thiết kế hệ thống lò hơi đốt rác thải công suất 100 kg h

Mục Lục DANH MỤC BẢNG iv DANH MỤC HÌNH vi DANH MỤC CÁC KÝ TỰ VIẾT TẮT vii CHƯƠNG I: MỞ ĐẦU 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1.2 MỤC TIÊU, ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG, GIỚI HẠN ĐỀ TÀI 1.3 Ý NGHĨA KHOA HỌC, Ý NGHĨA THỰC TIỄN, TÍNH MỚI CỦA ĐỀ TÀI CHƯƠNG II: TỔNG QUAN 2.1 TÌNH HÌNH PHÁT SINH RÁC THẢI 2.1.1 Định nghĩa rác thải 2.1.2 Phân loại 2.1.3 Nguồn phát sinh 2.1.4 Thành phần rác thải 2.1.5 Hiện trạng phát sinh rác thải khu vực Tp.HCM 2.1.6 Hiện trạng công tác quản lý rác thải 10 2.1.7 Sự ảnh hưởng rác thải tới môi trường 11 2.1.8 Các phương pháp xử lý rác thải 12 2.2 CƠ SỞ LỰA CHON XỬ LÝ RÁC THẢI BẰNG CÔNG NGHỆ ĐỐT 17 2.3 NHU CẦU SỬ DỤNG HƠI NƯỚC TRONG SẢN XUẤT VÀ ĐỜI SỐNG 18 2.4 VẤN ĐỀ GÂY Ơ NHIỄM TỪ LỊ ĐỐT RÁC 19 2.5 ĐỀ XUẤT VÀ THUYẾT MINH QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ 20 2.5.1 Đề xuất sơ đồ công nghệ 20 2.5.2 Thuyết minh sơ đồ công nghệ 21 i CHƯƠNG III: CƠ SỞ VÀ PHƯƠNG PHÁP CỦA QUÁ TRÌNH NHIỆT 22 3.1 CƠ SỞ CHUNG 22 3.1.1 Quá trình đốt chất thải rắn 22 3.1.2 Các nguyên tắc trình cháy 22 3.1.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến trình cháy 22 3.1.4 Các dạng lò đốt 23 3.1.5 Nguyên lý hoạt động lò đốt 25 3.1.6 Cấu tạo lò đốt 25 3.1.7 Phân loại dạng lò 25 3.1.8 Nguyên lý hoạt động cấu tạo lò 27 3.1.9 Hệ thống xử lý khí thải phát sinh 27 3.2 LÝ THUYẾT TÍNH TỐN 29 3.2.1 Tính tốn q trình cháy nhiên liệu 29 3.2.2 Tính tốn cân nhiệt lò đốt 31 3.2.3 Tính tốn buồng đốt sơ cấp 34 3.2.4 Tính tốn buồng đốt thứ cấp 36 3.2.5 Xác định tiêu kỹ thuật lò 37 3.2.6 Xác định kích thước buồng đốt thứ cấp 38 3.2.7 Tính tốn sản lượng hiệu suất thu hồi 38 3.2.8 Tính tốn cụm pheston bao 40 CHƯƠNG IV:TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG LỊ HƠI ĐỐT RÁC CƠNG SUẤT 100Kg/h 42 4.1 Tính toán cháy dầu DO 42 4.2 Tính tốn hệ số tiêu hao khơng khí lượng khơng khí cần thiết 42 4.3 Xác định lượng thành phần sản phẩm cháy 44 ii 4.4 Tính tốn cháy rác 44 4.5 Xác định nhiệt độ thực tế cân nhiệt lò 46 4.5.1 Xác định nhiệt độ cháy lý thuyết nhiên liệu 46 4.5.2 Tính cân nhiệt 47 4.6 Tính tốn thơng số lò đốt sơ cấp 50 4.6.1 Tính tốn kích thước buồng đốt sơ cấp 50 4.6.2 Tính tốn thiết bị đốt 51 4.6.3 Tính tốn thể xây lò 55 4.6.4 Tính tốn khung lò đốt 57 4.7 Tính tốn buồng đốt thứ cấp 58 4.7.1 Xác định lưu lượng thành phần dòng vào 58 4.7.2 Tính cân nhiệt lượng nhiên liệu tiêu hao 58 4.7.3 Tính tốn kích thước buồng đốt thứ cấp 62 4.7.4 Tính tốn thiết bị đốt lò 62 4.7.5 Thành phần khí thải khỏi lò 65 4.7.6 Tính tốn thể xây lò khung lò 66 4.8 Tính tốn chi tiết hệ thống dàn nước 72 4.8.1 Tính tốn nhiệt lượng dư buồng đốt sơ cấp mà dàn nhận 72 4.8.2 Tính toán sản lượng hiệu suất thu hồi 72 4.8.3 Tính tốn đặc tính câu tạo dàn ống sinh 73 4.8.4 Tính tốn bao 74 CHƯƠNG V : KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 75 5.1 Tổng kết q trình tính tốn 75 5.2 Kết luận 77 5.3 Kiến nghị 78 iii DANH MỤC BẢNG Tên bảng Trang Bảng 2.1: Nguồn phát sinh rác thải Bảng 2.2: Thành phần rác thải Bảng 2.3: Tính chất lý học rác thải Bảng 2.4: Thành phần nguyên tố có rác thải Bảng 2.5: Nhiệt trị số loại rác theo trọng lượng khô Bảng 2.6: Khối lượng rác thải phát sinh năm TP.HCM 10 Bảng 3.1: Hệ số tiêu hao khơng khí 30 Bảng 3.2: Thành phần nhiên liệu theo lượng mol 31 Bảng 3.3: Trị số gần hệ số tổn thất hàm nhiệt sản phẩm cháy 32 Bảng 3.4: Quan hệ chiều cao buồng đốt diện tích mặt ghi 36 Bảng 3.5: Đường kính tối thiểu dàn ống sinh 40 Bảng 4.1: Thành phần nhiê liệu dầu DO theo lượng mol 42 Bảng 4.2: Lượng khơng khí cần thiết để đốt 100kg dầu 43 Bảng 4.3: Thành phần sản phẩm cháy 44 Bảng 4.4: Lượng không khí cần thiết để đốt cháy 100 kg rác 45 Bảng 4.5:Thành phần lượng sản phẩm cháy đốt 100kg rác thải 46 Bảng 4.6: Bảng cân nhiệt buồng đốt sơ cấp 50 Bảng 4.7: Đặc tính kỹ thuật béc phun thấp áp cao áp 52 Bảng 4.8: Thông số kỹ thuật đầu đốt dầu cấp PRESS 55 Bảng 4.9: Thành phần lưu lượng dòng vào buồng đốt thứ cấp 58 Bảng 4.10: Bảng cân nhiệt buồng đốt thứ cấp 61 Bảng 4.11: Thông số kỹ thuật thiết bị đốt buồng thứ cấp 63 iv Bảng 4.12: Thành phần lưu lượng sản phẩm cháy đốt dầu buồng thứ cấp 64 Bảng 4.13: Thành phần lưu lượng khí thải khỏi lò đốt 67 Bảng 4.14: Đặc tính cấu tạo dàn ống sinh 72 Bảng 4.15: Đặc tính cấu tạo bao 73 v DANH MỤC HÌNH Tên bảng Trang Hình 2.1: Rác thải gây ô nhiễm môi trường nước 12 Hình 2.2: Xử lý rác thải phương pháp chôn lắp bãi rác Đa Phước 16 Hình 2.3: Sơ đồ cơng nghệ hệ thống lò đốt rác 20 Hình 3.1: Lò đốt rác thùng quay đốt rác thải công nghiệp 24 Hình 3.2: Lò Ống lửa 26 Hình 3.3: Hệ thống Xử lý khí thải nhà máy xi măng 29 Hình 4.1: Hình ảnh thiết bị đốt dầu DO hai cấp 55 vi DANH MỤC CÁC KÝ TỰ VIẾT TẮT Ký tự viết tắt Nghĩa tường minh KCN Khu công nghiệp CTR Chất thải rắn CTNH Chất thải nguy hại TW Trung ương TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam QCVN Quy chuẩn Việt Nam Stt vii TĨM TẮT Hiện ngành cơng nghiệp phát triển mạnh song song kèm theo lượng rác thải lớn cần thu gom xử lý cách hiệu Vì để giải vấn đề đòi hỏi phải có biện pháp quản lý kỹ thuật xử lý chất thải từ phát sinh khâu xử lý cuối Xử lý rác thải phương pháp thiêu đốt tận dụng nguồn nhiệt để kết hợp với lò để thu lượng cho mục đích sử dụng phù hợp với điều kiện nước phát triển nước ta Khi sử dụng hệ thống lò đốt rác cần phải đảm bảo mặt kỹ thuật chế độ vận hành cần kiểm soát cách chặt chẽ để đảm bảo lò phát huy cơng suất tránh rủi ro Công nhân vận hành cần phải hướng dẫn kỹ thuật để vận hành lò đốt theo quy trình Cùng với trạng mục tiêu đề tài tìm hiểu nguồn rác thải có nhiệt trị cao để tận dụng xử lý hệ thống lò đốt rác thiết kế hệ thống lò đốt rác tận dụng tối đa