Tải bản đầy đủ

CÔNG NGHỆ KHÍ HÓA TRONG XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN

CÔNG NGHỆ KHÍ HÓA TRONG
XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN


I. Đặt vấn đề
Chất thải rắn nếu không được quản lý tốt sẽ làm mất vệ sinh môi trường đô thị,
gây ô nhiễm và chứa đựng nguy cơ tiềm ẩn gây nguy hại đối với sức khỏe con người
cũng như các hệ sinh thái. Kinh nghiệm của các nước trên thế giới đã chứng tỏ quy
trình công nghệ quản lý chất thải rắn phải bắt đầu được phân loại từ nguồn. Trên cơ sở
đó áp dụng các biện pháp xử lý khác nhau nhằm đảm bảo tận dụng được các loại rác
có thể tái chế, tái sử dụng, đồng thời xử lý triệt để các chất thải nguy hại.
Rất nhiều nước đang tìm kiếm công nghệ mới trong xử lý rác thải do thiếu các
khu chôn lấp như tăng cường các quy chế của quốc gia, đạt được mục tiêu giảm thiểu
khí thải gây hiện tượng nóng lên toàn cầu, tăng cường nghĩa vụ của người phát thải.
Xử lý rác thải bao hàm động cơ mang tính môi trường, kinh tế, chính trị và xã hội. Xử
lý rác thải hiện nay đang sử dụng làm giảm đáng kể những hạn chế của thiếu khu chôn
lấp và giảm chi phí xử lý rác thải như các chất có hại và tro phát sinh trong quá trình
xử lý.
Ứng dụng công nghệ khí hóa để xử lý chất thải rắn đang ngày càng được áp dụng
rộng rãi trên thế giới. Tuy nhiên, ở nước ta công nghệ khí hóa vẫn còn khá mới mẻ. Vì
vậy, đề tài đã tập trung nghiên cứu công nghệ khí hóa để xử lý chất thải rắn hiện nay.

Nếu công nghệ này được ứng dụng rộng rãi ở Việt Nam sẽ cải thiện đáng kể chất
lượng môi trường sống cũng như sức khỏe của người dân.
II. Tổng quan
2.1 Giới thiệu phương pháp nhiệt
2.1.1 Khái niệm và phân loại phương pháp nhiệt
Xử lý CTR bằng phương pháp nhiệt là quá trình sử dụng nhiệt để chuyển hóa
chất thải từ dạng rắn sang dạng khí, lỏng và tro... đồng thời giải phóng năng lượng
dưới dạng nhiệt.
Phân loại hệ thống xử lý CTR bằng phương pháp nhiệt: Các hệ thống xử lý CTR
bằng nhiệt được phân loại dựa trên nhu cầu sử dụng không khí bao gồm:
-

-

Quá trình đốt được thực hiện với một lượng oxy không khí cần thiết vừa đủ để
đốt cháy hoàn toàn CTR gọi là quá trình đốt hoá học.
Quá trình đốt được thực hiện với dư lượng không khí cần thiết được gọi là quá
trình đốt dư khí.
Quá trình đốt không hoàn toàn CTR dưới điều kiện thiếu không khí và tạo ra
các khí cháy như cacbon monooxide (CO), hydrogen (H2) và các khí
hydrocacbon gọi là quá trình khí hoá.
Quá trình xử lý CTR bằng phương pháp nhiệt trong điều kiện hoàn toàn không
có oxy gọi là quá trình nhiệt phân.


Như vậy, xử lý CTR và CTR nguy hại (chất thải y tế, thuốc bảo vệ thực vật, chất
thải nhiễm dầu) bằng phương pháp đốt là một phương pháp hiệu quả và hiện nay được
sử dụng khá phổ biến.
2.1.2 So sánh các phương pháp nhiệt
Quá trình khí hóa đại diện có những tiến bộ đáng kể so với đốt. Để hiểu được lợi
thế của khí hóa khi so sánh với thiêu đốt, điều quan trọng là phải hiểu sự khác nhau
giữa hai quá trình:
-

-

Thiêu hủy theo nghĩa đen có nghĩa là sản phẩm cuối cùng là tro. Thiêu hủy sử
dụng MSW như một nhiên liệu, đốt nó với khối lượng lớn không khí tạo thành
carbon dioxide và nhiệt. Trong một nhà máy sử dụng thiêu đốt chất thải thành
năng lượng, các khí nóng được sử dụng để làm cho hơi nước, sau đó được sử

dụng để tạo ra điện.
Khí hóa chuyển đổi MSW thành khí tổng hợp có thể sử dụng, hoặc khí tổng
hợp. Quá trình sản xuất khí tổng hợp này đã làm cho khí hóa khác biệt so với
việc tiêu huỷ. Trong quá trình khí hóa, MSW không phải là một loại nhiên liệu,
nhưng là nguyên liệu cho quá trình chuyển đổi hóa học ở nhiệt độ cao. Thay vì
chỉ sản xuất nhiệt và điện trong nhà máy thiêu đốt chất thải thành năng lượng
sử dụng, khí tổng hợp trong quá trình khí hóa có thể được biến thành các sản
phẩm thương mại giá trị cao hơn như nhiên liệu vận tải, hóa chất, phân bón, và
thay thế khí đốt tự nhiên. Thiêu hủy không thể đạt được điều này.

Một trong những mối quan tâm đối với đốt MSW là sự hình thành và cải thiện
dioxin và furan( C4H4O) độc hại, đặc biệt có chứa trong nhựa PVC. Những độc tố này
kết thúc trong dòng thải bằng ba con đường:
-

Bằng cách phân hủy các bộ phận nhỏ hơn của các phân tử lớn hơn.

-

Bằng cách "tái tạo" khi các phân tử nhỏ kết hợp với nhau;

-

Đi qua các lò đốt mà không có sự thay đổi.

Thiêu hủy không cho phép kiểm soát các quá trình này. Một trong những lợi thế
quan trọng của quá trình khí hóa là khí tổng hợp có thể được làm sạch các chất ô
nhiễm trước khi sử dụng. Các khí đốt tổng hợp có thể được sử dụng trong các động cơ
pít-tông hoặc tua bin để phát điện hoặc tiếp tục chế biến để sản xuất hydro, khí tự
nhiên thay thế, hóa chất, phân bón hoặc nhiên liệu giao thông, như ethanol.
Tro sản xuất từ khí hoá là khác nhau đối với các lò đốt khác nhau. Tro lò đốt có
thể được sử dụng thay vì thải bỏ ở các bãi chôn lấp. Trong quá trình nhiệt cao khí hóa,
tro chảy ra dưới dạng nóng chảy, sau đó được dập tắt làm mát, tạo thành thủy tinh, xỉ
không thấm nước, có thể được sử dụng để sản xuất xi măng, tấm lợp mái nhà, như một
chất độn nhựa. Một số thiết bị khí hóa được thiết kế để phục hồi các kim loại nóng


chảy trong một dòng riêng biệt. Tận dụng công nghệ khí hóa để tăng cường tái chế các
sản phẩm.
2.2 Phương pháp khí hóa chất thải rắn
2.2.1 Khái niệm
Khí hóa là một quá trình nhiệt hóa để tạo ra một sản phẩm dạng khí, làm giàu
nguồn nhiên liệu (Alexander Klein, 2011). Khí hóa là việc chuyển đổi nhiệt của bất
kỳ vật liệu nào chứa carbon với một lượng nhỏ không khí hoặc oxy trong buồng nhiệt,
thành một hỗn hợp của các chất khí dễ cháy (hydro, CO, CO2 và một số hợp chất vi
lượng) được gọi là khí tổng hợp. Khí tổng hợp có thể đạt giá trị nhiệt từ 200-500
BTU/CF và có thể được sử dụng làm nhiên liệu cho sản xuất năng lượng hoặc tiếp tục
xử lý để sản xuất nhiều loại nhiên liệu và hóa chất khác (GBB, 2013).
2.2.2 Nguyên lý cơ bản của quá trình khí hóa
Đầu tiên, các nguyên liệu được đồng nhất thành các hạt nhỏ hơn sau đó được đưa
vào bộ khí hóa.
Bất kỳ bộ khí hóa nào, đều được thiết kế gồm 2 giai đoạn để sản xuất ra một loại
khí nhiên liệu có thể sử dụng được:
-

-

Trong giai đoạn đầu tiên, nhiệt phân giải phóng các thành phần dễ bay hơi của
nhiên liệu ở nhiệt độ 200 - 760°C (400-1,400°F). Các sản phẩm phụ của quá trình
nhiệt phân mà không bay hơi được bao gồm chủ yếu là carbon cố định và tro.
Trong giai đoạn thứ hai, carbon còn lại sau khi nhiệt phân tham gia vào một trong
hai phản ứng với hơi nước, hydro hoặc đốt với không khí hoặc oxy tinh khiết. Giai
đoạn này thực hiện ở 480 - 1650°C (900 - 3000°F). Cặn rắn được lấy ra từ đáy của
buồng phản ứng.
Các phản ứng cơ bản của quá trình khí hóa:
1) C + O2→ CO2

-393 kJ/mol (tỏa nhiệt)

2) C + H2O → CO + H2

+131 kJ /mol (thu nhiệt)

3) C + CO2→ 2CO

+172 kJ/mol (thu nhiệt)

4) C + 2H2→ CH4

-74 kJ/mol (tỏa nhiệt)

5) CO + H2O→ CO2 + H2

-41 kJ/mol (tỏa nhiệt)

6) CO + 3H2→ CH4 + H2O

-205 kJ/mol (tỏa nhiệt)

(Krigmont, 1999)
Tất cả các phản ứng này có thể xảy ra theo chiều nghịch và tỉ lệ phụ thuộc vào
nhiệt độ, áp suất và nồng độ oxy trong các lò phản ứng.


2.2.3 Sản phẩm của quá trình khí hóa
Sản phẩm của quá trình khí hóa với không khí là một hỗn hợp khí nhiên liệu có
nhiệt trị thấp và giàu khí Nitơ.
Sản phẩm của quá trình khí hóa với oxy tinh khiết tạo ra một hỗn hợp khí chất
lượng cao hơn bao gồm CO và H2 và hầu như không có Nitơ.
Khí hóa bằng hơi nước thường được gọi là "phương pháp đổi mới" và sản phẩm
tạo ra là khí tổng hợp giàu H2 và CO2. Thông thường, phản ứng tỏa nhiệt giữa carbon
và oxy cung cấp năng lượng nhiệt cần thiết để vận hành quá trình nhiệt phân và phản
ứng khí hóa các sản phẩm phụ không bay hơi. (Eren, 2002).
2.2.4 Sơ đồ công nghệ

Hình . Sơ đồ công nghệ quá trình khí hóa chất thải rắn
(Nguồn: Gasification Technologies Council, 2011)


Nguyên liệu đầu vào:
Khí hóa được sử dụng trên toàn thế giới để chuyển đổi các nguồn nguyên liệu
khác nhau cho ra các sản phẩm điện, nhiên liệu và hóa chất. Các nguyên liệu khác
nhau bởi nhiều đặc tính, chẳng hạn như lượng năng lượng, kích thước, hình dạng,
thành phần hóa học, khối lượng riêng, thành phần tro, và độ ẩm.
Chất thải rắn là một nguyên liệu không tốn phí, phong phú và cơ bản nó là
nguyên liệu tái tạo. Thành phần của các chất thải có thể thay đổi tùy theo cộng đồng
dân cư, nhưng sự khác biệt tổng thể là không đáng kể.
Một số nguyên liệu được sử dụng phổ biến:


Rác thực phẩm



Than cốc dầu mỏ



Gỗ viên, mạc cưa



Phế phẩm nông nghiệp



Chất thải nhôm



Cỏ



Nhựa



Vỏ, cùi ngô



Chất thải công nghiệp



Cây trồng phế thải



Chất thải rắn đô thị



Rác nghiền



Refuse-Derived Fuel (RDF)



Bùn thải



Auto-Shredder Residue (ASR)



Dung dịch đen



Than

Không khí/oxy: Hầu hết các nhà máy khí hóa chất thải rắn đều sử dụng không
khí. Quá trình khí hóa sử dụng oxy tinh khiết cần phải có một đơn vị tách chiết khí
oxy dưới dạng khí hoặc lỏng, điều này không mang lại lợi ích kinh tế đối với các nhà
máy khí hóa quy mô nhỏ. Các máy thổi không khí được sử dụng để cung cấp oxy cho
các phản ứng khí hóa.
Bộ khí hóa: Trước khi vào bộ khí hóa, chất thải rắn thường được cắt nhỏ hoặc
nghiền thành hạt nhỏ. Sau đó, một số lượng kiểm soát không khí hoặc oxy (và hơi
nước đối với một số thiết bị khí hóa khác) được tiêm vào bộ khí hóa. Nhiệt độ trong
bộ khí hóa chất thải rắn thường dao động từ 1100 đến 1800°F. Tro và xỉ được vận
chuyển đến khu vực khác để xử lý.
Bộ làm sạch khí: Một số sản phẩm đầu ra của quá trình yêu cầu khí tổng hợp
phải được làm sạch dấu vết của các tạp chất. Khoáng vi lượng, bụi, lưu huỳnh, thủy
ngân và carbon không chuyển hóa có thể được loại bỏ để sử dụng cho các ngành công
nghiệp hóa chất và tinh chế. Hơn 95% thủy ngân có thể được lấy ra từ khí tổng hợp
bằng cách sử dụng các giá thể chứa than hoạt tính thương mại.


Khí tổng hợp sạch: Các khí tổng hợp sạch sau đó có thể được đưa đến nồi hơi,
động cơ đốt trong hoặc tua bin khí để sản xuất điện hoặc tiếp tục chuyển đổi thành hóa
chất, phân bón và nhiên liệu vận tải.
2.2.5 Phân loại
Hệ thống khí hóa truyền thống được biến đổi thành các biến thể khác, để phù hợp
cho các loại nguyên liệu hoặc sản phẩm ứng dụng cụ thể. Thiết kế cơ bản của từng
loại hệ thống được xây dựng dựa vào các buồng phản ứng với các nguyên liệu đầu
vào, nhưng mỗi loại có cơ chế nhiệt, sự thông khí và vị trí thu khí tổng hợp khác nhau.

Hình . Một số loại khí hóa
(Nguồn: GBB Diagram, 2012)
Khí hóa plasma là một dạng khác của công nghệ khí hóa, nó vẫn dựa trên mô
hình cấu trúc, sự sắp xếp của đường dẫn khí vào và vị trí thu khí tổng hợp của công
nghệ khí hóa nhưng thay đổi loại nguồn nhiệt sử dụng.
Bốn loại khác nhau của bộ khí hóa được mô tả chi tiết hơn như sau:
1. Updraft (Dòng lưu thông của tác nhân khí hóa và nguyên liệu ngược nhau
Một bộ khí hóa Updraft bao gồm các vùng làm khô, nhiệt phân, khí hóa, đốt cháy
một phần nguyên liệu đầu vào và được xếp chồng lên nhau thành vùng xác định rõ
ràng.
Trong kiểu hệ thống này, không khí được đưa vào từ đáy buồng và di chuyển
ngược dòng với sự chuyển động của các chất thải qua các vùng chuyển đổi. Các chất
khí được sản xuất di chuyển lên trên và được tách ra từ đỉnh của buồng. Sự chuyển đi
lên này của không khí và khí đốt cải thiện hiệu quả dòng khí nóng đi lên giúp để kiểm


soát nhiệt độ, hỗ trợ trong việc làm khô nguyên liệu, và cải thiện sự phối trộn của các
chất khí trong buồng. Bất lợi của hệ thống updraft là sự hiện diện của hắc ín trong khí
thô và việc nạp liệu không hiệu quả đối với một số nguyên liệu lớn hoặc không đồng
nhất.
Khí hóa tầng sôi là một loại khí hóa updraft. Trong thiết bị khí hóa này, nguyên
liệu được lơ lửng trong khí giàu oxy (kết quả tạo ra dòng lưu chuyển giống như chất
lỏng của khí và nguyên liệu trong buồng). Hệ thống treo cải thiện tốc độ truyền nhiệt
giữa khí và các nguyên liệu, cho phép tro rơi ra khỏi hệ thống treo thay vì được đưa
lên cùng với khí tổng hợp. Hệ thống tầng sôi có thể khí hóa nguyên liệu với tiềm năng
tạo thành tro ăn mòn mà không làm hỏng buồng. Ngoài ra, nó tạo ra năng suất nhiên
liệu cao hơn so với các loại khí hóa khác.
2. Downdraft (Dòng lưu thông của tác nhân khí hóa và nguyên liệu kết hợp)
Trong khí hóa Downdraft, không khí được đưa vào tại một phần giữa hoặc trên
cùng của buồng cấp, khí tổng hợp được lấy ra từ phần dưới cùng của buồng. Nhiệt
được thêm vào từ phía trên cùng của buồng, và nhiệt độ khí tăng khi di chuyển xuống
phía dưới. Các khí rời khỏi buồng ở nhiệt độ rất cao. Lượng nhiệt này có thể được
khai thác để sử dụng làm nóng phần trên của buồng. Trên đường ra của buồng khí
phải đi qua tro giúp làm giảm số lượng hắc ín trong khí tổng hợp.
Khí hóa dòng chảy lôi cuốn là một loại khí hóa Downdraft. Trong thiết bị khí hóa
này, nguyên liệu và không khí (hoặc oxy) được đưa vào ở mức độ cao trong buồng
nên chất oxy hóa nguyên liệu được phối trộn khi chúng di chuyển xuống phía dưới.
Loại khí hóa này hoạt động ở nhiệt độ cao và có hiệu quả cho việc chuyển đổi than đá
hoặc vật liệu dễ nghiền khác và khí tổng hợp có hắc ín rất thấp, vì các phản ứng xảy ra
dọc theo toàn bộ chiều dài của buồng.
3. Crossdraft
Trong khí hóa Crossdraft, cửa dẫn khí vào và thu khí ở trên các cạnh đối diện ở
giữa buồng. Đây là loại khí hóa ít phổ biến cũng như chúng sản xuất khí tổng hợp
nhiệt độ cao với tốc độ cao mà không có hiệu quả làm giảm CO2 như các loại khí hóa
khác. Các loại nguyên liệu cho các hệ thống này được giới hạn bởi việc thiết kế hệ
thống cho nhiên liệu tro thấp, chẳng hạn như gỗ, than cốc dầu khí, và than củi.
Khí hóa Crossdraft có nhiều ưu điểm như khí tổng hợp có hàm lượng CO cao,
hydro và methane thấp khi sử dụng các loại nhiên liệu khô, và thời gian khởi động
nhanh.


4. Plasma
Khí hóa Plasma được sử dụng trong các ngành công nghiệp đòi hỏi phải xử lý
chất thải nguy hại ở nhiệt độ cao. Nhiệt độ cao (lên tới 10.000 độ F) được tạo ra bởi
các ngọn đuốc plasma trong khí hóa.
Hai cấu hình khí hóa plasma khác nhau dựa trên việc áp dụng ngọn đuốc plasma
trong một phần của quá trình khí hóa. Loại thứ nhất là khí hóa plasma hỗ trợ và thứ
hai là plasma kết hợp với khí hóa nhiệt truyền thống.
Loại thứ nhất có các ngọn đuốc plasma trong buồng khí hóa nơi nhiệt sinh ra phá
vỡ liên kết hóa học trong nguyên liệu và tạo khí. Các nguyên liệu vô cơ phế phẩm
được thu gom tại đáy buồng khí hóa, chẳng hạn như một vật liệu trơ giống như thủy
tinh thích hợp cho xây dựng hoặc các ứng dụng tổng hợp khác. Hầu hết các thiết bị
khí hóa ngọn đuốc plasma được bố trí tương tự như một hệ thống updraft, nơi mà
nguyên liệu được đưa vào gần đầu của buồng, không khí hay oxi đưa vào giữa hoặc
cuối buồng, và khí tổng hợp được lấy ra từ đỉnh của buồng. Các nguyên liệu di chuyển
xuống dưới và vào những vùng nóng có cường độ cao tạo ra bởi những ngọn đuốc
plasma. Loại hệ thống này giúp ngăn ngừa sự hình thành hắc ín, khí tổng hợp vẫn còn
ở nhiệt độ rất cao (lên tới 1000°C) khi nó ra khỏi buồng.

Hình . Khí hóa plasma
(Nguồn: GBB Diagram, 2012)
Việc lựa chọn một loại khí hóa tối ưu cho một ứng dụng cụ thể phụ thuộc vào
các biến số như kích thước, độ ẩm, và giá trị năng lượng của nguyên liệu, loại và chất
lượng các sản phẩm mong muốn.


So sánh để chọn lựa các loại khí hóa:
Khả năng
xử lý nhiều
loại chất
thải với
thành phần
khác nhau

Kích
thước
mẫu
cho
phép

Độ
ẩm
(lớn
nhất)

(%)

Yêu
cầu
năng
lượng
hoạt
động

Thấp

> 80

Thấp

Vừa phải

< 4 in

~ 40

Trung
bình

Updraft

Rất cao

> 80

Thấp

Thấp

< 2 in

~ 50

Thấp

Tầng sôi

Cao

> 90

Vừa
phải

Rất thấp

< ¼ in

~ 10

Cao

Plasma

Rất thấp

> 90

Cao

Rất cao

-

> 50

Thấp

lôi Rất thấp

> 80

Thấp

Thấp

< 1/25
in

~ 10

Cao

Downdraft
plasma
Rất thấp
nâng cao

> 90

Vừa
phải

Cao

< 4 in

> 50

Thấp

Loại khí
hóa

Downdraft

Dòng
chảy
cuốn

Hắc ín
trong
khí
tổng
hợp

Hiệu
quả
làm
mát khí

Hàm
lượng
bụi

(%)

2.2.6 Ưu – nhược điểm của công nghệ khí hóa
Ưu điểm
Về mặt kinh tế
Khí hóa có thể được sử dụng để biến đổi những nguyên liệu có giá trị thấp như
than cốc dầu mỏ, hoặc chất thải rắn đô thị, thành các sản phẩm có giá trị như khí đốt
thay thế khí tự nhiên, điện, nhiên liệu, hóa chất, phân bón.
Khí hóa nhiên liệu mang tính linh động cao. Một nhà máy khí hóa có thể thay đổi
sự phối trộn của các nguyên liệu rắn, hoặc thay đổi nguyên liệu đầu vào tùy vào giá và
sự sẵn có của nguyên liệu.
Khí hóa có thể chuyển đổi chất thải rắn đô thị thành sản phẩm có giá trị giảm chi
phí quản lý chất thải và cung cấp một nguồn thu nhập từ việc biến đổi các chất thải trở
thành một nguyên liệu thương mại.


