Lý thuyết về công nghệ khí hóa nhiên liệu rắn và hiệu quả ứng dụng công nghệ khí hóa than vì mục đích năng lượng tại Việt Nam

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn | 86

LÝ THUYẾT VỀ CÔNG NGHỆ KHÍ HÓA NHIÊN LIỆU RẮN VÀ HIỆU QUẢ ỨNG DỤNG

CÔNG NGHỆ KHÍ HÓA THAN VÌ MỤC ĐÍCH NĂNG LƯỢNG TẠI VIỆT NAM

Đỗ Văn Quân*

, Vũ Văn Hải

Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp - ĐH Thái nguyên

TÓM TẮT

Bài báo này trình bày tóm tắt lý thuyết công nghệ khí hóa nhiên liệu rắn vì mục đích năng lƣợng,

ƣu nhƣợc điểm của các kiểu thiết bị khí hóa và phạm vi ứng dụng công suất nhiệt. Nghiên cứu

cũng đã đánh giá hiệu quả kinh tế và khả năng giảm thiểu phát thải khí gây ô nhiễm môi trƣờng tại

các cơ sở sản xuất công nghiệp vừa và nhỏ, ví dụ nhà máy sản xuất gạch lát nền Việt-Ý tại Sông

Công, Thái Nguyên khi thay thế các loại nhiên liệu đốt truyền thống bằng sản phẩm khí của quá

trình khí hóa than.



ĐẶT VẤN ĐỀ

Việc khai thác và sử dụng các nguồn năng

lƣợng hóa thạch (than, dầu, khí thiên nhiên)

từ những năm 50 của thế kỷ trƣớc tại các

nƣớc công nghiệp cũng nhƣ tại các quốc gia

đang phát triển đã đặt loài ngƣời đứng trƣớc

hai thách thức lớn: i) an ninh năng lƣợng và,

ii) ô nhiễm môi trƣờng.

Ở Việt Nam, nguồn than có phẩm cấp cao dự

báo trong một khoảng thời gian mƣời đến hai

mƣơi năm nữa trữ lƣợng sẽ còn không đáng

kể. Trong khi đó, nhu cầu sử dụng than địa

phƣơng, chất lƣợng thấp (độ tro và hàm lƣợng

lƣu huỳnh cao), phụ phẩm nông nghiệp (trấu,

bã mía) và các nguồn nhiên liệu rắn khác

(mẩu gỗ củi, rác công nghiệp, phế thải đô thị,

v.v) thay thế cho nguồn nhiên liệu chất

lƣợng cao và phải nhập khẩu đắt tiền (dầu,

khí đốt), để sản xuất điện năng cung cấp lên

lƣới và phục vụ nhu cầu năng lƣợng tại chỗ,

tăng khả năng cạnh tranh sản xuất hàng hóa

và giảm ô nhiễm môi trƣờng đang trở nên

hết sức cấp thiết.

Về công nghệ sử dụng nhiên liệu rắn, phƣơng

pháp đốt trực tiếp có hiệu suất cháy ổn định,

dễ làm chủ công nghệ. Tuy nhiên, các chất

thải SOx, NOx, CO2, CO, bụi từ quá trình cháy

trực tiếp đã gây ra ô nhiễm nghiêm trọng cho



Tel:

môi trƣờng xung quanh. Mặt khác, phƣơng

pháp cháy trực tiếp không phù hợp với yêu

cầu của hộ tiêu thụ vừa và nhỏ có nhu cầu sử

dụng đồng thời cả nhiệt lẫn điện.

Xuất phát từ tình hình nêu trên, công tác

nghiên cứu công nghệ khí hoá nhiên liệu

rắn, đánh giá hiệu quả sử dụng của công

nghệ này trong điều kiện thực tế của Việt

Nam có ý nghĩa đặc biệt quan trọng, góp

phần nâng cao năng lực cạnh tranh của công

nghiệp Việt Nam, cải thiện hiệu quả sử

dụng các nguồn năng lƣợng sơ cấp, giảm

thiểu ô nhiễm môi trƣờng.

CƠ SỞ LÝ THUYẾT

Lý thuyết khí hóa

Khí hóa là quá trình biến đổi nhiên liệu rắn ở

nhiệt độ cao thành nhiên liệu khí bằng cách

cung cấp một lƣợng hạn chế ôxy nguyên chất

hoặc ôxy trong không khí và thƣờng kết hợp

với hơi nƣớc. Khí hóa than có nhiều ƣu điểm

nổi bật so với quá trình cháy trực tiếp. Khi

chuyển từ đốt nhiên liệu rắn sang nhiên liệu

khí hóa thể tích giảm dẫn đến thiết bị gọn

nhẹ, giá thành đầu tƣ giảm. Với cùng một

khối thiết bị sản xuất năng lƣợng bao gồm

thiết bị khí hóa và hệ thống động cơ-máy nén

có giá thành rẻ hơn nhiều so với hệ thống bao

gồm lò hơi, bình ngƣng và động cơ hơi

nƣớc...Vì vậy, hệ thống khí hóa là một lựa

chọn tối ƣu cho những nơi ở xa trung tâm, đi