1. Trang chủ
  2. » Luận Văn - Báo Cáo

Nghiên ứu tiềm năng sử dụng ông nghệ khí hóa trấu để ung ấp năng lượng ho ông nghiệp và phát điện

85 0 0

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Tiêu đề Nghiên Ứu Tiềm Năng Sử Dụng Công Nghệ Khí Hóa Trấu Để Ứng Dụng Năng Lượng Trong Nông Nghiệp Và Phát Điện
Tác giả Anh Tuấn
Người hướng dẫn TS. Nguyễn Xuân Quang
Trường học Học Bách Khoa Hà Nội
Thể loại luận án
Thành phố Hà Nội
Định dạng
Số trang 85
Dung lượng 10,47 MB

Cấu trúc

  • 2. M c tiêu nghiên c u (11)
  • 4. B c     ...................................................................................................... 12 tài  1: SINH KH I VÀ S D NG SINH KH I (0)
    • 1.1 CÁC KHÁI NI  N V SINH KH  I (13)
      • 1.1.1 Sinh kh i là gì? (13)
      • 1.1.2 Ngu  ng t sinh kh ................................................................ 13  i. 1.1.3 Vai trò c a sinh kh ................................................................................ 14 i. 1.1.4 L i ích t c s  vi d ng sinh kh .......................................... 15 i (13)
    • 1.2 TI  NG SINH KH I   C TA (16)
    • 1.3 HI N TR NG S D NG SINH KH     I CA VI T NAM (18)
    • 1.4 NH NG D NG CÔNG NGH S D NG SINH KH      I  VI (19)
      • 1.4.1 Công ngh cháy (20)
      • 1.4.2 Công ngh khí hóa (21)
    • 2.1 T NG QUAN V  NHIÊN LIU TRU (22)
      • 2.1.1 Th ng kê tr    ng tr (0)
      • 2.1.2 Th c tr ng tr   ng tr u hi n nay c   c ta (23)
      • 2.2.1 C u t o c a tr u (0)
      • 2.2.3 Tính ch t hóa h c ca tr u (26)
    • 2.3 CÁC NG D NG C A TR U (26)
      • 2.3.1 S d ng tr u làm ch       t (26)
      • 2.3.2 S d ng u t o thành c i tr u .............................................................. 28   tr    . 2.3.3 S d ng tr u làm s n ph m m ngh (0)
      • 2.3.4 s d ng tr u làm v    t li u cách âm cách nhi - aerogel ............................ 29 t 2.3.5 S d ng tro tr u làm ph (0)
    • 2.4 TÌNH HÌNH S N XU  T GCH  C TA HIN NAY (0)
    • 2.5 CÁC LO I LÒ G  CH  VI T NAM (32)
      • 2.5.1 Phân lo i lò g ch (32)
      • 2.5.2 Lò g ch th công ki t ci (32)
      • 2.5.2 Lò g ch th công ki  t than (0)
      • 2.5.3 Lò g ch th công ki u b  t tr u (0)
      • 2.5.3 Lò g ch ki u tuynel (35)
      • 2.5.3 Lò g ch liên t  c ki ng (VSBK) (36)
      • 2.5.4 Lò g ch hoffman (38)
      • 2.5.5 Lò nung g    t tr u ki u Thái Lan (0)
    • 2.6 CH N KI U LÒ NUNG G CH (40)
    • 3.1 L CH S VÀ S PHÁT TRI    N C A KHÍ HÓA (41)
      • 3.2.2 Quá trình khí hóa (45)
        • 3.2.2.1 Quá trình s y (47)
        • 3.2.2.2 Quá trình nhi t phân (47)
        • 3.2.2.3 Quá trình ph n ng khí hóa char (48)
        • 3.2.2.4 Quá trình ph n ng cháy char (0)
    • 3.3 CÁC MÔ HÌNH CÔNG NGH KHÍ HÓA (50)
      • 3.3.2 Lò khí hóa thu n chi u (52)
      • 3.3.3 lò khí hóa ki u c  t nhau (53)
      • 3.3.4 Lò khí hóa t ng sôi (53)
      • 3.4.2 Mô hình khí hóa công su t nh s d ng tr     c ti p (57)
    • 3.5 S D  NG  N (0)
    • 3.6 K T LU N (61)
    • 4.1 TÍNH TOÁN THI T K LÒ KHÍ HÓA SINH KH I (62)
      • 4.1.1 S  liu (62)
      • 4.1.2 Tính công su t thi  t k lò sinh kh i (0)
      • 4.1.3 Tính toán cân b ng nhi     ng t ng vùng trong lò khí hóa (0)
    • 4.2 TÍNH CH N QU  T C P KHÔNG KHÍ CHO LÒ KHÍ HÓA (0)
    • 4.3 TÍNH CH N V  N CHUYN TRU B NG VÍT T I (74)
      • 4.3.2 Tính toán vít t ........................................................................................ 75 i (75)
    • 4.4 TÍNH CH N L Y TRO RA B NG VÍT T I (77)
      • 4.4.2 Tính ch n vít t i (77)
    • 4.5 TÍNH CH N CÁCH NHI T VÀ T N TH    T NHI T CHO LÒ KHÍ HÓA 79 .1 Ch n v t li u cách nhi t (79)
      • 4.5.2 Tính t n th  t nh i t c a lò khí hóa (80)
  • 1. K T LU N (81)
  • 2. KI N NGH (82)
  • Hnh 2.10- Lò g ch ki u tuynel (0)

Nội dung

M c tiêu nghiên c u

M c tiêu c  tài là nghiên c u hi n tr ng s d ng sinh kh     i  Vit Nam t 

 xu  d ng sinh kh i làm nhiên li u s d ng cho công nghi p     

   n n vi c nghiên c u c th các v     sau:

- Hin tr ng ngu n và công ngh và s d ng sinh kh     i Vit Nam

- Hin tr ng s d ng tr u và công ngh s n xu      t gch Vit Nam

- Nghiên c u thi t k 01 h     thng khí hóa u cung nhi t cho công nghi p và tr  

C p nh t thông tin v s phát tri n, ng d ng c a khí hóa         c và trên th  gi i

Thng kê sng tr u   c s  d ng các ngu n tr u này Nghiên c u các tính ch    t lý hóa ca v u, tro tr u tr 

Thng kê sng g ch c c ta, các lo i lò g 

m c a các lò và t l s n xu t g ch hi n nay       

Nghiên c u và c p nh t lí thuy t các tài li        c có liên

n công ngh khí hóa tr u thông qua m ng Internet và sách báo, t    Thit k  m t lò khí hóa tru s d  t gch

1 : Sinh kh i và s d ng sinh kh i    

2: T ng quan v nhiên li u tr u và kh        d ng nhiên li u tr u  

3 Khí hóa sinh kh: i và các ng d ng  

4: Thi t k lò khí hóa tr u liên t c dùng cho lò g ch v i công su t       

B c     12 tài  1: SINH KH I VÀ S D NG SINH KH I

CÁC KHÁI NI  N V SINH KH  I

Sinh kh i là v t li u h   n g c t sinh v t, th c v t có kh        tái t o ngo i tr ngu n nguyên li u hóa th ch Trong s n xu       ng và ngành công nghi p, sinh kh     c n n li u có ngu n g c t     thc vt s ng mà có th s d ng làm nhiên li u hay cho quá trình s n xu t công nghi p        

Vc tính c a sinh kh i là: có kh    o, d  tr trong nhi u ngu n s n có, có kh      và thay th d    ng sinh kh  t

ng sinh kh i (NLSK) là ngu ng c  c con

  i s d ng khi b u bi t n u chín th      i m C i là ngu  

ng chính cho tu th k 20 khi nhiên li u hoá th ch thay th nó     

Ngun NLSK hi n nay (có ngu n g c t v t li u h        s n xu t t i   ch, có kh  i r , và ngu n này có th ki  n tài nguyên tái t o có th thay th d n cho ngu n tài nguyên hóa th ch      

NLSK có th bi n ch t th i, ph ph m c a ngành nông nghi p, lâm nghi        p thành nhing sinh kh i có th    vào m c tiêu ch i khí hm sinh kh i là m t lo i ch    t s ch

i các lo i nhiên li u hóa th ch do không ch   nh, chu trình c nh  

CO2 ng n Ngoài ra các lo i sinh kh i có th d     tr, cung c p lo i nhiên li u khô,   

ng nh t và ch ng nh

Khi bii sinh kht thì quá trình này có hi u su t cao, có th    th ng th i quy trình bi  i sinh kh     u khi n quy  trình t    t s t b s d ng khí, lo i b t t c c ô nhi    ác m

Bng 1.1 Các ngu n sinh kh i có th khai thác    Vit Nam

ng T r ng: g và    ph th i t   g

- Bã mía, ng n và lá 

-Các cây nông nghi p khác 

- Cây tr ng phân  tán

Trong nh chú ý t i các công ngh NLSK hi   i nói

ng tái tnh trên toàn c thay th các  ngu ng hoá th ch Hi n nay trên quy mô toàn c u, sinh kh i là ngu    n

ng l n th   m t i 20-25% t ng tiêu th c a th gi i     

    n, sinh kh ng là ngu  ng l n nh t, trung  

ng 35% trong t ng cung c ng  23

Vì v y NLSK gi m t vai trò quan tr   c nghiên c u các ng n

ng m i b i nhi u qu c gia, nhi u t ch      n hành Ngu n sinh kh i   cc ta và trên th gi i r   ng Do v y công ngh NLSK  

1.1.4 L i ích t vi c s d    ng sinh kh i  a) L i ích kinh t  

- Th m nh c  c ta hi n nay là nông nghi p, phát tri n nông nghi    ng

 i vi c phát tri   ng sinh kh i, t      i c làm cho

- y phát tri n công nghi ng, công nghi p s n xu t các thi t b      chuy

- Gim s ph  thuc vào d u, than,  ng hóa ngu n cung c p nhiên li u   

Ta có th  thy l i ích kinh t c a vi c s d ng        ng sinh kh i qua  b ng sau là r t hiu qu so cùng vi các ngung tái sinh khác

Bng 1.2 Ngung t NLSK so v i các ngu ng tái sinh khác  25

ng phát Mt tri Gió Sinh Khi

Quy mô nhà máy (kW) 1,000,000 10,000,000 10,000,000

- ng sinh khi có th c.

- T n d ng ch t th i nông nghi p t o thành nhiên li u sinh kh i, làm gi        ng rác th i và bi n rác th i thành s n ph  m hu ích

- Ta có th cân b  ng CO 2 thi vào khí quy n nh   trng cây xanh h p th   chúng

y vi c phát tri n NLSK làm gi m s     i khí h u b t l i, gi   m him sc ép bãi chôn lp

TI  NG SINH KH I   C TA

Ngung sinh kh i c c ta rng, t ph   ph m nông nghi p cho n r ng tr ng, r ng t          n nay chúng ta

  y u là các ph ph m nông nghi p Ti   

Bng 1.3 Ting t sinh kh i g    24

Ngun cung c p  S  ng có th khai thác 

Cây tr ng phân tán  7,79

Ph   th i t quá trình xây d ng  0,80

Bng 1.4 Tii tphphm nông nghi p   24

Ngun cung c p  S  ng có th khai thác 

Bng 1c tính mt s i nhiên li ulo    24

c tính nhiên li u  Tru Bã mía  Ph thi g 

Qua th ng kê trên ta th y ti  a ngu n NLSK là r t l   g p không ít       không t p trung, nhi t tr    thp, kh ng riêng nh nên r t ph c t p khi v n chuy n và ch a tr Bù l i giá thành c c r , thích            h p tiêu th trong các h    p nh và v a.

