Tính toán hiệu quả kinh tế khi thay thế nhiên liệu khí hóa lỏng (LPG) bằng công nghệ khí hóa than

Đỗ Văn Quân và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 106(06): 9 - 14

9

TÍNH TOÁN HIỆU QUẢ KINH TẾ KHI THAY THẾ NHIÊN LIỆU

KHÍ HÓA LỎNG (LPG) BẰNG CÔNG NGHỆ KHÍ HÓA THAN

Đỗ Văn Quân*

, Vũ Văn Hải

Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp – ĐH Thái Nguyên

TÓM TẮT

Bài báo trình bày tóm tắt lý thuyết công nghệ khí hóa than vì mục đích năng lượng. Tác giả đã tính

toán hiệu quả kinh tế khi thay thế phương án sử dụng nhiên liệu khí hóa lỏng (LPG) bằng công

nghệ khí hóa than cho mục đích sấy và nung gạch lát sàn. Đồng thời đã tính toán sự cân bằng

Cacbon trong buồng khí hóa tại nhà máy gạch Việt-Ý, Sông Công, Thái Nguyên.

Từ khoá: Khí hóa sinh khối, khí hóa tầng sôi, cân bằng Cacbon, khí hóa than.

ĐẶT VẤN ĐỀ*

Ở Việt Nam, công nghệ khí hóa than đã được

nghiên cứu từ những năm 50 của thế kỷ trước

nhằm sử dụng nguồn than có phẩm cấp thấp

(độ tro và hàm lượng lưu huỳnh cao) để thay

thế cho nguồn nhiên liệu chất lượng cao phải

nhập khẩu đắt tiền (dầu, khí đốt) vì mục đích

năng lượng và giảm thiểu ô nhiễm môi

trường. Nhưng sau một khoảng thời gian dài

do nguồn than trữ lượng lớn ở vùng mỏ

Quảng Ninh khá dồi dào, việc khai thác đơn

giản nên gần như công nghệ khí hóa than bị

lãng quên.

Hiện nay, cũng do nhu cầu năng lượng ngày

càng tăng, nguồn than phẩm cấp cao dự báo

sẽ cạn kiệt trong một khoảng thời gian không

xa. Cùng với nó, công nghệ đốt than theo

phương pháp đốt trực tiếp có hiệu suất cháy

ổn định nhưng các chất phát thải SOx, NOx,

CO2, CO, bụi từ quá trình cháy trực tiếp đã

gây ra ô nhiễm nghiêm trọng cho môi trường

xung quanh.

Xuất phát từ tình hình nêu trên, một số cơ sở

sản xuất gốm sứ, gạch lát sàn... đã sử dụng

những lò khí hóa than nhập khẩu từ Trung

Quốc nhằm thay thế nhiên liệu khí hóa lỏng

(LPG). Việc đánh giá hiệu quả hoạt động của

các thiết bị khí hóa than thông qua tính toán

cân bằng Cacbon là cần thiết.

*

Tel: 0988.526.121

CƠ SỞ LÝ THUYẾT

Khí hóa than là quá trình biến đổi nhiên liệu

rắn ở nhiệt độ cao thành nhiên liệu khí bằng

cách cung cấp một lượng hạn chế ôxy nguyên

chất hoặc ôxy trong không khí và thường kết

hợp với hơi nước. Sản phẩm của quá trình khí

hóa bao gồm các chất khí CO, CO2, CH4, H2

và một số các chất khí không ngưng khác.

Các phản ứng cơ bản cần được thực hiện

trong quá trình khí hóa bao gồm:

Phản ứng hoá học dị thể xảy ra trong vùng

cháy:

C + O2 = CO2 + 393,80 MJ/Kmol (25oC, 1at)

Không khí đưa vào có chứa hơi nước phản

ứng với cácbon ở nhiệt độ cao:

C + H2O = H2 + CO - 118,50 MJ/kmol

(25oC, 1at)

Trong vùng suy giảm, CO2 tạo ra trong vùng

cháy bị khử bởi khí CO theo phản ứng

Boudouard:

CO2 + C = 2CO - 159,90 MJ/Kmol (25oC, 1at)

Trong vùng suy giảm còn xảy ra một phản

ứng tạo H2 như sau:

CO + H2O = CO2 + H2 + 41,20 MJ/Kmol

(25oC, 1at)

Khí mêtan cũng được tạo ra trong thiết bị

hoá khí:

C + 2H2 = CH4 + 87,50 MJ/Kmol (25oC, 1at)

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