Nghiên cứu tính toán, thiết kế thiết bị tầng sôi cho phản ứng khí hóa than phụ phẩm từ quá trình khí hóa viên nến sinh khối

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ ĐỊA CHẤT NGUYỄN VĂN LỰC NGHIÊN CỨU TÍNH TỐN, THIẾT KẾ THIẾT BỊ TẦNG SƠI CHO PHẢN ỨNG KHÍ HĨA THAN-PHỤ PHẨM TỪ Q TRÌNH KHÍ HĨA VIÊN NẾN SINH KHỐI Ngành: Kỹ thuật hóa học Mã số: 60520301 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT TS LÊ ĐÌNH CHIỂN - NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC HÀ NỘI - 2015 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan nội dung luận văn tốt nghiệp cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết trình bày luận văn trung thực chưa cơng bố luận văn, tạp chí hay cơng trình nghiên cứu khác Hà nội ngày 17 tháng năm 2015 Tác giả Nguyễn Văn Lực ii MỤC LỤC MỤC LỤC ii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ VIẾT TẮT v DANH MỤC BẢNG ix DANH MỤC HÌNH xi MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ SINH KHỐI 1.1 Các khái niệm sinh khối 1.1.1 Khái niệm 1.1.2 Nguồn lượng từ sinh khối 1.2 Thành phần tính chất hóa học sinh khối 1.3 Vai trò sinh khối 1.4 Tiềm sinh khối Việt Nam 10 1.5 Tình hình sử dụng sinh khối Việt Nam 11 CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA Q TRÌNH KHÍ HĨA SINH KHỐI 13 2.1 Giới thiệu q trình khí hóa sinh khối 13 2.2 Cơ chế phản ứng phản ứng q trình khí hóa sinh khối …………………………………………………………………………….14 2.2.1 Cơ chế phản ứng C + H2O 14 2.2.2 Cơ chế phản ứng C + CO2 16 2.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến q trình khí hóa sinh khối 17 2.3.1 Ảnh hưởng áp suất 17 2.3.2 Ảnh hưởng nhiệt độ 17 2.3.3 Ảnh hưởng nguyên liệu 18 2.3.4 Ảnh hưởng nhựa 18 2.3.5 Ảnh hưởng tro 19 2.3.6 Ảnh hưởng kích thước hạt sinh khối 19 2.3.7 Ảnh hưởng tỉ lệ H2O/ sinh khối 19 2.4 Cơng nghệ khí hóa sinh khối 20 iii 2.4.1 Công nghệ khí hóa tầng cố định 20 2.4.2 Cơng nghệ khí hóa tầng sôi 26 2.4.3 Cơng nghệ khí hóa tầng kéo theo 30 2.4.4 Công nghệ khí hóa Plasma PMG (Plasma nóng chảy khí hóa) 30 CHƯƠNG KHÍ HĨA THAN PHỤ PHẨM 33 3.1 Giới thiệu than phụ phẩm 33 3.2 Q trình khí hóa than phụ phẩm 36 3.2.1 Mục đích q trình khí hóa than phụ phẩm 36 3.2.2 Phản ứng khí hóa than phụ phẩm 36 3.3 Một số kết nghiên cứu động học than phụ phẩm sử dụng luận văn …………………………………………………………………………….40 CHƯƠNG TÍNH TỐN, THIẾT KẾ THIẾT BỊ TẦNG SƠI CHO PHẢN ỨNG KHÍ HĨA THAN PHỤ PHẨM 44 4.1 Quy trình thiết kế thiết bị khí hóa than phụ phẩm 44 4.1.1 Lựa chọn cơng nghệ thích hợp cho q khí hóa than phụ phẩm 44 4.1.2 Một số phương pháp thiết kế thiết bị tầng sôi 46 4.1.2.1 Chiều cao lớp sơi tính theo khối lượng chất rắn lớp 48 4.1.2.2 Chiều cao lớp sơi tính theo vận tốc lớn lên bọt 50 4.1.2.3 Tính tốn thiết bị khí hóa tầng sơi theo phương pháp thời gian lưu ……………………………………………………………………52 4.1.3 Lựa chọn mơ hình thiết kế 55 4.1.4 Quy trình thiết kế thiết bị tầng sơi cho q trình khí hóa than phụ phẩm ……………………………………………………………………… 55 4.2 Tính tốn thiết bị khí hóa tầng sơi sử dụng ngun liệu than sinh từ q trình khí hóa viên nén sinh khối hữu 62 4.2.1 Cân vật chất 63 4.2.2 Cân lượng 65 4.2.3 Tính tốn thơng số thiết bị tầng sôi 70 4.2.4 Thiết kế phân phối khí 75 4.2.5 Tổng kết số liệu tính tốn 77 iv 4.3 Tính tốn cyclon 79 KẾT LUẬN 82 TÀI LIỆU THAM KHẢO 83 v DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ VIẾT TẮT Ao diện tích mặt cắt ngang đệm, m2 As diện tích bề mặt hạt, m2 Ap diện tích thực tế hạt, m2 Co lượng cacbon ban đầu phân tử sinh khối, kg Cd,or hệ số phun qua phân phối khí dbm đường kính tối đa bọt, cm db0 đường kính tối thiểu bọt, cm đường kính thiết bị tầng sơi, m D đường kính cyclon, m dor đường kính lỗ phun khí, m dp đường kính trung bình hạt, µm Ethan phụ phẩm Ea lượng than phụ phẩm (than phụ phẩm), kW lượng khí đầu vào sử dụng cho q trình tạo tầng sơi - khí hóa, kW Eg lượng khí sinh ra, kW El lượng mát, kW Eu lượng có ích lượng hóa học khí sinh ra, kW Es lượng cảm biến khí sinh ra, kW Ewall lượng mát qua tường, kW Ew lượng chứa chất thải, kW Ecw lượng từ cacbon không bị đốt cháy, kW Eash mát lượng nhiệt cảm biến chất thải, kW F[C] tốc độ nguyên liệu than phụ phẩm vào thiết bị khí hóa, kg/s fi phần hạt rắn với đường kính dpi vi Hbed chiều cao đệm, m Hf chiều cao khoảng trống bên đệm, m hi entanpi cấu tử khí sinh nhiệt độ kJ/mol hcw entapy cacbon (850oC), kJ/kg K hệ số vận chuyển tổng Kbc hệ số truyền khối pha bọt-mây Kce hệ số truyền khối pha mây-nhũ tương Kcat tốc độ phản ứng xúc tác rắn, xác định từ thực nghiệm LHVg nhiệt trị thấp khí sinh ra, kJ/m3 nhiệt trị thấp khí CO, kJ/m3 nhiệt trị thấp khí H2, kJ/m3 LHVcw nhiệt trị thấp cacbon, kJ/kg Mf lưu lượng nguyên liệu than phụ phẩm, kg/h Mfa lưu lượng khí vào, kg/h Mw lưu lượng chất thải rắn, kg/h Mg lưu lượng dịng khí sản phẩm, kg/h Mwi khối lượng phân tử của khí thành phần khí sinh kg/kmol Nc số mol cacbon hạt thời điểm t, mol N0 số mol ban đầu cacbon hạt, mol Nor số lượng lỗ phun khí diện tích thiết bị phân phối, số lỗ/m2 áp suất riêng phần nước, atm P áp suất vận hành thiết bị khí hóa, atm vii r tốc độ phản ứng khí hóa nước (kg.s-1) rc độ hoạt hóa than phụ phẩm TDH chiều cao tới hạn thu hồi chất rắn, m T nhiệt độ vận hành thiết bị khí hóa, (850 oC) nhiệt độ đầu tro (1123K) uor vận tốc khí qua vịi phun, m/s ub tốc độ lớn bọt, m/s umf tốc độ lớp sôi tối thiểu, m/s u0 tốc độ khí vào, m/s Vp thể tích dạng cầu hạt, m3 Vbed thể tích đệm, m3 V lưu lượng khí vào cyclon, m3/s X độ chuyển hóa than phụ phẩm phản ứng, % thành phần theo thể tích khí CO thành phần theo thể tích khí H2 yi nồng độ thể tích cấu tử khí khí sản phẩm W khối lượng chất rắn mang đệm, kg wq tốc độ quy ước, m/s tỉ lệ thể tích dạng sóng dạng bọt khí β hệ số tỉ lượng oxi cacbon trường hợp hai khí CO CO2 tạo γb thể tích chất xúc tác lớp bọt/thể tích bọt γc thể tích chất xúc tác lớp mây sóng/thể tích