document3

Dòng vào: Dòng ra:

CÂN BẰNG VẬT CHấT & MỒNG LƯƠNG

Mục đích của cân bằng vạt chất và năng lượng là:

^ Để định lượng những tổn thất vật liệu và năng lượng của quá trình sản

xuất.

^ Thể hiện số liệu nền cho tình hình sản xuất hiện tại của

công ty.

^ Để là cơ sở cho đề xuất các cơ hội SXSH.Để tiên hành cân bằng vạt chất và năng lượng cần phải xây

dựng được sơ đổ công nghê của quá trình sản xuất. Liệt kê được các thông số đầu vào và đầu ra của từng công đoạn, trên cơ sở đó để đo đạc nhằm lượng hoá các yêu tố liên quan đến quá trình.

Mô hình tổng quát của một quá trình nh sau:

- Nguyên liệu chính, nước, hơi nước, hoá chất, các chất phụ trợ,

- Năng lượng: nhiệt, điện, lạnh.

- Sản phẩm chính, sản phẩm phụ.

- Chất thải/tổn thất: nước thải, chất thải rắn, khí,

năng lượng,...

Nguyễn Đình Huán = 2 = ĐHBKĐN

Qiáx tTnk SAN XUÁT sạch hổn

Xét cho toàn bô các bước công nghê:I - CÂN BẰNG VẬT CHẤT

1/ ĐẶT VẤN ĐỂ:

Môt công cụ rất quan trọng cho tính toán định lượng các chất ô nhiễm di chuyển từ nơi này đến nơi khác, chuyển đổi các chất ô nhiễm từ trạng thái này sang trạng thái khác là định luật bảo toàn vật chất.

Môt

sơ đổ dòng vạt chất được bắt đầu với viêc phân tích hê thống:

+ Hê thống gổm những loại sản phẩm và các quá trình.

+ Ranh giới của hê thống.

+ Khoảng thời gian phân tích.

2/ CÂN BẰNG VẬT CHẤT:

Theo định luạt bảo toàn vạt chất, cân bằng khối lượng của môt quá trình được mô tả theo phương trình:

I A= I Bj

Trong đó:

A^ nguyên liêu được sử dụng.

Bj: sản phẩm và các vạt liêu thừa tạo ra trong quá trình.

Nếu kể cả năng lượng, thì ta có phương trình sau:

IA+1C = I Bj +1D



Trong đó:

Ck: năng lượng đầu vào và năng lượng tiêu tốn trong quá trình.

Dp: năng lượng trong sản phẩm và năng lượng sinh ra trong quá

trình.Nguyên liêu đầu vào, sản phẩm đầu ra có thể tổn tại ở nhiều

dạng khác nhau như: vạt liêu ở dạng rắn, lỏng và khí.

Năng lượng ở dạng: hoá năng, nhiêt năng, điên năng hoặc các dạng khác.

Vì vạy cần phải đo đạc khối lượng hoặc thể tích của nguyên liêu đầu vào và sản phẩm của quá trình.

Để thiết lạp cân bằng năng lượng cần đo nhiêt đô, đô ẩm, khối lượng và thể tích của đầu vào và đầu ra của môt quá trình.

Khi cân bằng vạt chất cần phải xét đến quá trình chuyển hoá. Thông qua sự chuyển hoá, vạt liêu được chuyển đổi thành sản phẩm mới với thành phần hoá học mới. Thành phần hoá học được biểu thị bởi hê số tỉ lượng các nguyên tố riêng biêt và đặc tính hoá học của các nguyên tố đó.

Do chi phí phân tích cao, nên khó đưa ra môt cân bằng hoàn chỉnh cho tất cả các nguyên tố có liên quan đến quá trình (ví các nguyên tố vết có tham gia vào quá trình chuyển hoá). Do vạy cần phải chọn môt vài nguyên tố cơ bản nhất để xác định.

ử Các bước phân tích dòng vật chất:

® Phân tích hê thống xác định danh mục các nguyên vạt liêu và sản phẩm.© Đo đạc khối lượng dòng vạt chất vào và ra tại một vài thời

Có thể mô phỏng sơ đổ cho bài toán cân bằng vạt chất của môt quá trình nh sau:



điểm trong một đơn vị thời gian hoặc một đơn vị khối lượng sản phẩm.

o Xác định nồng độ các nguyên tố đã lựa chọn tại một vài thời điểm (khối lượng/khối lượng hoặc khối lượng/thể tích).

© Tính toán dòng khối lượng nguyên tố từ các dòng sản phẩm và các phép đo đạc nồng độ của các chất.

© Báo cáo đầy đủ các kết quả.

XNL: nguyên liêu đầu vào.

XSPi: nguyên liêu phân bố cho sản phẩm i. kxi: hê số chuyển hoá:

Lkxi = 1.

3/ MỘT số PHƯƠNG PHÁP ĐE XÁC ĐỊNH CÂN BANG VẬT :

& Phương pháp 1:

Đo tất cả các vạt liêu ở dòng vào và dòng ra trong suốt khoảng thời gian vạn hành của quá trình. Đây là phương pháp tổng quát nhất và cũng tốn kém nhất.

& Phương pháp 2:

Chỉ đo những vạt liêu dễ tiếp cạn. Phương pháp này cho phép xác định cân bằng vạt chất của các quá trình mà không thể khảo sát toàn bộ bằng phương pháp đo đạc thực nghiêm.

& Phương pháp 3:

Sử dụng các thông tin sẵn có về các quá trình đã được khảo sát để mô tả dòng vạt chất đi qua một quá trình cha được khảo sát.

