kỹ thuật đốt bằng lò thùng quay

Kỹ thuật đốt bằng lò thùng quay

1

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM
VIỆN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ VÀ QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG




Đồ án:
KỸ THUẬT ĐỐT BẰNG LÒ THÙNG
QUAY





TP.Hồ Chí Minh, tháng 5 năm 2012
Kỹ thuật đốt bằng lò thùng quay

2


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU 5
Chương I: TỔNG QUAN 6
1. Đối tượng nghiên cứu 6
2. Phương pháp nghiên cứu 6
3. Mục đích nghiên cứu 6

Chương II: PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN 7
1. Định nghĩa về chất thải rắn 7
1.1. Phân loại chất thải rắn 7
2. Mục đích xử lý chất thải rắn 8
3. Xử lý chất thải rắn 8
4. Các phương pháp chính xử lý chất thải rắn 9
4.1. Phương pháp vật lý và hóa học: 9
4.2. Phương pháp sinh học: 10
4.3. Phương pháp đóng rắn và ổn định chất thải: 10
4.4. Phương pháp thải bỏ trong các giếng sâu: 11
4.5. Phương pháp chôn lấp an toàn: 11
4.6. Phương pháp đốt: 12
4.7. Phương pháp nhiệt phân: 13
4.8. Sử dụng chất thải làm nhiên liệu: 13
5. Xử lý chất thải bằng công nghệ lò đốt – Phân tích ưu và nhược điểm: 13
Kỹ thuật đốt bằng lò thùng quay

3

5.1. Xử lý chất thải bằng công nghệ lò đốt 13
5.2. Ưu điểm: 15
5.3. Nhược điểm: 16
5.4. Phân loại lò đốt: 16
5.4.1. Phân loại theo quy mô đốt: 16
5.4.2. Phân loại theo kiểu lò đốt chất thải cơ bản: 16
Chương III: XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN BẰNG PHƯƠNG PHÁP NHIỆT 19
1. Khái niệm 19
2. Quá trình đốt chất thải rắn 19
2.1. Các nguyên tắc cơ bản của quá trình cháy 20
2.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình đốt 20

Chương IV: LÒ ĐỐT THÙNG QUAY 22
1. Lò đốt thùng quay công suất nhỏ 24
1.1. Thông số hoạt động của lò đốt công suất nhỏ LQ 150: 24
1.1.1. Đặc điểm kỹ thuật của lò đốt LQ-150 25
1.1.2. Nguyên tắc và đặc điểm vận hành lò đốt LQ-150 25
1.1.3. Các hạng mục cơ bản của hệ thống lò đốt LQ-150 27
1.1.3.2. Lò đốt thùng quay 28
2. Lò đốt thùng quay công suất lớn LQ 10 30
3. Lò đốt chất thải y tế 31
3.1. Định nghĩa chất thải y tế 31
3.2. Lò đốt chất thải y tế 33
3.3. Làm sạch rác y tế theo công nghệ Nhật Bản tại Việt Nam 34
3.4. Lò đốt rác y tế hiện đại ở Việt Nam 36
Kỹ thuật đốt bằng lò thùng quay

4

4. Lò đốt di động 37
Chương V: KẾT LUẬN 39
1. Giải pháp công nghệ 39
2. Giải pháp quản lý 39
3. Giải pháp kỹ thuật 40





Kỹ thuật đốt bằng lò thùng quay

5

MỞ ĐẦU

Hiện nay, cùng với tốc độ phát triển của các khu công nghiệp, vấn đề quản lý chất
thải đang là vấn đề “nóng” cho toàn xã hội. Việc quy hoạch các khu sản xuất không đồng
bộ với phương án xử lý chất thải gây ra các thiệt hại to lớn cho môi trường và toàn xã
hội. Trong khoảng 2 năm trở lại đây, nhà nước đã có nhiều hành động đẩy mạnh công tác
quản lý chất thải công nghiệp, đặc biệt là chất thải nguy hại phát sinh từ các nhà máy sản
xuất,các bệnh viên,khu chung cư, vv.Ở nước ta áp dụng nhiều phương pháp xử lý chất
thải rắn nhưng trong đó phương pháp nhiệt đươc sử dụng nhiều do hiệu quả của nó mang
lại .

Kỹ thuật đốt bằng lò thùng quay

6


Chương I: TỔNG QUAN

1. Đối tượng nghiên cứu
• Chất thải công nghiệp:
• Chất thải nguy hại:
• Chất thải y tế:
2. Phương pháp nghiên cứu
• Phương pháp luận
• Phương pháp phân tích
• Tìm hiểu sách báo, các trang web
3. Mục đích nghiên cứu
Tìm hiểu phương pháp nhiệt và hệ thống đốt trong lò đốt thùng quay.










