Nghiên cứu lò đốt công nghiệp sử dụng nhiên liệu sinh khối trấu để nung gạch

XÁC NHẬN CỦA CÁN BỘ HƢỚNG DẪN

LỜI CAM ĐOAN

LỜI CẢM ƠN

MỤC LỤC

1. CHƢƠNG 1: GIỚI THIỆU

1.1. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

1.2. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài

1.3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu

1.3.1. Đối tƣợng nghiên cứu

1.3.2. Phạm vi nghiên cứu

1.4. Phƣơng pháp nghiên cứu

1.5. Nội dung nghiên cứu của đề tài

2. CHƢƠNG 2: TỔNG QUAN

2.1. Cây lúa nƣớc ở Việt Nam

2.2. Tình hình lúa tại Việt Nam

2.2.1. Lịch sử - nguồn gốc

2.2.2. Thành phần hóa học của vỏ trấu

2.3. Tình hình sử dụng trấu ở nƣớc ta

2.4. Ứng dụng từ vỏ trấu

2.4.1. Sử dụng vỏ trấu làm chất đốt

2.4.2. Sử dụng vỏ trấu làm củi trấu

2.4.3. Dùng vỏ trấu để sản xuất gas sinh học (Trấu hoá khí)

2.4.4. Các ứng dụng của tro trấu

2.4.5. Sử dụng vỏ trấu làm chất đốt cung cấp cho nhà máy nhiệt điện

2.5. Năng lƣợng sinh khối

2.5.1. Khái niệm sinh khối

2.5.2. Vai trò của sinh khối

2.6. Các nghiên cứu hóa Gas từ trấu trên thế giới và Việt Nam

2.6.1. Tình hình nghiên cứu hóa gas trấu ở các nƣớc trên thế giới

2.6.1.1. Hệ thống hóa gas và đốt gas sử dụng cho hộ gia đình hoặc sản xuất nhỏ

2.6.1.2. Hệ thống hóa gas trấu để chạy động cơ và phát điện

2.6.2. Tình hình nghiên cứu hóa gas trấu ở Việt Nam

2.6.2.1. Hệ thống hóa gas và đốt gas sử dụng cho hộ gia đình

2.6.2.2. Sử dụng lò trấu hóa khí để sấy lúa

2.6.2.3. Hệ thống hóa gas trấu để nung gốm

2.6.2.4. Hệ thống hóa gas trấu của Nguyễn Thanh Quang (ĐHBK - ĐN)

2.7. Những vấn đề tồn tại của lò

3. CHƢƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

3.1. Các kiểu thiết bị hóa gas

3.1.1. Kiểu hóa gas đi lên

3.1.2. Kiể u gas đi xuố ng

3.1.3. Kiể u gas đi ngang

3.1.4. Kiể u phân tầ ng gas đi xuố ng

3.1.5. Kiể u tầ ng sôi

3.2. Nguyên lý hóa gas để chuyển đổi năng lƣợng sinh khối

3.2.1. Vùng cháy

3.2.2. Vùng khử

3.2.3. Vùng nhiệt phân

3.3. Các yếu tố ảnh hƣởng tới quá trình khí hóa sinh khối

3.3.1. Ảnh hƣởng của áp suất

3.3.2. Ảnh hƣởng của nhiệt độ

3.3.3. Ảnh hƣởng của nguyên liệu

3.3.4. Ảnh hƣởng của nhựa

3.3.5. Ảnh hƣởng của tro

3.3.6. Ảnh hƣởng của kích thƣớc hạt sinh khối

3.4. Công thức dùng tính toán lò trấu hóa khí gas

4. CHƢƠNG 4: YÊU CẦU VÀ PHƢƠNG ÁN THIẾT KẾ

4.1. Yêu cầu lò nung gạch Hoffman

4.1.1. Yêu cầu thiết kế

4.1.2. Nguyên lý lò đốt trấu đề xuất

4.2. Các phƣơng án thiết kế

4.3. Nguyên lý hoạt động

4.4. Chế tạo thử nghiệm mô hình lò

4.5. Phƣơng án 1 cải tiến

4.6. Nguyên lý hoạt động

4.7. Chế tạo thử nghiệm mô hình lò

4.8. Nguyên lý hoạt động

4.9. Chế tạo thử nghiệm

4.10. Nguyên lý hoạt động

4.11. Chế tạo và thử nghiệm

4.12. Phƣơng án 3 cải tiến

4.13. Nguyên lý hoạt động

4.14. Mô hình 3D của lò đốt

4.15. Yêu cầu mạch điện điều khiển lò

4.15.1. Yêu cầu thiết bị điện của mạch điều khiển lò trấu hóa gas

4.15.2. Yêu cầu chu trình vận hành

5. CHƢƠNG 5: TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO LÒ ĐỐT TRẤU HÓA GAS

5.1. Yếu tố thông số đầu vào và đầu ra lò đốt trấu hóa gas

5.2. Cơ sở tính toán các cụm thiết bị chính của lò trấu hóa gas

5.2.1. Tính toán các thông số của quá trình khí hóa

5.2.1.1. Lƣợng không khí lý thuyết cần thiết để đốt cháy 1 kg trấu

5.2.1.2. Thể tích không khí cần thiết để hóa khí 1kg trấu [52]

5.2.1.3. Khối lƣợng không khí cần thiết để hóa khí 1kg trấu

5.2.1.4. Nhiệt trị của trấu

5.2.1.5. Tính thông số khí gas ra

5.2.1.6. Lƣợng khí sạch tiêu hao

5.2.1.7. Lƣợng trấu tiêu hao cần thiết trong 1 giờ

5.2.2. Tính toán lò phản ứng hóa khí

5.2.2.1. Sơ đồ khối tổng quát lò phản ứng hóa khí

5.2.2.2. Chiều cao lò phản ứng

5.2.2.3. Đƣờng kính buồng phản ứng

5.2.2.4. Thể tích không khí cần thiết cho quá trình khí hóa

5.2.2.5. Tốc độ rỗng của dòng khí

5.2.2.6. Vận tốc gas ra khỏi buồng phản ứng

5.2.2.7. Thể tích của lò phản ứng hóa khí

5.2.2.8. Chiều cao tổng của lò phản ứng hóa khí

5.2.2.9. Tính cách nhiệt cho lò phản ứng hóa khí

5.2.2.9.1. Lựa chọn cấu trúc vỏ thiết bị và vật liệu cách nhiệt

5.2.2.9.2. Tính cách nhiệt thiết bị

5.2.2.10. Tốc độ cháy thành tro của trấu

5.2.3. Tính hệ thống tải trấu

5.2.4. Tính toán buồng tháo tro

5.2.5. Tính toán cho phễu cấp trấu

5.2.6. Quạt cấp gió

5.2.7. Tính hệ thống khỏa mặt trấu

5.2.8. Tính hiệu suất của lò đốt trấu hóa gas

5.3. Thiết kế tổng quát kết cấu lò đốt trấu hóa gas

5.4. Thiết kế chi tiết lò đốt trấu hóa gas

5.4.1. Phễu cấp trấu

5.4.2. Hệ thống tải trấu

5.4.3. Quạt cấp gió

5.4.4. Van an toàn

5.4.5. Hệ thống dẫn khí

5.4.6. Cửa đốt khí gas

5.4.7. Hệ thống tháo tro

5.4.8. Hệ thống điều kiển thanh gạt trấu

5.4.9. Bình ổn áp khí gas

5.4.10. Hệ thống điện điều khiển

5.4.11. Hệ thống bánh xe di động

5.4.12. Khung bảo vệ

5.4.13. Cửa mồi lửa

5.4.14. Hệ thống di chuyển lò

6. CHƢƠNG 6: KẾT QUẢ VÀ ĐÁNH GIÁ

6.1. Đánh giá hoạt động của lò

7. CHƢƠNG 7: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

7.1. - Các nghiên cứu sau nên nâng cao công suất lò đốt hơn nữa để phục vụ các ngành công nghiệp và có thể giảm công suất lò sử dụng cho hộ gia đình nhƣng cấp trấu liên tục và tháo tro liên tục.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

DANH MỤC HÌNH

DANH MỤC BẢNG

I. Giới thiệu

Nghiên cứu lò đốt công nghiệp sử dụng nhiên liệu sinh khối (trấu) phục vụ nung gạch là một trong những hướng đi quan trọng trong việc cải thiện hiệu suất và giảm thiểu ô nhiễm môi trường. Việt Nam, với sản lượng gạo lớn, tạo ra một lượng lớn trấu từ quá trình xay xát. Tuy nhiên, việc sử dụng nhiên liệu sinh khối này trong các lò đốt truyền thống thường gặp phải vấn đề về hiệu suất thấp và ô nhiễm. Đề tài này nhằm nghiên cứu và phát triển lò đốt mới, cải tiến quy trình nung gạch bằng cách sử dụng nhiên liệu tái tạo từ trấu, từ đó giảm thiểu lượng khí thải độc hại và tiết kiệm nhiên liệu.

1.1 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

Việc phát triển lò đốt sử dụng nhiên liệu sinh khối không chỉ giúp giảm thiểu ô nhiễm mà còn góp phần vào việc bảo vệ môi trường. Theo thống kê, hàng triệu tấn trấu được thải ra hàng năm, trong khi đó, việc sử dụng chúng làm nhiên liệu cho lò đốt có thể giảm thiểu lượng rác thải và tạo ra nguồn năng lượng tái tạo. Đề tài này không chỉ có giá trị về mặt lý thuyết mà còn có ứng dụng thực tiễn cao trong ngành công nghiệp gạch, giúp nâng cao hiệu suất và giảm chi phí sản xuất.

II. Tổng quan về lò đốt công nghiệp

Lò đốt công nghiệp sử dụng nhiên liệu sinh khối (trấu) đã được nghiên cứu và phát triển với nhiều cải tiến về công nghệ. Các lò đốt truyền thống thường gặp phải vấn đề về hiệu suất và ô nhiễm. Việc áp dụng công nghệ mới trong thiết kế lò đốt có thể giúp tăng cường hiệu suất đốt cháy, giảm thiểu lượng khí thải độc hại. Nghiên cứu cho thấy rằng việc sử dụng trấu làm nhiên liệu có thể tiết kiệm hơn 20% so với phương pháp đốt thủ công. Điều này không chỉ giúp tiết kiệm chi phí mà còn giảm thiểu tác động đến môi trường.

2.1 Công nghệ đốt sinh khối

Công nghệ đốt sinh khối hiện đại đã được áp dụng để cải tiến lò đốt, giúp tăng cường hiệu suất và giảm thiểu ô nhiễm. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc áp dụng nguyên lý đốt nghịch có thể giúp trấu cháy triệt để hơn, từ đó giảm thiểu lượng tro và khí thải độc hại. Việc thiết kế lò đốt với kết cấu di động cũng giúp dễ dàng di chuyển và bảo trì, tạo điều kiện thuận lợi cho việc sản xuất gạch trong các cơ sở sản xuất.

III. Phương pháp nghiên cứu

Phương pháp nghiên cứu trong đề tài này bao gồm việc khảo sát thực địa, thu thập dữ liệu về hiệu suất của các lò đốt hiện tại và thử nghiệm các mẫu lò đốt mới. Các thông số như nhiệt độ, lượng nhiên liệu sinh khối, và lượng khí thải sẽ được ghi nhận và phân tích. Việc áp dụng các phương pháp tính toán và mô phỏng sẽ giúp đánh giá hiệu quả hoạt động của lò đốt. Kết quả thu được sẽ là cơ sở để hoàn thiện thiết kế lò đốt, nhằm tối ưu hóa quy trình nung gạch và giảm thiểu ô nhiễm môi trường.

3.1 Thiết kế thí nghiệm

Thiết kế thí nghiệm sẽ bao gồm việc xây dựng mô hình lò đốt mới, sử dụng nhiên liệu sinh khối (trấu) và tiến hành các thử nghiệm để đánh giá hiệu suất. Các thông số như nhiệt độ, áp suất, và lượng khí thải sẽ được theo dõi liên tục trong quá trình thí nghiệm. Kết quả sẽ được so sánh với các lò đốt truyền thống để đánh giá sự cải tiến về hiệu suất và giảm thiểu ô nhiễm.

IV. Kết quả và thảo luận

Kết quả nghiên cứu cho thấy lò đốt sử dụng nhiên liệu sinh khối (trấu) có hiệu suất cao hơn so với các lò đốt truyền thống. Lượng khí thải độc hại giảm đáng kể, đồng thời tiết kiệm được chi phí sản xuất. Việc áp dụng công nghệ mới trong thiết kế lò đốt đã chứng minh được tính khả thi và hiệu quả trong việc sản xuất gạch. Các thông số hoạt động của lò cũng được ghi nhận và phân tích để đưa ra các khuyến nghị cho việc cải tiến trong tương lai.

4.1 Đánh giá hiệu suất lò đốt

Đánh giá hiệu suất của lò đốt cho thấy rằng việc sử dụng trấu làm nhiên liệu không chỉ giúp tăng cường hiệu suất đốt cháy mà còn giảm thiểu ô nhiễm môi trường. Các thông số như nhiệt độ, lượng khí thải và hiệu suất năng lượng đều được cải thiện rõ rệt. Điều này cho thấy rằng lò đốt mới có thể trở thành một giải pháp hiệu quả cho ngành công nghiệp gạch, đồng thời góp phần vào việc bảo vệ môi trường.

V. Kết luận và kiến nghị

Nghiên cứu lò đốt công nghiệp sử dụng nhiên liệu sinh khối (trấu) phục vụ nung gạch đã đạt được những kết quả khả quan. Việc áp dụng công nghệ mới không chỉ giúp tăng cường hiệu suất mà còn giảm thiểu ô nhiễm môi trường. Đề tài khuyến nghị cần tiếp tục nghiên cứu và phát triển các mô hình lò đốt mới, nhằm tối ưu hóa quy trình sản xuất và bảo vệ môi trường. Cần có sự hỗ trợ từ các cơ quan chức năng để thúc đẩy việc ứng dụng công nghệ này trong thực tiễn.

5.1 Đề xuất nghiên cứu tiếp theo

Đề xuất nghiên cứu tiếp theo nên tập trung vào việc nâng cao công suất lò đốt để phục vụ cho các ngành công nghiệp lớn hơn. Cần nghiên cứu thêm về các phương pháp giảm thiểu ô nhiễm và tối ưu hóa quy trình nung gạch. Việc phát triển các mô hình lò đốt mới có thể giúp tăng cường hiệu suất và giảm thiểu tác động đến môi trường, từ đó góp phần vào sự phát triển bền vững của ngành công nghiệp gạch.

Luận văn thạc sĩ về lò đốt công nghiệp sử dụng nhiên liệu sinh khối trấu trong nung gạch