Khả năng sản xuất một số sản phẩm có giá trị cao tại cùng một thời gian.
Phụ phẩm khí hóa (lưu huỳnh và xỉ) có thể sử dụng để sản xuất. Ví dụ, lưu huỳnh
có thể được sử dụng trong sản xuất phân bón và xỉ có thể được sử dụng trong xây
dựng nền đường và vật liệu lợp.
Khí hóa làm giảm chi phí nhập khẩu nhiên liệu khí đốt tự nhiên đắt tiền bằng
cách sử dụng các nguồn lực trong nước để sản xuất các sản phẩm thay thế.
Khí hóa tạo ra ít khí thải hơn các công nghệ khác giúp giảm chi phí vận hành của
nhà máy.
Khí hóa không cạnh tranh với tái chế và trong thực tế, nó tăng cường việc tái
chế. Kim loại và kính phải được tách biệt khỏi dòng thải trước khi được đưa vào các
quá trình khí hóa và trở thành những nguyên liệu tái chế.
Về mặt môi trường
Công nghệ khí hóa kiểm soát khí CO2 dễ dàng hơn các công nghệ khác, có thể
thu gom và nén khí CO2 thành một sản phẩm thương mại.
Công nghệ khí hóa tạo ra ít chất thải hơn, các chất chứa Carbon hầu như biến
thành khí tổng hợp, những vật liệu trơ, xỉ và tro bị tách ra khỏi sản phẩm khí và sử
dụng làm nguyên liệu cho xây dựng. Ngoài ra, khoảng 99% lưu huỳnh tách ra từ công
nghệ khí hóa được sử dụng để sản xuất một số sản phẩm thương mại như axit sulfuric.
Khí hóa sử dụng ít hơn khoảng 14-24% nước để sản xuất điện từ than đá so với
công nghệ dựa vào than đá khác, và mất nước trong quá trình hoạt động ít hơn so với
các công nghệ dựa vào than đá khác từ 32-36%.
Khí hóa có thể chuyển đổi chất thải này thành điện năng và các sản phẩm làm
giảm hữu ích khác cần cho không gian bãi rác, giảm phát thải khí metan từ sự phân
hủy của các chất hữu cơ trong các bãi rác, và giảm nguy cơ ô nhiễm nước ngầm cho
các bãi chôn lấp.
Nhược điểm
Tốn kém chi phí đầu tư và phức tạp trong công tác vận hành vì có nhiều giai đoạn.
Nguyên liệu đầu vào phức tạp cần phải xử lý trước khi đưa vào hệ thống khí hóa.
Khí tổng hợp phải được làm sạch trước khi sử dụng.
Hiệu suất năng lượng tổng thể của quá trình này có thể được cải thiện nếu nhiệt
thải có thể được sử dụng bởi các ngành công nghiệp khác hoặc các nhà máy ngoại vi
nhưng điều này là khó khăn nếu nhà máy khí hóa bị cô lập.
Phục hồi và sử dụng tro đáy, xỉ, hắc ín, … trong các ứng dụng khác có thể có vấn
đề.


2.3 Ứng dụng của công nghệ khí hóa
Khí hóa đã được sử dụng trên toàn thế giới với quy mô thương mại hơn 75 năm
trong ngành công nghiệp hóa chất, lọc dầu và phân bón, và hơn 35 năm trong ngành
công nghiệp năng lượng điện. Nó hiện đang đóng một vai trò quan trọng trong việc
đáp ứng nhu cầu năng lượng trên khắp thế giới. Trong những điều chỉnh mới, khí hóa
đang được áp dụng trong các ứng dụng quy mô nhỏ hơn để giải quyết vấn đề xử lý
chất thải và trích xuất năng lượng có giá trị từ chất thải.
Khí hóa là một công nghệ năng lượng linh hoạt, đáng tin cậy và sạch, có thể biến
một loạt các nguyên liệu có giá trị thấp thành các sản phẩm có giá trị cao, giúp một
quốc gia giảm sự phụ thuộc vào nhập khẩu dầu và khí đốt tự nhiên, và có thể cung cấp
một nguồn phụ tải nền điện, thay thế tự nhiên khí đốt, nhiên liệu, phân bón, hóa chất
cần thiết cho sự tăng trưởng kinh tế.

Hình . Ứng dụng của công nghệ khí hóa

2.3.1 Sự phát triển công nghệ khí hóa chất thải rắn tại một số quốc gia trên thế
giới
Khí hóa tạo ra các sản phẩm hóa chất đã và sẽ là những ứng dụng khí hóa quan
trọng nhất trong tương lai gần. Một nghiên cứu gần đây được tiến hành bởi Higman và


Tam xác định rằng khoảng 25% amoniac trên thế giới và hơn 30% methanol của thế
giới hiện đang được sản xuất thông qua quá trình khí hóa (so với 10% trong mỗi
trường hợp mười năm trước đây).
Khí hóa nhiên liệu lỏng và khí ngày càng trở nên quan trọng. Trong khi nhu cầu
nhiên liệu giao thông (đặc biệt là xăng dầu) đã giảm ở Hoa Kỳ, nhu cầu ngày càng cao
ở các bộ phận khác trên thế giới, chủ yếu là châu Á. Khí hóa tạo khí đốt tự nhiên thay
thế cũng đã chuyển đến châu Á. Các nguồn cung cấp dồi dào của khí thiên nhiên rẻ
hơn ở Hoa Kỳ đã và đang thay đổi.
Các khu vực phân phối của khí hóa đã thay đổi đáng kể trong bốn năm trở lại
đây. Các nhà máy khí hóa được phân phối khá đồng đều giữa châu Á / Châu Úc, Châu
Phi / Trung Đông và Bắc Mỹ. Công suất khí hóa (cả hoạt động và đang xây dựng)
trong khu vực châu Á / Australia hiện nay vượt quá phần còn lại của thế giới cộng lại.
Động lực chính cho sự phát triển này là sự phổ biến và tăng trưởng dự kiến của các
ngành công nghiệp hóa chất, phân bón, và than hóa lỏng ở châu Á (chủ yếu là Trung
Quốc, Ấn Độ, Hàn Quốc, Malaysia, và Nhật Bản). Theo sau là Nam Phi và Qatar.
Hiện có hơn 272 nhà máy vận hành khí hóa trên toàn thế giới với 686 thiết bị khí
hóa và 74 nhà máy đang được xây dựng trên toàn thế giới có tổng cộng 238 thiết bị
khí hóa và sản xuất 83 MWth. Có 30 nhà máy khí hóa được đặt tại Hoa Kỳ. Hiện nay,
Trung Quốc là nơi có số lượng lớn nhất các nhà máy khí hóa.


