Đang tải... (xem toàn văn)
tìm hiểu các quá trình nâng cấp sản phẩm nhiệt phân biomass thành nhiên liệu sử dụng nhiệt
MỞ ĐẦU Hiện nhu cầu sử dụng nhiên liệu người ngày tăng nguồn nhiên liệu hóa thạch ngày cạn kiệt, với tốc độ phát triển nguồn nhiên liệu hóa thạch hết vài chục năm Nguồn nhiên liệu hóa thạch khơng tạo mà phải trải qua q trình tích tụ hàng triệu năm Như cần phải tìm nguồn nhiên liệu thay nhiên liệu hóa thạch để phục vụ nhu cầu sử dụng người Vì vậy, nhiên liệu hóa thạch cần phải khai thác sử dụng cách hợp lý Mặt khác việc đốt cháy nhiên liệu hóa thạch sinh khí CO2, SO2, NOx gây hiệu ứng nhà kính làm cho trái đất ngày nóng lên gây hệ nghiêm trọng biến đổi khí hậu Vì việc tìm nguồn nhiên liệu thay nhiên liệu hóa thạch, tái sinh thân thiện mơi trường ngày thu hút quan tâm nghiên cứu Nhiên liệu sinh học nguồn nhiên liệu đầu hứa hẹn để thay nhiên liệu hóa thạch, tái sinh sử dụng khơng thải khí thải gây hiệu ứng nhà kính, mưa axit, nguồn nhiên liệu thân thiện với môi trường Cho đến nhiên liệu sinh học nghiên cứu ứng dụng trải qua hệ: NLSH hệ thứ nhất: Sử dụng tinh bột thủy phân thành đường để lên men thành etanol Quá trình sử dụng tinh bột nên gây ảnh hưởng tới nguồn lương thực giới, gây an ninh lương thực Nên có nhiều hạn chế việc sử dụng nguyên liệu NLSH hệ thứ 2: sử dụng phụ phẩm, phế thải sản xuất, sinh hoạt có nguồn gốc hữu Ví dụ rơm, rạ, mùn cưa, bã mía Về nguồn ngun liệu khơng có giá trị nhiều, việc sử dụng nguồn nguyên liệu khơng khơng ảnh hưởng tới an ninh lương thực mà cịn giảm tải nhiễm mơi trường hầu hết chúng đốt bỏ làng quê Việt Nam NLSH hệ thứ 3: từ tảo (nước nước biển), jatropha curcas (cây cộc rào hay dầu mè), cỏ switchgrass, halophyte, có ưu điểm vượt trội dựa vào nguồn sinh khối phong phú loại không thuộc lương thực, sinh trưởng hoang dại nơi đất cằn cỗi với hàm lượng dầu cao Tuy nhiên nghiên cứu thăm dị ban đầu cịn nhiều vấn đề khoa học cơng nghệ liên quan đến canh tác, khai thác, chế biến tài nguyên sinh khối cần phải giải trước nhiên liệu sinh học hệ ba xuất thị trường Những nước phát triển tỏng nhiều năm qua thực chương trình rộng lớn lĩnh vực phát triển nguồn lượng tái tạo Theo dự báo quan lượng giới đến năm 220 tỷ lệ nguồn lượng tái tạo cân lượng giới đat khoảng 20% tỷ lệ sinh khối phần ba Việt Nam thực sản xuất nhiên liệu sinh học Biểu năm gần đây, Việt Nam có ban hành luật pháp, hay hỗ trợ nguồn vốn cho nhiều dự án sản xuất nhiên liệu sinh học Như năm 2007, tiêu chuẩn xăng sinh học dầu nhờn sinh học ban hành 10/2008 công thương phê duyệt dự án trồng để phục vụ cho sản xuất nhiên liệu sinh học năm 2007 2008 tài ban hành hai thông tư hỗ trợ ngân sách cho sản xuất xăng sinh học Việt Nam…Tiềm sinh khối Việt Nam lớn lại chưa có ý thức sử dụng sinh khối bị bỏ đi, hầu hết đốt bỏ (vỏ trấu, mùn cưa, rơm, rạ ) hay sử dụng hiệu (dùng rơm làm thức ăn chăn ni, phân bón) Ngồi việc làm nguồn lượng đáng kể cịn làm nhiễm mơi trường Nguồn phụ phẩm, phế thải nông nghiệp rơm rạ… xử lý đốt bỏ chủ yếu vùng nông thôn, gây nên lãng phí lớn, đồng thời cịn gây ô nhiễm môi trường không đáng có Nên Việt Nam có nhiều đề tài nghiên cứu nhiên liệu sinh học từ nguồn nguyên liệu hệ thứ hai Tìm hiểu thực trạng trên, nhóm nghiên cứu thực đề tài nhằm đóng góp cách tổng quan phương pháp nâng cấp sản phẩm nhiệt phân biomass thành nhiên liệu (xăng sinh học diesel sinh học ) góp phần định hướng lựa chọn cho nghiên cứu * Mục tiêu nghiên cứu đề tài:Tìm hiểu trình nâng cấp sản phẩm nhiêt phân biomass thành nhiên liệu sử dụng nhiệt * Nội dung nghiên cứu: - Tìm hiểu trình chuyển biomass - Tìm hiểu phương pháp nâng cấp sản phẩm nhiêt phân biomass thành nhiên liệu - Đánh giá số khó khăn thuận lợi sản xuất nhiên liệu sinh học từ nguồn nguyên liệu CHƯƠNG CÁC PHƯƠNG PHÁP CHUYỂN HÓA BIOMASS THÀNH NHIÊN LIỆU Nguyên liệu biomass thường chuyển hóa phương pháp sinh hóa phương pháp nhiệt hóa 1.1.Phương pháp sinh hóa (lên men) Phương pháp chuyển đổi biomass cellulose, hemixeluloza hay lingin (chất gỗ) sang ethanol nhờ tác dụng xúc tác enzim Phương pháp có lợi phương diện giảm khí nhà kính Ưu điểm quan trọng kỹ thuật dễ dàng có tính kinh tế cao cho phép áp dụng qui mô công nghiệp nhược điểm khó tạo ni sống chủng enzym thích hợp Khi thủy phân biomass, xenlulo hemixenlulo bị thủy phân tương đối hồn tồn lignin gần khơng bị thủy phân Nếu có phải địi hỏi cơng nghệ phức tạp điều kiện thủy phân khắc nghiệt nên ta khơng tìm hiểu đề tài 1.2.Phương pháp nhiệt hoá Dưới tác dụng nhiệt, có ba phương pháp để biến dổi phân tử gỗ thành nhiên liệu : đốt cháy, khí hố, nhiệt phân Phương pháp đốt cháy trực tiếp sinh nhiệt, không sinh sản phẩm hữu nên khơng có giá trị mặt nhiên liệu đồng thời hiệu nhiệt thấp, gây ô nhiễm môi trường Để tạo nhiên liệu sinh học, người ta sử dụng phương pháp khí hố hay phương pháp nhiệt phân để tạo sản phẩm trung gian bio-oil, khí 1.2.1 Phương pháp khí hóa biomass Khí hóa q trình oxy hóa khơng hồn tồn biomass nhiệt độ cao (có thể lên đến 1.300OC) có điều chỉnh lượng khí oxy cho phù hợp Sản phẩm trình chủ yếu khí tổng hợp, thiết bị phức tạp a)Mục đích phương pháp khí hóa: Phương pháp khí hóa để sản xuất khí tổng hợp nguyên liệu cho nhiều trình tổng hợp, dùng việc làm khí đốt, nâng cao hiệu suất đốt cháy nguồn biomass b)Các cơng nghệ khí hóa nay: * Ngun lý chung kiểu cơng nghệ khí hóa -Khi sản xuất khí, người ta phải cân nhắc hai yếu tố: + Thể loại chất lượng biomass sử dụng làm ngun liệu khí hóa +Mục tiêu sử dụng sản phẩm khí thu Mỗi loại biomass có kích thước khác sử dụng làm ngun liệu cho nhiều phương pháp khí hóa khác Tùy thuộc kích cỡ biomass đưa vào lị khí hóa mà áp dụng ba kiểu cơng nghệ khí hóa phổ biến là: khí hóa tầng cố định; khí hóa tầng sơi khí hóa dịng - Loại to, đường kính 10 - 100mm: thích hợp kiểu cơng nghệ khí hóa tầng cố định - Loại nhỏ, đường kính - 10mm: thích hợp cơng nghệ khí hóa tầng sơi - Loại cám, đường kính - 2mm: thích hợp cơng nghệ khí hóa dịng Cả ba cơng nghệ khí hóa nói cho sản phẩm khí, là:CO, CO2, H2, H2O có hydrocacbon C 1, C2, C3, C4 Mỗi phương pháp khí hóa định khí hóa nhiều loại biomass khác ví dụ phương pháp khí hóa tầng cố định dùng loại nhiên liệu khác than gỗ, rơm, rạ than nâu, than antraxit, v.v Dưới kiểu công nghệ khí hóa: b.1) Khí hóa tầng cố định (đường kính biomass 10 - 100 mm) Cơng nghệ khí hóa tầng cố định lại có phương pháp khí hóa khí hóa thuận, khí hóa nghịch, khí hóa kết hợp thuận nghịch b.1.1) Q trình khí hóa thuận: - Theo phương pháp biomass nạp vào từ đỉnh lị xuống phía dưới, gió (hơi nước, khơng khí ) vào lị từ đáy lị cịn sản phẩm khí cửa lị phía Như gió biomass ngược chiều - Phân chia chiều cao lò thành vùng phản ứng, vùng vùng Dưới vùng xỉ, tiếp vùng cháy, vùng khử (vùng tạo sản phẩm khí hóa), vùng bán cốc, vùng sấy than tầng khơng đỉnh lị - Do có phân bố vùng phản ứng nên từ lên vùng cháy có nhiệt độ cao nhất, tiếp vùng khử có nhiệt độ thấp có phản ứng thu nhiệt, vùng bán cốc có nhiệt độ thấp tiếp vùng sấy có nhiệt độ thấp phải tiêu tốn nhiệt vào q trình bốc nước Có thể tóm tắt nhiệt độ vùng sau: to vùng cháy > to vùng khử > to vùng bán cốc > t o vùng sấy Như nhiệt lượng vùng cháy phân phối cho vùng khác để thực trình khí hóa Sự truyền nhiệt từ vùng nhiệt độ cao đến vùng nhiệt độ thấp chủ yếu đường đối lưu, đường khác (như xạ dẫn nhiệt) quan trọng Khi từ xuống dưới, trọng lượng kích thước hạt nguyên liệu giảm dần nguyên liệu tham gia vào phản ứng phân huỷ nhiệt (bán cốc), phản ứng khử, phản ứng cháy Hàm lượng cacbon cịn lại xỉ cịn lại tương đối Tại vùng xỉ, hàm lượng tác nhân O2 H2O lại cao gió vào từ đáy lị chuyển động ngược chiều với than Khi xem xét q trình khí hóa theo chiều cao lị, ta thấy: Gió bắt đầu từ ghi lò (đáy lò đồng thời vùng xỉ lò), vùng cháy, vùng khử cuối đến tầng khơng đỉnh lị + Vùng xỉ: Vùng chủ yếu chứa xỉ để chuẩn bị đưa khỏi lò, nhiệt độ tương đối thấp, nhiên oxy có phản ứng với phần than cịn lại xỉ cịn nóng nên hàm lượng oxy giảm chút Ở vùng chủ yếu khơng khí gia nhiệt để tiếp vào vùng cháy + Vùng cháy: Trong vùng cháy xảy phản ứng C + O => CO + CO2; CO vừa tạo lại phản ứng tiếp với oxy tự gió để tạo CO2 (2CO + O2 => 2CO2) Trong vùng nhiệt toả mạnh, lượng nhiệt dùng để cung cấp cho phản ứng vùng khử vùng khác + Vùng khử: Trong vùng CO2 nước từ vùng cháy vào gây phản ứng sau: C + CO2 = 2CO - Q1 C + H2O = CO + H2 - Q2 C + 2H2O = CO2 + 2H2 - Q3 Đây phản ứng quan trọng vùng khử phản ứng tạo khí dùng làm khí đốt dùng làm nguyên liệu cho cơng nghiệp tổng hợp hóa học (CO H2) sản xuất phân đạm hóa chất khác + Vùng bán cốc (nhiệt phân): Khí khỏi vùng khử có nhiệt độ thấp vùng khử nhiệt phải cấp cho phản ứng khử Nhiệt khí (nhiệt độ khoảng 500 - 700oC) cung cấp cho nguyên liệu vùng bán cốc Do nhiệt độ vùng bán cốc thuận lợi cho phản ứng nhiệt phân nên sản phẩm sinh cịn có hydrocacbon, sản phẩm thuận lợi cho làm nhiên liệu khơng thuận lợi cho tổng hợp tiếp b.1.2) Q trình khí hóa nghịch: Q trình khí hóa nghịch tiến hành lị khí hóa, than đổ từ đỉnh lị xuống dưới, gió từ phía lị chiều với than xuống phía Sản phẩm khí q trình khí hóa phía đáy lị Do khí hóa thực điều kiện nên chúng có đặc điểm sau: - Phân bố lại khu vực lị ngược với q trình khí hóa thuận (như phần trình bày): Theo đường gió vào, từ xuống bao gồm vùng sau: Vùng sấy khô =>Vùng bán cốc => Vùng cháy => Vùng khử => Vùng tro, xỉ - Ở vùng bán cốc biomass bị nhiệt phân, sau cháy tiếp vào vùng khử Sản phẩm trình nhiệt phân vùng bán cốc khơng ngồi mà tiếp tục qua vùng cháy, vùng khử vùng tro xỉ ngồi với khí tổng hợp - Hình thức trao đổi nhiệt lị khí hóa nghịch: Trong lị khí hóa nghịch, vùng có nhiệt độ cao vùng cháy, có xu hướng trao đổi nhiệt với khu vực xung quanh Nhiệt truyền cho vùng khử chủ yếu trình đối lưu, cịn nhiệt truyền lên phía (vùng cốc hóa) chủ yếu xạ dẫn nhiệt - Ảnh hưởng trình bán cốc (nhiệt phân biomass) q trình khí hóa nghịch: Trong lị khí hóa nghịch, sản phẩm q trình nhiệt phân (bán cốc) thoát phải qua khu vực cháy, có dư oxy nhiệt độ cao nên đại phận khí chất lỏng nhiệt phân bị cháy bị phân hủy tiếp, nên sản phẩm q trình khí hóa nghịch chủ yếu có CO, H 2, H2O, lượng nhỏ loại nhựa, hydrocacbon Hàm lượng nhựa q trình khí hóa nghịch thấp, khơng q 0,3 - 0,5 g/m3, khí sản xuất theo q trình khí hóa thuận có hàm lượng nhựa cao, đến 30 -40 g/m3 Sản phẩm khí từ q trình khí hóa nghịch có chất lượng tốt từ q trình khí hóa thuận nên khí dùng để chạy động đốt chế biến hóa học b.1.3) Quá trình khí hóa liên hợp Q trình khí hóa liên hợp q trình kết hợp phương pháp khí hóa thuận phương pháp khí hóa nghịch thiết bị Biomass từ đỉnh lị xuống, gió từ xuống chiều với biomass tạo điều kiện cho q trình khí hóa nghịch Trong q trình biomass qua vùng sấy 1, vùng bán cốc 2, vùng cháy 3, vùng khử (đây vùng tạo sản phẩm khí), sau sản phẩm khí ngồi theo ống II đồng thời gió đưa vào theo hướng từ lên, qua vùng xỉ 7, đến vùng cháy vùng khử Ở sản phẩm khí tạo thành cửa II với sản phẩm khí q trình khí hóa nghịch biomass Khí vào Vùng sấy Vùng bán cốc Vùng cháy Vùng khử Khí (cửa II) Vùng khử Vùng cháy Vùng xỉ Khí vào Hình Sơ đồ lị khí hóa liên hợp Ưu nhược điểm phương pháp khí hóa liên hợp: Q trình khí hóa nghịch có ưu điểm sản phẩm có hàm lượng nhựa bé, khuyết điểm có phần than chưa tham gia hoàn toàn vào phản ứng khí hóa bị thải Q trình khí hóa liên hợp khắc phục nhược điểm hai q trình khí hóa Song khó khăn lớn phương pháp liên hợp vận tốc gió đưa từ lên lớn chúng có khả thừa oxy, thoát lên gây cháy sản phẩm khí CO, H Nếu vận tốc gió q bé, lượng cacbon lại tro xỉ lại tăng lên Nên cần phải có tính tốn vận tốc gió cho thích hợp b.1.4) Ưu nhược điểm trình khí hóa tầng cố định Ưu điểm - Nhờ xếp vùng phản ứng lò, vùng vùng kia, nên nhiệt độ lò giảm dần từ lên trên, biomass xuống nóng - Phương pháp khí hóa tầng cố định, phương pháp khí hóa nghịch liên hợp, có ưu điểm sử dụng tất loại nhiên liệu ban đầu khác (về độ ẩm độ tro) mà không ảnh hưởng nhiều đến chất lượng khí tổng hợp biomass từ vùng sấy qua vùng bán cốc nên ẩm chất bốc thoát hết, đến vùng khử vùng cháy biomass giữ nhiệt độ cần thiết cho phản ứng khử phản ứng cháy, chất lượng khí sản phẩm tốt - Chính phương pháp cho phép khí hóa tất loại củi gỗ, (có độ ẩm đến 30%) than, từ than non đến than già, kể loại đá dầu có hàm lượng tro cao (đến khoảng 50% tro) -Phương pháp khí hóa tầng cố định kiểu thuận cho phép sản xuất khí tổng hợp có chứa nhiều hydrocacbon, khí sản phẩm có nhiệt cháy cao, có lợi dùng vào mục đích làm khí đốt Nhược điểm -Phương pháp không dùng loại biomass có kích thước -(CHx)- + (H2O,CO2, CH4, CO) (1) giá trị x(H/C) y(O/C) phụ thuộc vào nguyên liệu, điều kiện nhiệt phân -Các đường khác xảy trình HDO: + Tách nước, có thay đổi cấu trúc phân tử thành phần dầu sinh học RCOOH + H2 => RCHO + H2O + Phản ứng loại nước rượu phenol: ROH + H2 => RH + H2O + Phản ứng Decarboxylation (DCO), loại Oxi dầu sinh học phát dạng CO2 + Phản ứng hydro hóa, hydrogen phản ứng với thành phần dầu sinh học khơng bảo hịa Hydro hóa no hóa liên kết C-C hydro hóa nhóm cacbonyl để tạo thành rượu R-CH=CH-R’ + H2 => R-CH2-CH2-R’ R-CHO + 2H2 => R-CH3 + H2O + Bẽ gãy liên kết C-O để loại Oxi 30 + Bẽ gãy hydrocacbon mạch dài thành mạch ngắn với tham gia hydro + Quá trình HDO sử dụng áp suất cao, nên không thuận lợi cho trình cộng H2 vào hợp chất aromatic no hóa hợp chất aromatic tỏa nhiệt, giảm số phân tử nên áp suất cao, nhiệt độ cao khó xảy b.2) Cơ chế phản ứng HDO Tỷ lệ phân tử HDO phụ thuộc lớn vào chất hợp chất có Oxi hợp chất không no Trong phản ứng ln có tiêu thụ H2 mà có no hóa hợp chất thơm tiêu tốn H2 nhiều so với bẽ gãy liên kết C hợp chất chứa Oxi Cơ chế bẽ gãy lien kết C-O vịn có nhiều quan điểm khác Tuy nhiên có quan điểm trội chế tách E2 SN2 Trong trường hợp hợp chất không no xảy nhiều phản ứng liên tiếp bao gồm phản ứng phá vỡ liên kết dị tố phản ứng cộng vào liên kết đơi Hình 12 Mơ tả q trình phản ứng HDO Hình 13 Quá trình HDO dibenzofuran 31 Hình 14 Quá trình HDO Benzofuran (Trích “IMAF Group 184 Marlborough avenue ottawa, ont canada kiw OG4”)[5] Hình 15 Quá trình HDO phenol (Trích “IMAF Group 184 Marlborough avenue ottawa, ont canada kiw OG4”)[5] b.3) Nhiệt học phản ứng Các phản ứng bẽ gãy mạch C-O phản ứng tỏa nhiệt phản ứng xảy khơng hồn tồn Các phản ứng no hóa phản ứng tỏa nhiệt nên tăng áp suất giảm nhiệt độ thuận lợi cho phản ứng no hóa Mức độ tỏa nhiệt dựa vào độ bền hợp chất tức dựa vào độ bền liên kết bị phá vỡ Hiệu ứng nhiệt phản ứng: Phản ứng ∆H(KJ/mol) Phenol +H2 => Benzen + H2O 66,9 32 ROH + H2=> RH + H2O -100,3 Furane + 4H2 => n-butan + H2O -351,1 Benzofurane + 3H2 => etylbenzen + H2O -104,5 Diolefin + H2=> olefin -26(kcal/mol) Olefin + H2=> ankan -30(kcal/mol) b.4) Xúc tác cho trình HDO Chất xúc tác CoMo/Al2O3, NiMo/Al2O3 dường lựa chọn tốt hoạt động deoxygenation Ngoài số kim loại hay oxit sử dụng trình HDO Ru, Pd, Rh, Pt, CuO, NiO, Ni than hoạt tính Al2O3 tốt Các yếu tố làm vơ hiệu hóa hay giảm hoạt tính xúc tác: + Nước: nước làm thay đổi cấu trúc xúc tác hay làm rửa trôi xúc tác + Cốc: cốc bịt hay che bề mặt xúc tác, cốc xuất nhanh lượng hydro đưa vào giảm + Kim loại: thành phần bio-oil có chứa số kim loại Canxi, kẽm, nhôm, sắt, kali , q trình tạo cốc gồm kim loại trên, kim loại tích tụ bề mặt làm cho thay đổi cấu trúc xúc tác, làm giảm hay thay đổi hoạt tính xúc tác + CO CO2: nồng độ chúng > 1000 ppm hoạt tính xúc tác gần tác dụng Thực tế cần phải đưa nồng độ chúng xuống 50 ppm b.5) Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất trình HDO Ảnh hưởng xúc tác -Ảnh hưởng tỉ lệ Ni/Mo: 33 Hình 16 Ảnh hưởng tỉ lệ Ni/Mo tới độ chuyển hóa q trình HDO DCO -Ảnh hưởng chất mang Hình 17 Ảnh hưởng chất mang Al2O3 tới trình HDO Ảnh hưởng áp suất riêng phần nước Hình 18 Ảnh hưởng áp suất riêng phần nước tới trình HDO Ảnh hưởng thời gian tới hiệu suất trình HDO Hình 19 Ảnh hưởng thời gian đến q trình HDO (trích “Wennan Zhang (2010), Automotive fuels from biomass via gasification, Fuel Processing Technology 91 pp 866–876 [4]) b.6) Chuyển hóa sản phẩm q trình HDO thành nhiên liệu Q trình HDO có loại bỏ Oxi dầu, cải thiện độ nhớt, tính axit, nên dầu dạng hỗn hợp nhiều hydrocacbon Cần phải thực trình chưng 34 cất sản phẩm dầu, thực pha trộn dầu với chất thích hợp để tăng số octan, giảm độ nhớt… để thành nhiên liệu cho động 2.3.Nâng cấp sản phẩm rắn Q trình nhiệt phân khơng tránh khỏi lượng lớn sản phẩm rắn Chứa lượng lớn cacbon chưa bị nhiệt phân (0-20%) Nó gồm Char tar Vì cần phải sử dụng tiếp sản phẩm để nâng cao hiệu suất sử dụng biomass Có cách để sử dụng sản phẩm là: + Khí hóa: đưa sản phẩm rắn vào lị khí hóa để chuyển thành khí tổng hợp + Sử dụng làm than hoạt tính Nhìn chung khí hóa thành phần rắn tốt nhiệt phân sản phẩm rắn tar char nên sử dụng để làm than hoạt tính khơng đạt hiệu cao CHƯƠNG ĐÁNH GIÁ CÁC PHƯƠNG PHÁP NÂNG CẤP SẢN PHẨM NHIỆT PHÂN BIOMASS 3.1 Tổng kết phương pháp chuyển biomass thành nhiên liệu Từ phân tích ta nhận thấy có phương pháp chuyển hóa biomass thành nhiên liệu thuận lợi + Con đường 1: Biomass khí hóa khí tổng hợp nâng cấp sản phẩm + Con đường 2: Biomass nhiệt phân khí nâng cấp sản phẩm Bio-oil nâng cấp dầu sinh học Sản phẩm rắn nâng cấp than sinh học Khí hóa Mỗi đường có ưu nhược điểm, đường có thuận lợi mặt nhiên liệu (sản phẩm dầu thay nguồn dầu động cạn kiệt) Nên cần phải có bước tiến quan trọng để đưa sản phẩm biomass thành nhiên liệu 3.2.Các thuận lợi, trở ngại cần phải khắc phục q trình chuyển hóa biomass thành nhiên liệu Việt Nam: a)Những trở ngại 35 Việc nghiên cứu phát triển công nghệ sinh khối cịn hạn chế quy mơ thí điểm, chưa có quy hoạch tổng thể cho việc thực thi vào thương mại hóa biomass Những khó khăn trở ngại chủ yếu là: + Thiếu phối hợp hài hòa ngành tổ chức để nhằm phát triển sách phát triển công nghệ sinh khối, lượng tạo + Thiếu hụt ngân sách hệ thống quản lý để phát triển ứng dụng công nghệ sinh khối + Thiếu sách thể chế cụ thể phủ + Thiếu nhận thức xã hội nhiên liệu sinh học + Nhà cung cấp thiết bị công nghệ sinh khối thiếu thông tin nhu cầu thị trường tiềm + Ý thức người dân việc sử dụng lượng sinh học + Các mơ hình sản xuất việt nam cịn chưa nghiên cứu kĩ càng, chưa đảm bảo độ tin cậy + Hiện nhiều công nghệ sinh khối cịn đắt cơng nghệ truyền thống sử dụng nhiên liệu hoá thạch trang thiết bị lẫn nguyên liệu; + Việt Nam nước nghèo nên thiếu kinh phí đầu tư phát triển cơng nghệ Ví dụ bếp đun cổ truyền hiệu suất thấp đầu tư không đáng kể, không, đầu tư để có bếp cải tiến phải tốn vài triệu hay vài chục triệu đồng b)Các thuận lợi: Nhu cầu nhiên liệu ngày tăng, nguồn nhiên liệu hóa thạch ngày cạn kiệt nên cần phải tìm kiếm nguồn nguyên liệu thay nguồn nguyên liệu hóa thạch Vấn đề mơi trường ngày ưu tiên, việc sử dụng nhiên liệu hóa thạch làm cho môi trường ngày ô nhiễm nặng nề, nhiên liệu sinh học nguồn nhiên liệu có khả giảm thải nhiễm Xã hội ngày quan tâm tới lượng lớn biomass năm sử dụng hiệu đồng thời gây ô nhiễm môi trường đốt vỏ trấu, đốt rơm rạ, cành cây… để lấy tro bón ruộng Việt Nam nước nhiệt đới nhiều nắng mưa nên biomass phát triển nhanh, ba phần tư lãnh thổ đất rừng nên tiềm phát triển gỗ lớn, nước nông nghiệp nên nguồn phụ phẩm nông nghiệp phong phú Nguồn ngày tăng trưởng với việc phát triển nông nghiệp lâm nghiệp 36 3.3 Định hướng nghiên cứu Đứng trước tình hình cạn kiệt nguồn nhiên liệu hóa thạch, nhiên liệu sinh học dần nghiên cứu để thay Vì vậy, định hướng cho nghiên cứu nhằm tìm quy trình sản xuất nhiên liệu cách thích hợp từ nguồn nguyên liệu sinh khối, nghiên cứu cần thực gồm: - Nghiên cứu lựa chọn nguồn nguyên liệu biomass ổn định - Nghiên cứu chất xúc tác cho q trình chuyển hóa biomass thành nhiên liệu, có q trình nhiệt phân, HDO, khí hóa tổng hợp nhiên liệu - Nghiên cứu hoàn thiện sản phẩm nhiên liệu đạt chất lượng theo quy chuẩn KẾT LUẬN Đã tìm hiểu q trình chuyển hóa biomass thành nhiên liệu, kết tổng hợp cho thấy có hai phương pháp chủ yếu gồm: -Q trình khí hóa -Q trình nhiệt phân Đã tìm hiểu phương pháp nhằm nâng cấp sản phẩm nhiệt phân biomass, nhận thấy sản phẩm nhiệt phân bao gồm phần khí, lỏng rắn Mỗi sản phẩm định hướng nâng cấp theo hướng khác để thu nhiên liệu lỏng: -Sản phẩm khí: Nâng cấp sản phẩm khí đường tổng hợp Oxo Fischer-Stropsch -Sản phẩm lỏng: Nâng cấp trình loại oxy HDO, decacboxyl hóa -Sản phẩm rắn: Nâng cấp trình khí hóa Đã đưa nhận định phương pháp nâng cấp sản phẩm nhiệt phân biomass Đề tài thực việc tìm hiểu, có số q trình cịn chưa nêu kĩ cơng nghệ hay hóa chất sử dụng, lý vấn đề cơng nghệ mà hóa chất, cơng nghệ họ sử dụng không công bố làm cho đề tài nêu tên phương pháp hay vài trình bản, không sâu vào vấn đề Trong trình làm đề tài, với kiến thức, thao tác thành viên ngiên cứu cịn hạn chế nên khó tránh khỏi thiếu sót, hi vọng thầy giáo bạn góp ý để hồn thiện đề tài Nhóm nghiên cứu xin chân thành cảm ơn thầy cô bạn ý đến đề tài 37 38 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Đặng Tuyết Phương, Trần Thị Kim Hoa, Vũ Anh Tuấn (2007), Sử dụng rơm Việt Nam để sản xuất dầu sinh học (bio-oil), Tạp chí KHCN [2] David C Dayton (2011), Catalytic Processes in Biomass Gasification and Pyrolysis, Biomass Technical Advisory Committee Meeting, May 19, 2011 [3] P.M Mortensena, J.-D Grunwaldt P.A Jensen, K.G Knudsen, A.D Jensena (2011) A review of catalytic upgrading of bio-oil to engine fuels, Applied Catalysis A: General 407 pp 1– 19 [4] Wennan Zhang (2010), Automotive fuels from biomass via gasification, Fuel Processing Technology 91 pp 866–876 [5] A.V Bridgwater (2012), Review of fast pyrolysis of biomass and product upgrading, biomass and bioenergy 38 pp - MỤC LỤC 39 ... Nâng cấp (HDO) Nhiên liệu, ngun liệu Hình 11 Sơ đồ mơ tả q trình nhiệt phân biomass CHƯƠNG CÁC PHƯƠNG PHÁP NÂNG CẤP SẢN PHẨM NHIỆT PHÂN BIOMASS THÀNH NHIÊN LIỆU 2.1 Nâng cấp sản phẩm khí: 2.1.1... cứu: - Tìm hiểu trình chuyển biomass - Tìm hiểu phương pháp nâng cấp sản phẩm nhiêt phân biomass thành nhiên liệu - Đánh giá số khó khăn thuận lợi sản xuất nhiên liệu sinh học từ nguồn nguyên liệu. .. phân Đã tìm hiểu phương pháp nhằm nâng cấp sản phẩm nhiệt phân biomass, nhận thấy sản phẩm nhiệt phân bao gồm phần khí, lỏng rắn Mỗi sản phẩm định hướng nâng cấp theo hướng khác để thu nhiên liệu
