Sản xuất bio oil từ nhiệt phân biomass

Sản Xuất Bio Oil Từ Nhiệt Phân Biomass GVHD : TS Nguyễn Hữu Lương HVTH : Bùi Thanh Hải LOGO LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Nội dung Dầu nhiệt phân (Bio Oil) Phương pháp nhiệt phân Công nghệ nhiệt phân www.themegallery.com Ứng dụng – Hướng tương lai Company Logo LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Dầu Nhiệt Phân (Bio Oil) Khái niệm : sản phẩm lỏng trình nhiệt phân hay q trình hóa lỏng nhiên liệu sinh khối www.themegallery.com Company Logo LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Tính chất Bio-Oil Bio-oil chất lỏng điển hình, thường có màu đen Khối lượng riêng dầu lớn (1,2kg/lit) Năng lượng thấp, từ 16 - 19 MJ/kg, so với 42 - 44 MJ/kg sản phẩm nguồn gốc dầu mỏ Bio-oil không trộn lẫn hoàn toàn với HC lại tan nước, khơng giống dầu có nguồn gốc dầu mỏ Bio-oil chứa nitơ sản phẩm dầu mỏ, khơng có kim loại nặng lưu huỳnh thành phần www.themegallery.com Company Logo LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Tính chất Bio-Oil Nước : Bio-oil có hàm lượng nước cao, khoảng 15-35 % khối lượng, bắt nguồn từ ẩm nhập liệu sinh hydrat hóa suốt phản ứng nhiệt phân dự trữ Oxy : Hàm lượng oxygen bio-oil thường khoảng 35-40% khối lượng, đóng góp từ 300 hợp chất Độ nhớt : thay đổi khoảng rộng tùy vào nguyên liệu trình nhiệt phân Thay đổi theo thời gian tồn trữ www.themegallery.com Company Logo LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com www.themegallery.com Company Logo LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Tính chất Bio-Oil Tính acid : Các bio-oil gồm có axit carboxylic, axit acetic axit formic, dẫn đến giá trị pH thấp 2-4 Bio-oil gỗ thơng có pH = 2,6, gỗ cứng 2,8 Nhiệt trị : thấp, bio-oil dầu có nhiệt trị cao so với rơm rạ, gỗ chất thải nơng nghiệp Tro : gây ăn mòn động van, chí làm hư hỏng hàm lượng tro cao 0,1 % khối lượng.Natri, kali vanadi gây vấn đề ăn mòn nhiệt độ cao, calci gây lắng tụ cứng www.themegallery.com Company Logo LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com www.themegallery.com Company Logo LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Bio-Oil vs Fuel  Ưu điểm Bio-Oil dùng làm nhiên liệu : o Không phát thải SOx o CO2 phát thải không đáng kể, thấp 7% o Giảm 50% phát thải NOx o Giảm 75% khí nhà kính => Nhược điểm : khơng ổn định, có pH thấp nên dễ gây ăn mịn q trình tồn trữ vận chuyển LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Cơ cấu sản phẩm nhiệt phân : Kỹ thuật nhiệt phân Tốc độ gia nhiệt Thời gian lưu Nhiệt độ, oC Sản phẩm Carbonation Rất chậm Vài ngày 400 Than Slow pyrolysis Chậm 5-30 phút 600 Fast pyrolysis Rất nhanh 1-5 giây 650 Dầu nhiệt phân, khí, than Dầu nhiệt phân www.themegallery.com Company Logo LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Estimated Operational Cost of BioBio-Oil Facility 2% Utilities, production Maintenance 6% Supplies & Services 6% 4% Property Taxes 16% Payroll www.themegallery.com 5% Utilities, other 61% Purchasing Wood Company Logo LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Fuel Type Cost per Unit Oil Kerosene Propane Natural Electric Wood Gas $1.116 $1.468 $1.414 $0.700 $0.104 $185 per gal BTU per Unit per gal per gal per therm 138,000 134,000 91,000 100,000 per gal per gal Heating System 80% Efficiency Cost per 100,000 BTU $1.01 80% 80% $1.37 $1.94 www.themegallery.com per gal per therm per kWh per cord Cole-Hill Bio-Oil $0.40 per gal 3412 24,000,000 70,503 per kWh per cord per gal 80% 100% 60% 80% $0.87 $3.06 $1.28 $0.71 Company Logo LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Fuel Type Bio-Oil Moisture Content of Wood Plant Size Base Cost per Unit 25% 35% 55% 25% 35% 55% 50 tpd 50 tpd 50 tpd 400 tpd 400 tpd 400 tpd $ 0.55 $ 0.67 $ 1.06 $ 0.50 $ 0.61 $ 0.98 per gal BTU per Unit per gal per gal per gal per gal per gal 70,503 per gal Heating System Efficiency Cost per 100,000 BTU www.themegallery.com 80% $0.98 $1.19 $1.88 $0.89 $1.08 $1.74 Company Logo LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Các yếu tố ảnh hưởng tới trình nhiệt phân Nhiệt độ : o Ở nhiệt độ cao, xu hướng tạo sản phẩm khí nhiều xảy q trình cracking mạnh tạo sản phẩm có phân tử lượng nhỏ o Ở nhiệt độ thấp tạo thành sản phẩm lỏng than nhiều www.themegallery.com Company Logo LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Các yếu tố ảnh hưởng tới trình nhiệt phân Nguyên liệu :Khi nguyên liệu đầu vào trình nhiệt phân thay đổi cấu phần trăm loại sản phẩm thay đổi TT Nguyên liệu Vỏ bào Sản phẩm, % Khí Lỏng Than 33 30 37 Giấy 25 56 19 Chất thải rắn đô thị 28 17 55 www.themegallery.com Company Logo LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com www.envergent.com www.themegallery.com Company Logo LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Size of Plant vs Production cost per gal BioBio-Oil  Kích thước nguyên liệu: www.themegallery.com Company Logo LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Tốc độ gia nhiệt : Khi gia nhiệt nhanh thu thành phần khí nhiều so với gia nhiệt chậm Quá trình Thời gian Nhiệt độ, oC Tốc độ tăng nhiệt Sản phẩm phản ứng độ nhiệt phân Carbon hóa Giờ-ngày 300-500 Rất chậm Than Nhiệt phân chậm Giờ 400-600 Chậm Than, lỏng, khí Nhiệt phân chậm 5-30 phút 700-900 Trung bình Than, khí Nhiệt phân nhanh 0.1-2 giây 400-650 Nhanh Lỏng Nhiệt phân nhanh < giây 650-900 Nhanh Lỏng, khí Nhiệt phân nhanh < giây 1000-3000 Rất nhanh Khí www.themegallery.com Company Logo LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Tốc độ sục khí Nitơ : • Mục đích khí mang N2 đuổi hết khí O2 khỏi bình phản ứng mang khí sinh nhiệt phân biomass khơng O2 lên thiết bị ngưng tụ • Tốc độ sục khí Nitơ nhanh hay chậm làm giảm hiệu suất thu sản phẩm lỏng => Lựa chọn tốc độ sục khí phù hợp ??? www.themegallery.com Company Logo LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Ứng dụng Bio-Oil www.themegallery.com Company Logo LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Ứng dụng Bio-Oil  Dùng làm nhiên liệu sản xuất điện : • Mỹ với 350 nhà máy điện sinh học, sản xuất 7.500 MW điện năm • Việt Nam : dự án xử lý 1.500-3.000 rác ngày, sản xuất 15 MW điện 480.000 phân NPK/năm  Tạo nhũ tương với nước làm nhiên liệu đốt lò : nhiệt lượng cháy cao hơn, giảm phát thải SOx www.themegallery.com Company Logo LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Tạo nhũ với Diesel : =>sự ăn mòn đến động cụm lắp ráp LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com In Future : www.themegallery.com Company Logo LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com LOGO LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ... luanvanchat@agmail.com Nhiệt phân Biomass thu Bio Oil ? ?Nhiệt phân phương pháp phân hủy hóa học vật liệu hữu điều kiện khơng có oxy Đây phương pháp để thu nhiên liệu lỏng trực tiếp từ sinh khối (biomass) Nguyên... chất Bio- Oil Tính acid : Các bio- oil gồm có axit carboxylic, axit acetic axit formic, dẫn đến giá trị pH thấp 2-4 Bio- oil gỗ thơng có pH = 2,6, gỗ cứng 2,8 ? ?Nhiệt trị : thấp, bio- oil dầu có nhiệt. .. phẩm trình nhiệt phân bao gồm: khí (gas) bao gồm methane, hydrogen, CO CO2; lỏng (dầu nhiệt phân) ; rắn (than charcoal) Có thể chia nhiệt phân thành hai q trình: ? ?Nhiệt phân sơ cấp ? ?Nhiệt phân thứ