HI N TR NG S D NG SINH KH     I CA VI T NAM

ng cu i cùng  T ng tiêu th (koe)   T l (%)  

Qua b ng  thng kê trên cho th y 3/4 sinh kh i hi  c ph c v   u

i các b truy n hi u su t th p    

1/4 sinh kh i còn l c s  d ng trong s n xu 

- S n xu t v t li u xây d ng, g m s h u h t dùng cho các lò t thi t k theo kinh             nghit bng c i ho c tru, ch y u phía Nam   

- S n xu  ng, t n d   ng phát nhit    ng t t c

- S y lúa và các nông s n: hi n     ng b ng C u long có r t nhi u máy s     hong Nh ng máy s y này do nhi   c s n xu t và có th dùng    tru làm nhiên li u Riêng d án Sau thu ho  ch tài tr  trin khai t 

- S d ng tr u làm c   i hi u qu cao cho các b   t c i ép C i ép 

- Công ngh cacbon hoá sinh kh i s n xu t than c    c ng d ng m t s     a

 truy n th ng, hi u su t th p     

NH NG D NG CÔNG NGH S D NG SINH KH      I  VI

Sinh khi có th c s  d t ngung bt trc tip hoc bi i t trng thái t  u sang d ng nhiên li u   có chu r n ( than c i), nhiên li u l ng, ho c nhiên      liu khí

ng, có hai lo i bi i nh m nâng c p nhiên li u sinh kh   c khi s d ng chúng cho m  ng: bii nhi t-hóa, bi i sinh-hóa hoc bii sinh hc.

Các công ngh bi i nhi t-hóa là các quá trình s d ng nhi     bii sinh kh i thành các thành ph m trung gian Các công ngh này bao g   m: khí hóa và nhi t phân 

Trong th c t  vic ch n công ngh bi  i sinh kh i s   ch  y u ph  thuc

c tính nhiên li u và ch ng bu c a sinh kh i và d  ng mong mu n t i h   s d ng cu i cùng 

Hình 1.1 Các d ng công ngh s d ng nhiên li u sinh kh i       

Nhiên liu sinh khi ph m c p   cao

1.4.1 Công ngh cháy  a) Cháy trc tip:

Quá trình cháy là mt ph n ng hóa h c t   a nhi t x y ra r t nhanh gi a nhiên     liu và oxy Ph n ng cháy bi  ng hóa h c có trong nhiên li u thành   nhi

Trong ph n ng cháy hoàn toàn, Hydro trong nhiên li u k t h p v i oxy t      o

 t h p v i oxy t o thành cacbonic CO  2 Ph n 

ng cháy không hoàn toàn c a nhiên li u sinh kh i s t    c và CO2, mng nh oxit cacbon CO, m t vài d ng cacbua hydro và m t s s n ph      m cháy d ng khí khác  b) Các quá trình cháy

i v i các nhiên li u sinh kh i khác nhau, quá trình cháy s x y ra khác      nhau, ph thu c vào tính ch t lý-   c tính tro c a nhiên li ng trong m t ph n   t cháy trc tip sinh khn x y ra: 

Quá trình cháy nh c a nhiên li u sinh kh i có th     c th c hi n và duy  

- Cháy t nhi n: S chuy   ng c a oxy và khói th i trong bu  c

m b o do b n thân ph n       c cháy t nhiê   ng áp d ng trong các bu t c nhi truy n th ng  

- ng b chuyng c a oxy và/ho c khói th  c duy trì b i m t qu  t cp gió ho c/và qu t khói  

Bảng 1.7 c tính k thuĐặ ỹ ậ t và đ ặc tính cháy điển hình c a 4 lo i công ngh cháy ủ ạ ệ nhiên li u sinh kh i hiệ ố ện đang ử ụ s d ng trong công nghi p ệ

Công ngh  c tính k thu t   c tính cháy

- Nhiên lic c p vào bu ng  

- Thích h p cho lo i nhiên li  u sinh kh    m cao và di phân b  c h t r ng,

- u ch nh quá trình cháy 

Cháy trên ghi - Có 3 d ng ghi: ghi nghiêng c  

nh, ghi chuyng và ghi l c 

- Có 2 ki u: cháy d ng phun và   cháy theo dòng xoáy

- C n có h  thng x lý và cung  c p nh iên liu phc tp

- C n s y nhiên li   c khi s  d ng thích h p cho c h t nhiên     liu nh 

-    ng th i nhiên  liu sinh kh i v i nhau, ph m vi    công sut rng

Cháy lp sôi và lp sôi tun hoàn

- Nhiên li   ng trong l p h   cát, tro, ch t h p ph ) 

 thu h i các h t tro b i nh     bay theo dòng

- Có th áp d ng cho sinh kh  i v   tro cao

-  ng hi u qu truy  n nhit trong but

Khí hóa là quá trình bii nhiên li u r n nhi    cao thành nhiên li u  khí b ng cách cung c p m  ng h n ch oxy nguyên ch t ho c oxy trong không     khí

Khí hóa nhiên li u sinh kh i b ng không khí s t o ra nhiên li u khí có nhi      t tr  th p, ch a kho ng 50% Nito Khí hóa sinh kh i b ng oxy nguyên ch t s t o ra        khí cháy có nhit tr trung bình

Thành ph n chính c a nhiên li u khí g m CO, H    2 và CH4 ngoài ra còn có

Nhiên li u khí hóa t quá trình sinh kh  c s d ng trong nhi  ng h p t u sinh khi dng r n không th ho c khó s d    ng.

 : T NG QUAN V NHIÊN LI U TR U VÀ KH     

  D NG NHIÊN LI U TR   T G CH  

T NG QUAN V  NHIÊN LIU TRU

2.1.1 Th ng kê tr   ng tr u qua  

Va lý cc ta là mc nhi u ki n t nhiên r t t      c ta phát tri n m t n n nông nghi p nhi     i Theo B  ng th c ta

n gt nông nghi p,   20 t dùng cho tr ng lúa và t ng b ng sông H ng b ng  sông C u Long Hai vùng này là nh ng vùng tr  c x p vào  lo i t t nht c a th gi i Trong nh   c ta luôn du trong khu v c v s n    xu t g o và xu t kh u g     nông nghi p v n là ngành kinh t quan tr ng c    a Vit Nam hi n nay 

Bng 2.1 Sn ng thóc, tr: triu tn   23

Bi 2.1 Sng tr u qu : triu tn)

2.1.2 Th c tr ng tr    ng tr u hi n nay c  c ta.

Qua th ng kê trên ta th y s  ng gn

ng tr  c tính trung bình 6 qua Vi t Nam s n xu t trên    40 tri u t n lúa ng b ng sông C u Long chi m kho ng 1/3 s    ng toàn qu c Vi ng th hai trên th gi   c xu t kh u g o ch sau     Thái Lan Trong bình m   c c thu t n tr u sau khi  

i ra g n 3 tri u t n tr   ng l n và 

Vì th  t nh ng công d ng c a v     tru không

 c ng d ng và s d    tr thành tác h i gây nên ô nhi m  

ng i dân s ng xung quanh khu v 

Tru là l p v ngoài cùng c a hc tách ra trong quá trình xay xát   

V u do hai lá c a gié lúa là v y lá và mày hoa t o thành C hai ph n này tr     

c gép v i nhau theo n p d c b ng m t n p g p cài vào nhau Ph n trên c a hai          mành c a v u chuy n thà  tr  n cu i c a v u và cu i cùng k t thúc thành    tr   mt cái râu

- Xenlulo: Chim nhi u nh t kho ng (26-35)%, là h p ch t cao phân t có công       thc c u t o là (C6H10O5)n

- Hemi Xenlulo: chi m kho ng (18-22)% là h p ch t hóa h        

c phân t nh   u trúc ch t ch   

- Lignin: chim kho ng (25-30)% là h p ch t cao phân t có c    nh hình khác v i xenlulo Lignin t n t  i  3 tr ng thái: th y tinh ( bi n d ng là bi n d     ng

i), d o ( bi n d ng không thu n ngh ch), l ng dính      

2.2.2 m chung v lý hóa tính c a   tru:

- Tùy theo t ng lo i tr u mà tr u có chi u dài t -10)mm, chi u ngang b ng (1/2-      (5   1/3) chi u dài 

- Góc ngh a tr  c u t (35-50)% tùy theo  u ki n nhi   ng

- V u không cháy d dàng v i ng tr   n la chn khi có không khí th i qua V  tru có kh ng m và m c ra nên nó là v t li u cách nhit tt

- Tro tr u ch a nhi u SiO    2 gây nên hii lò s d ng v    tru làm ch  t.

Bng 2.2 Thành ph n hóa h c ca tro tr u(RHA)   13

Thành ph n hóa h c c a tro tr u   %

- V u khó x lý vì c ng k nh và b i b m V u có góc ngh kho ng 35 tr      tr   0  50 0

- Khng riêng c a v u th p kho ng (70-110)kg/m  tr   3   i không gian l  và v n chuy u này là không kinh t 

- t cháy v u t o ra mtr  ng tro kho ng (17- t nhi u so  v i g   (0,2% - %) Dn có m t kh ng l n tro tr u c  n phc x lý.

Bng 2.3 Tính ch t m t s nhiên li u sinh kh i  

- Tru có giá tr nhi ng trung bình cao ( Kho ng 3410K  mng tái t o t  t.

- Tro tru có nhi  nóng ch y th p nên t o ra x    

Bng 2.4 Thành ph n các nguyên t hóa h  c ca m t s nhiên li  u sinh khi (%):

Bng 2.5 Thành ph n hóa h c ca m t s   loi v u (%) tr

V u tr Xenlulo Hemi Xenlulo  Lignin

CÁC NG D NG C A TR U

T lâu, v   trt lo i ch  t r t quen thu c v i bà con nông dân,  

c bi t là bà con nông dân   ng b ng sông C u Long Ch     t t v tr u

c s d ng r t nhi u trong c sinh ho t (n      u thn xu t  (làm gch, sy lúa, n u r u  ) nhnhm sau:

Tru có kh  áy và sinh nhi t t t, 1kg tr  t sinh ra 3400 Kcal bc to ra t d i thn 25 l n 

Nguyên li u tr m n i b t khi s d ng làm ch    t: V u  tr sau khi xay xát luôn d ng khô, có hình dáng nh và r      p, nh , v n chuy n d dàng Thành ph n là ch     r t khó cho vi sinh v t s d ng    nên vic bo qu n, t n tr r   

Lò tru hi n nay v c s  d ng r ng rãi nông thôn  

Hình 2.1 - t tru dùng trong sinh hot  các vùng Tây Nam B 

  i v i s n xu t ti u th công nghi   c s d ng   rng tr u là ch t dùng cho vi c n u th   ho c l n, n  u và mng l n tr c dùng nung g ch trong ngh s n xu   t gch ti khu vng b ng sông C u Long  

Hình 2.2 - Dùng u trong vi c nung gtr  ch

: Ưu điểm L a cháy r t nóng và u, gi nhi  t tt và lâu.

ng Do t t c k thu   t lò ki u th    u t ng khói nhi u  và t n th t nhi t nhi u và gây ra ô nhi    ng và làm tt nóng l ên.

