tính toán thiết kế hệ thống xử lý rác thải sinh hoạt quy mô vừa và nhỏ

TÓM TẮT Trong năm gần đay, dân số giới ngày tăng nhanh chóng Kéo theo lượng rác thải thải hoạt động sinh hoạt, nông nghiệp, công nghiệp,… thải môi trường với khối lượng lớn; rác thải sinh hoạt chiếm thành phần cao Có nhiều phương pháp xử lý rác thải đưa ra, đốt rác thải sinh hoạt phương pháp sử dụng nhiều Việc đốt rác làm giảm khối lượng rác thải sinh hoạt thải môi trường Bên cạnh phát sinh nhiều loại khí thải trình đốt rác gây ảnh hưởng xấu đến mơi trường CO2, SO2, NOx,… Vì cần có phương án xử lý khí thải từ lò đốt rác sinh hoạt để thải khơng khí đạt tiêu chuẩn khí thải Đồ án trình bày với nội dung sau: Chương 1: Tổng quan Chương 2: Tính tốn cơng nghệ Chương 3: Thiết kế lò đốt rác Chương 4: Tính tốn thiết kế thiết bị phụ Chương 5: Kết luận, kiến nghị i MỤC LỤC MỞ ĐẦU Đặt vấn đề Mục đích, đối tượng Phạm vi nghiên cứu, thực Ý nghĩa khoa học thực tiễn CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Chất thải rắn sinh hoạt 1.1.1 Nguồn gốc phát sinh 1.1.2 Tác hại 1.2 Một số biện pháp xử lý 1.2.1 Phương pháp phân loại 1.2.2 Phương pháp xử lý rác thải sau phân loại .9 CHƯƠNG 2: QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ XỬ LÝ RÁC 12 2.1 Nhiệt trị thấp dầu DO 12 2.2 Nhiệt trị thấp rác thải 13 2.3 Công nghệ xử lý 17 CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ LÒ ĐỐT RÁC 18 3.1 Lò đốt rác 18 3.2 Một số lò đốt rác thông dụng 18 3.2.1 Lò đốt nhiều buồng đốt (Multiple-Chamber Incinerators) 18 3.2.2 Lò đốt nhiều tầng (Multiple-Hearth Incinerators) .19 3.2.3 Lò đốt tầng sôi (Fluidize-Bed Incinerators) 20 3.2.4 Lò đốt thùng quay (Rotary Kiln Incinerators) .21 3.3 Thiết kế lò đốt rác 23 3.3.1 Tính tốn cân nhiệt lò đốt 23 3.3.2 Tính tốn buồng đốt sơ cấp 26 3.3.3 Tính tốn buồng đốt thứ cấp 26 3.3.4 Chọn thiết bị đốt 36 ii CHƯƠNG 4: TÍNH TỐN THIẾT BỊ PHỤ 38 4.1 Tháp hấp thụ 38 4.1.1 Hấp thụ 38 4.1.2 Một số thiết bị hấp thụ 39 4.1.3 Tính cân vật chất 44 4.1.4 Tính kích thước hấp thụ .47 4.1.5 Tính trở lực lớp đệm .52 4.1.6 Tính tốn khí tháp hấp thụ 53 4.1.7 Tính mối ghép bích 56 4.2 Cyclone 65 4.2.1 Nguyên lý hoạt động Cyclone 65 4.2.2 Tính tốn cyclone 65 4.3 Tính tốn thiết bị giải nhiệt 68 4.3.1 Khối lượng riêng hỗn hợp khí: 68 4.3.2 Phương trình truyền nhiệt 69 4.3.3 Tính ống dẫn khí 73 4.3.4 Tính ống dẫn lỏng 73 4.4 Tính công suất bơm cho tháp hấp thụ 73 4.4.1 Tổn thất dọc đường bơm .74 4.4.2 Tổn thất cục bơm .75 4.4.3 Cột áp công suất bơm .75 4.5 Tính cơng suất quạt cho tháp hấp thụ 76 4.5.1 Tổn thất dọc đường quạt .76 4.5.2 Tổn thất cục quạt 77 4.5.3 Cột áp công suất quạt .77 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 79 Kết luận 79 Kiến nghị 79 TÀI LIỆU THAM KHẢO 80 iii DANH MỤC HÌNH Hình 1.1: Các nguồn phát sinh chất thải rắn Hình 1.2: Hình hướng dẫn phân loại rác nguồn Hình 1.3: Quy trình chơn lấp rác thải hợp sinh .9 Hình 2.1: Sơ đồ cơng nghệ xử lý khí thải đốt rác sinh hoạt .17 Hình 3.1: Lò đốt nhiều buồng đốt 18 Hình 3.2: Lò đốt nhiều tầng 19 Hình 3.3: Lò đốt tầng sôi 20 Hình 3.4: Lò đốt thùng quay 21 Hình 3.5: Gạch samot (trái) Bông thủy tinh (phải) 30 Hình 3.6: Thành phần kích thước tường lò 31 Hình 3.7: Thiết bị đốt .36 Hình 4.1: Tháp đệm 39 Hình 4.2: Một số vật liệu đệm 40 Hình 4.3: Hai dạng tháp mâm thông dụng 41 Hình 4.4: Sơ đồ hoạt động tháp mâm chóp .41 Hình 4.5: Một dạng buồng phun điẻn hình 42 Hình 4.6: Tháp phun khí rỗng 43 Hình 4.7: đồ thị đường cân đường làm việc tính theo SO2 46 Hình 4.8: Cấu tạo thiết bị cyclone 65 iv DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1: Khối lượng chất thải rắn Tp HCM từ năm 2000 đến năm 2015 .4 Bảng 2.1: Thành phần dầu DO 12 Bảng 2.2: Thành phần sản phẩm cháy đốt 100 kg dầu DO 13 Bảng 2.3: Thành phần phần trăm chất rác thải 13 Bảng 2.4: Thành phần % rác thải sinh hoạt tính theo chất khơ .14 Bảng 2.5: Thành phần phân tử hóa học rác thải 14 Bảng 2.6: Lượng khơng khí cần để đốt 100kg rác 15 Bảng 2.7: Thành phần sản phẩm cháy đốt 100 kg rác thải sinh hoạt 16 Bảng 3.1: Thành phần lưu lượng dòng vào buồng đốt thứ cấp 27 Bảng 3.2 Thông số kỹ thuật LTP-350 .37 Bảng 4.1: Bảng tính số đơn vị truyền khối theo SO2 52 v DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT BTNMT : Bộ Tài nguyên Môi trường CTR : Chất thải rắn MTV : Một thành viên QCVN : Quy chuẩn Việt Nam TNHH : Trách nhiệm hữu hạn TP HCM : Thành phố Hồ Chí Minh UBND : Ủy ban Nhân dân vi Đồ án tốt nghiệp Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý rác thải sinh hoạt quy mô vừa nhỏ (50 tấn/ngày) MỞ ĐẦU ✓ Đặt vấn đề Rác thải sản phẩm tất yếu sống thải từ hoạt động sản xuất, kinh doanh, dịch vụ, sinh hoạt hoạt động khác khám chữa bệnh, vui chơi giải trí người Cùng với mức sống nhân dân ngày nâng cao công công nghiệp hoá ngày phát triển sâu rộng, rác thải tạo ngày nhiều với thành phần ngày phức tạp đa dạng Nguồn rác thải sinh ngày nhìu lên người cần có giải pháp để xử lý rác để khơng giảm khối lượng, thể tích rác mà đảm bảo an tồn, vệ sinh mơi trường khơng khí, đất, nước, v…v… Có nhiều phương án đề xuất đề xử lý rác thải Trong rác thải có nhiều thành phần khác nhau, để hiệu xử lý tốt nhất, nên tiến hành phân loại rác trước đưa vào xử lý Chúng ta phân loại thành phần rác hữu cơ, rác vô dễ phân hủy, rác vô khó phân hủy để dễ dàng xử lý Đối với rác hữu cơ, dùng làm nguyên liệu ủ phân compost điều kiện hiếu khí kỵ khí Ngun liệu cho q trình ủ phân rác thải hữu cơ, thực phẩm thừa… Sản phẩm cuối chủ yếu tế bào mới, phần chất hữu không phân hủy, CO2, H2O, NH3, SO42 Compost phần chất hữu bền không bị phân hủy lại, thường chứa nhiều lignin thành phần khó bị phân hủy sinh học khoảng thời gian ngắn Lignin có nhiều giấy in báo, hợp chất hữu cao phân tử có sợi cenllulose loại lấy gỗ loại thực vật khác Đối với loại rác vô dễ phân hủy, chơn lấp hợp vệ sinh Rác thải rải thành lớp, đầm nén để giảm thể tích phủ đất lên (phun hóa chất để tăng hiệu xử lý hạn chế côn trùng) Bãi chôn lấp hợp vệ sinh có lắp đặt hệ thống thu khí, hệ thống thu gom xử lý nước rỉ rác Đây công nghệ đơn giản chi phí thấp, phù hợp với nước nghèo phát triển tốn diện tích đất lớn Còn loại rác vơ khó phân hủy khác, đem đốt để giảm khối lượng rác thải Đốt trình dùng nhiệt độ cao (1.000-1.1000C) để phân hủy rác Ưu điểm bật phương pháp làm giảm đáng kể thể tích chất thải phải chơn lấp (xỉ, tro) Lượng khơng khí cấp dư nhằm đảm bảo q trình cháy xảy hồn tồn Sản phẩm cuối trình đốt cháy chất thải rắn sinh hoạt bao gồm khí nóng chứa N2, CO2, H2O, O2 phần khơng cháy lại Trong thực tế, SVTH: Nguyễn Phan Phương Nam GVHD: Th.S Trần Anh Khoa Đồ án tốt nghiệp Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý rác thải sinh hoạt quy mơ vừa nhỏ (50 tấn/ngày) thành phần có lượng nhỏ khí NH3, SO2, NOx khí vi lượng khác tùy theo chất chất thải Chúng ta thấy q trình đốt rác có nhiều ưu điểm giảm thể tích, khối lượng rác thải đáng kể Quá trình đốt diễn nhanh, phù hợp với quy mô vừa, nhỏ lớn Vì việc lựa chọn phương pháp đốt hồn tồn phù hợp để xử lý rác thải đạt hiệu tốt ✓ Mục đích, đối tượng Mục đích đề tài tính tốn thiết kế hệ thống xử lý rác quy mô vừa nhỏ Từ nguyên liệu ban đầu rác thải sinh hoạt đốt cháy đến xử lý khí thải đạt tiêu chuẩn thải môi trường Việc xử lý rác thải đảm bảo vệ sinh môi trường mà mang lại bầu khơng khí Đối tượng nghiên cứu tập trung chủ yếu xử lý nguồn rác thải với số liệu thu thập thành phố Hồ Chí Minh năm 2016 ✓ Phạm vi nghiên cứu, thực Phạm vi trọng vào vấn đề xử lý rác thải sinh hoạt Từ nguyên liệu ban đầu rác thải, sau q trình đốt có thải lượng khí thải cần xử lý lượng khí thải đạt tiêu chuẩn an tồn sau thải mơi trường khơng khí Xử lý khí thải vấn đề mà nhiều nước giới quan tâm nói chung Việt Nam nói riêng Việc thật cần thiết cấp bách ✓ Ý nghĩa khoa học thực tiễn Ý nghĩa khoa học: đề tài trình bày phương pháp xử lý rác thải, khí thải áp dụng rộng rãi mang lại hiệu tối ưu Ý nghĩa thực tiễn: Việc xử lý rác thải sinh hoạt không mang lại môi trường cho người mà mang lại bầu khơng khí qua việc xử lý khí thải Chính mà ý nghĩa đề tài mang lại thiết thực với xu hướng thời đại SVTH: Nguyễn Phan Phương Nam GVHD: Th.S Trần Anh Khoa Đồ án tốt nghiệp Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý rác thải sinh hoạt quy mô vừa nhỏ (50 tấn/ngày) CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Chất thải rắn sinh hoạt 1.1.1 Nguồn gốc phát sinh Chất thải vật chất mà người dùng khơng muốn sử dụng thải ra, chất thải gọi rác thải Trong sống, chất thải hình dung chất khơng sử dụng với chất độc xuất từ chúng Các nguồn chủ yếu phát sinh chất thải rắn sinh hoạt bao gồm: Hình 1.1: Các nguồn phát sinh chất thải rắn Là đô thị lớn nên mức độ phát sinh chất thải rắn đô thị hàng năm TP Hồ Chí Minh cao Nguồn chất thải rắn sinh hoạt chiếm tỷ trọng cao nhất, chủ yếu phát sinh từ nguồn: hộ gia đình, trường học, chợ, nhà hàng, khách sạn Tổng khối lượng chất thải rắn đô thị phát sinh: 7.500 – 8.000 tấn/ngày (2,7 – 2,9 triệu tấn/năm) Trong đó, khối lượng thu gom vận chuyển đến bãi chôn lấp khoảng 7.000 – 7.200 tấn/ngày, phần lại phế liệu mua bán để tái chế Tỷ lệ gia tăng khối lượng hàng năm: 7% – 8% Chỉ số phát sinh CTR sinh hoạt bình quân đầu người Tp.HCM: 0,98 kg/người/ngày Hiện nay, tổng lượng chất thải rắn (CTR) sinh hoạt đôthị phát sinh khoảng 28.400 tấn/ngày, tỷ lệchất thải rắn hữu chiếm tỉ lệ khoảng 54-77%, chấtthải tái chế chiếm khoảng 8-18% SVTH: Nguyễn Phan Phương Nam GVHD: Th.S Trần Anh Khoa Đồ án tốt nghiệp Tính toán thiết kế hệ thống xử lý rác thải sinh hoạt quy mô vừa nhỏ (50 tấn/ngày) Bảng 1.1: Khối lượng chất thải rắn Tp HCM từ năm 2000 đến năm 2015 Khối lượng CTR đô thị Tấn/năm Tấn/ngày Tỷ lệ tăng hàng năm (%) 2000 1.483.963 4.066 39,2% 2005 1.746.485 4.785 3,7% 2010 2.372.500 6.500 7,4% 2015 2.628.000 7.200 8% Năm Nguồn: Trung tâm tiết kiệm lượng HCM Tỷ lệ thu gom chất thải rắn sinh hoạt khu vực nội thành TP HCM đạt tỷ lệ 100% (trong tỷ lệ trực tiếp từ hộ dân nội thành khoảng 910%, khoảng 10% lại hộ dân không chuyển giao trực tiếp mà để rác dọc theo tuyến đường, thùng rác công cộng, vớt rác kênh) Còn khu vực ngoại thành, tỷ lệ thu gom trực tiếp từ hộ dân khoảng 70 – 80%, khu vực ngoại thành nhiều khu đất trống ao, vườn nên phận không nhỏ người dân khu vực ngoại thành tự xử lý tỷ lệ rác lại khu đất mình, vứt ngồi khu đất trống, nhiều gây tình trạng nhiễm cục Theo Sở Tài nguyên Môi trường (TNMT) TP.HCM, Thành phố tồn hai hình thức thu gom, vận chuyển chất thải rắn: dân lập công lập Thực trạng quản lý kết việc triển khai quy định Thành phố liên quan đến quản lý lực lượng thu gom rác năm qua Thống kê Sở TNMT cho thấy, 60% khối lượng chất thải rắn TP.HCM hệ thống thu gom dân lập thực 40% khối lượng lại hợp tác xã công ty dịch vụ cơng ích đảm nhận Tồn TP.HCM có 200 xe tải nhỏ, 1.000 xe bánh, bánh tự chế để thu gom chất thải rắn Có 4.000 người thu gom chất thải rắn dân lập 1.500 người thu gom hợp tác xã, công ty dịch vụ cơng ích Phòng Quản lý chất thải rắn (Sở TNMT TP.HCM) cho biết, ngày TP.HCM phát sinh 7.000 chất thải rắn sinh hoạt, 300 chất thải nguy hại, khoảng 16 chất thải y tế Tất thu gom, vận chuyển xử lý an toàn Hiện nay, khối lượng chất thải rắn sinh hoạt hàng ngày địa bàn TP.HCM xử lý Khu liên hợp xử lý chất thải rắn Tây Bắc Củ Chi – huyện Củ Chi Khu liên hợp xử lý chất SVTH: Nguyễn Phan Phương Nam GVHD: Th.S Trần Anh Khoa Đồ án tốt nghiệp Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý rác thải sinh hoạt quy mô vừa nhỏ (50 tấn/ngày) Chọn cách xếp ống theo vòng tròn Theo [8, Bảng VII, p.48] Số vòng tròn: Số ống đường xuyên tâm: b=11 Số ống vòng cùng: 31 t: bước ống Thường chọn t=(1,5-2)d chọn t=1,7d=1,7.0,06=0,102 m  D  0,102.(11  1)  4.0, 06  1, 26m Chọn D=1,3 m Tính hệ số K K 1    1   kcal/m2.h.oC Trong đó: 1 : hệ số cấp nhiệt từ khơng khí nóng đến thành ống (kcal/m2.h.oC);  : hệ số cấp nhiệt từ thành ống đến nước (kcal/m2.h.oC); Hệ số cấp nhiệt từ chất khí nóng đến thành ống 1 :  1  C.Dtd0,6 Re0,6 Pr 0,33  0,14 ; d Trong đó: d: đường kính ống dẫn nhiệt, (m); n: Tổng số ống thiết bị, n = 93 C=1,72: chắn hình viên phấn; Dtd: đường kính tương đương: Dtd  D  n.d  1,32  93.0, 062  1,164 (m); Hệ số Reynon: Re   d Q d Q d 4.5775     6082 f A  f n. d  f 93. 0, 06.0, 219  1  1, 72.1,1640,6 SVTH: Nguyễn Phan Phương Nam GVHD: Th.S Trần Anh Khoa 0, 48 60820,6.0, 6480,33.(3.109 )0,14  156 (kcal/(m2.h.oC)) 0, 06 71 Đồ án tốt nghiệp Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý rác thải sinh hoạt quy mô vừa nhỏ (50 tấn/ngày) Hệ số cấp nhiệt từ thành ống đến nước  :    C.Dtd0,6 Re0,6 Pr 0,33  0,14 d Hệ số Reynon: Re  D  d Q Dtd Q 4.15779   td   77329 n. d  f f A f 93. 1,164.2, 4.103    1, 72.1,1640,6 K 0,544 773290,6.4,310,33.(1,85.108 )0,14  1960 (kcal/(m2.h.oC)) 0, 06 1     1   1 1 2.103   156 1960 39  35 kcal/m2.h.oC Diện tích bề mặt trao đổi nhiệt: F Q 391718   28 (m2); K  t 36.1.400 Chiều dài thiết bị: F  n. d l  l  F 28   1, 609 (m) n. l 93. 0, 06 Chọn chiều dài 1,7 m, đường kính 1,3 m Chọn vật liệu thép không rỉ X18H10T để chế tạo thiết bị Chọn đáy nắp elip tiêu chuẩn nên ht  0.25 [6, p.126] Dt Thân thiết bị chịu áp suất [σ]* = [σ] = 146 N/mm2 Ca – hệ số bổ sung ăn mòn hóa học mơi trường Thời hạn sử dụng 20 năm, tốc độ ăn mòn 0,1 mm/năm Ca = 20.0,1 = mm Chọn chiều dày tháp giả nhiệt mm Kiểm tra điều kiện S  Ca 42  0.125   0, 0015  0,125 thỏa điều kiện Dt 1300 Kiểm tra áp suất dư cho phép tính tốn theo cơng thức: SVTH: Nguyễn Phan Phương Nam GVHD: Th.S Trần Anh Khoa 72 Đồ án tốt nghiệp Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý rác thải sinh hoạt quy mô vừa nhỏ (50 tấn/ngày)  P   h  S  Ca  Rt   S  Ca   146 1 (4  2)  0, 449  0, N/mm2, thỏa điều kiện 1300  (4  2) Vậy chọn chiều dày cho thiết bị hấp thu mm 4.3.3 Tính ống dẫn khí Lượng sản phẩm chất tvào Q1000 oC  1,604 m3/s Vận tốc khí vào ống khoảng 30-40 (m/s), chọn vận tốc khí ống 35 (m/s), đường kính ống vào là: d=√ 4×𝑄 𝜋×𝑣 =√ 4.1,604 𝜋.35 =0,241 (m) Chọn đường kính tiêu chuẩn d= 250 (mm) Vận tốc khí vào ống: v = 4×𝐺 𝜋×0,252 = 32,676 (m/s) Vật liệu ống thép CT3 4.3.4 Tính ống dẫn lỏng Lưu lượng đầu vào G2 = 15779 m3/h = 4,383 m3/s Ta có đường kính ống là: d=√ 4×𝐿 𝜋×𝑣 =√ 4.4,383 𝜋×35 = 0,399 (m) Chọn đường kính tiêu chuẩn 400 (mm) Vật liệu ống thép CT3 4.4 Tính cơng suất bơm cho tháp hấp thụ Viết phương trình Bernoulli cho mặt cắt mặt thoáng chất lỏng (mặt cắt 1-1) mặt cắt đầu ống dẫn lỏng vào tháp (mặt cắt 2-2) H b  Z1  P1 1V12 P V2   Z2   2  hf  g 2g g 2g H b  ( Z  Z1 )  P2  P1  2V2  1V12   hf g 2g Trong đó: Z1, Z2 chiều cao mặt cắt (1-1) (2-2), m Z2 – Z1 = 4,5 m SVTH: Nguyễn Phan Phương Nam GVHD: Th.S Trần Anh Khoa 73 Đồ án tốt nghiệp Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý rác thải sinh hoạt quy mô vừa nhỏ (50 tấn/ngày) P1, P2 áp suất mặt cắt (1-1) (2-2) Xem P1 = P2 = Pkk V1, V2 vận tóc dòng chảy mặt cắt (1-1) (2-2), m/s V1 = 0, V2 = 2,432 m/s Hf tổn thất cột áp từ mặt cắt (1-1) đến mặt cắt (2-2), m 1 ,  hệ số hiệu chỉnh động Hb cột áp bơm, mH2O Chuẩn số Re  Vd    2, 432.0, 2.992, 25  735717  4000 chế độ chảy rối nên 0, 656.103 2  H b  Z  Z1  V2  hf 2g Trong h f  hd  hcb 4.4.1 Tổn thất dọc đường bơm L V2 hd     d 2g L – chiều dài đường ống, chọn L = 15 m  - hệ số tổn thất Theo sổ tay 1, p378 Ống thép hàn điều kiện có ăn mòn, chọn   0, mm Độ nhám tương đối:    d  0,  0, 001 200 Tính hệ số tổn thất  6,81 0.9    6,81 0.9 0, 001   2 lg     lg     7, 046    3,  3,    Re   735717  Suy   0, 02 m Vậy hd  0, 02 SVTH: Nguyễn Phan Phương Nam GVHD: Th.S Trần Anh Khoa 15 2, 4322  0, 452 m 0, 2.9,81 74 Đồ án tốt nghiệp Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý rác thải sinh hoạt quy mô vừa nhỏ (50 tấn/ngày) 4.4.2 Tổn thất cục bơm Chọn hệ thống có: khuỷu cong (uốn góc 90o): kh  van: v  0,15 Đầu vào ống: dv  0,5 Đầu ra: dr  Ta có: hcb    V2 2 2, 4322   2 kh  2 v   dv   dr    2.1,1  2.0,15   0,5   1, 206 m 2g 2g 2.9,81 4.4.3 Cột áp công suất bơm H b  Z  Z1  2 2g  h f  4,5  N lt  Trong đó: Q  2, 4322  0, 452  1, 206  6, 459 m 2.9,81 QH b  g Kw 1000 14, 441  0, 004 m3/s, lưu lượng bơm 3600 Hb =6,459 m    0tlck : hiệu suất bơm Chọn bơm ly tâm Theo sổ tay 1, p439 0  0.96 tl  0.85 ck  0.95 Vậy   0.96  0.85  0.96  0.783 Thay vào ta Nlt  0, 004.6, 459.992, 25.9,81  0,321 kW 1000.0, 783 Công suất thực bơm: Nthuc   Nlt Với   1.4 hệ số trữ công suất [7, bảng II.33, p.440] SVTH: Nguyễn Phan Phương Nam GVHD: Th.S Trần Anh Khoa 75 Đồ án tốt nghiệp Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý rác thải sinh hoạt quy mô vừa nhỏ (50 tấn/ngày) Nthuc  1, 4.0,321  0, 4494 kW 4.5 Tính cơng suất quạt cho tháp hấp thụ Viết phương trình Bernoulli cho mặt cắt mặt thoáng chất lỏng (mặt cắt 1-1) mặt cắt đầu ống thổi khí vào tháp (mặt cắt 2-2) P1 1V12 P2  2V2 H q  Z1    Z2    H  g 2g g 2g Trong đó: Z1, Z2 chiều cao mặt cắt (1-1) (2-2), m Z2 = Z P1, P2 áp suất mặt cắt (1-1) (2-2) P1 = 0, áp suất dư môi trường P2 = 4288 N/m2 V1, V2 vận tốc dòng khí mặt cắt (1-1) (2-2), m/s V1 = V2 = 12,766 m/s Hf tổn thất cột áp từ mặt cắt (1-1) đến mặt cắt (2-2), m 1 ,  hệ số hiệu chỉnh động Chuẩn số Re  Vd    12, 766.0, 4.1,13  311904  4000 chế độ chảy rối nên z 1,85.105 Suy 1V12  2V22 Từ phương trình Bernoulli ta có: H q  Z  Z1  P P2  P1  2V2  1V12 P   H   H  u  H g 2g g g Trong H  hd  hcb 4.5.1 Tổn thất dọc đường quạt L V2 hd     d 2g L – chiều dài đường ống dẫn khí, chọn L = 10 m;  - hệ số tổn thất; Theo [7, Bảng II.15, p.381] Ống thép hàn điều kiện có ăn mòn, chọn   0, mm SVTH: Nguyễn Phan Phương Nam GVHD: Th.S Trần Anh Khoa 76 Đồ án tốt nghiệp Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý rác thải sinh hoạt quy mô vừa nhỏ (50 tấn/ngày) Độ nhám tương đối:    d  0,  0, 0005 400 Tính hệ số tổn thất  6.81 0.9    6,81 0.9 0, 0005   2 lg    2 lg    7, 402     3,  3,    Re   311904  Suy   0, 018 m Vậy hd  0, 018 10 12, 7662  3, 738 m cột khí 0, 2.9,81 4.5.2 Tổn thất cục quạt Chọn hệ thống có: khuỷu cong (uốn góc 90o): kh  van: v  0.15 Đầu vào ống: dv  0.5 Đầu ra: dr  Ta có: hcb    V2 2 12, 7662   2 kh  2 v   dv   dr    2.1,1  2.0,15   0,5   33, 225 m 2g 2g 2.9,81 4.5.3 Cột áp công suất quạt H q  hcb  hd  Pu 4288  3, 738  33, 225   424 m g 1,13.9,81 Nlt  Trong đó: Q  QH q  k g 1000 Kw 5775  1, 604 m3/s 3600    0tlck : hiệu suất quạt Chọn bơm ly tâm Theo sổ tay 1, p439 1  0,8 hiệu suất lý thuyết quạt 2  0,95 hiệu suất ổ đỡ SVTH: Nguyễn Phan Phương Nam GVHD: Th.S Trần Anh Khoa 77 Đồ án tốt nghiệp Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý rác thải sinh hoạt quy mô vừa nhỏ (50 tấn/ngày) 3  0,95 hiệu suất hệ truyền đai Thay vào ta được:   0,8.0,95.0,95  0, 722 Vậy công suất quạt Nlt  1, 604.424.1,13.9,81  10, 442 kW 1000.0, 722 Công suất thực quạt: Nthuc  kNlt Với k – hệ số dự trữ cho động Đối với quạt ly tâm: 2,01 < Nlt < kW: k = 1,15 Vậy công suất thực quạt Nthuc  1,15.10, 442  12,008 kW SVTH: Nguyễn Phan Phương Nam GVHD: Th.S Trần Anh Khoa 78 Đồ án tốt nghiệp Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý rác thải sinh hoạt quy mô vừa nhỏ (50 tấn/ngày) KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Xử lý rác thải sinh hoạt vấn đề cần thiết thời đại phát triển kinh tế ngày Trên sở lý thuyết kết hợp thực nghiệm, đồ án tính tốn thiết kế hệ thống xử lý rác thải sinh hoạt voies cơng suất 50 tấn/ngày lò đốt xử lý khí thải SO2 NO2 cyclone tháp đệm Nồng độ bụi khí sau xử lý đảm bảo nhỏ tiêu chuẩn cho phép trước thải vào mơi trường Cơng nghệ xử lý ứng dụng rộng rãi để tính tốn nhiều mơ hình hệ thống xử lý rác thải khác nhằm làm giảm khối lượng rác thải ngày, bên cạnh khơng ảnh hưởng q nhiều đến bầu khơng khí thiên nhiên Kiến nghị Trong q trình vận hành, yêu cầu người vận hành phải thực quy trình, thường xun vệ sinh thiết bị, máy móc để hệ thống làm việc có hiệu cao tăng tuổi thọ cơng trình Khi có cố cần liên hệ với quan chuyên môn để giải Mặt khác nhà máy cần có liên hệ thường xuyên với quan chức để hướng dẫn cụ thể sách bảo vệ mơi trường vấn đề có liên quan tới mơi trường Công ty nên thường xuyên giám sát hệ thống xử lý ô nhiễm nhằm giảm nhẹ tác động tiêu cực đến môi trường hoạt động công ty gây SVTH: Nguyễn Phan Phương Nam GVHD: Th.S Trần Anh Khoa 79 Đồ án tốt nghiệp Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý rác thải sinh hoạt quy mô vừa nhỏ (50 tấn/ngày) TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Trịnh Văn Dũng, Quá trình thiết bị cơng nghệ hóa học & thực phẩm, Bài tập Truyền khối, Nhà xuất đại học quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh, 2012 [2] Nguyễn Văn Phước, Quản lý xử lý chất thải rắn, Nhà xuất Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh, 2012 [3] Đinh Xuân Thắng, Kỹ thuật lò đốt chất thải nguy hại, Nhà xuất Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh, 2012 [4] Đinh Xuân Thắng, Kỹ thuật xử lý nhiễm khơng khí, Nhà xuất Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh, 2012 [5] Nguyễn Hữu Tùng, “Kĩ thuật tách hỗn hợp nhiều cấu tử, Tính tốn thiết kế”, Nhà xuất Bách khoa - Hà Nội, 2009 [6] Hồ Lê Viên, “Thiết kế Tính tốn thiết bị hóa chất dầu khí” Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật Hà Nội, 1978 [7] Trần Xoa, Sổ tay trình thiết bị cơng nghệ hóa chất, Tập 1, Nhà xuất Khoa học Kỹ Thuật, 2005 [8] Trần Xoa, Sổ tay q trình thiết bị cơng nghệ hóa chất, Tập 2, Nhà xuất Khoa học Kỹ Thuật, 2005 QCVN 61-MT:2016/BTNMT quy chuẩn kỹ thuật quốc gia lò đốt chất thải rắn sinh hoạt Olympia Burner http://www.olympia-burner.co.jp/e1-oil3.html SVTH: Nguyễn Phan Phương Nam GVHD: Th.S Trần Anh Khoa 80 140 450 450 628 528 12M20 ° 528 IV 60 300 450 http://dhsptn.edu.vn/khoavatli/index.php?language=vi&nv=vat-ly-giai-tri&op=Phat-minh-khoa-hoc%2FNANG-LUONG-MAT-TROI-30 16 32 165 http://dhsptn.edu.vn/khoavatli/index.php?language=vi&nv=vat-ly-giai-tri&op=Phat-minh-khoa-hoc%2FNANG-LUONG-MAT-TROI-30 M10 III 15° 1580 105 CHI TIẾT CỬA KHÍ VÀO TL 1:10 750 60 81 170° III 3200 3200 750 CHI TIẾT I TL1:1 III CHIỀU DÀY PHẦN HÌNH TRỤ VÀ HÌNH NĨN TL 1:2 M10 1580 1580 80 II CHI TIẾT II TL 1:2 I Ø624 09 Ø564 300 08 10 203 06 05 04 B 1656 B 1656 07 Ø20 Ø628 Ø580 300 10 240 240 11 11 636 636 800 CHI TIẾT III BÍCH NỐI ỐNG DẪN KHÍ RA TL 1:2 CHI TIẾT IV BÍCH NỐI ỐNG DẪN KHÍ RA TL 1:2 03 02 01 Giá đỡ Máy tháo bụi Bích nối van tháo bụi Van tháo bụi Khoang chứa bụi Đáy nón Thân trụ Bích nối cửa khí Cửa khí Bích nối ống khí vào Ống dẫn khí vào STT TÊN CHI TIẾT MẶT CẮT B-B MẶT BẰNG 10M48 1:20 R240 320 Ø800 888 10M20 GVHD 16M48 SVTH B CYCLONE NTH: 28/12 3500 500 330 1000-1050 oC 1000 12 1000 2000 4000 400-800 oC 1000 8000 2500 11500 500 3000 330 05 500 04 03 02 01 8000 2500 670 TRƯỜNG ĐH TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TP.HCM KHOA MÔI TRƯỜNG STT TÊN CHI TIẾT ĐỒ ÁNTỐT NGHIỆP TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ RÁC THẢI SINH HOẠT QUY MÔ VỪA VÀ NHỎ GVHD Th.S Trần Anh Khoa SVTH Nguyễn Phan Phương Nam BẢN VẼ LÒ ĐỐT RÁC 1:20 NTH:28/12 CYCLONE 1000-1050 oC http://dhsptn.edu.vn/khoavatli/index.php?language=vi&nv=vat-ly-giai-tri&op=Phat-minh-khoa-hoc%2FNANG-LUONG-MAT-TROI-30 800 oC TRƯỜNG ĐH TÀI NGUYÊN VÀ MƠI TRƯỜNG TP.HCM KHOA MƠI TRƯỜNG ĐỒ ÁNTỐT NGHIỆP TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ RÁC THẢI SINH HOẠT QUY MÔ VỪA VÀ NHỎ GVHD Th.S Trần Anh Khoa SVTH Nguyễn Phan Phương Nam BẢN VẼ SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ 1:50 NTH:28/12 50 1300 A 400 14 200 350 220 800 36 200 70 200 I 4500 7300 1300 LƯỚI ĐỠ ĐỆM 300 TL 1: 20 ỐNG PHÂN PHỐI CHẤT LỎNG TL 1: 20 11 180 23 300 300 2000 400 13 210 200 I A Mặt cắt A-A CHI TIẾTCHÂN ĐỠ CHI TIẾT BULONG TL 1: 20 TL 1:1 90 STT 23 Ống dẫn khí Ống dẫn khí vào Tay cầm Lưới đỡ đệm Cột đệm Ống dẫnchấtlỏng Ống dẫnchấtlỏng vào Ống phân phối chất lỏng Lớp táchẩm Bích Chân đỡ Đáy Tai treo Nắp TÊN CHI TIẾT 170 14 13 12 11 10 1:20 110 CHI TIẾT TAI TREO TL 1: 10 GVHD SVTH B NTH:28/12 1700 340 600 1300 975 53 05 Giá đỡ Thép CT3 04 Ống chùm dẫn khí Vách ngăn dòng nước Ống dẫn khí vào Ống dẫn lỏng vào Thép CT3 03 02 01 01 01 Thép X18H1OT 01 Thép CT3 01 Thép X18H1OT 01 STT TRƯỜNG ĐH TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TP.HCM KHOA MÔI TRƯỜNG TL 1:20 I TL 1:20 TL 1:1 ĐỒ ÁNTỐT NGHIỆP TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ RÁC THẢI SINH HOẠT QUY MÔ VỪA VÀ NHỎ GVHD Th.S Trần Anh Khoa SVTH Nguyễn Phan Phương Nam BẢN VẼ THÁP GIẢI NHIỆT 1:10 5 NTH:28/12 ... tài tính tốn thiết kế hệ thống xử lý rác quy mô vừa nhỏ Từ nguyên liệu ban đầu rác thải sinh hoạt đốt cháy đến xử lý khí thải đạt tiêu chuẩn thải mơi trường Việc xử lý rác thải đảm bảo vệ sinh. .. Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý rác thải sinh hoạt quy mô vừa nhỏ (50 tấn/ngày) Khí thải sau tiếp tục xử lý hệ thống xử lý khí trước thải mơi trường theo ống khói Ưu điểm: ✓ ✓ ✓ ✓ ✓ Có thể xử. .. tốt nghiệp Tính toán thiết kế hệ thống xử lý rác thải sinh hoạt quy mô vừa nhỏ (50 tấn/ngày) Bảng 2.4: Thành phần % rác thải sinh hoạt tính theo chất khô Thành phần C H O N S A TỔNG Rác hữu 48