Chương I TỔNG QUAN TÌNH HÌNH SẢN XUẤT VÀ SỬ DỤNG NHIÊN LIỆU
1.2. Tình hình nghiên cứu và sản xuất HPT trên thế giới
1.2.7. Sản xuất và sử dụng nhiên liệu than nước ở Mỹ
Ở Mỹ đã tiến hành chương trình nghiên cứu sử dụng than và HPT vào làm nhiên liệu động cơ diezen và tuốc bin khí.
HPT sử dụng như nhiên liệu cho động cơ được sản xuất từ loại than cấp hạt mịn với loại hạt lớn khụng vượt quỏ 10 - 15 àm, khối lượng pha rắn trong huyền phù đạt 50%, đạt được độ nhớt tối thiểu để dễ bơm và phun vào lò đốt. Độ tro trong hỗn hợp không lớn hơn 2%, trong đó hàm lượng lưu huỳnh không quá 1%, thoả mãn mức độ ăn mòn hoá học thấp nhất, khi đốt HPT phát thải ít tro và chất độc hại ra môi trường.
Viện KHCN mỏ - Vinacomin - 46 -
Kết quả công bố của một công trình nghiên cứu đã đốt thử nghiệm thành công HPT có nồng độ là 66% trong động cơ diezen, đánh dấu khả năng giảm thiểu NOx, CO và CH4 so với sử dụng nhiên liệu diezen, tuy nhiên phát thải SO2
lại nhiều hơn. Công tác nghiên cứu được tiếp tục với chương trình chuyển sang động cơ 12 xilanh công suất 4000 mã lực (3 Mw). Với động cơ 6 xilanh, công suất 1,8 MW sử dụng HPT cho kết quả khả quan hơn. Để giảm thiểu sự phát thải SO2 người ta thêm vào nhiên liệu ban đầu Na2CO3 thì cho thấy sự phát thải SO2 có thể giảm đến 50 - 80%. Để lọc bụi làm sạch khí đã sử dụng thiết bị lọc xyclon và túi lọc. Thành quả nghiên cứu đó đã được thị trường nhiên liệu chấp nhận nhờ có tính kinh tế cao. Khi giá vận chuyển tăng cao thì khả năng áp dụng HPT ngày càng lớn vì giá vận chuyển HPT thấp so với vận chuyển nhiên liệu thông thường.
Kết quả đạt được khả quan khi sử dụng HPT làm nhiên liệu cho tuốc bin khí với công suất 4 - 5 Mw. Hệ số sử dụng hữu dụng của hệ thống đạt được 42 - 48%, so với than bụi hệ số hữu ích chỉ đạt 35%. Trong quá trình thực nghiệm đã giải quyết được mức độ phát thải NOx và phế thải rắn thoả mãn điều kiện của Cơ quan bảo vệ môi trường của Mỹ, còn kết quả phát thải SOx hơi cao so với yêu cầu. Vì thế, để giải quyết triệt để vấn đề trên, cần tiếp tục nghiên cứu hoàn thiện để đạt hiệu quả kinh tế cao, giảm giá thành HPT.
Mỹ đã xây dựng chương trình nghiên cứu sử dụng than trong công nghịêp và dân dụng trong gần 10 năm với tổng ngân sách 6 tỷ USD, khoảng 20% trong số đó chi cho việc nghiên cứu tạo ra HPT, vận chuyển và sử dụng.
Kết quả lớn nhất mà nước Mỹ đạt được là sản xuất HPT từ chất thải từ công nghệ tuyển than (bùn than). Trong lĩnh vực sử dụng này đã tận dụng được 32 - 52% than cám, cũng như quá trình tận dụng phế thải than để đốt dưới dạng huyền phù than nước. Tính toán kinh tế cho thấy sản xuất HPT từ than phế liệu rẻ hơn 2/3 lần khi sản xuất nhiên liệu than nước từ than nguyên khai. Theo các chuyên gia thì ở Mỹ lượng than phế thải mà có thể sản xuất HPT loại chất lượng thấp hàng năm khoảng 40 - 50 triệu tấn/năm.
Dùng HPT đốt cùng than dạng bột trong nồi hơi là chương trình được thực hiện ở Mỹ. Kết quả trong chương trình này đạt được đó là phương pháp sản xuất HPT có độ đậm đặc thấp không sử dụng chất phụ gia thêm vào để thay đổi độ nhớt hoặc tính ổn định. HPT có độ đậm đặc từ 45 - 55% theo khối lượng, độ
Viện KHCN mỏ - Vinacomin - 47 -
nhớt biểu kiến trong trường hợp này nhỏ hơn 200 mPa-c, tốc độ dịch chuyển 100c-1, bảo quản tĩnh một vài ngày. Nguyên liệu để sản xuất nhiên liệu than nước là than bã sàng với công nghệ trộn cao.
Nhận xét đánh giá chung về tình hình sản xuất và sử dụng HPT trên thế giới:
Việc áp dụng công nghệ sản xuất và sử dụng HPT ở thế giới đã và đang được phát triển ứng dụng ở nhiều nước. Đặc biệt ở Trung Quốc, Nga và Nhật Bản mỗi năm đã sản xuất được hàng chục triệu tấn HPT phục vụ cho nền kinh tế quốc dân.
Lợi thế của việc sản xuất và sử dụng nhiên liệu than nước : 1- Sinh thái:
- Không gây nguy hiểm về sinh thái trong tất cả các khâu sản xuất, vận chuyển và sử dụng.
- Giảm 1,5 ÷ 3,5 lần lượng độc hại thải ra môi trường (bụi, NOx, SOx…).
- Khi đốt tro bay giảm.
2- Công nghệ:
- Nhiên liệu than nước ở dạng nhiên liệu lỏng, khi đốt không cần thay đổi cấu trúc của lò.
- Dễ dàng cơ giới hoá và tự động hoá trong các quá trình giao nhận và cấp đốt nhiên liệu.
- Công nghệ đốt mới này đạt nhiệt độ 950 ÷ 10500C, đạt hiệu quả sản xuất nhiệt cao hơn 97% (đốt theo phương pháp cũ chỉ đạt 60%).
- Có thể đốt cùng với các chất nhựa, khí thiên nhiên, nhiên liệu lỏng hoặc rắn.
3- Kinh tế:
- Giảm giá thành 1 tấn nhiên liệu đầu vào 2 lần.
- Giảm chi phí bảo quản, vận chuyển và đốt 15 ÷ 30%.
- Giảm chi phí đầu tư (3 lần) các đường ống so với đốt khí tự nhiên và dầu.
- Thời gian hoàn vốn khoảng 1 ÷ 2,5 năm.
Viện KHCN mỏ - Vinacomin - 48 -