THIẾT KẾ LÒ ĐỐT CHẤT THẢI NGUY HẠI CHO CÔNG TY TNHH THƯƠNG MẠI – XỬ LÝ MÔI TRƯỜNG THÁI THÀNH

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HỒ CHÍ MINH
****************

ĐẶNG NGUYỄN MINH KHAI

THIẾT KẾ LÒ ĐỐT CHẤT THẢI NGUY HẠI CHO
CÔNG TY TNHH THƯƠNG MẠI – XỬ LÝ MÔI TRƯỜNG
THÁI THÀNH

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
NGÀNH KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG

Thành phố Hồ Chí Minh
Tháng 7/2010


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HỒ CHÍ MINH
****************

ĐẶNG NGUYỄN MINH KHAI

THIẾT KẾ LÒ ĐỐT CHẤT THẢI NGUY HẠI CHO
CÔNG TY TNHH THƯƠNG MẠI – XỬ LÝ MÔI TRƯỜNG
THÁI THÀNH

Ngành: Kỹ thuật môi trường

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Người hướng dẫn: ThS. LÊ TẤN THANH LÂM

Thành phố Hồ Chí Minh
Tháng 7/2010


LỜI CẢM ƠN
Con xin chân thành cảm ơn ba mẹ đã luôn bên cạnh quan tâm, chăm sóc, động
viên con, tạo điều kiện tốt nhất cho con được học tập trong những năm qua và trong
suốt thời gian thực hiện luận văn.
Em xin chân thành cảm ơn thầy Lê Tấn Thanh Lâm, người đã tận tình hướng dẫn,
động viên, giúp đỡ em mọi mặt để hoàn thành được luận văn này.
Em xin chân thành cảm ơn tất cả các thầy cô khoa Môi trường & Tài nguyên đã
dạy dỗ em trong suốt quá trình em học tập tại trường.
Em xin chân thành cảm ơn các anh chị tại công ty TNHH Thương mại & Xử lý
môi trường Thái Thành đã chỉ dẫn, tạo điều kiện cho em hoàn thành luận văn.
Xin chân thành cám ơn các bạn cùng khóa đã giúp đỡ mình trong suốt những năm
học vừa qua.
Trong quá trình làm để tài, mặc dù được sự giúp đỡ của nhiều người, nhưng do đề
tài quá mới đối với em cộng với lượng kiến thức còn nhiều hạn chế nên chắc chắn đề
tài không tránh khỏi những sai sót. Em rất mong sự đóng góp nhiệt tình của các thầy
cô, các anh chị và các bạn để em có thể sữa chữa những sai sót cũng như để nâng cao
được kiến thức của mình.
Một lần nữa em xin chân thành cám ơn!
Đặng Nguyễn Minh Khai


BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
ĐH NÔNG LÂM TPHCM
Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc

KHOA MÔI TRƯỜNG & TÀI NGUYÊN


PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN
Họ và tên: ĐẶNG NGUYỄN MINH KHAI

MSSV: 06127058

Ngành:

Lớp: DH06MT

Kỹ thuật môi trường

Khóa học: 2006 - 2010
1.Tên đề tài:
Thiết kế lò đốt CRNH cho công ty TNHH Thương mại – Xử lý môi trường Thái
Thành
2. Nội dung khóa luận:
- Hiện trạng xử lý CTNH ở TP. HCM.
- Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình cháy của chất thải trong lò đốt.
- Các vấn đề môi trường vận hành lò đốt và phương pháp kiểm soát, xử lý.
- Tính toán thiết kế lò đốt cho công ty Thái Thành công suất 2,5 tấn/ngày
- Tính toán thiết kế hệ thống xử lý khí thải cho lò đốt.
- Khái toán giá thành xử lý.
3. Thời gian thực hiện:

Bắt đầu: 02 – 2010

Kết thúc: 06 - 2010

4. Họ tên giáo viên hướng dẫn: K.s Lê Thị Lan Thảo
Nội dung và yêu cầu KLTN đã được thông qua Khoa và Bộ môn
Ngày ….tháng ….năm 2010
Ban chủ nhiệm Khoa

Ngày …. tháng …. năm 2010
Giáo Viên Hướng Dẫn

ThS. Lê Tấn Thanh Lâm


LVTN: Thiết kế lò đốt CTRNH cho Cty TNHH TM – Xử lý Môi trường Thái Thành

TÓM TẮT LUẬN VĂN
Vấn đề môi trường hiện nay là mối quan tâm hàng đầu thế giới nói chung và Việt Nam
nói riêng. Có ý kiến cho rằng nguyên nhân chủ yếu gây ô nhiễm môi trường là do việc phát
thải của hoạt động công nghiệp. Trong đó vấn đề xả thải chất thải nguy hại bừa bãi đang rất
được quan tâm. Sự chênh lệch giữa thực tế phát sinh chất thải nguy hại và lượng chất thải
nguy hại được xử lý là rất lớn. Luận văn “Thiết kế lò đốt chất thải nguy hại cho công ty
TNHH Thương mại – Xử lý Thái Thành” được thực hiện từ tháng 1 đến tháng 6 năm 2010,
dựa trên kế hoạch đầu tư xây dựng lò đốt chất thải nguy hại với công suất 2,5 tấn/ngày của
công ty Thái Thành với mục đích đề xuất một biện pháp xử lý loại chất thải này.
Để thực hiện luận văn này, tác giả đã thu thập tài liệu tại công ty Thái Thành, tìm hiểu
công nghệ đốt tại nhiều công ty khác, kết hợp với những tài liệu thu thập khác từ sách, báo,
internet, các đề tài nghiên cứu,…Tác giả đã tiến hành tính toán thiết kế lò đốt chất thải nguy
hại với công suất 2,5 tấn/ngày cùng với hệ thống xử lý khí thải của lò đốt dựa trên điều kiện
làm việc của công ty Thái Thành và khái toán chi phí xây dựng, vận hành công trình.

SVTH: Đặng Nguyễn Minh Khai

i


LVTN: Thiết kế lò đốt CTRNH cho Cty TNHH TM – Xử lý Môi trường Thái Thành

MỤC LỤC
TÓM TẮT LUẬN VĂN ............................................................................................. i
DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH ............................................................................... v
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU ............................................................................ vi
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ........................................................................ vii
Chương 1 MỞ ĐẦU ................................................................................................. 1
1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ. .................................................................................................1
1.2. MỤC TIÊU THỰC HIỆN ................................................................................2
1.3. NỘI DUNG THỰC HIỆN ................................................................................2
1.4. PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN .......................................................................2
1.5. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU .................................................3
1.6. Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI ..................................................................................3
Chương 2 TỔNG QUAN ......................................................................................... 4
2.1. TỔNG QUAN PHƯƠNG PHÁP ĐỐT CHẤT THẢI RẮN: ...........................4
2.1.1. Nguyên lý: ................................................................................................. 4
2.1.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình cháy của chất thải trong lò đốt ........ 4
2.2. PHÂN LOẠI LÒ ĐỐT .....................................................................................7
2.2.1. Đốt hở thủ công ......................................................................................... 7
2.2.2. Lò đốt một cấp (Single – chamber incinerator) ........................................ 7
2.2.3. Lò đốt nhiều cấp (Multiple – Hearth Furnace) ......................................... 8
2.2.4. Lò đốt chất thải lỏng (Liquid – Waste Incineration): ................................ 9
2.2.5. Lò đốt thùng quay (Rotary – Kiln Incineration)...................................... 12
2.2.6. Lò đốt tầng sôi (tháp đốt tầng sôi / Fluid – Bed Furnace) ...................... 15
2.3 CÁC VẤN ĐỀ MÔI TRƯỜNG DO HOẠT ĐỘNG CỦA LÒ ĐỐT VÀ

PHƯƠNGPHÁP KIỂM SOÁT, XỬ LÝ ...............................................................16
2.3.1. Vấn đề ô nhiễm không khí ....................................................................... 16
2.3.2 Vấn đề ô nhiễm nước ................................................................................ 20

SVTH: Đặng Nguyễn Minh Khai

ii


LVTN: Thiết kế lò đốt CTRNH cho Cty TNHH TM – Xử lý Môi trường Thái Thành
2.3.3 Vấn đề về tro, xỉ, muội ............................................................................. 20
2.4 TỔNG QUAN VỀ CÔNG TY TNHH THƯƠNG MẠI - XỬ LÝ MÔI
TRƯỜNG THÁI THÀNH.....................................................................................21
2.4.1 Tổng quan về công ty ............................................................................... 21
2.4.2 Hoạt động kinh doanh............................................................................... 23
2.4.3. Dự kiến thành phần chất thải nguy hại cho việc thiết kế lò đốt .............. 26
Chương 3 MỘT SỐ LOẠI LÒ ĐỐT CHẤT THẢI RẮN ĐANG ĐƯỢC ỨNG
DỤNG TẠI VIỆT NAM.......................................................................................... 27
3.1. CÁC LOẠI LÒ ĐỐT ĐƯỢC ỨNG DỤNG TẠI VIỆT NAM ......................27
3.2. LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ ĐỐT CHẤT THẢI NGUY HẠI ......................32
Chương 4 KẾT QUẢ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ................................................. 34
4.1. KẾT QUẢ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ LÒ ĐỐT .............................................34
4.1.1. Tính toán sự cháy của dầu DO ................................................................ 34
4.1.2. Tính toán sự cháy của rác ........................................................................ 34
4.1.3. Các thông số lò đốt .................................................................................. 34
4.1.4.Thể xây lò và khung lò ............................................................................. 36
4.1.5. Các thiêt bị phụ trợ .................................................................................. 37
4.1.6. Xác định thành phần khí thải cần xử lý ................................................... 37
4.2. KẾT QUẢ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ THÁP GIẢI NHIỆT ...........................38
4.3. KẾT QUẢ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ THÁP HẤP THỤ KHÍ .......................41

4.4. KHÁI TOÁN KINH TẾ .................................................................................46
4.4.1. Chi phí thiết bị, xây dựng ........................................................................ 46
4.4.2. Chi phí vận hành ...................................................................................... 47
4.4.3. Chi phí xử lý 1 kg CTRNH...................................................................... 47
Chương 5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................. 48
5.1. KẾT LUẬN ....................................................................................................48
5.2. KIẾN NGHỊ....................................................................................................48

SVTH: Đặng Nguyễn Minh Khai

iii


LVTN: Thiết kế lò đốt CTRNH cho Cty TNHH TM – Xử lý Môi trường Thái Thành
TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................... 49
PHỤ LỤC ................................................................................................................. 50
PHỤ LỤC 1. CÁC BẢN VẼ .................................................................................. 51
PHỤ LỤC 2. TCVN 6560 - 2005 ............................................................................ 52
PHỤ LỤC 3. TÍNH TOÁN LÒ ĐỐT..................................................................... 56
PHỤ LỤC 4. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ THÁP GIẢI NHIỆT ......................... 103
PHỤ LỤC 5. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ THÁP HẤP THỤ ............................... 124

