1.2.1. ái chế
a. Định nghĩa
Nhựa nhiệt dẻo nhƣ: PE, PP, PS,… sau khi sử dụng có thể đƣợc thu gom và tái chế thành các sản phẩm khác.
Sau khi đƣợc thu gom từ các nguồn khác nhau, nhựa phế thải đƣợc phân loại rồi qua các bƣớc xử lý cần thiết để loại bỏ các thành phần kim loại, tạp chất. Tiếp theo, nhựa phế thải sẽ đƣợc chế biến để tạo hạt rồi gia công tạo thành sản phẩm tái chế.
Vì tái chế nhựa có thể gây ra các rủi ro về sức khoẻ, vì vậy khi bổ sung các chất phụ gia cần phải đƣợc kiểm soát cẩn thận. Đây là vấn đề đặc biệt quan trọng có liên quan tới việc xuất khẩu chất thải nhựa từ các nƣớc phát triển sang các nƣớc đang phát triển. Việc phân tích các thông tin hiện tại về các tác động bất lợi đối với sức khoẻ nghề nghiệp của con ngƣời tiếp xúc trong môi trƣờng tái chế nhựa còn chƣa đầy đủ, dữ liệu về tác động của các chất phụ gia trong nhựa đối với môi trƣờng còn hạn chế.
b. Sơ đồ tái chế túi ni lông
Quy trình tái chế chất thải ni lông tại các làng nghề thƣờng theo các bƣớc sau:
Ngành Công nghệ kỹ thuật Hóa học Trang 14 Khoa Hóa học và Công nghệ thực phẩm
c. Thuyết minh quy trình
Phân loại
Các loại nhựa đƣợc thu gom từ các nơi, tập trung về các cơ sở tái chế tách, phân loại theo các mục đích sử dụng và xử lý. Việc tách, phân loại thƣờng bằng phƣơng pháp thủ công và dựa vào kinh nghiệm. Phân loại thƣờng theo các phƣơng pháp sau:
- Phƣơng pháp cảm quan: phân loại theo màu sắc,độ mềm dẻo (nhựa cứng, nhựa mềm) ví dụ nhƣ; nhựa trắng mềm (LDPE), nhựa trắng cứng (PP), nhựa đỏ cứng (HDPE), nhựa ngói (PVC), nhựa kính trong (PS);
- Phƣơng pháp tuyển nổi: vì các loại nhựa khác nhau có tỷ trọng khác nhau, chúng có thể tách riêng biệt khi cho vào nƣớc. Sau khi xay nhỏ các loại nhựa này đƣợc cho vào nƣớc thông thƣờng, chúng sẽ đƣợc tách làm 2 phần; phần nhẹ có tỷ trọng thấp hơn nƣớc sẽ nổi lên và phần nặng sẽ chìm xuống. Thực tế ngƣời ta chỉ lấy phần nổi còn phần nặng không dùng cho mục đích tái chế sẽ đƣợc thải đi.
Nghiền, rửa
Thông thƣờng hai công đoạn này đƣợc tiến hành trên cùng một thiết bị. Máy nghiền đồng thời có phun nƣớc rửa, các thiết bị này thƣờng làm việc bán tự động. Công suất của máy nghiền, máy rửa thông thƣờng từ 300-500 kg nhựa/ngày
Phơi khô
Phƣơng pháp này cũng mang tính thủ công, các loại nhựa sau khi đƣợc xay rửa đem phơi khô tự nhiên trên các sân bãi công cộng dƣới ánh nắng và gió tự nhiên.
Tạo hạt và dây nhựa
Nhựa sau khi qua các công đoạn trên đƣợc đƣa vào máy đùn ép, tại đây nhựa đƣợc nạp vào phễu nạp liệu đẩy vào trục vít nấu chẩy, qua lƣới lọc, qua lỗ định hình tạo thành dây nhựa. Các dây nhựa đƣợc làm lạnh trong bể nƣớc, sau đó đƣợc đƣa vào các máy xay cắt tạo hạt.
Ngành Công nghệ kỹ thuật Hóa học Trang 15 Khoa Hóa học và Công nghệ thực phẩm
Gia công sản phẩm
Nguyên liệu là nhựa tái sinh và bột màu đƣợc trộn đều trong thùng. Hỗn hợp nhiên liệu đƣợc chạy qua các vùng gia nhiệt khác nhau, đƣợc nấu chảy và chuyển ra khoang đùn sau đó ép tạo hình sản phẩm.
1.2.2. đốt
a. Định nghĩa
Đốt là phƣơng pháp oxy hóa bằng nhiệt. Quá trình đốt đƣợc thực hiện với một lƣợng oxi (không khí) cần thiết vừa đủ để đốt cháy hoàn toàn chất thải rắn có nguồn gốc chất dẻo gọi là quá trình đốt hóa học. Nếu quá trình đốt đƣợc thực hiện với dƣ lƣợng không khí cần thiết đƣợc gọi là quá trình đốt dƣ khí.
Đốt là giai đoạn xử lý cuối cùng đƣợc áp dụng khi không thể xử lý bằng các biện pháp khác. Thƣờng đốt bằng nhiên liệu ga hoặc dầu trong các lò đốt chuyên dụng
với nhiệt độ trên 10000C. Nhiệt tạo ra trong quá trình đốt đƣợc tận dụng đung nồi
Ngành Công nghệ kỹ thuật Hóa học Trang 16 Khoa Hóa học và Công nghệ thực phẩm
b. Sơ đồ đốt rác thải
c. Thuyết minh sơ đồ
Tại buồng đốt sơ cấp
Xảy ra các quá trình gồm:
Sấy khô (bốc hơi nƣớc) chất thải: chất thải đƣợc đƣa vào buồng đốt sẽ thu nhiệt
từ không khí nóng của buồng đốt, nhiệt độ của chất thải đạt trên 1000C, quá trình
thoát hơi ẩm xảy ra mãnh liệt, khi nhiệt độ tiếp tục tăng sẽ xảy ra quá trình nhiệt phân tạo khí gas.
Quá trình phân hủy nhiệt tạo khí gas và cặn carbon: chất thải bị phân hủy nhiệt
sinh ra khí gas chứa: CH4, CO, H2…Thực tế, với sự có mặt của oxy và khí gas trong
buồng nhiệt phân ở nhiệt độ cao đã xảy ra quá trình cháy, nhiệt sinh ra lại tiếp tục cung cấp cho quá trình nhiệt phân, nhƣ vậy đã sinh ra quá trình “tự nhiệt phân và tự
đốt i hỏi phải b
năng lƣợng tiết kiệm. Thông qua quá trình kiểm soát chế độ cấp khí
Buồng đốt sơ cấp
Buồng đốt thứ cấp Thiết bị xử lý khí thải
Tro xỉ
T: 1000C Hơi ẩm
T0 khí gas
T: 4250C – 9500C T: 6000C
Ngành Công nghệ kỹ thuật Hóa học Trang 17 Khoa Hóa học và Công nghệ thực phẩm
và diễn biến nhiệt độ buồng sơ cấp sẽ đánh giá đƣợc giai đoạn: sấy, khí hóa và đốt cặn trong buồng nhiệt phân.
Quá trình nhiệt phân chất thải thƣờng bắt đầu từ 2500C – 6500C, thực tế để nhiệt
phân chất thải ngƣời ta thƣờng tiến hành ở nhiệt độ từ 425o
C – 7600C. Khi quá trình
nhiệt phân kết thúc, sẽ hình thành tro và cặn carbon, do vậy ngƣời ta còn gọi là giai đoạn này là carbon hóa.
Tại buồng đốt thứ cấp:
Quá trình đốt dƣ khí oxy: khí gas sinh ra từ buồng sơ cấp, đƣợc đƣa lên buồng thứ cấp để đốt triệt để. Tốc độ cháy phụ thuộc và nhiệt độ và nồng độ chất cháy trong hỗn hợp khí gas. Khi đã cháy hết 80% - 90% chất cháy (khí gas) thì tốc độ phản ứng chậm dần.
Quá trình tạo tro xỉ:
Giai đoạn cuối mẻ đốt, nhiệt độ trong buồng đốt đƣợc nâng lên 9500C để đốt
cháy cặn carbon, phần rắn không cháy đƣợc tạo thành tro xỉ. Các giai đoạn của quá trình cháy thực tế không phải tiến hành tuần tự, tách biệt mà tiến hành gối đầu, xen kẽ nhau.
Lò nhiệt phân coi nhƣ có 2 buồng phản ứng nối tiếp nhau với 2 nhiệm vụ: buồng sơ cấp làm nhiệm vụ sản xuất khí gas, cung cấp cho buồng thứ cấp để đốt triệt để chất thải. Chất lƣợng khí gas tạo thành phụ thuộc vào bản chất của chất thải đƣợc nhiệt phân cung nhƣ điều kiện nhiệt phân ở buồng sơ cấp. Kiểm soát đƣợc mối quan hệ giữa buồng sơ cấp và buồng thứ cấp đồng nghĩa với việc kiểm soát đƣợc chế độ vận hành lò đốt hiệu quả nhƣ mong muốn
d. Ƣ nhƣợc điểm:
Ƣu điểm:
- Thể giảm tới mức nhỏ nhất;
- Thu hồi đƣợc nhiệt;
- CTR có thể đƣợc xử lý tại chỗ;
Ngành Công nghệ kỹ thuật Hóa học Trang 18 Khoa Hóa học và Công nghệ thực phẩm
- Tro, cặn còn lại chủ yếu là vô cơ, trơ về mặt hóa học.
Nhƣợc điểm
- Khí thải từ các lò đốt có nguy cơ gây ô nhiễm môi trƣờng, đặc biệt là các vấn
đề phát thải chất ô nhiễm dioxin trong quá trình thiêu đốt;
- Vận hành dây chuyền phức tạp, năng lực kỹ thuật và tay nghề cao;
- Giá thành đầu tƣ lớn, chi phí tiêu hao năng lƣợng và chi phí xử lý cao