|
Công trình nghiên cứu này được thực hiện để tính toán các yếu tố
phóng xạ của chất khí thải từ các bếp lò gia đình ở Ấn Độ và
tính toán sơ khởi tổng số phóng xạ quốc gia từ các nguồn nói
trên. Các mục tiêu đặc biệt là để:
• chọn các phổi hợp chất
đốt/bếp lò thường dùng ở Ấn Độ đại diện mọi loại chất đốt chính;
• xác định hàm lượng năng
lượng và thành phần hoá học của mọi loại chất đốt đã chọn;
• thu gom các mẫu phóng xạ
thể khí tiếp theo một phương pháp lấy mẫu đại diện các điều kiện
điều hành ngoài đồng ruộng;
• phân tích những mẫu phẩm
này trong phòng thí nghiệm trong việc tính toán nồng độ của CO2,
CO, CH4, N2O, TNMOC;
• tính toán các nồng độ
của các chất ô nhiễm quan trọng khác gồm có các thể hạt huyền
phù tổng số (TSP), sulfur dioxide (SO2) và nitrogen
dioxide (NO2);
• tính toán các tham số
nhiệt như là tỷ lệ đốt và xác định hiệu quả nhiệt ở mức độ cao
nhất của từng phối hợp chất đốt/bếp lò;
• căn cứ trên các nguồn dữ
liệu hiện có, tính toán việc tiêu dùng mỗi năm về chất đốt dùng
trong việc nấu ăn ở các vùng Ấn Độ khác nhau và
• tính toán kiểm kê GHG
quốc gia về các bếp lò ở Ấn Độ.
Để hoàn tất các mục tiêu
này, các phương pháp tiếp cận dưới đây đã được thực hiện;
A. Đề cương thực nghiệm
Việc nấu ăn không phải là
một quá trình thường xuyên và phương pháp thực hành thay đổ ở
các phần khác nhau của đất nước như là bảng phân tích giữa năng
lượng cao, năng lượng thấp và các pha khác. Không giống như chất
đốt thể khí, các đặc tính phóng xạ của chất đốt thể rắn thay đổi
ở các thời gian khác nhau trong khi đốt. Vì thế điều cần thiết
là việc chọn một chu kỳ đốt thích hợp gần với phương pháp thực
hành nấu ăn phổ biến ở ngoài đồng ruộng. Trong công trình nghiên
cứu hiện nay “trắc nghiệm đun sôi nước,” một phương pháp phát
triển như một phương pháp quốc tế tiêu chuẩn trong việc so sánh
các hiệu quả của các loại bếp lò khác nhau được dùng với một
chút sửa đổi (VITA 1985). Khảo nghiệm đun sôi nước là một phương
pháp tương đối ngắn, mô phỏng giản đơn phương pháp nấu ăn phổ
biến trong đó chất lượng tiêu chuẩn nước được dùng trong việc mô
phỏng lương thực. Khảo nghiệm gồm có các pha “năng lượng cao ”
và “năng lượng thấp”. Pha năng lượng cao gồm có việc đun nóng số
lượng nước tiêu chuẩn từ nhiệt độ trong phòng đến nhiệt độ đun
sôi càng nhanh càng tốt. Pha năng lượng thấp tiếp theo trong đó
năng lượng bị giảm bớt đến mức thấp nhất cần cho việc giữ nước ở
tình trạng sủi bọt. Phương pháp có ưu thế phụ tạo điều kiện
phóng xạ và hiệu quả đồng thời. Chu kỳ đốt nóng thay đổi từ
30-45 phút trong đa phần các phối hợp chất đốt/bểp lò.
Mọi lò bếp được đặt một
cái nắp đậy và các mẫu thể khí được thu gom thông qua một con dò
đặt bên trong ống xả nắp. Phương pháp nắp đậy (thỉnh thoảng được
gọi là phương pháp “trực tiếp”) đã được dùng trong các khảo
nghiệm bếp lò không thông gió và lò sưởi bằng dầu lửa.(Davidson
et al.1987; Lionel et al. 1986; Ballard and
Jawurek 1996). Các túi Tedlar được dùng để thu gom số lượng
phóng xạ từ khi nhóm lửa đến khi lửa tắt. Trong một túi Tedlar
thứ hai, không khí nền trong thời gian không nấu ăn cũng được
thu gom.
Một khảo nghiệm kiểu mẫu
được thực hiện với củi đốt trong một bếp lò truyền thống để kết
thúc phương pháp. Nắp đậy và các mẫu nền được phân tích trong
các phòng thí nghiệm TERI và OGIST và các kết quả được so sánh.
Các khảo nghiệm pha chính được bắt đầu sau khi có các kết luận
thoả đáng từ pha kiểu mẫu. Trong pha chính ba khảo nghiệm chu kỳ
đốt được thực hiện trong từng phối hợp chất đốt.bếp lò. Một tổng
số 28 phối hợp chất đốt/bếp lò được khảo nghiệm.
