THIẾT KẾ DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT VIÊN NÉN GỖ NĂNG SUẤT 70000 TẤNNĂM.

Chương 1:TỔNG QUAN11.1.Tổng quan về nhiên liệu sinh khối11.2.Các dạng nhiên liệu sinh khối21.2.1.Nhiên liệu sinh khối gỗ và các sản phẩm nông nghiệp21.2.2.Sinh khối chất thải rắn41.2.3.Sinh khối khí sinh học41.3.Tiềm năng về sinh khối của Việt Nam41.4.Hiện trạng sử dụng sinh khối ở Việt Nam61.5.Đặc tính kĩ thuật của một số loại nhiên liệu sinh khối ở Việt Nam71.5.1.Thành phần hóa sinh71.5.2.Thành phần nguyên tố hóa học81.5.3.Hàm lượng chất bốc, fixed cacbon (FC) trong nguyên liệu91.5.4.Một số đặc tính kĩ thuật khác91.6.Tổng quan về viên nén gỗ10Chương 2:CHỈ TIÊU CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM VIÊN NÉN GỖ15Chương 3:CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT VIÊN NÉN GỖ251)Nguyên liệu cho quá trình sản xuất252)Quá trình sản xuất253)Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng của viên nén gỗ31Chương 4:TÍNH TOÁN DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT VIÊN NÉN354.1.Nguyên liệu thô được tách loại vỏ364.2.Nguyên liệu qua thiết bị tạo woodchip374.3.Nguyên liệu qua hệ thống nghiền mịn384.4.Tính toán cho hệ thống sấy404.4.1.Tính toán cho thùng quay41a)Các thông số ban đầu tính toán cho quá trình sấy bằng thùng quay41b)Tính toán các thông số của khói lò42c)Cân bằng vât liệu và cân bằng năng lượng của máy sấy47d)Tính toán thiết bị chính thùng sấy48e)Cân bằng nhiệt lượng của thiết bị sấy514.4.2.Tính toán các thiết bị phụ trợ cho quá trình sấy604.5.Tính toán cân bằng vật chất và cân bằng năng lượng cho thiết bị nén tạo viên ………………………………………………………………………………………714.6.Tính toán cho thiết bị làm mát viên nén sau quá trình nén734.7.Tính toán mặt bằng nhà máy744.8.Tính toán chi phí đầu tư cho dây chuyền sản xuất77Chương 5:CHẾ ĐỘ SẤY KHI ĐỘ ẨM NGUYÊN LIỆU THAY ĐỔI78KẾT LUẬN84PHỤ LỤC85TÀI LIỆU THAM KHẢO86

-NHIỆM VỤ THIẾT KẾ/TỔNG QUAN/NGHIÊN CỨU TỐT NGHIỆP

1. Tên đề tài tốt nghiệp:

THIẾT KẾ DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT VIÊN NÉN GỖ NĂNG SUẤT 70000 TẤN/NĂM

2. Các số liệu ban đầu:NĂNG SUẤT THIẾT KẾ 70000 TẤN/NĂM

3. Nội dung các phần thuyết minh và tính toán:

4. Các bản vẽ, sơ đồ, sản phẩm cần đạt:

- BẢN VẼ DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ

- BẢN VẼ SƠ ĐỒ MẶT BẰNG DÂY CHUYỀN

- BẢN VẼ THIẾT BỊ CHÍNH

6. Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 10/06/2016

Ngày tháng năm 20

TRƯỞNG BỘ MÔN GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

Viện Kỹ thuật Hóa học

-o0o -Độc lập – Tự do – Hạnh phúc NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Họ và tên sinh viên: ĐẶNG ĐÌNH HIỆP Mã số SV: 20113003 Lớp/Khóa: KĨ THUẬT HÓA HỌC 4_K56 Đề tài: THIẾT KẾ DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT VIÊN NÉN GỖ NĂNG SUẤT 70000 TẤN/NĂM NỘI DUNG NHẬN XÉT: 1. Tiến trình thực hiện đồ án: ………

2. Nội dung của đồ án: - Cơ sở lý thuyết: ………

- Các số liệu, tài liệu thực tế : ………………….

- Phương pháp và mức độ giải quyết các vấn đề : ………

3. Hình thức của đồ án : - Hình thức trình bày : ………

- Kết cấu của đồ án : ………

4. Những nhận xét khác:………

………

ĐÁNH GIÁ VÀ CHO ĐIỂM: Ngày tháng năm 20

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN DUYỆT

Họ và tên SV: ĐẶNG ĐÌNH HIỆP Mã SV: 20113003

Lớp/Khóa: KĨ THUẬT HÓA HỌC 4_K56

Đề tài: THIẾT KẾ DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT VIÊN NÉN GỖ NĂNG SUẤT

70000 TẤN/NĂM

NỘI DUNG NHẬN XÉT:

3. Những nhận xét khác:

ĐÁNH GIÁ VÀ CHO ĐIỂM:

Ngày tháng năm 20

GIÁO VIÊN DUYỆT

MỤC LỤC

DANH MỤC BẢNG BIỂU

MỤC LỤC HÌNH ẢNH

LỜI CẢM ƠN

Trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp vừa qua, em xin bày tỏ lòng biết ơn tớithầy giáo hướng dẫn: PGS.TS.Văn Đình Sơn Thọ người đã tận tình giúp đỡ và tạo điềukiện thuận lợi cho em trong suốt quá trình thực hiện đề tài

Em xin gửi lời cảm ơn tới các thầy, cô giáo trong bộ môn Công Nghệ Hữu Cơ– Hóa Dầu – Viện Kỹ Thuật Hóa Học – Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội đã trangbị cho em những kiến thức cần thiết trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu đêhoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp này

Tuy nhiên, do điều kiện nghiên cứu tài liệu còn hạn chế, kinh nghiệm thiết kếchưa có nhiều nên đồ án này không tránh khỏi nhiều thiếu sót Mong các thầy cô giáogóp ý đê đồ án được hoàn thiện hơn

Em trân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày 10 tháng 06 năm 2016

SINH VIÊN THỰC HIỆN

LỜI MỞ ĐẦU

Hiện nay, với sự gia tăng nhu cầu sử dụng năng lượng và các áp lực môitrường gây ra do phát thải khí nhà kính từ việc sử dụng nhiên liệu hóa thạch, nănglượng sinh khối hiện nay được coi là một nguồn năng lượng tái tạo là giải pháp thaythế cho năng lượng hóa thạch Hơn nữa tình hình năng lượng hóa thạch như dầu mỏ cónhiêu biến động trên thị trương do đó nhu cầu về năng lượng tái tạo ngay càng tăng

