Hiện nay, với sự phát triển của xã hội, lượng rác thải thải ra môi trường ngày càng gia tăng đáng kể. Lò đốt rác thải đã được phát minh nhằm giải quyết triệt để vấn đề ô nhiễm do rác thải gây ra. Bên cạnh đó, lò đốt rác còn có khả năng tái tạo nguồn năng lượng từ các loại rác thải. Vậy cấu trúc và nguyên lý hoạt động của lò đốt rác thải công nghiệp là gì? Mời quý độc giả theo dõi bài viết dưới đây.
Lò đốt rác công nghiệp là gì?
Lò đốt rác thải công nghiệp là thiết bị có khả năng tiêu hủy một khối lượng lớn rác thải một cách nhanh chóng và hiệu quả. Khối lượng rác thải này chủ yếu là phế phẩm phát sinh từ quá trình sản xuất công nghiệp. Thiết bị này đang được nhiều nhà đầu tư lựa chọn do mang lại hiệu quả và lợi ích kinh tế đáng kể.
Lò đốt rác thải công nghiệp hoạt động như một hệ thống xử lý rác trong lĩnh vực sản xuất. Nó sử dụng nhiệt độ cao để chuyển hóa rác thải thành năng lượng. Lò đốt này đóng vai trò quan trọng trong việc giảm thiểu ô nhiễm môi trường do rác thải gây ra.
Hiện nay, lò đốt rác thải đã trở nên phổ biến trong các nhà máy sản xuất công nghiệp, mang lại lợi ích kép cho doanh nghiệp. Ngoài việc xử lý rác thải, quá trình đốt còn tạo ra năng lượng nhiệt có thể tái sử dụng cho các hoạt động của nhà máy.
Vì sao cần phải sử dụng lò đốt rác thải công nghiệp?
Lò đốt rác thải công nghiệp đóng vai trò quan trọng trong việc hoàn thiện và tối ưu hóa quy trình sản xuất khép kín.
Việc sử dụng lò đốt cho phép các doanh nghiệp chủ động trong việc xử lý rác thải, phế phẩm và phụ phẩm phát sinh từ hoạt động sản xuất của nhà máy.
Lò đốt rác giúp nâng cao hiệu quả quản lý chất thải đầu ra của nhà máy. Các hoạt động này được thực hiện trực tiếp, tạo điều kiện thuận lợi cho việc kiểm tra và giám sát.
Các doanh nghiệp có thể tiết kiệm chi phí liên quan đến việc xử lý rác thải. Với lò đốt, họ có khả năng giảm thiểu chi phí vận chuyển rác đến các điểm tập kết.
Quá trình đốt rác không chỉ tạo ra nhiệt năng lớn phục vụ cho sản xuất mà còn giúp xử lý các chất độc hại, từ đó cải thiện chất lượng môi trường xung quanh khu vực sản xuất.
Doanh nghiệp có thể đạt được sự cân bằng giữa mục tiêu tiết kiệm chi phí và bảo vệ môi trường địa phương.
Cấu tạo và nguyên lý làm việc của lò đốt rác công nghiệp
Cấu tạo chính
Lò đốt rác công nghiệp bao gồm các thành phần chính như sau:
- Bộ phận tiếp nhận chất thải: Có chức năng đưa chất thải đã được phân loại vào lò đốt. Bộ phận này có thể được thiết kế với chế độ điều khiển bằng tay hoặc tự động.
- Lò đốt: Được chia thành hai buồng: sơ cấp và thứ cấp. Tại đây, quá trình cháy và loại bỏ độc tính của rác thải diễn ra. Nhiệt độ trong buồng sơ cấp đạt tối thiểu 650°C, trong khi nhiệt độ ở buồng thứ cấp phải lớn hơn 1050°C cho rác công nghiệp thông thường và trên 1200°C cho rác công nghiệp nguy hại.
- Hệ thống làm mát khí: Bao gồm bộ làm mát bằng nước, thiết bị thu nhiệt từ khói thải, quạt gió và bơm cấp nước.
- Bộ phận xử lý khí thải và hệ thống đập quán tính: Gồm một xyclon ướt, vật liệu đệm bằng sành sứ, quạt hút, bơm nước, bơm áp lực cao để phun sương, và thiết bị hấp phụ khí. Khí thải sẽ trải qua quy trình phun sương và hấp thụ nhằm giảm thiểu tối đa các loại khí độc hại.
- Hệ thống ống khói: Thường được chế tạo từ inox với độ dày 4mm. Các loại khí thải sẽ được dẫn qua các ống khói inox có chiều cao trên 20,5m, với nhiệt độ khí thải không vượt quá 180°C.
- Thiết bị điện: Bao gồm tủ điều khiển, hệ thống đo nhiệt độ (bao gồm cảm biến nhiệt, hiển thị số và áp suất), cùng với hệ thống kiểm soát lò, cấp nước, điện động lực và biến tần cho quạt hút.
- Hệ thống ống dẫn khí: Được thiết kế hình chữ nhật và làm từ thép inox.
- Hệ thống đường ống cấp và thu nước: Chủ yếu sử dụng ống thép và ống nhựa.
- Hệ thống cáp động lực: Hay còn gọi là cáp điều khiển và đo lường.
- Hệ thống xử lý nước: Đảm bảo nước thải đạt tiêu chuẩn loại B trước khi được xả ra môi trường.
Nguyên lý làm việc của lò đốt rác thải công nghiệp
Nguyên lý hoạt động của lò đốt rác thải công nghiệp là thực hiện quá trình đốt cháy tất cả các loại chất thải trong điều kiện thiếu oxy, nhằm mục đích phân hủy các chất hữu cơ thông qua nhiệt độ cao, từ đó tạo ra hydrocacbon và oxit cacbon tại buồng đốt sơ cấp.