2.3.2 Ứng dụng của sản phẩm khí hóa
Khí hóa đóng một vai trò quan trọng trong việc đáp ứng nhu cầu năng lượng ở
Mỹ và trên khắp thế giới. Các sản phẩm khí do khí hóa chất thải chứa các loại hắc ín
khác nhau, các loại hạt, halogen, kim loại nặng và các hợp chất kiềm. Chúng phụ
thuộc vào thành phần nhiên liệu và các quá trình khí hóa cụ thể. Phần lớn các nhà máy
hoạt động khí hóa trên toàn thế giới được thiết kế để sản xuất hóa chất và phân
bón. Sản xuất hóa chất là ứng dụng phổ biến nhất của khí hóa trên toàn thế giới. Các
ứng dụng phổ biến thứ hai là cho nhiên liệu lỏng.
Carbon monoxide và hydrogen là các thành phần chính của khí tổng hợp, và là
thành phần cơ bản của một số sản phẩm khác, chẳng hạn như nhiên liệu, hóa chất,
phân bón và thay thế khí đốt tự nhiên.
Ngoài ra, một nhà máy khí hóa có thể được thiết kế để sản xuất nhiều hơn một
sản phẩm tại một thời điểm (hợp tác sản xuất hoặc "polygeneration"), như điện, hóa
chất, (ví dụ, methanol và ammonia) hoặc điện và phân bón. Sự linh hoạt vốn có của
khí hóa để chạy các nguyên liệu khác nhau, để sản xuất một loạt các sản phẩm, và
đồng thời sản xuất các sản phẩm, tạo nên sự độc đáo giữa các công nghệ sản xuất.
Hóa chất và phân bón
Khí hóa hiện đại đã được sử dụng trong công nghiệp hóa chất từ những năm
1950. Thông thường, công nghiệp hóa chất sử dụng khí hóa để sản xuất methanol
cũng như hóa chất, chẳng hạn như amoniac và urê, tạo thành nền tảng của phân bón
nitơ-based. Phần lớn các nhà máy hoạt động khí hóa trên toàn thế giới sản xuất hóa
chất và phân bón. Một nghiên cứu gần đây đã xác định rằng hiện nay, lượng ammonia
được sản xuất bằng khí hóa chiếm khoảng 25% so với thế giới và lượng methanol
chiếm hơn 30% thế giới (Higman và Tam). Và, khi giá khí tự nhiên và dầu tiếp tục
tăng, đặc biệt là ở châu Á, công nghiệp hóa chất được phát triển thêm các nhà máy khí
hóa than để tạo ra những chất hóa học cơ bản.
Khí tổng hợp có thể được xử lý với hóa chất như methanol và hydro. Methanol
có thể được tiếp tục chuyển thành nhiên liệu khác nhau hoặc các hoá chất bao gồm
ethanol, acid acetic, formaldehyde, methyl acetate, thường được sử dụng trong các quá
trình công nghiệp và thương mại.


Hình . Một loạt các quá trình hóa học và kết quả đầu ra từ khí tổng hợp
Nhiên liệu
Khí hóa là nền tảng để chuyển đổi than, khí thiên nhiên và các nguyên liệu rắn
khác thành nhiên liệu vận chuyển như xăng, nhiên liệu diesel siêu sạch, nhiên liệu
máy bay phản lực, naphtha, và các loại dầu tổng hợp. Có hai con đường cơ bản được
sử dụng trong việc chuyển đổi than thành nhiên liệu động cơ thông qua quá trình khí
hóa. Trong lần đầu tiên, khí tổng hợp phải trải qua một quá trình bổ sung, (FT) phản
ứng Fischer-Tropsch, để chuyển đổi nó thành một sản phẩm dầu mỏ dạng lỏng. Quá
trình FT, với than làm nguyên liệu, được phát minh vào những năm 1920, được sử
dụng bởi Đức trong Thế chiến thứ II, và đã được sử dụng ở Nam Phi trong nhiều thập
kỷ. Ngày nay, quá trình này được sử dụng tại Malaysia và Trung Đông với khí thiên
nhiên để làm nguyên liệu.
Trong quá trình thứ hai, được gọi là Methanol thành xăng (MTG), khí tổng hợp
đầu tiên được chuyển đổi sang methanol và sau đó được chuyển thành xăng dầu bằng
phản ứng trên chất xúc tác. Một nhà máy MTG thương mại hoạt động thành công
trong năm 1980 và đầu những năm 1990 ở New Zealand và dự án hiện đang được phát
triển ở Trung Quốc và Mỹ.
Sản xuất điện
Đối mặt với các vấn đề tốn kém trong việc xử lý chất thải và nhu cầu năng
lượng, một số nước đang chuyển sang xử lý chất thải bằng công nghệ khí hóa, sau thời
gian kiểm tra và nhận thấy an toàn môi trường trong việc chuyển đổi năng lượng trong


MSW thành các sản phẩm hữu ích như điện, phân bón, vận chuyển nhiên liệu và hóa
chất. Tính trung bình, nhà máy sẽ chuyển đổi một tấn MSW thanh khoảng 550
kilowatt-giờ điện (năng lượng). Với công nghệ khí hóa, một tấn MSW có thể được sử
dụng để sản xuất lên đến 1.000 kilowatt-giờ điện, một cách hiệu quả hơn và sạch hơn
để tận dụng nguồn năng lượng này. Khí hóa có thể giúp thế giới quản lý chất thải, sản
xuất năng lượng và các sản phẩm cần thiết để thúc đẩy tăng trưởng kinh tế.
Các sản phẩm khí của khí hóa có thể được sử dụng làm nhiên liệu trong lò hơi,
pittông
động cơ và tua bin trong chu trình hỗn hợp để tạo ra điện.
Bảng . Tính toán lợi nhuận trên cơ sở sử dụng điện, bán điện, và chi phí xử lý
MSW. Những dữ liệu thu được dựa trên kinh nghiệm từ một nhà máy khí hóa plasma
nhiệt 10 TPD. Tất cả các chi phí được dựa trên giá của Hàn Quốc.
MẶT HÀNG

GIÁ TRỊ

Sản xuất điện (kWh / năm)

5.000 kW

Tiêu thụ điện năng

2.000 kW

Bán điện

3.000 kW

Ngày hoạt động mỗi năm

330 ngày

Giờ hoạt động mỗi ngày

24 giờ

Số tiền bán điện

23,8 triệu

Đơn giá bán điện

10,9 cent / kWh

Lợi nhuận từ việc bán điện

2,6 triệuUS $ / năm

Lợi nhuận từ việc xử lý MSW

3,6 triệuUS $ / năm

Tổng số lợi nhuận trên mỗi tấn MSW

187 $ US / tấn

2.3.2 Rào cản trong ứng dụng của công nghệ khí hóa
Do việc áp dụng công nghệ khí hóa để xử lý MSW là một khái niệm tương đối
mới, điều quan trọng là phải hiểu một số các rào cản đối với thương mại hóa. Các
phần sau đây thảo luận về một số các rào cản trên thị trường như chấp nhận thành
công, kinh tế của hệ thống, kinh nghiệm phát triển, và không chắc chắn về luật pháp.


Để khắc phục điều này và có được các giấy phép cần thiết và phê duyệt, các nhà
phát triển dự án phải tham gia thành công trong nỗ lực giáo dục và tiếp cận địa điểm
nhanh chóng.
Chi phí đáng kể và không chắc chắn - Vốn đầu tư và chi phí vận hành và bảo trì
là đáng kể, và kinh tế là một lý do chính cho số lượng hạn chế của các cơ sở quy mô
thương mại. Một số cơ sở khí hóa đã vượt qua thách thức này bằng cách tìm kiếm
nguồn tài chính thông qua quan hệ đối tác với các công ty thu gom và xử lý lớn hay
với chính quyền thành phố có quan tâm đến quyền sở hữu từng phần của công trình.
Kinh nghiệm điều hành hạn chế - MSW là một ứng dụng tương đối mới cho khí
hoá với rất ít cơ sở quy mô thương mại; nhiều nhà phát triển không có nhiều năm kinh
nghiệm phát triển và điều hành cơ sở quy mô thương mại. Sự thiếu kinh nghiệm làm
cho nó còn khó khăn hơn cho các nhà đầu tư và các bên liên quan để chấp nhận rủi ro
lớn hơn của việc thực hiện một cơ sở thương mại quy mô lớn hơn.
Lập pháp / pháp quy không chắc chắn - Việc phân loại quy định của các cơ sở
khí hóa là không phù hợp từ nhà nước đến nhà nước hoặc đô thị với đô thị. Hầu hết
các khu vực đòi hỏi các cơ sở xử lý chất thải đó phải được quy định như cơ sở vật chất
chất thải rắn của một loại hình cụ thể (ví dụ như tái chế, xử lý và chuyển giao). Các cơ
sở khí hóa thường xuyên không có một phân loại tách biệt. Hiện nay kế hoạch chất
thải rắn và các quy định được sửa đổi và để kết hợp sự phân biệt giữa khí hóa và đốt
cháy hàng loạt.
Yêu cầu nhiên liệu tái tạo - Đối với một cơ sở khí hóa để có đủ điều kiện cho số
nhận dạng năng lượng tái tạo (RINs), nó phải đáp ứng các yêu cầu cụ thể đối với chất
lượng nguyên liệu và quá trình thiết kế. Để cho sản phẩm nhiên liệu từ một cơ sở
chuyển đổi chất thải có đủ điều kiện để sản xuất và được bán như một loại nhiên liệu
tái tạo, cơ sở phải xác nhận rằng tất cả các vật liệu tái chế đã được gỡ bỏ từ các
nguyên liệu trước khi chế biến . Đây có thể là một thách thức đối với các cơ sở khí
hóa nhận chất thải hỗn hợp, và thế hệ RIN sẽ đòi hỏi phải xử lý trước rộng để đảm bảo
tái sinh đã được loại bỏ.
Mức độ của tiền xử lý cần thiết - các công nghệ khí hóa đa dạng có những yêu
cầu khác nhau cho các tiền xử lý của nguyên liệu. Tùy thuộc vào loại nguyên liệu,
điều này có thể bao gồm việc loại bỏ trơ (không cháy) vật liệu như kim loại và thủy
tinh và băm nhỏ và / hoặc làm khô của nguyên liệu. Chi phí tiền xử lý bổ sung - như là
trường hợp với bất cứ giá nào - sẽ ảnh hưởng đến kinh tế của các cơ sở này một cách
tự nhiên.


2.3.4 Cơ hội và thách thức trong tương lai của công nghệ khí hóa
1. Cơ hội
Công nghệ chuyển đổi nhiệt, bao gồm khí hóa, làm giảm đáng kể số lượng vật
liệu đòi hỏi phải xử lý. Điều này sẽ làm tăng tuổi thọ hữu ích của một bãi rác thành
phố và giảm phát thải khí nhà kính được tạo ra bằng cách vận chuyển và chôn lấp chất
thải. Cộng đồng đầy tham vọng đang hướng tới không rác thải chôn lấp, và do đó
được khám phá công nghệ chuyển đổi để cho phép chúng để phục hồi các vật liệu
không tái chế từ rác thải.
Yếu tố chính quyết định sự thành công của quá trình khí hóa của MSW như một
doanh nghiệp thương mại hữu hiệu bao gồm một nguồn cung cấp dồi dào của MSW
làm nguyên liệu, thành lập (và phát triển) thị trường cho các sản phẩm cuối cùng, và
nhà nước hỗ trợ và chính sách liên bang.
Công nghệ khí hóa cũng có khả năng sản xuất hóa chất, chẳng hạn như methanol
và / hoặc dimethyl ether (DME). Các giá trị của các sản phẩm chất lỏng trên điện
thành lập một cơ hội cho khí hoá mà không có sẵn để đốt cháy hàng loạt và các công
nghệ khác không có khả năng để tạo ra các sản phẩm nhiên liệu. Điện chỉ có thể được
bán cho lưới điện địa phương và các sản phẩm chất lỏng có thể được vận chuyển đến
các khu vực có thị trường mạnh mẽ hơn và có mức giá cao hơn cho nhiên liệu. Các thế
hệ nhiên liệu cũng cung cấp cho các cơ sở linh hoạt hơn về thời gian hoạt động, so với
thời gian chết; nhiều cơ sở sản xuất nhiên liệu có thể hoạt động trong quá trình thực
thi, như khối lượng sản phẩm là quan trọng hơn so với hoạt động liên tục. Các thị
trường mới nổi và mở rộng cho các sản phẩm được mong đợi của nhiều ngành công
nghiệp, chính phủ, và các tổ chức học tập để tiếp tục phát triển trong những năm tới,
khi cả hai nhu cầu về các loại nhiên liệu và các sản phẩm cụ thể cũng như các tổng
mạng thế hệ năng lượng phát triển.
Nguyên liệu linh hoạt - Khí hóa khả năng có thể xử lý cả chất thải hỗn hợp và
phần nhựa duy nhất của chất thải. Điều này làm cho công nghệ khí hóa hấp dẫn cho
các thành phố mà phải quản lý chất thải hỗn hợp và cho vật liệu tách biệt thương mại /
công nghiệp tạo ra và chất thải nhựa.
Nâng cao nhận thức về môi trường - Mặc dù chưa được chứng minh ở quy mô
thương mại, hồ sơ phát thải của các cơ sở khí hóa có thể cung cấp một số lợi ích so
sánh về công nghệ chuyển đổi chất thải khác. Như khí hóa hạn chế sự có mặt của oxy
trong quá trình phân hủy vật chất, nó hạn chế quá trình oxy hóa như là một nguồn
chính của chất gây ô nhiễm trong khí chuyển hóa nhiệt. Công ty cung cấp công nghệ
khí hoá cũng cho rằng việc sử dụng một số lượng nhỏ hơn của không khí trong khí
tổng hợp đốt so với đốt chất thải thông thường cũng có kết quả trong hiệu quả phục


