zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Luận Văn - Báo Cáo

» Báo cáo khoa học

Báo cáo nghiên cứu khoa học: "HỆ THỐNG CUNG CẤP KHÍ BIOGAS CHO ĐỘNG CƠ KÉO MÁY PHÁT ĐIỆN 2HP"

Chia sẻ: Nguyễn Phương Hà Linh Linh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:3

Báo xấu

113
lượt xem 21
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài báo trình bày hệ thống cung cấp khí biogas hoàn chỉnh cho cụm động cơ đốt trong-máy phát điện 2HP. Khí biogas sau khi qua hệ thống khử H2S và hấp thụ CO2 được cung cấp cho động cơ đánh lửa cưỡng bức nhờ bộ phụ kiện chuyển đổi nhiên liệu biogas/xăng. Bộ phụ kiện này được phát triển trên cơ sở bộ phụ kiện GA5 sử dụng trên xe gắn máy chạy bằng LPG bằng cách bổ sung thêm bộ điều tốc phụ. ...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Báo cáo nghiên cứu khoa học: "HỆ THỐNG CUNG CẤP KHÍ BIOGAS CHO ĐỘNG CƠ KÉO MÁY PHÁT ĐIỆN 2HP"

HỆ THỐNG CUNG CẤP KHÍ BIOGAS CHO ĐỘNG CƠ KÉO MÁY PHÁT ĐIỆN 2HP BIOGAS SUPPLYING SYSTEM FOR A GROUP 2HP SPARK IGNITION ENGINE-GENERATOR BÙI VĂN GA – TRƯƠNG LÊ BÍCH TRÂM Trung tâm NCBVMT, Đại học Đà Nẵng TRƯƠNG HOÀNG THIỆN – PHẠM DUY PHÚC – ĐẶNG HỮU THÀNH Trường Đại học Bách khoa, Đại học Đà Nẵng JULIAND ARNAUD Université Corse, France TÓM TẮT Bài báo trình bày hệ thống cung cấp khí biogas hoàn chỉnh cho cụm động cơ đốt trong-máy phát điện 2HP. Khí biogas sau khi qua hệ thống khử H2S và hấp thụ CO2 được cung cấp cho động cơ đánh lửa cưỡng bức nhờ bộ phụ kiện chuyển đổi nhiên liệu biogas/xăng. Bộ phụ kiện này được phát triển trên cơ sở bộ phụ kiện GA5 sử dụng trên xe gắn máy chạy bằng LPG bằng cách bổ sung thêm bộ điều tốc phụ. Nhờ vậy động cơ có thể làm việc ổn định ở tất cả các chế độ tải khác nhau của máy phát. ABSTRACT The paper presents a complete biogas supplying system for a group 2HP spark ignition engine-generator. The biogas after passing H2S treatment apparatus and CO2 absorption column is supplied to the spark ignition engine by biogas/gasoline conversion kit. The kit is developed on the basis of GA5 LPG/gasoline conversion kit of motorcycles by adding the supplementary regulator. Thanks to the system, the engine can be stabilized at any load regime of the generator. 1. GIỚI THIỆU Trong những năm gần đây, người dân ở nông thôn nước ta đã bắt đầu quen dần với việc sử dụng biogas làm chất đốt. Các hầm biogas này một mặt, cung cấp chất đốt cho người dân và mặt khác, giúp ng ười dân xử lý các chất thải từ chăn nuôi và các hoạt động sản xuất khác, góp phần bảo vệ tài nguyên và môi trường. Tuy nhiên việc sử dụng biogas để đun nấu chỉ mới đáp ứng đư ợc một phần tiện ích vì người dân cần nhiều năng lượng hơn để chạy các máy công tác phục vụ sản xuất. Vì vậy việc sử dụng biogas để chạy động cơ đốt trong cỡ nhỏ sẽ góp phần đáng kể vào việc cải thiện đời sống của người dân ở nông thôn. Biogas chứa phần lớn methane (50-75%), ngoài ra còn có CO2 (25-50%), H2 (0-1%), H2O (0-1%) và H2S (0-3%). Trong các thành phần trên, H2S dù chỉ chiếm một tỉ lệ rất nhỏ, nhưng là khí có hại nhất. Khi sử dụng để nấu bếp, H2S gây ăn mòn các ống dẫn, bếp nấu, và làm cho biogas có mùi hôi khó chịu. H2S khi cháy tạo thành SO2 cũng là khí độc hại đối với sức khỏe con người. Khi sử dụng cho động cơ, H2S gây ăn mòn các chi tiết của đường ống a. b. Hình 1: Phoi sắt trước khi bị oxy hóa nạp-thải và buồng cháy, làm giảm tuổi thọ của động (a) và sau khi bị oxy hóa (b)
cơ. Khí CO2 tuy không gây ăn mòn như H2S, nhưng sự hiện diện của nó với hàm lượng lớn làm giảm nhiệt trị của nhiên liệu. Thành phần hơi nước cũng gây ảnh hưởng tương tự như CO2. Trong các công trình trước đây chúng tôi đã tinh luyện khí biogas để chạy thử nghiệm trên động cơ xe gắn máy [4], [5]. Bài báo này trình bày một hệ thống cung cấp nhiên liệu biogas hoàn chỉnh cho động cơ tĩnh tại kéo máy phát điện cỡ nhỏ có công suất 2HP bao gồm hệ thống lọc biogas đơn giản, bộ tạo hỗn hợp nhiên liệu khí và bộ điều tốc phụ kiểu điện từ. 2. HỆ THỐNG LỌC BIOGAS 2.1. Thiết bị tách H2S Trong nghiên cứu này chúng tôi sử dụng phoi sắt để tách H2S [1], [3]. Chất này đư ợc EPA (Cục bảo vệ môi trường Mỹ) chứng nhận không gây ô nhiễm nguồn nước ngầm và có thể thải trực tiếp ra các bãi rác [2]. Trước khi sử dụng, phoi sắt được oxy hóa để tạo thành một lớp oxyt sắt trên bề mặt. Quá trình này có thể thực hiện một cách tự nhiên bằng cách phơi phoi sắt ngoài không khí một thời gian hoặc đốt để tăng tốc độ oxy hóa. Phản ứng oxy hóa phoi sắt diễn ra như sau: Fe + 1/2 O2  FeO 2Fe + 3/2O2  Fe2O3 3Fe + 2O2  Fe3O4 Oxyt sắt tạo thành là hỗn hợp của các oxyt FeO, Fe2O3, Fe3O4. Các phản ứng trên có thể được xúc tiến nhanh hơn bằng cách tưới nư ớc trên phoi sắt. Quá trình oxy hóa sắt đạt yêu cầu khi bề mặt phoi sắt chuyển từ màu xám sang màu vàng xốp, hoặc đỏ xốp Hình 2: Thiết bị tách H2S (hình 1). Khi khí biogas đi qua thiết bị lọc chứa oxyt sắt, H2S được tách ra theo các phản ứng sau: Ống 23 Fe2O3 + 3H2S  Fe2S3 + 3H2O Lối ra của biogas Lối vào Fe3O4 + 4H2S  FeS+Fe2S3 + 4H2O Ống   của nước FeO + H2S  FeS + H2O Đệm Khả năng tách H2S của thiết bị giảm dần theo thời gian. Sau 1 tuần sử dụng đầu tiên (trung bình 4 giờ/ngày), khả năng khử của thiết bị đạt trên 99,4%. Sau 1 tháng sử Thân  2 500 dụng, hiệu suất của thiết bị vẫn còn đạt trên 98%. Khi hiệu suất của thiết bị giảm thấp, chúng ta có thể tái sinh lõi lọc Đĩa đục lỗ bằng cách phơi phoi sắt ngo ài không khí. Phản ứng tái sinh Lối vào của biogaz 150 diễn ra như sau: Fe2S3 + O2  Fe2O3 + 3S Ống  FeS + O2  FeO + S Ống  Phản ứng trên là phản ứng tỏa nhiệt, có thể tự xảy ra trong điều kiện nhiệt độ môi trường. Để gia tốc quá trình tái Lối ra của nước sinh, chúng ta có thể đốt phoi sắt đã sử dụng trong 15 phút. Tuy nhiên quá trình này tạo ra chất khí ô nhiễm SO2: Hình 3: Tháp tách CO2 Fe2S3 + 9/2O2  Fe2O3 + 3SO2 FeS + 3/2O2  FeO + SO2
Phoi sắt có thể được tái sử dụng từ 3-5 lần. Phoi sắt sau khi đốt được trộn với vỏ bào cưa với tỉ lệ 1:1 về thể tích, sau đó được cho vào thiết bị lọc (hình 2). Với lưu lượng biogas là 0,86 m3/h, khối lượng phoi sắt sử dụng là 8kg để lắp đầy một thiết bị bằng PVC có chiều cao 1,5m, đường kính ngo ài 200mm. Tổn thất áp suất trung bình khi qua thiết bị tách H2S là 0,3mbar. Thiết bị như trên đã được sử dụng để lọc khí H2S cho nguồn khí biogas tại Trung tâm bảo trợ xã hội, Đà Sơn, Hòa Khánh Nam, Đà Nẵng. Kết quả phân tích khí trước và sau khi đi qua lọc cho ở bảng 1. Chúng ta thấy hiệu suất lọc đạt khá cao (trên 99%). 2.2. Tháp tách CO2 Việc tách CO2 ra khỏi biogas đư ợc thực hiện dựa vào tính chất hấp thụ khí carbonic của nước. Nguyên lý của phương pháp này là cho khí tiếp xúc ngược chiều với nước trong đó, khí đi từ dưới lên, còn nước chảy từ trên xuống. Để tăng cường sự tiếp xúc của khí và nước, nhóm đã sử dụng các vật liệu trơ như gỗ, đá, gạch để làm đệm. Để cố định lớp đệm trong bên trong tháp, nhóm đã sử dụng một đĩa đục lỗ bằng mica, đặt ở phần dưới của tháp. Với kích thước tháp tách CO2 như hình 3, lưu lượng biogas là 0,86 m3/h, thành phần CO2 ở đầu vào tháp là 36,47%, thành phần CO2 ở đầu ra của tháp là 19,22%, chúng ta đạt được hiệu quả xử lý CO2 là 47,30%. Tổn thất áp suất khi đi qua thiết bị hấp thụ CO2 là 5mbar. Bảng 1: Hiệu quả lọc H2S Sau 1 giờ sử dụng Sau 20 giờ sử dụng Hình 4: Toàn cảnh thiết bị Trước xử Trước xử lọc biogas tại Trung tâm Sau xử lý Sau xử lý lý lý bảo trợ xã hội Đà Sơn Hàm lượng 0,17 0,0005 0,20 0,001 H2S (mg/l) ppm thể tích 112 0,33 132 0,66 3. HỆ THỐNG CUNG CẤP KHÍ BIOGAS CHO ĐỘNG CƠ KÉO MÁY PHÁT ĐIỆN Khí biogas sau khi qua hệ thống lọc H2S và CO2 trên đây có đủ tiêu chuẩn để làm nhiên liệu cho động cơ đốt trong. Trong nghiên cứu này, khí biogas sau khi qua lọc được dùng để cung cấp điện cho động cơ 2 mã lực kéo máy phát điện. Yêu cầu cơ bản của hệ thống cung cấp nhiên liệu trong trường hợp này là phải đảm bảo dòng điện phát ra có tần số không thay đổi (50Hz) ở bất kỳ chế độ tải nào của máy phát. Khi tải cản bên ngoài ít dao Bộ phụ kiện động, về nguyên lý chúng ta có thể dùng bộ phụ kiện GA5 chuyển đổi nhiên liệu LPG/xăng GA5 [6], [7] để cung Hình 5: Cụm động cơ-máy phát cấp nhiên liệu biogas cho động cơ tĩnh tại. Kết quả thử điện 4HP chạy bằng biogas với nghiệm lắp đặt bộ phụ kiện GA5 trên động cơ kéo máy bộ phụ kiện GA5 [8] phát điện 4HP chạy bằng biogas (hình 5) cho thấy hệ

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.11: Bộ Luận Văn Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Tài Chính Ngân Hàng

172 tài liệu

843 lượt tải

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.