Đồ án tốt nghiệp tính toán thiết kế hệ thống chưng cất ethanol với công xuất 100000 m3 năm công nghệ sản xuất bio ethanol từ sắn

Đồ án tốt nghiệp Tính tốn thiết kế hệ thống chưng cất ethanol với công suất 100000 m3/năm công nghệ sản xuất Bio─Ethanol từ sắn Đồ án tốt nghiệp Mục lục MỤC LỤC MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ BIO─ETHANOL VÀ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIO─ETHANOL TRONG CÔNG NGHIỆP 1.1 Tổng quan Bio─Ethanol 1.1.1 Khái niệm Bio─Ethanol 1.1.2 Lịch sử phát triển ứng dụng Bio─Ethanol 1.2 Tổng quan Công nghệ sản xuất Bio─Ethanol 1.2.1 Các phương pháp sản xuất Ethanol 1.2.2 Các nguồn nguyên liệu sản xuất Bio─Ethanol 10 1.2.3 Sự khác công nghệ sản xuất cồn thực phẩm Bio─Ethanol 11 1.3 Công nghệ sản xuất Bio─Ethanol từ tinh bột 12 1.3.1 Giới thiệu nguyên liệu tinh bột sử dụng chủ yếu Việt Nam 12 1.3.2 Giới thiệu nguyên liệu sắn 13 1.3.3 Các dây chuyền công nghệ sản xuất Bio─Ethanol giới 15 1.3.4 Công Nghệ sản xuất Bio─Ethanol Việt nam 24 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH CHƯNG LUYỆN 33 2.1 Cơ sở lý thuyết trình chưng cất 33 2.1.1 Khái niệm chưng cất 33 Hồ Sỹ Chính – Máy TB CN HC K52 Đồ án tốt nghiệp Mục lục 2.1.2 Khái niệm cân lỏng – 34 2.1.3 Hỗn hợp hai cấu tử 35 2.2 Các phương pháp chưng cất 35 2.2.1 Chưng đơn giản 35 2.2.2 Chưng nước trực tiếp 37 2.2.3 Chưng luyện liên tục 38 2.2.4 Các phương pháp chưng khác 41 2.3 Cở sở tính tốn cơng nghệ chưng luyện liên tục hỗn hợp hai cấu tử 44 2.3.1 Cân pha 44 2.3.2 Cân vật liệu 45 2.3.3 Chỉ số hồi lưu thích hợp 47 2.4 Quy trình cơng nghệ hệ thống chưng cất ethanol 49 CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN CƠNG NGHỆ THÁP CHƯNG LUYỆN 52 3.1 Các thông số ban đầu 52 3.2 Cân pha lỏng – hệ Ethanol – water áp suất làm việc 52 3.3 Cân vật chất 54 3.3.1 Nồng độ phần mol Ethanol tháp 54 3.3.2 Suất lượng mol dòng 55 3.3.3 Phương trình đường làm việc cho đoạn chưng đoạn luyện 56 CHƯƠNG 4: TÍNH TỐN KẾT CẤU CHO THÁP CHƯNG LUYỆN 61 4.1 Chiều cao tháp chưng luyện 61 4.1.1 Số đĩa lý thuyết tháp chưng luyện 61 4.1.2 Số đĩa thực tế tháp chưng luyện 61 Hồ Sỹ Chính – Máy TB CN HC K52 Đồ án tốt nghiệp Mục lục 4.1.3 Chiều cao tháp chưng luyện 63 4.2 Đường kính tháp 64 4.3 Thiết kế sơ đĩa dự đoán điểm sặc đĩa 68 4.3.1 Chọn thiết kế sợ đĩa cho tháp chưng luyện 68 4.3.2 Dự đoán điểm sặc đĩa 68 4.4 Trở lực đĩa 69 4.4.1 Trở lực đĩa khô 69 4.4.2 Trở lực lớp hỗn hợp lỏng – khí đĩa 71 4.4.3 Tính kiểm tra kênh chảy truyền lỏng 73 4.5 Tính tốn bề dày thiết bị chi tiết khác 75 4.5.1 Tính tốn bề dày thiết bị 75 4.5.2 Tính tốn chân đỡ tháp 82 4.5.3 Cửa nối ống dẫn với thiết bị bích nối tương ứng 85 CHƯƠNG 5: TÍNH TỐN CÁC THIẾT BỊ PHỤ TRỢ 90 5.1 Thông số hai dòng lưu thể 90 5.2 Cân nhiệt lượng cho thiết bị 90 5.3 Hệ số cấp nhiệt cho lưu thể 91 5.3.1 Hệ số cấp nhiệt cho nước bão hịa khơ ngưng tụ 92 5.3.2 Hệ số cấp nhiệt cho hỗn hợp lỏng etanol – nước 93 5.3.3 Bề mặt truyền nhiệt đáng giá độ dài ống 94 5.4 Tính tốn kết cấu cho thiết bị gia nhiệt đáy tháp 96 5.4.1 Bề dày thiết bị gia nhiệt đáy tháp 96 5.4.2 Bề dày đáy nắp thiết bị gia nhiệt 98 Hồ Sỹ Chính – Máy TB CN HC K52 Đồ án tốt nghiệp Mục lục 5.4.3 Chọn mặt bích ghép nối thân – đáy nắp thiết bị 98 5.4.4 Bù giãn nở nhiệt bề dày vỉ ống 99 5.4.5 Tính tốn chân đỡ thiết bị gia nhiệt đáy tháp 99 5.4.6 Cửa nối ống dẫn với thiết bị bích nối tương ứng 104 CHƯƠNG 6: QUY TRÌNH CHẾ TẠO, LẮP RÁP VÀ VẬN HÀNH THÁP CHƯNG LUYỆN 107 6.1 Quy trình chế tạo số chi tiết thiết bị 107 6.1.1 Quy trình chế tạo thân tháp chưng cất 107 6.1.2 Quy trình chế tạo đáy nắp thiết bị hình elip 108 6.1.3 Quy trình chế tạo đĩa van chuyển động 109 6.2 Quy trình lắp ráp tháp chưng cất 111 6.2.1 Quy trình lắp đặt thiết bị 111 6.2.2 Quy trình lắp đặt đĩa van vào thân thiết bị 113 6.3 Quy trình vận hành thiết bị 114 6.3.1 Công tác chuẩn