Hình 2.5 V t liu aerogel cách âm và nhi t  Hình 2.6 -Tro tr ng thành  aerogel d ng b t  

t tr u nhi   800 o c tro tr u v ng oxyt (SiO2

+ Al2O3+ Fe2O3) lt tính này có kh   n ng vi s n ph m th y hóa c   o ra các s n ph m d   cao, b n v c bi ng kính h t trung bình kho ng 9-15    d o cho h n h p bê tông, gi   m

ng th m c a bê tông Vì th ti   n c a tro tr u là r t l n    

2.4 TÌNH HÌNH SN XUT G CH   C TA HI N NAY

Vc thù là mn, nên vi   h t ng và s a ch a nâng c  c phát tri n r ng kh p trên toàn qu c trong nh     v a qua D n mc ta tiêu th m ng l n g ch g m t t c các l ai       Theo Báo cáo v vi c th c hi n chính sách t    c gi m vi c s n xu t và s      d ng g    ng vic s n xu t và s d ng v t li u xây không      

a B xây d c tính nhu c u g ch xây   d 10 12% m  duy trì này s   tip theo Và t l s n xu t các lo i g ch trên th          

Bng 2.6: Bi tình hình s n xu t gch Vit Nam 19

Qua bi trên ta th y vi c s n xu t g ch nung       c ta là r t l n, chi  m

2.5 CÁC LO I LÒ G CH    VIT NAM

2.5.1 Phân lo i lò g ch t gián n công su :

- Lò gch liên t c ki ng

- Lò gch ki u Thái Lan 

2.5.2 Lò gch th công ki u   t c i a) Cu to

Lò g ch ki   t c i   c s d ng    mi n nam b và  min nam trung b Thu c lo  t gián n dùng c i 

  t Lò có c u t n và có m t mi ng t v i các b     cho c i vào 

Sung kho ng 4-6 MJ/kg g ch   ng ci tiêu hao khong 300 - 350 kg cho 1000 viên g ch r ng 4 l n ng 1 - 1,1 kg  

Công su t nung t   n 80.000 viên/ m g ch r ng 4 l M chu k     t  nung c a lò m t kho  n 10 ngày

- V n hành d dàng và linh ho t   

- Lò g ch th   t theo m không liên t ng l n, ô  nhing nhiên li u l n   t trong th i gian ng n  

- T l g ch thành ph m 80% c)  m: gây ô nhing trung bình, c n nhi u th i gian b o trì lò     2.6 CH N KI U LÒ NUNG G  CH

- Qua thng kê trên c   d ng r t nhiu lo i lò nung g ch khác nhau,

 công, lò liên t c ki ng, lò liên t c ki u n   Qua th c t và v i nghiên c u trên v i nhiên li     c thù là v u thì tôi ch n lò tr  nung kia ph i so v i các lò khác, t    l g t > 85%, chi phí nhiên li u hay giá thành c a 1kg g ch là nh nh t so v     i t t c     d ng  c ta t sinh khi lò duy nh  c khuy n khích phát tri n theo tinh th n Quy   nh 567 ca th ng chính ph Và v i lò khí hóa ta có th t n d    c tínng ca

t tr  ti t kim ô nhing Thích h p  cho các vùng có nhiu v tr ng b ng sông c u long  

Bng 2.7 Chn thông s tính toán c a g ch xây 2 l     18

 3: KHÍ HÓA SINH KH I VÀ CÁC NG D NG   

3.1 L CH S VÀ S PHÁT TRI N C A KHÍ HÓA     

L ch s c a các lò hóa khí có t     th  k th 17 T khi s hóa khí còn là   nhi qua nhi u s bi  phát tri n Các 

1669     o th c hi n các thí nghi m v i carbonate     hydrogen

1788 Robert Gardner có b ng sáng  ch n s hóa khí 

1792 Báo cáo ch ng th u tiên v  o ra t  than

  n ng và cho các ng d ng nhi t   

1801 ng minh kh  o gas t c tính hóa than c a g    

1804 a ph n ng hóa gas b ng ph n ng c     c v i carbon  nóng

1812 u tiên v máy s n xu t gas dùng d u làm nhiên li u     

1861 i thi u k thu t v lò hóa khí Lò hóa khí nà    c quan tâm và tr thành thit b thành công.

1900 c tri n lãm    lc kt ni vào thit b này

1901 y xe b ng gas t o ra t lò hóa khí   

n 1901-1920, nhi u h th   c bán và dùng cho mn

1930   g ng chuyi các xe c  y b ng   t d án an ninh qu c l p v i s nh p kh u     d u 

1930 Bu phát tri n các ô tô nh   ng ch y b ng gas Chính ph    Anh

n th y r ng các ô tô ch y b ng gas sinh ra t       phù h p cho các thu a c a h   m và g bi n thành   than ci thì li r t d i dào

Khong 250 000 xe c   Thn Ngoài con s  

i sang d ng dùng gas G  t c 20 000 máy kéo dùng gas làm nhiên li u 40 % nhiên li c dùng là g và ph n còn l i là   

Sau khi k t thúc Chi n Tranh Thê Gi i II, v i s d i dào v         vi giá r , k thut hóa khí d n m ng và t m quan tr ng  

Trong su t nh  thu t hóa khí b b quên Nhi u chính ph     

 m th y r ng t   tiêu th g ngày càng nhanh s d n    

n n n phá r ng, s t o ra các v       v ng

Trong nhng k thu t m i trong vi    n quy mô nh T   ng các nhiên li u khác thay cho g và  

Khí hóa là s chuy i nhiên li u r n ho c l ng thành nhiên li u khí h u       d ng và ti n l i hay nhiên li u hóa h c có th         l ng ho c s   d ng cho s n xu t các hóa ch   t b sung giá tr 

 t cháy là hai quá trình nhi t hóa h c liên quan ch t ch v    i

 t s khác nhau quan tr ng gi a chúng Khí hóa gi    ng b ng các liên k t hóa h c trong khí s n ph    t cháy thì phá v nh ng liên k  

  gi ng Quá trình khí hóa thêm hydro vào và tách cacbon ra t  nhiên li u c   s n xut các khí v  i t l H/C cao, khi b t cháy chúng b oxi hóa   

 S phân h y b  i nhit hay nhi t phân 

 S khí hóa các s n ph m phân h   y.

Nhit phân là m t quá trình phân h y nhi t mà l     t ph n cacbon  trong nguyên lit khác, khí hóa l i s d ng m t ch t     

c, không khí ho  s p x p l i th t c u trúc      phân t nguyên li  chuyn nguyên li u r n thành khí ho c l ng; có th thêm      hydro vào s n ph m Vi c s d ng m t ch t trung gian là b n ch t c         a quá trình khí hóa

Hóa ch t khí hóa ph n ng v i cacbon r n và các hydrocacbon n   chuyi chúng thành khí có khng phân t nh    2 Các ch t khí  hóa chính s d ng cho quá trình khí hóa là  

Oxi là hóa ch t khí hóa thông d ng, m c dù m   

 t cháy Nó có th  c cung c p vào lò khí hóa ho c nguyên ch t ho c     trong không khí Nhi t tr và thành ph n c a khí s n ph     u có chchính trong t   i vng hóa ch t khí hóa s d ng Tam    giác phân t (hình 3.1) c a cacbon, hydro và oxi ch      ng chuy i c u ca các sn ph m khác nhau trong lò khí hóa 

Bng 3.1 Nhi t tr c a khí s   n phm da theo tác nhân khí hóa  7

N u dùng oxi làm ch ng chuy  i r i v góc O S n ph m g m CO n u ít oxi và CO  2 n u nhi ng ong oxi c n theo h   s t   ng, quá trình chuy n t   t cháy, và s n ph 

i hay s n ph u không còn mang nhi t tr  

nh M t d ch chuy n v     ng oxi d n t i s c ch a hydro th p và     

ng các h p ch t c  2 trong sn ph m khí 

Nng chuyn ph m khí  mang nhi cacbon, k t qu c a tier l H/C cao M t s s n ph       m ca ph n 2 n

Vic la chn chng t i nhi t tr c   c N u không 

c dùng thay th   làm loãng s n ph m T b ng 3.1, ta có th      thy r ng khí hóa b ng oxi có nhi t tr cao nh       c rn không khí

Mng theo s n i ti p c   c li t kê   

 t cháy Trong mn hình, sinh khc gia nhic (s chu s phân rã do nhi t hay nhi t phân S n ph     t r n và ch t l ng) ph n  ng v i nhau và v i c    cht kh hình thành s n ph m cu i    cùng c a quá trình khí hóa Trong h u h  i, nhi t c n thi  t cho vi c s y,nhi t phân và các ph n ng thu nhi t l y t m        a các ph n ng t a nhi t cho phép trong lò khí hóa B ng 4.2 t kê m t s ph n ng hóa      li     hc quan trng x y ra trong m t lò khí hóa  

 n hình ch a trong tr u kho ng t 30 ÷ 60%, còn v i m t s sinh        kh i có th   n 90% M  m trong sinh kh i l t 2260 kJ cng b sung t    ng này không th  l y l i v i m  m cao m t mát này là m t m  c bi t là cho  các ng d ng Mng nhnh c a vi c s   là c n thi  lo  i b m nhi u nh t có th t sinh kh    c ci v i s n ph m c a khí nhiên li u có nhi t tr cao h p lí, h u h t h            thng khí hóa s  d ng sinh kh   m t 10 ÷ 20% 

Vic s y cu i cùng x y ra sau khi nhiên li     nó nh n nhi t t    i Nhi t này s y khô nguyên li u, làm bay   

c Trên 100 0 c liên k t l ng ph n ngoài trong sinh kh i b lo i b         h n Theo s    thì các ch t có phân t   ng nh b c làm cho

Trong quá trình nhi t phân không có hóa ch c t quá trình nhi t phân ch m, s n ph m r    ng v góc C trong tam giác phân t , và   hình thành nhi u char  c quá trình khí hóa, quá trình ph c t p, phân h y b ng

Nhi     nhi t các phân t hydrocacbon l  i thành các phân t nh    (có th   n ng hóa h c nào v i không   khí, khí, hay ch t khí hóa 

M t s n ph m quan tr ng c a quá trình nhi          c ín) hình thành qua s  c c   c t o ra trong quá trình Là m t ch t l ng dính, nh   t nhic s d ng s n    ph m khí hóa trong công nghi p  

3.2.2.3 Quá trình phn ng khí hóa char

c ti p theo, sau nhi t phân, bao g m các ph n ng hóa      h c ph c t p gi a các hydrocacbon trong nhiên li    c, CO2, O2, và H2 trong

a các khí sinh ra Vì th , khí hóa char là ph n quan tr ng    nh t Char t o ra do nhi t phân sinh kh i không nh t thi t là cacbon nguyên ch t       

Nó mang theo mm c hydro và oxi 

Char sinh kh i x p và ho    x p c a nó trong kho ng  

  r ng trong sinh kh i l u (20 ÷ 30 micron) so v i c ng thái ph n ng c  a nó khác h n so v i char l    c t

Khí hóa char sinh kh i bao g m các ph n ng gi a char và ch t khí hóa      

 t s các ph n  i cacbon, CO2, H2c và metan

Char + CO2 > CO 2)  (3 Char + H2O > CH 4 and CO (3.3) Char + H2 > CH 4 4) (3

(3n (3.4) ch ra cách mà ch  2 ,

c ph n ng v i cacbon r n và chuy    i thành khí khng phân t  nh  2 Mt sph n n trong bng 3.2

Các ph n  ng là thu nhi   t s l i t a nhi t 

Ví d , các ph n ng c a cacbon v i oxi và hydro ( R3, R4 và R5 trong b ng 3.2) là       t a nhi t, trong khi v i CO   2 c ( ph n ng R1 và R2) là thu nhi t Nhi   t ca ph n ng trong b ng 3.2 cho các ph n ng khác nhau tham kh o 25      0 C

3.2.2.4 Quá trình phản ứng cháy char

H u h t các ph  n ng khí hóa là thu nhi cung c p nhi t c n thi t cho     các ph n  t, s y nhiên li u và nhi t phân m   ng xác

nh c a ph n ng t a nhi    c x y ra trong lò khí hóa Ph n    ý t i  nh t là ph n ng R5(C + O   2 >  CO2) vì nó tng nhi t nhi u nh t (394 kJ) trên    mc tiêu th L a ch n ti p theo là R4 (C + 1/2O    2 > CO) t o ra  

  t a ra 111kJ/mol nhi t T   c i ch m 

Khi cacbon ph n ng v i oxi c     u có th x  ph thuc vào nhi H s    quynh oxi s phân 

 nào gi a hai ph n ng R4 và R5 có th     c vi   t k t h p l i

2 >   1)CO + (2  CO2 (3.5) Giá tr c a h s     m gi a 1 và 2 và ph   thuc nhi Mt bi u th c thông d  

Các phn  n ng khí u kin

 nhau B ng 4.3 so sánh t l c a s cháy và khí hóa sinh kh     i  nhi lò

n hình 900 0 C T l cháy ít nh   i t b t l ph n ng khí hóa Do ch ng l i s lan r ng khe h , các h t char sinh kh i m           n

