Xem mẫu
- 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)
nguon tai.lieu . vn