Xu hướng xử lý rác thải và phát điện từ rác

Trong bối cảnh đô thị hóa nhanh và lượng rác thải sinh hoạt, công nghiệp ngày càng gia tăng, bài toán xử lý rác hiệu quả, an toàn và thân thiện môi trường đang trở thành ưu tiên hàng đầu của nhiều quốc gia. Mô hình đốt rác phát điện (Waste-to-Energy – WtE) được xem là giải pháp bền vững, giúp giảm khối lượng rác chôn lấp, đồng thời tận dụng năng lượng từ rác để phát điện.

Để các nhà máy đốt rác phát điện vận hành ổn định, đạt hiệu suất cao và tuân thủ nghiêm ngặt các quy định về môi trường, hệ thống đo lường – phân tích – giám sát phát thải đóng vai trò then chốt.

Giải pháp tổng thể cho nhà máy Waste-to-Energy Giải pháp tổng thể cho nhà máy Waste-to-Energy

Các nhà máy đốt rác phát điện hiện đại cần một hệ sinh thái giải pháp đồng bộ, bao gồm:

Giám sát và tối ưu quá trình đốt
Xử lý và làm sạch khí thải
Giám sát phát thải liên tục (CEMS)
Đảm bảo an toàn nhà máy
Quản lý và báo cáo dữ liệu phát thải

Những giải pháp này giúp nhà máy vận hành ổn định, tiết kiệm chi phí vận hành, đồng thời đáp ứng các tiêu chuẩn môi trường nghiêm ngặt như IED 2010/75/EU và các quy định tương đương tại từng quốc gia.

Tối ưu quá trình đốt – Nâng cao hiệu suất thu hồi năng lượng

Giám sát hiệu suất đốt (O₂)

Việc kiểm soát nồng độ oxy trong buồng đốt là yếu tố quan trọng để đảm bảo quá trình cháy hoàn toàn, ổn định và hiệu quả. Thiết bị phân tích khí đo O₂ tại chỗ (in-situ) cho phép đo liên tục và chính xác nồng độ oxy trong quá trình đốt, từ đó:

Điều chỉnh tối ưu lượng không khí cấp (không khí sơ cấp và thứ cấp)
Giảm nhiên liệu phụ trợ
Hạn chế phát sinh khí độc hại

Hình 1: Thiết bị phân tích khí O₂ lắp đặt tại buồng đốt (ZIRKOR200 )

Vận hành hệ thống khử NOx (SNCR / SCR)

Để giảm phát thải NOx, các nhà máy đốt rác thường sử dụng công nghệ SNCR hoặc SCR bằng cách phun NH₃ hoặc dung dịch urê vào vùng nhiệt độ cao phía sau buồng đốt. Quá trình này biến NOx thành N₂ và H₂O, giúp giảm đáng kể khí độc ra môi trường.

Các thiết bị phân tích khí chuyên dụng cho phép:

Đo NO, NO₂ tại cửa ra buồng đốt
Giám sát lượng NH₃ dư (NH₃ slip)
Tối ưu lượng hóa chất phun, tránh lãng phí

Hình 2: Sơ đồ đo NOx và NH₃ trong hệ thống SNCR/SCR (GM32 and GM700)

Đo khí tại đầu vào tháp xử lý khí thải (Scrubber)

Trong hệ thống scrubber, các khí độc như SO₂, HCl được trung hòa bằng hóa chất, đồng thời than hoạt tính được bổ sung để loại bỏ thủy ngân (Hg). Việc đo đồng thời nhiều thành phần khí giúp nhà máy:

Điều chỉnh kịp thời lượng hóa chất
Giảm chi phí vận hành
Hạn chế đột biến phát thải thủy ngân

Hình 3: Hệ thống đo đa thành phần khí tại scrubber (MERCEM300Z, MCS200HW )

Giám sát phát thải liên tục (CEMS)

Giám sát bụi

Bụi là một trong những thông số phát thải quan trọng. Tùy điều kiện khí thải, có thể áp dụng:

Đo bụi in-situ cho khí thải khô
Đo bụi extractive cho khí thải ẩm

Giải pháp đo phù hợp giúp đảm bảo dữ liệu chính xác, ổn định và tuân thủ quy định pháp luật.

Hình 4: Thiết bị đo bụi liên tục trong ống khói (DUSTHUNTER SB100, SP100)

Đo lưu lượng khí thải trong ống khói

Đo lưu lượng khí thải là yêu cầu bắt buộc để quy đổi nồng độ ô nhiễm sang tải lượng phát thải (kg/h). Công nghệ đo siêu âm không tiếp xúc cho phép:

Đo chính xác trên toàn bộ tiết diện ống khói
Giảm bảo trì
Đảm bảo độ tin cậy dữ liệu

Hình 5: Thiết bị đo lưu lượng khí thải bằng sóng siêu âm (FLOWSIC100 )

Giải pháp tích hợp tiết kiệm không gian

Với các nhà máy có không gian lắp đặt hạn chế, giải pháp đầu dò tổ hợp cho phép đo đồng thời:

Bụi
Lưu lượng
Áp suất
Nhiệt độ

trên cùng một mặt bích, giúp giảm chi phí lắp đặt và thuận tiện cho các cấu hình dự phòng.

Hình 6: Đầu dò tổ hợp đo nhiều thông số (Combiprobe CP100 )

Giám sát phát thải đa thành phần và thủy ngân

Hệ thống CEMS đa thành phần cho phép đo liên tục các khí:

HCl, HF
SO₂, NOx, CO
NH₃, O₂, CO₂, H₂O

trên cùng một mẫu khí gia nhiệt, đáp ứng đầy đủ yêu cầu pháp lý và hỗ trợ kiểm soát vận hành.

Giám sát thủy ngân (Hg)

Thủy ngân là chất ô nhiễm đặc biệt nguy hiểm. Hệ thống đo Hg liên tục với dải đo thấp giúp:

Giám sát ngưỡng phát thải nghiêm ngặt
Giảm công tác bảo trì
Tăng độ tin cậy dữ liệu

Quản lý và báo cáo dữ liệu phát thải

Hệ thống quản lý dữ liệu phát thải cho phép:

Ghi nhận, lưu trữ và chuẩn hóa dữ liệu
Phân tích xu hướng và cảnh báo
Lập báo cáo tự động theo quy định
Kết nối linh hoạt với hệ thống điều khiển nhà máy

Giải pháp này giúp nhà máy đáp ứng yêu cầu thanh tra môi trường và minh bạch hóa dữ liệu phát thải.