Thông tin tài liệu
Đồ án tốt nghiệp MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Q trình cơng nghiệp hóa, đại hố thành phố khu thị Việt Nam gia tăng mạnh mẽ ngày phát triển tỉnh thành nước Cùng với phát triển cơng nghiệp hố thị hoá, nhiều loại chất thải khác sinh từ hoạt động người có xu hướng tăng lên số lượng, từ nước cống, rác sinh hoạt, phân, chất thải công nghiệp đến chất thải độc hại, rác y tế Nếu ta khơng có phương pháp đắn để phân huỷ lượng chất thải gây ô nhiễm môi trường vượt khả phân huỷ tự nhiên Chất thải rắn trở thành vấn đề xúc sống thị ảnh hưởng xấu đến xã hội Bên cạnh vấn đề quan tâm, ta cần quan tâm đến lượng chất thải rắn y tế nguy hại phát sinh Chất thải rắn y tế (CTRYT) loại chất thải nguy hại Trong thành phần CTRYT có loại chất thải nguy hại như: chất thải lâm sàng nhóm A,B,C,D,E Các loại chất thải đặc biệt chất thải nhiễm khuẩn nhóm A, chất thải phẫu thuật nhóm E có chứa nhiều mầm bệnh, vi khuẩn gây bệnh thâm nhập vào thể người nhiều đường nhiều cách khác Các vật sắc nhọn kim tiêm… dễ làm trày xước da, gây nhiễm khuẩn Đồng thời, thành phần chất thải y tế cịn có loại hố chất dược phẩm có tính độc hại như: độc tính di truyền, tính ăn mịn da, gây phản ứng, gây nổ Nguy hiểm loại chất thải phóng xạ phát sinh từ việc chuẩn bệnh hình ảnh như: chiếu chụp X-quang, trị liệu… Lượng chất thải rắn y tế nguy hại phát sinh chiếm tỉ lệ nhỏ (0,14%) so với tổng lượng chất thải rắn phát sinh địa bàn toàn quốc Tuy nhiên, chúng khơng quản lí tốt gây nhiễm môi trường ảnh hưởng tới sức khoẻ cộng đồng Cho đến nay, chôn lấp biện pháp xử lý chất thải rắn phổ biến nhiều nước giới có Việt Nam Ưu điểm cơng nghệ chơn lấp tốn xử lý nhiều loại chất thải rắn khác so với công nghệ khác Tuy nhiên hình thức chơn lấp lại gây hình thức ô nhiễm khác Đồ án tốt nghiệp ô nhiễm nước, mùi hôi, ruồi nhặng, côn trùng…Hơn nữa, công nghệ chôn lấp áp dụng để xử lý triệt để loại chất thải y tế, độc hại Ngồi q trình thị hố hiên nay, quỹ đất ngày thu hẹp, dẫn đến khó khăn việc lựa chọn vị trí làm bãi chơn lấp rác Vì vậy, áp dụng số biện pháp xử lý rác khác song song với chôn lấp nhu cầu thiết thực Công nghệ đốt chất thải rắn, công nghệ thay thế, ngày trở nên phổ biến ứng dụng rộng rãi đặc biệt với loại hình chất thải rắn y tế độc hại Công nghệ đốt chất thải rắn tốn kèm với biện pháp khai thác tận dụng lượng phát sinh q trình đốt Mục tiêu đồ án Tính tốn thiết kế lị đốt rác y tế nhằm giải ô nhiễm môi trường chất thải rắn y tế sinh bệnh viện đa khoa tỉnh Quảng Ngãi Nội dung đồ án 1/ Tổng quan chất thải y tế 2/ Tổng quan phương pháp thiêu đốt chất thải rắn y tế 3/ Hiện trạng thu gom, xử lý chất thải rắn y tế tỉnh Quảng ngãi 4/ Dự báo khối lượng phát sinh chất thải rắn y tế cho bệnh viện đa khoa Quảng ngãi đến năm 2030 5/ Tính tốn, thiết kế lị đốt rác y tế cơng suất 30 kg/h Phương pháp nghiên cứu Nghiên cứu lý thuyết - Sưu tầm số liệu, tư liệu tổng quan chất thải rắn y tế - Sưu tầm số liệu, tư liệu phương pháp xử lý chất thải rắn y tế - Sưu tầm số liệu, tư liệu trạng thu gom xử lý chất thải rắn y tế Nghiên cứu thực nghiệm - Khảo sát khu vực đặt lò đốt rác y tế Ý nghĩa khoa học thực tiễn, kinh tế – xã hội Ý nghĩa khoa học Đồ án tốt nghiệp - Trên sở thiết kế lò đốt để xử lý chất thải rắn y tế cho tỉnh Quảng ngãi, lò đốt thiết kế hai cấp xử lý triệt để chất thải rắn y tế khí gas sinh q trình đốt nhằm hạn chế nhiễm môi trường chất thải rắn gây Ý nghĩa kinh tế - xã hội - Cơng nghệ áp dụng để xử lý chất thải rắn y tế cho bệnh viện Đa