Tên đề tài: Thiết kế lò đốt chất thải rắn sinh hoạt công suất 100 kg/h
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 tốn kém hơn nếu đi kèm với biện pháp khai thác tận
dụng năng lượng phát sinh trong quá trình đốt.
GVHD: Ths.Phạm Ngọc Hoà Trang 1

gây ảnh hưởng đến sức khỏe con người (sốt rét, sốt xuất huyết, bệnh viêm não,…)
 Rác làm thức ăn cho chuột, từ chuột dễ lây lan cho người các bệnh như: dịch hạch, sốt
có thể dẫn đến tử vong.
 Rác gây mùi hôi thối khó chịu cho xung quanh.
• Ô nhiễm nước: Rác sinh hoạt không được thu gom thải vào kênh rạch, sông hồ…gây ô
nhiễm môi trường nước bởi chính bản thân chúng. Rác nặng lắng làm nghẽn đường
lưu thông, rác nhẹ làm đục nước, nylon làm giảm diện tích tiếp xúc với không khí,
giảm do trong nước, làm mất mỹ quan gây tác động cảm quan xấu đối với người sử
GVHD: Ths.Phạm Ngọc Hoà Trang 2
SVTH: Lê Thành Lâm
Trang
Tên đề tài: Thiết kế lò đốt chất thải rắn sinh hoạt công suất 100 kg/h
dụng nguồn nước. Chất hữu cơ phân hủy gây mùi hôi thối, gây phú dưỡng hóa nguồn
nước. Nước rò rỉ trong bãi rác đi vào nguồn nước ngầm, gây ô nhiễm nguồn nước
ngầm như ô nhiễm kim loại nặng, nồng độ nitrogen, photpho cao chảy vào sông hồ
gây ô nhiễm nguồn nước mặt.
• Ô nhiễm không khí: Bụi trong quá trình vận chuyển lưu trữ rác gây ô nhiễm không
khí.
Rác hữu cơ dễ phân hủy sinh học. Trong môi trường hiếu khí, kị khí có độ ẩm cao, rác
phân hủy sinh ra CO2, SO2, CO, H2S, NH3…ngay từ khâu thu gom đến chôn lấp.
CH4 là chất thải thứ cấp gây cháy nổ.
• Ô nhiễm đất:
Nước rò rỉ trong các bãi rác gây ô nhiễm đất.
• Những nguyên nhân dẫn đến ô nhiễm do rác thải sinh hoạt:
 Trình độ hiểu biết của nguời dân còn thấp (không thấy rõ tác hại của việc vứt rác thải
bừa bãi và tầm quan trọng trong việc bảo vệ môi trường, không biết tận dụng phế
phẩm thừa làm phân bón).
 Ý thức, trách nhiệm còn kém (không bỏ rác đúng nơi quy định, bảo thủ không muốn
thực hiện theo những chủ trương về bảo vệ môi trường đã đề ra vì sợ tốn tiền).
 Các cấp chính quyền địa phương còn lơ là đối với việc quản lý môi trường.

