SỰ KIỂM SOÁT Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ CỦA CÁC LÒ ĐỐT CHẤT THẢI RẮN ĐÔ THỊ - Pdf 14

SỰ KIỂM SOÁT Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ CỦA CÁC LÒ ĐỐT
CHẤT THẢI RẮN ĐÔ THỊ
1. Giới thiệu:
Chất thải rắn đô thị (MSW) vẫn là một vấn đề nghiêm trọng trong xã hội hiện nay,
mặc cho những nỗ lực đáng kể như ngăn chặn, giảm thiểu, tái sử dụng và tái chế. Hiện
nay, kế hoạch thiêu đốt chất thải rắn đô thị (MSWI) để rác thải thành năng lượng
(WtE) là 1 trong những lựa chọn hàng đầu của nhà quản lý các nước phát triển. Công
nghệ phục hồi năng lượng từ MSW được phát triển trong những năm qua và hiện tại
các thiết bị kiểm soát ô nhiểm không khí tối tân hơn bảo đảm rằng lượng khí thải tuân
thủ các giới hạn nghiêm ngặt được thiết lập ở các nước phát triển. Đề tài này cho thấy
vai trò của sự thiêu đốt trong quá trình WTE trong phạm vi quản lý MSW, đưa ra tổng
quan về các công nghệ MSWI và các thiết bị APC được sử dụng để làm sạch khí thải
phát tán. Tập trung chủ yếu là trên các chất ô nhiễm không khí chính, chẳng hạn như
dioxin và furan. Cuối cùng, ảnh hưởng của khí thải nguy hiểm tới sức khỏe cũng được
xem xét.
2. Đóng góp của MSWI trong hệ thống quản lý chất thải rắn hiện đại.
Hệ thống phân cấp chất thải có hiệu lực trong Liên minh châu Âu, Directive
2008/98/EC, và ở các nước phát triển khác đưa ra các lựa chọn sau đây để quản lý
chất thải: phòng ngừa, tái sử dụng, tái chế, thu hồi khác (ví dụ như thu hồi năng
lượng) và xử lý. Thật vậy, ngày nay các hệ thống hiện đại bao gồm các phương pháp
khác nhau chung hướng càng nhiều càng tốt để đạt được giải pháp bền vững toàn cầu.
Công cụ đánh giá vòng đời sản phẩm (LCA) đã được sử dụng để đánh giá các vấn đề
môi trường tiềm tàng của các chiến lược quản lý chất thải khác nhau, từ quan điểm
môi trường, năng lượng và quan điểm kinh tế. Những tính toán này đã chỉ ra rằng
chôn lấp, ngay cả khi khí bị thu hồi và nước thải được thu gom và xử lý, cần nên
tránh, do thực tế các nguồn trong chất thải không được sử dụng hiệu quả (Sundqvist,
2005). Lựa chọn phương pháp môi trường hợp lý bao gồm: đốt, tái chế vật liệu, phân
hủy kỵ khí hoặc ủ phân compost.
Đốt là quá trình cháy ở nhiệt độ cao, xảy ra quá trình oxy hóa không hoàn toàn
chất thải rắn, chất lỏng hoặc chất khí. Hệ thống đốt cháy rất phức tạp kết hợp đồng
thời giữa nhiệt và truyền khối , phản ứng hóa học và lưu lượng chất lỏng. Phương

Ti
x15
+ n
1
H
2
O + n
2
(1 + e)(O
2
+
3.76 N
2
) → n
3
CO
2
+ n
4
H
2
O + n
5
O
2
+ n
6
N
2
+ n

trình. (1) không đầy đủ vì nó chỉ bao gồm 15 phân tử và chất thải thực có thể chứa
nhiều hơn, một số chúng được tìm thấy với số lượng rất nhỏ, các chỉ số phân tử x1
đến x15 có thể thay đổi đa dạng; tương ứng n1 là độ ẩm trong chất thải; n2 liên quan
với lượng không khí (coi như là một hỗn hợp của O
2
và N
2
) được sử dụng trong quá
trình đốt cháy; (1 + e) không khí dư phụ thuộc đến lượng cân bằng hóa học, thường
dao động từ 1,2-2,5 (tùy thuộc vào việc nhiên liệu là khí, lỏng hoặc rắn) (BREF,
2006); n3 đến n15 tương ứng với các hệ số cân bằng hóa học của các phân tử khác
nhau được sinh ra như là sản phẩm phản ứng, trong số rất nhiều phân tử khác có thể
được sinh ra trong khí thải.
Nếu thành phần chất đốt được biểu diễn bởi công thức đơn giản, như
C
u
H
v
O
w
N
x
S
y
, thì phương trình cháy có thể được đơn giản hóa và biểu diễn bởi phương
trình (2)
C
u
H
v