Kỹ thuật đốt bằng lò thùng quay

7

Chương II: PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN

1. Định nghĩa về chất thải rắn
Chất thải là loại vật liệu mà người ta thải đi như một thứ vô giá trị. Quan niệm về
chất thải thường được xét theo nhận định về giá trị sử dụng đối với người sở hữu nó. Chất
thải rắn bao gồm tất cả những chất thải không phải nước thải và khí thải. Vì vậy cái gọi là
chất thải rắn có thể là một chất rắn, nửa đặc thậm chí là chất lỏng.
1.1. Phân loại chất thải rắn
Có nhiều cách phân loại chất thải rắn như phân loại theo bản chất của chúng,
chẳng hạn rác, tro than, xác súc vật chết, rác quét đường. Tuy vậy, cách phân loại phổ
biến nhất là phân loại theo nguồn phát thải.
Rác thải gia đình: ( rác sinh hoạt) bao gồm các loại chất thải phát sinh trong sinh
hoạt gia đình. Chúng bao gồm: rác do chế biến thức ăn, quét dọn nhà cửa, tro bếp và rác
dọn vườn, các vật dụng cũ, bao gói, giấy vệ sinh, phân người v.v. Tại các nước phát triển
thì chủ yếu là giấy, bao bì, túi ni lông, kinh, kim loại, nhựa, vỏ lon.
Chất thải thương mại: bao gồm rác của các cửa hàng, trạm xăng dầu, nhà hàng,
khách sạn, kho tàng và chợ. Thành phần chủ yếu là các vật đựng, bao bì và thực phẩm
thải bỏ. Tại các nước đang phát triển thì rác chợ chiếm một phần lớn của rác thương mại.
Rác chợ có một tỷ lệ chất hữu cơ rất cao do hàng ăn và gánh bán rong vứt ra.
Chất thải công sở: bao gồm rác trường học, cơ quan, chất thải bệnh viện, nhà thờ,
doanh trại bộ đội, công an. Chất thải cơ quan, trường học thì chủ yếu là giấy. Chất thải
của các doanh trại thì giống như rác sinh hoạt gia đình.
Kỹ thuật đốt bằng lò thùng quay

8

Chất thải bệnh viện: chứa nhiều chất thải nguy hiểm cho sức khoẻ nhưng tại các
nước nghèo vẫn được thu gom cùng với rác sinh hoạt.

Rác quét đường: thường chứa nhiều đất bẩn, lá cây, vỏ lon, bao bì. Tuy vậy ở Việt
Nam trong rác quét đường vẫn có nhiều rác sinh hoạt trong gia đình, phân người, phân
súc vật, xác súc vật chết, bùn nạo vét cống.
Chất thải xây dựng: bao gồm gạch ngói vỡ, cát, đất, vôi vữa. Loại chất thải này
thường được đổ chất đống ven đường phố hay trong khu dân cư.
Chất thải vệ sinh: đang là một vấn đề gay cấn của nước ta do sự yếu kém của hệ
thống cống rãnh và nhà tiêu. Phân người tại các bể phốt của hố xí tự hoại, bán tự hoại, hố
xí thùng, bùn nạo vét cống chưa được thu gom và vận chuyển đúng quy định. Việc thu
dọn phân người vào ban đêm chưa được kiểm soát chặt chẽ do đó một số công nhân vệ
sinh vẫn đổ phân lung tung vào những nơi không được phép.
Chất thải công nghiệp: bao gồm nhiều chủng loại được phát sinh trong quá trình
hoạt động sản xuất của nhà máy, xí nghiệp. Chúng có thể là bao bì, phế thải chế biến thực
phẩm, kim loại, vải sợi, nhựa, tro than, dầu mỡ, hoá chất thải bỏ v.v. Các xí nghiệplớn
thường có hợp đồng thu gom và vận chuyển riêng. Còn các xí nghiệp nhỏ nhiều khi đổ
chất thải của mình vào chung với rác sinh hoạt. Việt Nam vẫn chưa có hệ thống xử lý rác
độc hại riêng.
2. Mục đích xử lý chất thải rắn
• Tái sử dụng và tái sinh chất thải.
• Không làm phát tán các chất gây nguy hại vào môi trường.
• Chuyển từ các chất đọc hại thành các chất ít độc hại hơn hay vô hại.
• Giảm thề tích chất thải trước khi chôn lấp.
3. Xử lý chất thải rắn
• Việc lựa chọn phương pháp, công nghệ xử lý dựa trên một số tiêu chí:
• Khối lượng, thành phần, đặc tính của chất thải rắn.
• Điều kiện kinh tế, hạ tầng của địa phương.
Kỹ thuật đốt bằng lò thùng quay

9

• Hiệu quả của công nghệ xử lý (đầu tư, bảo hành, bảo dưỡng, sản phẩm).

• Đặc điểm của nguồn tiếp nhận.
• Tiêu chuẩn môi trường.
4. Các phương pháp chính xử lý chất thải rắn














Sơ đồ: phương pháp chính xử lý chất thải rắn
4.1. Phương pháp vật lý và hóa học:
Nhi
ệ
t

Sinh h
ọ
c

Thiêu đ
ố
t

Hóa khí

K
ỵ

khí

Hi
ế
u khí

MBT

Cơ h
ọ
c

Tuy
ể
n theo kích thư
ớ
c

Tuy
ể
n t
ừ

Tuy

ể
n v
ớ
i k
ỹ

thu
ấ
t cao

Đ
ậ
p

R
ử
a

Băm/ nghi
ề
n

Phân lo
ạ
i

Tuy
ể
n tr
ọ

ng l
ự
c

Các phương pháp x
ử

lý ch
ấ
t th
ả
i r
ắ
n

Chôn l
ấ
p

Kỹ thuật đốt bằng lò thùng quay

10

Thành phần nguy hại được tách ra khỏi khối chất thải bằng phương pháp tách pha
(phương pháp hóa học) hay thay đổi tính chất hóa học của chất thải để chuyển nó thành
chất thải không nguy hại.
Lọc: là phương pháp tách hạt rắn từ dòng lưu chất (khí, lỏng hay nhão) khi đi qua
môi trường vật liệu lọc. Các hạt rắn sẽ được giữ lại vật liệu lọc. Quá trình lọc có thể được
thực hiện nhờ chênh lệch áp suất gây bởi trọng lực, lực ly tâm, áp suất chân không, áp
suất dư.

