Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật cơ khí: Nghiên cứu phát triển lò đốt công nghiệp sử dụng nhiên liệu sinh khối (trấu) phục vụ nung gạch

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:129

Thêm vào BST

Báo xấu

10
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Luận văn "Nghiên cứu phát triển lò đốt công nghiệp sử dụng nhiên liệu sinh khối (trấu) phục vụ nung gạch" được hoàn thành với mục tiêu nhằm nghiên cứu, khảo sát, đánh giá các kiểu hoá trấu hoá gas đã có trong và ngoài nước để lựa chọn giải pháp công nghệ trấu hoá gas hiệu quả. Đề xuất giải pháp trấu hóa gas phù hợp, nguồn khí gas cung cấp ổn định, giảm đáng kể lượng hắc ín ở đầu ra khí gas.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật cơ khí: Nghiên cứu phát triển lò đốt công nghiệp sử dụng nhiên liệu sinh khối (trấu) phục vụ nung gạch

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN TÔ HẠC NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN LÒ ĐỐT CÔNG NGHIỆP SỬ DỤNG NHIÊN LIỆU SINH KHỐI (TRẤU) PHỤC VỤ NUNG GẠCH NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ - 60520103 S K C0 0 4 7 0 4 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 10/2015
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN TÔ HẠC NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN LÒ ĐỐT CÔNG NGHIỆP SỬ DỤNG NHIÊN LIỆU SINH KHỐI (TRẤU) PHỤC VỤ NUNG GẠCH NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ Tp. Hồ Chí Minh, tháng 10/2015
BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT Độc lập – Tự Do – Hạnh Phúc THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH XÁC NHẬN CỦA CÁN BỘ HƢỚNG DẪN (Học viên đóng kèm xác nhận này vào quyển LVTN) Họ và tên học viên: Nguyễn Tô Hạc MSHV: 138520103009 Chuyên ngành: Kĩ thuật cơ khí Khóa : 2013 – 2015B Tên đề tài: “Nghiên cứu phát triển lò đốt công nghiệp sử dụng nhiên liệu sinh khối (trấu) phục vụ nung gạch” Học viên đã hoàn thành LVTN theo đúng yêu cầu về nội dung và hình thức (theo qui định) của một luận văn thạc sĩ. Tp. Hồ Chí Minh, ngày 19 tháng 08 năm 2015 Giảng viên hƣớng dẫn (Ký & ghi rõ họ tên) i
LÝ LỊCH KHOA HỌC I. LÝ LỊCH SƠ LƢỢC: Họ & tên: NGUYỄN TÔ HẠC Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 02/7/1982 Nơi sinh: Bình Định Quê quán: Phƣớc Hƣng – Tuy Phƣớc – Bình Định. Dân tộc: Kinh Đơn vị công tác: Trƣờng Cao Đẳng Nghề Sóc Trăng. Địa chỉ liên lạc: 176, Nam Kỳ Khởi Nghĩa, Phƣờng 7, Thành phố Sóc Trăng, tỉnh Sóc Trăng. Điện thoại cơ quan: 0793. 614946 Điện thoại riêng: 0939.484.682 E-mail: hp5887@gmail.com II. QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO: 1. Cao Đẳng: Hệ đào tạo: Chính quy Thời gian đào tạo : từ 10/2001 đến 4/2005 Nơi học: Trƣờng Cao Đẳng Sƣ Phạm Kỹ Thuật Vĩnh Long. Ngành học: Cơ khí Chế Tạo Máy 2. Đại học: Hệ đào tạo: Tại chức Thời gian đào tạo : từ 09/2007 đến 09/2009 Nơi học: Trƣờng ĐH Sƣ Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM Ngành học: Cơ khí Chế Tạo Máy 3. Thạc sĩ: Hệ đào tạo: Chính quy Thời gian đào tạo từ 10/2013 đến 10/2015 Nơi học (trƣờng, thành phố): Trƣờng ĐH Sƣ Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM Ngành học: Kỹ thuật cơ khí Tên luận văn: Nghiên cứu phát triển lò đốt công nghiệp sử dụng nhiên liệu sinh khối (trấu) phục vụ nung gạch. Ngày & nơi bảo vệ luận văn: …../10/2015. Trƣờng ĐHSPKT.TpHCM Ngƣời hƣớng dẫn: PGS. TS. Đặng Thiện Ngôn ii
4. Tiến sĩ: Hệ đào tạo: Thời gian đào tạo từ ……/…… đến ……/ …… Tại (trƣờng, viện, nƣớc): Tên luận án: Ngƣời hƣớng dẫn: 5. Trình độ ngoại ngữ: Tiếng Anh, B1 (khung Châu Âu) 6. Học vị, học hàm, chức vụ kỹ thuật đƣợc chính thức cấp; số bằng, ngày & nơi cấp: III. QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC CHUYÊN MÔN KỂ TỪ KHI TỐT NGHIỆP: Thời gian Nơi công tác Công việc đảm nhận Từ 04/2005 đến nay Trƣờng CĐN Sóc Trăng Giảng dạy Tp. Hồ Chí Minh, ngày 1 tháng 10 năm 2015 Ngƣời khai ký tên Nguyễn Tô Hạc iii
LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn tốt nghiệp này là công trình do chính tôi nghiên cứu và thực hiện. Tôi không sao chép từ bất kỳ một bài viết nào đã đƣợc công bố mà không trích dẫn rõ nguồn gốc. Nếu có bất kỳ một sự vi phạm nào, tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chƣa từng đƣợc ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Tp. Hồ Chí Minh, ngày 1 tháng 10 năm 2015 Ngƣời cam đoan Nguyễn Tô Hạc iv
LỜI CẢM ƠN Trong thời gian thực hiện luận văn “Nghiên cứu phát triển lò đốt công nghiệp sử dụng nhiên liệu sinh khối (trấu) phục vụ nung gạch”, tôi đã nhận đƣợc rất nhiều sự giúp đỡ của quý thầy, Cô các chuyên gia, các Công ty, bạn bè và gia đình. Vậy nay tôi: Xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy PGS.TS. Đặng Thiện Ngôn, đã dành nhiều thời gian, tâm huyết truyền đạt những kiến thức khoa học quý báu, hƣớng dẫn, định hƣớng, động viên tôi trong quá trình thực hiện luận văn. Xin chân thành cảm ơn anh Khƣơng Thành Hữu đại điện Cty Cơ Khí Thành Tâm – Sóc Trăng đã giúp đỡ và luôn luôn tạo điều kiện tốt nhất về cơ sở vật chất, nguồn lực và tài chính để cho tôi hoàn thành đề tài này. Xin chân thành cảm ơn chị Huỳnh Kim Phƣợng chủ doanh Thành Phát lò gạch Hoffman đã tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất để thực nghiệm lò nung. Xin cảm ơn quý thầy, cô Trƣờng ĐHSPKT TP. HCM đã tận tình giảng dạy, truyền đạt những kiến thức nền tảng, chuyên môn cho tôi trong thời gian tôi học tập và nghiện cứu tại trƣờng. Xin cảm ơn gia đình đã luôn ở bên tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu. Xin chân thành cảm ơn. T.p Hồ Chí Minh, ngày 9 tháng 10 năm 2015 v
TÓM TẮT Ƣớc tính hàng năm có khoảng gần 8 triệu tấn trấu đƣợc thải ra từ các cơ sở xay xát và một phần không nhỏ đã đƣợc cơ sở sản xuất gạch sử dụng để nung gạch truyền thống. Một lƣợng khói thải lớn cũng nhƣ xỉ tạo ra khi đốt trấu đã góp thêm phần gây nên sự ô nhiễm môi trƣờng. Trong thời gian gần đây các nghiên cứu cải tiến lò đốt trấu đã đƣợc triển khai nhằm tăng hiệu suất trấu đốt trong lò, giảm lƣợng hắc ín, xỉ đã có một số thành công và đang đƣợc ứng dụng ngày càng rộng rãi. Đề tài “Nghiên cứu phát triển lò đốt công nghiệp sử dụng nhiên liệu sinh khối (trấu) phục vụ nung gạch” là một trong các hƣớng nghiên cứu cải tiến lò đốt trấu nung gạch cho các lò nung gạch truyền thống thuộc huyện Thạnh Trị, tỉnh Sóc Trăng. Đề tài đã nghiên cứu và đề xuất phƣơng án cải tiến. Lò đốt trấu liên lục ứng dụng nguyên lý đốt nghịch trấu cháy triệt để cung cấp dòng khí gas ra ổn định, tro đƣợc tháo liên lục và lƣợng hắc ín không đáng kể. Lò có kết cấu di động dễ dàng di chuyển qua các khoang khác khi lò đã đƣợc nung. Các kết quả tính toán và thử nghiệm lƣợng trấu nhiên liệu cung ứng, tiết kiệm đƣợc trên 20% nhiên liệu so với phƣơng pháp đốt thủ công. Hiện tại, lò đốt trấu liên lục cải tiến ứng dụng nguyên lý đốt nghịch đã và đang tiếp tục thử nghiệm tại các cơ sở sản xuất gạch ở huyện Thạnh Trị, qua đó các thông số hoạt động, hiệu quả hoạt động của lò cũng nhƣ các tồn tại sẽ đƣợc ghi nhận, xử lý để làm cơ sở hoàn chỉnh thiết kế của lò để hình thành nên dòng sản phẩm lò đốt trấu ít gây ô nhiễm phục vụ cho thị trƣờng. vi
ABSTRACT Annually, estimation there are nearly 8 million tons of husks are discharged from the manufacturing facility and almost of that it was used to manufacture traditional brick. A large amount of smoky and ash were created from this processing that the part of the reason environmental pollution. Recently, having some research to improved furnace husk was being deployed to increase efficiency of burning process, decrease pitch, slag has had some success. And now, these researches are being used more and more widely. The thesis “Research and development of industrial furnace using biomass fuel (Husk) serves baked brick” is one of more way researching to improved furnace husk to baked traditional brick in Thanh Tri district, Soc Trang province. This thesis was researched and proposed improvement plan. The furnace husk has been applied principle against husk burning fully process to provide steady flows of gas, ash is always removed and amount of pitch less. The furnace has structure mobile, easy to move to other compartment while the furnace is operating. The results of calculations and experimental husk supply, saving more than 20% compared with method manually. Now a day, the furnace husk always improvement and applied principle against burning continue experiment in the manufacturing facility brick in Thanh Tri district, the operating parameters, the performance of the furnace, and other parameters that existence will be recorded, processed to complete the design basis of the furnace to form the furnace husk that less polluting and serve the market. vii