bọt viii γe thể tích chất xúc tác pha nhũ tương/thể tích bọt ρc tỷ trọng hạt rắn, kg/m3 ρg tỷ trọng môi trường nhiệt độ áp suất vận hành thiết bị khí hóa, kg/m3 ρk khối lượng riêng khí, kg/m3 δ phần đệm pha bọt theo thể tích εmf độ xốp đệm tốc độ lớp sôi nhỏ Ψ hệ số hình học hạt rắn, gọi cầu tính hạt rắn η hệ số trọng lượng θ thời gian lưu than phụ phẩm tầng sôi thời gian phản ứng, s Δpb độ giảm áp qua đệm, Pa Δpd độ giảm áp cần thiết qua thiết bị phân phối, Pa Δp trở lực cyclon, N/m2 ξ hệ số trở lực phụ thuộc vào kiểu cyclon ix DANH MỤC BẢNG STT Số bảng Tên bảng Bảng 1.1 Bảng 1.2 Bảng 1.3 Bảng 1.4 Bảng 1.5 Tiềm sinh khối gỗ lượng 10 Bảng 1.6 Tiềm sinh khối phụ phẩm nông nghiệp 11 Bảng 1.7 Sử dụng sinh khối theo lĩnh vực 12 Bảng 2.1 Các phản ứng xảy q trình khí hóa sinh khối 13 Bảng 2.2 Ưu nhược điểm bốn thiết bị khí hóa tầng cố định 26 10 Bảng 3.1 11 Bảng 3.2 12 Bảng 3.3 13 Bảng 4.1 14 Bảng 4.2 15 Bảng 4.3 16 Bảng 4.4 17 Bảng 4.5 Thành phần hóa học số loại rơm từ nông nghiệp Thành phần nguyên tố gỗ Thành phần nguyên tố số loại nhiên liệu sinh khối Nguồn lượng từ NLSK so với nguồn lượng tái sinh khác Sự phân bố khối lượng than phụ phẩm theo kích thước hạt Các tính chất phụ phẩm than thu từ trình khí hóa viên nén rác thải hữu So sánh ảnh hưởng kích thước hạt lên tốc độ khí hóa tốc độ cháy Giá trị hệ số phun theo chuẩn số Reynolds Lựa chọn thông số thiết kế cyclon theo đường kính Các dịng khối lượng q trình khí hóa than phụ phẩm Nhiệt dung số khí theo nhiệt độ Các dịng lượng q trình khí hóa than phụ phẩm Trang 34 35 40 61 62 65 68 69 72 Hình 4.8 Sự phụ thuộc tốc độ phản ứng áp suất riêng phần nước với giá trị độ chuyển hóa [5]  k = 0,252  n = 2,333 Từ n k vừa tìm được, thay vào phương trình tốc độ phản ứng: = = 0,252.0,62,333 = 0,0765 (s-1) Áp suất riêng phần nước tính từ tỉ lệ khí đầu vào nước:khơng khí = 3:2 Thay vào cơng thức tính thời gian lưu, = = 0,3156.500.0,8 = 1650,2( ) 0,0765 Thay vào cơng thức tính thể tích beb, = - [ ] (1 − ) = 0,1389.1650,2 = 0,4081( (1 − 0,55) 1560.0,8 ) Diện tích mặt cắt ngang Diện tích mặt cắt ngang bên thiết bị khí hóa tầng sơi, Ao, tỷ lệ tốc độ dịng thể tích Vo dịng khí sản phẩm với vận tốc tầng sôi Uo chọn, nhiệt độ áp suất vận hành [7] = 73 + Tính vận tốc khí bề mặt Uo Theo nhiều nghiên cứu thực nghiệm cho thấy, vận tốc khí bề mặt (vận tốc tầng sơi) hay vận tốc khơng khí vào lớn chiều cao thiết bị khí hóa tầng sơi lớn (hình 5/173/[22]) Do đó, cần lựa chọn vận tốc tầng sơi thích hợp Việc lựa chọn vận tốc khí bề mặt phụ thuộc vào phân loại hạt sử dụng làm vật liệu đệm cho thiết bị tầng sôi Các hạt vật liệu đệm sử dụng cho thiết bị khí hóa cơng trình nghiên cứu thuộc phân loại hạt nhóm Geldart A (hình 45) Trong nhiều nghiên cứu thực nghiệm quy mơ lớn vận tốc lớp sôi hạt Geldart A thường lấy khoảng từ 0,3-2 m/s [22] Trong nghiên cứu này, vận tốc khí bề mặt chọn là: Uo = 0,92 m/s + Tính tốc độ thể tích dịng