(Luận văn) thiết kế dây chuyền đốt rác tạo năng lượng điện

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUẢN LÝ VÀ CƠNG NGHỆ HẢI PHỊNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH ĐIỆN TỰ ĐỘNG CÔNG NGHIỆP lu an va n : VŨ VĂN NAM Sinh viên Giảng viên hướng dẫn : ThS ĐỖ ANH DŨNG Hải Phòng -2022 -1- BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUẢN LÝ VÀ CƠNG NGHỆ HẢI PHỊNG - THIẾT KẾ DÂY CHUYỀN ĐỐT RÁC TẠO NĂNG LƯỢNG ĐIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY lu NGÀNH ĐIỆN TỰ ĐỘNG CÔNG NGHIỆP an va n Sinh viên thực hiện: Vũ Văn Nam Giảng viên hướng dẫn: Thạc Sỹ Đỗ Anh Dũng Hải Phòng - 2022 -2- BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP lu an va n Sinh viên : Vũ Văn Nam - MSV : 2013102014 Lớp : DCL2401 Ngành: Điện Tự Động Công Nghiệp Tên đề tài : Thiết kế dây chuyền đốt rác tạo lượng điện -3- NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI 1.Nội dung yêu cầu cần giải nhiệm vụ đề tài tốt nghiệp ( lý luận, thực tiễn, số liệu cần tính tốn vẽ) ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… Các số liệu cần thiết để tính tốn ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………… lu 3.Địa điểm thực tập tốt nghiệp an va ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… n -4- CÁC CÁN BỘ HƯỚNG DẪN ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Họ tên : Đỗ Anh Dũng Học hàm, học vị : Thạc sỹ Cơ quan công tác : Trường Đại học quản lý cơng nghệ Hải Phịng Nội dung hướng dẫn: Thiết kế dây chuyền đốt rác tạo lượng điện ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… Đề tài tốt nghiệp giao ngày 20 tháng năm 2022 Yêu cầu phải hoàn thành xong trước ngày 20 tháng năm 2022 lu va n Sinh viên Đã giao nhiệm vụ ĐTTN an Đã nhận nhiệm vụ ĐTTN Hải Phòng, ngày Giảng viên hướng dẫn tháng TRƯỞNG KHOA TS Đoàn Hữu Chức -5- năm 2022 Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam Độc lập - Tự - Hạnh phúc PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN TỐT NGHIỆP Họ tên giảng viên: Đỗ Anh Dũng Đơn vị công tác: Trường Đại học Quản lý Cơng nghệ Hải Phịng Họ tên sinh viên: Vũ Văn Nam Chuyên ngành: Điện Tự Động Công Nghiệp Nội dung hướng dẫn : Thiết kế dây chuyền đốt rác tạo lượng điện Tinh thần thái độ sinh viên trình làm đề tài tốt nghiệp Đánh giá chất lượng đồ án/khóa luận ( so với nội dung yêu cầu đề lu nhiệm vụ Đ.T.T.N, mặt lý luận, thực tiễn, tính tốn số liệu ) an va n Ý kiến giảng viên hướng dẫn tốt nghiệp Được bảo vệ Không bảo vệ Điểm hướng dẫn Hải Phòng, ngày tháng năm 2022 Giảng viên hướng dẫn (ký ghi rõ họ tên) -6- Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam Độc lập - Tự - Hạnh phúc PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN CHẤM PHẢN BIỆN Họ tên giảng viên ………………………………………………………… Đơn vị công tác: Họ tên sinh viên: Chuyên ngành: Đề tài tốt nghiệp: Phần nhận xét giảng viên chấm phản biện Những mặt hạn chế lu Ý kiến giảng viên chấm phản biện an va n Được bảo vệ Không bảo vệ Điểm phản biện Hải Phòng, ngày tháng năm 2022 -7- Giảng viên chấm phản biện ( ký ghi rõ họ tên) MỤC LỤC Nội dung Trang Lời mở đầu Chương Tổng Quan Tình Hình Đốt Chất Thải Phát