BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC T NHIÊN TP. HỒ CHÍ MINH

ĐỀ TÀI:
XỬ LÝ CHT THI BNG
PHƯƠNG PHP ĐT
Tháng 11/2012
Chương I: MỞ ĐẦU
1.1 Đặt vấn đề
Chất thải rắn công nghiệp và chất thải nguy hại hiện đang là vấn đề lớn đặt ra đòi hỏi cần
phải xử lý một cách triệt để. Để xử lý chất thải nguy hại có nhiều phương pháp khác
nhau, một trong các phương pháp đó là “xử lý nhiệt” hay thiêu đốt chất thải nguy hại.
Ở các nước Tây Âu có khoảng 23% tổng lượng chất thải rắn được đốt trong đó có tới
80% là đốt có thu hồi năng lượng. Ở Mỹ có 28 bang có lò đốt thu hồi năng lượng, ở Đức
lượng rác đem đốt chiếm 36%, Canada 80%, Pháp và Bỉ 54%, Anh 90%…
Ở Mỹ, Anh, Hà Lan, Phần Lan, Thụy Điển, Canada đã triển khai nhiều lò đốt chất thải
nguy hại trong đó thu hồi nhiệt để cấp cho nồi hơi phát điện. Mỹ, Canada chủ yếu đốt
theo công nghệ lò quay (khoảng 70%), các nước Châu Âu đốt trên lò nhiệt phân tĩnh.
Hiện nay chất thải rắn công nghiệp và chất thải nguy hại tại Việt Nam được thêu đốt dưới
hai hình thức là đốt kết hợp trong các lò có sẵn và một hay 2 cấp trong các lò chuyên
dụng.
Để hiệu suất xử lý đạt hiệu quả cao, vấn đề lựa chọn công nghệ và thiết kế lò đốt hợp lý,
phù hợp với loại chất thải nguy hại là yếu tố rất quan trọng và cần thiết.
1.2 Mục tiêu đề tài
Tìm hiểu về khái niệm, phân loại cũng như tính chất của chất thải rắn, từ đó đề ra các
nguyên tắc xử lý rác thải theo phương pháp xử lý nhiệt; đồng thời, tìm đến các nghiên
cứu và các ứng dụng thực tế trong lĩnh vực xử lý chất thải rắn.
1.3 Phương pháp thực hiện
Để thực hiện được các mục tiêu trên, nhóm đã tham khảo các tài liệu, các giáo trình, các
bài báo liên quan đến vấn đề xử lý, các phương pháp xử lý và các quy trình công nghệ xử
lý chất thải rắn bằng phương pháp xử lý nhiệt.

∗ Chất thải từ bệnh viện.
− Dựa trên tính chất nguy hại
∗ Chất có mức độ độc hại cao (có chứa chì, thủy ngân, asen,…).
∗ Chất dễ cháy.
∗ Chất dẽ ăn mòn.
∗ Chất dễ nổ.
∗ Chất dễ lây nhiễm.
4
− Theo tính chất hóa học.
∗ Chất thải rắn vô cơ.
∗ Hóa chất hữu cơ.
∗ Chất hữu cơ gốc vi sinh vật.
− Theo tính chất vật lý.
∗ Chất thải nguy hại dạng khí.
∗ Chất thải nguy hại dạng lỏng.
∗ Chất thải nguy hại dạng rắn.
− Theo loại hình công nghiệp.
2.2 Tổng quan về công nghệ đốt chất thải nguy hại
2.2.1 Khái niệm phương pháp đốt
Phương pháp đốt là phương pháp oxy hóa nhiệt độ cao với sự có mặt của oxy trong
không khí, trong đó rác sẽ được chuyển hóa thành khí và các chất trơ không cháy.
Phương trình tổng quát: C
x
H
y
O
z
+ (x+y/4+z/2)O
2
→ xCO

2
+ nhiệt
H
2
+ O
2
→ H
2
O + nhiệt
Vậy phản ứng cháy chất thải xảy ra như sau:
C
x
H
y
O
z
N
t
S
u
+ O
2
→ CO
2
+ H
2
O + NO + SO
s
+ nhiệt
2.2.3 Các kiểu lò đốt

quả quá trình đốt của lò thấp. Tuy vậy, thiết kế và xây dựng lò khá đơn giản, chi
phí xây dựng lò thấp. sử dụng lò dốt thủ công để xử lý rác sẽ không cần nhiều
diện tích đất và thời gian như các phương pháp phân hủy rác nhờ đất.
2.2.5 Lò đốt hiều buồng đốt (multiple – chamber incinerators)
- Lò kiểu này được cải tiến từ kiểu lò đốt hở một cấp. buồng thứ nhất (gọi là buồng
sơ cấp) là nguyên bảng của lò đốt hở cấp, buồng thứ 2 gọi là buồng đốt thứ cấp
được lắp thêm béc đốt để đốt hổ trợ. Tuy nhiên do bản chất của quá trình cháy ở
buồng sơ cấp là đốt hở tự nhiên nên sinh ra nhiều khói bụi và khì gây ô nhiễm mà
buồng đốt thứ cấp dùng đốt hổ trợ cũng không khắc phục được
- Yêu cầu của lò đốt là đốt triệt để chất thải và khi thải ra môi trường phải đạt tiêu
chuẩn quy định. Một số trường hợp đốt chất thải nguy hại khó phân hủy có mùi có
thể đốt tới 3 cấp đốt (thêm buồng đốt bổ sung).
2.2.6 Lò đốt nhiệt phân
2.2.6.1 Cơ sở lý thuyết của quá trình nhiệt phân
Nhiệt phân là quá trình phân hủy chất thải ở nhiệt độ cao trong điều kiện thiếu oxy.
Phản ứng quan trọng nhất trong quá trình nhiệt phân là phản ứng cracking nhiệt không
7
xúc tác bẻ gãy mạch liên kết C-C, tạo sản phẩm dạng khí, lỏng và rắn. Ở nhiệt độ cao,
các sản phẩm dạng lỏng một mặt bị hóa hơi, một mặt tiếp tục bị nhiệt phân thành các sản
phẩm đơn giản hơn.
Phương trình nhiệt phân tổng quát:
Chất thải → các chất bay hơi hay “khí gas” + cặn rắn
Trong đó: Khí gas: C
x
H
y
, H
2
, CO
x

2
O + Q
b. Nguyên lý hoạt động
Tại buồng sơ cấp (buồng nhiệt phân): tại đây thiếu oxy, các quá trình xảy ra là:
9
.
− Sấy khô (bốc hơi nước): chất thải được đưa vào buồng đốt sẽ thu nhiệt từ không khí nóng
của buồng đốt, nhiệt độ của chất thải đạt trên 100
o
C. khi nhiệt độ tiếp tục tăng, sẽ xảy ra
quá trình nhiệt phân chất thải và tạo ra “khí gas”.
− Quá trình phân hủy nhiệt tạo “khí gas” và cặn cacbon: chất thải bị phân hủy nhiệt sinh ra
khí gas như: CH
4
, CO, H
2
…Với sự có mặt của oxy và “khí gas” trong buồng nhiệt phân ở
nhiệt độ cao xảy ra quá trình cháy, nhiệt sinh ra từ quá trình này lại tiếp tục cấp cho quá
trình nhiệt phân. Nhiệt càng lúc càng cao, nhiệt độ tăng dẫn đến quá trình nhiệt phân
càng nhanh, sản phẩm khí sinh ra càng nhiều, nhưng do ở nhiệt độ cao nên phần lớn khí
gas bị đốt cháy tại buồng nhiệt phân làm lượng khí cấp cho buồng đốt thứ cấp giảm.
Quá trình nhiệt phân của chất thải rắn thường bắt đầu từ 250
o
C đến 650
o
C, khi quá
trình nhiệt phân kết thức sẽ hình thành tro và cặn cacbon. Vì vậy người ta còn gọi quá
trình này là quá trình cacbon hóa.
Nhiệt độ buồng được kiểm soát thông thường từ 300 – 650
o

