(Đồ án hcmute) thiết kế và chế tạo lò đốt rác thải và tiêu huỷ xác động vật

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CNKT CƠ KHÍ THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO LÒ ĐỐT RÁC THẢI VÀ TIÊU HỦY XÁC ĐỘNG VẬT GVHD: Th.S NGUYỄN QUANG HIẾN SVTH: NGUYỄN NHẬT MINH TRẦN ĐỨC HUY SKL009926 Tp Hồ Chí Minh, Tháng 12/2022 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO LÒ ĐỐT RÁC THẢI VÀ TIÊU HỦY XÁC ĐỘNG VẬT GVHD: ThS Nguyễn Quang Hiến SVTH : Nguyễn Nhật Minh MSSV : 17144259 SVTH : Trần Đức Huy MSSV : 17144232 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO LÒ ĐỐT RÁC THẢI VÀ TIÊU HỦY XÁC ĐỘNG VẬT GVHD: ThS Nguyễn Quang Hiến SVTH : Nguyễn Nhật Minh MSSV : 17144259 SVTH : Trần Đức Huy MSSV : 17144232 LỜI CẢM ƠN Lời em xin gửi lời cảm ơn đến cha, mẹ thành viên gia đình ln ủng hộ, chăm lo, tạo điều kiện cho em môi trường học tập tốt quan tâm, giúp đỡ suốt quá trình học tập suốt thời gian em bắt đầu đến hoàn thành đồ án tốt nghiệp Em xin gửi lời cám ơn sâu sắc đến thầy ThS Nguyễn Quang Hiến, giảng viên khoa Cơ Khí – Chế tạo máy trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM tận tình hướng dẫn giúp đỡ cho em suốt quá trình em học tập cho đến lúc hoàn thành đồ án tốt nghiệp Em xin bày tỏ lòng biết ơn đến tất các thầy cô trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM truyền đạt cho em kiến thức hữu ích để em có thể áp dụng vào việc hoàn thành đồ án tốt nghiệp Em xin gửi lời cám ơn các tác giả, các thầy cô các tài liệu tham khảo đúc kết sàng lọc kiến thức quý báu để em có thể áp dụng vào đề tài nghiên cứu Cuối cùng, em xin gửi lời biết ơn đến các bạn học lớp Cơng nghệ Kỹ thuật khí, khóa 17 Khoa Cơ khí chế tạo máy, trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM giúp đỡ tận tình cho em lúc học tập suốt quá trình nghiên cứu đồ án tốt nghiệp Đồ án tốt nghiệp giúp em cô đọng vận dụng kiến thức biết, học năm tháng đào tạo trường Tuy nhiên nhiều hạn chế thời gian, kiến thức thân kinh nghiệm thực tiễn nên đồ án không tránh khỏi sai sót Rất mong góp ý khắc phục quý thầy, cô các bạn để luận văn hoàn thiện Tp Hồ Chính Minh, ngày 15 tháng 12 năm 2022 Sinh viên thực TĨM TẮT ĐỀ TÀI Nền nơng nghiệp Việt Nam với việc sản xuất, chăn nuôi thủ cơng với quy mơ hộ gia đình khơng cịn phù hợp tình hình phát triển Một thời đại mà sản phẩm tạo với số lượng lớn, thời gian ngắn đảm bảo chất lượng, an toàn vệ sinh thực phẩm, bên cạnh đó đảm bảo môi trường phát triển bền vững Chính lẽ đó năm gần tập đoàn lớn nước đẩy mạnh, liên tục đầu tư xây các trang trại chăn ni theo hình thức cơng nghiệp với quy mơ lớn, hình thành khu chăn ni, giết mổ tập trung nhiều tỉnh thành Tiêu biểu kể đến tập đoàn CJ, C.P., Japfa, Masan, Hoàng Anh Gia Lai,…và nhiều công ty khác Các trang trại chăn nuôi tập trung theo hình thức cơng nghiệp có quy mơ hàng chục hecta, số lên đến hàng trăm hecta với quy mơ chăn ni từ vài nghìn đến 100.000 gia súc, hàng triệu gia cầm lứa Với số lượng chăn ni lớn việc hao hụt giống quá trình chăn ni tránh khỏi, tỉ lệ hao hụt quá trình chăn ni dao động từ 2-4% Vấn đề xử lý lượng gia súc, gia cầm chết quá trình chăn ni ln vấn đề nan giải với trang trại chăn nuôi kể lớn nhỏ Trước gia súc, gia cầm chết thường chôn lấp làm thức ăn cho cá, nhiên phương pháp tiềm ẩn nguy dẫn đến bùng phát dịch bệnh, ô nhiễm nguồn nước lãng phí quỹ đất Theo khuyến cáo ngành thú y, phương pháp hiệu để xử lý triệt để gia súc, gia cầm chết tiêu huỷ phương pháp đốt Một số trang trại xây dựng lò đốt tiêu huỷ gia súc, gia cầm chết nhiên việc xây dựng thủ công, vật liệu thông thường dẫn đến việc tiêu huỷ chậm, không đạt hiệu gây nhiễm khơng khí Nhận thấy phương pháp đốt biện pháp tối ưu cho việc xử lý gia súc, gia cầm chết quá trình chăn ni, với phụ phẩm, phế phẩm rác thải sinh hoạt công nhân trang trại Chính nhóm em lựa chọn thực đề tài thiết kế chế tạo “Lò đốt rác thải tiêu huỷ xác động vật” Đề tài thực chuyển giao cho trang trại chăn nuôi heo, giúp các trang trại xử lý rác thải, heo chết quá trình chăn ni nhanh chóng, an tồn, đảm bảo vệ sinh mơi trường tiêu diệt mầm bệnh, không gây bùng phát dịch bệnh trang trại Nội dung công việc đề tài bao gồm: - Nghiên cứu tìm hiểu tình hình chăn ni, số lượng gia súc, gia cầm rác thải trang trại cần phải xử lý Nghiên cứu, tìm hiểu mẫu lị đốt sử dụng trang trại Việt Nam thế giới - Thiết kế, hoàn thiện vẽ Gia công chế tạo sản phẩm Chuyển giao sản phẩm cho trang trại chăn ni heo Trong q trình chế tạo chuyển giao, vận hành thực tế trang trại khơng thể tránh khỏi sai sót, bộc lộ nhược điểm, điểm chưa phù hợp Kính mong q thầy xem xét, góp ý để đề tài nhóm chúng em hồn thiện tương lai Nhóm chúng em xin chân thành cảm ơn! MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN .1 TÓM TẮT ĐỀ TÀI .2 MỤC LỤC DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU .7 DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI 10 1.1 Tính cấp thiết đề tài .10 1.2 Mục tiêu đề tài .12 1.3 Tổng quan lĩnh vực đề tài .13 1.3.1 Ở nước 13 1.3.2 Ở nước 15 1.4 Phạm vi giới hạn đề tài 16 1.5 Phương pháp nghiên cứu 16 1.6 Nội dung đề tài 17 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 18 2.1 Khảo sát lượng rác thải gia súc cần tiêu huỷ .18 2.2 Tìm hiểu công nghệ đốt rác thải tiêu huỷ động vật 18 2.2.1 Công nghệ đốt tĩnh 18 2.2.2 Cơng nghệ lị quay 18 2.2.3 Cơng nghệ lị đốt ghi động .19 2.2.4 Công nghệ lị đốt tầng sơi .19 2.3 Tìm hiểu các lị đốt ngồi nước .19 2.3.1 Lò đốt nước 19 2.3.2 Lò đốt số nước thế giới 20 CHƯƠNG 3: PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 24 3.1 Tổng quan yêu cầu doanh nghiệp 24 3.1.1 Giới thiệu doanh nghiệp 24 3.1.2 Thực trạng 24 3.1.3 Yêu cầu doanh nghiệp .25 3.2 Nguyên lý làm việc 26 3.2.1 Nguyên lý làm việc 26 3.2.2 Ưu điểm: 27 3.2.3 Nhược điểm: .27 3.3 Thông số lò đốt: 27 3.4 Các cụm làm việc lò đốt chức 28 3.5 Phân tích chọn phương án .29 3.5.1 Bộ phận khung vỏ lò 29 3.5.2 Bộ phận cách nhiệt 30 3.5.3 Bộ phận tường chịu lửa 31 3.5.4 Bộ phận trần buồng đốt thứ cấp .31 3.5.5 Bộ phận cửa nạp .32 3.5.6 Bộ phận cửa lấy tro 33 3.5.7 Bộ phận đầu đốt .34 3.5.8 Bộ phận ống khói cấp khí 35 CHƯƠNG 4: TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ 37 4.1 Các phận lị đốt 37 4.2 Buồng đốt sơ cấp 38 4.2.1 Giới thiệu chung .38 4.2.2 Kết cấu phận 38 4.2.3 Tính toán tường chịu lửa cách nhiệt buồng đốt sơ cấp .38 4.2.4 Tính tốn kích thước buồng đốt sơ cấp 39 4.2.5 Tính tốn trọng lượng đối trọng cửa buồng đốt sơ cấp .40 4.3 Buồng đốt thứ cấp .43 4.3.1 Giới thiệu chung .43 4.3.2 Kết cấu phận 43 4.3.3 Tính toán tường chịu lửa cách nhiệt buồng đốt thứ cấp 44 4.3.4 Tính toán kích thước buồng đốt thứ cấp 44 4.4 Tính tốn mơ phỏng chuyển động dịng khí lị 45 CHƯƠNG 5: CHẾ TẠO SẢN PHẨM .47 5.1 Chế tạo buồng đốt sơ cấp 47 5.1.1 Chế tạo khung vỏ buồng đốt sơ cấp 47 5.1.2 Chế tạo cửa nạp buồng đốt sơ cấp 48 5.1.3 Xây dựng tường cách nhiệt, tường chịu lửa .49 5.2 Chế buồng đốt thứ cấp 50 5.2.1 Chế tạo khung vỏ buồng đốt .50 5.2.2 Xây dựng tường cách nhiệt, tường chịu lửa .51 5.3 Chế tạo phần điều khiển 52 5.3.1 Các chi tiết tủ điện điều khiển 52 5.3.2 Thiết kế mạch điện nguyên lý .54 5.4 Hoàn thiện 57 CHƯƠNG 6: KẾT QUẢ VÀ NGHIỆM THU BÀN GIAO .59 6.1 Lắp đặt lò đốt trang trại heo hậu bị 16.000 Tập đồn Japfa tỉnh Bình Dương .59 6.2 Lắp đặt lò đốt trang trại heo thịt 12.000 Tập đoàn Khải Anh tỉnh Tây Ninh 61 6.3 Vận chuyển lắp đặt trang trại heo thịt 20.000 Tập đoàn C.J tỉnh Ninh Thuận 62 6.4 Vận chuyển lắp đặt trang trại 10.500 heo thịt 1.200 heo nái đẻ Tập đoàn Đại Quang tỉnh Lạng Sơn 64 CHƯƠNG 7: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 67 7.1 Kết luận .67 7.2 Kiến nghị .68 TÀI LIỆU THAM KHẢO 69 PHỤ LỤC…………………………………………………………… …….70 DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 2.1: Thông số kỹ thuật lò đốt model YDF-150 từ Trung Quốc……………… 21 Bảng 2.2: Thơng số kỹ thuật lị A200………………………………………… … 22 Bảng 2.3: Thơng số kỹ thuật lị đốt Masterburn model MB350……………….…….23 Bảng 3.1: Thơng số kỹ thuật lị đốt………………………………………….….27 Bảng 3.2: Chức các cụm làm việc lò đốt……………………………… …29 Bảng 3.3: Chọn phương án thiết kế………………………………………… …….36 Bảng 5.1: Bảng kê thiết bị điện…………………………………………………52 CHƯƠNG 6: KẾT QUẢ VÀ NGHIỆM THU BÀN GIAO 6.1 Lắp đặt lò đốt trang trại heo hậu bị 16.000 Tập đồn Japfa tỉnh Bình Dương Hình 6.1: Hàn kết nối buồng đốt sơ cấp với buồng đốt thứ cấp Hình 6.2: Lắp đặt đầu đốt kết nối hệ thống điện, cảm biến 59 Hình 6.3: Lị sau lắp đặt hồn thiện vận hành nghiệm thu Hình 6.4: Tro, xương heo sau đốt nghiệm thu lò Kết đánh giá: - Lị đốt hoạt động ổn định suốt quá trình đốt, không phát sinh cố bất thường Đốt cháy hồn tồn xác heo, lượng tro, xương cịn lại ít, 5% khối lượng ban đầu Không phát sinh khói, mùi khét quá trình đốt, khơng gây ảnh hưởng đến dân cư xung quanh Thời gian đốt giờ, tiêu hao 28 lít nhiên liệu dầu diesel Nhược điểm: Vị trí lắp đầu đốt cao, khơng có góc nghiên nên đốt heo nhỏ phải dùng gạch kê cao heo lên để lửa đốt trực tiếp vào giúp rút ngắn thời gian đốt, tiết kiệm nhiên liệu 60 6.2 Lắp đặt lò đốt trang trại heo thịt 12.000 Tập đoàn Khải Anh tỉnh Tây Ninh Hình 6.5: Cẩu đưa buồng đốt sơ cấp vào vị trí lắp đặt Hình 6.6: Lị đốt sau lắp đặt hoàn thiện Kết quả, đánh giá: - Lị đảm bảo kết cấu q trình vận chuyển xa 180km xe cẩu, tường gạch đảm bảo liên kết, khơng bị nứt, vỡ tường - Lị hoạt động ổn định, đốt cháy hồn tồn chất thải, khơng phát sinh khói, mùi hơi, lượng tro cịn lại 5% 61 6.3 Vận chuyển lắp đặt trang trại heo thịt 20.000 Tập đoàn C.J tỉnh Ninh Thuận Hình 6.7: Xe cẩu đưa buồng đốt sơ cấp vào vị trí lắp đặt Hình 6.8: Lị đốt sau lắp đặt vận hành nghiệm thu 62 Hình 6.9: Heo chết q trình chăn ni đưa vào lị đốt tiêu hủy Hình 6.10: Tro, xương lại sau đốt Kết quả, đánh giá: - - Lị đảm bảo kết cấu, tường lị khơng bị bong, nứt vỡ đường vận chuyển xa 380km, điều kiện vận chuyển khó khăn, đường đất vào trang trại, đẩy kéo vào vị trí lắp Đốt cháy hồn tồn xác heo, lượng tro, xương cịn lại ít, 4% khối lượng ban đầu Không phát sinh khói, mùi khét quá trình đốt, khơng gây ảnh hưởng đến dân cư xung quanh Thời gian đốt giờ, tiêu hao 20 lít nhiên liệu dầu diesel Nhược điểm: Mỡ, nước thể heo chảy qua cửa cào tro 63 6.4 Vận chuyển lắp đặt trang trại 10.500 heo thịt 1.200 heo nái đẻ Tập đoàn Đại Quang tỉnh Lạng Sơn Sản phẩm sau hoàn thiện, lắp thử xưởng tháo rời thành phận buồng đốt sơ cấp buồng đốt thứ cấp để thuận tiện cho trình vận chuyển Hình 6.12: Vận chuyển lò từ xưởng sản xuất đến ga tàu hỏa Sóng Thần Hình 6.13: Vận chuyển lị đốt từ ga Hà Nội đến trang trại chăn nuôi, phun xịt khử khuẩn trước đưa vào lắp đặt 64 Hình 6.14: Lắp đặt lị đốt trang trại Sau vận chuyển đến trang trại lò đốt lắp đặt đưa vào vận hành thử nghiệm nghiệm thu Hình 6.15: Lị vận hành trang trại 65 Hình 6.16: Heo đốt tiêu hủy buồng đốt sơ cấp Kết quả, đánh giá: - - Lị đảm bảo kết cấu, tường lị khơng bị bong, nứt vỡ đường vận chuyển xa 1.200km nhiều phương tiện khác nhau, phải bốc dỡ, nâng hạ nhiều lần, đường đèo, đường đất Đốt cháy hồn tồn xác heo, lượng tro, xương cịn lại ít, 4% khối lượng ban đầu Không phát sinh khói, mùi khét quá trình đốt, khơng gây ảnh hưởng đến dân cư xung quanh Thời gian đốt giờ, tiêu hao 20 lít nhiên liệu dầu diesel 66 CHƯƠNG 7: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 7.1 Kết luận Sau thời gian nghiên cứu thực đề tài “Thiết kế chế tạo lò đốt rác thải tiêu huỷ xác động vật” chúng em hướng dẫn giúp đỡ nhiệt tình giáo viên hướng dẫn với nỗ lực thân hoàn thành đồ án tốt nghiệp thời gian quy định thực nội dung sau: - Tìm hiểu tình hình xử lý rác thải chăn nuôi nước các nước thế giới Tìm hiểu cơng nghệ lị đốt rác thải số mẫu lò đốt thế giới Nghiên cứu lên phương án thiết kế máy phần mềm Creo, Solidworks Từ mơ hình 3D xuất vẽ 2D lập thành tập vẽ gia công bao gồm vẽ lắp 14 vẽ chi tiết (7 chi tiết tiêu chuẩn mua về, không vẽ lại) Tiến hành lắp ráp, xây dựng phận lò đốt Đảm bảo yêu cầu doanh nghiệp công suất, hiệu suất tiêu huỷ đảm bảo mơi trường Đảm bảo tính ổn định, an toàn làm việc Thiết kế hệ thống điện vận hành lò Vận chuyển, lắp đặt máy trang trại Vận hành nghiệm thu bàn giao đưa vào sử dụng Chuyển giao công nghệ cho doanh nghiệp Bên cạnh kết đạt đề tài số vấn đề chưa thể thực sau: - - Lò đốt chưa chấp giấy chứng nhận phù hợp với quy chuẩn QCVN 30:2012/BTNMT điều kiện kinh phí đầu tư các quy định thông số kỹ thuật Chưa thể thực lấy mẫu khí thải vận hành lị trang trại nhiều lý khách quan, đánh giá ô nhiễm cảm quan chủ đầu tư, khách hàng Vì lị đốt rác thải tiêu hủy xác động vật chúng em dừng lại mức giải pháp thay thế cho các lị đốt thủ cơng trang trại tự xây dựng, góp phần hạn chế phát sinh rác thải, khí thải dịch bệnh trang trại, đồng thời tiết kiệm chi phí, thời gian nhân công cho trang trại Đây lần chúng em bước vào công việc thiết kế lớn, chế tạo sản phẩm thực tế, với kiến thức kinh nghiệm hạn hẹp Mặc dù cố gắn gặp nhiều khó khăn, thiếu sót, sai lầm thiết kế chế tạo, dẫn đến không đạt hiệu tối ưu kinh tế, kỹ thuật Đồng thời thời gian 67 nghiên cứu có hạn nên cịn nhiều điều chưa khai thác triệt để, tính toán chưa hết tình xảy Chúng em mong nhận ý kiến đóng góp q báu từ phía thầy cơ, bạn bè để chúng em hoàn thiện đề tài 7.2 Kiến nghị Từ nghiên cứu đạt ban đầu, hạn chế, nhược điểm chưa khắc phục, đề tài tiếp tục nghiên cứu để hoàn thiện như: - Cải tiến phương thức nạp rác thải, xác động vật vào buồng đốt Cải tiến cách lấy tro thủ công khỏi buồng đốt phương pháp tự động Cải tiến công nghệ đốt để tiết kiệm nhiên liệu thời gian đốt Cải tiến cơng nghệ xử lý khí thải để tăng chất lượng khí thải, giảm thiểu nhiễm mơi trường Tăng cơng suất lị đốt để tiêu hủy lượng rác thải, xác động vật nhiều hơn, phù hợp với trang trại lớn Nghiên cứu thay thế vật liệu xây dựng tường lò lớp cách nhiệt để có độ bền cao Hình 7.1: Hiện trạng lò sau tháng đưa vào sử dụng, tần suất 25 ngày/tháng Chúng em mong nhận ý kiến đóng góp, kiến nghị từ quý thầy cơ, chun gia bạn để tiếp tục hoàn thiện đề tài, sản phẩm 68 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Trịnh Chất - Cơ sở thiết kế máy chi tiết máy [2] Lê Xuân Hòa – Kỹ thuật nhiệt - NXB ĐHQG Tp.HCM 2006 [3] Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia QCVN 30:2012/BTNMT Lị đốt chất thải cơng nghiệp [4] Tiêu chuẩn kỹ thuật Quốc gia TCVN 7636:2007 Vật liệu chịu lửa – Gạch cách nhiệt Samot 69 PHỤ LỤC Biên giao hàng nghiệm thu lò đốt tỉnh Ninh Thuận 70 Biên giao hàng nghiệm thu trang trại tỉnh Lạng Sơn 71 Giấy xác nhận chuyển giao công nghệ 72 S K L 0