Tiểu luận kỹ thuật cháy kỹ thuật cháy tìm hiểu về nhiên liệu nh3 và công nghệ Đốt kèm nh3 trong nhà máy nhiệt Điện

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TPHCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Khoa Công nghệ Nhiệt Lạnh Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc NHIỆM VỤ TIỂU LUẬN MÔN HỌC LÝ THUYẾT CHÁY Tên đề tài Tìm hiểu về

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HỒ CHÍ MINH

KHOA CÔNG NGHỆ NHIỆT LẠNH

––o0o—

TIỂU LUẬN KỸ THUẬT CHÁY

KỸ THUẬT CHÁY

Tìm hiểu về nhiên liệu NH3 và công nghệ đốt kèm

NH3 trong nhà máy nhiệt điện

GVHD: TS Nguyễn Hoàng Khôi

Thành phố Hồ Chí Minh, tháng năm 2024

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TPHCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Khoa Công nghệ Nhiệt Lạnh Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc

NHIỆM VỤ TIỂU LUẬN MÔN HỌC LÝ THUYẾT CHÁY

Tên đề tài

Tìm hiểu về nhiên liệu NH3 và công nghệ đốt kèm NH3 trong nhà

máy nhiệt điện

I/ Nội dung đề tài:

- Tìm hiểu về nhiên liệu NH3

- Tìm hiểu về công nghệ đốt kèm NH3 trong nhà máy điện

- Nhiên liệu NH3 là gì

- Ứng dụng của NH3 trong nhiều lĩnh vực

II/ Ngày giao nhiệm vụ: Ngày 20/3/2024

III/ Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 27/3/2024

Giảng viên giảng dạy

TS Nguyễn Hoàng Khôi

TÓM TẮT

1 NH3 là gì

-Amoniac được phân loại là một chất cực kì nguy hiểm do đó việc cất chứa, vận chuyển, và sử dụng phải tuân theo các yêu cầu nghiêm ngặt

- Amoniac được coi là một bazơ yếu, dễ dàng phản ứng với axit để tạo thành muối Phản ứng với axit Clohydric nó tạo thành muối amoni clorua

-Trên thực tế có đến khoảng 83% amoniac lỏng được dùng làm phân bón vì trong tất cả các hợp chất Nito đều có nguồn gốc từ NH3, rất cần thiết cho sự phát triển của cây trồng

-Dùng làm thuốc tẩy

-Amoniac được dùng trong hộ gia đình là dung dịch NH3 trong nước được sử dụng làm chất tẩy rửa cho nhiều bề mặt

2.Công nghệ đốt cháy

-Chuẩn bị nhiên liệu: NH3 cần được lưu trữ và xử lý an toàn trước khi đưa vào quá trình đốt cháy Điều này có thể bao gồm việc lưu trữ NH3 trong các bể chứa an toàn và

sử dụng thiết bị để điều chỉnh áp suất và nhiệt độ

Pha trộn với không khí: NH3 thường được pha trộn với không khí trước khi đưa vào lò đốt Tỷ lệ pha trộn cần được điều chỉnh để đảm bảo quá trình đốt cháy diễn ra hiệu quả

và an toàn

-Năng lượng tái tạo: NH3 có thể được sản xuất từ năng lượng tái tạo như gió, năng lượng mặt trời, hoặc năng lượng hydro

*Nhược điểm của NH3

-Chứa và vận chuyển: NH3 cần điều kiện chứa và vận chuyển đặc biệt để đảm bảo an toàn, vì nó có thể gây nguy hiểm nếu rò rỉ hoặc tiếp xúc với một số vật liệu

-Amoniac dễ bị hấp thụ bởi nước, hơi ẩm vì vậy người tiếp xúc với amoniac sẽ cảm thấy bị kích ứng ở da, màng nhầy như mắt, mũi và cổ họng Liều cao hơn có thể dẫn đến co thắt phế quản và thậm chí phù phổi

MỤC LỤC

TÓM TẮT ii

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT iv

LỜI MỞ ĐẦU vi

A Đặt vấn đề vi

B Mục đích đề tài vi

C Kết cấu của tiểu luận vi

Chương 1 7

Nhiên liệu NH3 7

1.1 Nhiên liệu NH3 là gì ? 7

1.2 Tính chất vật lý NH3 7

1.3 Tính chất hóa học 7

1.4 Ứng dụng của NH3 trong nhiều lĩnh vực 8

Chương 2 10

Công nghệ đốt kèm NH3 trong nhà máy điện 10

2.1 Công nghệ đốt cháy 10

2.2 Ưu điểm và nhược điểm của NH3 làm nhiên liệu 10

2.3 Công nghệ đốt kèm Nh3 trong nhà máy nhiệt điện 11

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

Ký hiệu Ý nghĩa

Hình Tên hình Trang

LỜI MỞ ĐẦU

A Đặt vấn đề

+ Tính chất của NH3 là gì

+ Ưu điểm và nhược điểm của NH3 làm nhiên liệu

+ Ứng dụng của NH3 trong nhiều lĩnh vực

B Mục đích đề tài

+ Đánh giá khả năng thay thế nhiên liệu truyền thống

+ Nghiên cứu về khả năng tái chế và sử dụng lại NH3

kèm NH3 trong nhà máy nhiệt điện là cải thiện hiệu suất, giảm thiểu tác động môi trường, và tạo ra một nguồn năng lượng sạch và bền vững cho tương lai

C Kết cấu của tiểu luận

- Tiểu luận gồm các nội dung chính như sau :

+ Tìm hiểu về nhiên liệu NH3

+ Tìm hiểu về công nghệ đốt kèm NH3 trong nhà máy điện

Chương 1

Nhiên liệu NH3

1.1 Nhiên liệu NH3 là gì ?

Ammonia Anhydrous được sử dụng trong các nhà máy thép, nhà máy nhiệt điện

để xử khí khói khí thải

- Tên hóa chất: Khí Amoniac hoặc Amoniac hóa lỏng

- Tên tiếng anh: Ammonia Anhydrous

- Công thức phân tử: NH3

- Số CAS: 7664-41-7

- Số UN: 1005

Amoniac là hợp chất của nitơ và hydro có công thức hóa học NH3 Đây là một hợp chất vô cơ được cấu tạo từ 3 nguyên tử nitơ và 1 nguyên tử hidro tạo thành liên kế kém bền Ở điều kiện tiêu chuẩn Amoniac là một loại khí độc, không màu và có mùi hôi khó chịu, tan nhiều trong nước Amoniac được đặt theo tên của người Ammonian, những người tôn thờ vị thần Ai Cập Amun, người đã sử dụng amoni clorua trong các nghi lễ của họ

Công thức phân tử NH3

Amoniac được phân loại là một chất cực kì nguy hiểm do đó việc cất chứa, vận

chuyển, và sử dụng phải tuân theo các yêu cầu nghiêm ngặt

Amoniac công nghiệp được bán dưới dạng dung dịch Amoniac (thường là 28%

amoniac trong nước) hoặc dưới dạng Amoniac lỏng khan được điều áp hoặc làm lạnh rồi vận chuyển bằng xe bồn

1.2 Tính chất vật lý NH3

1 Amoniac hóa lỏng trông giống như nước, không màu, mùi hăng nồng;

2 Tỷ trọng hơi/không khí ở nhiệt độ 0°C, áp suất tiêu chuẩn 1atm: 0.769 kg/m3;

3 Amoniac có tỷ lệ giãn nở thể tích cao từ 850 đến 1000 lần;

4 Khối lượng riêng: 0.681 kg/m3 (-33°C);

5 Độ hòa tan của Amoniac vào nước: 47% ở 0°C (89,9 g/100ml); 31% ở 25 °C; 18% ở 50°C;

6 Độ pH: dạng khí và dạng lỏng (tan vào nước) đều có tính kiềm mạnh, pH>12

7 Điểm sôi (°C): - 33,34 °C

8 Điểm nóng chảy (°C): -77,7 °C

9 Điểm điểm chớp cháy (°C) (Flash point): không xác định

10 Nhiệt độ tự cháy (°C): 650°C;

11 Giới hạn nồng độ cháy, nổ trên (% hỗn hợp với không khí): 25% thể tích;

12 Giới hạn nồng độ cháy, nổ dưới (% hỗn hợp với không khí): 16% thể tích

1.3 Tính chất hóa học

- Amoniac được coi là một bazơ yếu, dễ dàng phản ứng với axit để tạo thành muối Phản ứng với axit Clohydric nó tạo thành muối amoni clorua Phản ứng với axit Nitric tạo thành amoni nitrat

Trang 1

- Mặc dù Amoniac là một bazơ yếu nhưng nó cũng có thể hoạt động như một axit cực kỳ yếu Sản phẩm của phản ứng axit yếu là các amit (có chứa ion NH2−)

- Amoniac ăn mòn hợp kim đồng và đồng thau Nếu Amoniac ăn mòn kim loại, bạn có thể thấy màu xanh lục trên bề mặt kim loại đó

- Amoniac làm chất khử trong xử lý khí thải NOx với chất xúc tác là Vanadi Oxit (V2O5), Titan Oxit (TiO2) và nhiệt độ phản ứng: 300oC-450oC

Khi không có Oxy

6NO + 4NH3= 6H2O + 5N2 6NO2 + 8NH3 = 12H2O + 7N2

Khi có Oxy

4NO + 4NH3 + O2 = 6H2O + 4N2 2NO2 + 4NH3+ O2 = 6H2O + 3N2

- Amoniac tương đối kém bền nhiệt, có thể bị phân hủy tại nhiệt độ >600°C theo phản ứng:

2NH3 = N2+ 3H2

- Tác dụng với ion kim loại tạo ion phức đồng [Cu(NH3)4(H2O)2]2+, phức bạc [Ag(NH3)2]+ phức với Crom [CrCl3(NH3)3]

1.4 Ứng dụng của NH3 trong nhiều lĩnh vực

1 Phân bón

Trên thực tế có đến khoảng 83% amoniac lỏng được dùng làm phân bón vì trong tất cả các hợp chất Nito đều có nguồn gốc từ NH3, rất cần thiết cho sự phát triển của cây trồng

Năm 2004, của amoniac được sử dụng như phân bón hoặc như là các muối của

nó hoặc là giải pháp Khi áp dụng cho đất, giúp cung cấp năng suất gia tăng của các loại cây trồng như ngô và lúa mì

Tiêu thụ nhiều hơn 1% của tất cả các năng lượng nhân tạo, sản xuất amoniac là một thành phần quan trọng của ngân sách năng lượng thế giới

Trang 1

2 Dùng làm thuốc tẩy

Amoniac được dùng trong hộ gia đình là dung dịch NH3 trong nước được sử dụng làm chất tẩy rửa cho nhiều bề mặt Amoniac lỏng tạo ra ánh sáng rực rỡ Trong đó, amoniac được dùng để làm sạch thủy tinh, đồ sứ và thép không gỉ, hay được sử dụng để làm sạch lò nướng và ngâm đồ để làm sạch bụi bặm

3 Trong ngành dệt may

Amoniac lỏng được sử dụng để điều trị nguyên liệu bông, cung cấp cho một tài sản kiềm bóng sử dụng chất kiềm Đặc biệt, nó được sử dụng để rửa tiền

4 Xử lý môi trường khí thải

Amoniac lỏng được sử dụng trong xử lý môi trường nhằm loại bỏ các chất như Nox, Sox trong các khí thải khí đốt các nguyên liệu hóa thạch như than, đá

5 Là chất chống khuẩn trong thực phẩm

Amoniac là một chất khử mạnh, Amoniac khan hiện được sử dụng với mục đích thương mại để giảm hoặc loại bỏ nhiễm khuẩn của thịt bò

6 Trong công nghiệp chế biến gỗ

Amoniac lỏng được sử dụng trong chế biến gỗ, làm cho màu sắc đậm hơn bởi khí Amoniac phản ứng với tannin tự nhiên trong gỗ và làm thay đổi màu sắc đẹp hơn

Trang 1

Chương 2

Công nghệ đốt kèm NH3 trong nhà máy điện 2.1 Công nghệ đốt cháy

1 Chuẩn bị nhiên liệu: NH3 cần được lưu trữ và xử lý an toàn trước khi đưa vào quá trình đốt cháy Điều này có thể bao gồm việc lưu trữ NH3 trong các bể chứa an toàn và sử dụng thiết bị để điều chỉnh áp suất và nhiệt độ