nguồn nhiệt cho trình bốc nước lò Nhiệm vụ đặt • Tìm hiều loại rác thải loại rác thải có nhiệt trị cao tận dụng hệ thống lò đốt rác • Tìm hiểu phương pháp xử lý rác thải • Tìm hiểu sở q trình đốt, q trình hóa hơi, ngun lý hoạt động lò đốt lò • Đề xuất sơ đồ cơng nghệ hệ thống lò đốt rác • Tính tốn Thiết kế hệ thống lò đốt rác • Trình bày thiết kế lên vẽ viii Thiết kế hệ thống lò đốt rác thải công suất 100kg/h CHƯƠNG I: MỞ ĐẦU 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ Thế giới ngày phát triển khơng ngừng, q trình cơng nghiệp hóa đại hóa diễn mạnh mẽ Cùng với gia tăng sở sản xuất với quy mô ngày lớn, khu dân cư tập trung nhiều nhu cầu tiêu dùng sản phẩm vật chất ngày lớn Tất điều kích thích ngành sản xuất kinh doanh dịch vụ mở rộng phát triển nhanh chóng, đóng góp tích cực cho phát triển đất nước, nâng cao mức sống xã hội mặt khác tạo lượng lớn chất thải bao gồm: chất thải sinh hoạt, chất thải công nghiệp, chất thải xây dựng v.v…Trong việc phát sinh rác thải vấn đề đáng lo ngại toàn giới Việt Nam Dân số ngày tăng cơng nghiệp phát triển việc phát sinh rác thải ngày nhiều, ngun nhân góp phần gây nhiễm mơi trường ảnh hưởng đến sức khỏe người Xử lý rác mục tiêu nước giới Việt Nam Cho đến chôn lấp biện pháp xử lý chất thải rắn phổ biến Ưu điểm phương pháp là: chi phí xử lý thấp, xử lý nhiều loại chất thải rắn khác so với phương pháp khác Tuy nhiêu phương pháp chôn lấp gây ô nhiễm khác ô nhiễm nước, mùi hơi, trùng…Ngồi q trình thị hóa quỹ đất ngày thu hẹp dẫn đến khó khăn việc lựa chọn vị trí bãi chơn lấp Vì vậy, việc áp dụng biện pháp xử lý rác khác nhu cầu cần thiết Công nghệ xử lý rác phương pháp nhiệt phương pháp phổ biến áp dụng rộng rãi công nghệ đốt chất thải rắn tốn kèm với biện pháp khai thác tận dụng lượng nhiệt phát sinh trình đốt Nắm bắt tình hình thực tế nên em đưa hướng tìm hiểu nghiên cứu để tiến hành tính tốn thiết kế hệ thống lò đốt rác tận dụng nhiệt sinh 1.2 MỤC TIÊU, ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG, GIỚI HẠN ĐỀ TÀI Mục tiêu đề tài Tính tốn thiết kế hệ thống lò đốt rác với cơng suất 100kg/h, tận dụng nguồn nhiệt dư để sinh để phục vụ cho mục đích khác sấy, giặc khơ mục đích khác sản xuất đời sống SVTH: NGUYỄN THANH TÚ Trang Thiết kế hệ thống lò đốt rác thải cơng suất 100kg/h Hệ thống lò đốt rác thải thiết kế theo kiểu lò đốt rác hai buồng, bao gồm: buồng sơ cấp thứ cấp, vừa xử lý rác tận dụng nguồn nhiệt dư buồng sơ cấp để tính tốn thiết kế hệ thống dàn thu hồi Đối tượng đề tài Tận dụng nguồn rác thải bao gồm rác thải công nghiệp, rác thải sinh hoạt có nhiệt trị cao như: giấy, bìa, nhựa, vải, cao su, da, gỗ… Nội dung đề tài Tìm hiểu tổng quan loại chất thải rắn: nguồn gốc, phân loại, tình hình phát sinh, rác có nhiệt trị cao loại rác thải để từ phân loại chọn loại rác thải có nhiệt trị cao để tăng hiệu suất sinh Tìm hiểu phương pháp xử lý rác từ đưa ưu nhược điểm phương pháp đưa sở để lựa chọn áp dụng phương pháp nhiệt để xử lý rác Tính tốn thiết hệ thống lò đốt rác thải với cơng suất 100 kg/h, với hạn mục tính tốn bao gồm: - Tính tốn nhiệt độ cháy, lượng khơng khí cần thiết - Tính tốn cân nhiệt buồng sơ cấp thứ cấp - Tính tốn lượng nhiên liệu tiêu hao từ tính tốn thể tích buồng để chọn thể xây vật liệu thích hợp - Tính tốn thiết bị đốt, đường kính miệng ống dẫn dầu ống dẫn khí - Từ q trình tính tốn cân nhiệt đưa lượng nhiệt dư buồng sơ cấp để áp dụng tính tốn sản lượng hiệu suất thu hồi - Tính tốn bố trí đường ống sinh hơi, đường kính đặc tính kỹ thuật dàn ống sinh bao Giới hạn đề tài Tính tốn thiết kế hệ thống lò đốt rác cơng suất 100 kg/h bao gồm hạng mục: buồng sơ cấp, buồng thứ cấp, thiết bị đốt, dàn ống sinh hơi, bao Tiêu chuẩn kỹ thuật lò đáp ứng theo thông số quy định QCVN 30:2012/BTNMT Lựa chọn thiết bị phụ trợ thiết bị đốt cho buồng sơ cấp thứ cấp Đề xuất sơ đồ công nghệ cho q trình xử lý khí thải khỏi lò đốt SVTH: NGUYỄN THANH TÚ Trang Thiết kế hệ thống lò đốt rác thải cơng suất 100kg/h F = 3,4 m × 1,4 m = 4,76m2 S: chiều dày nóc, m tl, tkk : nhiệt độ mặt lò nhiệt độ khơng khí, 0C 0,06 : nhiệt trở có trao đổi nhiệt mặt ngồi tường mơi trường khơng khí xung quanh, m2độ/W  n: hệ số dẫn nhiệt tường lò, W/m.độ ➢ Nhiệt lượng qua tường đáy lò: Diện tích ngồi tường đáy lò ( khơng tính tường phía trước phía sau ) Fn   L  H  L  B  2×3,4×1,4 + 3,4× 1,4 = 14,3 m2 Xem đường phân bố nhiệt tường lò bậc nhất, nhiệt độ trung bình lớp t tb  t l  t kk 800  30   415 0C 2 ❖ Nhiệt độ trung bình lớp Samốt: ts  t l  t tb 800  415   607,5 0C 2 ❖ Nhiệt độ trung bình lớp diatomit: td  t kk  t tb 30  415   222,5 0C 2 ❖ Hệ số dẫn nhiệt lớp Samốt t s : S  0,7  0,00065  t s  0,7  0,00065  607,5  1,095 W/m.độ ❖ Hệ số dẫn nhiệt lớp Diatomit t d : d  0,145  0,000314  t s  0,145  0,000314  222,5  0,215 W/m.độ ❖ Nhiệt qua tường Qt  800  30  12,6 0,23 0,115   0,06 1,095 0,215  12053 W ➢ Nhiệt lượng qua thể xây: SVTH: NGUYỄN THANH TÚ Trang 69 Thiết kế hệ thống lò đốt rác thải công suất 100kg/h Qx = Q + Qt = 9093,73 + 12053 = 21146,73 W Trong đó: Q: nhiệt lượng qua buồng sơ cấp, W Qt : nhiệt lượng qua tường buồng sơ cấp, W Nhiệt giả sử qua nóc, tường, đáy lò… : Q5 = 0,1 x (40048,33× 103 𝐵𝑑 + 721896) = 0,1( 40048330×0,0053 +721896) = 93415,22 W Q5 > Qx : giả thiết hợp lý Buồng đốt thứ cấp Buồng lò có kích thước: L = 1,4 m; B = 1,1 m; H =1,7 m Rác nung nhiệt độ lớn 1000oC Tường lò, đáy lò dày 305 mm gạch Samốt A, Sammốt B, thủy tinh cách nhiệt Nhiệt độ trung bình lớp gạch nóc: ttb = 6200C Theo phụ lục VI [3], hệ số dẫn nhiệt gạch Samốt A 620oC  620 = 1,143 W/m.độ ❖ Nhiệt lượng qua lò Q 1100  30   5914,26 𝑊 tl  tkk F  S 0,23  0,115  0,06  0,06 n 1,143 F: diện tích lò, m2 F = 1,4 m × 1,1 m = 1,54 m2 S: chiều dày nóc, m tl, tkk : nhiệt độ mặt lò nhiệt độ khơng khí, 0C 0,06 : nhiệt trở có trao đổi nhiệt mặt ngồi tường mơi trường khơng khí xung quanh, m2.độ/W  n: hệ số dẫn nhiệt tường lò, W/m.độ SVTH: NGUYỄN THANH TÚ Trang 70 Thiết kế hệ thống lò đốt rác thải cơng suất 100kg/h ➢ Nhiệt lượng qua tường đáy lò Diện tích ngồi tường đáy lò ( khơng tính tường phía trước phía sau ) Fn   L  H  L  B  2×1,4 × 1,7+ 2×1,1 = 6,96 m2 ❖ Xem đường phân bố nhiệt tường lò bậc nhất, nhiệt độ trung bình lớp: t tb  t l  t kk 1200  30   615o C 2 ❖ Nhiệt độ trung bình lớp Samốt: ts  t l  t tb 1200  615   907,5o C 2 ❖ Nhiệt độ trung bình lớp diatomit: td  t kk  t tb 30  615   322,5o C 2 ❖ Hệ số dẫn nhiệt lớp Samốt t s : S  0,7  0,00065  t s  0,7  0,00065  907,5  1,29 (W/m.độ) ❖ Hệ số dẫn nhiệt lớp Diatomit t d : d  0,145  0,000314  t s  0,145  0,000314  322,5  0,246 (W/m.độ) ❖ Nhiệt qua tường Qt  1200  30  0,23 0,115   0,06 1,29 0,246  9946,52 𝑊 ➢ Nhiệt lượng qua thể xây: Qx = Q + Qt = 5914,26 + 9946,52 = 15860,78 W Q: nhiệt lượng qua buồng thứ cấp, W Qt : nhiệt lượng qua tường buồng thứ cấp, W ❖ Nhiệt giả sử qua nóc, tường, đáy lò… ❖ Nhiệt giả sử qua nóc, tường, đáy lò… Q4= 0,1.( 40048,33.103B + 13351,27) =0,1.(40048330.0,0168+ 13351,27) = 68616 W SVTH: NGUYỄN THANH TÚ Trang 71 Thiết kế hệ thống lò đốt rác thải công suất 100kg/h Q4 > Qx : giả thiết hợp lý 4.8 Tính tốn chi tiết hệ thống dàn nước 4.8.1 Tính tốn nhiệt lượng dư buồng đốt sơ cấp mà dàn nhận Dựa theo bảng cân nhiệt buồng đốt sơ cấp ta có : Qd = Qthu – Qchi = 934153,2 - 813356,5 = 120796,7W =120,8kj/s = 434868,12kj/h Trong : Qd : Nhiệt lượng dư buồng đốt sơ cấp Qthu : nhiệt lượng mà buồng đốt sơ cấp nhận Qchi : nhiệt lượng tiêu hao q trình đốt 4.8.2 Tính tốn sản lượng hiệu suất thu hồi ❖ Sản lượng Sản lượng lò Dh tính theo cơng thức (3.32): Dh= (Qbđ +Qđl)/( ix-inc) = 434868,12 = 211 kg/h 2767,5−702,9 Trong đó: Áp suất bão hòa 8bar ix : entapi ẩm = 2767,5 kj/kg inc : entapi nước cấp = 702,9 kj/kg Tra theo TCVN 8630:2010 ❖ Sản lượng thu 1kg rác Gọi Dh1 sản lượng thu 1kg rác Dh1 = 211 100 = 2,1 ❖ Sản lượng cực đại Sản lượng cực đại lò tính theo cơng thức: Dmax = (1,1 -1,2)×Dh =1,2×211=254 kg/h ❖ Sản lượng kinh tế Sản lượng kinh tế tính theo cơng thức: Dkt =(0,8-0,9)×Dh =0,9×211=190 kg/h ❖ Hiệu suất thu hồi Hiệu suất thu hồi lò tính theo cơng thức (3.35): SVTH: NGUYỄN THANH TÚ Trang 72 Thiết kế hệ thống lò đốt rác thải cơng suất 100kg/h Hiệu suất lò (η) = 211.(2767,5−702,9) ×100 = 15 % 100.(40048,33+25988,26) ❖ Năng suất bôc bề mặt sinh Năng suất bốc bề mặt sinh tính theo cơng thức(3.36): S = Dh/H, (kg/m2) S = 211/(2 ×1,4) = 75 (kg/m2) Trong : S : Năng suất bôc bề mặt sinh hơi, kg/m2 Dh : Sản lượng hơi,kg/h H: Diện tích bề mặt sinh ( bề mặt bố trí dàn hơi, chọn trần lò),m2 4.8.3 Tính tốn đặc tính câu tạo dàn ống sinh Đường kính ống chon dựa theo Bảng 1,[7] Chọn ống sinh có đường kính ống d=70 mm Bước ống tính theo công thức(3.37) : 𝑆 𝑑 = 1,2 S = 85 mm Trong : S: bước ống D: đường kính ống Khoảng cách từ tâm ống đến tường e = 0,841 × d = 0,841×70 = 58,8 mm Nên ta chọn e=60mm Số ống bố trí tính theo công thức : n = 1400/ (70+85) = ống Hệ số góc dãy ống tính theo cơng thức (3.39): X = 1-0,2×(S/d -1) =1-0,2×(85/70 -1) = 0,95 Bảng4.14: đặc tính cấu tạo dàn ống sinh STT Tên đại lượng Ký hiệu Kết Đơn vị Đường kính ống d 70 mm Bước ống S 85 mm Khoảng cách tâm ống tới e 60 mm tường SVTH: NGUYỄN THANH TÚ Trang 73 Thiết kế hệ thống lò đốt rác thải cơng suất 100kg/h Số ống bố trí Vật liệu ống n ống Ống thép đục chịu nhiệt loại ASTM A106 Gr B, dày 2,5mm Chiều dài ống L 1,65 m 4.8.4 Tính tốn bao Thể tích bao tính theo cơng thức(3.40): Vbh = n× Vđơ,m3 Vbh = 9×(3,14 ×(70/1000)2×1,65) = 0,23 m3 Ta cơng thêm 10% thể tích bao tổng thể tích bao : 0,3 m3 Chọn chiều dài bao 1,35 m Theo cơng thức tính thể tích đường kính bao : dbh = √ 0,3 3,14×1,35 ×1000 = 266 mm Bảng4.15: đặc tính cấu tạo bao STT Tên đại lượng Ký hệu Kết Đơn vị Thể tích bao Vbh 0,3 m3 Chiều dài bao L 1,35 m Đường kính bao dbh 266 mm Vật liệu SVTH: NGUYỄN THANH TÚ Vật liệu chế tạo bao thép CT3 dày 8mm Trang 74 Thiết kế hệ thống lò đốt rác thải công suất 100kg/h CHƯƠNG V : KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1 Tổng kết q trình tính tốn Với nhiệt trị thấp dầu DO 40048,33 kJ/kg nhiệt trị rác 25988,26kJ/kg hàm nhiệt tổng 3036,265 kJ/N.m3 , ta tính Nhiệt độ cháy lý thuyết lò 1858 oC nhiệt độ thực tế lò 1114 oC • Tại buồng đốt sơ cấp Ta tích 4,84 m3 với chiều dài 3,4 m,chiều rộng 1,4 m, chiều cao 1,4 m Diện tích bề mặt ghi 0,95 m2 cạnh ghi m Lượng nhiên liệu tiêu hao 0,0053 kg/s hay 19,8 kg/h Hệ số sử dụng nhiên liệu có ích 0,057 Bảng cân nhiệt sau Đơn Nhiệt thu Giá trị % vị Nhiệt cháy dầu DO: Q1 Nhiệt cháy rác: Q2 Tổng nhiệt thu: Qt 212256,2 721897 934153,2 W W W 22,7 77,3 100 Nhiệt chi Giá trị Đơn vị % Nhiệt lượng cần thiết để đốt rác 800oC: Q3 623158,8 W 66,7 Nhiệt lượng sản phẩm cháy đốt kg dầu DO: Q4 83426 W 8,9 Nhiệt lượng dẫn nhiệt qua nóc, tường, đáy lò, khe hở…: Q5 93415 W 9,9 13356,7 W 1,4 Nhiệt lượng tận dụng cho dàn ống sinh 120796,7 W 13,1 Tổng nhiệt chi: Qc 934153,2 W 100 Nhiệt lượng cháy khơng hồn tồn: Q6 Sai số kết tính : 𝜀= SVTH: NGUYỄN THANH TÚ 934153,2 − 934153,2 100 = 0% 934153,2 Trang 75 Thiết kế hệ thống lò đốt rác thải cơng suất 100kg/h • Tại buồng đốt thứ cấp, ta có lưu lượng dòng vào 0,286 m3/s Với thể tích 2,73 m3 với chiều dài 1,4 m,chiều rộng 1,1 m, chiều cao 1,7 m Lượng nhiên liệu tiêu hao 0,011 kg/s hay 39,6 kg/h Hệ số sử dụng nhiên liệu có ích 0,031 Bảng cân nhiệt sau Nhiệt thu Nhiệt cháy dầu DO: Q1 Nhiệt sản phẩm khơng hồn buồng sơ Q2 cháy toàn cấp: Tồng nhiệt thu: Qt Đơn vị Giá trị 440531,6 W 13356,7 W 453888,3 W % Nhiệt chi Giá trị Đơn vị % 97 Nhiệt để nung sản phẩm buồng sơ cấp: Q3 196665 W 43,3 nhiệt dẫn qua tường, đáy, khe hở: Q4 45388,83 W 10 nhiệt sản phẩm cháy đốt kg dầu DO: Q5 212850 W 46,7 453473,8 W 100 100 Tổng nhiệt chi: Qc Sai số kết tính : 𝜀= 453888,3 − 453473,8 100 = 0,08% 453888,3 Tổng nhiên liệu tiêu hao 0,011 kg/s tương đương 39,6kg/h • Hệ thống thu hồi Sản lượng thu 211kg/h với áp suất bão hòa 8bar Sản lượng cực đại 254 kg/h Sản lượng kinh tế 190kg/h Năng suất bốc bề mặt sinh 75 kg/m2 SVTH: NGUYỄN THANH TÚ Trang 76 Thiết kế hệ thống lò đốt rác thải cơng suất 100kg/h Đặc tính cấu tạo dàn ống sinh thể qua bảng sau: STT Tên đại lượng Ký hiệu Kết Đơn vị Đường kính ống d 70 mm Bước ống S 85 mm Khoảng cách tâm ống tới e 60 mm n ống tường Số ống bố trí Vật liệu ống Ống thép đục chịu nhiệt loại ASTM A106 Gr B, dày 2,5mm Chiều dài ống L 1,8 m Đặc tính cấu tạo bao thể qua bảng sau: STT Tên đại lượng Ký hệu Kết Đơn vị Thể tích bao Vbh 0,3 m3 Chiều dài bao L 1,35 m Đường kính bao dbh 266 mm Vật liệu Vật liệu chế tạo bao thép CT3 dày 8mm 5.2 Kết luận Cùng với tốc độ thị hóa nhanh chóng trở thành nhân tố tích cực góp phần phát triển kinh tế xã hội Tuy nhiên bên cạnh lợi ích kinh tế - xã hội tạo sức ép nhiều mặt làm suy giảm môi trường phát triển không bền vững Các hoạt động sản xuât tăng kèm theo lượng rác thải tăng theo Do cần áp dụng phương pháp thiêu đốt vào xử lý chất thải rắn phương pháp giải vấn đề cấp bách việc bảo vệ môi trường Với điều kiện vật tư, thiết bị chế tạo nước có sẵn làm giảm chi phí lắp đặt xây dựng tiết kiệm khoảng chi phí Khơng q trình xử lý rác tận SVTH: NGUYỄN THANH TÚ Trang 77 Thiết kế hệ thống lò đốt rác thải cơng suất 100kg/h dụng nguồn nhiệt sinh góp phần cải thiện chi phí nguyên liệu làm tăng thêm thu nhập 5.3 Kiến nghị Khi sử dụng cần vận hành lò theo quy trình kỹ thuật áp dụng theo mục Quy định vận hành lò đốt, ứng phó cố giám sát theo QCVN 30:2010/BTNMT, tránh gây lãng phí nguyên liệu, phân loại trước nguồn rác thành loại để tận dụng nguồn có nhiệt trị cao để tăng hiệu suất thu hồi Cũng đảm bảo rác sử lý triệt để khơng khí phải xử lý đủ tiêu chuẩn thải mơi trường Cơng nhân vận hành lò phải đào tạo hướng dẫn vận hành tốt theo quy trình kỹ thuật Chất thải rắn cần thu gom phân loại bảo quản theo quy định Quản lý chất thải phát sinh từ lò đốt Nước thải phát sinh từ trình vận hành hệ thống xử lý khí thải lò đốt CTCN (nếu có) xả môi trường sau xử lý đạt QCVN 40:2011/BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia nước thải công nghiệp Tro xỉ, bụi, bùn thải chất thải rắn khác phát sinh từ trình vận hành lò đốt CTCN phải phân định, phân loại theo quy định QCVN 07:2009/BTNMT để có biện pháp quản lý phù hợp theo quy định Phòng ngừa ứng phó cố Phải xây dựng thực kế hoạch phòng ngừa ứng phó cố cháy nổ theo quy định phòng cháy, chữa cháy hướng dẫn quan có thẩm quyền quản lý cơng tác phòng cháy, chữa cháy Phải xây dựng thực phương án dự phòng ứng phó cố khác theo quy định (như quy định quản lý chất thải nguy hại trường hợp thiêu đốt chất thải nguy hại) Ngoài chế ngắt tay, vùng đốt phải có chế tự động ngắt hoạt động bất thường có cố Các vùng đốt phải có biện pháp kỹ thuật để hạ nhiệt độ kịp thời nhiệt độ vùng đốt tăng cao đột ngột, bất thường có cố Lò đốt CTCN phải có van xả tắt (by-pass) để xả khí thải trực tiếp ống khói mà khơng qua hệ thống xử lý khí thải có cố Van xả tắt phải có cần điều khiển tay SVTH: NGUYỄN THANH TÚ Trang 78 Thiết kế hệ thống lò đốt rác thải công suất 100kg/h tự động độ cao vừa với người đứng, đảm bảo thao tác thuận lợi, kịp thời có cố mà khơng phải trèo lên lò đốt Phải ngừng nạp chất thải sau sử dụng van xả tắt Chỉ vận hành lại sau khắc phục cố hồn tồn Van xả tắt phải có niêm phong quan cấp phép để tránh sử dụng tùy tiện phải thơng báo vòng 48 (bốn mươi tám) sau phá niêm phong để quan cấp phép niêm phong lại SVTH: NGUYỄN THANH TÚ Trang 79 Thiết kế hệ thống lò đốt rác thải cơng suất 100kg/h TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Hồng Kim Cơ(chủ biên),Giáo trình tính tốn kỹ thuật nhiệt luyện kim: NXB Giáo dục [2] Hồng Ngọc Đồng,Tính nhiệt thiết bị lò hơi,NXB Giáo Dục,1993 [3] Đào Ngọc Chân-Hồng Ngọc Đồng ,Giáo Trình lò thiết bị đốt,NXB Giáo Dục [4] Phạm Lê Dzần,CƠNG NGHỆ LỊ HƠI VÀ MẠNG NHIỆT,NXB Khoa Học Và Kỹ Thuật [5]Phạm Văn Trí,Lò Cơng Nghiệp,NXB Khoa Học Và Kỹ Thuật,1992 [6]QCVN 30:2012/BTNM, Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia lò đốt rác thải cơng nghiệp [7] TCVN 7704-2007, Nồi yêu cầu kỹ thuật thiết kế, kết cấu chế tạo, lắp đặt, sử dụng sửa chửa [8] Báo cáo môi trường quốc gia năm 2011,Bộ Tài Nguyên Và Môi Trường SVTH: NGUYỄN THANH TÚ Trang 80 Thiết kế hệ thống lò đốt rác thải cơng suất 100kg/h PHỤ LỤC Hình ảnh thực nghiệm tham quan hệ thống lò đốt rác sinh xưởng Hinh 1: Tổng thể lò đốt rác sinh Hình 2: Dàn cửa lò buồng đốt SVTH: NGUYỄN THANH TÚ Trang 81 Thiết kế hệ thống lò đốt rác thải cơng suất 100kg/h Hình 3: Hệ thống quạt cấp gió cho buồng đốt Hình 4: Bên buồng đốt sơ cấp hệ thống ghi lò dàn SVTH: NGUYỄN THANH TÚ Trang 82 Thiết kế hệ thống lò đốt rác thải cơng suất 100kg/h Hình 5: Q trình nạp rác cho lò đốt Hình 6: Lò đốt q trình hoạt động tận dụng nhiệt sinh SVTH: NGUYỄN THANH TÚ Trang 83 ... cho khu vui chơi nhà h ng • Khu phục h i chức • H thống xông h i, massage SVTH: NGUYỄN THANH TÚ Trang 18 Thiết kế h thống lò đốt rác thải cơng suất 10 0kg/ h • H thống làm bánh phở, bún, bánh ướt... 12 Thiết kế h thống lò đốt rác thải cơng suất 10 0kg/ h áp suất dư Kết tủa: q trình chuyển chất h a tan thành dạng chất khơng tan h a h c tạo tủa hay thay đổi thành phần h a chất dung dịch, thay... Tìm hiểu sở q trình đốt, q trình h a h i, nguyên lý hoạt động lò đốt lò • Đề xuất sơ đồ cơng nghệ h thống lò đốt rác • Tính tốn Thiết kế h thống lò đốt rác • Trình bày thiết kế lên vẽ viii Thiết