đề tài Sinh khối ở Việt Nam

 Việc phát triển quy mô lớn các cây năng lượng để sản xuất nhiên liệu sinh học biofuel có thể dẫn tới gia tăng sử dụng thuốc trừ sâu và phân bón, gây tác hại đối với động vật hoang dã v

Sinh khối ở Việt Nam

a) Tiềm năng năng lượng sinh khối ở Việt Nam

- Việt Nam là một nước nhiệt đới nhiều nắng và mưa nên sinh khối phát triển nhanh Ba phần tư lãnh thổ là đất rừng nên tiềm năng phát triển gỗ lớn, là một nước nông nghiệp nên nguồn phụ phẩm nông nghiệp phong phú Nguồn này ngày càng tăng trưởng cùng với việc phát triển nông nghiệp và lâm nghiệp

a) Hiện trạng năng lượng sinh khối ở Việt Nam

- Trong tổng tiêu thụ năng lượng toàn quốc năng lượng sinh khối vẫn chiếm tỉ lệ lớn tới trên một nửa Mặc dù giá trị tuyệt đối vẫn không ngừng tăng nhưng tỉ lệ giảm dần do năng lượng thương mại tăng nhanh hơn

- Qua đó cho thấy trên 3/4 sinh khối hiện được sử dụng phục vụ đun nấu gia đình với các bếp đun cổ truyền hiệu suất thấp Bếp cải tiến tuy đã được nghiên cứu

thành công nhưng chưa được ứng dụng rộng rãi mà chỉ có một vài dự án nhỏ, lẻ tẻ

ở vài địa phương

- 1/4 sinh khối còn lại được sử dụng trong sản xuất

 Sản xuất vật liệu xây dựng, gốm sứ hầu hết dùng các lò tự thiết kế theo kinh nghiệm, đốt bằng củi hoặc trấu chủ yếu ở phía nam

 Sản xuất đường, tận dụng bã mía để đồng phát nhiệt và điện ở tất cả 43 nhà máy đường trong cả nước với trang thiết bị nhập từ nước ngoài Mới đây viện cơ điện nông nghiệp đã ngiên cứu thành công dây chuyền sử dụng phụ phẩm sinh khối đồng phát nhiệt và điện để sấy Viện đã lắp đặt và hiện đang triển khai ứng dụng ở các tỉnh

 Sấy lúa và sấy nông sản: máy sấy này do nhiều cơ sở trong nước sản xuất và có thể dùng trấu làm nhiên liệu

- Công nghệ cacbon hóa sinh khối sản xuất than củi: theo công nghệ truyền thống, hiệu suất thấp

- Một số công nghệ khác như đóng bánh sinh khối, khí hóa trấu hiện đang ở giai

đoạn nghiên cứu, thử nghiệm

- Nhiên liệu sinh học:

 Việc sử dụng etanol và dầu động thực vật làm nhiên liệu chưa được áp dụng rộng rãi ở Việt Nam

 Xí nghiệp chế biến thực phẩm An Giang đã sản xuất mỡ cá basa thành biodiezen thay thế dầu diezen truyền thống giúp xí nghiệp tiết kiệm hàng trăm triệu đồng mỗi năm

 Đại học bách khoa đã ứng dụng thành công chưng cất dầu ăn phế thải thành biodiezen

 Phòng công nghệ tế bào thực vật-viện sinh học nhiệt đới thử nghiệm thành công dầu diezen từ hạt cây dầu mè ( đây là loại cây có thể trồng trên các vùng đất khô cằn )

- Khí sinh học:

 Chủ yếu phát triển ở quy mô gia đình

 Công nghệ phổ biến nhất hiện nay là thiết bị khí sinh học nắp cố định vòm cầu xây gạch:

Hình 1 – Thiết bị khí sinh học nắp cố định kiểu KT1

Hình 2 – Thiết bị khí sinh học nắp cố định xây bằng gạch

 Sử dụng cuối cùng chủ yếu là dùng khí sinh học để đun nấu, thắp sáng và phát điện cũng được ứng dụng nhưng không phổ biến

 Nhu cầu ứng dụng ở qui mô trang trại và công nghiệp đang trở nên cấp bách nhưng chưa được đáp ứng

a) Cơ hội và thách thức đối với việc phát triển năng lượng sinh khối của Việt Nam

 Cơ hội:

- Việt Nam là một nước nhiệt đới nhiều nắng và mưa nên sinh khối phát triển nhanh Ba phần tư lãnh thổ là đất rừng nên tiềm năng phát triển gỗ lớn, là một nước nông nghiệp nên nguồn phụ phẩm nông nghiệp phong phú Nguồn này ngày càng tăng trưởng cùng với việc phát triển nông nghiệp và lâm nghiệp

 Thách thức

- Sự cạnh tranh về nhu cầu nguyên liệu sinh khối.

Ví dụ:

 Rơm rạ còn làm thức ăn cho trâu bò

 Giấy phế liệu có thể tái chế

 Gỗ phế liệu và mùn của có thể làm gỗ ép

 Ngô, khoai sắn để sản xuất etanol, đậu tương,lạc vừng dừa để sản xuất biodiezen Còn dung làm lương thực, thực phẩm cho con người và gia súc

- Sự cạnh tranh về chi phí các công nghệ

 Hiện nay nhiều công nghệ sinh khối còn đắt hơn công nghệ truyền thống sử dụng nhiên liệu hóa thạch cả về trang thiết bị lẫn nhiên liệu

 Việt Nam còn là một nước nghèo nên thiếu kinh phí đầu tư phát triển công nghệ mới:

Thí dụ: bếp đun cổ truyền hiệu suất thấp nhưng đầu tư không đáng kể, đôi khi bằng không, trong khi đầu tư một cái bếp cải tiến phải tốn vài chục nghìn đồng

- Trở ngại về môi trường

 Khí đốt, các nguồn sinh khối phát thải vào không khí bụi và khí Sunfurơ (SO2)

 Việc phát triển quy mô lớn các cây năng lượng để sản xuất nhiên liệu sinh học (biofuel) có thể dẫn tới gia tăng sử dụng thuốc trừ sâu và phân bón, gây tác hại đối với động vật hoang dã và môi trường sống

 Sản xuất năng lượng từ gỗ có thể gây thêm áp lực cho rừng

- Thiếu nhận thức của xã hội về năng lượng sinh khối

 Nới tới năng lượng thường người ta nghĩ đến Điện, than, dầu khí

 Các nhà hoạch định chính sách thường không quan tâm đến nhiên liệu sinh khối

Ví dụ: ngành điện có dự án năng lượng nông thôn nhưng thực ra đây chỉ là dự án điện khí hóa nông thôn

 Rất ít các doanh nhân kinh doanh trong lĩnh vực nhiên liệu sinh khối Người ứng dụng các công nghệ mới gặp rất nhiều khó khăn trong việc mua sắm trang thiết bị, tìm kiếm dịch vụ hậu mãi

- Thiếu các chính sách về thể chế.

 KẾT LUẬN:

 Nhiên liệu sinh khối hiện chiếm một tỉ lệ lớn trong tiêu thụ nhiên liệu toàn quốc nhưng lâu nay không được quan tâm Việc khai thác ử dụng còn tự phát theo lối cổ truyền nên hiệu suất thấp và còn gây ô nhiễm môi trường.

 Cần có chiến lược phát triển, những chính sách, thể chế và quy hoạch cụ thể của nhà nước Trên cơ sở đó có biện pháp huy động vốn đầu tư cho ngiên cứu và triển khai ứng dụng.

Trong các công nghệ nhiên liệu sinh khối hiện nay cần tập trung vào một số công

nghệ: bếp cải tiến, sấy và phát điện dùng sinh khối, khí sinh học Khí hóa trấu( bởi

vì trấu là nguyên nhân chính gây nên ô nhiễm các dòng sông, kênh rạch nhưng lại nhưng lại là một nguồn năng lượng tiềm năng và dồi dào ở nước ta.)

MUA-BÁN-QUẢNG CÁO

Được đăng bởi LÊ XUÂN THỊNH vào lúc 10:260 nhận xét

Gửi email bài đăng nàyBlogThis!Chia sẻ lên TwitterChia sẻ lên Facebook

Nhãn: biomass

Thứ sáu, ngày 23 tháng mười hai năm 2011

Nghiên Cứu NHIÊN LIỆU Ở VIỆT NAM (KỲ 8)

PHẦN I: CÁC LOẠI NHIÊN LIỆU Ở VIỆT NAM

· Tình hình năng lượng ở Việt Nam

· Sử dụng khí LPG

· Xu hướng sử dụng khí CNG

· Khả năng thay thế nhiên liệu hóa thạch trong tương lai

· Vấn đề: khí hóa nhiên liệu rắn (trấu, gỗ )

· Các thiết bị sử dụng khí.

· So sánh chỉ tiêu kinh tế của khí CNG, Khí hóa với dầu FO khi sử dụng cho lò hơi 2tấn/h

PHẦN II: THỰC NGHIỆM KHÍ HÓA

· Tính toán xây dựng hệ thống khí hóa với công suất 15kw đầu ra.

Năng lượng sinh khối (biomass)

- "Sinh khối là tổng trọng lượng của sinh vật sống trong sinh quyển hoặc số lượng sinh vật sống trên một đơn vị diện tích, thể tích vùng"

- Khối lượng sinh khối trong sinh quyển ước tính là n.1014 - 2.1016 tấn Trong đó, riêng ở các đại dương hiện có 1,1 109 tấn sinh khối thực vật và 2,89 1010 tấn sinh khối động vật Phần chủ yếu của sinh khối tập trung trên lục địa với ưu thế nghiêng

về phía sinh khối thực vật

- Sinh khối của trái đất hiện chiếm một tỷ lệ nhỏ so với trọng lượng của toàn bộ trái đất và rất bé so với thạch quyển, thuỷ quyển Tuy nhiên, trong thời gian địa chất lâu dài, từ khi xuất hiện vào khoảng 3 tỷ năm trước đây, sinh khối trái đất đã thực hiện một chu trình biến đổi mạnh mẽ một khối lượng lớn vật chất trên trái đất Sinh khối có mặt trên hầu hết các loại đất đá trầm tích, biến chất và các khoáng sản trầm tích của trái đất dưới dạng vật chất hữu cơ Theo tính toán của của các nhà khoa học, tổng khối lượng vật chất hữu cơ trong toàn bộ các đá trầm tích là 3,8 1015 tấn

1) Giới thiệu Biomass

- Sinh khối trong công nghiệp năng lượng được hiểu là vật chất sinh học sống hoặc mới chết, nhiên liệu sinh học dùng để chỉ gỗ, rơm, sản phẩm chất thải sinh học như phân bón, vật liệu thiên nhiên khác có chứa năng lượng

- Năng lượng lưu trữ trong sinh khối có thể được tạo ra bởi đốt cháy vật liệu trực tiếp, hoặc bằng cách cho vào nó vi sinh vật sử dụng nó để làm ra khí sinh học, một dạng của khí tự nhiên

- Phổ biến nhất là những vật chất thuộc thực vật được trồng để sử dụng vào mục đích năng lượng, nhưng cũng bao gồm cả những chất thuộc thực vật và động vật dùng để sản xuất các loại sợi, hoá chất hoặc nhiệt

Có 5 loại vật liệu sinh khối cơ bản:

* Gỗ mới, lấy từ rừng, các hoạt động trồng rừng hoặc từ các quá trình làm gỗ

* Vụ mùa năng lượng: nhiều vụ mùa với năng suất cao được trồng đặc biệt để phục cho những ứng dụng về năng lượng

* Chất thải nông nghiệp: chất thải sinh ra từ quá trình thu hoạch hoặc xử lý nông nghiệp (bã mía, vỏ trấu, rơm )

* Thức ăn thừa: từ các họat động sản xuất, chuẩn bị và xử lý thức ăn và thức uống hoặc từ rác thải sinh họat

* Chất thải công nghiệp và phó sản phẩm: từ quá trình sản xuất và các quy trình công nghiệp

Nguyên liệu sinh khối

- Nó không bao gồm các chất hữu cơ đã được chuyển hoá bởi các quá trình địa chất thành các chất như than đá hoặc dầu mỏ (nhiên liệu hoá thạch)

1) Thành phần hóa học

- Năng lượng sinh khối có nguồn gốc từ carbon và được tạo thành từ các phân tử hợp chất có chứa hidro, thường có cả nguyên tử oxi, nitơ và cả 1 lượng nhỏ kiềm, đất kiềm và kim loại nặng Những kim loại này thường được tìm thấy trong phân

tử hoạt động như những porphyrin có bao gồm chất diệp lục chứa magiê

- Chu kỳ carbon là nguyên tắc đứng đằng sau công nghệ biomass Khi thực vật sinh trưởng, chúng hấp thụ CO2 trong môi trường và dự trữ nó thông qua quá trình quang hợp

Thực vật sau đó có thể bị dùng làm thức ăn cho các loài động vật và do đó được biến đổi thành sinh khối động vật Tuy nhiên sự hấp thụ cơ bản được tạo thành từ

* Nếu bị đốt cháy carbon được thải ra môi trường dưới dạng khí cacbonic CO2 tương đương với lượng CO2 đã hấp thụ Điều đó có nghĩa là biomass không đóng

góp vào quá trình phát thải khí nhà kính Những quá trình này xày ra cho đến khi nào còn có thực vật trên trái đất và nó là một phần của chu trình tuần hoàn của carbon

Quá trình này xảy ra trong một khoảng thời gian tương đối ngắn và các cây dùng làm nhiên liệu luôn luôn được thay thế bằng những cây mới sinh trưởng Vì vậy cacbon khí quyển được giữ ở mức tương đối ổn định

- Mặc dù nhiên liệu hoá thạch có nguồn gốc sinh khối trong thời cổ xưa nhưng chúng không được xem là sinh khối vì chúng chứa cacbon đã nằm ngoài chu trình cacbon từ rất lâu rồi Vì là nhiên liệu chúng tạo ra mật độ năng lượng cao, nhưng

để sử dụng các năng lượng đó ta phải thông qua quá trình đốt cháy nhiên liệu, với quá trình oxy hóa của cacbon thành khí cacbonic và hidro thành nước (hơi nước) Trừ khi chúng được giữ lại, những sản phẩm cháy này thường được thải ra không khí, trở lại thành cacbon hình thành hàng triệu năm trước và do đó góp phần vào việc làm tăng nồng độ không khí.Việc đốt cháy chúng làm hàm lượng CO2 trong khí quyển mất ổn định

- Khác với các công nghệ năng lượng tái tạo khác, công nghệ nhiên liệu sinh khối không chỉ thay thế nhiên liệu hóa thạch mà nhiều khi còn góp phần xử lý chất thải

- Hiện sinh khối là nguồn năng lượng lớn thứ tư, chiếm tới 14-15% tổng năng lượng tiêu thụ của thế giới Ở các nước đang phát triển, sinh khối thường là nguồn năng lượng lớn nhất, trung bình đóng góp khoảng 35% trong tổng cung cấp năng lượng

- Nhiên liệu sinh khối giữ một vai trò quan trọng trong các kịch bản năng lượng và

có khả năng sẽ giữ vai trò sống còn trong việc đáp ứng nhu cầu năng lượng của thế giới trong tương lai

Cách dùng thuật ngữ phổ biến hiện nay: sinh khối (biomas) là nhiên liệu rắn trên

cơ sở sinh khối, còn nhiên liệu sinh học (biofuel) là những nhiên liệu lỏng được lấy

từ sinh khối và khí sinh học (biogas) là sản phẩm của quá trình phân giải yếm khí của các chất hữu cơ.

Kỹ thuật chuyển hóa: Vì sự đa dạng trong tính chất và đặc tính của nhiều loại vật

liệu và các phân nhóm khác nhau của chúng, hiện tại có rất nhiều kĩ thuật chuyển hóa để có thể sử dụng những vật liệu đó 1 cách tối ưu, bao gồm cả kỹ thuật chuyển hóa nhiệt và hóa chất

1) Ứng dụng của sinh khối

Nhiên liệu sinh học Không giống như các nguồn năng lượng tái sinh khác,

biomass có thể được biến trực tiếp thành các loại nhiên liệu lỏng - nhiên liệu sinh học - cho các phương tiện vận tải (ô-tô con, xe tải, xe buýt, máy bay, tàu hoả) Có hai dạng nhiên liệu sinh học phổ biến nhất là ethanol và diesel sinh học

 Ethanol là một loại cồn, tương tự như cồn trong bia và rượu Nó được sản xuất

bằng cách lên men bất kỳ loại biomass nào có hàm lượng carbohydrate cao (tinh bột, đường hoặc celluloses) thông qua một quá trình tương tự như lên men bia Ethanol chủ yếu được sử dụng làm phụ gia nhiên liệu để giảm lượng carbon monoxide và các loại khí thải gây sương khói khác từ xe cộ Hiện đã có các loại xe

sử dụng nhiên liệu linh hoạt gồm xăng và 85% ethanol

Diesel sinh học được sản xuất bằng cách kết hợp cồn (thường là methanol) với dầu

thực vật, mỡ động vật hoặc các loại mỡ nấu ăn được tái chế Nó có thể được sử dụng làm chất phụ gia nhiên liệu để giảm lượng khí thải cho xe cộ (20%) Ở dạng thuần khiết, diesel sinh học được sử dụng làm nhiên liệu cho các động cơ diesel

Các loại nhiên liệu sinh học khác bao gồm methanol và các thành phần biến tính khác của xăng Methanol, thường được gọi là cồn gỗ, hiện được sản xuất từ khí tự nhiên Tuy nhiên, cũng có thể sản xuất nó từ biomass Có một số cách biến

biomass thành methanol song biện pháp phổ thông nhất là khí hoá Khí hoá liên

quan tới việc làm bốc hơi biomass ở nhiệt độ cao, rồi loại bỏ các tạp chất từ khí nóng và cho nó đi qua một chất xung tác Chất xúc tác biến khí thành methanol

Phần lớn các thành phần biến tính của xăng được sản xuất từ biomass là những phụ gia nhiên liệu giảm ô nhiễm, chẳng hạn như methyl tertiary butyl ether (MTBE) và ethyl tertiary butyl ether (ETBE)

- Điện sinh học Điện sinh học là việc sử dụng bimomass để sản xuất điện năng Có

sáu hệ thống điện sinh học lớn trên thế giới bao gồm đốt biomass trực tiếp, đồng đốt cháy, khí hoá, tiêu hoá kỵ khí, nhiệt phân và hệ thống điện sinh học nhỏ, module

Phần lớn các nhà máy điện sinh học trên thế giới sử dụng hệ thống đốt trực tiếp

Họ đốt nguyên liệu sinh học trực tiếp để tạo hơi nước Hơi nước đó bị tua-bin bắt giữ và máy phát điện sau đó biến nó thành điện Trong một số ngành công nghiệp, hơi nước từ nhà máy điện cũng được sử dụng cho sản xuất hoặc để sưởi ấm cho các toà nhà Những nhà máy điện này được gọi là nhà máy nhiệt - điện kết hợp Chẳng hạn như phụ phẩm của gỗ (mùn cưa) thường được sử dụng để sản xuất cả điện và tạo nhiệt ở các nhà máy giấy

- Nhiều nhà máy điện đốt than có thể sử dụng các hệ thống đồng đốt cháy để giảm đáng kế lượng khí thải đặc biệt là sulfur dioxide Đồng đốt cháy liên quan tới việc

sử dụng biomass như một nguồn năng lượng bổ sung trong các nồi hơi hiệu quả cao Chỉ cần vài thay đổi nhỏ là các nhà máy điện đốt than có thể sử dụng hệ thống đồng đốt cháy Do vậy, tiềm năng phát triển của nó trong tương lai là rất lớn

- Hệ thống khí hoá sử dụng nhiệt độ cao và môi trường hiếm oxy để biến biomass

thành một loại khí - khí biogas hay khí sinh học (hỗn hợp gồm hydrro, CO và methane) Loại khí này cung cấp nhiên liệu cho turbine khí để sản xuất điện năng

Cũng có một số nhà máy điện sử dụng chu trình hơi khác một chút Nhiên liệu biomass được biến thành các loại khí đốt điều áp, nóng, trong buồng khí hoá Chúng được làm sạch (loại bỏ tạp chất) để tránh làm bào mòn hệ thống sản xuất nhiệt, điện Tiếp đến, các loại khí sạch được đốt cùng với không khí trong buồng đốt trước khi đi vào một turbine để sản xuất điện Nhiệt đi ra từ tua-bin khí được dẫn vào buồng trao đổi nhiệt để làm nóng nước lạnh, cung cấp cho các hộ gia đình

Biomass phân huỷ tạo ra khí methane mà có thể được sử dụng làm năng lượng

Tại các bãi chôn lấp (nơi ủ các vật liệu hữu cơ như phân, rau xanh, rơm ), các giếng được khoan để hút khí methane từ chất hữu cơ đang phân huỷ Sau đó, các ống từ mỗi giếng sẽ vận chuyển khí tới một nơi trung tâm để lọc và làm sạch trước khi đốt

Methane cũng có thể được sản xuất từ biomass thông qua một quy trình được gọi là tiêu hoá kỵ khí Tiêu hoá kỵ khí liên quan tới việc sử dụng vi khuẩn để phân huỷ chất hữu cơ trong điều kiện thiếu oxy Methane có thể được sử dụng làm nhiên liệu theo nhiều cách Phần lớn các cơ sở đốt nó trong một nồi hơi, tạo hơi nước sản xuất điện hoặc sử dụng cho mục đích công nghiệp Methane cũng có thể được sử

dụng làm nhiên liệu trong tế bào nhiên liệu Tế bào nhiên liệu hoạt động giống như pin song không cần tái nạp Nó tạo điện chừng nào có nhiên liệu

Ngoài khí, nhiên liệu lỏng cũng được sản xuất từ biomass thông qua một quy trình gọi là nhiệt phân Nhiệt phân xảy ra khi biomass được nung nóng trong điều kiện thiếu oxy Sau đó, biomass biến thành một chất lỏng gọi là dầu nhiệt phân Có thể đốt dầu nhiệt phân giống như xăng để sản xuất điện năng Một hệ thống điện sinh học sử dụng nhiệt phân hiện đang được thương mại hoá tại Mỹ

Mỹ là nước sản xuất điện biomass lớn nhất thế giới, có hơn 350 nhà máy điện sinh học, sản xuất trên 7.500MW điện mỗi năm, đủ để cung cấp cho hàng triệu hộ gia đình, đồng thời tạo ra 66.000 việc làm Những nhà máy này sử dụng chất thải

từ nhà máy giấy, nhà máy cưa, sản phẩm phụ nông nghiệp, cành lá từ các vườn cây

ăn quả

Ước tính tới năm 2020, sản lượng điện sinh học của thế giới là hơn 30.000 megawatt (MW)

Các chế phẩm sinh học Con người có thể sử dụng biomass để sản xuất mọi sản

phẩm như họ đã làm từ nhiên liệu hoá thạch Những sản phẩm sinh học đó không chỉ được làm từ các nguồn tái sinh mà còn cần ít năng lượng hơn trong quá trình sản xuất

Các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng tiến trình sản xuất nhiên liệu sinh học cũng có thể được sử dụng để sản xuất chất chống đông, chất dẻo, keo, chất làm ngọt và gel cho thuốc đánh răng Khi biomass được nung nóng với một lượng oxy nhỏ, một lượng lớn carbon monoxide và hydro được tạo ra Các nhà khoa học gọi hỗn hợp này là khí sinh tổng hợp Khí sinh tổng hợp được sử dụng để tạo chất dẻo

và a-xít

Khi biomass được nung nóng trong điều kiện không có oxy, nó hình thành dầu nhiệt phân Một hoá chất có tên là phenol có thể được chiết xuất từ dầu nhiệt phân Phenol được sử dụng để chế tạo chất dán gỗ, chất dẻo đổ khuôn và nhiều chất khác

- Khái niệm mới: Nhà máy lọc sinh học: Nhà máy lọc sinh học là một cơ sở kết

hợp thiết bị và các tiến trình chuyển biến biomass để sản xuất nhiên liệu, điện năng

và các hoá chất từ biomass Khái niệm nhà máy lọc sinh học tương tự như các nhà máy lọc dầu ngày nay mà sản xuất nhiều nhiên liệu cũng như sản phẩm từ dầu Các nhà máy lọc sinh học công nghiệp đã được coi là con đường hứa hẹn nhất dẫn tới việc tạo lập một ngành mới, dựa trên sinh học ở Mỹ

Bằng cách sản xuất nhiều sản phẩm, một nhà máy lọc sinh học có thể tận dụng được các thành phần khác nhau của biomass, đồng thời tối đa hoá giá trị thu được

từ biomass Một nhà máy như vậy có thể sản xuất một hoặc nhiều hoá chất giá trị cao, khối lượng ít và một loại nhiên liệu lỏng cho vận tải với giá trị thấp, khối

lượng lớn Đồng thời, nhà máy cũng sản xuất điện, nhiệt để sử dụng trong nội bộ

và có lẽ là thừa điện để bán ra ngoài Sản phẩm giá trị cao tăng cường lợi nhuận, nhiên liệu khối lượng nhiều đáp ứng nhu cầu năng lượng quốc gia và sản xuất điện tránh phát thải khí nhà kính cũng như giảm chi phí

Phòng Thí nghiệm Năng lượng tái sinh quốc gia của Mỹ đang thực hiện Chương trình Biomass, liên quan tới sáu dự án nhà máy lọc sinh học lớn Những dự án này tập trung vào các công nghệ mới nhằm kết hợp việc sản xuất nhiên liệu từ biomass

và các sản phẩm khác trong cùng một cơ sở

Các quy trình ứng dụng năng lượng sinh khối

KỲ TỚI: SINH KHỐI Ở VIỆT NAM

KHÁI NIỆM KHÍ HÓA TRẤU

Để nông dân, nông nghiệp, nông thôn; khai thác hiệu quả nguồn năng lượng tái tạo, mặt khác không để ô nhiễm môi trường mà còn hưởng lợi từ tro đốt… thì Phổ biến bếp đốt không khói và hướng dẫn sử dụng kỹ thuật khí hóa vỏ trấu sẽ rất có ích

Ngày nay, đốt trấu ở các lò gạch và cơ sở công nghiệp ở nhiều địa phương bị cấm,

Dù vậy không phải là giá trị năng lượng của vỏ trấu bị phủ nhận Nó cho nhiệt lượng đến 15 MJ mỗi kg, lại có sẵn quanh năm và là phụ phẩm quan trọng của nền nông nghiệp lúa gạo Không đốt, trấu sẽ chất đầy đồng ruộng hoặc trôi theo sông

Tác hại của việc đốt trấu thủ công là: tạo ra khói, bụi và tro làm hại đến đất, nước, không khí và hoa màu của nhiều vùng dân cư như Sa Đéc (Đồng Tháp) hay Châu Thành (An Giang) Ở các nước ngoài người ta không cấm mà còn khuyến khích sử dụng trấu bằng cách chỉ dẫn nông dân làm bếp không khói và xây dựng các cơ sở khí hóa trấu để đốt lò thay cho điện, gas hay than, củi

Kiểu đốt trấu thủ công tạo ra khói mang theo đến 55% nhiệt lượng Hỗn hợp khói gồm 3 chất không cháy là hơi nước (H2O), khí nitơ (N2), khí carbonic (CO2) và 8 chất cháy là methanol (CH3OH), nhựa than (CxHyO), aceton CH3COCH3), acid acetic

(CH3COOH), carbon monoxid (CO), khí hydro (H2), khí mêtan (CH4) và bụi than (C) Chưa hết, hiệu suất sử dụng nhiệt của kiểu đốt cũ này ít khi vượt quá 9 - 10% - đây thật

là một sự phí phạm lớn

Kỹ thuật đốt trấu không khói là mục đích dùng hết năng lượng thoát ra từ khói và nhờ đó hạn chế ô nhiễm Các thành phần cháy sẽ phản ứng ngay trong lò để tổ hợp lại thành hơi nước và khí carbonic trong khi giải phóng ra một lượng nhiệt rất lớn Hiện nay nước ta đã có khá nhiều kiểu bếp không khói Nhưng ngành ngân hàng vẫn chưa vào cuộc để tài trợ thúc đẩy quá trình sản xuất nhằm giúp cho mỗi nhà có một bếp lò vừa hợp vệ sinh, vừa tiết kiệm chất đốt

Nhiều bếp đốt trấu không khói gọi là bếp hơi trấu đạt đến hiệu suất gần 30% Ở miền Nam, nhiều lò sấy lúa dùng bộ khí hóa vỏ trấu hai buồng do các cơ sở cơ khí địa phương sản xuất Tính toán sơ bộ cho thấy hiệu suất khí hóa là khoảng 55 - 60% Tuy vậy công suất sử dụng để sấy lại không cao, chỉ khoảng 4,5 kW cho mẻ 6 tấn lúa trong khi năng lượng phát sinh lên tới 11 - 17 kW Điều này cho thấy: cần thiết kế lại lò sấy

để dùng cho hết nhiệt lượng

Kiểu đốt công nghiệp hay còn gọi là khí hóa vỏ trấu (gasifier rice husk) có khả năng thay thế khí hóa lỏng LPG vốn rất đắt Một bộ khí hóa liên tục với một buồng gọn nhẹ

sử dụng 8,3 kg trấu/giờ có thể tạo ra công suất 19 kW và đạt đến hiệu suất 63% mà chỉ cần một người vận hành Trấu được cho chảy xuống từ trên, gió cũng được bơm từ trên và tiến trình khí hóa diễn ra trong buồng phản ứng ở nhiệt độ khoảng 117 - 2050C, tạo ra dòng khói dày đặc trước khi chuyển hết thành gas ở đầu mỏ đốt

Tro sinh ra trong buồng phản ứng là loại tro đen xốp gọi là biochar, được đẩy ra bể tro nhờ luồng gió vốn giữ ba chức năng là điều làm mát buồng phản ứng, khiển quá trình

khí hóa, và vận chuyển tro ra không để tắt lò Muốn có loại tro trắng không kết tinh hoạt tính cao để làm nguyên liệu công nghiệp người ta điều chỉnh tốc độ gió sao cho nhiệt

độ trong buồng phản ứng lên đến 480 - 5300C (không đạt đến nhiệt độ kết tinh silic trên mức 6500

C)

TRANG CHỦ BIOMASS KHÍ HÓA TRẤU PHÂN LOẠI THƯ GIÃN ỨNG DỤNG MUA-BÁN-QUẢNG

CÁO

Được đăng bởi LÊ XUÂN THỊNH vào lúc 11:560 nhận xét

Gửi email bài đăng nàyBlogThis!Chia sẻ lên TwitterChia sẻ lên Facebook

Nhãn: khí hóa trấu

Thứ tư, ngày 14 tháng mười hai năm 2011

ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ KHÍ HÓA TRẤU ĐỂ KHẮC PHỤC Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG

Phần 1

Giới thiệu Công Nghệ Khí hóa

A.Năng lượng sinh khối:

Những năm gần đây công nghệ năng lượng tái tạo nói chung đặc biệt là công nghệ năng lượng sinh khối (Biomass: củi, trấu, cùi bắp, vỏ đậu phộng, mùn cưa, dăm bào…)

đã và đang phát triển rất mạnh

Công nghệ năng lượng sinh khối không chỉ thay thế phần nào cho năng lượng hóa thạch mà còn góp phần đáng kể trong việc xử lý rác thải Nguồn phế thải - phụ phẩm nông nghiệp (cả sau thu hoạch lẫn sau chế biến) như rơm rạ, trấu, vỏ cà phê, sơ dừa,

bã mía …trong cả nước ước tính trên 30 triệu tấn/năm

Do đó, khai thác tiềm năng về năng lượng tái tạo từ nguồn phụ phẩm nông nghiệp ( trong đó có trấu ) là hướng đi và việc làm mang tính chiến lược, có ý nghĩa phát triển kinh tế - xã hội và bảo vệ môi trường

Trấu tại ĐBSCL cũng như cả nước đang được sử dụng để đun nấu và đốt lò để nung gạch ,gốm , sấy nông sản v.v chủ yếu bằng phương pháp đốt trực tiếp trên ghi lò Kiểu

đốt này kèm theo khói bụi , gây ô nhiễm nặng nề cho môi trường Đây thực sự là vấn nạn với hầu hết các địa phương và các khu công nghiệp tập trung Thay đổi quy trình đốt là phương án giải quyết tận gốc nguồn phát sinh ô nhiễm Phù hợp với xu hướng công nghiệp hóa và hiện đại hóa của nước ta và phù hợp với xu hướng của thế giới nói chung

Một trong các giải pháp thay đổi quy trình đốt là khí hóa trấu ( hoặc các sản phẩm Biomas khác ) Sử dụng lượng khí tạo ra đó để đốt như sử dụng LPG thông thường

B Khí hóa sinh khối (gasifier)

+ miền nhiệt phân

+ miền sấy khô

bao gồm:

2.1 updraft

hệ thống khí hóa kiểu updraft

Không khí được đưa từ phía dưới đáy lò và khí tạo ra ở phía trên đỉnh lò trong khi đó nhiên liệu lại tiếp tục đi xuống ngược lại với dòng khí tạo ra khoảng không trong lò

-Ưu điểm :

+ đơn giản,

+ hiệu suất cao

+ Thích hợp với nhiều loại vật liệu

hệ thống khí hóa kiểu downdraft Không khí được đưa vào từ vùng oxi hóa ( đốt cháy) khí gas được lấy từ phía dưới, do

đó nhiên liệu và không khí đi cùng chiều Trên đường đi xuống axít và những thành phần nhựa phải xuyên qua lớp than nóng vì thế được chuyển thành CO, CO2, H2, CH4

- Ưu điểm : của khí hóa này là rất sạch

- Nhược điểm: của downdraft là hạn chế trên 1 số loại nhiên liệu và so với updraft thì

hiệu suất gas thấp hơn

2.3 crossdraft

hệ thống khí hóa kiểu Crossdraft

- Được thiết kế như downdraft thay vì O2, không khí đi vào song song nhiên liệu thì ở crossdraft là ở bên cạnh

-Ưu điểm: hiệu suất cao, gọn nhẹ

-Nhược điểm: không phù hợp với nhiên liệu có nhiều tro

2.4 Khí hóa tầng sôi

•Được phát triển sau này Khả năng hòa trộn và tính đồng nhất về nhiệt độ cao

•Khí hóa tầng sôi đặc biệt thuận lợi cho khí hóa sinh khối

PHẦN 2

Ứng dụng công nghệ khí hóa tại Việt nam

•Rất nhiều các Nhà khoa học , các Viện , Trường quan tâm đến việc nghiên cứu và ứng dụng công nghệ khí hóa vào thực tế tại Việt nam trong khoảng 5 năm trở lại đây

Nhưng hầu hết đều dừng lại ở mức độ nghiên cứu và thử nghiệm Các kết quả nghiên cứu cho thấy với đội ngũ làm công tác kỹ thuật công nghệ và năng lực chế tạo trong nước hoàn toàn có thể làm chủ và ứng dụng rộng rãi công nghệ này trong công nghiệp

và đời sống

Có 2 hướng mà các doanh nghiệp cố gắng ứng dụng công nghệ khí hóa :

•Công ty TNHH Tân mai –Sa đéc đã nhập từ Ấn độ 1 hệ thống tạo gas từ trấu có công xuất từ 80 đến 100 kg trấu /giờ từ giữa năm 2010 Hệ thống hoạt động khá ổn định và đáp ứng tốt cho kiểu lò 4 buồng liên hoàn Khắc phục hoàn toàn khói bụi gây ô nhiễm môi trường Tuy nhiên với giá thành khoảng 1,8 tỷ đồng / hệ thống là quá cao , công xuất đốt còn thấp Chưa thể ứng dụng rộng rãi cho các lò gạch thủ công hiện nay

•Trong 3 năm qua nhóm kỹ sư SCT đã nghiên cứu sâu về lĩnh vực Gasifier từ trấu Từ năm 2010 nhóm đã thử nghiệm thành công hệ thống gasifier với công xuất đốt 8 kg trấu /giờ

•Sau khi nghiên cứu kỹ nhu cầu của thị trường Khảo sát và rút kinh nghiệm từ Hệ thống gasifier của Ấn độ đang vận hành tại nhà máy Tân mai- Sa đéc ( công xuất đốt

80 đến 100 kg trấu /giờ ) Chúng tôi đã thiết kế hệ thống gasifier SCT150D1 và hệ thống gasifier SCT200U1

PHẦN 3

HỆ THỐNG GASIFIER SCT150D1

•A/ Đặc tính kỹ thuật :

•Hệ thống Gasifier SCT150D1 nhóm kữ sư chúng tôi thiết kế và chế tạo theo nguyên lý Downdraft gasifier Sử dụng nhiên liệu là trấu hoặc trấu viên Đang chờ chuyển giao thi công Đây là mẫu thiết kế mới nhất , có nghiên cứu rút kinh nghiệm từ hệ thống Gasifier

80 kg trấu /giờ do Ấn độ sản xuất , đã được Công ty Tân mai –Sa đéc sử dụng từ 2010

Hệ thống Gasifier SCT150D1 có các đặc tính kỹ thuật sau đây :

• Cơ cấu điều chỉnh : Auto/Man

• Đường kính lò phản ứng chính : 1200mm

•Chiều cao toàn bộ lò phản ứng : 2050mm

•Lượng trấu tiêu thụ : 150 kg/giờ

•Năng xuất cấp Gas : 330 đến 375m3/giờ

•Năng xuất cấp nhiệt : 1320 đến 2.250 MJ /giờ

•Nhiệt độ Gas sử dụng : 60 oC

•Nhiệt trị gas sử dụng : 4 đến 6 MJ / m3

•Lượng điện tiêu thụ : 15KW/h

•Áp suất khí Gas đầu ra: ~20mmH20

•Phương thức cấp liệu : Trấu được cấp vào buồng phản ứng bằng vít tải Sau đó tự động điều hòa trong hệ thống

•Phương thức thải tro : Tự động

với các sản phẩm mà không sợ bị ố màu do bị hắc ín bám vào Điều này hết sức cần thiết khi nung gốm hoặc sấy trực tiếp nông sản Cũng giống như Gas LPG , Gas trấu khi đốt không có khói , bụi gây ô nhiễm môi trường

•Trong thành phần của trấu ,thành phần lưu huỳnh rất thấp Do đó khí thải khi đốt gas trấu không hình thành khí SO2 như khi đốt than đá Đây là loại khí độc và có thể tạo thành Axít sulfuric phá hủy nhanh chóng các kết cấu kim loại

C/ Hiệu quả kinh tế

Lấy 1 cơ sở trước đây sử dụng Gas LPG Nay thay bằng sử dụng gas sản xuất từ trấu :

•Mỗi năm sử dụng 10 tháng Mỗi tháng sử dụng bình quân 25 ngày Mỗi ngày sử dụng

20 giờ Mỗi năm sử dụng 5.000 giờ Khấu hao mỗi giờ 44.000 đ

•Chi phí để sản xuất 1 giờ để tạo ra 375m3 gas hỗn hợp từ trấu :

•Lượng Gas sản xuất trong 1 giờ tương đương với 30 kg Gas LPG

•Chi phí để mua 30kg Gas LPG = 30kg X 26.000 đ/ kg = 780.000 đ

•Chi phí tổng cộng cho việc sử dụng Gas trấu thay cho 30 kg gas LPG sẽ tiết kiệm được:

• 780.000 đ – 146.000 đ = 634.000 đ

•Nếu mỗi năm sử dụng đốt 5.000 giờ sẽ tiết kiệm :

• 634.000 X 5.000 giờ = 3.170.000.000 đ

•Sử dụng Gas từ trấu so với sử dụng gas LPG giảm đến 81% chi phí nhiên liệu

HÓA

Được đăng bởi LÊ XUÂN THỊNH vào lúc 18:4811 nhận xét

Gửi email bài đăng nàyBlogThis!Chia sẻ lên TwitterChia sẻ lên Facebook

Nhãn: biomass, khí hóa trấu, ứng dụng khí hóa

Thứ hai, ngày 12 tháng mười hai năm 2011

ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ KHÍ HÓA TRẤU ĐỂ KHẮC PHỤC Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG

Phần 1

Giới thiệu Công Nghệ Khí hóa

A.Năng lượng sinh khối:

Những năm gần đây công nghệ năng lượng tái tạo nói chung đặc biệt là công nghệ năng lượng sinh khối (Biomass: củi, trấu, cùi bắp, vỏ đậu phộng, mùn cưa, dăm bào…)

đã và đang phát triển rất mạnh

Công nghệ năng lượng sinh khối không chỉ thay thế phần nào cho năng lượng hóa thạch mà còn góp phần đáng kể trong việc xử lý rác thải Nguồn phế thải - phụ phẩm nông nghiệp (cả sau thu hoạch lẫn sau chế biến) như rơm rạ, trấu, vỏ cà phê, sơ dừa,

bã mía …trong cả nước ước tính trên 30 triệu tấn/năm

Do đó, khai thác tiềm năng về năng lượng tái tạo từ nguồn phụ phẩm nông nghiệp ( trong đó có trấu ) là hướng đi và việc làm mang tính chiến lược, có ý nghĩa phát triển kinh tế - xã hội và bảo vệ môi trường

Trấu tại ĐBSCL cũng như cả nước đang được sử dụng để đun nấu và đốt lò để nung gạch ,gốm , sấy nông sản v.v chủ yếu bằng phương pháp đốt trực tiếp trên ghi lò Kiểu đốt này kèm theo khói bụi , gây ô nhiễm nặng nề cho môi trường Đây thực sự là vấn nạn với hầu hết các địa phương và các khu công nghiệp tập trung Thay đổi quy trình đốt là phương án giải quyết tận gốc nguồn phát sinh ô nhiễm Phù hợp với xu hướng công nghiệp hóa và hiện đại hóa của nước ta và phù hợp với xu hướng của thế giới nói chung

Một trong các giải pháp thay đổi quy trình đốt là khí hóa trấu ( hoặc các sản phẩm Biomas khác ) Sử dụng lượng khí tạo ra đó để đốt như sử dụng LPG thông thường

B Khí hóa sinh khối (gasifier)

+ miền nhiệt phân

+ miền sấy khô

+ hiệu suất cao

+ Thích hợp với nhiều loại vật liệu

hệ thống khí hóa kiểu downdraft Không khí được đưa vào từ vùng oxi hóa ( đốt cháy) khí gas được lấy từ phía dưới, do

đó nhiên liệu và không khí đi cùng chiều Trên đường đi xuống axít và những thành phần nhựa phải xuyên qua lớp than nóng vì thế được chuyển thành CO, CO2, H2, CH4

- Ưu điểm : của khí hóa này là rất sạch

- Nhược điểm: của downdraft là hạn chế trên 1 số loại nhiên liệu và so với updraft thì

hiệu suất gas thấp hơn

2.3 crossdraft

hệ thống khí hóa kiểu Crossdraft

- Được thiết kế như downdraft thay vì O2, không khí đi vào song song nhiên liệu thì ở crossdraft là ở bên cạnh

-Ưu điểm: hiệu suất cao, gọn nhẹ

-Nhược điểm: không phù hợp với nhiên liệu có nhiều tro

2.4 Khí hóa tầng sôi

•Được phát triển sau này Khả năng hòa trộn và tính đồng nhất về nhiệt độ cao

•Khí hóa tầng sôi đặc biệt thuận lợi cho khí hóa sinh khối

PHẦN 2

Ứng dụng công nghệ khí hóa tại Việt nam

•Rất nhiều các Nhà khoa học , các Viện , Trường quan tâm đến việc nghiên cứu và ứng dụng công nghệ khí hóa vào thực tế tại Việt nam trong khoảng 5 năm trở lại đây

Nhưng hầu hết đều dừng lại ở mức độ nghiên cứu và thử nghiệm Các kết quả nghiên cứu cho thấy với đội ngũ làm công tác kỹ thuật công nghệ và năng lực chế tạo trong nước hoàn toàn có thể làm chủ và ứng dụng rộng rãi công nghệ này trong công nghiệp

và đời sống

Có 2 hướng mà các doanh nghiệp cố gắng ứng dụng công nghệ khí hóa :

•Công ty TNHH Tân mai –Sa đéc đã nhập từ Ấn độ 1 hệ thống tạo gas từ trấu có công xuất từ 80 đến 100 kg trấu /giờ từ giữa năm 2010 Hệ thống hoạt động khá ổn định và đáp ứng tốt cho kiểu lò 4 buồng liên hoàn Khắc phục hoàn toàn khói bụi gây ô nhiễm môi trường Tuy nhiên với giá thành khoảng 1,8 tỷ đồng / hệ thống là quá cao , công xuất đốt còn thấp Chưa thể ứng dụng rộng rãi cho các lò gạch thủ công hiện nay

•Trong 3 năm qua nhóm kỹ sư SCT đã nghiên cứu sâu về lĩnh vực Gasifier từ trấu Từ năm 2010 nhóm đã thử nghiệm thành công hệ thống gasifier với công xuất đốt 8 kg trấu /giờ

•Sau khi nghiên cứu kỹ nhu cầu của thị trường Khảo sát và rút kinh nghiệm từ Hệ thống gasifier của Ấn độ đang vận hành tại nhà máy Tân mai- Sa đéc ( công xuất đốt

80 đến 100 kg trấu /giờ ) Chúng tôi đã thiết kế hệ thống gasifier SCT150D1 và hệ thống gasifier SCT200U1

PHẦN 3