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 Vit 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:
- Hin tr ng ngu n và công ngh và s d ng sinh kh i Vit Nam
- Hin tr ng s d ng tr u và công ngh s n xu t gch Vit Nam
- Nghiên c u thi t k 01 h thng 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
Thng kê sng tr u c s d ng các ngu n tr u này Nghiên c u các tính ch t lý hóa ca v u, tro tr u tr
Thng kê sng 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 Thit k m t lò khí hóa tru s d t gch
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 thc vt s ng mà có th s d ng làm nhiên li u hay cho quá trình s n xu t công nghi p
Vc 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 tu th k 20 khi nhiên li u hoá th ch thay th nó
Ngun 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 nhing sinh kh i có th vào m c tiêu ch i khí hm 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 bii sinh kht 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
Bng 1.1 Các ngu n sinh kh i có th khai thác Vit 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 tnh 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 cc 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
- Gim s ph thuc vào d u, than, ng hóa ngu n cung c p nhiên li u
Ta có th thy l i ích kinh t c a vi c s d ng ng sinh kh i qua b ng sau là r t hiu qu so cùng vi các ngung tái sinh khác
Bng 1.2 Ngung t NLSK so v i các ngu ng tái sinh khác 25
ng phát Mt tri Gió Sinh Khi
Quy mô nhà máy (kW) 1,000,000 10,000,000 10,000,000
- ng sinh khi 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 hu ích
- Ta có th cân b ng CO 2 thi vào khí quy n nh trng 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 him sc ép bãi chôn lp
TI NG SINH KH I C TA
Ngung sinh kh i c c ta rng, 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
Bng 1.3 Ting t sinh kh i g 24
Ngun 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
Bng 1.4 Tii tphphm nông nghi p 24
Ngun cung c p S ng có th khai thác
Bng 1c tính mt s i nhiên li ulo 24
c tính nhiên li u Tru Bã mía Ph thi 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 thp, 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 CA VI T NAM
ng cu i cùng T ng tiêu th (koe) T l (%)
Qua b ng thng 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 nghit bng c i ho c tru, ch y u phía Nam
- S n xu ng, t n d ng phát nhit 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 hong Nh ng máy s y này do nhi c s n xu t và có th dùng tru làm nhiên li u Riêng d án Sau thu ho ch tài tr trin 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 khi có th c s d t ngung bt trc tip hoc bi i t trng thái t u sang d ng nhiên li u có chu r n ( than c i), nhiên li u l ng, ho c nhiên liu 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: bii nhi t-hóa, bi i sinh-hóa hoc bii sinh hc.
Các công ngh bi i nhi t-hóa là các quá trình s d ng nhi bii 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 vic ch n công ngh bi i sinh kh i s ch y u ph thuc
c tính nhiên li u và ch ng bu 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 liu sinh khi ph m c p cao
1.4.1 Công ngh cháy a) Cháy trc tip:
Quá trình cháy là mt ph n ng hóa h c t a nhi t x y ra r t nhanh gi a nhiên liu 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, mng 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 trc tip sinh khn 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 nhi truy n th ng
- ng b chuyng c a oxy và/ho c khói th c duy trì b i m t qu t cp 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 lic c p vào bu ng
- Thích h p cho lo i nhiên li u sinh kh m cao và di 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 chuyng và ghi l c
- Có 2 ki u: cháy d ng phun và cháy theo dòng xoáy
- C n có h thng x lý và cung c p nh iên liu phc tp
- C n s y nhiên li c khi s d ng thích h p cho c h t nhiên liu nh
- ng th i nhiên liu sinh kh i v i nhau, ph m vi công sut rng
Cháy lp sôi và lp sôi tun 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 nhit trong but
Khí hóa là quá trình bii 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 nhit 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 khi dng 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 LIU TRU
2.1.1 Th ng kê tr ng tr u qua
Va lý cc ta là mc 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 gt 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 nht c a th gi i Trong nh c ta luôn du 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 Vit Nam hi n nay
Bng 2.1 Sn ng thóc, tr: triu tn 23
Bi 2.1 Sng tr u qu : triu tn)
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 gn
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 thu 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 tru 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
Tru là l p v ngoài cùng c a hc 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 mt cái râu
- Xenlulo: Chim nhi u nh t kho ng (26-35)%, là h p ch t cao phân t có công thc 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: chim 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 tru:
- 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 la chn khi có không khí th i qua V tru có kh ng m và m c ra nên nó là v t li u cách nhit tt
- Tro tr u ch a nhi u SiO 2 gây nên hii lò s d ng v tru làm ch t.
Bng 2.2 Thành ph n hóa h c ca 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
- Khng 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 mtr ng tro kho ng (17- t nhi u so v i g (0,2% - %) Dn có m t kh ng l n tro tr u c n phc x lý.
Bng 2.3 Tính ch t m t s nhiên li u sinh kh i
- Tru có giá tr nhi ng trung bình cao ( Kho ng 3410K mng tái t o t t.
- Tro tru có nhi nóng ch y th p nên t o ra x
Bng 2.4 Thành ph n các nguyên t hóa h c ca m t s nhiên li u sinh khi (%):
Bng 2.5 Thành ph n hóa h c ca m t s loi v u (%) tr
V u tr Xenlulo Hemi Xenlulo Lignin
CÁC NG D NG C A TR U
T lâu, v trt 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 thn xu t (làm gch, sy lúa, n u r u ) nhnhm sau:
Tru có kh áy và sinh nhi t t t, 1kg tr t sinh ra 3400 Kcal bc to ra t d i thn 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 vic bo qu n, t n tr r
Lò tru hi n nay v c s d ng r ng rãi nông thôn
Hình 2.1 - t tru dùng trong sinh hot các vùng Tây Nam B
i v i s n xu t ti u th công nghi c s d ng rng tr u là ch t dùng cho vi c n u th ho c l n, n u và mng l n tr c dùng nung g ch trong ngh s n xu t gch ti khu vng 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 tt 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 tt nóng l ên.
Hình 2.5 V t liu 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) lt tính này có kh n ng vi 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 SN XUT G CH C TA HI N NAY
Vc thù là mn, 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 mc 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 vic 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 tip theo Và t l s n xu t các lo i g ch trên th
Bng 2.6: Bi tình hình s n xu t gch Vit 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 VIT NAM
2.5.1 Phân lo i lò g ch t gián n công su :
- Lò gch liên t c ki ng
- Lò gch ki u Thái Lan
2.5.2 Lò gch th công ki u t c i a) Cu to
Lò g ch ki t c i c s d ng mi n nam b và min 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
Sung kho ng 4-6 MJ/kg g ch ng ci tiêu hao khong 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 nhing nhiên li u l n t trong th i gian ng n
- T l g ch thành ph m 80% c) m: gây ô nhing trung bình, c n nhi u th i gian b o trì lò 2.6 CH N KI U LÒ NUNG G CH
- Qua thng kê trên c d ng r t nhiu 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 kia 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 khi lò duy nh c khuy n khích phát tri n theo tinh th n Quy nh 567 ca th ng chính ph Và v i lò khí hóa ta có th t n d c tínng ca
t tr ti t kim ô nhing Thích h p cho các vùng có nhiu v tr ng b ng sông c u long
Bng 2.7 Chn 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 nhi 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 thit b thành công.
1900 c tri n lãm lc kt ni vào thit 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 mn
1930 g ng chuyi 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 Bu 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 ci thì li r t d i dào
Khong 250 000 xe c Thn 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 vi giá r , k thut 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 nhng 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 xut các khí v i t l H/C cao, khi b t cháy chúng b oxi hóa
S phân h y b i nhit hay nhi t phân
S khí hóa các s n ph m phân h y.
Nhit phân là m t quá trình phân h y nhi t mà l t ph n cacbon trong nguyên lit 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 chuyn 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 chuyi chúng thành khí có khng 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 chchính trong t i vng 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 ca các sn ph m khác nhau trong lò khí hóa
Bng 3.1 Nhi t tr c a khí s n phm da 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 ong 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 sn ph m khí
Nng chuyn ph m khí mang nhi cacbon, k t qu c a tier l H/C cao M t s s n ph m ca ph n 2 n
Vic la chn chng 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 thy r ng khí hóa b ng oxi có nhi t tr cao nh c rn không khí
Mng theo s n i ti p c c li t kê
t cháy Trong mn hình, sinh khc gia nhic (s chu 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 cht 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 hc quan trng 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 cng 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 Mng nhnh c a vi c s là c n thi lo i b m nhi u nh t có th t sinh kh c ci 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 thng khí hóa s d ng sinh kh m t 10 ÷ 20%
Vic 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 nhic s d ng s n ph m khí hóa trong công nghi p
3.2.2.3 Quá trình phn 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 mm 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, H2c và metan
Char + CO2 > CO 2) (3 Char + H2O > CH 4 and CO (3.3) Char + H2 > CH 4 4) (3
(3n (3.4) ch ra cách mà ch 2 ,
c ph n ng v i cacbon r n và chuy i thành khí khng phân t nh 2 Mt sph n n trong bng 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 ca 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 tng nhi t nhi u nh t (394 kJ) trên mc 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 thuc vào nhi H s quynh 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 thuc nhi Mt bi u th c thông d
Các phn n ng khí u kin
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
Bng 3.3 So sánh ng ca s khuch 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
Nhng nhiên lii, 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 gch liên t c ki ng
- Lò gch ki u Thái Lan
2.5.2 Lò gch th công ki u t c i a) Cu to
Lò g ch ki t c i c s d ng mi n nam b và min 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
Sung kho ng 4-6 MJ/kg g ch ng ci tiêu hao khong 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 nhing 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 khi lò duy nh c khuy n khích phát tri n theo tinh th n Quy nh 567 ca th ng chính ph Và v i lò khí hóa ta có th t n d c tínng ca
t tr ti t kim ô nhing Thích h p cho các vùng có nhiu v tr ng b ng sông c u long
Bng 2.7 Chn 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 nhi 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 thit b thành công.
1900 c tri n lãm lc kt ni vào thit 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 mn
1930 g ng chuyi 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 Bu 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 ci thì li r t d i dào
Khong 250 000 xe c Thn 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 vi giá r , k thut 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 nhng 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 xut các khí v i t l H/C cao, khi b t cháy chúng b oxi hóa
S phân h y b i nhit hay nhi t phân
S khí hóa các s n ph m phân h y.
Nhit phân là m t quá trình phân h y nhi t mà l t ph n cacbon trong nguyên lit 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 chuyn 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 chuyi chúng thành khí có khng 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 chchính trong t i vng 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 ca các sn ph m khác nhau trong lò khí hóa
Bng 3.1 Nhi t tr c a khí s n phm da 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 ong 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 sn ph m khí
Nng chuyn ph m khí mang nhi cacbon, k t qu c a tier l H/C cao M t s s n ph m ca ph n 2 n
Vic la chn chng 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 thy r ng khí hóa b ng oxi có nhi t tr cao nh c rn không khí
Mng theo s n i ti p c c li t kê
t cháy Trong mn hình, sinh khc gia nhic (s chu 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 cht 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 hc quan trng 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 cng 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 Mng nhnh c a vi c s là c n thi lo i b m nhi u nh t có th t sinh kh c ci 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 thng khí hóa s d ng sinh kh m t 10 ÷ 20%
Vic 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 nhic s d ng s n ph m khí hóa trong công nghi p
3.2.2.3 Quá trình phn 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 mm 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, H2c và metan
Char + CO2 > CO 2) (3 Char + H2O > CH 4 and CO (3.3) Char + H2 > CH 4 4) (3
(3n (3.4) ch ra cách mà ch 2 ,
c ph n ng v i cacbon r n và chuy i thành khí khng phân t nh 2 Mt sph n n trong bng 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 ca 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 tng nhi t nhi u nh t (394 kJ) trên mc 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 thuc vào nhi H s quynh 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 thuc nhi Mt bi u th c thông d
Các phn n ng khí u kin
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
Bng 3.3 So sánh ng ca s khuch 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
Nhng nhiên lii, ch
c (n i u ch nh t l c a cacbon hay oxi tham gia ph n ng R5 và R4 (bng 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 chng s n ph m vì b CO2 làm loãng.
