Công nghệ khí hóa sinh khối
Thứ ba, 22/10/2013
An ninh năng lượng đang là vấn đề cấp thiết với tất cả các nước trên thế giới do các nguồn năng lượng hóa thạch đang ngày càng cạn kiệt và trở nên đắt đỏ. Việc tìm kiếm các nguồn năng lượng mới và sử dụng các nguồn năng lượng tái tạo đang được nhiều quốc gia trên thế giới quan tâm. Việt Nam là nước nông nghiệp do đó tiềm năng về phụ phẩm nông nghiệp là rất lớn, đây là một nguồn nhiên liệu quan trọng để cung cấp năng lượng thay thế cho dầu mỏ và than, tuy nhiên nguồn nhiên liệu này đang bị lãng phí và chưa được tận thu triệt để phục vụ cho các hoạt động công nghiệp.
An ninh năng lượng đang là vấn đề cấp thiết với tất cả các nước trên thế giới do các nguồn năng lượng hóa thạch đang ngày càng cạn kiệt và trở nên đắt đỏ. Việc tìm kiếm các nguồn năng lượng mới và sử dụng các nguồn năng lượng tái tạo đang được nhiều quốc gia trên thế giới quan tâm. Việt Nam là nước nông nghiệp do đó tiềm năng về phụ phẩm nông nghiệp là rất lớn, đây là một nguồn nhiên liệu quan trọng để cung cấp năng lượng thay thế cho dầu mỏ và than, tuy nhiên nguồn nhiên liệu này đang bị lãng phí và chưa được tận thu triệt để phục vụ cho các hoạt động công nghiệp.
An ninh năng lượng đang là vấn đề cấp thiết với tất cả các nước trên thế giới do các nguồn năng lượng hóa thạch đang ngày càng cạn kiệt và trở nên đắt đỏ. Việc tìm kiếm các nguồn năng lượng mới và sử dụng các nguồn năng lượng tái tạo đang được nhiều quốc gia trên thế giới quan tâm. Việt Nam là nước nông nghiệp do đó tiềm năng về phụ phẩm nông nghiệp là rất lớn, đây là một nguồn nhiên liệu quan trọng để cung cấp năng lượng thay thế cho dầu mỏ và than, tuy nhiên nguồn nhiên liệu này chưa được khai thác sử dụng phục vụ cho các hoạt động công nghiệp.
Hiện nay sinh khối vẫn là nguồn nhiên liệu đun nấu chính tại vùng nông thôn Việt Nam, tuy nhiên việc sử dụng sinh khối cho đun nấu tạo ra nhiều khói thải, bụi, bồ hóng... .. Để hạn chế các nhược điểm của quá trình đun nấu sử dụng sinh khối, các bếp khí hóa sinh khối quy mô hộ gia đình đã được áp dụng và đem lại hiệu quả thiết thực. Việc ứng dụng quy trình khí hóa sinh khối ở quy mô công nghiệp vẫn chưa được triển khai vì những khó khăn về công nghệ, nguồn cung cấp và thiếu vốn... Ở Việt Nam, các nhà máy sản xuất mía đường do có ưu thế nguồn phụ phẩm tập trung nên đã áp dụng kỹ thuật đốt sinh khối để sản xuất hơi nước thay thế cho đốt than và đốt dầu. Giải pháp này đã đem lại hiệu quả kinh tế lớn cho doanh nghiệp do việc tiết kiệm nhiên liệu và giảm thiểu phát thải. Phụ phẩm từ ngành sản xuất lúa gạo là rất lớn và tập trung, tuy nhiên ngoài nhà máy nhiệt điện Đình Hải và Công ty Gốm Tân Mai đang trong quá trình vận hành sản xuất, đến nay ứng dụng nhiên liệu sinh khối cho các ngành công nghiệp vẫn còn hạn chế.
Hiện nay, Chương trình NCKH về ‘Năng lượng sạch” của trường Đại học Bách Khoa Hà Nội dưới sự chủ nhiệm của Phó hiệu trưởng Phạm Hoàng Lương đang tập trung vào phát triển các ứng dụng công nghệ khí hóa sinh khối để sản xuất điện và nhiệt kết hợp với sự tham gia của các nhà khoa học, các chuyên gia của các Viện Kỹ thuật Nhiệt Lạnh, Viện Kỹ Thuật Hóa học, Viện Cơ khí Động lực...