Kết tủa: là quá trình chuyển chất hòa tan thành dạng chất không tan bằng các hóa
học tạo tủa hay thay đổi thành phần hóa chất trong dung dịch, thay đổi điều kiện vật lý
của môi trường (hạ nhiệt độ) để làm giảm độ hòa tan của hóa chất, phần không tan sẽ kết
tinh. Phương pháp kết tủa thường dùng kết hợp với các quá trình tách chất rắn như lắng
cặn, ly tâm và lọc.
Oxy hóa khử: để thực hiện quá trình oxy hóa khử, người ta trộn chất thải với hóa
chất xử lý (tác nhân oxy hóa hay khử) hay cho tiếp xúc các hóa chất ở dạng dung dịch với
hóa chất ở thể khí.
4.2. Phương pháp sinh học:
Chất thải cũng có thể xử lý bằng phương pháp sinh học ở điều kiện hiếu khí và
yếm khí như chất thải thông thường. Tuy nhiên, chủng loại vi sinh bổ sung phải thích hợp
và điều kiện tiến hành phải kiểm soát chặt chẽ.
Quá trình hiếu khí: là quá trình hoạt động của vi sinh vật chuyển chất hữu cơ thành
chất vô cơ trong điều kiện có oxy. Sản phẩm của quá trình là CO2 và H2O.
Quá trình yếm khí: là quá trình khoáng hóa nhờ vi sinh vật ở điều kiện không có
oxy. Sản phẩm từ quá trình này chủ yếu là CH
4
, CO
2
, H
2,
N
2
, H
2
S, NH
3
.
4.3. Phương pháp đóng rắn và ổn định chất thải:
Kỹ thuật đốt bằng lò thùng quay

11

Đóng rắn là quá trình bổ sung vật liệu vào chất thải để tạo thành khối rắn. Trong
đó có thể có các liên kết hoá học giữa chất độc hại và phụ gia làm cố định hoá học, triệt
tiêu tính lưu động hay cô lập các thành phần ô nhiễm bằng lớp vỏ bền vững tạo thành một
khối nguyên có tính toàn vẹn cấu trúc cao. Ổn định là quá trình chuyển chất thải thành
dạng ổn định hoá học hơn. Thuật ngữ này cũng bao gồm cả đóng rắn nhưng cũng bao
gồm cả sử dụng các phản ưng hoá học để biến đổi các thành phần chất độc hại thành chất
mới không độc.
Chất kết dính vô cơ thường dùng là ximăng, vôi, pozzolan, thạch cao, silicat. Chất
kết dính hữu cơ thường dùng là epoxy, polyester, nhực asphalt, polyolefin, ure
formaldehyde
4.4. Phương pháp thải bỏ trong các giếng sâu:
Chất thải dạng lỏng được bơm qua các đường ống để xuống các địa tầng xốp và
khô hoặc khe nứt của các vùng đá phía dưới cách xa tầng ngầm nước do bản chất không
thấm của tầng đá. Phương pháp này không được ứng dụng rộng rãi do các hạn chế sau:
 Chỉ áp dụng cho chất thải dạng lỏng
 Chi phí khảo sát địa tầng khu vực dự định thải bỏ là rất lớn, đòi hỏi độ chính xác
cao, phải áp dụng các phương pháp và công cụ khảo sát hiện đại mới có thể loại bỏ
hết những khả năng gây ô nhiễm của chất thải nguy hại.
4.5. Phương pháp chôn lấp an toàn:
Hiện nay, phương pháp thải bỏ thông dụng nhất là chôn lấp an toàn. Chôn lấp là
biện pháp cô lập chất thải nhằm giảm thiểu khả năng phát tán chất thải vào môi trường.
Trong quá trình thải bỏ chất nguy hại, người ta phải kiểm soát được các phản ứng xảy ra,
các chất sinh ra trong khu vực thải và môi trường xung quanh; thực hiện giám sát môi
trường; bảo trì cho bãi thải sau khi đóng cửa nhằm tránh tiếp xúc chất nguy hại với môi
Kỹ thuật đốt bằng lò thùng quay