CÁC MÔ HÌNH CÔNG NGH KHÍ HÓA
c chin hình, nhiên lic c p t trên xu ng; s n ph m
trên lò Chc, oxi hay h n h p cc 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 xy 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 chuyn thành phn ng cháy mt phn, gii phóng CO và mng 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 phn ng khí hóa vi char, kt qu là gim 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 nhit này làm nhi c a khí gi m xung
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 bn 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, nhic cung ct cháy khí nhit phân Hing 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 nng qua char nóng còn l i và x y ra quá trình khí hóa S s kt qulà hn phng th p
3.3.3 Lò khí hóa ki u c t nhau
khô và không khí khô
Hình 3.6 Cu to lò khí hóa kiu ct nhau
3.3.4 Lò khí hóa t ng sôi
Lò khí hóa t c dùng cho nhiên li c 0,5- 3mm Nhiên lic 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 chiu cao lò
- Khi th i gió vào lò, các h t l n s t p trung t nh phía trên và d làm ging 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 phm 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 nhit 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 tronng 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 gii hn, không th nâng nhi phn
ng cao quá 1150 o C, nhi có th làm ch y x
3.4 NG D NG KHÍ HÓA SINH KH I VIT NAM VÀ TRÊN TH
l c s d ng ph bi t trên th
c biu ph ph m t nông nghi p Ch y u các b p dùng nhiên li u t tri vn
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 thut tu n hoàn khép kín ng n l c x nhi t, nâng cao hi u su t nhit ti mt sch hoàn toàn vi 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 thn kit, ging khí th i gây hi u ng nhà kính, gi m chi khí x lý rác thi.
- 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 chc
- 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 tip
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 mt thi gian dài
- T n d c các ngu n ph ph n ti p ki m
- Giúp gim áp lc nhu cng hóa thn 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 cha và khí gas cao, khí gas cha nhic.
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 vin s n xu n có th
Mô hình khí hóa sinh kh c thc hi
Hình 3.11 Quá trình chuy n Quá trình sn xu n t c chính sau:
1) Khí hóa sinh khi: chuy n hóa sinh kh i rn sang d ng nhiên li u khí
2) L c khí: Dòng khí s n ph m c ng ch m ng nht
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 bit vi 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 hot tr c tip trong b ph n quá nhi t c vào tua bin, y ra quá trình chuyi nhi quay ca trc.
Hình 3.12 Mô ph ngn ca sinh khc
- 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 nénc hòa tr n v i khí s n ph m c a lò khí hóa n ht cháy, quá trình cháy này là quá trình gia nhing 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 tin 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 chuyng 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 lic chuyc, ph n còn l i t o nhi n s d ng công
Hình 3.14 Mô ph n ca sinh khi qua t trong
- Vi vic ng d ng sinh kh i cn s t n d c tn sinh kh i.
- Có th t n trc ti p các vùng sâu vùng xa, tit kic tn cho các vùng này c) m
- Nhit tr c a nhiên li u sinh kh i th p nên ch thích h n nh
- Khng riêng c a sinh kh i nh , nên c n ph i có di n tích ch a nhiên li u l n
Và vic vn 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 nhic t th n công nghim nhi t tr c a sinh kh i th p nên vi c ng di ph i có các quá trình th c nghi m, nghiên c uôn kh tài lua 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 bng thành ph n C, H , O cho nhiên li u vào
Bng 4.1: thành ph n % c a nguyên li u tr u (%) 7
Nhiên liu Thành phn (%) Nhit tr
Bng 4.2: Thành phn khí sn phm ra ca lò khí hóa ki u thu n chi u vi nhiên liu là vtru. 2,3
- HHVg, LHVg lt là giá tr l n nht, thp nht c a s n ph m khí ra
- Hiu su t lò khí hóa là 50 65%
4.1.2 Tính công su t thi t k lò sinh kh i 6
Theo thc t t 1 viên g ch (1,2kg) c n 250g tr u
- ng tr t trong mt 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 :Khng nhiên li u tiêu hao, kg/h
LHV: Nhit tr c a nhiên li u, MJ /kg.
