LÒ ĐỐT CHẤT THẢI CÔNG NGHIỆP

_ Nhiệt trị của dầu DO _ Chọn hiệu số tiêu hao không khí _ Tính lượng không khí cần đốt 100kg dầu DO _ Xác định lượng và thành phần của sản phẩm cháy... Tính toán sự cháy dầu DO.Tính lượ

Trang 2

LOGO

Tính toán thiết kế lò đốt rác thùng quay (Rotary kiln) đốt rác

sinh hoạt thông thường

Công suất 200 tấn/ngày.

Trang 5

Giới thiệu tổng quan

_ Phù hợp với nhiều quy mô

_ Hiệu quả xử lý cao

_ Đốt được tất cả các loại chất thải rắn hữu cơ

_ Không bị nghẹt gỉ lò do quá trình cháy

_ Cung cấp khả năng xáo trộn và chất thải và không khí cao

Trang 8

Tính toán thiết kế

Tính toán sự cháy dầu DO.

_ Nhiệt trị của dầu DO

_ Chọn hiệu số tiêu hao không khí

_ Tính lượng không khí cần đốt 100kg dầu DO

_ Xác định lượng và thành phần của sản phẩm cháy

Trang 9

Theo Tính toán kỹ thuật nhiệt luyện kim, thành phần sử dụng của dầu DO:

Cd = 86,3% Hd = 10,5% Od = 0,3% Nd = 0,3%

Sd = 0,5% Wd = 1,8% Ad = 0,3%

Nhiệt trị của dầu được xác định theo công thức của D.I.Menleleev:

→ Nhiệt trị của dầu DO:

Trang 10

Hệ số tiêu hao không khí

Hệ số tiêu hao không khí (α) lả tỷ số giữa lượng không khí thực tế (L) và lượng không khí lý thuyết (L0) khi đốt cùng một lượng nhiên liệu:

Trang 11

Tính lượng không khí cần thiết để đốt 100 kg dầu DO

Thành phần nhiên liệu Hàm lượng

Trang 12

Thành phần Hàm lượng % Khối lượng, kg Phân tử khối Lượng mol, kmol O2 , kmol N2, kmol Tổng mol, kmol Thể tích, n.m3

Với : hệ số tiêu hao không khí ;

Tính lượng không khí cần thiết để đốt 100 kg dầu DO

Trang 13

Xác định lượng và thành phần của sản phẩm cháy

Trang 14

Khối lượng riêng của sản phẩm cháy ở điều kiện tiêu chuẩn:

Trang 15

Tính toán sự cháy dầu DO Tính bề dày lớp tường chịu lửa

Tính toán sự cháy

của rác.

Xác định nhiệt độ cháy thực tế và cân bằng

Trang 16

_ Xác định nhiệt trị của rác, chọn hệ số tiêu hao không khí.

_ Xác định lượng thành phần của rác sau khi cháy

Tính toán sự cháy của rác.

_ Lượng không khí cần thiết để đốt

Trang 17

Tính toán sự cháy của rác

Trang 18

Nhiệt trị của rác tính theo Medeleev:

Theo kinh nghiệm thực tế đối với trường hợp đốt rác thải thì nên chọn hệ số tiêu hao không khí

Trang 19

Xác định lượng không khí cần thiết khí đốt cháy 100 kg rác

Trang 20

Để tính được lượng không khí để đốt 100 kg rác, ta dựa vào các phản ứng đốt cháy sau:

Trang 21

Trang 22

Khối lượng riêng của sản phẩm cháy được xác định ở điều kiện tiêu chuẩn:

Trang 23

Trang 24

Xác định nhiệt độ cháy thực tế và cân bằng nhiệt.

_ Xác định nhiệt độ cháy lý thuyết và thực tế có thể đạt được khi đốt

_ Tính lượng tiêu hao nhiệt

_ lượng nhiên liệu tiêu hao

Trang 25

Xác định nhiệt độ cháy lý thuyết của dầu DO

Khi không nung trước nhiên liệu và không khí, hệ số tiêu hao không khí = 1,2, hàm nhiệt tổng được tính theo công thức:

Trong đó: : nhiệt trị thấp của dầu DO, = 40048,33 kJ/kg

V: thể tích sản phẩm cháy khi đốt 1 kg dầu DO, V = 13,1856 n.m3

Trang 26

Theo mục lục II Tính Toán Kỹ Thuật Nhiệt Lò công nghiệp, T1 và bảng 4.3: thành phần sản phẩm cháy của dầu DO Xác định lượng và ứng với

Trang 27

Ứng với = 1600oC:

CO2, H2O, N2, O2, SO2 lần lượt là % thể tích sản phẩm cháy khi đốt dầu DO

Trang 28

Theo kết quả: < it < , giả thiết về nhiệt độ cháy lý thuyết phù hợp và nhiệt độ lý thuyết được xác định theo công thức:

Vậy nhiệt độ cháy lý thuyết của lò: tlt = 1266,49 oC

Trang 29

Xác định nhiệt độ thực tế của lò

(Nguồn: Hoàng Kim Cơ, 2001)

Nhiệt độ thực tế của lò được tính bằng công thức

Trong đó : : Hệ số tổn thất hàm nhiệt của sản phẩm cháy, chọn theo bảng sau:

Trang 30

Chọn lò quay, đốt bằng dầu DO

→ = 0,7 – 0,75 Chọn

Nhiệt độ thực tế của lò:

Xác định nhiệt độ thực tế của lò

Trang 31

Tốc độ nhiệt phân của lò

Trong đó:

: tốc độ giải phóng các chất hữu cơ, kg/s

: hằng số tốc độ, s-1

: khối lượng vật liệu tại thời điểm t, kg (giảm 60% khối lượng)

: phần khối lượng các chất hữu cơ ban đầu trong vật liệu.

: phần khối lượng của nước ban đầu trong vật liệu

: khối lượng ban đầu của vật liệu, kg



Trang 32

của rác.

Trang 33

Tính buồng đốt sơ cấp

_ Tính nhiệt thu.

_ Nhiệt chi:

+ Nhiệt lượng để đốt cháy rác

+ Nhiệt lượng mất do sản phẩm cháy khi đốt 1 kg dầu DO

+ Nhiệt lượng mất do dẫn nhiệt qua nóc, tường, đáy lò, khe hở….

+ Nhiệt lượng mất do cháy không hoàn toàn

=> Xác định lượng nhiệt tiêu hao

_ Tính thể tích buồng

_ Tính áp suất trong buồng

Trang 34

Tính buồng đốt sơ cấp.

Nhiệt thu

Nhiệt do cháy dầu DO:

Trong đó:

Bd: lượng nhiên liệu tiêu hao, kg/s

: 40048,33 (kJ/kg) = 40048,33×103 (J/kg) : nhiệt trị thấp của dầu DO

Do đó:

Nhiệt do cháy rác:

Với: Br = 20 tấn/h = 5,56 kg/s : lượng rác đốt trong lò

= 22864,4 kJ/kg = 22864,4.103 J/kg : Nhiệt trị thấp của rác

Trang 35

Nhiệt chi

Nhiệt lượng để đốt cháy rác

Nhiệt lượng cung cấp để cháy rác được xác định bằng thực nghiệm và chấp nhận rác cháy ở 800oC

Nhiệt lượng cần để đốt cháy 1 kg rác: = 22,44.106 J/kg

→ Nhiệt lượng cần thiết để đốt rác ở 800oC:

Trang 36

Nhiệt chi

Tại buồng sơ cấp, rác cháy ở 800oC:

Trong đó:

v = 13,1856 (n.m3): lượng sản phẩm cháy khi đốt 1 kg dầu DO

Bd: lượng dầu DO tiêu hao, kg/s

ik = Ck × tk : hàm nhiệt trung bình của sản phẩm cháy ở nhiệt độ ra khỏi buồng sơ cấp

Ứng với t = 800 0C (phụ lục II sách Tính toán kỹ thuật nhiệt luyện kim)

=

Nhiệt lượng mất do sản phẩm cháy khi đốt 1 kg dầu DO:

Trang 37

Nhiệt chi

Nhiệt lượng mất do dẫn nhiệt qua nóc, tường, đáy lò, khe hở….

Nhiệt lượng mất phụ thuộc vào thể tích, vật liệu xây lò…Thường chiếm 10% nhiên liệu tiêu hao lò

Trang 38

Nhiệt chi

Nhiệt lượng mất do cháy không hoàn toàn:

Khi đốt cháy rác ở 800oC thì lượng sản phẩm cháy ra khỏi lò chứa khoảng 1% CO và 0,5% H2 chưa kịp cháy Nhiệt trị của hỗn hợp là

12140 kJ/m3 (Hoàng Kim Cơ, 2001)

Gọi P là phần sản phẩm chưa cháy ( P = 0,005 0,03 lượng sản phẩm cháy), chọn P = 0,03

Với: = 16,3685 (m3) : lượng sản phẩm cháy khi đốt 1 kg rác

Trang 39

Xác định lượng nhiên liệu tiêu hao

Lượng nhiên liệu tiêu hao xác định dựa vào cân bằng nhiệt thu và nhiệt chi:

Qthu = Qchi

=> Bd = 2,195 ( kg/s) = 7902 (kg/h)

Trang 40

Q = (kJ/kg): nhiệt trị thấp của chất thải

= 20000 (kg/h) : công suất thiết kế của lò đốt

q: mật độ nhiệt thể tích buồng đốt tra từ bảng 3-4/95 Tính Toán Kỹ Thuật Nhiệt Luyện Kim: q = (290 581).103 (W/m3) Chọn q=290000

W/m3

Trang 42

Xác định kích thước buồng sơ cấp

Với V = 438 m3 chọn R = 3,5 m thì H = 11,4m

Trang 43

Khối lượng dầu DO:

Áp suất tại lò sơ cấp:

Trang 44

của rác.

Trang 45

Tính buồng đốt thứ cấp.

_ Xác định lưu lượng và thành phần dòng vào.

_ Cân bằng nhiệt và lượng nhiệt tiêu hao

_ Xác định kích thước buồng đốt

Trang 46

Xác định lưu lượng và thành phần dòng vào

Dòng khí vào buồng thứ cấp bao gồm sản phẩm đốt dầu và sản phẩm cháy khi đốt rác ở buồng sơ cấp.

Lưu lượng dòng vào: Qv = Qđ + Qr (m 3/s)

Xác định thành phần và lưu lượng dòng vào buồng đốt thứ cấp theo bảng

Trang 47

B: lượng dầu tiêu hao (kg/s).

Nhiệt do các sản phẩm cháy không hoàn toàn ở buồng sơ cấp

Q2 =(W)

Trang 48

Nhiệt để nung sản phẩm của buồng sơ cấp

Lượng nhiệt cần cung cấp để nung sản phẩm từ buồng sơ cấp từ 800oC lên 1200oC:

= 471,18 m3/s : lưu lượng dòng vào buồng đốt thứ cấp

: hàm nhiệt trung bình của dòng khí ra khỏi buồng thứ cấp ở nhiệt độ 1200oC.

Nhiệt chi

Tính cân bằng nhiệt

Trang 49

: hàm nhiệt trung bình của dòng khí vào buồng đốt thứ cấp ở nhiệt độ 800oC.

Nhiệt chi

Trang 50

Nhiệt mất do dẫn qua tường, đáy, nóc và các khe hở

Nhiệt chi

Lượng nhiệt phụ thuộc vào thể xây lò, thường chiếm 10% lượng nhiệt trong lò.

Nhiệt mất do sản phẩm cháy khi đốt 1 kg dầu DO

Với : thể tích khí khi đốt 1 kg dầu.

B: lượng dầu đốt trong 1 s (kg/s).

ik = Ck.tk: hàm nhiệt trung bình của sản phẩm cháy khi đốt dầu DO ở t = 1200 oC.

Trang 51

Xác định lượng nhiên liệu tiêu hao

Cân bằng nhiệt thu và nhiệt chi:

ttk: Thời gian lưu cháy thiết kế (≥ 2 s);

L: Lưu lượng của dòng khí chuyển động trong vùng đốt thứ cấp (m3/s) L = 471,18

Trang 52

Năng suất lò được tính theo công thức:

= (kg/n.m3): khối lượng riêng của sản phẩm cháy khi đốt dầu

= 1,227 (kg/n.m3): khối lượng riêng của sản phẩm cháy khi đốt rác

và : thể tích sản phẩm cháy khi đốt dầu và đốt rác (n.m3/s)

Trang 53

của rác.

Trang 54

Tính bề dày lớp tường chịu lửa

Chọn thông số :

•Nhiệt độ bề mặt ngoài và trong của lớp thép là 350C và 360C

•Nhiệt độ bên trong tường lò là 11000C

2 1

1 1

λ

δ λ

δ

t t

t

t − T = T −

cm

m t

t

t t

36

1 2

2 2

Trang 56

Nhận xét của nhóm

_ Lượng rác lớn nên cần phân phối thời gian đưa rác vào buồng hợp lí để có hiệu quả tốt hơn và tiết kiệm nhiên liệu đốt

_ Nhiệt độ đốt lý thuyết và thực tế chênh lệch khá lớn ( 886 < 1266 )

_ Kích thước 2 buồng đốt khá lớn và cần hệ thống tường cách nhiệt dày

( 22,3 cm )

_ Cần người điều khiển có chuyên môn và biết cách khắc phục sự cố

Trang 58

Tài liệu tham khảo

_ Bài giảng lò đốt, thầy Lê Anh Kiên, trường ĐHBK – Tp HCM

_ Bài giảng kĩ thuật xử lý chất thải rắn đô thị, Nguyễn Tấn Phong

_ Tính Toán Kỹ Thuật Nhiệt Lò Công Nghiệp Tập I

Trang 59

Cám ơn thầy và các bạn đã chú ý lắng nghe

We will not successful if do not have you

Định dạng
Số trang	59
Dung lượng	3,91 MB