đồ án thiết kế quy trình công nghệ sản xuất silicagel từ tro trấu

Silicagel (SiO2.nH2O) hay gel axit silic là một loại hóa chất phổ biến trong đời sống. Hiện nay silicagel có vai trò rất quan trọng trong công nghệ hóa học từ đơn giản đến phức tạp. Silicagel được dùng rất nhiều làm xúc tác trong tổng hợp hữu cơ hóa dầu, lọc nước. Ngoài ra Silicagel còn là một chất hút ẩm rẻ tiền và an toàn nên được sử dụng rất rộng rãi trong việc bảo quản các sản phẩm có độ nhạy cảm cao với độ ẩm không khí như máy quay, máy ảnh ống kính…Với ưu thế khí hậu nhiệt đới gió mùa thích hợp cho cây lúa nước, trong những năm gần đây Việt Nam luôn là một quốc gia xuất khẩu gạo ra nước ngoài. Tuy nhiên, vỏ trấu còn sót lại trong quá trình sản xuất gạo chỉ được dùng để làm nhiên liệu đốt cho một số nhà máy, như vậy thật lãng phí. Do vậy, một số nhà khoa học đã nghiên cứu và phát hiện ra trong trấu ngoài thành phần chính là xenlulô và lignin thì nó chứa một hàm lượng đáng kể các oxit kim loại. Đặc biệt là tro sau khi đốt vỏ trấu thu được có hàm lượng Silic điôxit rất cao (85,2 %) lớn hơn rất nhiều so với trong vỏ trấu, do vậy chúng tôi quyết định nghiên cứu quy trình sản xuất Silicagel từ tro trấu.

Đồ án công nghệ - Khóa 2010 - 2014 Trường ĐH Bà Rịa-Vũng Tàu Trường Đại Học Bà Rịa – Vũng tàu Khoa Hoá học Và Công nghệ Thực phẩm o0o NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ Họ và tên sinh viên: 1. Đỗ Đại Định 2. Nguyễn Quốc Duy 3. Lê Thị Hằng Lớp: DH10H1 Ngành: Công nghệ kỹ thuật hóa học (Chuyên ngành hóa dầu) 1. Đề tài: “Thiết kế quy trình công nghệ sản xuất Silicagel từ tro trấu” 2. Nội dung đồ án: Chương1: Tổng quan lý thuyết • Cơ sở lý thuyết Chương 2: Quy trình công nghệ • Bản vẽ sơ đồ công nghệ • Thuyết minh sơ đồ công nghệ Chương 3: Tính toán thiết kế quy trình công nghệ • Cân bằng vật chất và năng lượng • Lựa chọn các thiết bị chính 3. BẢN VẼ • Bản vẽ quy trình công nghệ :A1 (1 bản vẽ Autocad). • Bản vẽ thiết bị chính :A1 (1 bản vẽ tay). 4. Ngày giao đồ án: 16/09/2013 5. Ngày hoàn thành đồ án: 02/12/2013 6. Họ và tên giảng viên hướng dẫn: ThS. Nguyễn Quốc Hải 7. Xác nhận của giảng viên hướng dẫn: 8. Xác nhận của khoa: Ngành hóa dầu 1 Khoa hóa học và công nghệ thực phẩm Đồ án công nghệ - Khóa 2010 - 2014 Trường ĐH Bà Rịa-Vũng Tàu Vũng Tàu, ngày 02tháng 12 năm 2013 GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN SINH VIÊN THỰC HIỆN (Ký và ghi rõ họ tên) (Ký và ghi rõ họ tên) TRƯỞNG BỘ MÔN TRƯỞNG KHOA (Ký và ghi rõ họ tên) (Ký và ghi rõ họ tên) LỜI MỞ ĐẦU Silicagel (SiO 2 .nH 2 O) hay gel axit silic là một loại hóa chất phổ biến trong đời sống. Hiện nay silicagel có vai trò rất quan trọng trong công nghệ hóa học từ đơn giản đến phức tạp. Silicagel được dùng rất nhiều làm xúc tác trong tổng hợp hữu cơ hóa dầu, lọc nước. Ngoài ra Silicagel còn là một chất hút ẩm rẻ tiền và an toàn nên được sử dụng rất rộng rãi trong việc bảo quản các sản phẩm có độ nhạy cảm cao với độ ẩm không khí như máy quay, máy ảnh ống kính… Ngành hóa dầu 2 Khoa hóa học và công nghệ thực phẩm Đồ án công nghệ - Khóa 2010 - 2014 Trường ĐH Bà Rịa-Vũng Tàu Với ưu thế khí hậu nhiệt đới gió mùa thích hợp cho cây lúa nước, trong những năm gần đây Việt Nam luôn là một quốc gia xuất khẩu gạo ra nước ngoài. Tuy nhiên, vỏ trấu còn sót lại trong quá trình sản xuất gạo chỉ được dùng để làm nhiên liệu đốt cho một số nhà máy, như vậy thật lãng phí. Do vậy, một số nhà khoa học đã nghiên cứu và phát hiện ra trong trấu ngoài thành phần chính là xenlulô và lignin thì nó chứa một hàm lượng đáng kể các oxit kim loại. Đặc biệt là tro sau khi đốt vỏ trấu thu được có hàm lượng Silic điôxit rất cao (85,2 %) lớn hơn rất nhiều so với trong vỏ trấu, do vậy chúng tôi quyết định nghiên cứu quy trình sản xuất Silicagel từ tro trấu. MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU 3 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ LÝ THUYẾT 5 1.1 Hấp phụ và phân loại hấp phụ 5 1.2. Đặc điểm về hấp phụ 6 1.3. Các chất hấp phụ và ứng dụng 7 1.4. Sơ lược về silicagel và silic dioxit 9 Ngành hóa dầu 3 Khoa hóa học và công nghệ thực phẩm Đồ án công nghệ - Khóa 2010 - 2014 Trường ĐH Bà Rịa-Vũng Tàu 1.5. Sản xuất silicagel từ tro trấu 13 1.6. Quy trình sản xuất SiO 2 từ trong phòng thí nghiệm 15 CHƯƠNG 2: QUY TRÌNH SẢN XUẤT SILICAGEL 17 2.1 Sơ đồ công nghệ sản xuất silicagel từ tro trấu 17 2.2 thuyết minh sơ đồ công nghệ 17 CHƯƠNG 3:CÂN BẰNG VẬT CHẤT 18 3.1.Cân bằng vật chất 18 3.2.Cân bằng năng lượng 20 CHƯƠNG 4:TÍNH TOÁN THIẾT BỊ CHÍNH 23 4.1. Tính toán kích thước thiết bị 23 4.2. Bề dày thân thiết bị 26 4.3. Tích bích 28 4.Tính toán chân đỡ và tai treo 29 CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN THIẾT BỊ PHỤ 32 5.1 .Tính bơm 32 5.2 Tính quạt 36 KẾT LUẬN 40 TÀI LIỆU THAM KHẢO 42 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN LÝ THUYẾT 1.1. Hấp phụ và phân loại hấp phụ: 1.1.1 Định nghĩa: Hấp phụ là quá trình tụ tập(chất chứa, thu hút…) các phân tử khí, hơi hoặc các phân tử, ion của chất tan lên bề mặt phân chia pha. Bề mặt phân chia pha có thể là lỏng – rắn, khí – rắn. Chất mà trên bề mặt của Ngành hóa dầu 4 Khoa hóa học và công nghệ thực phẩm Đồ án công nghệ - Khóa 2010 - 2014 Trường ĐH Bà Rịa-Vũng Tàu nó có sự hấp phụ xảy ra gọi là chất hấp phụ, còn chất mà được tụ tập trên bề mặt phân chia pha được gọi là chất bị hấp phụ. Phân loại hấp phụ 1.1.2 Phân loại hấp phụ: Hấp phụ vật lý: Các nguyên tử bị Hấp phụ liên kết với những tiểu phân(nguyên tử, phân tử, các ion…) ở bề mặt phân chia pha bởi lực liên kết vander walls yếu. Nói một cách khác, trong hấp phụ vật lý các phân tử của chất bị hấp phụ và chất Hấp phụ không tạo thành hợp chất hóa học(không hình thành các liên kết hóa học) mà chỉ bị ngưng tụ trên bề mặt phân chia pha và bị giữ lại trên bề mặt bằng lực liên kết phân tử yếu(lực vander walls) và liên kết hiđro. sự hấp phụ vật lý luôn luôn thuận nghịch. Nhiệt hấp phụ không lớn. Thường thấy nhiều trong hấp phụ đa lớp. Hình: 1.2 Qúa trình hấp phụ Hấp phụ hóa học: Có những lực hóa trị mạnh(do các liên kết bền của liên kết ion, liên kết cộng hóa trị, liên kết phối trí…) liên kết những phân tử hấp phụ và những phân tử bị hấp phụ tạo thành những hợp chất hóa học trên bề mặt phân chia pha. Nói một cách khác hấp phụ hóa học xảy ra khi các phân tử hấp phụ tạo hợp chất hóa học với các phân tử bị hấp phụ và hình thành trên bề mặt phân chia pha(bề mặt pha hấp phụ). Lực hấp phụ hóa học khi đó là lực liên kết hóa học thông thường(liên kết ion, liên kết cộng hóa trị, liên kết phối trí…) sự hấp phụ hóa học luôn luôn bất thuận nghịch. Nhiệt hấp phụ hóa học lớn, có thể đạt tới giá trị 800kJ/mol. 1.2. Đặc điểm của hấp phụ: 1.2.1 Năng lượng hoạt hóa hấp phụ: Ngành hóa dầu 5 Khoa hóa học và công nghệ thực phẩm Đồ án công nghệ - Khóa 2010 - 2014 Trường ĐH Bà Rịa-Vũng Tàu Hấp phụ hóa học tiến hành chậm và có năng lượng hoạt hóa khá lớn gần bằng năng lượng hoạt hóa của phản ứng hóa học, phụ thuộc bởi khoảng cách giữa các nguyên tử trong chất bị hấp phụ và các trung tâm trên bề mặt chất rắn. Hấp phụ lý học tiến hành rất nhanh và năng lượng hoạt hóa bằng không. 1.2.2 Tính thuận nghịch của hấp phụ: Hấp phụ lý học bao giờ cũng là thuận nghịch, nói cách khác quá trình ở trạng thái cân bằng động, hấp phụ nhả hấp phụ. Hấp phụ hóa học không phải bao giờ cũng là quá trình thuận nghịch. Tuỳ theo đặc tính mối nối liên kết hóa học mà tính chất thuận nghịch ở quá trình hấp phụ khác nhau. Có những quá trình hóa học khá bền vững, tạo thành các hợp chất hóa học, ví dụ như sự hấp phụ Oxy lên kim loại tạo Oxyt kim loại, hoặc khi hấp phụ lên than cho CO 2 , CO2. 1.2.3 Cấu trúc bề mặt chất hấp phụ: Do đặc thù cấu trúc xốp, tỉ lệ giữa bề mặt và thể tích phần rắn trong chất xốp rất lớn. Tại bề mặt các liên kết hóa học của chất rắn trở nên mất liên tục . Ở các vị trí mà liên kết hóa học bị “đứt gãy” có năng lượng lớn hơn so với các vùng khác, để tồn tại được ở đó sẽ hình thành các liên kết hóa học mới có thành phần khác với mạng chất rắn. Môi trường chế tạo chất hấp phụ luôn gắn liền với oxy khí quyển và hơi nước nên các liên kết hóa học hình thành trên bề mặt thường chứa oxy, các nhóm này được gọi là nhóm chức bề mặt và tạo nên cấu trúc bề mặt của chất hấp phụ Ngay một nhóm chức có cùng thành phần trên bề mặt thường có tính axit và bazơ yếu tùy thuộc vào vị trí và các nhóm xung quanh. Loại nhóm chức và mật độ của chúng trên bề mặt chất hấp phụ có thể được đánh giá qua phổ hồng ngoại hoặc chuẩn độ hóa học trực tiếp. Bằng các biện pháp biến tính người ta có thể tăng them hoặc loại bỏ bớt các nhóm chức bề mặt của chất hấp phụ. Oxy hoá than hoạt tính với hydroperoxit hoặc axit nitric tạo thêm các nhóm axit trên bề mặt tăng cường tính ưa nước của bề mặt. Xử lý nhiệt làm giảm mật độ của nhóm chức, đưa năng lượng bề mặt chất hấp phụ về dạng đồng nhất hơn 1.3 Các chất hấp phụ và ứng dụng 1.3.1 Chất hấp phụ Ngành hóa dầu 6 Khoa hóa học và công nghệ thực phẩm Đồ án công nghệ - Khóa 2010 - 2014 Trường ĐH Bà Rịa-Vũng Tàu Ứng dụng hấp phụ để xử lí NO phương pháp đạt hiệu quả thấp do tính trơ NO ( NO có tính axít yếu) . Vì vậy trong nhiều trường hợp người ta chuyển cấu tử có tính axít yếu thành oxit có mức oxi hóa lớn hơn. NO x được hấp phụ mạnh bởi than hoạt tính. Tuy nhiên khi tiếp xúc với các oxít nitơ than có thể cháy và nổ. Ngoài ra, than có độ bền cơ học thấp và khi phục hồi có thể chuyển NO x thành NO. Khả năng hấp phụ NO x trên silicagen hơi thấp hơn so với than hoạt tính nhưng nó bền cơ học, không cháy, cũng giống như thanh hoạt tính khi tái sinh có thể từ NO x thành NO. Hiệu quả hấp phụ NO x bởi silicagen lớn, nồng độ còn lại trong khí chỉ còn 0,005%. Tuy nhiên do nguyên nhân kinh tế quá trình này trong công nghiệp không được thực hiện. Khả năng hấp thụ NO x của keo nhôm không cao, độ bền không cao. NO x có thể được hấp phụ bằng than bùn có tính kiềm trong thiết bị tầng sôi. Khi ứng dụng hỗn hợp than bùn với hiệu quả xử lý khí, chứa 0,1 – 2,0% NO x , khi thời gian tiếp xúc pha 1,6-3s , đạt 96 – 99%, bảo đảm nồng độ còn của NO x trong khí ở mức 0,01- 0,04%. Hiệu quả lớn hơn có thể đạt được khi dùng than bùn cải tạo bởi amoniac. Than bùn có khả năng oxi nitric thành nitrat. Khi xử lý 60 ngàn m 3 /h khí thải của xưởng axít sunfuric, chứa 0,3 -0,4% NO x , 0,3 % SO 2 và 0,3g/m 3 sương mù và giọt H 2 SO 4 thu được kết quả sau. Lưu lượng than bùn 50% độ ẩm – 3 tấn/h , thiết bị hoạt động mỗi năm thu hồi 2520 tấn NO x , 3200 tấn SO 2 , 95 tấn H 2 SO 4 , ngoài ra còn thu được phân bùn nitơ chứa 15- 25% nitrat và sunfat amoni. Chi phí đầu tư và hoạt động theo than bùn thấp nhưng nhược điểm cơ bản là có khả năng than bùn tự bốt cháy. Bảng: 1 Các loại chất hấp phụ Chất hấp thụ Đặc tính Ứng dụng Ưu điểm Nhược điểm Than hoạt tính Bề mặt kị nước hấp phụ các chất hữu cơ trong nước và không khí Tách các chất ô nhiễm có gốc hữu cơ Giá rẻ, dùng trong xử lý môi trường Khó tái sinh nếu bị đóng cặn, có thể bắt cháy khi tái sinh Ngành hóa dầu 7 Khoa hóa học và công nghệ thực phẩm Đồ án công nghệ - Khóa 2010 - 2014 Trường ĐH Bà Rịa-Vũng Tàu Silicalite Bề mặt lị nước, đặc trưng hấp phụ tương tự than hoạt tính Tách các chất hữu cơ từ dòng khí Có thể đốt bỏ dể hơn than hoạt tính Giá thành cao hơn than hoạt tính Chất hấp phụ cao phân tử Thường là copolymer của styren/ divinyl benzen Tách các chất hữu cơ từ dòng khí Không gặp vấn đề đóng cặn như than hoạt tính Mắc hơn than hoạt tính Chất hấp phụ sinh học Bùn hoạt hóa trên chất mang xốp Tách các chất hữu khỏi dòng Không cần tái sinh Tỉ lệ tách thấp hơn các chất hấp 1.3.2 Ứng dụng • Trong y tế (Carbo medicinalis – than dược): để tẩy trùng và các độc tố sau khi bị ngộ độc thức ăn, • Trong công nghiệp hóa học: làm chất xúc tác và chất tải cho các chất xúc tác khác, • Trong kỹ thuật thì làm một thành phần của cái lọc khí (trong đầu lọc thuốc lá, cũng như trong tủ lạnh và máy điều hòa nhiệt độ). • Trong xử lý nước (hoặc lọc nước trong gia đình): để tẩy các chất bẩn vi lượng.Phòng tránh tác hại của tia đất. • * Hiệu suất lọc sẽ tùy thuộc chủ yếu vào những yếu tố: 1) Tính chất vật lý của chất hấp phụ, như kết cấu, kích thước, mật độ lỗ, diện tích tiếp xúc 2) Tính chất lý hóa của các loại tạp chất cần loại bỏ 3) Thời gian tiếp xúc của nước với than hoạt 1.4. Sơ lược về silicagel và silic đioxit. 1.4.1 Sơ lược về silicagel Silica gel hay gel axit silixic là một chất rất sẵn có trong tự nhiên, cộng thêm với tính năng ưu việt của nó trong các quá trình hóa học tạo nên cho silica gel một Ngành hóa dầu 8 Khoa hóa học và công nghệ thực phẩm Đồ án công nghệ - Khóa 2010 - 2014 Trường ĐH Bà Rịa-Vũng Tàu vị thế đáng được trân trọng. Silica gel thực chất là điôxit silic, ở dạng hạt cứng và xốp (có vô số khoang rỗng li ti trong hạt). Công thức hóa học đơn giản của nó là SiO 2 .nH 2 O (n<2), nó được sản xuất từ natri othosilicat (Na 2 SiO 4 ) hoặc Silic TetraClorua (SiCl 4 ). Hiện nay silica gel có vai trò rất quan trọng trong công nghệ hóa học từ đơn giản đến phức tạp. Silica gel được dùng rất nhiều làm xúc tác trong tổng hợp hữu cơ hóa dầu, lọc nước, Trong đời sống hàng ngày, người ta thường gặp silica gel trong những gói nhỏ đặt trong lọ thuốc tây, trong gói thực phẩm, trong sản phẩm điện tử. Ở đó, silica gel đóng vai trò hút ẩm để giữ các sản phẩm trên không bị hơi ẩm làm hỏng. Silica gel hút ẩm nhờ hiện tượng mao dẫn ở hàng triệu khoang rỗng li ti của nó, hơi nước bị hút vào và bám vào chỗ rỗng bên trong các hạt 1.4.2 Đặc điểm cấu tạo và tính chất của silic đioxit 1.4.2.1 Cấu tạo: Silic đioxit không tồn tại dưới dạng phân tử riêng lẻ mà tồn tại dưới dạng tinh thể, nghĩa là dưới dạng một phân tử khổng lồ. Ở điều kiện thường nó có dạng tinh thể là thạch anh, triđimit và cristtobalit. Mỗi dạng đa hình này lại có hai dạng: dạng α bền ở nhiệt độ thấp, dạng β bền ở nhiệt độ cao. Tất cả những dạng tinh thể này đều bao gồm những nhóm tứ diện SiO 4 nối với nhau qua những nguyên tử O chung. Trong tứ diện SiO 4 , nguyên tử Si nằm ở trung tâm của tứ diện liên kết hóa trị với bốn nguyên tử O nằm ở các đỉnh của tứ diện. Như vậy mỗi nguyên tử O liên kết với hai nguyên tử Si ở hai tứ diện khác nhau và tính trung bình cứ trên mặt nguyên tử Si có hai nguyên tử O và công thức kinh nghiệm của silic đioxit là SiO 2 . Ba dạng đa hình của silic đioxit có cách sắp xếp khác nhau của nhóm tứ diện SiO 4 ở trong tinh thể: Trong thạch anh, những nhóm tứ diện được sắp xếp sao cho các nguyên tử Si nằm trên đường xoắn ốc. Tùy theo chiều của đường xoắn ốc mà ta có thạch anh quay trái hay quay phải. Trong triđimit, các nguyên tử Si chiếm vị Ngành hóa dầu 9 Khoa hóa học và công nghệ thực phẩm Đồ án công nghệ - Khóa 2010 - 2014 Trường ĐH Bà Rịa-Vũng Tàu trí của các nguyên tử S và Zn trong mạng lưới vuazit. Trong cristobalit, các nguyên tử Si chiếm vị trí của các nguyên tử S và Zn trong mạng lưới sphelarit. Ngoài ba dạng trên, trong tự nhiên còn có một số dạng khác nữa của silic đioxit có cấu trúc vi tinh thể. Mã não là chất rắn, trong suốt, gồm có những vùng có màu sắc khác nhau và rất cứng. Opan là một loại đá quý không có cấu trúc tinh thể. Nó gồm những hạt cầu SiO 2 liên kết với nhau tạo nên những lỗ trống chứa không khí, nước hay hơi nước. Opan có các màu sắc khác nhau như vàng, nâu, đỏ, lục và đen do có chứa các tạp chất. Gần đây người ta chế tạo được hai dạng tinh thể mới của silic đioxit nặng hơn thạch anh là coesit (được tạo nên ở áp suất 35000 atm và nhiệt độ 250 0 C) và stishovit (được tạo nên ở áp suất 120.000 atm và nhiệt độ 1300 0 C) [6]. Silic đioxit đã nóng chảy hoặc khi đun nóng bất kì dạng nào khi để nguội chậm đến nhiệt độ hóa mềm, ta đều thu được một vật liệu vô định hình giống như thủy tinh. Khác với dạng tinh thể, chất giống thủy tinh có tính đẳng hướng và không nóng chảy ở nhiệt độ không đổi mà hóa mềm ở nhiệt độ thấp hơn nhiều so với khi nóng chảy ra. Bằng phương pháp Rơnghen người ta xác định được rằng trong trạng thái thủy tinh, mỗi nguyên tử vẫn được bao quanh bởi những nguyên tử khác giống như trong trạng thái tinh thể nhưng những nguyên tử đó sắp xếp một cách hỗn loạn hơn. 1.4.2.2. Tính chất Silic đioxit rất trơ về mặt hóa học. Nó không tác dụng với oxi, clo, brom và axit ngay cả khi đun nóng. Ở điều kiện thường, nó chỉ tác dụng với F 2 và HF : SiO 2 + 2F 2 → SiF 4 + O 2 SiO 2 + 4HF → SiF 4 + 2H 2 O Ngoài ra, nó còn tan trong kiềm và cacbonat kim loại kiềm nóng chảy: SiO 2 + 2NaOH → Na 2 SiO 3 + H 2 O SiO 2 + Na 2 CO 3 → Na 2 SiO 3 + CO 2 Bảng 1.18. Các đại lượng đặc trưng của chất hấp phụ Ngành hóa dầu 10 Khoa hóa học và công nghệ thực phẩm [...]... 15 Lọc Dung dịch 4 Khoa hóa học và công nghệ thực phẩm Thêm CO2 Trường ĐH Bà Rịa-Vũng Tàu Đồ án công nghệ - Khóa 2010 - 2014 SiO2.nH2O Than hoạt tính Rửa sạch bằng nước cất, lọc Hỗn hợp dạng Gel Hình 1: Sơ đồ quy trình thu hồi SiO2 từ tro trấu CHƯƠNG 2: QUY TRÌNH SẢN XUẤT SILICAGEL 2.1 Sơ đồ công nghệ Bản vẽ trang sau 2.2 Thuyết minh sơ đồ công nghệ Đầu tiên vỏ trấu sau khi được rửa sạch và sấy... lần 1.4.3.3 Tổng hợp Silicagel từ tro trấu Ngành hóa dầu 12 Khoa hóa học và công nghệ thực phẩm Trường ĐH Bà Rịa-Vũng Tàu Đồ án công nghệ - Khóa 2010 - 2014 Trong vỏ trấu chứa hàm lượng SiO2 rất lớn (khoảng 85%) Nước ta lại nà nơi sản xuất lúa gạo lớn trên thế giới nên lượng vỏ trấu dư thừa rất nhiều Do đó nước ta rất phù hợp để phát triển công nghệ sản xuất silicagel từ tro trấu  Ưu điểm của phương... rằng, trấu sau khi bị đốt kĩ thành tro thì thành phần của chất hữu cơ bị cháy chiếm 88 %, SiO 2 và các chất khác chiếm 12 % còn lại, đặc biệt là trong tro, SiO2 chiếm đến 85,2 %, tức là lớn hơn rất nhiều so với trong vỏ trấu, do vậy tôi mới quy t định chọn phương pháp thu hồi SiO2 từ tro trấu 1.5.2 Cơ sở lý thuyết sản xuất silicagel từ tro trấu Mặc dù oxit silic chiếm một lượng khá lớn trong vỏ trấu. .. dụng Trong xây dựng: dùng làm chất phụ gia xi măng, gạch chịu lửa và ngói, Trong đời sống: dùng làm chất hút ẩm, chế tạo thiết bị lọc nước, đồ dùng bằng thủy tinh, chất bán dẫn, Ngày nay, Silic đioxit còn được dùng làm nguyên liệu để sản xuất vật liệu xúc tác mao quản trung bình như: MCM-41, MCM-48, SBA-15, SBA-16 1.5 Sản xuất silicagel từ tro trấu 1.5.1 Phân tích thành phần tro trấu Trong vỏ trấu, ... lấy từ nhà máy xay xát về, đem rửa sạch hết các tạp chất, sau đó đem phơi nắng cho thật khô Đốt trong lò trấu ở địa phương thường dùng để đun nấu (lò được làm sạch kỹ tránh tạp chất trước khi đốt) Trấu cháy hoàn toàn thành tro Bảo quản tro tránh Ngành hóa dầu 14 Khoa hóa học và công nghệ thực phẩm Trường ĐH Bà Rịa-Vũng Tàu Đồ án công nghệ - Khóa 2010 - 2014 tiếp xúc với hơi nước Cho 20 gam tro trấu. .. 16 Khoa hóa học và công nghệ thực phẩm Trường ĐH Bà Rịa-Vũng Tàu Đồ án công nghệ - Khóa 2010 - 2014 Trong tro trấu ta có được SiO2, tro trấu được đưa qua máy quạt (13) thổi vào thiết bị phản ứng có cánh khuấy (4), đồng thời cho dung dịch xút NaOH 5M đã được gia nhiệt sơ bộ bằng nước và để điều chế dung dịch Natri silicat Sau khi tạo thành Na2SiO3 thì cho sản phẩm này đi vào thiết bị khuấy (12)... không tốt Ta giả thiết lượng nhiệt mất mát khoảng 7,5% lượng nhiệt mang vào, từ đó ta có: Qmất mát = 7,5% Qvào = 7,5%.114,648 = 8,5986103 kJ/h Ngành hóa dầu 21 Khoa hóa học và công nghệ thực phẩm Trường ĐH Bà Rịa-Vũng Tàu Đồ án công nghệ - Khóa 2010 - 2014 CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN THIẾT BỊ CHÍNH 4.1.Tính toán kích thước thiết bị Ta chọn thiết bị lò phản ứng có cánh khuấy lam thiết bị chính Thiết bị này... cứ 1 mol tro trấu thì thu được 1 mol Na2SiO3 Khi qua thiết bị khuấy trộn thứ 1 thì có hiệu suất la 95% .Từ đó cho ta thấy hiệu suất tăng lên 15%.Suy ra số mol tro trấu là 0,95n Ta thừa nhận mất mát sản phẩm qua mỗi thiết bị lọc ,tách là 5%.Như vậy sau khi qua thiết bị lọc thứ nhất thì ta thu được: Ngành hóa dầu 17 Khoa hóa học và công nghệ thực phẩm Trường ĐH Bà Rịa-Vũng Tàu Đồ án công nghệ - Khóa... Vỏ trấu sau khi rửa sạch và phơi thật khô, đem đốt cho cháy hết các chất hữu cơ, đem phân tích ta thu được thành phần hóa học của tro trấu như sau: Ngành hóa dầu 13 Khoa hóa học và công nghệ thực phẩm Trường ĐH Bà Rịa-Vũng Tàu Đồ án công nghệ - Khóa 2010 - 2014 Bảng 2: Thành phần hóa học của tro trấu Chất hữu cơ cháy (%) Tro (%) 88 12 Thành phần của tro SiO2 Al2O3 K2O CCK 85,2 2,1 1,5 1,2 Từ bảng... n mol tro trấu 100 Sản phẩm tiếp tục đi qua thiết bị lò phản ứng có cánh khuấy thứ 2 Tại đây xảy ra phản ứng : CO2 +Na2SiO3 + H2O =Na2CO3 +SiO2.nH2O ( với n . 13 1.6. Quy trình sản xuất SiO 2 từ trong phòng thí nghiệm 15 CHƯƠNG 2: QUY TRÌNH SẢN XUẤT SILICAGEL 17 2.1 Sơ đồ công nghệ sản xuất silicagel từ tro trấu 17 2.2 thuyết minh sơ đồ công nghệ 17 CHƯƠNG. Chương 2: Quy trình công nghệ • Bản vẽ sơ đồ công nghệ • Thuyết minh sơ đồ công nghệ Chương 3: Tính toán thiết kế quy trình công nghệ • Cân bằng vật chất và năng lượng • Lựa chọn các thiết bị. Hình 1: Sơ đồ quy trình thu hồi SiO 2 từ tro trấu CHƯƠNG 2: QUY TRÌNH SẢN XUẤT SILICAGEL 2.1 Sơ đồ công nghệ Bản vẽ trang sau. 2.2 Thuyết minh sơ đồ công nghệ Đầu tiên vỏ trấu sau khi