Kỹ thuật xử lý chất thải rắn - Đề tài Xử lý chất thải rắn bằng phương pháp nhiệt

t động cơ hiện đại có thể được chỉnh sửa để có thể đạt được trên 25% lưới điện đầu ra.  Tuabin khí Nhà máy điện dựa trên chu kỳ kết hợp tiên tiến, tuabin khí có thể cho phép hiệu suất khoảng 60%. Hiệu suất điện đầu ra thấp hơn 40% bởi vì sự tiêu tốn gas ở quá trình làm sạch khí.  Các phản ứng hóa học xảy ra trong quá trình khí hóa Trong nồi hơi, vật liệu trải qua quá trình cacbon khác nhau:  Nhiệt phân: Quá trình xảy ra làm cho hạt carbonaceous nóng lên. Chất dễ bay hơi được giải phóng và than được sản xuất. Quá trình này phụ thuộc vào tính chất của vật liệu cacbon, cấu trúc và thành phần của các tro than, sau đó sẽ trải qua các phản ứng khí hóa.  Đốt: Quá trình tạo ra sản phẩm dễ bay hơi và than phản ứng với oxy để tạo thành khí CO2 và CO, cung cấp nhiệt cho các phản ứng khí hóa sau này. Phản ứng cơ bản ở đây là: C + 1 2 O2 CO  Quá trình khí hóa: Than phản ứng với CO2 và hơi nước để sản xuất khí CO và H2 thông qua phản ứng: C + H2O H2 + CO  Ngoài ra, đảo ngược khí ở giai đoạn nước phản ứng sẽ làm thay đổi khí đạt đến trạng thái cân bằng rất nhanh ở nhiệt độ trong nồi hơi. Điều này cân bằng nồng độ của khí CO, hơi nước, CO2 và H2. CO + H2O CO2 + H2  Ứng dụng công nghệ khí hóa Kỹ thuật xử lý chất thải rắn: “Xử lý chất thải rắn bằng phương pháp nhiệt” Nhóm 2 GVHD: ThS. Lê Tấn Thanh Lâm Trang 7 Hiện nay, công nghệ khí hóa được áp dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như: khí hóa than, khí hóa nguyên liệu hóa thạch, khí hóa trấu, khí hóa lỏng, khí hóa sinh khối,.. 2.3.4. Đốt dư khí Vì tính chất không đồng nhất của CTR nên khó đốt hoàn toàn CTR với một lượng vừa đủ không khí tính theo lý thuyết. Chế độ cấp dư khí được sử dụng nhằm đảm bảo sự xáo trộn tốt và mọi thành phần trong CTR tiếp xúc tốt với không khí. Lượng dư không khí cho quá trình đốt ảnh hưởng đến nhiệt độ và thành phần của khí đốt sinh ra. Khi phần trăm dư lượng không khí tăng, oxy trong khí lò tăng, nhiệt độ lò giảm. Do đó, ta cần điều chỉnh lượng không khí dư cung cấp cho lò. 2.4. Ưu và nhược điểm của phương pháp đốt So với các phương pháp xử lý chất thải rắn khác như chôn lấp, phân hủy sinh học thì phương pháp đốt có một sô ưu, nhược điểm như sau:  Ưu điểm  Giúp làm giảm thể tích và khối lượng chất thải rắn nhiều nhất (80-90%).  Thu hồi được một lượng năng lượng nhiệt lớn có thể sử dụng cho lò hơi hoặc phát điện.  Thời gian xử lý nhanh, ít tốn diện tích đất.  Có thể xử lý tại chỗ.  Hiệu quả xử lý cao đối với rác thải y tế và các loại chất thải nguy hại khác (thuốc bảo vệ thực vật, dung môi hữu cơ, chất thải nhiễm dầu....).  Phù hợp đối với chất thải trơ về mặt hoá học, khó phân huỷ sinh học.  Nhược điểm  Không phù hợp cho chất thải có độ ẩm quá cao.  Vốn đầu tư ban đầu cao hơn so với các phương pháp xử lý khác bao gồm chi phí đầu tư xây dựng lò, chi phí vận hành và xử lý khí thải lớn.  Quá trình thiết kế và vận hành lò phức tạp, cần nguồn nhân công có trình độ cao.  Tốn nhiên liệu đốt để duy trình nhiệt cho lò đốt. Kỹ thuật xử lý chất thải rắn: “Xử lý chất thải rắn bằng phương pháp nhiệt” Nhóm 2 GVHD: ThS. Lê Tấn Thanh Lâm Trang 8  Cần kiểm soát tốt lượng khí sinh ra, và lượng kim loại nặng trong chất thải như: Pb, Cr, Cd, Hg, Ni, As....  Tro sau khi đốt là chất thải nguy hại cần được xử lý đúng quy định. 2.5. Các văn bản pháp quy liên quan đến lò đốt chất thải rắn tại Việt Nam Luật bảo vệ môi trường: Số 55/2014/QH13 Nghị định 59/2017/NĐ-CP của Chính phủ về quản lý chất thải rắn Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về lò đốt chất thải rắn công nghiệp: QCVN 30:2012/BTNMT Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về lò đốt chất thải rắn y tế : QCVN 02:2012/BTNMT Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về lò đốt chất thải rắn sinh hoạt: QCVN 61- MT:2016/BTNMT 2.6. Phân loại chất thải có thể xử lý bằng phương pháp đốt Ngày nay, có rất nhiều biện pháp xử lý khác nhau được áp dụng để trong các hoạt động xử lý chất thải như: thu hồi để tái sử dụng, tái chế, chôn lấp hợp vệ sinh, chế biến phân hữu cơ, chế biến biogas, ổn định đóng rắn, đốt. Tuỳ theo đặc tính và thành phần của từng loại chất thải mà ta áp dụng phương pháp xử lý phù hợp nhất để tăng giá trị kinh tế cho chất thải, giảm thiểu tối đa lượng chất thải đem đốt cũng như giảm thiểu sự hình thành và phát thải POP (Persistant Organic Pollutants) : Các chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy. Các hướng lựa chọn phương pháp xử lý chất thải theo đặc tính và thành phần chất thải tương ứng bao gồm: 2.6.1. Những chất thải không nên đốt  Các chất thải có thể thu hồi để tái sử dụng, tái chế như: phế liệu thải ra từ quá trình sản xuất; các thiết bị điện, điện tử dân dụng và công nghiệp; các phương tiện giao thông; các sản phẩm phục vụ sản xuất và tiêu dùng đã hết hạn sử dụng; gỗ, bao bì bằng giấy, kim loại, thuỷ tinh, hoặc chất dẻo khác;  Các thành phần chất thải hữu cơ có thể phân huỷ sinh học sau phân loại của chất thải rắn đô thị như: các loại thực vật, lá cây, rau, thực phẩm dư thì nên được xử lý bằng phương pháp sinh học với nhiều mục đích khác nhau ví dụ chế biến phân hữu cơ vi sinh, thu hồi khí biogas hoặc chôn lấp hợp vệ sinh;  Các sản phẩm tiêu dùng chứa các thành phần hoá chất độc hại như pin, ắc quy thì nên áp dụng công nghệ chôn lấp chất thải rắn nguy hại Kỹ thuật xử lý chất thải rắn: “Xử lý chất thải rắn bằng phương pháp nhiệt” Nhóm 2 GVHD: ThS. Lê Tấn Thanh Lâm Trang 9 2.6.2. Những chất thải rắn không được đốt  Chất thải phát sinh trong quá trình xây dựng hoặc từ công tác đào đất, nạo vét lớp đất mặt như gạch, ngói, vữa, bê tông, vật liệu kết dính quá hạn sử dụng, bùn đất hữu cơ. Mặt khác chúng còn có thể được tái chế hoặc tái sử dụng làm vật liệu san lấp cho các công trình xây dựng;  Các chất thải có tính ôxy hoá mạnh, ăn mòn, dễ gây nổ như: bình đựng ôxy, CO2, bình ga, bình khí dung, dung dịch HCl, HNO3, pin, ắc qui, amiăng;  Chất thải có chứa thành phần các kim loại nặng như: thủy ngân (từ nhiệt kế, huyết áp kế thủy ngân bị vỡ, chất thải từ hoạt động nha khoa), cadimi (Cd) (từ pin, ắc quy), chì (từ tấm gỗ bọc chì hoặc vật liệu tráng chì sử dụng trong ngăn tia xạ từ các khoa chẩn đoán hình ảnh, xạ trị);  Các chất thải có thành phần phóng xạ phát sinh từ các hoạt động chẩn đoán, điều trị tại các bệnh viện, từ các cơ sở nghiên cứu khoa học và từ các nhà máy, khu công nghiệp. 2.6.3. Những chất thải nên đốt  Chất thải rắn sinh hoạt và công nghiệp không nguy hại có chứa các thành phần hữu cơ như giấy, gỗ, vải, da, cao su thải, lốp xe thải, nhựa thải, sinh khối, thức ăn gia súc không phân loại được triệt để cho mục đích tận dụng, tái sinh tái chế; (*)  Chất thải y tế nguy hại như: Dược phẩm quá hạn, kém phẩm chất không còn khả năng sử dụng, các mô, cơ quan, bộ phận cơ thể người, bào thai và xác động vật thí nghiệm, bơm kim tiêm, đầu sắc nhọn của dây truyền, dụng cụ đựng, dính bệnh phẩm; (**)  Chất thải nguy hại hữu cơ bao gồm các thành phần hydrocarbon, dầu thải, dư lượng thuốc bảo vệ thực vật có nguồn gốc hữu cơ, dung môi đã qua sử dụng, sơn thải và dung môi; (***)  Bùn cặn từ công nghiệp lọc dầu, hóa chất, sản xuất giấy, từ xưởng in, từ quá trình xử lý nước thải, đất nhiễm bẩn; (***)  Nhựa đường chua, đất sét, than hoạt tính đã qua sử dụng; (***)  Chất thải nhiễm khuẩn hoặc các loại hóa chất độc hại; (***)  Chất thải có chứa halogen như: dầu máy biến thế nhiễm PCB, CFC, clorophenol; (***) (Trích: Hướng dẫn áp dụng kỹ thuật và phương thức môi trường tốt nhất hiện có để hạn chế việc phát sinh chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy không chủ định cho lò đốt chất thải. Tổng cục môi trường – Bộ Tài nguyên Môi trường. NXB Hà Nội 2012) Kỹ thuật xử lý chất thải rắn: “Xử lý chất thải rắn bằng phương pháp nhiệt” Nhóm 2 GVHD: ThS. Lê Tấn Thanh Lâm Trang 10 SƠ ĐỒ HƯỚNG DẪN PHÂN LOẠI CHẤT THẢI NÊN XỬ LÝ BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐỐT Chất thải Chất thải không nên đốt Chất thải không được đốt Chất thải nên đốt Xà bần, gạch ngói,...vô cơ trơ Các chất thải từ quá trình sản xuất có giá trị Có thành phần hữu cơ phân huỷ sinh học Thu hồi, tái chế , tái sử dụng Chế biến phân hữu cơ hoặc chôn lấp hợp vệ sinh San lấp mặt bằng Chất thải có dể cháy nổ, oxy hoá mạnh, phóng xạ Chứa kim loại nặng : chì, thuỷ ngân, cadimi,... Đóng rắn, chôn lấp an toàn hoặc phương pháp hoá lý phù hợp - Chất thải SH &CN không phân loại triệt để được - CTYT nguy hại - CTNH hữu cơ - Bùn thải nguy hại, cặn thải từ nhà máy sản xuất, chất thải nhiễm độc. - Chứa halogen Kỹ thuật xử lý chất thải rắn: “Xử lý chất thải rắn bằng phương pháp nhiệt” Nhóm 2 GVHD: ThS. Lê Tấn Thanh Lâm Trang 11  Lựa chọn lò đốt chất thải sau khi phân loại: Các loại chất thải được xử lý bằng phương pháp đốt cần được phân loại dựa trên đặc tính, chức năng của từng loại lò đốt nhằm tối ưu hóa quá trình đốt, giảm chi phí cũng như giảm phát sinh chất thải thứ cấp, đặc biệt là giảm thiểu phát sinh POPs.  Nhóm chất thải xử lý bằng lò đốt thông thường: Bao gồm các chất thải rắn sinh hoạt và công nghiệp nên đốt ở phần (*) vừa trình bày. Nhiệt độ buồng đốt thứ cấp không thấp hơn 8500C  Nhóm chất thải xử lý bằng lò đốt chất thải y tế: Bao gồm các chất chất thải y tế nguy hại nên đốt ở phần (**) vừa trình bày. Nhiệt độ buồng thứ cấp trên 1050oC, thời gian lưu cháy trên 1,5 giây hoặc trên 1200 o C với thời gian lưu trên 1 giây  Nhóm chất thải xử lý bằng lò đốt chất thải nguy hại: Bao gồm CTNH hữu cơ nên đốt và bùn cặn từ các công đoạn sản xuất công nghiệp ở phần (***) vừa trình bày. Nhiệt độ buồng đốt thứ cấp không thấp hơn 11000C (đối với thành phần nguy hại không có Chlorine) và không thấp hơn 12000C (đối với chất thải nguy hại có chứa chlorine hoặc các thành phần có khả năng phát sinh POPs) với thời gian lưu cháy không dưới 1 giây 2.7. Nguyên tắc khi đốt Khi đốt chất thải rắn cần tuân thủ theo các nguyên tắc về nhiệt độ, độ xáo trộn và thời gian.  Nhiệt độ: Phải đảm bảo đủ cao, để phản ứng xảy ra hoàn toàn, không tạo dioxin, đạt được hiệu quả xử lý tối đa (nhiệt độ đốt đối với chất thải rắn nguy hại là trên 1100 o C, chất thải rắn sinh hoạt là trên 900oC). Nếu nhiệt độ quá cao hoặc quá thấp sẽ ảnh hưởng tới quá trình xử lý ở buồng thứ cấp, sinh ra nhiều khói đen.  Độ xáo trộn: Độ xáo trộn giữa chất thải rắn và không khí càng cao thì hiệu quả xử lý chất thải rắn càng lớn. Độ xáo trộn có thể đánh giá thông qua yếu tố xáo trộn F: F = 100% 𝑥 lượng không khí thực tế 𝑙ượ𝑛𝑔 𝑘ℎô𝑛𝑔 𝑘ℎí 𝑙ý 𝑡ℎ𝑢𝑦ế𝑡 Kỹ thuật xử lý chất thải rắn: “Xử lý chất thải rắn bằng phương pháp nhiệt” Nhóm 2 GVHD: ThS. Lê Tấn Thanh Lâm Trang 12  Thời gian: Thời gian lưu cháy của chất thải rắn phải đủ lâu để các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Các nguyên tắc trên có mối quan hệ khăng khít với nhau trong quá trình cháy của chất thải rắn. 2.8. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình cháy Ngoài các yếu tố nhiệt độ, thời gian lưu cháy, độ xáo trộn quyết định hiệu quả cháy thì các yếu tố khác cũng có thể ảnh hưởng đến quá trình cháy:  Thành phần, tính chất của chất thải Thành phần cơ bản của chất thải là: C + H + O + N + S + A + W = 100% Trong đó: C, H, O, N, S, A, W là phần trăm theo trọng lượng của các nguyên tố cacbon, hydro, oxi, nito, lưu huỳnh, tro và độ ẩm. Thành phần hóa học của chất thải có ảnh hưởng tới quá trình đốt cháy chất thải. Dựa vào thành phần hóa học có thể tính được nhiệt trị của chất thải, lượng oxy cần thiết để đốt cháy hoàn toàn chất thải, cũng như những loại khí sinh ra.  Ảnh hưởng của hệ số cấp khí Hệ số cấp khí (𝛼) là tỉ số giữa lượng không khí thực tế cấp cho lò đốt và lượng không khí lý thuyết, hay còn gọi là hệ số không khí dư, hệ số cấp khí có ảnh hưởng đến hiệu quả cháy. 𝛼 = v V Trong đó:  𝛼 là hệ số cấp khí.  v là lượng không khí (oxy) thực tế được cấp vào buồng đốt.  