Bng 3.3 So sánh ng ca s khuch tán các l r ng lên t   khí hóa char và t cháy  7

M t s khác nhau quan tr ng khác gi a ph n      t cháy char trong lò t ng sôi là trong quá trình khí hóa nhi   c a h t char là g  b ng nhi       ng th i các ph n ng t a nhi t và thu nhi t trên nó      

t cháy, nhi  các h t char có th      c

Nhng nhiên lii, ch

CÁC LO I LÒ G  CH  VI T NAM

2.5.1 Phân lo i lò g ch t gián n công su :

- Lò gch liên t c ki ng

- Lò gch ki u Thái Lan 

2.5.2 Lò gch th công ki u   t c i a) Cu to

Lò g ch ki   t c i   c s d ng    mi n nam b và  min nam trung b Thu c lo  t gián n dùng c i 

  t Lò có c u t n và có m t mi ng t v i các b     cho c i vào 

Sung kho ng 4-6 MJ/kg g ch   ng ci tiêu hao khong 300 - 350 kg cho 1000 viên g ch r ng 4 l n ng 1 - 1,1 kg  

Công su t nung t   n 80.000 viên/ m g ch r ng 4 l M chu k     t  nung c a lò m t kho  n 10 ngày

- V n hành d dàng và linh ho t   

- Lò g ch th   t theo m không liên t ng l n, ô  nhing nhiên li u l n   t trong th i gian ng n  

- T l g ch thành ph m 85%, chi phí nhiên li u hay giá thành c a 1kg g ch là nh nh t so v     i t t c     d ng  c ta t sinh khi lò duy nh  c khuy n khích phát tri n theo tinh th n Quy   nh 567 ca th ng chính ph Và v i lò khí hóa ta có th t n d    c tínng ca

t tr  ti t kim ô nhing Thích h p  cho các vùng có nhiu v tr ng b ng sông c u long  

Bng 2.7 Chn thông s tính toán c a g ch xây 2 l     18

 3: KHÍ HÓA SINH KH I VÀ CÁC NG D NG   

L CH S VÀ S PHÁT TRI    N C A KHÍ HÓA

L ch s c a các lò hóa khí có t     th  k th 17 T khi s hóa khí còn là   nhi qua nhi u s bi  phát tri n Các 

1669     o th c hi n các thí nghi m v i carbonate     hydrogen

1788 Robert Gardner có b ng sáng  ch n s hóa khí 

1792 Báo cáo ch ng th u tiên v  o ra t  than

  n ng và cho các ng d ng nhi t   

1801 ng minh kh  o gas t c tính hóa than c a g    

1804 a ph n ng hóa gas b ng ph n ng c     c v i carbon  nóng

1812 u tiên v máy s n xu t gas dùng d u làm nhiên li u     

1861 i thi u k thu t v lò hóa khí Lò hóa khí nà    c quan tâm và tr thành thit b thành công.

1900 c tri n lãm    lc kt ni vào thit b này

1901 y xe b ng gas t o ra t lò hóa khí   

n 1901-1920, nhi u h th   c bán và dùng cho mn

1930   g ng chuyi các xe c  y b ng   t d án an ninh qu c l p v i s nh p kh u     d u 

1930 Bu phát tri n các ô tô nh   ng ch y b ng gas Chính ph    Anh

n th y r ng các ô tô ch y b ng gas sinh ra t       phù h p cho các thu a c a h   m và g bi n thành   than ci thì li r t d i dào

Khong 250 000 xe c   Thn Ngoài con s  

i sang d ng dùng gas G  t c 20 000 máy kéo dùng gas làm nhiên li u 40 % nhiên li c dùng là g và ph n còn l i là   

Sau khi k t thúc Chi n Tranh Thê Gi i II, v i s d i dào v         vi giá r , k thut hóa khí d n m ng và t m quan tr ng  

Trong su t nh  thu t hóa khí b b quên Nhi u chính ph     

 m th y r ng t   tiêu th g ngày càng nhanh s d n    

n n n phá r ng, s t o ra các v       v ng

Trong nhng k thu t m i trong vi    n quy mô nh T   ng các nhiên li u khác thay cho g và  

Khí hóa là s chuy i nhiên li u r n ho c l ng thành nhiên li u khí h u       d ng và ti n l i hay nhiên li u hóa h c có th         l ng ho c s   d ng cho s n xu t các hóa ch   t b sung giá tr 

 t cháy là hai quá trình nhi t hóa h c liên quan ch t ch v    i

 t s khác nhau quan tr ng gi a chúng Khí hóa gi    ng b ng các liên k t hóa h c trong khí s n ph    t cháy thì phá v nh ng liên k  

  gi ng Quá trình khí hóa thêm hydro vào và tách cacbon ra t  nhiên li u c   s n xut các khí v  i t l H/C cao, khi b t cháy chúng b oxi hóa   

 S phân h y b  i nhit hay nhi t phân 

 S khí hóa các s n ph m phân h   y.

Nhit phân là m t quá trình phân h y nhi t mà l     t ph n cacbon  trong nguyên lit khác, khí hóa l i s d ng m t ch t     

c, không khí ho  s p x p l i th t c u trúc      phân t nguyên li  chuyn nguyên li u r n thành khí ho c l ng; có th thêm      hydro vào s n ph m Vi c s d ng m t ch t trung gian là b n ch t c         a quá trình khí hóa

Hóa ch t khí hóa ph n ng v i cacbon r n và các hydrocacbon n   chuyi chúng thành khí có khng phân t nh    2 Các ch t khí  hóa chính s d ng cho quá trình khí hóa là  

Oxi là hóa ch t khí hóa thông d ng, m c dù m   

 t cháy Nó có th  c cung c p vào lò khí hóa ho c nguyên ch t ho c     trong không khí Nhi t tr và thành ph n c a khí s n ph     u có chchính trong t   i vng hóa ch t khí hóa s d ng Tam    giác phân t (hình 3.1) c a cacbon, hydro và oxi ch      ng chuy i c u ca các sn ph m khác nhau trong lò khí hóa 

Bng 3.1 Nhi t tr c a khí s   n phm da theo tác nhân khí hóa  7

N u dùng oxi làm ch ng chuy  i r i v góc O S n ph m g m CO n u ít oxi và CO  2 n u nhi ng ong oxi c n theo h   s t   ng, quá trình chuy n t   t cháy, và s n ph 

i hay s n ph u không còn mang nhi t tr  

nh M t d ch chuy n v     ng oxi d n t i s c ch a hydro th p và     

ng các h p ch t c  2 trong sn ph m khí 

Nng chuyn ph m khí  mang nhi cacbon, k t qu c a tier l H/C cao M t s s n ph       m ca ph n 2 n

Vic la chn chng t i nhi t tr c   c N u không 

c dùng thay th   làm loãng s n ph m T b ng 3.1, ta có th      thy r ng khí hóa b ng oxi có nhi t tr cao nh       c rn không khí

Mng theo s n i ti p c   c li t kê   

 t cháy Trong mn hình, sinh khc gia nhic (s chu s phân rã do nhi t hay nhi t phân S n ph     t r n và ch t l ng) ph n  ng v i nhau và v i c    cht kh hình thành s n ph m cu i    cùng c a quá trình khí hóa Trong h u h  i, nhi t c n thi  t cho vi c s y,nhi t phân và các ph n ng thu nhi t l y t m        a các ph n ng t a nhi t cho phép trong lò khí hóa B ng 4.2 t kê m t s ph n ng hóa      li     hc quan trng x y ra trong m t lò khí hóa  

 n hình ch a trong tr u kho ng t 30 ÷ 60%, còn v i m t s sinh        kh i có th   n 90% M  m trong sinh kh i l t 2260 kJ cng b sung t    ng này không th  l y l i v i m  m cao m t mát này là m t m  c bi t là cho  các ng d ng Mng nhnh c a vi c s   là c n thi  lo  i b m nhi u nh t có th t sinh kh    c ci v i s n ph m c a khí nhiên li u có nhi t tr cao h p lí, h u h t h            thng khí hóa s  d ng sinh kh   m t 10 ÷ 20% 

Vic s y cu i cùng x y ra sau khi nhiên li     nó nh n nhi t t    i Nhi t này s y khô nguyên li u, làm bay   

c Trên 100 0 c liên k t l ng ph n ngoài trong sinh kh i b lo i b         h n Theo s    thì các ch t có phân t   ng nh b c làm cho

Trong quá trình nhi t phân không có hóa ch c t quá trình nhi t phân ch m, s n ph m r    ng v góc C trong tam giác phân t , và   hình thành nhi u char  c quá trình khí hóa, quá trình ph c t p, phân h y b ng

Nhi     nhi t các phân t hydrocacbon l  i thành các phân t nh    (có th   n ng hóa h c nào v i không   khí, khí, hay ch t khí hóa 

M t s n ph m quan tr ng c a quá trình nhi          c ín) hình thành qua s  c c   c t o ra trong quá trình Là m t ch t l ng dính, nh   t nhic s d ng s n    ph m khí hóa trong công nghi p  

3.2.2.3 Quá trình phn ng khí hóa char

c ti p theo, sau nhi t phân, bao g m các ph n ng hóa      h c ph c t p gi a các hydrocacbon trong nhiên li    c, CO2, O2, và H2 trong

a các khí sinh ra Vì th , khí hóa char là ph n quan tr ng    nh t Char t o ra do nhi t phân sinh kh i không nh t thi t là cacbon nguyên ch t       

Nó mang theo mm c hydro và oxi 

Char sinh kh i x p và ho    x p c a nó trong kho ng  

  r ng trong sinh kh i l u (20 ÷ 30 micron) so v i c ng thái ph n ng c  a nó khác h n so v i char l    c t

Khí hóa char sinh kh i bao g m các ph n ng gi a char và ch t khí hóa      

 t s các ph n  i cacbon, CO2, H2c và metan

Char + CO2 > CO 2)  (3 Char + H2O > CH 4 and CO (3.3) Char + H2 > CH 4 4) (3

(3n (3.4) ch ra cách mà ch  2 ,

c ph n ng v i cacbon r n và chuy    i thành khí khng phân t  nh  2 Mt sph n n trong bng 3.2

Các ph n  ng là thu nhi   t s l i t a nhi t 

Ví d , các ph n ng c a cacbon v i oxi và hydro ( R3, R4 và R5 trong b ng 3.2) là       t a nhi t, trong khi v i CO   2 c ( ph n ng R1 và R2) là thu nhi t Nhi   t ca ph n ng trong b ng 3.2 cho các ph n ng khác nhau tham kh o 25      0 C

3.2.2.4 Quá trình phản ứng cháy char

H u h t các ph  n ng khí hóa là thu nhi cung c p nhi t c n thi t cho     các ph n  t, s y nhiên li u và nhi t phân m   ng xác

nh c a ph n ng t a nhi    c x y ra trong lò khí hóa Ph n    ý t i  nh t là ph n ng R5(C + O   2 >  CO2) vì nó tng nhi t nhi u nh t (394 kJ) trên    mc tiêu th L a ch n ti p theo là R4 (C + 1/2O    2 > CO) t o ra  

  t a ra 111kJ/mol nhi t T   c i ch m 

Khi cacbon ph n ng v i oxi c     u có th x  ph thuc vào nhi H s    quynh oxi s phân 

 nào gi a hai ph n ng R4 và R5 có th     c vi   t k t h p l i

2 >   1)CO + (2  CO2 (3.5) Giá tr c a h s     m gi a 1 và 2 và ph   thuc nhi Mt bi u th c thông d  

Các phn  n ng khí u kin

 nhau B ng 4.3 so sánh t l c a s cháy và khí hóa sinh kh     i  nhi lò

n hình 900 0 C T l cháy ít nh   i t b t l ph n ng khí hóa Do ch ng l i s lan r ng khe h , các h t char sinh kh i m           n

Bng 3.3 So sánh ng ca s khuch tán các l r ng lên t   khí hóa char và t cháy  7

M t s khác nhau quan tr ng khác gi a ph n      t cháy char trong lò t ng sôi là trong quá trình khí hóa nhi   c a h t char là g  b ng nhi       ng th i các ph n ng t a nhi t và thu nhi t trên nó      

t cháy, nhi  các h t char có th      c

Nhng nhiên lii, ch

c (n   i u ch nh t l c a cacbon hay oxi tham gia ph n ng R5 và R4       (bng 3.2) Thêm b t kì ch ng c n thi t cho ph n ng thu nhi t      s   khí hóa không c n thi t và gi  m chng s n ph m vì b   CO2 làm loãng.

