Thuyết minh quy trình với cấu tạo hệ thống thiết bị như sau:
1. Nạp rác
Chất thải công nghiệp được thu gom về, sau đó được phân loại và xử lý sơ bộ (phơi, đóng bánh, tách cặn), tiếp theo chất thải rắn được cho vào bao giấy hay nilon kích thước phù hợp với máy nạp liệu và thuận tiện cho việc cấp liệu qua cửa lò, tránh rơi vãi gây ô nhiễm.
Các loại chất thải khác nhau được sơ chế và phối trộn với nhau nhằm mục đích làm tăng khả năng cháy của chất thải. Nguyên tắc phối trộn chất thải là tăng khả năng đốt cháy và thiêu hủy chất thải, đảm bảo khi phối trộn các chất thải không xảy ra các phản ứng hóa học, sinh ra các chất độc hại hay gây cháy nổ...
v Nguyên tắc phối trộn chất thải:
Chất thải từ các nơi được xe chuyên dụng tập trung về kho chứa rác của Công ty. Từ đây chất thải được phân loại sơ bộ bằng thủ công sau đó được phối trộn để tạo ra hỗn hợp chất thải dễ cháy tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình thiêu huỷ trong lò đốt. Quá trình phối trộn chất thải được thực hiện theo nguyên tắc sau:
- Tuỳ theo từng nhóm chất thải có cách phối trộn khác nhau:
+ Theo điều kiện cháy phối trộn nhóm chất thải dễ cháy với nhóm chất thải khó cháy.
+ Theo độ ẩm phối trộn nhóm chất thải có độ ẩm cao với nhóm chất thải có độ ẩm thấp.
+ Các chất thải được lựa chọn để phối trộn với nhau phải đảm bảo các chất thải này không có phản ứng với nhau.
- Các nhóm chất thải được phối trộn bao gồm:
+ Bao bì mềm thải, giẻ lau, chất thải từ ngành da giày được phối trộn với chất thải lỏng (dung môi, dầu thải...), cặn thải.
+ Bùn thải lẫn dầu được tách nước sau đó trộn với mùn cưa hoặc các vật liệu dễ cháy như chất thải từ ngành da giày, ngành may mặc.
+ Các chất thải dạng rắn có kích thước lớn như nhựa, gỗ thải... được sơ chế, băm, cắt nhỏ sau đó phối trộn với chất thải khó cháy như bùn thải, chất thải rắn phát sinh từ khí thải...
v Phương pháp xử lý :
a) Phương pháp xử lý nhóm bùn thải, cặn thải:
- Đối với bùn, cặn chứa ít nước sẽ được phối trộn chất thải dễ cháy như mùn cưa, chất thải da giày... thiêu huỷ trong lò đốt.
- Đối với bùn, cặn chứa nhiều nước, đầu tiên được để ráo nước ở sân phơi bùn (nước tách từ bùn thu hồi về hệ thống xử lý nước thải để xử lý), sau ráo nước, bùn được phối trộn chất thải dễ cháy như mùn cưa, chất thải da giày... thiêu huỷ trong lò đốt.
b) Phương pháp xử lý chất thải lỏng:
- Các loại chất thải lỏng dễ cháy như dịch cái thải, cặn dung môi hữu cơ không chứa halogen, nhũ tương… được chứa trong phuy sắt 200 lít có nắp vặn, bồn 1000 lít, sau đó được bơm dẫn qua đường dẫn ống thuỷ lực ф40 ở bên thành lò tới kim phun để phun vào trong buồng đốt.
- Thông số máy bơm chất thải lỏng: loại bơm 3 pha 380 V, công suất P = 1,5 KW, Qmax = 333 lít/phút, Qmin = 100 lit/phút, Hmax = 29m.
c) Phương pháp xử lý đối với các chất thải rắn:
- Các chất thải rắn như: giẻ lau, các loại chất hấp thụ đã qua sử dụng và bã lọc, chất thải rắn từ ngành dệt may, gỗ, mùn cưa… được phối trộn với bùn thải, cặn thải, hắc ín thải… sau đó đóng vào bao và nạp vào lò đốt.
d) Phương pháp xử lý dầu thải:
- Chất thải lỏng như các loại xăng, dầu thải… được tách nước, cặn, sau đó nạp vào lò đốt bằng thiết bị nạp chất thải lỏng.
