tìm hiểu về lò đốt rác

Phƣơng pháp nhiệt
Gồm 3 quá trình chính, :
 Thiêu đốt : lượng oxi lý thuyết xác định theo p/t lượng hóa
học.
CxHyOz + (x+y/4+z/2)O2=xCO2+yH2O
Sản phẩm cuối cùng : khí nhiệt độ cao, NOx, CO
2
, hơi nước,
tro
 Khí hóa: đốt một phần CTR trong điều kiện thiếu oxi, tạo
thành khí cháy: CO, H
2
và C
x
H
y

 Nhiệt phân: phân hủy nhiệt CTR trong đ/k hoàn toàn không
có oxi , SP: H2 và CO, các khí acid và tro
Ứng dụng
 Rác độc hại về mặt sinh học;
 Rác không phân hủy sinh học;
 Chất thải có thể bốc hơi và dễ phân tán;
 Chất thải có thể cháy ở nhiệt độ dưới 40
o
C;
 Chất thải chứa halogen, chì, Hg, Zn, N, P, S;
 Chất thải dung môi;
 Dầu thải, nhũ tương dầu và hỗn hợp dầu;
 Nhựa, cao su và mủ cao su;
 Rác dược phẩm;

 Nhựa đường axit và đất sét đã sử dụng;
 Chất thải phenol; Mỡ, sáp;
 Chất thải rắn bị nhiễm khuẩn bởi các hóa chất độc hại.
Các quá trình xử lý
Các dòng chất thải nguy hại
Dạng chất
thải
ăn
m
òn
Cya
nid
es
dun
g
môi
hal
oge
n
DM
phi
hal
oge
n
chất
hữu
cơ bị
clorin
e hóa
chất

hữu
cơ
khác
chất
thải
nhiễ
m
dầu
PCB
s
chất
lỏng
chứa
kim
loại
chất
lỏng
chứa
chất
hữu
cơ
chất
hoạt
hóa
Đất
nhiễ
m
bẩn
Chất
thải

lây
nhiễ
m
Chất
lỏng
Chất
rắn/bù
n
Chất
khí
Phun chất lỏng
x x x x x x x
Các lò quay
x x x x x x x x x x x
Tầng chất lỏng
x x x x x x x x x x
Các lò hơi
x x x x x x
Các lò ximăng
x x x x x x x x
Oxy hoá ướt
x x x x
Oxy hóa nhiệt với lửa
x x x x x x x
Trộn với nhựa đường
x x x x x
Thủy tinh nấu chảy
x x x x x x x x x
Nước tới hạn
x x x x x x

Plasma
x x x x x x x
Nhiệt phân
x x x x x x x
Các bộ phận di động
x x x x x x x x x x
Các quá trình công nghiệp
x x x x x x
Thiêu đốt chất nhiễm trùng
x x x
PHƢƠNG PHÁP ĐỐT

Ø Ưu điểm
Phạm vi áp dụng rộng rãi, sử dụng cho nhiều loại rác khác nhau
Đặc biệt đối với chất hữu cơ nguy hại có trong rác sinh hoạt và
rác y tế.
Giảm đáng kể lượng chất thải
Ø Nhược điểm:
Chi phí đầu tư và vận hành cao: 4 triệu USD cho 30.000 tấn/năm kỹ
thuật vận hành phức tạp, khó kiểm soát nên có thể gây ô nhiễm do
khói thải: dioxin,…
Không phù hợp đối với rác có độ ẩm cao vì chi phí năng lượng
cho đốt rác lớn
, Năng suất tỏa nhiệt > 6300 – 7000 KJ/kg (1500 – 1670cal/kg).
Phân loại theo hoạt động
* Lò quay (chuyển động quay)
* Lò tĩnh (không chuyển động)
• Lò 1 khoang
• Lò 2 khoang
Cấu tạo lò đốt

Cửa tiếp liệu
Lò đốt tầng sôi
dày 0,8-1 m
(r 0,6-2,5mm).
So sánh đặc tính hoạt động của các lò
Nhiệt độ
khí
sau khi
Tải
lượng
Riêng
Hệ số
không khí
dư
Tro
lôi
cuốn
Chi phí cho 1 kg
ẩm bay hơi
Lò cháy Phần nhiệt
năng
Điện
năng
o
C kg/m
3
.h % MJ kWh
Nhiều đáy 310-520 200-400 1,08-1,2 5-8 3,8-4,8 0,03-0,04
Thùng
quay

650-1000 10-80 1,1-1,6 8-10 4,0-4,8 0,03-0,04
Tầng sôi 600-850 300-800 1,04-1,3 80-100 4,0-4,6 0,04-0,05
Tính toán lò đốt
Q = 339 C + 1256H – 108,8(O-S) –
25,1(W + 9H)
C, H, O, N, S và tro là % trọng lượng
yếu tố trong rác.
C
d
= 86,5% H
d
= 10,5% O
d
= 0,3% N
d
= 0,3%
S
d
= 0,3% W
d
= 1,8% A
d
= 0,3%
Nhiệt trị được xác định theo công thức của M.I.Mendeleev
Thành phần Hàm lượng (%)
C 50,85
H 6,71
O 19,5
N 2,75
Ca 0,1

P 0,08
S 2,71
Cl 15,1
A (tro) 1,05
W (nước) 1,5
Tổng 100
Nhiệt chi
• Nhiệt lượng để đốt cháy rác
• Nhiệt lượng mất do sản phẩm cháy khi đốt nhiên liệu
• Nhiệt lượng mất do dẫn nhiệt qua nóc, tường, đáy lò
và khe hở
• Nhiệt lượng mất do cháy không hoàn toàn (P = 0,005 –
0,03 )
Xác định lượng nhiên liệu tiêu hao Qthu = Qchi
Hàm nhiệt tổng được xác định theo công thức

V
Q
i
d
t


Qtd: nhiệt trị thấp của dầu DO, Qtd= 40094,37kJ/kg
Vα: thể tích sản phẩm cháy khi đốt 1kg dầu DO,Vα = 13,1775nm3
*Nhiệt do cháy :

)(.
1
WQBQ

d
td

Bd: lượng nhiên liệu tiêu hao (kg/s)
Qtd: nhiệt trị thấp của dầu DO; Qtd = 40094,37(kJ/kg)
kJ/s
Qtr: nhiệt trị thấp của rác: Qtr = 22323,8
Xác định thể tích buồng đốt
)(

3
m
q
GQBQ
V
r
td
d
t


Qtd nhiệt trị thấp của nhiên liệu (kJ/kg)
Qtr nhiệt trị thấp của rác (kJ/kg)
Bd lượng nhiên liệu tiêu hao (kg/h)
G công suất lò (kg/h):
q: mật độ nhiệt thể tích buồng đốt; q = (290 – 581).10
3
(W/m
3
)

Các phản ứng cháy xảy ra khi đốt dầu DO:
C + O2 = CO2
N2 = N2
H2 + 1/2O2 = H2O
H2O = H2O
S + O2 = SO2
Các phản ứng đốt cháy:
C + O2 = CO2
S + O2 = SO2
P + 5/2O2 = P2O5
N2 = N2
H2 + ½ O2 = H2O
Ca + ½ O2 = CaO
H2 + Cl2 = 2HCl
H2O = H2O
Tính lượng oxy
QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ ĐỐT

Hố chứa
Tro đưa đi
chôn lấp
Nồi hơi
Rửa khí Lọc tay áo Quạt
Ống khói
Trạm cân
Cần trục
Nhà máy điện
Buồng đốt
Cơng nghệ đốt cặn dầu
b)

a)
Tro
Không khí
Khói lò
Không khí
Cặn dầu
Vào khí quyển
Nước
Tro
Không khí
Cặn dầu
Nhiên liệu
Nước
Hơi nước
1- Lò nung tầng sơi; 2- Máy đun khơng khí; 3- Xiclon; 4- Ống venturi; 5- Thùng
chứa tro; 6- Quạt; 7- Ống khói.
1- Buồng đốt bổ sung; 2- Lò nung thùng quay; 3- Thùng đựng cặn dầu; 4- Quạt.
Cụng ngh t nha ph thi
Vaứo khớ quyeồn
Pheỏ thaỷi
2 3
4
1 5 6 7 8
10 9 11 12 13
14
1- Thựng cha; 2- Mỏy cp; 3- Phu nhp liu; 4- Thựng nhp liu; 5- ốn khũ; 6-
Lũ quay; 7- Thựng cha; 8- Bng ti vn chuyn; 9- Bung t b sung; 10- ốn
khũ; 11- B phn lm ngui; 12- Qut; 13- ng khúi; 14- Bói cha x.
hệ thống đốt bùn trong tầng sôi
Vào khí quyển

Khí
Tro
Nước
Không khí

10
8
9
Cặn
Nước
Cặn
3
5
6
2
1
4
7
1- Lò; 2- Ngọn lửa; 3- Thiết bị truyền nhiệt; 4- Máy thổi không khí; 5- Xiclon; 6- Tháp
hấp thụ; 7- Quạt; 8- Bể lắng; 9- Bơm; 10- Thiết bị lọc.
Ô nhiễm môi trường quá trình nhiệt
Các Chất ô nhiễm: CO, SOx, NOx, O
3
, bụi (PM10), chì
NO
x
:
1) NOx nhiệt phản ứng nitơ và oxi KK cấp cho q/t cháy.
2) NOx cháy phản ứng giữa oxi và Nitơ hữu cơ chất cháy
NOx : PAN

SO
2
:
CO :
Bụi : Kích thước hạt bụi do đốt :
20 - 40 % < 10 . 10
-6
m ( micron)
7 – 10 % < 2 . 10
-6
m

Kim loại: Khi đốt CTR phát sinh ở dạng khí hoặc hơi ( Hg bay ở nhiệt
độ thấp 675
0
F)
Các khí axit : HCl và HF
Hình thành do đốt CTR chứa Flor và Clor ( nhựa PVC, PE, PS )
Hơi H
2
SO
4
và HNO
3
:

Dioxin và Furan: hình thành do 3 nguyên nhân:
1) Có sẵn trong CTR
2) từ hợp chất vòng thơm chứa clor: clorophenol
3) Do tương tác giữa các hidrocacbon và clor: ví dụ giữa lignin trong giấy, gỗ Và

clor trong PVC or NaCl.
Dioxin thuộc họ policlorinated dibenzodioxin ( PCDD) gồm 2 vòng ben zen liên
kết bởi 2 nguyên tử oxi, có 75 đồng phân
Furan thuộc họ policlorinated dibenzofuran ( PCDF) gồm 2 vòng ben zen liên kết
bởi 1 nguyên tử oxi, có 135 đồng phân

Ví dụ: 2,3,7,8 – TCDD – tetracloro-dibenzo-p- dioxin
LD
50
= 1 microgam/kg.
Tác động: gây đột biến gien
Ô nhiễm môi trường quá trình nhiệt
Kiểm soát Ô nhiễm bụi
Bụi < 10. 10
-6
m xử lý tốt bằng các tb sau:
1. ESP lọc tĩnh điện: rất tốt < 2x10
-6
m , hiệu thế
15.000 – 100.000 V. Hiệu suất 93% đ/v bụi <
2x10
-6
m , Hiệu suất 99,8% đ/v bụi < 10x10
-6
m
2. Lọc vải
3. Lọc tĩnh điện và lớp hạt: kết hợp lọc tỉnh điện và
lọc hạt

Hệ thống kiểm sốt ô nhiễm không khí
 Xử lý bụi: Lọc tĩnh điện, lọc vải lọc tỉnh điện và lớp sỏi
 Xử lý NOx: phân loại tại nguồn,Kiểm soát quá trình đốt,
xử lý khí cháy
 Xử lý SO
2
và các khí axit: phân loại tại nguồn, Tháp rửa
khí hoặc hấp phụ, xúc tác
 Kiểm soát CO và THC bằng cách kiểm soát quá trình
đốt .
 Kiểm soát các chất ô nhiễm khác: Phân loại tại nguồn,
kiểm soát q/t đốt, kiểm soát bụi
Hệ thống kiểm soát ô nhiễm NOx

Phân loại tại nguồn: tách CHC chứa Nitơ: ví dụ thực
phẩm thừa & rác vườn cho phép giảm NO
x
cháy
K/s q/t cháy: a) tuần hòan khí cháy b) phân đoạn q/t
cháy và vận hành q/t trong đ/k thiếú O
2

Xử lý NOx: theo 2 công nghệ: