Áp dụng phương trình trạng thái khí lý tưởng p.V = n.R.T
Trong đó: P- áp suất, at V- thể tích khí, m3 n- số kmol khí, kmol R - hằng số khí lý tưởng T - nhiệt độ, oK 50
→ 0,035.0,082.(1100+273) /1
Vậy thế tích lý thuyết buồng đốt thứ cấp là :
Trên thực tế thể tích của buồng đốt thứ cấp phải tính đến hệ số ảnh hưởng của công suất và hệ số ảnh hưởng của thời gian.
Chọn hệ số ảnh hưởng của công suất là 0,85 [1] Hệ số ảnh hưởng của thời gian là 0,95 [1]
Thể tích thực của buồng đốt thứ cấp là:
c. Diện tích mặt ghi lò.
Diện tích mặt ghi lò được tính theo công thức :
Trong đó : là thể tích chất thải chiếm chỗ trong lò đốt.
là chiều cao của phần chất thải chiếm chỗ trong lò; h = 0,2 - 0,3 (m) chọn h = 0,3m
Lượng chất thải được thiêu đốt trong 1h là 400 kg, lượng chất thải này được chia ra làm 3 mẻ , mỗi mẻ nạp là 133 kg, tỷ trọng riêng của rác là 130 kg/m3
Ta có : Vậy diện tích mặt ghi lò là :
d. Diện tích đáy lò.
Chọn diện tích đáy lò bằng diện tích mặt ghi lò
Chọn đáy lò có thiết diện là hình vuông , vậy chiều dài cạnh hình vuông là: 1,84 m
e. Chiều cao buồng đốt sơ cấp.
Chiều cao buồng đốt sơ cấp được tính :
f. Chiều cao buồng đốt thứ cấp.
Chiều cao buồng đốt thứ cấp được tính :
h. Tính toán mỏ đốt nhiên liệu.
Đối với thiết bị đốt nhiên liệu lỏng (ở đây là dầu FO) thì có 2 kiểu mỏ phun thường được sử dụng. Đó là mỏ phun thấp áp và mỏ phun cao áp. Nguyên lý hoạt động của 2 mỏ phun này là như nhau, mỏ phun bao gồm một ống dẫn dầu và một ống dẫn chất biến bụi (chất biến bụi có thể là không khí hoặc hơi nước). Chất biến
bụi sẽ biến dầu thành những hạt bụi dầu có kích thước nhỏ khi dầu thoát ra khỏi mỏ phun và vào cháy trong buồng đốt.
Thiết bị mỏ phun cao áp làm việc ổn định, ngọn lửa phun thường dài từ 2,5 ÷ 4 m, nếu mỏ phun cao áp với công suất lớn thì độ dài ngon lửa có thể từ 6 ÷ 7 m. Mỏ phun cao áp có cấu tạo phức tạp và thích hợp cho lò đốt có công suất lớn.
Thiết bị mỏ phun thấp áp có cấu tạo đơn giản, vận hành ổn định. Tuy nhiên loại mỏ phun này làm việc phải đảm bảo đủ công suất, vì sự thay đổi công suất sẽ ảnh hưởng tới khả năng biến bụi và ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng cháy của nhiên liệu. Thiết bị này phù hợp với loại lò có công suất vừa và nhỏ, chiều dài ngọn lửa phun khoảng 2 ÷ 2,5 m.
Đối với lò đốt thiết kế với công suất 400kg/h, lượng dầu tiêu hao trong 1 giờ là 29kg. Diện tích đáy lò là hình vuông mỗi cạnh dài 1,8 m. Vậy ta chọn thiết bị đốt cho lò này là mỏ phun thấp áp.
Tính toán mỏ phun thấp áp với các thông số sau: Lượng tiêu hao nhiên liệu: Gd = 30 kg/h = 0,008 kg/s Áp suất không khí trước mỏ phun: pkk = 4,9 kN/m2
Nhiệt độ không khí: tkk = 25oC
Lượng tiêu hao không khí cho 1 kg dầu: 15,3 kgkk/kgd
Áp suất trong môi trường lò: pl = 99,2 kN/m2
Áp suất thực tế ban đầu của khí
Do khí chuyển động trong ống dẫn có mất mát năng lượng thường vào khoảng 10% áp suất của không khí. Cho nên trước mỏ phun áp suất thực tế của không khí là: pkkt = k.pkk , Với k là hệ số tính đến tổn thất áp suất của không khí trong ống dẫn, k=0,9.