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT Q Là nhiệt lƣợng (J) m Khối lƣợng của vật (kg) ∆t Độ tăng nhiệt của vật (0C hoặc K) C Nhiệt dung riêng của chất làm vật (J/kg.K) Vkk Thể tích không khí (m3tc/kg) V0kk: Thể tích không khí lý thuyết (m3tc/kg) α Hệ số không khí thừa mkk Khối lƣợng không khí (kgkk/kgnl) рkk Khối lƣợng riêng của không khí (kg/m3) Vkch Thể tích các khí còn cháy đƣợc (CO, H2, CH4) mtrau Khối lƣợng trấu cấp trong 1 giờ (kg/h) P Công suất đầu ra (kW hoặc KJ) Qvt Nhiệt trị thấp của trấu (KJ) vG Vận tốc khí hóa, đƣợc chọn trên cơ sở thực nghiệm ςL Hệ số trở lực của lớp nhiên liệu, ςl phụ thuộc vào hệ số Reynolds  Độ nhớt động học của dòng khí m2/s λ Hệ số dẫn nhiệt của samot, λ = 0,81W/m.độ; α1, α2 Hệ số tỏa nhiệt ở hai bề mặt vách, W/m2.độ; tf1 Nhiệt độ trung bình bên trong thiết bị sinh khí, 0C. tf2 Nhiệt độ của dòng gas KC Hệ số chất đồng tiết diện máng phụ vào vật liệu Kn Hệ số phụ thuộc góc nghiên (độ) vít tải Co Hệ số lực cản ma sát với vật liệu là tro L Chiều dài vận chuyển của vật liệu Qv Năng suất của vít tải tấn/h v Vận tốc trung bình của khí trong đƣờng ống (cm/s) viii
MỤC LỤC XÁC NHẬN CỦA CÁN BỘ HƢỚNG DẪN ................................................................... i LỜI CAM ĐOAN ........................................................................................................... iv LỜI CẢM ƠN .................................................................................................................. v TÓM TẮT ....................................................................................................................... vi ABSTRACT ................................................................................................................... vii CHƢƠNG 1: GIỚI THIỆU ........................................................................................... 1 1.1 Đặt vấn đề ............................................................................................................ 1 1.2 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài ............................................................. 2 1.3 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài ............................................................................ 3 1.4 Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu ....................................................................... 3 1.4.1 Đối tƣợng nghiên cứu ....................................................................................... 4 1.4.2 Phạm vi nghiên cứu .......................................................................................... 4 1.5 Phƣơng pháp nghiên cứu ..................................................................................... 4 1.6 Nội dung nghiên cứu của đề tài .......................................................................... 4 CHƢƠNG 2: TỔNG QUAN.......................................................................................... 6 2.1 Cây lúa nƣớc ở Việt Nam .................................................................................... 6 2.1.1 Nguồn gốc ......................................................................................................... 6 2.1.2 Tình hình lúa tại Việt Nam ............................................................................... 7 2.2 Trấu ...................................................................................................................... 8 2.2.1 Lịch sử - nguồn gốc .......................................................................................... 8 2.2.2 Thành phần hóa học của vỏ trấu ....................................................................... 8 2.3 Tình hình sử dụng trấu ở nƣớc ta....................................................................... 10 2.4 Ứng dụng từ vỏ trấu ........................................................................................... 12 ix
2.4.1 Sử dụng vỏ trấu làm chất đốt .......................................................................... 12 2.4.2 Sử dụng vỏ trấu làm củi trấu........................................................................... 13 2.4.3 Dùng vỏ trấu để sản xuất gas sinh học (Trấu hoá khí) ................................... 13 2.4.4 Các ứng dụng của tro trấu ............................................................................... 14 2.4.5 Sử dụng vỏ trấu làm chất đốt cung cấp cho nhà máy nhiệt điện .................... 14 2.5 Năng lƣợng sinh khối ........................................................................................ 16 2.5.1 Khái niệm sinh khối ........................................................................................ 16 2.5.2 Vai trò của sinh khối ....................................................................................... 16 2.6 Các nghiên cứu hóa Gas từ trấu trên thế giới và Việt Nam ............................... 