khí vào Vo lượng khí qua lưới, sử dụng khối lượng mơi trường khí hóa, Mfa để tính tốn Vo [7] = Trong đó, ρg tỷ trọng mơi trường nhiệt độ áp suất vận hành thiết bị khí hóa Mơi trường khí hóa sử dụng nghiên cứu nước khơng khí với tỉ lệ mol là: nước:khơng khí = 3:2  Tính khối lượng riêng mơi trường khí hóa Mơi trường khí hóa bao gồm nước khơng khí 850oC 1at, khối lượng riêng tính theo cơng thức sau [3] = Trong đó: + phần trăm thể tích nước khơng khí hỗn hợp khí vào Tỉ lệ thể tích tỉ lệ mol trường hợp hai khí điều kiện Tỉ lệ mol nước:khơng khí = 3:2  - = 0,6; = 0,4 Khối lượng riêng khơng khí Khơng khí coi khơng khí khơ, khối lượng riêng cơng thức [3] (sổ tay hóa cơng tập 1, trang 14): tính theo 74 = 1,293 ( ⁄) (1 + 0,00367 ) 760 Trong đó: p áp suất, tính mmHg t nhiệt độ, tính oC = 1,293.760 = 0,3139( ⁄ (1 + 0,00367.850) 760 - ) ⁄ = 0,3139 10 Khối lượng riêng nước Khối lượng riêng nước 850oC atm [39]: = 0,1955 kg/m3 - Khối lượng riêng hỗn hợp khí vào: = + = 0,1955.0,6 + 0,3139 10 0,4 = 0,1174 ( ⁄ )  Tốc độ thể tích dịng khí: = = 456,96 = 3892,33 0,1174 = 1,0812 - / Diện tích mặt cắt ngang = - ⁄ℎ = 1,0812 = 1,1752 0,92 Chiều cao đệm, Hbed = = 0,4081 = 0,3473( ) 1,1752 = 34,73 cm b Tổng chiều cao buồng phản ứng thiết bị khí hóa Ht = Hf + TDH Giá trị TDH xác định từ đồ thị hình 4.2 thơng qua đường kính Dt vận tốc khí bề mặt - Đường kính bed (đường kính thiết bị khí hóa) 75 =  = 1,22 ( ) = 1,22 ( ) Từ giá trị đường kính thiết bị khí hóa Dt = 1,22 m vận tốc khí bề mặt Uo =0,92m/s, dựa vào đồ thị hình 4.2, tính giá trị TDH/Dt = Từ đó, TDH = 2,5.Dt = 4,88 m Như vây, tổng chiều cao thiết bị khí hóa tầng sơi là: Ht = 0,3473 + 4,88 = 5,2273 m Chọn tổng chiều cao thiết bị tầng sơi khí hóa than phụ phẩm là: Ht = 5,2 m 4.2.4 Thiết kế phân phối khí Bước Xác định độ giảm áp cho phép tối thiểu qua phân khối khí ∆ = 1− − = (1 − 0,55) (500 − 0,1174) 9,8.0,3473 = 765,62 Từ công thức, Δpd = (0,2-0,4) Δpb, lấy giá trị trung bình, chọn: Δpd = 0,3 Δpb =229,69 Pa Bước Xác định hệ số phun Cd,or = Độ nhớt hỗn hợp khơng khí nước tính theo cơng thức sau [3]: = + Trong đó: ⁺ Mhh, Mkk, Mhn trọng lượng phân tử hợp khí, khơng khí nước, ⁺ μ , μ , μ ⁺ mkk, mhn nồng độ khơng khí nước tính thể tích độ nhớt hỗn hợp khí, khơng khí nước, Độ nhớt khơng khí nước áp suất khí 850oC xác định theo tốn đồ hình I.35, sổ tay hóa cơng tập I [3] 76 =0,045 N.s/m2 = 0,041.10-3 N.s/m2 18.0,6 + 29.0,4 0,4.29 0,045 10 + 0,6.18 0,041 10 N.s/m2 = 0,043.10-3 kg/m.s = 0,043 10  = Như vậy, = = 1,22.0,92.0,1174 = 3064,41 0,043 10 Dựa vào bảng 4.1, chọn Cd,or = 0,60 Bước Tính uor = 2∆ ⁄ , 2.229,69 = 0,92 0,1174 ⁄ = 57,55 / Giá trị hợp lý khơng vượt vận tốc vào tối đa cho phép Phần diện tích mở lỗ cho tỉ lệ: = 0,92 = 0,016 ℎ 57,55 1,6% Mối quan hệ số lượng kích thước lỗ phun khí cho công thức =  = 0,0204 Từ giá trị tìm được, thu bảng 4.8 thể mối quan hệ số lượng kích thước lỗ phun khí Bảng 4.8 Mối