Mọi khảo nghiệm được thực
hiện trong một nhà bếp nông thôn có mô phỏng (SRK) được xây dựng
trong trại Gual Pahari campus của TERI. Kiểu mẫu của nhà bếp dựa
trên một phương tiện đầu tiên dùng để khảo nghiệm hiệu suất
nhiệt và đặc tính toả nhiệt của bếp lò (Ahuja et al.1987).
Mặc dù khảo nghiệm đầu
tiên dùng vách bùn và một mái lá tranh, bếp lò hiện nay được xây
dựng với tường gạch có trét xi măng và mái ngói. Lớp phủ xi măng
dùng để tránh việc tái huyền phù của các thể hạt từ tường.
Phương tiện được đặt trong một môi trường nông thôn ở đó không
có các nguồn gây ô nhiễm lân cận. Các điều kiện thông gió của
nhà bếp mô phỏng có thể được điều chỉnh bởi các nhà khoa học. Số
lượng phóng xạ được nắm bắt bởi một cái nắp đậy thông qua đó một
tỷ lệ quạt gió cố định được duy trì bởi một quạt điện. Các bếp
lò, có hoặc không thích hợp với một ống khói, được đặt sao cho
chất khí thải ra được nắm bắt hoàn toàn bởi nắp đậy này. Một bản
mô tả đặc tính chi tiết của hệ thống bếp lò nông thôn mô phỏng
và nắp đậy được trình bày trong Phụ bản A.
B. Chất đốt
Nhiều loại chất đốt được
dùng trong việc nấu ăn gia đình ở Ấn Độ, (1991) đã thấy sự phân
bổ gia đình dưới đây:
Phân súc vật: 15%
Dư thừa gỗ và cây trồng:
62%
Than
củi: 0.8%
Than
đá: 3.5%
Dầu
lửa: 7.2%
LPG
(liquid petroleum gas=khí dầu mỏ nước): 7.9%
Biogas
(thể khí sinh học): 0.5%
Điện và
các loại khác: 3.2%
Cuộc
kiểm tra quốc gia cuối cùng có các khác biệt lớn giữa các miền
và môi trường nông thôn và thành thị. (Các tính toán chi tiết
và mơới nhâất đ ư ơợc trình bày trong Phần V và Phụ bản
G.) Ở đây, 11 loại chất đốt điển hình che phủ phổ hoàn toàn được
chọn để khảo nghiệm:
Eucalyptus (safeda).
Cây bạch đàn được trồng đa phần trong các lâm trường (cây đại
mộc với cây thảo mộc) và các hàng đọc bên đường lộ và đường xe
lửa. Bộ Tài nguyên và Lâm nghiệp đẩy mạnh cây bạch đàn vì nó có
giá trị thương phẩm tốt, được trồng trên bất kể diện tích nào và
không bị gặm bởi đông vật.
Vì số
lượng calori cao của nó, cây được ưa chuộng trong việc nấu ăn.
Cây bạch đàn trồng nhiều ở các bang Ấn Độ: Pụnab, Haryana, Uttar
Pradesh, Karnataka và Maharashtra.
Acacia (keekar). Cây keo là
cây đại mộc nhỏ chủ yếu trên đất trống và lề đường. Những cây
này phổ biến trên các phần ở Ấn Độ và chủ yếu dùng như chất đốt.
Chất
đốt rễ cây (Calligonium
poligonidus ). Trên vài phần đất của bang Rajasthan (ở đó
lớp che phủ của rừng ít và đất bị khô) người ta dùng phần rễ cây
như chất đốt. Cây này là loại cây kiểu bụi rậm phát triển nhanh
và rễ của nó dùng như củi đốt.
Than
đá. Khi gỗ bị đốt cháy trong điều
kiện thiếu không khí (điều này được thực hiện chậm dưới đất hoặc
các điều kiện nửa kín gió), hàm lượng thăng hoa trong sinh khối
sẽ bị giảm bớt nhiều để lại một thể rắn ước chừng hai lần tỷ
trọng năng lượng của gỗ. Sản phẩm kết quả được biết như than đá.
Ở Ấn Độ ước chừng ba phần tư của than đá tạo ra được dùng trong
công nghiệp qui mô nhỏ như là làm nữ trang, giặt ủi (trong bàn
ủi truyền thống), các đơn vị quay tơ và lò bánh mì. Chỉ ước
chừng một phần tư dùng cho việc nấu ăn. Ở đây chúng ta mua than
đá chất lượng thấp ngoài thị trường của kiểu được dùng trong các
hộ gia đình-.
Bánh
than đá (Char-briquette). Vật liệu
than thải còn lại trong máy khí hoá sau khi sự sinh hoá sinh
khối được làm bánh than thành những bánh than. Cac than bánh
trong khảo nghiệm này phát sinh từ một máy khí hoá bằng cách sử
dụng củi.
Phân
súc vật. At 15% Trong 10% hộ gia
đình, các bánh được tạo ra từ phân bò, trâu, hoặc lạc đà được
dùng như chất đốt chính. Chúng được dùng chủ yếu trong vùng nông
thôn và các nhóm dân nghèo trong thành phố. Phân súc vật (bánh
dầu) (phân trâu bò) được trộn chung với dư thừa thực vật và phơi
khô. Bánh dầu thường dùng trong mọi phần đất nước trừ các bang
Đông Bắc. Haryana và Utter Pradesh dùng rất nhiều bánh dầu như
chất đốt (Joshi và Sinha 1993).
Thân
cây mù tạt và rơm rạ (cây lúa), Dư
thừa cây trồng còn được dùng bởi ước chừng 15% hộ gia đình trong
cả nước. Chúng là các vật liệu thực vật còn lại ở ngoaid đồng
ruộng sau khi sản phẩm cây trồng chính đã được trích và có thể
là dưới hình thức rơm rạ, thân cây, trấu, hoặc vật liệu sợi.
Kiểu dư thừa cây trồng hiện có trong chất đốt thay đổi khi loại
cậy trồng được trồng trong miền. Dưa thừa cây trồng phổ biến
khác dùng như là chất đốt là thân cây bông vải, thân cây đay,
thân cây thuốc lá, thân cây lúa mì, và thân cây đậu lăng.
Dầu
lửa, một sản phẩm chưng cất trung bình từ việc tinh chế dầu khí,
chủ yếu được dùng trong các thành phố ở đó ước chừng 25% dân số
tin cậy vào nó (Census of India 1991).
Liquid
Petroleum Gas (LPG=Hơi đốt Dầu khí nước) bán ra ngoài thị trường
bởi Indian Oil Corporation và Bharat Petroleum dưới các tên
"Indane" và "Bharat" trong các ống hình trụ 14.2 kg. Điển hình
hơi đốt gồm có ước chừng 80% butane và 20% propane.
Biogas
là một chất khí đốt đa dạng dùng trong việc nấu ăn và thắp sáng.
Biogas là một chất đôt tương đối sạch tạo ra chủ yếu từ phân súc
vật và phân động vật khác trong vật tiêu hoá kỵ khí. Một cách
điển hình chất đốt có ước chừng 60 % methane, 30 % CO2
và 2 % H2 với các vết ammonia, nitrogen, và hydrogen
sulfide. Sự phổ biến rộng rãi các nhà máy biogas bắt đầu trong
năm 1981 thông qua thông qua Dự án Quốc gia Phát triển Biogas
(the National Project on Biogas development) (Ramana 1991). Vì
vài loài động vật cần được cung cấp cho từng nhà máy biogas, bếp
lò biogas chủ yếu được tìm thấy trong các vùng nông thôn ở đó,
toàn diện, ước chừng nhiều hơn 1% có các thiết bị trên.
C.
Bếp lò
Đây là
một bản mô tả đặc tính ngắn của mọi kiểu bếp lò đã khảo nghiệm.
Chi tiết của từng kiểu bếp lò với các bảng vẽ được tìm thấy
trong Phụ bản B. Lưu ý là chỉ có hai kiểu có “thông gió”
rõ rệt đươc trang bị với ống khói.
Bếp
lò bùn truyền thống (-tm). Đây là
một kiểu lò nặng hình thức `U' trong một chậu riêng tạo ra bởi
hộ gia đình có sẵn đất sét địa phương và và được trét một hỗn
hợp phân bò và đất sét.
Sắp
xếp ba hòn đá (3-R). Người dân
nông thôn có xu hướng du cư và người dân sống lề đường không có
nhà ở thường xuyên sắp xếp ba hòn đá hoặc gạch trong việc nấu ăn
và các mục đich sưởi ấm. Đây là sự sắp xếp nấu ăn lửa mở giản
đơn. Không có kỹ năng đặc biệt hoặc chi phí đầu tư trong việc
xây dựng, điều hành và duy trì chúng. Kích thước lỗ chậu còn có
thể được thay đổi bằng cách điều chỉnh các hòn đá.
Kim
loại cải tiến (imet) Đây là kiểu
bếp lò không ống khói kim loại mang tay có một lỗ chậu phát
triển trong năm 1983 bởi Central Power Research Institute CPRI),
Bangalore, India. Năm 1991, bếp lò được mang dưới các tiêu chuẩn
Ấn Độ (BIS 1991).
Bùn
thông gió cải tiến (ivm) Đây là
một kiểu bếp lò hai chậu có ống khói, gọi là Nada chulha.
