Nghiên cứu sử dụng hệ thống lọc khí biogas phục vụ cho động cơ chạy kéo máy phát điện

Báo Cáo Thực Tập Tốt Nghiệp GVHD: Trần Thanh Hải Tùng

SVTH: Lê Hoàng Thảo_07C4A Page 1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ GIAO THÔNG
===============




BÁO CÁO
THỰC TẬP TỐT NGHIỆP

Đề tài thực tập

Nghiên cứu sử dụng hệ thống lọc khí biogas phục vụ cho
động cơ chạy kéo máy phát điện


Cơ sở thực tập

Trung tâm nghiên cứu và ứng dụng năng lượng thay thế




Họ và tên sinh viên : Lê Hoàng Thảo
Lớp : 07C4A
Giáo viên hướng dẫn : Trần Thanh Hải Tùng

Đà Nẵng 2011

Báo Cáo Thực Tập Tốt Nghiệp GVHD: Trần Thanh Hải Tùng

SVTH: Lê Hoàng Thảo_07C4A Page 2

TT NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
NĂNG LƯỢNG THAY THẾ Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc
-----

------

NHẬN XÉT SINH VIÊN THỰC TẬP TỐT NGHIỆP

Họ tên sinh viên: Lê Hoàng Thảo
Lớp: 07C4A
Đề tài thực tập: Nghiên cứu sử dụng hệ thống lọc khí biogas phục vụ cho động cơ
chạy kéo máy phát điện
Cán bộ kỹ thuật hướng dẫn : Th.S. Lê Minh Tiến
Th.S. Lê Xuân Thạch
Ks. Võ Anh Vũ
Ks. Võ Đình Long

NHẬN XÉT

1. Về ý thức tổ chức kỷ luật:

2. Thời gian:


3. Thái độ làm việc:

4. Về chất lượng công việc được giao:


5. Đã trả hết tài liệu mượn hay chưa:

Báo Cáo Thực Tập Tốt Nghiệp GVHD: Trần Thanh Hải Tùng

SVTH: Lê Hoàng Thảo_07C4A Page 3

6. Đánh giá chung:





Đà nẵng, ngày…..tháng….năm 2011

Báo Cáo Thực Tập Tốt Nghiệp GVHD: Trần Thanh Hải Tùng

SVTH: Lê Hoàng Thảo_07C4A Page 4


Mục Lục

BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP ......................................................................... 1
GIỚI THIỆU VỀ CƠ SỞ THỰC TẬP ........................................................................... 5
HỆ THỐNG LỌC KHÍ BIOGAS .................................................................................. 8

1. GIỚI THIỆU .............................................................................................................. 8
2. HỆ THỐNG LỌC BIOGAS....................................................................................... 9
2.1 Lọc khí H
2
S .......................................................................................................... 9
2.2 Lọc tách khí CO
2
................................................................................................ 13
3. KẾT LUẬN ............................................................................................................. 18
MỘT SỐ ĐỊA ĐIỂM ĐÃ ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ CHẠY ĐỘNG CƠ BẰNG
KHÍ BIOGAS ĐỂ KÉO MÁY PHÁT ĐIỆN ............................................................... 19

TÀI LIỆU THAM KHẢO……………………………………………………………24
Báo Cáo Thực Tập Tốt Nghiệp GVHD: Trần Thanh Hải Tùng

SVTH: Lê Hoàng Thảo_07C4A Page 5


Phần 1
GIỚI THIỆU VỀ CƠ SỞ THỰC TẬP


Trung tâm nghiên cứu và ứng dụng năng lượng thay thế
Center For Alternative Energy Reseach And Application
Add: 54 Nguyễn Lương Bằng- Tp. Đà Nẵng
Cơ cấu tổ chức:
GĐ: PGS.TS Trần Thanh Hải Tùng
PGĐ: TS. Phan Minh Đức
Cùng các nhân viên phụ trách về kỹ thuật khác.
TT nghiên cứu và ứng dụng năng lượng thay thế được thành lập với nhiệm vụ chính là

nghiên cứu và đưa vào sử dụng các thiết bị giúp động cơ chạy bằng nguồn năng lượng
mới, đặc biệt ở đây là tận dụng nguồn khí biogas để chạy động cơ và kéo máy phát
điện. Sản phẩm đặc trưng nhất của trung tâm là các bộ phụ kiện Gatec, nhiệm vụ của
nó là chuyển đổi động cơ từ chạy bằng xăng, dầu sang chạy bằng khí biogas hoặc
lưỡng nhiên liệu.
Báo Cáo Thực Tập Tốt Nghiệp GVHD: Trần Thanh Hải Tùng

SVTH: Lê Hoàng Thảo_07C4A Page 6

Trung tâm đã nghiên cứu phát triển các bộ phụ kiện vạn năng GATEC-20 và GATEC-
21 để bổ sung thêm chức năng sử dụng nhiên liệu biogas cho động cơ tĩnh tại. Các bộ
phụ kiện này được lắp thêm vào động cơ, nguyên lý và kết cấu của động cơ nguyên
thuỷ không thay đổi, nhờ vậy động cơ có thể sử dụng lại xăng, dầu khi cần thiết như
trước khi cải tạo. Có thể gọi các động cơ sau khi cải tạo là động cơ hai nhiên liệu
biogas/diesel, biogas/xăng.
Các sản phẩm ở đây đều được nhà nước cấp bằng sáng chế độc quyền, tác giả là
GS.TSKH Bùi Văn Ga. Nhiệm vụ của trung tâm là tiếp tục nghiên cứu và ứng dụng
tất cả các sản phẩm để giúp người dân tiết kiệm tiền chi phí trong lao động sản xuất.
Bằng độc quyền sáng chế của GS.TSKH Bùi Văn Ga.

Báo Cáo Thực Tập Tốt Nghiệp GVHD: Trần Thanh Hải Tùng

SVTH: Lê Hoàng Thảo_07C4A Page 7

Báo Cáo Thực Tập Tốt Nghiệp GVHD: Trần Thanh Hải Tùng

SVTH: Lê Hoàng Thảo_07C4A Page 8

Phần 2
HỆ THỐNG LỌC KHÍ BIOGAS

1. GIỚI THIỆU
Trong những năm gần đây, người dân ở nông thôn nước ta đã bắt đầu quen dần
với việc sử dụng biogas làm chất đốt. Các hầm biogas này một mặt, cung cấp chất đốt
cho người dân và mặt khác, giúp người dân xử lý các chất thải từ chăn nuôi và các
hoạt động sản xuất khác, góp phần bảo vệ tài nguyên và môi trường. Tuy nhiên việc
sử dụng biogas để đun nấu chỉ mới đáp ứng được một phần tiện ích vì người dân cần
nhiều năng lượng hơn để chạy các máy công tác phục vụ sản xuất. Vì vậy việc sử
dụng biogas để chạy động cơ đốt trong cỡ nhỏ sẽ góp phần đáng kể vào việc cải thiện
đời sống của người dân ở nông thôn.
Biogas chứa phần lớn methane (50-75%), ngoài ra còn có CO
2
(25-50%), H
2

(0-1%), H
2
O (0-1%) và H
2
S (0-3%). Trong các thành phần trên, H
2
S dù chỉ chiếm một
tỉ lệ rất nhỏ, nhưng là khí có hại nhất. Khi sử dụng để nấu bếp, H
2
S gây ăn mòn các
ống dẫn, bếp nấu, và làm cho biogas có mùi hôi khó chịu. H
2
S khi cháy tạo thành SO
2

cũng là khí độc hại đối với sức khỏe con người. Khi sử dụng cho động cơ, H
2
S gây ăn
mòn các chi tiết của đường ống nạp-thải và buồng cháy, làm giảm tuổi thọ của động
cơ. Khí CO
2
tuy không gây ăn mòn như H
2
S, nhưng sự hiện diện của nó với hàm
lượng lớn làm giảm nhiệt trị của nhiên liệu. Thành phần hơi nước cũng gây ảnh hưởng
tương tự như CO
2
.
Việc nghiên cứu và xử lý triệt để các khí độc như CO2 và H2S có ý nghĩa rất quan
trọng, nó làm giảm hư hỏng và tang tuổi thọ cho máy móc, giảm thiệt hại kinh tế cho
người sử dụng.
Báo Cáo Thực Tập Tốt Nghiệp GVHD: Trần Thanh Hải Tùng

SVTH: Lê Hoàng Thảo_07C4A Page 9

2. HỆ THỐNG LỌC BIOGAS
BIOGAS TÆÌ HÁÖM
NÆÅÏC
V-01
V-02
V-03
V-04
V-05
V-06
5

BIOGAS SAÛCH
6
7
8
4
3
2
1
9

Sơ đồ chung của hệ thống lọc khí biogas
1. bình ổn định áp suất 5. bình điều áp
2. thiết bị hấp thụ H
2
S 6. Bình chứa nước
3. thiết bị dự phòng hấp thụ H2S 7. Bình chứa nước
4. thiết bị hấp phụ CO2 8. Bơm nước
9. nước
2.1 Lọc khí H
2
S
2.1.1 Các phương án lọc khí H
2
S
Tách H
2
S: có thể làm sạch H
2
S bằng cả phương pháp vật lý và hoá học. Phương pháp
hoá học bao gồm phương pháp khô và phương pháp ướt.

+ Trong phương pháp khô người ta làm sạch khí H
2
S bằng chất rắn chứa Fe
2
O
3
.xH
2
O,
một ít CaO và mạt cưa. Bản chất của quá trình là khí H
2
S tác dụng với Fe
2
O3.xH
2
O
tạo thành Fe
2
S
3
. Chất này được tái sinh bằng không khí hoặc ôxi. Phản ứng xảy ra như
sau:
Quá trình hấp thụ H
2
S:
Fe
2
O
3
.xH

2
O + H
2
S = Fe
2
S
3
.xH
2
O + H
2
O
Quá trình tái sinh chất hấp phụ:
Fe
2
S
3
.xH
2
O + 3/2 O
2
= Fe
2
O
3
.xH
2
O + 3S
Hay tổng quát: