

 !"#$%&'(
  
 !"#$%&'(
  
PHƯƠNG PHÁP NHIỆT PHÂN TRONG XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN SINH HOẠT VÀ NGUY HẠI
PHƯƠNG PHÁP NHIỆT PHÂN TRONG XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN SINH HOẠT VÀ NGUY HẠI
Chất thải rắn: Là tất cả chất thải phát sinh từ hoạt động con người và động vật, thường ở dạng rắn và bị đổ bỏ
vì không sử dụng được hoặc không được mong muốn nữa.
Chất thải rắn sinh hoạt: Là chất thải rắn phát sinh từ các hoạt động sinh hoạt thường ngày của con người tại
khu nhà ở, cơ quan, công cộng, … Chất thải rắn sin hoạt bao gồm cả chất thải nguy hại phát sinh từ các hoạt
động trên.
Chất thải nguy hại: Là các loại chất thải trừ các chất thải phóng xạ (và lây nhiễm), do hoạt tính hóa học của
chúng hoặc tính chất độc hại, cháy nổ, ăn mòn hoặc các đặc tính khác gây nên mối nguy hiểm hoặc tương tự
đến sức khỏe hoạc môi trường, dù đơn độc hay tiếp xúc với các chất thải khác.
KHÁI NIỆM
KHÁI NIỆM
PHƯƠNG PHÁP NHIỆT PHÂN TRONG XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN SINH HOẠT VÀ NGUY HẠI
CÔNG NGHỆ NHIỆT PHÂN
CÔNG NGHỆ NHIỆT PHÂN

Công nghệ nhiệt phân thuộc nhóm công nghệ nhiệt - hóa và là một trong những giải pháp “công nghệ hiện có tốt
nhất” (Best Available Technology - BAT) được các tổ chức môi trường trên thế giới khuyến cáo sử dụng thay thế cho
phương pháp chôn lấp khi xử lý một lượng lớn CTCN và CTSH có nguồn gốc hữu cơ.

Định nghĩa:
Nhiệt phân là quá trình phân hủy hay biến đổi hóa học CTR ở nhiệt độ cao trong điều kiện thiếu
oxy. Phản ứng quan trọng nhất trong quá trình nhiệt phân là bẻ gãy mạch liên kết C – C, không có xúc tác,
chúng tạo thành những gốc tự do và có đặc tính chuỗi, nhiệt độ càng tăng thì sự cắt mạch càng sâu.
PHƯƠNG PHÁP NHIỆT PHÂN TRONG XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN SINH HOẠT VÀ NGUY HẠI

PHƯƠNG PHÁP NHIỆT PHÂN TRONG XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN SINH HOẠT VÀ NGUY HẠI
CÔNG NGHỆ NHIỆT PHÂN
CÔNG NGHỆ NHIỆT PHÂN

Nguyên liệu: đầu vào chất thải rắn có
thể là các CTR sinh hoạt và CTR nguy
hại có nguồn gốc hữu cơ như: lốp xe,
dầu nhờn, cặn bùn xếp loại độc hại,
bùn xử lý nước thải, cặn sơn, …
PHƯƠNG PHÁP NHIỆT PHÂN TRONG XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN SINH HOẠT VÀ NGUY HẠI
CÔNG NGHỆ NHIỆT PHÂN
CÔNG NGHỆ NHIỆT PHÂN

Sản phẩm: bao gồm các chất ở dạng
khí, lỏng và rắn. Ở nhiệt độ cao, các
sản phẩm dạng lỏng một mặt bị hóa
hơi và mặt khắc tiếp tục bị nhiệt
phân cắt mặt tạo thành các sản phẩm
đơn giản hơn. Chất rắn hay sản
phẩm cốc hóa thu được là do sự
phân hóa hydrocacbon đến cacbon
tự do. Sản phẩm cuối cùng của quá
trình nhiệt phân biến đổi CTR là các
chất rắn lỏng khí bao gồm: H
2
, CO,
khí axit, tro, …
PHƯƠNG PHÁP NHIỆT PHÂN TRONG XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN SINH HOẠT VÀ NGUY HẠI
CÔNG NGHỆ NHIỆT PHÂN
CÔNG NGHỆ NHIỆT PHÂN

)*+,+-+)./01)2+3)400)*.56+7893:;0*:<03=3)0>+-?@=0+)8AB@C
)400)*.=33)40DBE)F.GH)I-BAJK3L+56+
5M+-7NCH)I-BA-O:C
P

P
Q
R
Q
P
Q
P
QS
P
TU)F.+8V3; 3L+56+C3B5DM+3W7X+)K05M
PHƯƠNG PHÁP NHIỆT PHÂN TRONG XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN SINH HOẠT VÀ NGUY HẠI
PHƯƠNG PHÁP NHIỆT PHÂN TRONG XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN SINH HOẠT VÀ NGUY HẠI
CÔNG NGHỆ NHIỆT PHÂN
CÔNG NGHỆ NHIỆT PHÂN
•
)400)*.56+7;0)XGSYJDBM-O:3=31)Z0)*.0[3=3)< B7\+)Q3=3)M]07<+-0)8F+-:].TU3=3+-U+)3;+-+-)./1+)^+_:
05M+-H)@T`37;0)X
•
ab/3)400)*.0)8F+-:].05M+-cdESY0[efghij7W.TV.)k@)Z03=3+8V3)2@ @
•
401),30]1Tl+-@O+-W3Q0)U+)1)k+TUm+)3)40)BE7>.Dn.3=3EZ@0W+)80)o.pZ0Q:qB)ML30)N.?@r+3sB+-8o.pt@cq+-
CÔNG NGHỆ NHIỆT PHÂN TẠI NAUY
Hình: Biều đồ thành phần MSW trên vật liệu. USA
2003
Hình: Biều đồ thành phần MSW trên vật liệu. USA

2003
Hình: Biều đồ thành phần MSW trên vật liệu. Na Uy 2001 (chỉ bao gồm
rác hộ gia đình)
Hình: Biều đồ thành phần MSW trên vật liệu. Na Uy 2001 (chỉ bao gồm
rác hộ gia đình)
Thành phần tương đối đồng nhất giữa Mỹ và Na Uy, do lối sống và thói quen tiêu dùng tại các nước công nghiệp
CÔNG NGHỆ NHIỆT PHÂN TẠI NAUY
Bảng: Tỉ lệ các loại vật liệu rác thải trong MSW
Bảng: Tỉ lệ các loại vật liệu rác thải trong MSW
CÔNG NGHỆ NHIỆT PHÂN TẠI NAUY
Hình: Quy trình xử lý rác thải MSW
Hình: Quy trình xử lý rác thải MSW
CÔNG NGHỆ NHIỆT PHÂN TẠI NAUY
CÔNG NGHỆ NHIỆT PHÂN TẠI NAUY
Nguồn nhiên liệu
Chất thải sinh khối, chất thải rắn đô thị là một nguồn nguyên liệu giá rẻ, thông dụng.
Các nguyên liệu sinh khối có sẵn rất đa dạng:
•
Dư lượng gỗ rừng: khoảng 60% một cây được thu hoạch được bỏ lại trong rừng trong suôt thời gian khai thác gỗ
•
Chất thải nông nghiệp (vỏ trấu, bã mía, phân chuồng…): việc khai thác dư lượng sinh khối có liên quan đặc biệt trong
nông nghiệp như: đá cherry ở Tây Ba Nha, vỏ cà phê tại Kenya, vỏ trấu tại Trung Quốc, bánh bông tại Thổ Nhĩ Kỳ, cà
phê tại Brazil, phế liệu nho tại Ý
•
Chất thải gỗ công nghiệp và đô thị (gỗ trang trí sân, ván tường…). phế liệu từ quá trình chế biến sinh khối như ngũ cốc,
cà phê… phổ biến trong ngành công nghiệp chế biến thực phẩm và đồ uống.
•
Phần hữu cơ của rác thải đô thị (MSW)
•
Dầu sinh học, bao gồm c=c hydrocarbon buo vU thơm cqng với hơn 200 c=c hợp chất được x=c định, lU một chất mang năng

lượng rất linh hoạt.
•
NN cN thể được vận chuyển vU lưu trữ để sử dụng như năng lượng vU tỏa nhiệt trong nồi hơi như lU một nhiên liệu dầu thay thế
vU cN khả năng được sử dụng như một nhiên liệu lỏng cho động cơ đốt trong.
•
Một số tInh chất của dầu sinh học như hUm lượng nước, độ pH thấp, độ nhớt cao, ăn mòn, khả năng đ=nh lửa thấp vU sự bất ổn
định do hUm lượng oxy phải được cải thiện
DẦU SINH HỌC
Bảng: Những tính chất của dầu sinh học và dầu diesel
Bảng: Những tính chất của dầu sinh học và dầu diesel
CÔNG NGHỆ NHIỆT PHÂN TẠI NAUY
THAN
•
Than, về cơ bản lU một cặn giUu cacbon, cN thể được nâng cấp lên than hoạt tInh. Cacbon hoạt tInh được đặc trưng bởi diện tIch bề
mặt cao vU khả năng hấp thụ lớn. NN được sử dụng rộng rãi trong công nghệ khai th=c kim loại, lọc nước, thuốc (hấp thụ chất độc),
lUm sạch khI (loại bỏ SO
2
, dioxin vU Hg) vU trong công nghiệp thực phẩm (loại bỏ tạp chất hữu cơ)
•
Hỗn hợp khI nhiệt phân khô bao gồm c=c thUnh phần chInh CO
2
, CO, CH
4
, H
2
vU hydrocacbon, cN thể được sử dụng cho sản xuất
nhiệt vU điện, nhưng thường được sử dụng để sản xuất năng lượng để duy tr\ trong qu= tr\nh nhiệt phân chất thải sinh khối thực vật
hoặc để lUm khô nguyên liệu
KHÍ
CÔNG NGHỆ NHIỆT PHÂN TẠI NAUY


Các thông số hoạt động ảnh hưởng đến số lượng, thành phần và chất lượng sản phẩm: loại nhiên liệu, nhiệt độ, tốc
độ gia nhiệt, áp suất, độ ẩm, trọng lượng mẫu và thời gian phản ứng. Quan trọng nhất là nhiệt độ và tốc độ nhiệt

Dưới điều kiện cố định, với nhiên liệu sinh khối, dầu sinh học được thể hiện ở giá trị cao nhất (55-75%) nhiệt độ
trung bình (400-550
o
C) và tốc độ gia nhiệt cao. Sự hình thành than được giảm thiểu bằng cách gia nhiệt cao và nhiệt độ
cao, trong khi giá trị cacbon trong than và giá trị nhiệt tăng khi tăng nhiệt độ và tốc độ gia nhiệt giảm. Mỗi loại khí của
hỗn hợp pha khí nhiệt phân được tăng cường bằng cách tăng nhiệt độ và tốc độ gia nhiệt cao.
CÁC THÔNG SỐ ẢNH HƯỞNG
CÔNG NGHỆ NHIỆT PHÂN TẠI NAUY
Năng lượng từ chất thải (bao gồm công nghệ nhiệt phân) ở Châu
Âu
Năng lượng từ chất thải (bao gồm công nghệ nhiệt phân) ở Châu
Âu
Nguồn thải sử dụng cho công nghệ nhiệt phân và
khí hóa ở Anh
Nguồn thải sử dụng cho công nghệ nhiệt phân và
khí hóa ở Anh
CÔNG NGHỆ NHIỆT PHÂN TẠI ĐỨC
CÔNG NGHỆ NHIỆT PHÂN TẠI ĐỨC
Nhà cung ứng : Compact Power, WasteGen UK, Mitsui Babcock Enery Ltd, PKA
CÔNG NGHỆ NHIỆT PHÂN TẠI ĐỨC
Nhà máy nhiệt phân CTR đô thị (MSW) tại Burgau,
Đức
Nhà máy nhiệt phân CTR đô thị (MSW) tại Burgau,
Đức
Vị trí: Bên ngoài thành phố Burgau
khoảng 2 dặm, khoảng 1 hecta , gần bãi chôn lấp

Thời gian: + Năm 1983 được cung ứng bởi Wastegen UK
+ Năm 1984 đi vào hoạt động
Công suất: + 38.580 tấn MSW/năm
+ Từ 12.000 cư dân; 34.000 PTY
Sản phẩm: +2.2MWE (điện)
+268-376 Btu/ ft³ (nhiệt)
+kim loại có chứa sắt, chất trơ, than cốc
CÔNG NGHỆ NHIỆT PHÂN TẠI ĐỨC
Sơ đồ công nghệ tại Nhà máy nhiệt phân CTR đô thị (MSW) tại Burgau, Đức

Sơ đồ công nghệ tại Nhà máy nhiệt phân CTR đô thị (MSW) tại Burgau, Đức

CÔNG NGHỆ NHIỆT PHÂN TẠI ĐỨC
Shredder
Pyrolysis Kiln
CÔNG NGHỆ NHIỆT PHÂN TẠI ĐỨC
CÔNG NGHỆ NHIỆT PHÂN TẠI ĐỨC
Đầu vào
•
Lốp xe, chất thải đô thị đã phân loại, các loại dầu nhờn khác nhau, cặn bùn độc hại (cặn xử lý nước thải, cặn sơn hoặc đồ dùng sơn
phủ có chứa dung môi hữu cơ hoặc các chất độc hại khác, cặn xử lý sinh học nước thải công nghiệp chứa các chất độc hại…).
•
Công suất: 50-200 kg/giờ
Mô hình thí điểm nhiệt phân do trường đại học kỹ thuật Ostrava
Hình: Nguyên liệu đầu vào: lốp xe sau khi phân loại
Hình: Nguyên liệu đầu vào: lốp xe sau khi phân loại
CÔNG NGHỆ NHIỆT PHÂN TẠI CHSÉC
Quy trình:
•
Một lò nhiệt phân được gia nhiệt dùng 5 bộ mỏ đốt khí (propan) có thể đạt tới nhiệt độ vận hành tối đa 800°C.

•
Thời gian tối thiểu lưu giữ vật liệu trong tổ máy là 30 phút.
•
Vật liệu được nhiệt phân đã phân hóa tạo thành cacbon thể rắn được gom lại trong hộp tro ở cuối dây chuyền nhiệt phân và
các pha khí được dẫn dòng trong một tuyến ống từ lò nhiệt phân ra xy-clôn.
•
Xy-clôn là một công cụ trong đó dòng khí được giảm nhanh tốc độ, các vật nhiễm rắn được tách ra do trọng trường.
•
Khí đã làm sạch được dẫn tới ngăn làm nguội sơ cấp bằng bộ trao đổi nhiệt (khí nhiệt phân - không khí).
•
Ngăn làm nguội thứ cấp gồm có một bộ trao đổi nhiệt (khí nhiệt phân - nước) tại đó khí được làm nguội sao cho không
ngưng tụ trong các đường ống sau.
•
Sản phẩm ngưng tụ từ làm mát khí nhiệt phân được thu gom lại trong một gian chứa pha lỏng nhiệt phân. Gian chứa này có
trang bị một cơ cấu khuấy để chống lắng đọng các hydrocacbon nặng.
CÔNG NGHỆ NHIỆT PHÂN TẠI CHSÉC
Hình: Sơ đồ công nghệ nhiệt phân của trường đại học kỹ thuật Ostrava, CH Séc
Hình: Sơ đồ công nghệ nhiệt phân của trường đại học kỹ thuật Ostrava, CH Séc
Sản phẩm đầu ra:
Cacbon rắn, lắng đọng lỏng và khí nhiệt phân, chủ yếu dùng để phát điện và phát nhiệt.
CÔNG NGHỆ NHIỆT PHÂN TẠI CHSÉC