Báo cáo thực tập quá trình thiết bị của Bộ Môn Quá Trình Thiết bị ĐHBK, báo cáo với thiết bị chưng cất sản phẩm Ethanol tại phòng năng lượng sinh học đại học Bách Khoa, file đầy đủ gồm Cad Quy trình công nghệ và Cad thiết bị chính, bạn nào có nhu cầu lấy đủ bộ thì tải bản này nhe
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC Bộ Môn Qúa Trình Và Thiết Bị BÁO CÁO THỰC TẬP QUÁ TRÌNH THIẾT BỊ PHÒNG THÍ NGHIỆM NĂNG LƯỢNG SINH HỌC CBHD : Lê Nguyễn Phúc Thiên GVHD : Nguyễn Sĩ Xuân Ân Nhóm 2: Thiết bị chưng cất SVTH: Huỳnh Minh Đạt Nguyễn Hoàng Đại Lợi Lê Thị Minh Thư Lâm Thị Như Ý Năm học 2015-2016 MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN Thực tập trình & thiết bị hội để nhóm sinh viên thực tập chúng em tiếp cận tìm hiểu thực tế thông qua kiến thức lí thuyết học trường suốt năm qua Trải qua thời gian thực tập phòng thí nghiệm lượng sinh học – ĐH Bách Khoa TP HCM, tham gia vận hành số thiết bị, chúng em học hỏi nhiều kiến thức thực tế, kinh nghiệm quý báu, tiếp xúc môi trường điều kiện làm việc nơi Có kiến thức đó, chúng em xin chân thành cảm ơn tận tình giúp đỡ từ thầy cô anh chị Chúng em xin chân thành cảm ơn TS Nguyễn Đình Quân Cảm ơn Thầy tạo điều kiện thuận lợi cho chúng em thực tập Xưởng, truyền đạt cho chúng em kinh nghiệm quý báu, giúp đỡ hướng dẫn chúng em suốt trình thực tập Xin chân thành cảm ơn anh Lê Nguyễn Phúc Thiên,và anh chị phòng thí nghiệm tận tình hướng dẫn chúng em suốt trình thực tập, sẵn sàng giúp đỡ chúng em giải đáp vướng mắc, trao đổi với chúng em kinh nghiệm quý báu trình làm việc sống Chúng em xin cảm ơn khoa Kỹ thuật hóa học nói chung môn Quá trình &Thiết bị nói riêng tạo điều kiện để chúng em có hội thực tập đây, xin cảm ơn thầy Nguyễn Sĩ Xuân Ân tạo điều kiện hướng dẫn tận tình để chúng em hoàn thành đợt thực tập Nhận xét Cán hướng dẫn -………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………… Tp Hồ Chí Minh, ngày Xác nhận phòng Thí nghiệm tháng Cán hướng dẫn năm 2016 Nhận xét giáo viên hướng dẫn ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… Tp Hồ Chí Minh, ngày Xác nhận môn tháng Giáo viên hướng dẫn năm 2016 I Nghiên cứu ethanol từ rơm rạ Tình hình nước ta Theo thống kê quan chức năng, hàng năm, nước ta có sản lượng thóc khoảng 40 triệu Cứ thóc thu hoạch có rơm rạ, trấu Đối với số phụ phẩm này, nông dân thường có tập quán đốt bỏ, xả thẳng kênh rạch, phơi bừa bãi ven đường lộ gây khói bụi, ô nhiễm môi trường, Khói rơm rạ nguồn tạo khí CO, CO2, NO2, SO2, H2O, chất nhựa bay hàng trăm hợp chất khác có hại cho sức khỏe người Rơm rạ thối mục nguồn sinh khí metan, làm tăng lượng khí thải vào bầu khí quyển, nguồn ô nhiễm đáng kể gây nên hiệu ứng nhà kính, làm tăng nhiệt độ trái đất, biến đổi khí hậu toàn cầu Khi đốt chất hữu có rơm rạ đất, nhiệt độ cao biến thành chất vô làm cho đồng ruộng bị khô, chai cứng Phần tro sót lại không giúp ích cho trồng Cách xử lý rơm rạ lãng phí