Đồ án nhiệt phân than bùn có xúc tác

MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN ii TÓM TẮT ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP iii LỜI CAM ĐOAN iv MỤC LỤC v DANH MỤC BẢNG vii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ viii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT xi CHƯƠNG I:MỞ ĐẦU 1 1.1. Đặt vấn đề 1 1.2. Đối tượng nghiên cứu 2 1.3. Mục tiêu nghiên cứu 3 1.4. Nội dung nghiên cứu 3 1.5. Phương pháp nghiên cứu 3 1.6. Ý nghĩa khoa học 4 1.7. Ý nghĩa thực tiễn 4 CHƯƠNG II:TỔNG QUAN LÝ THUYẾT 6 2.1. Vật liệu nghiên cứu 6 2.1.1. Than bùn 6 2.1.2. Bentonite 14 2.2. Cơ sở dữ liệu 18 2.2.1. Quá trình đốt cháy 18 2.2.2. Quá trình khí hóa 18 2.2.3. Quá trình nhiệt phân 19 2.2.4. Cơ chế nhiệt phân 20 2.2.5. Cơ chế nhiệt phân xúc tác 22 2.2.6. Cơ chế của quá trình tách cellulose 23 2.2.7. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình nhiệt phân 24 2.3. Ứng dụng của sản phẩm 26 2.3.1. Ứng dụng của Hydrogen (H2): 26 2.3.2. Ứng dụng cacbon monoxit (CO) 28 2.3.3. Ứng dụng khí metan 28 2.3.4. Ứng dụng sản phẩm dầu nhiệt phân 28 2.3.5. Ứng dụng sản phẩm rắn 29 2.4. Tình hình nghiên cứu 29 2.4.1. Ngoài nước 29 2.4.2. Trong nước 34 CHƯƠNG III: NGUYÊN LIỆU, THIẾT BỊ VÀ PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM 36 3.1. Nguyên liệu – thiết bị sử dụng 36 3.1.1. Nguyên liệu 36 3.1.2. Hệ thống thiết bị nhiệt phân 36 3.2. Phương pháp thực nghiệm 40 3.2.1. Phương pháp tiền xử lý than bùn 40 3.2.2. Phương pháp phân tích thành phần than bùn: 40 3.2.3. Phương pháp hoạt hóa và biến tính xúc tác 50 3.2.4. Phương pháp thực hiện thực nghiệm 53 3.2.5. Phương pháp xử lý số liệu phân tích 56 CHƯƠNG IV:KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 59 4.1. Kết quả phân tích thành phần than bùn 59 4.2. Kết quả phân tích tính chất xúc tác 60 4.2.1. Kết quả các mẫu xúc tác sau khi hoạt hóa, biến tính bằng các cation 60 4.2.2. Kết quả phân tích diện tích bề mặt riêng BET 61 4.2.3. Kết quả phân tích nhiễu xạ tia X (XRD) 63 4.3. Kết quả nghiên cứu quá trình nhiệt phân than bùn 66 4.3.1. Kết quả nghiên cứu về hiệu suất phản ứng thu được khi sử dụng các loại xúc tác khác nhau 66 4.3.2. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng các thành phần trong hỗn hợp khí của các loại xúc tác khác nhau 67 CHƯƠNG V:KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 75 TÀI LIỆU THAM KHẢO 77 PHỤ LỤC 80

    !" #$%"&'()*#+, -.#/'0)1"22 3,4/"5  "6 789:;<  '='>%?@ :='?A*+B  ! &BC5#$ +DE" "#$%&'(')*+, -/012034 "#$56789:' + ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; ;; "#$56789:'+ ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;; <&'(')*%=5#>)'?@A<?/B5CDEFC0 C3;; ' G7 ! C*H$%&%I08G'(')*&7+ . , -/012034 .  03J/01 !. , -03JGK L.  M)*NE O.  P@0MF Q585RE5R'D5/$%&%%&C@SNET0>IU503 CVE0WI08G%X%=5VYE5ZE. "/["//\]<^ _`N/a    FFFFFFFFFF G "6 /BC'B5+HI9:J9:  +KLMNKOKKPP C3'G7V+NQFOOFOLLO bV+IR+IR "03C+S9797:TRUV:WXVYZ:[\ ]. c<d]+Nghiên cu qu trnh sn xut nhiên liu kh t than bn trên cơ sở xúc tc bentonite biến tnh b"ng phương php nhit phân ]]. /]ef\]M+ • g=*9h5'5i''i?'jE#kE9'"I3@iC#l'm i''iW7I?#k*b**'@E%g5E''@n5'l*70(5RE 55W7I?oi"0p • N>V''C*H5556''@03I)0'E#qp • N>V'>S5RE55I?9h5'5%X'g=*%l)0V06'V> *r7Wm'0%=5p • 5s0>S5RE9h5'5%lC7I='C*H5j'@ t=*Wm'0%=5. ]]].u]a/]ef<^v+OM]K^]NKO^= ].u/a///]ef+ON]KP]NKO^= . /wc_x]/_yMzC'='W_9:%W`a9 :'=7W`b9Wc9+de  !"#$%&'()'%* "fgDh'#  *  fi)jfkl m\nXopDqr9::s\ _x<{]/w" :qZYZ[\S977:T:p\:tu 0f0  +  +(/ P08G'(')*C3C'CICAVn%jj*Ct'@=5RE40 A.K9YIA5>7b#k'|5>75}'C%lB. <H0''K9#C3'~I•#l'bV}0V€5%l+'H3, -/012034.A%X'8'}7h*%•%$C'?%40W) '08I=5'KC'CI08GC3. l*'i'K5F9YIA5>7b%l55'H35KWE//B5C "K)n5,r7?3WjE‚ !."5'H35K%X)''|>?3C '@034%?'ZWl's5T0U#05'K'@V0(''AEB5'8*'?5'K 4'>%ƒ'K'n5)'('I08GC3. l*%l'K95>7b55E5D'@@0 }7 "s0"K )PB5/jEMH0@A<?/B55NE,./&"m%Xh*%•%j j*ZUWlZ0m5%ƒI08G5RE'K%=5C')b. "0(5q'K70(5>7b%lE%|#?#„'K%XI0KR$''H %$h*'K='T0EZWjWG'@V0('T0'@|'n5)I08G.  !"#$%&'()'%* - HI9:J9:  ,  v@6 Z0&GI=''?'@S'C7$'7…5'05s0T0E'@B '@ZG7H%}3'@%j0&GI=VW(†#7EVV‡%=59i7IC 0&GI=''?%H3'47G'@'bIE.@W0KWg$0%4 'C'(')*C3'K9')0Wl'T0>?'jEC#l'mi''i%ƒ*…5… 5'm)7)'*}*mEWl'T0>5s0T0'@|)'*}'E#q %=5WE'5'?'ˆ|Mb.Nl'T0>5s04Vn>S5RE559h5 '5i''i?'jE#l'm'T0'@|)'*}'E#q.Nl'T0>5s0 5'63@ki''iVE0W?'jEE3#l'm5j%$7DW5E0Wm5 '5It7ET0>W5E0560'@h55RE9h5'5WK'E3%g.5?%j )0s9h5'55REi''i'KIC7'G5A)0V06''0&V>*r7Wm%‰5 #)'IC/3@iC"/ L %(i''i/IC" 9 / 3 .Nl'T0>5s0nEC %40W)'m5=*5T0'@|)'*}'E#q5RE55'm)7'@5%}3IC+ )'%$LO  "'(5%$E)'  "Š*h''‹I)9h5'5Š'E#qIC!Œ.%40 W)C3)0V06'V>*r7Wm'• ŽOŒ•OOŒC7I=/3@i'@V> *r7  Wm  %?'  '•  •Ž‚Œ • ‚!OŽŒ  C7  I=  i'Ei  '•  OŽŒ • !L•OOŒ.@5q7$'%40W))'*}9h5'5i''i/5)0V06' V>*r7WmCC7I=/3@5E@#5E6'.-9h5'5i''i'K9h5 '5i''i?'IC7'G)0V06')0V06'Wm IHI?IC7>7C7 I=/3@iC'GC7I="a  '@V>*r7Wm.  -  + K5E7%E@k'6'5>ZWl'T0>5s0%=50'@I08GC3 IC'K'n5)55U'S'E7W>CZWl'T0>'@m5'•555K'@| W5%40%=50@‘'@I08. . !"#)'%* HI9:J9:  (  G+G  /  DG"(  0  DG"&wx  /|]. +"50&GI=5m'@'l    %'  [...]... phân hủy của than bùn, độ phân hủy càng cao than bùn có màu càng sẫm Người ta có thể dựa vào độ phân hủy để đánh giá chất lượng của than bùn, độ phân hủy càng cao chất lượng của than bùn càng tốt Nói cách khác, có thể dựa vào màu sắc của than bùn mà đánh giá chất lượng của than bùn Than bùn có màu đen thì có chất lượng tốt • Quá trình hình thành của than bùn không thể thiếu nước Nước đóng vai... làm cho than bùn có độ tro cao mà chia ra: than bùn cát, than bùn sét, than bùn vôi, than bùn sắt, than bùn lưu huỳnh, than bùn phosphat (than bùn viviamit) • Ngoài ra, dựa vào nguồn gốc vật chất hữu cơ: Trong quá trình tạo thành than bùn, tùy theo từng loại thực vật tạo thành than bùn mà người ta chia ra than bùn tại chỗ và than bùn ngoại lai d Thành phần có trong than bùn Than bùn... nhau, vì vậy tuỳ từng loại xúc tác mà phản ứng nhiệt phân xảy ra khác nhau dẫn đến thành phần sản phẩm sẽ khác nhau Quá trình nhiệt phân than bùn có sử dụng xúc tác Bentonite cho thấy khi nồng độ xúc tác Bentonite càng tăng thì thành phần trong hỗn hợp khí thu được cũng tăng Khi có mặt nhôm silicat trong khi nhiệt phân thể tích khí thu được tăng 1,1–1,2 lần so với không có nhôm silicat Ngoài ra, khi... truyền nhiệt và truyền khối càng khó hơn và các thành phần dễ bay hơi trong nguyên liệu tách ra chậm hơn, vì vậy tốc độ dòng hơi thoát ra chậm, quá trình nhiệt phân thứ cấp xảy ra nhiều nên sản phẩm khí tăng lên và lỏng giảm xuống[28] e Ảnh hưởng loại xúc tác–nồng độ xúc tác Xúc tác là chất làm tăng tốc độ phản ứng nhiệt phân, từ đó giúp cho thời gian nhiệt phân diễn ra nhanh hơn Mỗi loại xúc tác có. .. đoạn xảy ra sự phân hủy cellulose Giai đoạn >4000C: đây là giai đoạn phân hủy lignin[42] Hoặc ta có thể chia nhiệt phân thành hai quá trình: nhiệt phân sơ cấp và nhiệt phân thứ cấp a Nhiệt phân sơ cấp Thành phần chính của than bùn (hay sinh khối biomass) là cellulose, hemicellulose, lignin Đây là các chất cao phân tử được cấu thành từ các phân tử đường và có thể được bẻ gãy thành các phân tử đường... các công nghệ nhiệt phân Ngành Công nghệ kỹ thuật Hóa học 29 Khoa Hóa học và Công nghệ thực phẩm Đồ án tốt nghiệp Đại học – Khóa 2009 – 2013 Kỹ thuật nhiệt phân Cốc hoá chậm Chuyển hoá chậm Chuyển hoá rấtnhanh Trường ĐHBRVT Tốc độ gia nhiệt Rất chậm Thời gian lưu Vài ngày