Sử dụng khí sinh học trong sản xuất và đời sống

Nguyên liệu để sản xuất biogas

Nguyên liệu để sản xuất biogas là các chất thải hữu cơ nh phân động vật, các loại thực vật nh bèo, cỏ, rơm rạ, phế thải hữu cơ sinh hoạt Khả năng khai thác… biogas và năng lợng từ một số nguyên liệu khác nhau đợc trình bày trong bảng 2.6. Do là một nớc nông nghiệp nên lợng chất thải hữu cơ trong chăn nuôi, trồng trọt và sinh hoạt gia đình là rất lớn. Việc phân hủy yếm khí xảy ra tốt nhất khi tỷ lệ giữa cácbon và nitơ (C/N) trong vật liệu nằm ở khoảng 30 tức là vi khuẩn trong quá trình lên men sử dụng C nhanh hơn N đến 30 lần.

Tuy nhiên độ chứa N và C có thể thay đổi theo điều kiện phát triển của thực vật hoặc mức độ ăn uống, chế độ nuôi nhốt của súc vật. Thông thờng theo kinh nghiệm thực tế thì ngời ta chọn thời gian ủ là 20 ngày vì nếu ủ lâu hơn thì khả năng khai thác khí sinh học cũng tăng lên rất ít.

Một số yếu tố ảnh hởng tới quá trình sản xuất khí sinh học Quá trình sản xuất khí sinh học chịu ảnh hởng của rất nhiều yếu tố nhng ở đây

Thời gian lu: Thời gian lu là thời gian từ lúc nạp nguyên liệu vào đến lúc lấy nguyên liệu ra. Đối với chế độ nạp liên tục nguyên liệu sau phân hủy đợc đẩy dần tới lối ra do bị nguyên liệu mới bổ xung chiếm chỗ. Thời gian lu là thời gian nguyên liệu đợc nạp vào cho tới khi bị đẩy ra khỏi bể phân hủy và thờng đợc tình bằng tỷ số giữa thể tích phân hủy và thể tích nguyên liệu đợc nạp bổ xung hàng ngày (đã pha loãng).

Quá trình phân hủy của nguyên liệu trong điều kiện tự nhiên xảy ra trong một thời gian dài. Trong thực tế sản xuất khí sinh học cần tránh các độc tố hóa học (thuốc trừ sâu, thuốc sát trùng), chất kháng sinh, nớc xà phòng, nớc nhuộm.

Các loại hầm sản xuất biogas

Hầm sản xuất biogas nắp nổi

Nh vậy ngời ta chọn thời gian lu sao cho trong thời gian này tốc độ sinh khí mạnh nhất. Khi hàm lợng của hóa chất này vợt quá giới hạn quy định các vi khuẩn có thể bị tiêu diệt. Bộ phận chứa khí 2 là một nắp có dạng thùng đợc úp trực tiếp vào dịch phân hủy (hình 2.3) hoặc vào một đai nớc quanh miệng bể phân hủy (hình 2.4).

Khi nạp nguyên liệu mới qua bể nạp 3 thì nguyên liệu đã phân hủy sẽ tràn ra qua lối thoát 4. Loại có đai nớc hạn chế đợc nhợc điểm này, đồng thời khắc phục đợc nớc ma tràn vào bể phân hủy khiến dịch phân hủy tiếp xúc với không khí, không đảm bảo điều kiện kỵ khí.

Sử dụng biogas trong sản xuất và đời sống

Sản xuất biogas và phân hữu cơ từ hỗn hợp phân gia súc và các chất thải hữu cơ khác

Tại Đức người ta đã đưa ra một mẫu hệ thống sản xuất biogas và phân hữu cơ từ nguyên liệu là hỗn hợp phân gia súc và các chất thải hữu cơ khác từ công nghiệp thực phẩm như mỡ thải, máu gia súc, chất thải trong công nghệ ép hạt cải dầu, … Sơ đồ hoạt động của hệ thống được giới thiệu trên hình 2.9. Hầm S2 chủ yếu để chứa nguyên liệu chứa mỡ, hầm S3 chủ yếu chứa nguyên liệu từ chất thải bẩn và chất thải vệ sinh của các bếp ăn, hầm S1 luôn chứa nguyên liệu từ phân gia súc và có thể bổ sung chất thải của công nghệ ép dầu hạt cải. Việc phân lớp phản ứng biogas với ba loại nguyên liệu khác nhau được thực hiện theo một chương trình thời gian, điều đó tạo khả năng định lượng các tỷ lệ hỗn hợp khác nhau.

Đối với hỗn hợp đã phân huỷ người ta bố trí các hầm lưu trữ, tại đó hỗn hợp được xử lý thành phân hữu cơ và sử dụng trực tiếp để bón cho cây trồng. Tuy trên đây là một hệ thống qui mô lớn, đầu tư lớn có thể nói chưa phù hợp với điều kiện kinh tế nước ta, song có thể nhìn nhận như là một kinh nghiệm, một thông tin về khả năng sản xuất biogas ở những nơi có nguồn nguyên liệu tập trung lớn và đa dạng.

Tính toán và vận hành hầm phản ứng đơn giản

- Trong quá trình sử dụng nếu thấy có hiện tượng khả nghi phải kiểm tra khắc phục ngay.

NHIÊN LIỆU TÁI TẠO DÙNG CHO ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 1. Giới thiệu chung

• Hoạt động của động cơ

Khí hydro nhận được bằng điện phân, cháy trong động cơ tạo thành nước là một nhiên liệu lý tưởng song khó có thể trở thnàh hiện thực do phải chi phí năng lượng rất lớn cho việc sản xuất ở dạng điện năng. Để sử dụng cho các loại động cơ sẵn có mà không cần thay đổi lớn về cấu trúc cần phải tìm hiểu về các tính chất lý hoá học của nhiên liệu như độ nhớt động học, nhiệt trị, tính bốc cháy và tính bay hơi. Do hydro trong liên kết với ôxy trong không khí là một chất khí rất dễ bốc cháy nên yêu cầu chi phí đặc biệt lớn khi cất giữ theo phương pháp hoá lỏng ôxy ở nhiệt độ cực thấp (- 2530C) hoặc tạo liên kết hydro hoá kim loại. d) Cải thiện các tính chất nhiên liệu.

Muốn sử dụng mỡ hoặc dầu thực vật làm nhiên liệu thay thế diesel cần phải tác động vào tính chất của chúng sao cho động cơ vẫn hoạt động như bình thường, trong đó cần quan tâm trước hết là vấn đề cốc hoá màng dầu bôi trơn. Việc sử dụng dầu thực vật tinh khiết làm nhiên liệu trong chế độ hoạt động lâu dài của động cơ phun trực tiếp nhanh chóng dẫn đến mất ổn định như giảm công suất đến mức chết máy, trong buồng đốt và ở đầu vòi phun xuất hiện cốc hoá mạnh. Mức thải muội than, biểu hiện bởi độ đen, khi động cơ hoạt động với dầu cải nhỏ hơn đáng kể so với khi động cơ hoạt động với nhiên liệu diesel, xét trong cả vùng hoạt động của động cơ và còn nhỏ hơn nữa khi sử dụng RME.

Để nghiên cứu chính xác hơn cân bằng CO2 cần khảo sát toàn bộ quá trình tạo thành nhiên liệu sinh học, nghĩa là cần tính toán cả việc sản xuất phân bón và phương tiện bảo vệ thực vật cũng như quá trình canh tác trong nông nghiệp.