- Dự báo tổng lượng rác thải rắn sinh hoạt đô thị từ 2014 là vào khoảng hơn 12tr tấn/năm và
đến 2020 khoảng 22tr tấn/năm.
Như vậy với lượng gia tăng lượng chất thải rắn như trên thì nguy cơ ô nhiễm môi trường và
tác động tới sức khỏe cộng đồng do chất thải rắn gây ra đang trở thành một trong những vấn
đề cấp bách của công tác bảo vệ môi trường ở nước ta.
1.4 Mục đích xử lý chất thải rắn bằng lò đốt
• Tái sử dụng và tái sinh chất thải.
• Không làm phát tán các chất gây nguy hại vào môi trường.
• Chuyển từ các chất độc hại thành các chất ít độc hại hơn hay vô hại.
• Giảm thể tích chất thải trước khi chôn lấp.
1.5 Xử lý chất thải rắn
• Việc lựa chọn phương pháp, công nghệ xử lý dựa trên một số tiêu chí:
 Khối lượng, thành phần, đặc tính của chất thải rắn.
 Điều kiện kinh tế, hạ tầng của địa phương.
 Hiệu quả của công nghệ xử lý (đầu tư, bảo hành, bảo dưỡng, sản phẩm).
 Đặc điểm của nguồn tiếp nhận.
 Tiêu chuẩn môi trường.
GVHD: Ths.Phạm Ngọc Hoà Trang 4
SVTH: Lê Thành Lâm
Trang
Tên đề tài: Thiết kế lò đốt chất thải rắn sinh hoạt công suất 100 kg/h
Chương 2
TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ LIÊN QUAN ĐẾN QUÁ TRÌNH
THIẾT KẾ
2.1 Các phương pháp chính xử lý chất thải rắn
Hình 2.1: Sơ đồ phương pháp chính xử lý chất thải rắn
2.2 Công nghệ thiêu đốt chất thải rắn sinh hoạt
Công nghệ thiêu đốt là đốt chất thải một cách có kiểm soát trong một vùng kín, mang
nhiều hiệu quả. Quá trình đốt được thực hiện hoàn toàn, phá hủy hoàn toàn chất thải độc hại
bằng cách phá vỡ các liên kết hóa học, giảm thiểu hay loại bỏ hoàn toàn độc tính. Hạn chế tập

Có 2 kiểu lò cơ bản:
Lò quay (chuyển động quay): có cấu tạo hình trụ, nằm ngang. Chuyển động quay
quanh trục của lò làm chất thải được đảo trộn đều, nâng cao hiệu quả cháy. Lò được chế tạo
với công suất lớn, chi phí đầu tư và vận hành rất cao.
Lò tĩnh (không chuyển động): có cấu tạo đơn giản, hiệu quả cao. Công suất thiết kế
của lò tĩnh thường là nhỏ hoặc trung bình. Có các loại lò: lò đốt thiết kế đơn giản, lò đốt 1
khoang, lò đốt 2 khoang.
So sánh một số đặc điểm các loại lò đốt:
Bảng 2.1: Đặc điểm một số lò đốt.
Đặc điểm Lò 1 khoang Lò 2 khoang Lò quay
Công suất (kg/ngày) 100 – 200 200 – 1000 500 – 3000
Nhiệt độ (
o
C) 300 – 400 800 – 1000 1200 – 1600
Bộ phận làmsạch khí Khó lắp đặt Lắp với lò lớn Có sẵn
Nhân lực Cần đào tạo Có chuyên môn Trình độ cao
Chi phí Tương đối thấp Chi phí cao Khá đắt
GVHD: Ths.Phạm Ngọc Hoà Trang 6
SVTH: Lê Thành Lâm
Trang
Tên đề tài: Thiết kế lò đốt chất thải rắn sinh hoạt công suất 100 kg/h
Phương pháp thiêu đốt phụ thuộc hiệu quả sử dụng của từng loại lò:
 Lò đốt thùng quay (Rotary – Kiln Incineration)
Cấu tạo lò đốt thùng quay được thể hiện trong hình 2
Hình 2.2: Lò đốt thùng quay.
Đây là loại lò đốt được sử dụng khá phổ biến ở các nước tiên tiến hiện nay, lò đốt có
nhiều ưu điểm bởi quá trình xáo trộn rác tốt, đạt hiệu quả cao. Lò đốt thùng quay được sử
dụng để xử lý các loại chất thải nguy hại dạng rắn, cặn, bùn và cũng có thể ở dạng lỏng. Ở Mỹ
lò đốt thùng quay chiếm tới 75% số lò đốt chất thải nguy hại, lò đốt tầng sôi chiếm 10%, còn
lại 15% các loại lò khác. Cấu tạo của lò đốt bao gồm:

• Kiểm soát được thời gian lưu chất thải trong lò.
• Xáo trộn cao và tiếp xúc hiệu quả với không khí trong thùng quay.
• Giảm tối thiểu lượng rác thải.
• Thải bỏ trực tiếp chất thải trong thùng kim loại.
 Khuyết điểm:
• Lôi cuốn các hạt, phân tử vào trong dòng khí gas.
• Gia công lò khó.
• Tổn thất nhiệt đáng kể trong tro thải.
• Cách vận hành trong phương thức kết xỉ quá trình chất thải vô cơ hay thùng kim
loại làm tăng điều kiện duy trì bảo quản thùng quay .
 Lò đốt thủ công đơn giản: giảm đáng kể trọng lượng và thể tích chất thải, chi phí đầu
tư và vận hành rất thấp, không tiêu hủy được nhiều hóa chất, dược chất, thải khói đen,
bụi tro và khí độc ra môi trường.
 Lò đốt 1 buồng: hiệu quả khử khuẩn cao, giảm đáng kể trọng lượng và thể tích chất
thải, cặn tro có thể chôn lấp, chi phí đầu tư, vận hành thấp, không cần nhân viên vận
hành trình độ cao. Nhược điểm: thải ra một lượng đáng kể khí gây ô nhiễm, phải lấy tro
và bồ hóng định kỳ, không hiệu quả khi tiêu huỷ chất thải hoá học và dược học.
 Lò đốt 2 buồng: hiệu quả khử khuẩn cao, xử lý được chất thải nhiễm khuẩn, hầu hết
chất thải hoá học và dược học nhưng không tiêu hủy hoàn toàn thuốc gây độc tế bào.
Lò đốt tầng sôi (tháp đốt tầng sôi / Fluid – Bed Furnace)
Lò đốt tầng sôi là một tháp hình trụ đứng, bên trong chứa một lớp cát dày 40 – 50cm
nhằm: nhận nhiệt và giữ nhiệt cho lò đốt, bổ sung nhiệt cho rác ướt. Lò đốt làm việc ở chế độ
tĩnh. Lớp cát được gió thổi xáo động làm chất thải rắn bị tơi ra, xáo động nên theo cháy dễ
dàng. Chất thải lỏng khi bơm vào lò sẽ bám dính lên bề mặt các hạt cát nóng đang xáo động,
nhờ vậy sẽ bị đốt cháy còn thành phần nước sẽ bay hơi hết.
GVHD: Ths.Phạm Ngọc Hoà Trang 8
SVTH: Lê Thành Lâm
Trang
Tên đề tài: Thiết kế lò đốt chất thải rắn sinh hoạt công suất 100 kg/h
Hình 2.3: lò đốt tầng sôi

Hệ thống bơm
hoá chất
Hóa chất sau
phản ứng
Tên đề tài: Thiết kế lò đốt chất thải rắn sinh hoạt công suất 100 kg/h
Ở Ba Lan, tại cảng Gdansk đả lắp đặt 1 lò quay đốt chất thải có công suất đốt 2,5
tấn/giờ, chất thải được đốt từ các ngành công nghiệp dầu khí, thực phẩm, dược phẩm, hóa
chất Lò đốt hoạt động 290 ngày/năm, đốt liên tuc, 75 ngày bảo trì và sửa chữa lò. Lò đốt tối
đa là 20.000 tấn chất thải/năm. Nhiệt độ sau buồng đốt thứ cấp tối thiểu phải đạt từ 850 – 900
0C. Để giảm NOx trong khí thải, ở đây người ta dùng dung dịch Urê 40% trong nước để xử
lý. Khí thải được xử lý đạt tiêu chuẩn quy định của Ba Lan trước khi thải ra môi trường.
Ở Mỹ, Anh, Hà Lan, Phần Lan, Thụy Điển, Canada đã triển khai nhiều lò đốt chất thải
nguy hại trong đó thu hồi nhiệt để cấp cho nồi hơi phát điện. Ở Mỹ, Canada chủ yếu đốt chất
thải theo công nghệ lò quay (khoảng 70%), trong khi đó ở các nước Châu Âu lại chủ yếu là
đốt trên lò nhiệt phân tĩnh.
 Tình hình áp dụng công nghệ lò đốt chất thải rắn sinh hoạt ở Việt Nam
Ở Việt Nam, rác thải nguy hại với độc tính đã và đang tác động tiêu cực một cách trầm
trọng đến sức khỏe con người và môi trường sống. Trước đây do chưa được quan tâm đúng
mức, hầu hết các loại rác nguy hại trên được thugom và đưa đi xử lý chung với rác sinh hoạt.
Theo thống kê của Bộ Khoa Học, Công Nghệ và Môi Trường, mỗi ngày các hoạt động
sản xuất kinh doanh, dịch vụ trong cả nước thải ra môi trường khoảng 50.000 tấn chất thải
rắn, trong đó gồm 26.877 tấn chất thải công nghiệp, 21.828 tấn chất thải sinh hoạt và 240 tấn
chất thải y tế (toàn ngành y tế có 826 Bệnh viện), trong số đó 12 – 25 % là chất thải y tế nguy
hại cần xử lý đặc biệt bằng phương pháp thiêu đốt.
Những năm gần đây, đã có nhiều đơn vị trong nước tham gia vào việc nghiên cứu chế
tạo lò đốt rác với nhiều chủng loại và công suất khác nhau nhằm đáp ứng nhu cầu cấp thiết
bảo vệ môi trường hiện nay như: lò đốt chất thải rắn sinh hoạt BD-Anpha do Công ty
TNHHMTV Đức Minh sản xuất với tính năng nổi trội là khả năng xử lý mỗi giờ là 500kg rác,
lò đốt cỡ nhỏ NFI - 120 công nghệ Nhật, có công suất 150 - 500 kg/giờ tại thị trấn Lim, huyện
Tiên Du , tỉnh Bắc Ninh,