bị 114 6.3.2 Công tác vận hành 114 6.3.3 Ngừng hệ thống gặp cố 115 6.3.4 Xử lý cố vận hành 116 KẾT LUẬN 117 TÀI LIỆU THAM KHẢO 118 PHỤ LỤC 120 Hồ Sỹ Chính – Máy TB CN HC K52 Đồ án tốt nghiệp Lời cảm ơn LỜI CẢM ƠN Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới TS Nguyễn Đặng Bình Thành, người trực tiếp hướng dẫn em tận tình, chu đáo mặt chun mơn, động viên em mặt tinh thần để em hoàn thành đồ án tốt nghiệp Em xin gửi lời cảm ơn tới tất thầy cô giáo mơn Máy Thiết bị Cơng nghiệp Hóa Chất, Viện Kỹ thuật Hóa học, Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội tận tình dạy dỗ, bảo em suốt thời gian năm năm học tập rèn luyện trường Em xin chân thành cảm ơn anh chị phịng Kỹ Thuật tồn thể Cơng ty Cổ phần Nhiên liệu Sinh học Miền trung cho phép em thực tập Q Cơng ty, từ tạo tiền đề cho em hồn thành đồ án tốt nghiệp Sau em xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, người thân bạn bè động viên giúp đỡ em suốt trình học tập Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội thời gian thực đồ án tốt nghiệp Hà Nội, Ngày 02 Tháng 06 Năm 2012 Sinh viên Hồ Sỹ Chính Hồ Sỹ Chính – Máy TB CN HC K52 Đồ án tốt nghiệp Mở đầu MỞ ĐẦU Thế giới phải đương đầu với hai khủng hoảng lớn – ấm lên toàn cầu giá tăng cao loại nhiên liệu không tái tạo Tuy nhiên, hai vấn đề có giải pháp thơng thường – nhiên liệu thay nguồn lượng tái tạo hạn chế loại khí thải gây tương nóng lên tồn cầu Trên phương hướng đó, nhà nghiên cứu nhà khoa học giới tìm nguồn nhiêu liệu tốt thân thiện với môi trường – Ethanol sinh học Là nguồn nhiên liệu thay với lợi ích tuyệt vời nó, đồng thời đánh giá nguồn nhiên liệu tiềm với nhiều nước giới Mặc dù có nhiều thuận lợi khó khăn sản xuất ethanol sinh học ethanol sinh học sử dụng nhiên liệu phụ số nước Trong nhiều năm qua, công nghệ sản xuất ethanol sinh học phát triển, đổi vượt bậc, đem lại hiệu cao Công nghệ trọng dây chuyền việc chưng cất ethanol từ giấm chín sau lên men Vì vấn đề tính tốn, thiết kế cải tiến cơng đoạn chưng cất tồn q trình nói chung điều tất yếu Bản đồ án em với đề tài là: “Tính tốn thiết kế hệ thống chưng cất ethanol với cơng suất 100000 m3/năm công nghệ sản xuất Bio─Ethanol từ sắn” Trong gồm phần sau: + Chương 1: Tổng quan Bio─Ethanol công nghệ sản xuất Bio─Ethanol công nghiệp + Chương 2: Tổng quan q trình chưng luyện + Chương 3: Tính tốn cơng nghệ tháp chưng luyện Ethanol + Chương 4: Tính tốn kết cấu cho tháp chưng luyện Ethanol + Chương 5: Tính tốn thiết bị phụ trợ Hồ Sỹ Chính – Máy TB CN HC K52 Đồ án tốt nghiệp Chương 1: Tổng quan Bio-Ethanol CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ BIO─ETHANOL VÀ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIO─ETHANOL TRONG CÔNG NGHIỆP 1.1 Tổng quan Bio─Ethanol 1.1.1 Khái niệm Bio─Ethanol Bio─Ethanol (ethanol sinh học) ethanol sản xuất từ loại nguyên liệu thực vật chứa đường phương pháp lên men vi sinh từ loại nguyên liệu chứa tinh bột cellulose thông qua phản ứng trung gian thủy phân thành đường Hiện giới, nguyên liệu chứa đường tinh bột sử dụng phổ biết chi phí sản xuất thấp Xăng sinh học hỗn hợp pha trộn theo tỷ lệ xác định ethanol xăng Một số loại xăng sinh học sử dụng giới E5, E10, E85… Ở Việt nam, đưa thị trường loại xăng E5 Cty PV oil cung cấp [1] 1.1.2 Lịch sử phát triển ứng dụng Bio─Ethanol Từ năm 1973 trở trước, Bio─Ethanol không phát triển nhiều, đương thời, cơng nghệ Hóa dầu phát triển, trữ lượng xăng dầu lớn, nên giá thành thấp Sau năm 1973, khủng hoảng dầu mỏ toàn giới xảy [2], khiến giá thành xăng dầu lên cao, nên nước phát triển Mỹ, Braxin số nước châu Âu bắt đầu khởi động lại nghiên cứu Bio─Ethanol Sau đó, Bio─Ethanol phát triển mạnh, đưa vào dụng thực tế số nước Mỹ, Braxin, Nhật Bản… Đầu kỉ 21, xăng sinh học trở thành nhiên liệu ưu tiên hàng đầu xây dựng chiến lược lượng Mỹ, Tây Âu, Nhật, Braxin… Hồ Sỹ Chính – Máy TB CN HC K52 Đồ án tốt nghiệp Chương 1: Tổng quan Bio-Ethanol Ưu điểm xăng sinh học xăng cháy triệt để hơn, loại bỏ phụ gia chống kích nổ chứa chì, giảm phát thải CO2 khơng khí đáng kể so với xăng thường Nhược điểm lớn xăng sinh học nồng độ cao Bio─Ethanol làm hỏng chi tiết lăng cao su, nhưa động Những loại xăng sinh học sử dụng giới [3]: + E5, E10: Bio─Ethanol pha 5%, 10% thể tích vào xăng, sử dụng thông dụng, không ảnh hưởng đến động xe + E25: Bio─Ethanol pha 25% thể tích vào xăng, động xe cần phải cải tiến số chi tiết, điề chỉnh thời gian phun nhiên liệu Braxin quốc gia sử dụng nhiều loại xăng +E85: Bio─Ethanol pha 85% thể tích vào xăng, sử dụng cho động chế tạo riêng Tiêu biểu dòng xe Ford focus sản xuất Mỹ Thực tế, người ta không pha Bio─Ethanol với xăng theo tỷ lệ trung bình 40 đến 60% tỷ lệ này, xăng sau pha bị phân lớp nhanh trình lưu trữ Hiệu dùng xăng sinh học thay thế: + Xăng pha 5% Bio─Ethanol tiết kiêm 5% nhiên liệu so với xăng thường + Công suất động cải thiện + Khi thải CO Hidrocacbon giảm 10% + Khả tăng tốc đông tốt 1.2 Tổng quan Công nghệ sản xuất Bio─Ethanol 1.2.1 Các phương pháp sản xuất Ethanol Ethanol sản xuất nhiều phương pháp khác , có hai phương pháp sau phổ biến Hồ Sỹ Chính – Máy TB CN HC K52 Đồ án tốt nghiệp Chương 1: Tổng quan Bio-Ethanol + Công nghệ sản xuất ethanol tổng hợp: Tổng hợp ethanol có nghĩa sản xuất ethanol phương pháp hoá học, giới người ta sản xuất ethanol nhiều phương pháp khác Trong cơng nghệ tổng hợp hố dầu ethanol sản xuất dây chuyền cơng nghệ hydrat hố khí etylen cơng nghệ cacbonyl hố với methanol Hydrat hố: CH2=CH2 + H2O C2H5OH Cacbonyl: C2H5OH + H2O CH3OH + CO + H2 + Công nghệ sản xuất ethanol sinh học: Cơng nghệ dựa q trình lên men nguồn hydratcacbon có tự nhiên như: nước đường ép, ngô, sắn, mùn, gỗ (C6H10O5)n + n H2O nC6H12O6 2C2H5OH + 2CO2 + Q Trong trình sản xuất ethanol sinh học phân thành công đoạn công đoạn lên men nhằm sản xuất Bio─Ethanol có nồng độ thấp cơng đoạn chưng cất làm khan để sản xuất ethanol có nồng độ cao để phối trộn vào xăng Hiện sản xuất cồn chủ yếu phổ biến sản xuất theo phương pháp sinh học 1.2.2 Các nguồn nguyên liệu sản xuất Bio─Ethanol Nguồn nguyên liệu để sản xuất Bio─Ethanol chủ yếu từ: + Các loại nguyên liệu chứa đường: mía, củ cải đường, nốt … + Các loại nguyên liệu chứa tinh bột: sắn, ngơ, gạo, lúa mạch, lúa mì… + Các loại nguyên liệu chứa cellulose Tuy nhiên, tùy theo lợi nguồn nguyên liệu quốc gia, người ta chọn loại nguyên liệu có lợi để sản xuất Bio─Ethanol nhiên liệu Ở Việt Nam, nguồn ngun liệu thích hợp sản xuất Bio─Ethanol mía, sắn, gạo, ngơ rỉ đường Hồ Sỹ Chính – Máy TB CN HC K52 10 Đồ án tốt nghiệp Chương 6: Quy trình chế tạo, lắp ráp vận hành 6.2.2 Quy trình lắp đặt đĩa van vào thân thiết bị Đĩa van lắp vào thiết bị theo hướng từ lên trên, đĩa gồm phần kênh chảy chuyền Đĩa van cố định vào thiết bị cách sử dụng dạng bu lơng, đai ốc, đệm lót, liên kết với liên kết với vành đỡ (đã hàn vào thân thiết bị) Thứ tự lắp ráp phần đĩa 1, kênh chảy chuyền, 7, 6, 5, Phương pháp lắp đặt mơ hình hóa chi tiết hình 6.5 Hình 6.5: Mơ hình lắp đặt đĩa van Hồ Sỹ Chính – Máy TB CN HC K52 113 Đồ án tốt nghiệp Chương 1: Tổng quan Bio-Ethanol Dòng dịch chảy qua thùng lên men giấm chín lấy từ bồn cuối Trong thiết kế dây chuyền này, q trình lên men thực gián đoạn cách đóng van kết nối thùng lên men để cách ly thùng với Khi thùng nạp liệu lấy giấm chín cách độc lập (lên men gián đoạn thùng) Công đoạn chưng cất – tách nước Sử dụng công nghệ chưng cất đa áp suất, hệ thống chưng cất hệ thống chưng cất sử dụng nhiệt tối ưu giảm lượng tiêu thụ Hệ thống tháp gồm: - Tháp cất I với khử khí phần - Tháp cất II - Tháp khử Anđehyt - Tháp cất tinh I - Tháp cất tinh II Các tháp hoạt động mức áp suất khác để tháp gia nhiệt đỉnh tháp khác Cồn từ khu vực chưng cất gia nhiệt siêu tốc nhằm nâng nhiệt độ lên khoảng 115oC hóa hồn tồn Sau cồn tách nước rây phân tử 3A Sản phẩm cồn khan đưa ngưng tụ, làm mát tồn chứa Sau thời gian hấp phụ, tháp hấp phụ bị bão hòa tháp tái sinh phần dòng cồn khan khỏi tháp hấp phụ Dòng cồn tái sinh có chứa nước quay trở lại khu vực chưng cất Hồ Sỹ Chính – Máy TB CN HC K52 18 Đồ án tốt nghiệp Chương 1: Tổng quan Bio-Ethanol Dòng dịch chảy qua thùng lên men giấm chín lấy từ bồn cuối Trong thiết kế dây chuyền này, q trình lên men thực gián đoạn cách đóng van kết nối thùng lên men để cách ly thùng với Khi thùng nạp liệu lấy giấm chín cách độc lập (lên men gián đoạn thùng) Công đoạn chưng cất – tách nước Sử dụng công nghệ chưng cất đa áp suất, hệ thống chưng cất hệ thống chưng cất sử dụng nhiệt tối ưu giảm lượng tiêu thụ Hệ thống tháp gồm: - Tháp cất I với khử khí phần - Tháp cất II - Tháp khử Anđehyt - Tháp cất tinh I - Tháp cất tinh II Các tháp hoạt động mức áp suất khác để tháp gia nhiệt đỉnh tháp khác Cồn từ khu vực chưng cất gia nhiệt siêu tốc nhằm nâng nhiệt độ lên khoảng 115oC hóa hồn tồn Sau cồn tách nước rây phân tử 3A Sản phẩm cồn khan đưa ngưng tụ, làm mát tồn chứa Sau thời gian hấp phụ, tháp hấp phụ bị bão hòa tháp tái sinh phần dòng cồn khan khỏi tháp hấp phụ Dịng cồn tái sinh có chứa nước quay trở lại khu vực chưng cất Hồ Sỹ Chính – Máy TB CN HC K52 18 Đồ án tốt nghiệp Chương 6: Quy trình chế tạo, lắp ráp vận hành Ngừng cấp cho E-4201, tiếp ngừng dịng từ tháp tinh gia nhiệt cho tháp thơ C-4101 Dừng bơm PC-4101, tiếp ngắt dịng từ tháp thơ C-4101 gia nhiệt cho tháp thơ C-4202 Dừng bơ PC-4102, tiếp dừng hệ thống tạo chân không 6.3.4 Xử lý cố vận hành STT Hiện tượng Xử lý Hệ thống điện, nước có Thao tác ngừng máy theo liên quan gặp cố trình tự bình thường Nguyên nhân Mất điện, nước Áp suất bơm không tăng lên Thiết bị, đường ống bị rạn nứt, vỡ Bơm tự ngừng Van tự động điều chỉnh khơng nhạy Có khí bơm bơm bị hỏng Bị vượt áp lâu ngày không bảo dưỡng, sửa chữa Mở van khí thải bơm để thải khí, ngừng bơm để kiểm tra sửa chữa Nhanh chóng ngừng hệ thống để sửa chữa, thay Bơm bị dòng, Nhanh chóng chạy bơm dự điện, phịng Mất khơng khí nén, đồng hồ đo bị trục trặc Hồ Sỹ Chính – Máy TB CN HC K52 Đổi sang thao tác tay,liên hệ với đội sửa chữa để sửa chữa thay 116 Đồ án tốt nghiệp Kết luận KẾT LUẬN Qua thời gian làm đồ án tốt nghiệp em rút kết luận sau: Đã nghiên cứu, tổng hợp tài liệu liên quan đến công nghệ sản xuất etanol từ nguồn nguyên liệu tinh bột nước giới Đã tìm hiểu, nắm bắt kỹ thuật phân tách hỗn hợp hai nhiều câu tử, đặc biệt phương pháp chưng cất liên tục Đã tính tốn thơng số cơng nghệ: Cân lỏng hỗn hợp etanol – nước áp suất làm việc Chỉ số hồi lưu thích hợp cho trình chưng luyện Chọn loại đĩa van chuyển động phù hợp với yêu cầu suất, nồng độ Số đĩa lý thuyết xác định theo phương pháp vẽ đồ thị Đã tính tốn thơng số khí: Hiệu suất thiết bị, từ suy số đĩa thực tế Chiều cao thiết bị Bề dày thiết bị Các chi tiết phụ trợ khác Đã tính tốn cơng nghệ kết cấu thiết bị gia nhiệt đáy tháp Nêu quy trình chế tạo, lắp ráp thiết bị chưng luyện, đưa phương pháp vận hành xử lý cố cho dây chuyền công nghệ Những vấn đề giải chưa thỏa đáng: Tính hiệu suất thiết bị phương pháp hiệu suất trung bình, phương pháp có độ sai số lớn Phần quy trình chế tạo, lắp ráp vận hành thiết bị chưa thật kĩ kinh nghiệm thực tế em cịn chưa nhiều Hồ Sỹ Chính – Máy TB CN HC K52 117 Đồ án tốt nghiệp Tài liệu tham khảo TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] http://www.pvoil.com.vn/vi-vn/default.aspx, truy cập cuối ngày 20/03/2012 [2] http://en.wikipedia.org/wiki/1973_oil_crisis, truy cập cuối ngày 20/03/2012 [3] http://en.wikipedia.org/wiki/Bio-ethanol, truy cập cuối ngày 20/03/2012 [4] Thuyết minh thiết kế sở ( Design feasibility story) dự án Bio−Ethanol Dung Quất, 2009 [5] http://vi.wikipedia.org/wiki/S%E1%BA%AFn, truy cập cuối ngày 20/03/2012 [6] http://vi.wikipedia.org/wiki/Ng%C3%B4, truy cập cuối ngày 20/03/2012 [7] http://www.vogelbusch-biocommodities.com/en/, truy cập cuối ngày 24/03/2012 [8] http://www.praj.net/default.asp, truy cập cuối ngày 24/03/2012 [9] GS TSKH Nguyễn Bin, Các q trình, thiết bị cơng nghiệp hóa chất thực phẩm, tập 4, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, 2008 [10] Bộ môn trình thiết bị cơng nghệ hóa chất, Sổ tay q trình thiết bị cơng nghiệp hóa chất, tập 1, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, 2006 [11] Bộ mơn q trình thiết bị cơng nghệ hóa chất, Sổ tay q trình thiết bị cơng nghiệp hóa chất, tập 2, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, 2006 [12] Nguyễn Hữu Tùng, Kỹ thuật tách hỗn hợp nhiều cấu tử, tập 1, Nhà xuất Bách Khoa, 2010 [13] Nguyễn Hữu Tùng, Kỹ thuật tách hỗn hợp nhiều cấu tử, tập 2, Nhà xuất Bách Khoa, 2010 [14] Hồ Hữu Phương, Cơ sở tính tốn thiết bị hóa chất, Nhà xuất Bách Khoa, 1976 [15] http://en.wikipedia.org/wiki/Young's_modulus, truy cập lần cuối ngày20/5/2012 Hồ Sỹ Chính – Máy TB CN HC K52 118 Đồ án tốt nghiệp Tài liệu tham khảo [16] Bùi Hải, Dương Đức Hồng, Hà Mạnh Thư, Thiết bị trao đổi nhiệt, Nhà xuất Bách Khoa, 1996 [17] Phạm Xuân Toản, Các q trình, thiết bị cơng nghiệp hóa chất thực phẩm, tập 3, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, 2008 Hồ Sỹ Chính – Máy TB CN HC K52 119 Đồ án tốt nghiệp Phụ lục PHỤ LỤC Phụ lục 1: Thuật toán Pascal thực nội suy tìm tỷ số hồi lưu thích hợp Program chungluyen_1; uses crt; Type mX=array [1 1000] of real; mXX=array [1 1000] of integer; Var T,X,Y,RR,VV:mX; NN,NNC,NNL:mXX; F,P,W,xF,xP,xW,R,Rmin,Ropt,V,Vmin,deltaR:real; xs,ys,yF,yFCB:real; NLT,NLTC,NLTL,NLTLeff,NLTCeff,NLTeff,n,i,j,k:integer; Procedure NOISUY(xs:real; var ys:real; Y,X:mX); Var k:integer; Begin k:=0; Repeat k:=k+1; Until (xs=1000); if k>= 1000 then writeln('so lan tim kiem qua lon'); ys:=y[k-1]+(y[k]-y[k-1])*(xs-x[k-1])/(x[k]-x[k-1]); End; Function DLVL(xs:real):real; Begin DLVL:=R*xs/(R+1)+xP/(R+1); End; Function DLVC(xs:real):real; Begin DLVC:=(R+F/P)*xs/(R+1)+(1-F/P)*xW/(R+1); End; Procedure NLTR(R:real; var NLT:integer); Begin ys:=xP; Hồ Sỹ Chính – Máy TB CN HC K52 120 Đồ án tốt nghiệp Chương 1: Tổng quan Bio-Ethanol Công đoạn xử lý dịch hèm Dịch hèm thải từ tháp chưng cất đưa đến máy ly tâm nhằm tách bỏ thành phần rắn lơ lửng Dịch hèm loãng sau ly tâm, phần hồi lưu lại q trình cơng nghệ, phần cịn lại đưa đặc bốc Bã ẩm tách từ máy ly tâm trộn với phần cặn đáy từ thiết bị cô đặc, sau đưa sấy làm thức ăn gia súc Hơi sinh từ thiết bị sấy, cô đặc thu hồi quay trở lại trình công nghệ 1.3.3.2 Công nghệ Praj Dây chuyền công nghệ Praj Industries Limited, Pune, Ấn Độ [8] Quá trình sản xuất ethanol từ sắn lát dựa theo phương pháp chưng cất bao gồm nghiền, loại bỏ cát đá, hồ hoá, lên men, chưng cất - tách nước Xử lý nước thải theo phương pháp gạn lắng, xử lý bio-gas phương pháp xử lý xục khí phương pháp xử lý lần hai Khu cơng nghệ chia thành mục sau: Hồ Sỹ Chính – Máy TB CN HC K52 19 Đồ án tốt nghiệp Phụ lục X[31]:=0.3;X[32]:=0.31;X[33]:=0.32;X[34]:=0.33;X[35]:=0.34; X[36]:=0.35;X[37]:=0.36;X[38]:=0.37;X[39]:=0.38;X[40]:=0.39; X[41]:=0.4;X[42]:=0.41;X[43]:=0.42;X[44]:=0.43;X[45]:=0.44; X[46]:=0.45;X[47]:=0.46;X[48]:=0.47;X[49]:=0.48;X[50]:=0.49; X[51]:=0.50001;X[52]:=0.51001;X[53]:=0.52001;X[54]:=0.53001;X[55]:=0.54001; X[56]:=0.55001;X[57]:=0.56001;X[58]:=0.57001;X[59]:=0.58001;X[60]:=0.59001; X[61]:=0.60001;X[62]:=0.61001;X[63]:=0.62001;X[64]:=0.63001;X[65]:=0.64001; X[66]:=0.65001;X[67]:=0.66001;X[68]:=0.67001;X[69]:=0.68001;X[70]:=0.69001; X[71]:=0.70001;X[72]:=0.71001;X[73]:=0.72001;X[74]:=0.73001;X[75]:=0.74001; X[76]:=0.75001;X[77]:=0.76001;X[78]:=0.77001;X[79]:=0.78001;X[80]:=0.79001; X[81]:=0.80001;X[82]:=0.81001;X[83]:=0.82001;X[84]:=0.83001;X[85]:=0.84001; X[86]:=0.85001;X[87]:=0.86001;X[88]:=0.87002;X[89]:=0.88002;X[90]:=0.89002; X[91]:=0.90002;X[92]:=0.91002;X[93]:=0.92002;X[94]:=0.93002;X[95]:=0.94002; X[96]:=0.95002;X[97]:=0.96002;X[98]:=0.97002;X[99]:=0.98002;X[100]:=0.99002;X[101]:=1.00002; Y[1]:=0;Y[2]:=0.09336;Y[3]:=0.16353;Y[4]:=0.2178;Y[5]:=0.26081; Y[6]:=0.29561;Y[7]:=0.32429;Y[8]:=0.3483;Y[9]:=0.36869;Y[10]:=0.38625; Y[11]:=0.40154;Y[12]:=0.41501;Y[13]:=0.427;Y[14]:=0.43778;Y[15]:=0.44756; Y[16]:=0.4565;Y[17]:=0.46476;Y[18]:=0.47243;Y[19]:=0.47962;Y[20]:=0.4864; Y[21]:=0.49283;Y[22]:=0.49896;Y[23]:=0.50485;Y[24]:=0.51052;Y[25]:=0.51602; Y[26]:=0.52137;Y[27]:=0.5266;Y[28]:=0.53172;Y[29]:=0.53675;Y[30]:=0.54171; Y[31]:=0.54662;Y[32]:=0.55148;Y[33]:=0.5563;Y[34]:=0.5611;Y[35]:=0.56589; Y[36]:=0.57066;Y[37]:=0.57543;Y[38]:=0.58019;Y[39]:=0.58497;Y[40]:=0.58976; Y[41]:=0.59456;Y[42]:=0.59938;Y[43]:=0.60422;Y[44]:=0.60909;Y[45]:=0.61399; Y[46]:=0.61891;Y[47]:=0.62387;Y[48]:=0.62886;Y[49]:=0.63389;Y[50]:=0.63896; Y[51]:=0.64407;Y[52]:=0.64922;Y[53]:=0.65441;Y[54]:=0.65965;Y[55]:=0.66493; Y[56]:=0.67026;Y[57]:=0.67564;Y[58]:=0.68107;Y[59]:=0.68655;Y[60]:=0.69209; Y[61]:=0.69767;Y[62]:=0.70332;Y[63]:=0.70902;Y[64]:=0.71478;Y[65]:=0.7206; Y[66]:=0.72648;Y[67]:=0.73242;Y[68]:=0.73843;Y[69]:=0.7445;Y[70]:=0.75065; Y[71]:=0.75686;Y[72]:=0.76315;Y[73]:=0.76951;Y[74]:=0.77596;Y[75]:=0.78248; Y[76]:=0.78909;Y[77]:=0.79578;Y[78]:=0.80257;Y[79]:=0.80945;Y[80]:=0.81643; Y[81]:=0.82351;Y[82]:=0.8307;Y[83]:=0.83801;Y[84]:=0.84543;Y[85]:=0.85299; Y[86]:=0.86067;Y[87]:=0.8685;Y[88]:=0.87648;Y[89]:=0.88462;Y[90]:=0.89292; Y[91]:=0.90141;Y[92]:=0.9101;Y[93]:=0.91899;Y[94]:=0.92811;Y[95]:=0.93747; Y[96]:=0.94709;Y[97]:=0.957;Y[98]:=0.96721;Y[99]:=0.97776;Y[100]:=0.98868;Y[101]:=1; T[1]:=410.94;T[2]:=407.8;T[3]:=405.3;T[4]:=403.28;T[5]:=401.62; T[6]:=400.24;T[7]:=399.08;T[8]:=398.1;T[9]:=397.25;T[10]:=396.52; T[11]:=395.88;T[12]:=395.32;T[13]:=394.82;T[14]:=394.37;T[15]:=393.97; Hồ Sỹ Chính – Máy TB CN HC K52 122 Đồ án tốt nghiệp Phụ lục T[16]:=393.6;T[17]:=393.27;T[18]:=392.96;T[19]:=392.67;T[20]:=392.41; T[21]:=392.16;T[22]:=391.92;T[23]:=391.7;T[24]:=391.49;T[25]:=391.29; T[26]:=391.1;T[27]:=390.91;T[28]:=390.73;T[29]:=390.56;T[30]:=390.39; T[31]:=390.23;T[32]:=390.07;T[33]:=389.92;T[34]:=389.77;T[35]:=389.63; T[36]:=389.48;T[37]:=389.34;T[38]:=389.21;T[39]:=389.07;T[40]:=388.94; T[41]:=388.81;T[42]:=388.69;T[43]:=388.56;T[44]:=388.44;T[45]:=388.32; T[46]:=388.2;T[47]:=388.09;T[48]:=387.98;T[49]:=387.87;T[50]:=387.76; T[51]:=387.65;T[52]:=387.54;T[53]:=387.44;T[54]:=387.34;T[55]:=387.24; T[56]:=387.15;T[57]:=387.05;T[58]:=386.96;T[59]:=386.87;T[60]:=386.78; T[61]:=386.69;T[62]:=386.61;T[63]:=386.53;T[64]:=386.44;T[65]:=386.37; T[66]:=386.29;T[67]:=386.22;T[68]:=386.15;T[69]:=386.08;T[70]:=386.01; T[71]:=385.94;T[72]:=385.88;T[73]:=385.82;T[74]:=385.76;T[75]:=385.71; T[76]:=385.66;T[77]:=385.61;T[78]:=385.56;T[79]:=385.51;T[80]:=385.47; T[81]:=385.43;T[82]:=385.39;T[83]:=385.36;T[84]:=385.33;T[85]:=385.3; T[86]:=385.28;T[87]:=385.26;T[88]:=385.24;T[89]:=385.22;T[90]:=385.21; T[91]:=385.21;T[92]:=385.2;T[93]:=385.21;T[94]:=385.21;T[95]:=385.22; T[96]:=385.24;T[97]:=385.26;T[98]:=385.29;T[99]:=385.32;T[100]:=385.36;T[101]:=385.41; {write ('Nhap luu luong vao F = ');readln(F);}F:=914.553647; {write ('Nhap ham luong long xF = ');readln(xF);}xF:=0.240673; {write ('Nhap ham luong SP dinh xP = ');readln(xP);}xP:=0.857594; {write ('Nhap ham luong SP day xW = ');readln(xW);}xW:=0.000159; {Xac dinh Rmin} NOISUY(xF,yFCB,Y,X); Rmin:=(xP-yFCB)/(yFCB-xF); writeln('Chi so hoi luu toi thieu Rmin = ',Rmin:4:2); {write ('Nhap chi so hoi luu R = ');readln(R);} {Tinh toan can bang vat lieu cho toan thap} P:=F*(xF-xW)/(xP-xW); W:=F-P; {Xac dinh so dia ly thuyet doan luyen} deltaR:=0.05; Vmin:=1e15; R:=1.40*Rmin; j:=0; Repeat