Quy trình xử lý chất thải kèm tạo nhiên liệu sinh học Nêu ý nghĩa, nhận xét, quan điểm. pdf

Việc đầu tư nghiên cứu và ứng dụng phát triển công nghệ sản xuất tạo viên ở nước ta đang mở ra hướng sử dụng năng lượng mới từ biomass trong các hệ thống cháy cũng tốt như các nguồn năng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÌNH DƯƠNG KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC

GVHD: Th.S Trương Thị Diệu Hiền

Bình Dương, tháng 6/2010

SVTH : Vũ Minh Dương 0707057

Nguyễn Thị Hạnh Phúc 0707432

?

Việc đầu tư nghiên cứu và ứng dụng phát triển công nghệ sản xuất tạo viên ở nước ta đang mở ra hướng sử dụng năng lượng mới từ biomass trong các hệ thống cháy cũng tốt như các nguồn năng lượng khí, hơi nước,nhiệt khác, mang lại lợi ích môi trường và đảm bảo an ninh năng lượng cho các quá trình phát triển kinh tế bền vững

Hiện nay trên thế giới đã nghiên cứu và ứng dụng phát triển công nghệ sản xuất viên nhiên liệu và đã tìm được thị trường thương mại rộng lớn

Sử dụng viên nhiên liệu từ Biomass vừa tận dụng lượng phế thải từ Nông Nghiệp, giảm chi phí vận chuyển và lưu trữ, có thể sử dụng làm chất đốt cho nhiều loại lò công suất vừa và nhỏ, vừa cắt giảm năng lượng hoá thạch, tiết kiệm chi phí sản xuất, nhiệt trị cao, tăng chất lượng quá trình cháy, giảm lượng khí thải gây hiệu ứng nhà kính

Phụ phẩm thừa từ Nông nghiệp bao gồm:

vỏ trấu (100 triệu tấn) mùn cưa(250 triệu tấn)

vỏ lạc (4,5 triệu tấn)

vỏ hạt điều, bã mía, gỗ vụn(400 triệu tấn)

Miền Trung 1,15 triệu tấn

Tây Nguyên 2,5 triệu tấn

Tây Bắc 0,06triệu tấn

Cà phê Tây Nguyên 0,5 triệu tấn

Khoảng 10% phụ phẩm này được sử dụng làm chất đốt tại chỗ như ở lò gạch, làm nấu nướng hộ gia đình nông thôn,5% làm nhiên liệu công nghiệp (trấu, bã mía) để sản xuất nhiệt cục bộ trong lò hơi,hệ thống sấy,3% làm thức ăn gia súc, làm hương liệu, phân bón cho đất…Hơn 80% còn lại là thải ra môi trường, đổ xuống kênh, sông, hoặc đốt trụi hoàn toàn.

Tại ĐBằng SCL việc đốt trấu để lấy nguyên liệu sản xuất điện được một số tỉnh thành như Cần Thơ, An Giang tính đến vì sản xuất 1KW điện cần 2kg trấu, hoặc sử dụng thay dầu FO tiết kiệm chi phí 3 lần,trong khi đó giá nhiên liệu trấu, mùn cưa cực rẻ khoảng 100-300 đ/kg so với than đá là 2.400 đ/kg Công suất phát nhiệt tương đương của một số nhiên liệu biomass so với than, các giá trị chỉ ra để sinh ra 1kWh nhiệt thì cần bao nhiêu kg nhiên liệu được tính toán ở bảng 3.2

 Lượng nhiệt sinh ra đủ lớn để sử dụng cho mục đích phát nhiệt điện liên tục

 Có thành phần cháy như năng lượng truyền thống

 Có thể xác định các thiết bị kỹ thuật

để tận dụng nhiệt của nó

 Viên nhiên liệu được tạo từ phụ phẩm là viên hình trụ đường kính 6- 8mm,dài không quá 38mm,độ ẩm cao hơn 2 lần, nhiệt trị thấp hơn 1,2 lần với các đặc điểm sau:

+Khối lượng riêng tăng 5-10 lần, giảm chi phí vận chuyển lưu trữ

+Tăng chất lượng quy trình cháy do độ

Nhiên liệu Tiết kiện CO2

Điện 3323 lbs Dầu 943 lbs Khí Gas 549 lbs Viên NL 8872 lbs

Lượng CO2 tiết kiệm

 Áp suất quá trình nén từ 30- 150 Mpa,

p suất cao sẽ giải phóng lượng Lignin(chiếm khoảng 15% khối lượng vật liệu) liên kết các thành phần tế bào

 Nếu không đạt được áp suất thì có thể thêm chất phụ gia, tuỳ loại sinh khối sử dụng làm viên nhiên liệu.Phụ gia có thể

là hợp chất hữu cơ rẻ tiền như bột…

 Tuỳ thuộc thành phần vật liệu, kích thước, độ ẩm,quy trình tạo viên mà áp suất khác nhau

 Mật độ viên nhiên liệu bị ảnh hưởng bởi kích thước đầu vào, nguyên vật liệu càng mịn, mật độ càng dày từ 700- 1200 kg/m 3

 Đường kính của nguyên vật liệu <1mm thì quá trình tạo viên tiết kiệm năng lượng đến 3 lần

Phương pháp sản xuất viên nhiên liệu đã được tiêu chuẩn hóa và xây dựng thành hệ thống hoàn chỉnh.