khoa tỉnh Quảng ngãi bệnh viện khác Đồ án tốt nghiệp Chương TỔNG QUAN VỀ CHẤT THẢI RẮN Y TẾ 1.1 Khái niệm chất thải rắn y tế Chất thải y tế (CTYT) chất thải từ hoạt động khám chữa bệnh, chăm sóc, xét nghiệm, nghiên cứu…CTYT nguy hại chất thải có thành phần như: máu, dịch thể, chất tiết, phận, quan; bơm, kim tiêm, vật sắc nhọn, dược phẩm, hóa chất, chất phóng xạ…thường dạng rắn, lỏng, khí CTYT xếp 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 tồn mơi trường hay gây cảm giác thiếu thẩm mỹ Rác sinh hoạt y tế chất thải không xếp vào chất thải nguy hại, khơng có khả gây độc, khơng cần lưu giữ, xử lý đặc biệt; chất thải phát sinh từ khu vực bệnh viện: giấy, plastic, thực phẩm, chai lọ… Rác y tế (RYT) phần chất thải y tế dạng rắn, khơng tính chất thải dạng lỏng khí, thu gom xử lý riêng 1.2 Phân Loại 1.2.1 Chất thải lâm sàng: Chất thải rắn y tế gồm nhóm Nhóm A: chất thải nhiễm khuẩn, chứa mầm bệnh với số lượng, mật độ đủ gây bệnh, bị nhiễm khuẩn vi khuẩn, virus, ký sinh trùng, nấm…bao gồm vật liệu bị thấm máu, thấm dịch, chất tiết người bệnh gạc, bơng, găng tay, bột bó gãy xương, dây truyền máu… Nhóm B: vật sắc nhọn: bơm tiêm, lưỡi, cán dao mổ, mảnh thủy tinh vỡ vật liệu gây vết cắt chọc thủng, dù chúng có sử dụng hay khơng sử dụng Nhóm C: chất thải nguy lây nhiễm phát sinh từ phòng xét nghiệm: găng tay, lam kính, ống nghiệm, bệnh phẩm sau xét nghiệm, túi đựng máu… Nhóm D: chất thải dược phẩm, dược phẩm hạn, bị nhiễm khuẩn, dược phẩm bị đổ, khơng cịn nhu cầu sử dụng thuốc gây độc tế bào Đồ án tốt nghiệp Nhóm E: mơ quan người – động vật, quan người bệnh, động vật, mô thể (nhiễm khuẩn hay không nhiễm khuẩn), chân tay, thai, bào thai… 1.2.2 Chất thải gây độc tế bào Vật liệu bị ô nhiễm bơm tiêm, gạc, lọ thuốc…thuốc hạn, nước tiểu, phân…chiếm 1% chất thải bệnh viện 1.2.3 Chất thải phóng xạ Chất thải có hoạt độ riêng chất phóng xạ Chất thải phóng xạ phát sinh từ hoạt động chuẩn đoán, hoá trị liệu nghiên cứu Chất thải phóng xạ gồm chất thải rắn, lỏng, khí Chất thải phóng xạ rắn: vật liệu sử dụng xét nghiệm, chuẩn đoán ống tiêm, bơm tiêm, giấy thấm… Chất thải phóng xạ lỏng: dung dịch chứa nhân tố phóng xạ, tham gia điều trị, chất tiết Chất thải phóng xạ khí: khí dùng lâm sàng, khí từ kho chứa chất phóng xạ 1.2.4 Chất thải hố học Chất thải từ nhiều nguồn, chủ yếu từ hoạt động xét nghiệm, chuẩn đoán bao gồm: formaldehyd, hoá chất quang học hố, dung mơi, etylen, hỗn hợp hố chất… 1.2.5 Các loại bình chứa có áp Bình khí có áp bình CO2, O2, gas, bình khí dung, bình khí dùng lần…các bình dễ gây cháy nổ, thiêu đốt cần thu riêng 1.2.6 Chất thải sinh hoạt Chất thải không bị coi 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… Khả gây ô nhiễm loại chất thải rắn - Các loại bông, băng, gạc, đồ vải chứa nhiều vi trùng gây bệnh Qua trung gian lồi trùng ruồi, muỗi loại vi trùng Đồ án tốt nghiệp xâm nhập nhiều nơi, qua đường thức ăn, nước uống gây dịch bệnh phạm vi rộng - Các loại bệnh phẩm khả gây bệnh cho người cịn dễ bị thối rửa, thối làm nhiễm mơi trường khơng khí làm mỹ quan xung quanh - Các vật sắc nhọn kim tiêm, ống chích đưa thẳng bãi chôn lấp gây nguy hiểm cho công nhân thu dọn vệ sinh người nhặt rác bệnh lây truyền qua đường máu giẫm phải Vì vậy: để đảm bảo an toàn lúc vận chuyển thu gom đem xử lý thích hợp Một số bệnh viện chưa trang bị lò đốt rác y tế kí hợp đồng xử lý rác y tế với Công ty Môi trường Đô thị Công ty Mơi trường Đơ thị có quy trình bắt buộc thực loại rác thải nguy hại Quy trình quản lý, xử lý chất thải y tế bao gồm : - Quy trình lập tiêu kế hoạch thu gom, vận chuyển, xử lý rác y tế - Quy trình thu gom, vận chuyển rác y tế - Quy trình xử lý rác y tế 1.3 Tính chất chất thải y tế 1.3.1 Tính chất vật lý 1.3.1.1 Thành phần Là thông số quan trọng đánh giá khả thu hồi phế liệu, lựa chọn cơng nghệ thích hợp Sự khác chất thải y tế chất thải đô thị thể bảng 1.1: Bảng 1.1: Sự khác loại chất thải Thành phần Giấy Carton Plastic Cao su Vải Thực phẩm Rác vườn CT lây nhiễm (% CT thông thường CT đô thị (% trọng lượng) 31 29 12 (% trọng lượng) 36 20 1,4 2,1 11,7 trọng lượng) 41,9 12,2 11,2 1,6 2,9 11,9 Đồ án tốt nghiệp Thủy tinh Kim loại Chất dịch Misorganics (Nguồn : Cefinea) 3,2 1,1 17,7 4,8 7,2 9,9 1,9 7,5 0,4 Bảng 1.2:Thành phần rác sinh hoạt bệnh viện Phần trăm trọng lượng STT Thành phần Giấy giấy thấm Plastic Thực phẩm thừa Kim loại, thủy tinh, chất vô Các loại hỗn hợp khác (%) 60 20 10 (Nguồn : Cefinea) Bảng 1.3 thành phần chất thải nhiễm khuẩn có chất thải rắn y tế STT Thành phần Giấy quần áo Plastic Thủy tinh Chất dịch Phần trăm trọng lượng (%) 50 – 70 20 – 60 10 – 20 – 10 (Nguồn : Cefinea) Bảng 1.4:Thành phần vật lý chất thải y tế số bệnh viện TP HCM STT Thành phần vật lý Plastic Cao su (C4H6)n Vải, giấy (C6H10O5)n Lipit (C30H61C6H5O6) Protit (C2H5O2N) Xương (Ca, P) Phần trăm trọng lượng (%) 30,1 24,2 36,2 0,5 Bảng 1.5: Thành phần hóa lý rác y tế Thành phần Hàm lượng Khối lượng Phân tử lượng Lượng mol (%) (kg) (g) (kmol) C 50,85 50,85 12 4,23 H 6,71 6,71 3,35 O 19,5 19,5 32 0,59 N 2,75 2,75 28 0,098 Ca 0,1 0,1 40 0,00025 Đồ án tốt nghiệp P 0,08 0,08 15 0,0053 S 2,71 2,71 32 0,084 Cl 15,1 15,1 71 0,212 A (tro) 1,05 1,05 - - W (nước) 1,5 1,5 18 0,605 Tổng 100 100 (Nguồn: Cefinea) 1.3.1.2 Độ ẩm Độ ẩm chất thải rắn thông số liên quan đến giá trị nhiệt lượng, xem xét lựa chọn, phương pháp xử lý, thiết kế bãi chơn lấp lị đốt Độ ẩm thay đổi theo thành phần theo mùa năm Tùy loại chất thải có độ ẩm khác 8,5 – 17%, chủ yếu giấy, plastic chiếm tỷ lệ cao Độ ẩm tương đối thường thích hợp với phương pháp xử lý công nghệ thiêu đốt 1.3.1.3 Tỷ trọng Xác định tỷ số trọng lượng mẫu rác thể tích chiếm chỗ Tỷ trọng thay đổi theo thành phần, độ ẩm, độ nén chặt rác Tỷ trọng thông số quan trọng phục vụ cho công tác thu gom, vận chuyển xử lý liên quan tới khối lượng rác thu gom thiết kế qui mơ lị đốt RYT có thành phần hữu cao nên tỷ trọng chất thải thấp 208 – 345kg/m3 Đồ án tốt nghiệp 1.3.2 Tính chất hố học giá trị nhiệt lượng Tính chất hóa học nhiệt lượng xem nhân tố 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 phương pháp thiêu đốt, rác có thành phần hữu cao, dễ phân hủy phải thu gom ngày ưu tiên xử lý phương pháp sinh học 1.3.2.1 Tính chất hố học Thành phần hữu cơ: xác định phần vật chất bay sau nung 950oC Thành phần vô (tro): phần tro lại sau nung 950 0C Thành phần phần trăm (%): phần trăm nguyên tố C, H, O, N, S tro Thành phần % xác định để tính giá trị nhiệt lượng rác 1.3.2.2 Giá trị nhiệt lượng Nhiệt thoát từ việc đốt CTYT thơng số quan trọng, có đơn vị kJ/kg Các lị đốt có phận cấp khí bên trực tiếp ảnh hưởng đến khả cháy Vì vậy, khối lượng chất thải đốt phụ thuộc vào giá trị nhiệt lượng kg chất thải Nhiệt lượng (Q) rác thải tính theo cơng thức Q = 339C + 1256H – 108,8(O – S) – 25,1(W + 9H) (kJ/kg) Trong đó: C: phần trăm (%) trọng lượng Cacbon rác H: phần trăm (%) trọng lượng Hidro rác O: phần trăm (%) trọng lượng Cxy rác N: phần trăm (%) trọng lượng Nitơ rác S: phần trăm (%) trọng lượng lưu huỳnh rác W: phần trăm (%) trọng lượng tro rác Đồ án tốt nghiệp Chương TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN Y TẾ 2.1 Phương pháp khử trùng Đây công đoạn xử lý RYT nhằm hạn chế tai nạn cho nhân viên thu gom, vận chuyển xử lý rác Chất thải lâm sàng có nguy nhiễm khuẩn cao, phải xử lý an toàn phương pháp khử trùng gần nơi chất thải phát sinh sau cho vào túi nilon màu vàng vận chuyển tiêu hủy Khử trùng hóa chất: clor, hypoclorite…là phương pháp rẻ tiền, đơn giản có nhược điểm thời gian tiếp xúc không tiêu diệt hết vi khuẩn rác Vi khuẩn có khả bền vững với hóa chất, nên xử lý khơng hiệu Hố chất thân nguy hiểm, cần nghiền nhỏ chất thải để giảm thể tích Khử trùng nhiệt áp suất cao: phương pháp đắt tiền, đòi hỏi chế độ vận hành, bảo dưỡng cao; xử lý kim tiêm sau nghiền nhỏ, làm biến dạng Nhược điểm tạo mùi hôi nên với bệnh viện có lị đốt kim tiêm đốt trực tiếp Khử trùng siêu cao tầng: khử trùng tốt, suất cao Tuy nhiên, đòi hỏi kỹ thuật cao, thiết bị đắt tiền yêu cầu có chuyên môn, phương pháp chưa phổ biến 2.2 Phương pháp trơ hố (cố định đóng rắn) Đây phương pháp sử dụng rộng rãi để xử lý chất thải nguy hại có rác y tế Đó qúa trình xử lý xử lý chất thải nguy hại trộn với phụ gia bê tơng để đóng rắn chất thải nhằm khơng cho thành phần nhiễm lan truyền ngồi Công nghệ áp dụng để: Cải tạo khu vực chứa chất thải nguy hại Xử lý sản phẩm nguy hại trình xử lý khác Xử lý tồn trữ chất nguy hại an toàn hơn, giảm thiểu khả phát tán môi trường xung quanh 10 Đồ án tốt nghiệp Chiều dày bích: h = 0,41× Dn db [σ ] Pt l 1+ 7,3 0,57× Z × − 1 σb c Dn P 1,012 0,039 85 0,02 = 0,41× 0,662 1+ 7,3 − 1 × 0,57× 20 140 0,98 0,662 1,012 = 0,023(m) = 23(mm) (6–125) Chọn h = 25 (mm) 6.3.7.5 Chân đỡ Khối lượng thiết bị: M = Mlưới + Mđáy + Mnắp + Mlỏng + Mthân Khối lượng đáy: Mđáy = 31,7 (kg) Khối lượng nắp: Mnắp = 24 (kg) Khối lượng thân: Mthân= π × D × H × S × ρ = π × 0,65× 2,4× 0,006× 7850= 231(kg) (6– 26) Khối lượng lưới Mlưới: π π π π M lưới = S D − n d k ρ CT + S D − n d l ρ CT 4 4 π π π π 2 2 = 0,005 ( 0,65) − 1863 ( 0,001) 7850 + × 0,005 ( 0,65) − 216551 ( 0.001) 7850 4 4 4 = 20,02(kg ) Khối lượng chất lỏng Mlỏng: M long h D2 d = π + + D × d ρ dd 4 Chiều cao cột chất lỏng h: h = M long ∆P 4339,85 = = 0,43( m) 9,81 × 1037 9,81 × 1037 2 ( 0,43 ( 0,65) 0,0498) = π + + 0,65 × 0,0498 1037 = 64,68(kg ) 4 99 (6– 27) Đồ án tốt nghiệp Khối lượng thiết bị: M = 20,02 + 31,7 + 24 + 64,68 + 231 = 371,4 (kg) Thiết bị có chân đỡ, trọng lượng lên chân đỡ là: Q= 371,4 × 9,81 = 910,86( N ) (6– 28) Chân đỡ Tra bảng XIII.35 Sổ Tay TII, chọn loại chân JL – 0.1 có thơng số: L(mm) B(mm) B1(mm) B2(mm) H(mm) H(mm) S(mm) L(mm) D(mm) 70 60 60 90 150 105 30 14 6.4 Tính Bơm Và Quạt 6.4.1 Tính bơm dẫn lỏng vào tháp 6.4.1.1 Tổn thất cột áp ∆P = ∆Poáng+ ∆Pv + ∆PH (6– 29) Tổn thất đường ống: l v ρ ∆Poáng= λ + ∑ ξ d Trở lực hai góc lượn 90 0: ∆ξ = 2,1 Re = v × d × ρ 1,5 × 0,013 × 1037 = = 22626,72 < Re < 40000 µ 0,8937.10 −3 Độ nhớt lỏng 27 0C: µ = 0,8937.10-3 λ= 0,3164 0,3164 = = 0,026 , 25 Re 22626,72 0, 25 ∆Pông (6– 30) 5,64 1,5 × 1037 = 0,026 + 2,1 = 15609,44( N / m ) 0.013 Tổn thất cột áp: H × v2 2,4 × (1,5) ρ= 1037 = 2799,9( N / m ) 2 ∆PH = (6– 31) Tổn thất qua vòi phun: Re = ω0 × d × 0,001 × 1037 ρ= = 5802 < 10 −3 µ 0,8937.10 100 (6– 32) Đồ án tốt nghiệp Trở lực qua lỗ phun: [ ξ c = ξϕ + ε ( ξ − f ) ] f1 Tra Sổ Tay T1, có thơng số: ε0 = f(Re) = 0,64;ξ0 = 1,63; ξϕ = 0,2; ƒ=0,26 [ ξ c = ξϕ + ε ( ξ − f ) ] f1 = [0,2+ 0,64( 1,63− 0,26) ] 0,26 = 20,73 2 v2ρ 52 × 1037 ∆Pv = ξ c = 20,73 = 268712 ,6(N / m2 ) 2 (6– 33) Tổn thất cột áp: ∆P = ∆Pông + ∆Pv + ∆PH = 15609,44 + 268712,6 + 2799,9 = 287121,94( N / m ) 6.4.1.2 Công suất bơm dd Ca(OH)2 N= Q × ∆P 0,72 × 287121,94 = = 0,064(kw) 1000 × η 3600 × 1000 × 0,9 (6 – 34) 6.4.2 Tính quạt hút khí khỏi tháp 6.4.2.1 Tổn thất lượng lị đốt rác Các thơng số ban đầu: • Khối lượng sản phẩm cháy tạo thành: 3600 x 0,1337 = 481,32 (m3/h) • Khối lượng riêng sản phẩm cháy: 1,307 (kg/n.m3) • Kích thước tiếp diện khơng gian cuối buồng lị: 1,1 x 1,1 = 1,21 (m2) • Nhiệt độ sản phẩm cháy cuối buồng lị: Tk = 1473oK Tốc độ khói lị: ω0 = 481,32 = 0,11(m / s ) 3600 × 1,21 (6– 35) Tốc độ khói kênh dẫn: ωk = 0,1337 π ( 0,25) = 2,7(m / s ) (6– 36) 101 Đồ án tốt nghiệp Tổn thất lượng ma sát: hms = λ × w T L × ρ 0k × k × k d T0 (2,7) 1473 = 0,04 × × 1,307 × × = 16,45( N / m ) 0,25 273 (6– 37) λ = 0,04: kênh kim loại Tổn thất lượng độ thu vào kênh: hcb1 = K × ρ k × ω Tk ( 2,7 ) × 1473 = 12,34( N / m ) × = 0,48 × 1,307 × T0 273 Hệ số tổn thất đột thu vào kênh K: π × (0,250) F K = 0,51 − = 0,51 − F1 1,1 × 1,1 ω Tk ( 2,7 ) × 1473 = 23,65( N / m ) × = 0,92 × 1,307 × T0 273 Hệ số tổn thất đột mở K: F K = 1 − F1 (6– 38) Tổn thất đột mở: hcb = K × ρ k × = 0,48 π × (0,25) = 1 − 1,1 × 1,1 = 0,92 Tổn thất khắc phục cột hình học: T T hhh = ρ 0k × H d × g − Tkk Td 273 273 = 1,307× 3× 9,81 − = 26(N / m ) 303 1220,5 (6– 39) Nhiệt độ trung bình khơng khí: Tkk = 3030K Nhiệt độ trung bình khí thải: Td = 1220,5oK Trở lực lò đốt: ∆P2 = hms + hcb1 + hcb + hhh = 16,45 + 12,34 + 23,65 + 26 = 78,44( N / m ) 102 Đồ án tốt nghiệp 6.4.2.2 Tổng trở lực hệ thống ∆P = ∆P1 + ∆P2 = 4339,85 + 18,44 = 4418,3( N / m ) (6– 40) 6.4.2.3 Cơng suất quạt hút khí thải Nq = Q× P 1000× η (6–141) P = ∆P + ∆P ' ∆P ' = 0,2 × ∆P = 0,2 × 4418,3 = 883,66( N / m ) 0,57( 4418,3 + 883,66 ) ⇒ Nq = = 5,5( Kw) 1000 × 0,55 (6– 42) Tra đặc tuyến quạt: η = 0,55 Q: lưu lượng khí thải; Q= 0,57(m3/h) Cơng suất động cơ: N dc = Nq × K η td = 5,5 × 1,2 = 7,3( Kw) 0,9 (6– 43) Hệ số dự trữ cho công suất động cơ: K = 1,2 Hiệu suất truyền động: η = 0,9 6.4.3 Tính quạt cấp gió cho lị đốt Các thơng số ban đầu: • Lị đốt làm việc áp suất môi trường: p = (atm) • Nhiệt độ khơng khí: tkk = 300C • Lưu lượng khơng khí điều kiện chuẩn: ( ) Q = 692,2 m / 100kgrac × 30(kgrac / h) = 207,66(m / h) = 0.0577(m / s ) • Đường kính thuỷ lực thân: d1 = • 4× 1,1× 1,1 = 1,1(m) 2( 1,1+ 1,1) (6– 44) Chiều cao lớp rác lò: H = 0,3 (m) 6.4.3.1 Tổn thất áp suất qua lớp rác Tính trở lực theo phương pháp kênh H w0 hL = ξ L × × × × ρ0 × ( 1+ β × t) w dtd 103 (6– 45) Đồ án tốt nghiệp Hệ số nở nhiệt khí: β = 1/273 Khối lượng riêng khơng khí 30oC: ρ0 = 1,165 (kg/m3) Tốc độ khơng khí qua lị khơng có rác: ω0 = 207,66 = 0,06(m / s ) π (1,1) 3600 × (6– 46) Đường kính trung bình rác d = 45mm, bề mặt riêng rác Ωr = 77 (m2/m3), bề mặt thoáng riêng ϖ = 0,56 (m2/m2) Bề mặt riêng tường lò: Ωt = π × D× H 4 = = = 3,636(m2 / m3 ) D × H D 1,1 π× Bề mặt riêng tường lớp rác: Ω = Ω r + Ω t = 77+ 3,636= 80,636(m2 / m3 ) (6– 47) (6– 48) Đường kính tương đương: dtd = 4× ϖ 4× 0,56 = = 0,028(m) Ω 80,6 (6– 49) Hệ số nhớt động học khơng khí 30oC: ν = 14,5.10-6 (m/s2) Re= dtd × ω0 0,028× 0,06 = = 206,63 v× F 14,5.10− × 0,56 (6– 50) Tra bảng 2.3 Tính Tốn Kỹ Thuật Nhiệt Lị Cơng Nghiệp T1, hệ số trở lực lớp rác ξ = 1,365 Tổn thất áp suất khơng khí chuyển động lớp rác: H w0 hL = ξ L × × × × ρ × (1 + β × t ) d td w = 1,275 × ( 0,56) ( 0,06) × 1,1651 + × 30 = 20( N / m ) 0,3 × × 0,028 273 104 (6– 51) Đồ án tốt nghiệp 6.4.3.2 Tổn thất cục Tốc độ khơng khí ống dẫn: w0 = 15 (m/s) d= 4×Q × 207,66 = = 70(mm) π × ω × 3600 π × 15 × 3600 Tổn thất đột mở: hcb1 = K × ρ0k × w0 × (6– 52) Tk T0 (6– 53) Hệ số tổn thất đột mở: F K = 1 − F1 hcb1 = K × ρ k × w0 × π × (0,07) = 1 − , × 1,1 = 0,99 (6– 54) Tk 303 = 0,99 ×1,165 × (15) × = 288( N / m ) T0 273 (6– 55) 6.4.3.3 Tổn thất ma sát L w T hms = λ × × ρ 0k × k × k d T0 Trong đó: (6– 56) Kênh kim loại: λ = 0,04 Đường kính ống dẫn: d =0,07(m) Chiều dài ống dẫn: L = 2(m) hms = λ × ( 15) × 303= 166,24(N / m2) L w T × ρ0k × k × k = 0,04× × 1,165× d T0 0,07 273 2 6.4.3.4 Công suất quạt cấp không khí Nq = Q× P 1000× η (6– 57) Trở lực hệ thống: 3039,38 (N/m2) ∆P = hL + hcb1 + hms + 4418,3 = 20 + 288 + 166,24 + 4418,3 = 4891,94( N / m ) 105 Đồ án tốt nghiệp P = ∆P + ∆P ' ∆P ' = 0,2 × ∆P = 0,2 × 4891,94 = 978,388( N / m ) 0,0577( 4891,94 + 978,388) ⇒ Nq = = 0,616( Kw) 1000 × 0,55 6.4.4 Tính quạt cấp gió cho béc đốt nhiên liệu Các thơng số ban đầu: • Lượng khơng khí cần thiết để đốt dầu DO: L =1259,796 (m3/100kgDO) = 12,6 (m3/kgDO) • Lượng dầu tiêu hao hai buồng đốt: B = 7,2 + 12,384 = 19,584( kg / h) • Lượng khơng khí cần cung cấp: Q = 12,6 ì 19,584 = 246,76(m / h) ã Đường kính miệng phun khơng khí buồng đốt sơ cấp: d1 = 16 (mm) • Đường kính miệng phun khơng khí buồng đốt thứ cấp: d2 = 34 (mm) Vận tốc khơng khí khỏi mỏ phun buồng sơ cấp: v1 = 7,2 × 12,6 ( 0,016 ) 3600 × π × = 125,47(m / s ) (6– 58) Vận tốc khơng khí khỏi mỏ phun buồng thứ cấp: v2 = 12,384 × 12,6 ( 0,034 ) 3600 × π × = 47,76(m / s ) (6 – 59) 6.3.4.1 Tổn thất lượng qua miệng phun béc đốt hm = hm1 + hm2 (6– 60) Tổn thất lượng qua miệng phun buồng sơ cấp hm1: hm1 = K × ρ 0k × v1 × Tk T0 Hệ số tổn thất đột mở: K = 0,98 Khối lượng riêng khơng khí 300C: ρ0k = 1,165 (kg/m3) 106 (6– 61) Đồ án tốt nghiệp hm1 = K × ρ k × v1 × Tk 303 = 0,98 × 1,165 × (125,47 ) × = 19948,57( N / m ) T0 273 Tổn thất lượng qua miệng phun buồng thứ cấp hm2: hm = K × ρ k × v1 × Tk 303 = 0,98 × 1,165 × ( 47,76 ) × = 2890,42( N / m ) T0 273 Tổn thất lượng: hm = hm1 + hm = 19948,57 + 2890,42 = 22384( N / m ) 6.3.4.2 Tổn thất qua van, phân nhánh, góc lượn 900 ma sát L v hống= λ × + Σξ × o × ρ 0k d (6– 62) Tra bảng 5.4 Tính Tốn Kỹ Thuật Nhiệt Lị Cơng Nghiệp: Van ξv = 0,5; góc lượn 90o ρg = 1; phân nhánh ξn = Σξ = 2ξ v + 2ξ g + ξ n = 2× 0,5 + 2× 1+ = Vận tốc khơng khí ống: v = 15 (m/s) Đường kính ống dẫn khí: dk = 4×Q × 246,76 = = 0,076(m) = 76( mm) π × v0 3600 × π × 15 (6 – 63) Chiều dài ống: L = (m) Ống dẫn kim loại: λ = 0,04 Tổn thất đường ống: hông L v = λ × + Σξ × o × ρ k d (15) = 0,04 × + 5 × × 1,165 = 1000,21( N / m ) , 076 (6 – 64) 6.4.4.3 Công suất quạt cấp khơng khí cho béc đốt Nq = Q× H 1000× η Lưu lượng khơng khí: Q = 246,76 (m3/h) Áp suất quạt: 107 (6– 65) Đồ án tốt nghiệp H = htt + h' htt = hm + hông = 22384 + 1000,21 = 23384,21( N / m ) h' = 0,2htt = 0,2 × 23384,21 = 4676,84( N / m ) (6–166) ⇒ H = 23384,21 + 4676,84 = 28061,05( N / m ) Cơng suất quạt: Nq = Q× H 246,76 × 28061,05 = = 3,5(kw) 1000 × η 1000 × 0,55 × 3600 (6– 67) 6.5 Tính Ống Khói Nhiệm vụ ống khói đưa sản phẩm cháy từ buồng lị ngồi mơi trường có độ cao định.Trong công nghiệp thường dùng loại ống khói: ống xây bêtơng chịu nhiệt, ống khói xây gạch, ống khói kim loại Lị đốt rác có cơng suất nhỏ nên dùng ống khói kim loại dễ chế tạo, dễ lắp đặt Do xử dụng quạt hút cuối hệ thống xử lý khí thải truớc qua ống khói nên chiều cao ống khói chọn theo điều kiện thích hợp như:nhiệt độ khói thải, nhiệt độ mơi trường, độ che chắn mơi trường xung quanh Chọn ống khói thép khơng rỉ, lấy sơ chiều cao ống khói H = 18 (m), đường kính ống khói d = 0,3 (m) Hệ số truyền nhiệt thiết bị: K= 1 dn + ln + α 1d1 2λ dt α 2d2 (W / m.độ ) (6– 68) λ = 7900 (W/m.độ): hệ số dẫn nhiệt thân thiết bị thép không rỉ d1 = 0,3 (m): đường kính ống khói d2 = 0,3 + (2 × 0,006) = 0,312 (m): đường kính ngồi ống khói α 1, α 2: hệ số toả nhiệt khí thải khơng khí Với khí thải: Nhiệt độ khí thải 885oC Theo phụ lục III Tính Tốn Kỹ Thuật Nhiệt Lị Cơng Nghiệp T1: độ nhớt động học v1 = 152,5.10-6 (m2/s), hệ số dẫn nhiệt λ = 10,005.10-2 (W/m.độ), Pr = 0,61 108 Đồ án tốt nghiệp Vận tốc khí thải chân ống khói: ω1 = 4×Q × 0,57 = = 2,9(m / s ) 2 π ×d π × ( 0,3) Re = ω1 × d n 5,68 × 0,312 = = 2852,46〈10 −6 ν1 152,5.10 Nu1 = 13,2 × (Re× Pr) ⇒ α1 = , 23 H d −0,5 (6– 69) = 13,2 × ( 2852,46 × 0,59 ) 0, 23 18 0,3 − 0, = 9,5 Nu1 × λ1 9,5 × 10,005.10 − = = 3,05(W / m đô) dn 0,312 Đối với mơi trường khơng khí xung quanh: Nhiệt độ khơng khí 30oC Tra giản đồ 1-1/13 Các Quá Trình Và Thiết Bị Cơ Học T1: độ nhớt động lực học v2 = 0,019.10-3 (N.s/m2) Khối lượng riêng khơng khí 30 0C: 353 = 1,165(kg/ m3 ) 273+ 30 µ 0,019.10− ⇒ v2 = = = 16,3.10− (m2 / s) ρ 1,165 ρ= (6– 70) Vận tốc gió trung bình năm ω2 = 2,5 (m/s) Re = ω × d n 2,5 × 0,312 = = 4,7852.10 〉10 ν2 16,3.10 −6 ( Nu = 0,018 × Re 0,8 = 0,018 × 4,7852.10 ⇒ α2 = ) ,8 = 99,8 (6 – 71) Nu × λ2 99,8 × 0,019 = = 6,08(W / m độ ) dn 0,312 Hệ số dẫn nhiệt khơng khí 30 0C: λ2 = 0,019(W/m.độ) 273+ c T λ2 = λ0 T + c 273 1/ ,W / m.độ (6– 72) λ0 : hệ số dẫn nhiệt khơng khí oC Tra bảng I-122/124 Sổ Tay Quá Trình Thiết Bị Hóa Học T1, λ0 = 0,0201 (W/m.độ) Hằng số phụ thuộc vào loại chất khí c = 122 109 Đồ án tốt nghiệp 273+ c T λ2 = λ0 T + c 273 1/ 273+ 122 ( 30+ 273) = 0,0201 ( 30+ 273) + 122 273 1/ = 0,019(W / m.độ ) Hệ số truyền nhiệt: K= 0,312 1 + ln + 3,05 × 0,3 × 7900 0,3 6,08 × 0,312 = 1,622(W / m.đô) Nhiệt lượng truyền qua thành ống khói: q = πK ( t kt − t kk ) = π × 0,484( 885 − 30 ) = 1299,4(W / m) = 0,3( Kcal / m) H = 18( m) ∆Q2 = 18 × 0,3 = 5,4( Kcal ) (6 – 73) Nhiệt lượng ban đầu dịng khí thải vào ống khói: Q1 = c k × mk × Tk = 0,25 × 0,175 × 885 = 38,72( Kcal ) Nhiệt lượng dòng khí sau tổn thất: Q2 = Q1 − ∆Q2 = 38,72 − 5,4 = 33,32( Kcal ) 34,22 = 761,6 o C 0,25 × 0,175 (6– 76) Lưu lượng khí thải đỉnh ống khói: Q781o C = Q885,7 o C (6– 75) Nhiệt độ khí thải đỉnh ống khói: Tkt = (6– 74) 782 + 273 761,6 + 273 = 0,57 = 0,5(m / s ) (6-136) 885 + 273 885 + 273 Vận tốc khí thải đỉnh ống khói: ω2 = × 0,5 π × ( 0,15) = 2,7(m / s)〉 2,5(m / s ) → Ống khói đảm bảo thơng gió 110 (6– 77) Đồ án tốt nghiệp 6.6 Dự Tốn Chi Phí Cho Cơng Trình 6.6.1 Tính tốn chi phí thiết kế xây dựng hệ thống Số TT 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 Tên thiết bị Gạch Samốt A Gạch Điatomít Khâu sứ Ghi lị làm gang chịu nhiệt Tủ điều khiển Đầu dò nhiệt độ Ống nước, van Số Đơn Giá thành Tổng giá thành lượng 3000 1200 8.000 vị Viên Viên Cục (VNĐ) 2.000 12.000 1.500 (VNĐ) 60.000.000 24.000.000 12.000.000 Bộ 10.000.000 10.000.000 1 Bộ Bộ 15.000.000 10.000.000 15.000.000 10.000.000 khố Bơng thuỷ tinh Bột Samốt Thép CT3 Thép hình Thép khơng rỉ Sơn chống rỉ Bể dung môi Nhà bao che Bồn chứa dầu Bộ 6.000.000 6.000.000 10 750 1.200 140 700 25 4,2 30 Kg Kg Kg Kg Kg Kg m3 m2 1.000.000 8.000 10.000 10.000 90.000 50.000 4.000.000 1.000.000 1.000.000 6.000.000 12.000.000 14.000.000 63.000.000 1.200.000 16.800.000 