Từ đó ta có Q’vào = ( V.ρkk .cpkk . tkk ) + (ṁnl . Hu) (22)
Tương tự ta có:
Q’ra = Q’sd + Q’Thất thoát (23)
Trong đó:
Q’sd = ṁkhí nóng . hkhí nóng = ṁkhí nóng . cpkhí nóng. Δtkhí nóng (24)
=> Cân bằng năng lượng: Q’vào = Q’ra (25)
Thông qua các phương trình (19) đến (26) ta có thể xác định được công suất nhiệt (Q’Thất thoát) tổn thất ra ngoài môi trường: Q’Thất thoát = Q’vào - Q’sd (26)
* Kết quả tính toán, lựa chọn các thông số:
- Kết quả tính toán xác định được các thông số quá trình; thông số kỹ thuật của lò đốt kết hợp khí hóa và thiết bị phụ trợ (quạt cấp gió/cấp không khí) như trong bảng 2 sau.
Bảng 2: Kết quả tính toán lò đốt kết hợp khí hóa [1-2]
3.2. Kết quả thiết kế, chế tạo [1-2]
- Kết quả thiết kế: Qua kết xác định nguyên lý kết cấu và thiết kế đối với “mẫu” lò đốt-khí hóa nguyên liệu rắn sinh khối (lõi ngô, vỏ cây) như trên hình 4. Mẫu lò đốt này có ưu điểm là dễ gia công, chế tạo, vận hành, có thể ứng dụng ngay vào sản xuất [1-2].
Hình 4: Nguyên lý, kết cấu lò đốt kết hợp khí hóa sinh khối [1-2]
1- Quạt cấp oxi (gió) sơ cấp; 2- Đường cấp oxi (gió) sơ cấp; 3- Đường cấp oxi (gió) thứ cấp; 4- Lò đốt; 5- Đường cấp oxi cho quá trình đốt khí syngas; 6- Đường dẫn khí nóng đi sử dụng; 7- Quạt sấy (quạt hút gió nóng); 8- Đường cấp liệu; 9- Van xả tro.
Dựa trên các kết quả như trong bảng 2 làm cơ sở cho việc thiết kế và chế tạo ra mẫu lò đốt kết hợp khí hóa nguyên liệu rắn với các thông số kết cấu và thông số kỹ thuật như trên hình 4 – hình 5[1-2].
- Kết quả chế tạo: kết quả nghiên cứu chế tạo mẫu lò đốt kết hợp khí hóa sinh khối được thể hiện thông qua hình ảnh như trên hình 5[1].
Hình 5. Kết quả chế tạo lò đốt-khí hóa sinh khối[1]
4. Kết luận
Kết quả nghiên cứu này đã “đưa” ra được “mẫu” lò sinh khối kiểu mới vì theo nguyên lý đốt-khí hóa đồng thời, do vậy trong quá trình sử dụng cho máy sấy sẽ phát huy được ưu điểm của cả hai phương pháp đốt và khí hóa, bởi vậy tiết kiệm được nguyên liệu đốt và hiệu suất của lò sẽ được tăng lên.
Đã tính toán, thiết kế, chế tạo được “mẫu” lò đốt-khí hóa đồng thời sinh khối tiết kiệm nhiên liệu hoàn toàn có thể ứng dụng ngay vào sản xuấtvới các thông số tối ưu tìm được là: công suất nhiệt (1000 kWth); lượng nhiên liệu tiêu thụ (295,2 kg/h), đường kính lò (1,2m); chiều cao buồng phản ứng (1,5m); lượng gió tiêu thụ 1550 (/m3/h).
Tài liệu tham khảo
[1]. Nguyễn Đình Tùng, Mai Thanh Huyền, Nguyễn Văn Tiến, Nguyễn Đình Quý và Ngô Đăng Huỳnh (2015). Nghiên cứu thiết kế chế tạo lò đốt-khí hóa đồng thời phụ phẩm nông nghiệp tiết kiệm nhiên liệu với mô hình di động. Báo cáo đề tài khoa học công nghệ, cấp Bộ.
[2]. Nguyễn Đình Tùng (2015). Tính toán thiết kế lò đốt-kết hợp khí hóa sinh khối. Tạp chí công nghiệp nông thôn, số 20 (số đặc biệt kỷ niệm 45 năm thành lập Viện nghiên cứu thiết kế chế tạo máy nông nghiệp).
[3]. Nguyen Dinh Tung (2009). Theoretische und experimentelle Untersuhungen zur energetische Nutzung landwirtschaftliche Abfälle aus Vietnam. Dissertation, Universität Rostock, Deutschland.
[4]. Christopher, H. and Maarten van der B (2007). Gasification. Elsevier.
[5]. Nguyễn Đình Tùng (2008). Nghiên cứu thực nghiệm sự đốt cháy sinh khối trong lò đốt tầng sôi tĩnh quy mô nhỏ (SFBC-400). Tạp chí khoa học và công nghệ, Trường Đại học Đà Nẵng, Tập VI, số 29, trang 33-40.
[6]. Tung, N. D.; Steinbrecht, D.; Vincent, T. (2009). Experimental Investigations of Extracted Rapeseed Combustion Emissions in a Small Scale Stationary Fluidized Bed Combustor, Energies, Vol. 2(1), p. 57-70.
[7]. Steinbrecht D. (2014). Wirbelschichtfeuerungen, Schwerpunkt, Stationäre Wirbel-schichtfeuerungen, Skript für Vorlesung, Universität Rostock, Deutschland.