TÀI LIÊU THAM KHẢO TK Lò Công nghiệp
Tài liệu tham khảo
CÔNG NGHÊ LÒ ĐỐT RÁC FBE-1000
1 Giới thiệu chung
Theo số liệu thống kê, cho đến năm 2010 Việt Nam phát sinh tổng khối lượng chất thải
rắn (rác) là 23 triệu tấn/năm. Chất thải rắn công nghiệp (chiếm xấp xỉ 20÷25% khối lượng
trong rác sinh hoạt) là 5÷6 triệu tấn/năm, trong đó có đến 700.000 tấn chất thải rắn nguy
hại/năm. Toàn ngành y tế ở Việt Nam hiện có 826 Bệnh viện, mỗi ngày thải ra khoảng 240
tấn rác, trong đó có đến 12÷25% khối lượng là chất thải y tế nguy hại cần xử lý một cách đặc
biệt.
Chất thải công nghiệp đặc biệt là các hóa chất, thuốc bảo vệ thực vật, chất hoạt động bề
mặt, bao bì chứa hóa chất, các loại dung môi hữu cơ… và rác y tế nguy hại với số lượng lớn
và độc tính cao đã và đang tác động tiêu cực một cách trầm trọng và toàn diện đến sức khỏe
con người và môi trường sống.
Trong các phương pháp chính để xử lý chất thải rắn được áp dụng hiện nay trên Thế giới
và ở Việt Nam, thì thiêu rác trong lò đốt tiêu chuẩn có những ưu điểm như: xử lý nhanh
chóng và triệt để; có thể xử lý hầu hết cả các loại chất thải nguy hại; chiếm diện tích mặt bằng
để xử lý là nhỏ nhất; có thể tận dụng nhiệt dư cho các mục đích khác (phát điện, cung cấp
nước nóng, cho quá trình sấy…).
Do đó, trên Thế giới phương pháp xử lý rác bằng công nghệ thiêu đốt chiếm ưu thế: tại
Nhật Bản hàng năm phát sinh hơn 400 triệu tấn rác công nghiệp, nhiều gấp 8 đến 10 lần so
với rác sinh hoạt MSW), để xử lý chúng Nhật Bản có khoảng 3.000 lò đốt rác; ở CHLB Đức
trên 60% chất thải nguy hại được xử lý bằng thiêu đốt; hầu hết chất thải nguy hại ở Đan
Mạch đều được thiêu đốt; ở Mỹ lượng chất thải được thiêu đốt tuy chỉ chiếm khoảng 20%
tổng lượng chất thải rắn nhưng đã đạt con số 4.000.000 tấn/năm.
Xuất phát từ yêu cầu cấp bách bảo vệ môi trường trong việc xử lý rác thải nguy hại,
Công ty cổ phần FBE Vietnam đã tiến hành nâng cấp và hoàn thiện công nghệ của Lò đốt
chất thải rắn đã chế tạo trước đây trên cơ sở hợp tác nghiên cứu, trao đổi công nghệ với các
Trường đại học, Viện nghiên cứu và chuyên gia nước ngoài về lĩnh vực này để cho ra đời loại
lò đốt rác công nghiệp FBE-1000 thế hệ mới. Loại lò này có nhiều tính năng ưu việt, hiệu quả
trong xử lý và tiết kiệm nhiên liệu, điện năng trong sử dụng, làm việc tin cậy và ổn định…

nhằm đóng góp hữu hiệu vào việc xử lý triệt để ô nhiễm, bảo vệ môi trường.
Phần giới thiệu về nguyên lý, cấu tạo của lò đốt rác công nghiệp FBE-1000 do Công ty
cổ phần FBE Vietnam chế tạo sẽ được trình bày ở các mục sau:
2. NGUYÊN LÝ CÔNG NGHỆ LÒ ĐỐT RÁC
Lò đốt rác (Incinerator) là một thiết bị tối quan trọng để xử lý rác thải. Đây là một loại
thiết bị đặc biệt dùng để phân hủy và thiêu đốt chất thải bằng phương pháp nhiệt. Trong Lò
đốt rác diễn ra quá trình nhiệt phân (Pyrolysis) hay khí hóa (Gasification) các rác thải (bao
gồm cả chất thải rắn và lỏng) đồng thời với việc phân hủy các chất hữu cơ mạch đa vòng hay
cao phân tử thành các hợp chất hữu cơ đơn giản hơn để sau đó ôxy hóa hoàn toàn chúng
thành các sản phẩm cháy mong muốn là CO
2
và H
2
O. Đi cùng với Lò đốt rác là hệ thống xử
lý khí thải nhằm loại tách bụi và xử lý các khí axit chứa trong thành phần khí thải của Lò đốt
1
TÀI LIÊU THAM KHẢO TK Lò Công nghiệp
rác như: SO
2
, HCl, HF hay khí ô nhiễm phát sinh từ công nghệ đốt cháy như NO
x
, CO, bồ
hóng (Soot)… để khí thải thoát ra ngoài qua ống khói đạt tiêu chuẩn môi trường cho phép.
Trước đây phương pháp đốt cháy trực tiếp (còn gọi là đốt hở hay đốt một cấp) đối với
rác thải do không kiểm soát được quá trình phân hủy và oxy hóa hoàn toàn các chất thải hữu
cơ nên phát sinh ra nhiều khí độc như HC, CO…và đặc biệt là các hợp chất hữu cơ khó phân
hủy có mạch vòng gốc benzen chứa Cl như các chất cực độc dioxin, furan. Phương pháp đốt
rác trực tiếp cổ điển này hiện trên thế giới và ở nước ta đều không cho phép áp dụng, đặc biệt
là đối với rác nguy hại y tế và công nghiệp.
Xử lý rác bằng Lò đốt rác có nhiều tiềm năng và ưu điểm hơn so với các phương pháp

khác. Chôn lấp rác là một phương pháp đã và đang áp dụng phổ biến với rác sinh hoạt, chúng
chiếm nhiều diện tích đất, thời gian phân hủy kéo dài hàng trăm năm, phát tán mùi hôi và côn
trùng, dịch bệnh và đặc biệt là phát sinh một lượng lớn nước rỉ rác rất độc hại cho môi trường
đất và nguồn nước ngầm. Còn phương pháp làm phân vi sinh (phân compost) từ rác thải cũng
chỉ thực hiện được với thành phần chất hữu cơ tách ra từ rác, nhưng rất khó khăn để phân loại
một cách tuyệt đối chúng trong rác thải đô thị, nó đòi hỏi thiết bị và công nghệ phức tạp, tốn
kém để thực hiện; thời gian xử lý thành phân khá lâu nên công suất khó đáp ứng với lượng
rác thải khổng lò như hiện nay; chất lượng phân compost từ rác thải hầu như không đảm bảo
để bón cho cây trồng, đặc biệt là cây lương thực.
Phương pháp thiêu đốt chất thải trong Lò đốt rác có nhiều ưu điểm vượt trội như: xử lý
triệt để mọi loại chất thải dạng rắn và lỏng; giảm thể tích chất thải tối đa đến 95%; thời gian
xử lý diễn ra nhanh ngay trong Lò đốt rác; có thể xử lý ngay tại chỗ hay khu qui hoạch không
xa nguồn thải giảm bớt chi phí và rủi ro trong quá trình vận chuyển; mặt khác, nếu tận dụng
được lượng nhiệt dư của khí thải để phát điện, sinh hơi nước quá nhiệt hay gia nhiệt cho các
quá trình sấy… thì hiệu quả kinh tế của quá trình xử lý này sẽ tăng lên. Tuy nhiên hai thách
thức chính của phương pháp xử lý trong Lò đốt rác đó là công nghệ và chi phí vận hành.
3. CÔNG NGHỆ CỦA LÒ ĐỐT RÁC FBE
Lò đốt rác công nghiệp FBE-1000 được thiết kế nhằm mục đích xử lý cả chất thải rắn và
chất thải lỏng với nguyên lý cơ bản sau:
Công nghệ xử lý chất thải rắn công nghiệp áp dụng trong lò đốt rác FBE-1000 được
thực hiện theo nguyên lý nhiệt phân và thiêu đốt ở nhiệt độ cao nhằm phân hủy hoàn toàn các
chất thải nguy hại:
- Quá trình nhiệt phân được tiến hành trong buồng đốt sơ cấp của lò nhằm chuyển các
thành phần ở thể rắn và lỏng của chất thải thành thể khí (HC, CO, H
2
…) nhờ nhiệt cung cấp
từ mỏ đốt nhiên liệu. Quá trình nhiệt phân được thực hiện trong điều kiện thiếu ôxy và ở nhiệt
độ 500-700
o
C.