quan hệ số lượng kích thước lỗ phun khí dor(m) 0,0005 0,001 0,002 0,003 0,004 Nor(m-2) 81600 20400 5100 2267 1275 Các lỗ phun khí q nhỏ gây trở lực, lỗ lớn gây phân phối khí khơng đồng Trong trường hợp này, chọn dor = 0,001m Nor = 20400/m2 Hay dor = 1mm Nor ~ 2/cm2 77 4.2.5 Tổng kết số liệu tính tốn Thiết bị khí hóa tầng sơi tính tốn, thiết kế với thông số đưa bảng 4.9 Hình 4.9 thể thiết bị tầng sơi cho q trình khí hóa than phụ phẩm với thơng số kích thước Bảng 4.9 Các thơng số thiết kế thiết bị khí hóa tầng sôi Giá trị thông Thông số thiết kế Kí hiệu Độ xốp bed ε 0,55 Thời gian lưu (s) θ 1650,2 Diện tích mặt cắt ngang (m2) Ao 1,7725 Thể tích beb (m3) Vbed 2,3011 Vận tốc khí bề mặt (m/s) Uo 0,92 Lưu lượng dịng khí vào (m3/s) Vo 1,0812 Chiều cao bed (m) Hbed 0,3473 Chiều cao tới hạn thu hồi chất rắn (m) TDH 4,88 Đường kính thiết bị tầng sơi (m) Dt 1,22 Tổng chiều cao thiết bị tầng sôi (m) Ht 5,2 số Tấm phân Đường kính lỗ phun khí (mm) dor phối khí Mật độ lỗ phun khí (số lỗ/cm2) Nor 78 4,88m 1,22m dor = mm Nor = 2/cm2 0,35 m Hình 4.9 Các thơng số kích thước thiết bị tầng sơi Các thơng số thiết bị khí hóa tầng sơi bao gồm chiều cao đệm ~ 0,35m, tổng chiều cao thiết bị 5,2m; đường kính thiết bị 1,22m Các kết so sánh với số nghiên cứu thiết kế thiết bị khí hóa tầng sơi cho q trình khí hóa sinh khối tương ứng với dịng ngun liệu lượng khí sinh hợp lý (bảng 4.10) [19, 31-33] Do vậy, phương pháp thời gian lưu sử dụng để thiết kế thiết bị tầng sơi cho q trình khí hóa than phụ phẩm nghiên cứu thích hợp Bảng 4.10 Một số kết nghiên cứu thực nghiệm thiết kế thiết bị tầng sơi khí hóa sinh khối [19, 31-33] Năng lượng Đường kính Chiều cao Chiều cao khí sinh Nguyên liệu TLTK thiết bị (m) thiết bị (m) đệm (m) (kW) 0,2 0,06 2,5 Không có sẵn 0,6 38,2 Trấu lúa gạo [32] 0,19 2,49 Mùn cưa [31] 0,4 4,6 0,6 140,75 Trấu lúa gạo [33] 0,3 3,0 0,6 70 Trấu lúa gạo [19] 79 4.3 Tính tốn cyclon Các số liệu ban đầu - Nhiệt độ dịng khí T = 850oC - Lưu lượng dịng khí khỏi thiết bị khí hóa: Lưu lượng dịng khí tính từ số mol khí thu từ phản ứng q trình khí hóa = Coi hệ số nén khí z = Thể tích khí tính sau: = 30,3 /ℎ, = 90,9 m3/h, = 90,9 m3/h, = 121,2 m3/h  V = 333,3 m3/h = 0,093 m3/s Tính tốn thơng số cyclon  Đường kính cyclon: = 0,785 ,  Tốc độ quy ước xác định theo công thức: = 2∆ , / Thường lấy tốc độ quy ước: wq = 2,2 … 2,5 m/s Do đó, chọn wq = 2,35 m/s  Đường kính cyclon là: = 0,785 = 0,093 = 0,225 0,785.2,35  Trở lực cyclon xác định theo công thức: ∆ = = 105 2,35 0,3654 = 105,94 ( lựa chọn từ bảng III.10 [3], ) = 105 (kiểu cyclon ЦH-15) 80 Với đường kính cyclon 0,225 m tính tốn trên, chọn D = 250 mm Dựa vào bảng III.3 [3], tính thơng số kích thước cyclon đưa bảng 4.11 Bảng 4.11 Các thông số thiết kế cyclon Kiểu cyclon ЦH- Giá trị thông số 15 (mm) a 0,66D 165 Chiều cao ống tâm có mặt bích h1 1,74D 435 Chiều cao phần hình trụ h2 2,26D 565 Chiều cao phần hình nón h3 2,0D 