Nghiên cứu kỹ thuật khí hóa than mỡ Việt Nam

- Nguyễn Tiến Thắng NGHIÊN CỨU KỸ THUẬT KHÍ HÓA THAN MỠ VIỆT NAM Chuyên ngành: Kỹ thuật Nhiệt LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Kỹ thuật Nhiệt NGƯỜI HƯỚNG DẪN: TS.
- Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô và bạn bè của Viện khoa học và công nghệ Nhiệt lạnh – Trường Đại học Bách khoa Hà Nội đã góp nhiều ý kiến tích cực giúp tôi hoàn thiện nội dung của luận văn.
- Khí hóa than .
- Lịch sử phát triển khí hóa .
- Khí hóa than trên thế giới .
- Khí hóa than tại một số quốc gia trên thế giới .
- Khí hóa than tại Việt Nam.
- Tình hình nhiên liệu sử dụng tại Việt Nam .
- Ứng dụng công nghệ khí hóa than tại Việt Nam CHƢƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT KHÍ HÓA .
- Tác nhân khí hóa.
- Quá trình khí hóa.
- Xúc tác khí hóa.
- Quá trình khí hóa trong các lò.
- Các yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình khí hóa than.
- Ảnh hưởng của nhiên liệu CHƢƠNG 3: CÔNG NGHỆ KHÍ HÓA THAN .
- Khí hóa than tầng cố định.
- Cấu trúc lò khí hóa kiểu tầng cố định .
- Ưu nhược điểm của quá trình khí hóa than tầng cố định .
- Khí hóa than kiểu tầng sôi.
- Nguyên lý khí hóa than kiểu tầng sôi v 3.2.2.
- Cấu trúc lò khí hóa kiểu tầng sôi .
- Ưu nhược điểm của quá trình khí hóa than tầng kiểu sôi .
- Khí hóa than dòng lôi cuốn.
- Nguyên lý khí hóa than dòng lôi cuốn .
- Cấu trúc lò khí hóa kiểu dòng lôi cuốn .
- Ưu nhược điểm của quá trình khí hóa dòng lôi cuốn .
- Hệ thống khí hóa than tầng kiểu cố định ngƣợc chiều.
- Nguyên lý hệ thống CHƢƠNG 4: ĐỀ XUẤT HỆ THỐNG KHÍ HÓA THAN MỠ SẢN XUẤT KHÍ NHIÊN LIỆU CẤP CHO NHÀ MÁY GẠCH .
- Tình hình sử dụng than mỡ tại Việt Nam .
- Phân tích các phƣơng án khí hóa than.
- Khoảng ứng dụng của các lò khí hóa .
- Lò khí hóa phun khí – nhiên liệu .
- Lò khí hóa Plasma .
- Tính toán lựa chọn hệ thống khí hóa than mỡ.
- Đánh giá và lựa chọn công nghệ khí hóa than .
- Sơ đồ dây chuyền công nghệ .
- Tính toán lựa chọn các thông số công nghệ .
- Lựa chọn các thông số kỹ thuật của lò khí hóa .
- Thông số lò khí hóa KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT TÀI LIỆU THAM KHẢO vi DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1: So sánh mt s nhiên liu và giá thành sn xut nhit Bảng 2.1: Nhit tr ca khí sn phm da theo tác nhân khí hóa Bảng 2.2: Các phn n hình  25oC Bảng 2.3: So sánh ng ca s khuch tán các l rng lên t.
- khí hóa char và t.
- cháy Bảng 4.1: Chng các sn phm tuyn Bảng c tình ca các lò khí hóa ghi c nh Bảng ng khói làm khô gch công ty COSEVCO Bảng 4.4: Thành phn hóa hc ca than m Bảng 4.5: Thành phn ca khí hóa t than m Bảng c tng th ca lò khí hóa Bảng c vùng c tht Bảng c phu cp than Bảng c bung tro Bảng 4.10: Thông s vòi phun khí Bảng 4.11: Thông s công ngh lò khí hóa Bảng 4.12: Vt liu thit k lò khí hóa Bảng 4.13: Thông s k thut lò khí hóa vii DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 2.1: Bi.
- C  H  O ca quá trình khí hóa Hình 2.2: Các sn phm ca quá trình khí hóa Hình 2.3.
- Hình c ca quá trình khí hóa trong m c chiu Hình 2.6: Các phn ng khí hóa trong mt lò khí hóa thun chiu Hình 2.7.
- mt lò khí hóa tng sôi bt Hình 2.8: Hai loi chính ca lò khí hóa kiu phun khí  nhiên liu Hình 2.9: S i thành phn khí tng hp khi áp sui ng vi nhi.
- 1000 oC .......43 Hình 2.10: S i thành phn khí tng hp khi nhi.
- i vi áp sut 30bar Hình 2.11: nh ng ca chi.
- m ca nhiên lin quá trình khí hóa Hình 3.1: Quá trình khí hóa nghch Hình 3.2: Bin thiên nhi.
- và thành phn khí theo chiu cao lò Hình 3.3: Quá trình khí hóa thun do bc x và dn nhit.
- Hình 3.4: Lò khí hóa than tng c nh v quay Hình 3.5: Quá trình khí hóa kiu tng sôi Hình 3.6: Lò lp sôi Winkler (áp sung Hình 3.7: Lò lp sôi Winkler không có v phân phi khí Hình 3.8: Quá trình khí hóa kiu dòng Hình 3.9: Cu to loi lò cc và dây chuyn công ngh Hình 3.10: Dây chuyn công ngh Hình 3.11: Cu to lò Shell - Coppers làm vic  áp sut cao Hình 3.12: Dây chuyn công ngh TAXECO Hình 3.13.
- nguyên lý h thng khí hóa than tng c nh kic chiu Hình 4.1.
- công ngh cng tuyn than Phn M Hình 4.2: Các công ngh khí hóa Hình 4.3: Khong ng dng ca các lò khí hóa Hình 4.4.
- Hình 4.9: Lò tng sôi bt nhi.
- cao Winkler (HTW Hình 4.10: Lò khí hóa tng sôi tun hoàn Hình 4.11.
- Hình 4.12.
- Hình 4.13.
- Hình 4.15.
- Hình 4.16.
- dây chuyn sn xung sinh khi Hình 4.17: Hình dng tng th ca lò khí hóa Hình 4.18: Vùng c tht ca lò khí hóa Hình 4.19: Kícc tng th c c vùng c tht ĐẶT VẤN ĐỀ Năng lượng trong thế kỷ XXI đang là vấn đề nóng hổi trên toàn cầu.
- 2 Đề tài có thể chỉ rõ hiệu quả của việc sử dụng hóa khí than để chuyển than đá thành nhiên liệu khí, nhằm sử dụng hiệu quả nguồn than đá còn dồi dào hiện nay mà không gây ô nhiễm môi trường lớn như việc đốt than trực tiếp cũng như lợi ích kinh tế mà nó mang lại.
- Qua đó giúp chúng ta thấy được tầm quan trọng của công nghệ hóa khí than trong quá trình phát triển của mỗi quốc gia nói chung và Việt Nam nói riêng.
- Khí hóa than Khí hóa than là phương pháp toàn diện và sạch nhất để chuyển hóa than, một nguồn nguyên liệu rẻ tiền và sẵn có với trữ lượng khổng lồ ở nhiều nơi trên thế giới, hoặc các vật liệu có chứa cacbon (kể cả sinh khối, rác thải sinh hoạt và phế thải công nghiệp) thành các nguyên liệuhoá chất quan trọng như CO, H2, và các dạng năng lượng như nhiệt năng, điện năng.
- Khác với việc đốt than trực tiếp, công nghệ khí hóa chuyển hóa than - thực tế là nguyên liệu cacbon - thành các thành phần hoá chất cơ bản.
- Trong thiết bị khí hóa hiện đại, than được tiếp xúc với không khí (hoặc oxy) và hơi nước ở áp suất và nhiệt độ cao được kiểm soát chặt chẽ.
- Hydro và các loại khí khác có trong khí than có thể được sử dụng làm nguyên liệu để sản xuất nhiều sản phẩm hoá chất quan trọng như amoniăc, phân urê, các sản phẩm hữu cơ,… hoặc dùng làm nhiên liệu cho các tuabin phát điện.
- Khí hóa than cũng là phương pháp tốt nhất để sản xuất nhiên liệu hydro sạch cho xe ôtô của tương lai và cho pin nhiên liệu dùng để phát điện.
- Công nghệ khí hóa than còn mang lại ích lợi lớn về mặt môi trường trong việc sử dụng than, nhờ khả năng làm sạch đến 99% các tạp chất gây ô nhiễm trong khí than.
- Tương tự, nitơ có trong khí than sẽ được chuyển hóa thành amoniăc và chất này có thể được dùng để sản xuất phân bón hoặc các hoá chất khác.
- Nhìn chung, khả năng sản xuất một cách hiệu quả điện năng, hyđro và các nguyên liệu hoá chất khác, cũng như khả năng cắt giảm khí gây ô nhiễm, đang làm cho 4 công nghệ khí hóa than trở thành một trong những công nghệ hứa hẹn nhất cho các ngành năng lượng và hoá chất của tương lai, nhất là khi giá các nguồn nguyên liệu dầu khí có xu hướng dao động mạnh trước những biến động kinh tế, chính trị trên thế giới và ngày càng trở nên khan hiếm hơn.
- Bằng cách khí hoá than có thể chuyển hoá được các loại nhiên liệu rắn chất lượng thấp, chứa nhiều ẩm, tro, nhiệt cháy thấp thành nhiên liệu thể khí có chất lượng cao hoặc tạo thành khí tổng hợp dùng trong công nghệ hoá học.
- Do có thể sử dụng các loại than có chất lượng thấp để sản xuất khí than có giá trị công nghiệp nên khí hóa than sẽ mở ra một triển vọng tốt cho các vùng than chất lượng thấp để phát triển công nghiệp.
- Lịch sử phát triển khí hóa 1.2.1.
- Khí hóa than trên thế giới Công nghệ hoá khí than là công nghệ sản xuất khí đốt, khi oxy hoá khối hữu cơ trong than không hoàn toàn.
- Công nghệ hoá khí than đã có một lịch sử lâu đời từng trải qua những thời kì phát triển và suy giảm.
- Lúc này, chính là thời kỳ "thế kỷ vàng" của công nghệ hoá khí than.
- Đến đầu năm 1960, khai thác dầu mỏ ở cận đông và tây Xibir với giá rẻ hơn khí sản xuất từ than, đã làm cho ngành công nghiệp hoá khí than gần như bị loại bỏ, chỉ còn lại một ít vùng hiếm hoi như các nhà máy hoá khí than ở Nam Phi do vùng này bị cấm mua dầu mỏ và vùng này đã trở thành vùng công nghiệp hoá khí than đầu tiên của 5 thế giới tồn tại cùng dầu mỏ.
- Sau cuộc khủng hoảng đó, các nước có nhiều than, ít than và không có dầu mỏ đã bắt đầu phát triển công nghệ chế biến than từ những đống than cũ còn lưu lại từ trước theo công nghệ hoá khí than.
- Chính những dự đoán đó đã dấy lên những công trình nghiên cứu quá trình công nghệ mới về chế biến than.
- Những công trình nghiên cứu đầu tiên đã thu được sản phẩm nhiên liệu lỏng từ than bằng các phương pháp trực tiếp và gián tiếp ở các nước Mỹ, Đức, Anh, Nhật Bản, Liên Xô cũ …đã bắt đầu xây dựng chương trình công nghệ chế biến than qui mô nhà nước.
