Đồ án khoa cơ điện, điện tử, đại học lạc hồng (6)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC LẠC HỒNG
KHOA CƠ ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ QUY TRÌNH SỬ LÝ RÁC HỮU CƠ Ủ BIOGAS DÙNG ĐỂ PHÁT ĐIỆN CHO HỘ GIA ĐÌNH

Giảng viên hướng dẫn:

T.S Hoàng Ngọc Tân

Sinh viên thực hiện:

1. Lê Trương Minh Tường
2. Trần Quốc Đức Thắng
3. Đàm Anh Tuấn

Lớp:

18OT113

Khóa:

K18
Biên Hòa, ngày 12 tháng 6 năm 2022


MỞ ĐẦU


TỔNG QUAN VỀ BIOGAS

MỤC TIÊU VÀ Ý NGHĨA

NỘI DUNG BÁO

QUY TRÌNH SỬ LÝ RÁC THẢI

CÁO
CHUYỂN ĐỔI ĐỘNG CƠ GX200 CHẠY BẰNG
BIOGAS

KẾT QUẢ


TỔNG QUAN

Khí biogas hay cịn gọi là khí sinh học. Thành phần chính của loại khí này là hỗn hợp khí methane (CH4 – 50.60%), CO2 (>30%) và
một số chất khác phát sinh từ sự phân hủy hợp chất hữu cơ như hơi nước, O2, N2, H2S, CO.


Nguồn nguyên liệu ban đầu
•

Các chất hữu cơ (cây cối, rơm rạ, xác sinh vật, các chất thải từ quá trình chế biến thực phẩm...), các chất thải từ quá trình chăn ni...


MỤC TIÊU ĐỀ TÀI

•

Nghiên cứu triển khai mơ hình xử lý rác
thải hữu cơ bằng hệ thống biogas và sử

dụng động cơ chạy bằng biogas để sản
xuất điện nhằm xử lý rác thải, góp phần
giải quyết tình trạng ơ nhiễm môi
trường do rác thải gây ra và giảm tải,
sức chứa cho bãi rác.

•

Sử dụng rác hữu cơ đem xử lý bằng cơng nghệ ủ Biogas để
thu khí biogas và sử dụng động cơ chạy bằng khí Biogas để
kéo máy phát điện phục vụ cho nhu cầu sử dụng điện của hộ
gia đình, nhằm tránh lãng phí từ nguồn rác thải, đem lại hiệu
quả kinh tế thiết thực.


Ý nghĩa khoa học của đề tài

- Tiết kiệm được đất chơn lấp vì phần lớn rác đã được tái chế: rác hữu cơ được tái chế thành phân compost, rác vơ cơ thì tùy loại ( túi nilong, mảnh
nhựa….tái chế thành nhựa, giấy vụn được tái chế thành giấy mới….)
- Thu được một khoản tiền không nhỏ từ việc bán các sản phẩm tái chế.
- Sử dụng rác hữu cơ đem xử lý có thể thu khí biogas để chạy máy phát điện.
- Tiết kiệm được tài nguyên thiên nhiên, bảo vệ mơi trường.
- Góp phần vào việc nâng cao nhận thức bảo vệ môi trường trong cộng đồng thơng qua phân loại rác tại nguồn và góp phần giảm tải cho bãi rác
trong thành phố.


QUY TRÌNH SỬ LÝ RÁC THẢI
Quy trình cơng nghệ xử lý rác thải hữu cơ bằng hầm biogas

Rác thải hữu cơ

 

Hầm chứa

Hệ thống xử lý khí

 

biogas

Hầm Biogas

Máy nghiền

Nước thải đưa về lại bãi
rác rác

Thắp sáng.

 

Động cơ

Phát điện

Chạy máy nghiền
Bơm nước….

Nguyên lý hoạt động


Các mẫu hầm đang được sử dụng ở nước ta hiện nay

ầm ủ biogas trên thể tích 15m3, với thể tích loại hầm
trên các hộ gia đình ni từ 10 - 15 con lợn cỡ
40-50 kg là có thể cho lượng khí dùng đủ trong
sinh hoạt của một gia đình 5 người.


Hầm biogas loại nắp di động

Hầm loại này được phát triển mạnh ở Ấn Độ nó có bể hình trụ độ cao
hầm so với đường kính hầm có tỉ lệ trong phạm vi 2.5-4.1:1,
được xây dựng bằng gạch, betong, lưới thép. Nguyên liệu đầu
vào chủ yếu là các loại phân cung cấp bán liên tục và được lấy bã
thải ra làm phân bón qua một ống tháo với lượng bằng lượng
nguyên liệu đưa vào hầm.


Kiểu túi khí
Hầm kiểu này bao gồm một ống trụ bằng chất dẻo tổng hợp
hoặc bằng một túi chất dẻo mềm là phụ phẩm của các
nhà máy sản xuất nhôm kèo theo túi chất dẻo này lắp
thêm các ống nạp, lắp một ống lấy khí từ túi ra ngồi
ống nạp nhiên liệu được đặt sao cho áp lực trong túi
duy trì thấp hơn 40cm áp lực nước khí sinh ra tập
trung trong túi dưới dạng một màng chất dẻo có dãn
tốt theo áp suất lớn hay nhỏ.

Thiết kế cho hộ gia đình
Để ước tính xây dựng được quy mơ hình hầm biogas cho hộ gia đình vừa và nhỏ thì cần thơng số và các ngun liệu được đưa vào sản suất khí:
Đặc tính và sản lượng của một số nguyên liệu


Để thiết kế cụ thể mơ hình biogas cho hộ gia đình 5người dùng thì ta sẽ cần một vài thơng số sau: Theo như
nghiên cứu tính tốn của các chun gia về khí sinh học thì chúng ta cần khoảng 0.34-0.42m3 khí sinh học cho
mỗi người trong một ngày như vậy nếu gia đình 5 người thì ta cần khoảng 1.7-2.1 m3 khí sinh học trong một
ngày. Như vậy với nhu cầu khí trên thì mỗi hộ gia đình có ni một lượng gia súc gia cầm nào đó phải đáp ứng
đủ số lượng và lượng phân đầy đủ thải ra hàng ngày.


Dựa vào nhu cầu lượng khí như trên và lượng thải ra hàng ngày ta có thể ước tính kích thước của hầm biogas của hộ gia đình 5 người thì ta cần xây một hầm biogas với kích thước khoảng 3-5 m3 là đủ
ở đây ta sẽ xây hầm 4.5 m3 vói hầm như vậy ta cần kích thước hầm là:
Dài 2m
Rộng 1.5m
Cao 1.5m
Với kích thước hầm như vậy thì có thể tính tốn được lượng vật liệu để xây dựng là:


CHUYỂN ĐỔI ĐỘNG CƠ GX200 CHẠY BẰNG BIOGAS

Kiểu máy 4 thì, 1xilanh, nghiêng 25o , nằm ngang
Dung tích xilanh 196cc
Đường kính x hành trình piston 68 x 45 mm
Tỉ số nén 8.5 : 1
Công suất thực 4.1 kW (5.5 mã lực) / 3,600 v/p
Mô men soắn cực đại 12.4 N.m 2,500 v/p

Mức tiêu hao nhiên liệu: 1.7 lít/ giờ
Hệ thống làm mát: Bằng gió cưỡng bức
Hệ thống đánh lửa: Bán dẫn IC
Loại bugi sử dụng: BP6ES (NGK)/W20EP-U(DENSO), BPR6ES (NGK)/ W20EPR-U (DENSO)
Kiểu bình xăng con: Cánh bướm, Giclơ thơng thường
Kiểu lọc gió: Lọc khơ, lọc dầu
Kiểu điều tốc: Kiểu cơ khí
Hệ thống bơi trơn: Tát nhớt cưỡng bức
Dung tích nhớt bơi trơn: 0.6 lít
Hệ thống khởi động: Bằng tay
Kiểu cơng tắc dừng máy: Kiểu ngắt mạch
Loại nhiên liệu: Xăng khơng chì có chỉ số octan 92 trở lên


BỘ CHUYỂN ĐỔI

Van điều áp

Van cơng suất

Bộ chế hịa khí


KẾT QUẢ


Kết Luận
- Rác thải hữu cơ là nguồn gây ô nhiễm lớn tại bãi rác nên cần phải có giải pháp thích hợp để giải quyết tính trạng ơ nhiễm này. Và biện pháp xử lý rác thải hữu cơ hiệu quả nhất là công
nghệ hầm biogas và đặc biệt là sử dụng biogas để chạy động cơ phát điện. Để áp dụng được cơng nghệ này cần phải có nhiều biện pháp đồng bộ: phân loại rác, giáo dục môi trường,
công nghệ xử lý rác thải hữu cơ, công nghệ hầm biogas, triển khai thí điểm mơ hình, xử lý khí biogas (lọc tạp chất), lựa chọn động cơ thích hợp,...

- Về cơng nghệ xử lý rác hữu cơ tại bãi rác thì cần đầu tư thêm thiết bị, máy móc để nghiền nhỏ rác hữu cơ trước lúc cho rác vào hầm Biogas để hầm chứa được rác hữu cơ nhiều hơn và
thời gian phân hủy rác nhanh hơn.

- Về phần chọn động cơ, sau khi tính tốn, mức tiêu hao nhiên liệu Biogas tương đối cao, công suất động cơ khi sử dụng nhiên liệu Biogas thấp hơn so với khi dùng nhiên liệu Diesel.

- Trong quá trình vận hành nên chú ý về nguyên tắc vận hành và sử dụng nhiên liệu Biogas để tránh trường hợp rị rỉ khí gây lãng phí và ơ nhiễm môi trường.