê dưới dạng dung dịch khoảng 5% được phun bởi các bép phun vào vùng khí thải trong vùng bức xạ của lị hơi. Cấu hình của các đầu phun được thiết kế để có thể đạt được phạm vi bao phủ tồn diện trên toàn bộ mặt cắt ngang của vùng bức xạ. Dung dịch urê phun vào được tự động điều chỉnh bằng hàm lượng NOx đo được tại ống khói.
Sau khi khử NOx, khói thải được dẫn qua các bộ phận trao đổi nhiệt của lò hơi để tận dụng nhiệt từ khói thải, sinh hơi nước, đưa sang kéo máy phát điện. Khói
thải sau khi ra khỏi lị hơi còn khoảng 200 C sẽ được dẫn qua các thiết bị xử lý khí 0
thải phần đi lị, đảm bảo xử lý triệt để các thành phần khí thải độc hại, đáp ứng các tiêu chuẩn trước khi đưa ra mơi trường.
Các thiết bị xử lý khói thải phần đi lị được nêu trên hình 2.12.
Hình 4.3. Các thiết bị xử lý khói thải phần đi lị
4.1.2 Tháp phản ứng
Khói thải sau lị hơi dẫn sang tháp phản ứng chứa các hơi và khí ơ nhiễm sinh ra, chủ yếu là bụi, HCl, HF, SO , SO là các khí đã phát sinh từ q trình đốt rác thải.2 3
Với đặc điểm khói thải từ q trình đốt chất thải rắn, dự án lựa chọn sử dụng phương pháp xử lý bán khô và khô để loại trừ tối đa các chất độc có trong khói, với phản ứng cơ bản như sau:
Ca(OH)2 + 2HCl = CaCl + 2 H O2 2
Ca(OH)2 + 2HF = CaF + 2 H O2 2
Ca(OH)2 + SO = CaSO . 1/2 H O + 1/2 H O2 3 2 2
Ca(OH)2 + SO = CaSO + H O3 4 2
Công nghệ được lựa chọn là công nghệ bán khô sử dụng vôi tôi làm chất hấp thụ trong phản ứng trung hòa axit và và hấp phụ khô bởi vôi bột đặt tiếp theo sau tháp phản ứng. Cơng nghệ bán khơ và khơ tích hợp hồn tồn phù hợp với cơng suất nhà máy, đáp ứng các yêu cầu bắt buộc cho việc vận hành nhà máy đồng thời vẫn đạt hiệu suất cao. Công nghệ này cho phép cải tiến nâng cấp đáp ứng các qui định khắt khe hơn trong tương lai.
Nguyên lý vận hành như sau:
Tại đầu ra lị hơi, khói thải sản sinh từ q trình đốt rác sẽ đi vào phần trên của buồng phản ứng (tháp rửa khói) và sau đó được phân phối bên trong một bộ khuếch tán tiếp xúc với đám mây sữa vơi. Bộ khuếch tán điều chỉnh đặc tính của dịng khói thải. Chức năng của nó là tạo ra dịng mơi chất xốy (dọc theo trục của buồng phản ứng hình trụ chóp). Các phần của khói thải được thổi xốy bằng các cánh hướng cố định và một phần thì theo đường hướng tâm.
Hình 4.4. Tháp rửa khói hay cịn gọi thiết bị hấp thụ bán khơ
Sữa vôi được phun vào dưới dạng sương nhờ bơm phun. Sữa vôi rơi xuống dưới do tác dụng của trọng lực và rơi xuống đĩa quay với tốc độ cao. Khi rời đĩa này, vận tốc của hạt sữa vơi (tỷ lệ thuận với đường kính đĩa và tốc độ quay của đĩa) là xấp xỉ 160m/s. Dịng sữa vơi sau đó được chia thành những giọt nhỏ với đường kính chỉ một vài chục micron. Sự kết hợp giữa bộ khuếch tán và bơm phun là phần quan trọng nhất của q trình cơng nghệ xử lý khói thải bán khơ. Khói thải và giọt sữa vơi tiếp xúc càng tốt (bằng cách sử dụng tối ưu thể tích buồng phản ứng ở đây là tháp rửa khói và chuyển động xốy) thì càng nâng cao hiệu suất xử lý.
Nhiệt độ phản ứng có ảnh hưởng lớn đến hiệu suất. Để tăng cường hiệu suất, giai đoạn ướt phải kéo dài càng lâu càng tốt, đây là giai đoạn nước bơm vào không được bốc hơi hồn tồn. Khí axít sau đó được hấp thụ tại bề mặt của giọt, và được trung hòa tại giai đoạn ngậm nước. Phần lớn khí SO và HCl sẽ được trung hoà nhờ 3
giảm nhiệt độ đọng sương axít. Nhiệt độ đầu ra phản ứng nên điều chỉnh tới giá trị lớn hơn nhiệt độ bão hòa từ 10 tới 20°C. Còn trong giai đoạn ướt của tháp phản ứng có thể kéo dài trong khoảng 15-30s, chiếm khoảng 80% thể tích tháp.
