Đang tải... (xem toàn văn)
Slide 1 XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN BẰNG PHƯƠNG PHÁP NHIỆT wealth does not conduce to happiness 1 Phöông phaùp xöû lyù CTR baèng nhieät coù nhöõng öu ñieåm 1) Giaûm theå tích CTR (giaûm 80 90% khoái löôïng thaønh phaàn höõu cô trong CTR trong thôøi gian nhanh nhaát, CTR ñöôïc xöû lyù khaù trieät ñeå); 2) Thu hoài naêng löôïng; 3) Laø thaønh phaàn quan troïng trong chöông trình quaûn lyù toång hôïp CTR; 4) Coù theå xöû lyù CTR taïi choã maø khoâng caàn phaûi vaän chuyeån ñi xa, traùnh ñöôïc caùc ruûi ro.
XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN BẰNG PHƯƠNG PHÁP NHIỆT • Phương pháp xử lý CTR nhiệt có ưu điểm: 1) Giảm thể tích CTR (giảm 80 - 90% khối lượng thành phần hữu CTR thời gian nhanh nhất, CTR xử lý triệt để); 2) Thu hồi lượng; 3) Là thành phần quan trọng chương trình quản lý tổng hợp CTR; 4) Có thể xử lý CTR chỗ mà không cần phải vận chuyển xa, tránh rủi ro chi phí vận chuyển • Phương pháp nhiệt có hạn chế như: 1) Đòi hỏi chi phí đầu tư xây dựng lò đốt, chi phí vận hành xử lý khí 2) 3) thải lớn Việc thiết kế, vận hành lò đốt phức tạp, người vận hành lò đốt đòi hỏi phải có trình độ chuyên môn cao Đặc biệt, trình đốt chất thải gây ô nhiễm môi trường biện pháp kiểm soát trình đốt, xử lý khí thải không đảm bảo • • • Thiêu hủy (incineration) Khí hóa (Gasification) Nhiệt Phân (Pyrolysis) ĐỐT • Đốt trình oxi hoá chất thải rắn oxy không khí tác dụng nhiệt trình oxy hóa hóa học Bằng cách đốt chất thải, ta giảm thể tích CTR đến 80 – 90% o Nhiệt độ buồng đốt phải cao 800 C Sản phẩm cuối trình đốt là: • 1) bụi • 2) khí có nhiệt độ cao bao gồm cacbonic, NO x, SOx nước, HF, HCl • • 3) tro Năng lượng thu hồi nhờ trình trao đổi nhiệt với khí sinh nhiệt độ cao • Đốt vừa đủ khí (q trình đốt lượng hóa, q trình đốt hóa học) trình đốt thực với lượng oxy (khơng khí) cần thiết vừa đủ để đốt cháy hồn tồn CTR • C6H6 + 7.5O2 3H2O + 6CO2 • • Đốt dư khí • Lượng khơng khí dư ảnh hưởng đến nhiệt độ q trình đốt thành phần khí sinh Vì tính chất khơng đồng CTR nên khó đốt hồn tồn CTR với lượng vừa đủ khơng khí theo lý thuyết Trong số hệ thống đốt CTR, chế độ đốt dư khí sử dụng nhằm đảm bảo xáo trộn tốt thành phần CTR tiếp xúc tốt với khơng khí Q TRÌNH KHÍ HĨA • • Q trình khí hóa q trình đốt loại vật liệu điều kiện thiếu oxy • Khí hóa kỹ thuật đốt có hiệu mặt lượng, áp dụng với mục đích giảm thể tích chất thải thu hồi lượng Q trình khí hóa dùng để đốt CTR chứa hàm lượng carbon cao nhằm tạo nguyên liệu đốt giàu CO, H2, vài hydrocarbon no (chủ yếu CH4) Q TRÌNH NHIỆT PHÂN • Nhiệt phân q trình phân hủy hay biến đổi hóa học CTR nhiệt độ cao điều kiện khơng có oxy Phản ứng quan trọng trình nhiệt phân bẻ gãy mạch liên kết C-C, khơng có xúc tác, chúng tạo thành gốc tự có đặc tính chuỗi, nhiệt độ tăng cắt mạch sâu Q TRÌNH NHIỆT PHÂN • Sản phẩm trình nhiệt phân CTR gồm chất dạng khí, lỏng, rắn Ở nhiệt độ cao sản phẩm dạng lỏng mặt bị