ĐỒ ÁN

MÔN HỌC: ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH QT&TB

MÃ SỐ: 605109

Họ và tên sinh viên: Vũ Tiến Dũng

Lớp: HC06MB

Ngành (nếu có): Quá Trình & Thiết Bị

1. Đầu đề đồ án: Thiết kế hệ thống tháp hấp phụ tinh luyện cồn pha xăng

2. Nhiệm vụ (nội dung yêu cầu và số liệu ban đầu):

- Nồng độ nhập liệu: xF= 92%phần khối lượng

- Nồng độ sản phẩm cồn khan: xW = 99,5% phần khối lượng

- Nguồn năng lượng và các thông số khác tự chọn

3. Nội dung các phần thuyết minh và tính tốn:

Xem ở phần mục lục

4. Các bản vẽ và đồ thị (loại và kích thước bản vẽ):

Gồm 2 bản vẽ A1: bản vẽ quy trình công nghệ và bản vẽ chi tiết thiết bị

5. Ngày giao đồ án: 5/07/2010

6. Ngày hồn thành đồ án: 4/9/2010

7. Ngày bảo vệ hay chấm: 7/9/2010

Ngày 4 tháng 09 năm 2010

CHỦ NHIỆM BỘ MÔN NGƯỜI HƯỚNG DẪN

(Ký và ghi rõ họ tên) (Ký và ghi rõ họ tên)

Mục Lục

Chương 1 2

I. Mục đích đề tài 2

1. Tính thực tiễn của đề tài 2

2. Lợi ích của việc dùng gasohol 2

II. Những đặc tính của cồn tinh luyện 2

1. Các phương pháp sản xuất cồn 2

2. Tính chất và ứng dụng của cồn 2

III. Cồn nhiên liệu 2

1. Lịch sử phát triển 2

2. Yêu cầu về chất lượng 2

3. Các phương pháp pha cồn vào xăng 2

4. Ưu nhược điểm của xăng pha cồn với xăng truyền thống 2

IV. Các phương pháp sản xuất cồn nhiên liệu 2

1. Phương pháp chưng luyện 2

2. Phương pháp bay hơi thẩm thấu qua màng 2

3. Phương pháp hấp phụ (rây phân tử) 2

4. Phân tích ưu nhược điểm của từng phương pháp 2

V. Vật liệu hấp phụ Zeolite 2

1. Cấu trúc của zeolite 2

2. Phân loại Zeolite 2

3. Xác định bề mặt riêng của zeolite 2

4. Một số đặc trưng của Zeolite 4A 2

Chương 2 2

I. Thuyết hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir 2

II. Thuyết hấp phụ Fruendlich 2

III. Thuyết hấp phụ đẳng nhiệt Brunauer – Emmett – Teller (BET) 2

IV. Một số thực nghiệm về phương pháp hấp phụ sản xuất cồn bằng vật liệu zeolite 2

Chương 3 2

I. Lựa chọn quy trình công nghệ 2

II. Thuyết minh quy trình công nghệ 2

Chương 4 2

I. Cân bằng vật chất cho quá trình hấp phụ 2

II. Tính tốn chiều cao lớp hấp phụ 2

1. Đường kính của tháp 2

2. Tính chiều cao tháp 2

3. Tính tốn thời gian hấp phụ 2

4. Tính tốn lượng zeolite cần thiết 2

III. Cân bằng nhiệt lượng cho quá trình hấp phụ 2

Chương 5 2

I. Chọn tác nhân giải hấp phụ 2

II. Cân bằng vật chất cho quá trình nhả hấp phụ 2

II. Tính tốn vận tốc hơi giải hấp đi trong tháp 2

II. Các giai đoạn nhả hấp phụ 2

Chương 6 2

I. Tính tốn chiều cao tồn bộ tháp 2

II. Tính tổn thất áp suất của dòng khí qua lớp hấp phụ 2

III. Tính tốn cơ khí cho thân tháp 2

1. Tính bề dày cho thân trụ hàn chịu áp suất trong 2

2. Tính đáy, nắp tháp 2

3. Tính đường kính và bích ghép các ống dẫn 2

4. Tính chân đỡ tai treo cho tháp 2

Chương 7 2

I. Tính tốn nồi đun 2

1. Lượng hơi đốt cần dùng 2

2. Hiệu nhiệt độ trung bình 2

3. Hệ số cấp nhiệt của cồn sôi sủi bọt trong thiết bị đun sôi 2

4. Hệ số cấp nhiệt của hơi ngưng tụ phía trong ống 2

5. Mật độ dòng nhiệt truyền qua vách 2

6. Hệ số truyền nhiệt tổng quát 2

7. Bề mặt truyền nhiệt 2

II. Năng suất nhiệt của caloriphe 2

III. Tính tốn thiết bị ngưng tụ sản phẩm 2

1. Lượng nước cần dùng để giải nhiệt 2

2. Hiệu nhiệt độ trung bình 2

3. Hệ số cấp nhiệt hơi cồn tình khiết ngưng tụ trên bề mặt ống đứng 2

4. Hệ số cấp nhiệt của nước giải nhiệt đi trong ống 2

5. Mật độ dòng nhiệt truyền qua vách 2

6. Hệ số truyền nhiệt tổng quát 2

7. Bề mặt truyền nhiệt 2

Kết Luận

Tài Liệu tham khảo

TỔNG QUAN

I. Mục đích đề tài

1. Tính thực tiễn của đề tài

Các nhà khoa học cho biết, chúng ta đang sống trong một giai đoạn lịch sử mới cảu trái đất – kỷ nguyên loại người – khi chúng ta là nguồn lực chính của trái đất. Nhưng hiện nay sự thành công thái quá của con người đã gây ra những áp lực chưa từng thấy cho hệ sinh thái trái đất và đe dọa chính lồi người . Theo các chuyên gia, chúng ta đang phải đối mặt với sáu vấn đề có liên quan tới nhau và rất cấp bách:

- Lương thực: Cứ sáu người thì có một người bị đói và suy dinh dưỡng trong khi đó quá trình công nghiệp hóa và dân số tăng đang làm giảm diện tích trồng cây lương thực

- Nước: Đến năm 2025, 2/3 dân số thế giới phải sống trong vùng thiếu nước sạch

- Năng lượng: Hiện nay nguồn năng lượng chính của chúng ta đến từ dầu mỏ và khí đốt, trong khi đó nguồn nhiên liệu hóa thạch này đang khan hiếm dần và dự đốn sẽ hết trong một tương lai rất gần

- Biến đổi khí hậu: Biến đổi khí hậu đã và đang diễn ra trên tồn thế giới, nó có ảnh hưởng rất lớn đến đời sống con người trên trái đất

- Đa dạng sinh học: Nhiều nhà khoa học cho rằng thế giới đang bước vào cuộc “đại tuyệt chủng” lần thứ 6 do các vấn đề về ô nhiễm môi trường và tăng dân số

- Ô nhiễm: Các chất được cho là ô nhiễm đã có trong tự nhiên từ rất lâu nhưng hiện giờ chúng đang có nồng độ cao đến mức báo động, nó đang gây ra nhưng thiệt hại và biến đổi to lướn đối với con người và sinh vật trên trái đất.

Như trên đã nêu, năng lượng và ô nhiễm là hai vấn đề quan trọng cấp bách cần giải quyết nhanh chóng

Thực tế cho thấy, cùng với sựu phát triển mạnh mẽ của nền đại công nghiệp thì kéo theo là lượng năng lượng cần cho nó cũng tăng lên rất lớn. Trong khi đó nguồn năng lượng hóa thạch đang ngày càng cạn kiệt, theo như dự báo của các nhà khoa học thì trữ lượng xăng dầu của tồn thế giới chỉ đủ cho khoảng 50 năm nữa

Mặt khác việc sử dụng các nguồn nhiên liệu hóa thạch làm cho môi trường bị ô nhiễm nghiêm trọng. Việc đốt cháy nhiên liệu hóa thạch thải ra rất nhiều khí ô nhiễm như COx, NOx, SOx, các hợp chất hydrocacbon… Gây nên nhiều hiệu ứng xấu đến môi trường sống, ảnh hưởng lơn đến chất lượng cuộc sống

Vì vậy việc tìm ra nguồn năng lượng mới có khả năng tái tạo và thân thiện với môi trường là điều rất quan trọng và cần thiết. Bên cạnh việc sử dụng các nguồn năng lượng như năng lượng thủy điện, năng lượng nguyên tử, năng lượng mặt trời, năng lượng gió, năng lượng thủy triều…Thì năng lượng có nguồn gốc sinh học đang rất được quan tâm. Ethanol là nhiên liệu đi từ nguồn gốc sinh học đang được cả thế giới quan tâm. Và hiện nay Ethanol được sử dụng như một phụ gia để pha vào xăng tạo thành một loại nhiên liệu được gọi là gasohol hay gasoline – alcohol

Đặc biệt nước ta là một nước có nền kinh tế nông nghiệp là chủ yếu với thế mạnh chính là các ngành trồng trọt và chăn nuôi đặc biệt là ngành trồng lúa gạo. Nước ta là nước có sản lượng lúa gạo xuất khẩu đứng thứ hai trên thế giới với những năm gần đây kim nghạch xuất khẩu gạo tăng liên tục. Bên cạnh đó ngành trồng trọt rau củ quả cũng phát triển rất mạnh.

Tất cả các yếu tố trên cho thấy việc sản xuất Ethanol pha xăng từ các phụ phẩm của sản xuất nông nghiệp ở Việt Nam là rất khả thi

Vì những lý do trên, đề tài “ Thiết kế phân xưởng tinh luyện cồn tuyệt đối dùng để pha xăng” là công đoạn cuối cùng của dây chuyền sản xuất cồn pha xăng có ảnh hưởng lớn đến chất lượng của loại nhiên liệu mới này

2. Lợi ích của việc dùng gasohol

Xét về mặt năng lượng thì cồn tinh luyện không có lợi hơn so với xăng (năng lượng sinh ra khi đốt cháy cồn chỉ bằng 62% khi đốt cháy xăng) nhưng việc ứng dụng gasohol vào thực tế sẽ mang nhiều lợi ích kinh tế:

- Tiết kiệm được lượng xăng nhập khẩu nếu pha thêm 10% Ethanol vào xăng mà bảo đảm động cơ vẫn hoạt động bình thường thì có nghĩa là ta sẽ giảm được 10% lượng xăng nhập khẩu qua đó tiết kiệm được rất nhiều ngân sách dành cho việc nhập khẩu xăng.

- Ethanol có chỉ số octane cao, nên khi pha thêm Ethanol vào xăng làm tăng thêm chỉ số này và cũng đồng thời tăng chất lượng xăng

- Tận dụng các nguồn phụ phế phẩm của nông nghiệp để sản xuất cồn như rơm rạ, mật rỉ, ngô, sắn…Đồng thời tạo công ăn việc làm cho nhân dân. Hàng năm nước ta có khoảng 31 triệu tấn rơm rạ, ngồi việc sản xuất nấm rơm ra thì đây là ngồn sản xuất cồn rất lớn, rất có triển vọng

- Giúp ổn định vấn đề về an ninh năng lượng và giảm bớt phụ thuộc năng lượng vào các quốc gia khác