Sau khi trải qua giai đoạn này, các sản phẩm sẽ được chuyển đến buồng đốt thứ cấp để xử lý triệt để, nhằm loại bỏ hoàn toàn các thành phần độc hại trước khi xả thải ra môi trường qua ống khói. Để giảm thiểu lượng tro bụi chuyển sang buồng thứ cấp, cần duy trì các phản ứng cháy và tốc độ dòng chảy bên trong buồng sơ cấp ở mức thấp.
Các quá trình diễn ra ở các bộ phận của lò đốt
Bộ phận tiếp nhận chất thải vào lò: Chức năng của bộ phận này là đưa rác thải đã được phân loại vào các lò đốt. Hệ thống có thể được thiết kế để điều khiển bằng tay hoặc tự động.
Quá trình cháy diễn ra tại buồng đốt sơ cấp: Buồng đốt sơ cấp có nhiệm vụ hóa khí các loại chất thải công nghiệp. Công nghệ hóa khí được áp dụng, với nhiệt độ duy trì trong khoảng 650 – 850 độ C. Lò đốt rác thải công nghiệp sử dụng công nghệ tự cháy, do đó chỉ cần khởi động ban đầu, sau đó rác sẽ tự cháy.
Quá trình cháy diễn ra ở buồng đốt thứ cấp: Buồng đốt thứ cấp có chức năng đốt cháy khói thải từ buồng sơ cấp chuyển sang. Nhiệt độ trong buồng đốt thứ cấp được duy trì từ 1050-1250 độ C, sử dụng vòi đốt hai cấp.
Khi nhiệt độ dưới 1050 độ C, cả hai bép đốt sẽ hoạt động. Khi nhiệt độ vượt quá 1250 độ C, một bép đốt sẽ tự động tắt, trong khi bép còn lại sẽ duy trì nhiệt độ. Nếu nhiệt độ giảm xuống dưới 1050 độ C, bép đốt sẽ tự khởi động lại để đảm bảo nhiệt độ nằm trong giới hạn quy định. Quá trình đóng mở này được điều khiển tự động.
Quá trình cháy tại buồng đốt thứ cấp sử dụng dầu DO làm nhiên liệu.
Quá trình cháy diễn ra ở buồng lưu nhiệt: Buồng lưu nhiệt có đường kính trong khác nhau tùy thuộc vào công suất của hệ thống. Chiều dài hiệu dụng là 3.0 m, được lót bằng lớp bê tông chịu nhiệt dày 120 mm.
Khí thải từ buồng đốt thứ cấp sẽ được dẫn vào buồng lưu nhiệt. Nhờ vào việc cách nhiệt, khí thải tiếp tục được đốt cháy, kéo dài thời gian lưu giữ cho đến khi hoàn toàn cháy kiệt. Sau khi rời khỏi buồng lưu nhiệt, khí thải sẽ được chuyển đến buồng làm mát.
Quá trình diễn ra trong buồng làm mát khí: Buồng làm mát khí được chế tạo từ thép không gỉ SUS 304, có các bộ phận tiếp xúc trực tiếp với khí thải. Tại đây, quá trình trao đổi nhiệt giữa khói và nước/không khí diễn ra nhằm giảm nhiệt độ của khói thải xuống còn 400°C trước khi đưa vào tháp hấp thụ và xử lý.
Việc sử dụng nước làm mát sẽ tạo ra nước nóng do quá trình trao đổi nhiệt này. Nước nóng sau đó sẽ được giải nhiệt và có thể được tái sử dụng hoặc phục vụ cho các mục đích khác trong nhà máy.
Chức năng của hệ thống xử lý khói: Hệ thống bao gồm các thành phần chính như sau:
- Buồng hấp thụ: Dung dịch nước vôi trong được bơm với áp suất cao vào tháp qua các vòi phun dạng zicler làm từ thép không gỉ SUS 316, tạo ra sương mù trong tháp, giúp tăng cường khả năng tiếp xúc giữa pha khí và pha nước. Nhờ đó, bụi bẩn cùng các khí axit và kim loại nặng được loại bỏ hoàn toàn. Tháp cũng được chế tạo từ thép không gỉ SUS 316. Khói thải sau khi được xử lý sẽ được dẫn lên ống khói để thải ra môi trường.
- Hệ thống tách ẩm: Khí sau khi được hấp thụ bằng dung dịch vôi trong sẽ đi qua bộ phận tách ẩm trước khi vào buồng hấp phụ bằng than hoạt tính.
- Buồng hấp phụ: Sử dụng các lớp than hoạt tính để hấp phụ khí Hydrocarbon hữu cơ, bao gồm cả Dioxins/Furans chưa được xử lý triệt để ở các bước trước. Khí thải sau khi qua xử lý sẽ được dẫn lên ống khói cao 20m trước khi thải ra môi trường.
- Bể lắng, giải nhiệt và trung hòa: Nước sau khi xử lý sẽ chảy vào hệ thống giải nhiệt, rồi tiếp tục vào bể lắng để lắng đọng bụi. Nước sẽ được kiềm hóa bằng dung dịch nước vôi trong đến pH > 10 và sau đó được bơm tuần hoàn trở lại.
Hệ thống điều khiển quản lý hoạt động của lò. Các đồng hồ đo nhiệt độ của lò sơ cấp, lò thứ cấp và ống khói được lắp đặt trong tủ điều khiển ngay trước lò, giúp công nhân dễ dàng thao tác. Tủ điều khiển còn có chức năng cảnh báo và tự động ngắt khi xảy ra sốc nhiệt hoặc mất pha.