hóa mặt khác tiếp tục bị nhiệt phân cắt mạch tạo thành sản phẩm đơn giản Chất rắn (cặn carbon) phân hóa hydrocarbon đến carbon tự Lựa chọn chất thải • Các chất thải sử dụng lò nung xi măng: - Dầu qua sử dụng - Bùn cặn (công nghiệp lọc dầu, nhà máy hoá chất, sản xuất giấy ) - Dung môi qua sử dụng - Sơn - Thuốc trừ sâu có nguồn gốc hữu - Bùn xưởng in - Dầu axit/chất lỏng kiềm thải bỏ - Tro từ nhà máy cơng nghiệp, q trình thiêu đốt - Lốp xe thải; - Cao su thải - Nhựa; - Vinyl - Giấy/gỗ thải - Bùn cặn sau xử lý nước thải - Chất thải vô cơ; - Xỉ • Các chất thải khơng xử dụng lò nung xi măng: - Chất thải axit mạnh (sulfuric, nitric, clohydric ) - Chất thải kiềm mạnh (Na2O, K2O) - Chất nổ - Chất phóng xạ - Chất thải y tế - Pin - Chất thải axit khoáng - Chất thải điện tử - Kim loại vụn Lựa chọn chất thải • Các yêu cầu chất thải sử dụng lò nung xi măng - Nhiệt trị: không nhỏ 12700 kJ/kg chất thải - Độ ẩm: nhỏ tốt - Tổng lượng kiềm tính theo tổng K2O Na2O nhỏ 4% - Tổng lượng Cl nhỏ 500ppm - Hàm lượng kim loại bay có nhiệt độ nóng chảy thấp: nhỏ 1000 ppm, nhiên riêng Hg, Cr, As Cd nhỏ 150 ppm - Nếu chất thải dạng rắn u cầu kích thước nhỏ tốt Chất thải có kích thước to (như lốp xe cũ) sử dụng lắp thêm thiết bị để nạp • • Tùy thuộc vào loại nhiên liệu thay sử dụng sản xuất clinker mà dây chuyền sản xuất trang bị thiết bị hỗ trợ thích hợp cho việc nạp liệu Điều dẫn đến phải đầu tư thêm vốn vào qui trình sản xuất Thêm vào đó, nhà máy xi măng sử dụng chất thải làm nhiên liệu thay phải có thiết bị tiền xử lý cần thiết để sơ chế, đồng số loại chất thải chưa thích hợp để sử dụng qui trình sản xuất, có loại chất thải không sơ chế hay làm đồng trước ảnh hưởng đến hiệu suất lị ví dụ làm nghẹt vịi phun nhiên liệu tro tồn không đồng KIỂM SỐT Ơ NHIỄM MƠI TRƯỜNG DO CÁC Q TRÌNH NHIỆT • Kiểm sốt bụi: phân loại nguồn, kiểm sốt q trình đốt (combustion controls), xử lý bụi lọc tĩnh điện lọc túi vải • • • Kiểm soát NOx: phân loại nguồn, kiểm soát q trình đốt, xử lý khí Kiểm sốt SO2 acid: phân loại nguồn, xử lý tháp rửa khí lọc khơ Kiểm sốt CO THC: kiểm sốt q trình đốt Xử lý NOx • - NOx hình thành q trình cháy thơng qua chế chủ yếu: Q trình oxi hóa vật liệu hữu chứa nito Q trình oxi hóa N2 khơng khí điều kiện nhiệt độ cao (1) • Because of the high activation energy required for Reaction (1), thermal NO x formation does not become significant until flame temperatures reach 1,100°C (2,000°F) Xử lý NOx • • • • • • Phân loại nguồn: tác vật liệu hữu chứa nito Ví dụ thực phẩm thừa, rác thực vật, động vật Kiểm soát q trình cháy: Tuần hồn khí cháy Phân đoạn q trình cháy vận hành trình cháy điều kiện thiếu oxy Xử lý khí thải: one or more reducing agents are injected into the upper furnace to react with NOx and form N2 NOx Control • • These technologies include staged combustion, low excess air, flue gas recirculation (FGR) • Another option is FGR in which a portion of the combustor exhaust is returned to