Nghiên ứu động họ ủa phản ứng khí hóa abon bằng hơi nướ trong ông nghiệp sản xuất đạm ure

BỘ GIÁO DỤC ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - Nguyễn Trường Giang ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU ĐỘNG HỌC CỦA PHẢN ỨNG KHÍ HĨA CACBON BẰNG HƠI NƯỚC TRONG CƠNG NGHIỆP SẢN XUẤT ĐẠM URE LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT KỸ THUẬT HÓA HỌC Hà Nội - 2017 Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! 17061131361881000000 BỘ GIÁO DỤC ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Nguyễn Trường Giang ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU ĐỘNG HỌC CỦA PHẢN ỨNG KHÍ HĨA CACBON BẰNG HƠI NƯỚC TRONG CƠNG NGHIỆP SẢN XUẤT ĐẠM URE CHUYÊN NGHÀNH: KỸ THUẬT HÓA HỌC LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT KỸ THUẬT HÓA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS PHẠM NGỌC ANH Hà Nội - 2017 CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc BẢN XÁC NHẬN CHỈNH SỬA LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên tác giả luận văn : Nguyễn Trường Giang Đề tài luận văn: Nghiên cứu động học phản ứng khí hóa cacbon nước cơng nghiệp sản xuất đạm Ure Chuyên ngành: Kỹ thuật hóa học Mã số SV: CB140025 Tác giả, Người hướng dẫn khoa học Hội đồng chấm luận văn xác nhận tác giả sửa chữa, bổ sung luận văn theo biên họp Hội đồng ngày… .………… với nội dung sau: …………………………………………………………………………………… ……………… …………………………………………………………………… ……………………………… …………………………………………………… ……………………………………………… …………………………………… ……………………………………………………………… …………………… ……………………………………………………………………………… …… ……………………………………………………………………………………… Ngày……tháng……năm 2017 Giáo viên hướng dẫn Tác giả luận văn CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật hóa học LỜI CẢM ƠN Để hồn thiện chương trình thực tốt luận văn tốt nghiệp, tác giả nhận giúp đỡ, hướng dẫn nhiệt tình q Thầy, Cơ Viện Kỹ thuật Hóa học, Đại học Bách Khoa Hà Nội đặc biệt Thầy, Cô Bộ môn Máy Thiết bị Cơng nghiệp Hóa chất Với đề tài " Nghiên cứu động học phản ứng khí hóa cacbon nước cơng nghiệp sản xuất đạm Ure ", tác giả xin chân thành cảm ơn Thầy giáo hướng dẫn TS Phạm Ngọc Anh giành thời gian tâm huyết để hướng dẫn tác giả thực tốt luận văn tốt nghiệp Đồng thời tác giả xin cảm ơn Thầy, Cô Viện Kỹ thuật Hóa học đặc biệt thầy dạy hướng dẫn tác giả thời gian tác giả học trường, tạo điều kiện tốt để tác giả học tập hoàn thiện tốt khóa học Tác giả xin cảm ơn gia đình bạn lớp 14B-KTHH tạo điều kiện, giúp đỡ tác giả q trình học tập hồn thành tốt luận văn Tác giả: Nguyễn Trường Giang Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật hóa học LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Các số liệu kết nghiên cứu luận văn trung thực không trùng lặp với đề tài khác, trừ phần tham khảo nêu rõ luận văn Tác giả Nguyễn Trường Giang Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật hóa học MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN .1 LỜI CAM ĐOAN .2 MỤC LỤC DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC HÌNH DANH MỤC BẢNG MỞ ĐẦU 10 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐẠM URE 12 1.1 Lịch sử phát triển 12 1.2 Tính chất 12 1.2.1 Tính chất vật lý 12 1.2.2 Tính chất hóa