Nghiên cứu hệ thống phát điện từ phế thải nông nghiệp (cây lúa) tỉnh kiên giang

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ TRẦN THẾ THANH NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG PHÁT ĐIỆN TỪ PHẾ THẢI NÔNG NGHIỆP (CÂY LÚA) TỈNH KIÊN GIANG NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN SKC007488 Tp Hồ Chí Minh, tháng 10/2017 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ TRẦN THẾ THANH NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG PHÁT ĐIỆN TỪ PHẾ THẢI NÔNG NGHIỆP (CÂY LÚA) TỈNH KIÊN GIANG NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN – 6052020 Hướng dẫn khoa học: PGS.TS LÊ CHÍ KIÊN Tp Hồ Chí Minh, tháng 10 năm 2017 Luận văn thạc sĩ GVHD: PGS.TS Lê Chí Kiên LÝ LỊCH KHOA HỌC I LÝ LỊCH SƠ LƯỢC: Họ & tên: Trần Thế Thanh Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 07/11/1982 Nơi sinh: Kiên Giang Quê quán: Nam Định Dân tộc: Kinh Chỗ ở: Số 255, Ấp kinh 4A, xã Tân Hiệp A, huyện Tân Hiệp, tỉnh Kiên Giang Điện thoại: 0903529768 E-mail: thethanh022014@gmail.com II QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO: Trung cấp: Đại học: Hệ đào tạo: Khơng quy Thời gian đào tạo từ tháng 10/2003 đến tháng 10/2008 Nơi học (trường, thành phố): Trường Đại học Bách khoa Tp Hồ Chí Minh Ngành học: Điện – Điện tử (Điện Năng) Tên đồ án, luận án môn thi tốt nghiệp: Tính tốn cung cấp điện xí nghiệp cao su 30/04 Bình Long Ngày & nơi bảo vệ đồ án, luận án thi tốt nghiệp: Năm 2008 Trường Đại học Bách khoa Tp Hồ Chí Minh III Q TRÌNH CÔNG TÁC CHUYÊN MÔN KỂ TỪ KHI TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC: Thời gian Từ tháng 5/2009 đến HVTH: Trần Thế Thanh Nơi công tác Điện lực Giống Riềng – Công ty Điện lực Kiên Giang i Công việc đảm nhiệm Cán kỹ thuật Luận văn thạc sĩ GVHD: PGS.TS Lê Chí Kiên LỜI CAM ĐOAN Tơi cam đoan cơng trình nghiên cứu tơi Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác Kiên Giang, ngày tháng 10 năm 2017 Người cam đoan Trần Thế Thanh HVTH: Trần Thế Thanh ii Luận văn thạc sĩ GVHD: PGS.TS Lê Chí Kiên LỜI CẢM ƠN Kính gửi lời cảm ơn đến tất người thân gia đình đồng nghiệp động viên, ủng hộ tạo điều kiện tốt dành cho tơi q trình học tập nghiên cứu Tôi xin chân thành cảm ơn thầy PGS.TS Lê Chí Kiên tận tình hướng dẫn cho tơi thời gian thực luận văn Tôi xin gửi lời cảm ơn đến tất Thầy/Cô giảng dạy Khoa Điện – Điện tử Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thành phố Hồ Chí Minh tận tâm giảng dạy giúp đỡ tơi hồn thành tốt chương trình học tập Tp.HCM, ngày tháng 10 năm 2017 Người Viết Trần Thế Thanh HVTH: Trần Thế Thanh iii Luận văn thạc sĩ GVHD: PGS.TS Lê Chí Kiên TÓM TẮT Việc nghiên cứu thiết kế tạo hỗn hợp Biogas – khơng khí để chạy động diesel kéo máy phát điện Việc tận dụng nguồn lượng chỗ cho sản xuất giúp cho người dân tiết kiệm chi phí sản xuất, làm giảm giá thành sản phẩm, tăng thu nhập cho người dân, góp phần đẩy mạnh cơng cơng nghiệp hóa, đại hóa nơng nghiệp nơng thơn, đảm bảo phát triển bền vững đất nước Sử dụng nhiên liệu Biogas để làm nhiên liệu chạy động Diesel giảm mức độ khí thải CO, H2S, NOX… góp phần thực cơng ước quốc tế mơi trường mà Việt Nam cam kết tham gia Tìm giải pháp cho vấn đề sử dụng nguồn nhiên liệu Biogas mà lãng phí, tránh gây khó khăn cho việc cất giữ ngun liệu Trong đề tài chọn phương án thiết kế lưỡng nhiên liệu dầu Biogas, dây phương án dùng hai loại nhiên liệu dầu Biogas, chuyển đổi nhiên liệu khóa hệ thống nghiên liệu Mặc dù nhiên liệu Biogas hịa trộn tốt hơn, cơng suất động giảm so với sử dụng nhiên liệu dầu, do: - Hệ số nạo động sử dụng nhiên liệu lớn động sử dụng Biogas, thể tích chứa nhiên liệu khí lớn nhiên liệu lỏng - Nhiệt trị thấp Qh nhiên liệu Biogas thấp nhiên liệu dầu chuyển động từ sử dụng nhiên liệu lỏng sang nhiên liệu khí, động không thay đổi vể mặt kết cấu lắp thêm hòa trộn nạp