- Phần nước tách ra được đưa về hệ thống xử lý nước thải để xử lý.
- Phần cặn dầu sẽ phối trộn với các chất thải khác như bùn thải… thiêu hủy trong lò đốt.
e) Phương pháp xử lý đối với hoá chất, dược phẩm trong lò đốt
- Đối với hoá chất dạng rắn (dược phẩm hết hạn, chất bảo quản, điều chế thực phẩm) được phối trộn với các chất thải dể cháy như mạt cưa, giẻ lau dính dầu… và được thiêu hủy trong lò đốt.
- Đối với hóa chất, dung dịch thuốc dạng lỏng: sử dụng thiết bị nạp chất thải lỏng để phun trực tiếp vào buồng đốt sơ cấp để thiêu hủy.
g) Phương pháp xử lý đối với chất thải y tế, gia súc, gia cầm, chất thải vệ sinh chuồng trại và chất thải từ ngành giết mổ gia súc, dệt nhuộm
- Chất thải y tế khi thu gom về sẽ được bố trí thiêu hủy hết trong ngày, hạn chế tối đa việc lưu giữ chất thải y tế trong kho lạnh.
- Gia súc, gia cầm được vận chuyển về công ty được thiêu hủy ngay trong ngày. Việc thiêu huỷ cần hoàn thành càng sớm càng tốt để hạn chế tối đa cơ hội phát tán của mầm bệnh. Gia súc, gia cầm còn sống phải được làm chết trước khi đưa vào lò đốt.
- Đối với gia súc, gia cầm đã chết, phải yêu cầu khách hàng phun thuốc sát trùng (chlorine hoặc glutaraldehyde) lên bề mặt đống xác và cho vào thùng chứa chất thải y tế chuyên dụng màu vàng trước khi vận chuyển đến nhà máy;
- Chất thải từ vệ sinh chuồng trại như trấu lót nền trong chuồng gà, các chất thải này ở trạng thái rắn được cho vào bao PP loại 25kg, sau đó đưa vào thiêu huỷ luôn trong lò đốt.
- Chất thải từ ngành giết mổ gia súc cũng yêu cầu khách hành phun thuốc sát trùng (chlorine hoặc glutaraldehyde) lên bề mặt da, lông… và cho vào thùng chứa chất thải y tế chuyên dụng màu vàng trước khi vận chuyển đến nhà máy. Các loại chất thải này được kết hợp đốt cùng với các loại chất thải dễ cháy như cặn keo, dầu thải, giẻ lau, bao tay, gỗ, mùn cưa…
h) Phương pháp xử lý đối với các chất thải có các thành phần nguy hại hữu cơ, vô cơ, và silic hữu cơ thải
- Đối với các chất thải có các thành phần nguy hại hữu cơ, vô cơ dạng rắn, silic hữu cơ, vô cơ dạng rắn: được thu gom về kho lưu chứa chất thải tại Nhà máy xử lý, sau đó được phối trộn với các chất thải khác (chất thải dể cháy trộn với chất thải khó cháy) để thiêu hủy trong lò đốt.
- Đối với các chất thải có các thành phần nguy hại hữu cơ, vô cơ dạng lỏng: được chứa trong phuy sắt 200 lít có nắp vặn, bồn 1000 lít, sau đó được bơm dẫn qua đường dẫn ống thuỷ lực ф40 ở bên thành lò tới kim phun để phun vào trong buồng đốt.
i) Phương án xử lý tro xỉ lò đốt
- Toàn bộ tro xỉ lò đốt phát sinh trong quá trình thiêu hủy chất thải được phối trộn với phụ gia xi măng để đóng rắn.
Cấp nạp rác đã chuẩn bị vào lò theo khối lượng và chu kì mẻ cấp rác. Để đạt được chu kỳ nhiệt phân tối ưu trong lò, khoảng 10 phút cấp rác vào lò một lần với lượng rác khoảng 1/6 lượng rác đốt trong 1 giờ (160-170 kg/h) đảm bảo phân phối đều lượng rác cấp vào lò đốt đạt công suất định mức.
Lò đốt rác công nghiệp nguy hại FB-1000 gồm có 2 buồng đốt chính: sơ cấp và thứ cấp.
2. Buồng đốt sơ cấp
Nhiệm vụ: là nơi tiếp nhận rác cần đốt, tiến hành nhiệt phân rác thành thể khí - đốt cháy kiệt cốc (carbon rắn) còn lại sau quá trình nhiệt phân và các chất hữu cơ còn sót lại trong tro.
- Thể tích buồng đốt sơ cấp: 31m3
- Kích thước buồng đốt sơ cấp (dài x rộng x cao):
+ Kích thước trong: 6020 x 2510 x 2060 mm
+ Kích thước ngoài: 6800 x 3330 x 3400 mm
Buồng đốt sơ cấp được gia nhiệt bằng hai mỏ đốt dầu diesel (DO) nhằm bổ sung và duy trì nhiệt độ nhiệt phân của rác trong buồng đốt sơ cấp từ 650-900°C. Dưới tác dụng của nhiệt, diễn ra các quá trình phân hủy nhiệt các chất thải rắn và lỏng thành thể khí, trải qua các giai đoạn: bốc hơi nước - nhiệt phân - ôxy hóa một phần các chất cháy.
Không khí cấp cho quá trình cháy sơ cấp chủ yếu là đốt cháy nhiên liệu trong buồng đốt sơ cấp và hòa trộn một phần với khí nhiệt phân trước khi chuyển sang buồng đốt thứ cấp. Lượng không khí dư rất nhỏ bởi ở buồng đốt sơ cấp chủ yếu quá trình cháy tạo thành bán khí, nó được điều chỉnh nhằm đáp ứng chế độ nhiệt phân của mẻ rác đốt.
Áp suất âm được duy trì ở mức 450 mmHg bởi quạt hút tổng, đảm bảo không phát tán khí thải ra ngoài qua cửa lò.
Mỏ đốt nhiên liệu được bố trí thuận lợi cho sự chuyển động của ngọn lửa và trao đổi nhiệt với rác thải, đồng thời đảm bảo đốt cháy kiệt phần tro còn lại sau chu kỳ đốt.
Kiểm soát quá trình đốt cháy và nhiệt độ trong buồng đốt sơ cấp bằng cặp nhiệt điện XA (Cromen-Alumen) có nối với hệ thống điều chỉnh tự động nhiệt độ. Khí nhiệt phân được đưa sang buồng đốt thứ cấp qua kênh dẫn khí nằm phía trên buồng đốt sơ cấp. Chỉ còn một lượng nhỏ tro (3-5%), chủ yếu là các oxit kim loại hay thủy tinh, gốm sành sứ trong rác nằm trên mặt ghi, chúng sẽ được tháo ra ngoài qua khay tháo tro theo chu kỳ và có thể đem đi đóng rắn làm vật liệu xây dựng (gạch Block) hay đóng kén do đã đốt kiệt các chất hữu cơ và chuyển hóa hết các ion kim loại nặng.
3. Buồng đốt thứ cấp
- Thể tích buồng đốt thứ cấp: 7 m3
- Kích thước buồng đốt thứ cấp:
+ Kích thước ngoài: dài x rộng x cao = 2300 x 1900 x 3350 mm
+ Kích thước trong: dài x rộng x cao = 1780 x 1380 x 2850 mm
Khí nhiệt phân từ buồng đốt sơ cấp chuyển lên buồng đốt thứ cấp chứa các chất cháy có nhiệt năng cao (CO, H2, CnHm…), tại đây chúng được đốt cháy hoàn toàn tạo thành khí CO2 và H2O nhờ lượng ôxy trong không khí cấp và nhiệt độ cao. Nhiệt độ của buồng đốt thứ cấp được duy trì từ 1.050 - 1.300°C bởi mỏ đốt nhiên liệu dầu diesel.
Hiệu suất xử lý của lò đốt rác phụ thuộc chủ yếu vào hiệu quả thiêu đốt và phản ứng diễn ra trong buồng đốt thứ cấp có tính quyết định đối với toàn bộ quá trình xử lý bằng phương pháp thiêu hủy. Vì vậy sự bố trí hợp lý của mỏ đốt tạo nên sự đồng đều nhiệt độ trong lò, tăng hiệu quả thiêu đốt và tạo dòng khí chuyển động xoáy rất có lợi cho việc hòa trộn, tiếp xúc của các quá trình phản ứng.
Kiểm soát quá trình đốt cháy và nhiệt độ trong buồng đốt thứ cấp bằng cặp nhiệt điện XA (Cromen-Alumen) vỏ bọc bằng Ceramic có nối với hệ thống điều chỉnh tự động nhiệt độ.
4. Buồng đốt bổ sung
Kích thước trong buồng đốt bổ sung: dài x rộng x cao = 4750 x 1100 x 1100 mm.
Đây là một trong những bí quyết công nghệ quan trọng để lò đốt rác nguy hại FB-1000 vừa đảm bảo bẻ gãy mạch vòng và đốt kiệt các khí carbonhydro độc hại ở nhiệt độ cao trong thời gian dài vừa đáp ứng yêu cầu tiết kiệm tối đa nhiên liệu sử dụng.
Luồng khí đi ra khỏi buồng đốt thứ cấp còn được đốt cháy tiếp một thời gian dài ở nhiệt độ cao trong buồng đốt bổ sung nhằm đốt cháy triệt để thành phần khí và chất hữu cơ còn sót lại, tăng thời gian lưu cháy ở nhiệt độ cao được đảm bảo nhờ vỏ thiết bị cách nhiệt hầu như tuyệt đối với kết cấu và vật liệu đặc biệt. Buồng đốt không có mỏ đốt. Nhiệt độ trong buồng đốt bổ sung duy trì ở nhiệt độ 1.000oC – 1.050oC, nguyên lý duy trì nhiệt độ ở đây do xung quanh buồng đốt được cách nhiệt đồng thời nhiệt lượng sinh ra từ quá trình đốt cháy của các thành phần cháy thiếu khí từ công đoạn đốt sơ cấp như khí CO, CH4…
Nhờ nhiệt độ cao và thời gian lưu khí trong buồng đốt thứ cấp và buồng đốt bổ sung đủ lâu đảm bảo thiêu hủy hoàn toàn các chất thải độc hại, đặc biệt là Dioxin, Furans và mùi.
Thời gian lưu cháy: t = Vtc/L
Trong đó: tổng thể tích buồng đốt thứ cấp và buồng đốt bổ sung Vtc = 7 + 5,7 = 12,7 m3.
Lưu lượng của dòng khí thải đo tại điểm lấy mẫu trên ống khói L = 17.800 m3/h (tương đương 4,9 m3/s)
Vì vậy thời gian lưu cháy t = 12,7/4,9 = 2,5 giây (trên 2 giây) đảm bảo hiệu quả xử lý dioxin và furan.
Sau khi qua buồng đốt bổ sung, khí thải sẽ qua hệ thống xử lý khí thải bao gồm:
- Thiết bị giải nhiệt
- Cyclone nước
- Tháp hấp thụ
- Thiết bị Pot carbon hoạt tính
- Ống khói thải
(Chi tiết xem tại hồ sơ số 5 mục 5.1. Hồ sơ kỹ thuật hệ thống xử lý khí thải lò đốt FB-1000A)
v Mô tả về tính chất các loại CTNH có khả năng xử lý trong lò đốt
a) Bùn thải nguy hại
- Chủ yếu phát sinh từ các ngành khai thác chế biến dầu khí và than, quá trình gia công và từ các công trình xử lý nước thải, xử lý khí thải
- Trạng thái: bùn lỏng, rắn
- Tính chất: độc
b) Các loại cặn thải, tro xỉ, bã lọc có chứa thành phần nguy hại
- Chủ yếu cặn phát sinh từ quá trình sản xuất, điều chế, cung ứng, sử dụng hóa chất hữu cơ, sử dụng nhựa, cao su tổng hợp, chế biến quặng.
- Trạng thái: rắn/bùn
- Tính chất: độc với người và hệ sinh thái.
c) Nhóm chất thải rắn dễ cháy
- Chủ yếu chất thải rắn dễ cháy có thành phần nguy hại, váng bọt dễ cháy, mùn cưa, phoi bào, hắc ín thải...
- Trạng thái: rắn/bùn
- Tính chất: dễ cháy
d) Hóa chất và hỗn hợp hóa chất từ phòng thí nghiệm, hóa chất nguy hại, chất phụ gia
- Phát sinh từ quá trình loại bỏ các hóa chất từ phòng thí nghiệm, các hoạt động thú y, từ quá trình sản xuất, điều chế, cung ứng, sử dụng hóa chất vô cơ
- Trạng thái: rắn/ lỏng
- Tính chất: độc với người và hệ sinh thái
e) Các thiết bị bộ phận đã qua sử dụng có khả năng nổ (ví dụ túi khí)
- Trạng thái: rắn
- Tính chất: dễ nổ vì vậy trước khi đưa vào lò đốt phải có bước tiền xử lý như bóc, tách
f) Đối với chất thải y tế
- Chất thải y tế phải yêu cầu khách hành phun thuốc sát trùng (chlorine hoặc glutaraldehyde) được chứa trong thùng chuyên dụng màu vàng và được vận chuyển về nhà máy.
- Chất thải y tế thu gom về sẽ được lưu giữ tạm thời trong kho lạnh đảm bảo nhiệt độ khoảng 17oC và bố trí thiêu hủy luôn trong ngày.
- Quy trình đốt rác thải y tế phải được tuân thủ theo đúng trình tự sau:
- Khi nhiệt độ buồng sơ cấp đạt trên 800oC, nhiệt độ buồng thứ cấp đạt 1.050oC thì bắt đầu đốt rác thải y tế.
- Rác thải y tế sẽ được đốt riêng biệt không phối trộn hay đốt chung các loại rác thải khác.
g) Chất thải khác
- Gồm các chất thải khác có thành phần nguy hại vô cơ, từ quá trình xử lý cơ học chất thải, chất thải nguy hại từ quá trình vệ sinh chuồng trại.
- Trạng thái: rắn/ lỏng
4.1.4. Thiết bị phụ trợ
- Đầu đốt của buồng đốt sơ cấp và thứ cấp: Đây là loại đầu đốt hãng Olympia (Japan)
- Quạt sơ cấp: 2 quạt gió ly tâm 5 HP, cấp khí cho khu vực buồng đốt sơ cấp
- Quạt thứ cấp: quạt gió ly tâm 5 HP, cấp khí cho buồng thứ cấp
- Quạt hút tổng: Sử dụng với mục đích đẩy khí thải ra ngoài, tạo áp suất âm cho lò, mô tơ 3 pha, 380V, 60 HP.
- Bơm giải nhiệt: Dùng loại bơm nước chịu nhiệt độ cao, ống dùng trong hệ thống này là ống chịu nhiệt và chịu áp lực PPR, đường ống D 34. Bơm dùng loại 3 pha, 380V, 3 KW.
- Bơm rửa khí: Dùng loại bơm hóa chất có thể làm việc trong môi trường nhiệt độ cao và pH = 2 - 12, thân bơm làm bằng I-nox SUS 304 còn gioăng/phớt làm bằng vật liệu Tephlon.
- Bơm dầu: Bơm dầu từ bể ngầm dưới đất lên bể trên cao, đây là loại bơm đặc chủng, chuyên sử dụng để bơm dầu DO. Lựa chọn loại bơm: 3 pha, 380V và 2,2KW.
- Thiết bị nâng cửa lò: Dùng để đóng mở cửa lò hoạt động bằng thủy lực.
- Thiết bị vận chuyển tro: Có nhiệm vụ chuyển tro còn lại sau khi đốt từ dưới hầm phía dưới lò vào thùng chứa.