thấy một số loại sản phẩm nhân tạo có liên quan đến các dòng thải và những tác động
đến môi trường của chúng năm 2009.
Thuận lợi Bất lợi
Xử lý chất thải mà không cần tiền xử lý
Lam giảm nhu cầu bãi chôn lấp
Lam giảm thể tích CTR khoảng 90%
Làm giảm khối lượng CTR khoảng 70%
Có thể thu hồi năng lượng (điện hoặc nhiệt)
Nếu quản lý tốt, sự phát thải khí thải rất
thấp
Phá hủy các mầm bệnh hoặc các chất hữu
cơ độc hại
Có thể đặt gần noi phát sinh chất thải
Giảm chi phí vận chuyển
Yêu cầu thể tích đất ít
Phát thải khói và mùi qua ống khói
Làm giảm vật liệu hữu cơ và chuyển thành
CO2 thay cho CH4 và VOC
Hình thành các chất nguy hiểm và cần phải
có các biện pháp tiêu hủy an toàn
Hình thành xỉ (phía dưới của ro)
Hình thành lượng lớn khói
Chi phí đầu tư và vận hành cao
Chi phí bảo trì lớn
Yêu cầu nhân viên có trình độ kỹ thuật
Yêu cầu kiến trúc bền vững
Thiếu ý thức cộng đồng
Theo các dữ liệu của Eurostat, CTR đô thị năm 2008 trung bình là 524kg/
người, nhưng nó có thể là 800kg ở Đan Mạch hay là 300kg ở Cộng hòa Séc. Năm
2008, các nước EU-27 tạo ra một lượng lớn CTR là 259 Mt, trong khi đó theo ước

(ghi) được sử dụng hơn 90% thiết bị kĩ thuật và trong trường hợp cụ thể lò đốt tầng
sôi thì MSW phải được tiền xử lý. Công nghệ đốt sử dụng cho MSW đã và đang được
cải tiến từ 10 đến 15 năm, chủ yếu là theo yêu cầu của luật pháp (qui định 1 cách
nghiêm ngặt giới hạn dưới phát thải ra ngoài không khí). Theo chỉ thị 2000/76/EC, 1
công trình đốt tương ứng với vài đơn vị kĩ thuật cố định và di động dành riêng cho xử
lý nhiệt với việc có và không có thu hồi nhiệt khi đốt. điều này bao gồm đốt bởi việc
oxi hóa chất thải cũng như là quá trình xử lý nhiệt như nhiệt phân, khí hóa và cho đến
nay khi mà chất tạo thành từ việc xử lý thì được đốt. Việc mô tả này bao gồm địa
điểm và nhà máy đốt rác toàn bộ bao gồm:
- Tiếp nhận và xử lý chất thải (lưu trử và tiền xử lý tại chỗ)
- Buồng đốt (chất thải-nhiên liệu và hệ thống cung cấp khí)
- Thu hồi năng lượng (nồi hơi, bộ phận tiết kiệm năng lượng)
- Cơ sở cho việc làm sạch khí phát thải
- Điểm đặt cơ sở vật chất cho việc xử lý và lưu trữ cặn dư, nước thải, ống khói.
- Thiết bị và hệ thống cho việc điều khiển quá trình đốt, ghi dữ liệu và quan trắc
các điều kiện đốt
- Những diện tích này được phân bố theo hình 5
Xem xét sơ đồ ở hình 5, 1 sự mô tả ngắn gọn dòng vào lò đốt như sau:
MSW được vận chuyển bởi xe tải (1) và được đổ vào hố lưu trữ-nơi tiếp nhận (2)
chờ cho khối lượng đủ lớn nguyên liệu cho việc WtE. Sau đó, chất thải được chọn
ngẫu nhiên thông qua 1 cần cẩu (3) và được thải vào feed hình phễu (4). Dòng chất
thải thông qua feeder (5) lên ghi di động (6) nơi mà quá trình đốt xảy ra. Nhà máy
được kiểm soát để tối ưu điều kiện đốt đảm bảo C cháy hoàn toàn càng nhiều càng tốt
và thời gian lưu không ít hơn 60 phút. Quạt cưỡng bức (7) cung cấp khí thông qua
diên tích dưới ghi (8) để đi vào lò đốt (9) để cung cấp oxy thúc đầy phản ứng oxi hóa,
pt (1). Dòng khí chủ yếu được lấy từ hố lưu trữ (2) để có áp suất khí thấp hơn và loại
bỏ phần lớn phát thải mùi từ diện tích lưu trữ. Mặc dù không được thể hiện ở hình 5,
hệ thống cung cấp khí thứ cấp phổ biến trong lò đốt đảm bảo độ xáo trộn của khí đốt
(khí thứ cấp) và đảm bảo cho việc đốt cháy hoàn toàn. Khoảng 10-20% khí đốt được
tái tuần hoàn như là khí thứ cấp. Phản ứng liên quan tới quá trình này là tỏa nhiệt và

nhỏ nhất là 850
0
C và thời gian lưu là 2s.
Nói chung, hệ thống lò đốt CTR đô thị vận hành 24h/ ngày và gần nhu là 365
ngày/ năm. Hệ thống sẵn có là 98% và điều này gây ra sự dư thừa về các thiết bị và
quá trình bảo dưỡng. Bảng 7 tổng họp các đầu vào và đầu ra chính của lò đốt CTR đô
thị, nó chỉ ra rằng 1 tấn chất thải có nguồn gốc gần 300kg tro đáy, 30 kg dư lượng
APC và phần còn lại được phát ra như khí thải. Tốc độ dòng khí được điều chỉnh dựa
vào ống khói. Tuy nhiên, lượng lớn 4000-4500 m
3
/ tấn không khí là cần thiết để đảm
bảo lượng không khí cho bầu khí quyển. Thể tích khí đầu vào trong lò đốt CTR đô thị
phụ thuộc vào công nghệ, nó liên quan đến sự tuần hoàn các khí có sẵn. Tuy nhiên,
giá trị này có thể thay đổi từ 4500-6000 Nm
3
/ tấn chất thải. Mặc dù có sự biến đổi lớn,
điển hình 1 tấn CTR đô thị có thể thu hồi được 400-700kWh điện và 1205kWh nhiệt.
Nói chung, các dòng lỏng thải ra có thể từ các thiết bị kiểm soát ô nhiễm không khí
APC nếu hệ thống bị ướt, sự thu gom và đóng gói lưu trữ tro đáy, tuần hoàn nước /
hơi nước, khu vực vệ sinh, nước mưa và nước làm mát. Tuy nhiên, nếu quá trình tuần
hoàn được thực hiện tối đa thì có thể làm giảm đáng kể lượng nước thải. Chất phản
ứng hóa học sử dụng trong hệ thống lò đốt có thể là NH4OH, NH3 để làm giảm Nox
trong lò, trung hòa các tác nhân (cd Ca(OH)2) và vật liệu hấp thụ (vd: than hoạt tính).
Tỉ lệ tiêu thụ điển hình trên tấn là 0,8kg NH4OH; 8kg Ca(OH)2; 0,5kg than hoạt tính.
3.1 Hệ thống làm sạch khí cho lò đốt chất thải
Hỗn hợp khí rời khỏi lò đốt có 3 loại thành phần chính cần phải loại bỏ đến mức có thể trước
khi thoát ra từ ống khói:
- Tro bay được cấu tạo từ những hạt khí nén di chuyển theo dòng khí;
- Các acid và tiền acid, như sulphur dioxide, nitrogen oxides, kydrochloric acid;
- Dioxins và các hợp chất tương tự được hình thành từ sự tổ hợp các gốc có cấu trúc tương tự

thiết
(%)
Tro bay 1500 - 2000 10 99.9
HCl 300 - 2000 10 >99
SO
2
200 - 1000 5 99.5
NO
x
200 - 500 70 86
HF 2 - 25 1 96
Hg 0.2 – 0.8 0.01 99
Cd và các Kim loại
khác
2 - 15 0.05
>99.5
Dioxins (ng
ITEQ/Nm
3
)
0.5 - 5 0.1 98
3.3 Hoạt động của đơn vị làm sạch khí
Một lượng lớn các đơn vị hoạt động dựa vào quá trình phân tách sơ cấp sử dụng để làm sạch
khí thải phát sinh trong hệ thống lò đốt chất thải. Trong Bảng 4, với mỗi loại khí thải ô
nhiễm, các đơn vị phối hợp hoạt động được chỉ ra phạm vi giảm thiểu tương ứng. Thứ tự
phương pháp làm sạch khí được thiết kế tốt cho phép giảm mạnh chất ô nhiễm như quy định
của BREF trong lò đốt chất thải Bảng 5 (chấp nhận ý kiến từ Bản 5.3 của BREF, 2006).
Bảng 4: Quá trình làm sạch khí và phạm vi giảm thiểu điển hình các chất ô nhiễm bằng cách
phối hợp nhiều đơn vị hoạt động.
Chất ô nhiễm Các bước của quá trình

HCl 1-50 1- 8 Ưu tiên sử dụng quá trình ướt
SO
2
1-150 1- 40 Ưu tiên sử dụng quá trình ướt
NO
x
với SCR 40-300 40 - 100 Yêu cầu thêm năng lượng
hoặc
NO
x
với SCR Ở khí thô, lượng NOx cao,
NH3
TOC 1 - 20 1 - 10 Yêu cầu điều kiện đốt tối ưu
CO 5 - 100 5 - 30 Điều kiện đốt tối ưu
Hg < 0.05 0.001
-0.03
0.001 - 0.02 Kiểm soát đầu vào, quá trình
hấp phụ các sản phẩm chứa
Carbon
PCDD/PCDF
(ng ITEQ/Nm
3
)
0.01 - 0.1 Điều kiện đốt tối ưu, kiểm
soát nhiệt độ để giảm sự tổng
hợp, quá trình hấp phụ các
sản phẩm chứa Carbon
Carbon hoạt tính dạng bột thường được sủ dụng để hấp phụ các chất ô nhiễm như dioxin và
furan, sẽ được trình bày chi tiết sau, loại bột này được thu thập cùng với tro bay (hệ thống
nhỏ) trong giai đoạn làm sạch cụ thể. Loại thiết bị chính sử dụng để loại bụi gồm tro bay và

