Improvement Design and Development of Rotary Kilns for Trash Infection

Abstract

This study aimed for incinerator improvement and development design to achieve high efficiency of incineration for disposal of infectious waste which comprised various composites. Chamber#1 of the incinerator was designed in a horizontal cylinder shape with 40 centimeters diameter and 450 centimeters long. The chamber was positioned at a 5 degree slope down to allow waste movement all the time during the burning process. The combustion time was also controlled. Liquefied petroleum gas was used as combustion gas with a fuel utilization rate of 40-50 liter/hour. The designed incinerator is called a small stove with incineration efficiency at 100 Kilograms/hour and the combustion less than 50 tons/day.

The results showed that the burning efficiency of the rotary waste incinerator was affected by several parameters include the temperature in the combustion chamber#1 and the speed of its rotary kiln. The temperature of 800 oC and the speed of 0.8 rpm/min displayed the highest efficiency for burning waste at 92.02% while the amount of air pollution also affected. The amount of carbon monoxide (CO), nitrogen dioxide (NO2) and sulfur dioxide (SO2) was increased when the burning temperature falls in the range of 700-900 oC and the rotary kiln’s speed of 0.6-1.0 rpm/min, however, these amounts still lower than the standard threshold of United States Environmental Protection Agency (US EPA). Taken together, we found that the efficiency of a waste incinerator after improvement was better than the former model around 15%.

จุดประสงค์ของงานวิจัยนี้เป็นการปรับปรุงออกแบบและพัฒนาเตาเผาขยะแบบหมุนให้มีประสิทธิภาพในการเผาไหม้สูงเพื่อกำจัดมูลฝอยติดเชื้อที่มีองค์ประกอบหลากหลายและทำการทดลองเพื่อประเมินสมรรถนะของการใช้งานของเครื่องเตาเผาโดยได้คำนวณประสิทธิภาพการเผาทำลายขยะที่ออกแบบ จากนั้นได้ทำการออกแบบห้องเผาไหม้ที่ 1 คือเตาเผาที่สร้างขึ้นเป็นรูปทรงกระบอกซึ่งเป็นท่อนอนยาว มีเส้นผ่าศูนย์กลาง 40 เซนติเมตร ความยาวของเตา 450 เซนติเมตร และเตาเผามีความลาดเอียง 5° เพื่อให้ขยะเกิดการเคลื่อนตัวขณะทำงานจะหมุนตลอดเวลาสามารถควบคุมระยะเวลาการเผาไหม้จึงจะสามารถทำปฏิกิริยาการเผาทำลายมูลฝอยติดเชื้อได้อย่างสมบูรณ์ ในงานวิจัยนี้ใช้เชื้อเพลิงแก๊ส LPG อัตราการใช้ 40-50 L/hr. ซึ่งเตาเผาที่ออกแบบมีประสิทธิภาพการเผาได้ 100 กิโลกรัมต่อชั่วโมง การเผาไหม้น้อยกว่า 50 ตัน/วัน ตามมาตรฐานเป็นเตาขนาดเล็ก

จากงานวิจัยนี้พบว่าตัวแปรที่มีผลต่อประสิทธิภาพการเผาทำลายของเตาเผาขยะแบบหมุนคือ อุณหภูมิในห้องเผาไหม้ที่ 1 800 องศาเซลเซียสและอัตราความเร็วรอบ 0.8 รอบต่อนาที ส่งผลทำให้มีประสิทธิภาพการเผาทำลายขยะสูงสุด 92.02% โดยตัวแปรทั้งสองนี้ส่งผลต่อปริมาณมลพิษทางอากาศ เมื่อระดับอุณหภูมิเพิ่มขึ้นในช่วง 700 เป็น 900 องศาเซลเซียส และอัตราความเร็วรอบเพิ่มขึ้นในช่วง 0.6 เป็น 1 รอบต่อนาที ส่งผลทำให้ปริมาณมลพิษทางอากาศของ CO, NO2, SO2 มีแนวโน้มการกระจ่ายตัวเพิ่มขึ้นแต่ก็มีค่าต่ำกว่าเกณฑ์มาตรฐานกำหนดของ (US EPA.) ส่วนการเปรียบเทียบประสิทธิภาพการเผาทำลายก่อนและหลังการปรับปรุงออกแบบพัฒนาของเตาเผาแบบหมุน พบว่าหลังการปรับปรุงออกแบบพัฒนาส่งผลทำให้มีประสิทธิภาพของการเผาทำลายขยะที่สูงกว่าก่อนการปรับปรุงออกแบบพัฒนาประมาณ 15%