Điện Trên Thế Giới 1.1 Xu hướng chung tình hình đốt chất thải kết hợp phát điện giới 1.2 Tình hình đốt chất thải kết hợp phát điện số quốc gia: 1.2.1 Đốt chất thải kết hợp phát điện Mỹ: 1.2.2 Đốt chất thải kết hợp phát điện Châu Âu 1.2.3 Đốt chất thải kết hợp phát điện Nhật Bản 1.2.4 Đốt chất thải kết hợp phát điện Trung Quốc 1.2.5 Đốt chất thải kết hợp phát điện Singapore 1.2 Đốt chất thải kết hợp phát điện Singapore lu 1.3 Xu hướng công nghệ đốt chất thải kết hợp phát điện giới 1.3.1 Ở Bắc Mỹ: 1.3.2 Ở Châu Âu: 1.3.3 Ở Trung Quốc: an 10 va Chương Phân Tích Xu Hứớng Nghiên Cứu Cơng Nghệ Đốt Chất Thải Phát Điện Trên Cơ Sở Sáng Chế Quốc Tế 2.1 Tình hình nộp đơn đăng ký sáng chế cơng nghệ đốt chất thải phát điện theo thời gian: n 12 2.2 Tình hình nộp đơn đăng ký sáng chế công nghệ đốt chất thải phát điện quốc gia: 13 2.3 Tình hình đăng ký sáng chế công nghệ đốt chất thải phát điện theo bảng phân loại sáng chế quốc tế IPC: 2.4 So sánh hướng nghiên cứu sáng chế nộp đơn đăng ký bảo hộ công nghệ đốt chất thải phát điện số quốc gia: 16 Chương Tổng Quan Về Tình Hình Đốt Chất Thải Phát Điện Tại Việt Nam 3.1 Tình hình phát thải chất thải rắn chất thải rắn cháy Việt Nam 3.1.1 Tình hình phát sinh chất thải rắn khơng nguy hại: 3.1.2 Tình hình phát sinh chất thải rắn nguy hại: 19 3.2 Cơ sở pháp lý liên quan đến tái chế chất thải, có tái chế chất thải kết hợp thu hồi nhiệt để phát điện: -8- 21 3.3 Tình hình ứng dụng thực tế cơng nghệ đốt chất thải kết hợp phát điện Việt Nam 3.3.1 Đốt chất thải rắn sinh hoạt, công nghiệp phát điện: 22 3.4 Đốt chất thải rắn nông nghiệp phát điện: 24 3.5 Định hướng ứng dụng công nghệ đốt chất thải kết hợp phát điện Việt Nam: 3.5.1 Các dự án đốt chất thải rắn sinh hoạt, công nghiệp phát điện: 25 3.5.2 Các dự án đốt chất thải rắn nông nghiệp phát điện: 26 3.6 Đề xuất cơng nghệ thích hợp nhằm đốt chất thải phát điện Việt Nam 3.6.1 Phân tích ưu nhược điểm số công nghệ đốt chất thải phát điện 3.6.1.1 Các giải pháp thu hồi lượng từ rác thải 27 34 lu 3.6.1.2 Ứng dụng phương phát đốt thu hồi lượng 3.7 Khuyến nghị công nghệ phù hợp với điều kiện thực tế Việt Nam an 39 va Kết luận n Tài liệu tham khảo -9- 40 41 Chương Tổng Quan Tình Hình Đốt Chất Thải Phát Điện Trên Thế Giới 1.1 Xu hướng chung tình hình đốt chất thải kết hợp phát điện giới Thiêu đốt công nghệ áp dụng rộng rãi để xử lý chất thải công nghiệp, đặc biệt chất thải nguy hại (Brunner, 1994) Sự thiêu hủy rác thải đô thị tồn Châu Âu từ năm 1930 nhằm mục đích để làm giảm khối lượng thể tích rác thải Hiện nhà máy thiêu hủy rác đại giảm 90% khối lượng chất thải rắn, thời gian sử dụng bãi chôn lấp chất thải tăng lên 10 lần Bảng trình bày tình hình thiêu hủy rác thị số nước phát triển Bảng : Tình hình thiêu hủy rác thị số nước phát triển Dân số (Triệu người) Số nhà máy xử lý rác (Triệu tấn/năm) Nhật Bản 72 123 1893 32.0 Đan Mạch 65 36 1.7 Thụy Điển 55 23 1.8 Pháp 42 56 170 7.6 Hà Lan 40 15 12 2.8 Đức 30 61 47 9.2 Ý 18 58 94 2.7 Mỹ 16 248 168 28.6 Anh 57 30 2.5 Tây Ban Nha 38 22 0.7 Bồ Đào Nha Không rõ 23 17 1.7 lu Quốc gia Lượng rác thải thiêu hủy (%) Số lượng an va n Nguồn: ENTEC tổng hợp từ tài liệu Tại nhiều nước Châu Âu quỹ đất hạn hẹp, cần phải bảo vệ tầng nước ngầm nghiêm ngặt, nên lượng chất thải rắn xử lý phương pháp đốt chiếm ưu thế: Đức tới 60% chất thải rắn đốt, Đan Mạch chất thải rắn đốt gần 100% (đốt có thu hồi lượng) Trái ngược với nước Châu Âu Mỹ lượng chất thải đem đốt chiếm khoảng 20% tổng lượng chất thải phát sinh, phần lớn lại chủ yếu xử lý phương pháp chôn lấp thông thường đưa xuống giếng sâu Tuy nhiên với tỉ lệ 20% (tương đương triệu tấn/năm) tổng lượng chất thải rắn Mỹ đem đốt lớn nhiều so với nhiều nước Châu Âu cộng lại Lượng chất thải nguy hại phát sinh trung bình hàng năm số nước Châu Âu Mỹ trình bày bảng Bảng Lượng chất thải nguy hại phát sinh trung bình hàng năm số nước Châu Âu Mỹ -10- - Tại Cần Thơ xây dựng thêm nhà máy nhiệt điện đốt trấu quận Thốt Nốt, công suất 10 MW, tiêu thụ khoảng 80.000 trấu/năm Đề xuất cơng nghệ thích hợp nhằm đốt chất thải phát điện Việt Nam 3.12 3.12.1 Phân tích ưu nhược điểm số công nghệ đốt chất thải phát điện 3.6.1.1 a : Các hoạt động sinh học bãi chơn lấp làm phát sinh khí q trình phân huỷ hợp chất hữu chất thải vi sinh vật Khi chất thải mới, chứa nhiều khơng khí - khoảng 30% khoảng trống chất thải nén - trình phân hủy diễn điều kiện hiếu khí Sản phẩm chúng CO2 , H2O hợp chất hữu bay có mùi khó chịu Đó gọi pha hiếu khí hay acetogenic (pha axit), có nhiều hợp chất hữu tương tự axit axetic lu Tại điểm kết thúc pha acetogenic, hầu hết lượng khí bị lẫn chất thải sử dụng hết pha hiếu khí khơng thể tiếp tục Quá trình phân huỷ kỵ , phân huỷ hợp chất hữu bay hơi, sản phẩm từ pha acetogensis Những sản phẩm pha metan (CH 4), cacbon dioxit (CO2), nước (H2O) oxy (O2) Khí CH4 CO2 ngồi Nước oxy quay trở lại cung cấp cho trình phân huỷ, pha acetogenesis lại tiếp tục tạo sản phẩ thông tin sau an va n 3.2 STT 45 – 60 1.1 CH4 40 – 60 1.2 CO2 2–5 1.4 O2 0,1 – 1,0 – 1,0 1.4 1.5 NH3 0,1 – 1,0 1.6 H2 – 0,2 -36- 1.7 – 0,2 CO 0,01 – 0,6 1.8 o F 100 – 120 - 1,02 – 1,6 : Tchobanoglous et al., 1993) Cả trình acetogenesis methanogenesis phụ thuộc vào có mặt nước chất thải Khơng có q trình phân huỷ diễn chất thải giữ khô Một số nghiên cứu methanogenesis diễn nhanh chất thải bị ướt khơng bị ngập nướ Khí bãi chơn lấp xun suốt lớp chất thải, nơi có diện chất hữu Quá trình phân huỷ bắt đầu pha acetogenesis sau chuyển sang pha methanogenesis lu Khí bãi chơn lấp không sinh chịu áp lực Nếu chất thải chứa q nhiều nước chúng khơng thể di chuyển dễ dàng Đó lý tốc độ sinh khí tăng lên nước rỉ bơm khỏi chất thải ngập nước an va n ợc thu thập thông qua giếng thu khoan xuyên đến đáy chất thải, bịt kín bề mặt, để khí di chuyển vào hệ Hình 3.1 : Lê Thị Hồng Trân, 2010) -37- b : sau: lu an va n - : 560 kW - : - : ) : 37 ~ 40oC + pH: ~ 7,4 = 10:90 -38- CoCl2.H2O lu an va Hình 3.2 Sơ đồ hoạt động nhà máy xử lý rác thải Nagaoka, thành phố Nagaoka, Nhật n c : ủ kỵ khí rác thả : (tương , dầ ) o 1.000 x, -39- SOx - Hoàn thành: tháng 3, 2003 ) - : + Cơng suấ (450t / 24h × dây chuyền） + Thu hồi nhiệt: Phát điệ 27,4MW + Nhiệt lượng thiết kế chất thải: 5.850 kJ/kg (1.400 kcal/kg) + Thất thoát nhiệt tro đáy: