C + O2 Æ O2 (3.14) ác bon và ôxy tạo thành cacbonmonoxid
CHẾ TẠO THIẾT BỊ CHÍNH VÀ KHẢO NGHIỆM MÔ HÌNH
MÔ HÌNH
Mục tiệu chính về nội dung trong chương này chúng tôi đề cập vắn tắt các công việc sau:
• Kết quả chế tạo thiết bị xử lý nhiệt,
• Lập quy trình công nghệ xử lý nhiệt
• Kết quả tính toán nâng cao nhiệt trị lấy từ số liệu thực nghiệm làm
thông sốđầu vào để tính toán từ mô hình trên máy tính,
• Kết quả tính toán, phân tích từ mô hình nghiên cứu thực nghiệm.
Liên quan đến chế tạo và khảo nghiệm đánh giá thiết bị xử lý nhiệt còn một số vấn đề liên quan khác chưa đề cập hết trong khuôn khổ nội dung của báo cáo. Nếu có nhu cầu hiểu rõ hơn người đọc có liên hệ với nhóm tác giảđể tìm hiểu thêm thông qua các Video ghi lại toàn bộ quá trình thử nghiệm thiết bị tại Viện nghiên cứu thiết kế chế tạo máy Nông nghiệp (RIAM).
4.1 Chế tạo thiết bị
Các hình ảnh sau đây trình bày quá trình gia công và chế tạo và hoàn thiện thiết bị nêu như tiêu đề trên.
Hình 4.1. Hình ảnh về gia công chế tạo thân trống và xác định vị trí hàn cánh nâng-chuyển liệu
Đề tài A-2012 - Nghiên cứu công nghệ xử lý nhiệt phụ phế phẩm nông nghiệp để tạo viên nhiên liệu (pellet) có nhiệt trị nâng cao
43
Hình 4.2. Hình ảnh về sơn lớp bảo vệ
Hình 4.3. Hình ảnh về sơn hoàn thiện thiết bị
Đề tài A-2012 - Nghiên cứu công nghệ xử lý nhiệt phụ phế phẩm nông nghiệp để tạo viên nhiên liệu (pellet) có nhiệt trị nâng cao
44
4.2. Lập quy trình công nghệ xử lý nhiệt phụ phẩm nông nghiệp
Quy trinh công nghệ xử lý nhiệt các phụ phẩm nông nghiệp (vỏ trấu, vỏ cà phê, mùn cưa) được thể hiện trên sơ đồ hình 4.5 sau:
Hình 4.5. Sơđồ quy trình công nghệ
Sơ đồ công nghệ của mô hình quá trình cơ bản cho xử lý nhiệt (và làm khô) trên cơ sở dùng nhiệt trực tiếp ở điều kiện áp suất bình thường (áp suất khí quyển).
Ví dụ về cấu trúc của Cellulose được thể hiện thông qua các liên kết hóa học như sơ đồ hình 4.6, và sự bẻ vỡ cấu trúc liên kết cứng của sinh khối (biomass) như trên hình 4.7 sau đây.
Hình 4.6. Ví dụ về liên kết hóa học của cấu trúc Cellulose
Đề tài A-2012 - Nghiên cứu công nghệ xử lý nhiệt phụ phế phẩm nông nghiệp để tạo viên nhiên liệu (pellet) có nhiệt trị nâng cao
45Ví dụ cho sự tượng trưng về liên kết của các thành phần trong sinh khối được Ví dụ cho sự tượng trưng về liên kết của các thành phần trong sinh khối được mô tả như trên hình 4.8. Trên hình này cho thấy „hình cây“ trong cấu trúc của „bức tường gạch“ được ví tượng trưng như cấu trúc liên kết của sinh khối. Trong đó thành phần „Cellulose“ được ví như là „gạch“ và thành phần chất „Hemicellulose“ được ví như là „xi măng“ trong sự liên kết cấu trúc giữa chúng để tạo nên „bức tường“.
Hình 4.8. Ví dụ về cấu trúc của sinh khối được ví như „bức tường“
Nhận xét:
Qua hình 4.6 đến hình 4.8 cho thấy công nghệ xử lý nhiệt được hiểu một cách „nôm na“ ở đây như là sự phá vỡ cấu trúc liên kết giữa các thành phần như: „Lignin“, „Cellulose“ và „Hemicellulose“ có trong sinh khối. Khi cấu trúc liên kết này bị phá vỡ thì khả năng ép tạo viên nhiên liệu pellet, hoặc ép tạo thanh nhiên liệu sẽ dễ dàng hơn, hoặc chi phí năng lượng cho nghiền nhỏ lúc này cũng sẽ ít hơn. Từ đó đem lại hiệu quả kinh tế hơn so với khi không ứng dụng công nghệ xử lý nhiệt.
Về kết quả mô hình cân bằng khối lượng, năng lượng khi xử lý nhiệt phụ phẩm nông nghiệp (ởđây chỉ tính cho vỏ trấu làm ví dụ) trình bày như trên hình 4.9.
Đề tài A-2012 - Nghiên cứu công nghệ xử lý nhiệt phụ phế phẩm nông nghiệp để tạo viên nhiên liệu (pellet) có nhiệt trị nâng cao
46
4.3. Kết quả tính toán thông số nhiệt trị phụ thuộc vào độẩm từ mô hình trên máy tính trên máy tính
Hai thông số chính cần phải phân tích từ kết quả thực nghiệm đó là thông số chất bốc, đặc biệt là nhiệt trị của nhiên liệu.
Nhiệt trị của nhiên liệu rắn nói chung, nhiên liệu sinh khối nói riêng phụ thuộc rất nhiều vào hàm lượng ẩm (độ ẩm) của nhiên liệu (nhiệt trị của nhiên liệu bao gồm nhiệt trị cao và nhiệt trị thấp). Bởi vậy, để tăng thêm tính chính xác và làm cơ sở để so sánh, đánh giá thực nghiệm, ở đây nhóm thực hiện đề tài đã xây dựng mô hình trên máy tính dựa trên phần mềm Macro-Excel để tính toán và xây dựng mối quan hệ giữa nhiệt trị của nhiên liệu phụ thuộc vào độ ẩm của nhiên liệu. Các kết quả tính toán được thể hiện trên các hình 4.10 đến hình 4.15 đối với các nguyên liệu phụ phẩm nông nghiệp sau:
1. Đối với vỏ trấu
Đề tài A-2012 - Nghiên cứu công nghệ xử lý nhiệt phụ phế phẩm nông nghiệp để tạo viên nhiên liệu (pellet) có nhiệt trị nâng cao
47
Hình 4.11. Biểu đồ mối quan hệ giữa nhiệt trị phụ thuộc vào độẩm BW & Hu = f(w) cho nguyên liệu vỏ trấu