nguyên liệu nguyên thủy khơng tận dụng hết tính chất tốt nhiên liệu Do cần bổ sung điều tốc vào chuyển đổi nhiên liệu Gas để đảm bảo cho động kéo máy phát điện chạy Biogas làm việc ổn định chế độ tải khác HVTH: Trần Thế Thanh iv Luận văn thạc sĩ GVHD: PGS.TS Lê Chí Kiên ABSTRACT Design study of Biogas mixer generator - air to drive diesel generator pulls Utilizing local energy sources for production will help people save production costs, reduce production costs, increase incomes for people, and contribute to boosting industrialization Modernize rural agriculture, ensure the sustainable development of the country The use of biogas as diesel fuel will reduce CO, H2S and NOx… emissions, contributing to the implementation of the international convention on environment that Vietnam has committed to participate in Finding a solution to the problem of using the biogas fuel we are currently wasting, making it difficult to store this material In this thesis, we choose the design of fuel oil and biogas The wire is the method of using both fuel oil and biogas, we can convert the fuel by the lock on each system Although Biogas fuel mixes better, engine power is still lower than that of oil fuel, due to: - The scraper ratio uses more fuel than the biogas engine, because it contains more gas than liquid fuel - The lower Qh value of the Biogas fuel is lower than that of the oil fuel when the engine is moving from liquid fuel to gas fuel, the engine does not change the texture and the mixer is attached to the original feeder So not take full advantage of the good nature of the fuel It is therefore necessary to add a speed regulator to the gas fuel converter in order to ensure that biogas powered traction motors work stably at different load HVTH: Trần Thế Thanh v Luận văn thạc sĩ GVHD: PGS.TS Lê Chí Kiên MỤC LỤC LÝ LỊCH KHOA HỌC .i LỜI CAM ĐOAN .ii LỜI CẢM ƠN iii CÁC TỪ VIẾT TẮT ix DANH SÁCH CÁC HÌNH x DANH SÁCH CÁC BẢNG xii Chương .1 TỔNG QUAN 1.1.Tính cần thiết đề tài 1.2 Các kết nghiên cứu nước 1.3 Mục đích đề tài 1.4 Nhiệm vụ đề tài .8 1.5 Phương pháp nghiên cứu 1.6 Điểm đề tài .9 Chương 11 CƠ SỞ LÝ THUYẾT 11 2.1 Nguyên liệu Lignocellulose 11 2.1.1.Cấu trúc lignocellulose 11 2.1.2.Cellulose 12 2.1.3.Hemicellulose 14 2.1.4.Lignin 16 2.1.5.Các chất trích ly 19 2.1.6 Tro 20 2.2 Quá trình sản xuất ethanol từ rơm rạ 21 2.2.1.Tổng quát 21 2.2.2.Tiền xử lý 21 2.2.2.1 Các phương pháp tiền xử lý hóa học: 23 2.2.2.2 Các phương pháp tiền xử lý học 24 2.2.2.3 Nổ nước (Steam explosion) 24 2.2.2.4 Ezyme cellulase .26 2.2.2.5 Cơ chế trình thủy phân 31 2.2.2.6 Các yếu tố ảnh hưởng trình thủy phân .36 Chương 3: 41 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG MÁY PHÁT ĐIỆN SỬ DỤNG BIOGAS 41 HVTH: Trần Thế Thanh vi Luận văn thạc sĩ GVHD: PGS.TS Lê Chí Kiên + Hệ thống gồm : Van cơng suất với vịi phun đặt họng chế hịa khí ; Van khơng tải 11 với vịi ziclơ khơng tải 10 nối thơng với lỗ cấp khí đặt sau bướm ga ; Van làm đậm kiểu điện từ 12 với ziclơ làm đậm mắc song song với cụm 11, 10 ; Mạch điều khiển van điện từ 14 cung cấp điện chiều 12 volts thông qua cực 13 nhận tín hiệu từ máy phát điện thơng qua cực 13 nhận tín hiệu từ máy phát điện thông qua đầu nối 15 Hệ thống cung cấp dâu nguyên thủy động không thay đổi gồm chế hịa khí 7, khóa dầu 8, bướm gió khởi động 2, bướm ga điều khiển điều tốc thơng qua cánh tay địn + Nguyên lý hoạt động hệ thống : * Khi động chạy dầu, khóa gas cung cấp cho hệ thống vị trí đóng, khóa dầu mở, động hoạt động bình thường trước cải tạo * Khi chạy biogas, khóa dầu đóng, khóa gas mở - Khi động khởi động, van điện từ 12 vị trí đóng, độ chân khơng phía sau bướm ga lớn mở van không tải thông qua ziclơ không tải 10 cung cấp cho động lượng ga tối thiểu đảm bảo cho động làm việc chế độ khơng tải với số vịng quay động ổn định - Khi tăng tải, điều tốc động thơng qua tay địn 4, mở rộng dần bướm ga 5, lượng khơng khí vào động tăng dần, độ chân khơng họng tăng, thơng qua vịi phun mở van cơng suất cung cấp lượng biogas đủ lớn để động phát hết công suất - Khi tăng tải đột ngột, tốc độ động bị giảm tức thời khiến độ chân không họng chế hịa khí bị tụt, khơng đủ sức để mở lớn van công suất làm động bị lịm dần đến chết máy Để khắc phục tượng này, sử dụng điều tốc phụ gồm van điện từ 12 với mạch điều khiển 14 ziclơ làm đậm để cung cấp lượng biogas phụ đảm bảo cho động phát mô men động đủ lớn để thắng gia tăng đột ngột mô men cản Nguyên lý làm việc điều tốc phụ sau : Khi tăng mô men cản đột ngột, điện áp máy phát tụt xuống 200 volts Tín hiệu điện áp đưa vào mạch điều khiển 14, xung điều khiển cung cấp HVTH: Trần Thế Thanh 73 Luận văn thạc sĩ GVHD: PGS.TS Lê Chí Kiên cho cuộn dây van điện từ 12, van mở lượng ga phụ qua ziclơ cung cấp vào họng chế hịa khí, trì chế độ tốc độ ổn định động Khi điện áp máy phát tăng 200 volts, chế độ công tác động khống chế điều tốc nguyên thủy Điện áp tác động điều tốc phụ điều chỉnh nhờ biến trở mạch điện 14 5.2 Hướng phát triển đề tài Để hồn thiện hệ thống cung cấp khí biogas cho động tĩnh tải, cần bổ sung thêm điều tốc vào chuyển đổi nhiên liệu HVTH: Trần Thế Thanh 74 Luận văn thạc sĩ GVHD: PGS.TS Lê Chí Kiên TÀI LIỆU THAM KHẢO TIẾNG VIỆT [1] Cao Đình Khánh Thảo, Nghiên cứu thử nghiệm khả xử lý rơm rạ để lên men ethanol, Luận văn Đại học, Bộ môn Công Nghệ Sinh Học – Khoa Công Nghệ Hóa Học, 01/2017 [2] TS Nguyễn Thị Ngọc Bích, Kỹ thuật cellulose giấy, Nhà xuất Đại học Quốc gia Thành Phố Hồ Chí Minh, 2003 [3] Hồ Sĩ Tráng, Cơ sở hóa học gỗ cellulose, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật Hà Nội, trang 30 – 81 [4] TS Nguyễn Đức Lượng, Công nghệ enzyme, Nhà xuất Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh, 2001 [5] TS Nguyễn Đức Lượng, Cơng nghệ sinh học, Nhà xuất Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh, 2001 [6] Th.s Trịnh Hồi Thanh, Nghiên cứu trình xử lý rơm rạ để chế biến cồn nhiên liệu, Luận văn thạc sĩ, Bộ mơn Máy Thiết bị - Khoa Cơng nghệ Hóa học [7] Nguyễn Ngọc Quế, Trần Đình Thảo, Báo cáo tổng quan ngành hàng lúa gạo Việt Nam, Viện Chính sách Chiến lược Phát triển Nông Nghiệp Nông Thôn, 2005 [8] TS.Nguyễn Thế Bảo, TS Bùi Quyên, Điều tra quy hoạch dạng lượng địa bàn Tp Hồ Chí Minh, Sở Khoa học Cơng Nghệ Tp Hồ Chí Minh, 2001 TIẾNG NƯỚC NGỒI [9] Charles E.Wyman, Handbook on Bioethanol: Product and Utilization,taylor & Francis, 1996, p 119 – 285 [10] Hetti Palonen, Role of lignin in the enzymatic hydrolysis of lignocellulose, VTT Biotechnology, 2004, p 11 – 39 [11] M Roehr, The Biotechnology of ethanol classical and future application, Weinheim, WILY – VCH Verlag GmbH, 2001 HVTH: Trần Thế Thanh 75 Luận văn thạc sĩ GVHD: PGS.TS Lê Chí Kiên [12] Ilona Sárvári, Carl Johan Franzen, Mohammad J Taherzadeh, ClaesNiklasson, GunnaLiden, effect of Fufural on the Respiratory Metabolism of saccharomyces Cerevisiae in Glucose – limited Chemostats, American Scociety for Microbiology vol 69, 07/2004, p 4070 - 4086 [13] KeikhosroKarimi, GitiEmtiazi, Mohammad J Taharzadeh, Ethanol production from dilute – acid pretreated rice straw by simultaneous saccharification and fermentation with Mucorindicus, Rhiz0pus oryzae, Saccharomycer cerevisiae, Science Direct, Enzyme and microbial Technology 40, 2006, p 138 – 144 [14] Lonnie O Ingram, Joy B Doran, Conversion of cellulosic materials to ethanol, FEMS Microbiology Reviews, 1995 [15] Carlo N Hamelinck, Greertje van Hooijdonk, Andres PC Faaij, Ethanol from lignocellulosicbiomass: techno – economic performance in short, middle and long – term, Science Direct, Biomass and bioenergy 28, 2005, p 384 – 410 [16] M Clark Dale and Mark Moelhman, Enzymatic