V là lượng không khí (oxy) lý thuyết được cấp vào buồng đốt. Trong từng trường hợp cụ thể, có thể tính toán được lượng không khí cần thiết cho quá trình 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 (kcal/kg). Nhiệt trị cần được quan tâm khi đốt chất thải rắn để tận dụng năng lượng nhiệt tỏa ra. Nếu chất thải rắn có nhiệt trị không đáng kể thì Kỹ thuật xử lý chất thải rắn: “Xử lý chất thải rắn bằng phương pháp nhiệt” Nhóm 2 GVHD: ThS. Lê Tấn Thanh Lâm Trang 13 không nên xử lí bằng phương pháp đốt, những chất thải rắn có nhiệt trị thấp hơn 556 kcal/kg thì hầu như không có khả năng đốt. 2.9. Hệ thống thu hồi năng lượng Hệ thống thu hồi năng lượng là một hệ thống trao đổi nhiệt trong đó nhiệt năng của CTR đem đốt được chuyển hóa thành nhiệt của nước do sự chênh lệch nhiệt độ giữa nước và khí lò thải ra. Nhiệt năng của lò đốt được thu hồi bằng 2 phương pháp: Tường nước và lò hơi.  Tường nước: Tường nước của hệ thống được nối với các ống của nồi hơi, các ống này đặt thẳng đứng và được hàn lại với nhau. Nước lưu thông trong ống sẽ hấp thu lượng nhiệt sinh ra từ lò đốt từ đó tạo ra hơi nóng. Thông thường vùng tường nước được đặt sát ở vùng tường lò làm bằng gạch chịu lửa để bảo vệ ống tránh vùng quá nhiệt hay sự mài mòn cơ khí.  Lò hơi: Khí lò có nhiệt độ cao sẽ được hướng vào các lò hơi riêng lẻ lắp đặt bên ngoài buồng đốt. Phương pháp này thường dùng cho hệ thống lò đốt tiêu chuẩn. Từ các lò đốt rác chỉ cần lắp đặt thêm hệ thống tuabin để tận dụng nhiệt và hơi nước phát ra từ lò đốt, tuabin sẽ phát sinh ra điện sử dụng và thu hồi nhiệt cung cấp cho các máy móc cần thiết. Hình 1: Thu hồi năng lượng nhờ phát điện từ rác 2.10. Công nghệ đốt chất thải rắn 2.10.1. Lò đốt một cấp Lò đốt một cấp được ra đời sớm, là một trong những kỹ thuật đốt CTR thải đơn giản nhất nhưng vẫn chưa đạt tiêu chuẩn quy định do khí thải sinh ra vẫn chưa được xử lý đã thải ra môi trường. Kết cấu lò đốt khá đơn giản, chỉ gồm một buồng đốt được chia thành hai phần bởi ghi lò:  Phần trên là nơi chứa CTR và vật liệu cháy. Kỹ thuật xử lý chất thải rắn: “Xử lý chất thải rắn bằng phương pháp nhiệt” Nhóm 2 GVHD: ThS. Lê Tấn Thanh Lâm Trang 14  Phần dưới là nơi chứa tro. Lò được làm bằng gạch đất nung ở lớp ngoài, lớp trong là gạch chịu nhiệt, có các lỗ cấp khí, vật liệu cháy chủ yếu là than, củi, mùn cưa. Việc đưa chất thải vào lò, đốt vật liệu cháy, thu hồi tro đều do công nhân làm bằng thủ công. Hình 2: Lò đốt một cấp  Ưu, nhược điểm của lò một cấp là  Ưu điểm - Ít tốn diện tích đất cho xử lý CTR. - Chi phí đầu tư ít. - Thiết kế và xây dựng lò khá đơn giản.  