LỜI NÓI ĐẦU Việt Nam là một nước có nền kinh tế nông nghiệp là chủ yếu với thế mạnh là trồng trọt và chăn nuôi đặc biệt là sản xuất lúa gạo. Hàng năm nước ta có kim ngạch xuất khẩu gạo rất lớn, các ngành trồng trọt như rau, củ, quả, mía đường…cũng phát triển không ngừng. Tất cả những yếu tố trên cho thấy đây là một nguồn nguyên liệu rất phong phú, dồi dào và dư thừa của Việt Nam. Đây là điều kiện rất thuận lợi cho các ngành công nghiệp sử dụng nguyên liệu là sản phẩm của ngành nông nghiệp, đặc biệt là các ngành sản xuất nhiên liệu xăng dầu, cồn, nhiên liệu sinh học… Trong khi đó tình hình xăng dầu thế giới hiện nay có nhiều biến động, các nước có nguồn tài nguyên dầu mỏ dồi dào đã hạn chế khai thác gây ảnh hường tiêu cực đến nền kinh tế toàn cầu. Đặc biệt là các nước đang phát triển phải chịu nhiều hậu quả nặng nề, tình hình lạm phát gia tăng, ảnh hưởng đến chất lượng đời sống nhân dân. Song song với những khó khăn đó là nguồn nhiên liệu dầu mỏ của nước ta ngày càng cạn kiệt theo thời gian, do nước ta chỉ xuất khẩu dầu thô và nhập xăng dầu từ nước ngoài mà chưa có nhà máy lọc dầu nào chính thức đi vào hoạt động. Trước tình hình đó việc nghiên cứu sản xuất các nguồn nhiên liệu thay thế 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 nhiên liệu sạch như cồn tuyệt đối, nhiên liệu sinh học… để tận dụng tối đa nguồn nguyên liệu dư thừa của nông nghiệp, tạo công ăn việc làm, đảm bảo an ninh năng lượng cho phát triển kinh tế nước nhà. Nhìn chung, vấn đề cần đặt ra ở đây là phải có sự nghiên cứu thực nghiệm để đưa ra một công nghệ hoàn thiện, tự động hoàn toàn và có khả năng áp dụng ở quy mô công nghiệp trên cơ sở những kết quả nghiên cứu đã công bố và đã được ứng dụng trên thế giới, áp dụng vào điều kiện của Việt Nam. Đây là một đề tài có ý nghĩa thực tiễn và đáp ứng được phần nào về nhu cầu sử dụng năng lượng hiện nay của đất nước. Mục Lục Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 7 I. Mục đích đề tài 7 1. Tính thực tiễn của đề tài 7 2. Tình hình sản xuất và sử dụng ethanol trên thế giới 8 3. Tình hình sản xuất và sử dụng ethanol ở Việt Nam 9 3.1 Tình hình chung 9 3.2 Những khó khăn khi sử dụng gasohol ở Việt Nam 10 3.3 Hướng phát triển 10 II. Những đặc tính của cồn tinh luyện 11 1. Các phương pháp sản xuất cồn 11 1.1 Hydrat hóa etylen 11 1.2 Phương pháp lên men 11 2. Tính chất và ứng dụng của cồn 11 2.1 Tính chất vật lý 11 2.2 Ứng dụng 12 III. Cồn nhiên liệu 12 1. Lịch sử phát triển 12 2. Yêu cầu về chất lượng 12 3. Ưu nhược điểm của xăng pha cồn với xăng truyền thống 13 IV. Các phương pháp sản xuất cồn nhiên liệu 15 1. Phương pháp chưng luyện 15 1.1 Phương pháp chưng luyện đẳng phí 15 1.2 Phương pháp trích ly với muối rắn 15 2 Phương pháp bay hơi thẩm thấu qua màng 15 3 Phương pháp hấp phụ (rây phân tử) 16 V. Vật liệu hấp phụ Zeolite 18 1. Cấu trúc của zeolite 19 2. Phân loại Zeolite 20 2.1 Phân loại theo kích thước mao quản 20 2.2 Phân loại theo tỉ lệ SiAl 20 3. Xác định bề mặt riêng của zeolite 20 4. Một số đặc trưng của Zeolite 4A 21 Chương 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT HẤP PHỤ 23 I. Thuyết hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir 23 II. Thuyết hấp phụ Fruendlich 24 III. Thuyết hấp phụ đẳng nhiệt Brunauer – Emmett – Teller (BET) 25 IV.Nghiên cứu khảo sát khả năng hấp phụ nước của Zeolite 26 1. Xây dựng hệ thống thiết bị thực nghiệm 26 2. Phương pháp đo kết quả 28 3. Thực nghiệm 29 4. Bàn luận 32 Chương 3 QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 34 I. Lựa chọn quy trình công nghệ 34 II. Thuyết minh quy trình công nghệ 34 Chương 4 QUÁ TRÌNH HẤP PHỤ 35 I. Cân bằng vật chất cho quá trình hấp phụ 35 1. Khối lượng riêng pha hơi đi vào tháp 35 2. Khối lượng riêng pha hơi đi ra khỏi tháp 35 3. Cân bằng vật chất cho cấu tử bị hấp phụ là nước 36 II. Tính toán chiều cao lớp hấp phụ 37 1. Tính lượng zeolite cần thiết 37 2. Tính chiều cao tháp 38 III. Cân bằng nhiệt lượng cho quá trình hấp phụ 39 IV. Cân bằng nhiệt lượng cho quá trình làm mát vật liệu 41 Chương 5 QUÁ TRÌNH GIẢI HẤP PHỤ 42 I. Chọn tác nhân giải hấp phụ 42 II. Cân bằng vật chất cho quá trình nhả hấp phụ 42 II. Tính toán vận tốc hơi giải hấp đi trong tháp 44 Chương 6 TÍNH TOÁN CƠ KHÍ 46 I. Tính toán chiều cao thân tháp 46 II. Tính tổn thất áp suất của dòng khí qua lớp hấp phụ 46 III. Tính toán cơ khí cho thân tháp 47 1. Tính bề dày cho thân trụ hàn chịu áp suất trong 47 2. Tính đáy, nắp tháp 50 3. Tính lưới đỡ và đĩa phân phối 51 4. Tính đường kính các ống dẫn 54 5. Tính bích và chân đỡ cho tháp 57 Chương 7 TÍNH TOÁN THIẾT BỊ PHỤ 64 I. Lựa chọn thiết bị phụ 64 1. Thiết bị trao đổi nhiệt 64 2. Carlorifier cấp nhiệt 69 3. Lựa chọn thiết bị ngưng tụ 69 4. Lựa chọn thiết bị lọc bụi 69 5. Lựa chọn bơm 70 9. Thiết bị khác 71 II. Tính toán nồi đun 71 1. Lượng hơi đốt cần dùng 71 2. Hiệu nhiệt độ trung bình 72 3. Hệ số cấp nhiệt của cồn sôi sủi bọt trong thiết bị đun sôi 72 4. Hệ số cấp nhiệt của hơi ngưng tụ phía trong ống 73 5. Mật độ dòng nhiệt truyền qua vách 73 6. Hệ số truyền nhiệt tổng quát 74 7. Bề mặt truyền nhiệt 74 III. Năng suất nhiệt của caloriphe 74 IV. Tính toán thiết bị ngưng tụ sản phẩm 75 1. Lượng nước cần dùng để giải nhiệt 75 2. Hiệu nhiệt độ trung bình 75 3. Hệ số cấp nhiệt hơi cồn tình khiết ngưng tụ trên bề mặt ống đứng 75 4. Hệ số cấp nhiệt của nước giải nhiệt đi trong ống 76 5. Mật độ dòng nhiệt truyền qua vách 77 6. Hệ số truyền nhiệt tổng quát 78 7. Bề mặt truyền nhiệt 78 Kết Luận Tài Liệu tham khảo