hoạt động tối
đa
Khoảng kích
thước hạt
Cyclone Trên 80% Trên 50% 10 – 1000 Pa 1300
o
C ≥ 20µm
ESP Trên 99% Trên 80% 50 – 300 Pa 450
o
C 0.08 – 20
µm
Lọc bụi tay
áo
Trên 99% Trên 99% Thường
khoảng 500
– 2000 Pa
với quạt
cưỡng bức
240
o
C 0.04 – 50
µm
3.5. Phân tách acid
Các axit có trong khí thải như HCl và HF và tiền thân của axit SO
2
có thể được phân tách bởi
các quá trình khác nhau: quá trình khô (với việc sử dụng một vật liệu hấp thụ chất rắn); quá
trình bán khô (với việc sử dụng phun chất hấp thụ ), ướt (với dung dịch nước). Phân tách axit
Chất hấp thụ rắn như vôi khô (calcium hydroxide) thường được sử dụng nhưng một lựa chọn
khác là muối bicarbonate khô. So sánh các qúa trình phân tách axit được trình bày định tính

3
+ O
2
→ 4 N
2
+ 6 H
2
O (5)
6 NO
2
+ 8 NH
3
→ 7 N
2
+ 12 H
2
O (6)
Quá trình SCR (Jungtten và cộng sự, 1988.) Sử dụng một chất xúc tác rắn thường nền cố định
và vận hành từ 200 đến 400 º C, với sự hiện diện của amoniac. Phạm vi của nhiệt độ vận hành
và thực tế là chất xúc tác vô hiệu hóa với hiện diện của acid media mạnh, áp đặt các mô-đun
SCR phải được cài đặt sau khi bụi, cũng như các thành phần có tính acid đã được lấy ra từ khí
thải.
Các phản ứng nói chung đại diện diễn ra trên bề mặt của chất xúc tác được thể hiện ở các
phương trình (7) – (9). So sánh các đặc điểm chính và các quy trình của SNCR và SCR được
trình bày trong bảng 8.
4 NO + 4 NH
3
+ O
2
→ 4 N

sản phẩm phân huỷ hoàn chỉnh hơn của các chất thải và các chất dễ bay hơi tương ứng, chẳng
hạn như nhiệt. Đối với chất thải có hàm lượng khá cao halogen hoặc phospho (ví dụ như
trong sự hiện diện của việc tăng hàm lượng chất chống cháy hoặc PVC), việc áp dụng i) và
đặc biệt ii) sẽ rất hiệu quả, nhưng tăng oxid cân bằng hóa học trên 10% thường gây ra hậu
quả giảm hiệu quả phục hồi năng lượng tổng thể do không thể tránh khỏi tiêu thụ năng lượng
để làm nóng lên N2 đầu vào. Việc áp dụng iii) đặc biệt hiệu quả đối với chất thải có độ ẩm
cao, kết quả là nâng hiệu quả hơn các vật liệu chất thải từ dịch chuyển ghi lò. Điều quan
trọng của việc đề cập là biện pháp iii) chỉ có thể được áp dụng giảm áp suất cao trong ghi lò
trong đó lỗ và khoảng cách ghi lò là khá nhỏ (ví dụ loại ghi lò VON ROLL).
Tách carbon monoxide và các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi có trong khí thải không phải là một
công việc dễ dàng. Một trong số rất ít quá trình cụ thể, đáng để đề cập, là quá trình oxy hóa
xúc tác trong chuyển đổi không đồng nhất. Nói chung, thêm O
2
vào trong dòng khí thải và
hỗn hợp này là tiếp tục bị oxy hóa trên nền cố định của một chất xúc tác oxy hóa mạnh như
phớt platium không đan lại.
Đối với lò đốt chất thải khá nhỏ, và khi các chất thải có một hàm lượng cao PVC dùng 1 lần
(ví dụ như chất thải bệnh viện) bước oxi hóa này được bao gồm trong hệ thống làm sạch khí,
thường là gần lò hơi vì quá trình oxy hóa có hiệu quả hơn ở nhiệt độ khí thải cao. Đối với hệ
thống lớn hơn như sử dụng để đốt khối lượng chất thải thành phố hệ thống này là rất hiếm khi
đưa vào thiết kế do chi phí đầu tư rất cao và cũng do sự mất thêm năng lượng do thúc đẩy các
yêu cầu để bù đắp việc giảm áp suất.
3.8. Ngưng tụ hơi trong hệ thống làm sạch khí
Ngưng tụ hơi nước là một trong những vấn đề lớn có thể xảy ra trong các hệ thống làm sạch
khí. Sự xuất hiện của sự ngưng tụ gây ra vấn đề ăn mòn mạnh mẽ cũng như tro bay kết hợp
như bùn hoặc "dán" và gây ra các sự cố ở một vài bước làm sạch khí chủ yếu là các bộ lọc
cấu trúc ống. Cả trong thiết kế cũng như trong hoạt động của hệ thống đốt, tránh ngưng tụ hơi
ẩm là bắt buộc và trong trường hợp liên tục xảy ra tuổi thọ của hệ thống sẽ giảm cũng như
tính khả dụng do yêu cầu làm sạch và bảo trì thường xuyên hơn.
Do đó, tỷ lệ chi phí vận hành cũng là đáng kể, mặc dù một số biện pháp giảm bớt đi có thể