Simultaneous Saccharification and fermentation of biomass to ethanol in a pilot 130 liter multistage continuous reaction separator [17]Haagensen F., Ahring B K., Enzymatic hydrolysis and glucose fermentation of wet oxidized sugarcane bagasse and rice straw for bioethanol production, Environment Microbiology & Biotechnology Research Group, Technical University of Denmark [18] Seungdo Kim, Bruce E Dale, Global potential bioethanol production from waste crops, Science Direct, Biomass and Bioenergy 26, 2004, p 361 – 375 [19] Jeibing li, Gunnar Henriksson, Goran Gellerstedt, Lignin depolymerization/ repolymerization and its critical role for delininfication of aspen wood by steam explosion, Science Direct, Bioresource Technology 98, 2007, p 3061 – 3068 [20] Muhammad Ibrahim Rajoka, The enzymatic hydrolysis and fermentation of pretreated wheat straw and bagasse to ethanol, ATDF Journal Volume 2, Issue 2, p 29 – 35 HVTH: Trần Thế Thanh 76 Luận văn thạc sĩ GVHD: PGS.TS Lê Chí Kiên [21] GhasemNajafpour, HabibollahYounesi, Ku Syahidah Ku Ismail, Ethanol fermentation in an immobilized cell reactor, Science Direct, Bioresource Technology 92, 2004, p 251 – 260 [22] Luiz Pereira Ramous, The chemistry involved in the steam treatment of lignocellulosic materials, Quin Nova, 2003 [23] Karin Ohgren, Oskar Bengtsson, Marie F Gorwa-Grauslund, Simultaneous saccharification and co-fermentation of glucose and xylose in steam-pretreated corn stover at high fiber content with saccharomyces cerevisiae TMB 3400, Science Direct [24] JesperNorgard, Ethanol production from biomass – optimization of simultaneous saccharification and fermrntation with respect to stirring and heating, Department of Chemical engineering, Lund Institute of Technology HVTH: Trần Thế Thanh 77 NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG PHÁT ĐIỆN TỪ PHẾ THẢI NÔNG NGHIỆP (CÂY LÚA) TỈNH KIÊN GIANG Lê Chí Kiên(1,a); Trần Thế Thanh(2,b) Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp Hồ Chí Minh Học viên cao học Trường ĐHSPKT TP.HCM (a) kienlc@hcmute.edu.vn, (b)thethanh02201@gmail.com TĨM TẮT Bài báo trình bày phương pháp nghiên cứu thiết kế tạo hỗn hợp Biogas – khơng khí để chạy động diesel kéo máy phát điện Tìm giải pháp cho vấn đề sử dụng nguồn nhiên liệu Biogas mà lãng phí, tránh gây khó khăn cho việc cất giữ nguyên liệu Trong đề tài chọn phương án thiết kế lưỡng nhiên liệu dầu Biogas, dây phương án dùng hai loại nhiên liệu dầu Biogas, chuyển đổi nhiên liệu khóa hệ thống nghiên liệu Mặc dù nhiên liệu Biogas hòa trộn tốt hơn, công suất động giảm so với sử dụng nhiên liệu dầu số nạo động sử dụng nhiên liệu lớn động sử dụng Biogas, thể tích chứa nhiên liệu khí lớn nhiên liệu lỏng Nhiệt trị thấp Qh nhiên liệu Biogas thấp nhiên liệu dầu chuyển động từ sử dụng nhiên liệu lỏng sang nhiên liệu khí, động không thay đổi vể mặt kết cấu lắp thêm hòa trộn nạp nguyên liệu nguyên thủy khơng tận dụng hết tính chất tốt nhiên liệu Do cần bổ sung điều tốc vào chuyển đổi nhiên liệu Gas để đảm bảo cho động kéo máy phát điện chạy Biogas làm việc ổn định chế độ tải khác Việc sử dụng khí biogas làm nhiên liệu cho động Diesel giải nguồn nhiên liệu chỗ mà cịn giảm hàm lượng khí độc hại thải mơi trường, giảm ăn mịn chi tiết tăng tuổi thọ cho động Sử dụng khí biogas dùng nhiên liệu mang lại hiệu kinh tế cao giảm lượng chi phí lớn cho người nơng dân, tìm giải pháp cho vấn đề sử dụng nguồn nhiên liệu Biogas mà lãng phí, tránh gây khó khăn cho việc cất giữ loại nhiên liệu Sử dụng nhiên liệu Biogas để làm nhiên liệu chạy động Diesel giảm mức độ khí thải CO, H2S, NOX… góp phần thực cơng ước quốc tế môi trường mà Việt Nam cam kết tham gia Từ khóa: Hệ thống phát điện từ phế thải nơng nghiệp tỉnh Kiên Giang, lượng sinh khối biomas 1.GIỚI THIỆU Việc chuyển đổi sinh khối thành lượng (hay gọi lượng sinh -1- khối) bao gồm nhiều phương pháp khác cưa, rơm Sử dụng nguồn sinh khối phụ thuộc vào nguồn nguyên liệu, cách thích hợp để sản xuất nhiệt cơng nghệ chuyển đổi, hình thức ứng điện đem lại hội cho dụng lượng sinh khối điều Nông nghiệp, cải thiện an ninh kiện kinh tế địa phương, lượng, mang lại lợi ích cho mơi quốc gia trường xã hội Vì nghiên Nguồn nguyên liệu sinh khối có cứu áp dụng kỹ thuật chuyển sinh thể sản xuất từ loại trồng khối thành nhiên liệu cho máy phát điện lượng chuyên dụng, trồng làm sử dụng trực tiếp hộ gia đình chất đốt ngắn ngày, sản phẩm từ XÁC ĐỊNH VẤN ĐỀ VÀ PHƯƠNG rừng dư lượng nông nghiệp như: thân PHÁP cây, củi, rơm rạ … hay từ nguồn chất 2.1 Xác định vấn đề thải công nghiệp, chất thải hữu Mục đích đề tài thiết kế phân động vật Trong trường hợp hệ thống máy phát điện sử dụng nguyên liệu sinh khối phải thu Biogas có cơng suất nhỏ sau tiến hành thập, vận chuyển lưu trữ trước thử nghiệm để so sánh đối chứng tiêu chế biến thành dạng nguyên liệu thụ nhiên liệu khí thải động thích hợp cho q trình xử lý Theo đó, xăng trước sau lắp tiết kiệm lượng sinh khối dạng nhiện liệu Nhẳm nâng cao hiệu suất phát lượng tái tạo sử dụng giúp dòng điện điện áp ổn định máy giảm tác động có hại việc khai thác phát Thử nghiệm so sánh điện áp và sử dụng nhiên liệu hoá thạch dòng điện máy phát điện, lượng tiêu Tuy nhiên, với thụ nhiên liệu động sơ cấp sử nguồn lượng khác, lượng dụng chế hịa khí hai trường sinh khối có hạn chế hợp có khơng có gắn tiết kiệm định phải cạnh tranh khơng với nhiên liệu động diesel Từ đề nhiên liệu hóa thạch mà cịn với xuất giải thuật tối ưu khả đáp ứng nguồn lượng tái tạo khác từ gió, điều kiện làm việc hệ thống phát lượng mặt trời thủy triều điện sử dụng Biogas mức nhiên liệu Việt nam nước nông nghiệp Biogas cung cấp, ảnh hưởng thay đổi hàng năm thải lượng lớn đến hàng tải chi phí lắp đặt hệ thống chục triệu chất phế thải (sinh khối) trấu, bã mía, vỏ hạt điều, mùn -2- 2.2 Phương pháp nghiên cứu mô diễn tốt Cellulose ban đầu bị hình tốn học hệ thống phát điện phá hủy acid mà không cần tiền sử nhiên liệu Biogas xử lý Tuy nhiên, luận văn 2.2.1 Tổng quát đề cập đến việc thủy phân lignocellulose enzyme Cấu trúc tinh thể Rơm rạ cellulose: cellulose tự nhiên hình thành cấu trúc tinh thể chống lại công enzyme Trong báo Tiền xử lý mình, Fan et al [9] ước tính tỉ lệ cellulose tinh thể 50-90% Tuy nhiên, Thủy phân liên quan mức độ tinh thể cellulose khả phân hủy Thủy phân lên men đồng thời Lên men enzyme rơm rạ bã mía Trong thiên nhiên, lignin bảo vệ cellulose khỏi tác động mơi trường khí hậu Lignin yếu tố ngăn cản Chưng cất công enzyme đến cellulose công nhận nhiều Theo [9] có nhà nghiên cứu cho khả thủy phân Ethanol enzyme tăng 40-50% lignin bị Hình 2.1 Sơ đồ trình sản xuất tách Tuy nhiên, phải thừa nhận rằng, ethanol từ rơm rạ nghiên cứu tiến hành loại 2.2.2 Tiền xử lý bỏ lignin mà không kèm theo phân Để chuyển hóa carbohydrate (cellulose hemicellulose Ngay trong phương pháp tiền xử lý nguyên liệu kiềm nhiệt độ thấp, loại bỏ 70% polymer phải bị bẻ gãy thành lignin có 5% hemicellulose bị phân tử đường nhỏ trước vi sinh hịa tan Vì vậy, thí nghiệm vật hồn tất q trình chuyển hóa khơng hồn tồn cho thấy ảnh Tuy nhiên, chất cellulose lại hưởng việc loại bỏ lignin riêng lẻ bền vững trước công 2.2.3 Các phương pháp tiền xử lý hóa enzyme, nên bước tiền xử lý bắt buộc học: để trình đường hóa glucose Sử dụng tác động hóa chất lignocellulose hemicellulose) hủy thành ethanol, -3- trình Gồm có q trình chính: ép [1] Tiền xử lý biomass nổ Với acid: gồm phương pháp xử lý nước giới thiệu từ năm 1980[1] với acid lỗng, bơm nước có acid Công ty Iotech Corporation tiến hành nổ có acid Trong đó, acid sulfuric vài thí nghiệm tiên phong để tìm nghiên cứu kĩ lưỡng nhất, hiển hiểu ảnh hưởng nổ nước lên gỗ nhiên rẻ hiệu Tuy