7. TRÌNH TỰ LUẬN ÁN
2.5.1. Nhiệt phân bã mía khơng xúc tác
Quá trình nhiệt phân bã mía được tiến hành trên hệ thiết bị nhiệt phân làm việc liên tục, được lắp đặt tại phịng thí nghiệm Cơng nghệ và vật liệu xúc tác hĩa dầu, trường đại học Quy Nhơn. Sơ đồ của hệ nhiệt phân sử dụng khí mang là nitrogen
được thể hiện trên Hình 2.2. Sơ đồ này được xây dựng dựa trên các kết quả tính tốn động học để xác định các điều kiện của phản ứng nhằm thu được hiệu suất sản phẩm lỏng tối ưu nhất.
Nguyên lý hoạt động: Ống phản ứng (7) cùng với dịng khí mang nitrogen với tốc độ50 mL/phút (đã gia nhiệt sơ bộở thiết bị (3)) được gia nhiệt đến nhiệt độ nhiệt phân và giữổn định khoảng 30 phút. Nguyên liệu sinh khối từ bộ phận nạp liệu (5(1))
được nạp vào ống phản ứng liên tục từ trên xuống với tốc tốc độ khơng gian thể tích (WHSV) là 10 g/giờ. Quá trình nhiệt phân bắt đầu xảy ra từđầu đến cuối ống phản
ứng, sản phẩm hơi nhiệt phân ra khỏi ống phản ứng được làm lạnh bằng nước muối (dung dịch NaCl 23%) ở -10 oC tại ống sinh hàn (9) và bể (11) đểngưng tụ và thu hồi
sản phẩm lỏng ở bình chứa (10). Khí khơng ngưng sau khi qua bộ phận lọc khí (12)
và lưu lượng kế (13) được thu hồi ởtúi (14) để phân tích hoặc thải ra ngồi. Đối với quá trình nhiệt phân để thu sản phẩm (rắn, lỏng) ở từng giai đoạn nhiệt độ khác nhau, sản phẩm rắn sau quá trình nhiệt phân ởgiai đoạn trước được thu hồi và làm nguyên liệu cho giai đoạn nhiệt phân tiếp theo.
Các điều kiện tiến hành phản ứng:
+ Tốc độ dịng khí mang N2: 50 mL/phút.
+ Tốc độ gia nhiệt: 20 - 25 oC/phút.
+ Lưu lượng nạp liệu (WHSV): 10 g/giờ
Hình 2.2.Hệ thống nhiệt phân liên tụcsử dụng khí mang nitrogen
Chúthích:
1. Bộđiều khiển lưu lượng N2; 2. Bộđiều chỉnh nhiệt độ; 3. Bộ gia nhiệt sơ bộ khí mang; 4. Cặp nhiệt điện;
5(1). Bộ phận nạp liệu sinh khối; 5(2). Bộ phận nạp liệu lỏng; 6. Lị điện;
7. Ống phản ứng;
8. Lớp đệm bằng bơng thủy tinh (khơng chứa hoặc chứa xúc tác); 9. Ống sinh hàn; 10. Bình thu sản phẩm lỏng; 11. Bể làm lạnh; 12. Bộ phận lọc khí; 13. Lưu lượng kế; 14. Túi thu khí.
Xác định hiệu suất sản phẩm nhiệt phân
Sau khi kết thúc quá trình nhiệt phân, tiến hành thu hồi sản phẩm rắn và sản phẩm lỏng đem cân để xác định khối lượng. Hiệu suất sản phẩm được tính cho một đơn vị khối lượng sinh khối sau khi đã loại bỏ hàm lượng ẩm và tro.
Hiệu suất các sản phẩm rắn (HR), lỏng (HL) và khí (HK) được tính theo cơng thức: HR(wt%)= mmR
o×100 (2.47)
HL(wt%)= mmL
o×100 (2.48)
HK (wt%) = 100 – HR– HL (2.49)
Trong đĩ, mo = m – mtro – mẩm, m là khối lượng mẫu đem nhiệt phân; mtro, mẩm:
khối lượng tro và ẩm quy ra từ hàm lượng tro và hàm lượng ẩm trong mẫu; mR, mL:
khối lượng sản phẩm rắn và lỏng sau phản ứng.