Chậm 5 - 30 phút 600 Rất nhanh 1 - 5 giây 650 Nhiệt độ, oC Sản phẩm chính 400 Than Dầu nhiệt phân, khí, than Dầu nhiệt phân 2.2.4 Cơ... tuổi của than bùn và các điều kiện khống chế khi hình thành của than bùn Ngoài các thành phần chính là xác của thực vật, than bùn thường mang theo nhiều các khoáng chất ngoại lai: sét, bột, di tích sinh vật, mà các chất này làm thay đổi màu của than bùn (làm cho than có màu sáng hơn), tuổi của than càng cao càng sẫm màu.Màu sắc của than bùn phản ánh mức độ phân hủy của than bùn, độ phân hủy... sản phẩm lỏng, tức dầu nhiệt phân giảm Điều kiện nhiệt độ cao, thời gian phản ứng dài sẽ thúc đẩy quá trình này [41] 2.2.5 Cơ chế nhiệt phân xúc tác Cracking xúc tác là quá trình bẻ gảy mạch Hydrocacbon mạch dài thành những Hydrocarbon mạch ngắn hơn nhờ tác dụng của xúc tác mà làm cho nhiệt độ phản ứng giảm nhưng vẫn cho hiệu suất cao Hiện nay, quá trình cracking xúc tác có nhiều cơ chế để giải... nghiệp Đại học – Khóa 2009 – 2013 Trường ĐHBRVT than bùn sẽ diễn ra sự tách thủy phân của ester,từ đó hình thành các axit béo làm cho hàm lượng axit béo tăng lên, dưới tác dụng của nhiệt độ nhiệt phân các axit béo này phân hủy thành các Hydrocarbon nhỏ hơn Nghiên cứu nhiệt cháy của sản phẩm khí khi có độ ẩm 30% thì nhiệt cháy tăng lên 1,4 lần so với nhiệt phân than bùn không ẩm[11] d Ảnh hưởng của kích... thành phần các nhóm chất trong than bùn chủ yếu là các chất dễ phân hủy, cellulose, axit humic, Khi nhiệt phân, các chất này sẽ bị phân hủy, bẻ gãy mạch thành những anhydrat, phần tử có khối lượng nhỏ hơn và sản phẩm khí có chứa mạch Hydrocarbon ngắn Như vậy, việc phân tích thành phần than bùn cho thấy có thể sử dụng quá trình nhiệt phân, khí hóa để có thể chuyển đổi than bùn thành các sản Ngành . c<d]+Nghiên cu qu trnh sn xut nhiên liu kh t than bn trên cơ sở xúc tc bentonite biến tnh b"ng phương php nhit phân ]]. /]ef]M+ • g=*9h5'5i''i?'jE#kE9'"I3@iC#l'm i''iW7I?#k*b**'@E%g5E''@n5'l*70(5RE 55W7I?oi"0p •. " C@E'@'E#q5•5j5503'(*W7W7I?+"/a, N-ŸIoi,#"0;C7$'C7I='@I'C*H5RE'@5F@6' %EE+V:'#$'5'W56' c. Phân loại than bn E#q5j4055*}I?W5E0+nEC7s5%$*}R3 %40W)|'C'C*H'@0&(58'56'Z05b. •. C@EnEC0&(58'56'Z05b+ @T0'@|'?'C'E#q'q3'i'•I?'n58''?'C'E#q 7CA'E5E@E'E#q'?5tC'E#q?IE. d. Thành phần có trong than bn E#qICE%?%H05RET0'@||'C557~'E.83ZE 'E#qC7$'V(I?'EW55jVnW5#)'VE0+ “97=OC:89:o:”9J97W`•9V„V€q97JnqreV:Z9R:J9:ZWF•^Š– C*H P?'E "E@#†ŒWI‡