V y công su t nhit cn có c a lò khí hóa là 531,25 kW
- Vng nhing nhiên li u khí t lò khí hóa là:
LHVg : Nhit tr thp làm vic ca khí s n ph m, MJ/m 3
Ggng dòng khí ra,(m 3 /s)
Qlò: Công su t lò , kW
- Nhit t u cho lò khí hóa là : tr ò kh l tb
Qlò: Công sut lò, kW
tb : Hiu 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:
Vng 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 gt
Bng 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 bng nhing tng vùng trong lò khí hóa1,10 a Nhi t ng cho vùng s y
Khi nguyên liy, nhi c a nhiên li u là 25 o C, b ng nhi t
Qs: Nhing cho vùng s y.kJ
C p tru : Nhi t dung riêng c a tru, C p tru = 2,15(J/kg.k)
C Nhit dung riêng cc, Cp = 4200(J/kg.k)
: trênh lnh nhi gi a nhiên li
Vi gi thit là quá trình st b Nhing cho vùng nhi t phân
Khi nhiên lit 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 : Nhing cho vùng nhi t phân, kJ mnp: Khng c a tr u sau khi tách m m np = 86,5kg
Cp: Nhit dung riêng c a tru C p= 2,15( kJ/kg.K)
Vng nhit cn cung c p cho vùng nhi t phân là:
Q m C T kJ c Nhing 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 Xung 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:
Dng % 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
Bng 4.4: thành ph n khí s n ph m theo 1 kmol
Khí ra CO CO 2 H 2 CH 4
Tng 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 vng dòng khí là 265,625m 3 /h ta có b ng tính sau:
Bng : 4.5 Thành phn khí sn phm ca lò
Thành ph n khí s n ph m CO CO 2 H 2 CH 4
T ng nhi t thu vào ho c ta ra ca quá trình khí hóa là:
Vng nhit ta ra trong quá trình oxy hóa 89,3kg nhiên li u là:
Qtng = 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 ca lò, Q tt = 0,05Qt ng
Tính kim tra: m tra hi u su Tính ki ch: 11
kh là nhit trthp ca nhiên lim.
HHVdaf: Nhi t tr c a nhiên lim và tro, MJ/kg
H daf : Phng hidro trong nhiên li u, % ng m trong nhiên li u,%
ng tro trong nhiên li u,%
HHV kh : Nhit tr cao c a nhiên liu khô, MJ/kg
V i sai s trên là n m trong ph m vi cho phép, hay các gi thit và thông s chn trên là h p lý
Theo tài ling khí s n ph di n tích m t c t ch thót lò là 420m 3 /h/cm 2
Din tích b m t c n thit cho lò là: g
GH: Th tích ta 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) : chn nl 0(kg/m 3 )
b.2 chi u cao các vùng khác
hp: Nhi t cho quá trình nhit phân, hp= 2081(kJ/kg) hw: Nhic, 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: Din 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
Thi 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) mfng nhiên li u tiêu hao, (kg/h)
R: Bán kính lò vùng nhit phân (m).
nl : Khng 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.
Chiu cao vùng nhi t phân:
Chiu cao vùng khí hóa:
Chiu 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 thun ti n cho vi c l y tro b ng vít t i, ta ch n ki ng hình ph u có chiu cao là H = 700(mm) Chinh 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 dng công th c: 7
Ggng 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 ca 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 CHN 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 thi 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 khng lò, h thc b trí m t qu t hút có công su t nh 1,05kW áp sut làm vi c 350-450mmH 2 ng t 500-750m 3 /h Qu t ch b t lúc nhóm lò 4.3 TÍNH CHN VN CHUYN TRU BNG 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 vic vn chuy n v t li u r i, nh c hi., b
- Chúng chi m ch r t ít, v i cùn sut thì di n tích ti t di n ngang c a vít t i nh t nhiu so vi tit din 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 vic vi nguyên li u sinh nhi u b i.
Giá th p i th i nhiu lo i.