500 h4 0,3D 75 Chiều cao chung H 4,56D 1140 Đường kính ngồi ống d1 0,6D 150 d2 0,35D 87,5 Chiều rộng cửa vào b1/b 0,26D/0,2D 65/50 Chiều dài ống cửa vào l 0,6D 150 hS 0,28D 70 α 15o Đường kính cyclon D 250 mm 250 Hệ số trở lực cyclon ξ 105 105 Thơng số kích thước Chiều cao cửa vào (kích thước bên trong) Chiều cao phần bên ngồi ống tâm Đường kính cửa ống tháo bụi Khoảng cách từ tận cyclon đến mặt bích Góc nghiêng nắp ống vào Kí hiệu Hình 4.10 minh họa cyclon kiểu ЦH-15 lựa chọn làm thiết bị phụ trợ cho thiết bị khí hóa để phân tách hạt rắn theo khỏi dòng khí sản phẩm 81 Khí d1 h4 Khí vào a a α h2 h1 l H D h3 hs d2 Hình 4.10 Kiểu cyclon ЦH-15 cho thiết bị khí hóa than phụ phẩm [3] 82 KẾT LUẬN Được giúp đỡ, hướng dẫn tận tình Tiến sĩ Lê Đình Chiển giảng viên Bộ mơn Lọc Hóa Dầu, qua trình tìm hiểu, nghiên cứu thân Tơi hồn thành đồ án tốt nghiệp với đề tài: “Nghiên cứu tính tốn, thiết kế thiết bị tầng sơi cho phản ứng khí hóa than - phụ phẩm từ q trình khí hóa viên nén sinh khối.” Các kết đạt đồ án cụ thể sau: Đã nghiên cứu, đưa quy trình tính tốn, thiết kế thiết bị tầng sơi cho phản ứng khí hóa than phụ phẩm từ q trình khí hóa viên nén sinh khối Đã tính tốn, thiết kế thơng số cho thiết bị khí hóa Các thơng số thiết bị tính tốn với dịng ngun liệu than phụ phẩm 500 kg/h, nhiệt độ vận hành 850oC áp suất khí Độ chuyển hóa mong muốn ngun liệu 80% Từ số liệu ban đầu với số kết nghiên cứu động học, kết hợp với quy trình thiết kế đưa ra, tính tốn thơng số thiết bị khí hóa tầng sơi sau: - Chiều cao đệm: Hbed = 0,3473 m - Chiều cao thiết bị tầng sơi: Ht = 5,2 m - Đường kính thiết bị: Dt = 1,22 m - Tấm phân phối khí thiết kế với đường kính lỗ phun: 1mm mật độ lỗ phun: 2/cm2 Cyclon tính tốn, thiết kế với mục đích phân tách hạt bụi rắn khỏi dịng khí sản phẩm q trình khí hóa Các thơng số thiết kế cyclon đưa đầy đủ bảng 4.11 Từ q trình tính tốn dịng lượng cho thiết bị khí hóa, dịng lượng hữu ích thu từ q trình khí hóa 500kg/h than phụ phẩm 3359,52 kWth, chiếm gần 75% nguồn nằng lượng có ban đầu than phụ phẩm Nguồn lượng sử dụng để phát điện, phục vụ cho nhu cầu người dân 83 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tuyển tập “Báo cáo hội nghị sinh viên nghiên cứu khoa học lần thứ 6” Nghiên cứu sản xuất viên nhiên liệu từ sinh khối (2008), Đại học Đà Nẵng Đinh Thị Ngọ, Nguyễn Khánh Diệu Hồng (2008), Nhiên liệu trình xử lý hóa dầu Nhà xuất khoa học kỹthuật Hà Nội Sổ tay q trình cơng nghệ hóa chất, Tập NXB Khoa học kỹ thuật Hà Nội C Higman, M Van Der Burgt (2003), Gasification, Gulf Publishing Chien Dinh Le (2012), Gasification of Biomass: An investigation of key challenges to advance acceptance of the technology PhD thesis, the University of Bath, Bath, United Kingdom Handbook of Biomass Downdraft Gasifier Engine Systems Prabir Basu (2010) Biomass Gasification and Pyrolysis: Practical Design and Theory Andrew Agbontalor Erakhrumen (2012), Biomass Gasification: Documented Information for Adaptation and Further Improvements toward Sustainable Utilisation of Renewable Natural Resources ISRN Renewable Energy, Volume 2012, Article ID 536417, pages Ragnar Warnecke (2000), Gasification of biomass: comparison of fixed bed and fluidized bed gasifier, Biomass and Bioenergy, Volume 18, Issue 6, Pages 489-497 10 Walker, P.L., Rusinko, F., Austin, L.G (1959), Gas reactions of carbon Advances in Catalysis 11, 133–221 11 Blasi, C.D., (2009), Combustion and gasification rates of lignocellulosic chars Progress in Energy and Combustion Science 35 (2), 121–140 12 Barrio, M., Gøbel, B., Risnes, H., Henriksen, U., Hustad, J.E., Sørensen, L.H (2001) Steam gasification of wood char and the effect of hydrogen inhibition on the chemical kinetics In: Bridgwater, A.V (Ed.), Progress 84 in Thermochemical Biomass Conversion, vol Blackwell Science, pp 32– 46 13 Petersen, L., Werther, J (2005) Experimental investigation and modeling of gasification of sewage sludge in the circulating fluidized bed Chemical Engineering and Processing 44 (7), 717–736 14 Probstein, R.F., Hicks, R.E (2006), Synthetic Fuels Dover Publications, pp 63, 98–99 15 Arthur, J.R (1951), Reactions between carbon and oxygen Transactions of the Faraday Society 47, 164–178 16 Reed, T.B (2002), Kinetics of char gasification reactions above 500°C (Chapter 7) Encyclopedia of biomass Thermal Conversion, 3rd ed Sinh khối Energy Foundation Press, p II–289 17 Gomez-Barea, A., Leckner, B., Campoy, M (2008), Conversion of char in CFB gasifiers In: Werther, J., Nowak, W., Wirth, K., Hartge, E (Eds.), Circulating Fluidized Bed Technology, vol 10 Tu-Tech Innovation GmbH, Hamburg, pp 727–732 18 Basu, P (1977), Burning rate of carbon in fluidized beds Fuel 56 (4), 390– 392 19 J J RAMÍREZ, J.D MARTÍNEZ and S.L PETRO (2007) Basic design of a fluidized bed gasifier for rice husk on a pilot Latin American Applied Research 37:299-306 20 H.J Pant, V.K Sharma, M Vidya Kamudu, S.G Prakash, S Krishanamoorthy, G Anandam, P Seshubabu Rao, N.V.S Ramani, Gursharan Singh, R.R Sonde (2009), Investigation of flow behaviour of coal particles in a pilot-scale fluidized bed gasifier (FBG) using radiotracer technique Applied Radiation and Isotopes 67, 1609–1615 21 Fudong Ju, Hanping Chen, Haiping Yang, Xianhua Wang, Shihong Zhang, Dechang Liu (2010), Experimental study of a commercial circulatedfluidized bed coal gasifier Fuel Processing Technology 91, 818–822 85 22 Kunii, D and O Levenspiel (1991) Fluidization Engineering 2nd edition ButterworthHeinemann 23 Cora Gheorghe, Cosmin Marculescu, Adrian Badea, Cristian Dinca, Tiberiu Apostol (2009), Effect of Pyrolysis Conditions on Bio-char Production from Biomass Proceedings of the 3rd WSEAS Int Conf on Renewable Energy Sources 24 Daniela Tasma, Tănase Panait (2012), The quality of syngas produced by fluidized bed