Quy trình xử lý chất thải kèm tạo nhiên liệu sinh học Nêu ý nghĩa, nhận xét, quan điểm. pdf

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÌNH DƯƠNG
KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC

GVHD: Th.S Tr  ng Th Di u
Hi n
Bình Dương, tháng 6/2010

SVTH: Vũ Minh Dương 0707057
Nguyễn Thị Hạnh Phúc 0707432
?
Việc đầu tư nghiên cứu và ứng dụng phát triển
công nghệ sản xuất tạo viên ở nước ta đang mở ra
hướng sử dụng năng lượng mới từ biomass trong
các hệ thống cháy cũng tốt như các nguồn năng
lượng khí, hơi nước,nhiệt khác, mang lại lợi ích
môi trường và đảm bảo an ninh năng lượng cho
các quá trình phát triển kinh tế bền vững.
Hiện nay trên thế giới đã nghiên cứu và ứng
dụng phát triển công nghệ sản xuất viên
nhiên liệu và đã tìm được thị trường thương
mại rộng lớn.
Sử dụng viên nhiên liệu từ Biomass vừa tận
dụng lượng phế thải từ Nông Nghiệp, giảm
chi phí vận chuyển và lưu trữ, có thể sử
dụng làm chất đốt cho nhiều loại lò công
suất vừa và nhỏ, vừa cắt giảm năng lượng
hoá thạch, tiết kiệm chi phí sản xuất, nhiệt trị
cao, tăng chất lượng quá trình cháy, giảm
lượng khí thải gây hiệu ứng nhà kính.

Phụ phẩm thừa từ Nông nghiệp bao
gồm:
vỏ trấu (100 triệu tấn)
mùn cưa(250 triệu tấn)
vỏ lạc (4,5 triệu tấn)
vỏ hạt điều, bã mía, gỗ vụn(400 triệu
tấn)

Canada 690.000 (tấn)

Thụy Điển 1.400.000 (tấn)

Italia 550.000 (tấn)

Đức 400.000 (tấn)

Mỹ 650.000 (tấn)

Đan Mạch 400.000 (tấn)
Phụ phẩm Tổng cả nước >11 triệu tấn
Trấu Tổng 6,8 triệu tấn
ĐB sông Cửu Long 3,7 triệu tấn
ĐB Bắc Trung Bộ 0,76 triệu tấn
DH Nam Trung Bộ 0,68 triệu tấn
Mùn cưa Tổng 5,8 triệu tấn
Miền Trung 1,15 triệu tấn
Tây Nguyên 2,5 triệu tấn
Tây Bắc 0,06triệu tấn
Cà phê Tây Nguyên 0,5 triệu tấn

Khoảng 10% phụ phẩm này được sử
dụng làm chất đốt tại chỗ như ở lò
gạch, làm nấu nướng hộ gia đình
nông thôn,5% làm nhiên liệu công
nghiệp (trấu, bã mía) để sản xuất nhiệt
cục bộ trong lò hơi,hệ thống sấy,3%
làm thức ăn gia súc, làm hương liệu,
phân bón cho đất…Hơn 80% còn lại là
thải ra môi trường, đổ xuống kênh,
sông, hoặc đốt trụi hoàn toàn.
T i  B ng SCL vi c   t tr u   l y nguyên li u s n
xu t  i n    c m t s t nh thành nh C n Th , An
Giang tính   n vì s n xu t 1KW  i n c n 2kg tr u,
ho c s d ng thay d u FO ti t ki m chi phí 3 l n,trong
khi  ó giá nhiên li u tr u, mùn c a c c r kho ng
100-300  /kg so v i than  á là 2.400  /kg. Công su t
phát nhi t t  ng    ng c a m t s nhiên li u biomass
so v i than, các giá tr ch ra   sinh ra 1kWh nhi t
thì c n bao nhiêu kg nhiên li u    c tính toán  b ng
3.2.
Bảng 3.2
Công suất nhiệt phát ra tương
đương
Trấu 3,78 kg/kWh
Bã mía 2,08 kg/kWh
Vỏ hạt điều 4,25 kg/kWh
Mùn cưa 4,04 kg/kWh
Rơm 3,56 kg/kWh
Than cám 6,61 kg/kWh


Lượng nhiệt sinh ra đủ lớn để sử dụng
cho mục đích phát nhiệt điện liên tục.

Có thành phần cháy như năng lượng
truyền thống.

Có thể xác định các thiết bị kỹ thuật để
tận dụng nhiệt của nó.

Viên nhiên liệu được tạo từ phụ phẩm là
viên hình trụ đường kính 6- 8mm,dài
không quá 38mm,độ ẩm cao hơn 2 lần,
nhiệt trị thấp hơn 1,2 lần với các đặc điểm
sau:
+Khối lượng riêng tăng 5-10 lần, giảm chi
phí vận chuyển lưu trữ.
+Tăng chất lượng quy trình cháy do độ ẩm
thấp.
+Giảm lượng CO2,SO2, giảm hiệu ứng nhà
kính lượng chất thải trung bình 1,2g so với
tiêu chuẩn Mĩ là 7,5g/h.
Nhiên liệu Tiết kiện CO2
Điện 3323 lbs
Dầu 943 lbs
Khí Gas 549 lbs
Viên NL 8872 lbs
Lượng CO2 ết kiệm

Áp suất quá trình nén từ 30- 150 Mpa, p

suất cao sẽ giải phóng lượng
Lignin(chiếm khoảng 15% khối lượng vật
liệu) liên kết các thành phần tế bào.

Nếu không đạt được áp suất thì có thể
thêm chất phụ gia, tuỳ loại sinh khối sử
dụng làm viên nhiên liệu.Phụ gia có thể
là hợp chất hữu cơ rẻ tiền như bột…

Tuỳ thuộc thành phần vật liệu, kích
thước, độ ẩm,quy trình tạo viên mà áp
suất khác nhau.

Mật độ viên nhiên liệu bị ảnh hưởng bởi
kích thước đầu vào, nguyên vật liệu càng
mịn, mật độ càng dày từ 700- 1200 kg/m
3
.

Đường kính của nguyên vật liệu <1mm thì
quá trình tạo viên tiết kiệm năng lượng
đến 3 lần.
Phương pháp sản xuất viên nhiên liệu
đã được tiêu chuẩn hóa và xây dựng
thành hệ thống hoàn chỉnh.
Các quá trình và thiết bị chính để tạo
viên trong bảng sau:
Các quá trình và đặc điểm
Quá trình Mục đích Sản phẩm Thiết bị Ghi chú
Sấy

Giảm ẩm,
tăng nhiệt
Vật liệu có độ
ẩm<15%
Nhiệt độ>70
0
C
Lò hơi, t.bị
sấythùng
quay,xiclon,
quạt,đường
ống gió
Lò hơi
đốt
bằng nhiên
liệu
biomass
Nghiền
Giảm kích
thước vật
liệu
Vậy liệu
đường kính
<1mm,
d*r <3*3mm
Thùg
nghiền,
quạt,
đường ống
gió,xyclo

lọc bụi
Giảm năng
lượng cho
quá trình
nén 3 lần
Quá
trình
Mục đích Sản phẩm Thiết bị Ghi chú
Nén
Tạo viên
nhiên liệu
Viên nhiên liệu
có đường kính
từ 6-
8mm,chiều
dài<38mm
Máy tạo viên,
t.bị gầu tải,
thùng chứa
n.liệu,cấp dầu
tự động
Qyết
định chất
lượng
viên
nhiên
liệu
Làm
mát
Giảm ẩm,

sản phẩm
cuối cùng
có chất
lượng tốt
Viên nlcó độ ẩm
từ 10- 12 %
thiết bị tháp
làmmát,xiclo
n khử bụi
máy sàng lọc
sản phẩm
có hình
thức đẹp
thời gian
lưu trữ
dài
Các quá trình và đặc điểm
Quá trình nén tạo viên yêu cầu sức ép
rất lớn, lực tác dụng cần thắng được
lực đàn hồi của vật liệu, sau đó dưới tác
dụng của sức ép và nhiệt nén tạo viên.
Đây là giai đoạn khó nhất quyết định
chất lượng viên nhiên liệu.
Dưới đây là một số phương pháp nén:
PP nén bằng pi"on cơ khí

Áp suất của quá trình: 110 – 140 MPa

Mô hình:


Thực tế:
PP nén bằng pi"on thủy lực

Áp suất của quá trình: >30MPa

Thực tế:
PP nén bằng trục vít

Áp suất của quá trình: 60 – 100 MPa

Mô hình:

Thực tế:
PP nén bằng rulô

Áp suất của quá trình:206 – 448 MPa

Mô hình:

Thực tế:

Chu trình sản xuất
Lợi ích của viên nhiên liệu
(wood pellet)

Lợi ích lớn nhất của nhiên liệu sinh học
là chi phí của nó chỉ chiếm khoảng từ 25
– 50% so với nhiên liệu hóa thạch và giá
cả ổn định.


nhiên liệu sinh học làm giảm các vấn đề
môi trường toàn cầu như mưa axit,
hiệu ứng nhà kính.