Các quá trình và thiết bị chính để tạo viên trong bảng sau:

Vật liệu có

độ ẩm<15%

Nhiệt độ>70 0 C

Lò hơi, t.bị

sấythùng quay,xiclo n,

quạt,đườn

g ống gió

Lò hơi

đốt bằng

nhiên liệu biomass

Nghiề

n

Giảm kích thước vật liệu

Vậy liệu đường kính

<1mm, d*r <3*3mm

Thùg nghiền, quạt, đường ống gió,xyclo lọc bụi

Giảm năng lượng cho quá trình nén 3 lần

8mm,chiều dài<38mm

Máy tạo viên, t.bị gầu tải, thùng chứa n.liệu,cấp dầu tự

động

Qyết định chất lượng viên nhiên liệu

Làm

mát

Giảm

ẩm, sản phẩm

cuối cùng

có chất

on khử bụi máy sàng lọc

sản phẩm

có hình thức

đẹp thời gian lưu trữ dài

Các quá trình và đặc điểm

Quá trình nén tạo viên yêu cầu sức ép rất lớn, lực tác dụng cần thắng được lực đàn hồi của vật liệu, sau đó dưới tác dụng của sức ép và nhiệt nén tạo viên Đây là giai đoạn khó nhất quyết định chất lượng viên nhiên liệu.

PP nén bằng pitton thủy lực

Áp suất của quá trình: >30MPa

Thực tế:

PP nén bằng trục vít

Áp suất của quá trình: 60 – 100 MPa

Mô hình:

Thực tế:

Chu trình sản xuất

Lợi ích của viên nhiên liệu (wood pellet)

Lợi ích lớn nhất của nhiên liệu sinh học là chi phí của nó chỉ chiếm

khoảng từ 25 – 50% so với nhiên liệu hóa thạch và giá cả ổn định

nhiên liệu sinh học làm giảm các vấn

đề môi trường toàn cầu như mưa

axit, hiệu ứng nhà kính

Bên cạnh đó, viên nén gỗ còn có

các lợi ích sau:

Được sản xuất từ nguồn nguyên liệu

gỗ thừa rất dồi dào, vô hạn

Công nghệ sản xuất và vận hành đơn giản, sử dụng ít thao tác và nhân lực

Thuận tiện và dễ dàng sử dụng, chất xếp, vận chuyển, có thể lưu kho số

lượng lớn với diện tích kho nhỏ hơn

các nhiên liệu sinh học khác

• T o ra năng lạ ượng cao, ít tro

• Giá n đ nh so v i nhiên li u hóa ổ ị ớ ệ

th chạ

• Là ngu n nhiên li u tái sinh, s chồ ệ ạ

• T ch c b o v môi trổ ứ ả ệ ường Mỹ xác

nh n r ng nhiên li u sinh h c là ậ ằ ệ ọngu n năng lồ ượng tái sinh s ch nh t ạ ấtrên trái đ t ấ

Chi phí của wood so với các

 Một tấn viên nén gỗ tương đương

16.000 ft3 khí ga tự nhiên (khoảng

$14,3/1000 ft3) Mặc dù khí ga tự nhiên

rẻ hơn 24% so với viên gỗ, khí ga tự

nhiên không có tại các vùng thời tiết

lạnh và viên gỗ là nhiên liệu thay thế

hiệu quả tại các nơi này.

kWh điện (khoảng $0,102/kWh) Viên gỗ tạo ra cùng năng lượng BTU nhưng giá

rẻ hơn 38% so với điện năng.

Sản phẩm thay thế than

Ý nghĩa

Dưới góc độ môi trường, viên gỗ là lý tưởng

Nó chuyển các nguyên liệu dư thừa sẵn có,

vô hạn thành nguồn năng lượng sạch hiệu quả Viên gỗ làm trung hòa cácbon do chúng là một phần của chu kỳ cácbon Viên

gỗ cháy tạo ra CO2, cây hấp thụ lại lượng CO2 này Vì vậy viên gỗ là nguồn năng lượng tái sinh sạch

Hiện nay khách hàng trên toàn thế giới sử dụng viên nén gỗ Do tính an toàn và tái sinh được nên viên nén gỗ hiệu quả hơn các nhiên liệu khác, nhiệt lượng của nó đáp ứng những tiêu chuẩn nghiêm ngặt nhất của EPA (Tổ chức bảo vệ môi trường)

Họ nhận thấy rằng thời kỳ hậu Nghị định thư Kyoto, thế hệ dùng chất đốt viên gỗ là hình thức kinh doanh kinh tế và bảo vệ môi trường Các nhà khoa học còn cho biết việc chuyển dùng nguồn năng lượng viên gỗ sẽ ngăn chặn việc hủy hoại của H-Ư-N-K.

Kết luận:

• Nhiên liệu hóa thạch đã được thế giới sử

dụng rất nhiều làm chất đốt như than, dầu, khí prôban… Những nhiên liệu này đắt, giá cả không ổn định, là mối đe dọa thường là sự biến đổi khí hậu trái đất và

là nguồn tài nguyên thiên nhiên có hạn.

• Nhiên liệu sinh học là nguồn nhiên liệu

mới thay thế nhiên liệu hóa thạch đã và đang được sử dụng rất phổ biến

Sự lựa chọn nhiên liệu sinh học giờ đây đơn giản như sự lựa chọn nhiên liệu chất đốt hóa thạch truyền thống Lợi ích lớn nhất của nhiên liệu sinh học là chi phí của nó chỉ chiếm khoảng từ 25 – 50% so với nhiên liệu hóa thạch và giá cả ổn định Ngoài

ra, nhiên liệu sinh học làm giảm các vấn đề môi trường toàn cầu như mưa axit, hiệu ứng nhà kính