`
(Các thiết bị: A, B, C…O sẽ được thuyết minh ở phần thiết bị) Cấp gió nóng
Cấp khí nóng cho sấy Hút mùi, khử mùi
[C] Tiếp nhận và phân loại cá biệt
[F] Tách thể tích [F] Tách thể tích [H] Tách lọc thủ công
[H] Tách lọc thủ công
[G] Ủ giảm ẩm 1 [G] Ủ giảm ẩm 1 [I] Ủ giảm ẩm 2
[I] Ủ giảm ẩm 2
[**] Phế liệu t.sinh [**] Phế liệu t.sinh [K] Sấy giảm ẩm
[K] Sấy giảm ẩm
[L] Nạp liệu [L] Nạp liệu
[M]
Lò đốt sơ cấp
[M]
Lò đốt sơ cấp
[N] Trao đổi nhiệt [N] Trao đổi nhiệt
[P]
Ống khói [P]
Ống khói
Xỉ lò (Chôn lấp
& Đóng gạch Xỉ lò (Chôn lấp
& Đóng gạch
[O] HT xử lý khí thải [O] HT xử lý khí thải
[X4] Xử lý mùi [X4] Xử lý mùi Ố
n g k h ó i Ố n g k h ó i
[A] CTRSH [B] Cân
[D] HT Thiết bị
nạp liệu [E] Xé bao
[*] Tách kim loại Tách hữu cơ [*] Tách kim loại
Tách hữu cơ
Lò đốt thứ
cấp Lò đốt thứ
cấp
Khí sau sấy
Quạt
[X5] Xử lý nước [X5] Xử lý nước Chất thải Vô cơ
Chôn lấp & Đóng gạch
Chất thải Vô cơ Chôn lấp & Đóng
gạch Hữu cơ
IV.DIỄN GIẢI SƠ ĐỒ KHỐI CỦA LƯU TRÌNH CÔNG NGHỆ XỬ LÝ CTRSH THEO CÔNG NGHỆ ĐỐT TIÊU HỦY
Nhà máy xử lý Chất thải gồm 03 hợp phần công nghệ - thiết bị chính bao gồm:
- Hợp phần công nghệ tiếp nhận và tách lọc trước ủ- Tiền xử lý CTRSH;
- Hợp phần công nghệ Ủ, giảm ẩm, giảm khối. - Ủ giảm ẩm.
- Hợp phần công nghệ Đốt tiêu hủy – Đốt;
Ngoài ra còn có hệ thống xử lý mùi trong nhà máy cũng như hệ thống xử lý khí thải lò đốt và hệ thống xử lý nước sinh hoạt.
1. Tiền xử lý CTRSH
CTRSH được thu gom bằng các xe tải ép rác chuyên dụng và vận chuyển CTRSH từ khu dân cư đến nhà máy xử lý.
Hình ảnh: Xe thu gom và vận chuyển CTRSH THUYẾT MINH KHÂU [A] CTRSH
CTRSH được các xe thu gom trở đến nhà máy để xử lý phải qua trạm cân ô tô điện tử có phần mềm theo dõi, lưu giữ, báo cáo.
Chức năng, nhiệm vụ: Cân kiểm tra trọng lượng xe cho cả 2 chiều vào và ra để xác định khối lượng CTRSH thực tế được đưa vào nhà máy để xử lý cũng như làm cơ sở để thanh toán, quyết toán, kiểm tra,...
Thiết bị: Sử dụng trạm cân của Thành phố.
Hình ảnh: Cân điện tử
Sau khi qua trạm cân và kiểm tra trọng lượng xe được đưa đến sàn tiếp nhận. Diện tích khu vực tiếp nhận và phân loại cá biệt được thiết kế kín và đảm bảo có thể lưu chứa tối đa là 05 ngày với chiều cao lưu chứa khoảng 3m. Hệ thống hút mùi bố trí trong nhà tiếp nhận giúp hạn chế mùi hôi phát tán ra môi trường xung quanh.
THUYẾT MINH KHÂU [B] CÂN
THUYẾT MINH KHÂU [C] TIẾP NHẬN VÀ PHÂN LOẠI CÁ BIỆT
Chức năng, nhiệm vụ: Tại đây chất thải rắn sinh hoạt được phun các chế phẩm khử mùi và ruồi muỗi, tiếp theo là loại bỏ các thành phần dễ cháy nổ, các thành phần có kích thước lớn, mở các túi các bao bọc lớn, loại bỏ thủy tinh, xác động vật,… để xử lý riêng.
Thiết bị: Thiết bị phun rắc các chế phẩm khử mùi; Hệ thống hút mùi; Cầu trục (được sử dụng để hỗ trợ việc lưu chứa cũng như tách lọc cá biệt).
Sau khi đã tách lọc cá biệt sơ bộ tại [C] toàn bộ dòng CTRSH được cầu trục dầm đôi có gầu ngoạm nạp vào phễu nạp của thiết bị điều tiết dòng liệu.
Chức năng, nhiệm vụ: Nạp liệu - CTRSH - cho hệ thống tách lọc trước ủ, giảm ẩm; điều tiết dòng liệu được nạp vào hệ thống đảm bảo mật độ đều và liên tục.
Giảm lao động thủ công, tăng năng suất xử lý
Thiết bị:
• Cầu trục dầm đôi: Khẩu độ 15m; Điều khiển bằng cabin (hoặc bằng tay bấm – Điều khiển có dây), Tải trọng nâng 3 tấn; Chiều cao nâng 10,5m; Vận tốc nâng hạ từ 0,83 đến 10 mét/ phút; Vận tốc dịch chuyển pa lăng (xe chạy) từ 0,83 đến 20 mét phút, Vận tốc dịch chuyển dàn cầu trục trục từ 15 đến 30 mét/phút, Được chế tạo và lắp đặt tại Việt Nam.
• Bun ke chứa liệu: Được tính toán và thiết kế bằng vật liệu chống rỉ có thể tích chứa từ 3 ÷ 5m3 đảm bảo cấp liệu đều và liên tục cho các thiết bị phía sau.
• Thiết bị điều tiết dòng liệu: Là loại băng tải rộng 0.8 m sử dụng động cơ liền hộp số, có lắp tang trống để điều tiết dòng liệu; Công suất động cơ 2,2 kW.
• Băng tải tiếp liệu lên phẫu nạp của máy xé bao: Loạị băng tải trơn bằng cao su dày 10mm; Tang chủ + bị động: ɸ210mm; Con lăn đỡ ɸ76mm; Khung đỡ U140mm (hoặc C gấp tương đương); Động cơ liền hộp số 2,2 kW.
THUYẾT MINH KHÂU [D] HỆ THỐNG NẠP LIỆU
Hình ảnh: Băng tải xích dạng tấm
Hình ảnh: Băng tải vận chuyển, tách lọc và tiếp liệu
Do đặc thù của người dân, CTRSH thường được bọc trong các bao bọc trước khi đem đến điểm tập kết thu gom để chuyển về nhà máy xử lý, do đó trong công nghệ áp dụng này cũng như hệ thống thiết bị được bố trí lắp đặt thêm 01 tổ hợp máy xé bao phía sau công đoạn [D] với mục đích xé bung các bao bọc giải phóng các thành phần bên trong trước khi được chuyển qua các công đoạn và thiết bị vận chuyển và xử lý sau đó.
THUYẾT MINH KHÂU [E] XÉ BAO
Chức năng, nhiệm vụ : Xé bung các bao bọc trong thành phần CTRSH, làm tơi toàn bộ dòng CTRSH (vốn được các xe thu gom ép lại chuyển về nhà máy xử lý) tạo hiệu quả cho các công đoạn tiền xử lý tiếp theo sau.
Thiết bị: Máy xé bao kiểu 02 trục dạng tang trống được gắn dao xé. Vật liệu làm dao xé: thép hợp kim; khung, bệ máy,... bằng thép CT3 có sẵn trên thị trường;
Động cơ liền hộp số: 7,5 kW, tỷ số truyền 1/5-1/100, kiểu lắp chân đế;
Hình ảnh: Máy xé bao
Dòng CTRSH sau thiết bị xé bao được vận chuyển bằng băng tải đưa vào thiết bị tách thể tích là sàng kiểu lồng quay để phân loại theo thể tích với mục đích giảm thế tích và khối lượng cho công đoạn tiếp theo.
