Đồ án lò công nghiệp đề tài tính toán thiết kế lò đốt rác thải sinh hoạt 5000kgh

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

KHOA CÔNG NGHỆ NĂNG LƯỢNG

ĐỒ ÁN LÒ CÔNG NGHIỆP

ĐỀ TÀI: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ LÒ ĐỐT RÁC THẢI SINH HOẠT

5000KG/H

GVHD: NGUYỄN QUỐC UY

DANH SÁCH SINH VIÊN:

1. Nguyễn Văn Lâm D14DIENLANH 19819120004

2. Lý Thành Long D14DIENLANH 19819120148

3. Nguyễn Ngọc Huy D14DIENLANH 19819120125

4. Phan Tuấn Đạt D14DIENLANH 19819120150

Hà Nội, ngày 18 tháng 11 năm 2022

Tên đề tài: Thiết kế lò đốt chất thải sinh hoạt công suất 5000kg/h

BẢNG BÁO CÁO PHÂN CÔNG NHIỆM VỤ

STT Họ và tên Công việc làm Báo cáo

1

Nguyễn Văn Lâm

(Trưởng nhóm) Tính toán Đồ Án Hoàn Thành

2 Lý Thành Long Tính toán Đồ án Hoàn Thành

3 Nguyễn Ngọc Huy Tính toán Đồ án Hoàn Thành

4 Phan Tuấn Đạt Tính Toán Đồ án Hoàn Thành

Tên đề tài: Thiết kế lò đốt chất thải sinh hoạt công suất 5000kg/h

Mục Lục

A. MỞ ĐẦU_______________________________________________________2

B. NỘI DUNG_____________________________________________________3

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÁC VẤN ĐỀ LIÊN QUAN ĐẾN THIẾT KẾ________3

1.1. KHÁI NIỆM RÁC THẢI SINH HOẠT_____________________________________3

1.2. THÀNH PHẦN CỦA RÁC THẢI SINH HOẠT________________________________3

1.3. TÁC ĐỘNG CỦA RÁC THẢI SINH HOẠT ĐẾN MÔI TRƯỜNG VÀ CON NGƯỜI__________4

1.3.1. Ô nhiễm do rác___________________________________________4

1.3.2. Hiện trạng rác thải sinh hoạt ở Việt Nam_______________________5

1.4. MỤC ĐÍCH XỬ LÝ RÁC THẢI SINH HOẠT BẰNG LÒ ĐỐT._______________________5

1.5. XỬ LÝ RÁC THẢI SINH HOẠT________________________________________6

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ LIÊN QUAN ĐẾN QUÁ

TRÌNH THIẾT KẾ___________________________________________________7

2.1. CÁC PHƯƠNG PHÁP CHÍNH XỬ LÝ RÁC THẢI SINH HOẠT______________________7

2.1.1. Xử lý rác thải sinh hoạt bằng phương pháp đốt__________________8

2.1.2. Biện pháp chôn lấp rác thải hợp vệ sinh________________________8

2.1.3. Tái chế rác thải sinh hoạt___________________________________8

2.2. CÔNG NGHỆ ĐỐT RÁC THẢI SINH HOẠT_________________________________9

2.3. TÌNH HÌNH ÁP DỤNG CÔNG NGHỆ LÒ ĐỐT RÁC THẢI SINH HOẠT_______________14

2.4. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH ĐỐT CHẤT THẢI RẮN SINH HOẠT_______15

CHƯƠNG 3: ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ XỬ LÝ___________________16

3.1. THÔNG SỐ THIẾT KẾ____________________________________________16

3.1.1. Thông số đầu vào: Công suất 5000Kg/h_______________________16

3.1.2. Thông số đầu ra: 5000Kg/h_________________________________18

3.2. CƠ SỞ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ LÒ ĐỐT XỬ LÝ RÁC THẢI SINH HOẠT____________21

3.3. ĐỀ XUẤT VÀ THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ_______________________23

3.3.1. Đề xuất________________________________________________23

3.3.2. Thuyết minh quy trình công nghệ____________________________24

CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ LÒ ĐỐT RÁC THẢI SINH HOẠTCÔNG SUẤT

5000KG/H_______________________________________________________24

4.1. TÍNH TOÁN SỰ CHÁY DẦU DO______________________________________25

4.1.1. Hệ số tiêu hao không khí và lượng không khí cần thiết___________25

4.1.1.1. Hệ số tiêu hao không khí ( α )____________________________25

4.1.1.2. Tính lượng không khí cần thiết để đốt 100 kg dầu DO_________26

4.1.2. Xác định lượng và thành phần của sản phẩm cháy______________28

4.1.2.1. Thành phần và lượng sản phẩm cháy______________________28

4.1.2.2 Xác định khối lượng riêng của sản phẩm cháy_______________28

Tên đề tài: Thiết kế lò đốt chất thải sinh hoạt công suất 5000kg/h

4.2. TÍNH TOÁN SỰ CHÁY CỦA RÁC______________________________________29

4.2.1. Xác định nhiệt trị của rác__________________________________29

4.2.2. Hệ số tiêu hao không khí ( αR ) và lượng không khí cần thiết_______29

4.2.2.1. Chọn hệ số tiêu hao không khí___________________________29

4.2.2.2. Xác định lượng không khí cần thiết khi đốt cháy 5000 kg rác sinh

hoạt______________________________________________________29

4.2.3. Xác định lượng và thành phần sản phẩm cháy__________________31

4.2.3.1. Thành phần và lượng sản phẩm cháy______________________31

4.2.3.2. Xác định khối lượng riêng của sản phẩm cháy______________32

4.3. XÁC ĐỊNH NHIỆT ĐỘ THỰC TẾ VÀ TÍNH CÂN BẰNG NHIỆT CỦA LÒ_______________32

4.3.1. Xác định nhiệt độ cháy lý thuyết của dầu DO___________________32

4.3.2. Xác định nhiệt độ thực tế của lò_____________________________33

4.3.3. Tính cân bằng nhiệt và lượng nhiên liệu tiêu hao________________33

4.3.3.1. Mục đích tính cân bằng nhiệt____________________________33

4.3.3.2. Tính cân bằng nhiệt____________________________________34

4.3.3.3. Xác định lượng nhiên liệu tiêu hao________________________35

4.3.4. Suất tiêu hao nhiên liệu tiêu chuẩn___________________________36

4.3.5. Xác định kích thước buồng sơ cấp___________________________36

4.3.5.1. Xác định thể tích buồng đốt_____________________________36

4.3.5.2. Xác định diện tích bề mặt ghi lò__________________________37

4.3.5.3. Xác định kích thước buồng đốt___________________________37

4.3.6. Tính thiết bị đốt__________________________________________38

4.3.6.1. Đặc điểm chung và phân loại thiết bị đốt nhiên liệu lỏng______38

4.4. TÍNH TOÁN BUỒNG ĐỐT THỨ CẤP___________________________________41

4.4.1. Xác định lưu lượng và thành phần dòng vào___________________41

4.4.2. Tính cân bằng nhiệt và lượng nhiên liệu tiêu hao________________42

4.4.2.1. Tính cân bằng nhiệt____________________________________42

4.4.2.2. Xác định lượng nhiên liệu tiêu hao________________________44

4.4.3. Xác định chỉ tiêu kỹ thuật lò________________________________44

4.4.3.1. Hệ số sử dụng nhiên liệu có ích__________________________44

4.4.3.2. Suất tiêu hao nhiệt____________________________________44

4.4.3.3. Suất tiêu hao nhiên liệu chuẩn___________________________45

4.4.4. Xác định kích thước buồng đốt thứ cấp_______________________45

4.4.4.1. Xác định thể tích buồng đốt_____________________________45

4.4.4.2. Xác định kích thước buồng đốt___________________________45

4.4.4.3. Kiểm tra lại thể tích buồng đốt theo phương pháp tính toán sản

phảm cháy và thời gian lưu____________________________________46

4.4.5. Tính thiết bị đốt__________________________________________46

4.4.5.1. Tính áp suất thực tế ban đầu của không khí_________________46

4.4.5.2. Tính tiếp diện miệng ra của ống dẫn khí____________________47

Tên đề tài: Thiết kế lò đốt chất thải sinh hoạt công suất 5000kg/h

4.4.5.3. Tính tiếp diện miệng ra của ống dẫn dầu___________________47

4.4.5.4. Đường kính miệng ra của ống dẫn dầu và khí_______________48

4.4.5.5. Thành phần và lưu lượng của khí thải ra khỏi lò đốt__________48

4.5. THỂ XÂY LÒ VÀ TÍNH TOÁN KHUNG LÒ________________________________50

4.5.1. Thể xây lò______________________________________________50

4.5.1.1. Cơ sở lựa chọn vật liệu_________________________________50

4.5.1.2. Thể xây lò___________________________________________50

4.5.1.3. Thể xây đáy lò________________________________________52

4.5.1.4. Thể xây nóc lò________________________________________52

4.5.1.5. Thể xây cửa lò________________________________________52

4.5.2. Khung lò_______________________________________________53

4.5.2.1. Đặc điểm của khung và vỏ lò____________________________53

4.5.2.2. Tính toán khung lò____________________________________53

4.5.3. Kiểm tra tổn thất nhiệt qua xây lò___________________________54

.5.3.1. Buồng đốt sơ cấp______________________________________54

4.5.3.2. Buồng đốt thứ cấp____________________________________57

C. KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ__________________________________________60

D. TÀI LIỆU THAM KHẢO___________________________________________61

Tên đề tài: Thiết kế lò đốt chất thải sinh hoạt công suất 5000kg/h

Danh Mục Hình Ảnh

Hình 2.1: Xử lý rác thải bằng phương pháp đốt...................................................7

Hình 2.2: Vi sinh Microbe-lift OC-IND tăng cường phân hủy các chất hữu cơ

nhanh chóng..........................................................................................................9

Hình 2.3: Lò đốt thùng quay...............................................................................11

Hình 2.4: Lò đốt tầng sôi....................................................................................13

Hình 2.5: Sơ đồ vận hành lò đốt.........................................................................14

Hình 4.1. Gạch Samot.........................................................................................51

Hình 4.2: Bông Thủy Tinh..................................................................................51

Danh Mục Bảng Biểu

Bảng 2.1: Đặc điểm một số lò đốt......................................................................11

Bảng 3.1: Thành phần lý hóa của rác thải sinh hoạt...........................................17

Bảng 3.2: Thành phần hóa học của các hợp chất cháy được của rác thải sinh

hoạt.....................................................................................................................18

Bảng 3.3 Bảng số liệu trung bình về các phần trơ còn lại và nhiệt năng của rác

thải sinh hoạt sau khi đốt của các thành phần rác thải sinh hoạt........................20

Bảng 3.4 Giá trị tối đa cho phép của các thông số ô nhiễm trong khí thải.........21

Bảng 4.1 Hệ số tiêu hao không khí.....................................................................26

Bảng 4.2: Thành phần nhiên liệu DO theo lượng mol........................................27

Bảng 4.3: Lượng không khí cần thiết để đốt 100kg dầu DO..............................27

Bảng 4.4: THành phần và lượng sản phẩm cháy khi đốt 100kg dầu DO...........28

Bảng 4.5: Thành phần rác y tế chuyển thành lượng mol....................................30

Bảng 4.6: Lượng không khí cần thiết để đốt 5000kg rác...................................31

Bảng 4.7: Thành phần và lượng sản phẩm cháy khi đốt 5000kg rác..................32

Bảng 4.8: Các đặc tính của béc phun thấp áp và cao áp.....................................39

Bảng 4.9: Thành phần và lưu lượng dòng vào buồng đốt thứ cấp......................42

Bảng 4.10: Thành phần và lưu lượng sản phẩm cháy khi đốt dầu ở buồng đốt

thứ cấp................................................................................................................49

Bảng 4.11: Thành phần và lưu lượng khí thải ra khỏi lò đốt..............................49

Trang 1/ 81

GVHD: Nguyễn Quốc UY

Sinh Viên Thực hiện: Nhóm 2 – D14DIENLANH

Tên đề tài: Thiết kế lò đốt chất thải sinh hoạt công suất 5000kg/h

A. MỞ ĐẦU

Thế giới đang ngày càng phát triển không ngừng, quá trình công nghiệp

hóa, hiện đại hóa diễn ra mạnh mẽ. Cùng với sự tăng thêm các cơ sở sản xuất

với quy mô ngày càng lớn, các khu tập trung dân cư càng ngày nhiều, nhu cầu

tiêu dùng các sản phẩm vật chất cũng ngày càng lớn. Tất cả những điều đó tạo

điều kiện kích thích các ngành sản xuất, kinh doanh và dịch vụ được mở rộng và

phát triển nhanh chóng, đóng góp tích cực cho sự phát triển kinh tế của đất

nước, nâng cao mức sống chung của xã hội; mặt khác cũng tạo ra một số lượng

lớn chất thải bao gồm: Chất thải sinh hoạt, chất thải công nghiệp, chất thải y tế,

chất thải nông nghiệp, chất thải xây dựng, v.v… Trong đó, rác thải sinh hoạt

hiện nay là một vấn đề đáng lo ngại của toàn thế giới. Dân số ngày càng tăng,

lượng rác thải cũng theo tỉ lệ mà tăng theo, nó là một trong những nguyên nhân

gây ô nhiễm môi trường, ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe loài người.

Tuy vậy, rác cũng là một phần của cuộc sống. Ngày nay, cùng với sự phát

triển của khoa học công nghệ và sự quan tâm của toàn thế giới, rác không chỉ đi

ra từ cuộc sống mà nó còn quay lại cuộc sống, phục vụ đời sống con người,

cùng con người xây dựng cuộc sống mới. Không chỉ các nước hiện đại mà tất cả

các nước trên toàn thế giới đang cố gắng xử lý rác thải một cách hợp lý nhất để

xây dựng một thế giới mới - thế giới không rác thải.

Cho đến nay, chôn lấp vẫn là biện pháp xử lý chất thải rắn phổ biến nhất

đối với nhiều nước trên thế giới trong đó có Việt Nam. Ưu điểm chính của công

nghệ chôn lấp ít tốn kém và có thể xử lý nhiều loại chất thải rắn khác nhau so

với công nghệ khác. Tuy nhiên hình thức chôn lấp lại gây ra những hình thức ô

nhiễm khác như ô nhiễm nước, mùi hôi, ruồi nhặng, côn trùng…Hơn nữa, công

nghệ chôn lấp không thể áp dụng để xử lý triệt để các loại chất thải y tế, độc hại.

Ngoài ra trong quá trình đô thị hoá như hiên nay, quỹ đất ngày càng thu hẹp,

dẫn đến khó khăn trong việc lựa chọn vị trí làm bãi chôn lấp rác.

Vì vậy, áp dụng một số biện pháp xử lý rác khác song song với chôn lấp

là một nhu cầu rất thiết thực. Công nghệ đốt chất thải rắn, một trong những

công nghệ thay thế, ngày càng trở nên phổ biến và được ứng dụng rộng rãi đặc

biệt với loại hình chất thải rắn y tế và độc hại. Công nghệ đốt chất thải rắn sẽ ít

Trang 2/ 81

GVHD: Nguyễn Quốc UY

Sinh Viên Thực hiện: Nhóm 2 – D14DIENLANH

Tên đề tài: Thiết kế lò đốt chất thải sinh hoạt công suất 5000kg/h

tốn kém hơn nếu đi kèm với biện pháp khai thác tận dụng năng lượng phát sinh

trong quá trình đốt.

Trang 3/ 81

GVHD: Nguyễn Quốc UY

Sinh Viên Thực hiện: Nhóm 2 – D14DIENLANH