nhiên, dương [1] Iotech báo cáo lên vấn đề gặp phải xử lý acid thiết lượng Mỹ mơ tả ảnh bị phải chịu ăn mòn cao lượng hưởng thời gian phản ứng áp suất thạch cao (CaSO4) sinh nhiều từ lên sản lượng xylose glucose Iotech trình trung hịa acid với CaOH cho áp suất định, với Với kiềm: có nhiều nghiên cứu thời gian lưu khác sản lượng cực liên quan, chủ yếu xút xút đại glucose xylose khác hóa chất khác Tuy nhiên, nhiều nhau, xylose thường đạt cực đại trước nhà khoa học cho rằng, dựa chi phí glucose Tương tự vậy, sản lượng hóa chất, vơi tơi hóa chất thích hợp cực đại xylose glucose tìm Detroy et al cho thấy amonia lỏng thấy lớn áp suất khác có phần hiệu việc tăng khả Điều holocellulose (xylose + glucose) 500 – thủy phân bã rắn, kiện phản ứng tối ưu ethylenediamine cịn hiệu 550 psi thời gian 40 giây [1] 2.2.4 Các phương pháp tiền xử lý 2.2.6 Cơ chế trình thủy phân học Có hai yếu tố định lượng hấp Các phương pháp thuộc nhóm khơng phụ protein lên bề mặt phân pha sử dụng hóa chất trình xử lý rắn/lỏng chất bề mặt lực Gồm phương pháp như: nghiền nát, liên kết phân tử Những tương rọi xạ lượng cao, tác thường không mang chất xử lý thủy nhiệt nổ Trong cộng hóa trị, nói cách khác, tương phương pháp nổ phương pháp tác thường tạo thành liên kết quan trọng nhất, phát triển, áp hydro, lực tĩnh điện tương tác dụng quy mô pilot sử dụng nhóm kỵ nước Các phân tử đề tài nghiên cứu protein hay ion khối lượng phân tử 2.2.5 Nổ nước (Steam explosion) thấp hấp phụ trước bề mặt có Nổ nước phát triển vào năm ảnh hưởng đến hấp phụ Lực tĩnh 1925 W H Mason sản xuất gỗ điện góp phần vào việc hấp phụ -4- protein (enzyme) lên bề mặt phân pha, Động dùng để thử nghiệm nhiên yếu tố loại động trung quốc sản xuất, định trình hấp phụ protein nhiên liệu dùng cho động xăng Protein polymer lưỡng cực, chứa Động có đặc điểm: Kích thước điện tích dương âm, điều làm động nhỏ, động đặt thẳng đứng, cho protein có chất phân tử hệ thống phối khí có súp bắp nạp xả hoạt động bề mặt Phần kỵ nước đặt, hệ thống khởi động dây nén, phân tử protein nhóm chứa cơng suất cực đại động 22,1 kW nhân thơm tryptophane, Động sử dung rộng rãi phenylalanine tyrosine sinh hoạt gia đình, nơng nghiệp, công nghiệp … 2.2.7.1 Những thông số kỹ thuật động Bảng 2.1 Các thông số kỹ thuật động trung quốc KÝ THỨ GIÁ HIỆU NGUYÊN TRỊ Hinh 2.2.Tóm tắt q trình thủy phân có THƠNG SỐ Cơng suất có ích Ne Kw 22,1 Số vịng quay v/p 2200 nN Tỷ số nén E Đường kính xi lanh D Hành trình piston S thể tóm tắt hình sau Enzyme endo-cellulase cơng ngẫu nhiên vào mạch cellulose nhờ tạo liên kết tương tác CBD với cellulose, tạo thành oligosaccharide 8,4 Mm 130 Mm 120 Số xi lanh I Số kỳ Loại cháy T buồng Thống Bảng 2.2 Các thông số chọn động Enzyme exo – cellulase công vào cellulose oligomer từ đầu đường khử khơng khử thơng qua tường tác THƠNG SỐ CBD với cellulose, tạo thành Áp suất khí nạp cellobiose, cảglucose KÝ THỨ GIÁ HIỆU NGUYÊN TRỊ 0,1 Pk MN/m2 Tk 2.2.7 Phương pháp tính tốn thiết kế Nhiệt độ khí nạp Hệ số dư lượng khơng khí Áp suất cuối kỳ nạp hệ hồng má phát điện sử dụng biogas Áp suất khí sót Pr Nhiệt độ khí sót Tr β-glucosidase công cellobiose oligosaccharide tan, tạo glucose -5- 298 K 0,92 a Pa MN/m K 0,08 0,11 919 Độ sấy nóng khí nạp Chỉ số giãn nở đoạn nhiệt khí sót Hệ số lợi dụng nhiệt z Hệ số lợi dụng nhiệt b DT m xz xb Hệ số nạp thêm Hệ số quét buồng cháy l2 Hệ số hiệu đính tỷ nhiệt lt Hệ số điền đầy đồ thị jđ 2.2.8 Các thơng số tính tốn hợp cháy Hệ số chỉnh lý hỗn hợp cháy Hệ số chỉnh lý hỗn hợp cháy Chỉ số nén đa biến trung bình chọn Chỉ số nén đa biến trung bình tính 20 1,5 0,85 0,86 1,03 1,16 0,97 19,8968 a'v 0,0396 b'v 1,365 n1chọn 1,366 n1tính 0,001 Sai số Nhiệt độ cuối kỳ 764 nén Tc K Áp suất cuối kỳ 1,556 nén pc MN/m2 Bảng 2.5 Các thông số q trình cháy THƠNG KÝ GIÁ SỐ HIỆU T.NGUN TRỊ Lượng thay đổi 0,036 thể tích M KK cháy kmolKK/kgnl Số mol sản phẩm 0,5158 cháy M2 kmolKK/kgnl Hệ số biến đổi phân 1,075 tử lý thuyết b0 Hệ số biến đổi phân 1,07 tử thực tế B Hệ số biến đổi phân 1,0694 tử z bz Hệ số toả 0,988 nhiệt z Xz Tổn thất nhiệt cháy 4914 khơng hồn tồn DQH kJ/kg Hệ số 21,206 chỉnh lý a"vz Bảng 2.3 Các thơng số q trình nạp THÔNG KÝ THỨ GIÁ SỐ HIỆU NGUYÊN TRỊ Hệ số khí 0,0686 sót gr 0,7348 Hệ số nạp hv Nhiệt độ cuối 351 trình nạp Ta K Nhiệt trị 43995 thấp QH kj/kg Số mol 0,512 khơng khí M0 kmolKK/kgnl Số mol khí 0,479 nạp M1 kmolKK/kgnl Bảng 2.4 Các thơng số q trình nén THƠNG KÝ THỨ GIÁ SỐ HIỆU NGUYÊN TRỊ Tỷ nhiệt không 20,43 khí mCvkk KJ/Kmol0K Hệ số chỉnh lý 19,806 sản phẩm cháy a"v Hệ số chỉnh lý 0,00419 sản phẩm cháy b"v Tỷ nhiệt mol sản 23,481 phẩm cháy mC"v KJ/Kmol0K Tỷ nhiệt 35,024 hỗn mC'v KJ/Kmol0K -6- nạp Hệ số nạp động đâu lớn động môi chất z Hệ số chỉnh lý 0,006 môi chất z b"vz Nhiệt độ cực đại 2906 chu trình Tz K Tỷ nhiệt mol đẳng 29,924 tích TB z mC"vz Tỷ số tăng 4,08 áp L Áp suất cực đại 5,54 chu trình pz MN/m2 Bảng 2.6 Các thơng số q trình giãn nở KÝ THỨ GIÁ THÔNG SỐ HIỆU NGUYÊN TRỊ Tỷ số giãn nở sớm R Tỷ số giãn nở 8,4 sau D 1,24 Chọn n2 n2chọn Kiểm nghiệm 1,23 lại trị số n2 n2tính n2tính - n2chọn 0,01 Nhiệt độ cuối 1743 kỳ giãn nở Tb K Áp suất cuối 0,4 giãn nở pb MN/m2 Kiểm nghiệm 1150 Tr Trtính K 20 Sai số Tr % sử dụng biogas ngồi yếu tố trên, cịn phụ thuộc vào trở lực lắp đặt trộn đường nạp, chiếm thể tích nhiên liệu khí lớn nhiên liệu lỏng, dẫn đến có tổn thất q trình tính tốn bỏ qua Áp suất cực đại chu trình Pz động chạy nhiên liệu dầu lớn chạy nhiên liệu biogas có thay đổi tương đối số mol khí đốt cháy hỗn hợp cơng tác Hệ số biến đổi phân tử z( z) Tz nhiên liệu dầu lớn nhiên liệu biogas Từ phương trình: PZ =  z.TZ/TC.PC, ta thấy z tăng dẫn đến Pz tăng Mặc dầu nhiên liệu Biogas hịa trộn tốt hơn, cơng suất động giảm 15% so với sử dụng nhiên liệu dầu, nhiệt trị thấp Qh thấp nhiên liệu dầu, chuyển cách dùng nhiên liệu từ động chạy nhiên liệu lỏng sang nhiên liệu khí, động khơng thay đổi mặt kết cấu lắp đặt thêm hịa trộn chế hịa khí ngun thủy khơng tận dụng hết tính chất tốt nhiên liệu tính chịu nén cao KẾT LUẬN Trong báo này, đề việc sử dụng khí Nhận xét: Quá trình nạp động phụ biogas làm nhiên liệu cho động Diesel thuộc vào nhiều yếu tố, yếu tố giải nguồn nhiên làm cho lượng hỗn hợp không khí nhiên liệu liệu chỗ mà cịn giảm hàm lượng thực tế vào xy lanh thời kỳ nạp nhỏ khí độc hại thải mơi trường, giảm ăn lượng hỗn hợp lý thuyết nạp đầy thể mòn chi tiết tăng tuổi thọ cho động tích cơng tác Vh xy lanh Qua nhiều lần thí nghiệm, để hồn thiện hệ Từ phương trình hệ số nạp cho thấy hệ thống cung cấp khí biogas cho động tĩnh số nạp chủ yếu phụ thuộc vào áp suất Pa, Pr, tải, cần bổ sung thêm điều tốc vào To, sức cản bầu lọc khơng khí đường chuyển đổi nhiên liệu GAS -7- TÀI LIỆU THAM KHẢO TIẾNG VIỆT [1] Cao Đình Khánh Thảo, Nghiên cứu thử nghiệm khả xử lý rơm rạ để lên men ethanol, Luận văn Đại học, Bộ môn Công Nghệ Sinh Học – Khoa Cơng Nghệ Hóa Học, 01/2017 [2] TS Nguyễn Thị Ngọc Bích, Kỹ thuật cellulose giấy, Nhà xuất Đại học Quốc gia Thành Phố Hồ Chí Minh, 2003 [3] Hồ Sĩ Tráng, Cơ sở hóa học gỗ cellulose, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật Hà Nội, trang 30 – 81 [4] TS Nguyễn Đức Lượng, Công nghệ enzyme, Nhà xuất Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh, 2001 [5] TS Nguyễn Đức Lượng, Công nghệ sinh học, Nhà xuất Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh, 2001 [6] Th.s Trịnh Hồi Thanh, Nghiên cứu q trình xử lý rơm rạ để chế biến cồn nhiên liệu, Luận văn thạc sĩ, Bộ môn Máy Thiết bị - Khoa Cơng nghệ Hóa học [7] Nguyễn Ngọc Quế, Trần Đình Thảo, Báo cáo tổng quan ngành hàng lúa gạo Việt Nam, Viện Chính sách Chiến lược Phát triển Nơng Nghiệp Nông Thôn, 2005 [8] TS.Nguyễn Thế Bảo, TS Bùi Quyên, Điều tra quy hoạch dạng lượng địa bàn Tp Hồ Chí Minh, Sở Khoa học Cơng Nghệ Tp Hồ Chí Minh, 2001 TIẾNG NƯỚC NGOÀI [9] Charles E.Wyman, Handbook on Bioethanol: Product and Utilization,taylor & Francis, 1996, p 119 – 285 [10] Hetti Palonen, Role of lignin in the enzymatic hydrolysis of lignocellulose, VTT Biotechnology, 2004, p 11 – 39 [11] M Roehr, The Biotechnology of ethanol classical and future application, Weinheim, WILY – VCH Verlag GmbH, 2001 [12] Ilona Sárvári, Carl Johan Franzen, Mohammad J Taherzadeh, ClaesNiklasson, GunnaLiden, effect of Fufural on the Respiratory Metabolism of saccharomyces Cerevisiae in Glucose – limited Chemostats, American Scociety for Microbiology vol 69, 07/2004, p 4070 - 4086 [13] KeikhosroKarimi, GitiEmtiazi, Mohammad J Taharzadeh, Ethanol production from dilute – acid pretreated rice straw by simultaneous saccharification and fermentation with Mucorindicus, Rhiz0pus oryzae, Saccharomycer cerevisiae, Science Direct, Enzyme and microbial Technology 40, 2006, p 138 – 144 [14] Lonnie O Ingram, Joy B Doran, Conversion of cellulosic materials to ethanol, FEMS Microbiology Reviews, 1995 -8- [15] Carlo N Hamelinck, Greertje van Hooijdonk, Andres PC Faaij, Ethanol from lignocellulosicbiomass: techno – economic performance in short, middle and long – term, Science Direct, Biomass and bioenergy 28, 2005, p 384 – 410 [16] M Clark Dale and Mark Moelhman, Enzymatic Simultaneous Saccharification and fermentation of biomass to ethanol in a pilot 130 liter multistage continuous reaction separator [17]Haagensen F., Ahring B K., Enzymatic hydrolysis and glucose fermentation of wet oxidized sugarcane bagasse and rice straw for bioethanol production, Environment Microbiology & Biotechnology Research Group, Technical University of Denmark [18] Seungdo Kim, Bruce E Dale, Global potential bioethanol production from waste crops, Science Direct, Biomass and Bioenergy 26, 2004, p 361 – 375 [19] Jeibing li, Gunnar Henriksson, Goran Gellerstedt, Lignin depolymerization/ repolymerization and its critical role for delininfication of aspen wood by steam explosion, Science Direct, Bioresource Technology 98, 2007, p 3061 – 3068 [20] Muhammad Ibrahim Rajoka, The enzymatic hydrolysis and fermentation of pretreated wheat straw and bagasse to ethanol, ATDF Journal Volume 2, Issue 2, p 29 – 35 [21] GhasemNajafpour, HabibollahYounesi, Ku Syahidah Ku Ismail, Ethanol fermentation in an immobilized cell reactor, Science Direct, Bioresource Technology 92, 2004, p 251 – 260 [22] Luiz Pereira Ramous, The chemistry involved in the steam treatment of lignocellulosic materials, Quin Nova, 2003 [23] Karin Ohgren, Oskar Bengtsson, Marie F Gorwa-Grauslund, Simultaneous saccharification and co-fermentation of glucose and xylose in steam-pretreated corn stover at high fiber content with saccharomyces cerevisiae TMB 3400, Science Direct [24] JesperNorgard, Ethanol production from biomass – optimization of simultaneous saccharification and fermrntation with respect to stirring and heating, Department of Chemical engineering, Lund Institute of Technology -9- S K L 0 ... THẠC SĨ TRẦN THẾ THANH NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG PHÁT ĐIỆN TỪ PHẾ THẢI NÔNG NGHIỆP (CÂY LÚA) TỈNH KIÊN GIANG NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN – 6052020 Hướng dẫn khoa học: PGS.TS LÊ CHÍ KIÊN Tp Hồ Chí Minh, tháng... GVHD: PGS.TS Lê Chí Kiên Hệ thống phát điện chạy biogas thường yêu cầu chi phí lắp đặt tương đối cao so với động chạy lượng điện Hệ thống phát điện thường yêu cầu chi phí cho hệ thống điều khiển... văn thạc sĩ GVHD: PGS.TS Lê Chí Kiên 1.5 Phương pháp nghiên cứu - Thu thập tài liệu liên quan đến đề tài nghiên cứu - Nghiên cứu mơ hình tốn học hệ thống phát điện sử nhiên liệu Biogas - Phân