(CNNT-01/5/2015)
Bài báo trình bày kết quả nghiên cứu thực nghiệm lò khí hóa vỏ trấu quy mô công nghiệp hoạt động liên tục. Kết quả được kiểm chứng thông qua mô hình quy hoạch hóa thực nghiệm. Thực nghiệm được khảo sát với độ ẩm vật liệu từ 10-13,5%, năng suất 100-110kg/h. Kết quả tìm được các thông số tối ưu: lượng không khí cần thiết cấp cho quá trình khí hóa khoảng 33m3/h, vận tốc khí đi qua lớp vật liệu khoảng 1,9 cm/s, hàm lượng/nồng độ khí CO khoảng 16,5%; CH4 khoảng 3,08%; H2 khoảng 12,13%.
EXPERIMENTAL STUDY OF CONTINUOUS- FLOW DOWNDRAFT RICE HUSK GASIFIER ON INDUSTRIAL SCALE, WITH CAPACITY 100-110KG/H
SUMMARY
In this paper, we study about a result of an experimental process of gasification furnace on industrial scale for rice husk in the continuous-flow downdraft gasify. The result is proof in a planning model of experimental. The experiment surveyed on humid material between 10% and 13.5%, capacity from 100 to 110 kg/h. The result found out some optimal parameters: the amount of air is optimal for gasify process is about 33 m3/h, the speed of air through the material is about 1.9 cm/s, the concentration of CO is approximately 16.5%; CH4 around 3.08% and H2 nearly 12.13%.
I. ĐẶT VẤN ĐỀ
Việt Nam là nước có nền sản xuất nông nghiệp chiếm tỷ lệ lớn dân số. Bởi vậy, hàng năm sau mùa thu hoạch lượng tồn dư sinh khối từ phụ phẩm nông nghiệp, đặc biệt từ vỏ trấu chưa được sử dụng còn rất lớn. Phần lớn lượng phế phẩm dư thừa này thường đổ xuống sông, ngòi, ao rạch hoặc đốt ngay trên cánh đồng gây ô nhiễm môi trường [1,2,3,4]. Trong khi đó nhu cầu tiêu thụ năng lượng ngày một tăng, nhưng năng lượng từ các nguồn nhiên liệu hóa thạch ngày một cạn kiệt. Chính vì thế, việc lựa chọn tìm ra giải pháp công nghệ, đặc biệt là thiết bị để tái sử dụng lượng vỏ trấu dư thừa chuyển đổi trực tiếp thành năng lượng dưới dạng khí tổng hợp Syngas để đưa vào sử dụng đốt lấy nhiệt cho sấy nông sản (lúa, ngô, sắn…) ở Việt Nam hiện nay là cần thiết và có ý nghĩa kinh tế, môi trường.
II. VẬT LIỆU, PHƯƠNG PHÁP VÀ THIẾT BỊ NGHIÊN CỨU
– Vật liệu nghiên cứu: Vật liệu nghiên cứu là vỏ trấu sau xay xát dư thừa chưa sử dụng hiệu quả ở khu vực đồng bằng Sông Hồng và khu vực Đồng bằng sông Cửu Long. Về các đặc tính lý, hóa, nhất là các thành phần hóa học của nguyên liệu như: hàm lượng của các bon (C), ôxy (O), Nito (N), Lưu huỳnh (S), …và nhiệt trị thấp của nhiên liệu Hu được thể hiện trong bảng 1.
– Phương pháp nghiên cứu: Phương pháp nghiên cứu là kết hợp giữa nghiên cứu lý thuyết, thực nghiệm và phương pháp tối ưu quy hoạch hóa thực nghiệm.
– Thiết bị đo sử dụng trong nghiên cứu: Các thiết bị đo được sử dụng trong nghiên cứu thực nghiệm như trên hình 1, bao gồm:
a- Cân bàn để xác định khối lượng (VN);
b- Thiết bị đo nhiệt độ cầm tay kiểu súng bắn (Ebro – CHLB Đức);
c- Máy đo lưu lượng và vận tốc gió (Testo – CHLB Đức);
d- Các biến tần điều khiển tốc độ động cơ;
e- ampe kìm đo điện năng tiêu thụ (CHLB Đức);
f- Máy đo độ ẩm vật liệu trước khi khí hóa;
g- Thiết bị lấy mẫu và đo quan trắc môi trường để xác định tỉ lệ nồng độ của các thành phần khí có trong khí tổng hợp (Syngas); ngoài ra còn có các sensor cảm biến nhiệt độ đo nhiệt độ bên trong thân lò phản ứng.
Hình 1. Thiết bị đo và lấy mẫu-phân tích quan trắc môi trường về nồng độ của các thành phần khí (CO, H2, CH4…)có trong khí tổng hợp Syngas khi thực nghiệm [2]
(Còn tiếp)
TS. Nguyễn Đình Tùng
Viện nghiên cứu, thiết kế, chế tạo máy nông nghiệp