- Sau đó, khí nhiệt phân chuyển động lên buồng đốt thứ cấp dưới tác động của áp suất
cơ học khí. Tại đây nhờ nhiệt độ cao trên 1000
o
C và lượng không khí cấp bổ sung, những
chất cháy thể khí từ buồng sơ cấp sang, kể cả các chất ô nhiễm hữu cơ mạch vòng như Dioxin
và Furans sẽ bị đốt cháy hoàn toàn tạo thành CO
2
và H
2
O.
Hiệu quả thiêu đốt trong lò phải thỏa mãn bốn yếu tố cơ bản cần thiết cho sự đốt cháy
hoàn toàn chất thải độc hại là: chất ôxy hóa (O
2
) và ba yếu tố “T” của quá trình thiêu đốt:
Nhiệt độ đốt (Temperature), Thời gian lưu khí (Times) và Cường độ xáo trộn rối
(Turbulence):
1. Oxygen (O
2
)
2
TÀI LIÊU THAM KHẢO TK Lò Công nghiệp
Là lượng ôxy cần thiết để đốt cháy (ôxy hóa) hoàn toàn các chất cháy trong thành phần
khí nhiệt phân, chủ yếu là HC, CO và H
2
thành CO
2
và H
2
O.
Đây là một yếu tố quan trọng quyết định hiệu quả của quá trình thiêu đốt rác. Lượng ôxy

cung cấp và phương pháp cấp có ảnh hưởng trực tiếp đến sự cháy hoàn toàn, do đó phải tính
toán và kiểm soát lượng không khí cần cấp theo qui trình nhiệt phân rác.
2. Nhiệt độ (Temperature)
Là trị số nhiệt độ của buồng đốt thứ cấp, nơi khí nhiệt phân cần bị thiêu đốt với chất ôxy
hóa là ôxy.
Thông số này cũng đóng vai trò đặc biệt quan trọng đến quá trình thiêu hủy các chất
thải. Nhiệt độ thiêu đốt đạt giá trị cao (trên 1000
o
C) có tác dụng bẻ gẫy các liên kết hữu cơ
mạch vòng đặc biệt là Dioxin và Furans và làm cho phản ứng ôxy hóa xảy ra nhanh , mãnh
liệt để chuyển hóa hoàn toàn khí ô nhiễm thành CO
2
và H
2
O.
3. Thời gian (Times)
Là thời gian lưu khí ở trong buồng đốt thứ cấp để tiến hành quá trình thiêu hủy.
Đây là thông số rất quan trọng ảnh hưởng đến điều kiện thiêu hủy hoàn toàn các thành
phần khí nhiệt phân trong buồng đốt thứ cấp. Thời gian lưu khí càng lâu thì phản ứng ôxy hóa
càng xảy ra triệt để, nó phụ thuộc vào lượng khí thải nhiệt phân qua buồng đốt và thể tích
buồng đốt thứ cấp, được tính bằng giây. Để đảm bảo thiêu hủy hoàn toàn các chất hữu cơ đặc
biệt là dioxin và furans thì thời gian lưu cần duy trì từ 1-2 giây.
4. Cường độ xáo trộn rối (Turbulence)
Đánh giá mức độ xáo trộn giữa khí nhiệt phân với không khí chứa ôxy và ngọn lửa có
nhiệt độ cao.
Mức độ xáo trộn nó có ảnh hưởng lớn đến hiệu suất của quá trình thiêu hủy. Cường độ
xáo trộn phụ thuộc vào tốc độ và chuyển động cơ học khí trong lò giữa các luồng khí, phương
pháp lựa chọn và nội hình lò, được đánh giá bởi tiêu chuẩn Reynolds (Re).
Các yếu tố cơ bản của quá trình thiêu đốt trên không chỉ ảnh hưởng đến hiệu quả của
quá trình thiêu đốt chất thải mà còn liên quan đến việc sinh ta các khí thải ô nhiễm như CO,

HC, NO
x
và bồ hóng.
4. Xử lý khí thải
Nhiệt độ cao của khí thải sau quá trình thiêu đốt cần được làm nguội để tăng hiệu suất
của quá trình xử lý khí thải tiếp theo. Lượng nhiệt thừa này được tận dụng thông quan thiết bị
trao đổi nhiệt để quay lại cung cấp cho quá trình đốt cháy của lò nhằm tăng nhiệt độ đốt cháy
và hiệu suất sử dụng nhiệt của lò.
Quá trình thiêu đốt chỉ có thể thiêu hủy hoàn toàn các chất hữu cơ có chứa thành phần
cháy C và H, còn các khí thải như SO
2
, NOx, CO, HCl, HF… phát sinh do đốt cháy không
hoàn toàn hay do thành phần rác và nhiên liệu đưa vào quá trình đốt cháy. Các khí có tính
axit trên được xử lý triệt để bằng phương pháp hấp thụ bằng các dung dịch kiềm trong thiết bị
tháp rửa có ô đệm (phương pháp xử lý ướt).
Trên cơ sở nguyên lý công nghệ đốt rác trên, Lò đốt rác công nghiệp FBE-1000 được
Công ty FBE Vietnam thiết kế, chế tạo đồng bộ với các thiết bị phụ trợ thành một hệ thống lò
đốt rác công nghiệp hoàn thiện.
3
TÀI LIÊU THAM KHẢO TK Lò Công nghiệp
4. GIỚI THIỆU CÔNG NGHỆ LÒ ĐỐT RÁC FBE-1000
1. Thông số kỹ thuật chính của lò FBE-1000:
TT Thông số kỹ thuật Giá trị
1 Công suất thiêu hủy rác (Kg/h)
(Kg/ngày)
1.000
24.000
2 Nhiệt độ buồng đốt sơ cấp (
o
C)

500÷900
3 Nhiệt độ buồng đốt thứ cấp (
o
C)
1.100÷1.300
4 Thời gian lưu khí (giây) > 2
5 Cường độ rối Re - 7000
6 Tiêu hao nhiên liệu dầu DO (Kg/Kg rác)
0,1÷0,2
7 Công suất điện tiêu thụ: 3 pha, 380V (KWh)
50÷ 80
8 Lưu lượng khói thải (N.m
3
/h)
10.500 ÷ 12.500
9 Nhiệt độ khói thải thoát ra môi trường (
o
C) < 200
10 Tốc độ khói thải (m/s)
20÷25
2. Sơ đồ qui trình công nghệ
Hệ thống lò đốt rác công nghiệp FBE-1000 bao gồm các bộ phận chức năng chính được
thể hiện trên sơ đồ nguyên lý Hình 3.1:


Hình 3.1: Sơ đồ qui trình công nghệ của hệ thống lò đốt rác FBE-1000
4
1 2 3 4 5 6 7
9
10

B1
B2
Quạt
8
Cấp khí
R
L
Cặn
11
TÀI LIÊU THAM KHẢO TK Lò Công nghiệp
1. Máy nạp rác 7. Cụm tháp hấp thụ
2. Buồng đốt sơ cấp 8. Quạt hút
3. Buồng đốt thứ cấp 9. Ống khói
4. Buồng đốt bổ sung 10. Bể xút tuần hoàn
5. Buồng Xiclon 11. Bộ điều khiển tự động
6. Bộ giải nhiệt B1, B2: Đầu đốt nhiên liệu
3. Mô hình của Lò đốt rác công nghiệp FBE-1000 (Chỉ để tham khảo)
Trên Hình 3.2 giới thiệu Mô hình của hệ thống Lò đốt rác công nghiệp FBE-1000:
5
TÀI LIÊU THAM KHẢO TK Lò Công nghiệp
Buồng đốt bổ sung
Bể chứa dung dịch
Ống khói
Tháp giải nhiệt
Tháp đệm hấp thụ
Burner
Tủ điều khiển
Buồng đốt sơ cấp
Xiclon
HT cấp dầu

Buồng đốt thứ cấp
Máy cấp rác
Quạt hút
Ống khói phụ
Burner
palan
6
TÀI LIÊU THAM KHẢO TK Lò Công nghiệp
Hình 3.2: Mô hình hệ thống lò đốt rác công nghiệp FBE-1000
7
TÀI LIÊU THAM KHẢO TK Lò Công nghiệp
4. Nguyên lý hoạt động
1. Máy cấp rác1:
Chất thải công nghiệp được thu gom về, chúng cần được chuẩn bị trước qua các
công đoạn phân loại và xử lý sơ bộ (phơi, đóng bánh, tách cặn), sau đó chất thải rắn
được vô bao (giấy hay nilong) với kích thước phù hợp với miệng nạp liệu để thuận tiện
cho việc cấp liệu qua cửa lò, tránh rơi vãi gây ô nhiễm.
Chất thải lỏng (dung dịch thải, hóa chất, dung môi) được chứa trong bồn kín, sau
khi lọc và tách ẩm: phần lỏng được phun vào đốt trong lò, phần cặn bã được đốt dưới
dạng chất thải rắn
Cơ cấu nạp rác 1 làm nhiệm vụ cấp rác đã đóng bao vào lò theo khối lượng và
chu kì mẻ cấp rác. Để đạt được chu kỳ nhiệt phân tối ưu trong lò, khoảng 15 phút cấp
rác vào lò một lần với lượng rác khoảng 200-250Kg đảm bảo phân phối đều lượng
chất thải cấp vào lò đạt công suất 1.000 Kg/h.
Lò đốt rác công nghiệp FBE-1000 gồm có 2 buồng đốt: sơ cấp và thứ cấp
2. Buồng đốt sơ cấp 2:
Nhiệm vụ: là nơi tiếp nhận rác – tiến hành nhiệt phân rác thành thể khí – đốt
cháy kiệt cốc (carbon rắn) còn lại sau quá trình nhiệt phân và các chất hưu cơ còn sót
lại trong tro.
Buồng đốt sơ cấp 2 được gia nhiệt bằng hai mỏ đốt dầu diesel (DO) B3 nhằm bổ

sung và duy trì nhiệt độ nhiệt phân của rác trong buồng đốt sơ cấp từ 500÷700
o
C. Dưới
tác dụng của nhiệt, diễn ra các quá trình phân hủy nhiệt các chất thải rắn và lỏng thành
thể khí, trải qua các giai đoạn: bốc hơi nước – nhiệt phân – ôxy hóa một phần các chất
cháy.
Không khí cấp cho quá trình cháy sơ cấp chủ yếu là đốt cháy nhiên liệu trong
buồng đốt sơ cấp và hòa trộn một phần với khí nhiệt phân trước khi chuyển sang
buồng đốt thứ cấp. Lượng không khí dư rất nhỏ bởi ở buồng đốt sơ cấp 2 chủ yếu quá
trình cháy tạo thành bán khí, nó được điều chỉnh nhắm đáp ứng chế độ nhiệt phân của
mẻ rác đốt.
Mỏ đốt nhiên liệu được bố trí thuận lợi cho sự chuyển động của ngọn lửa và trao
đổi nhiệt với rác thải, đồng thời đảm bảo đốt cháy kiệt phần tro còn lại sau chu kỳ đốt.
Kiểm soát quá trình đốt cháy và nhiệt độ trong buồng đốt sơ cấp 2 bằng cặp nhiệt
điện XA (Cromen-Alumen) có nối với hệ thống điều chỉnh tự động nhiệt độ.
Khí H
2
tạo thành do hơi nước cấp vào vùng cháy để khống chế nhiệt độ buồng
đốt sơ cấp cùng với khí nhiệt phân dưới tác dụng của cơ học khí trong buồng lò được
đưa sang buồng đốt thứ cấp 3 qua kênh dẫn khí nằm phía trên buồng đốt sơ cấp.
Chỉ còn một lượng nhỏ tro (3-5%), chủ yếu là các ôxyt kim loại hay thủy tinh,
gốm sành sứ trong rác nằm trên mặt ghi, chúng sẽ được tháo ra ngoài qua khay tháo
tro theo chu kỳ và có thể đem đi đóng rắn hay làm vật liệu xây dựng hay chôn lấp an
toàn do đã đốt kiệt các chất hữu cơ.
3. Buồng đốt thứ cấp 3:
8
TÀI LIÊU THAM KHẢO TK Lò Công nghiệp
Khí nhiệt phân từ buồng đốt sơ cấp 2 chuyển lên buồng đốt thứ cấp 3chứa các
chất cháy có nhiệt năng cao (CO, H
2

, C
n
H
m
…), tại đây chúng được đốt cháy hoàn toàn
tạo thành khí CO
2
và H
2
O nhờ lượng ôxy trong không khí cấp và nhiệt độ cao. Nhiệt
độ của buồng đốt thứ cấp được duy trì từ 1.100÷1.300
o
C bởi mỏ đốt nhiên liệu dầu
diesel B2. Nhờ nhiệt độ cao và thời gian lưu khí trong buồng đốt đủ lâu (1-2 giây) đảm
bảo thiêu hủy hoàn toàn các chất thải độc hại, đặc biệt là Dioxin, Furans và mùi.
Hiệu suất xử lý của lò đốt rác phụ thuộc chủ yếu vào hiệu quả thiêu đốt và phản
ứng diển ra trong buồng đốt thứ cấp 3, có tính quyết định đối với toàn bộ quá trình xử
lý bằng phương pháp thiêu hủy. Vì vậy sự bố trí hợp lý của Mỏ đốt B2 tạo nên sự đồng
đều nhiệt độ trong lò, tăng hiệu quả thiêu đốt và tạo dòng khí chuyển động xoáy rất có
lợi cho việc hòa trộn, tiếp xúc của các quá trình phản ứng.
Kiểm soát quá trình đốt cháy và nhiệt độ trong buồng đốt thứ cấp 3 bằng cặp
nhiệt điện XA (Cromen-Alumen) vỏ bọc bằng Ceramic có nối với hệ thống điều chỉnh
tự động nhiệt độ.
4. Buồng đốt bổ sung 4:
Đây là một trong những bí quyết công nghệ quan trọng để lò đốt rác của FBE
Vietnam vừa đảm bảo đốt kiệt khí độc hại ở nhiệt độ cao mà vẫn đáp ứng yêu cầu tiết
kiệm tối đa nhiên liệu sử dụng: khí thải sau khi ra khỏi buồng đốt thứ cấp 3 được đốt
cháy tiếp một thời gian ở nhiệt độ cao trong buồng đốt bổ sung 4 nhằm đốt cháy triệt
để thành phần khí và chất hữu cơ còn sót lại, tăng thời gian lưu của khí ở nhiệt độ cao.
Ngoài ra, buồng đốt bổ sung 4 còn có tác dụng lắng tách theo nguyên lý trọng lực

và quán tính đối với các hạt bụi trong dòng khí thải nhờ cấu tạo đặc biệt của thiết bị.
5. Bộ Xiclon 5:
Khí thải còn chứa nhiều bụi sau khi ra khỏi buồng xúc tác được đưa vào thiết bị
Xiclon 5 nhằm lắng tách các hạt bụi lớn (kích thước trên 5µm) nhờ chuyển động xoáy
của dòng khí tạo lực ly tâm cho các hạt bụi tách ra khỏi dòng khí và va đập với thành
thiết bị sau đó rơi xuống thùng lắng.
Khí nóng tiếp tục được chuyển động sang tháp giải nhiệt 6 để làm nguội. Bụi
lắng được định kỳ tháo ra và đem đi xử lý chung với tro thải của lò đốt
6. Tháp giải nhiệt 6:
Thiết bị trao đổi nhiệt bằng không khí 6 có tác dụng làm mát và hạ thấp nhiệt độ
cao của khí thải tới giá trị cho phép trước khi vào thiết bị xử lý bằng phương pháp hấp
thụ.
Sử dụng thiết bị trao đổi nhiệt làm nguội bằng không khí và hơi nước cấp từ hệ
thống quạt hướng trục có phun nước với lưu lượng không khí ẩm lớn trên 50.000 m
3
/h.
7. Tháp hấp thụ 7:
Khí thải sau khi đã được lắng bụi sơ bộ trong bộ Xúc tác - Xiclon 5 và làm nguội
trong bộ giải nhiệt 6 sẽ được đưa tiếp sang tháp hấp thụ 7 dạng tháp rửa có ô đệm nhờ
áp suất hút của quạt gió Q
9
TÀI LIÊU THAM KHẢO TK Lò Công nghiệp
Tại đây, dung dịch hấp thụ (NaOH, Na
2
CO
3
hay Ca(OH)
2
) từ bể 10 được máy
bơm cấp và phun vào buồng với hệ số phun lớn. Các khí thải (SO

2
, HF, HCl …) sẽ bị
dung dịch hấp thụ, đồng thời làm lắng nốt phần bụi có kích thước nhỏ còn lại. Bộ tách
giọt nước trong tháp hấp thụ sẽ được thu hồi lại các giọt nước nhỏ bị dòng khí chuyển
động kéo theo
8. Quạt hút 8:
Có tác dụng khắc phục trở lực của khí thải trên đường dẫn khói từ lò đến ống
khói và tạo áp suất âm ở buồng đốt sơ cấp.
9. Ống khói thải 9:
Khí sạch sau khi ra khỏi tháp hập thụ có nhiệt độ dưới 150
o
C sẽ được quạt hút
đưa vào ống khói thải 9 cao trên 30m để phát tán ra ngoài môi trường. Có van điều tiết
để điều khiển chế độ áp suất của hệ thống lò.
10. Bể chứa dung dịch 10:
Nước thải ra từ tháp hấp thụ được đưa qua bể chứa dung dịch tuần hoàn 10 để
tách cặn, bổ sung hóa chất và làm nguội trước khi được tái tuần hoàn sử dụng lại trong
tháp hấp thụ. Theo định kỳ, cặn xả ra từ bể chứa dung dịch tuần hoàn 10 được đem đi
xử lý tiếp tiếp hay đốt cùng với chất thải rắn trong lò.
11. Bộ điều khiển tự động 11:
Trên tủ điện điều khiển, thông qua bộ cài đặt của đồng hồ đo nhiệt độ người vận
hành có thể điều khiển nhiệt độ buồng đốt sơ cấp và thứ cấp theo yêu cầu công nghệ
của quá trình thiêu đốt.
Công dụng của bộ điều khiển tự động đối với lò đốt rác:
- Điều khiển tự động quá trình đốt cháy nhiên liệu của các đầu đốt B1 và B2 theo
qui trình công nghệ đề ra.
- Điều khiển tự động các thông số kỹ thuật cơ bản của lò đốt: nhiệt độ buồng đốt
sơ cấp và thứ cấp.
- Tiến hành các thao tác điều khiển quá trình chạy lò, đảm bảo an toàn cho hệ
thống khi làm việc.

Điều khiển tự động theo vị trí với các bước cơ bản sau: nhận tín hiệu đo tức thời
của thông số cần điều khiển nhờ các cảm biến. Bộ phận điều khiển so sánh với giá trị
đặt trước của đại lượng cần điều khiển với giá trị tức thời. Sau đó tác động lên cơ quan
điều chỉnh để đưa đại lượng cần điều khiển về giá trị đặt trước.
12. Xử lý tro bùn và nước thải sau khi xử lý:
- Tro của lò đốt rác xả ra từ buồng đốt sơ cấp chiếm khoảng 5% tổng khối lượng
rác thiêu đốt, sau khi được xử lý ở nhiệt độ cao đã hoàn toàn triệt tiêu các chất hữu cơ,
vi trùng và vi khuẩn nguy hại, sẽ tiếp tục được đưa đi xử lý.
- Váng bọt bẩn trong bể dung dịch tuần hoàn 10 được hớt lên cùng với nước
được cho vào các bao chứa rác khô có thể đem đi đốt lại nhằm tăng độ ẩm nhằm giảm
tốc độ nhiệt phân ban đầu.
10
TÀI LIÊU THAM KHẢO TK Lò Công nghiệp
Trên Hình 3.4 trình bày sơ đồ công nghệ xử lý tro bụi từ xe tháo tro và cặn lắng
từ bể dung dịch tuần hoàn 10:
Hình 3.4: Sơ đồ quy trình xử lý tro và cặn bùn của lò đốt rác FBE-1000
- Dung dịch đã qua sử dụng nhiều lần được tháo qua bể xử lý nước chung của hệ
thống xử lý nước thải của nhà máy.
- Cặn xả ra từ bể dung dịch được đốt lại trong lò ở dạng lỏng hay dạng rắn hoặc
đem đi xử lý như ổn định-hóa rắn hay chôn lấp an toàn.
13. Phương pháp ổn định – hóa rắn:
Là quá trình làm tăng các tính chất vật lý của chất thải rắn, giảm khả năng phát
tán chúng vào môi trường hay làm giảm tính độc hại của chất ô nhiễm
Thường được áp dụng trong trường hợp xử lý chất thải rắn nguy hại. Trong đó,
làm ổn định bằng chất thêm vào trộn với chất thải để giảm tối đa khả năng phát tán
chất nguy hại ra khỏi khối chất thải và giảm tính độc… còn quá trình đóng rắn sử dụng
các chất phụ gia làm thay đổi bản chất vật lý của chất thải (thay đổi độ nén, độ
thấm…).
Có thể bao gồm các phương pháp: Bao viên (kích thước lớn và kích thước nhỏ);
Hấp thụ: đưa chất thải vào bên trong chất hấp thụ (đất, xỉ than, mùn cưa, cỏ, rơm, bụi

lò nung…); Hấp phụ; Kết tủa: làm kết tủa các chất nguy hại (chất kết tủa là các chất để
hóa rắn như: hydroxit, sunfua, silicat, cacbonnat… ); Khử độc: chuyển các chất độc
hại thành các chất không độc hại khi phản ứng với chất kết dính (ximăng). Phụ gia phổ
biến để ổn định hóa rắn: xi măng, puzơlan, silicat, polyme hữu cơ…
TRO
(5%KL RÁC ĐỐT)
PHỐI TRỘN
ĐÚC TẤM ĐAN
PHƠI KHÔ
XI MĂNG CÁTPHỤ GIA
BỂ LẮNG
TRUNG GIAN
XỬ LÝ KHÓI BỤI
NƯỚC SANG HỆ THỐNG
XỬ LÝ CHUNG
LÒ ĐỐT
RÁC
KHÓI BỤI
Cặn, bùn
KHÍ SẠCH
11
TÀI LIÊU THAM KHẢO TK Lò Công nghiệp
……………………
1) Tính toán sự cháy của nhiên liệu (ví dụ cho nhiên liệu khí, tính tương tự
cho nhiên liêu rắn)
Nhiệt trị hay năng suất tỏa nhiệt Q (kJ/m
3
hoặc kcal/m
3
) là lượng nhiệt tỏa ra khi đốt cháy

hoàn toàn một đơn vị thể tích nhiên liệu.
Bảng 2-1. Nhiệt trị của các hợp chất khí nhiên liệu [1]
Tên khí Công thức hóa học
Nhiệt trị, kJ/m
3
d
c
Q
d
t
Q
Cacbon oxit
Hydro
Metan
Etylen
Etan
Propan
Butan
Pangtan
Hydro sunfua
CO
H
2
CH
4
C
2
H
4
C

2
H
6
C
3
H
8
C
4
H
10
C
5
H
12
H
2
S
12770
12867
39767
63620
69905
99211
128511
159060
25530
12770
11800
35960

59870
63630
91250
118460
146500
23440
Nhiệt trị cao
d
c
Q
: khi nước trong sản vật cháy ở trạng thái lỏng với nhiệt độ là 0
o
C.
Nhiệt trị thấp
d
t
Q
: khi nước trong sản vật cháy ở trạng thái hơi với nhiệt độ là 20
o
C
d
c
Q
= 127,7CO + 128,7H
2
+ 397,7CH
4
+ 636,2C
2
H

4
+ 699C
2
H
6
+ 992C
3
H
8
+
1285C
4
H
10
+ 1591C
5
H
12
+ 255H
2
S, kJ/m
3
(2.1)
d
t
Q
= 127,7CO + 108H
2
+ 359,6CH
4

+ 598,7C
2
H
4
+ 636,3C
2
H
6
+ 912,5C
3
H
8
+
1184,6C
4
H
10
+ 1456C
5
H
12
+ 234,4H
2
S, kJ/m
3
. (2.2)
Tính lượng không khí lý thuyết và sản phẩm cháy lý thuyết
Việc tính toán quá trình cháy đối với nhiên liệu khí được thực hiện trực tiếp theo hàm
lượng thể tích các khí thành phần, không cần quy đổi ra số kmol. Các nội dung tính toán bao
gồm: tính lượng không khí cần thiết, lượng sản phẩm cháy, tính nhiệt độ cháy lý thuyết của

nhiên liệu.
Tính lượng không khí cần thiết:
Lượng không khí lý thuyết cần thiết ở trạng thái khô và ẩm để đốt 1m
3
nhiên liệu khí:






−






+++++=
∑
24220
4
22,15,05,004762,0 OCC
n
mCHSHHCOL
nm
K
, m
3
/m

3
(2.3)
12
TÀI LIÊU THAM KHẢO TK Lò Công nghiệp
Trong đó: CO, H
2
, H
2
S, C
m
H
n
– thành phần của nhiên liệu khí ẩm, %
Lượng không khí lý thuyết cần thiết ở trạng thái khô và ẩm:
( )
K
KK
LdL
00
00124,01
×+=
, m
3
/kg (2.4)
KK
d
- hàm ẩm của không khí, g/m
3
Nếu chỉ cung cấp đúng lượng không khí lý thuyết thì không đủ oxi để cháy hoàn toàn,
do đó lượng không khí thực tế cần luôn lớn hơn. Lượng không khí ẩm thực tế:

0
LL
α
α
=
, m
3
/kg (2.5)
α
- hệ số tiêu hao không khí, phụ thuộc loại nhiên liệu, cấu tạo của thiết bị lò.
Bảng 2-2. So sánh các phương pháp đốt nhiên liệu khí [2]
Dạng nhiên liệu và kiểu thiết bị đốt
α
Đốt củi trong buồng đốt đứng
Đốt than đá, than nâu trong buồng đốt thủ công
Đốt than đá, than nâu trong buồng đốt cơ khí
Đốt than bụi
Đốt mazut
Đốt khí bằng mỏ đốt không có phần hỗn hợp
Đốt khí bằng mỏ đốt có phần hỗn hợp
1,25 – 1,35
1,50 – 1,80
1,20 – 1,40
1,20 – 1,30
1,10 – 1,20
1,10 – 1,15
1,05
Tính l ượng sản phẩm cháy và thành ph ầ n của chúng
Lượng sản phẩm cháy:
( )

∑
+++=
nmCO
HCCHCOCOV
42
01,0
2
, m
3
/m
3






+++++=
∑
02422
124,0
2
201,0
2
LdOHC
n
CHSHHV
KKmHOH
n
SHV

SO 2
01,0
2
=
( )
α
LNV
N
7901,0
2
2
+=
( )
α
α
LV
O
12,0
2
−=
22222
NOSOOHCO
VVVVVV
++++=
(2.6)
Lượng không khí dư sẽ đi vào khói lò, do đó thể tích sản phẩm cháy thực tế là
V
n
= V + L
α

– L
0

(2.7)
Tính nhiệt độ cháy lý thuyết của nhiên liệu:
13
TÀI LIÊU THAM KHẢO TK Lò Công nghiệp
Nếu tất cả lượng nhiệt sinh ra khi cháy nhiên liệu tập trung làm cho sản phẩm cháy có
một nhiệt độ nhất định thì nhiệt độ đó gọi là nhiệt độ cháy lý thuyết của nhiên liệu. Nhiệt độ
này phụ thuộc vào nhiệt trị của nhiên liệu, vào nhiệt độ ban đầu của không khí và nhiên liệu,
đồng thời còn phụ thuộc vào hệ số không khí α.
( )
112
12
1
ttt
ii
ii
t
lt
+−
−
−
∑
=
,
o
C (2.8)
Trong đó: t
1

, t
2
: nhiệt độ giả thiết của sản phẩm cháy chọn lớn hơn và nhỏ hơn nhiệt độ cháy
lý thuyết, thường t
2
– t
1
=100
o
C
i
1
, i
2
: nhiệt hàm của sản phẩm cháy ứng với nhiệt độ t
1
và t
2
. kJ/m
3
i
Σ
: nhiệt hàm tổng cộng của sản phẩm cháy nhiên liệu, kJ/n.m
3
α
α
αα
V
LtC
V

tC
V
Q
i
KKKKnlnl
d
t
××
+
×
+=
∑
, kJ/m
3
(2.9)
d
t
Q
- nhiệt trị thấp của nhiên liệu, kJ/kg; kJ/m
3
α
V
: thể tích sản phẩm cháy tạo thành khi đốt một đơn vị nhiên liệu, m
3
/kg; m
3
/m
3
C
nl

, C
KK
: tỷ nhiệt của nhiên liệu và không khí ứng với nhiệt độ nung trước nhiên
liệu và không khí, kJ/m
3
.
o
C
T
nl
,
Tkk
: nhiệt độ nung trước nhiên liệu và không khí,
o
C
L
α
- lượng không khí thực tế để đốt một đơn vị nhiên liệu, m
3
/kg, m
3
/m
3
.
Lượng nhiệt sinh ra do đốt nhiên liệu ngoài việc làm tăng nhiệt độ của sản phẩm cháy
còn tỏa mất ra môi trường xung quanh. Do đó trong thực tế, nhiệt độ cháy thực tế có giá trị
thấp hơn nhiệt độ lý thuyết. Nhiệt độ cháy thực tế phụ thuộc vào nhiệt độ cháy lý thuyết và
vào điều kiện truyền nhiệt ở nơi đốt nhiên liệu. Lượng nhiệt mất do tỏa ra xung quanh càng
nhỏ thì nhiệt độ cháy thực tế của nhiên liệu càng lớn. Đây là đại lượng dùng để đánh giá khả
năng cấp nhiệt của nhiên liệu trong thực tế sản xuất.

lttt
tt ×=
η
(2.10)
Trong đó:
η
- hệ số nhiệt độ, phụ thuộc kiểu lò đốt và dạng nhiên liệu.
Bảng 2-3. Hệ số nhiệt độ
η
Kiểu lò Dạng nhiên liệu
η
Lò buồng vận hành chu kỳ Nhiên liệu rắn, lỏng 0,65 – 0,70
14
TÀI LIÊU THAM KHẢO TK Lò Công nghiệp
Lò buồng vận hành chu kỳ
Lò liên tục
Lò nung gió
Lò hầm
Lò đứng
Lò đứng
Lò quay
Lò nấu thủy tinh có buồng hoàn nhiệt
Lò Mac tanh
Nhiên liệu khí
nt
nt
Nhiên liệu khí, lỏng
Than đá
Khí đốt
Than bụi, mazut, khí

Khí đốt, mazut
nt
0,70 – 0,75
0,70 – 0,75
0,77 – 0,80
0,78 – 0,80
0,52 – 0,62
0,67 – 0,73
0,70 – 0,75
0,60 – 0,70
0,70 – 0,75
2) Tính toán cân bằng nhiệt
Mục đích tính cân bằng nhiệt:
 Đánh giá chất lượng làm việc của thiết bị qua việc xác định các tham số kinh tế - kỹ
thuật
 Xác định lượng tiêu hao nhiên liệu trong các lò công nghiệp.
Các khoản cân bằng nhiệt có thể xác định bằng thực nghiệm hoặc tính toán.
Các khoản nhiệt thu
Nhiệt do cháy nhiên liệu:
d
tc
QBQ
×=
, W (2.11)
Trong đó: B – lượng nhiên liệu tiêu hao, m
3
/s; kg/s;
d
t
Q

- nhiệt trị thấp của nhiên liệu, kJ/m
3
, J/kg.
• Nhiệt vật lý do không khí và nhiên liệu được nung nóng trước:
ftCLBQ
kkkkkk
××××=
α
, W (2.12)
Trong đó:
α
L
- lượng không khí thực tế cần thiết để đốt cháy một đơn vị nhiên liệu,
m
3
/kg; m
3
/m
3
;
kkkkkk
itC =×
- entanpi (hàm nhiệt) của không khí ở nhiệt độ được nung trước (
kk
t
), J/m
3
;
f - phần không khí cần nung trước (khi nung toàn bộ không khí để đốt
nhiên liệu có f = 1).

• Nhiệt vật lý do nhiên liệu được nung nóng trước:
nlnlnl
tCBQ ××=
, W (2.13)
Trong đó:
nlnlnl
itC =×
- entanpi của nhiên liệu ở nhiệt độ được nung nóng trước, J/m
3
.
• Nhiệt lượng do các phản ứng tỏa nhiệt: là lượng nhiệt tỏa ra do oxy hóa sắt
15
TÀI LIÊU THAM KHẢO TK Lò Công nghiệp
3
105650
×××=
GaQ
t
, W (2.14)
Trong đó: 5650 – lượng nhiệt tỏa ra do oxy hóa 1 kg sắt, kJ/kg;
a – phần kim loại bị cháy hao (bị oxi hóa);
Với các lò nung: a = 0,01 ÷ 0,025
Với các lò nhiệt luyện: a = 0,005 ÷ 0,01
Với các lò nhiệt độ thấp có thể bỏ qua
t
Q
.
G – năng suất lò, kg/s
Các khoản nhiệt chi
• Nhiệt lượng để nung vật phẩm:

( ) ( )
iiGttCGQ
p
′
−
′′
=
′
−
′′
×=
1
, W (2.15)
trong đó:
tCtC
pp
′′′
,
- entanpi (hàm nhiệt) của vật phẩm trước khi nung (
i
′
) và sau khi
nung (
i
′′
), J/kg.
Trường hợp vật phẩm đưa vào nung gồm vật nóng và lạnh thì:
( ) ( )( )
[ ]
ln

iimiimGQ −
′′
−+−
′′
= 1
1
, W (2.16)
Trong đó: m - phần vật phẩm nóng trong toàn bộ vật phẩm nung;
n
i
- entanpi của vật phẩm nóng, J/kg;
l
i
- entanpi của vật phẩm lạnh, J/kg.
• Lượng nhiệt để nung xỉ:
xx
iGQ
×=
2
, W (2.17)
Trong đó:
x
G
- lượng xỉ tạo thành, kg/s;
x
i
- entanpi của xỉ, J/kg.
Trong các lò nung, lượng xỉ tạo thành không lớn, nên khoản này có thể bỏ qua.
• Nhiệt lượng mất do các phản ứng thu nhiệt: có chủ yếu trong các lò nấu chảy.
• Nhiệt lượng mất do cháy không hoàn toàn hóa học:

Nếu đốt nhiên kiệu không có ngọn lửa thì không có tổn thất nhiệt do cháy không hoàn
toàn hóa học. Khi đốt nhiên liệu có ngọn lửa thì sản phẩm cháy ra khỏi lò chứa khoảng 1%
16
TÀI LIÊU THAM KHẢO TK Lò Công nghiệp
CO và 0,5% H
2
. nhiệt trị của hỗn hợp CO và H
2
vào khoảng 12140 kJ/n.m
3
. Gọi p là phần khí
chưa cháy, thường p = 0,005 ÷ 0,03 lượng sản phẩm cháy, do đó:
3
4
1012140
××××=
α
VBpQ
, W (2.18)
Trong đó: B – lượng nhiên liệu tiêu hao, m
3
/s;
p = 0,005 ÷ 0,03 (giá trị dựa theo thiết bị đốt nhiên liệu);
q = 12140 kJ/m
3
– nhiệt phản ứng do đốt hỗn hợp khí CO, H
2
;
V
α

- lượng sản phẩm cháy tạo thành khi đốt 1 đơn vị nhiên liệu, m
3
/m
3
, m
3
/kg
• Nhiệt lượng mất do cháy không hoàn toàn cơ học
3
5
10
×××=
d
t
QBkQ
, W (2.33)
Trong đó: k – hệ số mất mát do cháy không hoàn toàn cơ học, đối với nhiên liệu khí k = 0,02
÷ 0,03;
d
t
Q
– nhiệt trị thấp của nhiên liệu, kJ/m
3
;
B – lượng nhiên liệu tiêu hao, m
3
/s.
• Lượng nhiệt mất do dẫn nhiệt qua các thể xây lò:
đnT
QQQQ

6666
++=
, W (2.34)
Trong đó:
6
Q
- lượng nhiệt mất do dẫn nhiệt chung của lò, W;
đnT
QQQ
666
,,
- lượng nhiệt mất qua tường, nóc và đáy lò, W.
Lượng nhiệt tổn thất qua các thể xây lò:
F
tt
Q
kkn
n
kkT
αλ
δ
λ
δ
λ
δ
1
2
2
1
1

++++
−
=

, W (2.35)
Trong đó:
T
t
- nhiệt độ mặt trong của thể xây,
o
C.
T
t
có giá trị nhỏ hơn nhiệt độ khí lò nhưng
lớn hơn nhiệt độ vật phẩm nung, coi gần đúng
( )
Ctt
O
KT
10050 ÷−=
;
kk
t
- nhiệt độ không khí xung quanh lò, oC,
kk
t
= 30 ÷ 40
o
C
n

λλλ
,,,
21

- hệ số dẫn nhiệt các lớp lót 1, 2, , n, W/m
o
C;
n
δδδ
,,,
21

- chiều dày các lớp lót 1, 2, , n, m;
F – diện tích mặt ngoài thể xây tiếp xúc với không khí, m
2
;
17
TÀI LIÊU THAM KHẢO TK Lò Công nghiệp
kk
α
- hệ số truyền nhiệt đối lưu từ mặt ngoài thể xây ra môi trường không khí,
thường
kk
α
= 11,63 W/m
2
độ và
05,0
1
=

KK
α
.
Vì hệ số dẫn nhiệt
λ
phụ thuộc vào nhiệt độ lớp gạch, do vậy cần xác định nhiệt độ
trung bình mỗi lớp để xác định các giá trị
λ
tương ứng.
- Nếu tường được xây bằng 2 lớp gạch khác nhau.
Nhiệt độ trung bình của mặt phân giới giữa 2 lớp:
2
kkT
tt
t
+
=
,
o
C
Nhiệt độ trung bình lớp trong:
2
1
T
tt
t
+
=
,
o

C
Nhiệt độ trung bình lớp ngoài:
2
2
kk
tt
t
+
=
o
C
- Nếu tường được xây bằng 3 lớp gạch khác nhau:
Nhiệt độ trung bình của lớp giữa:
2
2
KKT
tt
t
+
=
,
o
C
Nhiệt độ trung bình lớp trong:
2
2
1
tt
t
T

+
=

,
o
C
Nhiệt độ trung bình lớp ngoài:
2
2
3
KK
tt
t
+
=
,
o
C
Lượng nhiệt mất do dẫn nhiệt qua thể xây đáy lò có thể tính gần đúng bằng 15 ÷ 20%
lượng nhiệt tổn thất qua tường lò:
( )
Tđ
QQ
66
2,015,0 ×÷=
, W (2.36)
• Lượng nhiệt bức xạ qua cửa và khe hở
Trong khi lò làm việc, cửa lò có thể mở hoàn toàn hoặc một phần để vào liệu và ra liệu
hoặc mở để quan sát. Mỗi lần mở cửa sẽ mất mất một lượng nhiệt do bức xạ.
ψφ

F
T
CQ
lò
×






×=
4
07
100
, W (2.37)
Trong đó: C
0
– hệ số bức xạ của vật đen tuyệt đối (C
0
= 5,7 W/m
2
.K
4
);
lò
T
– nhiệt độ trung bình của lò,
o
K;

F – diện tích phần cửa mở và khe hở, m
2
(thông thường 50÷100%)
18
TÀI LIÊU THAM KHẢO TK Lò Công nghiệp
ψ
– hệ số thời gian mở cửa, phụ thuộc điều kiện thao tác và kiểu lò. Mỗi lần mở
cửa quan sát lấy trung bình là 5 giây và trong mỗi giờ cừa mở 2 lần thì hệ số
ψ

của mỗi cửa là:
360
1
360
52
=
×
=
ψ
Hệ số thời gian mở cửa của một vùng lò:
3603600
52 zz
z
=
××
=
ψ
trong đó: z – số cửa quan sát trong vùng.
φ
– hệ số màng ngăn, xác định căn cứ theo Bảng 6.1: Hệ số màng ngăn

φ
[2].
• Lượng nhiệt mất theo khí lò khi mở cửa:
Ở các lò có chế độ áp suất dương, khi mở cửa lò (hoặc các lỗ quan sát, khe hở) sẽ có
lượng khí lò rò qua cửa ra môi trường ngoài và làm mất đi một lượng nhiệt.
ψ
××××=
08
28,0 VtCQ
kk
, W (2.38)
Trong đó:
kkk
itC =×
- entanpi của sản phẩm cháy (khí lò) nơi mở cửa, kL/m
3
;
0
V
- lượng khí rò qua cửa (lỗ quan sát) ở điều kiện tiêu chuẩn, m
3
/h;
ψ
- hệ số thời gian mở cửa.
Giá trị
0
V
được tính như sau:
3600
273

1
0
×
+
′
+
=
k
tt
t
VV
V
, m
3
/h (2.39)
Trong đó:
t
V
- lượng khí lọt qua cửa đứng (H >>B), m
3
/s;
t
V
′
- lượng khí lọt qua cửa nằm, (B >>H), m
3
/s;
k
t
- nhiệt độ khí tại chỗ mở cửa,

o
C.
Khi cửa nằm:
( )
k
kkk
t
gH
HBV
ρ
ρρ
µ
−
=
′
2
Khi cửa nằm:
( )
k
kkk
t
gH
HBV
ρ
ρρ
µ
−
=
2
3

2
Trong đó: H – chiều cao phần cửa mở, m;
B – chiều rộng cửa, m;
µ
– hệ số lưu lượng phụ thuộc chiều dày tường lò và kích thước cửa.
19
TÀI LIÊU THAM KHẢO TK Lò Công nghiệp
µ
= 0,82 khi
T
∑
δ
> 3,5 ÷ 4 lần cạnh lớn nhất của cửa;
µ
= 0,62 khi
T
∑
δ
< 3,5 ÷ 4 lần cạnh lớn nhất của cửa.
Trong đó
T
∑
δ
- tổng chiều dày của lớp thể xây của tường lò, m.
kk
ρ
,
k
ρ
- khối lượng riêng của không khí ở môi trường ngoài lò và khí lò lọt qua

cửa có nhiệt độ khí tại vị trí cửa.
k
k
k
t
α
ρ
ρ
+
=
1
0
, kg/m
3
kk
kk
kk
t
α
ρ
ρ
+
=
1
0
, kg/m
3
g – gia tốc trọng trường, m/s
2
(g = 9,81 m/s

2
)
• Lượng nhiệt mất do sản phẩm cháy mang ra khỏi lò:
( )
3
09
10
×∑−=
ϕ
α
VBVtCQ
kk
, W (2.40)
Trong đó
k
C
- nhiệt dung riêng của sản phẩm cháy ở nhiệt độ khí ra khỏi lò, kJ/m
3
.
o
C, tra
theo Phụ lục II: Nhiệt dung riêng của các khí [1].
k
t
- nhiệt độ khói,
o
C.
α
V
- lượng sản phẩm cháy tạo thành khi đốt 1 đơn vị nhiên liệu ở điều kiện chuẩn,

m
3
/kg; m
3
/m
3
.
ϕ
0
V
∑
- tổng lượng khí lò lọt qua các cửa mở, m
3
/h.
• Lượng nhiệt mất do nung nóng các cơ cấu kim loại đỡ vật nung ở trong lò hoặc di
chuyển qua lò:
( )
∑
′
−
′′
=
τ
ttCG
Q
PM
28,0
10
, W (2.41)
Trong đó:

M
G
- khối lượng cơ cấu đỡ kim loại, kg;
P
C
- nhiệt dung riêng trung bình vật liệu chế tạo cơ cấu, kJ/kg độ; (Căn cứ Phụ
lục IX: Các đặc tính kỹ thuật nhiệt của vật liệu chịu lửa và cách nhiệt và Phụ
lục XI: Hàm nhiệt (entanpi) của sắt và thép cacbon, kJ/kg [2]).
t
′
,
t
′′
- nhiệt độ ban đầu và cuối của cơ cấu trong quá trình nung, oC;
∑
τ
- tổng thời gian nung, h.
• Lượng nhiệt mất do nước làm nguộc các kết cấu lò:
20
TÀI LIÊU THAM KHẢO TK Lò Công nghiệp
Các kết cấu lò được làm nguội bằng nước thường gặp trong lò nung liên tục nung hai
mặt như: các ống đỡ phôi nung dọc lò, các trụ đỡ phôi ở vùng nung dưới hoặc các khung cửa,
nắp cửa ra vào liệu. Lượng nhiệt này bằng tổng lượng nhiệt của các kết cấu cộng lại:
∑
×=
bb
FqQ
11
, W (2.42)
Trong đó:

b
q
- lượng nhiệt mất ứng với đơn vị diện tích, căn cứ theo Bảng 6.2. Lượng nhiệt
mất mát do nước làm nguội một đơn vị kết cấu [2];
b
F
- diện tích bề mặt kết cấu cần làm nguội, m
2
.
• Nhiệt lượng mất do tường lò tích nhiệt: chỉ tính với các lò làm việc chu kỳ
( )
∑
−
×
′
−
′′
××
×=
τ
ρ
3
12
10
28,0
TTTTT
ttCV
Q
(2.43)
Trong đó:

T
V
- thể tích phần gạch xây được tích nhiệt, m
3
;
T
ρ
- khối lượng riêng của gạch xây, kg/m
3
;
T
C
- nhiệt dung riêng trung bình của khối gạch xây, J/kg.độ;
TT
tt
′′′
,
- nhiệt độ trung bình của gạch xây ở đầu và cuối chu kỳ công tác,
o
C;
∑
τ
- tổng thời gian của chu kỳ công tác, s.
TTT
ttt
∆=
′
−
′′
- hiệu nhiệt độ trung bình của gạch xây sau mỗi chu kỳ làm việc.

Trên cơ sở cân bằng các khoản nhiệt thu và nhiệt chi trong buồng lò ∑Q
thu
=∑Q
chi
, xác
định lượng tiêu hao nhiên liệu B.
1.1.1. Tính toán mỏ ðốt nhiên liệu khí
Thiết bị đốt nhiên liệu khí có nhiệm vụ chủ yếu là tổ chức quá trình cháy, đảm bảo chế
độ nhiệt, nhiệt độ và các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật để thỏa mãn yêu cầu công nghệ trong lò. Để
thực hiện mục đích trên thì mỏ đốt cần:
 Cấp và hỗn hợp nhiên liệu với không khí cần thiết
 Tiến hành cháy nhiên liệu trong lò;
 Tạo ngọn lửa đảm bảo yêu cầu truyền nhiệt thỏa mãn diễn biến quá trình công nghệ.
Các thiết bị ðốt nhiên liệu khí có 2 loại :
- Mỏ ðốt lồng ống : không khí và khí ðốt xáo trộn bên ngoài mỏ ðốt
- Mỏ ðốt tự hút : không khí và khí ðốt ðýợc hỗn hợp và xáo trộn ngay bên trong mỏ ðốt,
trýớc khi ðýợc thổi vào buồng lò.
21
TÀI LIÊU THAM KHẢO TK Lò Công nghiệp
Cãn cứ theo nhiệt trị của nhiên liệu, các mỏ ðốt này chia thành 3 loại chính :
- Dùng cho khí có nhiệt trị cao (11000 ÷ 35500 kJ/m
3
hay 2400 ÷ 8500 kcal/m
3
).
- Dùng cho khí có nhiệt trị thấp.
- Dùng cho không khí và khí ðýợc nung trýớc.
Về phương diện kết cấu, người ta phân chia làm 2 loại chính :
Mỏ đốt tự hút có một ống dẫn trong đó chỉ có một đường ống dẫn khí đốt, không khí cần
cho sự cháy nhiên liệu thì được hút vào nhờ sức hút của dòng khí đốt qua một khe hẹp bao