Nhược điểm - Bụi, khí thải chưa được xử lý, gây ô nhiễm môi trường. - Cần nhiều công nhân cho quá trình đốt. - Công nhân làm việc trong điều kiện không tốt do tiếp xúc trực tiếp với khói lò và nhiệt độ lò. - Năng suất của lò thấp. 2.10.2. Lò đốt nhiều buồng đốt Đây là kiểu lò được cải tiến từ lò một cấp, có từ 2 đến 3 buồng đốt. Trong đó buồng thứ nhất là buồng sơ cấp dùng để đốt CTR, buồng thứ 2 (thứ 3) là buồng thứ cấp dùng để đốt các sản phẩm cháy hình thành từ buồng đốt thứ nhất dưới sự cung cấp của nhiên liệu, nhờ vậy khí thải được cải tiến hơn rất nhiều. Kỹ thuật xử lý chất thải rắn: “Xử lý chất thải rắn bằng phương pháp nhiệt” Nhóm 2 GVHD: ThS. Lê Tấn Thanh Lâm Trang 15 Hình 3: Lò đốt nhiều buồng đốt 2.10.3. Lò đốt nhiều tầng Lò đốt nhều tầng là kiểu lò chuyên dùng để đốt chất thải dạng bùn từ các nhà máy xử lý nước thải, loại chất thải này không thể đốt trong các lò đốt thông thường do nó có độ ẩm cao, nhiệt trở lớn; khí thải sau khi đốt đạt tiêu chuẩn về môi trường. Kết cấu một lò có từ 5 đến 9 tầng chồng lên nhau tạo thành hình trụ đứng, có một trục thẳng đứng ở trung tâm lò, mỗi tầng có cánh khuấy để khuấy trộn bùn và gạt bùn. Bùn thải cho vào từ phía trên vào tầng thứ nhất được cánh khuấy gạt xuống tầng thứ hai và cứ như thế cho đến tầng cuối cùng. Trong quá trình đi xuống, bùn được đi qua các vùng sấy, vùng đốt, vùng làm nguội và tháo tro. Vùng đốt có béc đốt bổ trợ. Không khí làm mát được thổi vào ống trung tâm của lò đốt, một phần khí nóng được hồi lưu để cung cấp cho quá trình cháy nhằm tận dụng nhiệt. 1. Cấp khí dưới ghi 2. Cửa nạp rác 3. Cấp khí trên ghi 4. Ghi lò 5. Buồng đốt sơ cấp 6. Cấp khí thứ cấp 7. Béc đốt bổ trợ 8. Buồng đốt thứ cấp 9. Van khói 10. Ống khói 11.Cửa tháo tro 12. Cửa vệ sinh Kỹ thuật xử lý chất thải rắn: “Xử lý chất thải rắn bằng phương pháp nhiệt” Nhóm 2 GVHD: ThS. Lê Tấn Thanh Lâm Trang 16 Hình 4: Lò đốt nhiều tầng 2.10.4. Lò đốt thùng quay Lò đốt thùng quay được sử dụng để xử lý chất thải nguy hại dạng rắn, bùn cặn và cả dạng lỏng. Thùng quay hoạt động ở nhiệt độ khoảng 1100oC, sử dụng chất thải nguy hại làm nguyên liệu. Lượng chất thải bổ sung vào lò đốt có thể chiếm 12-25% tổng lượng nhiên liệu. Lò đốt thùng quay là lò đốt hai cấp gồm: buồng đốt sơ cấp và thứ cấp.  Buồng đốt sơ cấp: Là một tầng quay với tốc độ điều chỉnh được, có nhiệm vụ đảo trộn chất thải rắn trong quá trình cháy. Lò đốt được đặt hơi dốc với độ nghiêng 1-5%, nhằm tăng thời gian cháy của chất thải và vận chuyển tự động tro ra khỏi lò đốt. 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. Khi nhiệt độ lò đạt trên 800 oC, thì chất thải rắn mới được đưa vào để đốt.Trong buồng đốt đốt sơ cấp, nhiệt độ lò quay khống chế từ 800 – 900oC, nếu chất thải cháy tạo đủ năng lượng giữ Kỹ thuật xử lý chất thải rắn: “Xử lý chất thải rắn bằng phương pháp nhiệt” Nhóm 2 GVHD: ThS. Lê Tấn Thanh Lâm Trang 17 nhiệt độ này thì bộ đốt phun dầu, gas tự động ngắt. Khi nhiệt độ thấp hơn 800oC thì bộ đốt tự động làm việc trở lại.  Buồng đốt thứ cấp (buồng đốt phụ): 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 – 1100oC. Thời gian lưu của khí thải qua buồng thứ cấp từ 1,5 – 2 giây. Hàm lượng ôxy dư tối thiểu cho quá trình cháy là 6%. Có các tấm hướng để khí thải vừa được thổi qua vùng lửa cháy của bộ phận đốt phun dầu vừa được xáo trộn mãnh liệt để cháy triệt để. Khí thải sau đó được làm nguội và qua hệ thống xử lý trước khi qua ống khói thải ra môi trường. Hình 5: Lò đốt thùng quay  Ưu, nhược điểm  Ưu điểm - Áp dụng cho cả CTR và lỏng. - Có thể đốt riêng chất lỏng và chất rắn hoặc đốt kết hợp. - Không bị nghẹt ghi lò do quá trình nấu chảy. - Có thể nạp chất thải ở dạng thùng hoặc khối. - Linh động trong cơ cấu nạp liệu. - Cung cấp khả năng xáo trộn chất thải và không khí cao. - Lấy tro liên tục mà không ảnh hưởng đến quá trình cháy. - Kiểm soát được thời gian lưu của chất thải lỏng. - Có thể nạp chất thải trực tiếp mà không cần xử lý sơ bộ gia nhiệt chất thải. - Có thể vận hành ở nhiệt độ trên 1400oC.  Nhược điểm - Thành phần tro trong khí thải cao. - Gia công lò khó. Kỹ thuật xử lý chất thải rắn: “Xử lý chất thải rắn bằng phương pháp nhiệt” Nhóm 2 GVHD: ThS. Lê Tấn Thanh Lâm Trang 18 - Chi phí đầu tư cao. - Vận hành phức tạp. - Yêu cầu lượng khí dư lớn do thất thoát qua các khớp nối. - Chất thải vô cơ có thể kết xỉ gây khó khăn cho công tác bảo trì, bảo dưỡng thùng quay. 2.10.5. Lò đốt chất lỏng Lò đốt chất lỏng được ứng dụng để xử lý nhiều chất thải khác nhau như: CTR đô thị, đô thị, bùn, than và nhiều loại hóa chất khác, kể cả hóa chất nguy hại.  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...Khi sử dụng lò đốt chất thải lỏng với vật liệu nền là đá vôi cho phép xử lý CTR có hàm lượng lưu huỳnh cao với sự phát sinh khí SO2 là ít nhất. - Một đĩa đỡ dạng lưới sắt. - Một miệng cấp khí.  Quá trình đốt Lớp vật liệu nền sẽ được “lỏng hóa” nhờ khí nén ở áp suất cao. CTR đô thị, than...được đưa vào lò đốt ở vị trí trên mặt hoặc 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 vùng ngọn lửa hay vùng cháy của lò phụ thuộc vào nhiệt trị của CTR. Chất lỏng sôi trong lò có nhiệm vụ xáo trộn đều và truyền nhiệt cho CTR, có thể bổ sung thêm gas hoặc dầu nhằm tăng nhiệt độ của chất lỏng trong lò. Lò được duy trì ở 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 24h. Kỹ thuật xử lý chất thải rắn: “Xử lý chất thải rắn bằng phương pháp nhiệt” Nhóm 2 GVHD: ThS. Lê Tấn Thanh Lâm Trang 19 Hình 6:Sơ đồ lò đốt chất lỏng  Ưu, nhược điểm  Ưu điểm - 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 - Chỉ áp dụng đối với các chất lỏng có thể nguyên tử hóa. - Cần cung cấp khí, nhiên liệu phụ. - Dễ bị nghẹt béc phun khi chất thải lỏng có cặn. 2.10.6. Đốt tầng sôi Lò đốt tầng sôi là loại lò đốt tĩnh được lát một lớp gạch chịu lửa bên trong để làm việc với nhiệt độ cao, có đặc điểm là luôn chứa một lớp cát dày khoảng 40cm – 50cm. Lớp cát này có tác dụng: nhận và giữ nhiệt cho lò đốt, bổ sung nhiệt cho chất thải ướt. Được gió thổi tung lên, xé tơi và xáo trộn chất thải rắn giúp quá trình cháy xảy ra dễ dàng hơn. Chất thải lỏng khi bơm vào lò sẽ dính bám lên mặt các hạt cát nóng đang bị xáo động nên sẽ bị đốt cháy, nước sẽ bị bay hơi hết. Quá trình đốt tầng sôi: Gió thổi mạnh vào dưới lớp vỉ đỡ có lỗ nên gió sẽ phân bố đều dưới đáy tháp làm lớp đệm cát cùng các phế liệu rắn, nhão đều được thổi tơi, tạo điều kiện cháy triệt để. Khoang phía dưới tháp (trên vỉ phân bố gió), là khu vực cháy Kỹ thuật xử lý chất thải rắn: “Xử lý chất thải rắn bằng phương pháp nhiệt” Nhóm 2 GVHD: ThS. Lê Tấn Thanh Lâm Trang 20 sơ cấp nhiệt độ buồng đốt từ 850-9200C, còn khoang phía trên phình to hơn là khu vực cháy thứ cấp có nhiệt độ cháy cao hơn (990-11000C) để đốt cháy hoàn toàn chất thải. Trong tháp sôi cần duy trì một lượng cát nhất định tạo một lớp đệm giữ nhiệt ổn định và hỗ trợ cho quá trình sôi của lớp chất thải đưa vào đốt. Khí thải sau đó được làm nguội và qua hệ thống trước khi qua ống khói thải ra môi trường. Hình 7: Lò đốt tầng sôi  Ưu, nhược điểm  Ưu điểm - Có thể xử lý ba dạng chất thải rắn, lỏng và khí. - Thiết kế đơn giản và hiệu quả nhiệt cao. - Nhiệt độ khí thải thấp và lượng kí dư yêu cầu nhỏ. - Hiệu quả đốt cao do bề mặt tiếp xúc lớn. - Lượng nhập liệu không cần cố định.  Nhược điểm - Khó tách phần không cháy được. - Lớp dịch chuyển phải được tu sửa và bảo trì. - Lớp đệm có khả năng bị phá vỡ. - Cần khống chế nhiệt độ đốt vì nếu cao hơn 8500C có khả năng phá vỡ lớp đệm. - Chưa được sử dụng nhiều trong xử lý chất thải nguy hại. Kỹ thuật xử lý chất thải rắn: “Xử lý chất thải rắn bằng phương pháp nhiệt” Nhóm 2 GVHD: ThS. Lê Tấn Thanh Lâm Trang 21 2.10.7. Đốt plasma Công nghệ plasma là một phương pháp tiên tiến nhất hiện nay để xử lý và tiêu hủy rác thải đô thị dạng rắn. Hình 8: Sơ đồ nguyên lý xử lý rác theo công nghệ khí hóa plasma  Mô tả công nghệ plasma PGM - Rác thải đô thị dạng rắn được dẫn vào lò phản ứng thân đứng bằng buồng ống dẫn kín hơi ở phần trên của hệ thống. - Lò phản ứng “ống đuốc Plasma” được tạo ra giữa các điện cực và không khí. - Tia Plasma có thể đạt tới 70000C và được nhúng vào dưới cột chứa rác thải. - Tạo khí hóa sản phẩm dạng hơi nhiên liệu, tách ra khỏi lò phản ứng dùng trong các giai đoạn kế tiếp của quá trình. - Tạo xỉ rắn thủy tinh thân thiện với môi trường. - Tái tạo năng lượng: sử dụng khí nhiên liệu được đốt cháy dùng phát điện. Điện năng sinh ra cung cấp cho “ ngọn đuốc Plasma” và phần còn lại của hệ thống phục vụ nhà máy, phần dư thừa có thể bán ra ngoài thị trường.  Ưu, nhược điểm  Ưu điểm Kỹ thuật xử lý chất thải rắn: “Xử lý chất thải rắn bằng phương pháp nhiệt” Nhóm 2 GVHD: ThS. Lê Tấn Thanh Lâm Trang 22 - Không cần xử lý hoặc phân loại rác như các phương pháp, công nghệ khác. - Phạm vi xử lý rộng và sử dụng nhiệt độ rất cao giúp công nghệ này có thể xử lý tất cả các loại rác thải y tế và chất thải nguy hại. - Có khả năng sinh sản ra năng lượng sạch, hoặc các nguyên tố ... mà có thể sử dụng hoặc tái sử dụng ở những nơi khác. - Giúp chúng ta giảm đi sự phụ thuộc của con người vào nguồn nhiên liệu tự nhiên, giảm lượng khí thải gây ô nhiễm và thu nhỏ diện tích của bãi rác.  Nhược điểm - Chi phí xây dựng lò cao. - Lò cần phải bảo trì liên tục. - Cần có lao động trình độ cao. - Mặc dù lượng khí thải sinh ra thấp nhưng khả năng tạo ra dioxin cao. 2.10.8. Đốt chân không Lò chân không được sử