Vm trên tôi ch n lo i vít t i xo n liên t c li n tr c: Thích h p v i vt liu 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:
: Khng riêng c a v t li u v n chuy n(kg/h) V i v t li u là v u tr có: = 90110 (kg/m 3 ) Chn = 100(kg/m 3 ) n: S vòng quay vít t i (vòng/phút) n= V v
Vi: KV là h s ph thu c vt liu Vi tru là vt liu nh ta chn KV0
KC: H s chng ti t di n máng, ph thuc 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 ) ca vít t i K n =0,05 khi ` o
Thay vào công thc ( 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
Chn khe h gi a các cánh vít và máng vít là =5(mm)
Ta có công thnh s vòng quay c a vít t ng kính vít ti
D ( vòng/ Phút ) n n Ch V= 60 ( vòng/ Phút )
- Xnh 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 chiu cao v n chuy n c a v t ling H=2,7(m) s l n ma sát v t li u v n chuy n, là v u khô có C
Ta chn công su quay vít t i là 1,0(kw)
4.4 TÍNH CH N L Y TRO RA B NG VÍT T I
4ng tro c a lò khí hóa
ng tro sinh ra trong 1h là: mtro = m f % tro
mfng 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 :
: Khng 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 ) Chn = 100(kg/m 3 ) n: S vòng quay vít t i (vòng/phút) n= V v
V i: K V là h s ph thuc v t li u V i tro tr u là v t li u nh ta ch n
KC: H s chng ti t di n máng, ph thuc 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 ) ca vít t i K n =0,1 khi =0 o
Thay vào công thc (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 chn Dv0(mm) n khe h gi a cánh vít và máng vít là
Ta có công thnh 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 )
- Xnh công su t trên vít t i,vi vít ti nm ngang:
Qtrot ca vít t i Q tro,375(kg/h) u dài v n L: Là chi chuyn 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 chn 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 vic nhi c thi t k g m 03 l p: G ch ch u l a (gch sam t), bông th y tinh cách nhi t, l p thép ch u l c
Khi tính cách nhing 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
Bng 4.6: Thông s n ca lò khí hóa Nhi trong lò t m 1 1000 o C
Bng 4.7: Thông s v t lý ca vt liu xây lò 10
Bng 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 thng 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 tht nhit ca 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 nhic t th n công nghim nhi t tr c a sinh kh i th p nên vi c ng di ph i có các quá trình th c nghi m, nghiên c uôn kh tài lua 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 bng thành ph n C, H , O cho nhiên li u vào
Bng 4.1: thành ph n % c a nguyên li u tr u (%) 7
Nhiên liu Thành phn (%) Nhit tr
Bng 4.2: Thành phn khí sn phm ra ca lò khí hóa ki u thu n chi u vi nhiên liu là vtru. 2,3
- HHVg, LHVg lt là giá tr l n nht, thp nht c a s n ph m khí ra
- Hiu su t lò khí hóa là 50 65%
4.1.2 Tính công su t thi t k lò sinh kh i 6
Theo thc t t 1 viên g ch (1,2kg) c n 250g tr u
- ng tr t trong mt 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 :Khng nhiên li u tiêu hao, kg/h
LHV: Nhit tr c a nhiên li u, MJ /kg.
V y công su t nhit cn có c a lò khí hóa là 531,25 kW
- Vng nhing nhiên li u khí t lò khí hóa là:
LHVg : Nhit tr thp làm vic ca khí s n ph m, MJ/m 3
Ggng dòng khí ra,(m 3 /s)
Qlò: Công su t lò , kW
- Nhit t u cho lò khí hóa là : tr ò kh l tb
Qlò: Công sut lò, kW
tb : Hiu 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:
Vng 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 gt
Bng 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 bng nhing tng vùng trong lò khí hóa1,10 a Nhi t ng cho vùng s y
Khi nguyên liy, nhi c a nhiên li u là 25 o C, b ng nhi t
Qs: Nhing cho vùng s y.kJ
C p tru : Nhi t dung riêng c a tru, C p tru = 2,15(J/kg.k)
C Nhit dung riêng cc, Cp = 4200(J/kg.k)
: trênh lnh nhi gi a nhiên li
Vi gi thit là quá trình st b Nhing cho vùng nhi t phân
Khi nhiên lit 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 : Nhing cho vùng nhi t phân, kJ mnp: Khng c a tr u sau khi tách m m np = 86,5kg
Cp: Nhit dung riêng c a tru C p= 2,15( kJ/kg.K)
Vng nhit cn cung c p cho vùng nhi t phân là:
Q m C T kJ c Nhing 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 Xung 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:
Dng % 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
Bng 4.4: thành ph n khí s n ph m theo 1 kmol
Khí ra CO CO 2 H 2 CH 4
Tng 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 vng dòng khí là 265,625m 3 /h ta có b ng tính sau:
Bng : 4.5 Thành phn khí sn phm ca lò
Thành ph n khí s n ph m CO CO 2 H 2 CH 4
T ng nhi t thu vào ho c ta ra ca quá trình khí hóa là:
Vng nhit ta ra trong quá trình oxy hóa 89,3kg nhiên li u là:
Qtng = 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 ca lò, Q tt = 0,05Qt ng
Tính kim tra: m tra hi u su Tính ki ch: 11
kh là nhit trthp ca nhiên lim.
HHVdaf: Nhi t tr c a nhiên lim và tro, MJ/kg
H daf : Phng hidro trong nhiên li u, % ng m trong nhiên li u,%
ng tro trong nhiên li u,%
HHV kh : Nhit tr cao c a nhiên liu khô, MJ/kg
V i sai s trên là n m trong ph m vi cho phép, hay các gi thit và thông s chn trên là h p lý
Theo tài ling khí s n ph di n tích m t c t ch thót lò là 420m 3 /h/cm 2
Din tích b m t c n thit cho lò là: g
GH: Th tích ta 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) : chn nl 0(kg/m 3 )
b.2 chi u cao các vùng khác
hp: Nhi t cho quá trình nhit phân, hp= 2081(kJ/kg) hw: Nhic, 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: Din 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
Thi 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) mfng nhiên li u tiêu hao, (kg/h)
R: Bán kính lò vùng nhit phân (m).
nl : Khng 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.
Chiu cao vùng nhi t phân:
Chiu cao vùng khí hóa:
Chiu 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 thun ti n cho vi c l y tro b ng vít t i, ta ch n ki ng hình ph u có chiu cao là H = 700(mm) Chinh 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 dng công th c: 7
Ggng 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 ca 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 CHN 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 thi 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 khng lò, h thc b trí m t qu t hút có công su t nh 1,05kW áp sut làm vi c 350-450mmH 2 ng t 500-750m 3 /h Qu t ch b t lúc nhóm lò 4.3 TÍNH CHN VN CHUYN TRU BNG 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 vic vn chuy n v t li u r i, nh c hi., b
- Chúng chi m ch r t ít, v i cùn sut thì di n tích ti t di n ngang c a vít t i nh t nhiu so vi tit din 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 vic vi nguyên li u sinh nhi u b i.
Giá th p i th i nhiu lo i.
Vm trên tôi ch n lo i vít t i xo n liên t c li n tr c: Thích h p v i vt liu 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:
: Khng riêng c a v t li u v n chuy n(kg/h) V i v t li u là v u tr có: = 90110 (kg/m 3 ) Chn = 100(kg/m 3 ) n: S vòng quay vít t i (vòng/phút) n= V v
Vi: KV là h s ph thu c vt liu Vi tru là vt liu nh ta chn KV0
KC: H s chng ti t di n máng, ph thuc 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 ) ca vít t i K n =0,05 khi ` o
Thay vào công thc ( 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
Chn khe h gi a các cánh vít và máng vít là =5(mm)
Ta có công thnh s vòng quay c a vít t ng kính vít ti
D ( vòng/ Phút ) n n Ch V= 60 ( vòng/ Phút )
- Xnh 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 chiu cao v n chuy n c a v t ling H=2,7(m) s l n ma sát v t li u v n chuy n, là v u khô có C
Ta chn công su quay vít t i là 1,0(kw)
4.4 TÍNH CH N L Y TRO RA B NG VÍT T I
4ng tro c a lò khí hóa
ng tro sinh ra trong 1h là: mtro = m f % tro
mfng 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 :
: Khng 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 ) Chn = 100(kg/m 3 ) n: S vòng quay vít t i (vòng/phút) n= V v
V i: K V là h s ph thuc v t li u V i tro tr u là v t li u nh ta ch n
KC: H s chng ti t di n máng, ph thuc 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 ) ca vít t i K n =0,1 khi =0 o
Thay vào công thc (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 chn Dv0(mm) n khe h gi a cánh vít và máng vít là
Ta có công thnh 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 )
- Xnh công su t trên vít t i,vi vít ti nm ngang:
Qtrot ca vít t i Q tro,375(kg/h) u dài v n L: Là chi chuyn 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 chn 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 vic nhi c thi t k g m 03 l p: G ch ch u l a (gch sam t), bông th y tinh cách nhi t, l p thép ch u l c
Khi tính cách nhing 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
Bng 4.6: Thông s n ca lò khí hóa Nhi trong lò t m 1 1000 o C
Bng 4.7: Thông s v t lý ca vt liu xây lò 10
Bng 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 thng 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 tht nhit ca 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 CHUYN TRU 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 vic vn chuy n v t li u r i, nh c hi., b
- Chúng chi m ch r t ít, v i cùn sut thì di n tích ti t di n ngang c a vít t i nh t nhiu so vi tit din 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 vic vi nguyên li u sinh nhi u b i.
