Giới thiệu dự án
Mục tiêu dự án
1) Đào tạo và xây dựng năng lực cho các tổ chức năng suất quốc gia và các tổ chức liên quan về dự án hiệu quả năng lượng và năng lượng tái tạo tập trung vào doanh nghiệp vừa và nhỏ, đặc biệt chú trọng đến lò hơi công nghiệp thông qua hội thảo khu vực, các chương trình đào tạo và chương trình học qua mạng
2) Phổ biến rộng rãi khái niệm, thực hành và công nghệ về hiệu quả năng lượng và năng lượng tái tạo qua các ấn phẩm, trang web, …
Quốc gia tham gia
Ban Điều hành
Viện Năng suất Thái Lan, Trung tâm Năng suất Việt Nam, và Trung tâm Năng suất Quốc gia Campuchia đều đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao năng suất lao động tại khu vực Đông Nam Á Bên cạnh đó, Văn phòng Phát triển và Quảng bá Doanh nghiệp vừa và nhỏ tại Lào cùng với sự hỗ trợ từ Đại sứ quán Liên bang Myanmar tại Nhật Bản cũng góp phần thúc đẩy sự phát triển kinh tế và hợp tác khu vực.
Thông tin liên quan đến dự án
1) Các doanh nghiệp vừa và nhỏ khu vực Sông Mê Kông dựa vào lò hơi công nghiệp với nguồn năng lượng hơi nước
2) Những nhiên liệu hoá thạch như than đá, dầu và khí đốt mang lại chi phí cao và là nguyên nhân chính gây ô nhiễm
3) Nhu cầu cần để khai thác chất thải sinh khối - nguồn nguyên liệu đang dư thừa trong khu vực như là nhiên liệu thay thế cho lò hơi sử dụng nhiên liệu hoá thạch
4) Nhu cầu cần để cải tiến các thông số hiệu quả năng lượng trong khi sử dụng chất thải sinh khối
Kết quả dự án
1) Xây dựng năng lực cho các bên liên quan trong khu vực Mê Kông: Cung cấp dịch vụ kỹ thuật về dự án hiệu quả năng lượng và năng lượng tái tạo cho các doanh nghiệp vừa và nhỏ, chú trọng vào lò hơi công nghiệp
2) Thiết kế tài liệu đào tạo và sổ tay kỹ thuật cho các quốc gia khu vực sông Mê Kông
3) Thiết kế trang web và dữ liệu công nghệ phù hợp chuyên về hiệu quả năng lượng và năng lượng tái tạo cho các bên liên quan sử dụng
4) Phổ biến rộng rãi các ấn phẩm thông qua Tổ chức Năng suất Quốc gia và các tổ chức liên quan trong khu vực Mê Kông.
Năng lượng sinh khối
Các Quốc gia Khu vực Mê Kông
Bảng 2.1 trình bày các chỉ số chính của 5 quốc gia khu vực sông Mê Kông, cho thấy Cộng hoà Dân chủ Nhân dân Lào có diện tích đất trồng trọt thấp nhất, trong khi Thái Lan có dân số và mật độ dân số cao nhất Tổng sản phẩm quốc gia (GDP) của Thái Lan đứng đầu, tiếp theo là Việt Nam Tỷ lệ giữa nông nghiệp và công nghiệp cao nhất thuộc về Cộng hoà Dân chủ Nhân dân Lào, sau đó là Thái Lan Những khác biệt này trong các chỉ số có ảnh hưởng lớn đến nhu cầu sử dụng chất thải sinh khối tại từng quốc gia.
Bảng 2.1: Đất, Dân số và GDP trong các quốc gia Vùng Mê Kông
Cambodia Lao PDR Myanmar Thailand Vietnam
Dân số (Số liệu năm
Mật độ dân số (/km) 76.7 26.9 74.7 125.7 256.1
Tổng sản phẩm quốc nội
2.2 Tình hình năng lượng tại các quốc gia khu vực sông Mê Kông
Để nghiên cứu tiềm năng sử dụng năng lượng sinh khối trong lò hơi công nghiệp cho các doanh nghiệp vừa và nhỏ tại vùng Mê Kông, cần cung cấp số liệu về tình hình cung cấp và sản xuất năng lượng ở các quốc gia trong khu vực này.
