Công nghệ Lò đốt rác thải sinh hoạt

Lò đốt là lò nung để đốt chất thải. Lò đốt hiện đại bao gồm thiết bị giảm thiểu ô nhiễm như làm sạch khí lò. Có nhiều loại thiết kế nhà máy đốt lò: rào di chuyển, lò cố định, lò nung quay, và lò nung tầng sôi.

Đốt đống

Đốt đống là một trong những hình thức xử lý rác thải đơn giản và sớm nhất, bao gồm một đống vật liệu dễ cháy được xếp chồng lên nhau trên mặt đất và đốt cháy.

Các đống bị đốt cháy có thể và lan truyền lửa không kiểm soát được, ví dụ như gió cuốn thổi vật liệu ra khỏi đống vào các bụi cháy xung quanh hoặc lên các tòa nhà. Khi chất thải cháy chúng làm thay đổi dần cấu trúc của đống dẫn đến sụp đổ, lan rộng diện tích cháy. Ngay cả trong trường hợp không có gió, các loại than có trọng lượng nhẹ nhỏ có thể nâng đống bằng cách đối lưu, và luồn không khí vào trong cỏ hoặc lên các tòa nhà và gây cháy. Đốt đống thường không phân hủy hoàn toàn chất thải và gây ô nhiễm môi trường.

Đốt thùng

Thùng đốt  là một dạng đốt rác tư nhân được kiểm soát nhiều hơn, chứa vật liệu cháy bên trong một thùng kim loại, với một vỉ kim loại trên ống xả. Thùng ngăn ngừa sự lan truyền của vật liệu cháy trong điều kiện gió, và như là các chất dễ cháy được giảm chúng chỉ có thể lắng xuống thùng. Hệ thống xả thải giúp ngăn ngừa sự cháy lan ra của than. Thông thường, thùng 55-US-gallon (210 L) được sử dụng làm thùng đốt, có lỗ khoan lỗ khoan hoặc khoan quanh chân đế để hút không khí. Theo thời gian, nhiệt đốt nóng cao làm cho kim loại bị oxy hóa và rỉ sét, và cuối cùng bản thân thùng bị tiêu hao bởi nhiệt và phải được thay thế.

Việc đốt riêng các sản phẩm xen lu lô khô / giấy nói chung là sạch sẽ, không gây ra khói, nhưng nhựa thải trong rác gia đình có thể gây cháy và tạo ra mùi hôi thối và khói gây cay mắt. Hầu hết các cộng đồng đô thị đều cấm đốt thùng,  một số cộng đồng nông thôn cũng có thể bị cấm, đặc biệt là nơi cư dân không quen thuộc với thực tế nông thôn.

Lò đốt có rào di chuyển

Nhà máy đốt rác tiêu biểu cho chất thải rắn đô thị là lò đốt rào di chuyển. Các rào di chuyển cho phép chuyển động của chất thải thông qua buồng đốt để được tối ưu hóa để cho phép đốt cháy hiệu quả hơn và hoàn thành. Một nồi hơi rãnh di chuyển duy nhất có thể xử lý đến 35 tấn (39 tấn ngắn) chất thải mỗi giờ, và có thể hoạt động 8,000 giờ mỗi năm chỉ với một thời gian dừng để kiểm tra và duy trì khoảng một tháng thời gian. Lò đốt có rào di chuyển thường được gọi là lò đốt chất thải rắn đô thị.

Chất thải được đưa vào bởi một máy xúc qua "họng" của rào, từ nơi này chất thải tiếp tục di chuyển xuống qua rãnh tới hố lò ở đầu kia. Ở đây, tro được loại bỏ thông qua một khóa nước.

Một phần của không khí đốt (khí đốt sơ cấp) được cung cấp qua rãnh từ phía dưới. Luồng không khí này cũng có mục đích tự làm mát rãnh. Làm mát là quan trọng đối với sức mạnh cơ học của rào, và nhiều rãnh di chuyển cũng được làm mát bằng nước.

Không khí đốt thứ cấp được cung cấp vào nồi hơi ở tốc độ cao thông qua các vòi phun trên rây. Nó tạo điều kiện đốt cháy hoàn toàn các khí lò bằng cách tạo ra sự hỗn loạn để trộn tốt hơn và bằng cách đảm bảo một lượng dư oxy. Trong lò đốt lò đốt nhiều tầng, lò không khí thứ cấp được đưa vào buồng riêng ở cuối buồng đốt nguyên sơ.

Theo chỉ thị về lò đốt rác thải ở Châu Âu, các lò đốt phải được thiết kế để đảm bảo rằng khí lò đạt được nhiệt độ ít nhất là 850 °C (1.560 °F) trong 2 giây để đảm bảo sự phân hủy các chất hữu cơ độc hại. Để luôn luôn tuân thủ điều này, cần phải lắp đặt các vòi phụ trợ dự phòng (thường được bơm bằng dầu) được nung vào nồi hơi trong trường hợp giá trị gia nhiệt của chất thải trở nên quá thấp để tự đạt được nhiệt độ này.

Các khí lò sau đó được làm lạnh trong các thiết bị gia nhiệt, trong đó nhiệt được chuyển sang hơi nước, sưởi ấm hơi đến 400 °C (752 °F) với áp suất 40 bar (580 psi) để tạo ra điện trong tuabin. Tại thời điểm này, khí lò có nhiệt độ khoảng 200 °C (392 °F), và được đưa vào hệ thống làm sạch khí thải.

Tại Scandinavia, bảo trì định kỳ luôn được thực hiện trong mùa hè, nơi mà nhu cầu về sưởi ấm khu vực thấp. Thông thường, các lò đốt bao gồm một số "đường ống hơi" (nồi hõi và các thiết bị xử lý khí thải) riêng biệt, để chất thải tiếp tục được tiếp nhận tại một nồi hơi, trong khi các thiết bị khác đang được bảo dưỡng, sửa chữa hoặc nâng cấp.

Lò đốt có rào cố định

Lò đốt cũ hơn và đơn giản hơn là một lò gạch lát bằng mái kim loại cố định trên hố lò thấp hơn, với một lỗ ở phía trên hoặc bên để nạp và một lỗ khác ở bên để loại bỏ chất rắn không cháy (clinkers). Nhiều lò đốt trước đây được tìm thấy trong nhà chung cư đã được thay thế bằng máy nén thải.

Lò nung quay

Lò đốt lò quay được sử dụng bởi các đô thị và các nhà máy công nghiệp lớn. Thiết kế lò đốt có 2 buồng: buồng chính và buồng thứ cấp. Buồng chính trong lò đốt lò quay bao gồm một ống hình trụ lót bằng vật liệu chịu lửa. Lớp lót chịu lửa bên trong đóng vai trò như lớp hy sinh để bảo vệ cấu trúc lò. Lớp phủ chịu lửa này cần được thay thế theo thời gian. Sự dịch chuyển xi lanh trên trục của nó tạo điều kiện cho sự di chuyển của chất thải. Trong buồng sơ cấp, có sự chuyển đổi các phần rắn thành khí, thông qua sự bay hơi, chưng cất khô và các phản ứng đốt cháy một phần. Buồng thứ cấp là cần thiết để hoàn thành các phản ứng đốt cháy giai đoạn.

Các clinker tràn ra ở cuối xi lanh. Một ống khói, ga, quạt, vòi phun hơi nước cao cung cấp sự chênh áp cần thiết. Tro đi qua rào, nhưng nhiều hạt lại được mang cùng với các khí nóng. Các hạt và bất kỳ khí dễ cháy có thể được đốt cháy trong "bộ đốt sau".

Lò đốt tầng sôi

Một luồng không khí mạnh bị ép qua cát. Không khí qua cát cho đến khi đạt đến mức các hạt cát tách ra để cho không khí thông qua và trộn và sự tách giãn xảy ra, từ đó một tầng lỏng  được tạo ra và nhiên liệu và chất thải bây giờ có thể được đưa vào. Cát với chất thải hoặc nhiên liệu được xử lý trước được giữ lại trên dòng không khí bơm và có tính chất giống chất lỏng. Tầng sau đó pha trộn mạnh và tác động giữ các hạt nhỏ trơ và không khí ở trạng thái giống như chất lỏng. Điều này cho phép tất cả các khối lượng của chất thải, nhiên liệu và cát được lưu thông đầy đủ qua lò.

Đốt đặc biệt

Nhà máy xưởng mùn cưa của nhà máy sản xuất đồ nội thất cần nhiều sự chú ý vì chúng phải xử lý bột nhựa và nhiều chất dễ bắt lửa. Việc đốt cháy có kiểm soát, các hệ thống chống cháy trở nên thiết yếu vì bụi khi bị cháy giống với hiện tượng cháy của bất kỳ loại dầu khí lỏng nào.

Lò đốt chyển rác thành năng lượng

Nhiệt được sản xuất bởi lò đốt có thể được sử dụng để tạo ra hơi nước mà sau đó có thể được sử dụng để điều khiển một tuabin để sản xuất điện. Lượng năng lượng thực tế với rác thải đô thị ở VN có thể được sản xuất trên một tấn phế thải đô thị khoảng 0.4 MWh điện và 2 MWh của hệ thống sưởi ấm khu vực.  Như vậy, đốt khoảng 600 tấn/ngày) sẽ sản xuất khoảng 240 MWh điện / ngày (10 MW điện liên tục trong 24 giờ) và 1200 MWh năng lượng sưởi ấm mỗi ngày.