Giá th p i th i nhiu lo i.
Vm trên tôi ch n lo i vít t i xo n liên t c li n tr c: Thích h p v i vt liu 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:
: Khng riêng c a v t li u v n chuy n(kg/h) V i v t li u là v u tr có: = 90110 (kg/m 3 ) Chn = 100(kg/m 3 ) n: S vòng quay vít t i (vòng/phút) n= V v
Vi: KV là h s ph thu c vt liu Vi tru là vt liu nh ta chn KV0
KC: H s chng ti t di n máng, ph thuc 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 ) ca vít t i K n =0,05 khi ` o
Thay vào công thc ( 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
Chn khe h gi a các cánh vít và máng vít là =5(mm)
Ta có công thnh s vòng quay c a vít t ng kính vít ti
D ( vòng/ Phút ) n n Ch V= 60 ( vòng/ Phút )
- Xnh 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 chiu cao v n chuy n c a v t ling H=2,7(m) s l n ma sát v t li u v n chuy n, là v u khô có C
Ta chn công su quay vít t i là 1,0(kw)
TÍNH CH N L Y TRO RA B NG VÍT T I
4ng tro c a lò khí hóa
ng tro sinh ra trong 1h là: mtro = m f % tro
mfng 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 :
: Khng 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 ) Chn = 100(kg/m 3 ) n: S vòng quay vít t i (vòng/phút) n= V v
V i: K V là h s ph thuc v t li u V i tro tr u là v t li u nh ta ch n
KC: H s chng ti t di n máng, ph thuc 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 ) ca vít t i K n =0,1 khi =0 o
Thay vào công thc (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 chn Dv0(mm) n khe h gi a cánh vít và máng vít là
Ta có công thnh 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 )
- Xnh công su t trên vít t i,vi vít ti nm ngang:
Qtrot ca vít t i Q tro,375(kg/h) u dài v n L: Là chi chuyn 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 chn 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 vic nhi c thi t k g m 03 l p: G ch ch u l a (gch sam t), bông th y tinh cách nhi t, l p thép ch u l c
Khi tính cách nhing 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
Bng 4.6: Thông s n ca lò khí hóa Nhi trong lò t m 1 1000 o C
Bng 4.7: Thông s v t lý ca vt liu xây lò 10
Bng 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 thng 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 tht nhit ca 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 uyc nh ng v sau:
- n nhiên li u tr u c ta hin 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 chin 33% là gc s n xu i dt th công V i vic t th ng mng
- 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 liu 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 dt k m t h thng khí hóa sinh kh i có quy mô trung bình s d t g thay th t th gây ô nhing
- d ng s n ph m khí có th dùng c cho lò g mt s c trên th gi i hin nay
- Công ngh khí hóa v i vi c s d ng khí nóng tr c ti
KI N NGH
Nghiên cc 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 thc hin nh ng vi c sau:
- C n ph i nghiên c u hoàn thi n h thng t ng hóa cho lò khí hóa
- C n ph i tham kho 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 nghim.
- C n ph i ch t o th nghi thc him cth
- 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 hic Em xin thc hin ti p vào các nghiên c u ti p theo
S tt Tài liu 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 liu ti ng Vi t
10 i Bài t p nhi ng l c h c và truy n nhi t
11 Trn Gia M , K thu t cháy Nhà xu t bn khoa hc và kthut, Hà Ni 2005.
12 Trnh Chn, Tính toán thi t k h d ng cp 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 ca 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 bn khoa h c và k thu t Hà N i.2008
15 Trc, Nghiên c u h p th ion kim lo i nng Cu 2+ và Zn 2+ c bng vt liu 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 tritr tr
17 Phm Xuân Núi, Nguyy 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 Gii thiu 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 nghip 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 quthng kê di
22 http://gachtayninh.com/chi-tiet tin tuc/105 - -