Hình 2.1: Tỉ lệ tăng trưởng của việc sản xuất năng lượng trong các quốc gia vùng Mê Kông
Tỉ lệ tăng trưởng sản xuất năng lượng của Việt Nam và Thái Lan cao hơn đáng kể so với Myanmar, theo dữ liệu từ Cơ quan Năng lượng Quốc tế.
Campuchia và Cộng hoà Dân chủ Nhân dân Lào)
Hình 2.1 Tổng năng lượng tiêu thụ trong các Quốc gia vùng Mê Kông (Triệu
Hình 2.2: Thể hiện cơ cấu cung cấp năng lượng chính (PES) trong năm 2003
So với Thái Lan, Việt Nam và Myanmar có tỷ lệ năng lượng sinh khối, bao gồm chất thải và chất đốt tái tạo, chiếm một phần quan trọng trong tổng nguồn cung cấp năng lượng chính.
Hình2.2 Cung cấp Năng lượng chính trong các quốc gia vùng Mê Kông năm 2003
Năng lượng sinh khối hiện đóng góp vào Tổng sản phẩm quốc nội (GNP) của các quốc gia Châu Á, với các nước phát triển như Singapore, Hong Kong và Đài Loan có GNP cao nhưng không sử dụng năng lượng sinh khối Trong khi đó, các quốc gia khác có tỷ lệ đóng góp năng lượng sinh khối cao nhưng GNP lại thấp Việc thúc đẩy sử dụng năng lượng sinh khối có thể mang lại
Hình 2.3 Tỉ lệ năng lượng tái tạo chất đốt/ chất thải và GNP theo đầu người trong các quốc gia Châu Á 3
2 International Energy Agency (IEA) Energy Balance in Non-OECD countries 2003
3 International Energy Agency (IEA) Energy Balance in Non-OECD countries 2003 / CIA: World
Crude, NGL, Feedstocks & Petroleum Products
Natural Gas Nuclear Hydro Geothermal Solar / Wind / Other Combustible Renewables and Waste
Tái tạo chất đốt và chất thải
2.3.1 Khái niệm về sinh khối
Sinh khối là vật liệu hữu cơ tái tạo, có nguồn gốc từ sinh vật sống, không bao gồm nguyên liệu hóa thạch Trong sản xuất năng lượng và công nghiệp, sinh khối được sử dụng làm nhiên liệu hoặc nguyên liệu cho sản xuất Thông thường, sinh khối bao gồm phần chất của cây trưởng thành và động vật, được sử dụng để sản xuất sợi, hóa chất hoặc tạo nhiệt Nó không phải là vật liệu hữu cơ được hình thành từ quá trình địa chất như than đá hay dầu mỏ Đánh giá sinh khối thường dựa trên thông số cân nặng khô.
Hình 2.4: Khái niệm sinh khối
Trong thời kỳ sơ khai, sinh khối là nguồn năng lượng chủ yếu cho con người, kéo dài đến thế kỷ 19 Đến thế kỷ 20, năng lượng sinh khối dần được thay thế bởi dầu mỏ và than đá, tiếp theo là khí đốt và năng lượng hạt nhân.
Sinh khối đang nhận được sự quan tâm ngày càng lớn hiện nay nhờ vào những đặc tính ưu việt của nó Một trong những lý do chính là khả năng tái tạo của sinh khối, giúp nó trở thành nguồn năng lượng vô tận Ngoài ra, sinh khối còn có thể được dự trữ trong nhiều nguồn sẵn có như thực vật, động vật, giúp tăng cường khả năng lưu trữ và thay thế dầu mỏ hiệu quả.
