XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN SINH HOẠT BẰNG PHƯƠNG PHÁP KHÍ HOÁ PLASMA

Tổng quan về phương pháp nhiệt khí hoá Plasma

Phương pháp nhiệt khí hoá plasma là một công nghệ tiên tiến và hiệu quả được sử dụng trong xử lý chất thải rắn sinh hoạt. Quá trình này sử dụng năng lượng nhiệt và Plasma để phân hủy và chuyển hóa chất thải thành các chất không độc, khí, tro, và tro bay.

Phương pháp nhiệt khí hoá Plasma trong xử lý chất thải rắn sinh hoạt là một phương pháp mới và tiên tiến được áp dụng ở Việt Nam trong thời gian gần đây. 

Đầu những năm 2000: Sự chú ý đầu tiên về phương pháp nhiệt khí hoá Plasma trong xử lý chất thải rắn sinh hoạt bắt đầu xuất hiện ở Việt Nam.

Cuối những năm 2000 đến đầu những năm 2010: Tiếp tục nghiên cứu và phát triển phương pháp nhiệt khí hoá Plasma trong xử lý chất thải rắn sinh hoạt. Nghiên cứu và ứng dụng tiếp tục: Hiện tại, việc nghiên cứu và ứng dụng phương pháp nhiệt khí hoá Plasma trong xử lý chất thải rắn sinh hoạt vẫn đang trong giai đoạn phát triển ở Việt Nam.

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của nhà máy khí hoá Plasma trong xử lý chất thải rắn sinh hoạt. 

– Cấu tạo một nhà máy plasma nhiệt bao gồm các phần chính sau: 

+ Khu vực lưu trữ MSW và hệ thống cung cấp nhiên liệu 

+ Lò tích hợp được trang bị 2 ngọn đuốc Plasma nhiệt không truyền nhiệt 

+ Bộ phận xử lý khí thải: máy khử nước và máy lọc khí 

+ Buồng đốt khí tổng hợp 

+ Sấy sơ bộ và làm mát khí 

+ Tubin hơi nước 

– Nguyên lý hoạt động: 

+ Lò tích hợp:

Lò tích hợp, được trang bị hai ngọn đuốc nhiệt khí hoá Plasma nhiệt không truyền nhiệt, là thiết bị trung tâm nơi diễn ra quá trình khí hóa. Áp suất vận hành của lò tích hợp được duy trì ở áp suất đo -10 mmAq.

Lò tích hợp bao gồm lò nung, hai ngọn đuốc Plasma nhiệt không truyền nhiệt, đầu đốt gia nhiệt sơ bộ sử dụng khí dầu mỏ hóa lỏng (LPG), hệ thống cấp liệu MSW và lối thoát cho xỉ nóng chảy và cổng phun khí nóng. Vai trò của đầu đốt gia nhiệt sơ bộ là làm nóng sơ bộ lò tích hợp (lên đến 600°C trong 12 giờ đầu tiên).

Nhiệt độ bên trong lò tích hợp và buồng đốt khí tổng hợp được duy trì tương ứng ở mức 1.400 và 880oC. MSW ban đầu được oxy hóa một phần bằng cách bơm không khí nóng (600°C, 700 Nm3/hr), được lấy từ bộ sấy sơ bộ không khí/bộ làm mát khí, sau đó làm tan chảy bằng đèn khò Plasma.

Quá trình oxy hóa một phần MSW này có thể làm giảm năng lượng điện được sử dụng cho các ngọn đuốc nhiệt Plasma. Xỉ nóng chảy được đưa vào bể chứa nước từ một lỗ nằm ở đáy lò. Xỉ nóng chảy này được làm nguội bằng nước để tạo ra xỉ dạng hạt, được loại bỏ bằng băng tải xỉ. Hai ngọn đuốc nhiệt Plasma không truyền nhiệt được lắp vào lò tích hợp ở góc 30° để tạo ra lực ly tâm trong lò.  

+ Bộ phận xử lý khí thải:

Khí được tạo ra trong lò tích hợp (1.400°C) đi vào thiết bị tạo hơi nước, nơi nhiệt độ được làm mát về 180°C. Hơi nước được tạo ra với tốc độ 1,2 tấn/giờ, sau đó được bơm vào thiết bị ngưng tụ hơi nước và tuần hoàn lại máy tạo hơi nước. Hệ thống làm sạch khí loại bỏ các khí có tính axit trước khi khí đi vào buồng đốt khí tổng hợp.

Với mục đích này, thiết bị khử nước và máy lọc nước được lắp đặt nối tiếp. Bộ làm nguội nước và bộ lọc nước được đặt ở đầu ra của bộ trao đổi nhiệt. Vai trò của thiết bị khử nước là làm lạnh khí đến 30°C bằng dung dịch NaOH (40%).

Mặc dù các khí axit còn lại cũng được loại bỏ một phần bằng thiết bị khử nước, nhưng hầu như tất cả các khí axit đều được loại bỏ trong thiết bị lọc khí. Dung dịch tẩy rửa được kiểm soát ở độ pH 9,0 và được tuần hoàn lại. 

+ Buồng đốt khí tổng hợp:

Một buồng đốt khí tổng hợp được lắp đặt để đốt cháy khí thải H₂ và CO. Không khí lấy ra từ kho chứa CTRSH được bổ sung vào buồng để đốt cháy hoàn toàn H₂ và CO bằng vòi đốt LPG, sử dụng 4,76 Nm3/tấn LPG. Nhiệt độ của buồng đốt khí tổng hợp được duy trì gần 900°C. 

+ Sấy sơ bộ và làm mát khí:

Mục đích của bộ sấy sơ bộ không khí và bộ làm mát khí là tăng nhiệt độ của không khí lấy từ kho chứa MSW lên 600°C và giảm nhiệt độ của khí thải ra từ buồng đốt khí tổng hợp xuống 200°C.

Không khí nóng được bơm vào lò tích hợp để oxy hóa một phần MSW (700 Nm3/ hr). Chất lỏng thải ra từ quá trình làm nguội và làm sạch bằng nước, được sử dụng để giảm nhiệt độ khí và loại bỏ khí có tính axit, lên tới 0,43 Nm3/tấn. Cái này nước thải được xử lý qua hệ thống xử lý nước thải và tái chế thành thiết bị khử nước và lọc khí. 

+ Tubin hơi: phục hồi năng lượng 

Ưu điểm và nhược điểm của phương pháp nhiệt khí hoá Plasma trong xử lý chất thải rắn sinh hoạt 

Ưu điểm của nhiệt khí hoá plasma:

– Mật độ năng lượng và nhiệt độ cao cùng với thời gian phản ứng nhanh mang lại khả năng đạt được thông lượng và nhiệt cao. 

– Mật độ thông lượng nhiệt cao tại ranh giới lò dẫn đến nhanh chóng đạt được các điều kiện trạng thái ổn định. Điều này cho phép thời gian khởi động và tắt máy nhanh hơn so với các phương pháp xử lý nhiệt khác như đốt. 

– Chỉ cần một lượng nhỏ chất oxy hóa để tạo ra khí tổng hợp. Do đó, lượng khí được tạo ra nhỏ hơn nhiều so với quá trình đốt cháy thông thường và do đó dễ dàng quản lý và ít tốn kém hơn. Những đặc điểm này làm cho quá trình nhiệt Plasma trở thành một giải pháp thay thế lý tưởng cho các phương pháp xử lý chất thải rắn thông thường. 

Nhược điểm của nhiệt khí hoá plasma:

– Chi phí đầu tư ban đầu cao: Thiết bị và hệ thống cần thiết để thực hiện quá trình nhiệt khí hoá Plasma có thể đòi hỏi một số vốn đầu tư lớn. 

– Chi phí vận hành và bảo trì cao: Hệ thống Plasma cần được điều chỉnh và kiểm tra định kỳ để đảm bảo hoạt động hiệu quả và đáng tin cậy. Các hoạt động này có thể tăng chi phí vận hành của công nghệ. 

– Năng lượng tiêu thụ cao: Quá trình nhiệt khí hoá Plasma yêu cầu sử dụng lượng năng lượng lớn để tạo ra Plasma và duy trì nhiệt độ cao.

– Phối hợp chất thải phức tạp: Các hợp chất hóa học phức tạp và chất thải đa dạng có thể làm tăng độ khó khăn trong quá trình nhiệt khí hoá Plasma. Một số chất thải có thể không phản ứng hoặc khó phản ứng với Plasma, dẫn đến hiệu suất xử lý không đạt được hoặc không đủ hiệu quả. 

– Quản lý phụ tùng và chất thải phát sinh: Quá trình nhiệt khí hoá Plasma tạo ra các phụ tùng và chất thải phát sinh như tro và tro bay.

Mặc dù vẫn có nhược điểm nhưng phương pháp nhiệt khí hoá Plasma vẫn là một công nghệ tiên tiến và tiềm năng trong xử lý chất thải rắn sinh hoạt. Sự phát triển công nghệ và nghiên cứu tiếp tục có thể giúp giảm nhược điểm này và cải thiện hiệu suất và hiệu quả của phương pháp này. 

Bên trên là sơ lượt về phương pháp xử lý chất thải rắn bằng nhiệt khí hoá plasma, Công ty TNHH Công nghệ Môi trường Hoà Bình Xanh chúng tôi đã tìm hiểu đề gợi ý cho quý khách tham khảo và tìm ra công nghệ tốt nhất cho nhu cầu của quý khách. Nếu quý khách cần tư vấn thêm về công nghệ, lắp đặt, bảo trì, gia công và cung cấp thiết bị hãy liên hệ công ty qua số hotline: 0943.466.579 để được hộ trợ nhanh.

Với phương châm: ”Uy tín, chất lượng là hàng đầu” Hoà Bình Xanh cam kết sẽ mang đến cho quý khách hàng sản phẩm và dịch vụ tốt nhất, đáp ứng nhu cầu cần thiết của quý khách.