KHẢO SÁT HOẠT ĐỘNG CỦA MÁY PHÁT ĐIỆN CÔNG SUẤT 5 KVA CHẠY BẰNG KHÍ BIOGAS Ủ TỪ PHÂN HEO

LINK DOWNLOAD MIỄN PHÍ TÀI LIỆU "KHẢO SÁT HOẠT ĐỘNG CỦA MÁY PHÁT ĐIỆN CÔNG SUẤT 5 KVA CHẠY BẰNG KHÍ BIOGAS Ủ TỪ PHÂN HEO": http://123doc.vn/document/554275-khao-sat-hoat-dong-cua-may-phat-dien-cong-suat-5-kva-chay-bang-khi-biogas-u-tu-phan-heo.htm

iv
chuẩn Euro 1, hiệu quả kinh tế khi chạy nhiên liệu gas sinh học cao gấp 7 lần nhiên
liệu xăng.

























v
MỤC LỤC

Trang
Trang tựa i
Lời cảm ơn ii
Tóm tắt iii
Mục lục iv
Danh sách các chữ viết tắt v
Danh sách các hình vi
Danh sách các bảng vii
Danh sách các biểu đồ viii
Chƣơng 1. MỞ ĐẦU 1
1.1. Đặt vấn đề 1
1.2. Mục đích và yêu cầu 2
1.2.1. Mục đích 2
1.2.2.Yêu cầu 2
Chƣơng 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3
2.1. Lý Thuyết về biogas 3
2.1.1. Sơ lƣợc về biogas 3
2.1.2. Cơ chế tạo thành khí sinh học trong hệ thống biogas 4
2.2. Một số yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình tạo khí biogas 6
2.3. Các sản phẩm của hệ thống biogas 9
2.3.1. Khí đốt 9
2.3.2. Phân bón 9
2.3.3. Định nghĩa về biogas 9
2.3.4. Tính chất của biogas 10
2.4. Tiềm năng và ứng dụng của biogas 13
2.4.1. Tiềm năng 13
vi
2.4.2. Ứng dụng của biogas 13
2.5. Một số hầm yếm khí tạo biogas hiện nay 14
2.5.1. Dạng hầm vòm 14
2.5.2. Dạng hầm giếng có khoang chứa gas nổi 15
2.5.3. Dạng hầm ủ túi dẻo 15
2.5.4. Hầm ủ dạng bê tông, composit 15
2.6. Sơ lƣợc động cơ đốt trong 16
2.6.1. Lý thuyết cơ bản về động cơ đốt trong 16
2.6.1.1. Định nghĩa 16
2.6.1.2. Nguyên lý hoạt động của động cơ 4 kỳ 17
2.6.1.3. Cấu tạo động cơ đốt trong 22
Chƣơng 3. VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM 27
3.1. Thời gian và địa điểm thực hiện đề tài 27
3.2. Vật liệu và thiết bị sử dụng 27
3.3. Phƣơng pháp bố trí thí nghiệm
3.3.1. Chạy máy phát điện tại Hóc Môn bằng nhiên liệu biogas 27
3.3.1.1. Chạy máy phát điện bằng biogas khi mang tải 27
3.3.1.2. Chạy máy phát điện bằng biogas ở chế độ không mang tải 29
3.3.2. Chạy máy phát điện bằng nhiên liệu xăng tại Hóc Môn 30
Chƣơng 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 31
4.1. Kết quả máy chạy bằng Biogas hoặc xăng ở chế độ không tải 31
4.2. Kết quả máy chạy bằng biogas và xăng ở chế độ có tải 34
Chƣơng 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 42
5.1. Kết luận 42
5.2. Đề nghị 42
Chƣơng 6: TÀI LIỆU THAM KHẢO



vii
DANH SÁCH CÁC HÌNH

Hình 2.1. Cơ chế lên men của vi sinh vật yếm khí 6
Hình 2.2. Hầm dạng vòm 15
Hình 2.3. Dạng hầm ủ túi dẻo 15
Hình 2.4. Hầm composit 5m
3
lắp đặt tại Bến Tre 16
Hình 2.5. Quá trình nạp 18
Hình 2.6. Quá trình nén 19
Hình 2.7. Quá trình cháy và giãn nở 20
Hình 2.8. Quá trình thải 21
Hình 2.9. Hệ thống phát lực của động cơ 23
Hình 2.10. Hệ thống phân phồi khí của động cơ 25
Hình 3.1. Cách tiến hành thí nghiệm 30
Hình 4.1. Kết quả thu đƣợc ở các mức tải 32
















viii
DANH SÁCH CÁC BẢNG

Bảng 2.1. Thành phần hoá học gây trở ngại cho quá trình lên men 8
Bảng 2.2. Điều kiện thích hợp cho quá trình phân hủy kị khí 8
Bảng 2.3. Hiệu quả xử lý phân của hệ thống biogas 9
Bảng 2.4. Thành phần hoá học khí biogas 10
Bảng 2.5. Thống kê số lƣợng khí biogas sinh ra từ phân gia súc 13
Bảng 2.6. Thống kê số lƣợng phân trong ngày của gia súc 13
Bảng 4.1. Ảnh hƣởng của nhiên liệu biogas hoặc xăng và tốc độ chỉnh gas lên thành
phần khí xả của máy nổ phát điện ở chế độ không tải 31
Bảng 4.2. Bảng tiêu chuẩn khí thải Euro 1 và Euro 2 đối với động cơ xăng 33
Bảng 4.3. Ảnh hƣởng của nhiên liệu biogas hoặc xăng và tốc độ chỉnh gas lên thành
phần khí xả của máy nổ phát điện ở chế độ có tải 35
Bảng 4.4.Bảng giá điện tạo ra khi chạy máy bằng biogas hoặc xăng 40













ix
DANH SÁCH CÁC BIỂU ĐỒ

Biểu đồ 4.1. Ảnh hƣởng của nhiên liệu biogas hoặc xăng và tốc độ chỉnh gas lên thành
phần khí xả ở chế độ không tải 32
Biểu đồ 4.2. Ảnh hƣởng của nhiên liệu biogas hoặc xăng và tốc độ chỉnh gas lên thành
phần khí xả HC và NO
x
ở chế độ không tải 32
Biểu đồ 4.3. Ảnh hƣởng của nhiên liệu biogas hoặc xăng và tốc độ chỉnh gas lên thành
phần khí xả của máy nổ phát điện ở chế độ có tải 36
Biểu đồ 4.4. Ảnh hƣởng của nhiên liệu xăng hoặc biogas và tốc độ chỉnh gas lên thành
phần khí xả CH, NO
x
ở chế độ có tải 36































x
DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT


1. MCCT: Môi chất công tác.
10. : Hệ số dƣ lƣợng không khí
2. ĐCT: Điểm chết trên
3. ĐCD: Điểm chết dƣới
4. CNSH:Công Nghệ Sinh Học
5. NLx: Nhiên liệu xăng
6. NLb: Nhiên Liệu biogas
7. Wtt: Công Suất Thực Tế
8. Wlt: Công Suất Lý Thuyết
9. TS: Tiến sĩ
1
Chƣơng 1
MỞ ĐẦU
1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Hiện nay, cuộc sống con ngƣời ngày càng phong phú và hiện đại. Điều đó có
đƣợc là do sự tiến bộ vƣợt bậc, phát triển nhƣ vũ bão của khoa học kỹ thuật. Tuy nhiên
chúng ta lại tạo ra những chất thải trong công nghiệp cũng nhƣ trong nông nghiệp gây
ô nhiễm môi trƣờng sống, ảnh hƣởng đến sức khoẻ của chúng ta và các sinh vật sống
trên trái đất, gây mất vẻ mỹ quan của thiên nhiên.
Bên cạnh đó, các máy móc hiện đại phục vụ cho cuộc sống con ngƣời muốn
vận hành đƣợc phải cần có năng lƣợng. Năng lƣợng ở đây có thể là than, dầu diesel,
xăng, gas, điện. Nhu cầu về năng lƣợng là rất lớn, ngƣời ta dự tính trong tƣơng lai
khoảng 100 năm nữa nguồn năng lƣợng từ thiên nhiên dầu mỏ, than đá…sẽ cạn kiệt.
Vì vậy, không riêng gì Việt Nam mà cả thế giới đang có nhiều hƣớng nghiên cứu để
tìm ra nguồn năng lƣợng sạch, rẻ tiền thay thế cho than đá dầu mỏ. Ví dụ: Nhƣ ở Hà
Lan, họ lợi dụng sức gió để tạo ra điện, ở Nhật và nhiều nƣớc đang nghiên cứu để tận
dụng nguồn năng lƣợng mặt trời tạo điện năng, chạy xe…vừa rẻ lại an toàn. Bên cạnh
đó một số nƣớc lại dùng năng lƣơng hạt nhân để tạo ra điện, vài nƣớc lại sử dụng sức
nƣớc tạo điện năng nhƣ Việt Nam, Trung Quốc, Mỹ…
Nƣớc ta có một nền nông nghiệp chăn nuôi khá dồi dào. Nông dân chúng ta
thƣờng sử dụng phân chuồng bón cho cây trồng, làm thức ăn cho cá, gia súc. Ngoài ra
phân heo bò, khi ủ lên men vi sinh vật yếm khí sẽ cho ra hàm lƣợng khí metan rất lớn,
khí này có thể dùng để đốt cháy nhƣ khí gas khai thác từ thiên nhiên. Chúng ta có thể
sử dụng khí gas sinh học (biogas) nhƣ nguồn năng lƣợng phục vụ đời sống cho con
ngƣời, vừa giảm ô nhiễm môi trƣờng vừa tạo năng lƣợng rẻ tiền an toàn, tiết kiệm tiền
cho ngƣời chăn nuôi. Vì vậy nghiên cứu sử dụng gas sinh học để chạy máy phát điện
tạo nguồn năng lƣơng sạch là rất cần thiết.
Chính vì thế, đƣợc sự đồng ý của Bộ môn CNSH, dƣới sự hƣớng dẫn của T.S
Dƣơng Nguyên Khang, chúng tôi tiến hành đề tài: “Khảo sát hoạt động của máy
phát điện 5 KVA chạy bằng khí biogas ủ từ phân heo”.
2
1.2. Mục đích và yêu cầu
1.2.1. Mục đích
Tận dụng nguồn gas sinh ra từ phân heo, đƣợc lên men trong quá trình ủ phân
yếm khí để vận hành máy nổ phát điện phục vụ sản xuất và hạn chế ô nhiễm môi
trƣờng.
1.2.2. Yêu cầu
- Ghi nhận lƣợng khí biogas hoặc xăng cần để chạy máy phát điện công suất 5
kVA trong vòng 1 giờ.
- Ghi nhận công suất và khả năng tải của máy phát điện khi chạy bằng biogas
hoặc xăng ở chế độ không và có tải
- Xác định thành phần khí xả ra từ máy khi chạy bằng biogas và xăng ở chế độ
không tải và có tải.














3
Chƣơng 2
TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1. Lý thuyết về biogas
2.1.1. Sơ lƣợc về biogas
Biogas, hay còn gọi là khí sinh học, đƣợc phát hiện vào cuối thế kỷ 18 là sản
phẩm thu đƣợc sau một loạt các quá trình phân hủy các chất hữu cơ phức tạp trong
điều kiện môi trƣờng không có oxy thành các chất hữu cơ đơn giản hơn dƣới tác dụng
của các vi sinh vật kỵ khí. Biogas chứa chủ yếu là mêtan (50 – 70 %) và CO
2
(25 – 50
%) và các tạp chất khác nhƣ H
2
S, CO, NO
x
… Trong đó mêtan (CH
4
) đƣợc mệnh danh
là nhiên liệu sạch, có nhiệt trị cao, 1 m
3
CH
4
khi đốt cháy toả ra một nhiệt lƣợng tƣơng
đƣơng với 1,3 kg than đá; 1,15 lít xăng; 1,17 cồn hay 9,7 kW điện. Nếu sử dụng biogas
làm nhiên liệu, 1m
3
khí biogas có thể cung cấp cho động cơ 1 sức ngựa chạy trong 2
giờ. Vì vậy nếu khí biogas đƣợc lọc sạch các tạp chất thì chúng sẽ là nguồn nhiên liệu
thay thế rất lý tƣởng để chạy động cơ đốt trong trên cơ sở các thành tựu đã đạt đƣợc về
động cơ sử dụng nhiên liệu khí.
Ở Việt Nam đến cuối thập niên 70 thì khí sinh học mới bắt đầu đƣợc chú ý, do
tình hình thiếu hụt năng lƣợng và xu hƣớng đi tìm nguồn năng lƣợng mới, trong đó có
sự phát triển khí sinh học từ hầm ủ đƣợc đặc biệt chú ý. Tuy nhiên đến những năm gần
đây túi ủ khí làm bằng nylon mới thực sự phát triển và đƣợc áp dụng rộng rãi trên cả
nƣớc. Ƣu điểm là giá thành rẻ, dễ lắp đặt và phù hợp với mô hình chăn nuôi hộ gia
đình. Quá trình sản xuất biogas là một loạt các quá trình phân huỷ các chất hữu cơ
phức tạp trong điều kiện môi trƣờng không có oxy thành các chất hữu cơ đơn giản hơn
dƣới tác dụng của các vi sinh vật kỵ khí. Hệ thống biogas đã xử lý rất tốt nguồn nƣớc
thải trong chăn nuôi, cung cấp nƣớc tƣới sạch và phân bón tốt cho trồng trọt bên cạnh
đó tận dụng nguồn khí mêtan làm khí đốt cho gia đình, góp phần nâng cao kinh tế cho
nhà nông.
2.1.2. Cơ chế tạo thành khí sinh học trong hệ thống biogas
Sự tạo thành khí sinh học là một quá trình lên men phức tạp xảy ra qua nhiều
phản ứng, cuối cùng tạo ra CH
4
và CO
2
và một số chất khác. Quá trình này đƣợc thực