Một đường hầm liên kết hộp lửa với lỗ chậu thứ hai và với một
ống khói. Vì hai lỗ chậu được tạo ra hai thứ có thể được nấu
trên nó cùng một lúc với chỉ một ngọn lửa.
Gốm
thông gió cải tiến (ivc). Đây cũng
là một kiểu bếp lò hai chậu có ống khói. Làm bằng một con lươn
bằng gạch có một lớp bùn bao phủ, kiểu bếp lò này được phát
triển ở Central Glass and Ceramic Research Institute, Khirja,
Uttar Pradesh, là một trong những đơn vị Technical Back-up của
chương trình bếp lò cải tiến quốc gia.
Chậu
đốt Hara. Đây là một chậu đốt bằng
đất truyền thống trong việc đốt bánh dầu và dùng chủ yếu trong
việc hâm nóng chậm sữa trong thời gian từ ba đến bốn tiếng đồng
hồ như trên, không đun sôi, kem của sữa tách riêng như là một
lớp dầy ở trên mặt. Kiểu chậu này còn được dùng trong việc nấu
nướng cỏ khô.
Angethi (dùng trong than đá và
bánh than). Đây là một kiểu bếp lò sách tay tạo ra với một thùng
sắt mạ kẽm, bùn/xi măng, và vỉ lò. Loại nhiên liệu phải được nấu
trên vỉ lò bằng cách nâng cao chậu trong một hoạt động từng đợt.
Bấc
dầu lửa (kero-wick). Mô hình được
dùng trong khảo nghiệm được phát triển bởi Indian Oil
Corporation và bán ra ngoài thị trường từ năm 1977 dưới thên
thương phẩm "NUTAN."
Áp
lực dầu lửa (kero-pres) Kiểu bếp
lò dầu lửa kiểu bơm chất đốt đơn nawmg trong số những phiên bản
rẻ tiền có thể sử dụng.
Bếp
lò LPG. Các bếp lò LPG thường được
dùng bởi các hộ gia đình ở thành thị. Có hai kiểu bếp lò LPG, có
mỏ đèn đơn và kép, trong việc nấu ăn gia đình. Bếp lò khảo
nghiệm trong khảo ngiệm hiện nay là một mô hình mỏ đền đơn có
tiêu chuẩn được mô tả đặc tính bởi Indian standards (các tiêu
chuẩn Ấn Độ) (BIS,1978).
Bếp
lò Biogas. Một mô hình hai-mỏ đèn
được dùng trong khảo nghiệm, nhưng chỉ một mỏ đèn hoạt động
trong quá trình khảo nghiệm.
D.
Phối hợp chất đốt/bếp lò
Vì
phóng xạ và hiệu quả là các hàm số của chất đốt và bếp lò (cũng
như phương pháp nấu ăn và các yếu tố khác), điều này thích hợp
nhất trong việc trình bày các kết quả của chúng tôi bởi “phối
hợp chất đốt/bếp lò”. 28 phối hợp chất đốt/bếp lò khảo nghiệm
thành công được trình bày trong các Bảng 1-2.
Lưu ý
là vài kiểu bếp lò được dùng với cùng loại chất đốt sinh khối:
bùn truyền thống, ba hòn đá, kim loại cải tiến, bùn cải tiến có
ống khói, và gốm cải tiến có ống khói.
E.
Việc thu gom mẫu và các tham số tính toán (chi tiết trong Phụ
bản C):
Trong
mỗi khảo nghiệm các chất khí được thải ra và mẫu không khí trong
phòng được thu gom trong dòng chảy khí đốt trong ống khói, được
giữ lại theo một tỷ lệ thông lưu không thay đổi bởi một máy quạt
gió (Phụ bản A). Mẫu toả nhiệt được lấy trong các điều
kiện gần cùng động lực thông qua một con dò trong nắp đậy với
một ống góp không khí khối lượng thấp ở một tỷ lệ thông lưu
không thay đổi (ước chừng 2 lít/phút) thông qua một bộ phận lọc
và vào trong một túi Tedlar.
Các mẫu
nền trong nhà được thu gom ở chiều cao miệng bếp lò gần cửa bằng
cách dùng cùng một sắp xếp. Tính toán bao quanh (trong nhà và
ngoài trời) cũng được thực hiện trong thời gian không nấu ăn.
Các mẫu ngoài trời bao quanh được thu gom ở chiều cao 8 bộ anh
(2.5 m).
Thời
gian, nhiệt độ, và trọng lượng nước, chất đốt, và than được ghi
chép vào đầu và cuối của các pha nấu ăn cao và thấp. Với chất
đốt thể khí, khối lượng khí đã tiêu dùng được ghi chép trong mỗi
thí nghiệm. Những trị số calo của chất đốt và độ ẩm cũng được
phân tích trong việc tính toán hiệu quả nhiệt toàn diện. (Xem
Phụ bản C-F.)