CÁC MÔ HÌNH CÔNG NGH KHÍ HÓA

c chin hình, nhiên lic c p t trên xu ng; s n ph  m

 trên lò Chc, oxi hay h n h p   cc gia nhi t nh     d

c chi u v i nhiên li  ng trong bu ng khí hóa 

 trên xu ng (Hình 3.5) Nhi   l t quá nhi t cháy c a    cacbon, cho nên xy ra ph n  ng cháy t a nhi u nhi       

c gi i phóng gia nhi ng

Ph    n 7), x y ra r t nhanh, tiêu th nhanh chóng    h u h t oxi có m t Khi oxi gi m nhi     n ng cháy chuyn thành phn ng  cháy mt phn, gii phóng CO và mng nhi t v a ph i.

H n h p khí nóng CO,CO  2 c (t nhiên li u và ch  

t nên CO2 tham gia vào phn ng khí hóa vi char, kt qu là gim n CO 2 trong vùng khí hóa.

C + H2O > CO + H2 + 131 kJ/mol Nhi t t khí nóng cung c p cho hai ph n ng khí hóa thu nhi t trên: R1 và     R2 (b ng 3.2) Chúng ch u trác nhi m h u h t v các s n ph        2

S thu nhit này làm nhi  c a khí gi m xung

Vùng trên vùng khí hóa là vùng nhi t phân Nhi  gia nhi t cho sinh kh i khô t trên xu   i phân h y (nhi t phân)  

                 xu ng cùng các ch t r n khác   

Vùng trên cùng s y khô sinh kh ng cách dùng nhi t c a khí  

 i lên, cân bn h p khí s n ph m c a quá trình     khí hóa và nhi t phân 

   c chi u sinh kh     trên xu ng, trong khi 

c phun vào t ngoài g p s n ph m nhi t phân, gi i phóng nhi t Sau       

  s n ph m khí và ch t r  ng trong khí hóa thu n chi u   

t ph n c a khí nhi t phân có th     

ng nhi t c   s y, nhic cung ct cháy khí nhit phân Hing này g i là ng n l a nhi   t phân.

3.3.2 Lò khí hóa thu n chi  u.

Trong khí hóa thu n chi u, các vùng khí hóa khác v  c chi u  

  m t m t c t th p c a lò và sinh     kh i (Hình 3 ) S n ph m quá trình nhi 5          i Khí nng qua char nóng còn l i và x y ra quá trình khí hóa S s    kt qulà hn phng th p 

3.3.3 Lò khí hóa ki u c t nhau  

 khô và không khí khô

Hình 3.6 Cu to lò khí hóa kiu ct nhau

3.3.4 Lò khí hóa t ng sôi 

Lò khí hóa t   c dùng cho nhiên li   c 0,5- 3mm Nhiên lic c p vào lò khí hóa, nhiên li o tr n trong l p sôi nên quá trình truy n nhi t r   phân b nhi  u theo chiu cao lò

- Khi th i gió vào lò, các h t l n s t p trung       t nh phía trên   và d   làm ging b i than bay theo gió ra 

c 2 kho ng gi   ng quá trình khí

- Khi khí hóa t ng sôi, nhiên li  ng t   v y nhiên li c ti p xúc ngay v i vùng có nhi   cao Quá trình s y, bán  c c cùng x      ng ch t b c sinh ra g p oxy trong gió s   cháy h t thành CO 2 và H2O, m t ph n nh khác b nhi t phân Vì v y khí s      n phm ra kh nh lò không có các s n ph m l ng, không có các lo i    

ch, dùng cho t ng h p hóa h c r t có l i     

- Vì khí hóa t ng sôi nên các h t than luôn chuy ng và trong lò không có ranh gi i rõ r t gi a các vùng ph   n ng , vùng nhit phân trong khí hóa t ng c nh) và nhi    trung bình c a lò gi m xu ng Vì   

m này nên nhi  c a lò tronng sôi ch t t   

m c a quy trình khí hóa t ng sôi  

- Nhi c a lò khí hóa t ng sôi luôn b    gii hn, không th nâng nhi  phn

ng cao quá 1150 o C, nhi có th làm ch y x   

3.4 NG D NG KHÍ HÓA SINH KH  I  VIT NAM VÀ TRÊN TH 

  l c s d ng ph bi t trên th     

c biu ph ph m t nông nghi p Ch      y u các b p dùng nhiên li u t    tri vn

Hình 3.8 - B p khí hóa dùng cho h   

B   c s n xu t d       ng h c, truy n nhi  t thông qua vi c l i d ng s hoàn khí hoàn toàn gi    n s s n sinh ra h c ín, kéo dài th   t mà không có khói tro và mu i than V i k  thut tu n hoàn khép kín ng n l     c x nhi t, nâng cao hi u su   t nhit ti mt sch hoàn toàn vi cao

- B p khí hóa không có áp su t khí gas nên lo i tr     c kh   hay gây ng  c.

- T n d  c các ngu n ph ph  n ti p ki m

- Giúp gi m áp l c nhu c   ng hóa thn kit, ging khí th i gây hi u ng nhà kính, gi m chi khí x     lý rác thi.

- C a l y tro khó làm kín hay b thoát gas, làm c a ngang nên vi c l       m t nhi u th i gian   

- N p  t làm b ng r u th i gian lâu s b b n do h c ín      bám vào ch chc

- V n có khói khi b   t b p nên không phù h  u trong không gian kín

- Không ti c nhiên li u m t cách liên t c nên ch phù h p v     u

3.4.2 Mô hình khí hóa công su t nh s d ng tr    c tip

Mô hình khí hóa công su t nh này không nh ng có th dùng cho các h gia     

 dùng cho các nhà máy s n xu t hay xay xát v i quy mô nh ho    c trung bình

Hình 3.10 Mô hình khí hóa công su t nh   

- t này có th n p nhiên li u liên t c nên có th t v i công su t l n trong          mt thi gian dài

- T n d  c các ngu n ph ph        n ti p ki m

- Giúp gim áp lc nhu cng hóa thn ki t, gi m

ng khí th i gây hi u ng nhà kính, gi m chi khí x lý rác th i      

- Nhi thùng cha và khí gas cao, khí gas cha nhic.

Ngoài vi c s d ng khí hóa tr c ti p ho c cho các mô hình nh , khí hóa còn        có th dùng cho vin s n xu n có th

Mô hình khí hóa sinh kh     c thc hi

Hình 3.11 Quá trình chuy n Quá trình sn xu  n t c chính sau:

1) Khí hóa sinh khi: chuy n hóa sinh kh i rn sang d ng nhiên li u khí  

2) L c khí: Dòng khí s n ph m c   ng ch m ng nht

nh các t p ch c Sau khi qua h th ng l c các t p ch t     

 c l m b o ho ng bình th ng cho các thi t b    c bit vi tua bin khí t trong)

- Quá trình phát điện qua tua bin hơi nước.

 quá trình này khí s n ph m t lò khí hóa s      c l hot tr c  tip trong     b ph n quá nhi t c    vào tua bin,  y ra quá trình chuyi nhi   quay ca trc.

Hình 3.12 Mô ph ngn ca sinh khc

- Quá trình phát điện qua tuabin khí

Nguyên lý làm vi c c a quá trình này là máy nén khí nén khí quay làm   không khí t c c nén l  không khí trong máy nénc hòa tr n v i khí s n ph   m c a lò khí hóa   n ht cháy, quá trình cháy này là quá trình gia nhing áp Th  t nhi u và có nhi t cao   

c th i v tuabin v i v n t c r t cao Tuabin là kh i sinh công t       ây không khí tin hành giãn n sinh công: N t, nhi và v n  t c không khí gi m xu ng bi     i d ng mô men t o chuyng quay cho tuabin

Hình 3.13- n qua tua bin khí

- Quá trình phát điện qua động cơ đốt trong

Quá trình này s n ph m khí   t trong, qua b  ch ng b c M t ph  ng

c phóng thích su t quá trình cháy nhiên lic  chuyc, ph n còn l i t o nhi   n s d ng công  

Hình 3.14 Mô ph n ca sinh khi qua t trong

- Vi vic ng d ng sinh kh i cn s t n d  c tn sinh kh i.

- Có th   t n trc ti p các vùng sâu vùng xa, tit kic tn cho các vùng này c) m

- Nhit tr c a nhiên li u sinh kh i th p nên ch thích h      n nh 

- Khng riêng c a sinh kh i nh , nên c n ph i có di n tích ch a nhiên li u l n         

Và vic vn chuy n, t p trung nhiên li  

- Quá trình khí hóa sinh kh i luôn s n sinh ra m t s n ph m ph là Tar ( m t d       ng h c ín) Tar trong s n ph m khí là m t lo i ch t l ng nh t nên gây t c, bám b n cho           các thi t b s d   c bi t là các thi t b     Thành ph n này khó x lý và là m  c ng d ng công ngh khí  

Qua quá trình tìm hi u trên, tôi th y sinh kh  c ng d ng r ng rãi trong   nhic t th n công nghim nhi t tr c a    sinh kh i th p nên vi  c ng di ph i có các quá trình th c nghi m, nghiên c uôn kh  tài lua mình, tôi xin ti p t c nghiên c u thi t k lò khí hóa dùng cho vi t g ch  c ta

 4: THI  T K LÒ KHÍ HÓA TR U LIÊN  

T C CHO LÒ G CH V I CÔNG SU T 12000 VIÊN/ NGÀY    

4.1 TÍNH TOÁN THI T K LÒ KHÍ HÓA SINH KH I   

Hình 4.1- iên liNh ệu vỏ ấtr u

Ta có bng thành ph n C, H , O cho nhiên li u vào

Bng 4.1: thành ph n % c a nguyên li u tr u (%)      7

Nhiên liu Thành phn (%) Nhit tr

Bng 4.2: Thành phn khí sn phm ra ca lò khí hóa ki u thu n chi  u vi nhiên liu là vtru. 2,3

- HHVg, LHVg lt là giá tr  l n nht, thp nht c a s n ph m khí ra 

- Hiu su t lò khí hóa là  50 65% 

4.1.2 Tính công su t thi t k lò sinh kh i    6

Theo thc t   t 1 viên g ch (1,2kg) c n 250g tr u   

- ng tr  t trong mt gi : là mf = 3000

- ng nhi t c n cho lò g ch trong 1s là:    ò f

Q lò ng nhi t c n cung c p cho lò trong 1h, kW  m f :Khng nhiên li u tiêu hao, kg/h 

LHV: Nhit tr  c a nhiên li u, MJ /kg.