Chương 3
ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ XỬ LÝ
3.1 Thông số thiết kế
3.1.1 Thông số đầu vào : Công suất 100kg/h
Bảng 3.1: Thành phần lý hóa của chất thải rắn sinh hoạt
Hợp phần % trọng lượng Độ ẩm (%) Trọng lượng riêng
(kg/m3)
Khoảng
giá trị
Trung
bình
Khoảng
giá trị
Trung
bình
Khoảng
giá trị
Trung
bình
Chất thải thực
phẩm
6 - 25 15
50 – 80 70 12 - 80 28
Giấy 24 - 45 40 4 - 10 6 32 - 128 81,6
Catton 3 - 15 4 4 - 8 5 38 - 80 49,6
Chất dẻo 2 - 8 3 1 - 4 2 32 - 128 64
Vải vụn 0 - 4 2 6 - 15 10 32 - 96 64
GVHD: Ths.Phạm Ngọc Hoà Trang 11
SVTH: Lê Thành Lâm
Trang

Bụi, gạch
vụn, tro
26,3 3 2 0,5 0,2 68
3.1.2 Thông số đầu ra :Công suất 100kg/h
GVHD: Ths.Phạm Ngọc Hoà Trang 12
SVTH: Lê Thành Lâm
Trang
Tên đề tài: Thiết kế lò đốt chất thải rắn sinh hoạt công suất 100 kg/h
Bảng 3.3: Bảng số liệu trung bình về các phần trơ còn lại và nhiệt năng của chất thải rắn
sau khi đốt của các thành phần chất thải rắn sinh hoạt
Hợp phần
Phần trơ còn lại (%) Nhiệt trị KJ/Kg
Khoảng giá
trị
Trung bình Khoảng giá
trị
Trung bình
Chất thải thực
phẩm
2 - 8 5 3.489 - 6.978 4.652
Giấy 4 - 8 6 11.630 - 1.608 16.747,2
Catton 3 - 6 5 13.956 - 17.445 16.282
Chất dẻo 6 - 20 10 27.912 - 37.216 32.564
Vải vụn 2 - 4 2,5 15.119 - 18.608 17.445
Cao su 8 - 20 10 20.934 - 27.912 23.260
Da vụn 8 - 20 1 15.119 - 19.771 17.445
Rác vườn 2 - 6 4,5 2.326 - 18.608 6.512,8
Gỗ 0,6 - 2 1,5 17.445 - 19.771 18.608
Thủy tinh 96 - 99+ 98 116,3 - 22,6 18.608
Can hộp 96 - 99+ 98 232,6 - 1.163 697,8

(tính theo NO
2
) mg/Nm
3
500 500
6
Thủy ngân và hợp chất tính theo thủy ngân,
Hg
mg/Nm
3
0,5 0,2
7 Cadmi và hợp chất tính theo Cadmi, Cd mg/Nm
3
0,2 0,16
8 Chì và hợp chất tính theo chì, Pb mg/Nm
3
1,5 1,2
9
Tổng các kim loại nặng khác (As, Sb, Ni, Co,
Cu, Cr, Sn, Mn, TI, Zn) và hợp chất tương
ứng
mg/Nm
3
1,8 1,2
10 Tổng hydrocacbon, HC mg/Nm
3
100 50
11
Tổng đioxin/furan, PCDD/PCDF
ngTEQ/Nm

lấp
 Trong nhiều trường hợp có thể xử lý tại chỗ mà không cần vận chuyển đi xa nên
tránh được nguy cơ tràn đổ, thất thoát khi vận chuyển.
 Hiệu quả xử lý cao đối với các chất thải hữu cơ chứa vi trùng lây nhiễm như chất thải
y tế cũng như các chất nguy hại như thuốc bảo vệ thực vật, dung môi hữu cơ
 Thông qua kỹ thuật thu hồi nhiệt có thể bù đắp cho chi phí vận hành lò đốt chất thải.
 Nhược điểm:
 Đối với các chất thải chứa nhiều nước thì cần rất nhiều nhiệt trị để đốt
 Hơn nữa khi chế độ đốt không đảm bảo và hệ thống xử lý khí hoạt động không hiệu
quả thì dẫn đến nguy cơ gây ô nhiễn thứ cấp (ô nhiễm khí thải).
 Chi phí xử lý cao, chủ yếu là chi phí nhiên liệu, hóa chất sử lý khí thải và khấu hao
thiết bị.
Ở đây với việc lựa chọn đốt rác thải sinh hoạt mang lại ưu điểm là vận chuyển, lắp đặt nhanh
gọn, thuận tiện hơn so với các loại lò đốt công nghiệp. Ngoài ra, lò có kích thước nhỏ gọn,
hiệu suất sử dụng cao, đốt và xử lý các loại rác thải nhanh không bị dồn, đọng rác. Mặt bằng
đặt lò nhỏ và toàn bộ mặt bằng cho một lò đốt rác khép kín khoảng 100m
2
nên tiết kiệm được
các chi phí và thời gian xây dựng.
Không những vậy, lò đốt có khả năng xử lý rác thải nhanh trong vòng 24h, rất thuận tiện với
cộng đồng sinh hoạt từng vùng, từng khu vực công nghiệp, nhà máy hoặc cộng đồng dân cư
khoảng 20.000 người. Lò đốt thiết kế có thể đốt rác thải sinh hoạt tại gia đình, tại các khu chợ,
rác thải công nghiệp ít độc hại và nhiều loại rác thải khác. Lò đốt cũng giúp xử lý triệt để các
vấn đề rác thải của cộng đồng, bảo vệ môi trường sống, thay thế các cách xử lý rác thải thông
thường là chôn vùi vốn là cách tốn kém và ảnh hưởng nhiều đến môi trường xung quanh.
GVHD: Ths.Phạm Ngọc Hoà Trang 15
SVTH: Lê Thành Lâm
Trang
Tên đề tài: Thiết kế lò đốt chất thải rắn sinh hoạt công suất 100 kg/h
3.3 Đề xuất và thuyết minh quy trình công nghệ

