Đồ án Nghiên cứu sử dụng khí Biogas để chạy động cơ máy phát điện ở trại chăn nuôi

MỤC LỤC I. GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU. 8 1.1.NHỮNG VẤN ĐỀ MÔI TRƯỜNG CỦA VIỆT NAM VÀ TOÀN CẦU HIỆN NAY. 8 1.2. SỰ CẦN THIẾT PHẢI CÓ NGUỒN NHIÊN LIỆU THAY THẾ. 11 1.3. MỤC ĐÍCH VÀ Ý NGHĨA KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI. 12 1.3.1. Mục đích của đề tài. 12 1.3.2. Ý nghĩa khoa học của đề tài. 13 II. NHU CẦU NĂNG LƯỢNG Ở MỘT TRẠI CHĂN NUÔI. 13 2.1. NHU CẦU NĂNG LƯỢNG CỦA MỘT TRẠI CHĂN NUÔI. 13 2.1.1. Nhu cầu đun nấu. 13 2.1.2. Nhu cầu chạy các động cơ đốt trong. 14 2.1.3. Nhu cầu thắp sáng. 14 2.2. NGUỒN CUNG CẤP NĂNG LƯỢNG HIỆN NAY Ở TRẠI CHĂN NUÔI. 14 2.2.1. Năng lượng mặt trời. 14 2.2.2. Năng lượng gió. 15 2.2.3. Thuỷ điện và thuỷ điện nhỏ. 15 2.2.4. Nguồn năng lượng khác. 15 2.2.4.1. Năng lượng hoá thạch. 15 2.2.4.2. Năng lượng tái sinh và năng lượng không truyền thống. 16 2.2.4.3. Năng lượng từ khí sinh học (Biogas). 16 2.3. TÍNH TOÁN CHI PHÍ NĂNG LƯỢNG CỦA MỘT TRẠI CHĂN NUÔI. 17 III. SẢN XUẤT BIOGAS. 18 3.1. SƠ ĐỒ SẢN XUẤT BIOGAS. 18 3.2. TÍNH NĂNG CỦA BIOGAS. 19 3.3. TÌNH HÌNH SỬ DỤNG BIOGAS HIỆN NAY. 20 3.4. KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG BIOGAS ĐỂ CHẠY ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG. 21 3.4.1. Mức độ ứng dụng 22 3.4.2. Chi phí lắp đặt 22 3.4.3. Chi phí vận hành, bảo dưỡng 23 IV. HỆ THỐNG CUNG CẤP NĂNG LƯỢNG CHO TRẠI CHĂN NUÔI SỬ DỤNG BIOGAS. 23 Sơ đồ hệ thống. 23 V. THIẾT KẾ BỘ TẠO HỖN HỢP BIOGAS – KHÔNG KHÍ CHO ĐỘNG CƠ TĨNH TẠI. 24 V.1. THIẾT KẾ HỆ THỐNG LỌC H2S VÀ LOẠI TRỪ CO2. 24 1. LÝ THUYẾT VỀ HẤP PHỤ VÀ HẤP THỤ. 24 1.1. Hấp phụ 24 1.2. Quá trình hấp phụ được ứng dụng để 24 1.2.1. Làm sạch và sấy khí 24 1.2.2. Tách hỗn hợp các khí hay hơi thành từng cấu tử 25 1.2.3. Tiến hành quá trình xúc tác không đồng thể trên bề mặt phân chia pha 25 1.3. Chất hấp phụ 25 1.3.1. Than hoạt tính 25 1.3.2. Silicagen 26 1.3.3. Sắt (III) oxyt 26 1.2. Hấp thụ . 27 2. CÔNG NGHỆ XỬ LÍ KHÍ H2S VÀ CO2 27 2.1. Nguyên tắc 27 2.2. Các phương pháp khử CO2 và H2S 27 2.3. Lựa chọn công nghệ xử lý CO2 và H2O. 27 2.4. Sơ đồ hệ thống thiết bị xử lý khí biogas. 28 2.4.1. Thiết bị tách H2S. 28 2.4.2. Thiết bị tách CO2. 29 2.4.3. Sơ đồ hệ thống tách H2S và CO2. 31 V.2. THIẾT KẾ HỆ THỐNG LƯU TRỮ BIOGAS. 32 V.3. THIẾT KẾ BỘ TẠO HỖN HỢP BIOGAS – KHÔNG KHÍ CHO ĐỘNG CƠ TĨNH TẠI. 33 3.1. CHỌN ĐỘNG CƠ. 33 3.1.1 Giới thiệu động cơ. 33 3.1.2. Những thông số kỹ thuật của động cơ. 34 3.1.3. Các chi tiết cố định của động cơ. 35 3.1.3.1. Thân máy. 35 3.1.3.2. Nắp máy. 36 3.1.3.3. Đệm nắp máy. 36 3.1.3.4. Nắp hộp các te. 37 3.1.4. Cơ cấu trục khuỷu – thanh truyền – pis ton. 37 3.1.4.1. Trục khuỷu. 37 3.1.4.1. Thanh truyền. 37 3.1.4.2. Pis ton. 37 3.1.5. Các hệ thống của động cơ. 38 3.1.5.1. Hệ thống phân phối khí. 38 3.1.5.2. Hệ thống làm mát. 40 3.1.5.3. Hệ thống bôi trơn. 40 3.1.5.4. Hệ thống đánh lửa. 41 3.1.5.5. Hệ thống nhiên liệu. 41 3.1.5.6. Kích thước của động cơ. 41 3.1.2. Tính toán nhiệt động cơ. 42 3.1.2.1. Tính toán nhiệt khi động cơ dùng nhiên liệu xăng. 42 1.Các thông số kỹ thuật của động. 42 2.Các thông số chọn của động cơ. 43 3. Thông số tính toán. 43 3.1. Quá trình nạp. 43 3.2. Quá trình nén. 45 3.3. Quá trình cháy. 46 3.4. Quá trình giãn nở. 49 3.5.Thông số chỉ thị. 50 3.6. Thông số có ích. 51 3.1.2.2. Tính toán nhiệt khi động cơ dùng biogas. 52 1. Lượng không khí lý thuyết để đốt cháy hết 1 m3 khí biogas (ở đktc). 53 2. Thành phần theo thể tích hỗn hợp nạp vào động cơ. 53 3. Nhiệt trị nhiên liệu khí biogas. 54 4. Thông số kỹ thuật của động cơ. 55 5. Thông số chọn. 56 6. Thông số tính toán. 56 6.1. Quá trình nạp. 56 6.2. Quá trình nén. 58 6.3. Quá trình cháy. 60 6.4. Quá trình giãn nở. 62 6.5. Thông số chỉ thị. 63 6.6. Thông số có ích. 64 6.7. Bảng so sánh các thông số tính toán. 66 3.2.1. Khảo sát kết cấu hệ thống nhiên liệu dùng xăng trên động cơ. 70 1. Bình đựng xăng. 71 2. Ống dẫn xăng. 73 3. Lọc xăng. 73 4. Lọc không khí. 74 5. Kết cấu cacbuaratơ. 75 5.1. Vật liệu chế tạo. 75 1. Thân. 75 2. Phao. 75 3. Giclơ, vòi phun. 75 4. Bướm gió, bướm ga. 75 5.2. Kết cấu. 75 1. Họng. 75 2. Buồng hỗn hợp. 75 3. Giclơ và vòi phun. 75 4. Buồng phao. 76 5.3. Các hệ thống trong bộ chế hoà khí động cơ. 76 1. Hệ thống phun chính. 77 2. Hệ thống không tải. 77 3. Hệ thống khởi động. 78 5.4. Nguyên lý làm việc bộ chế hoà khí động cơ. 80 5.5. Bộ điều tốc động cơ. 81 3.2.2. Chọn phương án thiết kế hệ thống nhiên liệu dùng khí biogas. 82 1. Yêu cầu hệ thống nhiên liệu của động cơ. 82 2. Các phương án thiết kế. 82 2.1. Phương án thiết kế hệ thống nhiên liệu chỉ dùng khí biogas. 83 2.2. Phương án thiết kế lưỡng nhiên liệu xăng và biogas. 85 2.2.2. Thiết kế lưỡng nhiên liệu xăng và biogas với hệ thống công suất điều khiển bằng cơ khí. 87 2.2.3. Thiết kế lưỡng nhiên liệu xăng và biogas với hệ thống công suất điều khiển bằng điện. 89 2.2.4. Chọn phương án thiết kế hệ thống lưỡng nhiên liệu xăng – biogas. 91 3.2.3. Thiết kế cải tạo bỗ hỗn hợp biogas – không khí. 92 1. Cơ sở lý thuyết điều chỉnh thành phần hỗn hợp. 92 2. Phương pháp điều chỉnh thành phần hỗn hợp. 93 3. Chọn phương án điều chỉnh hỗn hợp. 93 Công suất động cơ dùng khí Biogas được tính theo công thức sau: 93 4. Xây dựng đường đặc tính hỗn hợp. 96 5. Tính toán các kích thước của bộ hỗn hợp. 99 5.1. Kiểm nghiệm lại đường kính buồng hỗn hợp. 99 5.2. Kiểm nghiệm tốc độ không khí qua buồng hỗn hợp. 99 5.3. Chiều dài buồng hỗn hợp. 99 5.4. Xác định kích thước họng. 99 5.5.Tính đường kính lỗ phun chính. 100 VI. CHẾ TẠO BỘ TẠO HỖN HỢP BIOGAS - KHÔNG KHÍ CHO ĐỘNG CƠ. 101 6.1. Gia công các chi tiết. 101 6.2. Lắp đặt hệ thống. 102 6.3. Chạy thử nghiệm. 102 VII. KẾT LUẬN CHUNG: 103 TÀI LIỆU THAM KHẢO 107 LỜI NÓI ĐẦU Những năm gần đây, con người trên trái đất của chúng ta đã phải chịu nhiều tai hoạ do thiên nhiên gây ra: lũ lụt, bão gió, hạn hán, cháy rừng, các bệnh dịch ...Vấn đề môi trường là một vấn đề được quan tâm hàng đầu ở nhiều quốc gia trên thế giới. Hằng năm con người đã thải vào môi trường hàng triệu chất thải các loại, làm ô nhiễm nguồn nước, ô nhiễm nguồn đất đai, và đặc biệt là các chất thải khí làm ô nhiễm nguồn không khí, làm thủng tầng ôzôn, gây hiệu ứng nhà kính. Trong các chất độc hại thì NOx, HC, CO, ... do các loại động cơ thải ra, là nguyên nhân chính gây ô nhiễm bầu không khí, ảnh hưởng tới sức khoẻ con người, nhiều năm trở lại đây có nhiều căn bệnh hiểm nghèo xuất hiện rất nhiều, tỷ lệ mắc bệnh một ngày một cao. Cho tới ngày nay mặc dù nền khoa học thế giới đã có những bước tiến vượt bậc. Đặc biệt trong công nghệ thông tin, cho phép các nhà khoa học có thể đi sâu vào nghiên cứu quá trình cháy của động cơ, nhằm hoàn thiện quá trình cháy, tăng công suất động cơ, tiết kiệm nhiên liệu và giảm thiểu nồng độ các chất độc hại trong khí xả. Nhưng cho đến nay, câu trả lời cho vấn đề nêu trên vẫn chưa làm thoả mãn các nhà bảo vệ môi trường. Nồng độ các chất độc hại có trong khí xả động cơ vẫn còn cao so với mong đợi của các nhà khoa học. Một xu hướng hiện nay, là nghiên cứu thay thế sử dụng nhiên liệu truyền thống: xăng , dầu diesl,... bằng các loại nhiên liệu “sạch” cho các loại động cơ như: năng lượng mặt trời, khí thiên nhiên, khí dầu mỏ hoá lỏng, năng lượng điện, khí sinh vật biogas ...Việc nghiên cứu đa dạng hoá nguồn năng lượng, làm ổn định nguồn năng lượng cho sản xuất và đời sống sẽ giải quyết những vấn đề trên để có một chiến lược phát triển bền vững lâu dài. Để tận dụng nguồn năng lượng tại chỗ, giảm chi phí cho chăn nuôi sản xuất chúng em tiến hành nghiên cứu sử dụng khí biogas chạy máy phát điện cỡ nhỏ. Trong đề tài em đã tiến hành cải thiện hệ thống nhiên liệu động cơ nguyên thuỷ sang sử dụng nhiên liệu biogas, để tìm ra một hướng đi mới em đã thiết kế hệ thống điều khiển cấp khí biogas bằng điện. Sau một thời gian làm đề tài, với sự nỗ lực của bản thân với sữ giúp đỡ tận tình của thầy cô giáo trong bộ môn, bạn bè, đề tài đã hoàn thành. Tuy nhiên, do thời gian, trình đỗ cũng như kinh nghiệm thực tế còn hạn chế, chắc hẳn đề tài còn nhiều thiếu sót và chưa đáp ứng đầy đủ tính khoa học của đề tài. Kính mong quý thầy cô giáo gúp đỡ và góp ý để đề tài ngày càng hoàn thiện hơn. Sau cùng, em xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo, các thầy ở xưởng động cơ và ô tô, đặc biệt là thầy giáo GS.TSKH Bùi Văn Ga đã tận tình hướng dẫn em trong suốt quá trình làm đồ án. Đà nẵng, ngày 30 tháng 05 năm 2007. Sinh viên thực hiện Đặng Hữu Thành. I. GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU. 1.1.NHỮNG VẤN ĐỀ MÔI TRƯỜNG CỦA VIỆT NAM VÀ TOÀN CẦU HIỆN NAY. Tài nguyên và môi trường có vị trí đặc biệt quan trọng đối với con người và phát triển. Tạo hóa đã sinh ra chúng ta và hành tinh bé nhỏ để nuôi dưỡng chúng ta từ bao đời nay. Hàng ngày chúng ta sử dụng không khí, nước, thực phẩm để tồn tại và sử dụng các nguồn tài nguyên thiên nhiên và môi trường để đáp ứng các nhu cầu thiết yếu của mình. Mỗi sự biến đổi của tự nhiên, của môi trường đều liên hệ mật thiết đến chúng ta, sự đe dọa nào đối với thiên nhiên, môi trường cũng chính là đe dọa đối với chúng ta. Thế nhưng, việc mở rộng quy mô hoạt động của con người trong những thập niên gần đây, đặc biệt là cùng với những tiến bộ của khoa học và kỹ thuật, con người đã gây nên những vấn đề hết sức nghiêm trọng. Đó chính là vấn đề ô nhiễm môi trường và sự cạn kiệt của nguồn tài nguyên thiên nhiên vốn đã hữu hạn của hành tinh chúng ta. Điều đó làm cho con người phải thừa nhận rằng sự phát triển kinh tế nhằm làm cho cuộc sống trở nên thịnh vượng hơn, nếu không được quản lý tốt có thể sẽ hủy hoại sự sống của loài người chúng ta. Tuy nhiên, chúng ta cũng phải thừa nhận rằng, sự tồn tại của con người cũng không thể tránh khỏi những tác động lên môi trường. Bản thân tự nhiên không phải luôn ở trạng thái tĩnh mà trái lại nó luôn vận động. Chúng ta coi trọng công tác bảo tồn không có nghĩa là chúng ta xác định tình trạng lý tưởng mà tại đó con người không tác động gì đến môi trường. Điều tốt nhất chúng ta có thể làm là giảm thiểu những ảnh hưởng tiêu cực do các hoạt động của chúng ta lên môi trường hiện nay cũng như trong tương lai. Đất là nguồn tài nguyên vô giá đang bị xâm hại nặng nề. Số liệu của Liên hợp quốc cho thấy cứ mỗi phút trên phạm vi toàn cầu có khoảng 10 ha đất trở thành sa mạc. Diện tích đất canh tác trên đầu người giảm nhanh từ 0,5 ha/người xuống còn 0,2 ha/đầu người và dự báo trong vòng 50 năm tới chỉ còn khoảng 0,14 ha/đầu người. Ở Việt Nam, số liệu thống kê cho thấy sự suy giảm đất canh tác, sự suy thoái chất lượng đất và sa mạc hóa cũng đang diễn ra với tốc độ nhanh. Xói mòn, rửa trôi, khô hạn, sạt lở, mặn hóa, phèn hóa..v.v. đang xảy ra phổ biến ở nhiều nơi đã làm cho khoảng 50% trong số 33 triệu ha đất tự nhiên được coi là “có vấn đề suy thoái”. Nước là nguồn tài nguyên không thể thay thế cũng đang đứng trước nguy cơ bị suy thoái mạnh trên phạm vi toàn cầu, trong đó nước thải là nguyên nhân chính. Theo số liệu thống kê, hàng năm có khoảng hơn 500 tỷ m3 nước thải (trong đó phần lớn là nước thải công nghiệp) thải vào nguồn nước tự nhiên và sau 10 năm thì số lượng này tăng gấp đôi. Khối lượng nước thải này làm ô nhiễm hơn 40% lưu lượng nước ổn định của các dòng sông trên trái đất. Ở nước ta, hàng năm có hơn một tỷ m3 nước thải, mà hầu hết là chưa qua sử lý được thải ra môi trường. Dự báo nước thải sẽ tăng hàng chục lần trong quá trình đẩy mạnh công nghiệp hóa và hiện đại hóa đất nước. Khối lượng nước thải này đã, đang và sẽ làm nhiều nguồn nước trên phạm vi cả nước ô nhiễm nghiêm trọng, đặc biệt là các sông hồ tại các đô thị lớn. Rừng là chiếc nôi sinh ra và che chở cho loài người cũng đang phải đối mặt với sự suy giảm nhanh về số lượng và chất lượng. Vào thời kỳ tiền sử, diện tích rừng đạt tới 8 tỷ ha (che phủ 2/3 diện tích lục địa), đến thế kỷ 19 còn khoảng 5,5 tỷ ha và hiện nay chi còn khoảng 2,6 tỷ ha. Số liệu thống kê cho thấy diện tích rừng đang suy giảm với tốc độ chóng mặt (mỗi phút mất đi khoảng 30 ha rừng) và theo dự báo với tốc độ này chỉ khoảng 160 năm nữa toàn bộ rừng trên trái đất sẽ biến mất. Cùng với rừng, đa dạng sinh học cũng đóng vai trò quan trọng đối với con người và thiên nhiên. Từ nhiều thập kỷ nay, hoạt động của con người đã tác động mạnh tới thế giới sinh vật, được xem là tương đương hoặc thậm chí lớn hơn nhiều so với các đợt tuyệt chủng lớn nhất trong thời tiền sử. Việt Nam là nước có mức độ đa dạng sinh học đứng thứ 10 thế giới, nhưng tốc độ suy giảm được xếp vào loại nhanh nhất. Nhiều hệ sinh thái tự nhiên bị xâm phạm, suy giảm diện tích. Trong gần không đầy 50 năm, diện tích rứng ngập mặn suy giảm gần ¾. Những con số thống kê cho ta thấy bức tranh ảm đạm về tình trạng suy thoái tài nguyên và môi trường ở quy mô toàn cầu và ở nước ta. Có rất nhiều vấn đề được đề cập đến, nhưng trong đó đáng lưu tâm nhất đó là hiện tượng trái đất đang ấm dần lên. Hành tinh của chúng ta là một thể thống nhất, do đó khi có bất kì một yếu tố nào thay đổi thì nó sẽ gây nên những phản ứng dây chuyền đến các yếu tố khác. Sự ấm dần lên của trái đất sẽ kéo theo sự thay đổi về khí hậu theo chiều hướng bất lợi, mà cụ thể là sẽ làm cho thiên tai thường xuyên xảy ra với tần suất cao và diễn biến phức tạp hơn, những đợt hạn hán và lũ lụt sẽ càng thêm dữ dội. Riêng ở Việt Nam vào năm 1998, hiện tượng Enino đã gây nên những đợt hạn hán nghiêm trọng, ở nhiều vùng mà đặc biệt là ở Nam trung bộ và Tây nguyên, người dân không có đủ nước để sinh hoạt chứ chưa dám nói đến nước sạch và nước để sản xuất, gia súc không có đủ nước để uống, hàng trăm hecta rừng bị thiêu rụi vì khô hạn. Sang năm 1999, đến lượt hiện tượng Lalina hoành hành, nó đã gây nên những trận đại hồng thủy dự dội ở miền trung mà đến nay nhiều người vẫn chưa quên được sự khủng khiếp của nó. Là một hiện tượng tự nhiên có tính quy luật là cứ 8 năm một lần, nhưng chưa có bao giờ Eninô lại gây nên những ảnh hưởng nghiêm trọng như vậy. Đó chỉ là những điều mà chúng ta nhìn thấy được ở Việt Nam, sự ấm dần lên của trái đất còn làm cho băng ở các cực sẽ tan ra. Theo dự báo của các chuyên gia ở đại học Oxford (Anh) thì trong vòng 100 năm nữa nhiệt độ trái đất sẽ tăng lên từ 2 đến 11 độ (oC) so với hiện tại. Như vậy thì hàng tỷ mét khối nước đổ vào đại dương do sự tan của băng sẽ nhấn chìm các đảo nhỏ, các quốc gia có thấp vốn có địa hình thấp như Hà Lan và phần lớn các vùng duyên hải trên thế giới, nơi cư trú của hàng trăm triệu người cũng sẽ bị nhấn chìm. Tệ hại hơn nữa, sự tan chảy của băng sẽ hình thành những dòng hải lưu lạnh bất thường trong lòng đại dương, các dòng hải lưu này sẽ làm ảnh hưởng đến các dòng hải lưu ấm. Sự thay đổi không theo quy luật của các dòng hải lưu sẽ làm cho khí hậu của trái đất sẽ thay đổi một cách bất thường, đó chính là cách nói khác của một thảm họa thiên tai. 1.2. SỰ CẦN THIẾT PHẢI CÓ NGUỒN NHIÊN LIỆU THAY THẾ. Từ những năm 1849 - 1850, con người đã biết chưng cất dầu mỏ để lấy ra dầu hỏa, còn xăng là thành phần chưng cất nhẹ hơn dầu hỏa thì chưa hề được sử dụng đến và phải đem đổ đi một nơi thật xa. Lúc đó con người tạo ra dầu hỏa với mục đích thắp sáng hoặc đun nấu đơn thuần. Nhưng với sự tiến hóa của khoa học và kỹ thuật, từ việc sử dụng những động cơ hơi nước cồng kềnh và hiệu quả thấp, con người đã tìm cách để sử dụng xăng và dầu diezel cho động cơ đốt trong, là loại động cơ nhỏ gọn hơn nhưng có hiệu quả cao hơn hẳn. Cùng với những khám phá khoa học vĩ đại khác, sự phát minh ra động cơ đốt trong sử dụng xăng và dầu diezel đã thúc đẩy xã hội loài người đạt những bước phát triển vượt bậc, đem đến cuộc sống ấm no, hạnh phúc và văn minh cho hàng tỷ người trên thế giới. Những hiệu quả và giá trị của dầu mỏ và động cơ đốt trong mang lại thật sự không ai có thể phủ nhận được. Nguồn năng lượng chúng mang lại hầu như là chiếm ưu thế hoàn toàn. Do vậy, mà hầu hết các quốc gia trên thế giới đều muốn chiếm ưu thế và chủ động về nguồn dầu mỏ. Cuộc khủng hoảng năng lượng vào thập kỷ 70 của thế kỷ 20 đã một lần nữa khẳng định tầm quan trọng chiến lược của dầu mỏ đối với mỗi quốc gia và cho toàn thế giới. Nhưng theo dự đoán của các nhà khoa học thì với tốc độ khai thác hiện nay, trữ lượng dầu mỏ còn lại của trái đất cũng chỉ đủ cho con người khai thác trong vòng không quá 40 năm nữa. Bên cạnh đó những hậu quả mà khi chúng ta sử dụng dầu mỏ và động cơ đốt trong đem lại từ các chất thải khí làm ô nhiễm không khí, làm thủng tầng ôzôn, gây hiệu ứng nhà kính.Trong các chất độc hại thì CO, NOx, HC…do các loại động cơ thải ra, là nguyên nhân chính gây ô nhiễm bầu không khí, ảnh hưởng đến sức khỏe con người. Do đó, con người phải đứng trước một thách thức lớn là phải có nguồn nhiên liệu thay thế. Một xu hướng hiện nay, là nghiên cứu thay thế sử dụng nhiên liệu truyền thống:Xăng, dầu Diesel,… bằng các loại nhiên liệu mới “sạch”, nhiên liệu tái sinh cho các loại động cơ như năng lượng mặt trời, khí thiên nhiên, khí dầu mỏ hóa lỏng, năng lượng điện, khí sinh vật Biogas, năng lượng thủy điện…Việc chuyển dần sang sử dụng các loại nhiên liệu không truyền thống đã trở thành chiến lược trong chính sách năng lượng của nhiều quốc gia phát triển. 1.3. MỤC ĐÍCH VÀ Ý NGHĨA KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI. 1.3.1. Mục đích của đề tài. Nghiên cứu thiết kế bộ tạo hỗn hợp Biogas-không khí để chạy động cơ máy phát điện ở trại chăn nuôi, qua đó tận dụng được nguồn năng lượng tại chỗ. Việc tận dụng các nguồn năng lượng tại chỗ cho sản xuất sẽ giúp cho người dân tiết kiệm được kinh phí, làm giảm giá thành sản phẩm, tăng thu nhập cho người dân, góp phần đẩy mạnh công cuộc công nghiệp hóa, hiện đại hóa nông nghiệp nông thôn, đảm bảo sự phát triển bền vững của đất nước. 1.3.2. Ý nghĩa khoa học của đề tài. Sử dụng nhiên liệu khí Biogas để làm nhiên liệu chạy động cơ đốt trong sẽ làm giảm mức độ phát thải khí CO2, NOx, HC, CO … góp phần thực hiện các công ước quốc tế về môi trường mà Việt Nam đã cam kết tham gia. Tìm ra một giải pháp cho vấn đề sử dụng nguồn nhiên liệu Biogas mà hiện nay chúng ta đang lãng phí, tránh gây khó khăn cho việc cất giữ loại nhiên liệu này. II. NHU CẦU NĂNG LƯỢNG Ở MỘT TRẠI CHĂN NUÔI. 2.1. NHU CẦU NĂNG LƯỢNG CỦA MỘT TRẠI CHĂN NUÔI. 2.1.1. Nhu cầu đun nấu. Khí sinh vật là nguồn năng lượng rẻ tiền, có thể đóng góp rất nhiều vào việc cải thiện đời sống con người. Nhất là trong giai đoạn khan hiếm năng lượng như hiện nay. Ở trại chăn nuôi có quy mô lớn thì vấn đề đun nấu cần một lượng năng lượng rất lớn, việc sử dụng khí thiên nhiên để đun nấu sẽ tận dụng được nguồn năng lượng tại chỗ nên giảm đựơc chi phí đầu vào cho người dân. Việc sản xuất và sử dụng khí sinh vật là vấn đề nóng bỏng thu hút nhiều nhà khoa học tham gia, các nhà năng lượng thế giới quan tấm sâu sắc, riêng đối với Việt Nam thì việc nghiên cứu vấn còn mới và việc sử dụng khí sinh vật có ý nghĩa vô cùng quan trọng, giải quyết phần nào về khó khăn năng lượng hiện nay, tuy nhiên hiện nay khí biogas được sử dụng cho mục đích đun nấu là chủ yếu. Về nhiệt lượng hữu ích: 1m3 khí biogas tương đương 0,7 kg dầu, thắp đèn 60W trong 7 giờ, tạo 1,25 KW.h điện; 4,37 kg củi; kéo xe 3 tấn trong 2Km; 6,1 kg rơm rạ. Trong 10 kg phân lợn hàng ngày có thể sản xuất được 400÷500 lít khí. Vì vậy ở trại chăn nuôi nhu cầu này rất cần thiết để tận dụng các nguồn nguyên liệu trên. 2.1.2. Nhu cầu chạy các động cơ đốt trong. Dùng để kéo các máy công tác như bơm nước, máy xay xát, máy phát điện … Lượng khí tiêu khoảng 4,05 m3/mã lực hoặc 0,76 m3/kw.h điện. Để chạy động cơ một mã lực trong 1 giờ phải dùng một lượng khí khoảng (0,42-0,5) m3 khí sinh vật, một động cơ cỡ 12 mã lực dùng trong 8 giờ sẽ dùng tới 40 m3 khí sinh vật. 2.1.3. Nhu cầu thắp sáng. Hiện nay ở các trại chăn nuôi thắp sáng bằng nguồn năng lượng điện lưới, không tận dụng được tối đa nguồn năng lượng tại chỗ nên không nâng cao được tính kinh tế. Trong trường hợp mất điện thì ta dùng khí sinh vật để thắp sáng, để thắp sáng thì thường người ta dùng đèn như đèn măng xông, hoặc dùng đèn mạng: Đèn mạng có độ sáng tương đương đèn điện sợi tóc 60 W, tiêu th