Đồ Án Thiết kế hệ thống thiết bị khí hóa sinh khối năng suất nhỏ phục vụ nhu cầu cung cấp năng lượng cho n

MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN . 3
LỜI NÓI ĐẦU . 4
PHẦN I: TỔNG QUAN VỀ SINH KHỐI . 6
1.1 Các khái niệm cơ bản về sinh khối . .6
1.1.1 Sinh khối là gì ? . .6
1.1.2. Nguồn năng lượng từ sinh khối . 6
1.2. Vai trò của sinh khối . 7
1.2.1. Lợi ích . .8
1.2.2. Khó khăn . .9
1.3. Thành phần và tính chất hóa học của sinh khối . .10
1.4. Tiềm năng sinh khối của Việt Nam . .12
1.5. Hiện trạng sử dụng sinh khối của Việt Nam . .14
PHẦN II : CƠ SỞ HÓA HỌC CỦA QUÁ TRÌNH KHÍ HÓA SINH KHỐI . .15
2.1. Giới thiệu quá trình khí hóa sinh khối . .15
2.2. Cơ chế phản ứng của các phản ứng chính trong quá trình khí hóa sinh khối
.16
2.2.1. Cơ chế phản ứng C + H2O . 16
2.2.2 Cơ chế phản ứng của C + CO2: . .18
2.3. Các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình khí hóa sinh khối. .20
2.3.1 Ảnh hưởng của áp suất . 20
2.3.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ . .21
2.3.3. Ảnh hưởng của nguyên liệu . 21
2.3.4. Ảnh hưởng của nhựa. .22
2.3.5. Ảnh hưởng của tro . 22
2.3.6. Ảnh hưởng của kích thước hạt sinh khối . .23
‘ . .23
PHẦN 3: CÔNG NGHỆ KHÍ HÓA SINH KHỐI . 24
3.1. Giới thiệu Công nghệ khí hóa tầng cố định: . .24
3.2. Giới thiệu Công nghệ khí hóa tầng sôi: . 27
PHẦN IV: THIẾT KẾ DÂY TRUYỀN KHÍ HÓA SINH KHỐI . .30
4.1. Đánh giá và lựa cho công nghệ khí hóa sinh khối . .30
4.2. Sơ đồ dây chuyền công nghệ . 31
4.3. Lựa chọn và tính toán các thông số công nghệ . 32
4.4. Tính toán thiết bị khí hóa . .35
4.4.1. Thời gian khí hóa . .35
4.4.2. Cân bằng vật chất trong thiết bị khí hóa . .38
4.4.3. Cân bằng năng lượng . .40
4.5. Tổng kết số liệu tính toán . .43
4.6. Tính toán Cyclone và thiết bị rửa . 45
4.6.1. Tính toán thiết kế Cyclone . .45
4.6.2. Tính toán thiết bị rửa . .47
4.7. Lựa chọn thiết bị phụ trợ . .48
4.8. Chí phí cho dây chuyền . .49
A. Diện tích toàn phần của các thiết bị trong hệ thống khí hóa sinh khối . 49
B. Tổng số các thiết bị phụ trợ, các van khí, cút nối và đường ống dẫn khí . 54
4.9.Sơ đồ mặt bằng dây chuyền . .56
PHẦN V: KẾT LUẬN . .58
TÀI LIỆU THAM KHẢO . .59
PHỤ LỤC . .60

LỜI CẢM ƠN
Trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp vừa qua, em xin bày tỏ lòng biết ơn
sâu sắc tới thầy giáo hướng dẫn: TS.Văn Đình Sơn Thọ. Người đã tận tình giúp
đỡ và tạo điều kiện thuận lợi cho em trong suốt quá trình thực hiện đề tài.
Em xin bày tỏ lòng biết ơn tới các thầy cô giáo trong bộ môn Công Nghệ
Hữu Cơ- Hóa Dầu - Viện Kĩ Thuật Hóa Học - Trường Đại Học Bách Khoa Hà
Nội đã trang bị cho em những kiến thức bổ ích trong suốt quá trình học tập
nghiên cứu để hoàn thành tốt bản đồ án này.
Em cũng xin trân trọng cảm ơn các cán bộ phòng thí nghiệm thuộc bộ
môn Công Nghệ Hữu Cơ- Hóa Dầu đã đã giúp đỡ và tạo điều kiện cho em trong
quá trình thực hiện đồ án.
Cuối cùng em xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới gia đình, người
thân, bạn bè đã động viên, giúp đỡ và tạo điều kiện để em hoàn thành đồ án.
Tuy nhiên, do điều kiện nghiên cứu còn hạn chế, kiến thức còn chưa sâu,
kinh nghiệm chưa có cùng với thời gian có hạn nên đồ án này không tránh khỏi
nhiều thiếu sót. Mong các thầy cô giáo, các bạn đồng nghiệp cùng các bạn đọc
thông cảm , giúp đỡ em để bản đồ án được hoàn thiện hơn.
Hà Nội, Ngày 02 Tháng 06 Năm 2011





ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐH BKHN
LỜI NÓI ĐẦU
Với sự gia tăng nhu cầu sử dụng năng lượng và các áp lực môi trường
gây ra do phát thải khí nhà kính từ việc sử dụng nhiên liệu hóa thạch, năng lượng
sinh khối hiện nay được coi là một nguồn năng lượng tái tạo là giải pháp thay thế
cho năng lượng hóa thạch.
Sinh khối (biomas) chứa năng lượng hóa học, nguồn năng lượng từ mặt
trời tích lũy trong thực vật qua quá trình quang hợp. Sinh khối là các phế phẩm
từ nông nghiệp (rơm rạ, bã mía, vỏ, xơ bắp v.v), phế phẩm lâm nghiệp (lá khô,
vụn gỗ v.v), giấy vụn, metan từ các bãi chôn lấp, trạm xử lý nước thải, phân từ
các trang trại chăn nuôi gia súc và gia cầm. Nhiên liệu sinh khối (NLSK) có thể
ở dạng rắn, lỏng, khí được đốt để phóng thích năng lượng. Sinh khối, đặc biệt
là gỗ, than gỗ cung cấp phần năng lượng đáng kể trên thế giới. Ít nhất một nửa
dân số thế giới dựa trên nguồn năng lượng chính từ sinh khối. Con người đã sử
dụng chúng để sưởi ấm và nấu ăn cách đây hàng ngàn năm. Sinh khối cũng có
thể chuyển thành dạng nhiên liệu lỏng như metanol, etanol dùng trong các động
cơ đốt trong, hay thành dạng khí sinh học (biogas) ứng dụng cho nhu cầu năng
lượng ở quy mô gia đình.
Có thể nói việc sử dụng hiệu quả năng lượng sinh khối đang là vấn đề rất
được quan tâm trên thế giới nhằm giảm một phần sức ép về sử dụng nhiên liệu,
phát triển nguồn năng lượng sạch và thiết thực cho tương lai.
Cũng như nhiều quốc gia khác, việc sử dụng năng lượng gió, năng lượng
mặt trời, gas sinh học đang được áp dụng tại Việt Nam nhưng sản lượng còn
thấp và quy mô không lớn. Bên cạnh đó Việt Nam có một tiềm năng NLSK rất
lớn đó là những sản phẩm thừa trong quá trình chế biến nông lâm sản như rơm
rạ, trấu, mùn cưa, bã mía v.v. và một số chất thải nông nghiệp khác nhưng
cũng chưa được khai thác đúng với tiềm năng của nó. Và để tận dụng các nguồn
nguyên liệu đó ,trong đồ án này em xin đề xuất ý tưởng “ Thiết kế hệ thống thiết
bị khí hóa sinh khối năng suất nhỏ phục vụ nhu cầu cung cấp năng lượng cho
nông nghiệp nông thôn” với mục tiêu giúp bà con nông dân ở khu vực nông
thôn có thể ứng dụng trong thực tiễn.
Đồ án bao gồm những nội dung chính như sau:
Phần I : Tổng quan về sinh khối
Phần II : Cơ sở hóa học của quá trình khí hóa sinh khối
Phần III : Công nghệ khí hóa sinh khối
Phần IV : Thiết kế dây chuyển khí hóa sinh khối
Phần V : Kết Luận