Tiểu luận Xử lý chất thải rắn bằng phương pháp nhiệt

ƯƠNG P BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI NHÓM 4 – LDH2KM3 GVHD: Đỗ Thành Cao Hà Nội 09/2013 1. Ma Thu Huyền 2. Nguyễn Thị Hồng Liên 3. Ngô Thị Huê 4. Trịnh Thị Huệ 5. Phạm Thanh Diễn 6. Nguyễn Thị Lanh 7. Nguyễn Hoàng Vân 8. Nguyễn Thị Hà Thành viên nhóm 4 Khái niệm đốt Hệ thống nhiệt phân Hệ thống khí hóa Hệ thống thu hồi năng lượng Hệ thống kiểm soát ô nhiễm môi trường NỘI DUNG CHÍNH - Quaù trình ñoát chất thải rắn laø quaù trình oxy hoaù khöû chất thải rắn baèng oxy khoâng khí ôû nhieät ñoä cao. Löôïng oxy söû duïng theo lyù thuyeát ñöôïc xaùc ñònh theo phöông trình chaùy: Chaát thaûi raén + O2  Saûn phaåm chaùy + Q Hay: CxHyOzNtSu + O2  CO2 + H2O + NO + SO2 + Q I. KHÁI NIỆM ĐỐT Chất thải rắn được đưa vào lò đốt - Saûn phaåm cuoái cuøng cuûa quaù trình ñoát bao goàm: buïi, NOx, CO, CO2, SOx, THC, HCl, HF, Dioxin / Furan, hôi nöôùc vaø tro. 2. Các nguyên tắc của quá trình đốt. Nhieät ñoä: phaûi ñaûm baûo ñuû cao ñeå phaûn öùng xaûy ra nhanh vaø hoaøn toaøn, khoâng taïo dioxin, ñaït hieäu quaû xöû lyù toái ña + Nhieät ñoä ñoát ñoái vôùi CTNH laø > 11000C + CTR sinh hoaït > 9000C - Ñoä xaùo troän: Ñeå taêng cöôøng hieäu quaû tieáp xuùc giöõa CTR caàn ñoát vaø chaát oxy hoaù, coù theå ñaët caùc taám chaén trong buoàng ñoát hoaëc taïo goùc nghieâng thích hôïp giöõa doøng khí vôùi bể phun ñeå taêng khaû naêng xaùo troän.- Thôøi gian: thôøi gian löu chaùy ñuû laâu ñeå phaûn öùng chaùy xaûy ra hoaøn toaøn. Hệ thống lò đốt chất thải rắn 3. Các hệ thống lò đốt Lò đốt một cấp: + Buồng đốt được chia thành 2 ngăn nhờ ghi lò: ngăn trên chứa CTR cần tiêu hủy, ngăn dưới chứa vật liệu cháy Nhược điểm: + Vật liệu đốt là gạch đất nung nên thường không bền + Nhiệt độ, bụi… được đưa trực tiếp vào khí quyển gây ô nhiễm + Các công việc thì làm thủ công - Lò đốt nhiều cấp: đốt chất thải dạng bùn đặc từ các nhà máy xử lý nước thải - Ưu điểm: đốt triệt để các loại chất thải, khí thải. Lò đốt chất lỏng: Öu ñieåm + Ñoát ñöôïc chaát thaûi loûng nguy haïi. + Khoâng yeâu caàu laáy tro thöôøng xuyeân. + Thay ñoåi nhieät ñoä nhanh choùng theo toác ñoä nhaäp lieäu. + Chi phí baûo trì thaáp. Nhöôïc ñieåm - Chæ aùp duïng ñöôïc ñoái vôùi caùc chaát loûng coù theå nguyeân töû hoaù. Caàn cung caáp khí, nhieân lieäu phuï nhö gas/daàu ñeå quaù trình chaùy trieät ñeå hôn, traùnh ngoïn löûa taùc ñoäng leân gaïch chòu löûa. D eã bò ngheït bể phun khi chaát thaûi loûng coù caën. Loø ñoát thuøng quay Öu ñieåm AÙp duïng cho caû chaát thaûi raén vaø loûng - Laáy tro lieân tuïc maø khoâng aûnh höôûng ñeán quaù trình chaùy. Kieåm soaùt ñöôïc thôøi gian löu cuûa chaát thaûi loûng trong thieát bò. Nhöôïc ñieåm - Thaønh phaàn tro trong khí thaûi cao. - Gia coâng loø khoù. - Chi phí ñaàu tö cao. - Vaän haønh phöùc taïp. - Yeâu caàu löôïng khí dö lôùn do thaát thoaùt qua caùc khôùp noái. - Toån thaát nhieät ñaùng keå trong tro thaûi. - Chaát thaûi voâ cô coù theå keát xæ gaây khoù khaên cho coâng taùc baûo trì, baûo döôõng thuøng quay. Là quá trình phân hủy hay biến đổi CTR ở nhiệt độ cao trong điều kiện không có oxy. Nhiệt phân là quá trình kết hợp: phản ứng cracking và trùng ngưng + Khí cháy (H2, CH4 …) + Nhiên liệu lỏng: axit acetic, axeton… + tro: cacbon và chất xơ II. Các hệ thống nhiệt phân Phản ứng nhiệt phân CTR: Chất thải rắn → Các chất bay hơi và khí gas + cặn rắn. Quá trình nhiệt phân là quá trình thu nhiệt. Để phản ứng xảy ra thì phải được cấp nhiệt từ bên ngoài Gồm 2 giai đoạn: + Giai đoạn 1: quá trình khí hóa, CTR được gia nhiệt để tách các phần dễ bay hơi như khí cháy, hơi nước… ra khỏi phần cháy không hóa hơi và tro. + Giai đoạn 2: là quá trình đốt các thành phần bay hơi ở điều kiện phù hợp để tiêu hủy hết các cấu tử nguy hại. ĐỐT NHIỆT PHÂN Ưu điểm + Xảy ra ở nhiệt độ thấp nên tăng tuổi thọ của vật liệu, tiết kiệm nhiên liệu. + Giảm lượng bụi phát sinh, thể tích chất thải giảm đáng kể + Các chất bay hơi được thu hồi, các chất độc hại cháy triệt để. - Nhược điểm: + Một số thành phần có thể bị giữ lại nên tro phải chôn lấp an toàn + Thời gian đốt lâu hơn so với đốt lò quay. Là quá trình đốt các loại vật liệu trong điều kiện thiếu oxy. Quá trình khí hóa gồm 5 phản ứng: C + O2 CO2 C + H2O CO + H2 C + 2H2 CH4 CO + H2O CO2 + H2 III. Hệ thống khí hóa. - Là một kỹ thuật có hiệu quả về mặt năng lượng, được áp dụng với mục đích giảm thể tích chất thải và thu hồi năng lượng. - Phân loại: lò đứng, lò ngang, lò tầng sôi, lò đốt nhiều buồng và đốt thùng quay. Sản phẩm cuối cùng là hỗn hợp khí cháy có nhiệt trị thấp và tro Ưu điểm: chi phí thấp, dòng khí thải ra ít, thiết bị kiểm soát đơn giản, không gây ô nhiễm. Nhược điểm: hệ thống chất thải phải mang tính đồng nhất. LÒ ĐỨNG Gồm buồng đốt sơ cấp và buồng đốt thứ cấp. Ưu điểm: sản phẩm sinh ra từ buồng đốt thứ cấp có thể tận dụng để thu hồi nhiệt lượng cung cấp cho lò hơi. Nhược điểm: gồm nhiều thiết bị. Lò ngang Được thu hồi bằng 2 phương pháp: + Tường nước: tường thành của buồng đốt được nối với các ống của nồi hơi, các ống này hàn lại với nhau, nước lưu thông trong ống hấp thu năng lượng nhiệt sinh ra từ lò hơi tạo thành hơi nóng. + Lò hơi: khí thải ra có nhiệt độ cao được hướng vào tường nước riêng lẻ lắp bên ngoài buồng đốt. IV. Hệ thống thu hồi năng lượng Giảm chi phí đầu tư ban đầu, chi phí vận hành, chi phí đầu tư xử lý khí thải Nước nóng được sử dụng trong ngành công nghiệp cần nhiệt thấp hay các thiết bị sưởi ấm gia đình. Hơi nóng được sử dụng để cấp nhiệt. Lượng khí sử dụng dư giảm từ 100 - 200% xuống 50 - 100% Lợi ích Kiểm soát ô nhiễm không khí. NOX : + Đốt thiếu khí có tuần hoàn ở buồng sơ cấp. + Xử lý NOX trong khí thải bằng xúc tác hoặc amoniac + Sử dụng hỗn hợp than hoạt tính + Trộn NaHCO3 - Xử lí SO2 vaø caùc khí axit: phaân loại tại nguồn, thaùp röûa khí hoaëc hấp phụ, xuùc taùc V. Hệ thống kiểm soát ô nhiễm 2. Kiểm soát Đioxin Kiểm soát quá trình cháy: Nhieät ñoä buoàng ñoát khoaûng 18000F, thôøi gian chaùy > 1s. Kiểm soát bụi: Kim loaïi naëng vaø ñioxin phần lôùn naèm trong buïi thu hoài töø thieát bò loïc vaûi vaø thieát bò xöû lyù SO2 khoâ vaø öôùt ôû nhieät ñoä 1400C. 3. Hệ thống kiểm soaùt CTR coøn lại Quaûn lyù CTR coøn laïi laø moät phaàn taát yeáu trong quy trình ñoát CTR. Caùc chaát caàn kieåm soaùt bao goàm: - Tro ñaùy loø: kim loaïi, thuûy tinh - Tro bay: thu hoài 99% trong thieát bò ESP hoaëc loïc vải - Caën töø thieát bò röûa khí khoâ