đề tài năng lượng sinh khối

GVHD: Th.S Hoàng Trí BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH  KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY NĂNG LƯỢNG VÀ QUẢN LÝ NĂNG LƯỢNG Đề tài: “ NĂNG LƯỢNG SINH KHỐI” Giảng viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện: ThS HOÀNG TRÍ Tp Hồ Chí Minh, tháng 11/2014 SVTH: NGUYỄN VĂN LỘC Page GVHD: Th.S Hoàng Trí LỜI CẢM ƠN Thông qua môn học “Năng lượng quản lý lượng” giúp em có thêm nhiều kiến thức nguồn lượng tự nhiên, mô hình khai thác tân dụng nguồn lượng cụ thể lượng sinh khối Để thực đề tài nghiên cứu “năng lượng sinh khối” có kết tốt, nỗ lực cố gắng nghiên cứu tìm tòi có giúp đỡ thầy Th.S Hoàng Trí Cảm ơn giúp đỡ tận tình thầy trình hướng dẫn nghiên cứu đề tài giảng dạy lớp Tuy nhiên, trình thực có khuyết điểm Mong thầy đóng góp ý kiến giúp đỡ để em hoàn thiện báo cáo tốt Một lần cảm ơn thầy Th.S Hoàng Trí Page GVHD: Th.S Hoàng Trí TÓM TẮT TIỂU LUẬN “NĂNG LƯỢNG SINH KHỐI” Năng lượng sinh khối nguồn lượng sử dụng từ lâu đời phổ biến sống ,năng lượng sinh khối có nguồn gốc từ sinh học,nguồn cung cấp đa dạng: chất thải nông nghiệp chăn nuôi, thực vật… Năng lượng sinh khối ngày đóng vai trò quan trọng sống, nguồn lượng dễ sử dụng , thân thiện với môi trường … Page GVHD: Th.S Hoàng Trí MỤC LỤC Trang LỜI CÁM ƠN II TÓM TẮT ĐỒ ÁN III MỤC LỤC IV CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU V CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI VI CHƯƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VIII CHƯƠNG 4: PHƯƠNG HƯỚNG VÀ CÁC GIẢI PHÁP XI KẾT LUẬN - ĐỀ NGHỊ XII TÀI LIỆU THAM KHẢO XII Page GVHD: Th.S Hoàng Trí CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU Cùng với phát triển nhanh mạnh kinh tế, xã hội; đòi hỏi cần nguồn lượng ngày lớn Tuy vậy, nguồn cung chủ yếu lượng phụ thuộc nhiều vào hóa thạch – dạng lượng không tái tạo Do đó, phát kiến sản xuất, ứng dụng lượng hiệu tìm tòi sử dụng Bên cạnh dạng lượng tạo sinh khối dạng lượng người sử dụng từ lâu, hình thức hay hình thức khác Tuy vậy, xã hội nay, sử dụng lượng sinh khối sử dụng cho hợp lý câu hỏi cần phải nghiên cứu kỹ Page GVHD: Th.S Hoàng Trí CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU I.Năng lượng sinh khối Trong việc tìm kiếm phát triển sử dụng nguồn lượng mới, đáp ứng nhu cầu lượng cho người tương lai lượng sinh khối đóng vai trò quan trọng • • • • • Trước nhất, nguồn lượng tái tạo, bảo đảm tốc độ trồng thay Sinh khối phân bố đồng bề mặt Trái Đất nguồn lượng định khác (nhiên liệu hóa thạch ), khai thác mà không cần đòi hỏi đến kỹ thuật đại phức tạp tốn Nó tạo hội cho địa phương, khu vực quốc gia toàn giới tự bảo đảm cho nguồn cung cấp lượng cách độc lập Đây giải pháp thay cho lượng hóa thạch, giúp cải thiện tình hình thay đổi khí hậu đe dọa Trái Đất Nó giúp nông dân địa phương lúc gặp khó khăn vụ mùa thu hoạch tạo việc làm vùng nông thô Page GVHD: Th.S Hoàng Trí II Đặc điểm lượng sinh khối 1.Ưu điểm: -Cấu tạo đơn giản, dễ làm Chi phí rẻ, làm nơi đâu -nguồn nguyên liệu phong phú ,có nhiều tự nhiên -Bảo vệ môi trường, không gây ô nhiễm 2.Nhược điểm: -Tình trạng thoát khí việc sử dụng lò đốt (lò nấu) có hiệu suất làm tăng độ ô nhiễm không khí nhà (indoor air pollution – IAP)và gây hiểm họa sức khỏe lớn người dân sống khu vực nông thôn, phát triển[ Page GVHD: Th.S Hoàng Trí CHƯƠNG :CƠ SỞ LÝ THUYẾT I.