SVTH: Đặng Nguyễn Minh Khai

iv


LVTN: Thiết kế lò đốt CTRNH cho Cty TNHH TM – Xử lý Môi trường Thái Thành

DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH

Hình 2.1 Lò đốt một cấp .............................................................................................8
Hình 2.2 Lò đốt nhiều cấp ...........................................................................................9
Hình 2.3 Lò đốt chất thải lỏng ..................................................................................11
Hình 2.4 Lò đốt thùng quay ......................................................................................12
Hình 2.5 Hệ thống lò đốt thùng quay có hệ thống xử lý khí .....................................14
Hình 2.6 Lò đốt tầng sôi............................................................................................16

SVTH: Đặng Nguyễn Minh Khai

v


LVTN: Thiết kế lò đốt CTRNH cho Cty TNHH TM – Xử lý Môi trường Thái Thành

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Bảng 2.1 Các thiết bị và hệ thống xử lý chất thải .....................................................22
Bảng 2.2 Nhân lực của Cty TNHH TM – Xử lý môi trường Thái Thành ................22
Bảng 2.3 Các loại chất thải rắn nguy hại và công nghệ xử lý ...................................24
Bảng 2.4 Các loại chất thải lỏng nguy hại và công nghệ xử lý .................................25
Bảng 2.5 Các loại chai lọ, thùng chứa và công nghệ xử lý .......................................25
Bảng 2.6 Các loại chất thải vô cơ nguy hại và công nghệ xử lý ...............................26
Bảng 2.7 Thành phần hóa học của chất thải nguy hại...............................................26
Bảng 3.1 Các thông số cơ bản của một lò đốt đang sử dụng ở Việt Nam ................27
Bảng 3.2 Các thông số của các lò đốt ở công ty TNHH Hưng Thịnh, Hải Phòng ...31
Bảng 4.1 Các thông số cấu tạo lò ..............................................................................36
Bảng 4.2 Các thông số đo của bích nối cửa thăm .....................................................37
Bảng 4.3 Thành phần và nồng độ khói thải ra khỏi lò đốt ........................................37
Bảng 4.4 Thành phần khí thải cần xử lý ...................................................................38
Bảng 4.5 Các thông số đo của bích ghép nắp với thân tháp giải nhiệt .....................39
Bảng 4.6 Các thông số đo của bích nối ống dẫn và tháp giải nhiệt ..........................40

Bảng 4.7 Các thông số đo của bích nối ống dẫn khí vào và ra tháp giải nhiệt .........40
Bảng 4.8 Các thông số về chân đỡ tháp giải nhiệt ....................................................40
Bảng 4.9 Các thông số về tai treo tháp giải nhiệt .....................................................41
Bảng 4.10 Thông số của đĩa phân phối .....................................................................42
Bảng 4.11 Thông số của bích dùng để ghép nắp với thân tháp hấp thụ ...................42
Bảng 4.12 Thông số của bích nối ống dẫn lỏng với tháp hấp thụ .............................43
Bảng 4.13 Thông số của bích nối ống dẫn khí vào và ra tháp hấp thụ .....................43
Bảng 4.14 Thông số của bích nối ống tháo và nhập đệm .........................................44
Bảng 4.15 Các thông số về chân đỡ tháp hấp thụ .....................................................44
Bảng 4. 16 Các thông số về tai treo tháp hấp thụ......................................................44
Bảng 4.17 Chi phí thiết bị, xây dựng công trình .......................................................46
Bảng 4.18 Chi phí vận hành trong một ngày ............................................................47

SVTH: Đặng Nguyễn Minh Khai

vi


LVTN: Thiết kế lò đốt CTRNH cho Cty TNHH TM – Xử lý Môi trường Thái Thành

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

CTNH

Chất thải nguy hại

CTR

Chất thải rắn

CTRNH

Chất thải rắn nguy hại

THC

Tổng hydro cacbon

A

Độ tro

W

Độ ẩm

TNHH

Trách nhiệm hữu hạn

UBND

ủy ban nhân dân

TP HCM

Thành phố Hồ Chí Minh

BV

Bệnh viện

HN

Hà nội

VT

Vũng tàu

SVTH: Đặng Nguyễn Minh Khai

vii


LVTN: Thiết kế lò đốt CTRNH cho Cty TNHH TM – Xử lý Môi trường Thái Thành

Chương 1
MỞ ĐẦU
1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ.
Theo Sở Tài nguyên và Môi trường TP HCM, hiện nay trung bình mỗi ngày
hoạt động sản xuất của thành phố phát sinh khoảng 250 – 300 tấn CTNH rắn và
100m³ CTNH lỏng. Bên cạnh đó, TPHCM cũng là nơi phải tiếp nhận thêm khoảng
300 tấn CTNH rắn từ các tỉnh thành đổ về.
Trong khi đó, khả năng xử lý chất thải này tại thành phố rất ít, với 3 doanh
nghiệp đầu tư hệ thống xử lý CTNH là Công ty Môi trường đô thị TP HCM có công
suất xử lý khoảng 4 tấn/ngày, Công ty TNHH Việt Úc là 10 – 12 tấn/ngày và Công
ty TNHH Môi Trường Xanh là 12 tấn/ngày. Như vậy, nếu cộng tất cả công suất xử
lý CTNH của cả 3 doanh nghiệp trên cũng chỉ mới đạt gần 30 tấn/ngày, so với gần
600 tấn CTNH phát sinh mỗi ngày thì số CTNH được xử lý là nhỏ và rất nhỏ. Vấn

