tiểu luận khí hóa than

BÀI TIỂU LUẬN Khí hoá than

Trường………………..

Khoa………………



TIỂU LUẬN

KHÍ HÓA THAN

Trang1 of 64

BÀI TIỂU LUẬN Khí hoá than

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU...............................................................................................................3

Lý do chọn đề tài............................................................................................................3

Ý nghĩa thực tiễn............................................................................................................5

CHƯƠNG I....................................................................................................................5

TỔNG QUAN VỀ HÓA KHÍ THAN............................................................................5

1.1. Lịch sử phát triển của ngành khí hóa than..............................................................5

1.1.1.Khí hoá than trên thế giới......................................................................................5

1.1.2. Hiện trạng sử dụng công nghệ hóa khí than của một số quốc gia trên thế giới...9

1.1.2.1. Khí hóa than ở Trung Quốc...............................................................................9

1.2. Hóa khí than tại Việt Nam....................................................................................13

1.2.1. Tình hình nhiên liệu sử dụng tại Việt Nam........................................................13

1.3. Các vấn đề môi trường liên quan đến than và tầm quan trọng của hóa................16

khí than.........................................................................................................................16

1.3.1. Các vấn đề môi trường liên quan đến than.........................................................16

1.3.2. Tầm quan trọng của hóa khí than.......................................................................17

1.3.2.1. Về mặt lợi ích kinh tế......................................................................................17

CHƯƠNG II.................................................................................................................22

CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA QUÁ TRÌNH..................................................................22

HÓA KHÍ THAN.........................................................................................................22

2.1. Cơ sở lý thuyết của quá trình khí hóa than............................................................22

2.1.2.3.2. Các phương pháp sản xuất và ứng dụng của khí than ướt...........................35

1. Phương pháp tháo xỉ rắn..........................................................................................35

2.1.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình khí hóa than..............................................38

2.1.3.1. Ảnh hưởng của áp suất....................................................................................38

2.1.3.3. Ảnh hưởng của nhiên liệu...............................................................................40

2.1.3.3.1. Độ ẩm của nhiên liệu....................................................................................40

CHƯƠNG III...............................................................................................................61

HỆ THỐNG KHÍ HÓA THAN TẦNG CỐ.................................................................61

ĐỊNH KIỂU NGƯỢC CHIỀU.....................................................................................61

3.1. Sơ đồ nguyên lý hệ thống hóa khí than.................................................................61

KẾT LUẬN..................................................................................................................64

Trang2 of 64

BÀI TIỂU LUẬN Khí hoá than

LỜI NÓI ĐẦU

Lý do chọn đề tài

Năng lượng trong thế kỹ XXI đang là vấn đề nóng hổi trên toàn cầu.

Khi nguồn nhiên liệu dầu và khí đốt dự báo sẽ cạn kiệt trong vòng 50 đến

60 năm tới, dẫn đến giá dầu, khí ngày một tăng cao và do đó nó làm cho

nhiều ngành sản xuất phụ thuộc nhiều vào nguồn nhiên liệu này phải lao

đao đặc biệt là ở những quốc gia nhập khẩu dầu, khí.

Các nguồn năng lượng tái tạo như : năng lượng mặt trời, năng

lượng gió, địa nhiệt, năng lượng biển… trong những năm gần đây người

ta đã nghiên cứu ứng dụng khá nhiều, nhưng hiệu suất của các thiết bị

này còn rất thấp, chưa thể đáp ứng được nhu cầu sử dụng năng lượng

hiện nay.

Trong khi đó nguồn nhiên liệu hoá thạch than đá với trữ lượng còn

rất lớn và phân bố rộng khắp trên toàn cầu. Vì vậy, để giải quyết vấn đề

năng lượng hiện nay và vài trăm năm tới thì việc sử dụng than đá vẩn là

giải pháp có ưu thế nhất.

Nhưng vấn đề là nguồn nhiên liệu này nếu sử dụng theo lối truyền

thống thì nó phát thải rất lớn điều này là không thể được trong thời đại

ngày này.

Trong những năm gần đây, người ta đã ứng dụng nhiều phương

pháp đốt và chuyển nhiên liệu than thành các dạng nhiên liệu khác rất có

hiệu quả, nó giảm thiểu được nguồn khí thải gây ô nhiểm môi trường,

như chuyển than đá thành nhiên liệu lỏng, rửa than...và đặc biệt là khí

hoá than đá.

Khí hoá than đá là một phương pháp để chuyển than đá thành khí

đốt hoặc dùng làm nguyên liệu tổng hợp hóa chất. Phương pháp này đã

được ứng dụng nhiều trong những năm gần đầy.

Trang3 of 64

BÀI TIỂU LUẬN Khí hoá than

Đặc biệt ở Việt Nam với việc phát hiện ra mỏ than dưới lòng đồng

bằng Sông Hồng với trữ lượng rất lớn gần 210 tỉ tấn sẽ là một nguồn tài

nguyên khổng lồ cho ngành năng lượng và các ngành công nghiệp

khác.Tuy nhiên điều khó khăn ở đây là mỏ than này nằm sâu dưới lòng

đất và có cấu tạo địa chất không ổn định, lớp đất đá và vách trụ rất mềm

nên không thể khai thác theo phương pháp thông thường như hầm lò và

lộ thiên. Vì vậy việc thăm dò địa chất bổ sung nghiên cứu công nghệ

phục vụ phát triển bể than đồng bằng Sông Hồng đang là những trọng

tâm hoạt động của công ty năng lượng Sông Hồng (SHE) . SHE đang chủ

động triển khai hợp tác nghiên cứu, chuyển giao công nghệ hóa khí than

ngầm (UCG) với các đối tác Trung Quốc, NhậtÚc, Mỹ.

Chính vì vậy chúng ta cần phải nghiên cứu ứng dụng và làm chủ

được công nghệ này cho việc khai thác bể than đồng bằng Sông Hồng

một cách có hiệu quả thì đây sẽ là một tiềm năng vô cùng to lớn với nước

ta. Đảm bảo chiến lược an ninh năng lượng của đất nước. Nhận thức

được vấn đề, bản thân đã quyết định đi sâu vào lĩnh vực này với mục

đích tìm hiểu rõ hơn về công nghệ hóa khí than cũng như khả năng ứng

dụng công nghệ này ở Việt Nam.

Trang4 of 64

BÀI TIỂU LUẬN Khí hoá than

Ý nghĩa thực tiễn

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.

CHƯƠNG I

TỔNG QUAN VỀ HÓA KHÍ THAN

1.1. Lịch sử phát triển của ngành khí hóa than

1.1.1.Khí hoá 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. Khí

đốt từ than đã thu được lần đầu tiên vào năm 1792 ở Merdok nước Anh,

lúc đó khí đốt được xem là sản phẩm đi kèm khi sản xuất "dầu trong" từ

than. Vào những năm 50 của thế kỷ XIX, đã có các nhà máy sản xuất khí

từ than trong các thành phố lớn và vừa ở các nước châu Âu và bắc Mỹ đi

vào hoạt động để cung cấp khí đốt cho dân thành phố dùng cho các mục

đích sưởi ấm, sinh hoạt và chiếu sáng. 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 thế giới tồn tại cùng

dầu mỏ. Nhưng đến năm 1972, cuộc "khủng hoảng năng lượng thế giới

Trang5 of 64

BÀI TIỂU LUẬN Khí hoá than

bùng nổ", giá dầu mỏ đột nhiên tăng vọt từ 5 -7 USD/thùng lên 24USD/

thùng.

Cuộc khủng hoảng lần này đã mang đến cho thế giới một bài học

hết sức quan trọng về tài nguyên năng lượng, đó là sự hạn chế về trữ

lượng và sự phân bố không đồng đều của nguyên liệu cacbua hydro và

khả năng cạn kiệt của chúng. Trong khi trữ lượng của các khoáng sản rắn

cháy như các loại than, đá phiến chứa dầu, cát bitum… lại phân bố khá

đồng đều, trữ lượng khá phong phú với thời gian cạn kiệt của chúng được

đánh giá là còn tới nhiều trăm năm nữa. Chính cuộc khủng hoảng đó đã

có tác dụng lớn, làm cho ý thức tiết kiệm năng lượng của loài người được

nâng cao thêm. 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.

Trong thời kỳ 1970-1980, các nhà khoa học đã dự đoán là than sẽ

trở lại thời kỳ thứ hai của "thế kỷ vàng" và khả năng cạn kiệt của dầu mỏ

không còn xa nữa. 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 điện đầu tiên có qui mô thương mại bằng

khí hoá chu kỳ trong là ở Cool water bang California Mỹ với công suất

Trang6 of 64