Sản xuất điện đốt rác thải

Sản xuất điện đốt rác thải

Sản xuất điện đốt rác thải là công việc giới thiệu, tiêu hóa và đổi mới các nhà máy và thiết bị đốt rác thải. Trong những năm gần đây, dioxin trong khí thải từ quá trình đốt chất thải rắn đô thị (MSW) là mối quan tâm chung trên thế giới. Dioxin giống như chất có độc tính cao gây tác hại lớn tới môi trường. Kiểm soát hiệu quả việc phát sinh và phát tán các chất giống dioxin có liên quan trực tiếp đến việc thúc đẩy và ứng dụng công nghệ đốt rác thải và phát điện rác thải. Cấu trúc phân tử của dioxin là một hoặc hai nguyên tử oxy nối hai vòng benzen được thay thế bằng clo. PCDD (polychloro dibenzo-p-dioxin) được liên kết bởi hai nguyên tử oxy và PCDD (polychloro dibenzo-p-dioxin) được liên kết bởi một nguyên tử oxy. Độc tính của 2,3,7,8-pcdd cao gấp 160 lần so với kali xyanua.

Nguyên lý hoạt động của sản xuất điện đốt rác thải:

Nguồn dioxin trong lò đốt rác là các sản phẩm dầu mỏ và nhựa clo hóa, là tiền chất của dioxin. Cách hình thành chính là đốt cháy. Rác thải sinh hoạt chứa nhiều NaCl, KCl, v.v., trong khi quá trình đốt thường chứa nguyên tố S, gây ô nhiễm. Khi có mặt oxy, nó phản ứng với muối chứa Cl để tạo thành HCl. HCl phản ứng với CuO tạo thành do quá trình oxy hóa Cu. Người ta nhận thấy, chất xúc tác quan trọng nhất để sản sinh dioxin là nguyên tố C (với tiêu chuẩn là CO).

Những ưu điểm chính của việc sản xuất điện đốt rác thải như sau:

Lò đốt nhiệt phân điều khiển bằng khí chia quá trình đốt thành hai buồng đốt. Nhiệt độ của buồng đốt đầu tiên được kiểm soát trong khoảng 700oC, do đó rác có thể bị phân hủy ở nhiệt độ thấp trong điều kiện thiếu oxy. Lúc này, các nguyên tố kim loại như Cu, Fe, Al sẽ không bị oxy hóa nên một phần sẽ không được sản xuất ra, điều này sẽ làm giảm đáng kể lượng dioxin; Đồng thời, do quá trình sản xuất HCl bị ảnh hưởng bởi nồng độ oxy dư nên việc sản xuất HCl sẽ bị giảm do đốt cháy anoxic; Hơn nữa, rất khó để hình thành một số lượng lớn các hợp chất trong môi trường tự khử. Vì lò đốt kiểm soát khí là lò đốt đặc nên sẽ không có khói và carbon dư chưa cháy hết vào buồng đốt thứ cấp. Các thành phần dễ cháy trong rác bị phân hủy thành khí dễ cháy được đưa vào buồng đốt thứ hai với đủ oxy để đốt cháy. Nhiệt độ của buồng đốt thứ hai khoảng 1000oC và chiều dài ống khói làm cho khí thải tồn tại hơn 2S, đảm bảo phân hủy và đốt cháy hoàn toàn dioxin và các khí hữu cơ độc hại khác ở nhiệt độ cao. Ngoài ra, có thể tránh được tác dụng xúc tác của các hạt Cu, Ni và Fe đối với sự hình thành dioxin bằng cách sử dụng túi lọc.

Thiết bị đốt

Lò đốt MSW của nhà máy điện đốt MSW là lò đốt ghi cơ khí nhiều giai đoạn đẩy về phía trước được sản xuất tại Canada. Lò đốt đã được áp dụng cho công nghệ nắp thế hệ thứ ba trên thế giới, có thể giảm thiểu hiệu quả khí độc do quá trình đốt tạo ra.

