Đồ án lò công nghiệp đề tài tính toán thiết kế lò đốt rác thải sinh hoạt 5000kgh

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC KHOA CÔNG NGHỆ NĂNG LƯỢNG ĐỒ ÁN LỊ CƠNG NGHIỆP ĐỀ TÀI: TÍNH TỐN THIẾT KẾ LÒ ĐỐT RÁC THẢI SINH HOẠT 5000KG/H GVHD: NGUYỄN QUỐC UY DANH SÁCH SINH VIÊN: Nguyễn Văn Lâm D14DIENLANH 19819120004 Lý Thành Long D14DIENLANH 19819120148 Nguyễn Ngọc Huy D14DIENLANH 19819120125 Phan Tuấn Đạt D14DIENLANH 19819120150 Hà Nội, ngày 18 tháng 11 năm 2022 Tên đề tài: Thiết kế lị đốt chất thải sinh hoạt cơng suất 5000kg/h BẢNG BÁO CÁO PHÂN CÔNG NHIỆM VỤ STT Họ tên Nguyễn Văn Lâm (Trưởng nhóm) Lý Thành Long Nguyễn Ngọc Huy Phan Tuấn Đạt Cơng việc làm Báo cáo Tính tốn Đồ Án Hồn Thành Tính tốn Đồ án Hồn Thành Tính tốn Đồ án Tính Tốn Đồ án Hồn Thành Hồn Thành Tên đề tài: Thiết kế lò đốt chất thải sinh hoạt công suất 5000kg/h Mục Lục A MỞ ĐẦU _2 B NỘI DUNG _3 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÁC VẤN ĐỀ LIÊN QUAN ĐẾN THIẾT KẾ 1.1 KHÁI NIỆM RÁC THẢI SINH HOẠT _3 1.2 THÀNH PHẦN CỦA RÁC THẢI SINH HOẠT 1.3 TÁC ĐỘNG CỦA RÁC THẢI SINH HOẠT ĐẾN MÔI TRƯỜNG VÀ CON NGƯỜI 1.3.1 Ô nhiễm rác _4 1.3.2 Hiện trạng rác thải sinh hoạt Việt Nam _5 1.4 MỤC ĐÍCH XỬ LÝ RÁC THẢI SINH HOẠT BẰNG LỊ ĐỐT. _5 1.5 XỬ LÝ RÁC THẢI SINH HOẠT CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ LIÊN QUAN ĐẾN QUÁ TRÌNH THIẾT KẾ _7 2.1 CÁC PHƯƠNG PHÁP CHÍNH XỬ LÝ RÁC THẢI SINH HOẠT 2.1.1 Xử lý rác thải sinh hoạt phương pháp đốt 2.1.2 Biện pháp chôn lấp rác thải hợp vệ sinh 2.1.3 Tái chế rác thải sinh hoạt _8 2.2 CÔNG NGHỆ ĐỐT RÁC THẢI SINH HOẠT _9 2.3 TÌNH HÌNH ÁP DỤNG CƠNG NGHỆ LỊ ĐỐT RÁC THẢI SINH HOẠT _14 2.4 CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH ĐỐT CHẤT THẢI RẮN SINH HOẠT _15 CHƯƠNG 3: ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ XỬ LÝ _16 3.1 THÔNG SỐ THIẾT KẾ 16 3.1.1 Thông số đầu vào: Công suất 5000Kg/h _16 3.1.2 Thông số đầu ra: 5000Kg/h _18 3.2 CƠ SỞ LỰA CHỌN CƠNG NGHỆ LỊ ĐỐT XỬ LÝ RÁC THẢI SINH HOẠT 21 3.3 ĐỀ XUẤT VÀ THUYẾT MINH QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ _23 3.3.1 Đề xuất 23 3.3.2 Thuyết minh quy trình cơng nghệ 24 CHƯƠNG 4: TÍNH TỐN, THIẾT KẾ LỊ ĐỐT RÁC THẢI SINH HOẠTCÔNG SUẤT 5000KG/H _24 4.1 TÍNH TỐN SỰ CHÁY DẦU DO 25 4.1.1 Hệ số tiêu hao khơng khí lượng khơng khí cần thiết _25 4.1.1.1 Hệ số tiêu hao khơng khí ( α ) 25 4.1.1.2 Tính lượng khơng khí cần thiết để đốt 100 kg dầu DO _26 4.1.2 Xác định lượng thành phần sản phẩm cháy 28 4.1.2.1 Thành phần lượng sản phẩm cháy 28 4.1.2.2 Xác định khối lượng riêng sản phẩm cháy _28 Tên đề tài: Thiết kế lò đốt chất thải sinh hoạt cơng suất 5000kg/h 4.2 TÍNH TỐN SỰ CHÁY CỦA RÁC 29 4.2.1 Xác định nhiệt trị rác 29 α 4.2.2 Hệ số tiêu hao khơng khí ( R ) lượng khơng khí cần thiết _29 4.2.2.1 Chọn hệ số tiêu hao khơng khí _29 4.2.2.2 Xác định lượng không khí cần thiết đốt cháy 5000 kg rác sinh hoạt 29 4.2.3 Xác định lượng thành phần sản phẩm cháy 31 4.2.3.1 Thành phần lượng sản phẩm cháy 31 4.2.3.2 Xác định khối lượng riêng sản phẩm cháy 32 4.3 XÁC ĐỊNH NHIỆT ĐỘ THỰC TẾ VÀ TÍNH CÂN BẰNG NHIỆT CỦA LỊ _32 4.3.1 Xác định nhiệt độ cháy lý thuyết dầu DO _32 4.3.2 Xác định nhiệt độ thực tế lò _33 4.3.3 Tính cân nhiệt lượng nhiên liệu tiêu hao 33 4.3.3.1 Mục đích tính cân nhiệt 33 4.3.3.2 Tính cân nhiệt 34 4.3.3.3 Xác định lượng nhiên liệu tiêu hao 35 4.3.4 Suất tiêu hao nhiên liệu tiêu chuẩn _36 4.3.5 Xác định kích thước buồng sơ cấp _36 4.3.5.1 Xác định thể tích buồng đốt _36 4.3.5.2 Xác định diện tích bề mặt ghi lò 37 4.3.5.3 Xác định kích thước buồng đốt _37 4.3.6 Tính thiết bị đốt 38 4.3.6.1 Đặc điểm chung phân loại thiết bị đốt nhiên liệu lỏng 38 4.4 TÍNH TOÁN BUỒNG ĐỐT THỨ CẤP _41 4.4.1 Xác định lưu lượng thành phần dòng vào _41 4.4.2 Tính cân nhiệt lượng nhiên liệu tiêu hao 42 4.4.2.1 Tính cân nhiệt 42 4.4.2.2 Xác định lượng nhiên liệu tiêu hao 44 4.4.3 Xác định tiêu kỹ thuật lò 44 4.4.3.1 Hệ số sử dụng nhiên liệu có ích 44 4.4.3.2 Suất tiêu hao nhiệt 44 4.4.3.3 Suất tiêu hao nhiên liệu chuẩn _45 4.4.4 Xác định kích thước buồng đốt thứ cấp _45 4.4.4.1 Xác định thể tích buồng đốt _45 4.4.4.2 Xác định kích thước buồng đốt _45 4.4.4.3 Kiểm tra lại thể tích buồng đốt theo phương pháp tính tốn sản phảm cháy thời gian lưu 46 4.4.5 Tính thiết bị đốt 46 4.4.5.1 Tính áp suất thực tế ban đầu khơng khí _46 4.4.5.2 Tính tiếp diện miệng ống dẫn khí 47 Tên đề tài: Thiết kế lị đốt chất thải sinh hoạt cơng suất 5000kg/h 4.4.5.3 Tính tiếp diện miệng ống dẫn dầu _47 4.4.5.4 Đường kính miệng ống dẫn dầu khí _48 4.4.5.5 Thành phần lưu lượng khí thải khỏi lị đốt 48 4.5 THỂ XÂY LÒ VÀ TÍNH TỐN KHUNG LỊ 50 4.5.1 Thể xây lò 50 4.5.1.1 Cơ sở lựa chọn vật liệu _50 4.5.1.2 Thể xây lò _50 4.5.1.3 Thể xây đáy lò 52 4.5.1.4 Thể xây lị 52 4.5.1.5 Thể xây cửa lò 52 4.5.2 Khung lò _53 4.5.2.1 Đặc điểm khung vỏ lò 53 4.5.2.2 Tính tốn khung lị 53 4.5.3 Kiểm tra tổn thất nhiệt qua xây lò _54 5.3.1 Buồng đốt sơ cấp 54 4.5.3.2 Buồng đốt thứ cấp 57 C KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ 60 D TÀI LIỆU THAM KHẢO _61 Tên đề tài: Thiết kế lò đốt chất thải sinh hoạt cơng suất 5000kg/h Danh Mục Hình Ảnh Hình 2.1: Xử lý rác thải phương pháp đốt Hình 2.2: Vi sinh Microbe-lift OC-IND tăng cường phân hủy chất hữu nhanh chóng Hình 2.3: Lò đốt thùng quay .11 Hình 2.4: Lị đốt tầng sơi 13 Hình 2.5: Sơ đồ vận hành lị đốt .14 Hình 4.1 Gạch Samot 51 Hình 4.2: Bơng Thủy Tinh 51 Danh Mục Bảng Biểu Bảng 2.1: Đặc điểm số lò đốt 11 Bảng 3.1: Thành phần lý hóa rác thải sinh hoạt 17 Bảng 3.2: Thành phần hóa học hợp chất cháy rác thải sinh hoạt 18 Bảng 3.3 Bảng số liệu trung bình phần trơ lại nhiệt rác thải sinh hoạt sau đốt thành phần rác thải sinh hoạt 20 Bảng 3.4 Giá trị tối đa cho phép thông số ô nhiễm khí thải .21 Bảng 4.1 Hệ số tiêu hao khơng khí 26 Bảng 4.2: Thành phần nhiên liệu