III. KẾT QUẢ MƠ PHỎNG VÀ BÀN LUẬN
1. Mơ phỏng quá trình chuyển hĩa xảy ra tron g1 thiết bị khuấy lí tưởng hoạt động gián
1.1. Mơ phỏng một chế độ chuyển hĩa biodiesel
Chếđộ hoạt động:
- nhiệt độ phản ứng T=T0=323 K = 50 0C=const . Thể tích hỗn hợp phản ứng ban đầu V=30 lít. Tỉ lệ mole methanol:mỡ cá = 7:1.Trong quá trình chuyển hĩa khơng cĩ thêm methanol (u2=0). Lượng xúc tác KOH sử dụng lấy bằng 0,8% khối lượng mỡ cá dùng. Xem nguyên liệu 100% là trigliceride.
Phần lập trình mơ phỏng được trình bày trong phần phụ lục PL-2. Ở đây, trình bày phần code cho vịng lặp sử dụng thuật tốn Runge-Kutta 45 (“ode45(@function,tspan, x0)”) để giải hệ các phương trình vi phân. Trong ode45 hàm số “odess1c” cĩ ko(7), ko(8), ko(9), Ue, U đều bằng 0 vì khơng xét cân bằng năng lượng và các phản ứng phụ.
Trang 57
Trang 58
Kết quả mơ phỏng:
Quá trình mơ phỏng được thực hiện trong thời gian t = 19 phút. Các kết quả mơ phỏng được trình bày trong bảng 10 và các đồ thị hình 12 – 13.
Bảng 10 - Kết quả mơ phỏng một chếđộ chuyển hĩa biodiesel Tỉ lệ methanol:mỡ cá 7:1
Khối lượng mỡ cá dùng (g) 20128 Khối lượng methanol dùng (g) 5157,3
Thời gian chuyển hĩa (phút) 19 Số mole ester tạo thành (mole) 65,63
Khối lượng ester tạo thành (g) 19296 Khối lượng methanol đã chuyển hĩa
(g) 2100,3
Khối lượng methanol cịn lại (g) 3057,1 Khối lượng glycerine tạo thành 1986,9 Khối lượng triglyceride đã chuyển hĩa
(g) 19441
Khối lượng triglyceride cịn lại (g) 687,25 Tổng khối lượng di và mono glyceride
cịn lại (g) 340,66
Hàm lượng methylester trong pha
ester (%) 95,6
Phần trăm glycerine tổng trong pha
ester (%) 0,52
Phần trăm glycerine tổng trong pha
glycerine (%) 38,84
Phần trăm glycerine tự do trong pha
glycerine (%) 37,40
Trang 59 Đồ thị nồng độ các chất theo thời gian:
Hình 12 - Đồ thị nồng độ E, Me, G theo thời gian Trong đĩ: data1: CG; data2: CMe; data3: CE
Hình 13 - Đồ thị nồng độ DG, MG, TG theo thời gian Trong đĩ: data1: CTG; data2: CDG; data3: CMG
Data 1 Data 2
Data 3
Data 1 Data 2
Trang 60
Nhận xét:
Kết quảthu được là một trình diễn điển hình. Chương trình dừng sau khi đạt được thời gian chuyển hĩa 19 phút. Từđồ thị, nồng độG và E tăng theo thời gian và đạt đến giá trịổn định. Nồng độ TG và Me giảm dần đến giá trị khơng đổi. Các nồng độ DG và MG ban đầu tăng, sau đĩ cũng giảm dần. Chếđộ chuyển hĩa bên trên, là khá tốt vì hàm lượng methylesster trong pha ester cao.
Sử dụng chương trình phần mềm như đã thực hiện trong phần trình diễn đã tiến hành các mơ phỏng và thu được các kết quảđược trình bày ở các phần dưới đây.