Đốt rác phát điện là một công nghệ đang được sử dụng khá phổ biến và đem lại hiệu quả rất tốt tại các nước phát triển trên thế giới. Ở Việt Nam, tuy mô hình này chưa được sử dụng nhiều nhưng tiềm năng là rất lớn bởi tốc độ công nghiệp hoá, đô thị hoá diễn ra mạnh mẽ kèm theo là lượng chất thải từ các nguồn là rất lớn.
Lợi ích của việc đốt rác phát điện và hơi
Phương pháp chôn lấp truyền thống gây ra mối nguy hại rất lớn đối với bầu không khí, đất đai, nguồn nước và môi trường xung quanh.
Đốt rác phát điện là công nghệ xử lý rác thải tiên tiến, đang phát triển mạnh ở các nước phát triển. Sử dụng công nghệ này sẽ tạo ra nguồn năng lượng có ích từ rác thải, có 2 lợi ích to lớn nhất mà nó mang lại là:
- Lợi ích xã hội: giải quyết nhu cầu cấp bách về xử lý nguồn rác thải, giảm lượng rác thải, giảm ô nhiễm, tiết kiệm tối đa diện tích đất chôn lấp rác theo phương pháp truyền thống, từ đó cải thiện môi trường sống cho người dân và nâng cao cảnh quan đô thị.
- Về mặt lợi ích kinh tế: biến rác thành nguồn tài nguyên sản xuất ra điện và tổng hợp tái chế ra sản phẩm hữu ích cho cuộc sống. Dựa vào đặc điểm rác của thành phố, dự tính mỗi một tấn rác có thể sản xuất ra 300 – 400 kWh.
Quy trình hoạt động lò đốt rác phát điện
Thu gom và phân loại rác
Việc thu gom và phân loại rác thải là vấn đề quan trọng để xử lý rác hiệu quả. Đặc điểm chung của rác thải là tính chất đa dạng với nhiều loại hình từ kim loại, mảnh sành sứ, rác thải hữu cơ từ thực phẩm, giấy, nilon và các sản phẩm cao su, plastic và nhiều khi có cả đất đá nữa.
Chế biến rác thải thành nhiên liệu: Với đặc tính rác thải đa dạng như vậy, việc chế biến rác thải thành nhiên liệu bao gồm các công đoạn sau:
- Phân loại thành phần rác thải thành dạng cháy được bao gồm có các loại giấy, nilon, cao su, vv. Dạng hữu cơ ngâm ủ được bao gồm các loại phế thải rau, củ, quả và thực phẩm thừa, dạng chất trơ không cháy được bao gồm các loại đất đá, sành sứ, vật liệu xây dựng, vv. Việc phân loại này chỉ có thể thực hiện một cách tương đối với các hệ thống máy phân loại hiện nay.
- Các hợp chất cháy được có thể được tách ra cho ráo nước để sấy khô, nghiền, chế biến thành các viên nhiên liệu hoặc đốt luôn tùy theo dạng công nghệ sử dụng.
- Các hợp chất hữu cơ có thể đem chôn lấp đúng kỹ thuật, hoặc ngâm ủ để sản sinh khí sinh học CH4 và sau đó đốt khí này trong lò hơi.
- Các chất trơ có thể đem chôn lấp.
Việc phân loại cũng có thể tách ra các chất, vật liệu có khả năng tái sử dụng, hoặc tái chế như nhựa, nilon, các loại kim loại để bán.
Đốt rác trong lò hơi để sản xuất hơi nước quá nhiệt
Việc đốt rác cần được thực hiện trong lò đốt rác đảm bảo các tiêu chuẩn theo quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về lò đốt chất thải rắn sinh hoạt QCVN61-MT: 2016/BTNMT, hoặc các quy chuẩn chuyên biệt khác cho rác thải công nghiệp, hay rác thải y tế.
Điều đáng chú ý là quá trình cháy sinh ra một lượng nhiệt nhất định, vì thế có thể tận dụng lượng "nhiệt thừa" này để biến thành năng lượng sử dụng cho các mục đích khác nhau như sấy, sưởi và các ứng dụng nhiệt năng trong công nghiệp. Tuy nhiên, do rất khó khăn để có được các ứng dụng nhiệt năng này gần khu vực tập kết rác thải nên sản xuất điện năng sẽ là ứng dụng mang tính thực tế cao nhất có thể triển khai.
Đối với mục tiêu sản xuất điện thì năng lượng sản xuất ra sẽ ở dạng hơi nước quá nhiệt. Như vậy lò đốt rác trong trường hợp này sẽ là một lò hơi sản xuất hơi quá nhiệt có khu vực buồng đốt đáp ứng được yêu cầu của một lò đốt rác thải sinh hoạt theo quy chuẩn kỹ thuật quốc gia của Việt Nam.
Lò hơi đốt rác phát điện được thiết kế theo dạng 2 buồng đốt, buồng đốt sơ cấp và buồng đốt thứ cấp, với buồng đốt sơ cấp được thiết kế theo dạng tầng sôi, có lớp cát chuyển động lên xuống bên trong và luôn duy trì ở nhiệt độ cao > 750 độ C, giúp cho nhiên liệu cháy kiệt, ổn định và tăng hiệu suất đốt. Buồng đốt thứ cấp được trang bị hệ thống đầu đốt, đảm bảo cho việc duy trì nhiệt độ luôn > 1050 độ C và đốt cháy hoàn toàn được hết các thành phần khí thải độc hại phát sinh ra do việc đốt rác và bùn thải.
Ngoài ra, lò hơi còn được trang bị hệ thống xử lý khói thải tiên tiến nhất thế giới, bao gồm: hệ thống phun Ure, hệ thống phun than hoạt tính, hệ thống tháp hấp thụ, hệ thống tháp hấp phụ và hệ thống lọc bụi túi, giúp cho việc xử lý khói thải một cách triệt để các chất độc hại như Furan, Dioxin, NOx và SO2, giúp cho khói thải ra môi trường luôn thỏa mãn QC30:2012/BTNMT.
Sử dụng hơi nước quá nhiệt để làm quay tua bin và phát điện
Hơi nước quá nhiệt sinh ra từ lò hơi sẽ được đưa tới tua bin ngưng hơi để làm quay tua bin. Tuabin gắn với máy phát điện sẽ sinh ra điện để phát vào lưới điện. Hơi nước sau khi giãn nở sinh công làm quay tua bin sẽ được ngưng tụ thành nước tại bình ngưng nhờ một nguồn nước làm mát bên ngoài và bơm trở lại lò hơi để hoàn thành một chu trình kín.
Sản phẩm đốt rác phát điện tiêu biểu ở Việt Nam
Hiện nay, nhiều nhà máy, tổ chức tại Việt Nam đã lựa chọn áp dụng công nghệ đốt rác phát điện trong xử lý chất thải rắn.
- Điển hình có Khu xử lý chất thải rắn ấp Trường Thọ, xã Trường Xuân, huyện Thới Lai của Cần Thơ.
- Nhà máy phân loại xử lý chất thải rắn, sản xuất điện và phân bón khoáng hữu cơ xã Lý Trạch, huyện Bố Trạch của Quảng Bình.
- Khu liên hợp xử lý chất thải Nam Sơn, Sóc Sơn, Hà Nội (nhà máy NEDO) với công suất xử lý 75 tấn/ngày chất thải công nghiệp và nguy hại, đồng thời tận dụng phát điện với công suất 1.930 kW.
- Nhà máy Đốt chất thải phát điện công suất 4.000 tấn/ngày tại Khu liên hợp xử lý chất thải Sóc Sơn, vận hành trong năm 2021.
- Nhà máy Đốt chất thải phát điện công suất 1.500 tấn/ngày tại Khu xử lý chất thải rắn Xuân Sơn, dự kiến vận hành từ tháng 4/2023.
- Thành phố Hồ Chí Minh với dự án Nhà máy đốt chất thải phát điện Tâm Sinh Nghĩa tại Khu xử lý chất thải Tây Bắc xã Phước Hiệp, huyện Củ Chi, có công suất xử lý đốt chất thải phát điện 2.000 tấn/ngày đêm.
- Đồng Nai với dự án Điện chất thải Vĩnh Tân có công suất xử lý 600 tấn chất thải/ngày, công suất phát điện 30MW.
- Dự án đốt chất thải rắn kết hợp phát điện của Công ty Waste to Energy Pte.Ltd. (Singapore).
- Dự án đốt chất thải rắn kết hợp phát điện tại TP.HCM, tỉnh Bà Rịa Vũng Tàu, Khu kinh tế Dung Quất của Công ty Fluid Tech (Australia).
- Dự án xử lý rác bằng nhiệt phân (Liên doanh giữa Công ty Đại Lâm và Entropic Energy Co, Hoa Kỳ).
- Và còn nhiều dự án và ứng dụng đốt rác phát điện kết hợp xử lý rác thải để tự cung của các nhà máy giấy, các các nhà máy sản xuất.
Trên đây là một số thông tin về công nghệ đốt rác phát điện mà Lò hơi Bách Khoa cung cấp tới bạn. Khi có nhu cầu tìm hiểu thêm hay sử dụng công nghệ này, hãy liên hệ với chúng tôi qua hotline để được tư vấn.