tụ trong làm mát bằng không khí lạnh
ii. Trước các bộ lọc dạng ống để tránh tắc nghẽn bởi sự hình thành bùn trong các thành
bên trong của các bộ lọc.
Việc sử dụng các vật liệu chống ăn mòn và chất phủ đặc biệt, nơi ngưng tụ có xu hướng xảy
ra, thực sự là một thực hành thiết kế tốt, không những ngăn chặn sự cố chắc chắn mà còn có
tầm quan trọng lớn.
3.9 công nghệ mới nổi để làm sạch khí
3.9.1 dầu nhũ tương trong scrubber
Dioxin và hydrocarbon polyaromatic (PAH) có khả năng hòa tan rất hạn chế trong
dung dịch xử lý và do đó loại bỏ bằng cách lọc scrubber ướt là khá hạn chế . Một lượng giảm
nhỏ được quan sát do ngưng tụ trong dung dịch nước khá lạnh, cũng như trong bùn của các
hạt rắn mà bề mặt vẫn còn hấp phụ , nhưng do đánh dấu của tính chất ưa mỡ chúng có xu
hướng nổi và cuối cùng bị loại khỏi xử lý scrubber của dòng khí .
Dầu sôi , một phần không bão hòa được chứng minh là một phương tiện trung chuyển hiệu
quả scrubbing , cũng như họ dầu-trong- nước nhũ tương ứng ổn định bởi bề mặt không ion
với HLB từ 7 đến 10 ( Bách khoa toàn thư của công nghệ nhũ tương , 1988). Nhũ tương dầu
vẫn giữ chủ yếu là dioxin , furan và PAH và nó được coi là một chất thực tiễn tốt để xử lý
nhũ tương ngay sau khi tổng các chất ô nhiễm đạt 0,1 mg / L. Thiết kế của hệ thống scrubber
cần xem xét khi âm lượng của nhũ tương cho phép nhũ tương chuyển đổi lên đến 4 lần mỗi
năm trong điều kiện hoạt động kém nhất . Thiết bị chứa chuẩn bị nhũ tương và bơm chuyển
đi do đó sẽ được bao gồm trong các thiết bị phụ trợ .
Xử lý nhũ tương ô nhiễm gồm một máy cắt nhũ tương, tách chất lỏng-lỏng và hấp thụ
của pha dầu trong hạt gỗ hoặc hấp thụ ưa mỡ khác,chẳng hạn như tế bào polyurethane (Clark
et al., 2008) hoặc phenolic bọt, và hấp thụ của vật liệu rắn cho các lò cho thêm thu hồi năng
lượng.
Một ổ ghi riêng cho dầu vào lò cũng có thể được cài đặt, nhưng các nhà khai thác chất
thải lò đốt không thích dùng các chất lỏng hoặc dầu vào lò vì sẽ có một số lượng lớn vấn đề
hoạt động có thể xảy ra.
3.9.2 khử bụi và tích tụ hạt
Mặc dù rất hiệu quả trong hơn 99% các hạt của tĩnh điện và các bộ lọc ống vải không

và của Hội đồng , trên quy trình đốt rác thải nhằm mục đích " để ngăn cản hoặc hạn chế tác
động tiêu cực càng nhiều càng tốt với môi trường, ô nhiễm đặc biệt do phát thải vào không
khí ,đất, nước mặt và nước ngầm , và các rủi ro dẫn đến sức khỏe con người , từ quá trình đốt
đồng thiêu huỷ rác thải . " Chỉ thị này , được gọi là chất thải Chỉ thị Thiêu hủy ( WID ) ,nói
rằng các phép đo liên tục của NOx, CO , tổng bụi, TOC , HCl, HF và SO2 nên được thực
hiện, và ít nhất hai lần một năm với các kim loại nặng ( Cd , Tl , Hg , Sb , As, Pb , Cr , Co ,
Cu,Mn , Ni , V) và dioxin và furan . Trong thực tế, WID áp đặt giá trị giới hạn rất hạn chế
cho chất gây ô nhiễm khí thải chính. Ví dụ, giá trị giới hạn khí thải cho phép của tổng nồng
độ dioxin và furan tính bằng cách sử dụng khái niệm độc hại tương đương là 0,1ng I-
TEQ/Nm3. Bảng 9 cho thấy các giá trị giới hạn pháp lý không khí chỉ trong WID, cũng như
các phạm vi bình thường mà có thể được quan sát trước khi xử lý thải khí (thô thải khí).
Trước xử