30.000.000 1000l Béc đốt dầu Bơm nước Bơm dung dịch Cái 15.000.000 15.000.000 Cái Cái 10.00.000 15.000.000 20.000.000 15.000.000 Cái 10.000.000 10.000.000 Cái 25.000.000 25.000.000 Cái 15.000.000 15.000.000 15.000.000 amiăng, bích, ) Tổng chi phí thiết bị (Ttb) Phí thi cơng = 30% * Ttb = 30% × 396.000.000 Phí thiết kế = 3% * Ttb = 3% × 219.415.000 Tổng (Txd) Thuế VAT = 10% * Txd 15.000.000 Q=0,72 m3/h Quạt hút Q= 2041 m3/h Quạt cấp gió Q= 207,66m3/h Phụ kiện ( bulơng, 111 396.000.000 118.800.000 11.800.000 526.600.000 52.660.000 Đồ án tốt nghiệp Tổng cộng (T) 579.260.000 6.6.2 Tính tốn chi phí ngun nhiên liệu sử dụng ngày đêm (8h) STT Nguyên nhiên liệu Dầu DO Vôi Điện Nước Số lượng Đơn vị 80 80 25 Tổng cộng Lit Kg Kw m3 Đơn giá Thành tiền (VNĐ) 20.400 5.600 2000 12.000 (VNĐ) 1.632.000 448.000 50.000 36.000 2.166.000 6.6.3 Giá thành xử lý rác Lượng rác sinh ngày đêm là:150 kg Số công nhân vận hành hệ thống người Lương công nhân 6.000.000 đ/tháng = 200.000 đ/ngày Chi phí nguyên nhiên liệu : 2.166.000 đ/ngày.đêm Vậy giá thành xử lý kg rác : Thời gian hoàn vốn : T = 2.166.000 + 200.000 = 15,773 (VNĐ) 150 579.260.000 ≈ 0,67 (năm) = 245 (ngày) 15,773 × 150 × 365 KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ Kết Luận Ngày nay, lượng lớn chất thải y tế ngày gia tăng gánh nặng dân số, thiên tai lũ lụt, xuất nhiều loại bệnh nguy hiểm Thành phần chất thải rắn y tế gồm chất thải sinh hoạt chất thải nguy hại, lượng chất thải y tế nguy hại chiếm phần nhỏ thành phần rác y tế ta khơng có biện pháp quản lý xử lý phù hợp khó mà lường hậu chúng tới môi trường Do ta cần xử lý chất thải rắn y tế phương pháp thiêu đốt phù hợp với nước phát triển nước ta Xử lý chất thải rắn y tế nguy hại phương pháp thiêu đốt giúp giải phần vấn đề 112 Đồ án tốt nghiệp cấp bách việc xử lý chất thải bảo vệ môi trường Tuy nhiên phương pháp hiệu mặt mơi trường có hệ thống xử lý chất thải đạt tiêu chuẩn quy định Với điều kiện vật tư, thiết bị để chế tạo nước có sẵn, lị đốt rác y tế thiết kế chế tạo nước đảm bảo điều kiện kĩ thuật Đối với lò đốt rác thiết kế nước, chi phí thiết kế – xây dựng thấp nhiều so với lò đốt ngoại nhập Do vậy, việc sản xuất lò đốt rác y tế nước tiết kiệm khoảng ngoại tệ không nhỏ cho Nhà nước Hơn nữa, điều kiện địa phương tỉnh Quảng ngãi việc chế tạo lị đốt quy mơ nhỏ xử lý cục tỏ có nhiều ưu điểm xử lý chỗ, tránh rủi ro tiết kiệm chi phí vận chuyển Bên cạnh ta cần xây dựng lò đốt rác y tế cho khu vực cho bệnh viện có 500 giường Kiến nghị Khi sử dụng lò đốt rác y tế ta cần vận hành lò theo quy trình, tránh gây lãng phí nhiên liệu xử lý triệt để lượng rác cần thiết đốt đảm bảo an tồn khí thải, khơng gây nhiễm môi trường Công nhân vận hành cần phải đào tạo hướng dẫn để vận hành lị đốt theo quy trình đề xuất Chất thải rắn trước đem đốt cần tổ chức thu gom, phân loại bảo quản theo quy định 113 ... Quảng ngãi có khoảng 2.495 giường bệnh tất bệnh viện, trung tâm y tế toàn tỉnh Tại sở y tế ng? ?y thải khoảng 0,5 rác thải y tế độc hại cần phải xử lý Việc trang bị rác thải y tế (ló đốt rác) có bệnh. .. em; số giáo viên toàn tỉnh 12.446 người 3.2.3.2 Y tế Tồn tỉnh có trạm xa xã bệnh viện tuyến huyện đặt biệt bệnh viện đa khoa tỉnh Quãng Ngãi với quy mô 800 giường bệnh, 31 khoa phòng loại với tổng... trình đốt Mục tiêu đồ án Tính tốn thiết kế lị đốt rác y tế nhằm giải ô nhiễm môi trường chất thải rắn y tế sinh bệnh viện đa khoa tỉnh Quảng Ngãi Nội dung đồ án 1/ Tổng quan chất thải y tế 2/
Ngày đăng: 04/03/2021, 22:33
Xem thêm:
