ĐỒ ÁN: Phương pháp sản xuất cồn tuyệt đối theo phương pháp hấp phụ bằng zeolite

Chia sẻ: tuyetmuadong2013

Như ta đã biết Việt Nam là một nước có nền kinh tế nông nghiệp là chủ yếu với thế mạnh chính là các ngành trồng trọt và chăn nuôi đặc biệt là ngành sản xuất lúa gạo. Hàng năm nước ta có sản lượng xuất khẩu lúa gạo rất lớn và đứng thứ 2 trên thế giới, những năm gần đây kim nghạch xuất khẩu gạo liên tục tăng. Năm 2007 vừa qua các doanh nghiệp trong nước đã xuất khẩu một lượng gạo rất lớn 4,5 triệu tấn gạo và giữ vững vị trí nhà cung cấp gạo...

Bạn đang xem 20 trang mẫu tài liệu này, vui lòng download file gốc để xem toàn bộ.

Nội dung Text: ĐỒ ÁN: Phương pháp sản xuất cồn tuyệt đối theo phương pháp hấp phụ bằng zeolite

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ HỮU CƠ – HÓA DẦU
======***======




ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Néi dung :
ThiÕt kÕ x­ëng s¶n xuÊt cån tuyÖt ®èi
b»ng kü thuËt hÊp phô



Giáo viên hướng dẫn : TS. Văn Đình Sơn Thọ
095.33.59200
thovds-petrochem@mail.hut.edu.vn
Sinh viªn thùc hiÖn : Le Văn Trung
Líp : HD2 – K48




Hµ Néi 5 - 2008




1
PHẦN I: GIỚI THIỆU CHUNG
Như ta đã biết Việt Nam là một nước có nền kinh tế nông nghiệp là
chủ yếu với thế mạnh chính là các ngành trồng trọt và chăn nuôi đặc biệt là
ngành sản xuất lúa gạo. Hàng năm nước ta có sản lượng xuất khẩu lúa gạo
rất lớn và đứng thứ 2 trên thế giới, những năm gần đây kim nghạch xuất
khẩu gạo liên tục tăng.
Năm 2007 vừa qua các doanh nghiệp trong nước đã xuất khẩu một
lượng gạo rất lớn 4,5 triệu tấn gạo và giữ vững vị trí nhà cung cấp gạo đứng
thứ 2 trên thế giới sau thái lan.
Bên cạnh đó các ngành trồng trọt như rau, củ, quả, mía…Cũng phát
triển không ngừng.
Tất cả những yếu tố trên cho thấy đây là một nguồn nguyên liệu rất
phong phú, rồi dào và dư thừa của Việt Nam. Tạo điều kiện rất thuận lợi cho
các ngành công nghiệp sử dụng nguyên liệu là sản phẩm của ngành nông
nghiệp đặc biệt là các ngành sản xuất nhiên liệu xăng dầu, cồn, nhiên liệu
sinh học…
Trong khi đó tình hình xăng dầu thế giới hiện nay có nhiều biến động.
Trong những năm gần đây giá xăng dầu thế giới tăng với tốc độ chóng mặt.
Các nước có nguồn tài nguyên dầu mỏ dồi dào đã hạn chế khai thác gây ra
nhiều biến động xấu đến nền kinh tế toàn cầu. Đặc biệt là các nước có nền
công nghiệp đang phát triển phải chịu nhiều hậu quả nặng lề, tình hình lạm
phát tăng mạnh ảnh hưởng đến chất lượng của đời sống nhân dân. Đây là
một mối lo ngại đối với chính phủ, các doanh nghiệp trong nước và toàn thể
nhân dân ta. Song song với những khó khăn đó là tình hình về nguồn nhiên
liệu dầu mỏ của nước ta ngày càng cạn kiệt theo thời gian do nước ta chỉ
xuất khẩu dầu thô và nhập xăng dầu từ nước ngoài mà chưa có nhà máy lọc
dầu nào chính thức đi vào hoạt động.
Trước tình hình đó việc nghiên cứu sản xuất các nguồn nhiên liệu
khác thay thế xăng dầu là một việc làm cấp bách và quan trọng. Bên cạnh
việc xây dựng các nhà máy lọc dầu tại Việt Nam chúng ta cần nghiên cứu
và xây dựng các nhà máy sản xuất nguyên liệu sạch như cồn tuyệt đối, nhiên
liệu sinh học… Để tận dụng tối đa nguồn nguyên liệu dư thừa của nền nông
nghiệp, đảm bảo được an toàn về năng lượng cho phát triển nền kinh tế Việt
Nam vẫn đang nằm trong vùng các nươc nghèo nhất thế giới.
Đề tài của em là thiết kế phân xưởng sản xuất cồn tuyệt đối là một đề
tài rất hay và có ý nghĩa thực tiễn và đáp ứng được phần nào về nhu cầu sử
dụng năng lượng hiện nay của đất nước. Tuy nhiên, đây là một đề tài hết sức
mới mẻ trong quá trình làm việc sẽ gặp rất nhiều khó khăn và không tránh

2
khỏi những sai sót trong quá trình làm việc. Vì vậy em rất mong được sự
giúp đỡ của thầy giáo hướng dẫn Ts. Văn Đình Sơn Thọ với những ý kiến
đóng góp quý báu giúp em hoàn thành tốt đồ án này. Qua quá trình tìm hiểu
về các phương pháp sản xuất cồn tuyệt đối, các ưu và nhược điểm của mỗi
phương pháp em đã lựa chọn Phương pháp sản xuất cồn tuyệt đối theo
phương pháp hấp phụ bằng zeolite. Sau đây em xin trình bày bản đồ án
như sau:




3
PHẦN II: LÝ THUYẾT CHUNG
I. NGUYÊN LIỆU ETANOL
I.1. Tính chất của Etanol
+ Tính chất vật lý:
Etanol (C2H5OH) là chất lỏng không màu, mùi thơm, dễ cháy, dễ hút
ẩm. Etanol tạo hỗn hợp đẳng phí với nước có thành phần 95,47% thể tích.




Hình 2.1
a: là điểm đẳng phí
Nhiệt độ sôi của Etanol là 78,39 oC, tỷ trọng d 4 = 0.79356, nhiệt
15


dung riêng Cp(16÷21oC) = 2,415 J.g-1.K-1, nhiệt cháy ở thể tích cố định là
1370,82 kJ/mol.
I.2. Cơ chế phụ gia của Etanol khi pha vào xăng
Etanol có trị số octan cao RON = 120 ÷ 135, MON = 100 ÷ 106,
thường được pha vào xăng với hàm lượng 10 ÷ 15% khối lượng. Khi pha
Etanol vào xăng do bản than nó là chat có trị số octan cao do đó sẽ làm tăng
trị số octan của xăng.
Mặt khác, do bản than quá trình cháy trong động cơ xăng là cháy
cưỡng bức, việc tận dụng không khí trong buồng đốt sẽ không hoàn toàn. Do
đó sẽ có những nhiên liệu cháy trong điều kiện thiếu oxy, dẫn đến sản phẩm