Chức năng, nhiệm vụ: Theo khối lượng riêng, máy sàng sẽ tách CTRSH thành 2 loại:
• Phần dưới sàng (khoảng 15-20% theo khối lượng), chủ yếu là các chất hữu cơ có kích thước nhỏ, thủy tinh, đất đá, nút chai kim loại, hạt củ quả,... Phần này được ủ làm khô theo chế độ riêng trước khi qua tuyển từ tách ra kim loại (tận thu để bán phế liệu) rồi rồi chuyển qua công đoạn đốt. Ý nghĩa nữa ở đây là không để
THUYẾT MINH KHÂU [F] TÁCH THỂ TÍCH
các chất vô cơ không cháy được như (đất, đá, xỉ than, mảnh thủy tinh, vỏ trai, vỏ ốc,...) đi vào trong lò đốt làm giảm hiệu suất đốt của lò.
Hình ảnh: Thiết bị tuyển từ - tách kim loại
• Phần trên sàng chủ yếu là các chất hữu cơ có kích thước đủ lớn không lọt sàng và nilon, chai lọ, gạch đá to,... Các chất này được chuyển tiếp qua băng tải tách lọc thủ công để tách lọc ra các thành phần có thể tái chế, các thành phần không mong muốn ra khỏi dòng CTR trước khi chuyển qua công đoạn Ủ, giảm ẩm.
Thiết bị: Loại sàng quay kiểu tang trống kích thước Ф1,5m x 6m có các cánh xoắn và cánh đảo phía trong lồng, kích thước lỗ sàng Ф 15mm, Vật liệu: Inox dày 3mm. Bánh đỡ: cao su đúc, Vách máy, bao che.. Động cơ liền hộp số 7,5 kW Tỷ số truyền 1/5-1/100, kiểu lắp chân đế.
Hình ảnh: Sàng quay kiểu tang trống
Sau công đoạn tách thể tích các thành phần CTRSH có kích thước lớn hơn 15mm sẽ được chỉ định tách ra khỏi dòng CTRSH thành các loại riêng biệt; Chất thải là phế liệu có thể tái chế được có thể bán cho các cơ sở tái chế chuyên nghiệp (chủ yếu là túi nilong); Chất thải nguy hại không được phép đốt trong lò được tập kết riêng chờ chuyển đi xử lý; Các loại chất thải vô cơ trơ được chuyển đi chôn lấp hợp vệ sinh cùng với một phần tro xỉ sau khi đốt.
Chức năng, nhiệm vụ:
+ Tách phế thải dẻo ra khỏi dòng CTRSH để bán cho cơ sở tái chế chuyên nghiệp.
+ Tách chất thải nguy hại (nếu có) ra khỏi dòng chất thải rắn sinh hoạt.
+ Tách dòng phế thải vô cơ trơ (gạch, đá, chai, lọ,...) có kích thước lớn và trung bình trước khi đưa vào nhà ủ X2 để Ủ giảm ẩm 2.
Thiết bị : Băng tải nằm ngang có kích thước rộng 0,8m dài 12m được bố trí sàn thao tác và các phễu thu ở 2 bên. Công nhân sẽ nhặt ra các thành phần chỉ định và bỏ vào các loại phễu thu khác nhau. Phía bên trên băng tải có hệ thống đường ống hút khí và hút mùi đưa về khu vực xử lý mùi X4 xử lý mùi hôi; Công suất động cơ liền hộp số 2,2kW; tốc độ băng tải 2m/s đảm bảo cho công đoạn tách lọc thủ công triệt để.
THUYẾT MINH KHÂU [H] TÁCH LỌC THỦ CÔNG
Hình ảnh: Băng tải tách lọc thủ công
Sau công đoạn tiền xử lý toàn bộ các thành phần CTRSH được băng tải vận chuyển chuyển qua nhà Ủ [X2] để thực hiện công đoạn Ủ giảm ẩm và giảm khối.
Chức năng và nhiệm vụ: Vận chuyển dòng CTRSH sau công đoạn tách lọc chuyển qua hệ thống nhà ủ X2 trên bản vẽ mặt bằng.
Thiết bị: Băng tải vận chuyển qua nhà Ủ
Kết luận; Có thể nói giai đoạn Tiền xử lý là rất quan trọng để đảm bảo sự thành công của công đoạn đốt tiêu hủy nói riêng và bài toán vận hành nhà máy xử lý CTRSH an toàn, hiệu quả, đảm bảo công suất thiết kế nói chung.
2. Ủ giảm ẩm
Toàn bộ dòng chất thải rắn sau công đoạn Tiền xử lý được chuyển sang khu vực nhà Ủ và giảm ẩm nhằm mục đích tách nước ra khỏi CTRSH trước khi đưa vào lò đốt và được miêu tả cụ thể như như sau:
Chức năng và nhiệm vụ:
• Kỹ thuật của công đoạn này giống quy trình Ủ Compost thông thường, khi đó quá trình phân hủy sinh học tự nhiên sẽ tách nước ra khỏi các chất thải hữu cơ, đồng thời nhiệt của quá trình sẽ làm bay hơi nước, phần CTRSH sau đó sẽ trở nên khô hơn và dễ đốt cháy hơn.
• Thời gian Ủ- giảm ẩm ở công đoạn này có thể kéo dài từ 15-20 ngày tùy theo điều kiện thời tiết, lượng ẩm. Các chế phẩm sinh học có thể được thêm vào để quá trình phân hủy sinh học xảy ra nhanh hơn.
(Ghi chú: Khâu ủ ở đây không phải ủ phân compost để tạo phân compost mà mục đích chính là để giảm ẩm cho CTRSH)
1. Công nghệ ủ giảm ẩm
• Trong toàn bộ quá trình Ủ- Giảm ẩm theo chu kỳ 1 đến 3 ngày được đảo trộn 1 lần bằng thiết bị cầu trục hoặc xe xúc lật làm tăng quá trình phân hủy hữu cơ, đồng thời vận chuyển CTRSH từ các khối ủ này từ điểm đầu vào đến đầu cuối của hệ thống (được luân chuyển đến gần vị trí sấy và HT lò đốt hơn).
THUYẾT MINH KHÂU [G] & [I] Ủ GIẢM ẨM 1 & 2
Hình ảnh: Sơ đồ đảo trộn và vận chuyển các khối ủ.
• Giống như giai đoạn Tiền xử lý CTRSH khu vực Ủ- giảm ẩm được trang bị hệ thống hút mùi- khử mùi giúp hạn chế mùi hôi phát tán ra môi trường xung quanh.
• Tại công đoạn này, nước rỉ rác nếu có được xử lý bằng cách thông qua các rãnh thu gom vào bể chứa và bơm hoàn lưu vào khối ủ hữu cơ.
Chức năng và nhiệm vụ:
- Phần CTRSH sau các công đoạn [G] và các thành phần CTRSH có gốc hữu cơ của công đoạn [I] sẽ được sấy trong thiết bị sấy thùng quay [K]. Nhiệt để sấy ở đây là không khí được làm nóng thông qua hệ thống trao đổi nhiệt được bố trí ở phía sau lò đốt thứ cấp [M] Không khí nóng được cấp ngược chiều với đường đi của dòng CTRSH đã qua ủ, Công đoạn này góp phần quan trọng trong việc sấy khô – giảm ẩm CTRSH, tăng hiệu quả của quá trình đốt CTRSH.
- Sau khi nguyên liệu được đưa vào trong máy từ phía đầu thùng quay, máy bắt đầu quay tròn và các cánh bên trong làm nhiệm vụ đảo đều nguyên liệu. nguyên liệu được đảo đều như vậy sẽ tiếp xúc với không khí nóng và tách hơi ẩm bay ra.
Trong suốt quá trình đảo và sấy như vậy, nguyên liệu được dịch chuyển từ phía đầu thùng quay tới phía cuối thùng quay bằng hệ thống cánh xoắn bên trong thùng và đạt độ khô nhất định. Cuối cùng nguyên liệu được thoát ra ngoài trước khi được nạp vào lò đốt.
THUYẾT MINH KHÂU [K] THIẾT BỊ SẤY GIẢM ẨM
- Không khí nóng thoát ra khỏi thùng sấy quay sẽ được xử lý tại [M] hệ thống xử lý khí thải.
Thiết bị: Thiết bị sấy kiểu thùng quay có các thông số kỹ thuật : Φ1,6m×18m;
Tốc độ vòng quay 0,6 ÷ 4 vòng/phút; Công suất động cơ 7.5 kW, góc nghiêng lắp đặt 0o; Hệ thống đường ống cấp không khí nóng đi kèm. Công suất thiết kế: 4 tấn /h với hàm lượng nước nguyên liệu đầu vào từ 30 ÷ 45%, đầu ra là 15% ÷ 30%).
Hình 4.14. Thiết bị sấy kiểu thùng quay
Nhà công năng của toàn bộ quá trình Ủ, giảm ẩm gồm có Nhà X2
Các thiết bị bao gồm: Cẩu trục, băng tải, thiết bị sấy, hệ thống hút mùi - khử mùi.
Toàn bộ nhà xưởng và thiết bị của hệ thống Ủ, giảm ẩm.
3. Nạp liệu và Đốt.
LÒ ĐỐT RÁC
THUYẾT MINH [M] LÒ ĐỐT RÁC
3.1. Chức năng và yêu cầu của lò đốt rác 3.1.1. Chức năng của lò đốt rác:
Lò đốt rác có chức năng : Đốt rác để chuyển rác từ thể rắn sang thể khí ( khói lò ).
Khói lò qua hệ thống xử lý khí thải và thải vào khí quyển qua ống khói. Tro xỉ ( Ad) rơi xuống dưới ghi lò sẽ được tập kết và chôn lấp.
3.1.2. Yêu cầu công nghệ và kỹ thuật của lò đốt rác:
Rác phải được cháy kiệt và cháy sạch ( cháy hoàn toàn và không sinh ra khí độc hại dioxin ; furan…)
Nhiệt độ buồng đốt sơ cấp phải đạt trên 650 0C ; nhiệt độ buồng đốt thứ cấp phải đạt tới 10500C ÷ 11500C
Lò phải có thiết bị đo nhiệt độ liên tục tại các vùng lò khác nhau
Thời gian lưu khói trong buồng đốt thứ cấp phải ≥ 2 giây
Nhiệt độ vỏ lò không được quá nóng ( 600C )
Thao tác , vận hành thuận tiện và đơn giản; lò hoạt động liên tục.
An toàn về phòng nổ ; tuổi thọ lò cao 3.2. Các số liệu ban đầu khi thiết kế lò đốt
+ Khi đốt một kg rác ta cần cung cấp Ln = 6,56 m3tc/1kg rác + Khi đốt một kg rác sẽ sinh ra lượng khói Vn = 6,75 m3tc/1kg rac
+ Nhiệt trị thấp của rác thải rắn sinh hoạt : ( số liệu có từ tính toán sự cháy rác ) Qt = 6103 [kJ/kg] = 1458 [kcal/kg]
Q = 13126 [kJ/kg] = 3136 [kcal/kg]
( khi độ ẩm Wd = 55,5 % ( khi độ ẩm Wd = 20 %
( Các số liệu này tính từ sự cháy của rác thải rắn sinh hoạt ) + Cường độ cháy rác trên một mét vuông ghi lò trong một giờ h m2.h = 250 kg rác/m2.h [5]
+ Mật độ nhiệt thể qv = 1254000 kJ/m3.h [6]
+ Tỷ số mắt ghi f = 66% [5] ; [7]
3.3. Chọn kiểu lò đốt và số lượng lò đốt 3.3.1. Chọn kiểu lò đốt :
Để đốt cháy hoàn toàn rác và đốt cháy sạch, không tạo ra khói có chứa các khí độc hại, đặc biệt là khí dioxin và furan, ta chọn lò đốt có 2 buồng đốt : Buồng đốt sơ cấp có chức năng đốt rác để chuyến rác từ thể rắn sang thể khí; nhiệt độ trong buồng sơ cấp không thấp hơn 650 0C. Buồng đốt thứ cấp có chức năng đốt tiếp các hợp chất ở dạng khí ( CO; H2; CH4 ; H2S) và tiếp tục sinh nhiệt. Một chức năng quan trọng nữa : khí dioxin và furan sinh ra trong buồng đốt sơ cấp, các khí độc hại này phải được khử bỏ trong buồng đốt thứ cấp. Để khử dioxin và furan cần thực hiện hai yêu cầu : nhiệt độ buồng đốt thứ cấp phải cao ( 10500C ÷ 1150 0C); thời gian lưu khói trong buồng đốt thứ cấp phải dài ( ≥ 2 giây ).