nguồn nhiên liệu vô lớn, gây ô nhiêm môi trường Do việc tận dụng nguồn lượng cách hiệu quan tâm nhà quản lý, nhà khoa học nước Và phương pháp quan tâm đặc biệt sản xuất ethanol từ phế phẩm nông nghiệp Ethanol đánh giá nguồn cung cấp nhiên liệu tốt cho tương lai người có khả sản xuất với sản lượng lớn, không gây ô nhiễm môi trường thay cho xăng nhiên liệu Ethanol làm nhiên liệu hoàn toàn sản suất từ nguồn cellulose rơm rạ, trấu, bã mía,… Theo đánh giá sơ bộ, lượng rơm rạ năm, chuyển thành ethanol, hoàn toàn có khả thay toàn nhu cầu xăng dầu nước Tình hình sản xuất ethanol từ biomass Cho đến nay, giới việc sản xuất ethanol từ biomass nói chung từ rơm rạ nói riêng chưa thực với quy mô công nghiệp Lý lớn vấn đề hiệu kinh tế mang lại việc sản suất nhiên liệu ethanol so với nhiên liệu truyền thống xăng dầu không cao Ở nước có nguồn biomass phụ phẩm nông nghiệp dồi Canada Mỹ, Nhật dự án sản xuất ethanol từ rơm rạ với quy mô bán công nghiệp (vài chục ngày) dần nghiên cứu triển khai Các nước bắc Âu Hà Lan, Thụy Điển có dự án xây dựng nhà máy sản suất tinh chế ethanol dùng cho động Trong nước đà phát triển có nguồn rơm rạ dồi Việt Nam việc sản xuất dần quan tâm Ở Việt Nam, ethanol sản suất với sản lượng khoảng 25 triệu lít năm Trong chủ yếu làm từ mật rỉ, ngô, gạo khoai mì, chủ yếu phục vụ cho ngành công nghiệp thực phẩm hóa chất Tuy nhiên, tình hình lương thực ngày khan Với dân số tăng cao quỹ đất dành cho sản xuất nông nghiệp ngày bị thu hẹp việc sản xuất cồn từ nguyên liệu truyền thống khó mở rộng để đáp ứng cho nhu cầu nhiên liệu ngày tăng cao Ngày lệ thuộc vào dầu mỏ người ngày cao dẫn đến tình trạng suy thoái kinh tế xảy khủng hoảng dầu mỏ Chính nên ngày nhiều dự án nghiên cứu triển khai sử dụng lượng địa phương để thay dần dầu mỏ Trong tình hình ethanol giải pháp đánh giá cao cho khả thay nhiên liệu hóa thạch tương lai Tiềm lớn thân thiện với môi trường ưu điểm lớn loại nhiên liệu II Tổng quan phòng thí nghiệm Lịch sử hình thành phát triển Hiện nay, công nghệ sản xuất xăng sinh học từ ethanol với nguyên liệu sắn, ngô, khoai… phổ biến, nhiều quốc gia cảnh báo rằng, điều ảnh hưởng đến an ninh lương thực giới Để tìm nguồn thay thế, nhiều nghiên cứu hướng đến việc tận dụng phụ phẩm nông nghiệp rơm, rạ, vỏ trấu, bã mía… để sản xuất ethanol Ở nước ta, dự án “Kết hợp bền vững nông nghiệp địa phương với công nghiệp chế biến biomass” JICA (Cơ quan Hợp tác Quốc tế Nhật Bản) tài trợ, có nhiệm vụ xây dựng phát triển công nghệ sản xuất bioethanol từ nguồn biomass phế thải nông nghiệp như: rơm, rạ, vỏ trấu, bã mía… bước đầu thành công quy mô phòng thí nghiệm Sản phẩm ứng dụng vào mục đích làm nhiên liệu cho động thiết bị đốt công nghiệp Dự án JICA thực khuôn khổ hợp tác nghiên cứu trường Đại học Bách Khoa Tp.HCM Viện Khoa học Công nghiệp thuộc trường Đại học Tokyo Dự án hướng đến xây dựng phương pháp luận nhằm kết hợp bền vững nông nghiệp địa phương với công nghiệp chế biến sinh khối, thiết lập quy trình tinh chế phương pháp sinh học quy mô nhỏ khu vực Từ đó, xây dựng chu trình tự cung tự cấp nhiên – vật liệu điểm “Tổ hợp thử nghiệm trình chế sinh học Trong khuôn khổ dự án, hai mô hình thí biến sinh khối” “Mô hình xưởng thực nghiệm kết hợp bền vững nông nghiệp địa phương công nghiệp chế biến sinh khối” thiết lập Mục tiêu nghiên cứu xưởng thực nghiệm phản hồi lại mục tiêu chung dự án, triển khai kết thí nghiệm đạt quy mô phòng thí nghiệm, hiểu toàn quy trình hệ thống, cải tiến phát triển trang thiết bị Hình 1: Phòng thí nghiệm lượng sinh học Dự án bắt đầu năm 2009 kết thúc vào năm 2014 Từ năm 2009 tới cuối năm 2010 gian đoạn lắp đặt nhà xưởng cung cấp thiết bị, máy móc Đầu năm 2010 phòng thí nghiệm bắt đầu vào hoạt động Địa điểm xây dựng: Xưởng thực nghiệm với tên gọi phòng thí nghiệm lượng sinh học, xây dựng khuôn viên trường Đại học Bách Khoa Tp HCM Xưởng nằm sau lưng tòa nhà C4 C5, từ cổng trường ĐHBK (đường Tô Hiến Thành) thẳng vào khoảng 100m thấy xưởng nằm bên phải Hình 2: Địa điểm xây dựng phòng thí nghiệm Sơ đồ tổ chức mặt Phòng thí nghiệm lượng sinh học gồm có lầu.Lầu lầu sử dụng làm phòng thí nghiệm phân tích.Tầng xưởng thực nghiệm phòng làm việc, nghỉ ngơi nhân viên 10 Hình 3: Xưởng thực nghiệm Nguyên lí làm viêc: Rơm nhập liệu tay, nhờ chuyển động trục ép vận chuyển tới lưỡi cắt cắt đẩy Hình 13: Vị trí nhập liệu (rơm) Ưu điểm: làm viêc tương đối nhanh Nhược điểm: trình làm việc bụi nhiều Máy cắt mịn Hình 14: Máy cắt mịn (gồm thiết bị cắt nâng đỡ) phận Công dụng: cắt ngắn rơm qua máy cắt thô thành đoạn dài khoảng 2-3 cm Có cấu tạo đơn giản: gồm cửa nhập liệu, bên cửa hệ thống bánh cắt Hệ 28 thồng bánh gắn với trục nối với mô tơ quay Nguyên lí làm việc: Rơm sau cắt thô đưa cửa nhập liệu, đưa từ từ, để tránh bị kẹt Hai lưỡi cắt bánh quay, vừa tạo lực cắt ngắn rơm vừa vận chuyển rơm cửa tháo liệu Rơm qua máy cắt mịn khoảng lần đạt chiều dài mong muốn Ưu điểm: Làm việc gọn nhẹ, dễ dàng, tốn nhân công Ngoài máy cắt mịn có chế quay bánh cắt theo chiều ngược lại bị kẹt nguyên liệu Nhược điểm: bụi nhiều Máy ép Hình 15: Máy ép lọc khung Là thiết bị lọc ép khung 29 Công dụng: Dùng để tách ép dung dịch khỏi phần bã rơm, dung dịch NaOH hòa tan hemi cenlulose hay dung dịch HCl sau trung hòa Nguyên lí làm việc: Máy ép khung máy công cụ sử dụng nguồn lực động pha Khi moto động hoạt động quay truyền lực cho hệ thống xi-lanh đẩy khung ép xuống Sau máy ép tách NaOH khỏi rơm qua có lỗ lọc, chất lỏng thải qua đường ống có van đóng – mở Ưu điểm: - Máy ép làm việc êm, ko ồn Cho áp lực cực đại theo lực danh nghĩa trì áp lực suốt trình công nghệ - Có kết cấu đơn giản, sử dụng phận tiêu chuẩn hóa cao, giá thành sản phẩm hạ - Không bị lực ép hạn chế, điều chỉnh cho phù hợp yêu cầu - Máy ép có cấu an toàn, lực ép không vượt giới hạn cho phép - Máy ép lắp nhiều dạng điều khiển khác nhau, đảm bảo tính xác - Kết cấu máy theo kiểu đứng, kiểu nằm, đông thời kết cấu gọn nhẹ so với kết cấu máy khí Nhược điểm: - Dễ bị ăn mòn hóa học tác động môi trường - Dễ gây ô nhiễm môi trường - Khi đường kính lỗ lọc lớn, chất lượng sản phẩm lọc bị giảm Thiết bị nổ Quá trình nổ nước trình – hóa – nhiệt Đó phá vỡ cấu trúc hợp phần với giúp đỡ nhiệt dạng (nhiệt), lực cắt giãn nở ẩm (cơ), thủy phân liên kết glycosidic (hóa) 30 Hình 16: Thiết bị nổ Sự mô tả trình làm bật tầm quan trọng việc tối ưu hai yếu tố: thời gian lưu nhiệt độ Nhiệt độ có liên quan đến áp suất thiết bị phản ứng Nhiệt độ cao áp suất cao, làm gia tăng khác áp suất thiết bị phản ứng so với áp suất khí Sự chênh lệch áp suất tỷ lệ với lực cắt ẩm hóa hơi.Thời gian dài thúc đẩy phân hủy cellulose tạo thành chất gây ức chế cho việc lên men Hình 17: Hệ thống thiết bị nổ Cấu tạo: Input container: thùng nhập liệu rơm Detector of material : đầu dò mức nhập liệu Weight feeder : trục vit nhập liệu 31 Detector of blocking: đầu dò phân phối nguyên liệu, kiểm tra mức độ đồng Main screw: trục vit chính, cấp rơm rạ cho trình nổ Detector of water pressure: đầu dò áp suất nước Water service control valve: thiết bị điều khiển áp suất nước Water supply: cung cấp nước Inclination CV: trục vit tháo liệu Sequencer: bảng điều khiển Vật liệu chế tạo: thép CT3 Cơ chế hoạt động: Rơm rạ sau cắt nhỏ đưa đến thiết bị puffing Rơm cho vào thùng nạp liệu, vận chuyển vít tải đến phận puffing Bộ phận puffing có cấu tạo trục vít với đường kính cánh vít giảm dần, nhờ rơm nén chà xát với với thiết bị, sợi rơm bị xé bung có cấu trúc xốp Trong phận này, nước cho vào phối trộn với rơm rạ nhằm mục đích tránh cho rơm rạ bị cháy trình nén ép chà xát Mặc khác, lực nén trục vít làm áp suất tăng nhẹ chà xát với thiết bị làm nhiệt độ rơm phận lên đến khoảng 150 oC, nước lúc trạng thái Khi rơm đẩy ngoài, áp suất giảm đột ngột, nước có lượng cao nhanh chóng thoát khỏi khối rơm gây phá vỡ cấu trúc, phân hủy phần hemicellulose lignin, tạo lỗ xốp bên cấu trúc rơm rạ Qúa trình thực thiết bị thay đổi áp suất tạo nước.Áp suất thay đổi tạo trình nổ hơi,biến thiên khoảng 40-50 atm Rơm sau qua phận puffing vận chuyển lên vít tải rơi vào thùng chứa đặt bên Nhìn chung, qua thiết bị puffing, cấu trúc rơm trở nên xốp nhờ tác động: chà xát nổ nhẹ Cuối trình puffing, rơm trở nên mềm tăng khả thấm nước Tốc độ puffing 200 – 450 kg rơm/h, 15 – 17% nước.Độ ẩm rơm sau puffing 37 % (w/w) Mục đích trình nổ tạo lỗ xốp bên cấu trúc rơm rạ để trình thủy phân sau diễn thuận lợi Năng suất, hiệu suất phụ thuộc vào trình tiến hành thí nghiệm Nhập liệu: Detector of material Tháo liệu: Inclination CV 32 Công dụng máy: phá vỡ cấu trúc, phân hủy phần hemicellulose lignin, tạo lỗ xốp bên cấu trúc rơm rạ, tăng độ xốp rơm,phá vỡ cấu trúc lignin bó mạch cellulose Nơi sản xuất: Nhật Bản Ưu điểm thiết bị: Hệ thống trục vit nhập liệu giúp vận chuyển rơm dễ dàng đồng vào phận nổ Áp suất nước điều khiển tự động tạo áp suất thích hợp kích thích trình nổ tạo sản phẩm tơi xốp Nhược điểm: Thiết bị to, cồng kềnh, tạo nhiều bụi, tiêu tốn nhiều lượng sử dụng nhiều mô tơ cho trình tải nhập liệu tháo liệu, đòi hỏi nhiều kinh nghiệm vận hành trình điều khiển Thiết bị thủy phân lên men đồng thời Cấu tạo: thiết bị hình trụ, vỏ áo làm từ inox SUS304 Thân đặt chân đỡ cao khoảng 1.2m, bên thiết bị có chắn cánh khuấy mái chèo tầng gắn với động quay cánh khuấy đặt nắp thiết bị Thân hình trụ đứng đường kính d=900mm, chiều cao h=1388.8mm, dung tích 800L Nắp thiết bị có cửa nhập liệu kính quan sát, thân có gắn kính quan sát cửa tháo sản phẩm đáy thết bị Vỏ áo có đường kính d=1010mm cánh khuấy có đường kính Động điện khuấy có công suất 2.2KW, tốc độ quay d=450mm quay cánh 150 vòng/phút 33 Hình 18: Bình thủy phân lên men đồng thời Nguyên lý hoạt động: thiết bị hoạt động gián đoạn, nhập liệu nhiều lần Nguyên liệu sau xử lý sơ nhập thiết bị thủ công Cấp nhiệt nước vào vỏ áo giai đoạn: giai đoạn đầu để tiệt trùng, giai đoạn sau trì nhiệt độ bình thích hợp cho phản ứng Sau khoảng thời gian thủy phân lên men cần thiết, sản phẩm bơm trực tiếp vào bể chứa Bình chứa Công dụng: tồn trữ sản phẩm sau lên men (dung dịch hỗn hợp enthanol khoảng 5% rã rơm lại) điều kiện khí Vì dung tích làm việc tháp chưng cất thô nhỏ nhiều so với bình lên men phải có thiết bị chứa tạm thời để đảm bảo chất lượng sàm phẩm sau lên men Cấu tạo: Bình chứa cấu tạo gồm hình trụ rỗng, đặt chân đỡ, đường ống nối với bình phản ứng Thể tích bình chứa 480l Đường kính 900mm, chiều cao bình (không tính phần đế) 950mm, đế 1960mm Bình chứa làm thép SUS304, với với chân đỡ, cách mặt đất tầm 1.2m, gồm vị trí nhập tháo liệu Nhập liệu hoàn toàn tự động: sản phẩm lên men đạt yêu cầu , toàn sản phẩm bơm chuyển qua bình chứa dự trữ 34 Tháp chưng cất 7.1.Tháp chưng cất thô Là loại tháp chưng cất gián đoạn, dùng để cất sản phẩm lên men (hỗn hơp ethanol 5% cặn rơm) thành ethanol với nồng độ dao động từ 30 – 60 độ Chủng loại, nơi sản xuất: loại tháp mâm xuyên lỗ Sản xuất Tokyo, Nhật Bản Cấu tạo: thiết bị hoạt động gián đoạn gồm phần đế tháp chưng cất - Phần đế: dùng để nâng đỡ toàn thiết bị, thuận tiện việc vận hành, vệ sinh, bảo dưỡng - Phần tháp chưng: gồm nồi đun đáy tháp, mâm xuyên lỗ, thiết bị ngưng tụ đỉnh tháp Toàn thân thiết bị bọc lớp cách nhiệt Phần nồi đun đáy tháp:Cấp nhiệt nước qua ống ruột gà Có lỗ nhập liệu phía nồi đun (có đường kính 72.3mm), bên hông nồi đun cửa đối diện (cửa lớn có đường kính 267.4mm, cửa nhỏ có đường kính 150mm) để ta quan sát mực chất lỏng nồi vệ sinh nồi Phía đáy nồi có ống tháo sản phẩm đáy (đường kính 72.3mm) Ngoài có đồng hồ áp đo áp suất nồi, đầu đo nhiệt độ dung dịch Phần mâm xuyên lỗ: tháp gồm mâm Mỗi mâm có lỗ gắn kính để ta quan sát bên Mâm có 17 lổ, đường kính lỗ 25.4mm bố trí theo kiểu tam giác Ống chảy tràn có đường kính 38.1mm.Chiều cao mâm 250mm Thiết bị ngưng tự đỉnh tháp: hình ống trụ, có chiều dài 0.67m, truyền nhiệt ống lồng ống ngược chiều, nước lạnh chảy bên ống từ lên, từ tháp chưng từ xuống Ngoài bố trí thêm thiết bị ngưng tụ phụ 35 Hình 19: Tháp chưng cất tinh thô Nguyên lý hoạt động: Nhập liệu gián đoạn vào nồi đun đáy tháp Được cấp nhiệt nước dung dịch sôi Các chất rắn nước có nhiệt độ sôi cao thu đáy Ethanol có nhiệt độ sôi thấp dần bay lên đỉnh tháp qua thiết bị ngưng tụ Một phần hoàn lưu tháp ngưng tụ, phần lại sản phẩm ta thu Khi nhiệt độ dung dịch đạt 98 0C ta dừng trình Các thông số kỹ thuật: - Vật liệu chế tạo: SUS304 - Năng suất mẻ: 80kg 36 - Thời gian mẽ: tùy thuộc vào lượng nước cấp cho nồi đun - Chiều cao từ đỉnh tháp đến đáy 3800mm - Nồi đun: chiều cao 673.8mm, đường kính 550mm - Tháp có đường kính 267.4mm - Áp suất làm việc áp suất nước: áp suất khí Ưu điểm: dễ vận hành, thiết bị đơn giản liên tục, quy mô phù hợp với phòng thí nghiệm Nhược điểm: suất không cao, chất lượng sản phẩm không ổn định 7.2 Tháp chưng cất tinh Làm tăng nồng độ ethanol thu hồi (nồng độ ethanol thu sau trình khoảng 97 độ).Cấu tạo: hoạt động gián đoạn Các phận tháp chưng cất thô: phần đế tháp chưng cất Tháp bọc lớp cách nhiệt - Nồi đun đáy tháp: có cấu tạo kích thước nồi đun đáy tháp thiết bị chưng cất thô - Tháp chưng cất: tháp đệm gồm bậc - Thiết bị ngưng tụ: kiểu chùm ống ngược chiều, từ đỉnh tháp ngưng tụ bên ống từ xuống, nước lạnh chảy bên ống từ lên Chiều dài ống truyền nhiệt 1.3m Các thông số: - Năng suất mẻ: 80kg - Chiều cao tháp từ đế tới đỉnh 5.8m - Nồi đun: chiều cao 873.8mm, đường kính 550mm - Tháp đệm có đường kính 165.2mm, chiều cao bậc 1040mm - Tháp làm việc áp suất khí quyển, cấp nhiệt nước có áp suất khoảng 5at Thiết bị khí hóa Thiết bị khí hoá sử dụng để khảo sát trình khí hoá thiết bị khí hoá tầng cố định ngược chiều, hình trụ Vật liệu cách nhiệt gạch samot Buồng đốt đuợc làm thép 304 Không khí vào buồng đốt từ đáy thông qua ống có quạt thổi.Việc đánh lửa thực thủ công dầu giấy.Vỏ trấu tẩm dầu 37 dùng giấy đốt thông qua cửa buồng đốt phía trên.Than trấu vận chuyển trục vít Nhiệt độ khí syngas khỏi thiết bị khí hóa lúc khoảng 79 – 84 0C, nhiệt than trấu 550 – 6500C Năng suất nhập trấu: 55 – 65 kg/h Lượng than sinh ra: 15 – 25kg/h Buồng đốt khí syngas (burner) Buồng đốt khí syngas sử dụng để đốt khí sygnas từ trình khí hoá sinh nhiệt để cấp cho nồi Buồng đốt làm thép 304, hình trụ đứng Khí syngas từ lò than hóa đưa vào lò đốt Áp suất lò đốt áp suất chân không quạt hút tạo Quá trình đốt khí syngas mồi khí dầu mỏ hóa lỏng (Liquefied Petroleum Gas - LPG), nhiệt độ đạt khoảng 570oC LPG tắt lò tự động cháy Oxy cấp tự nhiên thông qua lỗ thông với không bên (có lỗ thông, mở lỗ) để bắt đầu trình oxy hóa Nếu nhiệt độ thấp 470 oC ta đốt thêm LPG Nhiệt độ lò phải giữ mức 470 oC, nhiệt độ thường khoảng 700 – 8200C Dòng khí sau đốt cháy đưa dẫn qua nồi để cấp nhiệt cho nồi Nhiệt độ dòng khí vào lò khoảng 490 – 540 0C Một phần khí dư thải ngoài, nhiệt độ khí thải khoảng 290 - 3200C Hỗn hợp khí syngas bao gồm nhiều thành phần khí N 2, O2, H2, CO, CO2, CH4…Mục đích trình than hóa tạo hỗn hợp khí syngas với thành phần CO H nhiều tốt (hạn chế tạo thành CO2), phản ứng với oxy sinh lượng nhiệt lớn 10 Nồi Chức năng: sử dụng nhiệt khói lò đun sôi, tạo nước nhằm cấp nhiệt cho thiết bị: bình thủy phân lên men đồng thời, tháp chưng cất Loại thiết bị: thiết bị truyền nhiệt chùm ống nằm ngang có chuyển pha, nước bên chùm ống ngược chiều với khói lò bên Cấu tạo: Bao gồm chùm ống Nước trước bơm vào nồi đun xử lý phương pháp trao đổi ion để khử tính cứng Nhiệt độ khói lò trước vào thiết bị đun: 430 – 540 0C Nhiệt độ khói lò khỏi thiết bị 38 phải 200 0C Lượng nước tối đa mà là: 165 – 2500C Nhiệt độ khói thải môi trường thiết bị cung cấp 100 kg/h Hình 20: Hệ thống lò đốt Nguyên lý làm việc: Khi vận hành, lượng cấp cho thiết bị làm giảm áp suất Khi áp suất 0.55MPa, cửa sập Exhausted (7) đóng cửa sập Cooling (6) mở, khói từ lò burner (3) thải phần hiệu lượng lúc thấp nhằm giảm áp suất Khi áp suất 0.45 MPa, cửa sập Exhausted mở cửa sập Cooling đóng, khói từ lò burner dẫn toàn vào thiết bị đun hơi, lúc hiểu lượng tối đa Lượng nước đạt tối đa áp suất khoảng 0.4MPa, thường đặt chế độ áp suất khoảng từ 0.4 đến 0.55 MPa 39 Hình 21: Nguyên lí làm việc hệ thống nồi V Một số cố khắc phục trình vận hành - Bộ phận sensor máy báo lỗi đốt nóng lò nhiệt độ từ 700 – 900 oC lượng trấu bị biến dạng thành polymer kết dính lại sensor làm hệ thống báo “full” Trấu không tiếp tục đưa vào, xuất hiên lỗi hệ thống tự động Cách khắc phục: mở nắp loại bỏ tro trấu buồng đốt cách dùng máy hút bụi vệ sinh lại sensor - Các trục vận hành bị khô dầu bị kẹt trấu dính vào hệ thống Cách khắc phục : dùng máy nén thổi bay vật cản thường xuyên tra dầu mỡ cho thiết bị để vận hành tốt - Máy bơm thể tích dòng hoàn lưu thiết bị chưng cất bị hỏng làm việc thời gian dài Cách khắc phục: thay bơm 40 - Hệ thống tự động dùng cho trình vận hành làm việc lâu ngày bị hư hình cảm ứng Cách khắc phục: chờ chuyên gia người Nhật thay linh kiện Hình 22: Sensor buồng đốt syngas bị bẩn VI Nhận xét đề nghị sinh viên Phòng thí nghiệm lượng sinh học có hệ thống thiết bị tiên tiến đại, vận hành sử dụng với mục đích tận dụng phế phẩm từ nông nghiệp Nếu quy mô hệ thống phòng thí nghiệm vận hành thành công bước tiến cho nước ta – chủ yếu hoạt động nông nghiệp Không tận dụng tối đa lượng lớn phế phẩm nông nghiệp mà cung cấp syngas thay khí ga cồn công nghiệp, mang lại hiệu kinh tế cao Khi thực tâp phòng thí nghiệm lượng sinh học giúp em học hỏi nhiều kiến thức thực tế mà trước em học lý thuyết lớp Được tiếp cận với quy trình công nghệ tận dụng loại phế phẩm góp phần giảm thiểu ô nhiễm môi trường đồng thời mang lại hiệu cao 41 42