- Số liệu thu thập từ hệ thống thí nghiệm và kết quả có thể đạt được
3.5.3Nghiên cứu ảnh hƣởng của độ ẩm nhiên liệu đến quá trình khí hóa sinh khố
- Hệ thống thí nghiệm và nhiên liệu sử dụng
Để nghiên cứu ảnh hưởng của độ ẩm đến quá trình khí hóa sinh khối ta sử dụng hệ thống thí nghiệm công suất 150 kW (hình 3.2), đây là hệ thống được phát triển dựa trên những kết quả nghiên cứu thực nghiệm từ hệ thống thử nghiệm, kết quả phân tích đặc tính nhiệt của sinh khối ở Việt Nam, kết quả nghiên cứu lí thuyết, các kết quả nghiên cứu đã công bố gần đây, cũng như từ khảo sát thực tế trong và ngoài nước.
Nhiên liệu được sử dụng trong nghiên cứu này là mẩu gỗ keo, thành phần của nhiên liệu được trình bày trong bảng 3.8.
Bảng 3.8 Thành phần của nhiên liệu gỗ keo
Bảng 3.8a. Thành phần công nghệ và nhiệt trị thấp của gỗ keo [46]
Độ ẩm (%) Chất bốc (%) Cốc (%) Tro (%) LHV (MJ/kg)
16 và 27 71,68 17,60 0,72 18,46
Bảng 3.8b. Thành phần hóa học của gỗ keo [46]
C (%) O2 (%) N2 (%) H2 (%) Tro (%)
50,73 41,93 0,57 5,71 0,80
Gỗ keo được đặt từ đơn vị cung cấp: i) Với mẩu gỗ keo được làm từ các thanh gỗ keo ban đầu, chúng được cắt nhỏ thành các mẩu có kích đồng nhất 30x40x50 mm; ii) Với dăm keo được làm từ các cây gỗ keo sau đó được băm nhỏ thành các mẫu có kích thước 20x20x5 mm. Sau đó được sàng rây phù hợp để phân loại, đảm bảo nhiên liệu sử dụng là đồng nhất về kích thước, thành phần và chủng loại. Trước mỗi thí nghiệm các mẫu nhiên liệu được sấy đều đến độ ẩm yêu cầu và được bảo quản trong túi nilon đảm bảo kĩ thuật.
- Phương pháp tiến hành và thông số thí nghiệm
Với nghiên cứu này ta thay đổi độ ẩm của nhiên liệu cấp vào lò bằng cách sử dụng phương pháp sấy để có được độ ẩm như mong muốn, tuy nhiên dải độ ẩm khảo sát cũng phải nằm trong dải cho phép của công nghệ khí hóa sinh khối mà một số nghiên cứu đã công bố [87, 45, 55] (độ ẩm < 30%). Do điều kiện thực tế, trong nghiên cứu này ta chọn 3 giá trị độ ẩm để nghiên cứu lần lượt là 11%, 16% và 27%.
66
Sau khi có được mẫu nhiên liệu như yêu cầu ta tiến hành thí nghiệm với 3 mẫu nhiên liệu đã chuẩn bị với các điều kiện biên: kích thước nhiên liệu, chế độ cấp gió, loại nhiên liệu sử dụng, thiết bị nghiên cứu là như nhau.
Sau đây là bảng thông số thí nghiệm và các đại lượng bị ảnh hưởng trong quá trình khí hóa sinh khối.
Bảng 3.9 Thông số thí nghiệm và các đại lượng bị ảnh hưởng bởi độ ẩm
Mã thí nghiệm
Thông số thí nghiệm Các đại lượng bị ảnh hưởng bởi độ ẩm
Gk8 W = 11%; (Với nhiên liệu mẩu gỗ keo, chế độ cấp gió Gkk = 1400 lít/phút; G1, G2, G3 tương ứng là 400, 600, 400 lít/phút)
Giản đồ (profile) nhiệt độ: T = f(W); Thành phần khí sản phẩm: Vg = f(W); Nhiệt trị khí sản phẩm: LHVg = f(W); Hàm lượng hắc ín trong khí sản phẩm: gtar = f(W); Tỷ suất sinh khí: Kg = f(W); Hiệu suất thiết bị khí hóa: = f(W);
Gk7 W = 16%; (Với nhiên liệu mẩu gỗ keo, chế độ cấp gió Gkk = 1400 lít/phút; G1, G2, G3 tương ứng là 400, 600, 400 lít/phút)
Gk2 W = 27%; (Với nhiên liệu mẩu gỗ keo, chế độ cấp gió Gkk = 1400 lít/phút G1, G2, G3 tương ứng là 400, 600, 400 lít/phút)
- Thu thập số liệu và kết quả có thể đạt được
Số liệu thu thập từ thí nghiệm gồm các giá trị như trình bày trong bảng 3.7, với việc ghi chép liên tục nhiệt độ, lưu lượng gió (chu kì 5 phút/lần) từ khi bắt đầu cho đến khi dừng thí nghiệm. Việc lấy mẫu và phân tích được thực hiện liên tục (chu kì 10 phút/lần) bằng máy sắc kí khí, điểm lấy mẫu là điểm V1 và V3 như trên hình 3.2.
Các kết quả có thể đạt được là: khi thay đổi độ ẩm của nhiên liệu sử dụng sẽ ảnh hưởng đến đặc tính năng lượng của thiết bị (thành phần khí sản phẩm, nhiệt trị và hàm lượng hắc ín trong khí sản phẩm, tỷ suất sinh khí và hiệu suất khí hóa) từ đó cho ta những định hướng về sử dụng nhiên liệu và điều chỉnh hệ thống hợp lí với thực tế, giúp nâng cao hiệu quả và tính ổn định của hệ thống.