đề đặt ra là khối lượng CTNH còn lại không được xử lý sẽ đi đâu?
Trên thực tế, việc xả thải bừa bãi CTNH đang diễn ra khá phổ biến trên địa
bàn thành phố. Gần đây, một khu tập kết trái phép CTNH tại phường Long Bình,
quận 9 đã được phát hiện. Khối lượng CTNH được đổ tại đây ước tính hàng chục
ngàn tấn. Mặc dù UBND quận 9 đã có nhiều nỗ lực trong việc ngăn chặn tình trạng
lén lút đổ CTNH tại đây, nhưng dường như vẫn bất lực. Hàng ngày, vẫn có hàng
chục, thậm chí hàng trăm chuyến xe ra vào đây đổ chất thải. Cảnh sát môi trường
cũng lần lượt phát hiện nhiều bãi tập kết CTNH trái phép tại các quận 7, 12, Bình
Tân, huyện Bình Chánh và Củ Chi…
Để khắc phục tình trạng này, Sở Tài Nguyên và Môi Trường đã có chủ
trương kêu gọi doanh nghiệp trong và ngoài nước đầu tư vào lĩnh vực xử lý CTNH.

SVTH: Đặng Nguyễn Minh Khai

1


LVTN: Thiết kế lò đốt CTRNH cho Cty TNHH TM – Xử lý Môi trường Thái Thành
So sánh tương quan giữa thực tế phát sinh khối lượng CTNH với khả năng
xử lý loại chất thải này của TPHCM, thì sẽ thấy sự chênh lệch rất lớn. Sự chênh
lệch này đã và đang đẩy người dân thành phố đối mặt với nguy cơ bị “ngập” trong
CTNH. Việc xử lý CTNH đang là vấn đề cấp bách hiện nay. Vì vậy, tác giả chọn đề
tài “Thiết kế lò đốt CTNH cho công ty TNHH thương mại và xử lý môi trường Thái
Thành làm đề tài luận văn tốt nghiệp”
1.2. MỤC TIÊU THỰC HIỆN
- Nghiên cứu và thiết kế lò đốt CTNH với công suất 2,5 tấn/ngày.
- Đề xuất hệ thống xử lý khí thải cho lò đốt đạt tiêu chuẩn TCVN 6560 – 2005.
1.3. NỘI DUNG THỰC HIỆN
- Hiện trạng xử lý CTNH ở TP. HCM.
- Nguyên lý và các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình cháy của chất thải trong lò

đốt.
- Phân loại lò đốt.
- Các vấn đề môi trường do hoạt động của lò đốt và phương pháp kiểm soát,
xử lý.
- Tổng quan về công ty Thái Thành, dự kiến thành phần chất thải nguy hại cho
việc thiết kế.
- Tính toán thiết kế lò đốt cho công ty.
- Tính toán thiết kế hệ thống xử lý khí thải cho lò đốt.
- Khái toán giá thành xử lý.
- Lập bản vẽ thiết kế.
- Làm báo cáo.
1.4. PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN
- Tổng hợp tài liệu từ sách báo, thư viện.

SVTH: Đặng Nguyễn Minh Khai

2


LVTN: Thiết kế lò đốt CTRNH cho Cty TNHH TM – Xử lý Môi trường Thái Thành
- Tìm kiếm tài liệu bằng công cụ google.
- Tham quan công ty và thu thập tài liệu.
- Tham quan lò đốt.
- Trao đổi với chuyên gia và các công nhân viên trực tiếp vận hành, quản lý lò
đốt.
- Dùng Excel để tính toán thiết kế.
- Dùng công cụ Autocad lập bản vẽ thiết kế.
- Sử dụng Word làm báo cáo.
1.5. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU
- Đối tượng nghiên cứu: CTNH dạng rắn tại công ty TNHH thương mại và xử

lý môi trường Thái Thành.
- Phạm vi nghiên cứu:
 Không gian: công ty TNHH thương mại và xử lý môi trường Thái Thành.
 Thời gian: 5 tháng, từ tháng 2/2010 đến tháng 6/2010.
1.6. Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI
- Kinh tế: Tiết kiệm được thời gian và diện tích đất sử dụng so với các phương
pháp khác.
- Môi trường: Xử lý được một phần CTNH, giảm lượng CTNH phát tán vào
môi trường, phòng chống ô nhiễm môi trường.
- Xã hội: Góp phần giải quyết được vấn đề cấp bách đặt ra là xử lý CTNH.

