REFUSE DERIVED FUEL
Khái niệm RDF
Không có định nghĩa chuẩn cho khái niệm RDF – Refuse Derived Fuel ( Nhiên liệu được sản xuất từ rác thải) và nó được định nghĩa khác ở mỗi nước.
Refuse là một thuật ngữ chung đối với chất thải rắn đô thị và rác thải công nghiệp ở các nước nói tiếng Anh và khái niệm RDF đề cập đến các thành phần có nhiệt trị cao của chất thải rắn đô thị (MSW– Municipal Solid Waste), và rác thải từ các hoạt động công nghiệp và thương mại. Các thuật ngữ khác cũng được sử dụng cho nhiên liệu có nguồn gốc từ MSW như REF–Recovered Fuel, PDF–Packaging Derived Fuel, PPF – Paper and Plastic Fraction, PEF–Process Engineered Fuel.
REF, PDF, PPF v PEF được sản suất từ các thành phần khô dễ cháy của rác thải đã được phân loại và tách riêng (ví dụ như nhựa,giấy). So với RDF được sản xuất từ rác thải hỗn hợp các loại nhiên liệu này có nhiệt trị cao hơn hẳn độ ẩm thấp hơn và hàm lượng tro thấp hơn .
Các khái niệm khác như Secondary Fuel-SF ( Nhiên hiệu thứ cấp), Substitute Fuel –SF (Nhiên liệu thay thế)và Substitute Liquid Fuel(Nhiên liệu thay thế ở thể lỏng)- SLF được dùng cho các loại nhiên liệu được sản xuất từ chất thải công nghiệp đã được đồng nhất hóa thành phần hoặc trộn lẫn theo yêu cầu nhất định. Ví dụ các nhiên liệu được sản xuất từ lốp xe phế thải, dầu công nghiệp phế thải, các loại dung môi thoái hóa, bột xương, mỡ động vật, bùn thải từ các nhà máy xử lý nước thải và bùn thải công nghiệp (ví dụ như bùn từ công nghiệp hóa chất, bùn giấy). Những thuật ngữ này cũng được dùng cho các loại nhiên liệu được sản suất từ các nguồn có thể chứa các chất nguy hại như bao bì đã qua sử dụng, sinh khối (ví dụ như chất thải gỗ và mùn cưa), các thành phần có thể lấy được từ các loại xe ô tô phế thải
Tại Italy, khái niệm RDF được sử dụng đến năm 1998 sau đó được thay thế bằng thuật ngữ tiếng Italy CDR (Combustibili Derivato di Rifiuti). Tại Hà Lan, khái niệm RDF được sử dụng để phân biệt giữa sinh khối và các chất thải có nhiệt trị cao khác. Tại Anh, RDF là các loại nhiên liệu được sản xuất từ thành phần giấy, nhựa của chất thải rắn đô thị hoặc chất thải công nghiệp có thể được đốt cháy trong các nhà máy sử dụng RDF như một loại nhiên liệu cung cấp năng lượng như nhà máy sản xuất xi măng chẳng hạn. Ở CHLB Đức sử dụng thuật ngữ tiếng Đức BMB (Brennstoff aus Mull – Bram). Tại Tây Ban Nha các thuật ngữ COMBSU SLF, GDF đề cập đến nhiên liệu có nguồn gốc từ rác thải đô thị (MSW) và TDF cho nhiên liệu có nguồn gốc từ các loại lốp xe đã qua sử dụng.
Các tiêu chuẩn chất lượng áp dung cho nhiên liệu RDF
Ở một số nước như ở CHLB Đức, Italy, Phần Lan với mục đích vừa nhằm giảm gánh nặng về môi trường vừa thúc đẩy việc sản xuất sử dụng các loại nhiên liệu này trong sản xuất công nghiệp bằng cách chỉ định yêu cầu chất lượng tối thiểu cho các loại nhiên liệu có nguồn gốc từ rác thải RDF. Ngoài ra còn có tiêu chuẩn chất lượng nhiên liệu RDF theo quy định của ngành công nghiệp xi măng như ở Thụy Điển và Anh.
Bảng 1 : Các tiêu chuẩn áp dụng cho nhiên liệu RDF ở Italy và Phần Lan
|
Thông số | Italy | Phần Lan | ||||
| Đơn vị | Chất lượng | |||||
| I | II | III | ||||
| Độ ẩm | % | <25,0 | – | – | – | |
| Nhiệt trị | kJkg-1 | 15.000 | ||||
| Tỷ lệ tro | % | 20,0 | ||||
| Chlor (Cl) | % (m/m) | 0,9 | <0,15 | <0,50 | <1,50 | |
| Sulphur (S) | % (m/m) | 0,6 | <0,20 | <0,30 | <0,50 | |
| Ni tơ (N) | % (m/m) | – | <1,00 | <1,50 | <2,50 | |
| Kali và Natri(K, Na) | % (m/m) | – | <0,20 | <0,40 | <0,50 | |
| Nhôm (Al) | % (m/m) | – | ||||
| Thủy ngân(Hg) | mg kg-1 | – | <0,1 | <0,2 | <0,5 | |
| Cadmium (Cd) | mg kg-1 | – | <1,0 | <4,0 | <5,0 | |
| Chì(Pb) | mg kg-1 | 200,0 | ||||
| Đồng(Cu) | mg kg-1 | 300,0 | ||||
| Mangan(Mn) | mg kg-1 | 400,0 | ||||
| Chrom(Cr) | mg kg-1 | 100,0 | ||||
| Kẽm(Zn) | mg kg-1 | 500,0 | ||||
| Nikel (Ni) | mg kg-1 | 40,0 | ||||
| Arsen (As) | mg kg-1 | 9,0 | ||||
| Cadmium+thủy ngân | mg kg-1 | 7,0 | ||||
m/m:Tỷ lệ % theo khối lượng
Bảng 2: Thông số kỹ thuật cho nhiên liệu được sử dụng trong các nhà máy sản xuất xi măng ở Thụy Điển
| Thông số | Yêu cầu | |
| Loại B | Loại A | |
| Nhiệt trị | 23,9 – 31,4 MJ/kg | 25,1 – 31,4 MJ/kg |
| Nhiệt độ bắt cháy | < 21°C | < 21°C |
| Khối lượng riêng ở nhiệt độ 15°C | 0,9 – 1,1 kg/dm3 | 0,80 – 0,95 kg/dm3 |
| Tỷ lệ tro | 5,0– 10,0% | 0,6 – 0,8 % |
| Độ ẩm | < 30,0 % | < 10,0 % |
| Chlor-Cl | < 1,0 % | < 1,0 % |
| Sulphur-S | N/A | < 0.5 % |
| Chrom-Cr | < 300 ppm | < 30 ppm |
| Kẽm_Zn | < 2.000 ppm | N/A |
| Cadmium-Cd | < 10,0 ppm | < 5 ppm |
| Chì-Pb | < 350 ppm | < 100 ppm |
| Nikel-Ni | N/A | < 10 ppm |
| Thủy ngân-Hg | N/A | < 5 ppm |
| PCB | N/A | < 5 ppm |
RDF và tiềm năng ở Việt nam
Nhiên liệu RDF có thể được sản xuất từ chất thải rắn đô thị (MSW) và chất thải công nghiệp theo các bước sau
- Phân loại.
- Giảm kích thước (băm, cắt nhỏ, phay).
- Tách và sàng lọc.
- Trộn.
- Sấy khô
- Đóng gói, lưu trữ.
Thông thường, rác thải sinh hoạt được phân loại và sàng lọc để loại ra các thành phần có thể tái chế (ví dụ như kim loại), các chất trơ (như thủy tinh) và tách riêng phần hữu cơ (ví dụ như chất thải thực phẩm) có độ ẩm cao
Các thành phần còn lại bao gồm giấy, nhựa, gỗ và các thành phần có thể đốt cháy được như vải, da, cao su, quần áo cũ, v.v được nghền cắt làm nhiên liệu thô (cRDF). Hỗn hợp này được nén dưới áp xuất 80T thành viên đốt RDF.
Theo tính toán của chuyên gia Dariusz Trybula (Cty RES-CHLB Đức), lượng rác thải sinh hoạt ở Việt Nam có thể dùng làm nguyên liệu sản xuất RDF là 20,0% theo sơ đồ ở hình dưới.