gasification using sunflower husk, The annals of “Dunărea de jos” University of Galati Fascicle V, Technologies in machine building, ISSN 1221- 4566 25 Perry, R.H., Green, D.W (1997), Perry’s Chemical Engineer’s Handbook, 7th ed McGraw-Hill, pp 2-161–2-169 26 Nandi, S.P and M Onischak (1981), Gasification of chars Obtained from Maple and Jack Pine Woods In: Fundamentals of Thermochemical Biomass Conversion R.P Overend, T.A Milne and K.L Mudge (eds) Elsevier Applied Science Publishers, London, UK, pp 567- 578 27 Liinanki, L., P.J Svenningsson and G Thessen (1981), Gasification of agricultural residues in a downdraught gasifier In: Energy From Biomass Palz, W., J.Coombs and D.O Hall (eds) Elsevier Applied Science Publishers, London, UK, pp 832-832 28 Harris, D., D.Roberts, D Henderson (2006), Gasification behavior of Australian coals at high temperature and pressure Fuel 85, 134–142 29 Samy Sadaka, P.E., P.Eng, Adjunct Assistant Professor (2007), Gasification, Department of Agricultural and Biosystems Engineering Iowa State University 30 Brink, D (1981), Gasification Organic Chemicals from biomass Goldstein, I.S (ed.) CRC Press Boca Raton, Ch 4: 45 31 Corella, J., I Narvaez, I., A.Orio and M Aznar (1996), Biomass Gasification with Air in an Atmospheric Bubbling Fluidized Bed Effect of Six 86 Operational Variables on the Quality of the Produced Raw Gas, Ind Eng Chem Res., 35, 2110-2120 32 Barriga, M (2002), Experimentos de gaseificaỗóo de casca de arroz em leito fluidizado, Dissertation (Mechanical Engineering Master), UNICAMP, Campinas, Brazil 33 Fernandes, M (2004), Investigaỗóo Experimental de Gaseificaỗóo de Biomassa em Leito Fluidizado, Ph.D Thesis, UNICAMP, Campinas, Brazil 34 Gasifier Powered Go-Kart, www.engin1000.pbworks.com 35 Ứng dụng công nghệ Plasma, www.petech.com.vn 36 Công nghệ đốt Plasma JMITM www.moitruong.xaydung.gov.vn 37 The engineering toolbox, http://www.engineeringtoolbox.com/fuels-higher-calorific-values-d169.html 38 Periodic Table of Elements, http://environmentalchemistry.com/yogi/periodic/C.html 39 Superheated Steam - Spirax Sarco, http://www2.spiraxsarco.com/esc/SH_Properties.aspx 40 CARBO, http://www.carboceramics.com/news-and-resources/news 41 Ứng dụng cơng nghệ khí hóa trấu để khắc phục ô nhiễm môi trường, http://www.khihoa.net/ ... thiết kế thiết bị khí hóa tầng sơi cho q trình khí than - phụ phẩm từ q trình khí hóa viên nén sinh khối với cơng suất dự kiến thiết bị khí hóa tầng sôi 500kg/h Phụ phẩm than sử dụng nghiên cứu. .. sản phẩm phụ sử dụng làm ngun liệu cho q trình khí hóa thứ cấp 3.2.2 Phản ứng khí hóa than phụ phẩm Khí hóa than phụ phẩm phản ứng quan trọng Than phụ phẩm sinh từ q trình khí hóa sinh khối khơng... Tổng quan sinh khối Chương 2: Cơ sở lý thuyết q trình khí hóa sinh khối Chương 3: Khí hóa than phụ phẩm Chương 4: Tính tốn, thiết kế thiết bị tầng sơi cho phản ứng khí hóa than phụ phẩm Lời cảm