III. KẾT QUẢ MƠ PHỎNG VÀ BÀN LUẬN
2.Mơ phỏng quá trình chuyển hĩa xảy ra tron g1 thiết bị khuấy lí tưởng hoạt động liên tục
động liên tục
Mơ tả cách thức hoạt động của thiết bị: quá trình chuyển hĩa được thực hiện ở nhiệt độkhơng đổi, tỉ lệ mole methanol: mỡ cá trong dịng nhập liệu cố định. Ban đầu cho vào thiết bị hỗn hợp phản ứng thể tích 30 lít với tỉ lệ mole methanol:mỡ cá cố định, và lượng xúc tác cần thiết, cho chạy gián đoạn ở nhiệt độkhơng đổi T=const, đến khi đạt điều kiện 1 mole TG tạo ra được n mole E. Tiếp theo, cho dịng nguyên liệu với suất lượng u2 (lít/phút) là hỗn hợp mỡ cá và methanol (cĩ xúc tác) vào thiết bị phản ứng bắt đầu chếđộ chạy liên tục với suất lượng đầu ra Fr=u2 (lít/phút). Sau một thời gian chạy liên tục, hệ thống mới hoạt động ổn định (nồng độ các chất khơng đổi
theo thời gian), lúc này xác định xem dịng sản phẩm đâu ra đã đ ạt điều kiện chưa, từ
đĩ cĩ sự điều chỉnh thời gian lưu (điều chỉnh suất lượng u2=Fr) cho thích hợp. Phần lập trình cho mơ hình này được trình bày trong phụ lục PL-2.
2.1. Chuyển hĩa biodiesel liên tục ở chế độ nhiệt độ 323 K (50 0C)=const, tỉ lệ mole methanol:mỡ cá= 7:1 trong dịng nguyên liệu đầu vào. mole methanol:mỡ cá= 7:1 trong dịng nguyên liệu đầu vào.
Chếđộ hoạt động gián đoạn:
- Nhiệt độ phản ứng T=323K =50 0C=const. Thể tích hỗn hợp phản ứng ban đầu V=30 lít. Tỉ lệ mole methanol:mỡ cá ban đầu = 7:1 Trong quá trình chuyển hĩa khơng cĩ thêm methanol (u2=0). Các điều kiện khác tương tự.
- Phản ứng chuyển hĩa gián đoạn được tiến hành trong 20 phút
Kết quả mơ phỏng
- Giai đoạn chạy gián đoạn:
Nồng độ các chất sau khi chạy gián đoạn và bắt đầu chạy liên tục
CTG (x(1)) = 0,0246 mol/lít; CDG (x(2)) = 0,0137 mol/lít; CMG (x(3)) = 0,0063 mol/lít; CG (x(4)) = 0,7228 mol/lít; CMe (x(5)) = 3,1775mol/lít; CE (x(6)) = 2,1948 mol/lit.
Trang 65 Phần trăm methylester trong pha ester: 95,86% (96% là đạt)
Phần trăm glycerine tổng trong pha glycerine: 0,49% - Giai đoạn chạy liên tục:
Bảng 18 - Kết quả mơ phỏng giai đoạn liên tục
Suất lượng dịng vào (lít/phút) 0,01 0,02 0,05 0,09 0,1 0,11 Phần trăm ester trong pha ester(%) 97,65 97,44 96,84 96,08 95,90 95,72 Phần trăm glycerine tổng trong pha ester (%) 0,28 0,30 0,37 0,46 0,48 0,5 Thời gian chạy ổn đinh (phút) 63 49 49 55 31,5 28,5 Năng suất (lít/h) 0,6 1,2 3 5,4 6 6,6 Nhận xét:
Suất lượng 0, 1 lít/phút cĩ thể tạm chấp nhận. Năng suất chỉ đạt 6 lít/h, rất thấp.