Bảng 2.2: Phân loại và các dạng sinh khối
Phân loại dạng sinh khối bao gồm ba loại chính: nguồn từ mùa màng như thức ăn nuôi động vật và cây tinh bột; sinh khối chưa sử dụng như rơm, vỏ trấu, gỗ vụn và chất thải từ gỗ; và chất thải sinh khối, bao gồm chất thải từ giấy, phân động vật, chất thải thực phẩm, chất thải xây dựng, chất thải lỏng và bùn cống.
2.3.2 Năng lượng sinh khối: lợi ích và khó khăn
Bảng 2.3: Lợi ích kinh tế của năng lượng sinh khối so với nguồn năng lượng tái sinh khác
Bảng 2.3 Năng lượng sinh khối so với các nguồn năng lượng tái sinh khác 4
Năng lượng phát Mặt trời Gió Sinh khối
Tổng đầu tư (triệu US$) 1,830 12,700 6,300
Quy mô nhà máy (kw) 1,000,000 10,000,000 10,000,000
Tỉ lệ hoạt động hàng năm (%) 12 20 70
Công suất điện phát hàng năm (M kw/h) 1,100 17,500 61,300 Đơn vị đầu tư (US$/kw) 1.66 0.72 0.10
Nhiên liệu sinh học, sợi, hoá chất và nhiệt
Tuy nhiên cũng có một vài điểm khó khăn khi sử dụng sinh khối làm nhiên liệu:
(1) So với nhiên liệu hoá thạch thì mật độ năng lượng/đơn vị sinh khối là thấp
(2) Khó sử dụng, đặc biệt là nguồn từ thực phẩm
(3) Quá trình chuyển đổi năng lượng phức tạp
2.3.3 Công nghệ chuyển đổi năng lượng sinh khối
Sơ đồ 2.5: Hệ thống vận hành sinh khối: Các giai đoạn tạo năng lượng (thực tế áp dụng và thử nghiệm)
Có 3 công nghệ chuyển đổi chính dựa trên các phương pháp: đốt trực tiếp, chuyển đổi nhiệt hoá học và chuyển đổi sinh hoá Phương pháp khác lấy nhiên liệu từ đá thải (RDF), đốt thành than và diesel sinh học để tạo nhiệt và phát điện
Sơ đồ 2.5 Công nghệ chuyển đổi năng lượng sinh khối
2.4 Hàm lượng nước và năng suất nhiệt của sinh khối
2.4.1 Hàm lượng nước và lựa chọn quá trình trong chuyển đổi sinh khối
Hàm lượng nước trong sinh khối, được chiết xuất từ polymer tự nhiên, có sự biến đổi lớn tùy thuộc vào loại sinh khối Ví dụ, giấy chứa khoảng 20% nước, trong khi chất thải động vật, chất cặn bã lên men rượu và bùn cống có hàm lượng nước lên tới 98-99%.
Hình2.6 Hàm lượng nước và năng suất nhiệt của sinh khối
Sinh khối Đốt trực tiếp
Chuyển đổi nhiệt hoá học
Chuyển đổi nhiệt sinh hoá
Phương pháp khác khí hoá Cracking nhiệt Hoá lỏng trực tiếp
Khí hoá nhiệt độ thấp
Khả năng phân huỷ kỵkhí Nhiệt phân kỵ khí Lên men
(Nhiên liệu) khí Khí nhân tạo Khí nhân tạo
( Cồn Ethanol RDF, cacbon hoá, dầu sinh học
(Rác thải thô và cặn)
Mối quan hệ giữa hàm lượng nước và năng suất nhiệt của sinh khối cho thấy rằng gỗ tươi có hàm lượng nước khoảng 50% Sau khi phơi khô, hàm lượng nước giảm xuống còn khoảng 30%, và ở mức tối đa, lượng nước trong gỗ chỉ còn khoảng 20%.
Hình 2.7 : Lựa chọn quá trình chuyển đổi sinh khối bằng hàm lượng nước
Hình 2.7: Hàm lượng nước trong sinh khối và quá trình chuyển đổi
Để tạo ra hơi và nước nóng, lò hơi sinh khối sẽ thực hiện quá trình đốt cháy trực tiếp Khi cần sản xuất điện, lò hơi sẽ kết hợp với tua bin Đối với việc vận chuyển sinh khối đến các địa điểm xa, nhiên liệu khí hoặc hóa lỏng sẽ là lựa chọn tối ưu hơn Tuy nhiên, sinh khối từ gỗ không phải là lựa chọn phù hợp do tính xốp cao, dẫn đến thể tích lớn.
Sinh khối ướt, bao gồm chất thải động vật, cặn bã rượu và bùn cống, có hàm lượng nước cao và cần được làm khô trước khi sử dụng Nếu vật liệu sinh khối có độ ẩm trên 70%, hiệu quả sinh nhiệt sẽ thấp do ẩn nhiệt nước Hiện nay, quá trình lên men ethanol và khí mê tan đang được phổ biến, trong khi công nghệ áp suất cao, khí hóa nhiệt độ thấp và hóa lỏng trực tiếp vẫn đang trong giai đoạn thử nghiệm.
2.4.2 Năng suất nhiệt của sinh khối
Hình 2.8: Thành phần cấu tạo nguyên tử và hàm lượng tro trong nhiên liệu hoá thạch và vật liệu sinh khối chính
Năng suất nhiệt của vật liệu sinh khối chỉ bằng khoảng một nửa so với vật liệu hóa thạch, nhưng hàm lượng lưu huỳnh trong sinh khối và tro gỗ lại rất thấp Vì vậy, việc sử dụng nguyên liệu sinh khối mang lại lợi ích môi trường lớn hơn.
Sinh khối đã được xử lý sơ bộ
Nhiên liệu khí/lỏng Khí hoá lỏng gián tiếp
Lên men cồn Etanol Hóa lỏng trực tiếp Khí hóa nhiệt độ thấp
Nguyên liệu cấp Dạng năng lượng
Nhiên liệu (khí) Tubin phát điện
Nước nóng Lò hơi sinh khối
Hình 2.8: So sánh thành phần cấu tạo nguyên tử nhiên liệu hoá thạch và sinh khối
Thành phần cấu tạo nguyên tử quyết định năng suất nhiệt của nguyên liệu sinh khối
Hình 2.9 và 2.10: Năng suất nhiệt của nhiên liệu sinh khối và chất thải nhiên liệu hoá thạch
Hình 2.9 Giá trị nhiệt của nhiên liệu sinh khối
5 D A Tillman: Wood as an Energy Resource, p 73, Academic Press (1978)
Gi á tr ị nhi ệ t (kcal/kg)
Hình 2.10 Năng suất nhiệt của nhiên liệu hoá thạch và chất thải dẻo
2.4.3 Quá trình đốt cháy của nguyên liệu sinh khối bằng gỗ
Năng lượng sinh khối
2.3.1 Khái niệm về sinh khối
Sinh khối là vật liệu hữu cơ tái tạo có nguồn gốc từ sinh vật, không bao gồm nguyên liệu hóa thạch Trong sản xuất năng lượng và công nghiệp, sinh khối đề cập đến nguyên liệu từ sinh vật sống có thể sử dụng làm nhiên liệu hoặc cho sản xuất Thường thì, sinh khối bao gồm phần chất của cây trưởng thành, được sử dụng như nhiên liệu sinh học, cũng như phần chất thực vật và động vật dùng để sản xuất sợi, hóa chất hoặc tạo nhiệt Không giống như than đá hay dầu mỏ, sinh khối không phải là vật liệu hữu cơ hình thành qua quá trình địa chất Đánh giá sinh khối thường dựa trên thông số cân nặng khô.
Hình 2.4: Khái niệm sinh khối
Trong thời kỳ đầu, sinh khối là nguồn năng lượng chủ yếu cho con người cho đến thế kỷ 19 Đến thế kỷ 20, năng lượng sinh khối dần được thay thế bởi dầu mỏ và than đá, tiếp theo là khí đốt và năng lượng hạt nhân.
Năng lượng sinh khối đang thu hút sự chú ý hiện nay nhờ vào khả năng tái tạo và lưu trữ từ nhiều nguồn tài nguyên sẵn có, bao gồm thực vật và động vật Nó có khả năng thay thế dầu, góp phần vào việc phát triển bền vững và giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường.
Bảng 2.2: Phân loại và các dạng sinh khối
Phân loại dạng sinh khối bao gồm các nguồn từ mùa màng như thức ăn nuôi động vật và cây tinh bột, sinh khối chưa sử dụng như rơm, vỏ trấu, gỗ vụn và chất thải từ gỗ Bên cạnh đó, chất thải sinh khối còn bao gồm chất thải từ giấy, phân động vật, chất thải thực phẩm, chất thải xây dựng, chất thải lỏng và bùn cống.
2.3.2 Năng lượng sinh khối: lợi ích và khó khăn
Bảng 2.3: Lợi ích kinh tế của năng lượng sinh khối so với nguồn năng lượng tái sinh khác
Bảng 2.3 Năng lượng sinh khối so với các nguồn năng lượng tái sinh khác 4
Năng lượng phát Mặt trời Gió Sinh khối
Tổng đầu tư (triệu US$) 1,830 12,700 6,300
Quy mô nhà máy (kw) 1,000,000 10,000,000 10,000,000
Tỉ lệ hoạt động hàng năm (%) 12 20 70
Công suất điện phát hàng năm (M kw/h) 1,100 17,500 61,300 Đơn vị đầu tư (US$/kw) 1.66 0.72 0.10
Nhiên liệu sinh học, sợi, hoá chất và nhiệt
Tuy nhiên cũng có một vài điểm khó khăn khi sử dụng sinh khối làm nhiên liệu:
(1) So với nhiên liệu hoá thạch thì mật độ năng lượng/đơn vị sinh khối là thấp
(2) Khó sử dụng, đặc biệt là nguồn từ thực phẩm
(3) Quá trình chuyển đổi năng lượng phức tạp
2.3.3 Công nghệ chuyển đổi năng lượng sinh khối
Sơ đồ 2.5: Hệ thống vận hành sinh khối: Các giai đoạn tạo năng lượng (thực tế áp dụng và thử nghiệm)
Có 3 công nghệ chuyển đổi chính dựa trên các phương pháp: đốt trực tiếp, chuyển đổi nhiệt hoá học và chuyển đổi sinh hoá Phương pháp khác lấy nhiên liệu từ đá thải (RDF), đốt thành than và diesel sinh học để tạo nhiệt và phát điện
Sơ đồ 2.5 Công nghệ chuyển đổi năng lượng sinh khối
Hàm lượng nước và năng suất nhiệt của sinh khối
2.4.1 Hàm lượng nước và lựa chọn quá trình trong chuyển đổi sinh khối
Hàm lượng nước trong sinh khối được chiết xuất từ polymer tự nhiên và có sự khác biệt lớn giữa các loại sinh khối khác nhau Chẳng hạn, giấy có hàm lượng nước khoảng 20%, trong khi chất thải động vật, chất cặn bã lên men rượu và bùn cống có thể chứa tới 98-99% nước.
Hình2.6 Hàm lượng nước và năng suất nhiệt của sinh khối
Sinh khối Đốt trực tiếp
Chuyển đổi nhiệt hoá học
Chuyển đổi nhiệt sinh hoá
Phương pháp khác khí hoá Cracking nhiệt Hoá lỏng trực tiếp
Khí hoá nhiệt độ thấp
Khả năng phân huỷ kỵkhí Nhiệt phân kỵ khí Lên men
(Nhiên liệu) khí Khí nhân tạo Khí nhân tạo
( Cồn Ethanol RDF, cacbon hoá, dầu sinh học
(Rác thải thô và cặn)
Hàm lượng nước trong gỗ tươi đạt khoảng 50%, giảm xuống còn 30% khi phơi khô và tối đa chỉ còn 20% Mối quan hệ giữa hàm lượng nước và năng suất nhiệt của sinh khối rất quan trọng trong nghiên cứu và ứng dụng năng lượng sinh học.
Hình 2.7 : Lựa chọn quá trình chuyển đổi sinh khối bằng hàm lượng nước
Hình 2.7: Hàm lượng nước trong sinh khối và quá trình chuyển đổi
Để tạo ra hơi và nước nóng, lò hơi sinh khối đốt cháy trực tiếp, trong khi điện năng được sản xuất thông qua sự kết hợp giữa lò hơi và tua bin Đối với việc vận chuyển sinh khối đến những địa điểm xa, nhiên liệu khí hoặc hóa lỏng là sự lựa chọn tối ưu Ngoài ra, sinh khối từ vật liệu gỗ không phù hợp do tính xốp cao, dẫn đến thể tích lớn.
Sinh khối ướt như chất thải động vật, chất cặn bã lên men rượu và bùn cống có hàm lượng nước cao, do đó cần phải xử lý làm khô trước khi sử dụng Nếu vật liệu sinh khối có hàm lượng nước trên 70%, hiệu quả sinh nhiệt sẽ rất thấp, không nên sử dụng Hiện nay, quá trình lên men ethanol và khí mê tan đang phổ biến, trong khi công nghệ áp suất cao, khí hóa nhiệt độ thấp và hóa lỏng trực tiếp vẫn đang trong giai đoạn thử nghiệm.
2.4.2 Năng suất nhiệt của sinh khối
Hình 2.8: Thành phần cấu tạo nguyên tử và hàm lượng tro trong nhiên liệu hoá thạch và vật liệu sinh khối chính
Năng suất nhiệt của vật liệu sinh khối chỉ bằng một nửa so với vật liệu hóa thạch, nhưng hàm lượng lưu huỳnh trong sinh khối và tro gỗ rất thấp Vì vậy, việc sử dụng nguyên liệu sinh khối mang lại lợi ích môi trường cao hơn.
Sinh khối đã được xử lý sơ bộ
Nhiên liệu khí/lỏng Khí hoá lỏng gián tiếp
Lên men cồn Etanol Hóa lỏng trực tiếp Khí hóa nhiệt độ thấp
Nguyên liệu cấp Dạng năng lượng
Nhiên liệu (khí) Tubin phát điện
Nước nóng Lò hơi sinh khối
Hình 2.8: So sánh thành phần cấu tạo nguyên tử nhiên liệu hoá thạch và sinh khối
Thành phần cấu tạo nguyên tử quyết định năng suất nhiệt của nguyên liệu sinh khối
Hình 2.9 và 2.10: Năng suất nhiệt của nhiên liệu sinh khối và chất thải nhiên liệu hoá thạch
Hình 2.9 Giá trị nhiệt của nhiên liệu sinh khối
5 D A Tillman: Wood as an Energy Resource, p 73, Academic Press (1978)
Gi á tr ị nhi ệ t (kcal/kg)
Hình 2.10 Năng suất nhiệt của nhiên liệu hoá thạch và chất thải dẻo
2.4.3 Quá trình đốt cháy của nguyên liệu sinh khối bằng gỗ
Gỗ là một nguyên liệu sinh khối tiêu biểu, chủ yếu bao gồm cellulose, lignin và hemi-cellulose, chiếm tới 90% thành phần Trong đó, lignin chiếm khoảng 25-30% và cellulose chiếm từ 35-40% Ngoài ra, gỗ còn chứa các thành phần khác như dầu, hợp chất nitơ và khoáng chất.
Bảng 2.4 Thành phần cấu tạo nhiên liệu gỗ
Hàm lượng % Cây lá kim Cây tán lá rộng Cấu thành
Hemi –Xenlulo 25 Dễ phân huỷ
Các bước đốt cháy nhiên liệu rắn giống như vật liệu sinh khối chứa nước như sau :
(1) Bay hơi nước từ bề mặt sinh khối
(2) Bay hơi nước từ bên trong sinh khối
(3) Bay hơi nước của các thành phần bay hơi nhiệt độ thấp
(4) Bay hơi hoà lẫn vào không khí, đốt cháy
(5) Đốt cháy phân huỷ nhanh
(6) Chất dư thừa (cố định carbon) cháy dần dần trên bề mặt
(7) Hoàn thành xong việc đốt cháy
Giá trị nhiệt (kcal/kg), City Gas, LPG, Khí tự nhiên (kcal/Nm3)
Quá trình đốt cháy vật liệu sinh khối bằng gỗ (Hình 2.11) là một quá trình phức tạp, đòi hỏi điều kiện đốt cháy phù hợp với loại nguyên liệu So với nhiên liệu khí và chất lỏng, việc đốt cháy sinh khối thể rắn cần nhiều đầu tư hơn.
Hình 2.11 Quá trình đốt cháy vật liệu gỗ
Các đặc tính khác của sinh khối
2.5.1 Theo mùa vụ (Đặc biệt là cây có hạt)
Nguyên liệu sinh khối như trấu lúa, mía đường, gỗ, cọ dừa và ngô/ngũ cốc được thu hoạch theo mùa vụ tự nhiên, đóng vai trò quan trọng trong hoạt động của lò hơi sinh khối.
Hệ thống thu gom và lưu trữ sinh khối cần được thiết lập giữa các bên cung ứng, bên bán và bên sử dụng Các quốc gia vùng Mê Kông có khí hậu nhiệt đới thuận lợi, cho phép thu hoạch nhiều vụ trong năm.
2.5.2 Đặc tính của năng lượng sinh khối
Hình 2.12: Những hình ảnh về vật liệu sinh khối
Kích cỡ nhiên liệu sinh khối có thể bao gồm mùn cưa, chất thải ngũ cốc và chất thải dầu cọ, trong khi chất thải gỗ và mía đường cần được cắt nhỏ khi cần thiết Do phần lớn nguyên liệu sinh khối có kích thước cồng kềnh, việc lưu trữ và vận chuyển cũng cần được chú trọng.
Phân nhiệt là quá trình thải khí trong đó làm mềm xenlulô và xảy ra phản ứng tỏa nhiệt nhanh, dẫn đến việc tăng giải phóng khí Quá trình này bao gồm đốt cháy bề mặt gỗ, tạo ra khói và hắc ín, đồng thời dừng giải phóng khí khi đốt cháy sinh khói.
400 0 C: Hết khói Giảm mạnh khối lượng gỗ Tạo hắc ín và giải phóng khí Cháy trên bề mặt gỗ Phản ứng toả nhiệt nhanh
Phân hủy Hemi Xenlulô Chuyển sợi của Lignin và hemi-Xenlulô Giải phóng nước bên trong
Vỏ trấu Chất thải ngô/ngũ cốc Chất thải dầu cọ
Mảnh vụn gỗ/bào cưa Chất thải gỗ Cây mía
Hình 2.12 Hình dạng và kích cỡ vật liệu sinh khối
2.5.3 Sơ chế nhiên liệu sinh khối Để khống chế kích thước thể tích tự nhiên của vật liệu sinh khối cần tiến hành một vài quá trình sơ chế
Hình 2.13: Hình dạng của những khúc gỗ và nhiên liệu có nguồn gốc từ phế thải (RDF)
Hình 2.13: Khúc gỗ và Nhiên liệu có nguồn gốc từ phế thải (RDF)
Hình 2.14: Phác hoạ quá trình RDF
RDF có thuận lợi là dễ dàng vận chuyển do thể tích nhỏ và năng suất nhiệt cao nhưng đòi hỏi đầu tư lớn
Hình2.13 Qúa trình tạo RDF
Chú ý: Chi phí sản xuất gỗ khúc, công suất 2,765 tấn gỗ/năm, Đầu tư: 4.217 triệu US$ 6
6 Study Report of Wooden Biomass Resource Utilization, Hokkaido November 2002
Máy phân loại chất dễ cháy Chất dễ cháy
Lò hơi sinh khối
Phân loại lò hơi
3.1.1 Ống nước và ống lửa
Bảng 3.1 Ống nước và ống lửa
Lò hơi được phân loại theo cách sử dụng ống lửa và ống nước
Bảng 3.1 mô tả hình dạng và cơ chế hoạt động của hai loại ống: ống lửa được sử dụng cho lò hơi áp suất thấp, trong khi ống nước thích hợp cho lò hơi áp suất cao.
Lò hơi sử dụng ống lửa và ống nước có hình dạng đặc trưng, với áp suất tối đa đạt 17 kg/cm²G và công suất tối đa lên đến 13 tấn hơi/h.
Phát điện: Áp suất >126kg/cm2 G Ngành công nghiệp lớn/Thiết bị điện công cộng
Hơi nước áp suất thấp/Nước nóng Ngành công nghiệp nhỏ/dân cư và thương mại Ổng lửa Ống nước Không giới hạn áp suất và công suất
Lớn hơn áp suất hạn đinh: Đầu tư lớn Điểm cực đại Đốt cháy khí
Có hai loại ống: Hình thẳng và cong tròn Hình 3.2: Lò hơi ống hình thẳng và cong tròn
Hình 3.2 Lò hơi ống hình thẳng và cong tròn (Dạng ống nước)
Lò hơi hiện nay thường sử dụng ống cong tròn, được ưa chuộng hơn so với ống thẳng, trừ các lò hơi có công suất nhỏ Điều này xuất phát từ những nhược điểm của ống thẳng đã được nêu rõ trong bảng 3.2.
Bảng 3.2 Xu hướng chuyển đổi từ lò hơi ống thẳng sang lò hơi ống cong tròn
Công nghệ hỗ trợ Xử lý nước trước khi đưa vào
Vệ sinh bằng hoá chất Ống Giàn ống làm mát bằng nước Ống cong tròn
Thùng hình ống Thùng ống đơn/ Thùng ống đôi Ưu điểm Dễ dàng vệ sinh, kiểm tra
Dễ dàng thay thế các ống Ống thẳng
Nhược điểm Không linh hoạt trong việc tăng nhiệt độ lò
Lắp đặt phức tạp, khó khăn Lắp đặt ống nước vào thành lò theo vị trí xiên Không thích hợp với áp suất cao Ống cong tròn Ống thẳng
Bộ phận làm nóng siêu tốc
Thùng chứa nước Vòi đốt
Bộ phận đánh lửa Ổng Bễ
Két nước Vòi đốt Ống nước
Bộ phận bốc hơi nước
3.1.4 Bảng tóm tắt phân loại lò hơi
Dựa trên cách thức phân loại, bảng 3.3 nêu rõ các đặc tính của mỗi loại lò hơi, giúp doanh nghiệp dễ dàng lựa chọn loại lò phù hợp Đặc biệt, lò hơi áp suất thấp và vừa được ưa chuộng bởi các doanh nghiệp vừa và nhỏ thuộc các nước vùng Mekong.
Bảng 3.3 Đặc tính của mỗi loại lò hơi Ống dọc Cấu trúc đơn giản Áp suất thấp Ống ngang Đường kính ống nhỏ
Lò xilanh Lò hơi hộp (đầu máy)
Lò hơi loại nhỏ Hơi nước tạo ra: 10t/h Áp suất:
