Lò đốt rác, chất thải chứa nhiều thành phần chất độc hại có nồng độ ô nhiễm cao. Việc áp dụng đúng các phương pháp xử lý khí thải giúp loại bỏ nhiều khí độc hại từ quá trình đốt cháy trong lò đốt chất thải. Bài viết này giới thiệu đến một số cách loại bỏ 4 loại khí trong lò đốt có thể bạn quan tâm!
1. Top 4 chất khí độc hại trong lò đốt
1.1. Khí dioxin và furans
Đây là 2 chất hữu cơ nguy hiểm nhất được tìm thấy trong khí thải của bất kỳ lò đốt nào. Đối với lò đốt được thiết kế và vận hành kém, nồng độ khí dioxin và furan có thể cao hơn nhiều so với nồng độ từ các thiết bị đốt thông thường tạo ra. Nhiều yếu tố có liên quan đến sự hình thành dioxin và furan với sự hiện diện của cacbon dạng hạt, xúc tác kim loại, hiệu suất đốt cháy, nhiệt độ.
Khí thải Dioxin và furan có thể được kiểm soát thông qua việc đốt cháy và làm mát khí đốt nhanh chóng đến nhiệt độ kiểm soát ô nhiễm không khí. Việc làm mát khí đốt nhanh chóng thường xuất hiện trong thiết kế hệ thống rửa ướt. Trong nhiều lò đốt chất thải nguy hại có trang bị thêm thiết bị lọc ướt đáp ứng các tiêu chuẩn quy định mà không cần bất kỳ sự kiểm soát bổ sung nào.
Cũng như thủy ngân, người ta cũng có thể xử lý dioxin và furan bằng cách phun than hoạt tính dạng bột trong hệ thống xử lý khí thải lò đốt đô thị hoặc nhiều lò đốt chất thải nguy hại.
1.2. Khí carbon monoxide (CO)
Khí Carbon Monoxide (CO) là sản phẩm của quá trình cháy không hoàn toàn và rất độc, khí có đặc điểm là không màu, không mùi nhưng cực kỳ nguy hiểm vì có thể gây ngạt do thay thế oxy trong máu.. Trong hệ thống lò đốt, nếu không được kiểm soát tốt, khí CO có thể phát thải ra môi trường gây nguy hiểm cho sức khỏe con người và vi phạm quy chuẩn môi trường.
Biện pháp xử lý khí CO từ lò đốt
- Sử dụng buồng đốt thứ cấp: Đốt lại khí CO và các khí cháy chưa hoàn toàn bằng cách cấp thêm oxy và nhiệt.
- Sử dụng quá trình xúc tác oxy hóa: Dẫn khí qua lớp xúc tác (thường là Pt, Pd hoặc Cu) để chuyển CO thành CO₂ ở nhiệt độ thấp hơn (~200–400°C).
- Sử dụng vật liệu hấp phụ: Dùng vật liệu hấp phụ như than hoạt tính kết hợp kim loại xúc tác để hỗ trợ oxy hóa CO.
Biện pháp phòng ngừa, giảm thiểu khí CO
- Cung cấp đủ lượng oxy.
- Kiểm soát nhiệt độ cháy tối ưu (thường > 850°C).
- Thiết kế buồng đốt hợp lý để tăng thời gian lưu khí.
1.3. Khí NOx
Khí NOx (gồm NO và NO₂) là một trong những khí độc hại chính phát sinh trong quá trình đốt cháy ở nhiệt độ cao, như trong lò đốt rác, lò đốt công nghiệp. NOx gây ra mưa axit, ô nhiễm không khí, ảnh hưởng nghiêm trọng đến hệ hô hấp và môi trường. Dưới đây là các phương pháp xử lý NOx phổ biến trong hệ thống lò đốt:
Biện pháp xử lý khí NOx
- Có thể sử dụng vật liệu kết hợp xúc tác và hấp phụ trong hệ thống lọc khí (ít hiệu quả hơn SCR/SNCR).
- Dẫn NH₃ hoặc urê trực tiếp vào vùng có nhiệt độ 850–1.100°C trong khí thải.
Biện pháp giảm giảm phát sinh NOx trong buồng đốt
- Kiểm soát nhiệt độ cháy: NOx chủ yếu hình thành ở nhiệt độ > 1.200°C. Giảm nhiệt độ đỉnh và phân bố nhiệt đều trong buồng đốt giúp hạn chế tạo NOx.
- Đốt phân tầng: Chia quá trình đốt thành nhiều giai đoạn: đầu tiên đốt thiếu oxy, sau đó cấp oxy để đốt hoàn toàn, giúp giảm nồng độ oxy và nhiệt độ cục bộ → giảm sinh NOx.
- Tuần hoàn khí thải: Dẫn một phần khí thải quay lại buồng đốt để hạ nhiệt độ cháy và nồng độ oxy.
1.4. Khí Sulfur dioxide (SO₂)
Khí Sulfur Dioxide (SO₂) là khí độc hại thường phát sinh trong quá trình đốt cháy nhiên liệu chứa lưu huỳnh (như than, dầu, rác có chứa cao su, nhựa…). SO₂ gây kích ứng đường hô hấp, là nguyên nhân chính của hiện tượng mưa axit, ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe (gây kích ứng mắt, mũi, cổ họng, ảnh hưởng nghiêm trọng đến hệ hô hấp) và môi trường.
Biện pháp xử lý khí SO2 từ lò đốt
- Sử dụng hệ thống hấp thụ ướt: Cho khí thải tiếp xúc với dung dịch hấp thụ có tính kiềm (thường dùng vôi [Ca(OH)₂], đá vôi [CaCO₃], hoặc NaOH).
- Sử dụng hệ thống hấp thụ khô: Phun bột vôi (Ca(OH)₂) hoặc dùng hệ thống phun sương với vôi tôi vào dòng khí.
- Sử dụng phương pháp hấp phụ (ít phổ biến): Dùng than hoạt tính hoặc vật liệu hấp phụ đặc biệt để giữ lại SO₂. Chủ yếu dùng cho dòng khí có lưu lượng thấp hoặc nồng độ SO₂ thấp.
Biện pháp giảm giảm phát sinh khí SO2 trong buồng đốt
- Kiểm soát nguyên liệu đầu vào: Loại bỏ hoặc hạn chế nhiên liệu, rác thải có chứa lưu huỳnh như cao su, nhựa PVC, da thuộc, dầu thải công nghiệp…
- Trộn vôi trực tiếp vào buồng đốt: Thêm CaCO₃ hoặc Ca(OH)₂ vào buồng đốt cùng với chất thải để trung hòa SO₂ ngay khi hình thành.
- Tối ưu hóa quá trình cháy: Kiểm soát nhiệt độ, lưu lượng gió và thời gian lưu khí trong buồng đốt để đảm bảo cháy hoàn toàn, hạn chế sinh các khí độc.
1.5. Các chất độc hại khác
Khí axit
Lò đốt thường chứa nhiều khí thải mang tính axit, chúng dễ dàng kết hợp cùng với hơi nước, ngưng tụ và hòa tan trong nước. Khí axit này bao gồm NOx, SOx, HCl, hydro bromua, hydro florua và hydro iodua. Trong đó HCl và SO2 thường có trong dòng khí nên rất khó kiểm soát.
NOx, hydro florua và lưu huỳnh dioxit dưới vài trăm m3. Clo, brom và iot thường tồn tại dưới nồng độ thấp. Nên chỉ có thể kiểm soát khí SO2, HCl và axit halogen khác bằng thiết bị kiểm soát ô nhiễm APCD bổ sung.
Có 2 nguồn NOx từ quá trình đốt gồm nhiệt NOx và nhiên liệu NOx. Nhiệt NOx tạo thành do phản ứng của nito và oxy trong không khí cháy. Việc chuyển đổi nito thành NOx đều bị ảnh hưởng bởi nồng độ oxy cục bộ, nó ít nhạy cảm hơn với nhiệt độ so với NOx nhiệt. Có thể giảm mạnh nồng độ NOx bằng cách thiết kế lò hơi và thay đổi quá trình đốt cháy.
