Fusel rút ở đĩa 38 là tối ưu nhất
5.1.2.5.2. Nguyên tắc của phương pháp
Đây là một công nghệ mới, hiện đại gắn liền với sự ra đời và phát triển của công nghệ sản xuất zeolite
69
____________________________________________________________________
Nguyên tắc của công nghệ này là dựa vào khả năng hấp phụ chọn lọc của zeolite chỉ hấp phụ nước và 1 ít ethanol với kích thước của lỗ mao quản là 3Ao. Nước có kích thước lỗ mao quản 2.88A0 nên bị hấp phụ. Ethanol có kích thước lỗ mao quản 4.4A0 nên không bị hấp phụ. Hấp phụ xong chúng sẽ được tái sinh bằng cách giảm áp, hơi nước thoát ra ngoài.
Do các chất hấp phụ không thể chuyển dịch thành dòng liên tục vì vấn đề thiết kế bề mặt cơ khí khó khăn. Hơn nữa, các chất hấp phụ dễ bị biến dạng nên bố trí các tầng hấp phụ cố định và hoạt động theo chu kỳ. Ở đây ta dùng 2 tháp: 1 tháp hấp phụ, 1 tháp giải hấp và thay đổi chức năng luân phiên nhau.
Hình 5.4 Sơ đồ quá trình hấp phụ
Giai đoạn hấp phụ:
Cồn công nghiệp có nồng độ khoảng 95.57% sau khi được gia nhiệt để bốc hơi hoàn toàn ở thiết bị trao đổi nhiệt được đưa vào tháp hấp phụ để thực hiện chức năng hấp phụ. Vì zeolite có nhiều mao quản có kích thước chọn lọc nên khi hỗn hợp ethanol - nước đi qua thì các phân tử nước sẽ điền đầy vào các mao quản, ethanol không bị giữ lại và tiếp tục đi qua. Ethanol sau khi ra khỏi tầng hấp phụ đã loại bỏ nước đạt nồng độ 99.8%v/v tiếp tục qua thiết bị trao đổi nhiệt để hạ nhiệt độ nhờ dòng ethanol - nước đi ra từ đáy thùng chứa rồi tiếp tục được ngưng tụ, làm lạnh đến nhiệt độ bảo quản bởi thiết bị trao đổi nhiệt, vào thùng chứa thứ 2 và được bơm đưa đến bể chứa ethanol khan.
Giai đoạn giải hấp:
Do tạo chân không nên áp suất trong tháp giảm mạnh đến 0.145 kg/cm2 làm cho hầu hết nước thoát ra khỏi bề mặt chất hấp phụ. Hơi nước có lẫn ethanol được ngưng tụ bởi thiết bị trao đổi nhiệt rồi cho vào thùng chứa. Do nhiệt độ của dòng này tương đối thấp nên nó được tận dụng nhiệt bằng cách làm lạnh dòng ethanol sau khi ra khỏi tháp hấp phụ rồi được hồi lưu lại tháp tách tinh ethanol để thu hồi ethanol.
70
____________________________________________________________________
Sau một chu kỳ, quá trình diễn ra ngược lại với trường hợp ban đầu. Thời gian của một chu kỳ hấp phụ thường là 8, 12, 16, 24h tùy thuộc vào từng nhà máy cụ thể. Sau một thời gian làm việc chất hấp phụ bị lão hóa làm giảm hiệu quả của quá trình hấp phụ nên cần phải thay mới tầng hấp phụ.
- Ưu điểm :
Ethanol thương phẩm có chất lượng cao và ổn định
Loại bỏ hoàn toàn khả năng gây ô nhiễm môi trường
Tốn ít năng lượng tiêu thụ
Ethanol mất mát rất ít
Khả năng cơ khí hóa và tự động hóa cao
Thời gian sống của xúc tác dài
Giảm tiêu thụ năng lượng cho quá trình chưng cất khoảng 20%
- Nhược điểm:
Vốn đầu tư ban đầu lớn do phải thiết kế một dây chuyền hiện đại với độ tự động hóa cao.
Phải thay thế chất hấp phụ bị lão hóa, tăng thêm chi phí.