the combustion air supply to both lower combustion zone O2 and suppress flame temperatures by reducing the ratio of O2 to inerts [N2 and carbon dioxide (CO2)] in the combustion air system Fuel NOx is formed within the flame zone Key variables determining the rate of fuel NO x formation are the availability of O2 within the flame zone, the amount of fuel-bound N 2, and the chemical structure of the N2containing material Kiểm soát dioxin/furan 2,3,7,8-tetrachloro-p-dibenzo-dioxin (2,3,7,8-TCDD) 2,3,7,8-tetrachloro-dibenzo-furan Kiểm soát dioxin/furan • • Kiểm sốt q trình cháy: a) nhiệt độ buồng đốt khoảng 1800oF (982oC), thời gian lưu cháy > 1s Nồng độ CO thấp lượng dioxin sinh nhỏ, kiểm sốt lượng dioxin sinh thơng qua kiểm sốt nồng độ CO có tính khả thi cao Kiểm soát bụi: kim loại nặng dioxin phần lớn nằm bụi thu hồi từ thiết bị lọc vải thiết bị xử lý SO2 khô ướt nhiệt độ 140oC TÀI LIỆU THAM KHẢO • • • Holcim - GTZ, 2006 Guidelines on Co-processing Waste Materials in Cement Production QCVN 41: 2011/BTNMT Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia đồng xử lý chất thải nguy hại lị nung xi măng http://www.vicem.vn/view/chi-tiet-thong-cao-bao-chi/su-dung-chat-thai-lam-nguyen-lieu-nhien-lieu-trong-san-xuat-ximang/2/10.aspx • screw press and piston press technology • Combustion air systems in MB/WW MWCs include both undergrate (also called primary) air and overgrate (also called secondary or overfire) air Undergrate air, supplied through plenums located under the firing grate, is forced through the grate to sequentially dry (evolve water), devolatilize (evolve volatile hydrocarbons), and burn out (oxidize nonvolatile hydrocarbons) the waste bed The quantity of undergrate air is adjusted to minimize excess air during initial combustion of the waste while maximizing burnout of carbonaceous materials in the waste bed Overgrate air, injected through air ports located above the grate, is used to provide turbulent mixing and destruction of hydrocarbons evolved from the waste bed Overall excess air levels for a typical MB/WW MWC are approximately 80% (180% of stoichiometric [i.e., theoretical] air requirements), with undergrate air accounting for 60-70% of the total air In addition to destruction of organics, one of the objectives of this “staged” combustion approach is to minimize NOx formation ... Các chất thải khơng xử dụng lò nung xi măng: - Chất thải axit mạnh (sulfuric, nitric, clohydric ) - Chất thải kiềm mạnh (Na2O, K2O) - Chất nổ - Chất phóng xạ - Chất thải y tế - Pin - Chất. .. Dầu axit /chất lỏng kiềm thải bỏ - Tro từ nhà máy cơng nghiệp, q trình thiêu đốt - Lốp xe thải; - Cao su thải - Nhựa; - Vinyl - Giấy/gỗ thải - Bùn cặn sau xử lý nước thải - Chất thải vô... hiệu xử lý lò đốt ĐỒNG XỬ LÝ CHẤT THẢI NGUY HẠI TRONG LÒ NUNG XI MĂNG o Nhiệt độ nung kết 1450 C nhiệt độ ngon lửa lò quay o o phải đạt 1800 C - 2000 C Qui trình sản xuất xi măng sử dụng chất thải