LỜI MỞ ĐẦU Mặc dù, đất nước ta đạt nhiều thành tựu khoa học kĩ thuật, nhưng so với các nước khác thì Việt Nam ta vẫn còn lạc hậu nhiều về công nghệ, khoa học kĩ thuật. Trong thời đại CNH - HĐH, dat nước ta đang từng bước hòa nhập, áp dụng và đôi mới khoa học kĩ thuật dé bắt kịp những tiến bộ trên thé giới nhằm nâng cao, cải thiện và bảo đảm chất lượng cuộc sông. Nhờ có khoa học kĩ thuật đó, mà sản xuất Nông Nghiệp đạt nhiều kết quả tốt đẹp. Thật vậy, Việt Nam là một nước Nông Nghiệp với ngành sản xuất lúa gạo là chính.
Năm 2005 sản lượng lúa cả nước đạt gần 36 triệu tấn /năm, trong đó trâu chiếm khoảng 20 + 25 % thóc tương đương khoảng 7,2 + 9 triệu tan trau/nam. Hién nay, trau được sử dụng rất nhiều như trộn thức ăn gia súc, làm ván ép, dùng trau dé bao quản nước da, dung trau làm vật cách nhiệt, làm chat đốt.trong đó trau làm chất đốt đạt hiệu quả cao nhất, chủ yếu là dùng thay thế cho các nhiên liệu khác như than, củi. dùng sây nông sản, nung gạch. Ngược lại, ở tỉnh BÌNH THUẬN nói chung, huyện Hàm Thuận Đắc nói riêng thì trau coi là vật phê pham.
Trong 2 năm gan đây, việc sản xuất lúa gạo tăng đã tăng lên đáng kế dẫn đến trấu bị tồn động rất nhiều là nỗi bức xúc lớn của một số nhà máy lớn vì chưa tìm được đầu ra, chưa thấy được lợi nhuận từ nguồn nguyên liệu đồi dao này. Hàng ngày, một số nhà máy phải vận chuyền trau đến nơi tiêu thụ hoặc bỏ đi. Một số nha máy tìm được đầu nguôn ra nhưng với giá bán không cao, không đem lại nhiều lợi nhuận. Do vậy các nhà máy xay xát lúa gạo ở tỉnh BÌNH THUAN rat cần có đầu ra hoặc một hệ thống tiêu hủy trâu dé không gây ra tình trạng tồn đọng.
Do ngành trồng trọt tỉnh Bình Thuận thời gian gần đây đã quan tâm đến việc sử dụng tro trau dé bón cho nhiều loại cây trồng nên một vài nhà máy xay xát lúa gạo ở Bình Thuận đã chọn giải pháp tiêu hủy tiêu hủy trấu tại chỗ, sau đó thu gom tro để bán. Biện pháp này giảm được chi phí chuyên chở đồng thời thu được nguồn lợi nhuận bổ sung nhất định. 10 Tuy nhiên cũng đã gặp nhiều khó khăn, đặc biệt là vấn đề ô nhiễm môi trường vì “đốt không sạch ” hay “cháy không triệt dé”. Dé góp phần giải quyết van đề khó khăn của các nhà máy xay xát của tỉnh và được sự chấp nhận của Khoa Cơ Khí — Công Nghệ, chúng tôi đã thực hiện đề tài “ Nghiên cứu hệ thống lò đốt tiêu hủy trấu tại các nhà máy xay xát lúa gạo tỉnh Bình Thuận” do thay Nguyễn Văn Xuân hướng dẫn.
MUC DICH LUAN VAN 1. Muc dich dé tai: - Tim hiéu tinh trang ton dong trau tại các nhà máy xay xát lúa gạo tại tỉnh Bình Thuận. - Khao sát, đánh giá hệ thống lò đốt tiêu hủy trau hiện có. - Thiết kế hệ thống lò đốt tiêu hủy trấu phù hợp với qui mô về năng suất của đa số nhà máy xay xát thuộc địa bàn tỉnh Bình Thuận.
Thời Gian và địa điểm thực hiện đề tài: - Thời gian thực hiện đề tài: 4/2006 + 6/7/2006. - Địa điểm tiến hành thực hiện đề tài: Trên địa phận tỉnh Bình Thuận. TRA CỨU TÀI LIỆU SÁCH BÁO PHỤC VỤ TRỰC TIẾP CHO ĐÈ TÀI 4.1 Các đặc tính của nhiên liệu trau 4. Nhiệt trị ( còn gọi là năng suất tỏa nhiệt ) là nhiệt lượng tỏa ra khi đốt cháy hoàn toàn một kg ( hoặc 1 mỉtc ) nhiên liệu, đơn vị thường dùng là kJ/kg hoặc kcal/kg.
Nhiệt trị của trâu khoảng 14 MJ/kg ( 3400 kcal/kg ), sự khác nhau giữa nhiệt trị thấp và nhiệt trị cao là do nhiệt lượng trong hơi nước sinh ra trong quá trình cháy.2 Phân tích thành phan của trấu. Tùy điều kiện không gian và thời gian ma đặc tính trau có thay đổi rất lớn. Theo tài liệu tham khảo thì các dữ liệu về đặc tính cơ bản và đặc tính cháy của trấu là những giá trị đặc trưng hoặc trung bình, theo bảng 4.1 Thành phần hóa học. Nhiên liệu có nguồn gốc trực tiếp hay gián tiếp từ sinh vật nên thành phần hóa học của nhiên liệu gồm: C, O, H, S, N.
Phân tích thành phan hóa học của nhiên liệu giúp ta tinh toán lượng không khí cần thiết khi cháy, khối lượng và % sản phẩm cháy .1: Phân tích phan hóa học (ultimate) (“co sở khô) và nhiệt trị ( MJ/kgkhô ) : C H O N S Tro sala - Ghi chú (Nhiét trị thap) 40, 71 | 5,17 | 33,91 | 2,06 | 0,1 | 18,04 13,41 Maheshwari, 1975 42,12 | 5,31 | 31,72 | 0,49 | 0,07 | 20,29 18,45 Beagle, 1978 38,5 | 5,7 | 39,8 | 0,5 | 0,0 | 15,5 15,342 Tillman, 1978 35,8 | 5,2 | 35,8 23,2 14,5 Cruz, 1983 39 4,9 | 33,9 | 0,5 | 0,01 | 21,6 15,3 Kaupp, 1984 40,96 | 4,0 | 35,86 | 0,4 | 0,02 | 18,34 16,14 Jenkins & Ebeling, 1985 51,4 | 5,5 | 42,4 | 0,7 |.Muhlbauer, 1995-1996 13 Carbon: Là thành phan chủ yếu của nhiên liệu. Hydro: Khi cháy sinh ra nhiệt lượng rất lớn và rất dé bốc cháy. Lưu huỳnh: Có ít trong nhiên liệu. Nitơ: Là thành phần không cháy được, nhiên liệu có hàm lượng Oxi cao sẽ cho gia trị nhiệt thấp.
Tro: Là thành phần không cháy được ở thể rắn. Âm: Là thành phần có hại, vì phải tiêu tốn một phần nhiêt lượng dé làm bốc hơi âm trong quá trình cháy. Qua bang 4-1 phân tích: Trấu chứa 35 + 39 % C ( carbon cô định và bay hơi ); 5 + 6% H; 1 +2% N; <0,1% S; 31 + 42 % O; 18 + 23% tro.2 Thành phần công nghệ: Bao gồm chất bốc, chất cốc, tro và âm. Chất bốc: Là những chất bay hơi khi nhiên liệu bị phân hủy nhiệt trong môi trường không có Oxi.
Chất cốc: Là thành phần cháy được còn lại sau khi thoát hết chất bốc (carbon cố định và tro).2: Phân tích gan đúng ( proximate) (% khối lượng, cơ sở khô ) Carbon có định | Chất bay hơi | Tro | Ghi chú 17,4 60,9 21,7 | Power Gas, 1950 16,9 65 18,1 | Agnew, 1972 14,9 69,3 15,8 | Maheshwari — Patnal, 1974 15,9 67,6 16,5 | Maheshwari - Dular, 1974 16,9 66,6 16,5 | Maheshwari - Basmati, 1974 14 68,6 17,4 | Maheshwari- IR8,1974 16,67 65,47 17,86 | Jenkins & Ebeling, 1985 20,3 68,2 11,5 | C.Muhlbauer, 1995 -1996 Các phân tích cho thay: Trau chứa 14 + 17 % carbon có định; 60 + 70 % chat bay hoi; 11 +21% tro trong đó có 90 +95 % Silica.3 Kích thước va các đặc tính liên quan. Trấu là một loại nhiên liệu gần như đồng nhất về mặt kích thước và khối lương. Tùy từng loại, trau có chiều dài từ 5 + 10 mm, ngang từ 1/3 + 1/2 chiều dai và khối lượng phụ thuộc vao kích thước từ 2,5 + 4,8 mg ( Housto; 1972, Kaupp, 1987; Pathak và các đồng su,1988 ). Góc nghỉ của trau đã được công bố từ 35° + 50°.
Trong thực tế, một khối trâu ở điều kiện nhiệt độ môi trường có thé chất đến góc nghỉ 90°. Trấu từ một 14 phéu với các bề mặt xung quanh nghiêng 45° so với đường nằm ngang thường chảy tự do.4 Các đặc tính chủ yéu của trau. Khối lượng công kênh: Chính xác hơn, giá trị năng lượng trên một đơn vị thê tích vật liệu vật thé của trấu rat thấp. So với than, với cùng một khối lượng trầu chiếm thé tích gấp 6 lần, hoặc 30 lần nếu xét cùng một giá trị năng lượng.
Giá thành của trau bao gôm phân lớn giá thành van chuyên từ noi say lúa đên nơi người sử dụng. Lượng tro cao: Thường chiêm khoảng 50% khối lượng trau ban dau, trong đó 95% là Silica, gây mài mòn các bộ phận vận chuyền, làm tắt nghẽn lối thóat tro. Mặt khác, ở nhiệt độ cháy, silic trong tro chuyên từ trạng thái không kết tinh, nó lay carbon trong phần tử này và hạn chế phản ứng của nó với oxygen. Kết quả dẫn đến sự cháy không hòan toàn, thé hiện ở tro màu xám đen ( chứa khoảng 10 + 20 % carbon ), nó chỉ chuyên sang tro trang sau khi được đồ thành đống khoảng 20 + 60 giờ.
Sự đóng bánh: Khi nhiệt độ được nâng lên 250 + 450, các phan tử tự do không ổn định được tạo ra và phản ứng với hydrogen trong nhiên liệu tạo thành hắc ín, hoặc phản ứng với các chất khác tạo nên các liên kết - kết quả là sự đóng bánh xuất hiện, đó là khối kết đính những phan tử tơi vụn được tạo thành. Nó có thé ngăn cản luồng khí hút, mặc dù các khối này rất đễ dàng bị phá vỡ bởi một lực cơ học không lớn lắm. Su tạo xỉ: Luồng khí thôi với tốc độ bề mặt cao ( > 0,2 m/s ) làm xáo trộn buồng đốt, có thé tạo thành những hốc rãnh, dẫn đến sự kết thúc quá trình cháy tại những vị trí ở nhiệt độ cao, làm cháy carbon vô cơ và hình thành các khối kết giống như đá. Do vậy sự tạo xi là kết quả của sự cháy không đồng đều và có thé gây ra sự tắt nghẽn luông nhiên liệu.2 Quá trình cháy của trấu.1 Quá trình cháy thuận.
Khối chất đốt nằm trên ghi lò, không khí được cung cấp tir phía dưới. Quá trình cháy tạo thành các vùng sau ( Hình | ). Dưới cùng lò vùng tro, gồm các chất trơ không cháy được. 15 Kế trên là vùng cháy, chủ yếu là carbon thé rắn cháy rực đỏ.
Kế trên nữa là vùng nhiệt phân, chất đốt bị nung nóng làm thoát các chất bốc lên trên. Bên trên khỏi mặt chất đốt, là vùng cháy chất bốc, cháy với ngọn lửa, nêu có đủ không khí thứ cấp, nếu rất thiếu không khí sẽ là khói mù. Gọi là cháy thuận, vì không khí cung câp và khói sinh ra di chuyên cùng chiêu.2 Quá trình cháy ngược. Nếu không khí được cung cấp từ trên xuống, lớp chất bốc cũng bị kéo ngược xuống.
xuyên qua lớp than đang cháy đỏ và lớp tro đang còn nóng, chất bốc tăng nhiệt độ nên dễ dàng cháy hơn, nghĩa là ít sinh khói và muội than. Gọi là cháy ngược, vì chiều duy chuyền tự nhiên ( đi lên ) của chất bốc ngược với chiều của không khí đi xuống. Lira Chay thuan Cháy ngược Hình 1: Quá trinh cháy ngược và cháy thuận 4.3 Mô tả một số hệ thống lò đốt đang sử dụng hiện nay.