Đặt vấn đề:  Nguồn lượng hóa thạch trái đất ngày cạn kiệt  Nhu cầu lượng người ngày tăng  Ô nhiễm môi trường đe dọa sức khỏe tồn vong người II.Mục tiêu đặt • • Sử dụng nguồn lượng sinh khối cách hiệu Đảm bảo an toàn cho người sử dụng III lý thuyết: Sinh khối gì: Sinh khối thuật ngữ có ý nghĩa bao hàm rộng dùng để mô tả vật chất có nguồn gốc sinh học vốn sử dụng nguồn lượng thành phần hóa học Nguồn gốc: Sinh khối vật chất hữu cơ, đặc biệt chất cellulose hay ligno-cellulosic Sinh khối vật chất tái tạo, bao gồm cối, chất xơ gỗ, chất thải gia súc, chất thải nông nghiệp, thành phần giấy chất thải rắn đô thị Cây dự trữ lượng mặt trời tế bào cellulose lignin (chất gỗ) thông qua trình quang hợp Cellulose chuỗi polymer phân tử đường 6-carbon Lignin chất hồ kết dính chuỗi cellulose với Khi đốt, liên kết phân tử đường vỡ phóng thích lượng dạng nhiệt, đồng thời thải khí CO2 nước Các sản phẩm phụ phản ứng thu thập sử dụng để sản xuất điện Các chất thường đươc gọi lượng sinh học nhiên liệu sinh học Page GVHD: Th.S Hoàng Trí 2.1 Chất bã sinh khối qua xử lý Các trình xử lý sinh khối sinh sản phẩm phụ dòng chất thải gọi chất bã 2.2 Bột giấy chất bã trình sản xuất giấy Cây cối có thành phần lignin, hemicellulose, sợi cellulose Do tính chất hóa học vật lý, lignin dễ dàng chia nhỏ cellulose 2.3 Bã rừng Các chất thải từ rừng bao gồm củi gỗ từ trình làm thưa rừng nhằm giảm nguy cháy rừng, sinh khối không thu hoạch di dời nơi đốn gỗ cứng mềm thương mại vật liệu dư thừa trình quản lý rừng phát rừng di dời chết 2.4 Bã nông nghiệp Chất thải nông nghiệp chất dư thừa sau vụ thu hoạch 2.5 Chất thải từ gia súc Chất thải gia súc, phân trâu, bò, heo gà, chuyển thành gas đốt trực tiếp nhằm cung cấp nhiệt sản xuất lượng Page GVHD: Th.S Hoàng Trí 2.6 Các loại bã thải khác a) Chất thải củi gỗ đô thị Chất thải củi gỗ nguồn chất thải lớn công trường Chất thải củi gỗ đô thị bao gồm thân cây, phần thừa qua cắt tỉa Những vật liệu thu gom dễ dàng sau dự án công trường cắt tỉa cây, sau chuyển thành phân trộn hay dùng để cung cấp nhiên liệu cho nhà máy lượng sinh học b) Chất thải rắn đô thị Chất thải trung tâm thương mại, quan, trường hoc, nhà dân có hàm lượng định vật chất hữu có xuất xứ từ 2.7 Cây trồng lượng Các giống lượng giống cây, cỏ xử lý công nghệ sinh học để trở thành giống tăng trưởng nhanh, thu hoạch cho mục đích sản xuất lượng Các giống trồng, thu hoạch thay nhanh chóng a) Các giống cỏ (thảo mộc) lượng : Các giống bao gồm loại cỏ cỏ mềm (switchgrass) xuất xứ từ Bắc Mỹ, cỏ voi miscanthus, tre, lúa miến ngọt, cỏ đuôi trâu cao, lúa mì, kochia Các giống thường trồng cho việc sản xuất lượng b) Các giống gỗ lượng : giống gỗ có vòng đời ngắn giống phát triển nhanh thu hoạch sau 5-8 năm gieo trồng… Page 10 GVHD: Th.S Hoàng Trí Ứng dụng lượng sinh khối 3.1 Sản xuất nhiệt truyền thống Quá trình khai thác sinh khối để tạo nhiệt có lịch sử lâu dài, tiếp tục đóng vai trò quan trọng xã hội loài người thời kỳ đại Nhiệt lượng từ việc đốt sinh khối sử dụng để đốt sửa ấm, để nấu chín thức ăn, để đun nước tạo Thành phần lượng sinh khối khô (dry biomass) dao động tự 7.000 Btu/lb (rơm) 8.500 Btu/lb (gỗ) Xin đưa ví dụ so sánh: để nấu bữa ăn cần khoảng 10.000 Btu, gallon xăng tương đương 124.884 Btu 3.2 Nhiên liệu sinh khối Ba dạng nhiên liệu phổ biến sản xuất từ sinh khối (biofuel) methanol, ethanol, biodiesel Methanol cồn từ gỗ (wood alcohol) Methanol hiệu suất nhiên liệu cao xăng nên dùng chủ yếu tác chất chống đông (antifreeze), sử dụng trình sản xuất số hóa chất khác, formaldehyde a) Ethanol (hoặc cồn ethyl) Ethanol nhiên liệu dạng lỏng, không màu, suốt, dễ cháy Ethanol dùng phụ gia cho xăng, với mục đích tăng số octane giảm khí thải hiệu ứng nhà kính Ethanol tan nước phân hủy sinh học Ethanol sản xuất từ sinh khối có thành phần cellulose cao (như bắp), qua trình lên men lò khô lò ướt[x] Tại hai lò này, bã men (hèm) sản xuất cung