Quy trình khí hóa sinh khối để sản xuất điện và nhiệt có thể mô tả tóm tắt như sau :
1. Thiết bị khí hóa 8. Máy biến thế
2. Cyclone 9. Quạt thổi gió
3. Tháp rửa khí 10. Quạt hút khí
4. Tháp hấp phụ 11. Thiết bị mồi lửa
5. Máy nén khí 12. Thùng chứa nước
6. Động cơ đốt 13. Bơm
7. Máy phát điện 14. Thiết bị đo lưu lượng khí
15. Đầu đốt khí
Nguyên liệu sinh khối ban đầu (viên nén mùn cưa, củi trấu, gỗ vụn, dăm mảnh cây keo, vỏ cà phê, vỏ hạt điều.....) được xử lý sơ bộ và được hệ thống băng tải đưa vào thiết bị khí hóa 1, lúc này thiết bị mồi lửa 11 được khởi động làm duy trì quá trình cháy ban đầu cho nguyên liệu, sau đó quạt thổi gió 9 được khởi động nhằm cung cấp lượng oxy cho quá trình cháy, đồng thời thiết bị mồi lửa được ngừng. Nguyên liệu lần lượt trải qua 4 giai đoạn trong thiết bị khí hóa gồm: sấy khô, nhiệt phân, đốt cháy, khí hóa. Phần tro sẽ được tháo liên tục qua cơ cấu tháo tro. Hỗn hợp khí tạo ra gồm CO, CO2, H2, CH4 và hàm lượng nhựa và bụi lần lượt được đi vào các cyclone, tại đây bụi và một số nhựa được loại bỏ. Khí ra khỏi cyclone với nhiệt độ vào khoảng 300 0C sẽ được tận dụng nhiệt để trao đổi nhiệt với gió vào. Nếu phục vụ sản xuất nhiệt thì hỗn hợp khí sẽ được đốt trực tiếp để cung cấp nhiệt cho lò hơi, sấy gỗ, sấy nông sản...
Để phát điện cho động cơ diesen, hỗn hợp khí sẽ tiếp tục được qua thiết bị rửa khí để hạ nhiệt độ xuống 450C và tiếp tục đi vào thiết bị hấp phụ tách triệt để hàm ẩm trong hỗn hợp khí. Hỗn hợp khí sau khi làm sạch sẽ đượcc đưa vào động cơ đốt trong (động cơ diesel hoặc động cơ xăng) để sản xuất điện năng…
So sánh các chi phí nhiên liệu
Nếu so sánh chi phí để tạo ra cùng giá trị nhiệt trị là 10.000Kcal thì chi phí khí nhiên liệu của quá trình khí hóa sinh khối là kinh tế nhất.
Sử dụng sinh khối để cung cấp nhiệt năng hoặc điện năng đem lại hiệu quả kinh tế, xã hội và môi trường. Với nguồn sinh khối dồi dào và chưa được tận thu, việc áp dụng công nghệ khí hóa sinh khối để sản xuất nhiệt và điện ở quy mô công nghiệp được xem là một bước đi lâu dài, bền vững, tăng khả năng cạnh tranh của doanh nghiệp và góp phần bảo vệ môi trường.
Liên hệ để biết thêm chi tiết
Thư ký chương trình : Văn Đình Sơn Thọ
Điện thoại : 097.360.4372
Email : tho.vandinhson@hust.edu.vn
Hiện nay sinh khối vẫn là nguồn nhiên liệu đun nấu chính tại vùng nông thôn Việt Nam, tuy nhiên việc sử dụng sinh khối cho đun nấu tạo ra nhiều khói thải, bụi, bồ hóng... .. Để hạn chế các nhược điểm của quá trình đun nấu sử dụng sinh khối, các bếp khí hóa sinh khối quy mô hộ gia đình đã được áp dụng và đem lại hiệu quả thiết thực. Việc ứng dụng quy trình khí hóa sinh khối ở quy mô công nghiệp vẫn chưa được triển khai vì những khó khăn về công nghệ, nguồn cung cấp và thiếu vốn... Ở Việt Nam, các nhà máy sản xuất mía đường do có ưu thế nguồn phụ phẩm tập trung nên đã áp dụng kỹ thuật đốt sinh khối để sản xuất hơi nước thay thế cho đốt than và đốt dầu. Giải pháp này đã đem lại hiệu quả kinh tế lớn cho doanh nghiệp do việc tiết kiệm nhiên liệu và giảm thiểu phát thải. Phụ phẩm từ ngành sản xuất lúa gạo là rất lớn và tập trung, tuy nhiên ngoài nhà máy nhiệt điện Đình Hải và Công ty Gốm Tân Mai đang trong quá trình vận hành sản xuất, đến nay ứng dụng nhiên liệu sinh khối cho các ngành công nghiệp vẫn còn hạn chế.