Các mẫu
chất đốt, tro, và than được phân tích về hàm lượng carbon,
sulfur, tro và nitrogen. Các mẫu không khí được phân tích
về carbon dioxide (CO2), carbon monoxide (CO),
methane (CH4), không-methane hydrocarbon tổng số,
sulfur dioxide (SO2), and nitrogen dioxide (NO2).
TSP được xác định bằng cách trừ trọng lượng trước và sau của các
bộ lọc. Một bộ lọc từ mỗi phối hợp chất đốt/bếp lò được phân
tích về hàm lượng carbon.
Một mẫu
chất đốt đã phát ra trong từng phối hợp chất đốt/bếp lò được đặt
trong một hộp nhỏ bằng thép không gỉ 850-ml và được gửi đến
OGIST để phân tích hơi đốt, thêm vào các khí đốt nói trên gồm có
N2O và hình thành hydrocarbon. Trong mỗi loại hơi
đốt, một hộp nhỏ được đổ đầy thành một bản sao thông qua một bẫy
bằng ascarite (giun đũa) (giảm bớt việc tạo ra N2O
trong hộp nhỏ).
F.
Các cố gắng cẩn thận được thực hiện trong việc duy trì Kế hoạch
Kiểm tra Chất lượng.
• Sáu
khảo nghiệm pha kiểu mẫu được thực hiện trong việc phát triển
các qui trình và trở thành thân hữu với việc thao tác phương
pháp.
• Trong
mỗi phối hợp chất đốt/bếp lò, một hoặc hai khảo nghiệm sơ khởi
được thực hiện trong việc tiêu chuẩn hoá chu kỳ đốt và tối thiểu
hoá sức sống thiên nhiên do các khác biệt trong tập tính của
người điều hành (một tham số không được khảo nghiệm trong những
khảo nghiệm này). Trước ba khảo nghiệm có kế hoạch trong mỗi
phối hợp chất đốt/ bếp lò, các thử nghiệm được thực hiện với một
độ chính xác thoả đáng của phương pháp có được. Kết quả của các
mẫu lập lại này là <20% RSD.
• Mỗi
loại chất đốt thuộc thể rắn sẽ được khảo nghiệm được lấy từ một
lô, phơi khô, và được bọc trong những tấm lát tích để tránh bất
kể thay đổi độ ẩm.
• Củi
và chất đốt rễ được cắt nhỏ có cùng bề dài và bề rộng trước khi
đống gói.
• Bánh
dầu dùng trong mọi phối hợp chất đốt/bếp lò được tạo ra bởi cùng
một người bằng cách dùng cùng một tỷ lệ phân súc vật và dư thừa
cây trồng.
• Sau
mỗi khảo nghiệm, các cửa và cửa sổ được mở. Quạt hút và quạt bên
được mở để làm sạch phòng một cách thich hợp.
• Than và tro còn lại trong mỗi khảo nghiệm được che phủ với lá
nhôm và nhãn để phân tích carbon.
• Các
túi Tedlar và việc đặt ống Teflon dùng trong mỗi thí nghiệm được
xúc với không khí sạch nén trong việc làm sạch.
• Túi
Tedlar và việc đặt ống Teflon dùng với chất đốt cấp hạng thấp
như là chất đốt sinh khối thuộc thể rắn không được dùng lại.
• Sau
mỗi phối hợp chất đốt/bếp lò được khảo nghiệm, con dò và nắp đậy
được làm sạch với máy quét chân không.
• Một
hộp hợp khí đốt định cỡ đượi gửi từ EWC đến TERI và OGIST được
dùng để xác định kích cỡ TERI GC.
• Chứng
cứ rò rỉ khảo nghiệm và những hộp nhỏ chứng nhận được đổ đầy với
các mẫu sao và gửi đến OGIST để phân tích thêm việc phát ra khí
đốt. Các trị số OGIST được so sánh với trị số TERI và trong các
tình huống trong đó có niều độ lệch (>20%) khảo nghiệm được lập
lại.
• Các
bơm được dùng trong việc thu gom các mẫu bình phun được xác định
kích cỡ bới một ống bọt trước và sau mỗi khảo nghiệm.
• Các
bộ lọc dùng trong việc tính toán TSP được xác định trọng lượng
ít nhất hai lần. Nếu khác biêt nhiều hơn 0.005 milligram trong
hai lần cân, tình trạng cân bằng được xác định kích cỡ và bộ lọc
được cân lại.
• Những
bộ lọc trống không được cân và xử lý theo cùng một kiểu; ước
chừng một khoảng trống trong 20 mẫu được dùng.
• Sau
khi cân sau, các cát sét của bộ lọc được khằn để phân tích hàm
lượng carbon.
