Xử lý khói thải trong lò hơi đốt rác hiện đại tại Việt Nam

Hệ thống xử lý khói thải lò hơi đốt rác

Quá trình trình cháy của rác trong buồng đốt sẽ sinh ra các chất khí thải ô nhiễm môi trường mà thành phần chính là bụi, axit, dioxin, kim loại nặng. Các thành phần này sẽ bay theo khói mà nếu thải ra ngoài môi trường sẽ gây ô nhiễm và làm ảnh hưởng đến môi trường sống của con người. Vì thế bắt buộc khói sẽ phải qua xử lý trước khi được thải ra ngoài môi trường. Khói sẽ phải đạt được chất lượng theo tiêu chuẩn về môi trường sau khi qua hệ thống xử lý khói và sẽ được quạt khói hút thải qua ống khói ra ngoài môi trường.

Việc thiết kế hệ thống phải đảm bảo sao cho khói thải lò hơi được kiểm soát để thỏa mãn tiêu chuẩn về khói thải ra ngoài môi trường. Tiêu chuẩn về khói thải ra ngoài môi trường áp dụng ở đây là Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về Lò đốt chất thải rắn sinh hoạt (QCVN 61-MT:2016/BTNMT) hoặc các tiêu chuẩn khác tương đương hoặc nghiêm ngặt hơn.

Hệ thống xử lý khói thải sẽ phải đơn giản với chi phí thấp và các thiết bị hoạt động với hiệu suất cao. Phương pháp xử lý khói thải của các nhà máy đốt rác sản xuất điện trên thế giới thường chia thành 3 hệ thống nhỏ là hệ thống thu gom bụi, hệ thống khử NOx và hệ thống hấp thụ các thành phần axít, dioxin, kim loại nặng.

Lò hơi đốt rác

Sơ đồ nguyên lý lò hơi đốt rác phát điện

Hệ thống hấp thụ axit

Các loại khí axit trong khói thải lò hơi đốt rác thải bao gồm hydro clorua (HCl), halide halogene (clo, flo, brom, iot, vv), oxit lưu huỳnh (SOx), oxit nitơ (NOx), oxit cacbon (COx)... chủ yếu xuất phát từ sự phân hủy chất thải clo trong chất thải rắn đô thị.

  • SOx xuất phát từ quá trình oxy hóa ở nhiệt độ cao của lưu huỳnh - chứa trong chất thải rắn đô thị.
  • NOx có nguồn gốc từ quá trình oxy hóa của các hợp chất nitơ và O­2 trong các thành phần rác thải sinh hoạt.
  • COx từ việc đốt nhiên liệu hữu cơ trong chất thải hộ gia đình hoặc từ quá trình đốt cháy không đầy đủ.

Phương pháp khử khí axit chủ yếu có 3 loại là khô, ướt và bán khô. Tỷ lệ loại bỏ khí axit lần lượt là 80%, 99% và 90%. Hệ số dư thừa chất hút thu CaO tương ứng là 2, 3 và 1.

Hệ thống lọc khí kiểu bán khô là quá trình trung gian giữa quá trình làm ướt và làm khô, có hiệu quả lọc cao và không cần xử lý các sản phẩm phản ứng của hai phương pháp trên. Quá trình này đòi hỏi mức độ vận hành cao, cần thời gian dài để tích lũy nhằm đạt được kết quả tốt. Khí thải phải trải qua quá trình đủ dài để ngăn chặn sự hấp thụ hóa học của các phản ứng khử hoàn toàn, để đạt được mục đích loại bỏ các chất ô nhiễm một cách hiệu quả. Đồng thời, hàm lượng của sản phẩm phản ứng cần bay hơi hoàn toàn, và cuối cùng thải ra ở trạng thái rắn. Vì vậy, thời gian lưu trú là thông số rất quan trọng trong quá trình thiết kế tháp lọc bán khô. Ngoài ra, mức chênh lệch nhiệt độ giữa đầu vào và đầu ra của tháp làm sạch trực tiếp ảnh hưởng đến hình thái của sản phẩm phản ứng và hiệu suất loại bỏ các chất khí có tính axit. Ngoài thời gian lưu trú và sự khác biệt nhiệt độ giữa hai yếu tố, kích cỡ chất hút thu, hiệu quả phun, toàn bộ quá trình cũng có tác động lớn đến quá trình lọc. Hệ thống lọc khí bụi lò bán khô chủ yếu là việc loại bỏ các hạt rắn trong khói thải, oxit lưu huỳnh, hydro clorua, kim loại nặng (Hg, Pb, Cr), dioxin và furan và các chất có hại khác để đạt được các tiêu chuẩn khí thải.

Sự hình thành NOx trong quá trình cháy nhiên liệu được thể hiện qua ba cơ chế sau:

  • Cơ chế phân huỷ nhiệt: NOx nhiệt được hình thành do phản ứng giữa Oxy và Nitơ trong không khí dưới điều kiện nhiệt độ cao.
  • Cơ chế thành phần nhiên liệu: NOx nhiên liệu được hình thành do dự kết hợp của Nitơ có trong nhiên liệu với oxy có trong không khí.
  • Cơ chế phản ứng tức thời: NOx tức thời được hình thành do sự phân huỷ thành phần hydrocacbua trong chất bốc nhiên liệu, các gốc tự do CH, HCN, N phản ứng cực nhanh với Oxy trong không khí để tạo thành NOx.

Khi đốt chất thải rắn đô thị, vùng nhiệt độ cao trong lò không đủ để đạt được nhiệt độ của NOx loại nhiệt, vì vậy sự hình thành NOx bắt nguồn từ hàm lượng nitơ trong chất thải rắn đô thị. Do NOx trong khói thải chủ yếu có dạng NO, và không phải là chất hòa tan trong nước và không thể bị loại bỏ bằng tháp phản ứng, cần áp dụng phương pháp khác để loại bỏ khí này.

Để đáp ứng các tiêu chuẩn khí thải môi trường quốc gia và liên tục cải thiện các yêu cầu của dự án sử dụng phương pháp khử không xúc tác (SNCR), sử dụng urê với vai trò tác nhân khử  NOx. Lượng dung dịch urê được điều chỉnh phun nhằm đảm bảo nồng độ khí thải của oxit nitơ trong khí thải lò hơi hơn 200 mg/Nm3. Phương pháp này có ưu điểm là hệ thống đơn giản, đáng tin cậy, được ứng dụng rộng rãi, chi phí thấp.

Lò hơi đốt than

Lò hơi đốt than phun trong nhà máy nhiệt điện Thái Bình

Hệ thống lọc bụi

Hiện nay, hai loại thiết bị lọc bụi được áp dụng phổ biến trên thế giới là thiết bị lọc bụi tĩnh điện và thiết bị lọc bụi túi. Mỗi loại công nghệ lọc bụi nêu trên sử dụng phương pháp thu bụi khác nhau. Hiệu suất lọc bụi của các phương án này đều rất cao lên tới trên 99%. Thiết bị lọc bụi túi được sử dụng cho dự án do phù hợp với công nghệ xử lý khói thải của nhà máy.

Hệ thống xử lý chất ô nhiễm hữu cơ

Cơ chế hình thành của các chất ô nhiễm hữu cơ diễn ra rất phức tạp cùng với một loạt các phản ứng hóa học. Trong số các chất ô nhiễm hữu cơ sinh ra từ quá trình đốt chất thải rắn đô thị, PCDD và PCDF có ảnh hưởng đáng kể nhất đối với môi trường.

Dioxin và PCDF cho đến nay được tìm thấy trong quá trình tổng hợp ngẫu nhiên của các chất chất độc hại, là vòng benzen và oxy, clo và các hợp chất hữu cơ thơm khác, được coi là chất gây ung thư, gây biến dạng, ảnh hưởng đến chức năng sinh sản trong các chất ô nhiễm vi lượng.

Để giảm nồng độ dioxin trong khí thải, cần ngăn chặn sự hình thành của dioxin trong quá trình đốt cháy. Cách hiệu quả nhất để kiểm soát sự tạo thành dioxin là phương pháp "3T+E". Phương pháp phun than hoạt tính để hấp thụ Dioxin cũng sẽ được áp dụng để giảm lượng Dioxin trong khói thải.

Công ty TNHH Năng Lượng Nhiệt Bách Khoa

Là đơn vị có kinh nghiệm lâu năm trong lĩnh vực thiết kế, chế tạo, lắp đặt và cung cấp các dịch vụ về lò hơi công nghiệp, lò hơi đốt rác, xử lý khói thải lò hơi mang thương hiệu LÒ HƠI BÁCH KHOA tại Việt Nam. Hiện nay chúng tôi đang cung cấp dịch vụ về lò hơi cho hàng trăm công ty sử dụng lò hơi trên khắp cả nước, đặc biệt là khu vực Đông Nam Bộ, Tây Nam Bộ, các tỉnh Đồng Bằng Sông Hồng...

Thông tin liên hệ:

Địa chỉ: Thôn 3, Xã Vạn Phúc, Huyện Thanh Trì, Tp Hà Nội

Di động: 091 775 40 59 - 097 384 04 68

E-mail: hex.boilers@gmail.com        

Website: https://hex-boilers.com/

Nguồn: PECC1

0917 754 059