V y công su t nhit cn có c a lò khí hóa là 531,25  kW

- Vng nhing nhiên li u khí t  lò khí hóa là:

LHVg : Nhit tr thp làm vic ca khí s n ph m, MJ/m  3

Ggng dòng khí ra,(m 3 /s)

Qlò: Công su t lò , kW

- Nhit t u cho lò khí hóa là : tr ò kh l tb

Qlò: Công sut lò, kW

 tb : Hiu su t c a lò khí hóa, ch n     tb =0,65

- ng tr u c n cung c p cho lò khí hóa là:   

Th tích không khí c cháy h t 1kg nhiên li u là:   o v kk =                  

=                   ,8 = 3,6 (m 3 /kg)  ng không khí c n là: 

Vng không khí c n c p cho lò khí hóa là:  

Qua tính toán trên tôi ch n thi t k 02 lò khí hóa cho 1 lò gt

Bng 4.3 : Thông s thi t k 01 lò khí hóa

ng tr u tiêu hao  96,12 (kg/h)

ng không khí c n c p cho lò   138,4 (m 3 /h)

4.1.3 Tính toán cân bng nhing tng vùng trong lò khí hóa1,10 a Nhi t  ng cho vùng s y 

Khi nguyên liy, nhi  c a nhiên li u là 25 o C, b ng nhi t

Qs: Nhing cho vùng s y.kJ 

C p tru : Nhi t dung riêng c a tru, C p tru = 2,15(J/kg.k)

C Nhit dung riêng cc, Cp = 4200(J/kg.k)

 :  trênh lnh nhi   gi a nhiên li

Vi gi thit là  quá trình st b Nhing cho vùng nhi t phân 

Khi nhiên lit phân, nhiên li u có nhi  là 200 o C và sau vùng nhi t phân là t 500-700  o C Ta ch n nhi  nhiên li u ra kh vùng nhi  t phân là:600

 np : Nhing cho vùng nhi t phân, kJ  mnp: Khng c a tr u sau khi tách m m   np = 86,5kg

Cp: Nhit dung riêng c a tru C p= 2,15( kJ/kg.K)

Vng nhit cn cung c p cho vùng nhi t phân là:  

Q m C   T     kJ c Nhing cho vùng khí hóa  1

Sau vùng nhi t phân nhi   c a dòng khí là 600 o C và sau khi o xi hóa thì nhi  là kho ng 1000 o C Xung vùng kh nhi    t 700 o -900 o C

 n trong quá trình tính toán, gi s vùng khí hóa có các ph n ng     sau:

Dng % c a các khí CO, H 2 , CO 2 , CH 4 trong dòng khí ra Gi  s  ng C cho các nhiên li u  tr

Bng 4.4: thành ph n khí s n ph m theo 1 kmol   

Khí ra CO CO 2 H 2 CH 4

Tng ta có: 1kmol khí có th tích 22,4m 3

 g ng dòng khí ra kh i thi t b khí hóa S Kmol C trong     dòng khí ra vng dòng khí là 265,625m 3 /h ta có b ng tính sau: 

Bng : 4.5 Thành phn khí sn phm ca lò

Thành ph n khí s n ph m    CO CO 2 H 2 CH 4

T ng nhi t thu vào ho  c ta ra ca quá trình khí hóa là:

Vng nhit ta ra trong quá trình oxy hóa 89,3kg nhiên li u là: 

Qtng = Qkh + Qnp + Qs

ng nhi t t ph n ng cháy sinh ra trong lò khí hóa sinh kh i là:     

 tt ng nhi t t n th t ca lò, Q tt = 0,05Qt ng

Tính kim tra: m tra hi u su Tính ki  ch:   11

kh là nhit trthp ca nhiên lim.

HHVdaf: Nhi t tr   c a nhiên lim và tro, MJ/kg

H daf : Phng hidro trong nhiên li u, %  ng m trong nhiên li u,%

 ng tro trong nhiên li u,%

HHV kh : Nhit tr cao c a nhiên liu khô, MJ/kg  

V i sai s trên là n m trong ph m vi cho phép, hay các gi      thit và thông s  chn trên là h p lý 

Theo tài ling khí s n ph   di n tích m t c t ch    thót lò là 420m 3 /h/cm 2

Din tích b m t c  n thit cho lò là: g

GH: Th tích ta nhiên li u trên 1 cm 2 b m t, GH = 420 m 3 /h/cm 2  2

 ng kính lò khí hóa là:

V y ta ch n lò có d ng hình tròn v   ng kính lò khí hóa là 90 cm b: Chi u cao c a lò khí hóa   b.1: chi u cao vùng s y:

R: Bán kính lò khí hóa, (m)

Vs: Th tích vùng s y V s= f nl m

 nl : kh   ng riêng c a nhiên li u(tr u)   : chn  nl 0(kg/m 3 )

  b.2 chi u cao các vùng khác 

 hp: Nhi t cho quá trình nhit phân, hp= 2081(kJ/kg) hw: Nhic, hw = 3654(kJ/kg) wnl:ng m trong nhiên li u, F  w = 0,1

 nl : Kh   ng riêng c a nhiên li u(tr u)   :  nl 0(kg/m 3 )

V nl : Th tích nhiên li u(tr u), V  nl = 0,1 (cm 3 )

A: Din tích b m t riêng c a nhiên li u(tr u), A = 0,175 (cm     2 ) ng nhi i trên m di n tích thi ,q=1,5(W/cm

 Thi gian khí hóa: tc0(s)

 ng kính lò vùng nhi t phân, (m)

  m o t khí hóa riêng trên ghi lò (kg/m 2 h) mfng nhiên li u tiêu hao, (kg/h) 

R: Bán kính lò vùng nhit phân (m).

 nl : Khng riêng c a nhiên li u, (kg/m  3 )

Fv: Ph n th tích r ng c a nhiên li u, v i nhiên li u tr u ch n F         v =0,9.

Chiu cao vùng nhi t phân: 

Chiu cao vùng khí hóa:

Chiu cao vùng cháy: Chi c tính b ng ho c l   t ng chi u cao vùng khí hóa và vùng nhi t phân, ta chon H   ch = 309,39(mm)

Chi m và vùng ch a tro x sau vùng khí hóa ta t ch    thun ti n cho vi c l y tro b ng vít t i, ta ch n ki      ng hình ph u có  chiu cao là H = 700(mm) Chinh lò) Hlk0(mm)

V y chi u cao thành ph n chính c a lò (     s y, nhi t phân, cháy, khí 

ng kính ng thoát khí s n ph m:    Áp dng công th c:   7

Ggng khí s n ph m ra t i c a thoát( nhi       kho ng 450 o C)

 vg: V n t c khí s n ph m trong ng thoát, v n t c dòng khí ra ch n trong d        i t 10-25(m/s) ta ch n v  g = 22m/s

V y ta ch ng kính ra ca ng thoát khí s n ph m là D  ra =0,1(m)

 thoát khí s n ph m ra d dàng tôi b     ng thoát 4 góc c a lò(theo   hình v c a lò) và góp chung vào 01 ng góp có b c cách nhi     t.

4.2 CHN QU T C P KHÔNG KHÍ CHO LÒ KHÍ HÓA   a) Quạt cấp không khí

V  ng không khí c p vào lò là 138,4m 3 /h ta ch n và s d ng qu   t thi khí (air blower) có công su t 1,5kW, d ng khí t 100-150m 3 /h; c t áp 700-900mmH2O b) Qu t hút ạ t o áp su t âm trong h ng giúp ng n l a d

   th    dàng bén v i nhiên li ng th i hút không khí t bên ngoài vào và rút ng n th   i gian khng lò, h thc b trí m t qu t hút có công su t nh 1,05kW áp      sut làm vi c 350-450mmH 2 ng t 500-750m 3 /h Qu t ch b t lúc nhóm lò    4.3 TÍNH CHN VN CHUYN TRU BNG VÍT T I 

- V t li u chuy   ng trong máng kín, có th nh n và d t   i   v trí trung gian không t n th t li u, an toàn khi làm vi c và s d ng, r t thu n l i cho        vic vn chuy n v t li u r   i, nh c hi., b

- Chúng chi m ch r t ít, v i cùn      sut thì di n tích ti t di n ngang c a vít t    i nh  t nhiu so vi tit din ngang c a các máy v n chuy n khác   

- B ph n công tác c a vít n    m  trong máng kín, nên có th h n ch    c b i khi  làm vic vi nguyên li u sinh nhi u b   i.

Giá th p i th  i nhiu lo i.

Vm trên tôi ch n lo i vít t i xo n liên t c li n tr c: Thích h p v        i vt liu d ng b t khô, v , h t     c nh hay trung bình 

- ng kính vít t i  t c nh theo công th c sau:

 : Khng riêng c a v t li u v   n chuy n(kg/h) V i v t li u là v u      tr có:  = 90110 (kg/m 3 ) Chn  = 100(kg/m 3 ) n: S vòng quay vít t i (vòng/phút)   n= V v

Vi: KV là h s ph thu   c vt liu Vi tru là vt liu nh ta chn KV0

KC: H s  chng ti t di n máng, ph    thuc vào v t li u V i v t li u nh       ta ch K C = 0,09

K n : h  s ph thu c góc nghiêng    ) ca vít t i K n =0,05 khi ` o

Thay vào công thc ( 8) ta có:5

Theo dãy s quy chu n c  ng kính s vít t i : 100; 125; 150; 160; 200;   250; 300; 350

Chn khe h gi a các cánh vít và máng vít là   =5(mm)

Ta có công thnh s vòng quay c a vít t   ng kính vít ti

D   ( vòng/ Phút ) n n Ch V= 60 ( vòng/ Phút )

- Xnh công su t trên vít t  i:

Qv t c a vít t i Q v,12(kg/h) u dài v n chuy n c t li L: Là chi   a v 

Hv: là chiu cao v n chuy n c a v   t ling H=2,7(m) s l n ma sát v t li u v n chuy n, là v u khô có C

Ta chn công su quay vít t i là 1,0(kw) 

4.4 TÍNH CH N L Y TRO RA B NG VÍT T I  

4ng tro c a lò khí hóa 

ng tro sinh ra trong 1h là: mtro = m f  % tro

 mfng nhiên li u tr u vào lò, m  f = 96,12kg/h n % tro nhiên li t, = 15,5%

 t c c tính theo công th c sau  12 :

 : Khng riêng c a v t li u v n chuy    n(kg/h) V i v t li u là v tr u      có:  = 90 110 (kg/m 3 ) Chn  = 100(kg/m 3 ) n: S vòng quay vít t i (vòng/phút)   n= V v

V i: K V là h s ph    thuc v t li u V i tro tr u là v t li u nh ta ch n        

KC: H s  chng ti t di n máng, ph    thuc vào v t li u V i v t li u nh       ta ch K C = 0,09

K n : h  s ph thu c góc nghiêng    ) ca vít t i K n =0,1 khi  =0 o

Thay vào công thc (4.9) ta có:

Theo dãy s quy chu n c  ng kính s vít t i : 100; 125; 150; 160; 200;   250; 300; 350

Ta chn Dv0(mm) n khe h gi a cánh vít và máng vít là

Ta có công thnh s vòng quay c a vít t  ng kính vít t sau: n= 20 51,61

D   ( vòng/ Phút ) n n Ch V = 50 ( vòng/ Phút )

- Xnh công su t trên vít t i,vi vít ti nm ngang:

Qtrot ca vít t i Q tro,375(kg/h) u dài v n L: Là chi  chuyn c a v t li  

Co: H s l c c n ma sát v i v t li u v n chuy n, là v u khô có C          tr O 0,5 4

Ta chn công su quay vít t i là 1,0(kw) 

4.5 TÍNH CH N CÁCH NHI T VÀ T N TH T NHI T CHO LÒ     

Vì lò khí hóa làm vic  nhi c thi  t k g m 03 l p: G ch ch u l   a (gch sam t), bông th y tinh cách nhi t, l   p thép ch u l c  

Khi tính cách nhing ch c n tính cách nhi t cho hai l p là l    p g ch ch u l a, và l p bông th y tinh Còn l p thép do h s d n nhi t l n nên g           n

Bng 4.6: Thông s  n ca lò khí hóa Nhi  trong lò t m 1 1000 o C

Bng 4.7: Thông s v t lý ca vt liu xây lò   10

Bng 4.8: Tiêu chu n g ch samot  

V i thi t k lò hình tr , ta ch n g ch có kí       c 230/113/45 Xây theo hình thng v  d y là 45mm

Ch n l p bông th y tinh g p g ch là 90mm 

4.5.2 Tính t n  tht nhit ca lò khí hóa,

M  dòng nhi t t n th y trên 1m chi u dài là:     10

Thay b ng s u trên vào công th c (5.10) ta có  li 

Dòng nhi t t n th t c lò là: 

K T LU N

Qua quá trình tìm hi u trên, tôi th y sinh kh  c ng d ng r ng rãi trong   nhic t th n công nghim nhi t tr c a    sinh kh i th p nên vi  c ng di ph i có các quá trình th c nghi m, nghiên c uôn kh  tài lua mình, tôi xin ti p t c nghiên c u thi t k lò khí hóa dùng cho vi t g ch  c ta

 4: THI  T K LÒ KHÍ HÓA TR U LIÊN  

T C CHO LÒ G CH V I CÔNG SU T 12000 VIÊN/ NGÀY    

TÍNH TOÁN THI T K LÒ KHÍ HÓA SINH KH I

Hình 4.1- iên liNh ệu vỏ ấtr u

Ta có bng thành ph n C, H , O cho nhiên li u vào

Bng 4.1: thành ph n % c a nguyên li u tr u (%)      7

Nhiên liu Thành phn (%) Nhit tr

Bng 4.2: Thành phn khí sn phm ra ca lò khí hóa ki u thu n chi  u vi nhiên liu là vtru. 2,3

- HHVg, LHVg lt là giá tr  l n nht, thp nht c a s n ph m khí ra 

- Hiu su t lò khí hóa là  50 65% 

4.1.2 Tính công su t thi t k lò sinh kh i    6

Theo thc t   t 1 viên g ch (1,2kg) c n 250g tr u   

- ng tr  t trong mt gi : là mf = 3000

- ng nhi t c n cho lò g ch trong 1s là:    ò f

Q lò ng nhi t c n cung c p cho lò trong 1h, kW  m f :Khng nhiên li u tiêu hao, kg/h 

LHV: Nhit tr  c a nhiên li u, MJ /kg.