• Máy
đo ảnh phổ đã dùng trong phân tích SO2 và NO2
được xác định kích cỡ một cách cẩn thận và kiểm tra với các tiêu
chuẩn sau mỗi bộ phân tích (Xem Phụ bản C ).
G.
Các yếu tố phát
Vì mỗi
khảo nghiệm được thực hiện trong khi thực hiện khảo nghiệm nấu
ăn tiêu chuẩn hoá (Phụ bản C), số lượng phát tổng số đã
tính toán là những yếu tố phát của nhiệm vụ nấu ăn tiêu chuẩn,
gồm có việc hâm nóng 2.2 kg nước từ nhiệt độ chung quanh đến
điểm sôi, tiếp theo là trạng thái sôi (Ahuja et al.,1987).
Ở đây chúng tôi chia các tính toán phóng xạ thành hai phần. Một
là, được gọi là “toả khí đốt cấp thời,” giải quyết khí đốt phát
ra trong một khảo nghiệm riêng. Tỷ lệ của các khí đốt phát ra
thích hợp trong việc tính toán nồng độ trong nhà và cục bộ. Hai
là, gọi là “toả khí đốt cuối,” là một tính toán khí đốt cuối
trong điều kiện hộ gia đình riêng ở Ấn Độ từ một đơn vị chất đốt
và là điều thích hợp nhất trong việc xác định bản kê khí đôt
hiệu ứng nhà kính từ yêu cầu chất đốt. Hai khí đốt phát ra chỉ
khác nhau trong vài loại chất đốt thể rắn. Tính toán của mỗi
loại chỉ khác nhau về phương pháp xử lý một phần chất đốt than
còn lại.
G.1.
Khí đốt phát cấp tính: Phân tích
cân bằng carbon (Smith et al.1992;1993) được dùng trong
việc tính toán các yếu tố phát. Trong khi đốt, chất đốt carbon
(FC) chủ yếu được qui đổi thành khí đốt, carbon dioxide (CO2),
carbon monoxide (CO), methane (CH4), và các hợp chất
hữu cơ không-methane tổng số (TNMOC). Vài chất được chuyển thành
bình phun trên không (TSP) và tro đáy hoặc còn lại như vật liệu
đốt một phần, than đá. Vì chúng ta đang tập trung vào các yếu tố
phát trong thành phần trên không, chúng tôi trừ đi than đá và
tro carbon khỏi chất đốt đã dùng. Điều này cũng thích ứng với
phương pháp thực hành hiện tại, ở chỗ các hộ gia đình thường để
dành than không cháy để dùng sau này, ví dụ, vào bữa ăn kế tiếp.
Để theo dõi một cách chính xác mọi chất carbon, điều này cũng
cần trong việc giải trình số lượng nhỏ dầu lửa đã dùng trong
việc khởi động bếp lò chất đốt thể rắn, được thực hiện để có
tính đồng nhất nhiều hơn trong giai đoạn đầu có khói thường đốt
cháy và còn là phương pháp thực hành trong nhiều hộ gia đình.
Trên
một cơ sở carbon,
FC
=CO+CH4+TNMOC+CO2+TSP
(1)
FC
=[(Chất đốt tiêu dùng × mảnh carbon)+(dầu lửa,2 nếu có × mảnh
carbon)]-
[(than
đá tạo ra × mảnh fraction)+(tro tạo ra × mảnh fraction)]
CO2
=FC -(CO+CH4+TNMOC+TSP)
(2)
Chia
cho CO2
1
=FC/CO2-(CO+CH4+TNMOC+TSP)/CO2
(3)
1
=(FC/CO2)-
K =là
tổng số tỷ lệ phát ra CO2 =(CO+CH4+TNMOC+TSP)/CO2
Yếu
tố phát ra trong khảo nghiệm mỗi chu kỳ phát = EFbc
(g/burncycle).
CO2
bằng g carbon
=FC/(1+K)
(4)
CO bằng
g carbon =(tỷ lệ phát trong CO)× CO2 như g carbon
(5)
CH4
như g carbon =(tỷ lệ phát trong CH4)× CO2
như g carbon (6)
TNMOC như g carbon =(tỷ lệ phát trong TNMOC)× CO2 như
g carbon (7)
(Chúng
tôi giả định là trọng lượng phân tử tương đương của TNMOC là 18
mỗi nguyên tử carbon)
Yếu tố
phát trong TSP carbon được tính toán
TSPc
=(TSP/CO2 ratio)× CO2
(8)
Điều
này được qui đổi thành khối lượng TSP:
TSPm
=TSPc/mảnh carbon tính toán trong
TSP (9)
Vì chất
này không có carbon, N2O không bao gồm trong phương
trình cân bằng carbon. Yếu tố phát của nó có thể được tính toán
như
2
dùng trong số lượng nhỏ để bắt đầu đốt cháy trong vài loại chất
đốt thể rắn.
N2O
(g) = (N2O chất phát ra như tỷ lệ phân tử với CO2)
× CO2
như g carbon)) × 3.67
(10)
Vì
trọng lượng phân tử của N2O là 3.67 lần nặng hơn
trọng lượng nguyên tử của carbon. Các yếu tố phát nói trên được
tính toán trong một khảo nghiệm chu kỳ đốt cháy. Yếu tố phát mỗi
chất đốt đơn vị:
EFm =
(EFbc)/khối lượng chất đốt đã dùng trong khảo nghiệm
(11)
Trong
đó (EFm) được hiển thị như g/kg chất đốt khô.
Yêú tố
phát mỗi đơn vị hàm lượng năng lượng chất đốt (g/MJ) được tìm
thấy như
EFe
=EFm/(hàm lượng năng lượng của chất đốt (MJ/kg)
(12)
Yếu tố
phát mỗi đơn vị cấp phát năng lượng (g/MJd) là
EFt =EFe/h
(13)
Trong đó
h
là hiệu quả nhiệt của bếp lò (Phụ bản D).
G.2.
Yếu tố phát cuối: Yếu tố phát cấp
tính tính toán trên là chuyên tính các điều kiện của các khảo
nghiệm, nhưng cần sửa đổi trong vài trường hợp trong việc phản
ảnh điều kiện ngoài đồng ruộng. Điều này là vì sự chuyển hướng
của một số lượng có ý nghĩa carbon chất đốt thành sản xuất than
củi chất lượng thấp trong rễ và lò bếp dùng cây. Lẽ dĩ nhiên,
trong các hộ gia đình, loại than củi này thường không bị phí
phạm, hoặc là để lại trong bếp lò để được đốt cháy cùng với củi
mới vào lần đốt sau hoặc là lấy ra và tồn trữ để dùng sau này
trong việc nấu ăn hoàn toàn với chất đốt than củi. Cả hai phương
pháp thực hành dùng phổ biến ở Ấn Độ, nhưng chúng tôi không có
dữ liệu chỉ dấu phân tích thống kê số phần trăm hiện tại. Vì
thế, giả thiết vốn có trong phân tích của Phần G.1 là
carbon của than củi không đi vào không khí không có giá trị.
Hình
3a cho biết một kết quả điển hình
trong bếp lò đốt bằng củi trong khảo nghiệm này, trong trường
hợp này Eucalyptus trong bếp lò thông gió cải tiến bằng gốm
(ivc), một kiểu bếp lò có xu hướng tạo ra năng suất than củi
cao.
Chú ý
là một kilô củi tạo ra 161 g than củi có 130 g hoặc 29% carbon
gốc. Kết quả trình bày phát sinh từ phân tích cấp tính. Vì loai
than củi này cuối cùng có thể bị đốt cháy trong điều kiện ngoài
đồng ruộng, tuy nhiên, các số lượng này không thể dùng một cách
trực tiếp trong việc tính toán yếu tố phát cuối. Để xử lý trình
huống này, chúng tôi cũng tính toán các yếu tố phát về loại than
củi đốt chất lượng thấp tạo ra trong các lò bếp trên. Hình 3b
trình bày yếu tố phát phụ có thể phát sinh từ việc đốt 161g
của than củi tạo ra từ loại củi gốc tạo ra từ gỗ gốc trong
Hình 3a. Chú ý là than đá còn lại tạo ra trong trường hợp
này có ít hơn 0.4% của carbon gốc (1.6 g) trong vật liệu chỉ là
20% carbon, nghĩa là, quá nghèo để thu hút như một loại chất
đốt. Hình như có thể xác minh được, vì thế, việc xem xét điều
này như một carbon thể rắn trở thành một phần của tro đã dùng và
than đá và vì thế ẩn mình khỏi không khí, nếu không là thường
xuyên, ít nhất trong thời gian dài.
Yếu tố
phát cuối mỗi ki lô củi trong trường hợp này, vì thế, là tổng số
của những yếu tố trình bày trong các Hình 3a&b. Chú ý là
so sánh với yếu tố phát cấp tính riêng mọi yếu tố phát chủ yếu
tăng lên chừng mực cùng một số lượng như các mảnh carbon của
than củi so với carbon của chất đốt, nghĩa là 20-30%, trừ CO,
gần như gấp đôi. Gia tăng CO càng lớn phản ảnh ưu thế của việc
đốt cháy than đá so với việc đốt cháy bằng ngọn lửa vì hàm
lươngthăng hoa thấp của than củi so với củi đốt.
Trong
một kiểu tương tự, yếu tố K cuối chừng mực khác nhau so với điều
được tìm thấy bằng phân tích cấp tính riêng. Vì thế cả hai kiểu
được trình bày ở đây.