→ Pkkt = 0,9.4,9 = 4,41 kN/m3
Tính đến khắc phục trở lực của môi trường để không khí chuyển động thuận lợi. Áp suất thực ban đầu của không khí sẽ là: pd = pl + pkkt = 99,2 +4,41 = 103,62 kN/m2
Với áp suất ban đầu này có thể coi không khí chuyển động không bị nén và tốc độ chuyển động của không khí được xác định theo công thức sau:
, m/s [2] Trong đó:
K là số mũ đoạn nhiệt của không khí, K = 1,4 R là hằng số khí, R = 288 N.m/kg.
Tkk là nhiệt độ ban đầu của không khí, Tkk = 273 + tkk = 298 Thay số vào ta có
= 85 (m/s)
Tiết diện miệng ra của không khí được tính theo công thức:
Trong đó: lưu lượng không khí cần để đốt cháy nhiên liệu, kg/s
khối lượng riêng của không khí, kg/m3
→
Tiết diện miệng ra của ống phun dầu được xác định theo công thức: Trong đó: là lượng dầu tiêu hao, kg/s
là tốc độ của dầu, lấy = 1 m/s
là khối lượng riêng của dầu,
→
Đường kính miệng ra của ống dẫn dầu
Để tránh tắc miệng của ống dẫn dầu do cặn bẩn, ta chọn = 4 mm. Nếu ống dẫn có thành dày 1 mm thì đường kính ngoài của ống dẫn dầu là 6 mm. Khi đó tiết diện của ống dẫn dầu là .
Vậy đường kính miệng ra của ống dẫn không khí là:
Chọn Dầu vào Khí vào 2 3 1 1.ống dẫn dầu 2.ống dần khí 3.tường lò V.4.4. Vật liệu xây lò
Cơ sở lựa chọn vật liệu:
1
2 3,3
1,1 4,4
Để xây dựng lò đốt cần sử dụng các loại vật liệu chịu lửa, cách nhiệt và các vật liệu xây dựng thông thường khác có các tính chất sau: Độ rỗng, độ thấm khí, độ hút nước, độ bốc ẩm, độ chịu lửa, độ bền cơ học và hóa học
Khi chọn gạch hoặc vật liệu để xây lò cần căn cứ vào điều kiện làm việc của lò để đảm bảo lò làm việc tốt, không gây lãng phí.
a. Tường lò đốt
Chọn cấu tạo của lớp tường buồng đốt:
- Bên trong cùng là gạch chịu lửa Samốt A, chiều dày - Lớp thứ 2 là gạch chống nóng Điatomit, chiều dày δ2
- Lớp thứ 3 là bông thuỷ tinh, chiều dày
- Lớp thứ 4 là thép tấm CT3, chiều dày
Hình V.3: Sơ đồ cấu tạo tường lò đốt chất thải rắn công nghiệp.
Trong đó : λ1, λ2 ,λ3, λ4 hệ số dẫn nhiệt của các lớp vật liệu Samot, Điatomi, Bông thủy tinh, Thép CT3.
α1, α2 lần lượt là hệ số tỏa nhiệt bên trong và bên ngoài lò đốt
BảngV.9 : Đặc tính của vật liệu xây lò [2] Vật liệu Khối lượng riêng
ρ (kg/ m3)
Hệ số dẫn nhiệt λ
(w/m.oC)
Nhiệt dung riêng Cp (kcal/kgoC)
Samốt 1900 1,404 0,26
Điatômit 600 0,221 0,22
54
Bông thuỷ tinh 200 0,037 0,2
Thép CT3 7850 50 0,498
Chọn loại gạch chuẩn là : 230 x 113 x 65. Vậy :