Ref.1 Sau xử lý Giới hạn
pháp lý
Bụi (mg/Nm
3
)
CO(mg/Nm
3
)
TOC(mg/Nm
3
)
HCl(mg/Nm
3
)
HF(mg/Nm
3
)

khô (MS = 0) bằng cách sử dụng phương trình sau:
(10)
nơi nồng độ oxy (O
s
, M), độ ẩm (MM), nhiệt độ (T
M
) và áp suất (P
M
) đại diện cho các điều
kiện đo.
Lượng phát thải các chất ô nhiễm như HCl, HF, SO2, NOx và các kim loại nặng phụ thuộc
chủ yếu vào các đặc điểm chất thải và các thiết bị kiểm soát ô nhiễm không khí. Công nghệ lò
xác định lượng CO, VOC và NOx. Tổng bụi phát sinh được xác định trên các thiết bị
APC.hình. 8 cho thấy một sự cân bằng khối lượng đối với một số chất gây ô nhiễm mỗi 1 tấn
MSW đốt.
4.1 bụi
Trong quá trình đốt cháy, một phần của chất thải không cháy và loại bỏ khỏi lò đốt
chất thải rắn như chất thải rắn, thường được gọi là tro đáy hoặc xỉ, phế liệu APC và lượng rất
thấp của các hạt còn lại trong khí thải. Các hợp chất ma trận của những hạt chủ yếu là oxit
nhôm và silicon. Liên quan đến ô nhiễm không khí từ MSWI, đầu vào nhiều nhất là hạt vô cơ
tốt nhất còn lại sau khi quá trình đốt cháy của chất thải và đi cùng với khói thải ra khỏi lò .
Một số các hạt được xử lý như tro nồi hơi và được loại bỏ trong phễu . Một khía cạnh rất
quan trọng liên quan đến ô nhiễm không khí là khí thải làm mát các hợp chất khí khác nhau
(một số chất gây ô nhiễm ) ngưng tụ trên bề mặt hạt . Khi nồng độ HCl trong lò hơi cao, giai
đoạn ngưng tụ có thể gồm các kim loại clorua khác nhau như ZnCl2 , PbCl2 và CdCl2( Báo
cáo của Ngân hàng Thế giới , 1999).
Hạt vật chất thường được nhóm thành các loại dựa trên đường kính của họ (ví dụ như
PM2.5 có đường kính dưới 2,5 mm). Ví dụ, PM2.5 có thể tồn tại trong khí quyển
thời gian dài, phát tán xa và có khả năng xâm nhập sâu vào đường hô hấp. Độc tính của
chúng thường tương quan với thành phần các chất hóa học tương ứng.

Hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOC) là sản phẩm của quá trình đốt cháy không hoàn
toàn và có thể bao gồm một loạt các hợp chất, vì chúng có thể bao gồm các chuỗi carbon
hoặc vòng có áp suất hơi cao (ví dụ 0.27 kPa ở 250 º C). Khi đốt với hiệu suất cao, nồng độ
của các hợp chất hữu cơ được dự kiến phát thải rất thấp. Thật vậy, nói chung, khí thải từ
MSWI chỉ chứa lượng vết của các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOC) được định lượng trực
tuyến trong khói như tổng carbon hữu cơ (TOC). thường sự chuyện biệt hóa của VOC có thể
bao gồm các hợp chất như metan, etan, propan, butan, pentane, hexane, heptane, etylen,
benzen, toluen và xylen (BTX), ethylbenzene, axetylen, formaldehyde, acetone, vv Methane
(CH
4
) là không hình thành cho đến khi điều kiện oxy hóa được giám sát trong quá trình WtE.
Trong thực tế, CH4 chỉ có thể phát sinh trong hầm chất thải,do quá trình yếm khí trong thời
gian dài lưu trữ.
Ngoài những hợp chất hữu cơ gọi trên, dấu vết của polycyclic aromatic hydrocarbons
(PAH), polychlorinates biphenyls (PCB) và dioxin (PCDD / PCDF - thảo luận trong phần
(4.10) có thể xảy ra trong khói, chủ yếu là hấp thụ thành các hạt
4.4 Acid clorua và florua
Chlorine và fluorine có thể có mặt trong MSW với số lượng đáng kể. Các nguồn
chính của chlorine là chất dẻo như PVC, chất thải thực phẩm có muối và chlorine vô cơ khác.
Flourine có thể chuyển thành nhựa như PTFE, fluorinated sợi và Flourine vô cơ khác. dưới
các điều kiện lò chlorine và fluorine chủ yếu là chuyển đổi thành hydro acid
halogenua, HCl và HF, và một phần của chúng có thể phản ứng để tạo thành chlorine kim
loại. Nói chung, HCl và HF được loại bỏ bởi công nghệ tương tự, bằng cách thêm chất trung
hòa, ví dụ vôi (Ca (OH) 2), Natri hydroxide (NaOH), hoặc canxi cacbonat
(CaCO
3
). Các phản ứng sau đây cho thấy sự tách biệt các chất ô nhiễm axit với Ca(OH)
2
2 HCl + Ca(OH)2 → CaCl2 + 2 H2O (11)
2 HF + Ca(OH)2 → CaF2 + 2 H2O (12)

2
.
4,6 Nitrous dioxides
Các Nitrogen oxides, NOx, cũng được biết đến là khí gây nóng lên toàn cầu và có tính
axit , và trong quá trình đốt cháy của ba cơ chế khác nhau chính có thể dẫn đến sự hình thành
chất này. Thật vậy, một phần của nitơ không khí và một phần của nitơ có trong chất thải
(hoặc nhiên liệu ) có thể oxy hóa NOx. Các oxit nitơ sản xuất từ không khí được gọi là NOx
nhiệt , còn những chất có nguồn gốc từ chất thải thì được gọi là NOx nhiên liệu. Những phản
ứng này có thể xảy ra đáng kể ở nhiệt độ trên 1300
o
C và bất cứ khi nào oxy không phải là
một tác chất hạn chế . Trong các nhà máy WtE ,NOx nhiệt thường là lớn hơn nhiều so với
NOx nhiên liệu. Sự hình thành của các oxit nitơ qua phản ứng hoàn toàn với các hợp chất hữu
cơ được gọi là NOx thúc đẩy, và có rất ít ảnh hưởng trong các nhà máy đốt WtE .
Pháp luật thiết lập một giới hạn quy định 200 mg/Nm3 , và tuân thủ các giới hạn này , các
biện pháp sơ cấp và thứ cấp có thể được thực hiện. Các kỹ thuật cơ bản chính có thể liên quan
đến cả cung cấp quá nhiều không khí và nhiệt độ lò cao quá mức. Biện pháp thứ cấp có thể
yêu cầu tiêm các tác chất giảm như amoniac ( 25% dung dịch nước ) hoặc urê, để
thúc đẩy SNCR trong phương trình . (5) - (6) ( phần 3.6). Giảm NOx có thể đạt được 85% ở
nhiệt độ 1000 º C , và do đó một số NH
3
cũng có thể được phát thải trong khói (BREF ,
2006). Khi urê được sử dụng như tác chất làm giảm trong SNCR , một ít N2O có thể phát
sinh . Nitơ oxit (N
2
O) thường có tương quan với CO, kể từ khi nó được hình thành dưới nồng
độ oxy thấp , nhưng nó không có trong khí thải NOx. Ngoài ra, SCR bằng cách sử dụng chất
xúc tác cụ thể có thể được tích hợp trong các khu vực APC, sau khi trung hòa axit và khử
bụi . Tùy thuộc vào chất xúc tác , phản ứng SCR có thể diễn ra trong khoảng 180 tới 450 º C.
Khí thải ống khói thường ở 95% NO và 5% NO

4,8 Cadmiun và tallium
Cadmium là một yếu tố độc hại với môi trường có thể phát sinh trong khí thải của
MSWI do động nhiệt của nó. Mặc dù một số nước hạn chế các ứng dụng của Cd, nguồn
thường là trong MSWI là các thiết bị điện tử (bao gồm ắc quy), sơn, Ni-Cd, pin, và nhựa
cadmium ổn định. Theo các điều kiện thường thấy ở các lò, Cd chủ yếu là chuyển đổi thành
CdCl
2
. Các thiết bị APC thường dẫn đến một nồng độ Cd trong tàn dư APC, và ít hơn 1%
được thải vào khí quyển. Các khoản báo cáo thường là 0,0002-,03 mg/Nm3 (11% O2)
(BREF, 2006).
Số lượng tali trong chất thải rắn đô thị hầu như không tồn tại và rất thường xuyên
dưới mức giới hạn phát hiện.
4.9 Các kim loại nặng khác
Trong các giai đoạn chính của đốt, nhiệt độ đốt đạt được trong lò xác định mức độ
bay hơi của các kim loại nặng và hầu hết các muối vô cơ. Thật vậy,ngoài Hg, Cd và Tl cũng
Sb, As, Pb, Cr, Co, Cu, Mn, Ni và V phải được kiểm soát trong ống khói khí thải. Đây là
những kim loại rất độc hại vì chúng là chất gây ung thư hoặc có thể gây hại về đường hô hấp.
Hầu hết các kim loại trong khí thải ống khói như oxit hoặc clorua, mà ngưng tụ vào hạt bụi
khi khí làm mát xuống bên dưới của lò hơi. Do đó, người ta dự kiến một phần của các kim
loại bốc hơi trong lò, có thể kết thúc như giai đoạn ngưng tụ trong tàn dư của APC. Như vậy,
theo các phép đo trong nhiều loại của lò đốt châu Âu, giới hạn 0,5 mg/Nm
3
thường tuân thủ
(BREF, 2006). Chì và crôm hiện nay là các kim loại nặng nguy hại nhất được tìm thấy trong
dư lượng APC dẫn đến cần phân loại chất thải nguy hại (Quina và cộng sự, 2008b).
4.10 Dioxin
Polychlorinated dibenzo- p-dioxins ( PCDD ) và dibenzofurans polyclo hóa ( PCDF )
thường được gọi là dioxin và là chất ô nhiễm bao gồm một tập hợp ba vòng thơm hữu
cơ(POP) , nó phổ biến trong môi trường và có thể gây nguy cơ đáng kể đến sức khỏe con
người (WHO , 1989). Gần đây, Hites (2011 ) trình bày một đoạn ngắn nhưng rất thú vị về

