Công nghệ sản xuất khí than là công nghệ chuyển đổi các nguồn nhiên liệu có nguồn gốc cacbon về dạng khí, vừa tiết kiệm vừa bảo vệ môi trường, là nguồn năng lượng xanh trong tương lai. Bài báo cáo được nhóm thực hiện trên cơ sở lý thuyết, nếu có sai sót mong nhận được sự thông cảm của đọc giả, xin chân thành cảm ơn
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC VÀ THỰC PHẨM Báo Cáo Môn Học Công Nghệ Sản Xuất Các Hợp Chất Vơ Cơ CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT KHÍ THAN GVHD : TS Võ Thị Thu Như SVTH : Mã Nguyên Dương Trịnh Bảo Tín Đào Vũ Nhật Hạ Vũ Minh Triết Nguyễn Thị Tú Linh Phạm Thành Trung Nguyễn Thanh Phú TP Hồ Chí Minh, ngày 12 tháng 10 năm 2021 Phân cơng nhiệm vụ Họ Tên Thuyết trình Tiểu luận PPTX Đánh giá Mã Nguyên Dương Chương Nội dung Mục 2.5 Tốt Nội dung Mục 2.3 Tốt Nội dung Tổng hợp Mục 2.4 Tốt Nguyễn Thị Tú Linh Nội dung Mục 1.1 Mục 1.2 Tốt Trịnh Bảo Tín Nội dung Tổng hợp Mục 2.1 Mục 2.5 Tốt Vũ Minh Triết Nội dung Chương Mục 2.2 Tốt Nội dung Mục 1.3 Mục 2.6 Tốt Đào Vũ Nhật Hạ Nguyễn Thanh Phú Phạm Thành Trung Chương Chương CHẤT ĐỐT HIỆN NAY CHƯƠNG 1: THAN ĐÁ – CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT KHÍ THAN 1.1 Tổng quan than đá 1.2 Ảnh hướng – Giải pháp cho việc sử dụng than đá 1.3 Giới thiệu chung cơng nghệ khí hóa than CHƯƠNG 1: THAN ĐÁ – CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT KHÍ THAN 04 01 Tổng quan than đá 02 Nguồn than đá giới 01 02 03 04 Ứng dụng than đá 03 Nguồn than đá Việt Nam THAN ĐÁ Có nguồn gốc sinh hóa từ q trình trầm tích thực vật Điều kiện Tạo thành than Phân hủy Các lớp trầm tích bị chơn Sự gia tăng nhiệt độ, áp suất, cộng với điều kiện thiếu ôxy nên thực vật Thực vật chứa lượng lớn cellulose, hợp chất chứa C, O, H bị phân hủy phần Hydro ơxy tách dạng khí, để lại khối chất giàu cacbon than Ở giai đoạn tùy thuộc điều kiện nhiệt độ, áp suất, thời gian v.v… mà tạo thành dạng than khác Nguồn than đá giới Năm 2017 1.035.012 triệu khai thác 134 năm với mức sản lượng năm 2017 7.724 triệu Hình Phân bố trữ lượng than giới Trữ lượng than antraxit bitum 718.310 triệu (chiếm 69,4%) Tập trung chủ yếu Bắc bán cầu Trữ lượng than ábitum than non (lignite) 4/5 thuộc Trung Quốc, Hoa Kỳ, Liên Bang Nga, Ukraine, Cộng hòa Liên Bang Đức, Ấn Độ, Australia, Ba Lan 316.702 triệu (chiếm 30,6%) Nguồn than đá Việt Nam Than đá Là nguồn lượng chiếm tỷ trọng cao cấu sử dụng lượng truyền thống Bao gồm Than Antraxit, Than Mỡ, Than Á Bitum, Than Nâu Than Bùn Hình Mỏ than Quảng Ninh Mỏ than Quảng Ninh Khai thác vào năm 1839, mỏ than quan trọng bậc nhất, với trữ lượng lên tới 10,5 tỷ thăm dò 3.5 tỉ chiếm khoảng 67% sản lượng than Mỏ than đồng sơng Hồng Hình Bản đồ địa chất bể than Sông Hồng Trữ lượng lên tới 200 tỉ than nằm sâu 2500m nằm bên Đồng Bắc Bộ có lượng nước ngầm lớn, dễ xảy tình trạng sụt lún nên gây khó khăn cho việc khai thác than theo phương thức truyền thống ỨNG DỤNG CỦA THAN ĐÁ Nhiên liệu cấp nhiệt lượng ngành công nghiệp Trong ngành nhiệt điện, tổng sản lượng than đá tiêu thụ để sản xuất điện hàng năm giới chiếm khoảng 32% nước ta lên đến 68% Ứng dụng ngành công nghiệp nhiên liệu khí đốt Khí gas sau đốt nén sử dụng cho mục đích sinh hoạt; than hóa lỏng chuyển đổi thành nhiên liệu tổng hợp có tính chất tương tự xăng dầu diesel Trong lĩnh vực y tế, mỹ phẩm Hình 4: Biểu đồ thể sản lượng tiêu thụ than đá công nghiệp Ảnh hưởng – Giải pháp cho việc sử dụng than đá 10 2.6 CÁC QUY TRÌNH PHỤ Hình 30 Sơ đồ quy trình phụ trợ Co/ Water shift gas Nền Fe: 300-500OC 100ppmv H2S Catalyst Nền Cu –Zn – Al: 200-270OC; 0.1ppmv H2S Co/ Water shift gas Hơi nhiệt 300-360OC Làm nguội 45% mol CO 54 bar Xúc tác Hồn lưu nhiệt Hình 31 Quy trình chuyển hóa CO bão hịa – khơng bão hịa Sulfur recovery Sulfur recovery: Claus Process 1000 1200 OC 200 -300OC S8 Hình 32 Quy trình Claus Sulfur recovery 25-30%mol H2S Hình 33 Đầu đốt Oxygen Claus Sulfur recovery: Hydrogenation and Absorption Sử dụng xúc tác (thơng thường Nickel) để chuyển hóa tất hợp chất chứa lưu huỳnh thành H2S Sau đưa đưa qua phận tẩy amine (Amine gas treating) để loại bỏ khí H2S Sau đưa qua phận rửa MDEA đưa vào đầu vào quy trình Claus Hình 34 Thiết bị rửa Amine Sulfur recovery: Subdewpoint Processes chế độ hoạt động Hấp phụ - tái tạo Hình 35 Quy trình điểm sương CHƯƠNG 3: KINH TẾ VÀ MƠI TRƯỜNG KINH TẾ & MÔI TRƯỜNG 56 3.1 MÔI TRƯỜNG 01 Giảm thiểu đáng kể phát thải SOx, NOx hạt vật chất đốt nhiên liệu 02 Loại bỏ lượng lưu huỳnh có than dạng H2S 03 04 Lượng nitơ hữu than cao đốt phần bị oxy hóa thành NOx loại bỏ khỏi khí thải Sự khử cacbon Giải vấn đề hiệu ứng nhà kính phát thải CO2 57 ẢNH HƯỞNG TỪ NƯỚC THẢI KHÍ HĨA THAN Công nghiệp than cần tiêu thụ môt lương lớn nước xả thải gây ô nhiễm đất nguồn nước xung quanh nhà máy Thành phần hóa học nước thải khí hóa than phức tạp chứa nhiều chất hữu cơ, vô hợp chất Chất ô nhiễm thường chiếm 60 – 80% nhu cầu oxy hóa q trình khí hóa Hầu hết chất gâu độc hại, đột biến, ung thư,… để lại tác dụng phụ lâu dài 58 Số liệu nước thải khí hóa than điển hình Hợp chất Nồng độ (mg/L) Hợp chất Nồng độ (mg/L) Phenol 2000 Indene 50 Resorcinol 1000 Indol 50 Catechol 1000 – methylresprcinol 50 Acetic acid 400 – naphthol 50 o – cresol 400 2, 3, – trimethylphenol 50 p – cresol 250 – methylquinoline 40 3, – xylenol 250 3, – xylenol 40 2, – xylenol 250 – ethylphenol 30 Pyridine 120 Aniline 20 Benzoic acid 100 Hexanoic acid 20 – ethylpyridine 100 – naphthol 20 – methylpyridine 100 Quinoline 10 Acetophenone 50 Naphthalene – indanol 50 Anthracene 0.2 Bảng Bảng số liệu nước thải khí hóa than điển hình 59 3.2 KINH TẾ 01 Sử dụng khí hóa tích hợp để tạo NH3 để sản xuất phần ure 02 Khí hóa than tích hợp tạo hiệu khí hóa cao giúp giảm chi phí phát điện dùng turbin khí để phát điện 03 Chi phí đầu tư sản xuất lớn gấp đơi so với CN Reforming khí tự nhiên nước 60 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]- Trần Hồng Côn, Nguyễn Trọng Uyển, Cơng nghệ hố học vơ cơ, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, 2005 [2]- Chris Higman , Maarten vander Burgt (2003) , Gasification [3]- Ke Liu, Zhe Cui, Thomas H Fletcher (2009) Coal Gasification Ke Liu, Chunshan Song, Velu Subramani Hydrogen and Syngas Production and Purification Technologies (156-166) John Wiley and Sons [4]- David A Bell, Brian F Towler, Maohong Fan Coal Gasification and Its Applications Elsevier [5]- Ronald W Breault (2010) Gasification Processes Old and New: A Basic Review of the Major Technologies Special Issue Coal Gasification and Liquefaction [6]- Beychok, M.R., Coal gasification and the Phenosolvan process, American Chemical Society 168th National Meeting, Atlantic City, September 1974 [7]- Hanapal SS, Annamalai K, Sweeten J, Gordillo G, (2011), “Fixed bed gasification of dairy biomass with enriched air mixture” Appl Energy [8]- Các tài liệu khác internet 61 62 ... 2. 5 SẢN XUẤT KHÍ THAN ƯỚT VÀ KHÍ THAN KHƠ 2. 4 CƠNG NGHỆ KHÍ HĨA THAN 2. 1 QUY TRÌNH SẢN XUẤT 2. 2 XỬ LÝ NGUN LIỆU 2. 3 Q TRÌNH KHÍ HĨA 22 2. 1 QUY TRÌNH SẢN XUẤT Hình 11 Sơ đồ cơng nghệ khí hóa than. .. người ta thu loại khí than khác 02 02 Khí than khơ Khí than ướt Khí than hỗn hợp 2. 5.1 Sản xuất khí than khơ Khí than khơ hỗn hợp khí thu sau thổi khơng khí qua lị gas với lớp than nun nóng đỏ... DỤNG CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT KHÍ THAN 01 02 03 Nguyên liệu để sản xuất Amoniac, Methanol Xử lý rác thải sinh hoạt Tạo điện thông qua IGCC 21 CHƯƠNG 2: QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT KHÍ HĨA THAN 2. 6 QUY