Ưu, nhược điểm so với nhiên liệu hóa thạch Ưu điểm: - Quá trình cháy nhanh, khả năng chống kích nổ tốt.. - Việc nhiên liệu hydro được sản xuất từ điện phân nước sẽ không giới hạn trữ l
Trang 1NHIÊN LIỆU THAY THẾ
GVHD: TS Nguyễn Thị Thanh Xuân SVTH: Nông Thanh Tiệp
Trần Danh Phong Nguyễn Thị Thu Trang Lương Thị Kim Anh
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGÀNH CÔNG NGHỆ HÓA HỌC – DẦU VÀ KHÍ
BÁO CÁO TIẾU LUẬN
Trang 2Tổng quan về nhiên liệu thay thế
Vì sao phải phát triển nhiên liệu thay thế?
NHIÊN LIỆU THAY THẾ
Trang 4HYDRO & PIN NHIÊN LIỆU
1 Giới thiệu
Hydro là nguyên tố hóa học nhẹ nhất Ở điều kiện tiêu chuẩn, nó là dạng khí (nhiệt độ sôi -252.87 o C), không màu không mùi Hydro rất khí dễ bắt cháy và cháy tỏa năng lượng lớn.
H 2 +O 2 H 2 O + 120000 kJ/kgH 2 Ngày nay, nhiên liệu hydro được xem là loại nhiên liệu mới, có nhiều ưu điểm, đang được nghiên cứu để sản xuất hàng loạt và đưa vào sử dụng đại trà.
Trang 52 Tính chất đặc trưng của nhiên liệu
Khối lượng riêng:
Nhiệt trị cháy:
Điều kiện làm việc của nhiên liệu:
Cháy theo hệ số tỷ lượng.
T phản ứng 60-1000 o C, phụ thuộc vào cấu trúc của pin và
độ tinh khiết của H2.
HYDRO & PIN NHIÊN LIỆU
5/34
Trang 63 Ưu, nhược điểm so với nhiên liệu hóa thạch
Ưu điểm:
- Quá trình cháy nhanh, khả năng chống kích nổ tốt.
- Quá trình cháy không sinh ra chất ô nhiễm.
- Việc nhiên liệu hydro được sản xuất từ điện phân nước sẽ không giới hạn trữ lượng của nó trong tương lai.
- Nhiên liệu không độc, không ăn mòn.
Nhược điểm: chi phí sản xuất tốn kém và việc tồn trữ, vận
HYDRO & PIN NHIÊN LIỆU
Trang 74 Các ứng dụng của hydro
Làm nhiên liệu cho động cơ đốt trong (với động cơ xăng
và động cơ sử dụng nhiên liệu khí sẽ đốt cháy hỗn hợp nhiên liệu không khí bằng bugi, với động cơ diesel cần sử dụng nhiên liệu mồi).
Ứng dụng sản xuất pin nhiên liệu
HYDRO & PIN NHIÊN LIỆU
Trang 85 Sản xuất.
Hiện nay có ba phương pháp sản xuất hydro
HYDRO & PIN NHIÊN LIỆU
Chuyển hóa Hydrocacbon
Điện phân nước
Phương pháp sinh học
HYDRO
Trang 9HYDRO & PIN NHIÊN LIỆU
PIN NHIÊN LIỆU - TRIỂN VỌNG NGUỒN ĐIỆN NĂNG
SẠCH VÀ BỀN VỮNG
Pin nhiên liệu
Tương tự như ắc quy, pin nhiên liệu là một thiết bị tạo ra điện năng thông qua cơ chế phản ứng điện hóa, nhưng khác là có thể tạo ra nguồn điện liên tục khi cung cấp nhiên liệu cho nó.
Phản ứng anode: 2H 2 4H + + 4e Phản ứng cathode: O 2 + 4H + + 4e 2H 2 O Tổng quát: 2H 2 +O 2 2H 2 O + năng lượng (điện)
Trang 10HYDRO & PIN NHIÊN LIỆU
PIN NHIÊN LIỆU - TRIỂN VỌNG NGUỒN ĐIỆN NĂNG
SẠCH VÀ BỀN VỮNG
Ưu điểm:
Không thải ra khí thải.
Vận hành êm, không gây tiếng động, rung lắc.
Có thể đạt được hiệu suất cao gấp 2 đến 3 lần động cơ đốt
trong.
Ngoài ra có thể kết nối nhiều module với nhau để tạo được
công suất đầu ra linh hoạt.
Hướng đi mới cho tương lai
Trang 11Biogas là một hỗn hợp khí cháy được sinh ra từ quá trình lên men yếm khí các chất thải hữu cơ như phân, rác, bùn cống, phế thải công nghiệp chế biến thức ăn…
Trang 122 Tính chất và đặc trưng của nhiên liệu:
- Khí biogas có trọng lượng riêng khoảng 0.9 – 0.94 kg/m3.
- Biogas có nhiệt trị tương đối cao: 1m3 biogas
có nhiệt lượng 4700 – 6500 kcal, tương đương với 0.5 – 0.7 lít dầu diesel.
- Biogas có tính dễ cháy nếu được hòa lẫn với tỷ
lệ từ 6 đến 25% trong không khí.
Trang 133 Ưu, nhược điểm so với nhiên liệu hóa thạch:
Ưu điểm:
- Thân thiện với môi trường
- Là nguồn nhiên liệu tái sinh: lấy từ hoạt động sản xuất nông nghiệp và có thể tái sinh.
Nhược điểm: có thể độc hại, không an toàn cho
người sử dụng nếu không cẩn thận.
- Giải quyết vấn đề xử lý phân, rác thải đảm bảo vệ sinh môi trường, hạn chế ô nhiễm trong chăn nuôi.
- Nguồn nguyên liệu sẵn có, giá rẻ và rất dồi dào.
Trang 14Phát triển trên quy mô hộ gia đình (các bể phân hủy cỡ nhỏ)
Trang 15- Giai đoạn chuẩn bị nguyên liệu
- Giai đoạn lên men
- Giai đoạn sau lên men
Trang 16 Tình hình ứng dụng biogas để chạy động cơ đốt trong:
Trang 18 Là một nhiên liệu lỏng sử dụng butanol pha trộn vào xăng.
Thuộc nhóm của rượu đơn chất có 4 nguyên tử carbon với công thức C 4 H 9 OH.
Có 4 loại đồng phân: n-butanol, iso-butanol, sec-butanol và tert-butanol.
Trang 20Đường cong chưng cất TBP
Biobutanol không gây ảnh hưởng lớn tới đường cong TBP, còn bioethanol thì làm thay đổi TBP, đặc biệt là ở T50.
Trang 21Áp suất hơi bão hòa - RVP
Biobutanol làm RVP giảm nhẹ tuyến tính, còn bioethanol thì làm tăng RVP rất lớn.
Trang 22Nhiệt trị
Cả biobutanol và bioethanol đều làm giảm nhiệt trị khi pha vào xăng, nhưng độ giảm của biobutanol thấp hơn.
Trang 23Chất thải B10 E10 CO2 -7% -30%
HC cháy không hết
-49% -25%
CO -51% -44%
NOx -48% -10%
Phát thải
Trang 24SẢN XUẤT BIOBUTANOL
Biobutanol được sản xuất bằng quá trình lên men ABE.
Nguyên liệu: sản phẩm, phụ phẩm nông nghiệp như mía, củ cải, lúa mì
Trang 26ĐIỆN NĂNG
Xe HYBRID , thường được gọi là “xe lai” hay “xe lai điện”,
là loại xe sử dụng hai nguồn động lực: Động cơ đốt
trong và động cơ điện.
Ưu điểm:
1) Tiết kiệm nhiên liệu.
2) Giảm khí thải động cơ, thân thiện với môi trường.
3) Tiết kiệm chi phí vận hành.
Tuy nhiên, nhược điểm lớn nhất của nó là giá thành cao.
Trang 27ĐIỆN NĂNG
Trang 29ĐIỆN NĂNG
Nguyên lý hoạt động của động cơ hybrid
Khởi động: Mô tơ điện
hiệu suất cao truyền năng
lượng từ ắc quy cho xe.
• Không phải dùng xăng.
• Không có khí thải ra môi
trường.
Trang 30ĐIỆN NĂNG
Nguyên lý hoạt động của động cơ hybrid
Khi tăng tốc cực đại, chẳng hạn như khi xe leo dốc: cả động
cơ xăng và mô tơ điện cùng nhau phối hợp để xe tăng tốc.
Trang 31ĐIỆN NĂNG
Nguyên lý hoạt động của động cơ hybrid
Khi chạy với tốc độ ổn định: tùy vào tốc độ mà chỉ sử dụng động cơ xăng, còn ắc-quy được sạc hoặc chỉ dùng động cơ điện.
Trang 32ĐIỆN NĂNG
Nguyên lý hoạt động của động cơ hybrid
Khi phanh, thả dốc: Động năng trên bánh xe chuyển thành năng lượng điện Năng lượng này sau đó được đưa vào ắc-quy.
Trang 33ĐIỆN NĂNG
Cho dù ở tốc độ hay bất kì tình huống nào, động cơ
ưu giữa khả năng vận hành và tiêu hao nhiên liệu.
Trang 34LOGO