Sử dụng nhiệt phân trong các quá trình xử lý phế thải như một hướng tiềm năng đối với Cộng hòa Séc. Với việc lắp đặt các trạm thí điểm công nghệ này một cách không liên tục và sử dụng nhiệt độ thấp cũng đủ để thấy rõ việc áp dụng phương án xử lý phế thải này vẫn đang ở giai đoạn ban đầu tại quốc gia này. Tuy nhiên, với những thành công đã thu được tại một số công nghệ đã thử nghiệm, rất cần được Cơ quan Bảo vệ Môi trường CBM (EIA) thông qua để có thể đưa vào áp dụng đại trà hơn. Trên cơ sở đo đạc thực tế và luận cứ khoa học, những hoạt động và công trình của Viện IET tại Đại học Kỹ thuật VŠB của Ostrava sẽ hỗ trợ và đưa ra nhiều giải pháp để khắc phục những hạn chế liên quan đến công nghệ nhiệt phân trong xử lý phế thải hiện nay.
Một số trạm thí điểm đang hoạt động Tại Cộng hòa Séc, một vài nhà máy đã đề xuất phương án nhiệt phân phế thải đô thị hỗn tạp và lốp xe. Ý tưởng này đã được nhóm Envicrack thực hiện việc xây dựng, với sự hỗ trợ khoa học của VŠB – Đại học Kỹ thuật Ostrava. Theo đó, một dây chuyền mẫu đời đầu PYROMATIC để nhiệt phân phế thải đã xếp loại. Dây chuyền này có thể xử lý 50-100kg phế thải đã xếp loại mỗi giờ, hiện nay mô hình thí điểm này vẫn đang được vận hành thử nghiệm.
Nhiệt phân (Ostravska LTS, a.s., VBM-ĐH Ostrava, nhóm Envicrack) Nhà máy thí điểm xử lý phế thải, có sản lượng và năng lực xử lý 50-200kg/giờ các vật liệu phế thải. Một lò nhiệt phân được gia nhiệt dùng năm bộ mỏ đốt khí (propan) có thể đạt tới nhiệt độ vận hành tối đa 800°C. Thời gian tối thiểu lưu giữ vật liệu trong tổ máy là 30 phút. Vật liệu được nhiệt phân đã phân hóa tạo thành dư lượng cacbon thể rắn được gom lại trong hộp tro ở cuối dây chuyền nhiệt phân và các pha khí được dẫn dòng trong một tuyến ống từ lò nhiệt phân ra xy-clôn. Xy-clôn là một công cụ trong đó dòng khí được giảm nhanh tốc độ, các vật nhiễm rắn được tách ra do trọng trường. Khí đã làm sạch được dẫn tới ngăn làm nguội sơ cấp bằng bộ trao đổi nhiệt (khí nhiệt phân – không khí). Ngăn làm nguội thứ cấp gồm có một bộ trao đổi nhiệt (khí nhiệt phân – nước) tại đó khí được làm nguội sao cho không ngưng tụ trong các đường ống sau. Sản phẩm ngưng tụ từ làm mát khí nhiệt phân được thu gom lại trong một gian chứa pha lỏng nhiệt phân. Gian chứa này có trang bị một cơ cấu khuấy để chống lắng đọng các hydrocacbon nặng.
Toàn bộ tổ máy nhiệt phân được điều khiển từ một phòng điều khiển trang bị máy tính. Các sản phẩm đầu ra từ một ống nghiệm đặt tại điểm lấy mẫu được dẫn tới các hộp phân tích, tại đó H2, CO, CO2, CH4 được phân định.
Trong trường hợp quy trình BVM không kết thúc tại các trạm, lốp xe được áp dụng một máy thuận tiện cho quá trình nhiệt phân trong một chu trình kín sẽ xử lý lốp để tạo các phần tử rắn có hàm lượng cacbon cao, dầu nhiệt phân và các dây cốt thép trong lốp. Các lốp sau sử dụng không cần phải chuẩn bị trước trong mọi phương cách hóa học hay cơ khí nào trước khi đưa vào máy.
Máy xử lý nhiệt dùng cho phế phẩm cao xu và lốp xe sau sử dụng của Công ty Công nghiệp HOKS Toàn bộ nhà máy nhiệt phân được đặt trong một sườn xe di động đã tiêu chuẩn hóa (thường dùng cho các con-te-nơ) có cỡ 2.5 x 7.5m. Chiều cao của máy cả cửa đứng của buồng gia nhiệt khi mở là 4.2m.
Các bộ phận chính của máy gồm: buồng đốt (330 – 340oC) trong đó phân tách nhiệt cao xu cần (8,4m3); ngăn thông gió; làm lạnh ngưng tụ khí trong con te nơ hai vỏ (6m3); hệ điều khiển và an toàn; rổ khoang chất thải; buồng gia nhiệt trước.
Lượng lốp xe xử lý trong một quy trình là 500kg tạo ta các sản phẩm với 70% cacbon hạt (nhiên liệu có chứng chỉ), 20% dầu nhiệt phân (nhiên liệu có chứng chỉ) và 10% dây thép (nguyên liệu thư cấp).
Công nghệ đốt chất thải bằng hiệu ứng nhiệt phân là một công nghệ tiên tiến được thế giới (đặc biệt là các nước phát triển) sử dụng rộng rãi từ rất lâu (còn được gọi là công nghệ đốt có kiểm soát không khí)
Các trạm máy trong các quy trình của EIA Hiện nay việc đưa ra hai công nghệ tương tự đang được EIA hoàn tất những công đoạn cuối cùng. Công nghệ này sẽ sử dụng cùng một công cụ chuyển đổi nhiệt phế thải là dùng công nghệ nhiệt phâncó nhiệt độ thấp (dưới 4800C) còn được gọi là PTR 1000. Quá trình phân ly nhiệt chậm là để thu lượm toàn bộ sản phẩm. Việc tăng nhiệt độ trong nguyên liệu thô được điều chỉnh theo đường cong nhiệt độ, không bị sốc hóa học. Điều này liên quan đến các công nghệ không liên tục phải dùng một số tổ máy tùy theo các công suất đơn vị.
Công nghệ tái tạo năng lượng phế thải Đây là một thiết bị có thể xử lý được khoảng 20.500 tấn/năm lốp xe đã qua sử dụng cùng với các tổ máy đồng phát, 8,2 triệu/m3 khí (giá trị nhiệt khoảng 48 MJ/m3) được sản xuất có thể phát được 26.500MWh điện năng hàng năm. Nhiệt năng không được sử dụng, việc lắp đặt các bộ trao đổi nhiệt trong tổ máy đồng phát không được đề xuất. Sản lượng dự kiến của dầu nhiệt phân là 6.200 tấn/năm, của cacbon nhiệt phân là 8.200 tấn/năm.
Thiết bị sử dụng nguyên lý cân bằng trọng lượng theo vật liệu thô như sau:
Từ 1.000kg lốp xe => 330kg khí + 450kg dầu nhiệt phân + 220kg Cacbon.
Từ 1.000kg bùn đọng xử lý nước => 790kg dầu nhiệt phân + 160 kg Cacbon vụn nhiên liệu + 50kg khí sinh học (chủ yếu CH4).
Mục tiêu bao gồm tái sinh năng lượng và vật liệu của cao su trong lốp xe (phế thải chủng loại “O”) dùng phương pháp phân giải nhiệt trong một nhà máy kín. Phế thải là nguyên liệu để phân giải nhiệt qua một công nghệ kín và đầu ra sẽ bao gồm tồn dư rắn (phụ phẩm – cacbon nguyên chất, kim loại, những thành tố khí và lỏng).
Toàn bộ nhà máy công nghệ gồm: một khu vực thủ công, các máy nghiền ép phế liệu có lưới sàng dọc, bốn tổ lò PTR 1000,bốn kho lưu khí dạng túi (40.000 m3) và tổng số 18 tổ máy đồng phát trong sáu con te nơ (ba tổ một cụm) và một trạm biến áp kiểu kín đặt dưới đất.
Tổ máy thu hồi công nghệ nhiệt phân TCN (PTR) bán lưu động bao gồm các mô đun nhiệt và làm mát. Để đạt công suất một tấn phế thải mỗi giờ, mỗi mô đun có kích cỡ của con-te-nơ vận chuyển 20 ft.
Công nghệ thu hồi năng lượng của phế thải Nhà máy phải xử lý khoảng 10.240 tấn phế thải đô thị trước phân loại (loại bỏ phế liệu trơ và sinh học), trong đó vào khoảng 1.000 tấn (10%) là các lốp xe hỏng. Việc vận hành các tổ máy đồng phát được lưu ý. Nhà máy sẽ sản xuất 4,1 triệu m3 khí hàng năm (nhiệt trị khoảng 48 MJ/m3), có thể dùng sản xuất 11.776 MWh. Nhiệt năng dư 4.334 GJ/năm sẽ dùng được để sưởi ấm các toà nhà lân cận. Dầu và sản vật rắn dùng làm nhiên liệu và cũng bán thương mại (đối với nhiên liệu lỏng SIMUL TPO 1, nhiên liệu rắn SIMUL TUD 1).
Thiết bị công nghệ trong trạm bao gồm: khu vực thủ công, các máy nghiền ép có lưới càng dọc trong một ngăn riêng, hai tổ máy nhiệt phân PTR 1000 đặt ở ngăn thứ hai, sáu kho khí trong các con te nơ và tổng cộng tám tổ máy đồng phát, cũng đặt trong các con te nơ. Chỉ có trạm biến áp kín là đặt trên mặt đất. Nhà máy sử dụng 1.000kg nguyên liệu (phế thải đô thị phù hợp và 10% lốp xe) xử lý trong hai giờ.
Kinh nghiệm vận hành công nghệ nhiệt phân tại Slovakia Slovakia là thành viên của Liên minh châu Âu (EU), vì vậy nước này có nhiều kinh nghiệm xử lý nhiệt phân phế thải. Hiện Slovakia có hai nhà máy đang được vận hành.
Cụ thể, nhà máy xử lý nhiệt phế thải tại Lieskovec u Zlovena, do Công ty eMTrade Co. vận hành. Nhà máy xử lý lốp xe đã qua sử dụng thông qua quy trình nhiệt phân. Sản phẩm đầu ra là dầu nhiệt phân, cacbon nhiệt phân và dây thép sạch. Đồng thời, năng lượng của khí nhiệt phân sản phẩm cũng được sử dụng.
Nhà máy thu hồi sản vật tại Dunajská Streda – Mliečany, do Công ty Dron Sklady, Ltd., Šamorín vận hành. Dây chuyền công nghệ phân ly nhiệt polymer DSSC/SCA nhằm xử lý phế thải chứa vật thể hữu cơ, ưu tiên cho lốp xe. Tổng công suất của nhà máy là 15.000 tấn/năm, với sản lượng phế thải thu được là 2.000 kg/giờ. Xử lý phế thải thực hiện trong tám lò phản ứng, trong đó ba lò hiện đang hoạt động. Thực chất công nghệ là vật liệu polime được phân tách nhiệt trong một lò phản ứng liên tục có nhiệt độ tăng dần. Toàn bộ phế thải được xử lý đều thuộc chủng loại “O”.
Các sản phẩm đầu ra được sử dụng trong lĩnh vực như: cốc nhiệt phân – dung pha chế trong công nghiệp hóa chất, chất dẻo, than đen cho công nghiệp cao su (33-40%); các phân tố lỏng – nguồn tự nhiên cũng như các hỗn chất tổng hợp phức tạp, có thể dùng trong ngành hóa dầu (33-55%); khí nhiệt phân – đáp ứng nhu cầu quy trình phát nhiệt và điện cho bản thân nhà máy (5-30%); dây thép – nguyên liệu thứ cấp cho ngành luyện kim (7-15%).
Công nghệ này đang được một số công ty khác của Slovakia nghiên cứu nhằm chuẩn bị áp dụng rộng rãi hơn tại quốc gia này.
Kết luận Sử dụng nhiệt phân trong các quá trình xử lý phế thải như một hướng tiềm năng đối với Cộng hòa Séc. Với việc lắp đặt các trạm thí điểm công nghệ này một cách không liên tục và sử dụng nhiệt độ thấp cũng đủ để thấy rõ việc áp dụng phương án xử lý phế thải này vẫn đang ở giai đoạn ban đầu tại quốc gia này. Tuy nhiên, với những thành công đã thu được tại một số công nghệ đã thử nghiệm, rất cần được Cơ quan Bảo vệ Môi trường CBM (EIA) thông qua để có thể đưa vào áp dụng đại trà hơn. Trên cơ sở đo đạc thực tế và luận cứ khoa học, những hoạt động và công trình của Viện IET tại Đại học Kỹ thuật VŠB của Ostrava sẽ hỗ trợ và đưa ra nhiều giải pháp để khắc phục những hạn chế liên quan đến công nghệ nhiệt phân trong xử lý phế thải hiện nay.
(Nguồn: nangluongvietnam.vn)