khí và tăng khả năng cháy.
Buồng sơ cấp: phương trình phản ứng
Chất thải → CH
4
+ H
2
+ CO
Buông thứ cấp: phương trình phản ứng
(CH
4
, H
2
, CO) + O
2
→ CO
2
+ H
2
O + Q
2.2.7.2 Nguyên lý hoạt động
Hình 2: cấu tạo lò đốt thùng quay
Rác thải được đưa vào miệng lò và di chuyển từ miệng lò đến cuối thân lò, trong thời
gian di chuyển này, rác được đốt cháy để biến thahf tro và khí thải.
11
Buồng sơ cấp:
Ở giai đoạn đầu của quá trình đốt, sẽ diễn ra quá trình sấy khô chất thải, phân hủy
chất thải tạo khí gas và cháy một phần khí, do đó tăng không khí là tăng oxy cho quá
trình cháy.
Nhiệt độ ở buồng sơ cấp được điều chỉnh ở 800 – 900
o

1200
o
C. Thời gian lưu của khí thải qua buồng đốt từ 1,5 – 2 giây. Hàm lượng oxy dư tối
thiểu cho quá trình cháy là 6%.
c. Thời gian lưu chất thải rắn
Là thời gian chất thải di chuyển từ đầu lò đến cuối lò đốt ở buồng thứ cấp. được tính
theo công thức:
12
Trong đó:
t: thời gian lưu cháy (phút)
D: đường kính của lò
S: góc nghiêng (in/ft)
L: chiều dài lò.
N: vận tốc quay của lò (vòng/phút).
2.2.8 Lò đốt tầng sôi
- Đặc điểm: lò đốt tĩnh được lát một lớp gạch chịu lủa bên trong để làm việc với
nhiệt độ cao. Tháp uôn chứa một lớp cát dày 40 -50 cm nhằm: lớp cắt nhận nhiệt
và giữ nhiệt cho lò đốt, bổ sung nhiệt cho rác ướt. lớp cát được gió thổi xáo động
làm cho CTR bị tơi ra, xáo động theo nên cháy dễ dàng. CTL khi bơm vào lò sẽ
13
bám dính lên bề mặt các hạt cát nóng đang xáo động, nhờ vậy sẽ bị đốt cháy còn
thành phần nước sẽ bay hơi hết.
- Quá trình đốt tầng sôi: gió thổi mạnh vào dưới lớp vĩ đỡ có lỗ nên gió sẽ phân bố
đều dưới đáy tháp làm lớp đệm cát cùng các phế liệu rắn, nhão đều bị thổi tơi, tạo
điều kiện cháy triệt để. Khoang phía dưới tháp (trên vĩ phân bố gió), là khu vực
cháy sơ cấp, nhiệt độ buồng đốt từ 850 – 920
o
C, còn khoang phía trên phình to
hơn là khu vực cháy thứ cấp có nhiệt độ cháy cao hơn ( 990 – 1100
o

3
khi đốt bằng lò thường. Các loại nhiên liệu khí tổng hợp này có thể tạo ra
14
năng lượng dùng cho nhà máy hoặc các nhu cầu công nghiệp khác. Đặc biệt, công
nghệ Plasma PGM không gây ảnh hưởng xấu đến nước ngầm, nước mặt hoặc đất
đai.
- Bên cạnh đó, ở mức độ triển khai quy mô lớn, công nghệ Plasma PGM cho phép
ba quá trình riêng biệt được thực hiện đồng thời trong một lò phản ứng. Chi phí
đầu tư cho một lò đốt công nghệ Plasma PGM ngang bằng một lò đốt thông
thường, nhưng công nghệ này đã bao gồm công đoạn thủy tinh hóa dư lượng chất
rắn, tiết kiệm khâu xử lý tro. Xử lý rác thải bằng phương pháp đốt truyền thống
chỉ chiếm dưới 25% tổng số chất thải được xử lý trên toàn cầu.
2.2.10 Lò đốt rác thải sinh hoạt độ ẩm thấp
- Lò đốt rác thải sinh hoạt hay đốt các chất thải rắn nói chung, thế hệ thứ nhất
được chọn lọc, tổng hợp, nghiên cứu và chế tạo thích hợp cho việc đốt rác thải
công nghiệp ít độc hại, rác thải sinh hoạt từ gia đình, rác từ chợ có độ ẩm thấp
<50%.
Hình : Lò đốt rác thải sinh hoạt
- Lò đốt bao gồm buồng đốt sơ cấp tích hợp không gian sấy, không gian cháy
chính, khoang thải xỉ. Buồng đốt thứ cấp gồm không gian cháy kiệt, không
gian tách bụi kiểu trọng lực, buồng lưu khói và ống dẫn khói thải ra ngoài trời.
15
- Kết cấu lò: được xây bằng gạch chịu lửa, gạch cách nhiệt tiêu chuẩn và các phụ
gia đặc biệt đảm bảo tính chất bền vững của kết cấu trong điều kiện vận hành
nhiệt độ cao. Vỏ lò được thiết kế, che chắn bởi thép định hình I, V và tôn dày
6mm, sơn chống gỉ, sơn chịu nhiệt. Ống khói được chế tạo từ thép không gỉ.
- Lò được thiết kế chủ yếu vận hành bằng thủ công do các thao tác của người lao
động. Đây là lựa chọn đơn giản nhất của loại lò này. Tùy theo điều kiện tại địa
phương và đơn đặt hàng, lò đốt còn có thêm các lựa chọn khác như: sử dụng
băng tải cấp liệu, nạp rác vào lò bằng thủy lực, ghi lò được thiết kế vận hành

(9) Ống khói
17
Sơ đồ khối:
Hình 3.3: Sơ đồ khối công nghệ đốt tiêu hủy chất thải bằng lò đốt hai cấp
Giải thích sơ đồ khối 
Các loại chất thải đã được phối trộn để tạo một hỗn hợp có nhiệt trị 3500-5000 kcal/kg,
sau đó đưa vào lò đốt tiêu hủy trong lò đốt 02 cấp theo từng mẻ. Tại buồng đốt sơ cấp,
nhiên liệu để đốt là dầu DO sẽ được phun vào lò đốt qua béc đốt để đốt cháy các chất thải
và duy trì nhiệt độ trong lò đốt luôn ở nhiệt độ (550 – 900
0
C).
Khí sinh ra sau khi đốt từ buồng đốt sơ cấp sẽ được dẫn qua buồng đốt thứ cấp nhằm đốt
cháy các thành phần còn lại trong khí thải ở nhiệt độ cao hơn (1000 – 1300
0
C). Tương
tự như buồng đốt sơ cấp, trong buồng thứ cấp nhiên liệu dầu DO ũng được phun vào
nhằm duy trì nhiệt độ trong lò đốt.
Khí sinh ra từ lò đốt chất thải sẽ được dẫn qua thiết bị trao đổi nhiệt (công
suất17,904kw) nhằm giảm nhiệt độ xuống dưới 300
0
C để tránh sự hình thành các độc
chất dioxin/furan.
Dòng khí sau khi hạ nhiệt độ sẽ được dẫn qua thiết bị hấp thụ, bên trong có các lớp đệm
vòng sứ. Nhờ quá trình tiếp xúc giữa pha khí và pha lỏng (dung dịch NaOH) các
thành phần khí acid như: NOx, SOx … sẽ được loại bỏ ra khỏi khí thải trước khi xả thải
ra môi trường qua ống khói cao 20m.
Phần dung dịch hấp thụ được tuần hoàn lại và được bổ sung NaOH thường xuyên
nhằm đảm bảo đúng nồng độ cho quá trình xử lý.
Theo định kỳ phần dung dịch sẽ được xả thải vào hệ thống xử lý nước thải và thay thế
bằng dung dịch mới.

Thùng chứa
Lò đốt rác
Thiết bị xử lý khí thải
Quạt gió
Nước thải nhiễm bẩn
Tàn troBãi chôn lấp
Rác sinh hoạt
Ống khóiHệ thống xử lý nước thải
Chương IV: Kết luận và đề nghị
4.1 Kết luận
 Hiểu rõ được bản chất của quá trình đốt.
 Tầm quan trọng của việc xử lý CTR và CTNH bằng phương pháp đốt.
 Tùy theo từng loại rác sẽ có những lò đôt khác nhau.
4.2 Đề nghị
Nhóm em chưa hiểu rõ là trong lò đốt nhiệt phân có phần tro dùng để làm gì, mong
thầy hướng dẫn thêm.
Chương V: Tài liệu tham khảo
Giáo trình kỹ thuật lò đốt chất thải nguy hại_PGS.TS Đinh Xuân Thắng.
www.tailieu.vn