4/ CÁC NGUỒN THÔNG TIN CẦN THIẾT ĐE LẬP CÂN BANG VẬT CHẤT:

- Số liêu đo đạc, phân tích của các dòng vào, sản phẩm và các

ử Kết quả xác định cân bằng khối lượng:



dòng thải.


Qiáa trink SAN XUÁT SẠGH HỠN

- Các số liêu theo dõi mua bán nguyên liêu, hoá chất, sản

phẩm,...

- Số liêu theo dõi sản xuất hàng ngày.

- Kiểm kê nguyên liêu.

- Kiểm kê các nguồn thải.

- Làm sạch thiết bị.

- Các đặc tính của sản phẩm.

- Bảng tính cân bằng vạt chất khi thiết kế.

- Các số liêu ghi chép về sản xuất.

- Nhạt ký vạn hành.

- Qui trình vạn hành và các tài liêu hướng dẫn vạn hành.^ Yêu cầu các số liêu đưa vào cân bằng vạt chất phải tin cạy, chính xác và đặc trưng.

^ Các số liêu để thiết lạp cân bằng vạt chất có thể được ghi vào bảng theo mẫu biểu sau:

Mẫu biểu cân bằng vật chất:Côngđoạn

Dòng vào Dòng ra Dòng thải

Tén nguyên liệu Lương Tẽn nguyên liệu Lương Khí Lỏng Rắn

Công

doạn 1Nguyên liệu 1

Nguyên liệu 2 Nước

Hoá chất

Công

đoạn 2

Nguyên liệu 1

Nguyên liệu 2 Nước

Hoá chất

5/ LU ý KHI CÂN BẰNG VẬT CHẤT:

- Xác định đường biên / phạm vi cân bằng.

- Xác định các quá trình nằm trong miền cân bằng.

- Xác định dòng vạt chất / thông số cân bằng.

- Khung thời gian cân bằng: 1giờ, 1 mẻ, 1 ca, 1 ngày,...

- Xác định đơn vị sử dụng: kg; kg/thời gian;...

- Chú ý trọng lượng vạt chất không đưa vào liên tục như nước

rửa.



Nhiẽn liệu

Không khí

Nước

V V Xỉ Xả

đáy

Hơi nước

Các tổn thất nhiệt gổm:

- Trong khói lò.

- Trong xỉ, nước xả đáy.

6/ CÁC Mức CÂN BẰNG VẬT CHẤT:

- Cân bằng tổng thể: dòng vào & ra cho toàn bô nhà máy.

- Cân bằng cho từng công đoạn theo trình tự của quá trình.- Cân bằng cho 1 thiết bị chính để xác định những tổn thất có thể tránh được.

- Cân bằng cấu tử (chất đặc trng cho dòng).

- Phương pháp xác định tổn thất trong trờng hợp định lượng dòng thải khó.

II - cÂn BẰNG NÃNG L—ỢNG

Lạp cân bằng năng lượng phức tạp hơn so với cân bằng vạt liêu. Kết quả được thể hiên ở đây có thể bao gồm:

- Tính toán năng lượng đầu vào(nhiên liêu và điên năng).

- Tính toán các tổn thất (tổn thất nồi hơi, tổn thất từ hê thống phân

phối hơi,...).

Cần phải trình bày các đo đạc và giải thích sự ước lượng trong phần phụlục.

Thông thường, xác định năng lượng dựa trên cơ sở xem xét các dạng tổn thất năng lượng:

- Tại dây chuyền sản xuất.

- Tại các thiết bị cung cấp năng lượng(lò hơi, máy nén khí,

thiết bị lạnh,...).

- Hiêu quả sử dụng năng lượng.

Ví dụ: nồi hơi



- Độ ẩm trong nhiên liêu.

- Độ ẩm trong không khí.

- Do không cháy hết CO trong khói.

- Do đối lưu và bức xạ.

1/ ĐỊNH LUẬT NHIỆT ĐỘNG HỌC THỨ NHẤT:Năng lượng không thể tự sinh ra cũng không thể tự mất đi.

Năng lượng có thể chuyển đổi dạng trong bất kỳ quá trình nào.

Ví dụ: quang năng ^ điên năng ^ cơ năng ^ nhiêt năng.

Năng lượng vào = Năng lượng ra + Năng lượng biến thành nôi năng.

Sự biến đổi nôi năng trong một chất nào đó có trọng khối là m sẽ làm biên đổi nhiệt độ của chất đó ÀT:

Biến đổi nội năng = m.C. ÀT

C: tỉ nhiệt của chất, là lượng nhiệt cần thiết để nâng 1 đơn vị khối lượng chất đó lên 1oC. [kcal/kgoC], [kJ/kg°C],

2/ ĐỊNH LUẬT NHIỆT ĐỘNG HỌC THỨ HAI:Không thể có một thiết bị máy móc nào đạt được hiệu suất

100%, bao giờ cũng có một phần tổn thất năng lượng.

Ví dụ: trong nhà máy nhiệt điện, động cơ nhiệt sẽ tiếp nhân nhiệt từ nguồn có nhiệt độ cao (lò hơi), biến một phần nhiệt đó thành công (phát điện) và thải một phần nhiệt qua hệ thống nước làm mát với nhiệt độ thấp hơn rồi thải nhiệt ra sông hay vào khí quyển. Hiệu quả sử dụng năng lượng của nhà máy nhiệt điện về cơ bản phụ thuộc vào nhiệt độ nguồn cấp nhiệt và nhiệt độ nước làm mát thải nhiệt.


Giao trink SAN XUÁ'T SẠGH HỔN

TTheo kết quả nghiên cứu cho thấy: nmax = 1-

Th

Ta thấy, do Tc không thể bằng 0 nên hiêu suất không thể đạt 100%.

document3

Food