xử lý rác thải y tế

trình bày về xử lý rác thải y tế

Lời nói đầu

CHƯƠNG 1: MỤC ĐÍCH, NỘI DUNG

VÀ PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN LUẬN VĂN

CHƯƠNG 1: MỤC ĐÍCH, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN LUẬN VĂN1.1 MỤC ĐÍCH LUẬN VĂN:

Rác y tế chứa nhiều tác nhân lây nhiễm, tạo những ảnh hưởng đến con người và môi trường,

do đó xử lý rác y tế nhầm giảm thiểu những nguy hại đó

1.2 NỘI DUNG LUẬN VĂN:

* Tìm hiểu sơ lược về chất thải y tế

* Tìm hiểu các phương pháp xử lý, từ đó đề nghị phương pháp xử lý thích hợp.

* Thiết kế lò đốt rác y tế công suất 30 kg/h.

* Thiết kế hệ thống xử lý khói thải.

* Dự toán giá thành thiết bị.

1.3 PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN:

1.3.1 Phương pháp sưu tầm số liệu:

* Số liệu về vị trí địa lý, khí tượng thủy văn

* Số liệu về thành phần nhiên liệu, rác thải

* Số liệu thống kê hiện trạng xử lý chất thải y tế

1.3.2 Phương pháp thiết kế lò đốt:

* Dựa vào thành phần, xác định nhiệt trị của rác và nhiên liệu bổ sung

* Tính cân bằng nhiệt lượng

1.3.3 Phương pháp xác định thành phần và lưu lượng khí thải:

* Dựa vào thành phần hoá học của rác, nhiên liệu bổ sung và các phản ứng cháy

1.3.4 Phương pháp xử lý khí thải lò đốt:

* Xử lý bằng phương pháp hấp thụ, chất hấp thụ là dung dịch Ca(OH)2 , thiết bị tháp rửa khí rỗng

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ

CHẤT THẢI Y TẾ

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ CHẤT THẢI RẮN Y TẾ

2.1 KHÁI NIỆM CHẤT THẢI Y TẾ:

Chất thải y tế (CTYT) là chất thải từ các hoạt động khám chữa bệnh, chăm sóc, xét nghiệm, nghiên cứu…CTYT nguy hại là chất thải có các thành phần như: máu, dịch cơ thể, chất bài tiết, các bộ phận, cơ quan; bơm, kim tiêm, vật sắc nhọn, dược phẩm, hóa chất, chất phóng xạ…thường ở dạng rắn, lỏng, khí CTYT được xếp là chất thải nguy hại, cần có phương thức lưu giữ, xử lý, thải bỏ đặc biệt, có quy định riêng; gây nguy hại sức khỏe, an toàn môi trường hay gây cảm giác thiếu thẩm mỹ

Rác sinh hoạt y tế là chất thải không xép vào chất thải nguy hại, không có khả năng gây độc, không cần lưu giữ, xử lý đặc biệt; là chất thải phát sinh từ các khu vực bệnh viện: giấy, plastic, thực phẩm, chai lọ…

Rác y tế (RYT) là phần chất thải y tế ở dạng rắn, không tính chất thải dạng lỏng và khí, được thu gom và xử lý riêng

2.2 PHÂN LOẠI:

2.2.1 Chất thải lâm sàng:

* Nhóm A: chất thải nhiễm khuẩn, chứa mầm bệnh với số lượng, mật độ đủ gây bệnh, bị

nhiễm khuẩn bởi vi khuẩn, virus, ký sinh trùng, nấm…bao gồm các vật liệu bị thấm máu, thấm dịch, chất bài tiết của người bệnh như gạc, bông, găng tay, bột bó gãy xương, dây truyền máu…

* Nhóm B: là các vật sắc nhọn: bơm tiêm, lưỡi, cán dao mổ, mảnh thủy tinh vỡ và mọi vật

liệu tạo vết cắt hoặc chọc thủng

* Nhóm C: chất thải nguy cơ lây nhiễm phát sinh từ phòng xét nghiệm: găng tay, lam kính,

ống nghiệm, bệnh phẩm sau khi xét nghiệm, túi đựng máu…

* Nhóm D: chất thải dược phẩm, dược phẩm quá hạn, bị nhiễm khuẩn, dược phẩm bị đổ,

không còn nhu cầu sử dụng và thuốc gây độc tế bào

* Nhóm E: là mô, cơ quan người bệnh, động vật, mô cơ thể (nhiễm khuẩn hay không

nhiễm khuẩn), chân tay, nhau thai, bào thai…

2.2.2 Chất thải gây độc tế bào:

Vật liệu bị ô nhiễm như bơm tiêm, gạc, lọ thuốc…thuốc quá hạn, nước tiểu, phân…chiếm 1% chất thải bệnh viện

2.2.3 Chất thải phóng xạ:

Chất thải có hoạt độ riêng như chất phóng xạ Chất thải phóng xạ phát sinh từ hoạt động chuẩn đoán, hoá trị liệu và nghiên cứu Chất thải phóng xạ gồm chất thải rắn, lỏng, khí

* Chất thải phóng xạ rắn: vật liệu sử dụng trong xét nghiệm, chuẩn đoán như ống tiêm,

bơm tiêm, giấy thấm…

* Chất thải phóng xạ lỏng: dung dịch chứa nhân tố phóng xạ, tham gia điều trị, chất bài

tiết

* Chất thải phóng xạ khí: khí dùng trong lâm sàng, khí từ kho chứa chất phóng xạ.

2.2.4 Chất thải hoá học:

Chất thải từ nhiều nguồn, chủ yếu từ hoạt động xét nghiệm, chuẩn đoán bao gồm: formaldehyd, hoá chất quang học hoá, dung môi, etylen, hỗn hợp hoá chất…

2.2.5 Các loại bình chứa có áp:

Bình chứ khí có áp như bình CO2, O2, gas, bình khí dung, bình khí dùng 1 lần…các bình dễ gây cháy nổ, khi thiêu đốt cần thu riêng

2.2.6 Chất thải sinh hoạt:

Chất thải không bị coi là chất thải nguy hại, phát sinh từ bệnh viện, phòng làm việc…giấy báo, tài liệu, vật liệu đóng gói, thùng, túi nilon, thức ăn dư thừa…

2.3 TÍNH CHẤT CHẤT THẢI Y TẾ:

2.3.1 Tính chất vật lý:

2.3.1.1 Thành phần: là thông số quan trọng đánh giá khả năng thu hồi phế liệu, lựa chọn

công nghệ xử lý thích hợp

* Thành phần chất thải(rác sinh hoạt y tế):

+ Giấy và giấy thấm: 60%

+ Plastic: 20%

+ Thực phẩm thừa: 10%

+ Kim loại, thủy tinh, chất vô cơ: 7%

+ Các loại hỗn hợp khác: 3%

* Thành phần chất thải nhiễm khuẩn:

+ Giấy và quần áo: 50 – 70%

* Sự khác nhau giữa CT y tế và Ct đô thị:

Thành phần CT lây nhiễm

(% trọng lượng)

CT thông thường (% trọng lượng)

CT đô thị (% trọng lượng)

Kim loại 1,1 7,2 6

Bảng 1.1: Sự khác nhau giữa các loại chất thải.

