Sản xuất nhiên liệu sạch

Chương 2: Sản xuất nhiên liệu sạch
Câu 1: các phương pháp sản xuất xăng sạch
Giảm hàm lượng lưu huỳnh.
Lưu huỳnh có trong xăng dưới dạng tự do , H2S hoặc meracptan có trong động cơ gây mài
mòn động cơ. Khi cháy tạo ra Sox là nguyên nhân gây mưa axit độc hại cho con người và ô
nhiễm môi trường. ta càn loại bỏ chúng bằng cách desunfua hóa
Hàm lượng cho phép < 0,1% và càng về sau cỡ vài ppm.
Tuy nhiên loại S bằng H2 nên làm no hóa H-C nên làm giảm trị số octan trong xăng. Vì vậy
chúng ta cần các phương pháp cải thiện chất lượng xăng.
• Áp suất hơi bão hòa.
Nếu P bão hòa thấp sẽ gây khó khởi động động cơ. P bão hòa cao làm cho xăng bay hơi cao.
Vậy nên làm giảm lượng cũng như chất và là nguy cơ gây cháy nổ. ta cần tìm P bh cho phù
hợp
• Giảm hàm lượng CO trong khí thải
CO ảnh hưởng tới khả năng hô hấp của con người. Nguyên nhân là do cháy không hoàn
toàn, nhiên liệu có nhiều H-C thơm và khi cháy thiếu O2. Vậy nên ta cầnchaats chứa oxy vào
để nhiên liệu cháy sach.
• Phụ gia không chì
Chì có trị số octan cao tuy nhiên gây ảnh hưởng tới sức khỏe con người . vậy nên giờ nghiêm
cấm sử dụng chì và thay vào đó là etanol MTBE….
• Giảm hàm lượng benzene
Benzen làm tăng trị số octan nhưng rất độc và là nguyên nhân gây ung thư. Hiện nay thì hàm
lượng benzene chỉ <5%. Nhiều nước còn <1%
• Nâng cao chất lượng công nghệ lọc hóa dầu.
Là biệm pháp giải quyết triệt để vấn đề sản xuất xăng sạch, ta sử dụng xăng alkyl hóa.
Isomer hóa hoặc CCR có trị số octan cao. Nhiệt trị cao và bổ sung chất phụ gia chứa oxy để
nâng cao chất lượng của xăng.
•

Câu 2: Các phương pháp nâng cao chất lượng cháy của điesel
• Pha thêm biodiesel vào xăng tạo ra B5 B10 B20. Biodiesel chưa oxy làm cho nhiên

liệu cháy sạch hơn. Ít tạo cặn và pha vào làm tăng độ nhớt của nhiên liệu, giảm mài
mòn động cơ tuy nhiên nhiệt trị giảm do có mặt của alkyl este , thay đổi công suất
hoạt động của động cơ vậy nên người ta thường pha tỉ lệ 20% .
• Nhũ hóa nhiên liệu: Trộn với 20% nước và phụ gia tạo thành nhũ tương , nhũ hóa
không yêu cầu thay đổi cấu trúc động cơ mà vẫn đảm bảo cháy sạch.

Chương 4: Nhiên liệu nhũ hóa
Câu 1:Bản chất cháy của nhiên liệu nhũ hóa


•

Quá trình cháy của dầu:

Nhiên liệu được phun vào động cơ chia thành các hạt dầu nhỏ, quá trình cháy từ ngoài vào
trong tuy nhiên ko cháy hết và để lại cặn.
Quá trình cháy của nhiên liệu nhũ hóa
Nhiên liệu được phun vào động cơ, chia thành hạt nhỏ. Quá trình cháy trừ ngoài vào, tuy
nhiên bên trong hạt dầu có chứa nước. Tại nhiệt độ cao các hạt nước có tình trạng hóa hơi
nên sẽ nổ hạt dầu. tạo thành các hạt nhỏ hơn nữa. Phân bố rộng hơn tăng khả năng tiếp xúc
với không khí và quá trình cháy tốt hơn, sạch hơn. Tại ra ít cặn các bon hơn rất nhiều.
Phản ứng
CO + H2O > CO2 + H2 + 9,6 kcal
C + H2O . CO + H2
NOx + H2 > N2 + H2O + 9.6 kcal
H2 + ½ O2 > H2O + Q (*)
Ta mất lượng nhiệt cho quá trình hóa hơi của hơi nước, tuy nhiên phản ứng (*) tỏa rất nhiều
nhiệt nên ta có nhiệt cháy tổng so với nhiên liệu khoáng không kém là bao. Vậy nên nước có
vai trò là làm cho quá trình cháy hoàn toàn.
•

Chương 5 : Nhiên liệu biodiesel và biokerosen
Câu 1: Các nguồn nhiên liệu sinh học
• Nguồn nhiên liệu sinh học thế hệ thứ nhất
Liên quán đến lương thực thực phẩm. là nguồn từ ngô khoa sản dầu dừa dầu hoa cải. củ cải
đường. mỡ động vật…đây là thế hệ sinh học phát triển công nghệ sớm nhất nhưng liên quan
đến vấn đề an ninh lương thực toàn cầu nên giờ ít sử dụng
• Nguồi nhiên liệu sinh học thế hệ thứ 2
Từ trấu, rơm rạ rác thải mỡ thải, dầu hạt bông…..
Ưu điểm là ko liên quan đến vấn đề lương thực toàn cầu. Làm giảm thiểu ô nhiễm môi
trường…
Nhược điểm: Phân bố không đồng đều. ko chủ động được. tốn năng lượng cho quá trình sản
xuất.
• Thế hệ thứ 3
Dầu jatropha. Cỏ switch… những loại cây này không ăn được…
Ko ảnh hưởng vấn đề lươg thực. có lượng dầu cao hơn nhiều. dễ canh tác trồng trọt. là nguồn
hướng tới trong tương lai
Câu 2: Cho biết có bao nhiêu phương pháp để sản xuất nhiên liệu biodiesel từ dầu
thực vật. Viết phản ứng và so sánh chất lượng của nhiên liệu thu được từ phương
pháp trao đổi este và cracking hoặc hydrocracking
Có tất cả 4 phương pháp sản xuất nhiên liệu biodiesel từ dầu thực vật
1. Pha trộn dầu thực vật với dầu khoáng: mục đích giảm độ nhớt
2. Nhiệt phân
3. Cracking


Diễn ra ở nhiệt độ 400-500 độ C, xúc tác HZSM5, ZnSO4 hoặc HZSM5-ZnSO4 hoặc xúc
tác dị thể oxit trên chất mang.
- Bản chất quá trình là cắt đứt liên kết C-H, C-OOR, tác CO2 và H2O
- Sản phẩm hầu như không còn oxy, Sản phẩm thân thiện với môi trường và tính

chất tương tự diesel khoáng.
- Tuy nhiên sản phẩm đa dạng hơn, tù phần nhẹ tới phần lỏng đến cặn nặng.để lấy
biodiesel thì khó hơn.
- Có cracking nhiệt, cracking xúc tác và hydrocracking
Cracking xúc tác
Hydrocracking
Ưu: Tạo ra green diesel có trị số xetan cao Ưu: Tốn năng lượng ít hơn. Có mặt của
(80-90) nhiệt trị cao phù hợp với động cơ, H2 nên làm giảm quá trình tọ cốc và
khói thải sạch
làm no hóa h-c nên diesel cps trị số
Green olefin và gasoline có trị số octan xetan cao
cao
Nhược: Tiêu thụ năng lượng lớn. dây
chuyền công nghệ phức tạp, có cốc và làm
giảm hiệu suất của quá trình tạo biodiesle
Pư/; tự viết
Pư:
4. Chuyển hóa este
Phương pháp chuyển hóa este tạo ra biodiesel là lựa chọn tốt hơn
- Quá trình chi phí ko cao. Công nghệ đơn giản
- Alkyl axit béo có tính chất tương tự với nhiên liệu diesel
- Alkyl axit béo có thể cháy được mà không cần thay đổi các chi tiết động cơ, tạo cặn
thấp.
- Độ nhớt thấp hơn so với dầu thực vật ban đầu , gần với diesel khoáng. Có KLPT
1/3 dầu thực vật.
- Tuy nhiên cần tìm tác nhân trao đổi este phù hợp
- Phản ứng

Câu 3: Tác nhân phản ứng trao đổi este hóa
• Methanol : CH3OH có tỷ trọng nhỏ hơn rất nhiều so glyxerin với nên khi tạo ra este

dễ phân tách. Phản ứng trao đổi este là phản ứng thuạn nghịch nên muốn phản ưungs
chiều thuận dư lượng metenol. Tuy nhiên nếu dư quá nhiều thì quá trình phân tách sẽ
khó, tốn năng lượng cho quá trình thu hồi methanol. Thông thường dầu/methanol 6/1
và 9/1
Methanol rẽ dễ kiếm nhưng rất độc hại
Etanol
Etanol không độc hại. hơn nữa có thể sản xuất từ lương thực.
•


Tuy nhiên khả năng tấn công của C2H5O- sẽ kém hơn CH3O- vì vậy nên hiệu suất tạo
biodiesel kém hơn và phân tử lượng cao hơn.
Nếu etanol dư quá nhiều sẽ gây khó khan cho việc tách vì dễ hòa tan với biodiesel và
glyxerin và làm cho tỷ trọng glyxerin giảm xuống. ta nên pha theo tỉ lệ thích hợp
• Các rượu no khác.. Ta thấy rằng khi mạch C của rược càng cao thì lúc đó tốc độ trao
đổi este càng nhỏ. Quá trình phâ tách pha càng kém và lúc đấy số C nhiều lên dẫn đến
phân đoạn khác ko phải diesel
Câu 4: Xúc tác cho quá trình tổng hợp biodiesel và ưu nhược điểm của chúng
• Xúc tác axit:
H2SO4. HCl… là xúc tác đồng thể pha lỏng.
Ưu điểm:
Cho độ chuyển hóa cao
- Dùng cho bất kì loại nguyên liệu nào
Nhược điểm:
- Thời gian phản ứng lâu ăn mòn thiết bị ảnh hưởng tới giá thành cũng như công nghệ
+ Xúc tác axit dị thể: HZSM5, ZrSO4 hoặc lai…
Ưu điểm : bề mặt riêng lớn, độ axit cao, độ dị thể cao..tách lọc dễ, dễ tái sinh. Hạn chế phản
ứng xà phòng hóa
Nhược điểm: độ chuyển hóa thấp
• Xúc tác bazo

+ bazo đồng thể
KOH, NaOH, K2CO3….
Ưu điểm: Độ chuyển hóa cao, thời gian phản ứng ngắn
Nhược: Nếu có mặt của nước sẽ dẫn đến quá trình phân hủy tạo axit béo và phản ứng trung
hòa với bazo. Làm cho quá trình bị dừng lại do đóng rắn.. lọc rửa sản phẩm khó khan, xúc
tác không tái sinh được. cần xử lý môi trường.
+ bazo dị thể
Xúc tac MgO dễ tái sinh. Bằng cách đốt cháy bề mặt tuy nhiên độ chuyển hóa thấp hơn
, Amberlyst 15 hoạt tính xúc tác còn thấp
Na/NaOH/ ᵞ Al2O3 bề mặt ngoài có tính bazo hoặc có thể ngâm tẩm Na2CO3 với gama
Al2O3 để tăng cường độ chuyển hóa.
Ưu điểm: dễ tái sinh , không phản ứng với nguyên liệu, ít mài mòn….
• Xúc tác enzym: tăng hiêu quả quá trình, tách sản phẩm với methanol một cách dễ
dàng, độ chuyển hóa cao thời gian phản ứng ngắn. quá trình tinh chế đơn giản
Nhược điểm là đắt
• Xúc tác dị thể lưỡng chức: MCS có bề mặt riêng lớn ko tạo xà phòng hóa,… tái sử
dụng thời gian phản ứng nhanh. Rẻ
Câu 5: Ưu nhược điểm của biodiesel
Ưu:
- Cho trị số xetan cao là đơn vị đặc trưng cho khả năng cháy vậy nên nhiên liệu xêtan
càng cao thì cháy càng tốt. bình thường khoáng là 51-54 nhựng bio là56-58
- Hàm lượng S thấp: < 0.001% giảm thiểu ô nhiễm môi trường
- Qus trình cháy sạch hơn vì có mặt của oxy trong nhiên liệu


•
-

Khả năng bôi trơn cao nên giảm mài mòn: vì độ nhớt của bio cao hơn so với của bio
so với khoáng.

Tính ổn định: khả năng phân hủy nhanh nên không gây ô nhiễm cho môi trường tuy
nhiên lưu ý tới vấn đề bảo quản.
Khả năng tương thích với mùa đông: phù hợp với nhiệt độ -20 độ
Giảm lượng khí thải độc hại: chứa ít S và H-C thơm
An toàn cháy nổ hơn do hiệt độ chớp cháy cao 110 độ C
Có khả năng nuôi trồng đươoc
Làm nguồn nguyên liệu cho ngành khác do cso lượng glyxerin từ quá trình. Este béo
dùng cho dược phẩm mỹ phẩm….
Nhược điểm:
Giá thành cao
Nguyên liệu có tính thời vụ, phân tán nhỏ lẻ
Gây ô nhiễm mtr: trong việc sản xuất do còn kiềm dư methanol…
Chứa nhiều hơn 5% bio sẽ dẫn đến động cơ dễ bị mài mòn do khả năng oxi hóa của
bio rất cao, gây giãn nở vòng đệm cao su…
Bio háo nước nên tránh tiếp xúc vói nước. khó khan cho quá trình bảo quản

Nhiên lieeuj biokerosen
Biokerosen là nhiên liệu sinh học nhẹ hơn biodiesel, nhiệt độ đông đặc của nó thấp hơn mục
đích sử dụng cho nhiên liệu phản lực.
Sự khác và giống nguồn nglieu biodiesel
Biodiesel
biokerosen
Nhiệt độ sôi cao 250-380
Nhiệt độ sôi nhỏ 160-300
Tỷ trọng lớn ~0.87
Tỷ trọng bé hơn ~0.78-0.84
Độ nhớt cao ~ 2-6 ở 20 độ C
Nhiệt độ đông đặc thấp -47-55
Nhiệt độ đông đặc cao hơn
- Bản chất đều là alkyl este

- Green H-C
- Đều tổng hợp dầu mỡ ĐTV pp este hóa hoặc cracking
Nguồn nguyên liệu giống nhau từ dầu mỡ ĐTV vậy nên để có được biokerosen ta phải dựa
vào các biệm pháp kahcs
-

-

Phương pháp tổng hợp
Phụ gia
Hoặc nguồn nguyên liệu ĐTV khác
Hiện nay người ta sử dụng nguyên liệu có mạch cacbon ngắn như dầu cọ và dầu dừa.
hoặc nhiên liệu có nhiều nối đôi vì biokerosen cần điểm đông đặc thấp và nhẹ.
Ưu điểm sử dụng:
Cháy sạch hơn giảm 80% lượng khí thải độc hại ra môi trường, nhất Cox và Sox,
cháy không tạo muôi tạo cặn ảnh hưởng tới động cơ.
NHược Nhiệt trị thấp hơn kerosene khoangs nên dùng nhiều đẫn tới giảm nhiệt trị
vậy nên ta cần pha theo tỷ lệ thích hợp


-

Nhiệt độ động cơ cao khi cháy mà biokerosen dễ phân hủy do kém bền nhiệt

Chương 6 : Nhiên liệu sinh học xăng etanol.
Câu 2. Phân tích đặc điểm của etanol sinh học, butanol sinh học và ứng dụng của 2
loại này trong sản xuất nhiên liệu sinh học.
Đặc điểm
• Etanol :
- C2H5OH là chất không màu có mùi thơm. Ts ~78 độ. Phân cực nên có tính tan vô

hạn trong nước vậy nên trong môi trường có mặt của nước thì etanol hấp thụ và gây
ăn mòn đường ống cũng như bình chứa. cần thiết bị vẩn chuyện đặc biệt. Nếu pha
vào xăng dễ tách lớp và cần phụ gia chống tách lớp.
- Nhiệt độ đo
- Giới hạn cháy nổ 3.5 -15 %
- Có trị số octan cao 91-99
- Nhiệt trị thấp vậy nên để pha vào xăng làm nhiên liệu cho động cơ thì cần tiêu
chuẩn thích hợp. nếu lớn ta phải thay đổi công suất động cơ.
- Có tính chất hóa học giống của 1 rượu đơn chức và có tính chất riêng như tạo
butadiene loại nước và phản ứng lên men tạo giấm.
- Dễ cháy và bắt lửa
- Tuy nhiên khi ở trong cơ thể con người thì chúng bị phân hủy thành các aldehit
gây nghiện, bệnh về gan về tim…
- Có chứa nhiều oxy nên làm dung môi, đồ uống. chất chống đông. chất khử
trùng….và quan trọng là làm nhiên liệu pha xăng.
- Ứng dụng cho nhiên liệu sinh học: xăng etanol
• Butanol
Butanol hầu như không tan trong nước nên dễ dàng vận chuyển, ko cần phụ gia
chống tách lớp khi pha vào xăng.
- Trị số octan 96
- Khả năng bay hơi thấp cần quan tâm đến bảo quản và an toàn cháy nổ.
- Nhiệt độ sôi 118 độ cao hơn so với etanol và xăng + khả năng bay hơi thấp nên làm
giảm nhiệt độ đóng bang của nhiên liệu, nên nếu trời lạnh ko gặp hiện tượng nhiên
liệu bị đóng bang.
- Pha trộn với xăng bất kì tỉ lệ nào, có thể không pha trộn vẫn có thể sử dụng động cơ
mà ko phải thay thế
- Ứng dụng: làm nhiên liệu thay thế cho xăng. Làm dung môi, phụ gia cho xăng là
chất trung gian đển sản xuất MTBE. ETBE… hoặc nước hoa… nhựa
Câu 2: Các phương pháp sản xuất,
• Phương pháp hydrat hóa etylen

CH2=CH2 + H2O > CH3-CH2-OH
Nhiệt độ 300 độ C. p= 70-80 at chất xúc tác axit photphoric.
Hoặc dùng H2SO4, phản ứng chia ra làm 2 giai đoạn
CH2=CH2 + H2SO4 > CH3-CH2OSO3H
Tiếp tục CH3-CH2OSO3H + H2O > CH3-CH2-OH + H2SO4
-


Etanol công nghiệp không sử dụng làm đồ uống vì có chứa methanol và detatonium độc hại
• Phương pháp lên men
Là chuyển hóa đường trong điều kiện thiếu oxy.
Phản ứng tổng quát là C6H12O6 > 2CH3-CH2-OH + 2CO2
Để sản xuất etanol từ ngũ cốc thì tâ phải chuyển hóa ngũ cốc từ tinh bột thành đường trước
và từ đó lên men yếm khí.
Ta cũng có thể sản xuất etylen từ glucozo hay xenlulozo
Xenlulozo phải thủy phân thành mantozo sau đó mantozo chuyển thành glucozo hoặc
fructozo và lên men rượu
• Quy trình tổng hợp từ lên men ngũ cốc
- Làm sạch: loại bỏ tạp chất
- Ngâm: sử dụng thiết bị không gỉ. mục đích táchd tinh bột từ ngũ cốc bằng axit nhẹ
và vi khuẩn khi ngâm trong nước ấm và thời gian 30-40h
- Tách bằng xyclon: Nghiền thô tách bã, bã có thể sử dụng làm thức ăn cho gia súc.
- Lọc chất xơ được lọc lần nữa
- Hydrocyclon: tách gluten ra khỏi tinh bột bằng lực li tâm và làm thức ăn cho gia
súc. Lúc này tinh bột tinh khiết 99.5% có thể sấy khô đem bán hoặc tinh chế tiếp
- Xử lý tinh bột thành xiro: sử dụng enzyme chuyển hóa tinh bột thành dentrozo, sau
đó lọc ly tâm hoặc trao đổi ion thành xiro đặc.
- Lên men: tiến hành trong thiết bị phản ứng nối tiếp nhau hoặc nhiều bậc. thời gian
48h.
- Phân tách etanol. Người ta dùng chưng cất để tách etanol ra khỏi sản phẩm khác.

Khí cacbonic thu hồi và đem bán. Dinh dưỡng trong nước làm thức ăn cho gia súc
• Quy trình tổng hợp từ biomass
- Tiền xử lý. Xử dụng nồi hơi hoặc công nghệ ép để tách xenlulozo và
hemixenlulozo, lignin
- Thủy phân: thủy phân xenlulozo và hemixenlulozo tạo thành glucozo có thể xử
dụng hóa chất, enzyme hoặc vi sinh vật.
- Lên men: tương tự như glucozo nhưng mà tạo thêm sản phẩm là nước
- Chiết tách: chưng chân không hoặc chiết tách bằng màng
• Quy trình tổng hợp từ ligninxenlulozo
- Tiền xử lý – thủy phân bằng axit hoặc enzyme tạo glucozo – chưng – etnanol
. – xử lý xylozo ( bia)
- chưng – etanol
. – xử lý lignin >
Câu 3: Phương pháp làm khan etanol
Lúc đầu etanol thường nồng độ 96%, để có được etanol hơn 99% ta phải làm khan
•
•

Bằng sử dụng chất hút nước: là clorua axiut khan nhưng bp này kém hiệu quả
Chưng cất phân đoạn: nghĩa là cho thêm cấu tử vào để phá vỡ điểm sôi, cấu tử
thường thêm là benzene. Tuy nhiên benzene có lẫn 1 lượng nhỏ cũng gây đọc hại
nên bp này ít đc sử dụng


Sử dụng phụ gia: ngăn ngừa sự tách lớp . tuy nhiên nước ta với nhiệt độ nóng và
ẩm nên bp này chưa ổn định.
Câu 4: Phương pháp tồn chứa, bảo quản và phân phối xăng etanol
1. Tồn chứa
• Kiểm tra chất lượng của xăng: 1,2 tháng 1 lần xác định tính dẫn điện, thânhf phần
nhiên liệu, tp H-C. P bão hòa…

• Làm sạch bồn chứa: Trong quá trình bảo quản thì bụi bẩn và nước luôn tạo cặn
- Làm sạch quang sử dụng 1 camrea dạng sợi. dụng cụ điều khiển và thiết bị tách
- Bằng dung môi hóa học để tách lớp sau đó bơm các chất lỏng bẩn ra ngoài
- Làm sạch khuấy lọc: lắp đặt thiết bị khuấy và tuần hoàn. Hệ thống lọc tách
• Bể chứa. đường ống
- Bể chứa ngầm sử dụng 2 lớp vỏ bằng thép chất lượng cao, chống ăn mòn
- Bể lộ thiên: nhỏ hơn bể chứa ngầm làm bằng thép ko gỉ
2. Bảo quản
Đường ống làm bằng thép ko gỉ hoặc hợp kim, dùng bơm cánh quạt nhưng lưu ý tới chất liệu
làm cánh. Các loại găng đệm phải làm cao su chất lượng tốt chống trương nở. và trước khi
đưa vào động cơ phải có lưới gạt. Các bồn chứa các xăng etanol phải có chú thích cụ thể cho
từng loại
- Sau 1 thời gian do sự pha trộn giữa nước và etanol do tính tan trong nước của etanol
và hút ẩm của nó. Mà môi trường nước ta luôn có độ ẩm cao. Vậy nên sau 1 thời gian
sẽ làm phân lớp xăng và etanol với nước chính vì vậy mà ta cần phụ gia chống tách
lớp.
- Các phụ gia: enzyme làm nước nặng hơn lắng xuống đáy. Trên là etanol và xăng hòa
tan với nhau. Trong quá trình cháy thì nhiên liệu cháy tỏa nhiệt và làm cho nước bay
hơi nên ko ảnh hưởng tới quá trình cháy.
- Bt 3 tháng là etanol đủ hút nước để phân tách pha
Chương 7: Nhiên liệu sinh khối biomass
Các loại sinh khối
• Nhiên liệu sinh khối từ gỗ và các sản phẩm nông nghiệp
Gỗ hoặc vỏ cây, mùn cưa… chiếm khoảng 65% năng lượng sinh khối. các phế phẩm nhà
máy giấy, cac phế phẩm nông nghiệp như bã mía, vỏ trấu rơm rạ….
• Chất thải rắn: rác..
• Sinh khối sinh học là
Tổng hợp
1. Bẳng pp nhiệt phân: là pp phân hủy hóa học không có mặt của oxi
Có 2 giai đoạn là

- Nhiệt phân sơ cấp: thành phần chính là xenlulozo, hemixenlulozo, lignin ta tiến hành
phản ứng deployme hóa , nhiệt độ 300 độ C. để tạo ra nhiên liệu rắn hình thành than
lỏng khí gồm CO, CO2. CH4 H2O
- Nhiệt phân thứ cấp: xảy ra trong pha khí, các hợp chất dễ bay hơi phân hủy nhiệt và
khí tạo nhiều nhất sẽ là CO và H2. Qt này làm giảm sp lỏng
2. Bằng pp lên men
•


Bản chất là phân hủy hữu cơ trong môi trường thiếu không khí trong các hầm ủ . kiểu như
biogas. Các chất sẽ đc vi khuẩn yếm khí phân hủy tạo ra các sản phẩm khác nhau. Trong đó
CH4 chiếm đa số.
3. Khí hóa sinh khối
Các vật liệu chứa C rắn hoặc lỏng phản ứng với oxi, hơi nước hoặc không khí
Sản phẩm và tính chất của chúng
1. Dầu sinh học bio-oil
Là sản phẩm lỏng của quá trình nhiệt phân nhiên liệu sinh khối
Thành phần của dầu này phức tạp, nhiều thơm, nhiều sp chứa oxi… dầu có mùi khét và màu
nâu. Do có hàm lượng oxi lớn nên quá trình cháy sẽ triệt để và ít khói thải hơn. Hàm lượng
nước làm giảm nhiệt trị… trong nó còn chứa các chất axit hưuc cơ
ứng dụng làm nhiên liệu cho phương tiện giao thông, đốt lò…
Ứng dụng của nhiên liệu sinh khối
• Làm chất đốt dân dụng bio-gas
Sử dụng ở nhiều hộ gia đình trên những vùng nông thôn làm nhiên liệu chạy thay thế điện
như quạt, đèn thắp, đun nấu…., thành phần chủ yếu là metan nên nhiệt cháy cao
• Làm nhiên liệu cho động cơ
Sử dụng biogas để chạy động cơ như máy điện, động cơ đốt trong tuy nhiên ta sẽ phải thay
đổi công suất của chúng và nhiên liệu cần lọc sạch H2S, CO2,
• Sản xuất polymer
Chuyển hóa đường fructozo thành HMF là nguyên liệu cho polymer

• Làm sản phẩm hóa học
- Sản xuất H2: tách từ hỗn hợp khí khi quá trình xảy ra.
- Chuyển CH4 thành H2
- Sản xuất khí tổng hợp CO và H2 từ đây có thể sản xuất ra nhiều sản phẩm khác.
- Sản xuất methanol từ khí tổng hợp
• Ứng dụng sản xuất bioethanol và biobutanol: lên men xenlulozo.
Muốn sử dụng ở lĩnh vực cao hơn thì làm thế nào?
Do nguồn sản phẩm từ quá trình tiến hành có nhiều các tạp chất có lẫn vì vậy không thể đem
sản phẩm biooil để đem sử dụng ngay được. Vậy nên nếu muốn sử dụng chúng trong lĩnh
vực cao hơn ta phải đem đi làm sạch
• Làm sạch CO2
- Ta sử dụng nước lạnh dưois P cao bằng cách sục biooil qua các khí này hào tan trong
nước
- Hoặc sử dụng dung dịch kiềm để hấp thụ
- Sử dụng sang phân tử hấp thụ CO2 trong mao quản
• Làm sạch H2S
- Dùng Na2CO3
- Dùng Fe2O3
Chương 8: Nhiên liệu H2
• Tính chất
Là nguyên tố hóa học đơn giản nhất. KLPT 1.
Có giới hạn cháy cao 4-72, nhiệt trị cao 29 kcal/kg lớn hơn rất nhiều so với h-c
khác, có nhiệt độ tự bắt cháy trong không khí cao ~600 độ, tỷ trọng rất thấp


0.084…. do nhiệt trị cao và chiều cao ngọn lửa cao nên nhiên liệu H2 rất phù hợp
làm nhiên liệu vũ trụ
• Nguồn nguyên lieu
Được sản xuất từ nhiều nguồn nguyên liệu khác nhau trong đó
Nguồn khí tự nhiên

Than đasinh khối
Nước và mặt trời là nguồn nguyên liệu vô tận
Từ nhà máy chế biến dầu

-

Nêu các phương pháp tồn chứa nhiên liệu hydro. Phương pháp nào có triển vọng đưa
vào thực tế
Hiện nay, việc sử udnjg H2 là 1 giải pháp tốt cho xăng, khói thải không độc hại, tiết kiệm
được nhiên liệu,nguồi nhiên liệu dồi dào, …. Tuy nhiên H2 rất dễ cháy nổ vì vậy ta cần bảo
quản và tồn chưa chúng một cách an toàn. Mặc dù khi phân bố ra môi trường chúng phân
tán và bay hơn nhanh hơn xăng.
Sau đây là 1 số phương pháp tồn chưa
1. Tồn chứa H2 dưới dạng khí nén
Nén p = 700 bar
Do nén nên chúng được bảo quản trong thiết bị chịu Pcao, được làm bằng thép không gỉ,
dày, nặng . Bồn chứa thường nằm ngang.
Có các loại bình chứa Composit, Bình vi cầu thủy tinh
Tồn chứa dạng hóa lỏng.
Hóa lỏng -253 độ. Ta cần nhiều năng lượng để hóa lỏng cần bảo ôn . giữ nhiệt.
3. Dưois dạng chất hấp phụ
Ta sử dụng zeolite, hợp chất cơ kim, hạt cầu thủy tinh. Polymer có mao quản… khi tăng
nhiệt độ thì H2 được nhả hấp phụ. Tuy nhiên ta phải hấp phụ H2 ở t thấp và lúc đó cần
năng lượng > tốn kém
4. Tồn chứa trong hợp chất trung gian
2.

Thường sử dụng là KL tạo hydrua, khi P tăng thì pư tạo hydrua, và khi muốn tạo H2 thì
tăng nhiệt của hydrua kim loại
Các kl là TiFe, Mg2Ni. ZnMn…

Ưu: An toàn. Không gây nguy hiểm
Nhược: đắt về chi phí chế tạo vật liệu
5. Dưới dạng viên năng lượng
Lưu trữ an toàn hơn. Dưới dạng viên chứa khí ammoniac chứa trong nước biển. Khi cần
khí ammoniac sẽ giải phóng qua lớp xúc tác thành H2 tự do, Khi viên trống rỗng người ta
chỉ cần cho khí amoni này vào và đem sử dụng quay trở lại.


6. Trong ống cacbon nano rỗng

Nguyên tắc giống hydrua KL về cơ chế lưu trữ và giải phóng.
H2 có thể chui vào và ra trong các ống dựa và P và nhiệt độ. Có thể thu lượng H2 lớn
7. Bằng pp hóa học
- Trong NH3
- Pư đề hydro hóa H-C
- Pư Hóa học gián tiếp
- Có khả năng áp dụng cao vì nguyên liệu sẵn có rẻ tiền
Hiện nay chưa có một giải pháp nào hữu hiệu thỏa mãn các tiêu chí để sử dụng cho xe cộ
vì đều có ưu và nhược điểm riêng.
Tuy vậy để nhận xét là Biệm pháp nào có triển vọng nhất thì
vai trò của quá trình sinh khối?