DO theo lượng mol 27 Bảng 4.3: Lượng khơng khí cần thiết để đốt 100kg dầu DO 27 Bảng 4.4: THành phần lượng sản phẩm cháy đốt 100kg dầu DO 28 Bảng 4.5: Thành phần rác y tế chuyển thành lượng mol 30 Bảng 4.6: Lượng khơng khí cần thiết để đốt 5000kg rác 31 Bảng 4.7: Thành phần lượng sản phẩm cháy đốt 5000kg rác .32 Bảng 4.8: Các đặc tính béc phun thấp áp cao áp 39 Bảng 4.9: Thành phần lưu lượng dòng vào buồng đốt thứ cấp 42 Bảng 4.10: Thành phần lưu lượng sản phẩm cháy đốt dầu buồng đốt thứ cấp 49 Bảng 4.11: Thành phần lưu lượng khí thải khỏi lị đốt 49 Trang 1/ 81 GVHD: Nguyễn Quốc UY Sinh Viên Thực hiện: Nhóm – D14DIENLANH Tên đề tài: Thiết kế lị đốt chất thải sinh hoạt cơng suất 5000kg/h A MỞ ĐẦU Thế giới ngày phát triển khơng ngừng, q trình cơng nghiệp hóa, đại hóa diễn mạnh mẽ Cùng với tăng thêm sở sản xuất với quy mô ngày lớn, khu tập trung dân cư ngày nhiều, nhu cầu tiêu dùng sản phẩm vật chất ngày lớn Tất điều tạo điều kiện kích thích ngành sản xuất, kinh doanh dịch vụ mở rộng phát triển nhanh chóng, đóng góp tích cực cho phát triển kinh tế đất nước, nâng cao mức sống chung xã hội; mặt khác tạo số lượng lớn chất thải bao gồm: Chất thải sinh hoạt, chất thải công nghiệp, chất thải y tế, chất thải nông nghiệp, chất thải xây dựng, v.v… Trong đó, rác thải sinh hoạt vấn đề đáng lo ngại toàn giới Dân số ngày tăng, lượng rác thải theo tỉ lệ mà tăng theo, nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường, ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe loài người Tuy vậy, rác phần sống Ngày nay, với phát triển khoa học công nghệ quan tâm toàn giới, rác khơng từ sống mà cịn quay lại sống, phục vụ đời sống người, người xây dựng sống Không nước đại mà tất nước toàn giới cố gắng xử lý rác thải cách hợp lý để xây dựng giới - giới không rác thải Cho đến nay, chôn lấp biện pháp xử lý chất thải rắn phổ biến nhiều nước giới có Việt Nam Ưu điểm cơng nghệ chơn lấp tốn xử lý nhiều loại chất thải rắn khác so với cơng nghệ khác Tuy nhiên hình thức chơn lấp lại gây hình thức nhiễm khác ô nhiễm nước, mùi hôi, ruồi nhặng, côn trùng…Hơn nữa, công nghệ chôn lấp áp dụng để xử lý triệt để loại chất thải y tế, độc hại Ngồi q trình thị hố hiên nay, quỹ đất ngày thu hẹp, dẫn đến khó khăn việc lựa chọn vị trí làm bãi chơn lấp rác Vì vậy, áp dụng số biện pháp xử lý rác khác song song với chôn lấp nhu cầu thiết thực Công nghệ đốt chất thải rắn, công nghệ thay thế, ngày trở nên phổ biến ứng dụng rộng rãi đặc biệt với loại hình chất thải rắn y tế độc hại Công nghệ đốt chất thải rắn Trang 2/ 81 GVHD: Nguyễn Quốc UY Sinh Viên Thực hiện: Nhóm – D14DIENLANH Tên đề tài: Thiết kế lò đốt chất thải sinh hoạt công suất 5000kg/h tốn kèm với biện pháp khai thác tận dụng lượng phát sinh trình đốt Trang 3/ 81 GVHD: Nguyễn Quốc UY Sinh Viên Thực hiện: Nhóm – D14DIENLANH Tên đề tài: Thiết kế lò đốt chất thải sinh hoạt công suất 5000kg/h B NỘI DUNG CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÁC VẤN ĐỀ LIÊN QUAN ĐẾN THIẾT KẾ 1.1 Khái niệm rác thải sinh hoạt Rác thải sinh hoạt chất thải mà người không sử dụng tới, thải sống hàng ngày bao ni lông, thức ăn, vỏ trái cây, đồ vật không sử dụng hư hỏng,… chia thành loại: rác tái chế, rác hữu rác vô  Rác tái chế: Là loại rác thải mà sau người loại bỏ tái sử dụng lại như: chai nhựa, vỏ hộp, túi nhựa, giấy báo,… Đây loại rác thải khó phân hủy tái chế với mục đích phục vụ cho đời sống  Rác hữu cơ: Là loại rác dễ dàng phân hủy, gồm: hoa quả, bã trà, bã café, rau củ, thức ăn thừa, cây,… Chúng phần bỏ thực phẩm sau chế biến, phần thực phẩm thừa hư hỏng sử dụng; chúng thường tận dụng làm phân xanh (phân hữu cơ) làm thức ăn cho động vật nuôi  Rác vô cơ: Là rác thải sử dụng tái chế Với loại rác thải này, có cách chơn đất đốt, gồm: loại bao bì dùng để bọc bên ngồi hộp/chai thực phẩm, loại túi ni lông, đồ chơi, quần áo, xương động vật, giấy ăn, than, vỏ sò, vỏ hến,… 1.2 Thành phần rác thải sinh hoạt - Rau, thực phẩm thừa, chất hữu dễ phân hủy chiếm khoảng 64.7 % khối lượng - Cây gỗ chiếm khoảng 6.6 % khối lượng - Giấy, bao bì giấy chiếm khoảng 2.1 % khối lượng - Plastic khó tái chế chiếm khoảng 9.1% khối lượng - Cao su, đế giày dép chiếm khoảng 6.3 % khối lượng Trang 4/ 81 GVHD: Nguyễn Quốc UY Sinh Viên Thực hiện: Nhóm – D14DIENLANH Tên đề tài: Thiết kế lị đốt chất thải sinh hoạt cơng suất 5000kg/h - Vải sợi, vật liệu sợi chiếm khoảng 4.2 % khối lượng - Đất đá, bê tông chiếm khoảng 1.6 % khối lượng - Thành phần khác chiếm khoảng 5.4 % khối lượng 1.3 Tác động rác thải sinh hoạt đến môi trường người 1.3.1 Ô nhiễm rác Rác thải sinh hoạt gây nhiễm tồn diện đến mơi trưỡng sống: khơng khí, đất, nước, gây hại đến sức khỏe:  Những nơi vứt rác bừa bãi sinh muỗi, ruồi nhặng sinh vật truyền nhiễm gây ảnh hưởng đến sức khỏe người (sốt rét, sốt xuất huyết, bệnh viêm não, )  Rác làm thức ăn cho chuột, từ chuột dễ lây lan cho người bệnh như: dịch hạch, sốt dẫn đến tử vong  Rác gây mùi thối khó chịu cho xung quanh Ơ nhiễm nước: Rác sinh hoạt khơng thu gom thải vào kênh rạch, sông hồ gây ô nhiễm mơi trường nước thân chúng Rác nặng lắng làm nghẽn đường lưu thông, rác nhẹ làm đục nước, nylon làm giảm diện tích tiếp xúc với khơng khí, giảm nước, làm mỹ quan gây tác động cảm quan xấu người sử dụng nguồn nước Chất hữu phân hủy gây mùi hôi thối, gây phú dưỡng hóa nguồn nước Nước rị rỉ bãi rác vào nguồn nước ngầm, gây ô nhiễm nguồn nước ngầm ô nhiễm kim loại nặng, nồng độ nitrogen, photpho cao chảy vào sông hồ gây nhiễm nguồn nước mặt Ơ nhiễm khơng khí: Bụi q trình vận chuyển lưu trữ rác gây nhiễm khơng khí Rác hữu dễ phân hủy sinh học Trong mơi trường hiếu khí, kị khí có độ ẩm cao, rác phân hủy sinh CO2, SO2, CO, H2S, NH3 từ khâu thu gom đến chôn lấp, CH4 chất thải thứ cấp gây cháy nổ Trang 5/ 81 GVHD: Nguyễn Quốc UY Sinh Viên Thực hiện: Nhóm – D14DIENLANH