2.2. Chuyển hĩa biodiesel liên tục ở chế độ nhiệt độ 328 K (55 0C)=const, tỉ lệ mole methanol:mỡ cá =7:1 trong dịng nguyên liệu đầu vào. mole methanol:mỡ cá =7:1 trong dịng nguyên liệu đầu vào.
Chếđộ hoạt động gián đoạn:
Nhiệt độ phản ứng T=T0=323K=55 0C=const. Các điều kiện khác tương tự như
trong phần 2.1.
Kết quả mơ phỏng
- Giai đoạn chạy gián đoạn:
Nồng độ các chất sau khi chạy gián đoạn và bắt đầu chạy liên tục
CTG (x(1)) = 0,0170 mole/lít; CDG (x(2)) = 0,0111 mole/lít; CMG (x(3)) = 0,0057 mole/lít; CG (x(4)) = 0,7336 mole/lít; CMe (x(5)) = 3,1489mole/lít; CE (x(6)) =2,2234 mole/lit.
Trang 66 Phần trăm ester trong pha ester: 97,02% (96% là đạt)
Phần trăm glycerine tổng trong pha glycerine: 0,36% - Giai đoạn chạy liên tục
Bảng 19 - Kết quả mơ phỏng giai đoạn liên tục
Suất lượng dịng vào (lít/phút) 0,02 0,05 0,1 0,12 0,14 0,15 Phần trăm ester trong pha ester(%) 97,47 97,06 96,4 96,15 95,9 95,77 Phần trăm glycerine tổng trong pha ester (%) 0,30 0,35 0,43 0,46 0,49 0,51 Thời gian chạy ổn đinh (phút) 33,5 26 29,5 30 32 34 Năng suất (lít/h) 1,2 3 6 7,2 8,4 9 Nhận xét:
Suất lượng 0,14 lít/phút tạm chấp nhận. Năng suất 8,4 lít/h rất thấp.
Như vậy, rõ ràng khi tăng nhi ệt độ lên thì hệ thống nhanh đạt đến trạng thái hoạt (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
động ổn định và suất lượng sản phẩm tăng.
2.3. Chuyển hĩa biodiesel liên tục ở chế độ nhiệt độ 323 K (50 0C)=const, tỉ lệ mole methanol:mỡ cá =8:1 trong dịng nguyên liệu đầu vào. mole methanol:mỡ cá =8:1 trong dịng nguyên liệu đầu vào.
Chếđộ hoạt động gián đoạn:
Nhiệt độ phản ứng T=T0=323K=const. Tỉ lệ mole methanol:mỡ cá =8:1.Các điều kiện khác tương tựnhư trong phần 2.1.
Kết quả mơ phỏng
- Giai đoạn chạy gián đoạn:
Trang 67 CTG (x(1)) = 0,0078 mole/lít; CDG (x(2)) = 0,0062 mole/lít; CMG (x(3)) = 0,0040 mole/lít; CG (x(4)) = 0,7257 mole/lít; CMe (x(5)) =3,7587mole/lít; CE (x(6)) = 2,1913 mole/lit.
Phần trăm ester trong pha ester: 98,49% (>=96% là đạt). Phần trăm glycerine tổng trong pha glycerine: 0,19% - Giai đoạn chạy liên tục
Bảng 20 - Kết quả mơ phỏng giai đoạn liên tục
Suất lượng dịng vào (lít/phút) 0,15 0,2 0,25 0,3 Phần trăm ester trong pha ester(%) 97,28 96,84 96,42 96,00 Phần trăm glycerine tổng trong pha ester (%) 0,33 0,38 0,44 0,49 Thời gian chạy ổn đinh (phút) 25,5 23 27 24,5 Năng suất (lít/h) 9 12 15 18 Nhận xét:
Suất lượng 0,3 lít/phút đạt. Năng suất 18 lít/h, thấp.
Tỉ lệ mole methanol:mỡ cá tăng thì năng su ất tăng, nhưng cịn thấp. Chuyển hĩa liên tục trong một thiết bị phản ứng là khơng hiệu quả.