Tỷ lệ hình thành tối đa dioxin trong khoảng 300-400 º C, và các kiến thức về
thực tế này kết hợp với các thông tin về các cơ chế phản ứng chính là những điểm cơ bản
trong thiết kế hệ thống đốt ( McKay , 2002). Vì vậy, hai cách đã được áp dụng cho phân hủy
hoàn toàn trong quá trình đốt cháy và giảm thiểu sự hình thành của chúng . Trong mục đích
này, điểm quan trọng là nhiệt độ đốt phải cao hơn 1000ºC,thời gian lưu hơn 2s , vì tăng xáo
trộn trong buồng đốt ( số Reynolds cao hơn so với 50.000 ) . Như một quá trình xử lý cuối
cùng của đường ống, nó phải được đảm bảo rằng một loại khí nhanh chóng làm mát 450-250
º C có thể xảy ra. Hiện nay, bộ lọc scrubber bán khô vôi và lọc túi kết hợp với phun than hoạt
tính đã đóng một vai trò quan trọng trong việc phòng ngừa và giảm thiểu phát thải dioxin
trong ống khói vào môi trường ( McKay , 2002). Ngoài ra, sau khi các giới hạn quy định là
0,1 ng I-TEQ/Nm3 hiệu lực, MSWI không còn là một nguồn quan trọng của chất dioxin .
Trong thực tế, chín mươi nghiên cứu tham khảo mà MSWI dường như là nguồn quan trọng
nhất của PCDD / PCDF khí thải ( olie et al. , 1998). Tuy nhiên , lượng khí thải của MSWI
của đơn vị thực hiện theo giới hạn thành lập trong Chỉ thị 2000/76/EC không còn quan trọng
như vậy ( Abad và cộng sự năm 2003, ; . Lee et al. , 2007). Thật vậy, các phép đo cho các nhà
máy MSWI , trang bị hệ thống APC cập nhật mới nhất cho thấy, nồng độ trung bình là
khoảng 0.048 ng I-TEQ/Nm3 , và giá trị theo dõi là tất cả trong phạm vi 0,01-0,08 ng I-
TEQ/Nm3 ( Abad et al. , 2006). bảng 10 cho thấy nồng độ của bảy mươi đồng phân cần được
đưa vào tính toán để biết độc tính tương đương (I- TEQ ) , từ bốn tài liệu tham khảo khác
nhau ( Ref1 - Ref4 ) .
Tại thời điểm này , điều quan trọng cần lưu ý rằng có bằng chứng cho thấy một số xử
lý bổ sung của hệ thống khí thải có thể dẫn đến giảm đáng kể nồng độ dioxin phát ra trong
ống khói , được báo cáo cắt giảm 99,98% ( Lee et al. , 2007). Mặt khác, trong khi nồng độ rất
thấp , các hóa chất có độc tính cao . Trong năm 1997,Cơ quan Nghiên cứu Quốc tế về Ung
thư tuyên bố 2,3,7,8 - TCDD là chất gây ung thư đối với con người ( Abad et al. , 2006).
PCDD / PCDF là một trong những nghiên cứu rộng rãi nhất về hóa học hữu cơ và có một số
lượng lớn các ấn phẩm về những ảnh hưởng độc hại (WHO 1989; Van Den Berg và cộng sự,
1994; . Mukerjee , 1998). Ảnh hưởng của dioxin đối với con người có
liên quan tới tăng nguy cơ chloracne và tăng sắc tố , thay đổi chức năng gan và chuyển hóa
lipid, những thay đổi trong hoạt động của các men gan khác nhau, suy giảm hệ thống miễn


Nhờ tải bản gốc

Tài liệu, ebook tham khảo khác

Music ♫

Copyright: Tài liệu đại học © DMCA.com Protection Status