4
cháy không hoàn toàn (sản phẩm cháy bẩn). Khi ta đưa Etanol vào ở dạng
phụ gia thì quá trình cháy trong động cơ sẽ:
+ Cháy hoàn toàn nhờ có oxy sẵn có trong cồn nên ta giảm thiểu được
quá trình sinh khí CO độc hại ra môi trường.
+ Giảm tiêu tốn nhiên liệu do động cơ không cháy hết nhiên liệu.
+ Oxy hóa các khí độc hại trong quá trình cháy gây ra thành hợp chất
có số oxy hóa cao nhất, ít gây ảnh hưởng tới môi trường.
Chính sự bổ sung them oxy vào hỗn hợp cháy để đảm bảo quá trình
cháy hoàn toàn, sản phẩm cháy sạch hơn. Việc sử dụng Etanol pha vào xăng
dang là hướng phát triển có triển vọng nhất vì nó có những ưu điểm sau:
+ Có trị số octan cao thay thế phụ gia chì và methanol là những phụ
gia độc hại với con người.
+ Có hàm lượng oxy lớn hơn so với MTBE, TBA, TAME…
+ Động cơ sử dụng xăng pha cồn dễ khởi động, vận hành ổn định hơn
so với các loại phụ gia oxygen khác.
+ Công nghệ sản xuất đơn giản hơn và tạn dụng được nguồn nguyên
liệu sẵn có. Bên cạnh đó việc sử dụng phụ gia Etanol cúng có những nhược
điểm đó là:
- Khả năng bảo quản phụ gia Etanol là rất khó (đây là nhược điểm
quan trọng nhất).
- Giá thành của nhiên liệu là tương đối cao.
I.3. Ứng dụng của Etanol
Dùng để pha chế sản xuất các loại rượu, bia để uống, chế biến thức ăn.
Dùng làm chất sát trùng, rửa vết thương trong y tế. Dùng làm dược
phẩm chữa bệnh.
Trong tổng hợp hóa học: Cồn được xem là chất trung gian để sản xuất
các chất hóa học khác như: Acid axetic, Etyl Axetat…
Ngoài ra người ta có thể dùng chúng làm dung môi hòa tan nhiều hợp
chất hữu cơ và vô cơ khác.
Ngày nay hướng nghiên cứu về nhiên liệu sạch, trong đó việc sử dụng
cồn có nồng độ cao pha xăng được xem là một hướng đi hiệu quả và được
chú ý rất nhiều. Một số nước trên thế giới hiện nay đã ứng dụng thành công
nghiên cứu này và cho kết quả tốt. Điều này giúp giải quyết được vấn đề môi
trường, giảm thiểu được ô nhiễm môi trường do các động cơ gây ra.
I.4. Tình hình sản xuất Etanol trên thế giới hiện nay
Trên thế giới, việc nghiên cứu sử dụng etanol để thay thế chất phụ gia
MTBE trong xăng dầu đã được tiến hành trong nhiều năm qua. Ở Mỹ, chính
phủ nước này đã công bố cấm sử dụng MTBE, vào đầu năm 2003, do nhiều



5
công trình nghiên cứu về sự ô nhiễm nguồn nước, mối trường không khí, sức
khỏe con người trong việc sử dụng MTBE.
Etanol nhiên liệu là cồn tuyệt đối (hay còn gọi là cồn khan, có độ cồn
từ 99,7÷ 100%), được sản xuất từ cồn công nghiệp (có hàm lượng etanol từ
92÷ 96%).
Chương trình etanol nhiên liệu được nhiều nước quan tâm, đầu tư xây
dựng chiến lược để xây dựng các nhà máy sản xuất etanol từ các loại ngũ
cốc như: Ngô, sắn, mía đường… Để đáp ứng nhu cầu cung cấp nhiên liệu tái
tạo trong tương lai. Đây là chương trình phát triển nông nghiệp nông thôn,
nhằm khai thác tiềm năng sẵn có về lao động, đất đai, nguồn nông sản ở mỗi
quốc gia.
Mỹ là một trong 2 nước sản xuất etanol lớn nhất thế giới với một
chương trình etanol nhiên liệu cụ thể. Tổng công suất sản xuất etanol nhiên
liệu ở Mỹ đến năm 2003 đạt 3,5 tỷ gallon, tương đương 13 tỷ lít. Tương lai,
Mỹ có thể vượt Braxin, nước sản xuất etanol lớn nhất thế giới hiện nay. Vào
năm do lệnh cấm sử dụng MTBE sẽ làm tăng mạnh nhu cầu đối etanol nhiên
liệu ở Mỹ hiện nay.
Braxin là quốc gia sản xuất etanol tuyệt đối lớn nhất thế giới hiện
nay. Từ 15 năm nay, tất cả xe cộ ở Braxin đều chạy bằng etanol tinh khiết,
đây như là một ví dụ điển hình về việc khai thác năng lượng sinh khối
(Biomas).
Năm 1975, chính phủ Braxin đưa ra một chương trình sản xuất etanol
từ mía để giải quyết vấn đề giá đường thế giới hạ giá và gánh nặng ngày
càng tăng của ngành dầu mỏ sau cuộc khủng hoảng dầu mỏ năm 1973. Để
giải quyết vấn đề này người ta tận dụng các nhà máy đường hiện có để sản
xuất etanol. Chương trình này kéo theo mở rộng diện tích trồng mía và xây
dựng thêm các nhà máy sản xuất cồn tuyệt đối. Sản lượng nhiên liệu sinh
học này tăng đều đặn, từ 0,6 tỷ lít năm 1975 đến 14 tỷ lít năm 1998. Từ cuối
năm 1970 toàn bộ xe cộ ở Braxin dùng nhiên liệu có chứa 20% etanol để
thay thế cho xăng và diesel mà không cần thay đổi động cơ. Từ năm 1984
đến 1988, tất cả số ôtô mới được bán ra thị trường đều chạy bằng cồn tuyệt
đối. Năm 1988 các loại xe này đã tiêu thụ hết 7,6 tỷ lít cồn, trong đó 5,3 tỷ
lít dùng để pha xăng, còn lại dùng cho ôtô.




6
Thống kê về tỷ lệ sử dụng etanol và gasoline ở Braxin như sau:




Hình 2.2
Ngoài Braxin và Mỹ là 2 quốc gia có sả lượng cồn tuyệt đối lớn nhất
thế giới còn phải kể đến một số quốc gia khác có tiềm lực cũng rất lớn đó là:
Tây Ban Nha, Trung Quốc, Ấn Độ, Thái lan…
Tình hình sản xuất etanol tuyệt đối ở nước ta hiện nay: Ở Việt Nam
hiện nay chưa có nhà máy nào sản xuất cồn tuyệt đối ở quy mô công nghiệp,
vì vậy việc nghiên cứu đầu tư công nghệ tiên tiến để xây dựng một nhà máy
sản xuất etanol nhiên liệu là cần thiết, phù hợp với chương trình etanol nhiên
liệu toàn cầu trong nền kinh tế thị trường như hiện nay. Mặt khác nó giải
quyết được một số vấn đề yếu kém tồn tại của nước ta hiện nay là;
- Nhiên liệu xăng và diesel đều phụ thuộc vào nguồn nhập khẩu với
tổng nhu cầu hàng triệu tấn một năm. Cùng với đà phát triển của nền kinh tế
đất nước và quá trình hội nhập, nhu cầu sử dụng nguyên liệu sẽ tăng với tốc
độ lớn. Theo dự báo, đến năm 2020, ở Việt Nam nhu cầu sử dụng nhiên liệu
đạt 20 triệu tấn/ năm, trong đó sản xuất trong nước chỉ đáp ứng được khoảng
76% nhu cầu.
- Vì thế việc nghiên cứu các phương pháp sản xuất cồn tuyệt đối, kết
hợp với nghiên cứu lựa chọn các hệ phụ gia phù hợp để sản xuất các loại
nhiên liệu sinh học đáp ứng nhu cầu sử dụng nhiên liệu ở Việt Nam, đảm
bảo giảm ô nhiễm môi trường, phát triển nguồn tài nguyên thực vật, đặc biệt


7
là sử dụng nông sản và phế liệu công nghiệp chế biến nông sản đáp ứng
được an ninh năng lượng quốc gia.

II. CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT CỒN CAO ĐỘ
Để thu được sản phẩm là cồn có nồng độ cao trên thế giới hiện nay đã
sử dụng nhiều phương pháp tách nước từ cồn công nghiệp, cụ thể có thể liệt
kê các phương pháp điển hình như sau:
+ Phương pháp chưng cất: - Phương pháp chưng đẳng phí
- Phương pháp chưng phân tử
+ Phương pháp dùng chất hấp phụ chọn lọc Zeolite.
+ Phương pháp dùng các chất hút ẩm.
+ Phương pháp thẩm thấu qua màng.
+ Phương pháp kết hợp bốc hơi thẩm thấu qua màng và dây phân tử.
II.1. Phương pháp chưng cất
II.1.1. Chưng trích ly:
Sơ đồ chưng trích ly như sau:
SÔ ÑOÀ NGUYEÂN LYÙ CHÖNG TRÍCH LY


Nöôùc laøm maùt Nöôùc laøm maùt


Nöôùc laøm maùt Nöôùc laøm maùt




A B


AB BR




Hôi nöôùc Hôi nöôùc


Nöôùc ngöng R Nöôùc ngöng




R



Hình 2.3 Sơ đồ chưng trích ly
Nguyên tắc:
Hỗn hợp etanol – nước có nhiệt độ sôi gần nhau tạo thành dung dịch
đẳng phí ở 78,15 oC áp suất 1,013 Bar. Với hỗn hợp này không thể dùng

8
phương pháp chưng luyện thông thường để tách các phân tử ra ở dạng
nguyên chất dù tháp vô cùng cao và lượng hồi lưu là rất lớn. Phương pháp
chưng luyện trích ly thực hiện đưa thêm cấu tử phân ly có tác dụng phá vỡ
hỗn hợp đẳng phí, làm tăng độ bay hơi tương đối của một phân tử trong hỗn
hợp.
Công nghệ thực tế áp dụng ở Braxin [10] sơ đồ công nghê như sau:


Caáu töû loâi cuoán ( phaù ñaúng phí ):Benzen , Heptane, Cyclohexane
Caáu töû loâi cuoán
Hoãn hôïp ñoàng soâi cuûa 3 caáu töû



3
Ethanol 96%V
1 4 5
2




6 4
Nöôùc
4
Hôi nöôùc Ethanol 99,98%V



Hình 2.4 Sơ đồ sản xuất cồn tuyệt đối theo phương
pháp trích ly ở Brazil
1- Cột tách nước 2- Thùng lắng gạn
3- Thiết bị ngưng tụ 4- Thiết bị làm lạnh
5- Cột tách Hydrocacbon 6- Thùng chứa cấu tử lôi cuốn

Thực hiện đưa cấu tử phá đẳng phí (entrainer) là Benzen, Heptan,
hoặc Cyclohexan. Etanol 96% thể tích được đưa vào cột tách nước ( De-
hydrating Column) ở giữa tháp. Etanol 99,8% thể tích thu được ở đáy tháp,
được đưa đi làm lạnh và tồn chứa, bảo quản. Hỗn hợp đồng sôi của 3 cấu tử
thu được ở đỉnh tháp được ngưng tụ và phân tách trong thùng lắng gạn. Lớp
trên của thùng lắng gạn là các hợp chất hữu cơ chứa cả cấu tử phá đẳng phí
được đưa về cột tách hydrocacbon, tại đó hydrocacbon phá đẳng phí, etanol,

9
một lượng hơi nước được đưa đi tuần hoàn về thiết bị ngưng tụ rồi đưa về
thùng lắng gạn. Stillage thu được tuần hoàn về tháp chưng cất etanol. Một số
trường hợp khác stillage được sử dụng trong sản xuất thức ăn cho động vật.
Lượng hơi nước sử dụng: 1 ÷ 1,5 kg/lít etanol 99,98%




II.1.2. Chưng phân tử [3]
Nguyên tắc:
Chưng phân tử thực hiện ở độ chân không cao ( tương đương với áp
suất 0,01 ÷ 0,0001 mmHg). Ở áp suất này lực hút giữa các phân tử yếu đi và
số lần va chạm giữa chúng giảm, làm khoảng cách chạy tự do của các phân
tử tăng lên rất nhiều. Trên cơ sở đó, nếu làm khoảng cách giữa bề mặt bốc
hơi và bề mặt ngưng tụ nhỏ hơn khoảng cách chạy tự do của các phân tử, thì
khoảng cách phân tử của các cấu tử dễ bay hơi khi rời khỏi bề mặt bốc hơi
sẽ va đập vào bề mặt ngưng tụ và ngưng tụ ở đó. Trong thực tế khoảng cách
giữa các phân tử duy trì ở mức 200mm ÷ 30mm. Hiệu số nhiệt độ giữa hai
bề mặt duy trì ở mức 100oC.
- Sơ đồ nguyên lý như sau:


10

4
1
7
2
3



8




5
6




10
Hình 2.5 Tháp chưng phân tử
1- Bề mặt bốc hơi 2- Bề mặt ngưng tụ
3- Vỏ làm lạnh 4- Đĩa phân phối
5- Phễu hứng sản phẩm đáy 6- Cửa sản phẩm đỉnh
7- Cửa ra của nước làm lạnh 8- Cửa vào của nước làm lạnh
9- Cửa hút chân không 10- Cửa dẫn hỗn hợp đầu vào

Phía trong phòng bốc hơi có một bộ phận đung nóng, phía ngoài là bộ
phận ngưng tụ 2. Hệ thống có vỏ bọc 3 để làm lạnh. Hỗn hợp đầu (etanol +
rươu) cho vào bộ phận tạo màng 4 để chạy thành màng theo bề mặt bốc hơi
1. Sản phẩm đáy ( nước) lấy ra ở phễu 5, sản phẩm đỉnh (etanol) được tập
trung lại và đi ra cửa 5. Nước làm lạnh vào của 8 và ra cửa 7. Ống nối 9 nối
với bơm chân không để giữ cho độ chân không cần thiết trong thiết bị.
Do việc tạo áp suất và chế tạo thiết bị làm việc ở áp suất chân không
đòi hỏi rất phức tạp và tốn kém, phương pháp này chỉ để nghiên cứu, không
mở rộng được quy mô.

II.2. Phương pháp dùng chất hấp phụ chọn lọc – Zeolite
II.2.1. Giới thiệu về Zeolite [1]




Hình 2.6 Cấu tạo phân tử zeolite

Zeolite là các Aluminosilicat tinh thể có cấu trúc không gian 3 chiều
với hệ thống lỗ xốp đồng đều và rất trật tự. Hệ thống mao quản (pore) này có
kích cỡ phân tử, cho phép chia (rây) các phân tử theo hình dạng và kích
thước. Vì vậy zeolite còn được gọi là chất rây phân tử.

11
Thành phần hóa học của zeolite có thể biểu diễn như sau:

Me2/nO.xAl2O3.ySiO2.zH2O
Trong đó:
+ M+: là cation bù trừ điện tích khung.
+ z: là số phân tử nước kết tinh trong zeolite.
+ Đơn vị cấu trúc cơ bản của zeolite là các tứ diện TO4, với T là Al
hoặc Si. Có thể biểu diễn đơn vị cấu trúc cơ bản của zeolite như sau:
-
2-
O O
2-




2- 2- 2-
O O O
2-
O
Si4+ 3+
Al
2- 2-
O O
TÖÙ DIEÄN SiO4 -
TÖÙ DIEÄN [AlO4]


Hình 2.7 Cấu trúc cơ bản của zeolite
Việc thay thế đồng hình Si4+ bằng Al3+ trong các tứ diện SiO4 dẫn đến
dư một điện tích âm ở [AlO4]-. Điện tích âm dư được cân bằng bởi sự có mặt
của cation M+, gọi là cation bù trừ diện tích khung.
Người ta tìm thấy 40 cấu trúc zeolite trong tự nhiên khác nhau. Trong
khi đó sự phát triển của vật liệu này trong lĩnh vực như hấp phụ, phân tách,
quá trình xúc tác… đem lại những khả năng lớn nhờ các phương pháp tổng
hợp zeolite đang được thực hiện trong phòng thì nghiệm. Hiện nay có
khoảng 200 loại zeolite tổng hợp, tuy nhiên mới chỉ có một lượng nhỏ trong
số đó được sử dụng trong công nghiệp.
Tính chất chính của zeolite được thể hiện bởi cấu trúc và hình thái của
chúng, tức là sự sắp xếp trật tự của các tứ diện, phần thể tích rỗng, sự tồn tại
của các mao quản và các lỗ, kích thước các lỗ và các mao quản. Ngoài ra
tính chất của các zeolite còn phụ thuộc vào tỷ lệ Si/Al (hoặc SiO2/Al2O3) và
các cation bù trừ điện tích (K+, Na+…).
+ Phân loại Zeolite:
- Phân loại theo kích thước mao quản
* Zeolite có mao quản rộng: Dmq > 8 Ao
* Zeolite có mao quản trung bình: Dmq = 5 ÷ 8 Ao
* Zeolite có mao quản nhỏ: Dmq < 5 Ao
Trong đó: Dmq là đường kính mao quản.
- Phân loại theo tỷ lệ Si/Al: Cách phân loại này cho ta biết biến đổi tính chất
của zeolite.

12
* Loại giàu Al: Theo quy tắc của Lowenstein thì hàm lượng Si trong
zeolite luôn lớn hơn Al, có nghĩa là tỉ lệ Si/Al luôn lớn hơn bằng 1. Trong
loại giàu Al thì tỉ lệ này bằng 1,1 ÷ 1,2. Mao quản của zeolite này tương đối
lớn.
* Loại có hàm lượng Al trung bình: Với zeolite loại này tỷ lệ giữ
Si/Al từ 1,2 ÷ 2,5.
* Loại giàu Si: Loại này có tỷ lệ Si/Al > 2,5 tương đối bền nhiệt nên
được sử dụng nhiều trong quá trình xúc tác có điều kiện khắc nghiệt.
- Zeolite A:
Là loại zeolite tổng hợp có cấu trúc dưới dạng lập phương đơn giản
tương tự như kiểu liên kết trong tinh thể NaCl, với các nút mạng lưới là các
bát diện cụt.
Đối với zeolite A tỷ lệ Si/Al = 1 nên số nguyên tử Si và Al trong mỗi
đơn vị Sodalit bằng nhau. Vì vậy với mỗi bát diện cụt được tạo bởi 24 tứ
diện có 48 nguyên tử Oxy làm cầu nối, vậy còn dư 12 điện tích âm. Để trung
hòa 12 điện tích âm này ta phải có 12 cation hóa trị 1 hoặc 6 cation hóa trị 2.
Trong trường hợp của zeolite A là 12 ion K+ hoặc 6 cation Ca2+.

- Đặc tính kỹ thuật của zeolite 3A:
* Là loại zeolite giàu nhôm, tỷ lệ Si/Al thấp.
* Cation bù trừ điện tích K+: K12[(AlO2)12.(SiO2)12]
* Kích thước mao quản: 3 Ao.
II.2.2. Quá trình hấp phụ [4- 241]
II.2.2.1. Các định nghĩa về hấp phụ
Hấp phụ là quá trình hút các chất trên bề mặt các vật liệu xốp nhờ các
lực bề mặt. Các vật liệu xốp được gọi là chất hấp phụ, chất bị hút được gọi là
chất bị hấp phụ.
Hấp phụ xảy ra do lực hút tồn tại ở trên và ở gần sát bề mặt trong các
mao quản.
+ Hấp phụ hóa học: Lực hấp phụ mạnh nhất là lực hóa trị gây lên hấp
phụ hóa học, tạo lên các hợp chất khá bền trên bề mặt, khó nhả hấp phụ hoặc
chuyển các phân tử thành các nguyên tử.
+ Hấp phụ vật lý: Lực hấp phụ là lực vật lý Vanderwall tác dụng trong
khoảng không gian gần sát bề mặt.
Một hiện tượng thường xảy ra trong bề mặt khí – rắn là pha khí ngưng
tụ thành chất lỏng trong mao quản nhỏ, điều này xảy ra dưới tác dụng của
lực mao quản.
Mỗi phân tử đã bị hấp phụ (dù dạng khí hay lỏng) đều giảm độ tự do,
do đó quá trình hấp phụ luôn kèm theo sự tỏa nhiệt.
+ Hấp phụ vật lý: Nhiệt hấp phụ nhỏ.

13
+ Hấp phụ hóa học: Nhiệt hấp phụ lớn hơn, có thể bằng nhiệt phản
ứng. Do sự tỏa nhiệt, trong quá trình hấp phụ vấn đề tách nhiệt luôn được đề
ra.
Động học của quá trình hấp phụ:
Quá trình hấp phụ từ pha lỏng hoặc pha khí lên bề mặt xốp của chất
hấp phụ gồm 3 giai đoạn:
+ Chuyển chất từ lòng pha lỏng đến bề mặt ngoài của hạt chất hấp phụ
+ Khuyếch tán vào các mao quản của hạt.
+ Hấp phụ: Quá trình hấp phụ làm bão hòa dần từng phần không gian
hấp phụ, đồng thời làm giảm độ tự do của các phân tử bị hấp phụ, kèm theo
sự tỏa nhiệt.
- Yêu cầu của các vật liệu hấp phụ:
+ Có bề mặt riêng lớn.
+ Có các mao quản đủ lớn để các phân tử hấp phụ lên bề mặt, nhưng
cũng cần đủ nhỏ để loại các phân tử xâm nhập, có tính chọn lọc.
+ Có thể hoàn nguyên dễ dàng.
+ Bền năng lực hấp phụ, nghĩa là kéo dài thời gian làm việc.
+ Đủ bền cơ để chịu được rung động và va đập.
II.2.2.2. Hấp phụ gián đoạn có lớp chất hấp phụ đứng yên [4 - 253]
a. Sự thay đổi nồng độ trong pha rắn và pha khí theo thời gian và chiều cao
lớp chất hấp phụ.
Biểu diễn sơ đồ sự thay đổi nồng độ chất bị hấp phụ theo chiều cao
của lớp chất hấp phụ và theo thời gian khi hấp phụ gián đoạn có lớp hấp phụ
đứng yên như sau:

Yc

H H H


 U = f(H)
 K = f(H)
 

H
H2
  bh




Hbh

bh




H1




H'2


a a 0 XC X1 Xbh X 0 Yc Yd Y 0 U, K


Yd

Hình 2.8
Trong đó:
Y1: Nồng độ chất bị hấp phụ trong pha khí đi vào thiết bị, kg khí bị
hấp phụ/kg khí trơ.

14
Yc: Nồng độ tối thiểu của chất khí mà ta có thể tách được, kg chất bị
hấp phụ/kg khí trơ.
Xc: Nồng độ chất bị hấp phụ trong pha rắn, Tương ứng với YC, kg
chất bị hấp phụ/kg chất hấp phụ.
Xbh: Nồng độ bão hoà của chất bị hấp phụ trong pha rắn, kg chất bị
hấp phụ/kg chất hất phụ.
Quá trình làm việc như sau:
+ Hỗn hợp khí có nồng độ Yd đi vào thiết bị. Trước khi làm việc chất
hấp phụ trong thiết bị đã có nồng độ X  XC. Sau thời gian hấp phụ  1 nồng
độ chất hấp phụ ở mặt cắt a - a đạt được X1, còn ở độ cao H1 thì đạt được
nồng độ Xc. Trong thời gian đó nồng độ khí thay đổi từ Yd đến Yc.
Thời gian để chất hấp phụ ở mặt cắt a – a đạt được nồng độ bão hoà là
 bh , khi đó nồng độ đạt tới giá trị Yc và chất hấp phụ đạt tới Xc tương ứng
với độ cao Hbh.
Trước thời điểm  bh các đường cong biểu diễn U = f(H) và K= f(H)
thay đổi liên tục theo chiều cao.
Ở thời điểm  bh trong lớp hấp phụ thực tế đã tạo thành những mặt
đồng nồng độ, chúng dịch chuyển lên với vận tốc không đổi khi tăng thời
gian hấp phụ.
Ở một thời điểm nhất định chỉ có một lớp chất hấp phụ làm việc, lớp
này nằm giữa hai mặt phẳng có nồng độ Xc và Xbh.

II.2.3. Phương pháp sản xuất cồn tuyệt đối bằng vật liệu hấp phụ chọn
lọc
- Nguyên tắc của phương pháp:
+ Dựa vào kích thước mao quản của zeolite 3A chất hấp phụ này có
thể hấp phụ những phân tử có kích thước nhỏ hơn kích thước mao quản và
không hấp phụ những phân tử có kích thước lớn hơn.
+ Khi sử dụng zeolite 3A để hấp phụ sản xuất cồn tuyệt đối, bản chất
là chất hấp phụ chọn lọc nước trong hỗn hợp nước và etanol có nồng độ thấp
hơn.
+ Kích thước động học của nước là 2,75Ao < 3Ao.
+ Kích thước động học của rượu là 3,95Ao > 3Ao.
Như vậy: zeolite 3A hấp phụ nước nhưng không hấp phụ rượu etanol.
- Quá trình hấp phụ có thể thực hiện theo hai dạng:
+ Hấp phụ lỏng – rắn.
+ Hấp phụ khí – rắn.
- Sơ đồ nguyên lý của quá trình:


15
Quá trình hấp phụ với hỗn hợp etanol – nước ở dạng pha lỏng:

Saûn phaåm Khoâng khí
6




1A 1B




Vent

Nguyeân lieäu
Nöôùc laøm maùt 5
Nöôùc laøm maùt




2
4
Nöôùc laøm maùt 5
Nöôùc laøm maùt
Doøng tuaàn hoaøn


3


Hình 2.9 Sơ đồ hấp phụ cồn – nước dạng lỏng




16
Quá trình hấp phụ với hỗn hợp etanol – nước ở dạng hơi:
Vent




Nöôùc laøm maùt




3
Nöôùc
Doøng tuaàn hoaøn

7B

6
Khoâng khí




4


2

5
1A 1B 1C




7A 5



8 5
2 Khoâng khí




Coàn 85-96%V
Saûn phaåm




Hình 2.10 Sơ đồ hấp phụ cồn – nước dạng hơi
- Mô tả quá trình làm việc:
+ Nguyên liệu (hỗn hợp etanol – nươc có nồng độ thấp) được đưa qua
cột hấp phụ chứa zeolite 3A ở pha lỏng hoặc pha hơi. Nước sẽ bị hấp phụ và
giữ lại trên cột, etanol không bị hấp phụ đi ra khỏi cột.

17
Để quá trình làm việc liên tục, thông thường phải có ít nhất 2 tháp
chứa chất hấp phụ. Khi tháp A tiến hành hấp phụ thì tháp B phải tiến hành
tái sinh xúc tác và ngược lại.
Với quá trình sử dụng 3 tháp: Tháp 1 thực hiện quá trình hấp, tháp 2
thực hiện quá trình nhả hấp và tháp 3 thực hiện quá trình làm mát chất hấp
phụ.
- Sơ đồ nguyên lý hấp phụ, nhả hấp và làm mát của hệ thống 3 tháp như sau:




Hình 2.11 Sơ đồ sản xuất cồn tuyệt đối theo
phương pháp hấp phụ với ba tháp
Trong đó:
Tháp 1 thực hiện hấp phụ, tháp 2 đang thực hiện nhả hấp phụ, tháp 3
đang thực hiện quá trình làm mát chất hấp phụ.
1a, 1b: Dòng khí thực hiện quá trình nhả hấp phụ.
2a, 2b: Dòng khí thực hiện làm mát.
3a, 3b: Dòng hới cồn 96%V vào tháp hấp phụ.
+ Các phương pháp nhả hấp phụ:
Có thể thực hiện nhả hấp phụ bằng 3 phương pháp:
II.2.3.1. Phương pháp 1:
Gia nhiệt cho cột và nhả khí sạch, nóng qua cột hấp phụ ở nhiệt độ
phù hợp. Thời gian nhả hấp phụ tuỳ thuộc vào mức độ hấp phụ.


18
Phương pháp này được sử dụng phổ biến trong việc nhả hấp phụ, tái sinh
chất hấp phụ.
Sơ đồ nguyên tắc như sau: [10]




Hình 2.12

Nguyên tắc hoạt động của sơ đồ này là cả tháp nhả và tháp hấp phụ
làm việc song song. Khi tháp bên trái thực hiện hấp phụ thì tháp phải thực
hiện quá trình nhả hấp. Trong quá trình nhả hấp này thì khí được gia nhiệt
đến nhiệt độ yêu cầu rồi thực hiện quá trình nhả hấp có bổ xung nhiệt ở thân
tháp nhả.


19
Một số trường hợp sử dụng hơi nguyên liệu làm khí thực hiện quá
trình nhả hấp [8 - 380]


Ta có các sơ đồ như sau:

Hôi nguyeân lieäu




Thaùp haáp phuï




Thaùp taùi sinh




Thaùp laøm maùt




Daàu noùn g
Thieát bò gia nhieät
Saûn phaåm
Thaùp taùch pha




Daàu noùn g
Boä phaän ngöng tuï




Hình 2.13

Nguyên tắc:
+ hơi nguyên liệu được trích ra một phần và đi vào tháp làm mát để
nâng nhiệt độ của dòng hơi nhả hấp sau đó được gia nhiệt bằng dầu nóng tới
nhiệt độ nhả hấp tối ưu. Sau khi thực hiện quá trình nhả hấp thì dòng hơi này
được ngưng tụ lại thành lỏng, rồi cho qua tháp tách pha để tách các hạt bụi
zeolite ra. pha lỏng được quay trở lại đi vào tháp hấp phụ.
+ Ngoài ra còn một số sơ đồ khác tuy nhiên nguyên tắc hoạt động
cũng tương tự sơ đồ công nghệ này.
II.2.3.2. Phương pháp 2:
Giảm áp cột hấp phụ Cách này khó thực hiện vì đòi hỏi thiết bị phức
tạp, đòi hỏi kỹ thuật cao và tính an toàn trong sản xuất khi sử dụng thiết bị
chịu áp.



20
Sơ đồ nguyên tắc của phương pháp:




Hình 2.14
II.2.3.3. Phương pháp 3:
Dùng một số chất có ái lực với nước lớn hơn của chất hấp phụ (ví dụ:
Amoniac NH3) để nhả hấp phụ.
II.3. Phương pháp dùng các chất hút ẩm
Khi ta cho các chất hút ẩm vào trong hệ Etanol – nước thì chất hút ẩm
sẽ hút nước trong cồn, nồng độ cồn thu được sẽ cao hơn nhưng chỉ đạt
khoảng 98% và hiệu suất thu hồi cồn không cao.
II.4. Phương pháp thẩm thấu qua màng




Hình 2.15

- Nguyên tắc:

21
Sử dụng vật liệu rây phân tử Zeolite như ở phương pháp hấp phụ chọn
lọc, nhưng tác dụng của vật liệu rây phân tử ở 2 phương pháp hoàn toàn
khác nhau.
So sánh phương pháp thẩm thấu qua màng và phương pháp hấp phụ
chọn lọc:
Bảng 2.1
Phương pháp hấp phụ chọn lọc Phương pháp thẩm thấu qua
màng
- Hỗn hợp Etanol – nước đi và tháp - Hỗn hợp Etanol – nước đi vào tháp
có thể ở một trong dạng lỏng hoặc ở dạng hơi
hơi
- Nước bị giữ lại trong lớp chất hấp - Nước và Etanol đều không bị giữ
phụ trong tháp và được tách ra trong lại
giai đoạn nhả hấp phụ
- Để làm việc liên tục , yêu cầu phải
có 2 tháp thiết kế song song với - Làm việc liên tục chỉ với 1 tháp
nhau

-Sơ đồ nguyên lý của quá trình :
6
Hôi nöôùc 200kPa
5

Nöôùc ngöng


1

Etanol
(96% theå tích)
3
2 2
Nöôùc
Nöôùc laøm maùt ngöng tuï
Nöôùc laøm
o Etanol
maùt (20 C)
(99,9% V)
3
Etanol
(23% V)


Hình 2.16 sơ đồ sản xuất cồn tuyệt đối theo phương pháp
thẩm thấu qua màng


22
Trong đó:
1- Thiết bị loại màng zeolite 2- Bơm tuye
3- Bơm ly tâm 4- Thiết bị tận dụng nhiệt
5- Thiết bị trao đổi nhiệt 6- Bơm chân không
Để quá trình thu hồi Etanol được triệt để, người ta đã thực hiện ghép
các thiết bị thành modules thẩm thấu. Nguyên tác của Modules thẩm thấu
được thể hiện như sau:
- Cấu tạo của màng:
+Lớp phân tách chọn lọc: dày 0,5 – 2 µm.
+Lớp chất mang có cấu trúc xốp: dày 70-100 µm.




Hình 2.17 màng phân tách chọn lọc

II.5. Phương pháp kết hợp bốc hơi thẩm thấu và rây phân tử
Theo phương pháp này thì nước được hấp phụ bằng bốc hơi thẩm thấu qua
màng , sau đó qua rây phân tử để tiếp tục hấp phụ .
Phương pháp này cho nồng độ cồn cao nhưng đòi hỏi đầu tư cơ bản lớn .

II.6. Kết hợp chưng cất và thẩm thấu qua màng:
Bản chất của phương pháp là sử dụng tháp chưng cất nâng cao nòng độ
Etanol , đồng thời tạo hỗn hợp hơi đi vào thiết bị phân tách loại màng .Việc
sử dụng kết hợp sẽ cho phép linh động hơn trong nguồn nguyên liệu đầu
vào.




23
Hình 2.18
II.7. So sánh đánh giá các phương pháp
Ta lập bảng so đánh giá như sau:
Bảng 2.2
Ưu nhược điểm Năng
Giá
Phương lượng
thành
pháp Ưu điểm Nhược điểm tiêu
đầu tư
tốn
- Chưng đẳng phí :
Nồng độ Etanol thu
được không cao (tối
đa 95,57% khối lượng
)
Phương Giá thành đầu - Chưng phân tử: Việc
pháp tư không quá tạo áp suất chân không
chưng cất cao cao , chế tạo các thiết
bị làm việc ở áp suất
50% 100%
chân không đòi hỏi rất
phức tạp , tốn kém
- Giá thành đầu - Do trở lực của tháp
tư ban đầu dạng đệm lớn , yêu
không quá cao cầu công suất của bơm
(với năng suất cao .
Phương nhỏ), chế tạo - Yêu cầu của hỗn hợp
pháp dùng thiết bị không nguyên liệu vào tháp
chất hấp quá phức tạp . cao.
80% -
phụ chọn -Nồng độ cồn
lọc sản phẩm thu

24
được khá cao
(≥99,5% khối
lượng)
- Dễ dàng
chuyển quy mô
thiết bị sang
quy mô công
nghiệp
- Nồng độ cồn sản
Phương Đầu tư cơ bản
phẩm chưa cao , chỉ 40% 50%
pháp dùng thấp nhất trong
khoảng 98% thể tích
chất hút các phương
- Hiệu suất thu hồi cồn
ẩm pháp.
không cao
Phương Tách nước hiệu
pháp thẩm quả , nồng độ
thấu qua cồn sản phẩm Đầu tư cơ bản cao 100% 20%
màng cao.
Phương
pháp kết Tách nước hiệu
hợp bốc quả , nồng độ
hơi thẩm cồn sản phẩm Đầu tư cơ bản cao > 120% 35%
thấu và rây cao.
phân tử

Qua bảng so sánh các phương pháp trên ta thấy phương pháp sản xuất
cồn theo phương pháp hấp phụ chọn lọc có nhiều yêu điểm hơn cả. Đặc biệt
sản phẩm cồn thu được có nồng độ cồn cao, đầu tư kinh tế không quá tốn
kém. Do đó ta có thể sản xuất cồn theo phương pháp này theo quy mô công
nghiệp, có khả năng đáp ứng được nhu cầu về nhiên liệu ngày càng hạn hẹp
của xăng dầu hiện nay.

II.6. Thiết kế sơ đồ sản xuất và nguyên tắc hoạt động
Qua quá trình tính toán lựa chọn các thiết bị cho quá trình sản xuất
cồn tuyệt đối theo phương pháp hấp phụ trên zeolite 3A ta thiết kế sơ đồ sản
xuất như hình vẽ 2.19 (trang bên)




25
SO Đ? DÂY CHUY? N S? N XU? T C? N TUY? T
Đ? I B? NG PHUONG PHÁP H? P PH?
C?n v? tháp chung

Khí Nito tu?n hoàn
8

Nu?c l?nh




3
WRC WRC WRC



FC FC FC


FC FC FC



Nu?c nóng

9
2

1 1 1 10
Nu? c l?nh
TI
TI TI




4


TT C




TC TC TC
Nu? c nóng C?n tuy?t d?i
FC FC FC




WRC WRC WRC FC
FC FC




FC FC FC




FC FC FC
7 7 7


Thùng ch? a ch?t th?i

TI



Khí Nito 9
TT




9
C?n 96 % C
TI




5 
C

TT




N?i hoi

9


Không khí

11




26
Nguyên tắc:
Sơ đồ làm việc với 3 tháp làm việc song song, tháp 1 thực hiện quá
trình hấp phụ, tháp 2 thực hiện quá trình nhả hấp, tháp 3 thực hiện quá trình
làm mát. Với sơ đồ trên ta có nguyên tắc làm việc cụ thể của từng tháp như
sau:
Tháp hấp phụ: Hơi cồn ở 107 oC được bơm lên đỉnh tháp hấp phụ nhờ
bơm thổi khí kiểu hai cánh guồng, hơi cồn đi sâu vào trong và xuống dưới
lớp zeolite 3A và bị hấp phụ vào trong lớp vật liệu. Do có tín hiệu của dòng
(FC) nguyên liệu và dòng sản phẩm các van dẫn khí nhả và khí làm mát sẽ
được đóng lại. Hơi cồn đi ra ở đáy tháp và được qua thiết bị lọc bụi zeolite
sau đó được chuyển sang thiết bị ngưng tụ cồn sản phẩm.tất cả lớp hấp phụ
đã đạt tới trạng thái bão hoà nồng độ cồn sản phẩm ở đầu ra giảm van cồn
đầu vào sẽ tự động đóng nhờ bộ điều khiển tự động (WRC). Khi mất tín hiệu
nhiệt độ ở (TC) thì van dẫn khí làm mát sẽ tự động mở và thực hiện quá
trình làm mát.
Tháp làm mát: Khí có tín hiệu dòng khí làm mát các van dẫn hơi cồn
sản phẩm, cồn nguyên liệu, khí nhả hấp sẽ tự động đóng lại. Quá trình làm
mát sẽ kết thúc khi tín hiệu nhiệt độ (TC) đầu ra của dòng khí làm mát giảm
dưới mức cho phép van dẫn khí làm mát sẽ tự động đóng lại. Tín hiệu dòng
khí làm mát mất ở (FC) thì van dẫn khí nhả hấp sẽ tự động mở và thực hiện
quá trình nhả hấp.
Tháp nhả hấp phụ: Quá trình nhả hấp được thực hiện ở nhiệt độ 350
o
C. Nhiệt lượng cung cấp cho quá trình này được lấy từ calorifier hơi nước
với bộ chuyển tín hiệu nhiệt độ (χ c) dòng N2 đi vào tháp nhả. tốc độ dòng
hơi đi vào calorifier sẽ được khống chế nhờ một van tự động. Quá trình nhả
hấp phụ sẽ được kết thúc khi có sự thay đổi lớn về khối lượng riêng của
dòng hơi khi nhả thông qua (WRC) ở đầu ra của dòng khí nhả hấp, các van
đầu vào và ra dòng khí nhả sẽ tự động đóng lại kết thúc quá trình nhả hấp
phụ.
Để tận dụng nhiệt cho toàn bộ quá trình làm việc, dòng khí nitơ được
xả ra từ bình nén khí và đi vào tháp thực hiện quá trình làm mát. Dòng khí
nitơ ra tiếp tục được trao đổi nhiệt với hơi, khí nhả có nhiệt độ cao thông qua
thiết bị tận dụng nhiệt khí – khí dạng tấm.
Hơi cồn sau khi nhả được ngưng tụ qua thiết bị ngưng tụ. Khí Nitơ
được nén trở lại bình chứa. Cồn lỏng có nồng độ thấp sẽ được hồi lưu quay
lại tháp chưng tách cồn công nghiệp.




27
III. MỘT SỐ CÁC THỰC NGHIỆM VỀ PHƯƠNG PHÁP
HẤP PHỤ SẢN XUẤT CỒN BẰNG ZEOLITE 3A
III.1 Các tính chất và các đại lượng nhiệt động của quá trình
hấp phụ nước:
Theo thí nghiệm của E.Lalik và cộng sự [7]:
Nhiệt độ hấp phụ: 107,6oC; Nhiệt độ phòng 25oC
Lượng Zeolite trong mẫu khảo sát: 0,02 (g)
Lượng chất mang (thạch anh) trong mẫu khảo sát: 0,2(g)

Bảng 2.3
Giá trị
Đại lượng
Nhiệt độ phòng 25oC 107,6oC

Diện tích bề mặt riêng
SBET 410 410
( m2/g Zeolite)
Tổng nhiệt hấp phụ
5612,6 7426,4
∑∆Had ( mJ )
Lượng nước bị hấp phụ
98,1 102,5
( µmol)
Entalpy hấp phụ ∆Had
57,2 72,5
( kJ /mol)
Tổng nhiệt nhả hấp phụ
2170 7572,7
∑∆Hdes ( mJ )
Lượng nước nhả hấp
phụ 35,2 100,1
( µmol)
Entalpy nhả hấp phụ
61,6 71,9
∆Hdes ( kJ /mol)

III.2 Các tính chất và các đại lượng nhiệt động của quá trình
hấp phụ Etanol
Theo thí nghiệm của E.Lalik và cộng sự [7]:
Nhiệt độ hấp phụ: 98oC; Nhiệt độ phòng 25oC
Lượng Zeolite trong mẫu khảo sát: 0,02 (g)
Lượng chất mang ( thạch anh ) trong mẫu khảo sát: 0,2 (g)



28
Giá trị
Đại lượng
Nhiệt độ phòng 25oC 98oC

Diện tích bề mặt riêng
SBET 410 410
( m2/g Zeolite)
Tổng nhiệt hấp phụ
180,7 160,4
∑∆Had ( mJ )
Lượng Etanol bị hấp
phụ 1.5 0.9
( µmol)
Entalpy hấp phụ ∆Had
120,5 178,2
( kJ /mol)
Tổng nhiệt nhả hấp
phụ 57,1 58,2
∑∆Hdes ( mJ )
Lượng nước nhả hấp
0,4 0,5
phụ ( µmol)
Entalpy nhả hấp phụ
142,7 116,4
∆Hdes ( kJ /mol)

Bảng 2.4
Cũng theo E.Lalik và cộng sự, nghiên cứu về độ chọn lọc hình dáng của
Zeolite 3A theo nhiệt độ :
Bảng 2.5
Nhiệt độ Độ chọn lọc hình dáng (SSI)
Nhiệt độ phòng 61,3
98oC – 107,6oC 114,4




29
PHẦN III: TÍNH TOÁN CÂN BẰNG VẬT CHẤT VÀ CÂN BẰNG NHIỆT LƯỢNG


A. TÍNH TOÁN CÂN BẰNG VẬT CHẤT
I. TÍNH TOÁN CHO QUÁ TRÌNH HẤP PHỤ
Toàn bộ etanol và nước vào tháp hấp thụ ở dạng hơi.
Ký hiệu:
Gv: Lưu lượng khối lượng của hỗn hợp vào tháp (kg/h)
gv: Lưu lượng thể tích của hỗn hợp vào thạp (m3/h)
ρv : Khối lượng riêng của hỗn hợp ở điều kiện hấp hấp phụ thp= 107 oC
Ta có:
Gv= gv. ρv [ kg/h]
I.1. Tính ρv và ρr
Tra bảng I.2: Khối lượng riêng của một số chất lỏng và dung dịch với
nước thay đổi theo nhiệt độ [4- tr9] :

Khối lượng riêng (kg/m3)
Chất
100oC 120oC

Rượu Etylic 100% 716 693


Rượu Etylic 80% 783 768


Bảng 3.1
Nội suy từ bảng ta có :
ρv = 721,268 [kg/m3]

Giả thiết rằng: Nhiệt hấp phụ được tách hoàn toàn , thiết bị hấp phụ làm
việc trong điều kiện đoạn nhiệt:
Nội suy từ bảng ta có:
ρr = 707,9604 [kg/m3]

I.2. Tính lưu lượng khối lượng hỗn hợp đầu vào

Gv= gv. ρv [ kg/h ]
Với :
gv = 1000 [l/ngày]
= 4,1667.10-3 [ m3/h ]

30
ρv = 721,268 [kg/m3]
Vậy:
Gv= 41,667.10-3.721,268

=30,053 [ kg/h ]
I. 3. Tính lượng nước bị hấp phụ trong một giờ
Ký hiệu:
Gr: Lưu lượng khối lượng hỗn hợp đầu ra [kg/h]
GH2O: Lượng nước bị hấp phụ trong tháp [kg nước/h]
GE: Lượng Etanol bị hấp phụ trong tháp [kg Etanol/h]
Wv: Lượng nước đầu vào tháp [kg]
Wr: Lượng nước đầu ra tháp [kg]


Nguyªn liÖu
Gv , Wv , mv




mzeolite




Gr , Wr , mr
S¶n phÈm

Hình 3.1
Dòng vào:
- Cồn 96 %V
- Nước 4 %V
- Etanol 99,8 %V
- Nước 0,2 % V
I.4. Cân bằng vật chất lượng nước vào và ra khỏi tháp hấp phụ
GH2O = (Gv. mv – Gr. mr )/100 [kg nước/h]
Trong đó:

31
mv, mr: Nồng độ % khối lượng nước trong nguyên liệu và sản
phẩm [% khối lượng]
Đổi nồng độ % thể tích sang nồng độ phần trăm khối lượng:

(100  v v ).ρ n
mv =
ρv
Trong đó:
vv: Nồng độ phần trăm thể tích của rượu trong nguyên liệu [%]
o
ρ n : Khối lượng riêng của nước ở 107,6 C [kg/m3]
Tra bảng I.5 Khối lượng riêng và thể tích riêng của nước phụ thuộc
vào nhiệt độ [4 – tr12] ta được:

ρ n = 952,7712 [kg/h]
Thay số ta được:

(100  96).952,7712
mv = = 5.2838 [% khối lượng]
721,68
Tương tự ta có

v 2 . n
mr =
r
Trong đó:
vr: Nồng độ phần trăm thể tích của nước trong sản phẩm

vr = 100 – 99,8 = 0,2 [% thể tích]
Vậy ta có:

0,2.952,7712
mr = = 0.2692 [% khối lượng]
707,9604

5,2838 0.2692
GH2O = 30,053. – (30,053 – GH2O – GE).
100 100
[kg nươc/h]
Phương trình (1) thu được là:


GH2O = 1,511 + 0,002692.GE



32
Giả thiết rằng khi Zeolite hấp phụ nước đạt x % của giá trị bão hòa thì
lượng Etanol bị hấp phụ cũng đạt được tượng ứng là x % của giá trị bão hòa
Ký hiệu:
gE , gH2O: Lượng Etanol và nước bị hấp phụ trong tháp [m3/h]

gE 46.a 1
=
g H2O 18.a 2
Trong đó:
a1: Lượng Etanol bị hấp phụ trên một đơn vị xúc tác
a2: Lượng nước bị hấp phụ trên một đơn vị xúc tác
Một đơn vị xúc tác tượng ứng với 0.02 (g) Zeolite.
Theo thí nghiệm của E.Lalik và cộng sự ta có
a1 = 0.9 (µmol)
a2 = 102,5 (µmol)
Vậy ta có:

gE 46.0.9
= = 0.0224
g H2O 18.102.5


GE ρ E .g E
 =
G H2O ρ H2O .g H2O
Trong đó:
ρ E , ρ H2O : Lần lượt là khối lượng riêng của Etanol và nước ở
107.6 oC
Tra bảng I.5 khối lượng riêng và thể tích riêng của nước [3 – tr12]
ta có:
ρ E = 707,26 [kg/m3]
ρ H2O = 952,7712 [kg/m3]
Thay số ta được:

GE 707,26.46.0,9
= = 0,0167
G H2O 952,7712.18.102,5
Thay vào phương trình (1) ta có:

GH2O = 1,511 + 0,002692.0,0167.GH2O
 GH2O = 1.512 [kg nước/h]
 GE = 1,512. 0,0167
= 0,0253 [kg Etanol/h]