quanh ống dẫn khí đốt và một cơ cấu có thể điều chỉnh khe hẹp này tùy theo lượng không khí
cần nhiều hay ít. Mỏ đốt này thường làm việc với không khí lạnh và thường dùng cho các lò
có nhiệt độ thấp, trung bình và kích thước nhỏ
Mỏ đốt tự hút có 2 ống dẫn, trong đó có 2 đường ống : một dùng để dẫn khí đốt, một
dùng để dẫn không khí. Loại mỏ đốt này sử dụng không khí được nung nóng trước, với hệ số
không khí dư từ 1,03 ÷ 1,05. Mỏ đốt 2 ống dẫn được dùng nhiều trong các lò kích thước lớn,
nhiệt độ cao, sử dụng nhiên liệu là khí lò cao hoặc hỗn hợp khí lò cao và khí lò cốc.
(1) Đường ống dẫn khí đốt (2)Đường ống dẫn không khí
(3) Ống hỗn hợp
(4) Ống loe
(5) Nước làm nguội
Hình 2-1. Mỏ đốt tự hút có 2 ống dẫn
Trong mỏ đốt một ống dẫn, khí đốt có áp suất cao qua đường dẫn (1) phun ra đầu miệng
phun với tốc độ lớn, tạo nên vùng chân không xung quanh miệng ống phun, hút không khí từ
bên ngoài vào qua khe hở (3). Khí đốt và không khí tiếp tục được hòa trộn trong ống (4), qua
ống khuếch tán (5) và miệng mỏ đốt vào buồng lò để thực hiện quá trình cháy. Lượng không
22
TÀI LIÊU THAM KHẢO TK Lò Công nghiệp
khí được điều chỉnh nhờ thay đổi khe hở (3) khi dịch chuyển cơ cấu (2). Tốc độ hỗn hợp ở
miệng ra mỏ đốt từ 20 – 30 m/s.
(1) Đường dẫn khí đốt (2) cơ cấu điều chỉnh
(3) Đường ống dẫn khí (4) Ống hỗn hợp
(5) Ống loe (6) Miệng mỏ đốt
Hình 2-2. Mỏ đốt một ống dẫn
Việc tính toán mỏ đốt nhằm xác định hai thông số chủ yếu là miệng phun khí đốt và
kích thước đường ống dẫn khí. Trên cơ sở hai thông số trên có thể xác định các kích thước
khác của mỏ đốt hoặc chọn mỏ đốt có kích thước tương tự.
Việc tính toán có thể thực hiện bằng 2 cách: tính toán lý thuyết hoặc sử dụng bảng và đồ
biểu.
Tính toán lý thuyết dựa trên cơ sở lý thuyết dòng chảy tự hút.

Hình 2-3. Sơ đồ tính toán mỏ đốt tự hút một ống dẫn
Độ chân không ở đầu ống hỗn hợp được xác định theo công thức :
2
11
2
11
2
1
Aff
p
−=
∆
ωρ
( )
0
02
4
2
)3(0
12
1
Ψ+
Ψ
+∑+−=∆
fpppp
hhhhttk
ωρ
(2.44)
Trong đó :
k

p
- áp suất tĩnh của môi trường mà dòng phun phun vào (áp suất tĩnh của lò),
N/m
2
;
23
TÀI LIÊU THAM KHẢO TK Lò Công nghiệp
0
p
- áp suất tĩnh của môi trường mà dòng phun xuất phát (áp suất không khí bị
hút vào), N/m
2
;
0
pp
k
−
- độ chênh áp hay hiệu áp suất ;
tt
p
∑
- tổng tổn thất áp suất tĩnh trong ống dẫn không khí đến tiết diện 0 – 0 và
sau ống loe ở khu vực hỗn hợp, N/m
2
;
hh
ρ
và
)3(hh
ω

- khối lượng riêng và tốc độ của hỗn hợp ở cuối ống hỗn hợp,
kg/m
3
và m/s ;
3
2
4
F
F
f
=
- tỷ số diện tích tiết diện ngang của đầu và cuối ống loe ;
0
Ψ
- bội số thể tích phun ở điều kiện tiêu chuẩn, m
3
/m
3
.
2
1
0
o
o
ρ
ρ
ω
=Ψ
ω
- giá trị bằng số của L

o
, chỉ lượng không khí càn thiết để đốt cháy 1 kg khí đốt
theo tính toán lý thuyết sự cháy của nhiên liệu, kg/kg ;
1o
ρ
,
2o
ρ
- khối lượng riêng của không khí và khí đốt ở điều kiện tiêu chuẩn,
kg/m3.
0
0
2
4
2
)3(2
12
1
Ψ+
Ψ
=
fp
hhhhđ
ωρ
- Áp suất động của hỗn hợp khí khi ra khỏi ống loe
1
ρ
,
1
ω

- khối lượng riêng và tốc độ thoát của khí đốt khi giãn nở khí đến áp suất
tĩnh trong ống hỗn hợp, kg/m
3
và m/s
2
11
ωρ
- đặc trưng cho động năng ban đầu của khí đốt ;
2
1
1
F
F
f
=
- tỷ số giữa tiết diện ngang của miệng ra vòi phun khí và tiết diện
ngang của ống hỗn hợp, m
2
/m
2
.
A – số không thứ nguyên, xác định theo công thức :
( )















−
−








Ψ+
Ψ
×−−
Ψ+
Ψ









−+Ψ++=
2
22
2
0
0
2
1
2
10
0
2
4
11
2
2
0
1
2
1
1
2
1
2111 f
k
f
T
T
f
T

T
A
c
hho
o
o
ohh
o
ohh
o
ohh
ρ
ρ
η
ρ
ρ
ρ
ρ
ρ
ρ
(2.45)
Trong đó :
1
T
T
hh
- tỷ số nhiệt độ tuyệt đối của hỗn hợp khí và khí đốt;
2
T
- nhiệt độ tuyệt đối của không khí, K;

3
2
4
F
F
f
=
. Khi mỏ đốt không có ống loe,
2
F
=
3
F
,
4
f
= 1,
η
= 0.
c
k
- hệ số trở lực trên đường dẫn không khí từ tiết diện 0 – 0 đến 1 – 1.
c
k
= 0,15
÷ 0,25;
η
- hệ số phục hồi áp suất tĩnh trong ống loe,
( )
2

4
2
4
11 ff
−−−=
ξη
ξ
- hệ số trở lực của ống loe.
ohh
ρ
- khối lượng riêng của hỗn hợp ở điều kiện chuẩn, kg/m
3
24
TÀI LIÊU THAM KHẢO TK Lò Công nghiệp
0
1
2
0
1
1
1
Ψ+
Ψ+
=
o
o
o
ohh
ρ
ρ

ρ
ρ
hh
T
- nhiệt độ của khí hỗn hợp
0
1
2
1
2
0
1
1
1
Ψ+
Ψ+
=
T
T
C
C
T
T
hh
1
2
C
C
- tỷ số nhiệt dung của không khí và khí đốt.
Trên cơ sở công thức A, trường hợp cho trước bội số thể tích phun

0
Ψ
và các thông số
vật lý của khí đốt, không khí, ta tính được động năng yêu cầu của khí đốt. Trường hợp cho
trước kích thước ống phun có thể kiểm tra được điều kiện làm việc của mỏ đốt.
Phương pháp tính theo bảng và đồ biểu
Hình 2.16 xây dựng cho trường hợp d
mr
= 100mm. khi mỏ đốt có d
mr
≠ 100mm thì năng
suất (hay lưu lượng khí đốt vào mỏ đốt) lấy từ hình phải nhân với hệ số hiệu chỉnh k (bảng
2.16).
Hình 2-4. Quan hệ giữa năng suất mỏ đốt (có đường kính miệng ra
d
mr
= 100mm) với áp suất khí trước mỏ đốt kiểu H khi hệ số α = 1,05.
Bảng 2-4. Hệ số hiệu chỉnh k
25