* Thành phần hoá lý:

Bảng 1.2: Thành phần hóa lý của rác y tế.

2.3.1.2 Độ ẩm:

Độ ẩm của chất thải rắn là thông số liên quan đến giá trị nhiệt lượng, xem xét khi lựa chọn, phương pháp xử lý, thiết kế bãi chôn lấp và lò đốt Độ ẩm thay đổi theo thành phần và theo mùa trong năm Tùy từng loại chất thải có độ ẩm khác nhau 8,5 – 17%, chủ yếu là giấy,

Thành phần Hàm lượng

(%)

Khối lượng (kg)

Phân tử lượng (g)

Lượng mol (kmol)

plastic chiếm tỷ lệ cao Độ ẩm tương đối thường thích hợp với phương pháp xử lý bằng công nghệ thiêu đốt.

2.3.1.3 Tỷ trọng:

Xác định bằng tỷ số giữa trọng lượng của mẫu rác và thể tích chiếm chỗ Tỷ trọng thay đổi theo thành phần, độ ẩm, độ nén chặt của rác Tỷ trọng là thông số quan trọng phục vụ cho công tác thu gom, vận chuyển và xử lý vì liên quan tới khối lượng rác thu gom và thiết kế qui mô lò đốt RYT có thành phần hữu cơ cao nên tỷ trọng chất thải thấp 208 – 345kg/m3

2.3.2 Tính chất hóa học và giá trị nhiệt lượng:

Tính chất hóa học và nhiệt lượng được xem là nhân tố khi lựa chọn phương án xử lý chất thải, tham gia thu gom, vận chuyển Rác thải có giá trị nhiệt lượng cao nên xử lý bằng phương pháp thiêu đốt, rác có thành phần hữu cơ cao, dễ phân hủy phải thu gom trong ngày và ưu tiên xử lý bằng phương pháp sinh học

2.3.2.1 Tính chất hóa học:

* Thành phần hữu cơ: được xác định là phần vật chất có thể bay hơi sau khi nung ở 950oC

* Thành phần vô cơ(tro): là phần tro còn lại sau khi nung ở 950oC

* Thành phần phần trăm(%): phần trăm của các nguyên tố C, H, O, N, S và tro Thành phần % được xác định để tính giá trị nhiệt lượng của rác

2.3.2.2 Giá trị nhiệt lượng:

Nhiệt thoát ra từ việc đốt CTYT là một thông số quan trọng, có đơn vị kJ/kg Các lò đốt đều có bộ phận cấp khí bên trong trực tiếp ảnh hưởng đến khả năng cháy Vì vậy, khối lượng chất thải có thể đốt mỗi giờ phụ thuộc vào giá trị nhiệt lượng mỗi kg chất thải

Nhiệt lượng (Q) rác thải tính theo công thức:

Q = 339C + 1256H – 108,8(O – S) – 25,1(W + 9H) (kJ/kg)

C, H, O, N, S và tro là % trọng lượng mỗi yếu tố trong rác

CHƯƠNG 3: LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ THIÊU

ĐỐT CHẤT THẢI Y TẾ

CHƯƠNG 3: LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ THIÊU ĐỐT CHẤT THẢI Y TẾ

3.1 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ CHẤT THẢI Y TẾ:

Chất thải y tế thường áp dụng các phương pháp xử lý và tiêu hủy:

* Phương pháp xử lý: thiêu đốt, khử khuẩn bằng hoá chất, nồi hấp, đóng gói kín, vi sóng…

* Phương pháp tiêu hủy: bãi chôn lấp chất thải hợp vệ sinh, chôn lấp trong khu đất bệnh viện, nước thải được thải vào hệ thống xử lý

3.1.1 Phương pháp khử trùng:

Đây là công đoạn đầu tiên khi xử lý RYT nhầm hạn chế tai nạn cho nhân viên thu gom, vận chuyển và xử lý rác Chất thải lâm sàng có nguy cơ nhiễm khuẩn cao, phải được xử lý an toàn bằng phương pháp khử trùng ở gần nơi chất thải phát sinh sau đó cho vào túi nilon màu vàng rồi vận chuyển tiêu hủy

* Khử trùng bằng hóa chất: clor, hypoclorite…là phương pháp rẻ tiền, đơn giản nhưng có nhược điểm là thời gian tiếp xúc ít không tiêu diệt hết vi khuẩn trong rác Vi khuẩn có khả năng bền vững với hóa chất, nên xử lý không hiệu quả nên xử lý không hiệu quả Hoá chất bản thân đã nguy hiểm, cần nghiền nhỏ chất thải để giảm thể tích

* Khử trùng bằng nhiệt ở áp suất cao: là phương pháp đắt tiền, đòi hỏi chế độ vận hành, bảo dưỡng cao; xử lý kim tiêm sau khi nghiền nhỏ, làm biến dạng Nhược điểm tạo mùi hôi nên với bệnh viện có lò đốt thì kim tiêm đốt trực tiếp

* Khử trùng bằng siêu cao tầng: khử trùng tốt, năng suất cao Tuy nhiên, đòi hỏi kỹ thuật cao, thiết bị đắt tiền và yêu cầu có chuyên môn, là phương pháp chưa phổ biến

3.1.2 Trơ hoá ( cố định và đóng rắn):

Trộn chất thải với ximăng và các chất khác, trộn với nước khi chôn lấp để giảm rủi ro nhiễm bẩn nước ngầm Phù hợp với dược phẩm thải và tro đốt có hàm lượng kim loại cao Đây là phương pháp ít tốn kém nhưng không xử lý được chất thải nhiễm khuẩn

3.1.3 Chôn lấp:

Chất thải được chôn lấp tại bãi rác hợp vệ sinh, đảm bảo phù hợp với một số chất thải rắn y tế và sau khử trùng hoặc đốt, chất lây nhiễm được trơ hoá và đem chôn Phương pháp chi phí thấp, an toàn nếu ngăn ngừa và kiểm soát việc tiếp cận với bãi chôn lấp và hạn chế được thẩm thấu tự nhiên.

3.1.4 Phương pháp thiêu đốt:

Đây là phương pháp phổ biến, nhiều nơi áp dụng; là quá trình ôxi hóa rác ở nhiệt độ cao, tạo CO2, H2O…Phương trình tổng quát:

Chất thải từ lò đốt chia làm 2 nhóm:

* Các sản phẩm do sự cháy không hoàn toàn như arsenic, crom, beri, heli…có nguồn gốc từ các chất ô nhiễm ban đầu

* Các sản phẩm sinh ra do quá trình cháy không hoàn toàn trong buồng sơ cấp Chất thải có nhiệt lượng cao tiêu thụ nhiều ôxi trong quá trình cháy

Trong quá trình thiết kế lò đốt cần kèm theo hệ thống xử lý khí thải, lưu ý các yếu tố đảm bảo sự đốt chày hoàn toàn: lượng O2 cung cấp, nhiệt độ cháy 900 – 1200oC, thời gian đốt và mức xáo trôn Cần lưu ý vật liệu chế tạo lò để đảm bảo chịu nhiệt cao Khí thải sau khi làm nguội được xử lý bằng dung dịch trung hòa

3.2 CƠ SỞ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ RÁC Y TẾ:

3.2.1 Cơ sở lựa chọn:

* Dựa vào càc phương pháp xử lý rác y tế đã nêu, các phương pháp đều có ưu nhược điểm riêng Khử trùng bằng hoá chất không đảm bảo hiệu quả khử trùng, chất thải vẫn còn nguy

cơ lây nhiễm cao; khử trùng bằng nối hấp, sóng viba đòi hỏi kỹ thuật cao, chi phí tốn kém; phương pháp chôn lấp thường không qua xử lý nên ảnh hưởng đến môi trường

* Qua các phân tích trên, phương pháp thiêu đốt RYT là thích hợp, phù hợp điều kiện nhiều vùng ở nước ta, có nhiều uu điểm, giảm 90 – 95% trọng lượng chất thải hữu cơ trong rác, chất thải phát sinh từ quá trình đốt có thể được xử lý tại chỗ, tránh rủi ro khi vận chuyển, hiệu quả cao đối với chất thải nguy hiểm, chất thải lây nhiễm cao.

3.2.2 Quá trình quản lý rác y tế trước khi xử lý:

3.2.2.1 Thu gom:

Phải có lịch trình thu gom và vận chuyển rác hợp lý

RYT được gói trong bao nilon hoặc trong thùng chứa có nắp đậy

Quy định màu sơn của các thùng chứa rác khác nhau để phân biệt( thùng màu xanh chứa rác sinh hoạt, màu vàng chứa các loại rác y tế như bông băng, gạc, ống tiêm, bệnh phẩm…màu đen chứa chất thải phóng xạ, thuốc gây độc tế bào…)

Các loại bệnh phẩm phải được chuyển ngay đến nơi tập trung rác bằng các dụng cụ và phương tiện chuyên dùng để chuẩn bị cho việc thiêu đốt, không được để bệnh phẩm tồn đọng lâu trong các phòng, khoa của bệnh viện

Nhà phân loại rác phải thông thoáng tốt, thường xuyên phun xịt các loại thuốc chống ruồi, muỗi

Khu tập trung rác thải phải cao có mái và tường che để tránh nước mưa rơi vào, xung quanh phải có mương để thoát nước với hệ thống thoát nước bẩn để xử lý

3.2.2.2 Phân loại:

Rác được chia làm 2 loại: rác sinh hoạt, rác y tế

Việc phân loại phải được thực hiện ngay tại thời điểm chất thải phát sinh, chất thải phải được đựng trong các túi và thùng theo quy định

Chất thải y tế nguy hại không được để lẫn trong chất thải sinh hoạt Nếu vô tình để lẫn chất thải y tế nguy hại thì hỗn hợp chất thải được xử lý và tiêu hủy như chất thải y tế nguy hại

3.2.3 Công nghệ thiêu đốt chất thải y tế:

Công nghệ thiêu đốt là đốt chất thải một cách có kiểm soát trong một vùng kín, mang nhiều

hiệu quả Quá trình đốt được thực hiện hoàn toàn, phá hủy hoàn toàn chất thải độc hại bằng

cách phá vỡ các liên kết hóa học, giảm thiểu hay loại bỏ hoàn toàn độc tính Hạn chế tập trung chất thải cần loại bỏ vào môi trường bằng cách biến đổi chất rắn, lỏng thành tro So với CTYT chưa xử lý, tro thải vào môi trường an toàn hơn.

Việc quản lý kim loại, tro và các sản phẩm của quá trình đốt là khâu quan trọng Tro là một dạng vật liệu rắn, trơ gồm C, muối, kim loại Trong quá trình đốt, tro tập trung ở buồng đốt( tro đáy), lớp tro này xem như chất thải nguy hại Các hạt tro có kích thước nhỏ có thể bị cuốn lên cao( tro bay) Tàn tro cần chôn lấp an toàn vì thành phần nguy hại sẽ trực tiếp gây hại Lượng kim loại nặng được xáx định qua việc kiểm tra khói thải và tro dư của lò đốt.Thành phần khí thải chủ yếu là CO2, hơi nước, NOx, hydrigen cloride và các khí khác Các khí vẫn tiềm ẩn khả năng gây hại cho con người và môi trường, vì vậy cần có hệ thống xử lý khói thải từ lò đốt

Lò đốt thường được chia làm 2 buồng:

* Buồng đốt chính: gồm 2 giai đoạn

+ Giai đoạn 1: chất thải được sấy khô

+ Giai đoạn 2: cháy và khí hóa

* Buồng đốt sau: gồm 3 giai đoạn

+ Giai đoạn 3: phối trộn

+ Giai đoạn 4: cháy ở dạng khí

+ Giai đoạn 5: ôxi hoá hoàn toàn

Các yếu tố quyết định sự hiệu quả của lò đốt: sự cân bằng năng lượng, hệ thống kiểm soát chế độ đốt, nhiệt độ nóng chảy trong buồng đốt, độ ẩm của chất thải

Phương pháp đốt là phương pháp hiệu quả và kinh tế nhất để xử lý triệt để chất thải y tế nguy hại

Rác y tếTập trung – phân loại

Bịch nilon chuyên dùng

Thùng chứa

Lò đốt rác

Thiết bị xử lý khí thải

Quạt gióNước thải nhiễm bẩn

Tàn troBãi chôn lấp

Rác sinh hoạt

Hình 1.1: Công nghệ thiêu đốt rác y tế 3.2.4 Các loại lò đốt rác y tế:

Có 2 kiểu lò cơ bản:

* Lò quay( chuyển động quay): có cấu tạo hình trụ, nằm ngang Chuyển động quay quanh trục của lò làm chất thải được đảo trộn đều, nâng cao hiệu quả cháy Lò được chế tạo với công suất lớn, chi phí đầu tư và vận hành rất cao

* Lò tĩnh( không chuyển động): có cấu tạo đơn giản, hiệu quả cao Công suất thiết kế của lò tĩnh thường là nhỏ hoặc trung bình Có các loại lò: lò đốt thiết kế đơn giản, lò đốt 1 khoang, lò đốt 2 khoang

So sánh một số đặc điểm các loại lò đốt:

Bảng 1.3: Đặc điểm một số lò đốt.

Đặc điểm Lò 1 khoang Lò 2 khoang Lò quay

Bộ phận làmsạch khí Khó lắp đặt Lắp với lò lớn Có sẵn

Phương pháp thiêu đốt phụ thuộc hiệu quả sử dụng của từng loại lò:

* Lò quay: xử lý được tất cả chất thải nhiễm khuẩn, hóa học và dược học, chi phí đầu tư, vận hành, bảo trì cao

* Lò đốt thủ công đơn giản: giảm đáng kể trọng lượng và thể tích chất thải, chi phí đầu tư và vận hành rất thấp, không tiêu hủy được nhiều hóa chất, dược chất, thải khói đen, bụi tro và khí độc ra môi trường

* Lò đốt 1 buồng: hiệu quả khử khuẩn cao, giảm đáng kể trọng lượng và thể tích chất thải, cặn tro có thể chôn lấp, chi phí đầu tư, vận hành thấp, không cần nhân viên vận hành trình độ cao Nhược điểm: thải ra một lượng đáng kể khí gây ô nhiễm, phải lấy tro và bồ hóng định kỳ, không hiệu quả khi tiêu huỷ chất thải hoá học và dược học

* Lò đốt 2 buồng: hiệu quả khử khuẩn cao, xử lý được chất thải nhiễm khuẩn, hầu hết chất thải hoá học và dược học nhưng không tiêu hủy hoàn toàn thuốc gây độc tế bào

* Lò đốt tầng sôi: lò đốt tĩnh chứa một lớp cát, thường có công suất nhỏ, vận hành tốn nhiều năng lượng, thiết kế phức tạp và đắt tiền

Ví dụ minh họa:

* Lò đốt rác bằng gas, được đặt tại trung tâm hỏa tánh Bình Hưng Hòa, công suất 7 tấn/ngày( GG42 HOVAL) có hệ thống xử lý khí thải đạt tiêu chuẩn, do công ty môi trường

% đô thị quản lý Lò sử dụng nhiệt theo nguyên lý hiệu ứng nhiệt phân Lò gôm2 buồng: buồng đầu đốt để khí hóa, buồng thứ hai đốt cháy khí sinh ra từ buồng đầu Đây là kiểu lò tĩnh, hoạt động liên tục, chia làm 3 giai đoạn: nạp rác(8h), đốt(8h), làm nguội(8h)

Hình 1.2: Sơ đồ vận hành lò đốt GG42 HOVAL

* Nguyên lý vận hành: lò sử dụng nhiệt để thiêu hủy rác qua 2 buồng đốt, buồng sơ cấp (giai đoạn I) rác được đốt ở 700 oC, buồng thứ cấp gia tăng nhiệt đến 1000 oC, đảm bảo đốt cháy hoàn toàn khí từ buồng sơ cấp Bicabonate Natri và than hoạt tính tạo phản ứng trung hoà nhằm giảm lượng acid, kim loại nặng, lọc bụi trước khi thải ra ngoài

Đem chôn

Bộ phận giải nhiệt phản ứngBuồng Bộ phận lọc

ChônHệ thống bơm

hoá chất Hóa chất sau phản ứng

CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ LÒ ĐỐT

RÁC Y TẾ

4.1 …

4.2

CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ LÒ ĐỐT RÁC Y TẾ

4.1 TÍNH TOÁN SỰ CHÁY DẦU DO:

Theo Tính Tóan Kỹ Thuật Nhiệt Lò Công Nghiệp Tập I, thành phần sử dụng của dầu DO:

Q d

4.1.1 Hệ số tiêu hao không khí và lượng không khí cần thiết:

4.1.1.1 Chọn hệ số tiêu hao không khí (α):

Hệ số tiêu hao không khí (α) là tỷ số giữa lượng không khí thực tế (L α) và lượng không khí

lý thuyết (L 0) khi đốt cùng một lượng nhiên liệu:

4.1.1.2 Tính lượng không khí cần để đốt 100 kg dầu DO:

Giả thiết: thành phần không khí chỉ có oxi và nitơ, các thành phần khác không đáng kể.Khi tính sự cháy của nhiên liệu quy ước:

* Khối lượng nguyên tử của các khí lấy theo số nguyên gần đúng

* Mỗi Kmol phân tử khí bất kỳ đều có thể tích 22,4 m3

* Không tính sự phân hóa nhiệt của tro.

* Thể tích của không khí và sản phẩm cháy qui về điều kiện chuẩn: 0oC, 760 mmHg

Thành phần

nhiên liệu

Hàm lượng (Kg/100 Kg nhiên liệu)

Phân tử lượng (g)

Lượng mol (Kmol)

Bảng 4.1: Thành phần nhiên liệu dầu DO theo lượng mol.

Các phản ứng cháy xảy ra khi đốt dầu DO:

Theo thành phần sử dụng và các phản ứng cháy, được kết quả sau:

Bảng 4.2: Lượng không khí cần thiết để đốt 100 kg dầu DO.

Phân tử

Lượng mol

46,922 x 22,4

α = 1,2 , hệ số tiêu hao không khí.

4.1.2 Xác định lượng và thành phần của sản phẩm cháy:

4.1.2.1 Thành phần và lượng sản phẩm cháy:

Thành phần và lượng sản phẩm cháy khi đốt 100 kg dầu DO cho ở bảng sau:

Thành

phần

Từ không khí

Sảnphẩm cháy

Bảng 4.3: Thành phần và lượng sản phẩm cháy khi đốt 100 kg dầu DO.

4.1.2.2 Xác định khối lượng riêng của sản phẩm cháy:

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

) m / Kg ( 305 , 1 75

, 1317

41 , 44 28 967 , 1 32 00938 , 0 64 25 , 5 18 21 , 7 44

m / Kg , 75

, 1317

N 28 O 32 SO 64 O H 18 CO 44

3

3 2

2 '

2 2

2 0

=

× +

× +

× +

× +

×

=

× +

× +

× +

× +

×

=

ρ

CO2, H2O, SO2, O2, N2 là số mol các khí trong thành phần của sản phẩm cháy

4.2 TÍNH TOÁN SỰ CHÁY CỦA RÁC:

4.2.1 Xác định nhiệt trị của rác:

Nhiệt trị của rác tính theo Medeleev:

Q t r = 339C + 1256H – 108,8(O- S) – 25,1(W + 9H)

= 339 x 50,85 + 1256 x 6,71 – 108,8x( 19,15 – 2,71) – 25,1x(1,5 + 9x6,71)

= 22323,8 (KJ/Kg)

4.2.2 Hệ số tiêu hao không khí (α R) và lượng không khí cần thiết:

4.2.2.1 Chọn hệ số tiêu hao không khí:

Theo kinh nghiệm thực tế đối với trường hợp đốt rác thải y tế thì nên chọn hệ cố tiêu hao

không khí α R = 1,2

4.2.2.2 Xác định lượng không khí cần thiết khi đốt cháy 100 kg rác y tế:

Giả thiết thành phần không khí chỉ có oxi và nitơ, các thành phần khác không đáng kề Khi tính sự cháy của rác quy ước:

* Khối lượng nguyên tử của các khí lấy theo số nguyên gần đúng

* Mỗi Kmol phân tử khí bất kỳ đều có thể tích 22,4 m3

* Không tính sự phân hóa nhiệt của tro

* Thể tích của không khí và sản phẩm cháy qui về điều kiện chuẩn: 0oC, 760 mmHg

Các phản ứng đốt cháy:

Theo các phản ứng, tính được lượng không khí cần để đốt 100 kg rác trong bảng 4.4

Lượng không khí theo lý thuyết: L0 = 565,56 (m3)

Lượng không khí thực tế:

L α = α x L 0 = 565,56 x 1,2 = 678,672 (m 3 )

α = 1,2 : hệ số tiêu hao không khí khi đốt rác

Bảng 4.4: Lượng không khí cần thiết để đốt 100 kg rác.

4.2.3 Xác định lượng và thành phần sản phẩm cháy:

4.2.3.1 Thành phần và lượng sản phẩm cháy:

Thành phần và lượng sản phẩm cháy được xác định theo bảng:

Thành

phần

Từ không khí (Kmol)

Sản phẩm cháy (Kmol)

Tổng cộng Kmol n.m 3 % thể tích

Bảng 4.5: Thành phần và lượng sản phẩm cháy khi đốt 100 kg rác.

4.2.3.2 Xác định khối lượng riêng của sản phẩm cháy:

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

) m / Kg ( 302 , 1 12

, 756

0604 , 1 32 00265 , 0 110 00025 , 0 56

12 , 756

0335 , 24 28 4252 , 0 5 , 36 0846 , 0 64 438 , 3 18 2375 , 4 44

3

0

=

× +

× +

× +

× +

× +

× +

× +

Phân tử lượng

Lượng mol

4.3.1 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 α = 1,2; hàm nhiệt tổng được xác định theo công thức:

α

V

Q

i∑ = t d

Qtd: nhiệt trị thấp của dầu DO, Qtd = 40094,37 kJ/kg

Vα : thể tích sản phẩm cháy khi đốt 1 kg dầu DO, Vα = 13,1775 nm3

) nm / kJ ( 64 , 3042 1775

,

13

37 , 40094

Theo phụ 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 được i1, i2 ứng với giá trị t1, t2 :

Giả thiết nhiệt độ cháy lý thuyết của lò: t1 = 1800oC < tlt < t2 = 1900oC

* Ứng với t1 = 1800oC:

) m / kJ ( 135 , 2932 i

648 , 0 9 , 4049 0016

, 0 9 , 4049 SO

i

44 , 1997 74

, 2646 75468

, 0 74 , 2646 N

i

62 , 93 48 , 2800 03343

, 0 48 , 2800 O

i

157 , 306 9 , 3429 0892

, 0 9 , 3429 O

H i

27 , 534 67 , 4360 1225

, 0 67 , 4360 CO

i

3 1800

2 SO

2 N

2 O

2 O

H

2 CO

648 , 0 9 , 4049 0016

, 0 9 , 4049 SO

i

3 , 2119 22

, 2808 75468

, 0 22 , 2808 N

i

33 , 99 3 , 2971 03343

, 0 3 , 2971 O

i

335 , 326 65 , 3657 0892

, 0 65 , 3657 O

H i

85 , 567 76 , 4634 1225

, 0 76 , 4634 CO

i

3 1900

2 SO

2 N

2 O

2 O

H

2 CO

CO2, H2O, O2, N2, SO2 lần lượt là % trọng lượng sản phẩm cháy khi đốt dầu DO.Theo

kết quả: i1800< i∑< i1900, giả thiết về nhiệt độ cháy phù hợp và nhiệt độ lý thuyết được xác định theo công thức:

C 94 , 1860 100

135 , 2932 47

, 3113

135 , 2932 64

, 3042 1800

100 i

i

i i t

i

o

1800 1900

1800 1

=

×

−

−+

Vậy nhiệt độ cháy lý thuyết của lò: tlt = 1860.94oC ≈ 1861oC

4.3.2 Xác định nhiệt độ thực tế của lò:

Nhiệt độ thực tế của lò được xác định theo công thức:

t tt = η tt x t lt

ηtt : hệ số tổn thất hàm nhiệt của sản phẩm cháy, theo bảng 1 – 9 sách Tính Toán Kỹ

Thuật Nhiệt LoØ Công Nghiệp T1, ηtt = 0,6 – 0,83; chọn ηtt = 0,6

Nhiệt độ thực tế của lò: ttt = 0,6 x 1861 = 1116,6 o C.

4.3.3 Tính cân bằng nhiệt và lượng nhiên liệu tiêu hao:

4.3.3.1 Mục đích tính cân bằng nhiệt:

* Đánh giá chất lượng làm việc của thiết bị qua việc xác định các tham số

* Xác định lượng nhiên liệu tiêu hao

4.3.3.2 Tính cân bằng nhiệt:

a) Nhiệt thu:

* Nhiệt do cháy dầu DO:

Q 1 = B d x Q t d (W)

Bd : lượng nhiên liệu tiêu hao (kg/s)

Qtd = 40094,37 (kJ/kg) = 40094,37.103 (J/kg): nhiệt trị thấp của dầu DO

Q 1 = 40094,37.10 3 x B d (W).

* Nhiệt do cháy rác:

Q2 = Br x Qtr = 0,00833 x 22323,8 = 185,957 (kJ/s)

Br = 30 (kg/h) = 0,00833 (kg/s): lượng rác đốt trong lò

Qtr = 22323.8 (kJ/kg): nhiệt trị thấp của rác

b) Nhiệt chi:

* Nhiệt lượng để đốt cháy rác:

Do thành phần của rác y tế khá phức tạp nên 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 y tế: Qcr = 22,44.106 J/kg

Nhiệt lượng cần thiết để đốt rác ở 800oC:

Q 3 = B r x Q c r = 0,00833 x 22,44.10 6 = 186952 (W)

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

Tại buồng sơ cấp, rác cháy ở 800oC:

Q 4 = v α x B d x C k x t k0 (W)

vα = 13,1775 (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

k 3 2

SO

2 N

2 O

2 O H

2 CO

i ) m / kJ ( 345 , 1194 i

2792 , 0 1 , 1745 0016

, 0 1 , 1745 SO

i

11 , 826 65 , 1094 75468

, 0 65 , 1094 N

i

856 , 38 32 , 1162 03343

, 0 32 , 1162 O

i

494 , 118 11 , 1328 0892

, 0 11 , 1328 O

H i

605 , 210 95 , 1718 1225

, 0 95 , 1718 CO

i

2

2 i

2 i

2 i

' 2 i

* 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

Q 5 = 10%(185957 + 40094370.B d )

* Nhiệt lượng mất do cháy không hoàn toàn:

Khi đốt cháy rác ở 800oC thì lượng sản phẩm cháy ra khỏi lò chứa khoảng 2% CO và 0,5%H2 chưa kịp cháy Nhiệt trị của hỗn hợp là 12,14 kJ/n.m3

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

Q 6 = P x B r x v α r x 12,14.10 3

= 0,03 x 0,00833 x 7,5722 x 12,14.10 3

= 22972,43 (W)

vαr = 7,5722 (m3) : lượng sản phẩm cháy khi đốt 1 kg rác

4.3.3.3 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

Q 1 + Q 2 = Q 3 + Q 4 + Q 5 +Q 6

→ 40094,37.10 3 B d + 185950 = 186952 + 15,771.10 6 B d

+ 0,1(185950 + 40094370B d ) + 22972,43

→ B d = 0,0021 ( kg/s) = 7,56 (kg/h)

* Hệ số sử dụng nhiên liệu có ích:

Hệ số sử dụng nhiên liệu có ích được xác định theo công thức:

1

2 3

Bd = 0,0021 (kg/s): lượng nhiên liệu tiêu hao

Qtd = 40094,37.103 (J/kg): nhiệt trị thấp của dầu

Q2 = 185957 (J/s): lượng nhiệt sinh ra do cháy rác

Q3 = 186952 (W): nhiệt chi để cháy rác ở buồng sơ cấp

Do đó:

02 , 0 2

, 84198

185957

186952 Q

Q Q

1

2 3

* Suất tiêu hao nhiên liệu:

) s / kg ( 10 107 , 10

00833 , 0

10 37 , 40094 0021

, 0 G

Q B G

Q

b

6

3 d

t d 1

G = 0,00833 (kg/s): công suất lò

4.3.4 Suất tiêu hao nhiên liệu chuẩn:

) kg / kg ( 258 ,

0

00833 , 0 29300

10 37 , 40094 0021

, 0 G 29300

Q B

4.3.5 Xác định kích thước buồng đốt sơ cấp:

4.3.5.1 Xác định thể tích buồng đốt:

) m ( q

G Q B Q

V = t d× d + t r× 3

Qtd = 40094,37 (kJ/kg): nhiệt trị thấp của dầu

Qtr = 22323,8 (kJ/kg): nhiệt trị thấp của rác

Bd = 7,56 (kg/h): lượng dầu tiêu hao

q = 581.103: mật độ nhiệt thể tích buồng đốt từ bảng 3-4/94 Tính Toán Kỹ Thuật

Nhiệt Lò Công Nghiệp T1: q = (290 – 581).103 (W/m3)

) m ( 65

,

1

10 581

40 8 , 22323 56

, 7 37 , 40094 q

G Q B Q

V

3

3

r t d

d t

=

×+

×

=

×+

×

=

4.3.5.2 Xác định diện tích bề mặt ghi lò:

Diện tích bề mặt ghi phụ thuộc vào lượng nhiên liệu đốt trong một đơn vị thời gian và cường độ cháy của ghi R, diện tích bề mặt ghi lò F:

) m ( R

B

F= 2

B : lượng nhiên liệu chuẩn sử dụng trong 1 giờ (kg/h)

R = 100 kg/m2: cường độ cháy của ghi theo bảng 3-5/95 Tính Toán Kỹ Thuật Nhiệt

Lò Công Nghiệp T1.

1 kg rác = 0,9359 kg nhiên liệu tiêu chuẩn.

) m ( 352 , 0 100

2 , 35 R

4.3.6.1 Đặc điểm chung và phân loại thiết bị đốt nhiên liệu lỏng:

Nhiên liệu lỏng dùng trong lò đốt rác là dầu DO, để đốt cháy hoàn toàn nhiên liệu cần biến dầu thành các hạt nhỏ gọi là bụi dầu Chất biến dầu thành bụi thường là không khí được cấp từ quạt ly tâm cao áp Chất biến bụi có áp cao tác động đến dầu, phá vỡ độ bền vững của dầu và biến dầu thành các hạt nhỏ li ti

Bụi dầu trước khi cháy thành ngọn lửa phải đi qua các giai đoạn:

* Hoà trộn giữa bụi dầu và ôxi của không khí thành hỗn hợp

* Hỗn hợp được sấy nóng và bụi dầu bốc hơi

* Phân hủy các hợp chất hydrocacbon

* Xảy ra các phản ứng cháy

Các giai đoạn này có quan hệ mật thiết với nhau Quá trình trao đổi nhiệt tốt thì hỗn hợp được sấy nóng nhanh, dầu bốc hơi tốt và quá trình cháy xảy ra nhanh Hạt dầu càng nhỏ, thời gian sấy ngắn, bốc hơi càng nhanh thì sự cháy xảy ra càng nhanh Khi cháy, có sự phân hủy các hợp chất hydrocacbon nên có các hạt muội than

Để đốt cháy nhiên liệu dạng lỏng, thiết bị hay dùng là béc phun( mỏ phun) Béc phun biến dầu thành các hạt nhỏ li ti để đưa vào lò Béc phun được chia làm 2 loại: béc phun thấp áp vá cao áp Đối với lò đốt công suất 30 kg/h, dùng béc phun thấp áp.

4.3.6.2 Tính thiết bị đốt:

Nhiệt độ không khí: t = 27oC

Aùp suất không khí trước béc phun: h0 = 4,9 kN/m2

Lượng không khí dùng để đốt hoàn toàn nhiên liệu DO: Ln = 13,58 kg/kg

Aùp suất môi trường lò: Pmt = 99,2 kN/m2 ( làm việc ở áp suất khí trời)

a) Tính áp suất thực tế ban đầu của khí:

Không khí chuyển động trong ống dẫn có mất năng lượng, khoảng 10% áp suất không khí, áp suất thực tế trước béc phun:

h t = K x h 0 = 0,9 x 4,9 = 4,41 (kN/m 2 )

K: hệ số tính đến hệ số tổn thất áp suất của không khí trong ống dẫn

Tính đến khắc phục trở lực của môi trường để không khí chuyển động thuận lợi, áp suất ban

đầu của không khí:

P đ = P mt + h t = 99,2 + 4,41 = 103,61(kN/m 2 )

Có thể coi không khí chuyển động bị nén và tốc độ chuyển động của không khí:

61 , 103

2 , 99 1 273 27 288 2

P

P 1 T R 2 w

đ

mt kk

Tkk : nhiệt độ ban đầu của không khí

b) Tính tiếp diện miệng ra của ống dẫn khí:

) m ( w

G

2 2 2

G2: lượng không khí cần đốt cháy nhiên liệu (kg/s).

G 2 = G 1 x L = 0,0021 x 13,58 = 0,0285 (kg/s) 2

ρ : khối lượng riêng của không khí (kg/m3)

) m / kg ( 2 , 1 300 288

10 61 , 103 T

0285 ,

0 w

G

2 2

G

1 1

1

G1 = 0,0021 (kg/s): lượng dầu tiêu hao

w1 = 1 (m/s): tốc độ của dầu

1

ρ= 900 (kg/m3): khối lượng riêng của dầu

) mm ( 33 , 2 ) m ( 10 33 , 2 900 1

0021 ,

0 w

G

1 1

d) Đường kính miệng ra của ống dẫn dầu và khí:

Đường kính miệng ra ống dẫn dầu:

) mm ( 722 , 1 33 , 2 4 F 4

ππ

Để tránh tắc miệng ra của ống dẫn dầu, lấy d1 = 2mm Oáng dẫn có thành dày 1mm, đường kính ngoài của ống là 4mm và tiếpdiện F1 = 12,56mm2

Đường kính miệng ra của ống dẫn khí:

d 4 (F 1 F 2) 4 ( 12 , 56 277 ) 19 , 2 ( mm )

ππ

Lấy d2 = 20 (mm)

4.4 TÍNH TOÁN BUỒNG ĐỐT THỨ CẤP:

4.4.1 Xác định lưu lượng và thành phần dòng vào:

Dong 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 = Qd + Qr (m3/s)

) s / m ( 02767 , 0 100

0021 , 0 75 , 1317

) s / m ( 0631 , 0

100 3600

1 30 22 , 757

Bảng 4.6: Thành phần và lưu lượng dòng vào buồng đốt thứ cấp.

4.4.2 Tính cân bằng nhiệt và lượng nhiện liệu tiêu hao:

4.4.2.1 Tính cân bằng nhiệt:

a) Nhiệt thu:

* Nhiệt cháy do dầu DO:

Q 1 = B x Q t d = 40094370.B (W)

B: lượng dầu tiêu hao (kg/s)

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

Q 2 = 22972,43 (W)

b) Nhiệt chi:

* 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:

800

k 1200 k

Q = α× −

vα = 0,09077 (m3/s): lưu lượng dòng vào buồng đốt thứ cấp

k 1200 k C

428 , 7 224 , 843 10

46 , 5 10 15 , 5 10 75 , 8 i

488 , 0 1 , 2733 00179

, 0 1 , 2733 SO

i

45 , 1230 76

, 1699 7239

, 0 76 , 1699 N

i

5 , 57 76 , 1802 0319

, 0 76 , 1802 O

i

5 , 230 78 , 2118 1088

, 0 78 , 2118 O

H i

48 , 342 44 , 2746 1247

, 0 44 , 2746 CO

i

3 1200

5 6

3 O

P , CaO , HCl

2 SO

2 N

2 O

2 O H

2 CO

5 2 2 2 2 2 2

=

=

×+

i o = × : hàm nhiệt trung bình của dòng khí vào buồng thứ cấp.

) m / kJ ( 87 , 1198 i

428 , 7 224 , 843 10

46 , 5 10 15 , 5 10 75 , 8 i

123 , 3 1 , 1745 00179

, 0 1 , 1745 SO

i

4 , 792 65 , 1094 7239

, 0 65 , 1094 N

i

07 , 37 3 , 1162 0319

, 0 32 , 1162 O

i

5 , 144 11 , 1328 1088

, 0 11 , 1328 O

H i

35 , 214 15 , 1718 1247

, 0 95 , 1718 CO

i

3 1200

5 6

3 O

P , CaO , HCl

2 SO

2 N

2 O

2 O H

2 CO

5 2 2 2 2 2 2

=

=

×+

s / kJ ( 813 , 60

87 , 1198 84

, 1868 09077

, 0 t

t C v

800

k 1200 k 3

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

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

Q 4 = 0,1(40094370.B + 22972,43) (J/s)

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

Q 5 = v α x B x C k x t k

vα = 13,1775 (n.m3/kg): 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 = 1200oC

) m / kJ ( 863 , 1868 i

437 , 0 1 , 2733 00016

, 0 1 , 2733 SO

i

63 , 1282 76

, 1699 754

, 0 76 , 1699 N

i

266 , 60 76 , 1802 03343

, 0 76 , 1802 O

i

037 , 189 78 , 2118 0892

, 0 78 , 2118 O

H i

493 , 336 44 , 2746 1225

, 0 44 , 2746 CO

i

3 1200

2 SO

2 N

2 O

2 O H

2 CO

2 2 2 2 2

4.4.2.2 Xác địmh lượng nhiên liệu tiêu hao:

Cân bằng nhiệt thu và nhiệt chi:

Q 1 + Q 2 = Q 3 + Q 4 + Q 5

40094370.B + 22972,43 = 60813 + 0,1(40094370.B + 22972,43) + 24,626.10 6 B

B = 0,0035 (kg/s) = 12,6 (kg/h)

4.4.3 Xác định chỉ tiêu kỹ thuật lò:

4.4.3.1 Hệ số sử dụng nhiên liệu có ích:

Q3 = 60813 (J/s): nhiệt lượng để nung sản phẩm cháy từ 800oC lên 1200oC

Q1 = 40094370 x 0,0035 = 140330,3 (J/s): nhiệt lượng do đốt dầu

433 , 0 3 , 140330

60813 Q

G=ρ × α +ρ × α

ρdk =1,305 (kg/n.m3): khối lượng riêng của sản phẩm cháy khi đốt dầu.

