Luận văn thạc sĩ: Nghiên cứu phát triển lò đốt công nghiệp sử dụng nhiên liệu sinh khối trấu phục vụ nung gạch

• Tác giả: Nguyễn Tô Hạc
• Người hướng dẫn: PGS. Đặng Thiện Ngôn
• Trường học: Trường ĐHSPKT TP. HCM
• Chuyên ngành: Kỹ thuật
• Đề tài: Nghiên Cứu Phát Triển Lò Đốt Công Nghiệp Sử Dụng Nhiên Liệu Sinh Khối Trấu Cho Sản Xuất Gạch
• Loại tài liệu: luận văn
• Năm xuất bản: 2015
• Địa điểm: Hồ Chí Minh

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• TÓM TẮT
• ABSTRACT
• DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
• MỤC LỤC
• DANH MỤC HÌNH
• DANH MỤC BẢNG
• 1. CHƢƠNG 1: GIỚI THIỆU
• 1.1. Đặt vấn đề
• 1.2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
• 1.3. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài
• 1.4. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
• 1.4.1. Đối tƣợng nghiên cứu
• 1.4.2. Phạm vi nghiên cứu
• 1.5. Phƣơng pháp nghiên cứu
• 1.6. 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
• 4.2.1. Nguyên lý hoạt động
• 4.2.2. Chế tạo thử nghiệm mô hình lò
• 4.3. Phƣơng án 1 cải tiến
• 4.3.1. Nguyên lý hoạt động
• 4.3.2. Chế tạo thử nghiệm mô hình lò
• 4.4. Nguyên lý hoạt động
• 4.4.1. Chế tạo thử nghiệm
• 4.5. Nguyên lý hoạt động
• 4.5.1. Chế tạo và thử nghiệm
• 4.6. Phƣơng án 3 cải tiến
• 4.6.1. Nguyên lý hoạt động
• 4.6.2. Mô hình 3D của lò đốt
• 4.7. Yêu cầu mạch điện điều khiển lò
• 4.7.1. Yêu cầu thiết bị điện của mạch điều khiển lò trấu hóa gas
• 4.7.2. 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. Lƣợng khí sạch tiêu hao
• 5.2.1.6. 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

I. Tổng quan về lò đốt công nghiệp sử dụng trấu cho sản xuất gạch

Lò đốt công nghiệp sử dụng nhiên liệu sinh khối từ trấu đang trở thành một giải pháp hiệu quả cho ngành sản xuất gạch. Với lượng trấu thải ra hàng năm lên đến 8 triệu tấn, việc tận dụng nguồn nhiên liệu này không chỉ giúp giảm thiểu ô nhiễm môi trường mà còn tiết kiệm chi phí sản xuất. Nghiên cứu này sẽ phân tích các lợi ích và thách thức của việc sử dụng trấu trong lò đốt công nghiệp.

1.1. Tình hình sử dụng trấu trong sản xuất gạch

Trấu được sử dụng rộng rãi trong sản xuất gạch, nhưng vẫn còn nhiều vấn đề tồn tại như hiệu suất đốt thấp và ô nhiễm môi trường. Việc cải tiến công nghệ lò đốt là cần thiết để nâng cao hiệu quả sử dụng trấu.

1.2. Lợi ích của việc sử dụng nhiên liệu sinh khối

Sử dụng nhiên liệu sinh khối từ trấu không chỉ giúp tiết kiệm chi phí mà còn giảm thiểu khí thải độc hại. Điều này góp phần bảo vệ môi trường và nâng cao chất lượng sản phẩm gạch.

II. Thách thức trong việc sử dụng trấu làm nhiên liệu đốt

Mặc dù việc sử dụng trấu trong lò đốt mang lại nhiều lợi ích, nhưng vẫn tồn tại nhiều thách thức cần giải quyết. Các vấn đề như trấu cháy không triệt để, phát thải khí độc hại và hiệu suất lò đốt thấp cần được nghiên cứu và cải tiến.

2.1. Vấn đề ô nhiễm môi trường từ lò đốt

Lò đốt truyền thống thường phát thải nhiều khí độc hại như CO, CO2 và hắc ín. Việc cải tiến công nghệ lò đốt là cần thiết để giảm thiểu ô nhiễm này.

2.2. Hiệu suất lò đốt và vấn đề tiết kiệm nhiên liệu

Hiệu suất đốt của lò sử dụng trấu thường thấp, dẫn đến lãng phí nhiên liệu. Cần có các giải pháp cải tiến để nâng cao hiệu suất và tiết kiệm chi phí sản xuất.

III. Phương pháp cải tiến lò đốt trấu cho sản xuất gạch

Nghiên cứu đã đề xuất một số phương pháp cải tiến lò đốt trấu nhằm nâng cao hiệu suất và giảm thiểu ô nhiễm. Các giải pháp này bao gồm việc áp dụng nguyên lý đốt nghịch và cải tiến kết cấu lò.

3.1. Nguyên lý đốt nghịch trong lò đốt

Nguyên lý đốt nghịch giúp trấu cháy triệt để hơn, cung cấp khí gas ổn định và giảm thiểu lượng hắc ín. Điều này không chỉ nâng cao hiệu suất mà còn giảm thiểu ô nhiễm.

3.2. Cải tiến kết cấu lò đốt

Kết cấu lò đốt cần được thiết kế đơn giản và dễ dàng di chuyển. Việc này giúp tối ưu hóa quá trình đốt và giảm thiểu chi phí bảo trì.

IV. Ứng dụng thực tiễn của lò đốt trấu trong sản xuất gạch

Lò đốt trấu đã được thử nghiệm tại nhiều cơ sở sản xuất gạch và cho thấy hiệu quả rõ rệt. Việc áp dụng công nghệ này không chỉ giúp tiết kiệm nhiên liệu mà còn nâng cao chất lượng sản phẩm.

4.1. Kết quả thử nghiệm lò đốt trấu

Các thử nghiệm cho thấy lò đốt trấu cải tiến có thể tiết kiệm đến 20% nhiên liệu so với phương pháp truyền thống, đồng thời giảm thiểu ô nhiễm môi trường.

4.2. Tác động đến chất lượng gạch

Sản phẩm gạch từ lò đốt trấu cải tiến có chất lượng tốt hơn, màu sắc đẹp và không bị cháy đen, đáp ứng yêu cầu của thị trường.

V. Kết luận và triển vọng tương lai của lò đốt trấu

Nghiên cứu về lò đốt trấu sử dụng nhiên liệu sinh khối đã mở ra nhiều triển vọng cho ngành sản xuất gạch. Việc cải tiến công nghệ lò đốt không chỉ giúp tiết kiệm chi phí mà còn bảo vệ môi trường.

5.1. Tương lai của công nghệ lò đốt trấu

Công nghệ lò đốt trấu có tiềm năng phát triển mạnh mẽ trong tương lai, đặc biệt là trong bối cảnh nhu cầu sử dụng năng lượng tái tạo ngày càng tăng.

5.2. Khuyến nghị cho nghiên cứu tiếp theo

Cần tiếp tục nghiên cứu và phát triển các giải pháp cải tiến lò đốt trấu để nâng cao hiệu suất và giảm thiểu ô nhiễm, góp phần vào sự phát triển bền vững của ngành sản xuất gạch.