Sinh khối (biomass) chứa năng lượng hóa học, nguồn năng lượng từ mặt trờitích lũy trong thực vật qua quá trình quang hợp Sinh khối là các phế phẩm từ nôngnghiệp (rơm rạ, bã mía, vỏ, lõi bắp ngô…), phế phẩm lâm nghiệp (lá khô, vụn gỗ…),giấy vụn, mêtan từ các bãi chôn lấp, trạm xử lý nước thải, phân từ các trang trại chănnuôi gia súc và gia cầm Nguyên liệu sinh khối có thê ở dạng rắn, lỏng, khí… được đốt

đê phóng thích năng lượng Sinh khối, đặc biệt là gỗ, than gỗ cung cấp phần nănglượng đáng kê trên thế giới Ít nhất một nửa dân số thế giới dựa trên nguồn năng lượngchính từ sinh khối Con người đã sử dụng chúng đê sưởi ấm và nấu ăn cách đây hàngngàn năm Sinh khối cũng có thê chuyên thành dạng nhiên liệu lỏng như metanol,etanol dùng trong các động cơ đốt trong, hay thành dạng khí sinh học (biogas) ứngdụng cho nhu cầu năng lượng ở quy mô gia đình và mục đích cao nhất là sản xuất ranhiệt và điện phục vụ các khu dân cư và các công ty

Có thê nói việc sử dụng hiệu quả năng lượng sinh khối đang là vấn đề rấtđược quan tâm trên thế giới nhằm giảm một phần sức ép về sử dụng nhiên liệu, pháttriên nguồn năng lượng sạch và thiết thực cho tương lai

thành viên nén gỗ(wood pallets) làm tăng hiệu quả sử dụng nhiên liệu Quá trinh xử lí

gỗ thô ban đầu tạo thành viên nén giúp tăng nhiệt trị của nhiên liệu, khối lượng riêngtăng giúp tăng hiệu quả về vận chuyên và tồn chứa Hơn nữa việc tạo thành viên nén

sẽ cung cấp nhiên liệu cho một số quá trình sử dụng nguồn năng lượng hóa thạch nhưlò đốt than cấp nhiệt cho sản xuất điện Việc đốt viên nén làm giảm phát thải các khíaxit cũng như hàm lượng tro có trong phần sỉ

Hiện tại, nhu cầu tiêu thụ viên nén tại các quốc gia phát triên tại Châu Âu, Mỹ,tại Châu Á có Nhật Bản và Hàn Quốc là các quốc gia có nhu cầu cao đê đáp ứng nhiênliệu thay thế cho than đá Dự kiến lượng tiêu thụ viên nén sẽ tăng nhanh đến nhữngnăm 2030 trên thế giới Tại Việt Nam, tiêu thụ viên nén chưa lớn chủ yếu sản xuất đêxuất khẩu sang thị trường Hàn Quốc Tiềm năng về nhiên liệu tại việt nam lớn với phếphẩm nông nghiệp, lâm nghiệp như trấu, rơm, vỏ hạt ca phê…, công nghiệp chế biến

gỗ như mùn cưa…thuận lợi cho phát triên viên nén

Với những thuận lợi về nguyên liệu cho sản xuất và tận dụng được nguồn phếphẩm của các ngành nông lâm nghiệp Em thực hiện đề tài sản xuất viên nén gỗ tại

Việt Nam đê xuất khẩu “Thiết kế dây chuyền sản xuất viên nén gỗ năng xuất 70000

tấn/năm” Với mong muốn rằng qua đô án này, ngoài củng cố các kiến thức tích lũy

trong những năm qua, nâng cao khả năng thiết kế, đọc tìm hiêu tài liệu cũng như lựachọn phương pháp tính đúng đắn nhất và có thê áp dụng vào thực tế sản xuất côngnghiệp

Chương 1: TỔNG QUAN

Sinh khối là nguồn năng lượng phổ biến và sẵn có Sinh khối là bất kì vật chấthữu cơ có nguồn gốc sinh học và bao gồm các sản phẩm, phụ phẩm, phế thải, chất thảitừ nông nghiệp, công nghiệp, đô thị Năng lượng mặt trời được biến đổi và lưu trữtrong thực vật thông qua quá trình quang hợp

CO2 + H2O + hv → {CH2O} + O2

Trong đó hv: năng lượng mặt trời

{CH2O} là cấu trúc của thực vật với cấu trúc cơ bản của glucozơ C6H12O6

Việc phát hiện ra sự giải phóng năng lượng từ gỗ bằng ngọn lửa hơn 1 triệu nămtrước công nguyên đã làm thay đổi con người và nền văn minh Hình thức này là banđầu của quá trình sinh khối, về cơ bản, quá trình đốt cháy, được sử dụng đê đáp ứngnhu cầu cơ bản của con người cho nấu ăn, sưởi ấm và bảo vệ Cuộc cách mạng côngnghiệp đã mang lại một sự thay đổi của điều kiện sống và công nghệ Giữa thế kỷ thứ

19, sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật với sự ra đời của các nhà máy điện và động cơ đốttrong, đòi hỏi một sự thay đổi lớn về nguồn nhiên liệu khi nhu cầu năng lượng tăngcao

Sự chi phối của các loại nhiên liệu hóa thạch đê phát điện ngày càng tăng trongcuộc sống hiện đại song chúng lại mang đến một thách thức là phát thải khí nhà kính-phát thải các chất ô nhiễm không khí ( SO2, NOx, bụi ), quản lý tro bay, ô nhiễmnguồn nước từ các hoạt động khai thác than, cạn kiệt nhiên liệu hóa thạch ( ví dụ nhưdầu mỏ và khí đốt tự nhiên) , mặt khác phân bố địa lý của các nguồn nhiên liệu hóathạch không đồng đều như dầu mỏ - sẽ gây ra mất an ninh năng lượng, bất ổn chính trị

và xã hội Chính vì vậy sinh khối được chú trọng nghiên cứu và phát triên nguồn nănglượng mang nhiều lợi thế lớn đê giải quyết các thách thức trong an ninh năng lượng.Sinh khối là nguồn năng lượng tái tạo không phát thải khí nhà kính vì CO2 phát thảitrong quá trình cháy sẽ được ổn định khi lượng CO2 được các loại cây quang hợp trongsuốt thời gian sinh tồn của nó

Hiện nay trên quy mô toàn cầu, nhiên liệu sinh khối là nguồn năng lượng lớn thứ

tư, chiếm tới 14%-15% tổng năng lượng tiêu thụ Ở các nước phát triên, sinh khốithường là nguồn năng lượng lớn nhất, đóng góp khoảng 35% tổng số năng lượng Từsinh khối có thê sản xuất ra nhiên liệu khí cũng như nhiên liệu lỏng làm chất đốt haynhiên liệu cho động cơ

Ở Ấn Độ, năng lượng sinh khối chiếm 30% tổng nhiên liệu được sử dụng, lànguồn nhiên liệu quan trọng nhất được sử dụng ở trên 90% hộ gia đình nông thôn vàchừng 15% hộ gia đình đô thị Ở Anh dự kiến đến năm 2050 năng lượng sinh khổi cóthê đáp ứng nhu cầu cung cấp 10÷15% tổng năng lượng sử dụng.

Tại Việt Nam, nguồn năng lượng sinh khối chủ yếu là trấu, bã mía, gỗ, phân độngvật, rác sinh học, đô thị và phụ phẩm nông nghiệp Chính phủ ta đang đàm phán vớiAnh và Mỹ đê ký kết hợp đồng trị giá 106 triệu USD đê xây dựng nhà máy sinh khổi ởthành phố Hồ Chí Minh Dự án này sẽ xử lý 1500÷3000 tấn rác mỗi ngày, sản xuất15MW điện và 480000 tần phân NPK/năm Ngoài ra, ở nước ta cũng có rất nhiều cáccông trình nhỏ lẻ ở vùng nông thôn sản xuất khí đốt dân dụng từ phân động vật giảiquyết được khá nhiều vấn đề về năng lượng cho nông dân

Ngoài tác dụng làm nhiên liệu, năng lượng sinh khối còn có thê giải quyết đượctình trạng thay đổi khí hậu, giảm hiệu ứng nhà kính: Khi sinh vật sinh trưởng, chúnghấp thụ CO2 trong mỗi trường thông qua quá trình quang hợp, như vậy sẽ tiêu thụ bớtmột lượng khí này giúp giảm phát thải khí nhà kính [1]

1.2.Các dạng nhiên liệu sinh khối

Ngày nay chúng ta sử dụng ba loại nhiên liệu sinh khối- gỗ và các sản phẩm nôngnghiệp, chất thải rắn, khí sinh học

1.2.1. Nhiên liệu sinh khối gỗ và các sản phẩm nông nghiệp

Hầu hết các sinh khối được sử dụng ngày nay là năng lượng từ cây trồng Gỗ (gỗtròn, gỗ mảnh, vỏ cây, và mùn cưa) chiếm khoảng 65% năng lượng sinh khối Tuynhiên, bất kỳ chất hữu cơ nào cũng có thê sản xuất năng lượng sinh khối như các loạiphế phẩm nông nghiệp (vỏ trấu, lõi ngô, rơm rạ )

Gỗ và gỗ thải, cùng với chất thải nông nghiệp, sử dụng đê tạo ra điện Điện năngnày được sản xuất và sử dụng bởi chính các ngành công nghiệp phát sinh ra các loạichất thải này, nó không được sản xuất riêng rẽ bới các nhà máy riêng mà là sản phẩmkèm theo các ngành công nghiệp Các nhà máy giấy và nhà máy cưa sử dụng phếphẩm của họ đê tạo ra hơi nước và điện cung cấp cho quá trình sản xuất của bản thân.Tuy nhiên, các nhà máy với nhu cầu sử dụng rất nhiều điện nên đôi khi vẫn phải muathêm điện từ nhà máy khác

Nguồn nguyên liệu sinh khối rât phong phú và đa dạng, do vậy công nghệ sản xuấtnhiên liệu sinh khối cũng đa dạng Các vật liệu sinh khối bao gồm gỗ, cành cây nhỏ,

bã mía, rơm rạ, trấu, lá cây, phân động vật, phế thải nông, lâm nghiệp [1]…

BẢNG 1: NGUỒN SINH KHỐI GỖ VÀ NĂNG LƯỢNG

Quy dầutươngđương,triệu tấn

Giá thành của nhiên liệu sinh khối luôn rẻ hơn các loại hình nhiên liệu khác, ví dụ:

sử dụng 2÷4 kg chất thải sinh khối tương đương với 1kg than, trong khi giá thành của1kg chất thải sinh khối bằng 5÷10% giá 1kg than Nếu sản xuất điện năng từ sinh khốithì giá thành điện cũng giảm từ 10÷30% so với nguồn nguyên liệu hóa thạch Ở nước

ta, nếu tận dụng triệt đê nguồn nhiên liệu sinh khối từ rơm rạ, bã mía, thì ước tính cũngsản xuất được khoảng 605000000 kW điện trong một năm

Tại Mỹ, có đến 64,5% gỗ và gỗ phế thải được sử dụng làm nhiên liệu sinh khối.Ngoài ra, còn các sản phẩm nông nghiệp, chất thải rắn, khí sinh học.

Càng ngày các công ty gỗ và các công ty liên quan tới các sản phẩm gỗ đang nhìnthấy những lợi ich của việc sử dụng gỗ phế liệu và mùn cưa đê sản xuất điện Điều nàygiúp tiết kiệm chi phí xử lý chất thải và trong một số lĩnh vực, có thê làm giảm chi phísản xuất của công ty Trên thực tế ngành công nghiệp sản xuất bột giấy và giấy dựavào nhiên liệu sinh khối đê đáp ứng nửa nhu cầu năng lượng của họ Các ngành côngnghiệp khác có thê sử dụng nhiên liệu sinh khối như nhà sản xuất gỗ, các nhà sản xuất

đồ gỗ, các doanh nghiệp sản xuất nông nghiệp như người trồng ngũ cốc, người sảnxuất rượu

1.2.2. Sinh khối chất thải rắn

Các loại chất thải rắn có thê cháy được đốt đê tạo ra điện Điều này chuyên chấtthải thành một dạng có thê sử dụng năng lượng Một tấn rác thải chứa lượng nhiệtnăng tương đương với 500 pound than đá (227kg) Mặc dù rác không hoàn toàn lànhiên liệu sinh khối, có lẽ một nửa năng lượng của nó là từ nhựa, tức là dầu mỏ và khí

1.2.3. Sinh khối khí sinh học

Vi khuẩn và nấm là các loại sinh vật phàm ăn, chúng ăn thực vật và động vật chết.Các loại nấm trên một khúc gỗ đang mục nát chuyên hóa xenlulozo thành đường đênuôi chính nó Trong quá trình này, khí metan cũng được sinh ra Lợi dụng điều nàyngười ta sử dụng các bãi chôn lấp đê xử lý rác đồng thời thu được khí metan làm nhiênliệu

Các quy định mới yêu cầu các bãi chôn lấp phải xử lý khí metan vì lý do an toàn

và lý do môi trường Metan là khí không màu và không mùi, nhưng nó không phải là

vô hại Nó có thê gây cháy hoặc nổ nếu nó rò rỉ và các căn nhà gần đó và bắt lửa Bãirác có thê thu khí metan và tinh chết nó, sử dụng như nhiên liệu

Metan, thành phần chinh trong khí thiên nhiên, là một nguồn năng lượng tốt Hầuhết các lò đốt gas và bếp sử dụng khí metan được cung cấp khí bởi các nhà máy khí

Năm 2003 nhà máy điện East Kentucky đã bắt đầu thu hồi metan từ bãi chôn lấp rác.Công ty này đã sử dụng khí sinh học đê tạo ra 8.8MW công suất điện, đủ điện cho

7500 tới 8000 hộ gia đình

Việt nam có nguồn sinh khối lớn và đa dạng từ gỗ củi, trấu, vỏ cà phê, rơm rạ và

bã mía Phụ phẩm nông nghiệp rất phong phú dồi dào ở Vùng đồng bằng sông MêKông, chiếm khoảng 50% tổng sản lượng phụ phẩm nông nghiệp toàn quốc và vùngđồng bằng Sông Hồng với 15% tổng sản lượng toàn quốc Hàng năm tại Việt Nam cógần 60 triệu tấn sinh khối từ phụ phẩm nông nghiệp trong đó 40% được sử dụng đápứng nhu cầu nhiệt cho hộ gia đình và sản xuất điện

Ngoài các nguồn sinh khối là phụ phẩm từ sản xuất nông nghiệp Việt Nam còn cócác nguồn sinh khối từ các quá trình sản xuất khác như: phụ phẩm từ chế biến lâm sản,sản xuất công nghiệp (giấy, vải sợi…), chất thải sinh hoạt và chăn nuôi, rác thải đô thị

và chất thải hữu cơ khác Theo tính toán thì tổng tiềm năng, khả năng khai thác nguồnnăng lượng sinh khối cho năng lượng và điện từ các nguồn trên đạt khoảng 142 triệutấn, và có thê khai thác được từ 784 - 861 MW điện Dưới đây là bảng tổng hợp cácnguồn sinh khối ở Việt Nam [2]

BẢNG 2: TIỀM NĂNG SINH KHỐI GỖ

TỔNG 24,509 8,580 100,0

BẢNG 3: TIỀM NĂNG PHỤ PHẨM NÔNG NGHIỆP

(triệu tấn)

Quy dầu tươngđương(triệu tấn)

Tỷ lệ(%)

Khả năng khai thác cho sản xuất điện(MW)

Nhìn chung, nguồn sinh khối của Việt Nam có trữ lượng khá lớn đặc biệt là phụphẩm gỗ, nông nghiệp và chăn nuôi Chủng loại sinh khối đa dạng và phong phú

nhưng rất phân tán và phân bố không đồng đều do: vùng sản xuất trải dài theo lãnhthổ, tập tục, quy mô sản xuất của người dân và chính sách địa điền của nhà nước.

Hiện nay, trên quy mô toàn cầu năng lượng sinh khối là nguồn cung cấp nănglượng thứ tư, chiếm tới 14-15 % tổng năng lượng tiêu thụ Ở các nước phát triên, nănglượng sinh khối là nguồn năng lượng lớn nhất, đóng góp khoảng 35% tổng số nănglượng

BẢNG 5: TIÊU THỤ SINH KHỐI THEO NĂNG LƯỢNG SỬ DỤNG

Việt Nam là nước nông nghiệp, nguồn nguyên liệu sinh khối từ phế phẩm trongsản xuất nông nghiệp rất dồi dào Tuy nhiên, hiện nay phế phẩm nông nghiệp khôngcòn được sử dụng nhiều trong chăn nuôi do xu hướng sử dụng thức ăn chăn nuôi côngnghiệp đang diễn ra mạnh mẽ Hơn nữa, việc sử dụng phụ phẩm theo cách thức truyềnthống cho việc đun nấu không còn nữa Do vậy, người dân sau khi thu hoạch sản phẩmchính, phần còn lại ( phụ phẩm ) được thải bỏ tại đồng ruộng, chất đống rồi đốt Việcđốt phụ phẩm này không những gây ô nhiễm môi trường do phát thải vào không khínhiều khí độc hại mà còn lãng phí tài nguyên [2]

1.5.Đặc tính kĩ thuật của một số loại nhiên liệu sinh khối ở Việt Nam

1.5.1. Thành phần hóa sinh

BẢNG 5: THÀNH PHẦN HÓA SINH CỦA SINH KHỐI

1.5.2. Thành phần nguyên tố hóa học

BẢNG 6: THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA MỘT SỐ LOẠI SINH KHỐI

Gỗ cao su 1,10 46,40 5,70 47,70

BẢNG 7: THÀNH PHẦN NGUYÊN TỐ CỦA MỘT SỐ LOẠI WOODCHIP

1.5.3. Hàm lượng chất bốc, fixed cacbon (FC) trong nguyên liệu

BẢNG 8: THÀNH PHẦN FC, V, ASH CỦA MỘT SỐ NGUYÊN LIỆU

1.5.4. Một số đặc tính kĩ thuật khác

BẢNG 9: NHIỆT TRỊ CỦA MỘT SỐ NHIÊN LIỆU

trấu

Viên nén mùn cưa

• Thành phần oxit kim loại trong tro

oxit kim loại (%)

Viên nénmùn cưa

Viên néntrấu

Viên nén gỗ(wood pallets) là một trong những dạng nhiên liệu sinh khối Biomass.

Nó là quá trình tiền xử lí nhiên liệu Biomass đê tăng hiệu quả sử dụng so với dạngnhiên liệu thô ban đầu Việc chuyên từ nhiên liệu sinh khối sang dạng viên nén giúptăng hiệu quả sử dụng nhiệt của vật liệu Biomass do hàm lượng ẩm trong vật liệu giảmxuống

Viên nén gỗ được sản xuất từ phần gỗ hay phế phẩm gỗ như mùn cưa, các loại gỗtừ công nghiệp khai thác gỗ hay từ các quá trình chế biến gỗ khác như quá trình làm

đồ gia dụng… Một quá trình chế biến viên nén gỗ cơ bản gồm có quá trình: Thu nhậnnguyên liệu, quá trình nghiền, quá trình sấy đến độ ẩm thích hợp, quá trình nén tạoviên, làm mát viên nén và quá trình đóng gói bảo quản Kích thước hình học, khốilượng riêng hay các chỉ tiêu kĩ thuật khác của viên nén được xác định dựa vào nhà sảnxuất

Quá trình sản xuất viên nén phát triên mạnh tại các quốc gia Châu Âu vào đầunhững năm 1990 và phát triên sớm tại Bắc Mỹ Ở Phần Lan, viên nén được nghiên cứuphát triên từ những năm 1980 nhưng do giá dầu lúc đó thấp hơn và thiếu tính cạnhtranh nên viên nén đã không thê được ứng dụng Ngày nay, Viên nén được sử dụng choquá trình thu nhiệt cung cấp cho hộ gia đình , cho công nghiệp và các nhà máy nhiệtđiện [3]

BẢNG 10: THÀNH PHẦN TRO CỦA MỘT SÔ NHIÊN LIỆU

HÌNH 1: TIÊU THỤ VIÊN NÉN Ở MỘT SỐ KHU VỰC

HÌNH 2: KHẢ NĂNG PHÂN PHỐI CỦA VIÊN NÉN Nhu cầu về tiêu thụ viên nén ngày càng gia tăng trong những năm tới đặc biệt làcác quốc gia tại Châu Âu, Nhật Bản, Hàn Quốc và khu vực Bắc Mỹ do những tiện lợicủa nó so với nhiên liệu thô ban đầu(nhiệt trị, khối lượng riêng )

Tổng quan về viên nén gỗ

HÌNH 3: TIÊU THỤ VIÊN NÉN Ở MỘT SỐ KHU VỰC

Nếu ta sử dụng viên nén thì quá trình cháy hiệu quả hơn, giảm lượng tro phát thải,nhiệt trị tính trên một đơn vị khối lượng cũng lớn hơn, hiệu quả cháy cao hơn

BẢNG 11: SO SÁNH CÁC CHỈ TIÊU CỦA VIÊN NÉN TRẤU VÀ NGUYÊN LIỆU

THÔ

trung bình( mm)

HÌNH 4: NHU CÂU TIÊU THỤ VIÊN NÉN TRÊN THẾ GIỚI SAU 10 NĂM

Tại Việt Nam sản xuất viên nén gỗ bắt đầu phát triên vào những năm 2010 Thịtrường chủ yếu mà Việt Nam xuất khẩu tới là thị trường Hàn Quốc Bắt đầu từ năm

2012 - 2013 Hàn Quốc bắt đầu nhập khẩu viên nén gỗ tại Việt Nam, và cho tới nhữngnăm 2014 thì Việt Nam là nhà cung ứng viên nén số 1 cho Hàn Quốc

Theo thống kê của hiệp hội viên nén gỗ miền nam thì số doanh nghiệp sản xuấtviên nén gỗ tăng lên nhanh chóng từ năm 2010 với 150 doanh nghiệp cho đến năm

2014 tăng lên đến 400 doanh nghiệp Tổng năng suất của các doanh nghiệp trong nước

là 200.000 - 300.000 tấn/ năm Việc tăng lên quá nhanh đã khiến cung vượt cầu do đógây nên tình trạng doanh nghiệp bị ép giá, hang tồn kho tăng cao nên khiến hàng loạtcác doanh nghiệp bị đóng cửa Hơn nữa việc tập chung chủ yếu vào thị trường HànQuốc nên gây rủi ro cao Chất lượng sản phẩm không đạt yêu cầu về chỉ tiêu kĩ thuậtcũng dẫn đến hàng không xuất khẩu được Hiện nay tại việt nam chưa có các tiêuchuẩn về quốc gia cho viên nén Các doanh nghiệp trong nước sản xuất sản phẩmthường chưa đáp ứng đủ các điều kiện về tiêu chuẩn của các quốc gia xuất khẩu đến Thực tế, tại Việt Nam tiềm lực của các doanh nghiệp không lớn, đa phần là nhỏ lẻkhông liên kết lại với nhau Lại thiếu chủ động về nguyên liệu nên tính cạnh tranh vớicác doanh nghiệp nước ngoài kém Tại các doanh nghiệp nước ngoài sản xuất viên nénchủ yếu là các doanh nghiệp trồng rừng vì vậy họ chủ động được nguồn gốc nguyênliệu và truy xuất được nguồn gốc nên tính cạnh tranh cao hơn(Chứng chỉ FSC vềnguồn gốc của nguyên liệu)

Trong những năm tới nhu cầu về nhiên liệu bền vững được chú trọng trong đó cónhiên liệu biomass Vì vậy viên nén gỗ là một thị trường tiềm năng đê chú trọng pháttriên Cần có những chính sách hợp lí về phát triền thị trường, đầu tư cho cải thiện tiêuchuẩn về chất lượng của viên nén gỗ Các doanh nghiệp trong nước phải liên kết vớinhau và tập trung vào tiêu thụ viên nén trong thị trương nội địa Cần có bộ tiêu chuẩnchất lượng sử dụng cho viên nén về chỉ tiêu chất lượng sản phẩm có thê dựa trên tiêuchuẩn của các quốc gia phát triên hơn [2], [4].

Chương 2: CHỈ TIÊU CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM VIÊN NÉN GỖ

1. Chỉ tiêu chất lượng viên nén gỗ năng lượng

Viên nén gỗ(wood pallet) là một trong những loại nhiên liệu Biomass Viên nénđược chế tạo ra từ gỗ hay gỗ phế phẩm như mùn cưa, mùn gỗ bào hay gỗ thừa ra củacác ngành chế tạo đồ gia dụng và các ngành chế biến gỗ khác Viên nén gỗ có 2 dạngchính được sử dụng là Wood pallet và Briquettes

Trong đó:

Tiêu chuẩn kĩ thuật là một trong những công cụ giúp quản lí chất lượng sản phẩmcủa viên nén Các tiêu chuẩn của viên nén giúp đảm bảo chất lượng của chúng ở mứccao Theo đó, những tiêu chuẩn này sẽ cung cấp những thông tin về tính chất của viênnén cho khách hàng

Ở Châu Âu, tiêu chuẩn về viên nén gỗ được tuân theo tiêu chuẩn kĩ thuật EN

14961 Những tiêu chuẩn này được sử dụng trong buôn bán giao thượng giữa các quốcgia với nhau Một trong những thông số kĩ thuật quan trọng cho tất cả các nhiên liệurắn là độ ẩm(M), kích thước từng phần(D/L), hàm lượng tro Ví dụ, như độ ẩm củanhiên liệu được kí hiệu là M10, tức là độ ẩm lớn nhất trong nhiên liệu cho phép là10% Ngoài ra còn một số tính chất khác là khối lượng riêng, nhiệt trị…[3]

Viên nén gỗ bắt đầu phát triên mạnh tại Việt Nam vào những năm 2010(150 doanhnghiệp) cho đến đỉnh điêm là năm 2014(400 doanh nghiệp) Nhưng cho tới nay vẫnchưa có tiêu chuẩn chung về kĩ thuật cho viên nén ở nước ta Các doanh nghiệp sảnxuất dựa trên tiêu chuẩn của các quốc gia phát triên nhưng cũng chỉ cung cấp một sốtiêu chuẩn cơ bản cho viên nén mà không có đầy đủ các tiêu chuẩn cho sản phẩm cũngnhư các phép thử Vì vậy, dễ bị ép giá sản phẩm trong quá trình xuất khẩu

+Kích thước từng phần(D, L)

+Độ ẩm(W)

+Nhiệt trị, độ Ash, hàm lượng S, Cl

+Hàm lượng kim loại nặng(Cu, Hg, Pb…)

+)Cấu trúc vê tiêu chuẩn của các dạng nhiên liệu tại Châu Âu [5]

 Tại châu âu:

+)Tiêu chuần sử dụng cho viên nén sử dụng trong công nghiệp [5]

BẢNG 12: CHỈ TIÊU KĨ THUẬT CHUNG CHO VIÊN NÉN TẠI CHÂU ÂU

Độ ẩm(%, trạng thái giao nhận)

+)Tiêu chuẩn cho viên nén sử dụng trong hộ gia đình [5]

Với loại viên nén được sử dụng trong hộ gia đình thì việc truy nguyên nguồn gốccủa nguyên liệu sản xuất là bắt buộc Nguyên liệu sử dụng là gỗ không được qua sử lýhóa học, yêu cầu là các loại cây thân gỗ Chỉ tiêu về hàm lượng các chất chứa trongviên nén cũng rất khắt khe(hàm lượng các chất như S, Cl, kim loại…)

Quá trình sản xuất viên nén loại này thì nguyên liệu được tuyên chọn trước khi đưavào sản xuất Vì loại nhiên liệu này sử dụng trong hộ gia đình sẽ gây ảnh hưởng trựctiếp đến người sử dụng Cần yêu cầu rất khất cao về hàm lượng Ash và các chất như S,

Cl và hàm lượng kim loại nặng Thường các nhà sản xuất viên nén loại này cũng chính

là các doanh nghiệp trồng rừng, vì vậy họ có thê truy nguyên được nguồn gốc(đượccấp chứng chỉ FSC)

BẢNG 13: TIÊU CHUẨN VIÊN NÉN SỬ SỤNG TRONG HỘ GIA ĐÌNH

thân-Gỗ chưa qua

xử lí hóa học

- Các loại gỗ thân(cả gốc và cành)

-Gỗ chưa qua

xử lí hóa học-vỏ cây

-Gỗ từ rừng, công nghiệp chế biến gỗ vàphụ phẩm-gỗ qua sử dụng

D08

D06D08

D06D08

Các loại nguyên liệu được sử dụng [6]:

-Gỗ thân

-Gỗ chưa qua xử lí hóa học

từ các quá trình chế biến gỗ

-Toàn bộ thân cây mà không bao gồm gốc-Vỏ cây

-Gỗ từ công nghiệp khai thác

Tiêu chuẩn chất lượng viên nén:

BẢNG 14: TIÊU CHUẨN VIÊN NÉN TẠI ĐỨC

phân tích

D08

D06D08

D06D08

As mg/kg dry <1 <1 <1 EN15297

BẢNG 14: TIÊU CHUẨN VIÊN NÉN TẠI MỸ

Tại Châu Á, các quốc gia tiêu thụ hàng đầu viên nén biomass là Nhật Bản, HànQuốc, Trung Quốc Tại các quốc gia này viên nén chủ yếu được sử dụng cho hộ giađình dùng đê lấy nhiệt cấp cho các loại bếp sử dụng trong nhà hay hệ thống lò hơidung cho quá trình sản xuất hơi nước Vì vậy chỉ tiêu chất lượng sản phẩm tươngđương với sản phẩm dùng trong các hộ gia đình của Châu Âu Theo tiêu chuẩn củaNhật Bản là tiêu chuẩn JIS về viên nén dựa trên tiêu chuẩn quốc tế EN(EuropeStandard)

Các tiêu chí về chất lượng giúp đành giá chất lượng sản phẩm viên nén và là cácthông số quan trọng sử dụng trong giao thương buôn bán

2. Một số tiêu chuẩn về phân tích chất lượng viên nén gỗ năng lượng [8]

Hiện nay trên thế giới tiêu chuẩn áp dụng cho viên nén gỗ năng lượng được pháttriên mạnh nhất tại Châu Âu và Mỹ Ở các khu vực này đã đưa ra những tiêu chuẩnchung cho chất lượng viên nén và kèm theo đó là hệ thống các phép thử đê xác định.Những quy đinh này thông qua việc cấp các chứng chỉ về chất lượng cho viên nén sảnxuất tại các nhà máy sản xuất đạt đủ điều kiện

 EN14780:2011

Tiêu chuẩn quy đinh về mẫu được dùng cho quá trình test

Phương thức EN14778:2011 mô tả phương pháp làm giảm kích thước của mẫu phùhợp cho quá trình sử lí trong phòng thí nghiệm và phân tích tổng hợp mẫu sử dụng chocác loại nhiên liệu rắn Phương pháp chuẩn bị mẫu sử dụng cho các phương pháp thửtiếp theo như đo nhiệt trị calorier, đo khối lượng riêng…Mục tiêu của quá trình chuẩnbị mẫu là giảm kích thước của mẫu so với kích thước nguyên của nó Nó bao gồm cả

sử dụng phương pháp thủ công và phương pháp cơ khí Hai phương pháp cơ bản được

sử dụng cho quá trình chuẩn bị mẫu

 EN14918:2009

Tiêu chuẩn về xác định nhiệt trị Calorific sử dụng bom nhiệt

của nhiên liệu rắn

Giá trị đo được là tổng nhiệt lượng của nhiên liệu rắn sau quá trình đốt cháy mẫu ởmột thê tích xác định trong điều kiện nhiệt độ là 25°C được hiệu chỉnh băng quá trinhđốt cháy axit benzoic Kết quả có được là tổng giá trị nhiệt của mẫu trong điêu kiện thêtích mẫu không đổi với lượng nước hình thành trong quá trình đốt nhiên liệu ở dạnglỏng Trong quá trình tiến hành, nhiên liệu rắn được cháy ở điều kiện áp suất cố định

và lượng nước hình thành trong quá trình cháy hoặc là không được ngưng tụ(loại bỏbằng khí ) hoặc cho ngưng tụ hoàn toàn Trước khi tiến hành đo nhiệt trị thì độ ẩm củanguyên liệu phải được xác định rõ ràng Khối lượng mẫu sử dụng phải nhỏ hơn 1g Trong tiêu chuẩn này sử dụng dung môi, dụng cụ thí nghiệm, quá trình chuẩn bịmẫu, bom nhiệt lượng kế và trong điêu kiện áp suất cố định

 EN15103:2009

Tiêu chuẩn về xác định khối lượng riêng của vật liệu

Trong tiêu chuẩn EN15103:2009 mô tả phương pháp xác định khối lượng riêng củanhiên liệu rắn sử dụng dụng cụ tiêu chuẩn đo là 5 lite và 50 lite thương là dạng hình trụ

và được chế tạo chống va đập với bề mặt trơn nhẵn Thiết bị chế tạo với khả năngchống biến dạng đê ngăn ngừa sự thay đổi vê thê tích của thiết bị Dụng cụ đo phảiđược thử áp lực nước Tỉ lệ chiều cao và đường kính của thiết bị trong khoảng từ 1,25– 1.5 Đổ mẫu cần xác định vào dụng cụ sao cho chiều cao lớp mẫu đổ từ 200 – 300

mm tạo thành vành nón so với vành trên của thiết bị Sử dụng dụng cụ gạt mẫu sao chobằng phẳng và tiến hành cân mẫu

Khối lượng riêng được tính là bằng tỉ số của khối lượng và thê tích của thùng chứa

và ứng với độ ẩm xác đinh

 EN14774:2009

Tiêu chuẩn xác định độ ẩm trong vật liệu

Phương pháp EN14774:2009 là phương pháp xác định tổng lượng ẩm của nhiênliệu rắn sử dụng tủ sấy Phương pháp được sử dụng cho tất cả các loại nhiên liệu rắn.Phương pháp này sử dụng khi cần thiết xác định độ ẩm chính xác của vật liệu Mẫuđược chuẩn bị với khối lượng tối thiêu là 300g được làm khô ở nhiệt độ 1052°C ở ápsuất khí quyên tiến hành đo 3 – 5 lần/h, cho đến khi khối lượng mẫu không đổi Độ ẩmcủa vật liệu chính là lượng ẩm mất đi Chú ý trong quá trình cân là mẫu mỗi khi lấy racần cân ở trạng thái vẫn còn nóng, nó sẽ ảnh hưởng đến kết quả

 EN15148:2009

Tiêu chuẩn xác định hàm lượng Volatile vật liệu

Phương pháp EN15148:2009 được ứng dụng cho các loại nhiên liệu rắn về xác địnhham lượng Volatile Lượng vật liệu mất đi khi gia nhiệt nhiên liệu mà không tiếp xúctrực tiếp với không khí trong điêu kiện tiêu chuẩn Trong quá trình làm thí nghiệm mẫuđược gia nhiệt đến nhiệt độ 900+10°C trong vòng 7 phút không có tiếp xúc với khôngkhí Phân trăm Volatile được tính toán dựa trên khối lượng mất đi khi mẫu đã loại hoàntoàn ẩm trong vật liệu

 EN14775:2009

Tiêu chuẩn xác định hàm lượng Ash trong vật liệu

Tiêu chuẩn EN14775:2009 là phương pháp xác định hàm lượng Ash trong tất cả cácnhiên liệu rắn Hàm lượng Ash được xác định là hàm lượng các hợp chất vô cơ còn lạisau quá trình đốt cháy nhiên liệu trong điều kiện riêng, tính cho điều kiện vật liệu khô.Phần trăm Ash được tính toán dựa trên khối lượng phần cặn còn lại sau quá trình gianhiệt mẫu đến 550+10°C trong không khí Thiết bị sử dụng cho quá trình xác định độAsh là thiết bị đặc biệt

 CEN/TS:2006

Tiêu chuẩn xác định nhiệt độ chảy mềm của tro

Tiêu chuẩn trên được sử dụng đê xác đinh nhiệt độ chảy mềm của tro cho tất cả cácnhiên liệu rắn Mẫu được chuẩn bị dựa trên tiêu chuẩn EN14775:2009 phương phápxác định hàm lượng Ash trong vật liệu Một mẩu tro được chuẩn bị làm mẫu theo quyđịnh, gia nhiệt mẫu và quan sát hiện tượng Quan sát và ghi lại nhiệt độ mẫu bị biến

đổi hình dạng Nhiệt độ được ghi lại là “ nhiệt độ bắt đâu gây lún”, “ nhiệt độ biếndạng ”, “ Hemisphere temperature”, “ Flow tempreture ”.

 EN15210:2009

Tiêu chuẩn xác định độ bền cơ học của viên nén

Phương pháp ứng dụng xác đinh độ bền của viên nén trong quá trình vận chuyên vàtôn chứa Độ bền của viên nén được đánh gia qua hàm lượng viên nén còn duy trì đượchình dạng sau quá trình thí nghiệm Thí nghiệm được tiến hành trong thiết bị hộp quay.Khối lượng mẫu đê tiến hành là 50010g Với dạng viên có đường kính trên12mm(50050g) được cho phép Mẫu được cho vào thiết bị quay với tốc độ 502vòng/ph trong vòng 500 vòng Sau đó mẫu được phân loại bằng sang có kích thước3,15mm

 EN16127:2009

Tiêu chuẩn xác định đường kính và chiều dài của viên nén

 EN15104

Tiêu chuẩn xác định hàm lượng thành phần C, H, O, N trong vật liệu

- Phương thức mô tả phương pháp xác định hàm lượng C, H, N trong nhiên liệu rắn:một mẫu nhiên liệu có khối lượng xác định được đốt dưới điều kiện xác định và sau đómẫu được chuyên thành 2 phần tro và khí của phản ứng cháy như CO2, H2O, N2, oxitcủa N, O2, Oxit của sunfua và các hydrohalogenua Đảm bảo rằng bất kì các hợp chấtcủa hydro kết hợp với S tạo ra được giải phóng như hơi nước Các oxit của N phảiđược khử về dạng N2 và các sản phẩm cháy có khả năng can thiệp vào quá trình phântích tiếp theo cần được loại bỏ CO2, H2O, N2 được xác định bởi các dụng cụ phântích khí tiếp theo Phương pháp Kjeldahl là phương pháp được sử dụng cho xác địnhhàm lượng N2 trong nhiên liệu với hàm lượng thấp <0,1%

 EN15289

Tiêu chuẩn xác định hàm lượng các chất như S,Cl có trong vật liệu

Sử dụng sắc kí ion cho quá trình xác định hàm lượng S, Cl trong vật liệu với mẫu cóhàm lượng Cl, S <50mg/kg Ngoài ra còn có một số phương pháp khác như ICP, X-ray

HÌNH 5: TIÊU CHUẨN CHUNG CHO NHIÊN LIỆU RẮN TRÊN THẾ GIỚI

Chương 3: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT VIÊN NÉN GỖ

Nguyên liệu cho sản xuất viên nén là gỗ hay phụ phẩm của quá trình chế biến gỗnhư mùn cưa, mùn gỗ nghiền hay từ quá trình cắt và chế biến gỗ Trong công nghệ sảnxuất viên nén độ ẩm của nguyên liệu là một yếu tố quan trọng trong quá trình sản xuất.Nếu vật liệu có độ ẩm quá cao cần thiết phải trải qua quá trình sấy Nhưng nếu độ ẩmtrong vật liệu quá thấp dẫn đến quá trình tạo viên nén trở nên khó khăn do không kếtdính được vật liệu Độ ẩm tối ưu cho quá trình sản xuất trong nguyên liệu là từ 10-15

% Trong sản xuất các loại gỗ thân mềm là vật liệu tốt hơn so với các loại gỗ cứng, vì

lí do hàm lượng Lignin trong chúng cao hơn Hàm lượng Lignin trong gỗ chính là chấtkết dính của các sợi gỗ cũng như kết dính tự nhiên cho viên nén độ bền cơ học Nếuvật liệu có chứa phần vỏ của cây thì giá trị nhiệt trị của viên nén cũng tăng lên Nhưngphần vỏ của thân cây sẽ tạo nên hàm lượng tro và hàm lượng kim loại sau quá trình đốtcủa viên nén cao hơn

Các quá trình cơ bản của công nghệ sản xuất viên nén năng lượng biomass bao gồmgiai đoạn sau:

Nguyên liệu Tách loại vỏ Nghiền Sấy

Nén tạo viên Làm mát Đóng gói và bảoquản

HÌNH 6: CÔNG NGHỆ CƠ BẢN ĐỂ SẢN XUẤT VIÊN NÉN GỖ

+)Nguyên liệu thô sau khi thu về nếu là dạng gỗ nguyên sẽ được cho qua thiết bị táchloại vỏ, phần thân gỗ sau đó được chuyên đến giai đoạn tiếp theo còn phần vỏ thuđược có thê sử dụng làm nhiên liệu đốt cho quá trình sấy Quá trình tách loại vỏ giúpđảm bảo yêu cầu kĩ thuật cho viên nén về giảm hàm lượng tro và kim loại Vì hàmlượng tro và hàm lượng các kim loại thường có nhiều trong vỏ cây

+)Nguyên liệu sau quá trình tách loại vỏ được chuyên qua giai đoạn băm chặt tạothành wood chip có kích thước <40mm Nguyên liệu là từ gỗ thanh tròn được giảmkích thước xuống đê đảm bảo cho công đoạn nghiền mịn tiếp theo

+)Nghiền mịn là công đoạn tiếp theo sau khi vật liệu đã qua nghiền thô Máy nghiềngiúp đảm bảo kích cỡ hạt đạt đến kích cỡ tiêu chuẩn(<1mm) và đồng đều Quá trìnhnghiền mịn cũng giúp đảm bảo độ ẩm trong vật liệu trở nên đồng đều hơn, nó giúp quátrình sấy trở nên dễ dàng và quá trình nén viên trở nên bền vững hơn

+)Tiếp theo sau quá trình nghiền mịn là quá trình sấy vật liệu Sấy là một trong nhữngcông đoạn quan trọng nhất của công nghệ Vì độ ẩm của vật liệu là rất quan trọngtrong quá trình tạo viên Nếu độ ẩm vật liệu quá cao thì quá trình nén vật liệu trở nênkhó khăn do vật liệu bị kết dính làm tắc lỗ thoát viên, còn nếu độ ẩm quá nhỏ thì quátrình tạo viên nén không thê thực hiện được(do thiếu kết dính) Độ ẩm thích hợp củaquá trình nén là từ 10-15%

Công đoạn sấy có thê sử dụng thiết bị sấy thùng quay hoặc thiết bị sấy bằng thổikhí Thông thường trong công nghiệp sử dụng thiết bị sấy thùng quay, do nó phù hợp

với sấy các vật liệu hạt nhỏ và nhiên liệu Biomass với quy mô trung bình và lớn Tùythuộc vào độ ẩm của vật liệu ban đầu vào mà ta điều chỉnh thời gian lưu thông qua tốc

độ quay của thùng hay lượng nhiên liệu đốt cấp cho lò đốt đê đạt độ ẩm của vật liệu raphù hợp

Tác nhân sấy thường sử dụng là khói lò có nhiệt độ cao khoảng 350ºC, khói lò rakhỏi thiết bị giảm xuống thấp hơn 100ºC Ngoài ra có thê sử dụng tác nhân sấy là hơinước chưa bão hòa ẩm hay không khí nóng cho quá trình sấy Sau khi vật liệu sấy điqua thiết bị sấy được vận chuyên nhờ thiết bị quạt hút qua các cyclon đê tách loại khóilò và vật liệu sấy Tác nhân sấy thường được sử dụng nhờ quá trình đốt trực tiếp nhiênliệu than hay nhiên liệu biomass

HÌNH 7: HỆ THỐNG SẤY THÙNG QUAY+)Vật liệu sau quá trình sấy được chuyên qua công đoạn nén tạo viên Việc nén tạoviên có thê sử dụng 2 loại thiết bị là flat-die và vertical mounted ring die Trong quátrình này thông thường không sử dụng thêm phụ gia mà khả năng tạo viên nén phụthuộc vào bề mặt của vật liệu do các sợi thành phần của nguyên liệu Sự kết dính tạonên độ bền cơ học của viên nén là do thành phần Lignin có trong nguyên liệu đã đượclàm mềm bởi nhiệt của quá trình nén Trong quá trình nén nhiệt tăng lên và sự kết dính

là tự nhiên của thành phần Lignin khi được làm mát Với mỗi loại vật liệu thì việc lựachọn các loại máy tạo viên là khác nhau phụ thuộc vào tính chất của vật liệu nén(độcứng, hàm ẩm và thành phần)[3], [9]

Cơ cấu ép đùn tạo viên nén

Cơ cấu sử dụng trục cán đê tạo viên

Cơ cấu nén viên sử dụng dạng flat-die và ring-die+)Tiếp theo là giai đoạn làm mát, sau quá trình nén nhiệt độ của viên nén rất caokhoảng 90ºC-120ºC Độ ẩm trong viên nén lúc này giảm xuống do một phần mất đitrong quá trình nén Lúc này đê đảm bảo ổn định về hình dáng viên nén cần làm mátnhanh, quá trình làm mát nhanh đảm bảo thành phần Lignin co lại tạo nên sự gắn kếtbền vững Quá trình làm mát có thê thực hiện trực tiếp bằng không khí

+)Công đoạn cuối của quá trình sản xuất là công đoạn đóng gói, quá trình đóng gói sửdụng thiết bị đóng gói tự động Viến nén có thê được tồn chứa ở nhiều dạng, như sửdụng đóng gói, đóng silon bảo quản Quá trình bảo quản quan trọng nhất là độ ẩm vì

nó ảnh hưởng trực tiếp đến độ bền của vật liệu

HÌNH 8: MÁY TẠO VIÊN NÉN DẠNG RING-DIETrước khi chuyên qua công đoạn đóng gói tạo sản phẩm cần qua hệ thống sanglọc tách Fine Quá trình này đảm bảo loại bỏ các viên nén không đạt chất lượng vềkich thước và được tuần hoàn lại quá trình nén

Việc vận chuyên đóng gói có thê sử dụng nhiều hình thức Với hình thức nhỏ nhất

là sử dụng túi khoảng 15-25kg, mục đích sử dụng cho khách hàng có nhu cầu nhỏ và ởgần Lớn hơn có thê sử dụng túi lớn từ 500 – 1000kg, sử dụng với khách hàng có nhucầu trung bình Ngoài ra còn sử dụng hình thức vận tại lờn container với các loại xevận tải hay tàu

HÌNH 9: MÁY TẠO VIÊN NÉN DẠNG FLAT-DIE

HÌNH 10: THIẾT BỊ LÀM MÁT VIÊN NÉN SAU QUÁ TRÌNH NÉN

HÌNH 11: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT CỦA HÃNG AMISY