hồi năng lượng cao hơn, giảm tắc nghẽn nồi hơi và ăn mòn, và hình thành tối thiểu
của các chất ô nhiễm như oxit nitơ.
2. Thách thức
Cùng với những cơ hội của công nghê được nêu ở trên, thì bên cạnh đó, sự thâm
nhập thị trường rộng rãi khí hóa vẫn tiếp tục phải đối mặt với một số thách
thức. Trong những năm qua, những thách thức khí hóa liên quan đến khí hóa và hỗ trợ
đơn vị sẵn có, khả năng hoạt động, và bảo trì đã được giải quyết với sự thành công
đáng kể, và hiện thực mới của quá trình khí hóa sẽ tiếp tục cải thiện trong lĩnh vực
này. Hiện nay, có lẽ thách thức còn lại quan trọng nhất là chi phí vốn tương đối cao
của các nhà máy khí hóa, đặc biệt là cho việc đầu tư vốn thấp yêu cầu đối với khí thiên
nhiên kết hợp chu kỳ sản xuất điện dựa trên kết hợp với giá gas tự nhiên thấp hiện
đang được kinh nghiệm trong nước chợ. Theo đó, công nghệ có thể làm giảm chi phí
vốn của hệ thống khí hóa và các hệ thống hỗ trợ sẽ là quan trọng nhất đối với việc
triển khai thêm các quá trình khí hóa.
Những thách thức kinh tế và tài chính : Khí hóa, đặc biệt là cho thế hệ điện mới,
có thể đe dọa cho các nhà đầu tư vì chi phí cao của nó. Mặc dù khí hóa là có thể sử
dụng nhiên liệu tương đối rẻ tiền và ổn định giá như than, chi phí để xây dựng và vận
hành một nhà máy khí hóa có thể cao hơn nhiều so với một nhà máy điện bình thường
khác một cách đáng kể. Để giảm bớt lo âu nhà đầu tư, các nhà máy điện IGCC phải
giảm vốn và chi phí thông qua một sự kết hợp của hiệu suất được cải thiện, hội nhập
và tiến bộ công nghệ khác. Sản xuất điện khí hóa dựa trên phải chứng minh hiệu quả
chi phí liên quan đến than phun (PC) và các nhà máy điện sử dụng khí tự nhiên để hỗ
trợ phát triển cây trồng mới. Nghiên cứu và phát triển (R&D) để giảm chi phí vốn là
vốn đã khó khăn. Phương pháp hiệu quả nhất về chi phí thấp vốn là thông qua thâm
nhập thị trường và nền kinh tế của quy mô. Khi cơ sở hạ tầng được đưa ra để sản xuất
và xây dựng nhà máy IGCC, chi phí sẽ giảm. Để kết thúc này, các cách để giảm chi
phí vốn là phát huy lợi thế của khí hóa đủ để chi phí vốn cao hơn không còn là một
rào cản.
2.4 Các vấn đề môi trường và sức khỏe của công nghệ khí hóa
Trong sự hiện diện của không khí, cháy hoặc quá trình oxy hóa là những gì các
lò đốt điển hình làm. Việc đốt chất thải trong lò đốt rác gây ảnh hưởng sức khỏe môi
trường và sức khỏe cộng đồng. Các lò đốt rác thải oxit nitơ, lưu huỳnh dioxit, hạt vật
chất, carbon monoxide, carbon dioxide, khí axit, chì, cadmium và thủy ngân, và các
hợp chất hữu cơ, chẳng hạn như dioxin và furan vào khí quyển.
Các cơ sở sản xuất khí hóa khí chủ yếu là carbon monoxide và hydrogen (85%) cộng với các loại dầu hydrocarbon, than củi và tro. Lượng phát thải khí nhà máy khí
hóa cũng bao gồm các oxit nitơ, lưu huỳnh dioxit, hạt vật chất, carbon monoxide,


carbon dioxide, methane, hydrogen chloride, hydrogen fluoride, amoniac, các kim loại
nặng thủy ngân và cadmium, dioxin và furan.
Thiết bị khí hoá góp vào các vấn đề môi trường liên quan cùng với lò đốt cháy
hàng loạt bao gồm:
 Ô nhiễm không khí
 Ô nhiễm nước
 Xử lý tro và các phụ phẩm khác
 Một lượng lớn nước cho mục đích làm mát
 Tác động sức khỏe, an toàn, và mùi hôi
 Chất thải từ phân compost và tái chế
Khí được sản xuất từ chất thải rắn đô thị có chứa các hợp chất hữu cơ độc hại
nhưng các công nghệ để loại bỏ các chất độc này không tồn tại trên một quy mô
thương mại.
Tro mà vẫn còn sau khi quá trình khí hóa, 8% - 15% khối lượng ban đầu, là độc
hại và có vấn đề đặc biệt vì pH có tính axit hoặc thấp, điều kiện tại các bãi chôn lấp.
Rò rỉ kim loại độc cadmium, chì, thủy ngân diễn ra nhanh hơn ở pH thấp, dẫn đến
nguồn nước ngầm bị ô nhiễm.
2.4.1 Các tác động về biến đổi khí hậu
2.4.1.1.

Phát thải các chất ô nhiễm trong không khí

Khí hóa góp phần nhiều đặc điểm với đốt. Ở nhiệt độ cao được sử dụng trong
đốt và khí hóa, kim loại độc hại bao gồm cả cadmium và thủy ngân, khí axit như axit
hydrochloric, và oxit nitơ ozone hình thành được phát hành. Ngoài ra, dioxin và furan
được tạo ra trong quá trình làm mát sau khi đốt giấy thông thường và nhựa. Những
chất độc nguy hiểm ở mức rất thấp và các thiết bị kiểm soát ô nhiễm hiện đại làm một
công việc kém của việc giảm lượng khí thải này vào bầu khí quyển. Một số trong đó
có thủy ngân và dioxin là dai dẳng và tích lũy sinh học.
2.4.1.2.

Khí hóa chất thải thêm khí nhà kính

Ngoài các chất gây ô nhiễm không khí hiện nay quy định từ chất thải rắn đô thị
khí hoá, quá trình này cũng cho thêm khí nhà kính vào khí quyển. Đóng góp nhiều
nhất vào sự ấm lên toàn cầu, carbon dioxide, có thể sớm được quy định như một chất
gây ô nhiễm do Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ.
Chất thải rắn vì nhiên liệu phát ra vào không khí các-bon cái mà trong giấy, bìa
các tông, chất thải thực phẩm, chất thải sân và vật liệu sinh học khác, cộng với carbon
trong các sản phẩm nhựa và thùng chứa làm từ dầu mỏ. Các khí hóa của chất dẻo làm


từ dầu mỏ cho biết thêm các khí nhà kính trong cùng một cách như đốt các nhiên liệu
hóa thạch như than, dầu hoặc khí đốt tự nhiên. Carbon được giữ trong các mỏ hóa
thạch hàng triệu năm, đó là nóng lên toàn cầu. Tuy nhiên, carbon thải vào khí quyển
do đốt hoặc khí hoá các chất thải được làm từ cây và cây trồng cũng tăng thêm mức độ
khí nhà kính trong khí quyển. Trong lúc một số carbon này được lấy lên một lần nữa
bởi sự tăng trưởng mới trong rừng, nhưng trong ngắn hạn các thiệt hại được thực hiện.
Mỹ EPA công bố một phân tích của khí nhà kính (GHG) các tác động gây ra bởi các
tùy chọn quản lý chất thải rắn khác nhau.
Xử lý chất thải rắn đóng một vai trò trong sự nóng lên toàn cầu bao gồm các
loại khí nhà kính từ quá trình đốt rác thải.
2.4.1.3.

Phát thải chất ô nhiễm trong nước

Đốt và khí hóa có thể làm giảm khối lượng chất thải rắn bằng 85% đến 92%,
nhưng tro còn lại, 8-15% chất thải ban đầu, phải được xử lý. Thông thường, nó kết
thúc trong bãi chôn lấp và chứa một số các hợp chất độc hại tương tự được liệt kê ở
trên, đặc biệt là các kim loại nặng. Chất độc trong tro đốt cuối cùng tìm đường vào
nước ngầm và nước mặt, ô nhiễm nguồn nước.
2.4.2. Tác động với sức khỏe con người
Hậu quả sức khỏe
 Vấn đề phát triển ở trẻ sơ sinh
 Chất sinh ung thư và nguy cơ ung thư
 Bệnh hô hấp
Các rủi ro đối với sức khỏe do cơ sở EFW đã được nghiên cứu trong nhiều
năm. Những nghiên cứu gần đây đã được xem xét bởi các cơ quan bao gồm các Ủy
ban về tính gây ung thư, Cơ quan bảo vệ sức khỏe và bảo vệ sức khỏe Scotland /
SEPA. HPS / SEPA xét nhấn mạnh lo ngại rằng số lượng chất thải được có thể tăng
trong tương lai, trong đó có thể có khả năng gây ra một gánh nặng sức khỏe tăng lên.
Theo quan điểm của các mối quan tâm và những hạn chế của nghiên cứu ảnh
hưởng sức khỏe mô tả ở trên, HPS / SEPA kết luận rằng một giải pháp phòng ngừa
cần tiếp tục được thực hiện bởi các cơ quan quản lý và lập kế hoạch.
HPS / SEPA thấy rằng kế hoạch / biện pháp cho phép hiện tại là đủ để kiểm
soát ảnh hưởng sức khỏe, và không có nhu cầu để giới thiệu điều khiển hơn nữa.
 Chất gây ung thư và nguy cơ ung thư
Bản chất của rủi ro: Trong phổ biến với nhiều hoạt động khác, phương tiện
EFW chịu trách nhiệm về phát thải các chất được biết hoặc nghi ngờ gây ung thư. Các


chất của mối quan tâm bao gồm dioxin và furan, polycyclic aromatic hydrocarbons và
một số kim loại. Những chất này được phát ra ở mức cao hơn nhiều từ các nhà máy cũ
hoạt động trước khi thực hiện các chỉ thị thiêu hủy chất thải. Tiếp xúc với các chất kết
quả làm tăng nguy cơ ung thư cho người dân tiếp xúc.
Khó khăn của rủi ro đặc trưng: Một loạt các nghiên cứu đã được thực hiện để
điều tra ý nghĩa của những rủi ro này. Các nghiên cứu về những rủi ro về sức khỏe có
thể khó khăn vì lý do đó bao gồm những điều sau đây:
• Có những vấn đề liên quan đến độ tiềm tàng lâu dài của một số bệnh ung
thư - đó là, có
có thể là một thời gian nhiều năm hoặc nhiều thập kỷ giữa phơi nhiễm và sự
xuất hiện của bệnh ung thư. Điều này có thể làm cho việc phát hiện và ghi
công của các hiệp hội nào để tiếp xúc môi trường độc hại đặc biệt khó khăn.
• Có những vấn đề đặc biệt khi kết quả sức khỏe hiếm được nghiên cứu, do
khó khăn trong việc giải thích sự thay đổi trong số ít trường hợp và những
rủi ro của việc xác định sai của cụm do biến đổi ngẫu nhiên.
• Đó là khó khăn để thiết lập các tiếp xúc của các nhóm có thể bị tác bởi khí
thải từ các cơ sở EFW. Khoảng cách từ một cơ sở thường được sử dụng như
là một thay thế cho việc tiếp xúc với khí thải. Trong thực tế, tiếp xúc có thể
là biến đổi hoặc không liên tục, và bị ảnh hưởng bởi các yếu tố như thời tiết
và sẵn có của thực phẩm nguồn gốc địa phương.
• Có khả năng là các nguồn khác của chất của mối quan tâm mà có thể ảnh
hưởng đến dân số được xem xét, cũng như các yếu tố khác như chế độ ăn
uống và lối sống mà cần phải được đưa vào bản kê khai.
Những yếu tố này làm cho nó khó khăn hơn để xác định bất kỳ hiệu ứng có thể
được kết hợp với phát thải các chất gây ung thư đối với môi trường.
 Dị tật bẩm sinh khác
Một số nghiên cứu đã điều tra các tác động tiềm năng của khí thải từ các cơ sở EFW
trên kết cục thai phụ như dị tật bẩm sinh. Tango et al. (2004) xác định các hiệp hội
giữa phơi nhiễm dioxin và nguy cơ tử vong trẻ sơ sinh. Theo một nghiên cứu của
Cordier et al (2004) cho thấy nguy cơ gia tăng chứng loạn sản thận và hàm ếch khuôn
mặt ở Pháp kết hợp với MSW lò đốt hoạt động giữa năm 1988 và 1997, trong đó
lượng khí thải thời gian của dioxin và furan và các chất khác đang ở mức cao hơn
nhiều so với hiện nay cho phép. Và Cordier et al. (2010) đã xác định mối liên quan
giữa dị tật bẩm sinh đường tiết niệu được chẩn đoán trong 2001-2003 và tiếp xúc với
khí thải từ các cơ sở EFW. Một lần nữa, thời gian này phản ánh độ phơi nhiễm cao


hơn so với hiện tại cho phép, và khi tiếp xúc với ô nhiễm giao thông như là một yếu tố
gây nhiễm có thể.
2.5 Khả năng ứng dụng công nghệ khí hóa chất thải rắn ở Việt Nam
2.5.1 Thuận lợi
- Giảm đáng kể khối lượng CTR, đặc biệt tại hai thành phố lớn là Hà Nội và
Hồ Chí Minh, đây là vấn đề rất được quan tâm hiện nay.
- Một nguồn năng lượng được thu hồi nhằm sử dụng cho các mục đích khác
nhau.
- Chỉ cần một diện tích tương đối nhỏ so với phương pháp chôn lấp, vì hiện
nay, tình hình dân số nước ta ngày càng tăng cao.
- Giảm thiểu tác động đến môi trường đất, nước, không khí
- Hạn chế sự ảnh hưởng đến sức khỏe của người dân.
2.5.2 Khó khăn
- Vốn đầu tư ban đầu cao hơn so với các phương pháp xử lý khác, bao gồm
chi phí đầu tư xây dựng lò, chi phí vận hành ,…
- Việc thiết kế vận hành lò phức tạp, đòi hỏi năng lực kỹ thuật và tay nghề
cao, chế độ tập huấn tốt.
- Yêu cầu bổ sung nhiên liệu liên tuc trong suốt quá trình khí hóa nhằm duy
trì nhiệt độ trong lò.
- Tiềm năng tác động đến con người và môi trường có thể xảy ra, nếu các
biện pháp kiểm soát quá trình khí hóa không đảm bảo.
- Lò hoạt động sau một thời gian phải ngừng để bảo dưỡng, làm gián đoạn
quá trình xử lý.
- Với mức thu nhập trung bình của người dân hiện nay khó chấp nhận mức
chi phí để xử lý CTR theo phương pháp khí hóa.
2.5.3 Giải pháp
- Tăng cường giáo dục để nâng cao trình độ dân trí.
- Tạo điều kiện cho các doanh nghiệp trong nước phát triển nhằm tăng trưởng
GDP của nước ta  kinh tế phát triển mạnh.
- Mở rộng mối quan hệ hợp tác trên thế giới nhằm thu hút vốn đầu tư nước
ngoài.
- Đưa thế hệ trẻ sang nước phát triển học tập và nghiên cứu nền khoa học
hiện đại, tiên tiến.



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×