Kết quả phân tích các thơng số lý hĩa của trấu IR 50404 được trình bày tĩm tắt
trong bảng sau (Kết quả chi tiết được trình bày tại Phụ lục 1):
Bảng 3.1 Kết quả phân tích thơng số lý hĩa của trấu IR 50404
Thơng số Giá trị #1Khối lượng thể tích (kg/m3) 100,42 ± 1,49 #2Nhiệt trị (MJ/kg) 15,55 ± 0,46 #2Phân tích nguyên tố (%) C 41,26 ± 0,46 H 4,75 ± 0,16 O 35,46 ± 0,68 N 0,48 ± 0,05 S 0,01 ± 0,005 Khác 18,04 ± 0,28 #2Phân tích thành phần (%) Chất bốc 58,28 ± 0,34 Carbon cố định 13,98 ± 0,32 #1Ẩm độ 9,99 ± 0,76 Tro 17,71 ± 0,37
#1Thực hiện tại phịng nghiên cứu Năng lượng tái tạo, khoa Cơ khí Cơng nghệ, trường Đại học Nơng Lâm Tp.HCM.
#2Thực hiện tại Biomass Energy Research Lab, National Chung Hsing University, Taiwan.
3.2 Xây dựng và giải mơ hình tốn hĩa khí trấu
Mơ hình hĩa khí trấu
Ngun lý hoạt động của mơ hình hĩa khí trấu kiểu dịng khí đi xuống như sau: Trấu được cung cấp vào buồng phản ứng từ phía trên và dịch chuyển dần xuống vùng sấy và vùng nhiệt phân đến vùng cháy. Khơng khí cấp vào thiết bị tại vùng cháy, do lượng khơng khí cấp thấp khi ER = 0,2 ÷ 0,4 nên tại vùng này xảy ra hiện tượng cháy yếm khí và hình thành khí tổng hợp [11, 20]. Khí tổng hợp sau khi được hình thành sẽ di chuyển qua vùng khử trước khi ra khỏi thiết bị. Vì khí tổng hơp đi qua vùng khử cĩ nhiệt độ cao nên hắc ín
(tar) trong khí tổng hợp được khử gần như hồn tồn [50]. Vì lý do này mà tất cả các loại hĩa khí kiểu dịng khí đi xuống cĩ hàm lượng hắc ín rất thấp.
Hình 3.3 Mơ hình buồng phản ứng của hệ thống hĩa khí trấu kiểu dịng khí đi xuống
Từ mơ hình buồng phản ứng của hệ thống hĩa khí trấu kiểu dịng khí đi xuống nêu trên, phương trình tổng quát được xây dựng với các giả thiết và điều kiện như sau:
- Trấu cĩ độ đồng nhất về tính chất lý hĩa.
- Khơng khí cung cấp vào hệ thống hĩa khí trấu là khơng khí cĩ tỉ lệ khí nitrogen/oxygen là 79/21; nhiệt độ 25oC; ẩm độ tương đối 75%; áp suất 1 atm [107]. Giả sử trong q trình thí nghiệm khơng khí cấp luơn ở cùng nhiệt độ, ẩm độ và áp suất.
- Các phản ứng xảy ra trong hệ thống hĩa khí trấu ở điều kiện cân bằng nhiệt động lực học [91, 94].
- Tất cả các khí trong các phương trình phản ứng được xem là khí lý tưởng [93]. - Nitrogen khơng tham gia vào bất kỳ phản ứng hĩa học nào bên trong hệ thống [94]. - Sản phẩm của hệ thống hĩa khí trấu là các khí: hydrogen (H2), carbon dioxide (CO2), nước (H2O), methane (CH4), carbon monoxide (CO), nitrogen (N2) và than sinh học (C) [24];
- Trong thiết bị hĩa khí theo cơng nghệ tầng cố định kiểu dịng khí đi xuống hàm lượng hắc ín là rất thấp <1 g/Nm3 [11]. Vì vậy, trong nghiên cứu này giả thiết hắc ín khơng hình thành trong q trình hĩa khí.
Xây dựng mơ hình tốn hĩa khí trấu
Mơ hình tốn của hệ thống hĩa khí trấu được xây dựng trên cơ sở cân bằng hĩa lý. Sản phẩm của q trình hĩa khí bao gồm khí tổng hợp và than sinh học. Vì vậy, khơng phải tất cả carbon tham gia vào các phản ứng cân bằng để tạo khí.