ρrk = 1,302 (kg/n.m3): khối lượng riêng của sản phẩm cháy khi đốt rác

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

) s / m n ( 063 , 0 100

22 , 757 00833 , 0 v

) s / m n ( 046 , 0 100

75 , 1317 0035

, 0 v

3 r

3 d

Năng suất lò:

) s / kg ( 142 ,

0

063 , 0 302 , 1 046 , 0 305 , 1 v v

r d k d

=

× +

×

=

× +

×

Suất tiêu hao nhiệt:

) kg / J ( 4 , 988241 142

, 0

3 , 140330 G

37 , 40094 0035

, 0 G 29300

Q B

B = 0,0035 (kg/s): lượng dầu tiêu hao

Qtd = 40094,37 (J/kg): nhiệt trị thấp của dầu DO

G = 0,142 (kg/s): năng suất lò

4.4.4 Xác định kích thước buồng đốt thứ cấp:

4.4.4.1 Xác định thể tích buồng đốt:

) m ( 869 , 0 10

581

6 , 12 37 ,

40094 q

B Q

B = 12,6 (kg/h): lượng dầu tiêu hao

Theo bảng 3-4/94 Tính Toán Kỹ Thuật Nhiệt Lò Công Nghiệp T1,

q = (190 – 581).103 (W/m3), chọn q = 581.103 (W/m3)

4.4.4.2 Xác định kích thước buồng đốt:

Thể tích buồng thứ cấp: V = 0,869 (m3).

Chọn kích thước buồng thứ cấp: L = 0,8 m B = 1,1 m H = 1,1 m

4.4.5 Tính thiết bị đốt:

Các thông số:

* Lượng dầu tiêu hao: G1 = 0,0035 (kg/s)

* Nhiệt độ không khí: t = 27oC

* Aùp suất không khí trước béc phun: h0 = 4,9 (kN/m2)

* Lượng không khí dùng để đốt hoàn toàn nhiên liệu: Ln = 13,58 (kg/kg)

* Aùp suất môi trường lò: Pmt = 99,2 (kN/m2)

4.4.5.1 Tính áp suất thưcï tế ban đầu của không khí:

Không khí chuyển động trong ống dẫn có mất năng lượng, khoảng 10% áp suất không khí, áp suất thực tế trước béc phun:

h t = K x h 0 = 0,9 x 4,9 = 4,41 (kN/m 2 )

K: hệ số tính đến hệ số tổn thất áp suất của không khí trong ống dẫn

Tính đến khắc phục trở lực của môi trường để không khí chuyển động thuận lợi, áp suất ban

đầu của không khí:

P đ = P mt + h t = 99,2 + 4,41 = 103,61(kN/m 2 )

Có thể coi không khí chuyển động bị nén và tốc độ chuyển động của không khí:

61 , 103

2 , 99 1 273 27 288 2

P

P 1 T R 2 w

đ

mt kk

Tkk : nhiệt độ ban đầu của không khí

4.4.5.2 Tính tiếp diện miệng ra của ống dẫn khí:

) m ( w

G

2 2

2

G2: lượng không khí cần đốt cháy nhiên liệu (kg/s)

G 2 = G 1 x L = 0,0035 x 13,58 = 0,0475 (kg/s) 2

ρ : khối lượng riêng của không khí (kg/m3)

) m / kg ( 2 , 1 300 288

10 61 , 103 T

0475 ,

0 w

G

2 2

G

1 1

1 1

ρ

×

=

G1 = 0,0035 (kg/s): lượng dầu tiêu hao

w1 = 1 (m/s): tốc độ của dầu

1

ρ= 900 (kg/m3): khối lượng riêng của dầu

) mm ( 88 , 3 ) m ( 10 88 , 3 900 1

0035 ,

0 w

G

1 1

4.4.5.4 Đường kính miệng ra của ống dẫn dầu và khí:

Đường kính miệng ra ống dẫn dầu:

) mm ( 256 , 2 4 4 F 4

ππ

Để tránh tắc miệng ra của ống dẫn dầu, lấy d1 = 2,5mm Oáng dẫn có thành dày 1mm, đường kính ngoài của ống là 4,5mm và tiếpdiện F1 = 16 mm2

Đường kính miệng ra của ống dẫn khí:

Lấy d2 = 26 (mm)

4.4.6 Thành phần và lưu lượng của khí thải ra khỏi lò đốt:

Khí thải ra khỏi lò đốt gồm:

* Sản phẩm cháy khi đốt rác ở buồng đốt sơ cấp

* Sản phẩm cháy khi đốt dầu DO ở buồng đốt sơ cấp

* Sản phẩm cháy khi đốt dầu DO ở buồng đốt thứ cấp

Lượng nhiên liệu tiêu hao: B = 0,0035 (kg/s) = 12,6 (kg/h)

Theo bảng 4.3, xác định thành phần và lưu lượng của sản phẩm cháy khi đốt dầu DO ở buồng thứ cấp

Thành phần Kmol/s n.m 3 % thể tích

Từ bảng 4.6 và 4.7, xác định thành phần và lưu lượng của khí thải ra khỏi lò:

Thành

phần

Từ buồng sơ cấp (Kmol/s)

Từ buồng thứ cấp (Kmol/s)

Tổng cộng Kmol/s n.m 3 % thể tích

Bảng 4.8: Thành phần và lưu lượng khí thải ra khỏi lò đốt.

Khối lượng riêng của khí thải : ρkt = 1,307 (kg/n.m3)

CHƯƠNG 5: THỂ XÂY LÒ VÀ TÍNH TOÁN

KHUNG LÒ

CHƯƠNG 5: THỂ XÂY LÒ VÀ TÍNH TOÁN KHUNG LÒ

5.1 THỂ XÂY LÒ:

5.1.1 Cơ sở lựa chọn vật liệu:

Xây dựng một lò đốt rác, cần một lượng lớn các loại vật liệu khác nhau như: vật liệu chịu lửa, cách nhiệt và các vật liệu xây dựng thông thường

Gạch chịu lửa có khả năng chịu được nhiệt độ cao mà không bị thay đổi hình dạng và tính chất vật lý Căn cứ vào điều kiện làm việc của lò để chọn gạch và vật liệu xây dựng thích hợp đảm bảo thể xây lò làm việc tốt, không gây lãng phí

Lò đốt rác y tế vận hành ở nhiệt độ 800 – 1200oC, trong điều kiện khắc nghiệt như vậy đòi hỏi vật liệu xây dựng phải có độ bền lớn, chịu được nhiệt độ và tính ăn mòn cao Do đó, việc lựa chọn thể xây lò quyết định rất lớn khả năng làm việc của lò

5.1.2 Thể xây lò:

Lò đốt gồm hai cấp:

* Buồng đốt sơ cấp:

Nhiệt độ buồng đốt: 800oC

Kích thước buồng đốt: L = 1,4 m B = 1,1 m H = 1,1 m

Kích thước ghi: F = 0,5 m2, ghi hình vuông cạnh 0,7 m

Lượng nhiên liệu tiêu hao: B = 7,56 kg/h

* Buồng đốt thứ cấp:

Nhiệt độ buồng đốt: 1200oC

Lượng nhiên liệu tiêu hao: B = 12,6 kg/h