Nhiệt Phân Sinh Khối và Quy Trình Sản Xuất Than Củi | Thực tập cơ bản | Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

2.5.4. Nhiệt phân sinh khối
Nhiệt phân là quá trình biến đổi hoá học không thuận nghịch dưới tác dụng của nhiệt trong điều kiện không có ôxy.
Sản phẩm thu được trong quá trình nhiệt phân là: Các khí không ngưng
Các chất lỏng ngưng tụ. Bao gồm các thành phần
rượu methanol, axit axetic và dầu nhiệt phân (pyrolysis oil).
Phần chất rắn chứa cácbon. Phần chất rắn này được gọi là than củi Phân loại :
Kiểu A : Sinh khối không chuyển động trong suốt quá trình nhiệt phân. Các thiết bị nhiệt phân
thuộc loại này do vậy vận hành theo mẻ
Kiểu B : Sinh khối lưu chuyển (rơi tự do) trong quá trình nhiệt phân. Các buồng nhiệt phân kiểu
đứng là ví dụ điển hình của loại hình này;
Kiểu C : Chuyển động của sinh khối là do tác động của ngoại lực. Thuộc loại này có thiết bị nhiệt
phân kiểu quay, kiểu trục vít;
Kiểu D: Chuyển động của sinh khối được khởi tạo và đảm bảo do có dòng khí được cấp từ phía thiết bị nhiệt phân
+ Thiết bị kiểu A thường được sử dụng ở các nước đang phát triển để sản xuất than củi.
+Thiết bị kiểu B,C và D thường được sử dụng trong điều kiện gia nhiệt nhanh ở nhiệt độ cao.
Sản xuất than củi
Than củi là sản phẩm ở trạng thái rắn có màu đen từ quá trình cácbon hoá sinh khối, thường được dùng
làm nhiên liệu trong sinh hoạt hàng ngày như đun nấu, sấy sưởi, v.v… cũng như trong nhiều ứng dụng công nghiệp.
Sử dụng than cốc trong sinh hoạt hàng ngày có một số thuận lợi như sau:
Là loại nhiên liệu cháy ít khói
Không tốn công hoặc mất ít thời gian để chuẩn bị nhiên liệu trước khi sử dụng Có nhiệt trị cao
Lượng nhiên liệu còn dư lại sau khi đun nấu có thể được tái sử
dụng nên hầu như không có hoặc có rất ít tro thữi
Là loại nhiên liệu dễ vận chuyển và lưu chứa
Quá trình sản xuất than củi:
Giai đoạn sấy: Lượng ẩm trong gỗ, củi hoặc sinh khối nén ép phải được loại bỏ trước khi xảy ra quá trình các bon hóa.
-Quá trình sấy xảy ra qua 2 giai đoạn.
+Giai đoạn thứ nhất, nước có trong các lỗ của gỗ củi (liên kết cơ-lý) sẽ thoát ra khi
nhiệt độ của gỗ đạt khoảng 110 oC.
+Đến khoảng 150 oC, nước trong xenlulô của gỗ (liên kết hóa-lý) bắt đầu thoát ra bên ngoài.
Giai đoạn nhiệt phân: ở nhiệt độ khoảng 280 oC, các các phản ứng nhiệt phân bắt đầu xuất
hiện, tạo ra một chuỗi các sản phẩm hóa học phức tạp, được gọi là sản phẩm nhiệt phân
(thường được gọi chung là chất bốc).
- Nhiệt độ của thiết bị sản xuất than củi phụ thuộc vào kích thước gỗ củi cấp tại đầu vào,
kích thước hình học của lò, mức độ bảo ôn của lò, nhiệt độ môi trường xung quanh, độ ẩm của gỗ, v.v.
-Sản xuất than củi truyền thống ở quy mô nhỏ, nhiệt độ cực đại nằm trong khoảng 400 oC - 500 oC.
-Trong một số trường hợp, nhiệt độ có thể lên đến 600 oC - 700 oC. Nếu muốn tăng
nhiệt độ cao hơn nữa thì phải dùng đến các buồng chưng cất.
Giai đoạn làm nguội: Nhiệt độ của sản phẩm nhiệt phân bắt đầu giảm xuống. Trong giai đoạn
này, lò phải được bịt kín để than củi nguội một cách tự nhiên mà không bị bốc cháy. Khi được
đưa ra khỏi lò, than củi tiếp tục được làm nguội ngoài trời khoảng 24 giờ 