- Đã có hàng trăm hãng có tên tuổi trên thế giới tham gia trực tiếp vào lĩnh vực này.Tính đến năm 1980, đã có hàng chục loại thiết bị và các xưởng hướng dẫn chế biến than theo công nghệ hoá khí, hoá lỏng và nhiệt phân đã lần lượt ra đời.
- Hóa khí than được phát triển mạnh mẽ nhất vào những năm 1990 để sản xuất năng lượng bằng phương pháp sử dụng chu kỳ nhị phân gồm khí cháy được sử dụng cho tuốc bin khí, còn lại sản phẩm đốt được sử dụng cho tuốc bin hơi.
- Nhà máy sử dụng máy sinh khí Texaco cấp nhiên liệu ở dạng huyền phù than.
- Đến năm 1993, đã có tới 18 nhà máy điện hoạt động theo phương pháp hoá khí chu kỳ trong sử dụng nhiên liệu rắn với công suất của mỗi nhà máy từ 60-300MW của các nước trên thế giới được đưa vào sử dụng.
- Tổng công suất của thiết bị hoá khí than của thế giới đến năm 1995 đã lên tới trên 30000 MW.h và đến năm 2002 là gần 50000 MW.h, dự đoán năm 2004 sẽ lên đến trên 60000 MW.h.
- Công nghệ hoá khí than của thế giới đã phát triển một cách nhanh chóng, trong đó xu hướng chung là đi theo phương pháp hoá khí than chu kỳ trong là phương pháp đảm bảo tính an toàn cho sinh thái,do khí than đã được làm sạch sơ bộ, lượng các chất khí có hại như: SO2, NOx… và các hạt bụi rắn đã giảm bớt.
- Ngoài ra, hoá khí than do sử dụng chu kỳ nhị phân nên hệ số có ích của nhà máy điện tăng lên, nhờ đó mà giảm được tiêu hao nhiệt riêng.
- Nhà máy điện hoá khí than chu kỳ trong với nhiên liệu rắn lại có giới hạn chất ô nhiễm thấp hơn.
- Vì vậy, hiện nay, hoá khí than chu kỳ trong được xem là hướng phát triển có triển vọng nhất trong ngành năng lượng.
- Từ năm 1970 đến nay, các nước trên thế giới đã sản xuất được 3 loại lò sinh khí để hoá khí than có công suất tính theo than là 100 tấn/giờ ở qui mô công nghiệp, đó là.
- Lò sinh khí hoá khí than theo lớp.
- Lò sinh khí than cám kiểu Kopperxa-Totxeka.
- Đức là nước đã có công lớn trong nghiên cứu phát triển công nghệ chế biến than, trong đó có công nghệ hoá khí than.
- Nghiên cứu và phân tích các công trình công 7 nghệ hoá khí than cho thấy, lò sinh khí có triển vọng nhất là loại lò sinh khí đã thực hiện được các nguyên lý công nghệ sau.
- Sử dụng áp suất cao, thường là 3 MPa.
- Nhưng loại lò này có nhược điểm là hệ số tác dụng có ích của hoá khí thấp, thường là chỉ đạt được trong khoảng 70-72.
- nhưng đều không nâng được hệ số tác dụng có ích của hoá khí than.
- Trong thời kỳ Viện Katekhii về than của Nga đã nghiên cứu lò sinh khí kiểu mới đạt được hệ số tác dụng có ích của hoá khí than lên tới 77 ÷ 80.
- Giải pháp công nghệ 8 của lò "Katek" đã cho phép chuyển pha "xỉ lỏng sang xỉ rắn" làm cho phần khoáng của than không bám được vào thành lò phản ứng.
- Nhờ giải pháp này mà chi phí Oxy đã giảm xuống từ 16 – 25 % và đã tăng hệ số tác dụng có ích của hoá khí than lên đến 77 ÷ 80.
- Khí hóa than tại một số quốc gia trên thế giới a.
- Áp dng công ngh khí hóa than trong sn xut ammoniac Hiện nay phần lớn sản lượng amoniac và ure trên thế giới được sản xuất từ nguyên liệu khí thiên nhiên

Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn
hoặc xem Tóm tắt