Hiện nay, Chương trình NCKH về ‘Năng lượng sạch” của trường Đại học Bách Khoa Hà Nội dưới sự chủ nhiệm của Phó hiệu trưởng Phạm Hoàng Lương đang tập trung vào phát triển các ứng dụng công nghệ khí hóa sinh khối để sản xuất điện và nhiệt kết hợp với sự tham gia của các nhà khoa học, các chuyên gia của các Viện Kỹ thuật Nhiệt Lạnh, Viện Kỹ Thuật Hóa học, Viện Cơ khí Động lực...
Quy trình khí hóa sinh khối để sản xuất điện và nhiệt có thể mô tả tóm tắt như sau :
1. Thiết bị khí hóa 8. Máy biến thế
2. Cyclone 9. Quạt thổi gió
3. Tháp rửa khí 10. Quạt hút khí
4. Tháp hấp phụ 11. Thiết bị mồi lửa
5. Máy nén khí 12. Thùng chứa nước
6. Động cơ đốt 13. Bơm
7. Máy phát điện 14. Thiết bị đo lưu lượng khí
15. Đầu đốt khí
Nguyên liệu sinh khối ban đầu (viên nén mùn cưa, củi trấu, gỗ vụn, dăm mảnh cây keo, vỏ cà phê, vỏ hạt điều.....) được xử lý sơ bộ và được hệ thống băng tải đưa vào thiết bị khí hóa 1, lúc này thiết bị mồi lửa 11 được khởi động làm duy trì quá trình cháy ban đầu cho nguyên liệu, sau đó quạt thổi gió 9 được khởi động nhằm cung cấp lượng oxy cho quá trình cháy, đồng thời thiết bị mồi lửa được ngừng. Nguyên liệu lần lượt trải qua 4 giai đoạn trong thiết bị khí hóa gồm: sấy khô, nhiệt phân, đốt cháy, khí hóa. Phần tro sẽ được tháo liên tục qua cơ cấu tháo tro. Hỗn hợp khí tạo ra gồm CO, CO2, H2, CH4 và hàm lượng nhựa và bụi lần lượt được đi vào các cyclone, tại đây bụi và một số nhựa được loại bỏ. Khí ra khỏi cyclone với nhiệt độ vào khoảng 300 0C sẽ được tận dụng nhiệt để trao đổi nhiệt với gió vào. Nếu phục vụ sản xuất nhiệt thì hỗn hợp khí sẽ được đốt trực tiếp để cung cấp nhiệt cho lò hơi, sấy gỗ, sấy nông sản...
Để phát điện cho động cơ diesen, hỗn hợp khí sẽ tiếp tục được qua thiết bị rửa khí để hạ nhiệt độ xuống 450C và tiếp tục đi vào thiết bị hấp phụ tách triệt để hàm ẩm trong hỗn hợp khí. Hỗn hợp khí sau khi làm sạch sẽ đượcc đưa vào động cơ đốt trong (động cơ diesel hoặc động cơ xăng) để sản xuất điện năng…
So sánh các chi phí nhiên liệu
Nếu so sánh chi phí để tạo ra cùng giá trị nhiệt trị là 10.000Kcal thì chi phí khí nhiên liệu của quá trình khí hóa sinh khối là kinh tế nhất.
Sử dụng sinh khối để cung cấp nhiệt năng hoặc điện năng đem lại hiệu quả kinh tế, xã hội và môi trường. Với nguồn sinh khối dồi dào và chưa được tận thu, việc áp dụng công nghệ khí hóa sinh khối để sản xuất nhiệt và điện ở quy mô công nghiệp được xem là một bước đi lâu dài, bền vững, tăng khả năng cạnh tranh của doanh nghiệp và góp phần bảo vệ môi trường.
Liên hệ để biết thêm chi tiết
Thư ký chương trình : Văn Đình Sơn Thọ
Điện thoại : 097.360.4372
Email : tho.vandinhson@hust.edu.vn