Trong việc báo cáo yếu tố phát mỗi đơn vị năng lượng chất đốt,
giản đơn là cần chia yếu tố phát cuối mỗi kilô bởi trị số hâm
nóng thấp của chất đốt gốc tính bằng megajoules (MJ/kg), như
trong phương trình 12. Trong việc báo cáo yếu tố phát mỗi
đơn vị năng lượng cấp phát, tuy nhiên, cần xem xét hiệu quả bếp
lò nào điều (h)
áp dụng. Có hai cách chọn chính:
A. Dùng
hiệu quả năng lượng tính toán trong bếp lò sơ cấp (kiểu bếp lò
dùng chất đốt thể rắn gốc) trong quá trình hoàn toàn; hoặc B.
Dùng hiệu quả năng lượng chỉ tính toán kiểu bếp lò sơ cấp trong
chất đốt tiêu dùng trong quá trình trình bàt trong hình 3a
và áp dụng hiệu quả tính toán kiểu bếp lò than củi
(Angethi) phần còn lại tiêu dùng trong quá trình của Hình 3b
.
Chúng
tôi đã chọn cách chọn thứ nhất, cơ bản giả định là đa phần thạn
đá tạo ra sẽ được dùng kiểu bếp lò gốc và không để dành dùng lại
sau này trong một kiểu bếp lò than củi đặc biệt (Phương trình
13 ). Vì hiệu quả đã tính toán (18%) cuả Angethi dùng than
củi là trong nhiều kiểu bếp lò dùng củi đốt (17-29%) và chất đốt
rễ (14-23%), và chỉ một phần carbon được qui đổi thành than củi,
khác biệt về yếu tố phát cuối mỗi MJ năng lượng cấp phát giữa
hai cách chọn không lớn trong bất kể trường hợp nào.
Yếu tố phát cuối mỗi kilô
củi trong trường hợp này, vì vậy, là tổng số của các yếu tố
trình bày trong các Hình 3a&b. Chú ý là so sánh với yếu
tố phát cấp tính riêng mọi yếu tố phát chính tăng lên ước chừng
cùng một số lượng như mảnh carbon của than củi so với các yếu tố
phát cấp tính riêng mọi yếu tố phát chính tăng lên ước chừng
cùng một số lượng như mảnh carbon của than củi so với carbon của
chất đốt, nghĩa là 20-30%, trừ CO, gần như gấp đôi. Gia tăng CO
lớn nhiều hơn phản ảnh ưu thế của việc đốt cháy than đá so với
đốt cháy với ngọn lửa vì hàm lượng thang hoa thấp của than củi
so với củi đốt.
Trong một kiểu tương tự,
yếu tố K cuối ở chừng mực khác nhau so với yêú tố được tìm thấy
bằng cách phân tích cấp tính riêng. Vì vậy, cả hai kiểu được báo
cáo ở đây.
Trong việc báo cáo yếu tố
phát mỗi đơn vị năng lượng chất đốt, điều giản đơn là việc chia
yếu tố phát cuối mỗi kilô bởi trị số hâm nóng thấp của chất đốt
gốc tính bằng megajoules (MJ/kg), nhe trong Phương trình 12.
Trong việc báo cáo yếu tố phát mỗi đơn vị năng lượng đã cấp, tuy
nhiên, điều cần là việc xem xét hiệu quả của bếp lò nào (h)
áp dụng. Có hai cách chọn chính:
A. Dùng hiệu quả năng
lượng tính toán trong kiểu bếp lò sơ cấp (kiểu bếp lò dùng chất
đốt thể rắn gốc) trong toang bộ quá trình; hoặc
B. Dùng hiệu quả năng
lượng tính toán chỉ trong kiểu bếp lò sơ cấp với chất đốt tiêu
dùng trong qui trình trình bày trong Hình 3a và áp dụng
hiệu quả tính toán trong kiểu bếp lò dùng than củi (Angethi) với
phần còn lại tiêu dùng trong quá trình của Hình 3b .
Chúng tôi đã chọn cách
chọn thứ nhất, về mặt cơ bản giả định là đa phần than đá tạo ra
sẽ được dùng trong kiểu bếp lò đầu tiên và không để dành để dùng
sau này trong một kiểu bếp lò than củi đặc biệt (Phương trình
.13 ). Vì hiệu quả đã tính toán (18%) của Ăngthi dùng than
củi bên trong nhiều kiểu bếp lò dùng củi đốt (17-29%) và rễ đốt
(14-23%), và chỉ một mảnh carbon được qui đổi thành than củi,
khác biệt về yếu tố phát cuối đã tính toán mỗi MJ năng lượng đã
cấp giữa hai cách chọn không lớn trong bất kể trường hợp nào.
RGC
07-05-2007
Trở về Trang Chính
| 