V y công su t nhit cn có c a lò khí hóa là 531,25  kW

- Vng nhing nhiên li u khí t  lò khí hóa là:

LHVg : Nhit tr thp làm vic ca khí s n ph m, MJ/m  3

Ggng dòng khí ra,(m 3 /s)

Qlò: Công su t lò , kW

- Nhit t u cho lò khí hóa là : tr ò kh l tb

Qlò: Công sut lò, kW

 tb : Hiu su t c a lò khí hóa, ch n     tb =0,65

- ng tr u c n cung c p cho lò khí hóa là:   

Th tích không khí c cháy h t 1kg nhiên li u là:   o v kk =                  

=                   ,8 = 3,6 (m 3 /kg)  ng không khí c n là: 

Vng không khí c n c p cho lò khí hóa là:  

Qua tính toán trên tôi ch n thi t k 02 lò khí hóa cho 1 lò gt

Bng 4.3 : Thông s thi t k 01 lò khí hóa

ng tr u tiêu hao  96,12 (kg/h)

ng không khí c n c p cho lò   138,4 (m 3 /h)

4.1.3 Tính toán cân bng nhing tng vùng trong lò khí hóa1,10 a Nhi t  ng cho vùng s y 

Khi nguyên liy, nhi  c a nhiên li u là 25 o C, b ng nhi t

Qs: Nhing cho vùng s y.kJ 

C p tru : Nhi t dung riêng c a tru, C p tru = 2,15(J/kg.k)

C Nhit dung riêng cc, Cp = 4200(J/kg.k)

 :  trênh lnh nhi   gi a nhiên li

Vi gi thit là  quá trình st b Nhing cho vùng nhi t phân 

Khi nhiên lit phân, nhiên li u có nhi  là 200 o C và sau vùng nhi t phân là t 500-700  o C Ta ch n nhi  nhiên li u ra kh vùng nhi  t phân là:600

 np : Nhing cho vùng nhi t phân, kJ  mnp: Khng c a tr u sau khi tách m m   np = 86,5kg

Cp: Nhit dung riêng c a tru C p= 2,15( kJ/kg.K)

Vng nhit cn cung c p cho vùng nhi t phân là:  

Q m C   T     kJ c Nhing cho vùng khí hóa  1

Sau vùng nhi t phân nhi   c a dòng khí là 600 o C và sau khi o xi hóa thì nhi  là kho ng 1000 o C Xung vùng kh nhi    t 700 o -900 o C

 n trong quá trình tính toán, gi s vùng khí hóa có các ph n ng     sau:

Dng % c a các khí CO, H 2 , CO 2 , CH 4 trong dòng khí ra Gi  s  ng C cho các nhiên li u  tr

Bng 4.4: thành ph n khí s n ph m theo 1 kmol   

Khí ra CO CO 2 H 2 CH 4

Tng ta có: 1kmol khí có th tích 22,4m 3

 g ng dòng khí ra kh i thi t b khí hóa S Kmol C trong     dòng khí ra vng dòng khí là 265,625m 3 /h ta có b ng tính sau: 

Bng : 4.5 Thành phn khí sn phm ca lò

Thành ph n khí s n ph m    CO CO 2 H 2 CH 4

T ng nhi t thu vào ho  c ta ra ca quá trình khí hóa là:

Vng nhit ta ra trong quá trình oxy hóa 89,3kg nhiên li u là: 

Qtng = Qkh + Qnp + Qs

ng nhi t t ph n ng cháy sinh ra trong lò khí hóa sinh kh i là:     

 tt ng nhi t t n th t ca lò, Q tt = 0,05Qt ng

Tính kim tra: m tra hi u su Tính ki  ch:   11

kh là nhit trthp ca nhiên lim.

HHVdaf: Nhi t tr   c a nhiên lim và tro, MJ/kg

H daf : Phng hidro trong nhiên li u, %  ng m trong nhiên li u,%

 ng tro trong nhiên li u,%

HHV kh : Nhit tr cao c a nhiên liu khô, MJ/kg  

V i sai s trên là n m trong ph m vi cho phép, hay các gi      thit và thông s  chn trên là h p lý 

Theo tài ling khí s n ph   di n tích m t c t ch    thót lò là 420m 3 /h/cm 2

Din tích b m t c  n thit cho lò là: g

GH: Th tích ta nhiên li u trên 1 cm 2 b m t, GH = 420 m 3 /h/cm 2  2

 ng kính lò khí hóa là:

V y ta ch n lò có d ng hình tròn v   ng kính lò khí hóa là 90 cm b: Chi u cao c a lò khí hóa   b.1: chi u cao vùng s y:

R: Bán kính lò khí hóa, (m)

Vs: Th tích vùng s y V s= f nl m

 nl : kh   ng riêng c a nhiên li u(tr u)   : chn  nl 0(kg/m 3 )

  b.2 chi u cao các vùng khác 

 hp: Nhi t cho quá trình nhit phân, hp= 2081(kJ/kg) hw: Nhic, hw = 3654(kJ/kg) wnl:ng m trong nhiên li u, F  w = 0,1

 nl : Kh   ng riêng c a nhiên li u(tr u)   :  nl 0(kg/m 3 )

V nl : Th tích nhiên li u(tr u), V  nl = 0,1 (cm 3 )

A: Din tích b m t riêng c a nhiên li u(tr u), A = 0,175 (cm     2 ) ng nhi i trên m di n tích thi ,q=1,5(W/cm

 Thi gian khí hóa: tc0(s)

 ng kính lò vùng nhi t phân, (m)

  m o t khí hóa riêng trên ghi lò (kg/m 2 h) mfng nhiên li u tiêu hao, (kg/h) 

R: Bán kính lò vùng nhit phân (m).

 nl : Khng riêng c a nhiên li u, (kg/m  3 )

Fv: Ph n th tích r ng c a nhiên li u, v i nhiên li u tr u ch n F         v =0,9.

Chiu cao vùng nhi t phân: 

Chiu cao vùng khí hóa:

Chiu cao vùng cháy: Chi c tính b ng ho c l   t ng chi u cao vùng khí hóa và vùng nhi t phân, ta chon H   ch = 309,39(mm)

Chi m và vùng ch a tro x sau vùng khí hóa ta t ch    thun ti n cho vi c l y tro b ng vít t i, ta ch n ki      ng hình ph u có  chiu cao là H = 700(mm) Chinh lò) Hlk0(mm)

V y chi u cao thành ph n chính c a lò (     s y, nhi t phân, cháy, khí 

ng kính ng thoát khí s n ph m:    Áp dng công th c:   7

Ggng khí s n ph m ra t i c a thoát( nhi       kho ng 450 o C)

 vg: V n t c khí s n ph m trong ng thoát, v n t c dòng khí ra ch n trong d        i t 10-25(m/s) ta ch n v  g = 22m/s

V y ta ch ng kính ra ca ng thoát khí s n ph m là D  ra =0,1(m)

 thoát khí s n ph m ra d dàng tôi b     ng thoát 4 góc c a lò(theo   hình v c a lò) và góp chung vào 01 ng góp có b c cách nhi     t.

4.2 CHN QU T C P KHÔNG KHÍ CHO LÒ KHÍ HÓA   a) Quạt cấp không khí

V  ng không khí c p vào lò là 138,4m 3 /h ta ch n và s d ng qu   t thi khí (air blower) có công su t 1,5kW, d ng khí t 100-150m 3 /h; c t áp 700-900mmH2O b) Qu t hút ạ t o áp su t âm trong h ng giúp ng n l a d

   th    dàng bén v i nhiên li ng th i hút không khí t bên ngoài vào và rút ng n th   i gian khng lò, h thc b trí m t qu t hút có công su t nh 1,05kW áp      sut làm vi c 350-450mmH 2 ng t 500-750m 3 /h Qu t ch b t lúc nhóm lò    4.3 TÍNH CHN VN CHUYN TRU BNG VÍT T I 

- V t li u chuy   ng trong máng kín, có th nh n và d t   i   v trí trung gian không t n th t li u, an toàn khi làm vi c và s d ng, r t thu n l i cho        vic vn chuy n v t li u r   i, nh c hi., b

- Chúng chi m ch r t ít, v i cùn      sut thì di n tích ti t di n ngang c a vít t    i nh  t nhiu so vi tit din ngang c a các máy v n chuy n khác   

- B ph n công tác c a vít n    m  trong máng kín, nên có th h n ch    c b i khi  làm vic vi nguyên li u sinh nhi u b   i.

Giá th p i th  i nhiu lo i.

Vm trên tôi ch n lo i vít t i xo n liên t c li n tr c: Thích h p v        i vt liu d ng b t khô, v , h t     c nh hay trung bình 

- ng kính vít t i  t c nh theo công th c sau:

 : Khng riêng c a v t li u v   n chuy n(kg/h) V i v t li u là v u      tr có:  = 90110 (kg/m 3 ) Chn  = 100(kg/m 3 ) n: S vòng quay vít t i (vòng/phút)   n= V v

Vi: KV là h s ph thu   c vt liu Vi tru là vt liu nh ta chn KV0

KC: H s  chng ti t di n máng, ph    thuc vào v t li u V i v t li u nh       ta ch K C = 0,09

K n : h  s ph thu c góc nghiêng    ) ca vít t i K n =0,05 khi ` o

Thay vào công thc ( 8) ta có:5

Theo dãy s quy chu n c  ng kính s vít t i : 100; 125; 150; 160; 200;   250; 300; 350

Chn khe h gi a các cánh vít và máng vít là   =5(mm)

Ta có công thnh s vòng quay c a vít t   ng kính vít ti

D   ( vòng/ Phút ) n n Ch V= 60 ( vòng/ Phút )

- Xnh công su t trên vít t  i:

Qv t c a vít t i Q v,12(kg/h) u dài v n chuy n c t li L: Là chi   a v 

Hv: là chiu cao v n chuy n c a v   t ling H=2,7(m) s l n ma sát v t li u v n chuy n, là v u khô có C

Ta chn công su quay vít t i là 1,0(kw) 

4.4 TÍNH CH N L Y TRO RA B NG VÍT T I  

4ng tro c a lò khí hóa 

ng tro sinh ra trong 1h là: mtro = m f  % tro

 mfng nhiên li u tr u vào lò, m  f = 96,12kg/h n % tro nhiên li t, = 15,5%

 t c c tính theo công th c sau  12 :

 : Khng riêng c a v t li u v n chuy    n(kg/h) V i v t li u là v tr u      có:  = 90 110 (kg/m 3 ) Chn  = 100(kg/m 3 ) n: S vòng quay vít t i (vòng/phút)   n= V v

V i: K V là h s ph    thuc v t li u V i tro tr u là v t li u nh ta ch n        

KC: H s  chng ti t di n máng, ph    thuc vào v t li u V i v t li u nh       ta ch K C = 0,09

K n : h  s ph thu c góc nghiêng    ) ca vít t i K n =0,1 khi  =0 o

Thay vào công thc (4.9) ta có:

Theo dãy s quy chu n c  ng kính s vít t i : 100; 125; 150; 160; 200;   250; 300; 350

Ta chn Dv0(mm) n khe h gi a cánh vít và máng vít là

Ta có công thnh s vòng quay c a vít t  ng kính vít t sau: n= 20 51,61

D   ( vòng/ Phút ) n n Ch V = 50 ( vòng/ Phút )

- Xnh công su t trên vít t i,vi vít ti nm ngang:

Qtrot ca vít t i Q tro,375(kg/h) u dài v n L: Là chi  chuyn c a v t li  

Co: H s l c c n ma sát v i v t li u v n chuy n, là v u khô có C          tr O 0,5 4

Ta chn công su quay vít t i là 1,0(kw) 

4.5 TÍNH CH N CÁCH NHI T VÀ T N TH T NHI T CHO LÒ     

Vì lò khí hóa làm vic  nhi c thi  t k g m 03 l p: G ch ch u l   a (gch sam t), bông th y tinh cách nhi t, l   p thép ch u l c  

Khi tính cách nhing ch c n tính cách nhi t cho hai l p là l    p g ch ch u l a, và l p bông th y tinh Còn l p thép do h s d n nhi t l n nên g           n

Bng 4.6: Thông s  n ca lò khí hóa Nhi  trong lò t m 1 1000 o C

Bng 4.7: Thông s v t lý ca vt liu xây lò   10

Bng 4.8: Tiêu chu n g ch samot  

V i thi t k lò hình tr , ta ch n g ch có kí       c 230/113/45 Xây theo hình thng v  d y là 45mm

Ch n l p bông th y tinh g p g ch là 90mm 

4.5.2 Tính t n  tht nhit ca lò khí hóa,

M  dòng nhi t t n th y trên 1m chi u dài là:     10

Thay b ng s u trên vào công th c (5.10) ta có  li 

Dòng nhi t t n th t c lò là: 

TÍNH CH N V  N CHUYN TRU B NG VÍT T I

- V t li u chuy   ng trong máng kín, có th nh n và d t   i   v trí trung gian không t n th t li u, an toàn khi làm vi c và s d ng, r t thu n l i cho        vic vn chuy n v t li u r   i, nh c hi., b

- Chúng chi m ch r t ít, v i cùn      sut thì di n tích ti t di n ngang c a vít t    i nh  t nhiu so vi tit din ngang c a các máy v n chuy n khác   

- B ph n công tác c a vít n    m  trong máng kín, nên có th h n ch    c b i khi  làm vic vi nguyên li u sinh nhi u b   i.

Giá th p i th  i nhiu lo i.

Vm trên tôi ch n lo i vít t i xo n liên t c li n tr c: Thích h p v        i vt liu d ng b t khô, v , h t     c nh hay trung bình 

- ng kính vít t i  t c nh theo công th c sau:

 : Khng riêng c a v t li u v   n chuy n(kg/h) V i v t li u là v u      tr có:  = 90110 (kg/m 3 ) Chn  = 100(kg/m 3 ) n: S vòng quay vít t i (vòng/phút)   n= V v

Vi: KV là h s ph thu   c vt liu Vi tru là vt liu nh ta chn KV0

KC: H s  chng ti t di n máng, ph    thuc vào v t li u V i v t li u nh       ta ch K C = 0,09

K n : h  s ph thu c góc nghiêng    ) ca vít t i K n =0,05 khi ` o

Thay vào công thc ( 8) ta có:5

Theo dãy s quy chu n c  ng kính s vít t i : 100; 125; 150; 160; 200;   250; 300; 350

Chn khe h gi a các cánh vít và máng vít là   =5(mm)

Ta có công thnh s vòng quay c a vít t   ng kính vít ti

D   ( vòng/ Phút ) n n Ch V= 60 ( vòng/ Phút )

- Xnh công su t trên vít t  i:

Qv t c a vít t i Q v,12(kg/h) u dài v n chuy n c t li L: Là chi   a v 

Hv: là chiu cao v n chuy n c a v   t ling H=2,7(m) s l n ma sát v t li u v n chuy n, là v u khô có C

Ta chn công su quay vít t i là 1,0(kw) 

TÍNH CH N L Y TRO RA B NG VÍT T I

4ng tro c a lò khí hóa 

ng tro sinh ra trong 1h là: mtro = m f  % tro

 mfng nhiên li u tr u vào lò, m  f = 96,12kg/h n % tro nhiên li t, = 15,5%

 t c c tính theo công th c sau  12 :

 : Khng riêng c a v t li u v n chuy    n(kg/h) V i v t li u là v tr u      có:  = 90 110 (kg/m 3 ) Chn  = 100(kg/m 3 ) n: S vòng quay vít t i (vòng/phút)   n= V v

V i: K V là h s ph    thuc v t li u V i tro tr u là v t li u nh ta ch n        

KC: H s  chng ti t di n máng, ph    thuc vào v t li u V i v t li u nh       ta ch K C = 0,09

K n : h  s ph thu c góc nghiêng    ) ca vít t i K n =0,1 khi  =0 o

Thay vào công thc (4.9) ta có:

Theo dãy s quy chu n c  ng kính s vít t i : 100; 125; 150; 160; 200;   250; 300; 350

Ta chn Dv0(mm) n khe h gi a cánh vít và máng vít là

Ta có công thnh s vòng quay c a vít t  ng kính vít t sau: n= 20 51,61

D   ( vòng/ Phút ) n n Ch V = 50 ( vòng/ Phút )

- Xnh công su t trên vít t i,vi vít ti nm ngang:

Qtrot ca vít t i Q tro,375(kg/h) u dài v n L: Là chi  chuyn c a v t li  

Co: H s l c c n ma sát v i v t li u v n chuy n, là v u khô có C          tr O 0,5 4

Ta chn công su quay vít t i là 1,0(kw) 

TÍNH CH N CÁCH NHI T VÀ T N TH    T NHI T CHO LÒ KHÍ HÓA 79 1 Ch n v t li u cách nhi t

Vì lò khí hóa làm vic  nhi c thi  t k g m 03 l p: G ch ch u l   a (gch sam t), bông th y tinh cách nhi t, l   p thép ch u l c  

Khi tính cách nhing ch c n tính cách nhi t cho hai l p là l    p g ch ch u l a, và l p bông th y tinh Còn l p thép do h s d n nhi t l n nên g           n

Bng 4.6: Thông s  n ca lò khí hóa Nhi  trong lò t m 1 1000 o C

Bng 4.7: Thông s v t lý ca vt liu xây lò   10

Bng 4.8: Tiêu chu n g ch samot  

V i thi t k lò hình tr , ta ch n g ch có kí       c 230/113/45 Xây theo hình thng v  d y là 45mm

Ch n l p bông th y tinh g p g ch là 90mm 

4.5.2 Tính t n  tht nhit ca lò khí hóa,

M  dòng nhi t t n th y trên 1m chi u dài là:     10

Thay b ng s u trên vào công th c (5.10) ta có  li 

Dòng nhi t t n th t c lò là: 

K T LU N

Qua quá trình nghiên c u lu    c p và gi i q uyc nh ng v  sau:

- n nhiên li u tr u    c ta hin qua

  tr u t p trung ch y    u ng b ng sông c u long, chi m g n 1/3    

ng tr u trên toàn qu c  

- V i vi c s d ng tr u làm ch     t th công  n nay m môi

ng xung quanh và lãng phí ngu n tài nguyên này 

- Trung bình m c ta s n xu t trên 25 t viên g   ch nung chin 33% là gc s n xu i dt th công V i   vic t th ng mng

-  gi m b t vi c s d ng các ngu     n ki t,  

c ta và trên th gi u và s d ng các công ngh khí hóa khác    nhau v i quy mô công nghi p Giúp   u qu vi c s d ng các ngu n nhiên      liu m i này và góp ph n b o v     ng

- Qua nghiên c u các tài li u, các bài báo khoa h  c lu xây dt k m t h   thng khí hóa sinh kh i có  quy mô trung bình s d    t g thay th  t th   gây ô nhing

-     d ng s n ph m khí có th dùng c cho lò g     mt s c trên th gi i hin nay

- Công ngh khí hóa v i vi c s d ng khí nóng tr c ti      

KI N NGH

Nghiên cc nh ng k t qu và góp ph n vào vi c s d ng thay th         các ngu n nhi n li u hóa th   n ki  có th ng d ng    r ng rãi và phát tri n ti p t c thc hin nh ng vi c sau:

- C n ph i nghiên c u hoàn thi n h     thng t ng hóa cho lò khí hóa  

- C n ph i tham   kho m t s   c phát tri n và trong khu v  hoàn thi n nghiên  c u, ch t o và v n hành th    c nghim.

- C n ph i ch t o th nghi     thc him cth

- Trong th i gian th c hi      p nhi     i gian nghiên c u có h n, vi c ch t o ra s n ph m th       c hic Em xin thc hin ti p vào các nghiên c u ti p theo   

S tt Tài liu ti ng Anh 

1 Abtin ataei, Alireza Azimi, Sadand Behboodi Kalhori, Maryam Foroughi Abari and Hadi Radnezhad Performance analysis of a co-gasifier for organic waste in agriculture

2 Anil Kr Jain Design Parameters gor a Rice Husk Throatless Gasifier Reactor.2006

3 Anil k.Rajvanshi biomass Gasification India 1986

4 Chandrakant Tuare, ARTES Institute, Glucksburg(germany) omass Gasification Bi

5 Gbabo Agidi, J.T Liberty and J.C Eluwa Design, Construction and performance evaluation of rice husk gasifying chamber for paddy rice parboiling

6 Prabir Basu Biomass gasification and pyrolysis Practical design and Theory

7 T.B Reed and A Das Handbook of biomass downdraft gasifier engine system

8 Kuen Song Lin, H Paul Wang, C J.Lin, ching I Juch A process development for gasification of rice husk.1998

9 Guidelines for designing downdraft gasifiers

Tài liu ti ng Vi t

10 i Bài t p nhi   ng l c h c và truy n nhi t    

11 Trn Gia M , K thu t cháy Nhà xu   t bn khoa hc và kthut, Hà Ni 2005.

12 Trnh Chn, Tính toán thi t k h d   ng cp 1,2 Nhà xu t  b n giáo d 

13 Ngô  u ng c a tro tr u và ph gia siêu d o t i tính ch     t ca h , v a, bê tông T p chí khoa h c công ngh xây d ng s 3+4/2013     

14  Ng , TS Nguy n Khánh Di u H ng Nhiên li u s ch và các quá       trình x lý trong hóa d u Nhà xu t bn khoa h c và k thu t Hà N i.2008  

15 Trc, Nghiên c u h p th ion kim lo i nng Cu    2+ và Zn 2+ c bng vt liu SiO2 tách t  v u Lutr c s khoa h c chuyên ngành hó  a h-

16 V u và công d ng v u, S nông nghi p phát tritr  tr   

17 Phm Xuân Núi, Nguyy Nghiên c u s d ng v tr u bi n tính trong quá       trình x c th i nhi m d  khai thác d u khí 

18 Gii thiu các ki u lò nung g ch có kh    ng d ng t i An Giang   sokhcn.angiang.gov.vn/wps/wcm/connect/ /2010043.doc?MOD

19 D án: xem xét các gi i pháp công nghip ti t ki ng trong 3 ngành công nghi p v i các doanh nghi p nh và v  i các bon th p trong 

20 Phê duy t và công b k  t quthng kê di

22 http://gachtayninh.com/chi-tiet tin tuc/105 - -

Ngày đăng: 18/02/2024, 12:32

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

w