Nghiên cứu công nghệ xử lý và lưu trữ biogas sử dụng cho các phương tiện vận tải cơ giới

Header Page of 126 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ XỬ LÝ VÀ LƯU TRỮ BIOGAS SỬ DỤNG CHO CÁC PHƯƠNG TIỆN VẬN TẢI CƠ GIỚI Mã số: Đ2012-02-26 Chủ nhiệm đề tài: ThS NGUYỄN VĂN ĐÔNG Đà Nẵng, tháng 12 năm 2012 Footer Page of 126 MỞ ĐẦU TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI: Năng lượng & Môi trường vấn đề có tác động, ảnh hưởng không nhỏ đến tất lĩnh vực, bao gồm: kinh tế, trị, văn hóa, an ninh, xã hội…của tất Quốc gia giới Đặc biệt, tình hình nguồn lượng hóa hóa thạch cạn kiệt biến đổi khí hậu trái đất trở thành hiểm họa loài người vấn đề nêu trở thành mối quan tâm hàng đầu giới Tiết kiệm lượng giảm thiểu ô nhiễm môi trường mục tiêu nghiên cứu ngành động ô tô Song song với việc hoàn thiện hệ thống động đốt để nâng cao hiệu suất nhiệt, giảm tiêu hao nhiên liệu, giảm thiểu ô nhiễm môi trường chương trình nghiên cứu tìm kiếm nguồn lượng sạch, lượng tái sinh nâng cao hiệu sử dụng nguồn lượng việc cần thiết Trong nguồn nhiên liệu thay thế, biogas nguồn lượng tái sinh hình thành trình phân hủy kỵ khí chất hữu chất thải động vật, phụ phẩm trồng (rơm, rạ ), rác thải, chất thải nông nghiệp, lâm nghiệp Thành phần chủ yếu biogas khí metan (CH4), khí cacbonic (CO2) có tạp chất khác H2S Nếu khí biogas lọc tạp chất, nhận nhiên liệu có tính chất tương tự khí thiên nhiên Sử dụng biogas làm nhiên liệu cho phép giải đồng thời vấn đề ô nhiễm sản xuất biogas thay nhiên liệu truyền thống Với lý đề tài “NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ XỬ LÝ VÀ LƯU TRỮ BIOGAS SỬ DỤNG CHO CÁC PHƯƠNG TIỆN VẬN TẢI CƠ GIỚI” có ý nghĩa to lớn cấp thiết; góp phần làm đa dạng hóa nguồn nhiên liệu dùng cho động nhiệt dầu mỏ ngày cạn kiệt, mà góp phần sử dụng Header Page of 126 hiệu nguồn nhiên liệu sinh học cho động đốt giảm thiểu ô nhiễm môi trường tình hình MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU: Thiết kế, chế tạo hệ thống xử lý khí H2S CO2 khí biogas đảm bảo tiêu chuẩn nhiên liệu khí sử dụng cho động đốt trong; Thiết kế quy trình công nghệ nén biogas lưu trữ làm nhiên liệu cho phương tiện vận tải giới; ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU: Như mục đích nghiên cứu rõ, với đề tài “NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ XỬ LÝ VÀ LƯU TRỮ BIOGAS SỬ DỤNG CHO CÁC PHƯƠNG TIỆN VẬN TẢI CƠ GIỚI” đối tượng nghiên cứu: - Thành phần Biogas trước sau trình lọc; - Vật liệu lọc, phương pháp lọc thông số ảnh hưởng đến hiệu hệ thống lọc; - Công nghệ lưu trữ biogas số trang trại khu vực Thành Phố Đà Nẵng để làm nhiên liệu cho động đốt PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU: Do tính ứng dụng đa dạng đề tài, nên phương pháp nghiên cứu thu thập liệu liên quan biogas tiêu chuẩn nhiên liệu khí cho động đốt để xây dựng phương pháp tính toán xây dựng mô hình thực nghiệm Hơn để khẳng định tính đắn phương pháp nghiên cứu, kết cho mô hình lý thuyết kiểm chứng giá trị đo từ kết trình thực nghiệm Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ TÍNH THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI: Biogas làm nhiên liệu cho động đốt giảm phát thải khí CH4, CO2, NOx, HC, CO góp phần bảo vệ môi trường Hơn nữa, làm phong phú đa dạng hóa nguồn lượng dùng cho động đốt Vì đề tài có ý nghĩa khoa học lớn mà mang tính thực tiễn cao tình hình lượng có dấu hiệu khủng hoảng, dầu mỏ cạn kiệt tình hình biến đổi khí hậu ngày trở nên nghiêm trọng Bố cục đề tài bao gồm: Chương 1: Tổng quan tình hình nghiên cứu ứng dụng khí sinh học Biogas Yêu cầu chất lượng biogas để làm nhiên liệu cho động đốt Chương 2: Nghiên cứu công nghệ xử lý tạp chất biogas làm nhiên liệu cho động Lý thuyết hấp thụ tính toán hình thành thông số chế tạo mô hình thực nghiệm Chương 3: Nghiên cứu công nghệ lưu trữ biogas làm nhiên liệu cho phương tiện vận tải giới Kết luận hướng phát triển đề tài Chương Footer Page of 126 TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG BIOGAS 1.1 Đặc điểm khí sinh học biogas Biogas (khí sinh học) sản phẩm khí sinh từ trình phân hủy kị khí hợp chất hữu Thành phần chủ yếu biogas khí methane (CH4) khí cacbonic (CO2) Khí methane cháy cho nhiệt lượng cao nên biogas thường sử dụng làm nhiên liệu Để sử dụng biogas làm nhiên liệu cho ô tô, cần phải tinh luyện (hay nâng cấp) biogas tức loại bỏ tạp chất để đáp ứng theo tiêu chuẩn nhiên liệu khí Hiệu lọc biogas phụ thuộc chủ yếu vào thiết bị, vật liệu phương pháp tách bỏ CO2 H2S, sử dụng hệ thống loại bỏ CO2 H2S đồng thời riêng biệt, hiệu thời gian làm việc hệ thống khác Header Page of 126 1.2 Tình hình nghiên cứu sử dụng biogas 1.2.1 Tình hình nghiên cứu sử dụng biogas giới Hiệu lọc biogas phụ thuộc chủ yếu vào thiết bị, vật liệu phương pháp tách bỏ CO2 H2S, sử dụng hệ thống loại bỏ CO2 H2S đồng thời riêng biệt, hiệu thời gian làm việc hệ thống khác 1.3 Yêu cầu chất lượng biogas để làm nhiên liệu Biogas sử dụng cho mục đích giống khí thiên nhiên xử lý Bảng 1.1 Công nghệ ứng dụng biogas yêu cầu xử lý [3] Công nghệ Hình 1.1 sản lượng biogas số nước năm 2010 (Nguồn EBA) Đun nấu (Nồi hơi) Yêu cầu xử lý H2S