cấp cho gia súc nông trại Page 11 GVHD: Th.S Hoàng Trí c) Dầu diesel sinh học (biodiesel) Biodiesel sản phẩm trình kết hợp cồn (trong có ethanol) với dầu chiết từ đậu nành, hạt nho, mỡ động vật, từ nguồn sinh khối khác Page 12 GVHD: Th.S Hoàng Trí 3.3 Sản xuất điện từ lượng sinh khối a) Công nghệ đốt trực tiếp lò Đây phương pháp tạo điện từ sinh khối phổ biến vận dụng hầu hết nhà máy điện lượng sinh khối Cả dạng hệ thống đốt trực tiếp nguồn nguyên liệu sinh học (bioenergy-feedstock) để tạo nước dùng quay turbin máy phát điện Hai phương pháp phân biệt cấu trúc bên buồng đốt lò nung Tại hệ thống đốt trực tiếp, sinh khối chuyển vào từ đáy buồng đốt không khí cung cấp đáy bệ lò Trong đó, phương pháp lò thông thường, draft chuyển vào lò từ phía bên sinh khối tải xuống phía đáy lò Các hệ thống đốt trực tiếp truyền thống hệ thống pile (sử dụng lò đốt song hành - two-chamber combustion chamber) lò stoker Khí nóng sau chuyển qua turbine quay cánh turbine, vận hành rotor máy phát điện Page 13 GVHD: Th.S Hoàng Trí b) Phương pháp đốt liên kết Đốt liên kết, kết hợp sinh khối với than để tạo lượng, có lẽ phương pháp sử dụng tích hợp tốt sinh khối vào hệ thống lượng dựa nhiên liệu hóa thạch Trong trình đốt liên kết, sinh khối bắt nguồn từ gỗ cỏ (thảo mộc) gỗ dương (poplar), liễu (willow), cỏ mềm (switchgrass), trộn phần vào nguyên liệu cho nhà máy than thông thường Trong trình này, sinh khối chiếm tỷ lệ 1%-15% tổng lượng nhà máy than Trong nhà máy dạng này, sinh khối đốt trực tiếp lò nung, tương tự than Phương pháp đốt liên kết có lợi kinh tế tương đối rõ ràng, kinh phí đầu tư chủ yếu để trang bị lò đốt liên kết nâng cấp lò đốt nhà máy nhiệt điện chạy than, tức có chi phí thấp nhiều so với xây dựng nhà máy điện sinh khối Page 14 GVHD: Th.S Hoàng Trí CHƯƠNG IV: PHƯƠNG HƯỚNG VÀ CÁC BIỆN PHÁP VỀ NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI - Việt nam quốc gia nông nghiệp có thuận lợi lớn cho lượng sinh khối, nhiên liệu sinh học - Năng lượng khối có ưu điểm như: Sạch, chi phí nhiên liệu bảo dưỡng thấp, an toàn cho người sử dụng… Tuy nhiên sản phẩm sử dụng lượng tập trung nông thôn, nhà nước cần có sách để tạo hướng đi, với thiết bị đơn giản, có hỗ trợ hướng dẫn kĩ thuật, phổ biến rộng rãi… Tận dụng tối đa lượng tự nhiên lượng sinh khối từ nông nghiệp Page 15 GVHD: Th.S Hoàng Trí CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ Trong tình hình lượng giới tìm kiếm nguồn lượng xanh cần thiết Đối với loại nguồn lương sinh khối nước ta nguyên liệu dồi chất thải nông nghiệp như: rơm, vỏ lúa , ngô năn bỏ lãng phí , chất thải từ khu chăn nuôi: lợn, gà … đề nghị nhà nước hỗ trợ cho người nông dân kỹ thuật làm hầm biogas sinh học để giúp cho nhân dân tận dụng nguồn nguyên liệu quí giá đó, hỗ trợ sách lượng giúp cho doanh nghiệp phát triển nguyên liệu sinh học , bảo vệ môi trường Page 16 GVHD: Th.S Hoàng Trí TÀI LIỆU THAM KHẢO: Tiếng việt • • • • Nguồn google.com http://vi.wikipedia.org http://tailieu.vn/ số trang web có lien quan Page 17 ... học Năng lượng quản lý lượng giúp em có thêm nhiều kiến thức nguồn lượng tự nhiên, mô hình khai thác tân dụng nguồn lượng cụ thể lượng sinh khối Để thực đề tài nghiên cứu năng lượng sinh khối ... Th.S Hoàng Trí TÓM TẮT TIỂU LUẬN “NĂNG LƯỢNG SINH KHỐI” Năng lượng sinh khối nguồn lượng sử dụng từ lâu đời phổ biến sống ,năng lượng sinh khối có nguồn gốc từ sinh học,nguồn cung cấp đa dạng:... CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU I .Năng lượng sinh khối Trong việc tìm kiếm phát triển sử dụng nguồn lượng mới, đáp ứng nhu cầu lượng cho người tương lai lượng sinh khối đóng vai trò quan