Xử lý khí thải của lò đốt Chất thải nguy hại công suất 500 kg/giờ đạt quy chuẩn cho phép trước khi thải ra môi trường.
Đơn vị thiết kế, thi công: Công ty TNHH Thiết bị nhiệt Đồng Tâm 8.2. Công suất, quy mô, kích thước
Để đảm bảo nồng độ các chất gây ô nhiễm có trong khí thải phát sinh từ hoạt động của lò đốt CTNH đạt giới hạn cho phép của QCVN 30:2012/BTNMT. Chủ đầu tư đã hoàn thành lắp đặt hệ thống xử lý khí thải lò đốt bao gồm: Tháp giải nhiệt nước, Tháp ổn định nhiệt (hấp thụ bán khô), tháp phun vôi, tháp phun than hoạt tính, thiết bị lọc bụi túi vải, tháp hấp thụ và Ống Khói.
Quy trình công nghệ rửa khí/hấp thụ khí thải phát sinh từ hoạt động của lò đốt rác được trình bày dưới đây:
• Thiết bị trao đổi nhiệt khí thải
Khí thải sau khi ra khỏi buông thứ cấp của lò đốt với nhiệt độ lên tới 1.050ºC được dẫn qua thiết bị trao đổi nhiệt bằng nước (nước giải nhiệt). Thiết bị trao đổi nhiệt bằng nước được thiết kế bằng hệ thống ống dẫn nước mát tiếp xúc gián tiếp với khí thải nóng, tách biệt pha lỏng và pha khí, tại đây khí thải được giảm nhiệt nhanh từ 1.050ºC xuống dưới 300ºC trước khi qua tháp ổn định nhiệt độ.
Nước giải nhiệt được bơm tuần hoàn và được giải nhiệt qua thiết bị giải nhiệt nước (Cooling tower) bằng không khí. Nước tuần hoàn được cấp bổ sung từ bể nước sạch.
• Tháp ổn định nhiệt
Khí thải sau khi giảm nhiệt độ tại thiết bị trao đổi nhiệt (từ 1.050ºC xuống 300ºC) được dẫn sang tháp ổn định nhiệt. Tại tháp ổn định nhiệt diễn ra quá trình xử lý mùi, và các các thành phần độc hại trong khí thải được trình bày dưới đây:
+ Cơ chế phản ứng: Lưu huỳnh dioxit (SO2) và Hydro clorua (HCl) trong khí thải được tạo ra trong quá trình đốt chất thải sẽ phản ứng hoá học với nước vôi tôi (Ca(OH)2). Vôi
tôi được phun vào bên trong tháp phản ứng bằng vôi phun dưới dạng các giọt nước nhỏ xảy ra các phản ứng với SO2, HCl có trong khí thải như sau:
Ca(OH)2 + HCl → CaCl2 + 2H2O Ca(OH)2 + SO2 → CaSO3 + H2O CaSO3 + 1/2O2 + 2H2O → CaSO4 + 2H2O
Hình 3.1. Hình ảnh cấu tạo tháp ổn định nhiệt (hấp thụ bán khô)
+ Thuyết minh công nghệ: Tháp ổn định nhiệt được thiết kế trung hoà axit trong khí thải tạo thành dạng hạt và loại bỏ chúng cùng với bụi bằng thiết bị lọc bụi túi vải được đặt sau tháp phản ứng bán khô. Khí thải cùng với bụi được đưa vào phần phía trên của tháp phản ứng, khi SO2, HCl phản ứng với sữa vôi. Bụi và khí tạo ra sau phản ứng sẽ được dẫn sang thiết bị lọc bụi túi vải.
Khí thải sau tháp trao đổi nhiệt đã được háp thụ các chất độc hại đồng thời giảm nhiệt độ từ 300 ºC xuống còn 160 - 180ºC và đạt trạng thái hơi bão hào khô trước khi đưa vào các công đoạn sau của hệ thống xử lý khí thải là hấp thụ, hấp phụ và bộ lọc bụi túi vải.
Hầu hết các khí axit chẳng hạn như HCl, SO2, v.v. phản ứng với Ca(OH)2 sẽ trở thành các hạt rắn (CaSO4, CaCl2), và một phần của chúng sẽ bị thải ra bên ngoài khi bị tách khỏi phễu được lắp đặt ở phần bên dưới của tháp phản ứng.
Phần phía trên của tháp ổn định nhiệt bao gồm vòi phun chất lỏng kép và ống dung dịch kiềm (Ca(OH)2) được phun từ vòi phun chất lỏng đôi được lắp đặt ở phần trên của tháp ổn định nhiệt và phản ứng với khí axit có trong hỗn hợp khí cháy. Vòi phun chất
lỏng kép được thiết kế để phun dung dịch ở dạng sương nhằm tối ưu khả năng hóa hơi hoàn toàn của dung dich.
Kích thước của các hạt được kiểm soát để có đủ diện tích bề mặt riêng. Nếu kích thước quá nhỏ, nó có thể sẽ bị bay hơi trước khi nó phản ứng.
Tháp phản ứng được thiết kế để điều chỉnh được lượng khí đốt tiếp xúc với các hạt vữa, sao cho có đủ thời gian phản ứng và làm khô, và thời gian lưu của nó là hơn 10 giây theo như điều kiện thiết kế.
Nhiệt độ đầu vào của lò phản ứng được duy trì ở khoảng 300°C còn đầu ra ở khoảng 160-180°C. Nhiệt độ được duy trình trong khoảng 160- 180oC để đảm bảo khói thải luôn ở trạng thái hơi bảo hòa khô (độ ẩm trong khí thải bằng 0), trạng thái tối ưu để bộ lọc túi vải hoạt động hiệu quả.
• Hệ thống lọc bụi túi
Khí thải sau khi qua tháp ổn định nhiệt (để xử lý hơi axit) được dẫn sang hệ thống lọc bụi túi. Trên đường ống dẫn sang hệ thống lọc bụi túi bao gồm tháp phun vôi bột, tháp phun than hoạt tính để loại bỏ thành phần kim loại nặng và dioxin trong khí thải.
Quá trình phun vôi bột
Tháp phun vôi bột là thiết bị hấp thụ và ổn định độ ẩm thông qua vôi bột. Vôi dạng bột mịn được định lượng và cấp thông qua thiết bị cấp vôi, vôi được vận chuyển trong đường ống thông qua sự chênh áp của dòng khí mà ống venturi tạo ra và phun trực tiếp vào tháp
Khí thải sau khi qua tháp ổn định nhiệt còn chứa các thành phần chưa hấp thụ và mang theo ẩm chưa hoá hơi hoàn toàn sẽ được dẫn qua tháp hấp thụ bằng vôi bột. Vôi bột được chứa trong bồn chứa, được thiết bị định lượng cấp thông qua thiết bị cấp vôi, vôi bột được phun cùng chiều với dòng khí thải. Tại đây, các thành phần độc hại trong khí thải và độ ẩm được vôi bột hấp thụ, các hạt vôi sau khi phản ứng có kích thước lớn không thể bay theo dòng khí nên được thu hồi tại đáy tháp.
Khối lượng tiêu thu vôi bột dự kiến: 2 kg/giờ.
Quá trình cung cấp than hoạt tính:
Tháp phun than hoạt tính là thiết bị hấp phụ để xử lý dioxins/furans (nếu có) trong khí thải. Than hoạt tính dạng bột mịn được cấp định lượng thông qua thiết bị cấp than, than được vận chuyển trong đường ống thông qua sự chênh áp của dòng khí mà ống venturi tạo ra và phun trực tiếp vào tháp.
Than hoạt tính dạng bụi được phun cùng chiều với dòng khí thải (dẫn sang sau tháp phun vôi bột), một phần hấp phụ trực tiếp các chất dioxins/furans trong khí thải tiếp xúc trong tháp và trong quá trình di chuyển, phần còn lại theo dòng khí qua thiết bị lọc bụi túi vải. Than hoạt tính dạng bột mịn ở bộ lọc sẽ bám vào túi vải và tạo ra một màng lọc bụi giúp tiếp xúc và hấp phụ tối đa thành phần nguy hại có trong khí thải.
Khối lượng than hoạt tính dự kiến tiêu thụ: 0,5 kg/giờ.
Thuyết minh công nghệ hệ thống lọc bụi túi
Bộ túi lọc được áp dụng phương pháp XUNG ÁP KHÍ, với cấu tạo đơn giản với hiệu quả thu gom cao và không có bộ phận điều chỉnh bên trong.
Bụi bám vào bề mặt của túi lọc khi khí lẫn bụi đi vào túi lọc từ bên dưới, khí sạch đi qua vải lọc được thải qua ống thoát phía trên.
Bụi bám vào bề mặt vải lọc liên tục được trút ra nhờ khí điều khiển của cơ cấu xung áp khí, sau đó bụi được xả tạm thời trong phễu dưới và thải ra bên ngoài thông qua thiết bị xả bụi.
Khi xả bụi, khí nén (4 ~ 6 kg/cm2G) được bắn tức thời (khoảng 0,1 giây) từ ỐNG BẮN được lắp đặt ở phần trên của vải lọc. Sau đó dòng khí thứ hai với lưu lượng gấp 5 -7 lần được đưa vào vải lọc trong khi bị hút từ bên ngoài,
Bụi bám vào bề mặt ngoài của vải lọc do không khí gây ra bởi xung tại thời điểm đó và không khí thổi ngược lại thu bụi hiệu quả.
Thông số kỹ thuật của hệ thống lọc bụi túi:
+ Số lượng túi: 90 túi.
+ Kích thước mỗi túi: D = 160mm; H = 3.000 mm.
• Tháp hấp thụ (rửa ướt)
Hình 3.2. Hình ảnh thiết kế tháp hấp thụ
Khí thải sau khi qua tháp phản ứng bán khô và thiết bị lọc bụi túi được dẫn qua tháp rửa ướt. Tháp rửa ướt sử dụng dung dịch NaOH phun từ 02 giàn phun phần trên của tháp ngược chiều dòng khí thải để loại bỏ triệt để bụi cũng như các khí có tính axit còn lại trong thành phần khí thải trước khi ra ngoài môi trường.
Các hạt đệm được thêm vào để tăng diện tích tiếp xúc giữa khí thải và chất lỏng.
Lượng tiêu thụ dự kiến là 30 kg/giờ.
Kích thước tháp rửa ướt: H = 7,75 m; D = 2,2 m.
• Ống khói phát thải
Khí thải sau khi qua tháp rửa ướt được thoát ra ngoài môi trường bằng ống khói Kích thước ống khói: H = 28m; D = 0,65 m.