3.3.2 thuyết minh quy trình công nghệ
 Nạp liệu:
Chất thải được nạp vào buồng đốt sơ cấp theo cửa trước của buồng đốt bằng phương pháp thủ
công.
 Buồng đốt sơ cấp
 Buồng đốt này đốt bằng dầu DO, chất thải sinh hoạt được sấy khô và đốt cháy trong
môi trường khí dư ở nhiệt từ 300 độ C trở lên. Ở nhiệt độ này, các chất thải độc hại sẽ
bị khí hoá. Khí sinh ra bị dồn lên buồng đốt thứ cấp.
 Nhiệt độ buồng đốt được duy trì do 2 bộ đốt dầu DO. Bộ đốt này có mức tự động hoá
cao, các bộ đốt tự động đốt khi nhiệt độ trong buồng đốt thấp hơn nhiệt độ định mức
(700
o
C và tự động tắt khi nhiệt độ lên cao hơn nhiệt độ cài đặt định mức 900
o
C).
 Việc điều chỉnh lượng dầu đốt vào các vòi đốt được thực hiện bằng cách đặt chế độ
làm việc cho bơm dầu và được chỉ báo bằng đồng hồ báo áp lực dầu ở ngay tại bơm
dầu gắn trên bộ đốt.
 Tro xỉ sau khi đốt được lấy ra ngoài qua xe tháo tro và chuyển đến bãi tập kết tro thải
và được ổn định bằng phương pháp bê tông hóa.
 Buồng đốt thứ cấp:
Buồng đốt thứ cấp có nhiệm vụ đốt cháy triệt để lượng khí sinh ra từ buồng sơ cấp. Buồng đốt
được duy trì nhiệt độ trong khoảng 650 – 1000 độ C nhờ bộ phun dầu DO, thời gian lưu khí
tại buồng này là 2-4 giây. Bộ đốt lắp đặt ở đây cũng cùng chủng loại với bộ đốt được lắp đặt
tại buồng đốt sơ cấp. Khí thải từ buồng thứ cấp được đưa tới hệ thống giải nhiệt bằng nước.
Chương 4
TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ LÒ ĐỐT RÁC THẢI SINH HOẠTCÔNG SUẤT
100KG/H
4.1 Tính toán sự cháy dầu DO
Theo Tính Tóan Kỹ Thuật Nhiệt Lò Công Nghiệp Tập I, thành phần sử dụng của

d
+ 9H
d
) (KJ/Kg)
 Nhiệt trị thấp của dầu DO:
Q
t
d
=
)5,1098,1(1,25)5,03,0(8,1085,1012563,86339 ×+×−−×−×+×
GVHD: Ths.Phạm Ngọc Hoà Trang 17
SVTH: Lê Thành Lâm
Trang
Tên đề tài: Thiết kế lò đốt chất thải rắn sinh hoạt công suất 100 kg/h
)/(33,40048 KgKJQ
d
t
=

4.1.1 Hệ số tiêu hao không khí và lượng không khí cần thiết
4.1.1.1 Hệ số tiêu hao không khí (
α
)
Hệ số tiêu hao không khí (
α
) là tỷ số giữa lượng không khí thực tế (L) và lượng
không khí lý thuyết (L
0
) khi đốt cùng một lượng nhiên liệu:
0

α
= 1,2.
4.1.1.2 Tính lượng không khí cần thiết để đốt 100 kg dầu DO
Giả thiết: thành phần không khí chỉ có O
2
và N
2
, các thành phần khác không đáng kể.
 Khi tính sự cháy của nhiên liệu quy ước:
 Khối lượng nguyên tử của các khí lấy theo số nguyên gần đúng.
 Mỗi Kmol phân tử khí bất kỳ đều có thể tích 22,4 m
3
.
 Không tính sự phân hóa nhiệt của tro.
 Thể tích của không khí và sản phẩm cháy qui về ĐK chuẩn: 0
o
C, 760 mmHg.
Bảng 4.2: Thành phần nhiên liệu dầu DO theo lượng mol.
Thành phần nhiên liệu
Hàm lượng
(Kg/100 Kg nhiên liệu)
Phân tử lượng
(g)
Lượng mol
(Kmol)
C 86,3 12 7,192
H 10,5 2 5,25
GVHD: Ths.Phạm Ngọc Hoà Trang 18
SVTH: Lê Thành Lâm
Trang

