Áp dụng công nghệ nhiệt phân trong xử lý phế thải tại CH Séc (phần 1)

19.02.14, 15:00 GMT+7

Dùng nhiệt phân để xử lý phế thải hiện nay vẫn đang đứng sau công nghệ không còn thải loại cũng như quá trình tái tạo và xử lý sinh học. Nhưng công nghệ nhiệt đang là một hướng đi tiềm năng, có vai trò không thể thay thế trong việc xử lý phế thải hiện nay. Tại Cộng hòa Séc, mặc dù không ít nghi ngại ban đầu về công nghệ nhiệt phân phế thải, nhưng một số mô hình vận hành thí điểm nhiệt phân và áp dụng công nghệ trong xử lý phế thải do Trường Đại học Kỹ thuật Ostrava và Cơ quan Thông tin Môi trường Praha ở Cộng hòa Séc tiến hành sẽ giúp Việt Nam có cái nhìn toàn diện hơn về công nghệ này.

Ap dung cong nghe nhiet phan trong xu ly phe thai tai CH Sec_01

Song song với quá trình cháy và khí hóa, quá trình nhiệt phân thuộc nhóm các quy trình chuyển đổi nhiệt – hóa

Dự án thu hồi năng lượng từ rác
Sự nghi ngờ về hiệu quả của xử lý rác thải từ công nghệ nhiệt phân tại Cộng hòa Séc xuất phát từ việc Chính phủ nước này đã cắt bỏ chính sách hỗ trợ phương pháp này trong chiến lược bảo vệ môi trường. Do vậy, tất cả các quá trình nhiệt được áp dụng vào lĩnh vực có khả năng tái tạo năng lượng phải đối mặt với sự phản ứng cộng đồng dân cư tại những vị trí lắp đặt các tổ máy nhiệt được đề xuất. Ngoại lệ, là các nhà máy đốt trộn rác thải đô thị đã được xây dựng tại ba vị trí của quốc gia này là khu vực ven Thủ đô Pra-ha, Brơ-nô và Li-bê-rec. Tuy nhiên, Bộ Môi trường nước này cho hay, nếu xử lý nhiệt phân mà chọn lọc các loại phế thải và rút gọn quy trình xử lý thì phương pháp này sẽ nhận được sự hỗ trợ từ Chính phủ. Đây cũng là cơ sở để Dự án IET – Thu hồi năng lượng từ rác thải do Viện Công nghệ Môi trường VCM (IET) thực hiện thí điểm.

IET là một trung tâm nghiên cứu mới và hiện đại, tập trung vào các phương pháp thu hồi năng lượng từ phế thải. Trung tâm nghiên cứu có tổng diện tích 2.729m², được xây dựng các phòng thí nghiệm nhằm thực hiện các dịch vụ cho toàn bộ dây chuyền công nghệ thu hồi năng lượng của phế thải, kể cả thức ăn không dùng hết. Trung tâm này cũng có các phòng thí nghiệm gia công phế thải, phòng thí nghiệm chuyên sâu vào các đặc điểm nhiệt – lý của phế thải, phòng thí nghiệm các phương pháp xử lý hạn chế oxy hóa, làm sạch khí – khói và các phòng thí nghiệm chuyên theo dõi – kiểm tra, phòng thí nghiệm các quy trình mô đun cho thu hồi năng lượng từ phế thải và phòng thí nghiệm quan trắc tác động của các hoạt động thu hồi năng lượng tới môi trường bao quanh. Các nhà máy và công nghệ thí điểm cũng như các phòng thí nghiệm được đặt tại tầng nền, các phòng thí nghiệm phân tích và phòng đào tạo nâng cấp sinh viên, nhân viên của viện và bộ máy điều hành đặt ở tầng hai và ba.

Thành lập trung tâm BAT
Cùng với đó, tại IET, Trung tâm BAT – một trung tâm khoa học mới cũng đang được chuẩn bị thành lập, nhằm tập trung vào các nhiệm vụ sau: sản xuất và gia công các kim loại; xử lý phế thải và điều vận phế thải; bảo vệ môi trường trong công nghiệp và các công nghệ an toàn; ngăn ngừa và kiểm tra ô nhiễm trùng lập tổ hợp; các kỹ nghệ tiện dụng nhất; đo đạc và thử nghiệm các trạm công nghệ; các phương pháp và khí cụ đo đạc.

Việc nghiên cứu, phát triển và các hoạt động sáng tạo sẽ được triển khai thông qua các dự án, nhiệm vụ chuyên sâu và đơn hàng. Để hoàn thành các chức năng chỉ định, BAT phối hợp với các trung tâm khác và các viện của Trường đại học Kỹ thuật Ostrava, các trường đại học khác, các viện khoa học và nghiên cứu khác và mọi tổ chức của Công hòa Séc và nước ngoài. Trung tâm BAT cũng sẽ có phòng thí nghiệm độc lập và phòng thí nghiệm được phép vô tư trung lập thực thi đo lường và kiểm định trong các phạm vi liên quan chuyên trách trong các chứng nhận được cấp.

Nhiệt phân là công nghệ thu gọn để xử lý phế thải
Hiện tại, trong lĩnh vực điều vận phế thải của Cộng hòa Séc, các quy trình xử lý rác thải đang được thu gọn, trong đó có phương pháp nhiệt phân. Theo đánh giá của các giới chuyên gia, nhiệt phân có điều kiện để phát triển nhưng đến thời điểm này vẫn chưa được thí nghiệm và vận hành công nghệ một cách tổng thể. Tuy hiện nay có nhiều tổ máy nhiệt phân đang hoạt động trên thế giới, nhưng phần lớn vẫn sử dụng than, sinh khối và phế thải chất dẻo. Vì vậy với các nhà máy thí điểm được xây dựng thường đi cùng với nhiều lo ngại của người dân.

Song song với quá trình cháy và khí hóa, quá trình nhiệt phân thuộc nhóm các quy trình chuyển đổi nhiệt – hóa. Những quy trình này rất khác nhau về lượng oxy trong phản ứng. Ngược lại với quá trình cháy và khí hóa, quá trình nhiệt phân được dùng để mở ra các công nghệ mới lại dựa vào việc phân tách các vật thể hữu cơ qua nhiệt không có mặt môi trường oxy hóa. Trong thực tiễn công nghệ, quy trình này thường được phân tách ra ba loại tùy theo nhiệt độ sử dụng: Các quy trình nhiệt độ thấp (<500°C), quy trình nhiệt độ trung bình (500 – 800°C), quy trình nhiệt độ cao (> 800°C). Trong quá trình phân ly nhiệt, sự ổn định của các vật chất phân tử cao bị giảm sút dẫn đến sự phân đoạn và các vật chất phân tử thấp được giải phóng. Trong tiến trình phân ly nhiệt, các chất liệu bay hơi cháy và đã tách ra khỏi phế phẩm chất liệu rắn.

Phế phẩm chất liệu rắn có thể là: lốp xe – phân loại như các phế thải khác; phế thải đô thị đã phân loại; các loại dầu nhờn khác nhau; cặn bùn xếp loại độc hại (cặn đáy các bể chứa chất liệu dầu mỏ; 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 và từ các quy trình xử lý nước thải khác; cặn nghiền; cặn đáy các bể chứa chất liệu dầu mỏ; 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 và từ các quy trình xử lý nước thải khác; cặn nghiền); cặn khác – các sản vật sau khi rửa và làm sạch khô, xử lý nước thải, khử cacbon, bể nhiễm khuẩn hầm hố và các loại cặn lắng không trong quy định độc hại và phế thải sinh khối.

Trong một quy trình nhiệt phân, sự phân ly nhiệt của các vật chất đầu vào thông thường nhận được ba sản phẩm chính: dư lượng cacbua hóa rắn, lắng đọng lỏng và khí nhiệt phân. Các sản phẩm đầu ra này có thể được dùng như nguyên liệu tái nhập đầu vào cho các xử lý tiếp theo, nhưng trước hết là phát nhiệt và phát điện.

Phế phẩm chất liệu rắn có thể là: lốp xe – phân loại như các phế thải khác; phế thải đô thị đã phân loại…

Phòng thí nghiệm các quy trình thu gọn và plasma VBM
Phòng thí nghiệm này được đặt tại Đại học Kỹ thuật Ostrava, nhằm xúc tiến các hoạt động nghiên cứu và hợp tác khoa học về các quy trình thu gọn, điều vận phế thải dựa trên cơ sở chuẩn định các điều kiện thí nghiệm, nội hàm đề xuất và xác nhận trong thực hành. Tất cả đều hướng đến mục tiêu thu hồi tối ưu chất liệu và năng lượng của phế thải hữu cơ được xử lý bằng phương pháp nhiệt phân, trong khi các tác động có thể xảy ra cho mọi môi trường bao quanh được hạn chế.

Theo đó, một nhà máy mô đun đã được xây dựng, bao gồm: các mô đun lò (ngang, đứng) có bộ phản ứng để phân ly nhiệt, mô đun máy phát plasma tự cấp năng lượng, mô đun bộ trao đổi nhiệt để làm mát các khí quy trình, mô đun bộ phản ứng xúc tác để phân tích các dẫn xuất halogen, mô đun máy trung hòa các thành phần acid, mô đun máy hấp thụ hút bụi và các phân tố rắn, mô đun của nhà máy tăng áp dòng các khí, các mô đun theo dõi liên tục và loại bỏ phản ứng các khí và mô đun điều khiển.

Việc hỗ trợ cho những công nghệ mới, sử dụng các quy trình thu gọn và hợp tác khoa học khả thi nhằm vào các lĩnh vực như: tối ưu hóa các quy trình nhiệt phân (cấp phối liên tục và đơn lẻ, các điều kiện nhiệt độ và thời hạn tương ứng) trên cơ cở sản lượng đầu ra được giám sát của vật liệu và năng lượng; các đề xuất và giải pháp kỹ thuật cho xây dựng các nhà máy này; đánh giá toàn cục về các tác động môi trường của các trạm nhiệt phân; tối ưu hóa các quy trình tổng hợp của xử lý nhiệt phế thải, hướng vào hiệu quả sản xuất năng lượng và vật liệu, giảm thiểu chất thải môi trường khả dĩ; các quy trình thu gọn và đồng phát để sản xuất năng lượng sạch; các quy trình hợp bộ dùng plasma và xúc tác, áp dụng chúng để làm giàu các khí có nhiệt trị thấp, các quy trình xử lý phế thải khác; nghiên cứu các điều kiện trong sử dụng plasma để xử lý trực tiếp các khí thải độc hại.

(Nguồn: renewableenergy.org.vn)

Ý kiến bạn đọc