SVTH: Đặng Nguyễn Minh Khai

3


LVTN: Thiết kế lò đốt CTRNH cho Cty TNHH TM – Xử lý Môi trường Thái Thành

Chương 2
TỔNG QUAN
2.1. TỔNG QUAN PHƯƠNG PHÁP ĐỐT CHẤT THẢI RẮN:
2.1.1. Nguyên lý:
Quá trình đốt CTR là quá trình oxy hóa khử CTR bằng oxy không khí ở nhiệt
độ cao theo phương trình:
Chất thải rắn + O2  Sản phẩm cháy + nhiệt
Sản phẩm cháy cuối cùng của quá trình đốt bao gồm: bụi, NOx, CO, CO2,
THC, HCl, HF, dioxin/furan, hơi nước, tro…
2.1.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình cháy của chất thải trong lò đốt
 Nhiệt độ: phải đảm bảo đủ cao để phản ứng xảy ra nhanh và hoàn toàn,
không tạo đioxin, đạt hiệu quả xử lý tối đa (nhiệt độ đối với CTNH là trên 1100oC,

CTR sinh hoạt là trên 90oC). Nếu nhiệt độ quá cao, lưu lượng khí sinh ra quá lớn
ảnh hưởng đến thời gian lưu khí trong buồng thứ cấp có nghĩa là giảm sự tiếp xúc
giữa không khí và khí gas, khói thải đen, nồng độ các chất ô nhiễm như CO, THC
trong khí thải cao. Nếu nhiệt độ không đủ cao, phản ứng sẽ xảy ra không hoàn toàn
và sản phẩm khí thải cũng có khói đen. Vì vạy nếu nhiệt độ quá cao cũng như quá
thấp sẽ làm giảm hiẹu quả cháy. Đối với lò đốt chất thải theo nguyên lý nhiệt phân
thì yếu tố nhiệt độ có ý nghĩa rất quan trọng, là cơ sở cho quá trình vận hành cũng
như quá trình kiểm soát lò đốt.
 Độ xáo trộn: ảnh hưởng đến hiệu quả tiếp xúc giữa chất thải cần đốt và
chất oxy hóa. Độ xáo trộn càng lớn hiệu quả xử lý càng cao.

SVTH: Đặng Nguyễn Minh Khai

4


LVTN: Thiết kế lò đốt CTRNH cho Cty TNHH TM – Xử lý Môi trường Thái Thành
 Thời gian lưu cháy: thời gian cháy phải đủ lâu để phản ứng xảy ra hoàn
toàn.
 Thời gian lưu cần thiết bảo đảm đốt cháy hoàn toàn của mỗi chất phụ
thuộc vào bản chất của chất bị đốt và nhiệt độ đốt
 Nhiệt trị: nhiệt trị của chất thải rắn là lượng nhiệt sinh ra khi đốt hoàn toàn
một đơn vị khối lượng chất thải rắn. nếu chất thải rắn có nhiệt trị không đáng kể thì
đốt không phải là giải pháp xử lý thích hợp.
 Thành phần và tính chất của chất thải: dựa vào thành phần hóa học của
chất thải ta tính được nhiệt trị của chất thải và tính toán được lượng oxy cần thiết để
đốt cháy hoàn toàn chất thải cũng như lượng khí thải hình thành, yếu tố này liên
quan tới việc tính toán thời gian lưu cháy.
 Cacbon © là thành phần cháy chủ yếu trong chất thải. Nhiệt trị của
cacbon là 8000 kcal/kg. Nhiên liệu rắn chứa nhiều cacbon hơn nhiên liệu lỏng và

khí nhưng thành phần chất trợ cháy ít hơn, chất trọ cháy càng thấp càng khó cháy.
Chất thải có thành phần cacbon càng cao thì sản phẩm cháy CO2 càng nhiều.
 Hydro (H) là thành phần thứ hai của chất thải. Nhiệt trị thấp của hydro
lớn gấp bốn lần than. Hàm lượng hydro càng nhiều chất thải càng dễ bắt lửa. Chất
thải dạng lỏng và khí có nhiều hydro hơn chât thải rắn.
 Lưu huỳnh (S) cũng là thành phần cháy nhưng tỏa nhiệt ít. Sản phẩm
cháy của lưu huỳnh tạo thành khí SOx, gặp hơi nước có khả năng tạo thành axít gây
ăn mòn các thiết bị. Khí SOx là dạng khí độc, lưu huỳnh là nguyên tố không mong
muốn trong quá trình đốt.
 Oxy và nitơ là chất vô ích. Nó làm giảm thành phần cháy của chất thải
 Độ tro là yếu tố tiêu cực đối với quá trình đốt. Độ tro càng cao thành
phần chất cháy càng giảm gây đông kết ở trung tâm buồng đốt và đáy lò. Tro dễ phủ
lên bề mặt tiếp nhiệt của buồng đốt làm giảm hiệu quả đốt.

SVTH: Đặng Nguyễn Minh Khai

5


LVTN: Thiết kế lò đốt CTRNH cho Cty TNHH TM – Xử lý Môi trường Thái Thành
 Độ ẩm thể hiện mức độ chứa nước trong chất thải. Độ ẩm lớn, thành
phần chất cháy giảm, làm nhiệt trị của chất thải giảm. Khi đốt, nhiệt lượng bị hao
phí một phần để làm bay hơi nước. Một chất thải có độ ẩm trên 90% hoặc một loại
bùn thải có ít hơn 15% thành phần rắn sẽ được xem là không có khả năng đốt.
 Muối vô cơ: trong một hệ thống đốt thông thường, nếu chất thải giàu
muối vô cơ, muối kiềm sẽ gây khó khăn cho quá trình đốt. Từng lượng nhỏ muối sẽ
thăng hoa sau đó tập trung trên bề mặt lò tạo nên một lớp xỉ hoặc đóng bánh làm
giảm khả năng đốt của lò.
- Hệ số cấp khí: là tỉ số giữa lượng không khí thực tế và lượng không khí lý
thuyết, hay còn gọi là hệ số không khí dư, ảnh hưởng đến hiệu quả cháy. Hệ số

không khí dư là một thông số quan trọng trong quá trình đốt chất thải. Khi hệ số cấp
khí tăng (thiếu khí), sự có mặt của oxy đã gây ra phản ứng cháy, tỏa nhiệt và làm
tăng nhiệt độ. Để đảm bảo đốt triệt để chất thải thì cần cung cấp dư khí, vì oxy cấp
vào cho sự cháy là oxy không khí, trong đó có lẫn thành phần nitơ, khi ở nhiệt độ
cao sẽ xảy ra phản ứng giữa oxy và nitơ. Do đó, thường tiến hành đốt ở chế độ cấp
dư khí, nhưng nếu đưa không khí lạnh vào trong lò nhiều sẽ làm nguội lò, nhiệt độ
giảm, gây tổn thất nhiệt. Các lò đốt hiện nay thường cấp dư khí trong khoảng
1,05  1,1.
Như vậy khi đốt thiếu khí nhiệt độ đốt cao nhưng quá trình cháy diễn ra
không hoàn toàn nhưng nhiệt độ buồng đốt thấp. Dựa vào đặc tính này nên công
nghệ đốt nhiệt phân áp dụng đốt thiếu khí cho buồng sơ cấp và đốt dư khí cho
buồng thứ cấp.
Mỗi loại chất thải đem đốt có nhiệt trị khác nhau và lượng không khí lý
thuyết cung cấp cho quá trình cháy cũng khác nhau. Hệ số dư không khí cho phép
tính thể tích sản phẩm cháy và thể tích buồng đốt.

SVTH: Đặng Nguyễn Minh Khai

6


LVTN: Thiết kế lò đốt CTRNH cho Cty TNHH TM – Xử lý Môi trường Thái Thành
2.2. PHÂN LOẠI LÒ ĐỐT
2.2.1. Đốt hở thủ công
Đốt hở thủ công là kỹ thuật đốt chất thải đã có từ rất lâu. CTR được đổ hoặc
vun thành đống trên mặt đất rồi đốt, không có thiết bị hỗ trợ. Với phương pháp này,
quá trình đốt không triệt để, không có hệ thống kiểm soát khí thải nên gây ô nhiễm
môi trường không khí và vì cháy hở nên dễ gây sự cố nguy hiểm. Phương pháp đốt
hở thủ công tiện lợi để đốt các chất nổ như thuốc nổ TNT, Dynamite. Để đốt các
loại chất thải có khả năng cháy nổ cao người ta đốt trong các lò hở, nhưng lò được

xây hoặc đào sâu xuống đất,hoặc lò có thêm các thiết bị phụ trợ để quá trình đốt
được an toàn.
2.2.2. Lò đốt một cấp (Single – chamber incinerator)
Là một trong những kỹ thuật xử lý rác ra đời sớm, sử dụng trước những năm
1960. Cấu tạo của lò đốt một cấp tương đối đơn giản, chủ yếu gồm buồng đốt để đốt
hỗn hợp giữa chất thải rắn và vật liệu cháy. Buồng đốt được chia làm 2 ngăn:
Ngăn trên chứa chất thải rắn cần thiêu huỷ.
Ngăn dưới để đốt vật liệu cháy nhằm cung cấp và duy trì nhiệt độ đốt.
Trong buồng đốt, chất thải rắn được đốt trên ghi lò (không có béc đốt hoặc có bộ
phận đốt hỗ trợ với béc đốt). Vật liệu xây lò thường là gạch đất nung nên tuổi thọ
không cao. Nguồn nguyên liệu cung cấp nhiệt cho lò chủ yếu là gỗ, mùn cưa…
Mặc dù lò đốt một cấp cũng là một thiết bị đốt chuyên dụng nhưng nếu xét
toàn bộ quá tình thì cũng có thể xem đây là quy trình thủ công hở, bởi nhiệt độ, bụi,
khí thải không được kiểm soát mà đưa trực tiếp vào không khí. Các công việc như:
đưa chất thải vào lò, cung cấp nguyên liệu cháy, điều khiển quá trình cháy, thu hồi
tro thải đều do công nhân đốt lò thực hiện theo phương thức thủ công.
 Nhược điểm của lò đốt một cấp:
- Không giâỉ quyết được vần đề ô nhiễm môi trường do khí thải.

SVTH: Đặng Nguyễn Minh Khai

7


LVTN: Thiết kế lò đốt CTRNH cho Cty TNHH TM – Xử lý Môi trường Thái Thành
- Năng suất thấp.
- Phụ thuộc nhiều vào thời tiết.
- Cần nhiều nhân công cho một ca làm việc, điều kiện làm việc của công nhân
rất nặng nhọc, độc hại, dễ bị các bệnh nghề nghiệp.
- Lò vận hành không liên tục, thời gian nghỉ giữa hai mẻ đốt lớn.

- Hiệu quả quá trình đốt của lò thấp.
Cấu tạo lò đốt một cấp được thể hiện như hình 2.1.

Hình 2.1 Lò đốt một cấp
 Ưu điểm của lò đốt một cấp:
- Thiết kế và xây dựng lò khá đơn giản.
- Chi phí xây dựng lò thấp.
2.2.3. Lò đốt nhiều cấp (Multiple – Hearth Furnace)
Là loại lò đốt chất thải dạng bùn đặc (Waste – Sludge Incineration) từ các nhà
máy xử lý nước thải, được phát triển sớm từ những năm 1930. Có thể đốt triệt để
chất thải và khí thải ra môi trường phải đạt tiêu chuẩn quy định. Cấu tạo lò đốt
nhiều cấp được thể hiện trong hình 2.2.

SVTH: Đặng Nguyễn Minh Khai

8


LVTN: Thiết kế lò đốt CTRNH cho Cty TNHH TM – Xử lý Môi trường Thái Thành

Hình 2.2 Lò đốt nhiều cấp
Lò đốt nhiều cấp được thiết kế gồm những đơn nguyên liên tiếp xung quanh,
cái này ở trên cái kia, thường có từ 5  9 đơn nguyên cho một kiểu lò điển hình, có
một trục thẳng đứng ở trung tâm của hệ thống. Mỗi đơn nguyên sẽ có một cánh
khuấy được gắn vào trục trung tâm tạo ra các khoang rỗng hình vành khuyên ở bên
trong lò đốt. Chất thải rắn sau khi đưa vào lò sẽ được lưu trữ lại tại các khoang rỗng
này.
Răng của các cánh khuấy sẽ cào bùn vào trong các khoang và hướng về phía
tâm của buồng lò, nơi bùn sẽ rơi xuống các cạnh của lớp chịu nhiệt và đi xuống đơn
nguyên tiếp theo.

Hệ thống cấp khí được thiết kế ở phía dưới của hệ thống. Nhiệt độ tối thiểu
của lò là 760oC và thời gian lưu ít nhất là 0,5 giây để có thể phân huỷ phần lớn các
hợp chất hữu cơ.
2.2.4. Lò đốt chất thải lỏng (Liquid – Waste Incineration):
Lò đốt chất lỏng gồm một thùng sắt chịu nhiệt hình trụ, một lớp vật liệu nền
như cát sillic, đá vôi và các vật liệu gốm…, một đĩa đỡ dạng lưới sắt và một miệng

SVTH: Đặng Nguyễn Minh Khai

9


LVTN: Thiết kế lò đốt CTRNH cho Cty TNHH TM – Xử lý Môi trường Thái Thành
cấp khí. Lớp vật liệu nền sẽ được “lỏng hóa” nhờ khí nén ở áp suất cao. Chất thải
rắn, than… được đưa vào lò đốt ở vị trí trên mặt hoặc ở dưới đáy lớp vật liệu nền đã
được lỏng hóa ở nhiệt độ cao. Chất thải nguy hại lỏng được đốt trực tiếp trong lò
đốt bằng cách phun vào ngọn lửa hay vùng cháy của lò phụ thuộc vào nhiệt trị của
chất thải rắn. Chất lỏng sôi trong lò có nhiệm vụ xáo trộn đều và truyền nhiệt cho
chất thải rắn, có thể bổ sung thêm gas hoặc dầu nhằm tăng nhiệt độ của chất lỏng
trong lò. Lò được duy trì nhiệt độ khoảng 1000oC. Thời gian lưu của chất thải lỏng
trong lò từ vài phần giây đến 2,5 giây. Sau khi nhiệt độ đã tăng đến nhiệt độ yêu cầu
thì không cần bổ sung thêm gas/dầu vì lớp chất lỏng có khả năng duy trì nhiệt độ
đến 24 giờ.
Dòng chất lỏng được phun vào với áp lực cao, vận tốc lớn và sẽ phân thành
những phần tử phun nhỏ. Hơi sẽ cấp nhiệt và có khuynh hướng làm giảm độ nhớt
của chất lỏng. Khi độ nhớt giảm thì hiệu quả đốt sẽ tăng lên. Độ nhớt là một trong
những chỉ tiêu quan trọng trong lò đốt chất thải lỏng. Độ nhớt chất thải càng cao thì
càng khó đốt.
Điều kiện cấp khí: tại buồng sơ cấp thì cấp khí để đốt hơi chất lỏng hữu cơ.
Tại buồng thứ cấp, cấp khí dư và luôn giữ ngọn lửa hướng về phía tường lò và phải

giảm nhiệt độ chung cho toàn hệ thống khi cần thiết. Nhưng phải hạn chế sự va
chạm của ngọn lửa vào tường lò vì sẽ tạo ra nguy cơ ăn mòn và thất thoát năng
lượng. Do đó khi thiết kế lò phải lưu ý tránh sự va đập. Sự cấp khí sơ cấp không chỉ
là cấp khí cháy mà còn tạo sự xáo trộn bên trong lò, cung cấp dòng khí tương đối
thấp lên bề mặt chịu nhiệt của lò, giữ cho nhiệt độ tại bề mặt chịu nhiệt luôn thấp
hơn tại tâm lò đốt. Yêu cầu: cấp 5  30% khí dư (tổng hai buồng lò).
Loại, hình dáng, kích cỡ của lò đốt chất thải lỏng phụ thuộc vào tính chất của
chất thải rắn, thiết kế của béc phun, tường lò và điều kiện cấp khí.
Cấu tạo của lò đốt chất thải lỏng ở hình 2.3.
Lò đốt chất lỏng được ứng dụng để xử lý nhiều loại chất lỏng khác nhau như:
chất thải rắn đô thị, bùn, than và nhiều loại hóa chất khác, kể cả hóa chất nguy hại.

