Đang tải... (xem toàn văn)
Đồ án ch biết về quá trình sinh năng lượng từ khí hóa. Các giai đoạn trong quá trình khí hóa. Sản lượng mắc-ca ở Việt Nam. Khả năng hấp phụ khí CO2 bằng than khí hóa từ mắc ca vỏ cứng
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ Trần Thanh Lương NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG THAN KHÍ HĨA VỎ HẠT MẮC-CA CHO HẤP PHỤ KHÍ CO2 TRONG KHÍ THẢI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY Ngành: Kỹ thuật lượng Hà Nội- 2022 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ Trần Thanh Lương NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG THAN KHÍ HĨA VỎ HẠT MẮC-CA CHO HẤP PHỤ KHÍ CO2 TRONG KHÍ THẢI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY Ngành: Kỹ thuật lượng Giảng viên hướng dẫn: TS Nguyễn Hồng Nam Giảng viên đồng hướng dẫn: ThS Vũ Ngọc Linh Hà Nội- 2022 TÓM TẮT Đồ án “Nghiên cứu khả ứng dụng than khí hóa vỏ hạt mắc-ca cho hấp phụ khí CO2 khí thải” với mục tiêu thực đo khả hấp phụ khí vật liệu Việc sử dụng than khí hóa làm chất hấp phụ khí CO vừa giúp giảm thiểu nhiễm môi trường vừa giúp giảm thiểu lượng phụ phẩm nông nghiệp Mắc-ca vỏ cứng sử dụng làm nguyên liệu đầu vào cho cơng nghệ khí hóa điều kiện 950 oC môi trường 20 % N2 20 % H2O Kết phân tích FTIR cho thấy có nhóm chức xuất bề mặt than, chứng tỏ hấp phụ khí CO chủ yếu hấp phụ chế hấp phụ vật lý Kết đo diện tích bề mặt than khí hóa 802,96 m 2/g, có diện tích cao so với loại than sinh học khác Ứng dụng than khí hóa hấp phụ khí CO2 thực phịng thí nghiệm điều kiện nhiệt độ phịng áp suất khí quyển, tốc độ dịng CO2 lít/phút, đạt giá trị cao ổn định 2,27 mmol/g Trong đồ án nghiên cứu khả hấp phụ vật lý khí CO bị ảnh hưởng yếu tố nhiệt độ môi trường hấp phụ nồng độ khí CO Kết chứng minh than khí hóa hạt mắc-ca vỏ cứng sử dụng làm chất hấp phụ khí CO rẻ thân thiện với mơi trường Từ khóa: hấp phụ CO2, than khí hóa mắc-ca, khí hóa, mắc-ca LỜI CẢM ƠN Đầu tiên, em xin chân thành cảm ơn trường Đại học Công Nghệ- ĐHQG HN thầy cô giảng viên khoa Vật lý kỹ thuật Công nghệ nano, tạo điều kiện cho em học tập, tiếp thu tích lũy nhiều kiến thức quý báu Em xin chân thành cảm ơn hai thầy hướng dẫn Tiến sĩ Nguyễn Hồng Nam Thạc sĩ Vũ Ngọc Linh tận tình giúp đỡ, cung cấp kiến thức, tài liệu thời gian em thực nghiên cứu không ngừng hỗ trợ để em hoàn thành đồ án nghiên cứu Em xin gửi lời cảm ơn đến anh Nguyễn Văn Đông giúp đỡ, hướng dẫn em vận hành thiết bị thí nghiệm thời gian thực nghiên cứu phòng Clean-ED Và em xin cảm ơn trường Đại học Khoa học Công Nghệ tạo điều kiện cung cấp địa điểm cho em thực nghiên cứu Cuối cùng, em xin cảm ơn đến gia đình, bạn bè giúp đỡ, động viên em suốt thời gian thực đồ án nghiên cứu Do kiến thức chưa chuyên sâu, cách thực đồ án cịn nhiều thiếu sót nên đồ án khơng tránh khỏi lỗi sai, em kính mong thầy giúp đỡ để em có đồ án hồn thiện Hà Nội, ngày 14 tháng 12 năm 2022 Sinh viên Lương Trần Thanh Lương ii LỜI CAM ĐOAN Em xin cam đoan đồ án tốt nghiệp cơng trình nghiên cứu em với hỗ trợ giảng viên hướng dẫn TS Nguyễn Hồng Nam, ThS Vũ Ngọc Linh Các nội dung nghiên cứu, kết đề tài trung thực chưa cơng bố hình thức trước Việc tìm hiểu sách tham khảo trang web, hay tạp chí ghi vào mục “TÀI LIỆU THAM KHẢO” phía cuối báo cáo đồ án tốt nghiệp Em xin chịu hoàn toàn trách nhiệm nội dung đồ án Hà Nội, ngày 14 tháng 12 năm 2022 Sinh viên Lương Trần Thanh Lương iii MỤC LỤC TÓM TẮT .i LỜI CẢM ƠN ii LỜI CAM ĐOAN iii MỤC LỤC iv DANH MỤC HÌNH ẢNH vi DANH MỤC BẢNG BIỂU vii DANH MỤC KÝ HIỆU viii LỜI MỞ ĐẦU Chương Tổng quan 1.1 Giới thiệu nguồn nguyên liệu từ vỏ hạt mắc-ca 1.1.1 Giới thiệu mắc-ca 1.1.2 Tình hình phát triển mắc-ca 1.2 Cơng nghệ khí hóa sinh khối 1.2.1 Khí hóa sinh khối 1.2.2 Các cơng nghệ khí hóa sinh khối .9 1.2.3 Ưu điểm nhược điểm khí hóa sinh khối 14 1.3 Hấp phụ khí CO2 15 1.3.1 Khí CO2 15 1.3.2 Hấp phụ khí CO2 21 1.4 Các cơng nghệ thu giữ khí CO2 23 Chương Vật liệu phương pháp 25 2.1 Nguyên liệu mắc-ca vỏ cứng .25 2.2 Thu thập vật liệu sử dụng làm mẫu đo 25 2.3 Các phương pháp phân tích 26 iv 2.3.1 Phương pháp phân tích nhiệt trọng lượng (TGA-DTG) 26 2.3.2 Phương pháp quang phổ hồng ngoại biến đổi Fourier- FTIR 27 2.3.3 Phương pháp phân tích diện tích bề mặt - Method of Brunauer, Emmett, and Teller (BET) 27 2.3.4 Phương pháp chụp ảnh kính hiển vi điện tử quét (SEM-Scanning Electron Microscope) 29 2.4 Quá trình thực thí nghiệm 30 2.4.1 Đo hấp phụ khí CO2 30 Chương Kết thảo luận .32 3.1 Nghiên cứu đặc tính vật liệu mắc-ca vỏ cứng .32 3.1.1 Thành phần đặc tính vật lý mắc-ca vỏ cứng .32 3.1.2 Kết phân tích TGA-DTG mắc-ca vỏ cứng 33 3.1.3 Kết phân tích tỷ lệ chuyển đổi than 34 3.2 Nghiên cứu đặc tính lý-hóa học vật liệu than khí hóa 35 3.2.1 Kết phân tích FTIR than khí hóa 35 3.2.2 Kết phân tích hấp/giải N2 than khí hóa 36 3.2.3 Kết ảnh SEM than khí hóa 38 3.3 Nghiên cứu khả hấp phụ khí CO2 vật liệu than khí hóa .39 3.3.1 Nghiên cứu khả hấp phụ khí CO điều kiện phịng thí nghiệm nhiệt độ 25 oC nồng độ khí CO2 100 % 39 3.3.2 Nghiên cứu khả hấp phụ khí CO điều kiện nhiệt độ phòng 25oC nồng độ khác (40 % 100 %) .40 3.3.3 Nghiên cứu khả hấp phụ khí CO nồng độ khí CO2 40 % nhiệt độ khác 41 3.4 Định hướng nghiên cứu 41 Chương Kết luận 42 TÀI LIỆU THAM KHẢO .43 v DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.Các loại hạt bốn lồi Macadamia có nguồn gốc từ Đơng Nam Queensland Đông Bắc NSW, Úc.[1] .3 Hình 2.Sơ đồ khí hóa sinh khối [7] Hình Thiết bị khí hóa dịng chảy.[8] 10 Hình Thiết bị khí hóa Downdraft [8] 10 Hình Thiết bị khí hóa Updraft [8] .11 Hình Thiết bị khí hóa tầng sơi: a) sủi bọt, b) tuần hồn [8] 12 Hình Thiết bị khí hóa lị quay [8] .12 Hình Thiết bị khí hóa sử dụng cơng nghệ plasma [8] 13 Hình Hình ảnh mắc-ca vỏ cứng 25 Hình 2 Sơ đồ trình tạo vật liệu 25 Hình Đường cong TGA (nét liền) DTG (nét đứt) chuyển đổi sinh khối khí trơ 26 Hình Các kiểu đường đẳng nhiệt hấp phụ ni-tơ [27] 29 Hình Thiết bị đo q trình hấp phụ khí CO2 macro TGA 31 Hình Đường cong TGA-DTG hạt mắc-ca vỏ cứng 33 Hình Tỷ lệ chuyển đổi than mắc-ca vỏ cứng nhiệt độ 950 oC 34 Hình 3 Kết phân tích FTIR than khí hóa từ mắc-ca vỏ cứng 35 Hình Đường hấp phụ/giải hấp N2 than khí hóa từ vỏ hạt mắc-ca 36 Hình Sự phân bố kích thước lỗ than khí hóa mắc-ca vỏ cứng .37 Hình Kết phân tích hấp phụ khí CO2 điều kiện thí nghiệm oC 38 Hình Ảnh chụp SEM bề mặt than khí hóa từ vỏ hạt mắc 38 Hình Kết hấp phụ khí CO2 than khí hóa từ vỏ hạt mắc-ca điều kiện 25 oC nồng độ 100 % khí CO2 39 Hình Kết đo hấp phụ khí CO2 nhiệt độ 25 oC hai điều kiện nồng độ khí CO2 khác nhau: a) 40 % b) 100 % 40 Hình 10 Kết đo hấp phụ khí CO nồng độ khí CO2 40 % hai điều kiện nhiệt độ khác nhau: a) 25 oC b) 70 oC 41 vi DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1 Diện tích trồng Mắc-ca tính đến tháng 5/2021 Bảng Sản lượng mắc-ca theo vùng (tấn) Bảng Dự báo phát thải khí nhà kính Việt Nam đến năm 2030.[14] .16 Bảng Các sản phẩm lượng chuyển hóa từ CO2 19 Bảng 3.1 Các đặc tính hạt mắc-ca vỏ cứng 32 Bảng Diện tích bề mặt thể tích mao quản than khí hóa 37 vii ... thực đồ án nghiên cứu Do kiến thức chưa chuyên sâu, cách thực đồ án cịn nhiều thiếu sót nên đồ án khơng tránh khỏi lỗi sai, em kính mong thầy giúp đỡ để em có đồ án hồn thiện Hà Nội, ngày 14 tháng... “TÀI LIỆU THAM KHẢO” phía cuối báo cáo đồ án tốt nghiệp Em xin chịu hoàn toàn trách nhiệm nội dung đồ án Hà Nội, ngày 14 tháng 12 năm 2022 Sinh viên Lương Trần Thanh Lương iii MỤC LỤC TÓM TẮT ... đồ án hồn thiện Hà Nội, ngày 14 tháng 12 năm 2022 Sinh viên Lương Trần Thanh Lương ii LỜI CAM ĐOAN Em xin cam đoan đồ án tốt nghiệp công trình nghiên cứu em với hỗ trợ giảng viên hướng dẫn TS