2 Pha trộn với không khí: NH3 thường được pha trộn với không khí trước khi đưa vào lò đốt Tỷ lệ pha trộn cần được điều chỉnh để đảm bảo quá trình đốt cháy diễn ra hiệu quả và an toàn

3 Đốt cháy : Hỗn hợp NH3 và không khí được đưa vào lò đốt và cháy trong điều kiện cao nhiệt và áp suất, tạo ra nhiệt lượng và khí thải

4 Kiểm soát khí thải: Các khí thải được tạo ra trong quá trình đốt cháy cần được kiểm soát để đảm bảo tuân thủ các tiêu chuẩn môi trường và bảo vệ sức khỏe con người Điều này có thể bao gồm sử dụng các hệ thống lọc khí thải và các biện pháp khác để giảm thiểu các chất gây ô nhiễm

5 Tối ưu hóa hiệu suất: Công nghệ đốt cháy NH3 cần được tối ưu hóa để đạt được hiệu suất cao nhất có thể từ quá trình đốt cháy, bao gồm cải thiện hiệu suất nhiệt và giảm thiểu lãng phí nhiên liệu Quá trình đốt cháy NH3 là một phương pháp tiềm năng để tạo ra năng lượng từ một nguồn nhiên liệu bền vững và giảm thiểu tác động tiêu cực đối với môi trường, nhưng cần phải được thiết kế và vận hành một cách cẩn thận để đảm bảo an toàn và hiệu quả

2.2 Ưu điểm và nhược điểm của NH3 làm nhiên liệu

+ Ưu điểm của NH3 (amoniac):

1 Nguồn năng lượng tái tạo: NH3 có thể được sản xuất từ năng lượng tái tạo như gió, năng lượng mặt trời, hoặc năng lượng hydro

2 Khả năng lưu trữ: NH3 có thể được lưu trữ và vận chuyển dễ dàng, giúp giảm thiểu sự mất mát trong quá trình vận chuyển so với nhiều loại nhiên liệu khác

3 Không gây ô nhiễm carbon: Trong quá trình đốt cháy, NH3 không tạo ra khí thải carbon, giảm thiểu ảnh hưởng đến biến đổi khí hậu

Nhược điểm của NH3:

1 Khó chứa và vận chuyển: NH3 cần điều kiện chứa và vận chuyển đặc biệt để đảm bảo an toàn, vì nó có thể gây nguy hiểm nếu rò rỉ hoặc tiếp xúc với một số vật liệu

2 Khí thải độc hại: Mặc dù không tạo ra khí thải carbon, nhưng quá trình sản xuất NH3 có thể tạo ra khí thải độc hại khác, như oxit nitơ

3 Chi phí sản xuất: Quá trình sản xuất NH3 từ nguồn năng lượng tái tạo có thể đòi hỏi chi phí cao, đặc biệt là trong giai đoạn phát triển công nghệ Về nhiên liệu, bạn

có thể cung cấp thêm thông tin về loại nhiên liệu bạn muốn so sánh để tôi cung cấp thông tin chi tiết hơn

2.3 Công nghệ đốt kèm Nh3 trong nhà máy nhiệt điện

-Công nghệ đốt kèm NH3 (amoniac) trong nhà máy điện thường được gọi là "đốt kèm amoniac" hoặc "đốt kèm NH3" Kỹ thuật này thường được sử dụng để giảm khí thải và tăng hiệu suất nhiệt của nhà máy điện Trong quá trình này, NH3 được sử dụng như một chất hoạt động, giúp làm tăng nhiệt lượng đốt của nhiên liệu và giảm khí thải NOx.

PHỤ LỤC

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tài liệu tham khảo được quy định như sau:

[1] Hoàng Văn Chước Kỹ thuật sấy NXB KHKT Hà Nội, 1999.

[2] Trần Văn Phú Kỹ thuật sấy NXB Giáo Dục, 2009.

2008

[4] L.G Gibilaro Fluidization dynamics Butterworth–Heinemann Linacre House,

Jordan Hill, 2001

Các trang web:

[5] http://khcncongthuong.vn

[6] http://era.vn

[7] http//nangluongvietnam.cn