12

trường trong mọi tình huống kể cả khi có sự cố. Có một số nguyên tắc cần phải được tuân
thủ trong khi chôn lấp chất thải, thiết kế và vận hành bãi chôn lấp như sau:
 Lựa chọn vị trí bãi chôn lấp: xem xét đến các vấn đề về địa hình, thổ nhưỡng, thủy
văn, các điều kiện khí hậu, môi trường của địa phương; bố trí mặt bằng của khu
vực, đảm bảo khoảng cách đến các công trình liên quan, khoảng cách vận chuyển.
Hạn chế đặt gần khu dân cư, sân bay, khu ruộng trồng lương thực, đất ướt, đất nứt,
vùng có nguy cơ động đất và khu vực không ổn định, gần sông suối, các nguồn
nước sử dụng trong sinh hoạt.
 Nguyên tắc thiết kế bãi chôn lấp: Các chất thải độc hại khi tiếp xúc với nhau có
thể sinh ra các chất có tính độc hại cao hơn hay có thể xảy ra phản ứng tạo thành
các chất ô nhiễm, cho nên cần thiết kế các ngăn chôn lấp riêng biệt đối với từng
chất để chúng không có cơ hội kết hợp với nhau.
 Quy tắc vận hành bãi chôn lấp: Trong khi bãi đang hoạt động, cần có biện pháp
kiểm soát các tác nhân gây bệnh, các khí sinh ra, nước rò rỉ, nước chảy qua, nước
chảy tràn, nước thấm. Thực hiện chương trình giám sát môi trường: chất lượng
nước ngầm xung quanh khu vực bãi chôn lấp, các loại khí độc và dễ cháy,… khi
vận hành cũng như sau khi đóng cửa bãi chôn lấp và duy trì cho đến vài chục năm
sau.
 Xây dựng và thực hiện chương trình sửa chữa, hiệu chỉnh bãi chôn lấp: Phải có
biện pháp hiệu chỉnh kịp thời nếu phát hiện có sự cố kỹ thuật.
 Bảo hiểm bãi chôn lấp sau khi đóng cửa.
4.6. Phương pháp đốt:
Quá trình đốt là một quá trình biến đổi chất thải rắn dưới tác dụng của nhiệt và quá
trình oxy hóa hoá học. Bằng cách đốt chất thải ta có thể giảm thể tích của nó đến 80-90%.
Nhiệt độ buồng đốt phải cao hơn 800
o
C. Sản phẩm sau cùng bao gồm khí có nhiệt độ cao
bao gồm nitơ và cacbonic, hơi nước, và tro. Năng lượng có thể thu hồi được từ quá trình
Kỹ thuật đốt bằng lò thùng quay

13

trao đổi nhiệt do khí sinh ra có nhiệt độ cao. Riêng chất thải nguy hại dạng lỏng được đốt
trực tiếp trong lò đốt bằng cách phun vào vùng ngọn lửa hay vùng cháy của lò phụ thuộc
vào nhiệt trị chất thải. Lò đốt được duy trì nhiệt độ khoảng trên 1000
o
C. Thời gian lưu
của chất thải lỏng trong lò từ vài phần giây đến 2,5 giây. Ngoài ra, người ta còn sử dụng
xúc tác cho vào lò đốt để tăng cường tốc độ oxy hoá chất thải ở nhiệt độ thấp hơn
4.7. Phương pháp nhiệt phân:
Nhiệt phân là quá trình phân hủy hay biến đổi hoá học chất thải rắn xảy ra do nung
nóng trong điều kiện không có sự tham gia của oxy và tạo ra sản phẩm cuối cùng của quá
trình biến đổi chất thải rắn là các chất dưới dạng rắn, lỏng và khí. Quá trình nhiệt phân
gồm hai giai đoạn. Giai đoạn một là quá trình khí hoá, trong đó chất thải được gia nhiệt
để tách thành phần dễ bay hơi như khí cháy, hơi nước… ra khỏi thành phần cháy không
hoá hơi và tro. Giai đoạn hai các thành phần bay hơi được đốt ở điều kiện phù hợp để tiêu
hủy hết các cấu tử nguy hại. Nhiệt phân bằng hồ quang – plasma là thực hiện quá trình
đốt ở nhiệt độ cao (có thể đến 10.000
o
C) để tiêu hủy chất thải có tính độc cực mạnh. Sản
phẩm là khí H
2
và CO, khí axit và tro.
4.8. Sử dụng chất thải làm nhiên liệu:
Đây là phương pháp tiêu hủy chất thải bằng cách đốt cùng với các nhiên liệu thông
thường khác để tận dụng nhiệt cho các thiết bị tiêu thụ nhiệt: nồi hơi, lò nung, lò luyện
kim, lò nấu thủy tinh, lò nung clinker,…Lượng chất thải bổ sung vào lò đốt có thể chiếm
12-25% tổng lượng nhiên liệu.
5. Xử lý chất thải bằng công nghệ lò đốt – Phân tích ưu và nhược điểm.

5.1. Xử lý chất thải bằng công nghệ lò đốt
Nếu đi theo thứ tự các phương pháp xử lý chất thải nguy hại liệt kê phía trên thì
phương các phương pháp vật lý, hóa học hay sinh học khá khó thực hiện trong thực tế vì
tính phức tạp trong vận hành và đòi hỏi kiểm soát chặt chẽ. Ngoài ra chúng cần phương
Kỹ thuật đốt bằng lò thùng quay