17 2.6.1 Tình hình nghiên cứu hóa gas trấu ở các nƣớc trên thế giới .......................... 17 2.6.1.1 Hệ thống hóa gas và đốt gas sử dụng cho hộ gia đình hoặc sản xuất nhỏ ... 17 2.6.1.2 Hệ thống hóa gas trấu để chạy động cơ và phát điện .................................. 18 2.6.2 Tình hình nghiên cứu hóa gas trấu ở Việt Nam.............................................. 20 2.6.2.1 Hệ thống hóa gas và đốt gas sử dụng cho hộ gia đình................................. 20 2.6.2.2 Sử dụng lò trấu hóa khí để sấy lúa ............................................................... 22 2.6.2.3 Hệ thống hóa gas trấu để nung gốm ............................................................ 22 2.6.2.4 Hệ thống hóa gas trấu của Nguyễn Thanh Quang (ĐHBK - ĐN) .............. 24 2.7 Những vấn đề tồn tại của lò ............................................................................... 25 CHƢƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT ........................................................................... 26 3.1 Các kiểu thiết bị hóa gas ...................................................................................... 26 3.1.1 Kiểu hóa gas đi lên ......................................................................................... 26 3.1.2 Kiể u gas đi xuố ng ............................................................................................. 26 3.1.3 Kiể u gas đi ngang ............................................................................................. 27 3.1.4 Kiể u phân tầ ng gas đi xuố ng ............................................................................ 27 3.1.5 Kiể u tầ ng sôi ..................................................................................................... 28 3.2 Nguyên lý hóa gas để chuyển đổi năng lƣợng sinh khối ................................... 29 3.2.1 Vùng cháy ......................................................................................................... 29 x
3.2.2 Vùng khử .......................................................................................................... 29 3.2.3 Vùng nhiệt phân ................................................................................................ 29 3.3 Các yếu tố ảnh hƣởng tới quá trình khí hóa sinh khối ....................................... 30 3.3.1 Ảnh hƣởng của áp suất ................................................................................... 30 3.3.2 Ảnh hƣởng của nhiệt độ.................................................................................. 30 3.3.3 Ảnh hƣởng của nguyên liệu ............................................................................ 30 3.3.4 Ảnh hƣởng của nhựa ....................................................................................... 31 3.3.5 Ảnh hƣởng của tro. ......................................................................................... 31 3.3.6 Ảnh hƣởng của kích thƣớc hạt sinh khối ........................................................ 31 3.4 Công thức dùng tính toán lò trấu hóa khí gas .................................................... 31 CHƢƠNG 4: YÊU CẦU VÀ PHƢƠNG ÁN THIẾT KẾ ......................................... 40 4.1 Yêu cầu lò nung gạch Hoffman ......................................................................... 40 4.1.1 Yêu cầu thiết kế .............................................................................................. 40 4.1.2 Nguyên lý lò đốt trấu đề xuất ......................................................................... 41 4.2 Các phƣơng án thiết kế ...................................................................................... 41 4.2.1 Phƣơng án 1 .................................................................................................... 41 4.2.1.1 Kết cấu ......................................................................................................... 41 4.2.1.2 Nguyên lý hoạt động .................................................................................... 42 4.2.1.3 Chế tạo thử nghiệm mô hình lò ................................................................... 42 4.2.2 Phƣơng án 1 cải tiến ....................................................................................... 43 4.2.2.1 Kết cấu ......................................................................................................... 43 4.2.2.2 Nguyên lý hoạt động .................................................................................... 44 4.2.2.3 Chế tạo thử nghiệm mô hình lò ................................................................... 45 4.2.3 Phƣơng án 2 .................................................................................................... 45 4.2.3.1 Kết cấu ......................................................................................................... 45 4.2.3.2 Nguyên lý hoạt động .................................................................................... 46 4.2.3.3 Chế tạo thử nghiệm ...................................................................................... 47 xi