O
Theo thành phần sử dụng và các phản ứng cháy, được kết quả sau:
Bảng 4.3: Lượng không khí cần thiết để đốt 100 kg dầu DO.
Nhiên liệu Không khí
Thành
phần
Hàm
lượn
g %
Khối
lượng
(kg)
Phân
tử
lượng
Lượng
mol
(Kmol)
O2
(Kmol)
N2
(Kmol)
Tổng
Kmol n.m3
C 86,3 86,3 12 7,192 7,192
9,842 x 3,762
9,842 + 37,02
46,867 x 22,4
H 10,5 10,5 2 5,25 2,625
S 0,5 0,5 32 0,0156 0,0156

4.1.2.1 Thành phần và lượng sản phẩm cháy
GVHD: Ths.Phạm Ngọc Hoà Trang 19
SVTH: Lê Thành Lâm
Trang
Tên đề tài: Thiết kế lò đốt chất thải rắn sinh hoạt công suất 100 kg/h
Thành phần và lượng sản phẩm cháy khi đốt 100 kg dầu DO cho ở bảng sau:
Bảng 4.4: Thành phần và lượng sản phẩm cháy khi đốt 100 kg dầu DO.
Thành
phần
Từ
không
khí
Sảnphẩm
cháy
Tổng cộng
Kmol n.m
3
%
CO
2
- 7,192 7,192 161,1 12,225
H
2
O - 5,25 5,25 117,6 8,924
SO
2
- 0,0156 0,0156 0,35 0,026
O
2
11,802 - 1,96 43,904 3,332

2
, O
2
, N
2
là số mol các khí trong thành phần của sản phẩm cháy.
4.2 Tính toán sự cháy của rác
4.2.1 Xác định nhiệt trị của rác
 Nhiệt trị của rác tính theo Medeleev:
Q
t
r
= 339C + 1256H – 108,8(O- S) – 25,1(W + 9H) (5 – 4)
= 339 x 50,85 + 1256 x 6,71 – 108,8x( 19,15 – 2,71) – 25,1x(1,5 + 9x6,71)
= 22323,8 (KJ/Kg).
4.2.2 Hệ số tiêu hao không khí (
R
α
) và lượng không khí cần thiết
4.2.2.1 Chọn hệ số tiêu hao không khí
Hệ số tiêu hao không khí là tỉ số giữa lượng không khí thực tế L
α
và lượng không
khí lý thuyết L
0
khi đốt cùng một lượng nhiên liệu.
Theo kinh nghiệm thực tế đối với trường hợp đốt rác thải y tế thì nên chọn hệ số
tiêu hao không khí
R
α

N
Ca
P
S
Cl
A
W
50,85
6,71
19,15
2,75
0,1
0,08
2,71
15,1
1,05
1,5
50,85
6,71
19,15
2,75
0,1
0,08
2,71
15,1
1,05
1,5
12
2
32

2
O
S + O
2
= SO
2
Ca + ½ O
2
= CaO 2P + 5/2 O
2
= P
2
O
5
H
2
+ Cl
2
= 2HCl N
2
= N
2
H
2
O = H
2
O
Theo các phản ứng, tính được lượng không khí cần để đốt 100 kg rác trong bảng 5.6
Bảng 4.6 : lượng không khí cần thiết để đốt 100 kg rác
Rác Không khí

5,41 x 3 ,762
5,41 + 20,352
25,762 x 22,4
O 19,15 19,15 32 0,598 - 0,598
N 2,75 2,75 28 0,0982 -
Ca 0,1 0,1 40 0,0025 0,00125
P 0,08 0,08 15 0,0053 0,0066
S 2,71 2,71 32 0,0847 0,0847
Cl 15,1 15,1 71 0,2127 -
A 1,05 1,05 - - -
W 1,5 1,5 18 0,0833 -
Tổng 100 100 - - 5,41 20,352
25,76
2
577,07
 Lượng không khí theo lý thuyết: L
0
= 577,07 (m
3
).
 Lượng không khí thực tế:
L =
α
x L
0
= 577,07 x 1,2 = 692,5 (m
3
)
α
= 1,2 : hệ số tiêu hao không khí khi đốt rác.