1. Cấu tạo thùng rác

Rác được vận chuyển về trạm xử lý bằng ô tô rồi đổ vào thùng rác. Rác mới lưu giữ có thể được đưa vào lò đốt sau 3 ngày. Khi rác được cho vào thùng, sau khi lên men và thoát nước rỉ rác, nhiệt trị của rác có thể tăng lên và rác có thể dễ dàng bốc cháy. Trong thùng, cần cẩu dùng gắp để đưa rác về phễu phía trước lò.

2. Cấu trúc lưới

Lò đốt chất thải là loại lò đốt ghi cơ học chuyển động qua lại, đẩy về phía trước, nhiều tầng. Lò đốt bao gồm một máy cấp liệu và 8 bộ ghi đốt, bao gồm ghi hai giai đoạn ở phần sấy, ghi bốn giai đoạn ở phần đốt khí hóa và ghi hai giai đoạn ở phần đốt cháy. Nhiệt độ trong lò đốt phải được kiểm soát trong vòng 700oC. Rác cháy rời khỏi lò đốt từ vỉ cuối cùng và rơi vào thùng đựng tro.

Cửa nạp và cửa chống cháy

Máy cấp đẩy rác rơi vào phễu vào buồng đốt từ phía trước cửa chống cháy thông qua ram nạp. Bộ cấp liệu chỉ có nhiệm vụ cấp liệu, không cung cấp khí đốt và được cách ly với khu vực đốt qua cửa chống cháy. Cửa chống cháy vẫn đóng khi bộ nạp được rút lại. Đóng cửa chống cháy có thể tách lò ra khỏi bên ngoài và duy trì áp suất âm trong lò. Đồng thời có các điểm đo nhiệt độ ở lối vào buồng đốt. Khi nhiệt độ rác ở cửa vào buồng đốt quá cao, van điện từ sẽ điều khiển vòi phun phun sau cửa chống cháy để ngăn chặn rác từ máng cấp liệu đốt cháy rác trong phễu khi cửa chống cháy mở ra.

Lò đốt

Ghi đốt tám giai đoạn được chia thành ghi sấy hai giai đoạn, ghi khí hóa bốn giai đoạn và ghi đốt hai giai đoạn. Có một thiết bị truyền động xung lực thủy lực dưới mỗi lưới. Thiết bị đẩy 8 tầng (giường đẩy) đẩy rác theo một trình tự nhất định, để rác đưa vào lò đốt được đẩy sang vỉ tiếp theo bằng giường đẩy phù hợp với từng vỉ. Trên ghi có các lỗ phân bố đều, dùng để phun không khí sơ cấp cho quá trình đốt cháy. Không khí sơ cấp để đốt được cung cấp bởi ống dẫn khí sơ cấp dưới ghi lò. Trong quá trình đẩy của ghi, rác được làm nóng nhờ bức xạ nhiệt từ đầu đốt và lò nung cũng như không khí sơ cấp. Hơi ẩm bay hơi nhanh và bốc cháy.

Bố trí đầu đốt

Có hai đầu đốt chính trong buồng đốt thứ nhất như hình 2, 17 và 18. Có một điểm đo nhiệt độ phía trên ghi đốt trong lò đốt. Khi lò đốt được khởi động và nhiệt độ đốt thấp hơn yêu cầu, đầu đốt 17 được cấp dầu để hỗ trợ quá trình đốt cháy. Đầu đốt 18 được bố trí ở đầu ra của lò, dùng để bổ sung cho rác chưa đốt hết. Không khí cần thiết cho đầu đốt được cung cấp bởi một quạt đốt chung của bốn lò đốt, và không khí cần thiết cho quá trình đốt đầu đốt là không khí sạch được khí quyển hít vào. Khi quạt đốt bị hỏng hoặc nguồn cung cấp không khí không đủ, một phần nguồn cung cấp không khí từ quạt hút cưỡng bức sẽ được lấy theo đường nhánh (như trong Hình 26) để cung cấp cho đầu đốt.

3. Ống khói buồng thứ hai

Phần chính của buồng đốt thứ hai là ống khói hình trụ, không có góc chết của khí thải do đường ống gây ra. Mục đích của việc thiết lập buồng đốt thứ hai là làm cho khí thải tồn tại trong hơn 2S trong điều kiện 120 ~ 130% thể tích không khí lý thuyết và khoảng 1000oC, để phân hủy khí độc hại trong lò. Có một đầu đốt phụ ở đầu vào của buồng đốt thứ hai. Khi hệ thống phát hiện nhiệt độ khí thải ở đầu ra của buồng đốt thứ 2 nhỏ hơn một giá trị nhất định sẽ tự bốc cháy để đốt phụ. Không khí thứ cấp đi vào buồng đốt thứ cấp ở cửa vào của buồng đốt thứ cấp. Buồng cháy thứ 2 có 2 cửa thoát trên và dưới dẫn vào lò hơi nhiệt thải, phía trước 2 cửa ra có một vách ngăn dẫn động bằng thủy lực để kiểm soát lối ra của khí thải.

4. Hệ thống thông gió

Mỗi lò đốt đều được trang bị quạt hút cưỡng bức. Quạt hút không khí từ bể chứa rác, đồng thời hít khí gas rò rỉ từ phần dưới bệ đẩy của buồng đốt thứ nhất ra bên ngoài lò đốt. Việc bố trí nguồn cung cấp không khí này nhằm đảm bảo thùng rác ở trạng thái áp suất vi âm và tránh hiện tượng rò rỉ khí của thùng rác. Không khí cung cấp đi vào nồi hơi nhiệt thải, đi qua bộ sấy sơ bộ không khí hai giai đoạn của nồi hơi nhiệt thải, sau đó đi vào một đầu trộn lớn (như trong Hình 21), sau đó đi vào buồng đốt đầu tiên và buồng đốt thứ hai của lò đốt lần lượt là không khí sơ cấp và thứ cấp. Tiêu đề cũng có thể chấp nhận không khí trở lại từ đường vòng của nồi hơi nhiệt thải. Không khí sơ cấp rời khỏi ống góp được chia thành hai ống: ống 1 được nối với ba ống dẫn khí để cung cấp không khí cho lưới 1 ~ 3; Một ống 2 khác được nối với năm ống dẫn khí để cung cấp không khí cho lưới 4 ~ 8. Không khí sơ cấp cung cấp cho ghi có thể làm khô rác, làm mát ghi và cung cấp không khí cho quá trình đốt cháy. Van điều chỉnh thể tích không khí trên đường ống 1 phải được điều chỉnh theo nhiệt độ của đầu vào lò đốt. Van điều chỉnh thể tích không khí trên đường ống số 2 phải được điều chỉnh theo nhiệt độ và hàm lượng oxy của lò đốt. Thể tích không khí của lò phải bằng 70 ~ 80% thể tích không khí lý thuyết. Không khí thứ cấp đi vào buồng đốt thứ cấp qua đường ống. Nguồn cung cấp không khí thứ cấp là 120 ~ 130% nguồn cung cấp không khí lý thuyết.

5. Hệ thống xả tro

Tro thải ra từ lò đốt rơi vào bể chứa tro. Hướng bố trí của hai bể tro song song vuông góc với hướng của lò đốt, các bể tro của bốn lò đốt được nối theo chiều ngang. Máy tách tro được điều khiển bằng áp suất thủy lực (như hình 223) chọn thả tro vào bể chứa tro. Dưới đáy bể tro bố trí một băng tải tro để vận chuyển tro thải ra từ 4 lò đốt về bể chứa tro. Cần có một mực nước nhất định trong bể chứa tro để nhấn chìm tro.

6. Thiết bị xử lý khí thải

Khí thải sau khi được lò hơi thải ra nhiệt thải sẽ đi vào thiết bị lọc khí bán khô, trong đó máy phun dùng để phun vữa đá đã nấu chín từ đỉnh tháp vào tháp để trung hòa bằng khí axit trong khí thải, có thể loại bỏ hiệu quả HCl, HF và các loại khí khác. Trên ống thoát của máy lọc có một đầu phun than hoạt tính, than hoạt tính dùng để hấp phụ dioxin/furan trong khí thải. Sau khi khí thải đi vào bộ lọc túi, các hạt và kim loại nặng trong khí thải sẽ được hấp phụ và loại bỏ. Cuối cùng, khí thải được thải vào khí quyển từ ống khói.