Phương pháp sản xuất cồn tuyệt đối theo phương pháp hấp phụ bằng Zeolite (Lê Văn Trung) Full

Trước tình hình đó việc nghiên cứu sản xuất các nguồn nhiên liệu khác thay thế xăng dầu là một việc làm cấp bách và quan trọng. Bên cạnh việc xây dựng các nhà máy lọc dầu tại Việt Nam chúng ta cần nghiên cứu và xây dựng các nhà máy sản xuất nguyên liệu sạch như cồn tuyệt đối, nhiên liệu sinh học… Để tận dụng tối đa nguồn nguyên liệu dư thừa của nền nông nghiệp, đảm bảo được an toàn về năng lượng cho phát triển nền kinh tế Việt Nam vẫn đang nằm trong vùng các nươc nghèo nhất thế giới.

Đề tài của em là thiết kế phân xưởng sản xuất cồn tuyệt đối là một đề tài rất hay và có ý nghĩa thực tiễn và đáp ứng được phần nào về nhu cầu sử dụng nănglượng hiện nay của đất nước. Tuy nhiên, đây là một đề tài hết sức mới mẻ trong quá trình làm việc sẽ gặp rất nhiều khó khăn và không tránh khỏi những sai sót trong quá trình làm việc. Vì vậy em rất mong được sự giúp đỡ của thầy giáo hướng dẫn Ts. Văn ĐìnhSơn Thọ với những ý kiến đóng góp quý báu giúp em hoàn thành tốt đồ án này. Qua quá trình tìm hiểu về các phương pháp sản xuất cồn tuyệt đối, các ưu và nhược điểm của mỗi phương pháp em đã lựa chọn Phương pháp sản xuất cồn tuyệt đối theo phương pháp hấp phụ bằng zeolite. Sau đây em xin trình bày bản đồ án như sau:

NỘI DUNG:

PHẦN I: GIỚI THIỆU CHUNG .................................................................. 1

PHẦN II: LÝ THUYẾT CHUNG ................................................................ 4

I. NGUYÊN LIỆU ETANOL ................................ ................................ ...................... 4

I.1. Tính chất của Etanol ................................ ................................ .......................... 4

I.2. Cơ chế phụ gia của Etanol khi pha vào xăng ................................ ...................... 4

I.3. Ứng dụng của Etanol ................................ ................................ ......................... 5

I.4. Tình hình sản xuất Etanol trên thế giới hiện nay ................................ ................ 5

II. CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT CỒN CAO ĐỘ ................................ ............................ 8

II.1. Phương pháp chưng cất ................................ ................................ .................... 8

II.1.1. Chưng trích ly: ................................ ................................ .......................... 8

II.1.2. Chưng phân tử [3]................................ ................................ ................... 10

II.2. Phương pháp dùng chất hấp phụ chọn lọc –Zeolite ................................ ........ 11

II.2.1. Giới thiệu về Zeolite [1]................................ ................................ ........ 11

II.2.2. Quá trình hấp phụ [4-241]................................ ................................ ..... 13

II.2.3. Phương pháp sản xuất cồn tuyệt đối bằng vật liệu hấp phụ chọn lọc......... 15

II.3. Phương pháp dùng các chất hút ẩm................................ ................................ . 21

II.4. Phương pháp thẩm thấu qua màng ................................ ................................ .. 21

II.5. Phương pháp kết hợp bốc hơi thẩm thấu và rây phân tử ................................ .. 23

II.6. Kết hợpchưng cất và thẩm thấu qua màng: ................................ .................... 23

II.7. So sánh đánh giá các phương pháp ................................ ................................ . 24

III. MỘT SỐ CÁC THỰC NGHIỆM VỀ PHƯƠNG PHÁP HẤP PHỤ SẢN XUẤT

CỒN BẰNG ZEOLITE 3A ................................ ................................ ....................... 26

III.1 Các tính chất và các đại lượng nhiệt động của quá trình hấp phụ nước: .......... 28

III.2 Các tính chất và các đại lượng nhiệt động của quá trình hấp phụ Etanol ......... 28

III.3 Đường cong biểu diễn quá trình nhiệt và quá trình hấp phụ , nhả hấp phụ nước

trên chất hấp phụ [7]: ................................ ............... Error! Bookmark not defined.

PHẦN III: TÍNH TOÁN CÂN BẰNG VẬT CHẤT VÀ CÂN BẰNG

NHIỆT LƯỢNG .........................................................................................30

A. TÍNH TOÁN CÂN BẰNG VẬT CHẤT ................................ ............................... 30

I. TÍNH TOÁN CHO QUÁ TRÌNH HẤP PHỤ ................................ ......................... 30

I.1. Tính

ρ và

ρ ................................ ................................ ................................ . 30

I.2. Tính lưu lượng khối lượng hỗn hợp đầu vào ................................ .................... 30

I. 3. Tính lượng nước bị hấp phụ trong một giờ ................................ ...................... 31

I.4. Cân bằng vật chất lượng nước vào và ra khỏi tháp hấp phụ .............................. 31

II. TÍNH TOÁN CHO QUÁ TRÌNH NHẢ HẤP................................ ........................ 34

III. TÍNH LƯỢNG ZEOLITE CẦN THIẾT VÀ TỐC ĐỘ HỖN HỢP ĐẦU VÀO .... 35

III.1 Tính lượng Zeolite cần thiết ................................ ................................ ........... 35

B. TÍNH TOÁN CÂN BẰNG NHIỆT LƯỢNG ................................ ........................ 37

I. TÍNH TOÁN CHO QUÁ TRÌNH HẤP PHỤ ................................ ......................... 38

I.1. Tính nhiệt lượng tỏa ra trong quá trình hấp phụ ở 107

C trong một mẻ: .......... 38

120

I.2. Tính toán nhiệt độ trung bình của toàn bộ thiết bị trong quá trình thực hiện hấp

phụ ................................ ................................ ................................ ........................ 39

II. TÍNH TOÁN CHO QUÁ TRÌNH LÀM NÓNG VẬT LIỆU (2) TỪ 107

C ÷ 350

................................ ................................ ................................ ................................ .. 40

II.1. Tính nhiệt cần thiết để nâng nhiệt độ chất hấp phụ: ................................ ........ 40

II.2. Nhi ệt lượng Q2Nđể để nâng lượng nước bị hấp phụ từ 107 ÷ 350

C .............. 41

II.3. Nhi ệt lượng Q2Eđể nâng nhiệt của Etanol bị hấp phụ từ 107 ÷ 350

C ............ 41

III. TÍNH TOÁN CHO QUÁ TRÌNH GIẢI HẤP (3) ................................ ................. 41

II.1. Tính nhiệt lượng cần thiết để thực hiện quá trình giải hấp phụ Q

3 ................... 42

IV. TÍNH TOÁN QUÁ TRÌNH LÀM MÁT VẬT LIỆU (4) ................................ ...... 42

V. TÍNH TOÁN QUÁ TRÌNH CẤP NHIỆT NHẢ HẤP PHỤ ................................ ... 43

V.1. Tính nhiệt lượng do lượng khí N2mang vào trong quá trình làm nóng khối vật

liệu lên nhiệt độ 350

C................................ ................................ ........................... 43

V.2. Tính lượng nhiệt do Nitơ mang vào trong quá trình thực hiện quá trình nhả hấp

phụ ở 350

C................................ ................................ ................................ ........... 43

V.3. Tính toán lượng N2

cần thiết cho quá trình nâng nhiệt độ của khối vật liệu từ

nhiệt độ 107 ÷ 350

C ................................ ................................ ............................. 44

V.4. Tính lượng N2

cần thiết để thực hiện quá trình nhả hấp phụ ............................ 45

V.5. Tính tốc độ khí N2trong quá trình nhả hấp phụ và làm nóng khối vật liệu ...... 46

VI. TÍNH TOÁN LỰA CHỌN LƯỢNG N2 ĐỂ LÀM MÁT KHỐI VẬT LIỆU

TRONG QUÁ TRÌNH (4) ................................ ................................ ......................... 47

VI.1. Lựa chọn tốc độ dòng khí để thực hiện quá trình làm mát khối vật liệu ......... 47

VI.2. Tính toán nhiệt độ trung bình của dòng khí N2sau khi ra khỏi tháp trong quá

trình làm mát khối vật liệu ................................ ................................ ..................... 47

VI.2.1. Tính Lượng khí N2truyền qua thiết bị trong 8h ................................ ...... 48

VI.2.2. Tính lượng nhiệtthực tế mà khối vật liệu truyền cho khối khí trong 8h .. 48

VI.2.3. Tính nhiệt độ dòng khí N2sau khi ra khỏi thiết bị T4r

............................. 48

VI.3. Tính toán nhiệt độ trung bình của dòng khí sau khi qua thiết bị trao đổi nhiệt

dòng khí nhả hấp phụ ................................ ................................ ............................. 49

VI.3.1. Tính nhiệt lượng dòng hơi nhả hấp truyền cho thiết bị trao đổi nhiệt trong

giaiđoạn (2)................................ ................................ ................................ ....... 50

VI.3.2. Tính lượng nhiệt dòng hơi nhả hấp truyền cho thiết bị trao đổi nhiệt trong

giai đoạn (3)................................ ................................ ................................ ....... 50

VI.3.3. Tính nhiệt độ của dòng khí N2tận dụng nhiệt sau khi đi ra khỏi thiết bị

trao đổi nhiệt................................ ................................ ................................ ...... 51

VII. TÍNH TOÁN LƯỢNG NƯỚC LÀM MÁT ................................ ........................ 52

VII.1.Tính nhiệt toả ra do hỗn hợp khí nhả toả ra sau khi làm lạnh......................... 52

VII.2. Tính toán tốc độ dòng nước làm mát ................................ ............................ 52

VII.3. Tính nồng độ của rượu ngưng tụ lấy ra từ thiết bị làm lạnh .......................... 53

VIII. TÍNH TOÁN NHIỆT LƯỢNG CALORIFIER CẦN CẤP ................................ 54

Hình 3.6................................ ................................ ................................ ............. 54

VIII.1. Tính toán lượng nhiệt cần thiết để đưa dòng khí N2từ 115

C ÷ 350

C ....... 54

VII.2.Tính toán lưu lượng dòng hơi nước quá nhiệt đi trong calorifier ................... 55

IX. TÍNH TOÁN CÂN BẰNG NHIỆT LƯỢNG NỒI HƠI CUNG CẤP ................... 57

IX.1. Tính lượng nước cần thiết để đun trong nồi hơi ................................ ............. 57

IX.2. Tính toán nhiệt lượng cần thiết nồi hơi cung cấp cho hơi nước ...................... 57

121

IX.2.1. Tính toán nhiệt lượng cần thiết đưa nước trong nồi hơi lên600

C .......... 57

IX.2.2. Tính nhiệt lượng cần thiết mà nồi hơi cần bù lại cho hơi nước khi trao đổi

nhiệt qua calorifier ................................ ................................ ............................. 58

IX.3. Tính lượng than cần cung cấp để đốt nồi hơi ................................ ................. 59

PHẦN IV: TÍNH TOÁN CƠ KHÍ...............................................................59

I. TÍNH TOÁN THIẾT BỊ CHÍNH ................................ ................................ ............ 59

I.1. Chọn kích thước thiết bị ................................ ................................ .................. 59

I.1.1. Tính vận tốc cho phép của dòng khí ................................ .......................... 60

I.1.2. Tính toán chiều cao của tháp ................................ ................................ ..... 60

I.1.3. Tính tổn thấp áp suất qua lớp hạt................................ ............................... 63

I.2. Tính chiều dày thân tháp ................................ ................................ .................. 65

I.3. Tính đường kính ống dẫn hơi vào tháp................................ ............................. 66

.......................................................................................................................

II. TÍNH TOÁN VÀ LỰA CHỌN THIẾT BỊ PHỤ................................ .................... 70

II.1. Thi ết bị trao đổi nhiệt ................................ ................................ ..................... 70

II.1.1. Thiết bị truyền nhiệt loại vỏ bọc ngoài [4-113] ................................ ...... 70

II.1.2. Thiết bị truyền nhiệt loại ống ................................ ................................ ... 71

II.1.4. Thiết bị truyền nhiệt loại xoắn ốc................................ ............................. 76

II.1.5. Thiết bị truyền nhiệt loại ống có gân ................................ ........................ 77

II.1.6. So sánh và l ựa chọn thiết bị trao nhiệt................................ ...................... 77

II.2. Calorifier cấp nhiệt ................................ ................................ ......................... 78

II.2.3. Calorifier khói –khí ................................ ................................ ................ 82

II.2.4. Lựa chọn calorifier cấp nhiệt ................................ ................................ ... 83

II.3. Nồi hơi ................................ ................................ ................................ ........... 84

II.4. Thi ết bị ngưng tụ ................................ ................................ ............................ 85

II.4.1. Ngưng tụ gián tiếp ................................ ................................ ................... 86

II.5. Lựa chọn thiết bị lọc bụi ................................ ................................ ................. 87

II.5.1. Thiết bị đường lắng ................................ ................................ ................. 87

II.5.2. Thiết bị buồng lắng ................................ ................................ .................. 88

II.5.3 Xyclon l ọc bụi ................................ ................................ .......................... 89

II.5.4. Thiết bị lọc tay áo ................................ ................................ .................... 89

II.5.4. Thiết bị lọc kiểu vách ngăn ................................ ................................ ...... 90

II.5.5 Một số thiết bị khác ................................ ................................ .................. 91

II.6. Lựa chọn bơm ................................ ................................ ................................ 92

II.6.1 Bơm vận chuyển chất lỏng................................. ................................ ....... 92

II.6.2. Bơm vận chuyển chất khí ................................ ................................ ........ 92

PHẦN V –XÂY DỰNG ............................................................................94

I. XÁC ĐỊNH ĐỊA ĐIỂM XÂY DỰNG NHÀ MÁY................................ ................. 94

I.1. Các cơ sở để xác định địa điểm xây dựng ................................ ........................ 94

I.2. Các yêu cầu đối với địa điểm xây dựng ................................ ............................ 95

I.2.1. Các yêu cầu chung ................................ ................................ .................... 95

I.2.2. Các yêu cầu về kỹ thuật xây dựng ................................ ............................. 96

II. THIẾT KẾ TỔNG MẶT BẰNG ................................ ................................ ........... 96

II.1. Các nhiệm vụ chính khi thiết kế tổng mặt bằng nhà máy ................................ 97

II.2. Các yêu cầu thiết kế tổng mặt bằng nhà máy ................................ .................. 97

122

II.3. Nguyên tắc phân vùng trong nhà máy ................................ ............................. 98

II.3.1. Vùng trước nhà máy ................................ ................................ ................ 98

II.3.2. Vùng sản xuất ................................ ................................ .......................... 99

II.3.3. Vùng các công trình phụ ................................ ................................ .......... 99

II.3.4. Vùng kho tàng và khu vực giao thông ................................ ..................... 99

II.3.5. Ưu nhược điểm của phương pháp phân vùng ................................ ......... 100

II.4. Những căn cứ để sản xuất phân xưởng sản xuất cồn tuyệt đối theo phương pháp

hấp phụ Zeolite ................................ ................................ ................................ .... 100

II.5. Tính toán và xác định kích thước chính của các công trình trong nhà máy. ... 100

II.6. Cấu tạo phân xưởng sản xuất. ................................ ................................ ....... 101

II.6.1. Kết cấu móng ................................ ................................ ........................ 101

II.6.2. Cột ................................ ................................ ................................ ........ 101

II.6.3. Mái................................ ................................ ................................ ........ 102

II.6.4. Cửa sổ ................................ ................................ ................................ ... 102

II.6.5. Cửara vào phân xưởng ................................ ................................ .......... 102

PHẦN VI: ĐIỆN, NƯỚC ......................................................................... 105

I.ĐIỆN ................................ ................................ ................................ .................... 105

I.1. Tính phụ tải chiếu sáng ................................ ................................ .................. 105

I.2. Tính phụ tải động lực................................ ................................ ..................... 106

I.3.Lượng điện tiêu thụ hàng năm của nhà máy ................................ .................... 106

I.3.1. Đi ện năng thắp sáng ................................ ................................ ................ 106

I.3.2. Đi ện năng cho phụ tải động lực ................................ ............................... 107

I.3.3. Đi ện năng tiêu thụ toàn phân xưởng trong một năm ................................ 107

II. NƯỚC ................................ ................................ ................................ ................ 107

II.1. Nước sinh hoạt ................................ ................................ ............................. 107

II.2. Nước sản xuất ................................ ................................ .............................. 108

PHẦN VII: KINH TẾ ............................................................................... 109

I.TÓM LƯỢC DỰ ÁN ................................ ................................ ............................ 109

II. KẾ HOẠCH SẢN XUẤT ................................ ................................ ................... 109

II.1. Kế hoạch sản xuất ................................ ................................ ........................ 109

II.2. Tính toán kinh tế ................................ ................................ .......................... 109

II.2.1. Vốn cố định. ................................ ................................ .......................... 109

II.2.2. Vốn lưu động................................. ................................ ........................ 111

II.2.3. Chi phí nhu cầu về nước. ................................ ................................ ....... 112

II.2.4. Tính nhu cầu lao động ................................ ................................ ........... 112

II.2.5. Giá thành sản phẩm. ................................ ................................ .............. 113

II.2.6. Lãi và thời gian thu hồi vốn .

LINK 1 - TÌM KIẾM SÁCH/TÀI LIỆU ONLINE (GIÁ ƯU ĐÃI NHẤT)

LINK 2 - TÌM KIẾM SÁCH/TÀI LIỆU ONLINE (GIÁ ƯU ĐÃI NHẤT)

LINK 3 - TÌM KIẾM SÁCH/TÀI LIỆU ONLINE (GIÁ ƯU ĐÃI NHẤT)

LINK 4 - TÌM KIẾM SÁCH/TÀI LIỆU ONLINE (GIÁ ƯU ĐÃI NHẤT)

LINK DOWNLOAD (TÀI LIỆU VIP MEMBER)