Lò đốt vận hành ở chế độ ổn định và liên tục; cấp rác vào lò bằng cơ cấu thủy lực.
Không khí cấp cho buồng đốt sơ cấp (75%) và buồng đốt thứ cấp (25%) đều là không khí nóng lấy từ thiết bị trao đổi nhiệt ( thiết bị [N] trong hình 4.2 ). Để bảo đảm nhiệt độ của buồng đốt thứ cấp cao ( 10500C ÷ 11500C), ta có bố trí mỏ đốt dầu DO để bổ xung nhiệt lượng khi cần thiết.
3.3.2. Chọn số lượng lò và phân bố số cụm lò.
Công suất cụm lò đốt là 80 tấn rác/ ngày đêm.
Ta chọn 2 buồng đốt sơ cấp và 1 buồng đốt thứ cấp ( hai buồng đốt sơ cấp chung nhau một buồng đốt thứ cấp ; xem hình 4.15)
5200 6800
3291 K
5370 2162
3 2
1
4
ỉ3600
ỉ3600
ỉ3600 60°
60°
3800
R1421
1330 1100
3.4. Thiết bị trao đổi nhiệt.
3.4.1. Chức năng của thiết bị trao đổi nhiệt
Trong lò đốt chất thải rắn sinh hoạt, thiết bị trao đổi nhiệt có các chức năng sau:
Hạ nhiệt độ của khói thải từ 10000C đến 3000C với tốc độ giảm nhiệt lớn để ngăn chặn sự tái sinh của dioxin và furan.
Tận dụng nhiệt của khói thải ra khỏi buồng đốt thứ cấp để nung nóng không khí.
Không khí nóng được sử dụng để :
+ Sấy rác trước khi đưa vào lò đốt ; giảm độ ẩm của rác từ 40% xuống 20%.
+ Không khí nóng cấp vào buồng đốt sơ cấp (75%) và buồng đốt thứ cấp (25%)
Khi rác được sấy khô, nhiệt trị của rác tăng hơn hai lần. Gió cấp cho sự cháy rác là không khí nóng sẽ đưa nhiệt váo lò. Hai nhân tố này sẽ giúp cho rác dễ cháy và nhiệt độ cháy trong lò sẽ cao.
3.4.2. Nguyên lý làm việc của thiết bị trao đổi nhiệt
Thiết bị trao đổi nhiệt làm việc theo nguyên lý : Khói nóng trao đổi nhiệt cho không khí qua thành vách ngăn của các ống kim loại. Không khí chuyển động bên trong các ống kim loại; khói thải chuyển động bên ngoài các ống kim loại. Khi ta đã biết lưu lượng khói thải; biết lưu lượng không khí; ta chọn độ giảm nhiệt độ của khói và độ tăng nhiệt độ của không khí. Trong bài toán này ta phải tính tổng diện tích bề mặt trao đổi nhiệt (có nghĩa là tính số ống kim loại cần thiết của thiết bị trao đổi nhiệt).
3.4.3. Giản đồ nhiệt độ và cấu trúc của thiết bị trao đổi nhiệt
THUYẾT MINH [N] THIẾT BỊ TRAO ĐỔI NHIỆT