0604,13200265,01100025,056
57,745
0335,24284252,05,360847,064438,3182375,444
3
0
mKg=
×+×+×
+
×+×+×+×+×
=
ρ
4.3 Xác định nhiệt độ thực tế và tính cân bằng nhiệt của lò
4.3.1 Xác định nhiệt độ cháy lý thuyết của dầu DO
Khi không nung trước nhiên liệu và không khí, hệ số tiêu hao không khí
α
= 1,2; hàm nhiệt tổng được xác định theo công thức:
α
V
Q
i
d
t
=
∑
Trong đó: Q
t
d
: nhiệt trị thấp của dầu DO, Q
t
d

C
 Ứng với t
1
= 1800
o
C:
)/(658,2931
093,19,404900027,09,4049
077,199874,264675492,074,2646
312,9348,280003332,048,2800
084,3069,342908924,09,3429
092,53367,436012225,067,4360
3
1800
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
mkJi
SOi
Ni
Oi
OHi
COi

2
2
2
2
mkJi
SOi
Ni
Oi
OHi
COi
SO
N
O
OH
CO
=
=×=×=
=×=×=
=×=×=
=×=×=
=×=×=
CO
2
, H
2
O, O
2
, N
2
, SO

−
−
+=
×
−
−
+=
∑
Vậy nhiệt độ cháy lý thuyết của lò: t
lt
= 1859,3
o
C ≈ 1860
o
C
4.3.2 Xác định nhiệt độ thực tế của lò
 Nhiệt độ thực tế của lò được xác định theo công thức:
t
tt
= ç
tt
x t
lt
Trong đó:
ç
tt
: hệ số tổn thất hàm nhiệt của sản phẩm cháy, theo bảng 1 – 9 sách Tính Toán
Kỹ Thuật Nhiệt Lò Công Nghiệp T1, ç
tt
= 0,6 – 0,83; chọn ç

3
(J/kg): nhiệt trị thấp của dầu DO.
Do đó : Q
1
= 40048,33.10
3
x B
d
(W). Nhiệt do cháy rác:
Q
2
= B
r
x Q
t
r
= 0,02777x 22323,8 = 619.932 (kJ/s)
B
r
= 100 (kg/h) = 0,02777 (kg/s): lượng rác đốt trong lò.
Q
t
r
= 22323.8 (kJ/kg): nhiệt trị thấp của rác.
b) Nhiệt chi:
 Nhiệt lượng để đốt cháy rác:
Do thành phần của rác sinh hoạt khá phức tạp nên nhiệt lượng cung cấp để cháy

C:
Q
4
= v x B
d
x C
k
x t
k0
(W)
v = 13,1774 (n.m
3
): lượng sản phẩm cháy khi đốt 1 kg dầu DO.
B
d
: lượng dầu Do tiêu hao (kg/s).
i
k
= C
k
.t
k
: hàm nhiệt trung bình của sản phẩm cháy ở nhiệt độ ra khỏi buồng sơ cấp.
k
SO
N
O
OH
CO
imkJi

2
'2

Q
4
= 13,1774 x 1194,231.10
3
x B
d
= 15736859,58 B
d
(W)
 Nhiệt lượng mất do dẫn nhiệt qua nóc, tường, đáy lò, khe hở…
Nhiệt lượng mất phụ thuộc vào thể tích, vật liệu xây lò…Thường chiếm 10% nhiên
liệu tiêu hao lò.
Q
5
= 10%(619932 + 40048330.B
d
)
 Nhiệt lượng mất do cháy không hoàn toàn:
Khi đốt cháy rác ở 800
o
C thì lượng sản phẩm cháy ra khỏi lò chứa khoảng 2% CO
và 0,5%H
2
chưa kịp cháy. Nhiệt trị của hỗn hợp là 12,14 kJ/n.m
3
.
Gọi P là phần sản phẩm chưa cháy ( P = 0,005 – 0,03), chọn P = 0,03.

+ Q
4
+ Q
5
+Q
6
→ 40048,33.10
3
B
d
+ 619932 = 623158.8 + 15736859,58B
d

+ 0,1(619932 + 40048330.B
d
) + 75405.71
GVHD: Ths.Phạm Ngọc Hoà Trang 25
SVTH: Lê Thành Lâm
Trang