SVTH: Đặng Nguyễn Minh Khai

10


LVTN: Thiết kế lò đốt CTRNH cho Cty TNHH TM – Xử lý Môi trường Thái Thành
Khi sử dụng đá vôi (CaCO3) làm lớp vật liệu nền thì nó sẽ phản ứng với O2 và khí
SO2 (sinh ra do quá trình đốt chất thải rắn có chứa lưu huỳnh), tạo cặn CaSO4. Cặn
này sẽ được lấy ra cùng với tro lò. Do đó, khi sử dụng lò đốt chất lỏng với vật liệu
nền là đá vôi cho phép xử lý chất thải rắn có hàm lượng lưu huỳnh cao so với sự
phát sinh khí SO2 là ít nhất.

Hình 2.3 Lò đốt chất thải lỏng
 Ưu điểm của lò đốt chất lỏng:
- Đốt được chất thải lỏng nguy hại.
- Không yêu cầu lấy tro thường xuyên.
- Thay đổi nhiệt độ nhanh chóng theo tốc độ nhập liệu..
- Chi phí bảo trì thấp.

 Nhược điểm của lò đốt chất lỏng:
- Chỉ áp dụng được với các chất lỏng có thể nguyên tử hóa.

SVTH: Đặng Nguyễn Minh Khai

11


LVTN: Thiết kế lò đốt CTRNH cho Cty TNHH TM – Xử lý Môi trường Thái Thành
- Cần cung cấp khí, nhiên liệu phụ như gas, dầu để quá trình cháy triệt để hơn,
tránh ngọn lửa tác động lên gạch chịu lửa.
- Dễ bị nghẹt béc phun khi chất thải lỏng có cặn.
2.2.5. Lò đốt thùng quay (Rotary – Kiln Incineration)
Cấu tạo lò đốt thùng quay được thể hiện trong hình 2.4

Hình 2.4 Lò đốt thùng quay
Đây là loại lò đốt chất thải có nhiều ưu điểm bởi quá trình xáo trộn chất thải
tốt, đạt hiệu quả cao và hiện nay được sử dụng khá phổ biến ở các nước tiên tiến. Lò
đốt thùng quay được sử dụng để xử lý các loại chất thải nguy hại dạng rắn, cặn, bùn
và cũng có thể ở dạng lỏng. Ở Mỹ lò đốt thùng quay chiếm tới 75% số lò đốt chất
thải nguy hại, lò đốt tầng sôi chiếm 10%, còn lại 15% các loại lò khác (lò cố định
nhiều cấp). Cấu tạo của lò đốt bao gồm:
 Buồng sơ cấp
Là một 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
hơi dốc với độ nghiêng từ 1  5%, nhằm tăng thời gian cháy của chất thải và vận

SVTH: Đặng Nguyễn Minh Khai

12

LVTN: Thiết kế lò đốt CTRNH cho Cty TNHH TM – Xử lý Môi trường Thái Thành
chuyển tự động tro ra khỏi lò đốt. Thời gian lưu của chất thải rắn trong 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 cho 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 trên 8000C thì
chất thải rắn mới được đưa vào để đốt. Giai đoạn để đốt sơ cấp, nhiệt độ lò quay
khống chế từ 800  900oC, nếu chất thải cháy tạo đủ năng lượng giữ được nhiệt độ
này thì bộ điều chỉnh bec phun dầu/gas tự động ngắt. Khi nhiệt độ hạ thấp hơn
8000C thì bộ đốt tự động làm việc trở lại.
Sản phẩm khí sinh ra ở buồng đốt sơ cấp được đốt tiếp tục ở buồng thứ cấp.
 Buồng đốt thứ cấp
Đây là buồng đốt tĩnh, nhằm để đốt các sản phẩm bay hơi, chưa cháy hết bay
lên từ lò sơ cấp. Nhiệt độ ở đây thường từ 950  11000C. 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 thứ cấp có các tấm hướng dòng để khí thải vừa được thổi qua vùng lửa
cháy của bộ phận đốt phun dầu vừa xáo trộn mãnh liệt để cháy triệt để. Khí thải sau
đó được làm nguội rồi qua hệ thống xử lý khí trước khi qua ống khói thải ra môi
trường.
 Ưu điểm:

- Áp dụng cho cả chất thải rắn và lỏng.
- Có thể đốt riêng chất lỏng và chất rắn hoặc đốt kết hợp.
- Có thể nạp chất lỏng ở dạng thùng hoặc khối.
- Có thể xử lý trực tiếp mà không cần phải xử lý sơ bộ gia nhiệt chất thải.
- Kiểm soát được thời gian lưu chất thải trong lò.
- Xáo trộn cao và tiếp xúc hiệu quả với không khí trong thùng quay.
- Lấy tro liên tục mà không ảnh hưởng đến quá trình cháy.

SVTH: Đặng Nguyễn Minh Khai

13


LVTN: Thiết kế lò đốt CTRNH cho Cty TNHH TM – Xử lý Môi trường Thái Thành

Hình 2.5 Hệ thống lò đốt thùng quay có hệ thống xử lý khí

 Khuyết điểm:

- Lôi cuốn các hạt, phân tử vào trong dòng khí gas, thành phần tro trong khí
thải cao.
- Gia công lò khó.
- Chi phí đầu tư cao.
- Vận hành phức tạp.
- Yêu cầu lượng khí dư lớn do thất thoát qua các khớp nối.
- Tổn thất nhiệt đáng kể trong tro thải.
- Chất thải vô cơ có thể kết xỉ gây khó khăn cho công tác bảo trì bảo dưỡng
thùng quay.

SVTH: Đặng Nguyễn Minh Khai

14