4.2.4 Phƣơng án 3 .................................................................................................... 48 4.2.4.1 Kết cấu ......................................................................................................... 48 4.2.4.2 Nguyên lý hoạt động .................................................................................... 49 4.2.4.3 Chế tạo và thử nghiệm ................................................................................. 50 4.2.5 Phƣơng án 3 cải tiến ....................................................................................... 51 4.2.5.1 Kết cấu ......................................................................................................... 51 4.2.5.2 Nguyên lý hoạt động .................................................................................... 52 4.2.5.3 Mô hình 3D của lò đốt .................................................................................. 53 4.3. Yêu cầu mạch điện điều khiển lò ...................................................................... 54 4.3.1 Yêu cầu thiết bị điện của mạch điều khiển lò trấu hóa gas ............................ 54 4.3.2 Yêu cầu chu trình vận hành ............................................................................ 55 CHƢƠNG 5: TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO LÒ ĐỐT TRẤU HÓA GAS ................................................................................................................................ 56 5.1 Yếu tố thông số đầu vào và đầu ra lò đốt trấu hóa gas ...................................... 56 5.2 Cơ sở tính toán các cụm thiết bị chính của lò trấu hóa gas ............................... 58 5.2.1 Tính toán các thông số của quá trình khí hóa ................................................. 58 5.2.1.1 Lƣợng không khí lý thuyết cần thiết để đốt cháy 1 kg trấu ......................... 58 5.2.1.2 Thể tích không khí cần thiết để hóa khí 1kg trấu [52] ................................. 59 5.2.1.3 Khối lƣợng không khí cần thiết để hóa khí 1kg trấu ................................... 59 5.2.1.4 Nhiệt trị của trấu .......................................................................................... 60 5.2.1.5 Tính thông số khí gas ra............................................................................... 60 5.2.2. Lƣợng khí sạch tiêu hao ................................................................................. 64 5.2.3. Lƣợng trấu tiêu hao cần thiết trong 1 giờ ...................................................... 64 5.3 Tính toán lò phản ứng hóa khí ........................................................................... 65 5.3.1. Sơ đồ khối tổng quát lò phản ứng hóa khí ..................................................... 65 5.3.2.1 Chiều cao lò phản ứng ................................................................................. 66 5.3.2.2 Đƣờng kính buồng phản ứng ....................................................................... 66 xii
5.3.2.3 Thể tích không khí cần thiết cho quá trình khí hóa ..................................... 67 5.3.2.4 Tốc độ rỗng của dòng khí ............................................................................ 67 5.3.2.5 Vận tốc gas ra khỏi buồng phản ứng ........................................................... 67 5.3.2.6 Thể tích của lò phản ứng hóa khí................................................................. 68 5.3.2.7 Chiều cao tổng của lò phản ứng hóa khí...................................................... 69 5.3.2.8 Tính cách nhiệt cho lò phản ứng hóa khí ..................................................... 69 5.3.2.8.1 Lựa chọn cấu trúc vỏ thiết bị và vật liệu cách nhiệt ................................. 69 5.3.2.8.2 Tính cách nhiệt thiết bị ............................................................................. 71 5.3.2.9 Tốc độ cháy thành tro của trấu .................................................................... 75 5.3.3 Tính hệ thống tải trấu ...................................................................................... 76 5.3.4 Tính toán buồng tháo tro................................................................................. 79 5.3.5 Tính toán cho phễu cấp trấu............................................................................ 82 5.3.6 Quạt cấp gió .................................................................................................... 82 5.3.7 Môtơ rung ....................................................................................................... 83 5.3.9 Tính hệ thống khỏa mặt trấu .............................................................................. 86 5.3.10 Tính hiệu suất của lò đốt trấu hóa gas .......................................................... 87 5.4 Thiết kế tổng quát kết cấu lò đốt trấu hóa gas ................................................... 88 5.5 Thiết kế chi tiết lò đốt trấu hóa gas.................................................................... 89 5.5.1 Phễu cấp trấu................................................................................................... 89 5.5.2 Hệ thống tải trấu ............................................................................................. 89 5.5.3 Quạt cấp gió .................................................................................................... 90 5.5.4 Van an toàn ..................................................................................................... 90 5.5.5 Hệ thống dẫn khí ............................................................................................. 90 5.5.6 Cửa đốt khí gas ............................................................................................... 91 5.5.7 Khung lò ......................................................................................................... 91 5.5.8 Hệ thống tháo tro ............................................................................................ 91 5.5.9 Hệ thống điều kiển thanh gạt trấu ................................................................... 91 xiii
5.5.10 Bình ổn áp khí gas ........................................................................................ 91 5.5.11 Hệ thống điện điều khiển .............................................................................. 92 5.5.12 Hệ thống bánh xe di động ............................................................................. 93 5.5.13 Khung bảo vệ ................................................................................................ 93 5.5.14 Cửa mồi lửa .................................................................................................. 93 5.5.15 Hệ thống di chuyển lò ................................................................................... 94 5.5.16 Động cơ rung ................................................................................................ 94 5.5.17 Ghi lò ............................................................................................................ 94 5.5.18 Thân lò .......................................................................................................... 94 CHƢƠNG 6: KẾT QUẢ VÀ ĐÁNH GIÁ .................................................................. 96 6.1 Kết quả ............................................................................................................... 96 6.2 Đánh giá hoạt động của lò ................................................................................. 96 CHƢƠNG 7: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ............................................................ 102 7.1 Kết luận ............................................................................................................ 102 7.2 Kiến nghị.......................................................................................................... 102 - 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. ............................................................................................. 102 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................ 103 xiv
DANH MỤC HÌNH Hình 2.1: Cây lúa (oryzasativa) ....................................................................................... 6 Hình 2.2: Sản lƣợng gạo Việt Nam [49] ......................................................................... 7 Hình 2.3: Lúa trƣớc và sau khi thu hoạch ....................................................................... 7 Hình 2.4: Thành phần hạt lúa .......................................................................................... 8 Hình 2.5: Nguồn trấu rất dồi dào ................................................................................... 11 Hình 2.6: Trấu đổ ra sông gây lãng phí và ô nhiễm nghiêm trọng [54] ........................ 11 Hình 2.7: Trấu đƣợc đốt trực tiếp để nung gạch ........................................................... 12 Hình 2.8: Khối thải ra từ lò gạch đốt trấu trực tiếp ....................................................... 12 Hình 2.9: Trấu làm chất đốt trong sinh hoạt hàng ngày ................................................ 12 Hình 2.10: Máy ép và thanh củi trấu ............................................................................. 13 Hình 2.11: Bếp qui mô hộ gia đình trấu hóa khí [12] ................................................... 13 Hình 2.12: Nguyên lý Bếp qui mô hộ gia đình trấu hóa khí [12] ................................. 14 Hình 2.13: Trấu làm thành phần của xi măng [14] ....................................................... 14 Hình 2.14: Dùng tro trắng sản xuất aerogel [15] ........................................................... 14 Hình 2.15: Dự án nhà máy nhiệt điện............................................................................ 15 Hình 2.16: Nguyên lý hoạt động của nhà máy nhiệt điện [50] ..................................... 16 Hình 2.17: Bếp lò gas trấu dùng nấu ăn trong hộ gia đình ............................................ 18 Hình 2.18: Hình nguyên lý bếp lò gas trấu dùng nấu ăn trong hộ gia đình .................. 18 Hình 2.19: Hệ thống trấu hóa khí ở Italia [22] .............................................................. 19 Hình 2.20: Hệ trấu hóa khí 60kW ở Trung Quốc [23].................................................. 19 Hình 2.21: Hệ trấu hóa khí 15kW ở Thái Lan [24]....................................................... 20 Hình 2.22: Bếp gas trấu của giáo sƣ Trần Bình [25] .................................................... 20 xv
Hình 2.23: Bếp trấu cải tiến của Quân khu 9 [26] ........................................................ 21 Hình 2.24: Nguyên lý hoạt động bếp quân khu 9 và bếp gas trấu của Trần Bình......... 21 Hình 2.25: Hệ thống sấy lúa bằng trấu hoá khí ............................................................. 22 Hình 2.26: Lò khí hóa trấu của Ấn Độ.......................................................................... 23 Hình 2.27: Sơ đồ kết cấu của hệ thống .......................................................................... 23 Hình 2.28: Hình lò khí hóa Nguyễn Thanh Quang (ĐHBK-ĐN) ................................. 25 Hình 3.1:Kiểu hóa ga đi lên [28] ................................................................................... 26 Hình 3.2: Kiểu hóa gas đi xuống [28] ........................................................................... 26 Hình 3.3: Kiểu hóa gas ngang [28] ................................................................................ 27 Hình 3.4: Hóa gas kiểu phân tầng gas đi xuống ............................................................ 28 Hình 3.5: Hóa gas kiểu tần sôi [28] ............................................................................... 28 Hình 4.1:Bản vẽ mặt đứng và mặt cắt của lò gạch Hoffman ........................................ 40 Hình 4.2: Sơ đồ nguyên lý đốt lửa vòng của lò hoffman .............................................. 40 Hình 4.3: Sơ đồ nguyên lý trấu cháy theo kiểu nghịch dòng ........................................ 41 Hình 4.4: Kết cấu lò phƣơng án 1 ................................................................................. 42 Hình 4.5: Thử nghiệm lò phƣơng án 1 .......................................................................... 43 Hình 4.6: Kết cấu lò phƣơng án 1 cải tiến ..................................................................... 44 Hình 4.7: Thử nghiệm lò phƣơng án 1 cải tiến ............................................................. 45 Hình 4.8: Kết cấu lò phƣơng án 2 ................................................................................. 46 Hình 4.9: Thử nghiệm lò phƣơng án 2 .......................................................................... 47 Hình 4.10: Kết cấu lò phƣơng án 3 ............................................................................... 48 Hình 4.11:Thử nghiệm lò phƣơng án 3 ......................................................................... 50 Hình 4.12: Kết cấu lò phƣơng án 3 cải tiến ................................................................... 51 Hình 4.13: Mô hình kết cấu của lò khí hóa trấu đề tài này ........................................... 53 Hình 4.14: Mô hình kết cấu của lò khí hóa trấu đề tài này ........................................... 54 Hình 5.1: Bản vẽ mặt đứng và mặt cắt của lò gạch Hoffman ....................................... 57 Hình 5.2: Sơ đồ khối hệ thống trấu hóa gas cấp nhiên liệu liên tục cho lò đốt gạch .... 65 xvi
Hình 5.3: Sơ đồ cấu trúc vỏ thiết bị hóa khí [52] .......................................................... 70 Hình 5.4: Sơ đồ truyền nhiệt qua vách .......................................................................... 72 Hình 5.5: Tháo tro bằng vít tải kiểu liên tục ................................................................. 79 Hình 5.6: Kiểu máng vít tải tro ...................................................................................... 79 Hình 5.7: Hình thông số quạt cấp gió cho buồng phản ứng trấu hóa gas...................... 82 Hình 5.8: Môtơ rung trấu và tro .................................................................................... 84 Hình 5.9: Cấu tạo tổng quát lò đốt trấu hóa khí ............................................................ 89 Hình 5.10: Phễu cấp trấu ............................................................................................... 89 Hình 5.11: Hệ thống vít tải trấu ..................................................................................... 90 Hình 5.12: Quạt cấp gió cho buồng đốt trấu hóa gas .................................................... 90 Hình 5.13 : Van an toàn cho lò và bình ổn áp ............................................................... 90 Hình 5.14: Hệ thống ống dẫn gas .................................................................................. 90 Hình 5.15: Cửa đốt khí gas ra ........................................................................................ 91 Hình 5.16: Khung lò di động lò đốt trấu hóa gas .......................................................... 91 Hình 5.17: Hệ thống vít tháo tro lò đốt trấu hóa gas ..................................................... 91 Hình 5.18: Hệ thống gạt trấu để khỏa bằng mặt trấu cấp vào lò đốt ............................. 91 Hình 5.19: Bình ổn áp khí gas ....................................................................................... 92 Hình 5.20: Tủ điều kiển điện hoạt động lò đốt trấu hóa gas ......................................... 92 Hình 5.21: Mạch động lực lò đốt trấu hóa gas .............................................................. 92 Hình 5.22: Mạch điều khiển lò đốt trấu hóa gas ........................................................... 93 Hình 5.23: Bánh xe di chuyển lò trấu hóa gas............................................................... 93 Hình 5.24: Khung bảo vệ lò nung lò trấu hóa gas ......................................................... 93 Hình 5.25: Cửa mồi lửa để đốt lò trấu hóa gas .............................................................. 94 Hình 5.26: Hệ thống dẫn động để di chuyển lò đốt ....................................................... 94 Hình 5.27: Động cơ rung trấu và tro ............................................................................. 94 Hình 5.28: Ghi lò trấu hóa gas....................................................................................... 94 Hình 5.29: Thân lò trấu hóa gas .................................................................................... 95 xvii
Hình 6.1: Lò nung gạch bằng phƣơng pháp Trấu hóa khí............................................. 96 Hình 6.2: Chuẩn lò bị nung khoang gạch ...................................................................... 96 Hình 6.3: Khối (gas) tại cửa đốt .................................................................................... 97 Hình 6.4: Ngọn lửa rất mãnh liệt, có thể có màu trắng sáng, màu đỏ ........................... 97 Hình 6.5: Ngọn lửa trắng, mạnh do có sự điều chỉnh 2 cách bƣớm để thu thêm một lƣợng khí Oxy môi trƣờng ............................................................................................. 98 Hình 6.6: Trấu cháy hoàn toàn trong quá trình đốt lò nung .......................................... 98 Hình 6.7: Nhiệt đốt trong lò gạch trên 10000 C............................................................. 98 Hình 6.8: Gạch nung bằng công nghệ Trấu hóa gas ..................................................... 99 xviii