Theo tính toán trên, với luợng rác thải 1.000t/ngày của dự án BOT Đồng Nai có thể sản xuất 200 tấn nhiên liệu RDF với nhiệt trị 12,0 MJ/kg (than nâu có nhiệt trị 11,0-18,0 MJ/kg và than đen có nhiệt trị 21,0-30,0 MJ/kg).
Dưới đây là mô hình dây chuyền sản xuất RDF bao gồm cả công đoạn phân loại.
Thành phần của rác thải sinh hoạt ảnh hưởng rất lớn tới thành phần và khối lượng RDF được chế biến từ nó. Theo các kết quả thí nghiệm được thực hiện ở các nước châu Âu, Mỹ và Nhật Bản, từ 01 tấn rác thải sinh hoạt với công nghệ xử lý cơ sinh học MBT (Mechanical Biological Treatment) sẽ thu được khoảng 250,0 kg RDF, con số này khác nhau ở mỗi quốc gia, ví dụ 230,0 kg RDF ở C.H.Áo, 400,0-500,0 kg ở Bỉ, 350,0 kg ở Hà Lan, 220,0-500,0 kg ở UK. Các thành phần chính của RDF là giấy, plastisc, vải, da, gỗ.
Bảng 1: Thành phần hóa học đặc trưng của RDF
| Thành phần | Đơn vị | RDF | Thành phần | Đơn vị | RDF |
| Các thành phần chính | |||||
| Nhiệt trị | MJ/kg | 20,4 | H2O | % | 17,0 |
| Các chất bay hơi | % | 73,0 | Cacbon-C | % | 44% |
| Tro | % | 13,0 | Nitơ-N | % | 0,56 |
| Lưu huỳnh-S | % | 0,21 | Oxy-O | % | 35,0 |
| Các thành phần khác | |||||
| Nhôm- Al | % | 0,5 | Clo-Cl | % | 0,5 |
| Sắt-Fe | % | 1,0 | Asen-As | mg/kg | 2,3 |
| Cađimi- Cd | mg/kg | 6,8 | Coban-Co | mg/kg | 5,0 |
| Crom- Cr | mg/kg | 85,0 | Đồng-Cu | mg/kg | 1.285,0 |
| Flo- F | mg/kg | 224,0 | Thủy ngân-Hg | mg/kg | 0,24 |
| Niken- Ni | mg/kg | 16,0 | Chì-Pb | mg/kg | 391,0 |
| Antimon-Sb | mg/kg | 52,0 | Thiếc-Sn | mg/kg | 5,0 |
| Vanađi-V | mg/kg | 10,0 | Kẽm-Zn | mg/kg | 1118,0 |
(Nguồn : H.A. van der Sloot, D.S. de Nie, G.Spanka, E.Stoltenberg-Jansson, R.Stenger, Alternative fuels and raw materials, ECO-Cluster 1, Deliverable 1, 2004)
| Nguồn nguyên liệu sản xuất RDF | Nhiệt trị (MJ/kg) |
| Rác sinh hoạt | 12,0-16,0 |
| Rác từ các hoạt động thương mại, dịch vụ | 16,0-20,0 |
| Rác công nghiệp | 18,0-21,0 |
| Rác xây dựng | 14,0-15,0 |
(Nguồn Refuse Derived Fuel, Current practice and perspectives(B4-3040/2000/306517/Mar/E3), European Commission, July 2003)
| Thành phần RDF | Tỷ lệ RDF (%) |
| Plastics | 31,0 |
| Vải, da | 14,0 |
| Giấy | 13,0 |
| Gỗ | 12,0 |
| Khác | 30,0 |
(Nguồn Refuse Derived Fuel, Current practice and perspectives(B4-3040/2000/306517/Mar/E3), European Commission, July 2003)
Chuyên tư vấn bảo hành bảo trì, thi công lắp đặt thiết bị cơ khí môi trường, thiết bị y tế.Địa chỉ VP: Tầng 4, Tòa Nhà N07 – B3, Dịch Vọng, Cầu Giấy, Hà NộiXưởng sản xuất: Khu công nghiệp Bắc Thăng Long, TP Hà Nội