j:=j+1; writeln('so lan lap j = ',j); Hồ Sỹ Chính – Máy TB CN HC K52 123 Đồ án tốt nghiệp Phụ lục R:=R+deltaR; writeln('R = ',R:8:4); {readln;} NLTR(R,NLT); writeln('NLT = ',NLT); {readln;} V:=NLT*(R+1); RR[j]:=R; VV[j]:=V; NNC[j]:=NLTC; NNL[j]:=NLTL; NN[j]:=NLT; writeln('V = ',V:8:4); If V=5*Rmin) or (j>=500); {In ket qua} writeln ('So dia ly thuyet doan luyen NLTL = ',NLTLeff); writeln ('So dia ly thuyet doan chung NLTC = ',NLTCeff); writeln ('So dia ly thuyet toan thap NLT = ',NLTeff); writeln ('Chi so hoi luu thich hop Ropt = ',Ropt:8:4); readln; For i:=1 to j Begin write('V[',i,'] = ',VV[i]:8:4,' NLT[',i,'] = ',NN[i]); write(' NLTC[',i,'] = ',NNC[i],' NLTL[',i,'] = ',NNL[i],' R[',i,'] = ',RR[i]:8:4); writeln; if (i mod 10) = then readln; End; readln; END Hồ Sỹ Chính – Máy TB CN HC K52 124 Đồ án tốt nghiệp Phụ lục Phụ lục 2: Bảng kết nội suy chọn số hồi lưu thích hợp Stt V 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 NTL 1082.4448 277.5982 201.7844 167.1602 149.1317 136.4685 126.3880 119.0401 114.5748 109.9096 108.3269 106.6443 101.4790 99.5464 97.5138 95.3811 93.1485 94.4485 92.0659 93.3159 90.7832 91.9832 89.3006 90.4506 91.6006 88.7180 89.8180 90.9180 87.8353 88.8853 89.9353 90.9853 92.0353 88.6527 89.6527 90.6527 91.6527 92.6527 93.6527 94.6527 90.8701 91.8201 92.7701 93.7201 94.6701 R 389 98 70 57 50 45 41 38 36 34 33 32 30 29 28 27 26 26 25 25 24 24 23 23 23 22 22 22 21 21 21 21 21 20 20 20 20 20 20 20 19 19 19 19 19 Stt 1.7826 1.8326 1.8826 1.9326 1.9826 2.0326 2.0826 2.1326 2.1826 2.2326 2.2826 2.3326 2.3826 2.4326 2.4826 2.5326 2.5826 2.6326 2.6826 2.7326 2.7826 2.8326 2.8826 2.9326 2.9826 3.0326 3.0826 3.1326 3.1826 3.2326 3.2826 3.3326 3.3826 3.4326 3.4826 3.5326 3.5826 3.6326 3.6826 3.7326 3.7826 3.8326 3.8826 3.9326 3.9826 Hồ Sỹ Chính – Máy TB CN HC K52 V 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 NTL 95.6201 96.5701 97.5201 98.4701 94.1874 95.0874 95.9874 96.8874 97.7874 98.6874 99.5874 100.4874 101.3874 102.2874 103.1874 104.0874 104.9874 105.8874 100.8548 101.7048 102.5548 103.4048 104.2548 105.1048 105.9548 106.8048 107.6548 108.5048 109.3548 110.2048 111.0548 111.9048 112.7548 113.6048 114.4548 115.3048 116.1548 117.0048 117.8548 118.7048 119.5548 120.4048 114.1222 114.9222 115.7222 R 19 19 19 19 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 17 17 17 17 17 17 17 17 17 17 17 17 17 17 17 17 17 17 17 17 17 17 17 17 16 16 16 4.0326 4.0826 4.1326 4.1826 4.2326 4.2826 4.3326 4.3826 4.4326 4.4826 4.5326 4.5826 4.6326 4.6826 4.7326 4.7826 4.8326 4.8826 4.9326 4.9826 5.0326 5.0826 5.1326 5.1826 5.2326 5.2826 5.3326 5.3826 5.4326 5.4826 5.5326 5.5826 5.6326 5.6826 5.7326 5.7826 5.8326 5.8826 5.9326 5.9826 6.0326 6.0826 6.1326 6.1826 6.2326 125 Đồ án tốt nghiệp Phụ lục Phụ lục 3: Tính chất vật lý etanol theo nhiệt độ (tại áp suất 3,4 bar) T 373.15 374.15 375.15 376.15 377.15 378.15 379.15 380.15 381.15 382.15 383.15 384.15 385.15 klr µ(mPa.s) 708.30 0.3481 707.22 0.3438 706.13 0.3396 705.03 0.3355 703.93 0.3314 702.83 0.3274 701.72 0.3235 700.60 0.3196 699.48 0.3158 698.36 0.3121 697.22 0.3084 696.09 0.3048 694.94 0.3012 Phụ lục 4: Tính chất vật lý nước theo nhiệt độ (tại áp suất 3,4 bar) T 373.15 375.15 377.15 379.15 381.15 383.15 385.15 387.15 389.15 391.15 393.15 395.15 397.15 399.15 401.15 403.15 405.15 407.15 409.15 klr µ(mPa.s) 958.96 0.2837 957.41 0.2790 955.85 0.2744 954.27 0.2700 952.68 0.2656 951.08 0.2614 949.46 0.2573 947.83 0.2533 946.19 0.2494 944.53 0.2456 942.87 0.2419 941.19 0.2383 939.50 0.2348 937.81 0.2313 936.10 0.2280 934.38 0.2247 932.65 0.2215 930.92 0.2184 929.17 0.2154 Hồ Sỹ Chính – Máy TB CN HC K52 126 Đồ án tốt nghiệp Phụ lục Phụ lục 5: Bảng tính tốn cân nhiệt thiết bị gia nhiệt đáy tháp T2 410.89 T1 442.75 T1-T2 31.86 H DeltaT1 10 10 10 10 10 10 10 6.1 r Q Tt1 Alpha 441.75 8602 440.75 7233 439.75 6536 438.75 6083 437.75 5753 436.75 5496 436.65 5474 0.000702 3790000 q1 alpha Delta Tt Delta T2 8602 13958 6.04 24.82 14467 19067 10.16 19.70 19609 22883 13.77 15.09 24330 26046 17.08 10.78 28763 28797 20.19 6.67 32977 31260 23.15 2.71 33389 31493 23.44 2.32 10 6.2 436.55 5451 33799 31724 23.73 10 10 10 10 10 5 5 6.3 10 10 11 12 436.45 435.75 434.75 433.75 432.75 433.75 432.75 431.75 430.75 5430 5288 5115 4966 4837 5906 5753 5617 5496 34207 37019 40919 44698 48373 53155 57526 61788 65955 31953 33505 35580 37517 39338 41627 43648 45561 47381 24.01 25.99 28.72 31.38 33.96 37.31 40.38 43.38 46.30 12.5 430.25 5 5 6 6 6 6 7 7 8 8 Tt2 435.71 430.59 425.98 421.67 417.56 413.60 413.21 1.93 412.82 1.55 -1.13 -4.86 -8.52 -12.10 -14.45 -18.52 -22.52 -26.44 F 440.59 261.98 193.28 155.77 131.77 114.93 113.51 112.14 10.043 412.44 110.80 409.76 102.38 406.03 92.62 402.37 84.79 398.79 78.35 396.44 71.30 392.37 65.88 388.37 61.34 384.45 57.46 0.43 Chọn 9.923 -0.77 9.169 -8.31 8.295 -17.05 7.594 -24.06 7.017 -29.83 6.386 27.71 5.900 18.01 5.493 9.87 5.146 2.93 5440 68005 48259 47.74 -28.38 382.51 55.73 4.991 429.75 428.75 427.75 426.75 435.75 434.75 433.75 432.75 5387 5288 5198 5115 6009 5812 5643 5496 70036 74038 77970 81837 42062 46493 50786 54962 49118 50784 52385 53929 36173 38413 40504 42471 49.17 51.98 54.74 57.45 29.53 32.64 35.65 38.58 -30.31 -34.12 -37.88 -41.59 -4.67 -8.78 -12.79 -16.72 380.58 376.77 373.01 369.30 406.22 402.11 398.10 394.17 54.12 51.19 48.61 46.31 90.11 81.52 74.63 68.96 4.847 -3.07 4.584 -8.31 4.353 -12.93 4.148 -17.05 8.070 34.50 7.301 21.68 6.683 11.39 6.176 2.93 10.4 432.35 5443 56603 43227 39.74 -18.28 392.61 66.96 5.997 431.75 430.75 429.75 428.75 436.75 435.75 434.75 5367 5251 5147 5053 6009 5782 5592 59035 63016 66915 70740 36053 40472 44735 44332 46102 47793 49414 32977 35346 37535 41.44 44.24 46.97 49.66 25.31 28.41 31.40 -20.58 -24.38 -28.11 -31.80 0.55 -3.55 -7.54 8.9 433.85 13 14 15 16 10 11 12 13 14 390.31 64.20 386.51 60.14 382.78 56.64 379.09 53.58 411.44 105.12 407.34 93.65 403.35 84.72 5445 48459 39380 34.02 -11.06 399.83 432.75 437.75 436.75 435.75 5288 6083 5812 5592 52885 30413 34869 39143 41500 29777 32324 34645 37.13 21.35 24.48 27.48 -15.27 5.51 1.38 -2.62 7.8 434.95 10 0.06 42452 36374 29.80 5251 5115 6245 5906 5643 47262 51148 24980 29531 33858 38794 40677 26461 29256 31757 33.18 35.91 17.54 20.73 23.77 6.9 435.85 5449 37599 33819 26.39 -1.43 409.46 100.80 9 434.75 433.75 5251 5099 42011 45891 36147 38114 29.49 32.22 -5.63 405.26 -9.36 401.53 90.21 82.59 Hồ Sỹ Chính – Máy TB CN HC K52 -10.32 -14.05 10.32 6.13 2.09 5.750 -4.17 5.386 -10.23 5.073 -15.46 4.798 -20.03 9.415 34.50 8.387 19.81 7.588 8.39 -8.31 39.51 21.68 8.39 5443 10 -0.06 7.004 -5.74 405.15 78.21 -0.18 395.62 71.67 6.418 416.40 124.62 11.161 412.27 108.69 9.734 408.27 96.82 8.671 433.75 432.75 438.75 437.75 436.75 8 9 H Sai so 39.459 294.59 23.462 134.62 17.310 73.10 13.951 39.51 11.801 18.01 10.293 2.93 10.166 1.66 89.28 7.995 -0.06 400.57 80.19 7.182 -10.23 396.84 74.10 6.636 -17.05 421.21 151.72 13.588 50.98 417.02 128.34 11.494 27.71 412.98 111.94 10.025 11.39 9.028 0.31 8.080 -10.23 7.396 -17.82 127 ... hệ thống chưng cất ethanol với công suất 100000 m3/ năm công nghệ sản xuất Bio? ? ?Ethanol từ sắn? ?? Trong gồm phần sau: + Chương 1: Tổng quan Bio? ? ?Ethanol công nghệ sản xuất Bio? ? ?Ethanol công nghiệp +... hệ thống chưng cất ethanol với công suất 100000 m3/ năm công nghệ sản xuất Bio? ? ?Ethanol từ sắn? ?? Trong gồm phần sau: + Chương 1: Tổng quan Bio? ? ?Ethanol công nghệ sản xuất Bio? ? ?Ethanol công nghiệp +... TB CN HC K52 23 Đồ án tốt nghiệp Chương 1: Tổng quan Bio -Ethanol 1.3.4 Công Nghệ sản xuất Bio? ? ?Ethanol Việt nam 1.3.4.1 Sơ đồ khối công nghệ sản xuất ethanol Dây chuyền công nghệ Applied Process