Nghiên cứu chuyển hóa dầu ăn phế thải & mỡ cá thành bio

Nghiên cứu chuyển hóa dầu ăn phế thải & mỡ cá thành bio.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠOTRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI----------------------------BÁO CÁO LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌCĐề tài: NGHIÊN CỨU CHUYỂN HÓA DẦU ĂN PHẾ THẢI VÀ MỠ CÁ THÀNH BIODIESEL TRÊN XÚC TÁC DỊ THỂ Học viên: ĐỖ THỊ DIỄM THÚY GVHD: PGS.TS ĐINH THỊ NGỌHÀ NỘI 2009 Nội dung báo cáo Giới thiệu chung1 Thực nghiệm2 Kết quả thảo luận 3 Kết luận4 GIỚI THIỆU CHUNGNguồn nhiên liệu khoáng ngày càng cạn kiệt, và tác động lớn đến môi trường. →Việc nghiên cứu và phát triển nguồn nhiên liệu thay thế đang là việc làm hết sức cần thiết. Biodiesel với ưu điểm nổi bật: • Làm giảm đáng kể lượng khí thải độc hại. • Có khả năng tái tạo được.→ Biodiesel là nhiên liệu thay thế được quan tâm hơn cả. GIỚI THIỆU CHUNGNguyên liệu để tổng hợp biodiesel:BiodieselBiodieselLựa chọn nguyên liệu rẻ tiền, không ảnh hưởng an ninh lương thực: dầu ăn phế thải và mỡ cá basa.Dầu thực vậtMỡ động vật Giới thiệu chungCác loại xúc tác được sử dụng: Xúc tác đồng thể Xúc tác dị thểVí dụ: Na2SiO3, CaSiO3, MgO hoạt hóa bằng NaOH…Ví dụ: NaOH, CH3ONa, HCl, H2SO4 .Trong đồ án này nghiên cứu xúc tác dị thể MgSiO3 4321Chuẩn bị nguyên liệuTạo kết tủaLọc rửa kết tủaSấy & nungMgSiO3 ĐIỀU CHẾ XÚC TÁC THỰC NGHIỆMXử lý dầu ăn thải và mỡ cáXác định các chỉ tiêu của dầu thải và mỡ cáXỬ LÝ NGUYÊN LIỆU TỔNG HỢP BIODIEZEL1. Máy khuấy từ có gia nhiệt2. Bình cầu ba cổ3. Nhiệt kế4. Sinh hàn5. Con khuấy từ 54321Đánh giá chất lượng biodiesel.Phân tích chất lượng và xử lý nguyên liệu.Đặc trưng xúc tác.Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất biodiesel.Thu hồi glyxerin.6Đánh giá khả năng tái sử dụng, tái sinh xúc tác. 3.1 PHÂN TÍCH CHẤT LƯỢNG NGUYÊN LIỆUVàng nhạtVàng sẫmMàu sắcTanhKhétMùi5,34,5Hàm lượng cặn rắn, % khối lượng0,450,16Hàm lượng nước, % thể tích03,6Hàm lượng muối, % khối lượng-25Nhiệt độ đông đặc, oC0,910,90Tỷ trọng5446Độ nhớt động học ở 40oC, cSt8812Chỉ số iôt, g I2/100g dầu198,0193,5Chỉ số xà phòng, mg KOH/g dầu3,603,34Chỉ số axit, mg KOH/g dầuMỡ cáDầu ăn thảiChỉ tiêu chất lượngNguyên liệu có chất lượng kém cần xử lý. [...]... 50 40 30 20 10 0 0.7 Dầu thải Mỡ cá Na2CO3 4% Na2CO3,, 4% NaOH 4% Tác nhân trung hòa KOH 4% Chỉ số axit, mg KOH/g Hiệu suất, % 3.2.1 Lựa chọn tác nhân trung hòa: 0.6 0.5 Dầu thải Mỡ cá 0.4 0.3 0.2 0.1 0 Na2CO3,4% Na2CO3, 4% NaOH 4% Tác nhân trung hòa Chọn NaOH làm tác nhân trung hòa KOH 4% 3.2 XỬ LÝ NGUYÊN LIỆU 3.2.2 Ảnh hưởng của lượng dư NaOH 2 1.5 Dầu thải Mỡ cá 1 0.5 0 0 2 4 6 8... biodiesel 3.4.3 Ảnh hưởng của tỉ lệ metanol/dầu, mỡ Hiệu suất, % 70 65 60 55 Dầu thải Mỡ cá 50 45 40 35 30 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 Tỉ lệ metanol /dầu, v/v Tỷ lệ metanol/dầu thải tối ưu là 0,5 Tỷ lệ metanol/mỡ cá tối ưu là 0,6 0.8 3.4 Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tổng hợp biodiesel 3.4.4 Ảnh hưởng của nhiệt độ phản ứng Hiệu suất, % 70 Dầu thải Mỡ cá. .. quá trình tổng hợp biodiesel Hiệu suất, % 3.4.1 Ảnh hưởng của thời gian phản ứng 60 55 50 Dầu thải 45 Mỡ cá 40 35 30 2 3 4 5 6 7 Thời gian, giờ Thời gian tối ưu cho cả hai loại nguyên liệu đều là 6 giờ 3.4 Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tổng hợp biodiesel 3.4.2 Ảnh hưởng của hàm lượng xúc tác Hiệu suất, % 65 60 55 50 Dầu thải 45 Mỡ cá 40 35 30 4 5 6 7... suất dầu trung tính thu được, % 50 60 70 80 90 Dầu thải 87 90 93 93 93 Mỡ cá 80 86 89 91 91 Dầu thải: nhiệt độ nước rửa tối ưu là 70oC, và 4 lần rửa Mỡ cá: nhiệt độ tối ưu nước rửa tối ưu là 80oC, và 5 lần rửa CHẤT LƯỢNG NGUYÊN LIỆU SAU KHI XỬ LÝ: Tính chất Dầu ăn thải Mỡ cá 45 52 Tỷ trọng 0,89 0,90 Chỉ số axit, (mg KOH/g dầu) 0,4 0,5 Chỉ số xà phòng, (mg KOH/g dầu) ... B20, và vẫn đảm bảo tính năng tốt của động cơ 3.7 HÀM LƯỢNG KHÓI THẢI CO NOX CO2 RCH Hàm lượng CO trong khói thải động cơ ở các tốc độ khác nhau 1300 1250 1200 Biodiezel 1150 Diezel 1100 1050 1000 00 21 00 20 00 19 00 18 00 17 00 16 00 15 00 950 14 Hµm l­îng CO, ppm 1350 Tốc độ vòng quay ( vòng/ phút ) Hàm lượng NOX trong khói thải động cơ ở các tốc độ khác nhau 1200 1000 800 Biodiesel 600 Diesel 400... Chỉ số axit, mgKOH/g dầu 2.5 98 97 96 95 94 93 92 91 90 89 88 87 Dầu thải Mỡ cá 0 2 4 6 8 10 Hàm lượng NaOH dư, % Hàm lượng NaOH dư tối ưu là 8% 12 3.2 XỬ LÝ NGUYÊN LIỆU 3.2.3 Ảnh hưởng của số lần rửa, nhiệt độ nước rửa đến hiệu suất thu dầu trung tính Số lần rửa Hiệu suất dầu trung tính thu được, % 2 3 4 5 7 8 Dầu thải Chưa sạch Chưa sạch 94 92 88 83 Mỡ cá Chưa sạch Chưa... Biodiesel từ mỡ cá Biodiesel từ dầu thải Tỷ trọng D4052 0,82 – 0,9 0,89 0,88 Nhiệt trị, MJ/kg D240 - 40,03 40,00 Độ nhớt, mm2/s ở 400C D445 1,9 – 6,0 5,6 5,5 Nhiệt độ chớp cháy, 0C D93 Min 130 157 140 Điểm vẩn đục, 0C D2500 -3 đến 12 6 4 Chỉ số xetan D976 Min 47 55 57 Chỉ số axit, mg KOH/g dầu D974 0,8 0,23 0,2 Cặn cacbon, % KL D189 . CHẾ XÚC TÁC THỰC NGHIỆMXử lý dầu ăn thải và mỡ cáXác định các chỉ tiêu của dầu thải và mỡ cáXỬ LÝ NGUYÊN LIỆU TỔNG HỢP BIODIEZEL1. Máy khuấy từ có. hợp biodiesel:BiodieselBiodieselLựa chọn nguyên liệu rẻ tiền, không ảnh hưởng an ninh lương thực: dầu ăn phế thải và mỡ cá basa .Dầu thực vậtMỡ động vật Giới