Thủy ngân
Kim loại nặng trong chất thải không bị thiêu hủy bằng cách đốt. Những nguyên tố kim loại có áp suất cao có thể chuyển thành pha hơi trong buồng đốt và có xu hướng ngưng tụ khi khí thải được làm mát. Chúng có thể hấp phụ lên các hạt mịn. Vì thế có khả năng thủy ngân vẫn còn tồn tại trong pha hơi trong phần kiểm soát ô nhiễm không khí của quá trình đốt, tùy thuộc vào nhiệt độ khác nhau.
Hầu như các loại thủy ngân tìm thấy trong chất thải đều dễ dàng bay hơi ở nhiệt độ cháy, với mức độ phân chia cao trong pha khí. Nhiều bằng chứng cho thấy thủy ngân tồn tại dưới dạng hơi nguyên tố ở nhiệt độ đốt trong lò hơi. Tốc độ làm lạnh trong hệ thống và nồng độ HCl/Cl2 ảnh hưởng lớn đến sự chuyển hóa thủy ngân thành clorua thủy ngân hòa tan trong nước.
Do đó mà việc phát thải thủy ngân được hạn chế bằng việc kiểm soát tỷ lệ chất thải bằng bộ lọc túi vải, ESP, máy lọc khí hoặc tháp xử lý khí thải kiểu ướt. Với thiết bị kiểm soát ô nhiễm không khí APCD được chứng nhận mang lại hiệu quả và khả năng kiểm soát tốt thủy ngân.
Hiệu suất tốt nhất của thiết bị này thường nằm ở dạng bão hòa hoặc thấp hơn. Nếu nhiệt độ càng thấp sẽ diễn ra quá trình ngưng tụ hơi và giảm áp suất thủy ngân đáng kể.
Và công nghệ để xử lý khí thải lò đốt rác hiện đại nhất có sử dụng phương pháp phun than hoạt tính dạng bột vào dòng khí để khử thủy ngân. Hoặc để tăng tỷ lệ loại bỏ thủy ngân > 90% thì người ta vừa kết hợp phun than hoạt tính dạng bột song song với thuốc thử kiềm ngược dòng thiết bị thu gom hạt khô/ túi lọc vải.
Nồng độ chì
Nồng độ Pb trong chất thải rất quan trọng vì nó được bảo toàn trong quá trình đốt cháy. Pb thường tồn tại trong lò đốt cùng với tro dưới đáy được thu lại dưới dạng tro bay hoặc thải ra ngoài dưới dạng các hạt mịn trong khí. Các dạng dễ bay hơi của chì như PbCl2 có thể hóa hơi hoàn toàn trong quá trình đốt cháy, trong khi các dạng khó bay hơi như PbO lại có xu hướng phân thành tro đáy trong buồng đốt sơ cấp.
Mức độ hóa hơi của chì rất quan trọng vì ảnh hưởng đến sự phân bố Pb. Đối với Pb không hóa hơi trong quá trình đốt hoặc phân thành tro phía dưới hoặc chuyển thành tro bay. Đối với Pb bốc hơi sẽ dễ phục hồi trong môi trường kiểm soát ô nhiễm ở hạ lưu làm mát và hấp thụ vào các hạt mịn hơn. Các hạt càng mịn thì càng khó loại bỏ khỏi dòng khí.
Và có 4 phương pháp để xử lý khí thải hiệu quả trong việc hạn chế phát thải Pb từ lò đốt:
- Hạn chế hàm lượng Pb của nguồn thải thông qua kiểm soát nguồn.
- Thiết kế và vận hành quá trình đốt để giảm thiểu Pb hóa hơi.
- Thiết kế và vận hành buồng đốt sơ cấp để giảm thiểu tro bay.
- Thiết kế APCD đúng kỹ thuật và vận hành tốt.
Ban biên tập website: congtyxulynuocthai.vn chân thành cảm ơn bạn đọc đã theo dõi bài viết!
