Tiểu luận: Năng lượng sinh khối Biomass biogas - Briquet

Chia sẻ: Dfddgf Dfddgf | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:60

Thêm vào BST

Báo xấu

407
lượt xem 102
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Năng lượng đang sử dụng trên thế giới hiện nay nếu quy ra dầu là gần 8,5 tỷ tấn, trong đó 40% là dầu, than khoảng 26% và khí thiên nhiên khoảng 24%.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Tiểu luận: Năng lượng sinh khối Biomass biogas - Briquet

BIOMASS BIOGAS-BRIQUET NHÓM THỰC HIỆN NGUYỄN VIỆT ANH ĐINH VĂN BỒN LÊ QUỐC HẢI ĐỖ VĂN BẰNG NGUYỄN VĂN DŨNG ĐẶNG THÁI ĐƯƠNG
HIỆN TRẠNG SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG HIỆN NAY Năng lượng đang sử dụng trên thế giới hiện nay nếu quy ra dầu là gần 8,5 tỷ tấn, trong đó 40% là dầu, than khoảng 26% và khí thiên nhiên khoảng 24%. •Dầu mỏ: Còn khoảng 40 năm •Khí tự nhiên: Còn khoảng 60 năm •Than: Còn khoảng 230 năm Tài nguyên Ô nhiễm Trái đất cạn kiệt môi trường nóng lên Cần nguồn năng lượng thay thế
CÁC NGUỒN NĂNG LƯỢNG THAY THẾ ĐÁNG QUAN TÂM
NĂNG LƯỢNG SINH KHỐI (BIOMASS) Năng lượng sinh khối (Biomass) là năng lượng được tạo ra từ vật liệu sinh học được lấy từ cơ thể sinh vật, hay vừa mới tồn tại trong cơ thể sinh vật.
NGUYÊN LIỆU SINH KHỐI 5 nguyên liệu sinh khối Vật liệu được Chất thải cung cấp từ Chất thải Rác thải sinh Gỗ công nghiệp “Vụ mùa năng nông nghiệp hoạt lượng” ượng”
PHÂN LOẠI NHIÊN LIỆU SINH KHỐI BIOGAS: là sản phẩm của quá trình phân giải yếm khí của các chất hữu cơ BRIQUET: là nhiên liệu rắn được tạo ra từ nguyên liệu sinh khối BIOFUEL: là những nhiên liệu lỏng lấy từ sinh khối
BIOGAS
BIOGAS LÀ GÌ?  Biogas là sản phẩm khí của quá trình lên men kị khí phân giải các hợp chất hữu cơ phức tạp thành những hợp chất hữu cơ đơn giản trong đó có thành phần chính là khí metan  Thành phần chính của Biogas là CH4 (50¸60%) và CO2 (30%) còn lại là các chất khác như hơi nước N2, O2, H2S, CO … Các nguồn nguyên liệu chính dùng để sản xuất biogas: Các loại bùn từ ao tù đầm lầy. Các loại phế thải trong sản xuất nông lâm nghiệp và chế biến nông lâm sản. Các sản phẩm phụ và phế thải từ sinh hoạt hằng ngày của con người. Các sản phẩm phụ và phế thải từ ngành chăn nuôi.
CƠ SỞ LÝ THUYẾT QUÁ TRÌNH LÊN MEN METAN Giai đoạn 1: Biến đổi các chất hữu cơ phức tạp thành các chất hữu cơ đơn giản Chất hữu cơ Vi khuẩn Chất hữu cơ đơn phức tạp giản (Protein, Acid (Glycerin, Acid Closdium Bipiclobacterium Amin, Lipid) béo…) Bacillus gram âm không sinh bào tử Staphyloccus
CƠ SỞ LÝ THUYẾT QUÁ TRÌNH LÊN MEN METAN Giai đoạn 2: Hình thành Acid Nhờ vào vi khuẩn Acetogenic Bacteria (vk tổng hợp acetat), các hydrates cacbon biến đổi thành các acid có phân tử lượng thấp (C2H5COOH, C3H7COOH, CH3COOH) và pH môi trường dưới 5 nên gây thối
CƠ SỞ LÝ THUYẾT QUÁ TRÌNH LÊN MEN METAN Giai đoạn 2: Hình thành Acid Vi khuẩn Sản phẩm, Acid tạo ra Bacillus cereus Acetic, Lactic Bacillus knolkampi Acetic, Lactic Bacillus megaterium Acetic, Lactic Bacterodies succigenes Acetic, Sucinic Clostridium carbefectium Acetic, Fomic Clostridium cellobinharus Lactic, Etanol, CO2 Clostridium dissolves Acetic, Fomic Clostridium thermocellaceum Lactic, Sucinic, Etanol Pseudomonas Acetic, Fomic, Lactic, Sucinic, Etanol Ruminococcus sp Acetic, Fomic,Sucinic, CO2
CƠ SỞ LÝ THUYẾT QUÁ TRÌNH LÊN MEN METAN Giai đoạn 3 : Hình thành khí Metan Sản phẩm của acid là nguyên liệu để phân hủy giai đoạn này, tạo ra hỗn hợp khí CH4, CO2, H2S, N2, H2 và pH ( môi trường chuyển sang kiềm) Các phản ứng hóa học: Cao phân tử  CO2 + H2 + CH3COO- + C2H5COOH + C3H8COOH CH3COO- + H2O  CH4 + HCO3- + Q 4H2 + HCO3- + H2O  CH4 + H2O + Q
CƠ SỞ LÝ THUYẾT QUÁ TRÌNH LÊN MEN METAN Giai đoạn 3: Hình thành khí Metan Các phản ứng sinh hóa xảy ra chủ yếu: 4H2 + H+ + HCO3-  CH4 + 3H2O acid Formic: 4HCOOH  CH4 + 3HCO3- + 3H+ HCOOH  H2 + CO2 acid Acetic: CH3COO- + H2  CH4 + 3HCO3- acid Propionic: C2H5COO- + 2H2O  CH3COO- + 3H2 + 3CO2 Metanol: 4CH3OH + H2O  CH3COO- + 3H+ + H2O Etanol: C2H5OH + H2O  3/2CH4 + 1/2CO2 + H2O Propanol: C3H7OH + 3H2O  9/4CH4 + 3/4CO2 + 5/2H2O
CƠ SỞ LÝ THUYẾT QUÁ TRÌNH LÊN MEN METAN Giai đoạn 3: Hình thành khí Metan Vi khuẩn Sản phẩm Methanobacterium omelianskii CO2, H2, rượu bậc I, II Methanopropionicum acid Propionic Methanoformicium acid Formic Methanosochngenii acid Acetic Methanosuboxydans acid Btyric, Valeric, Capropionic Methanosarcina barkerli CO2, H2, acid Acetic, Metanol Methanococcus vanirielli H2, acid Formic Methanorumin anticum H2, acid Formic Methanococcus mazei acid Acetic, acid Butyric Methansarcina methanica acid Acetic, acid Butyric
TIỀM NĂNG NGUYÊN LIỆU Khả năng khai thác Năng lượng hàm chứa Vật liệu biogas STT (kWh/kg vc khô) (l/kg vc khô) 1 Thân lúa mạch 200 – 310 1,19 – 1,85 2 Thân cây ngô 380 – 460 2,27 – 2,75 3 Thân cây khoai tây 280 – 490 1,67 – 2,93 4 Lá củ cải đường 400 – 500 2,39 – 2,99 5 Rau bỏ đi 330 – 360 1,97 – 2,15 6 Phân bò 200 – 400 1,19 – 2,39 7 Phân lợn 340 – 350 2,02 – 3,28 8 Phân gà 330 – 620 1,97 – 3,70 9 Bùn 310 – 740 1,85 – 4,42 10 Phế thải lò mổ 1200 – 1300 7,16 – 7,76 11 Bã mía 450 2,69 12 Vỏ quả 379 2,21
QUY TRÌNH SẢN XUẤT BIOGAS CHUẨN BỊ NGUYÊN LIỆU Chọn lọc và xử lý nguyên liệu phù hợp với yêu cầu giàu xenlulozo ít lignin, tỷ lệ C/N từ 20-30 STT Nguyên liệu Tỷ lệ C/N 1 Phân trâu, bò 24 – 25 2 Phân lợn 20– 25 3 Phân gia cầm 7– 15 4 Phân người 2,9 – 10 5 Bèo tây tươi 12 – 25 6 Rơm rạ khô, trấu 48 – 110
QUY TRÌNH SẢN XUẤT BIOGAS LÊN MEN Lên men trong điều kiện kỵ khí: không có O2 Nhiệt độ:  Quy mô nhỏ: 30-35oC  Quy mô lớn: 50-55oC  Độ pH: 6,5 – 7,5 (nếu 7/1. (Tỷ lệ pha loãng đối với phân bò: 1/1, phân lợn: 2/1).  Các ion NH4, Ca, K, Zn, SO4 ở nồng độ cao có ảnh hưởng đến sinh trưởng và phát triển của vi khuẩn sinh metan.
QUY TRÌNH SẢN XUẤT BIOGAS THU VÀ LÀM SẠCH KHÍ Ống 23 Lối ra của biogas Lối vào của nước Ống   Loại trừ CO2 Đệm Sục Biogas qua nước được coi là pp đơn giản nhất để loại CO2. Thân  2500 Ngoài ra CO2 còn có thể bị hấp thu bởi những dd kiềm, do đó ta cũng có thể dùng Đĩa đục lỗ dd NaOH, Ca(OH)2 và KOH để loại CO2: Lối vào của biogaz 150 2NaOH + CO2 ---> Na2CO3 + H2O (*). Ống  Na2CO3 + CO2 + H2O ---> 2NaHCO3. Ca(OH)2 + CO2 ----> CaCO3 + H2O. Ống  Lối ra của nước
QUY TRÌNH SẢN XUẤT BIOGAS THU VÀ LÀM SẠCH KHÍ  Loại trừ H2S : NaCO3 ở pt (*) có thể dùng để loại H2S trong Biogas qua phản ứng sau: H2S + Na2CO3 ---> NaHS + NaHCO3. Một cách đơn giản khác là cho Biogas đi qua mạt sắt trộn lẫn với dăm bào: Fe2O3 + 3H2S -----> Fe2S3 + 3H2O. Sau khi sử dụng oxyt sắt được tái sinh bằng cách đem Fe2S3 phơi nắng, ta có: 2Fe2S3 + 3O2 -----> 2Fe2O3 + 6S. Loại trừ bùn trong bể phân huỷ
CÁC PHƯƠNG PHÁP NẠP NGUYÊN LIỆU  Nạp liên tục: Nguyên liệu được nạp đầy lúc mới đưa thiết bị vào hoạt động. Sau đó nguyên liệu được bổ sung thường xuyên, khi có một phần nguyên liệu đã phân hủy sẽ được lấy đi nhường chỗ cho phần nguyên liệu mới nạp vào. Phương pháp này phù hợp với điều kiện nguyên liệu không có sẵn ngay một lúc mà phải thu góp hằng ngày như phân người, phân súc vật  Nạp từng mẻ: Toàn bộ nguyên liệu được nạp vào thiết bị một lần. Mẻ nguyên liệu này được phân hủy dần dần và cho khí sử dụng. Sau một thời gian đủ để cho nguyên liệu phân hủy gần hết thì toàn bộ mẻ nguyên liệu được lấy đi và thay thế vào đó là một mẻ nguyên liệu mới. Thông thường phương pháp này được áp dụng cho các nguyên liệu là thực vật vì chúng phân hủy trong thời gian dài (thường từ 3 – 6 tháng)