- Khi tất cả nước bốc hơi, phản ứng trung hòa SO diễn ra trong giai đoạn khô.2
- Ra khỏi tháp, khói thải được tách các hạt lơ lửng sẽ được thu hồi bởi túi lọc.
4.1.3 Hệ thống khử kim loại nặng và dioxin bằng than hoạttính tính
Việc khử kim loại nặng và các hợp chất Dioxin/furan đối với lò đốt rác để đảm bảo phát thải tuân thủ qui định nghiêm ngặt của mơi trường đóng vai trị quan trọng và mấu chốt của dự án. Trước khi đi vào chi tiết hệ thống xử lý, cần nhận diện sự hình thành các hợp chất dioxin/furan cũng như các biện pháp tương ứng đã được xem xét để kiểm soát và loại bỏ.
Kiểm soát và xử lý Dioxin/furan
Quá trình hình thành dioxin/furan tư quá trình đốt rác thải gồm:
- Q trình đốt cháy khơng hồn tồn và khơng ổn định các khí thải trong buồng đốt thứ cấp.
- Dioxin/furan được tái hình thành bởi vùng nhiệt độ thơng thường từ 200 đến khoảng 550 C, nằm ở trong vùng bộ hâm nước của lị hơi. Vì lý do cơng nghệ này, o
nên lò hơi tận dụng nhiệt được thiết kế để thời gian khói thải đi qua vùng làm lạnh này phải dưới 2 giây. Nếu vẫn cịn thành phần dioxin/furan trong dịng khí thải sẽ được xử lý triệt để bởi việc sử dụng chất hấp phụ là than hoạt tính, đưa vào trong dịng khói sau thiết bị xử lý bán khơ và thu hồi tồn bộ lượng than phun vào sau khi đã hấp phụ dioxin/furan này bởi thiết bị túi lọc.
Các giải pháp kiểm soát và xử lý Dioxin/furan từ quá trình đốt rác được thực hiện theo thứ tự: “phân hủy nhiệt triệt để tức là tránh - giảm thiểu – loại bỏ” để đảm bảo hiệu quả cao cụ thể như sau:
Ngăn chặn tạo thành Dioxin/furan (Tránh): Bằng cách duy trì q trình cháy
hồn tồn và ổn định trong buồng đốt thứ cấp ở nhiệt độ cao nhờ kiểm soát các vấn đề sau:
- Kiểm soát các điều kiện 3T: Nhiệt độ (Temperature) ≥ 1000 C, Thời gian o
(Time) ≥ 2giây (thời gian lưu các khí thải), và Độ rối (Turbulence) (trộn kỹ các khí thải) trong vùng nhiệt độ cao.
- Duy trì lượng oxy phù hợp (5-10%).
- Giám sát độ cháy hết thông qua chỉ số nồng độ cacbon monixit (CO): Ít hơn 30ppm (O 12%, trung bình 4 giờ), và ít hơn 100ppm (tức thời).2
Ngăn chặn sự tái hình thành lại khí Dioxin/furan (Giảm thiểu):
Có thể ngăn chặn sự tái hình thành lại Dioxin/furan bằng cách giảm nhanh nhiệt độ của dịng khí thải (550 – 200 ) nhờ kỹ thuật hạ nhiệt nhanh nhiệt ℃
độ khói thải bởi bộ hâm nước, phía sau lị hơi, phía trước đường ống ra của tháp phản ứng.
Loại bỏ khí Dioxin/furan giải pháp cuối đường ống (Loại bỏ)
Nếu khói thải vẫn chứa Dioxin/furan sau khi đã áp dụng hai phương pháp trên, thì Dioxin/furan này sẽ được loại bỏ bằng phản ứng hấp phụ với than hoạt tính và được loại bỏ bằng hệ thống hệ thống lọc bụi túi.
Dioxin/furan trong khói thải có thể tồn tại ở hai dạng: dạng hạt và dạng khí. Dioxin/furan dạng hạt được hiện diện giống như là các loại bụi và Dioxin/furan dạng khí được hấp phụ trên bề mặt than hoạt tính (dạng bột). Cả bụi và bột than hoạt tính đều có thể được loại bỏ bằng hệ thống lọc bụi túi hiệu suất cao.
Than hoạt tính được phun vào đường ống đầu ra khói của tháp phản ứng bán khô, thông qua đường ống venture sẽ được trộn đều với khói. Q trình khói thổi sang hướng đi xuống vào bộ túi lọc, than hoạt tính sẽ hấp phụ kim loại nă °ng (như Hg, Bp, Zn,…) và các hợp chất Dioxin/furan trong khói. Lượng than hoạt tính đã hấp phụ chất bẩn sẽ bị thu và giữ lại trong các túi lọc, khói sạch được tách ra. Lượng than hoạt tính chứa các chất bẩn và kim loại nặng trong các lỗ rỗng của hạt than sẽ tiếp tục quá trình hấp phụ kim loại nă °ng và Dioxin/furan chưa hút hết đến khi các lỗ rỗng bị lấp đầy, đảm bảo khói thải ra đạt tiêu chuẩn môi trường quy định.
Hệ thống phun than hoạt tính bao gồm silo bồn chứa, bộ nạp liệu, bộ phun venture và hệ thống nén khí. Than hoạt tính mua từ bên ngồi về được bảo quản trong silo chứa. Dung tích silo chứa than được thiết kế chứa đủ lượng than dùng cho 4-5 ngày. Trên đỉnh silo chứa lắp bộ lọc bụi dạng túi để xử lý bụi khi nạp liệu, bộ lọc bụi này được vận hành tự động và cũng có thể vận hành bằng tay khi có sự cố. Khí nén được dùng để vệ sinh bộ lọc bụi.
Phía dưới silo chứa lắp bộ trợ chảy than hoạt tính để đảm bảo than có thể xả ra ngồi, bộ này gồm tấm trợ chảy, van một chiều và đường ống tổ hợp thành, khi mở van dưới bồn chứa để cấp liệu, vận hành hệ thống, nếu khơng thì dừng lại. Phía đỉnh silo bồn chứa có ống nối thơng với phễu liệu.
Sau đó, dịng khói thải mang bụi và than hoạt tính mang các chất bẩn sẽ đi vào hệ thống thu bụi kiểu túi. Tại đây bụi và than hoạt tính mang các khí ơ nhiễm được thu giữ lại và được xả ra phễu nhận tro và chuyển vào thùng tro bằng băng tải. Khí thải sạch ra khỏi hệ thống lọc túi được quạt hút hút vào ống khói và được giám sát chất lượng khói thải trước khi ra ngoài.
4.1.4 Thiết bị lọc bụi túi
Thiết bị lọc bụi túi thu hồi các hạt bụi trong dịng khói khi dịng khói đi qua các túi lọc làm bằng vật liệu đặc biệt. Vật liệu túi lọc xử dụng là tấm phim sợi thủy tinh PTFE với tính năng ưu việt về tính chịu nhiệt, chịu mài mịn, chịu nước và chống oxy hóa cao.
Thiết bị lọc bụi túi là một kết cấu nhiều ngăn, mỗi ngăn có hàng ngàn túi dài hình trụ dựng đứng có đường kính nhỏ. Trên thành túi có các lỗ nhỏ, sao cho khi dịng khói đi qua các hạt bụi bị giữ lại trong túi tạo thành các mảng bụi.
Khi giáng áp qua lọc bụi đạt giá trị đặt hoặc sau một khoảng thời gian định trước, các hạt bụi sẽ được thổi bong ra khỏi thành túi lọc bằng xung khí, bụi rơi ra được thu gom tại phễu tro của bộ khử bụi và được tháo đi bởi hệ thống thải tro bay.
Đây là thiết bị được áp dụng hiệu quả khi có yêu cầu hiệu suất khử bụi lớn có thể lên tới hơn 99,9%, hồn tồn đáp ứng được tiêu chuẩn phát thải trong Chỉ thị Châu Âu Directive 2010/75/EU (TB 1/2 giờ).
Hình 4.5. Thiết bị lọc bụi túi
4.1.5 Hệ thống xử lý tro và xỉ
Xỉ đáy lò được thu gom vào phễu thu của buồng đốt và chuyển vào hố chứa x ỉ bằng băng tải. Băng tải xỉ này được nhúng trong nước để giảm nhiệt độ, độ ẩm của tro xấp xỉ gần 35% khi được thải ra ngoài.
Tại một số địa phương, nếu thị trường gạch khơng nung cịn tốt, chủ đầu tư có thể sử dụng quy trình sau để sản xuất gạch khơng nung từ tro xỉ đáy lị theo hình 2.16, khi đó sẽ khơng phải chơn lấp.
Hình 4.6. Sơ đồ quy trình cơng nghệ sản xuất gạch không nung từ tro xỉ
Thuyết minh quy trình cơng nghệ sản xuất gạch khơng nung từ tro xỉ, bụi thải như sau:
(1). Chuẩn bị nguyên liệu
Nguyên tắc chung của khâu chuẩn bị nguyên liệu là: Nguyên liệu được sử dụng là tro, xỉ đáy lò, bụi thải được vận chuyển bằng ô tô chuyên dụng từ các nguồn thải về được bơm hút trực tiếp lên silo chứa tro, Xỉ đáy lị với khối lượng theo cơng suất thiết kế; hóa chất dạng lỏng cũng được bơm vào Silo chứa hóa chất. Do thành phần nguyên liệu (tro, xỉ) đã đạt u cầu sản xuất gạch nên khơng cần phải có cơng đoạn tiền xử lý nguyên liệu trước khi sản xuất gạch không nung.
(2). Trộn
Tro xỉ đáy lò, bụi thải từ silo chứa được bơm qua máy trộn ngun liệu có thể tích 12m bằng băng tải trục vít hình trụ kín (cơng suất tải là 20m /h) và hóa chất 3 3
dạng lỏng sẽ được đưa vào máy trộn với tỷ lệ là 80 – 90% tro, xỉ đáy lị và 10 – 20% hóa chất dạng lỏng để phối trộn. Thời gian phối trộn của 1 mẻ (12 m nguyên liệu) là3
khoảng 3 – 5 phút. Để giảm phát tán bụi, trên máy trộn có gắn hệ thống chụp hút để
thu bụi tro bay từ quá trình tiếp nhiên liệu từ Silo. Chụp hút thu bụi đến hệ thống lọc bụi túi vải để thu hồi bụi phát tán, lượng bụi (tro bay) thu hồi sẽ tuần hoàn trở lại dây chuyền sản xuất.
Lượng phụ gia hóa chất chính thêm vào phối trộn là Na2SiO3, Na2CO3, oxit sắt và bột siêu thấm SAP (Super Absorbent Polymer) với mục đích làm tăng độ kết dính của nguyên liệu và tăng các tính chất cơ lý của sản phẩm. Các hóa chất này được phối trộn theo tỷ lệ định trước, do đó, khơng phát thải ra mơi trường khi sản xuất gạch không nung.
(3). Ép thủy lực
Nguyên liệu sau khi được phối trộn đạt yêu cầu sẽ được đưa liên tục vào máy ép thủy lực bằng hệ thống băng tải. Tại máy ép thủy lực, quá trình ép gạch được điều khiển tự động bằng tủ điều khiển PLC, lực nén lớn nhất của máy đạt 1.000 kN.
Trong quá trình ép thủy lực thì sẽ phát sinh một lượng nguyên liệu (dạng đã phối trộn, ẩm ướt) rơi vãi ra ngoài với tỷ lệ 0,3%, lượng nguyên liệu phát sinh này sẽ được thu gom bằng khay hứng bên dưới và tuần hồn lại vào bồn silo chứa tro, xỉ đáy lị ban đầu để tiếp tục làm nguyên liệu sản xuất.
(4). Đóng gói và bảo dưỡng
Sản phẩm sau khi được ép thủy lực và định hình, gạch thành phẩm sẽ thơng qua băng tải xếp gạch bằng máy xếp tự động cho vào các palet rồi chuyển về khu vực nhà làm khô. Trong nhà làm khô, gạch sẽ được hong khô tự nhiên (tự bốc hơi) dưới tác dụng của nhiệt mặt trời và nhiệt của môi trường xung quanh.
Gạch thành phẩm được xe chuyên dụng, cẩu tự hành bốc lên và đem đến vị trí xuất xưởng, xếp thành lô thành hàng, thành kiện hay chồng theo tiêu chuẩn. Tro bay:
Lượng tro bay thải ra từ thiết bị túi lọc của hệ thống làm sạch khí thải sẽ được thu gom và chuyển vào khu vực xử lý tro bằng băng tải khô. Tro bay được trộn với nước và xi măng để làm ẩm cũng như để ổn định kim loại chứa trong tro bay và cuối cùng được lưu trữ trong các thùng chứa. Theo đó, độ ẩm của tro khoảng 30% khi được thải ra từ nhà máy. Bằng cách sử dụng phương pháp này, thành phần kim loại
nặng chứa trong tro bay được ổn định và giữ chặt trong tro đã hóa rắn, khơng hịa tan vào nước hoặc đi vào mơi trường xung quanh.
Hình 4.7. Hệ thống xử lý tro xỉ, tro bay
Nếu trong thành phần xỉ đáy và tro bay có hàm lượng chất thải nguy hại cao hơn Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về ngưỡng chất thải nguy hại quy định tại QCVN