14

án tiếp tục xử lý cho các sản phẩm sau quá trình xử lý đó. Các phương án hóa rắn và chôn
lấp an toàn cần có quỹ đất lớn (điều này hoàn toàn không khả thi trong tình trạng dân số
tăng chóng mặt như hiện nay) và chi phí đầu tư lớn nếu thực sự làm đúng bài bản để
không rò rỉ chất thải vào môi trường đất, nước. Thực tế là cho đến hiện nay, Việt Nam
chưa có được bãi chôn lấp chất thải nào đạt tiêu chuẩn an toàn. Còn việc dùng chất thải
làm nhiên liệu trong sản xuất thì đòi hỏi công nghệ sản xuất phải tiên tiến và các biện
pháp vận hành, giám sát phải cực kỳ nghiêm túc. Bằng chứng là trong thực tế, xử lý chất
thải trong lò nung ximăng chỉ mới thực hiện được tại nhà máy ximang Holcim Hòn
Chông mặc dù một số nhà máy ximăng khác cũng đã có kế hoạch thực hiện dự án này
khá lâu nhưng do giới hạn về công nghệ và kinh nghiệm quản lý nên chưa thể triển khai
được. Như vậy, xét đến thời điểm hiện tại, lò đốt xử lý chất thải nguy hại vẫn là phương
án khả thi và áp dụng rộng rãi nhất.
Từ rất lâu, con người đã biết sử dụng nhiệt để tiêu hủy chất thải phát sinh do sinh
hoạt và hoạt động sản xuất của mình gây ra. Đầu tiên chỉ là đổ đống rồi châm lửa đốt, sau
đó kiểu lò đốt một cấp đơn giản được hình thành với bộ phận cấp khí từ phía dưới và
khói được thải qua ống khói. Ngày nay, nhiều công nghệ đốt hiện đại có hiệu quả xử lý
rất cao đáp ứng được yêu cầu ngày càng cao của công tác bảo vệ môi trường và đáp ứng
được quy mô từng dự án. Lò đốt phải đạt được các tiêu chuẩn kỹ thuật nhất định mới
được phép vận hành.
Thiêu đốt là một trong những biện pháp xử lý hiệu quả nhất đối với nhiều loại chất
thải, làm giảm mức độ nguy hại của chúng và thường biến đổi chúng thành dạng năng
lượng khác. Sau đây là tóm tắt các ưu điểm và nhược điểm của lò đốt:

Kỹ thuật đốt bằng lò thùng quay

15


Lò đốt rác công nghiệp
5.2. Ưu điểm:
• Có khả năng giảm 90 – 95% trọng lượng thành phần hữu cơ trong chất thải trong
thời gian ngắn.
• Các chất gây ô nhiễm trong khí thải có thể xử lý tới mức cần thiết để hạn chế tối
đa tác động tiêu cực tới môi trường.
• Phù hợp đối với những nơi không có quỹ đất để chôn lấp
• Trong nhiều trường hợp có thể xử lý tại chổ mà không cần vận chuyển đi xa nên
tránh được nguy cơ tràn đổ, thất thoát khi vận chuyển.
• Hiệu quả xử lý cao đối với các chất thải hữu cơ chứa vi trùng lây nhiễm như chất
thải y tế cũng như các chất nguy hại như thuốc bảo vệ thực vật, dung môi hữu cơ.
Kỹ thuật đốt bằng lò thùng quay

16

• Thông qua kỹ thuật thu hồi nhiệt có thể bù đắp cho chi phí vận hành lò đốt chất
thải.
5.3. Nhược điểm:
• Đối với các chất thải chứa nhiều nước thì cần rất nhiều nhiệt trị để đốt
• Việc kiểm soát các vấn đề ô nhiễm do kim loại nặng từ quá trình đốt có thể rất
khó khăn đối với các chất thải có chứa các kim loại nặng như Pb, Cr, Cd, Hg,
Ni, As,…
• Hơn nữa khi chế độ đốt không đảm bảo và hệ thống xử lý khí hoạt động không
hiệu quả thì dẫn đến nguy cơ gây ô nhiễn thứ cấp (ô nhiễm khí thải).
• Yêu cầu người vận hành lò đốt có tay nghề

• Chi phí xử lý cao, chủ yếu là chi phí nhiên liệu, hóa chất sử lý khí thải và khấu
hao thiết bị.
5.4. Phân loại lò đốt:
Người ta phân loại lò đốt theo 02 cách:
• Phân loại theo quy mô đốt.
• Phân loại theo kiểu lò đốt chất thải cơ bản
5.4.1. Phân loại theo quy mô đốt:
• Quy mô nhỏ: < 500kg/h
• Quy mô trung bình và vừa: từ 500 – 1.000kg/h
• Quy mô lớn: từ 1.000 đến dưới 5.000kg/h
• Quy mô siêu lớn: từ 5.000 – 10.000 kg/h
5.4.2. Phân loại theo kiểu lò đốt chất thải cơ bản:
Kỹ thuật đốt bằng lò thùng quay

17

• Lò đốt hở thủ công (Open Burning)
• Lò đốt có một buồng đốt
• Lò đốt có nhiều buồng đốt
• Lò đốt kiểu hố đốt hở
• Lò đốt nhiều tần
• Lò đốt tầng sôi
• Lò đốt nhiệt phân có kiểm soát không khí
• Lò đốt thùng quay
• Hệ thống đốt chất thải tập trung
Trong các kiểu lò trên thì kiểu hở thủ công, lò một buồng đốt và nhiều buồng đốt
là các kiểu cổ điển, không kiểm soát khí phát thải nên không đảm bảo tiêu chuẩn môi
trường. Lò đốt kiểu đốt hở thích hợp thiêu hủy các chất thải dễ cháy nổ. Lò đốt nhiều
tầng chuyên dùng cho đốt bùn thải.
Các kiểu lò đốt còn lại đều là loại lò đốt hiện đại. Lò đốt tầng sôi có thể đốt cả bùn

thải, chất thải rắn và chất thải lỏng ở quy mô vừa và nhỏ. Lò đốt nhiệt phân thường được
ứng dụng để đốt CTCN & CTNH ở quy mô nhỏ. Kiểu lò này có hiệu quả xử lý rất cao
(đạt trên 99,99%) tuy nhiên chế độ vận hành phức tạp nên đòi hỏi công nhân phải có tay
nghề và kỹ thuật cao. Ngoài ra một nhược điểm chính của kiểu lò này là do cấp liệu gián
đoạn nên thời gian đốt bị hạn chế, phải có thời gian ngừng lò để tháo tro.
Lò đốt thùng quay phù hợp với nhiều quy mô (nhỏ, vừa và lớn). Đây là kiểu lò đốt
có nhiều ưu điểm nổi bật. Ngoài hiệu quả xử lý cao, lò đốt thùng quay còn cho phép hoạt
động liên tục do có khả năng cấp liệu và tháo tro liên tục; phạm vi xử lý (chủng loại chất
thải đưa vào lò đốt) rất rộng: lò có thể đốt được tất cả các loại chất thải rắn hữu cơ khó
đốt trong các loại lò đốt khác như bùn thải, chất thải dạng bột, chất thải có độ ẩm cao. Do
đặc điểm chất thải được vận chuyển liên tục trong ống lồng nên được xáo trộn từ đầu ống
Kỹ thuật đốt bằng lò thùng quay

18

đến cuối ống, trong quá trình di chuyển và xáo trộn đồng thời xảy ra các quá trình: sấy,
khí hóa thành than và cuối cùng là đốt cháy hoàn toàn thành tro. Chính nhờ vậy, độ ẩm
của rác cũng cho phép cao hơn các loại lò khác.
Hệ thống đốt chất thải tập trung thực chất là lò đốt tĩnh 2 cấp được xây dựng ở quy
mô lớn và ghi lò là kiểu ống vỉ lăn, vỉ lật hoặc vỉ dịch chuyển qua lại để có thể vận hành
lò liên tục. Hệ thống đốt tập trung thường gồm nhiều mô-đun lò đốt lắp đặt song song với
nhau. Mỗi mô-đun công suất đốt từ 750 - 5.000 kg/h, vì vậy công suất của toàn hệ thống
thuộc loại lớn hoặc siêu lớn. Ở châu Âu và các nước phát triển chủ yếu đang vận hành
kiểu lò này.

Kỹ thuật đốt bằng lò thùng quay

19


Chương III: XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN BẰNG PHƯƠNG PHÁP NHIỆT

Gần đây, phương pháp xử lý chất thải bằng nhiệt đ ược sử dụng phổ biến để xử lý
chất thải đô thị, giảm khối l ượng chất thải và ngăn ngừa dich bệnh. Nhưng hiện nay,
phương pháp này đang được hạn chế nhằm ngăn ngừa ô nhiễm.
1. Khái niệm
Xử lý chất thải rắn bằng phương pháp nhiệt là quá trình sừ dụng nhiệt để chuyển
hóa chất thải từ dạng rắn sang dạng khí, lỏng, tro…đồng thởi giải phóng năng lượng dưới
dạng nhiệt.
Phân loại phương pháp nhiệt:
 Hệ thống thiêu đốt :
Nhiệt độ buồng đốt lớn hơn 800
o
C.
Sản phẩm: N
2
, CO
2

, hơi nước, tro, năng lượng.
 Hệ thống nhiệt phân:
Nung trong điều kiện không có oxy, sản phẩn cuối cùng là chất thài dạng rắn,
lỏng, khí. Gồm hai giai đoạn:
Giai đoạn 1: khí hóa chất thải được gia nhiệt để tách các thành phần dễ bay hơi
như khí cháy, hơi nước… ra khỏi thành phần cháy không hóa hơi và tro.
Giai đoạn 2: đốt các thành phần bay hơi ờ điều kiện phù hợp để thiêu hủy hết
chất độc.
 Khí hóa:
Quá trình đốt không hoàn toàn chất thải rắn dưới điều kiện thiếu không khí và
tạo ra các khí cháy như CO, hydro và các khí hydrocacbon.
2. Quá trình đốt chất thải rắn
Quá trình đốt chất thải rắn là quá trình oxy khử chất thải rắn bằng oxy không khí ở
nhiệt độ cao. Lượng oxy sử dụng theo lý thuyết được xác định theo phương trình cháy:
Kỹ thuật đốt bằng lò thùng quay

20

Chất thải rắn + oxy → sản phẩm cháy + Q (nhiệt)
Sản phẩm cuối cùng của quá trình đốt bao gồm: bụi, NO
X
, CO, CO
2
, SO
X
, THC,
HCl, HF, Dioxin/Furan, hơi nước và tro.
2.1. Các nguyên tắc cơ bản của quá trình cháy
Quá trình cháy tuân thử theo 3 nguyên tắc: Nhiệt độ, độ xáo trộn, thời gian lưu
cháy.

 Nhiệt độ: phải đảm bảo đủ cao để phản ứng xảy ra nhanh và hoàn toàn, không
tạo dioxin, đạt hiệu quả xử lý tối đa. Đối với chất thải rắn nguy hại nhiệt độ là
trên 1100
o
C, chất thải rắn sinh hoạt > 900
o
C
 Độ xáo trôn: để tăng cường hiệu quả tiếp xúc giữa chất thải rắn cần đốt và chất
oxy hóa,có thể đặt các tấn chắn trong buồng đốt hoặc tạo vách nghiên thích
hợp giữa dòng khí với béc phun để tăng khả năng xáo trộn. độ xáo trộn có thể
đánh giá thong qua yếu tố xáo trộn:
F = 100% * [ lượng không khí thực tế] / [ lượng kho7ng khí lý thuyết]
Trong đó: F là yếu tố xáo trộn. F càng lớn hiệu quả xử lý càng cao
 Thời gian: thời gian lưu cháy đủ lâu để phản ứng cháy xảy ra hoàn toàn. Thời
gian lưu cần thiết bảo đảm đốt chấy hoàn toàn của mỗi chất phụ thuộc vào bản
chất của chất bị đốt và nhiệt độ đốt.
2.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình đốt
Các yếu tố ảnh hưởng tới qua trình cháy, cần căn cứ trên phương trình cháy phân
hủy.
2 4 2
2 2 2
4 2 2 2 4 8 2
4
( ) ( 2 )
2
x y z t u
x y a b t u m z
C H O N S O mCH aCO bH
y
x a m CO b m H O tNO uSO

      
    
       

Các phản ứng tiếp theo để đốt cháy hoàn toàn sản phẩm cháy:
C + O
2
→ CO
2
+ nhiệt
CH
4
+ O
2
→ CO
2
+ H
2
O + nhiệt
CO + ½ O
2
→ CO
2
+ nhiệt
Kỹ thuật đốt bằng lò thùng quay

21

H
2

+ O
2
→ H
2
O + nhiệt
Phản ứng đốt cháy chất thải rắn một cách tổng quát diễn ra như sau:
2 2 2 2
êt
x y z t u
C H O N S O CO H O NO SO nhi
     

Ngoài các yếu tố nhiệt độ, thời gian lưu cháy, độ xáo trộn quyết định hiệu quả
cháy, các yếu tố khác cũng ảnh hưởng tới quá trình cháy.

Kỹ thuật đốt bằng lò thùng quay

22


Chương IV: LÒ ĐỐT THÙNG QUAY

Lò đốt thùng quay phù hợp với nhiều quy mô (nhỏ, vừa và lớn).Đây là kiểu lò đốt
có nhiều ưu điểm nổi bật. Ngoài hiệu quả xử lý cao, lò đốt thùng quay còn cho phép hoạt
động liên tục do có khả năng cấp liệu và tháo tro liên tục; phạm vi xử lý (chủng loại chất
thải đưa vào lò đốt) rất rộng: lò có thể đốt được tất cả các loại chất thải rắn hữu cơ khó
đốt trong các loại lò đốt khác như bùn thải, chất thải dạng bột, chất thải có độ ẩm cao. Do
đặc điểm chất thải được vận chuyển liên tục trong ống lồng nên được xáo trộn từ đầu ống
đến cuối ống, trong quá trình di chuyển và xáo trộn đồng thời xảy ra các quá trình: sấy,
khí hóa thành than và cuối cùng là đốt cháy hoàn toàn thành tro. Chính nhờ vậy, độ ẩm
của rác cũng cho phép cao hơn các loại lò khác.
Lò đốt thùng quay: công nghệ này tương tư như lò đốt tĩnh, lò quay bao gồm một
buồng dốt hình trụ, bên trong có lót gạch chịu lửa đặt trên các bánh răng truyền động và
quay với tốc độ 3 – 5 vòng/phút theo dọc trục của nó. Độ nghiêng củ lò khoảng 3
0
– 5
0
theo chiều từ đầu nhập nhiên liệu đến đầu tháo tro do vậy chất thải có thể chuyển động
song song phẳng theo phương ngang và theo phương bán kính của lò. Công nghệ này có
ưu điểm có thể đốt các loại chất thải khó cháy như bùn thải do chất thải được khuấy trộn
tốt trong lò quay. Nhưng nhược điểm của công nghệ này là chi phí đầu tư lớn, đòi hỏi tiêu
chuẩn cơ khí cao.
Nguyên lý cơ bản của một hệ thống lò đốt thùng quay như mô hình sau:
Kỹ thuật đốt bằng lò thùng quay

23


Hệ thống lò thùng quay
Hệ thống bao gồm các bộ phận: cấp liệu, lò sơ cấp (lò quay), lò thứ cấp (lò tĩnh)
và bộ phận tháo tro.
Buồng sơ cấp: làmột trống quay hình trụ chịu nhiệt, quay với tốc độ điều chỉnh
được (0,5-1 vòng / phút), có nhiệm vụ đảo trộn chất thải rắn trong quá trình cháy. Lò đốt
được đặt dốc với độ với độ nghiêng 1- 5% ,nhằm tăng thời gian cháy của chất thải và vận
chuyển tự động rác từ khi vào cho đến khi thành tro ra khỏi buồng đốt. Các quá trình sấy,
hóa hơi (nhiệt phân), đốt cháy carbon và tháo tro diễn ra trong trống quay này theo trình
tự từ khi nạp rác vào buồng đốt đến khi thành tro. Sản phẩm khí từ buồng sơ cấp tiếp tục
được đốt trong buồng thứ cấp có bổ sung nhiệt lượng để đốt cháy hoàn toàn các chất hữu
cơ trong khí thải. Các quá trình sấy, nhiệt phân và đốt cháy cặn carbon xảy ra độc lập trên
mỗi đoạn chiều dài của trống quay và nhờ có sự xáo trộn tốt nên tốc độ khí hóa của lò đốt
thùng quay cao hơn lò đốt tĩnh 2-3 lần (trong lò đốt tĩnh các quá trình sấy, nhiệt phân và
Kỹ thuật đốt bằng lò thùng quay

24

đốt cháy cặn cac bon xảy ra tại một vị trí và xảy ra đồng thời).khi đốt chất thải rắn ,lò đốt
sơ cấp quay giúp choi quá trình xử lí được triệt để.Thời gian lưu ttrong lò là 0,5 – 1,5
giờ, lượng chất thải nạp vào chiếm 20 % thể tích lò.
Phần đầu của lò đốt có lắp một béc phun dầu hoặc gas kèm quạt cung cấp cho quá
trình đốt nhiên liệu nhằm đốt nóng hệ thống lò đốt .Tốc độ phun gas vào lò khoảng 3,1
m/s nhằm hạn chế tối đa sự thất thoát. Khi nhiệt độ lò đạt 800
0
C thì chất thải rắn được
đưa vào để đốt . Trong buồng đốt sơ cấp , nhiệt độ lò quay được khống chế từ 800-900
0

C
,nếu chất thải cháy tạo đủ năng lượng giữ được nhiệt độ này thì bộ đốt phun dầu /gas tự
động ngắt .Khi nhiệt độ hạ thấp hơn 800
0
C thì bộ đốt lam,2 việc trở lại .
Sản phẩm khí sinh ra trong quá trình đốt ở lò sơ cấp được đốt tiếp tục ở buồng thứ
cấp.
Buồng đốt thứ cấp: là một buồng đốt tĩnh, nhằm để đốt các sản phẩm bay hơi và
khí hóa do quá trình nhiệt phân từ buồng sơ cấp. Nhiệt độ ở đây thường từ 950
0
C. –
1100
0
C. Thời gian lưu của khí thải qua buồng thứ cấp từ 1,5 - 2 giây. Hàm lượng oxy dư
tối thiểu cho quá trình cháy là 6%. Buồng đốt thứ cấp thường gắn liền với hệ thống tái sử
dụng năng lượng như nồi hơi. Nồi hơi sản xuất hơi cao áp chạy máy phát điện hoặc sản
xuất nước nóng.
1. Lò đốt thùng quay công suất nhỏ
1.1. Thông số hoạt động của lò đốt công suất nhỏ LQ 150:
Lò đốt thùng quay LQ-150 được thiết kế để xử lý nhiều loại rác thải: thành phần
hữu cơ trơ của rác sinh hoạt (RDF), rác công nghiệp (nguy hại và không nguyhại), rác y
tế, sản phẩm phế thải (hóa chất, dược phẩm, thực phẩm,… hỏng hoặc quá hạn sử dụng
buộc phải thiêu hủy, xác động vật nhỏ như gà, vịt,…).
Công suất nhiệt của lò là 680.000 kcal/giờ tương đương với 150 kg/h loại rác có
nhiệt trị 4.000 kcal/kg. (Ghi chú : đối với rác có nhiệt trị nhỏ hơn 4000 kcal/kg thì năng
suất đốt của lò lớn hơn 150 kg/giờ). Thiết bị đi kèm lò đốt là hệ thống giải nhiệt và xử lý
khói thải bằng phương pháp ướt (hấp thụ trong dung dịch kiềm).
Kỹ thuật đốt bằng lò thùng quay

25

1.1.1. Đặc điểm kỹ thuật của lò đốt LQ-150
• Loại lò đốt: Lò đốt thùng quay
• Công suất: 680.000 kcal/h
• Đối với rác công nghiệp: 150-300 kg/h (nhiệt trị rác 2.000 – 4.000 kcal/h; rác có
nhiệt trị trên 4.000 kcal/kg công suất đốt sẽ thấp hơn 150 kg/h).
• Bệ đặt máy: 1.500 kg/m
2
.
• Mức tiêu thụ nước: 1 m
3/
h (nước sử dụng tuần hoàn, lượng tiêu thụ bù bay hơi).
• Loại nhiên liệu/mức tiêu thụ: dầu DO; 60-90 kg/giờ.
• Mức tiêu thụ điện (max): 20 kWh.
• Nhiệt độ buồng đốt chính (lò quay): 500 - 850
o
C.
• Nhiệt độ buồng đốt phụ (buồng thứ cấp): 950 - 1200
o
C
1.1.2. Nguyên tắc và đặc điểm vận hành lò đốt LQ-150
Hệ thống lò đốt rác hoàn chỉnh bao gồm: một băng tải cấp rác, phễu nạp rác, một
lò đốt chính (lò quay), một lò đốt phụ (buồng đốt thứ cấp), hệ thống tháo tro.
Rác công nghiệp thường chưa được đóng gói nên có thể dùng băng tải để vận
chuyển rác đổ vào phễu nạp rác. Khi vào phễu nạp rác, những thành phần rác có kích
thước nhỏ tự chảy vào buồng đốt của lò quay, những rác có kích thước lớn được công
nhân vận hành đứng trên sàn thao tác dùng dụng cụ cầm tay đẩy rác vào buồng đốt (nếu
muốn tự động hoàn toàn khâu nạp rác thì trước khi đốt rác phải được băm chặt có kích
thước đồng đều).
Thiết bị phụ trợ đi kèm hệ thống lò đốt là hệ thống giải nhiệt và xử lý khói thải,

bao gồm các hạng mục: thiết bị giải nhiệt sơ cấp bằng không khí, thiết bị tách bụi bằng
cyclon, mô-đun xử lý khí thải kết hợp 3 chức năng: giải nhiệt thứ cấp, hấp thụ khí ô