học 14 1.3 Ứng dụng .16 1.3.1 Trong công nghiệp 16 1.3.2 Sử dụng phịng thí nghiệm 18 1.3.3 Sử dụng y học 18 1.3.3.1 Thuốc: 18 1.3.4 Sử dụng chẩn đoán khác 18 1.4 Những nét bật phân Urê 19 1.4.1 Ưu điểm Urê 19 1.4.2 Cách sử dụng phân urê hiệu 20 1.4.3 Phân đạm ure cần thiết cho trồng: .21 1.5 Thị trường Urê giới Việt Nam 22 Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật hóa học 1.5.1 Nhu cầu khả đáp ứng phân urê Việt Nam 22 1.5.2 Tình hình sản xuất tiêu thụ urê giới 22 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ KHÍ HĨA THAN VÀ ĐỘNG HỌC PHẢN ỨNG 24 2.1 Tổng quan khí hóa than: 24 2.1.1 Phân loại công nghệ 24 2.1.2 Những thông số đặc trưng than, dùng cơng nghệ khí hóa 30 2.1.3 Công nghệ chuẩn bị nguyên liệu cho tổng hợp NH3 từ khí hóa than: 32 2.1.4 Những phản ứng q trình khí hóa than 33 2.1.5 Khí hóa than lý tưởng 35 2.2 Nguyên lý hóa lý trình khí hóa .36 2.2.1 Vấn đề cân phản ứng 36 2.2.2 Vấn đề động học phản ứng 40 2.2.2.1 Phản ứng than với oxy 40 2.2.2.2 Phản ứng than với nước 41 2.2.2.3 Phản ứng than với CO2 41 2.2.2.4 Phản ứng than với hydro 42 2.2.2.5 Phản ứng CO với nước .42 2.2.2.6 Phản ứng metan với nước 43 CHƯƠNG : MƠ HÌNH HĨA Q TRÌNH KHÍ HĨA THAN TRONG THIẾT BỊ KHÍ HĨA SHELL 44 3.1 Các phản ứng lị khí hóa than Shell (SCGP): 45 3.2 Tính tốn thơng số thiết lập mơ hình động học: 47 3.2.1.Cân chất: 49 3.2.2.Cân nhiệt: 50 3.3 Phát triển mơ hình khí hóa: 57 Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật hóa học 3.4 Kết thảo luận: 64 3.4.1 Kiểm định mơ hình: 64 3.4.2 Đánh giá ảnh hưởng tỷ lệ oxy/than đến thơng số khí hóa .69 3.4.3.Đánh giá ảnh hưởng tỷ lệ nước với than đến thơng số khí hóa 71 CHƯƠNG 4: ỨNG DỤNG TÍNH KIỂM TRA LỊ KHÍ HĨA CACBON 74 4.1 Tính tốn độ chuyển hóa cacbon lị khí hóa: 76 4.2 Thành phần khí tổng hợp lị khí hóa than Shell: 78 4.3 Thể tích lị khí hóa than Shell: 79 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN 81 TÀI LIỆU THAM KHẢO .82 Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật hóa học DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT HCTG Hợp chất trung gian FAO Tổ chức lương thực nông nghiệp liên hợp quốc Shell lị khí hóa than cám hãng Shell ĐHB Cơng ty cổ phần Phân đạm hóa chất Hà Bắc hh Hỗn hợp kk Khơng khí kth Khí tổng hợp n Nước nl Nguyên liệu nlv Nguyên liệu vào p/u Phản ứng tt Tổn thất ash Tro At Diện tích mặt cắt ngang lị khí hóa (cm 2) Cpg, Cpc Nhiệt dung riêng khí rắn tương ứng (cal/g.K) CD Hệ số ma sát Cn Nồng độ khoang thứ n dp Đường kính hạt (cm) D Vận tôc khuyếch tán (cm/s2) e độ phát xạ khí fs Lực ma sát chất rắn Fw Yếu tố điều chỉnh phản ứng chuyển đổi khí nước Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật hóa học g Gia tốc trọng trường (cm/s2) hc Hệ số truyền nhiệt đối lưu khí rắn (cal/ cm2.K.s) Hloss,g-w Nhiệt trao đổi khí lị phản ứng (cal/ cm.s) ∆Hk Nhiệt phản ứng thứ k (cal/g) Ks Hằng số phản ứng ɛ Khối lượng pha rắn ɛ1 Khối lượng tro µg Độ nhớt khí ρc , ρg Khối lượng riêng rắn khí (g/ cm3) ɼ Năng suất than (g/s cm3) σ Hằng số Stefan-Boltzmann (col/ cm 2.s.K4) i Điều kiện đầu vào j, k Phản ứng pha rắn khí l Thành phần khí Ks Hằng số phản ứng bề mặt (g/cm2.atm.s) Kdiff Hằng số khuếch tán khí (g/cm2.atm.s)