Lưu lượng khí thải:
- Sản phẩm cháy do đốt chất thải: Vcthải = c* Vcthải = 747,6 nm3/h
-
Sản phẩm cháy do đốt dầu DO: Vnliệu = cnliệu* Vnliệu = 33kg/h * 12,12 n.m3/kg = 400 nm3/h
Vậy V0 = Vcthải + Vnliệu = 747,6 + 400 = 1147,6 nm3/h Tỷ lệ: acthải = Vcthải / V0 = 747,6 /1147,6 = 0,651
anliệu = Vnliệu / V0 = 400/ 1147,6 = 0,348 Lưu lượng khí trong buồng đốt thứ cấp: (1100oC)
) / ( 772 . 5 273 273 1100 6 , 1147 273 273 3 0 1100 V xT x m h V = + = + =
Trước khi dòng khí đi vào tháp giải nhiệt: ( 900oC) ) / ( 4930 273 273 900 6 , 1147 273 273 3 0 900 V xt m h V = + = + = Tính nhiệt tải
Nhiệt độ dòng khí thải khi đi vào thiết bị giải nhiệt là 9000C và sau khi giải nhiệt còn lại 6000C. Nhiệt lượng mà tháp giải nhiệt thu hồi tính theo công thức:
Qk = Gk *Ck(T1 – T2)
Qk = G900 *C900(900 – 600) Với: G900 = V900 * đ900 = 4930 * 0,301 = 1.484 (kg/h)
Ck là nhiệt dung trung bình của khí thải được tính theo công thức: C900 = (acthải * C900cthải ) + (anliệu * C900 nliệu)
Trong đó : C900cthải được xác định theo tỷ lệ sản phẩm cháy: CCO2 = 0,1247* 2,2593 = 0,28 CH2O = 0,133* 1,7397 = 0,23 CS02 = 0,000096* 2,261= 0,002 CN2 = 0,7246* 1,4056 = 1,02 CO2 = 0,0175* 1,4935 = 0,026 C900cthải = 1,558 kJ/kg.độ
Trong đó : C900nliệu được xác định theo tỷ lệ sản phẩm cháy: CCO2 = 0,1329* 2,2593 = 0,3 CH2O = 0,097* 1,7397 = 0,169 CS02 = 0,0003* 2,261= 0,00068 CN2 = 0,7516* 1,4056 = 1,0565 CO2 = 0,0182* 1,4935 = 0,0272 C900nliệu = 1,5533 kJ/kg.độ Vậy C900 = (acthải * C900cthải ) + (anliệu * C900 nliệu)
Vậy nhiệt lượng thu hồi là : Qk = 1484*1,554* (900 - 600) = 692.085 (kJ/h) Tận dụng nhiệt từ khí thải sấy khô chất thải photoresist
Qua thực tế thu gom và xử lý các loại chất thải thì phần lớn các loại bùn thải và một số lọai chất thải khác thường có độ ẩm cao, do đó muốn xử lý đốt tiêu hủy chất thải này thì ta phải làm khô đến độ ẩm cần thiết (< 30%)trước khi nạp liệu vào lò đốt. Bình thường trong điều kiện thời tiết có nắng thì ta tiến hành phơi khô chất thải ngoài trời nhưng gặp khi trời mưa thì ta phải sấy khô chất thải trong hệ thống lò sấy. Tại Nhà máy xử lý chất thải của Công Ty CP Môi Trường Việt Úc - VINAUSEN, chất thải photoresist được sấy khô trong thiết bị lò sấy thùng quay với tác nhân nhiệt từ quá trình đốt than.
Mức tiêu tốn nhiên liệu là: 15kg than/1mẽ sấy là kg 130chất thải có độ ẩm: 82%. Sau khi sấy chất thải có độ ẩm dao động từ 28 – 30%.
Vậy nhiệt lượng cần thiết cho 1 mẽ sấy photoresist = 15x 5.320 = 79.800 kcal. Theo tính toán ta có lượng nhiệt thu hồi = 692.085KJ/h = 165.294Kcal/h.
Ta xem phần nhiệt thất thoát và tổn thất từ hệ thống lò đốt đến hệ thống lò sấy chất thải là 10%, vậy phần nhiệt thực tế có thể tận dụng tái sử dụng để sấy chất thải = 148.764 Kcal/h. Với nhiệt lượng cần thiết để làm khô 1 mẽ photoresist ta chỉ cần sử dụng 54% lượng nhiệt thu hồi.
Như vậy, với lượng nhiệt thu hồi ta sẽ sấy khô được một lượng chất thải bằng: (148.746x130)/ 79.800 = 242 kg chất thải photoresist.
KẾT LUẬN
Từ trước đến nay, việc quản lý và xử lý CTCN và CTSH vẫn được xem là vấn đề quan trọng và cấp bách của hầu hết các quốc gia trên thế giới. Từ rất lâu, công nghệ nhiệt phân đã được nghiên cứu và áp dụng trong nhiều ngành công nghiệp, tiêu biểu là ngành công nghiệp chế biến dầu mỏ. Tuy nhiên, việc áp dụng công nghệ nhiệt phân để xử lý chất thải có nguồn gốc hữu cơ mới được tiếp cận nghiên cứu và phát triển trong thời gian gần đây, chủ yếu là ở các nước có ngành công nghiệp phát triển.
Công nghệ nhiệt phân thuộc nhóm công nghệ nhiệt - hóa và là một trong những giải pháp “công nghệ hiện có tốt nhất” (Best Available Technology - BAT) được các tổ chức môi trường trên thế giới khuyến cáo sử dụng thay thế cho phương pháp chôn lấp khi xử lý một lượng lớn chất thải có nguồn gốc hữu cơ. Bản chất của công nghệ nhiệt phân là quá trình phân hủy hợp chất có nguồn gốc hữu cơ xảy ra ở điều kiện nhiệt độ phù hợp, có ít hoặc không có oxy, áp suất thấp, trong môi trường không có ôxy hoặc thiếu ôxy tạo thành than bán cốc (nhiệt trị tương đương than cám 3), dầu nhiệt phân (nhiệt trị tương đương dầu FO) và khí đốt (khí tổng hợp).
Báo cáo đã trình bày một cách tổng quan nguyên lý của quá trình nhiệt phân trong xử lý chất thải, từ đó xác định các chất thải nguy hại có thể phát sinh và đề xuất giải pháp quản lý, xử lý phù hợp. Đồng thời, trình bày ví dụ điển hình “Nghiên cứu thực
nghiệm công nghệ đốt chất thải hữu cơ trơ trong rác thải sinh hoạt theo nguyên lý nhiệt phân”.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Trần Hóa, Nghiên cứu công nghệ đốt một số loại chất thải công nghiệp và chất thải nguy hại trên lò đốt nhiệt phân tĩnh. Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật Môi trường, Viện Môi trường và Tài nguyên, 2003.
[2] Nguyễn Đức Vinh, Nghiên cứu xác định điều kiện nhiệt phân thích hợp để đốt chất thải
có tận dụng nhiệt. Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật Môi trường, Viện Môi trường và Tài
nguyên, 2005.
[3] Nguyễn Văn Phước, Giáo trình Quản lý và xử lý chất thải rắn. NXB Xây dựng, 2008. [4] EPA, Waste Guidelines - Waste Definitions, 2009.
[5] Tobias Thomsen et al., The potential of Pyrolysis Technology in climate change mitigation. Risø National Laboratory for Sustainable Energy Technical University of Denmark, ISSN 0106-2840, 2011.