Nghiên cứu ảnh hưởng của điều kiện đầu vào lò khí hóa đến thành phần syngas

• Tác giả: Lê Ngọc Thiện
• Người hướng dẫn: Th.S Phùng Minh Tùng
• Trường học: Đại học Đà Nẵng
• Chuyên ngành: Công nghệ kỹ thuật ô tô
• Đề tài: Nghiên Cứu Sự Ảnh Hưởng Của Điều Kiện Đầu Vào Lò Khí Hóa Đến Thành Phần Của Syngas
• Loại tài liệu: Đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Đà Nẵng

• LỜI NÓI ĐẦU
• CAM ĐOAN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI
• 1.1. Tình trạng rác thải hiện nay
• 1.1.1. Tình trạng rác thải sinh hoạt
• 1.1.2. Giải pháp và cách xử lý
• 1.1.3. Tình trạng phụ phẩm nông nghiệp
• 1.1.4. Giải pháp và cách xử lý
• 1.2. Khái quát chung về biomass
• 1.2.1. Khái niệm về biomass
• 1.2.2. Áp dụng công nghệ nhiệt hóa học mới để chuyển hóa sinh khối (phế phẩm nông nghiệp) thành nhiên liệu
• 1.3. Khái quát về công nghệ syngas
• 1.3.1. Khái niệm syngas
• 1.3.2. Khí hóa sinh khối
• 1.3.3. Các công nghệ khí hóa sinh khối
• 1.3.4. Sử dụng syngas cho động động cơ đốt trong
• 1.3.5. Sử dụng syngas cho động cơ xăng
• 1.3.6. Sử dụng syngas cho động cơ diesel
• 1.3.7. Tình hình nghiên cứu và ứng dụng công nghệ khí hóa sinh khối trong sản xuất năng lượng
• 1.3.8. Một số sơ đồ hệ thống khí hóa sinh khối sản xuất năng lượng quy mô nhỏ điển hình hiện nay
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
• 2.1. Nguyên liệu sản xuất khí syngas
• 2.2. Nguyên lý cơ bản lò hóa khí syngas
• 2.2.1. Công nghệ khí hóa tầng cố định
• 2.2.2. Công nghệ khí hóa tầng sôi
• 2.3. Thiết kế hệ thống tạo khí biomass
• 2.4. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình khí hóa sinh khối
• 2.4.1. Kích thước nhiên liệu
• 2.4.2. Độ ẩm nhiên liệu
• 2.4.3. Chủng loại và đặc tính nhiên liệu
• 2.4.4. Ảnh hưởng của hệ số tỷ lệ không khí (ER)
• 2.4.5. Ảnh hưởng của giản đồ nhiệt độ trong lò
• 2.4.6. Ảnh hưởng của thành phần hóa học trong sinh khối
• 2.4.7. Ảnh hưởng của tốc độ gia nhiệt
• 2.4.8. Ảnh hưởng của môi chất truyền nhiệt
• 2.4.9. Ảnh hưởng của áp suất trong lò phản ứng
• 3. CHƯƠNG 3: KHẢO SÁT THỰC NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ
• 3.1. Sơ đồ hệ thống thực nghiệm
• 3.2. Dụng cụ, nguyên liệu của quá trình thực nghiệm
• 3.2.1. Nguyên liệu sinh khối sử dụng trong thực nghiệm
• 3.2.2. Đặc tính của nhiên liệu mùn cưa
• 3.3. Quy trình thực nghiệm
• 3.4. Mô tả quá trình vận hành hệ thống lò khí hóa tầng cố định
• 3.5. Sự phân bố của nhiệt độ lò theo tốc độ gió cấp vào
• 3.6. Tiến hành thực nghiệm và khảo sát
• 3.7. Đánh giá kết quả quá trình khí hóa
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng quan về điều kiện đầu vào lò khí hóa

Điều kiện đầu vào của lò khí hóa đóng vai trò quan trọng trong việc xác định thành phần của syngas. Các yếu tố như kích thước, độ ẩm và chủng loại nhiên liệu hóa thạch ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất của quá trình khí hóa. Theo nghiên cứu, việc tối ưu hóa các điều kiện này có thể dẫn đến việc sản xuất syngas với tỷ lệ cao hơn, từ đó nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng. Việc phân tích các điều kiện đầu vào không chỉ giúp cải thiện chất lượng syngas mà còn giảm thiểu ô nhiễm môi trường. "Điều kiện đầu vào là yếu tố quyết định đến chất lượng và thành phần của syngas", một trong những nhận định quan trọng trong nghiên cứu này.

1.1. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình khí hóa

Quá trình khí hóa phụ thuộc vào nhiều yếu tố như kích thước hạt, độ ẩm và tỷ lệ không khí. Kích thước hạt nhỏ hơn giúp tăng diện tích tiếp xúc, từ đó nâng cao hiệu suất khí hóa. Độ ẩm của nhiên liệu hóa thạch cũng ảnh hưởng lớn đến quá trình này. Nếu độ ẩm quá cao, năng lượng cần thiết để bay hơi nước sẽ làm giảm hiệu suất tổng thể. Tỷ lệ không khí (ER) cũng là một yếu tố quan trọng, ảnh hưởng đến tỷ lệ sản xuất syngas và các sản phẩm phụ. "Tối ưu hóa các yếu tố này là cần thiết để đạt được hiệu suất tối ưu trong quá trình khí hóa".

II. Thành phần của syngas và ứng dụng

Thành phần của syngas chủ yếu bao gồm hydro, cacbon monoxit và một lượng nhỏ cacbon dioxide. Tỷ lệ các thành phần này có thể thay đổi tùy thuộc vào điều kiện đầu vào của lò khí hóa. Syngas có thể được sử dụng làm nhiên liệu cho động cơ đốt trong hoặc để sản xuất điện. Việc sử dụng syngas không chỉ giúp giảm thiểu ô nhiễm mà còn góp phần vào việc phát triển năng lượng tái tạo. "Syngas là một giải pháp tiềm năng cho vấn đề năng lượng hiện nay", một trong những kết luận quan trọng của nghiên cứu.

2.1. Ứng dụng của syngas trong công nghiệp

Trong công nghiệp, syngas được sử dụng rộng rãi để sản xuất điện và làm nhiên liệu cho các động cơ. Việc chuyển đổi syngas thành điện năng có thể thực hiện thông qua các hệ thống phát điện hiện đại. Hơn nữa, syngas còn có thể được chuyển đổi thành các hóa chất hữu ích khác, mở ra nhiều cơ hội cho ngành công nghiệp hóa chất. "Việc ứng dụng syngas trong sản xuất điện và hóa chất là một bước tiến quan trọng trong việc phát triển năng lượng bền vững".

III. Đánh giá hiệu suất khí hóa

Đánh giá hiệu suất của quá trình khí hóa là một phần quan trọng trong nghiên cứu này. Các chỉ số như tỷ lệ sản xuất syngas, thành phần khí và hiệu suất năng lượng được xem xét kỹ lưỡng. Việc phân tích các kết quả thực nghiệm cho thấy rằng việc tối ưu hóa điều kiện đầu vào có thể dẫn đến sự gia tăng đáng kể trong sản lượng syngas. "Hiệu suất khí hóa có thể được cải thiện thông qua việc điều chỉnh các yếu tố đầu vào một cách hợp lý", một trong những phát hiện chính của nghiên cứu.

3.1. Kết quả thực nghiệm

Kết quả thực nghiệm cho thấy rằng việc điều chỉnh kích thước hạt và độ ẩm của nhiên liệu hóa thạch có thể làm tăng hiệu suất khí hóa lên đến 30%. Các thí nghiệm cũng chỉ ra rằng việc sử dụng các loại nhiên liệu hóa thạch khác nhau có thể ảnh hưởng đến thành phần của syngas. "Kết quả thực nghiệm đã chứng minh rằng việc tối ưu hóa điều kiện đầu vào là cần thiết để đạt được hiệu suất tối ưu trong quá trình khí hóa".