Chủ nhiệm Đề tài: TS. LÊ THANH HẢI – VMTTN – ĐHQG TP.HCM 29
Đề xuất tiêu chí lựa chọn vật liệu làm lò đốt
Vật liệu chế tạo khung: vật liệu chế tạo lò đốt được lựa chọn sao cho vận hành liên tục, và xử lý được nhiều loại chất thải khác nhau và vận hành được ở nhiều điều kiện khác nhau. Vật liệu này có thể là thép bình thường hoặc hợp kim đặc biệt. Do tính chất hóa lý của chất thải luôn thay đổi trong quá trình đốt, nếu nó được xác định chính xác thì việc lựa chọn vật liệu làm lò đốt mới đúng và phù hợp.
Vật liệu chịu lửa: Lò đốt phải đảm bảo vận hành ở nhiệt độ cao, vì vậy vật liệu chịu lửa có vai trò quan trọng trong đốt chất thải. Vật liệu chịu lửa tốt thì lò không những hoạt động ổn định mà còn tiết kiệm năng lượng sử dụng. Lò đốt có thể vận hành ở các điều kiện khác nhau, ngoài ra, chất thải trong quá trình đốt còn có tính chất ăn mòn và mài mòn, do đó nó ảnh hưởng đến lớp vật liệu chịu lửa. Do vậy vật liệu chịu lửa phải có những tính chất sau:
- Không phản ứng với chất thải nguy hại và các sản phẩm sinh ra trong quá trình đốt hay nói cách khác là nó phải bền vững với các tác nhân hóa lý.
- Duy trì được các tính chất của nó ở điều kiện nhiệt độ cao (1200 – 1500oC).
- Có khả năng bảo vệ các bộ phận của lò đốt dưới tác động của ứng suất nhiệt cũng như sự mài mòn, ăn mòn,… ở nhiệt độ cao.
- Sự giản nở nhiệt của vật liệu chịu nhiệt phải tương thích với vật liệu làm vỏ lò đốt.
Đề xuất xu hướng phối trộn chất thải khi đốt
Theo các nghiên cứu trước đây để xử lý chất thải bằng phương pháp đốt hiệu quả thì chất thải phải có nhiệt trị > 2.500Kcal/kg, độẩm <30% và tỉ trọng trung bình khoảng 250kg/m3. Do vậy để đạt hiệu quả cao trong quá trình đốt cần phối trộn các chất thải khác nhau một cách hợp lý để đạt được các tiêu chí trên. Đối với các chất thải có nhiệt trị cao như dầu thải, chất thải nhiễm dầu (giẻ lau, dầu cặn,..), chất hữu cơ tạp,… nên phối trộn với các chất thải có nhiệt trị thấp để tăng hiệu quả của quá trình xử lý. Ngoài ra đối với các loại bùn thải có thể dựa vào kết quả của phân tích nhiệt bằng TGA (xem chương 2) để xác định điều kiện nhiệt phân của chất thải khi xử lý bằng lò đốt nhiệt phân.
Đối với các chất thải có nhiệt trị cao như dầu thải, chất thải nhiễm dầu (giẻ lau, dầu cặn,..), chất hữu cơ tạp,… nên phối trộn với các chất thải có nhiệt trị thấp để tăng hiệu quả của quá trình xử lý.
Đề xuất công nghệ thiêu đốt chất thải phục vụ cho xử lý CTNH của thành phố
Với những phân tích các phương pháp đốt như trên thì công nghệđốt bằng lò đốt thùng quay là loại lò phổ biến được sử dụng rộng rãi ở các nước tiên tiến .Bên cạnh đó, lò đốt nhiệt phân bằng cách hóa hơi nguyên liệu trong điều kiện nghèo
Chủ nhiệm Đề tài: TS. LÊ THANH HẢI – VMTTN – ĐHQG TP.HCM 30
khí (công nghệ nhiệt phân) có kiểm soát khí là một trong số công nghệ tiên tiến hiện nay, nó khắc phục được các nhược điểm của công nghệ đốt hở. Các quá trình sấy, thu nhiệt, hóa hơi xảy ra ở trong buồng sơ cấp, quá trình xáo trộn, đốt cháy khí gas xảy ra trong buồng thứ cấp nên đốt cháy triệt để, nhiệt độ cháy cao, hầu như không sinh bụi. Trên thế giới hiện nay đang áp dụng rộng rãi công nghệ này.
Do khối lượng CTNH được xử lý bằng phương pháp đốt ở các giai đoạn không lớn lắm khoảng 60 – 100 tấn/ngày. Với các ưu điểm của lò đốt nhiệt phân, nhóm thực hiện đề tài nhận thấy thành phố có thể đầu tư lò đốt này để xử lý CTNH. Yêu cầu kỹ thuật của lò đốt như sau:
- Tổng công suất của lò đốt CTNH • Năm 2008 – 2010 là60 tấn/ngày • Năm 2010 – 2015 là 80 tấn/ngày • Năm 2015 – 2020 là 100 tấn/ngày - Vật liệu làm khung: thép Cacbon - Vật liệu chịu lửa: gạch chịu lửa - Hiệu suất phân hủy: Dres > 99,99% - Nhiệt độ buồng thứ cấp 1000 – 1400oC - Thời gian lưu: 0,5 – 2 s
- Có hệ thống làm mát khí thải ngay sau khi ra khỏi lò và nhiệt độ khí sau khi qua bộ phận làm mát phải < 300oC.
- Có hệ thống lọc bụi (đặt ngay sau hệ thống làm mát) đạt TCVN tương ứng.
- Có hệ thống xử lý khí thải đạt TCVN tương ứng. Sơđồ nguyên lý của lò đốt nhiệt phân như sau:
Hình 5. Sơđồ lò đốt nhiệt phân
Do lò đốt nhiệt phân chỉ phù hợp với công suất 10 – 20 tấn/ngày nên với tổng công suất đốt trong giai đoạn 2008 – 2020 là 60 – 100 tấn CTCNNH/ngày, thành
Buồng sơ cấp
Chủ nhiệm Đề tài: TS. LÊ THANH HẢI – VMTTN – ĐHQG TP.HCM 31
phố có thể đầu tư 3-5 lò có công suất 20 tấn/h hoặc nhiều lò có công suất nhỏ
hơn. Nếu có đủ kinh phí, trong giai đoạn 2008 – 2010 chúng ta có thể trang bị
ngay 3 lò đốt công suất 20 tấn/giờ. Nếu điều kiện kinh phí chưa cho phép, hình thức đầu tư cũng có thểđược chia nhỏ theo nhiều giai đoạn, tức là sẽđầu tư 4 - 6 lò đốt có công suất < 10 tấn/ngày.
Ngoài ra, Thành phố cũng có thể kết hợp với một số cơ quan chuyên môn ở TP. Hồ Chí Minh thiết kế và chế tạo ra các lò đốt cho Khu liên hiệp xử lý. Theo đánh giá của nhóm thực hiện dự án thì với khả năng và kinh nghiện của các chuyên gia trong nước hiện nay hoàn toàn có thể đáp ứng được nhiệm vụ này. Lò đốt chế tạo ở trong nước có lợi thế là giá thành rẻ hơn nhập ngoại nhiều lần, trong khi chất lượng không thua kém đáng kể so với lò nhập ngoại. Theo ý kiến chuyên gia về lò đốt nhiệt phân thì chi phí đầu tư cho lò đốt hoạt động theo nguyên lý nhiệt phân với công suất 10 tấn/ngày khoảng 6 – 7 tỉ VNĐ.