33
II. TÍNH TOÁN CHO QUÁ TRÌNH NHẢ HẤP
Phương trình cân bằng vật chất của tháp hấp phụ:

Gv = Gr + GH2O + GE
 Gr = Gv – GH2O – GE
Thay số vào ta được
Gr = 30.053 – 1,512 – 0.0253
= 28,5157 [kg/h]
Lượng Etanol đầu vào là:
GEv = Gv.(1 – m1/100)
= 30,053.(1 – 0,052838) = 28,465 [kg/h]
Nồng độ phần khối lượng của Etanol ở đầu ra thiết tháp là:
(100  v 2 ).ρ E
mE =
ρr
(100  0,2).707,26
= = 99,7
707,9604
Lượng Etanol đầu ra là:
GEr = Gr.mE
= 28,5157.0,997 = 28,459 [kg/h]
Lượng nước trong nguyên liệu đầu vào là:
GH2Ov = Gv – GEv
= 30,053 – 28,465 = 1,588 [kg/h]
Lượng nước trong nhiên liệu đầu ra là:
GH2Or = Gr – GEr
= 28,5157 – 28,465 [kg/h]
= 0,05051
Ta có bảng thống kê số liệu sau:
Bảng 3.2
Đại lượng Giá trị đầu vào Giá trị đầu ra
Lưu lượng [ kg/h]
30,053 28,5157
Nhiệt độ [oC]
107,6 107,6
% thể tích Etanol
96 99,8
Lượng Etanol [ kg/h]
28,465 28,459
Lượng nước [ kg/h]
1,588 0,05051


34
III. TÍNH LƯỢNG ZEOLITE CẦN THIẾT VÀ TỐC ĐỘ
HỖN HỢP ĐẦU VÀO
III.1 Tính lượng Zeolite cần thiết
Chọn sơ đồ thiết bị loại 3 tháp làm việc đồng thời:
+ Tháp hấp phụ
+ Tháp nhả hấp phụ
+ Tháp làm mát Zeolite
Các tháp làm việc luân phiên nhau:
Theo báo cáo thí nghiệm số 74 của S.M. Ben- Sebil năm 1999 về sự
phụ thuộc của nồng độ của nước vào thời gian hấp phụ ta có đồ thị:




Hình 3.2

Theo đồ thị ta thấy thời gian hấp phụ bão hòa nước của Zeolite
khoảng 450 phút.
Ta chọn thời gian hấp phụ là 8h.
Theo thí nghiệm 7 ta chọn thời gian tái sinh là 6h.
Như vậy ta chọn các thông số thời gian cho quá trình như sau:
+ Thời gian hấp phụ: 8h
+ Thời gian nhả hấp: 6h
35
+ Thời gian làm mát: 8h
+ Thời gian dự trữ chuyển chế độ làm việc: 2h
Lượng nước bị hấp phụ trong 8h là:
MH2O = GH2O. 8 = 1,512.8 = 12,16 [kg nước]
Lượng nước hấp phụ trong một ngày là:

M H2O= 12,16. 24/8
= 36,48 [kg nước]
Lượng Etanol bị hấp phụ trong 8h là:

MEtanol = GEtanol.8
= 0,0253.8
= 0,2024 [kg rượu]
Lượng Etanol bị hấp phụ trong một ngày là:

M = MEtanol.(24/8)
Etanol

= 0,2024.3
= 0,6072 [kg rượu]
Quá trình hấp phụ thực hiện đến 100% dung lượng hấp phụ bão hòa
của Etanol và của nước
Lượng Zeolite cần dùng để hấp phụ lượng nước trên là:

0,02
Mzeolite= . MH2O
a 2 .10 6 .18
0,02
= .12,16
102,5.10 6 .18
= 131,82 [kg]
Lượng Zeolite cần dùng để hấp phụ lượng Etanol trên là:

0,02
M*zeolite = . MEtanol
a 1 .10 6 .46
0,02
= .0,2024
0,9.10  6 .46
= 97,78 [kg]
Tổng lượng Zeolite cần dùng trong một mẻ là:

Mtổng = 131,82 + 97,78
= 229,6 [kg]
Khối lượng của zeolite trong 3 tháp là: 229,6.3 = 688,8 kg

36
Cứ 1 năm ta phải thay zeolite một lần do đó lượng zeolite sử dụng
trong một năm là:
MZ = 688,8.1 = 668,6 kg
Theo nhóm nghiên cứu sản xuất cồn tuyệt đối bằng chất hấp phụ
zeolite ta có:
+ Mật độ đổ với zeolite 3A với đường kính hạt 2 mm là:
ρ zeolite = 427 [kg/m3]


Thể tích lớp Zeolite trong tháp là:

M zeolite
Vzeolite =
ρ zeolite
229,6
Vzeolite =
427
Vzeolite = 0,537 [m3]


B. TÍNH TOÁN CÂN BẰNG NHIỆT LƯỢNG
Dựa vào số liệu ở trên ta có giản đồ nhiệt của toàn bộ quá trình như
sau:

T oC




350
(3)

(4) (2 )

(1 )
107,6



8h 2h t (s)
0




Hình 3.3



37
Giản đồ sự phụ thuộc của nhiệt độ khối vật liệu theo thời gian
Trong đó:
+ (1): Là quá trình hấp phụ ở nhiệt độ 107,3 oC
+ (2): Là quá trình nâng nhiệt độ toàn bộ khối vật liệu lên tới nhiệt độ
ổn định 350 oC
+ (3): Là quá trình nhả hấp phụ ở 350 oC
+ (4): Là quá trình làm mát về nhiệt độ ban đầu

I. TÍNH TOÁN CHO QUÁ TRÌNH HẤP PHỤ
I.1. Tính nhiệt lượng tỏa ra trong quá trình hấp phụ ở 107 oC
trong một mẻ:

Q1 = Q1N + Q1E
Trong đó:
Q1N: Nhiệt tỏa ra khi Zeolite hấp phụ nước.
Q1E: Nhiệt tỏa ra khi Zeolite hấp phụ Etanol.
Theo thí nghiệm của E.Lalik [7] ta có bảng nhiệt hấp phụ của nước và
Etanol trên Zeolite 3A như sau:
Bảng 3.3
Nhiệt hấp phụ(0,02g
Chất bị hấp phụ
Zeolite) [mJ]
Nước 7426,4
Etanol 160,4

Nhiệt nhả hấp phụ trên một đơn vị khối lượng Zeolite 3A

Bảng 3.4
Nhiệt hấp phụ(0,02g
Chất bị hấp phụ
Zeolite) [kJ/kg]
Nước 371,32
Etanol 8,02

Ta có:
Q1N = MZeolite.∆HadH2O
= MTổng .∆HadH2O
= 229,6. 371,32 = 85255 [kJ]
Q1E = MTổng. ∆HadE
= 229,6. 8,02
= 1841,39 [kJ]
Vậy:
38
Q1 = 1841,39 + 85255
= 87096,39 [kJ]
I.2. Tính toán nhiệt độ trung bình của toàn bộ thiết bị trong
quá trình thực hiện hấp phụ
Theo Tính toán ở trên ta có nhiệt độ tối ưu để hấp phụ là 107oC (
107,6), nhiệt lượng toả ra của quá trình là Q1. Nhiệt lượng này có thể làm
cho nhiệt độ toàn thiết bị tăng lên. Do đó ta tính xem nhiệt độ này có đáng
kể hay không để có thể chế tạo thiết bị có tận dụng nhiệt của quá trình này.
Gọi nhiệt độ của toàn thiết bị tăng lên đến T*1oC ta cần tính nhiệt độ
này với các giả thiết như sau:
+ Coi lượng nước bị hấp phụ trong lớp Zeolite là không đáng kể so
với lượng rượu đi vào và ra khỏi thiết bị hấp phụ.
+ Coi nhiệt độ làm việc là 107oC.
+ Theo bảng cân bằng vật liệu 3.2 ở trên Ta có:
Khối lượng của etanol đi vào tháp hấp phụ trong 1 h là
mev = 30,053 [kg/h]

Khối lượng của etanol đi vào tháp hấp phụ trong vòng 8h là:
Mev = 30,053.8
= 240 [kg]
Nhiệt lượng cần thiết để đưa khối rượu này từ 107oC đến T*1 là:
T1*

Q1c = Mev.  C pE .dT [kJ]
T1

Trong đó:
C*pE: là nhiệt dung riêng của rượu phụ thuộc vào nhiệt độ.
+ Nhiệt dung riêng của Etanol trong khoảng nhiệt độ từ 107÷ 350oC
theo [11] ta có:
CpE = 325,66 + 4,537.T [J/kg. oC]
Thay số vào phương trình trên ta được:
T1*

Q1c = 240.  (325,66  4,537.T ).dT [kJ]
T1

1
= 240. { 325,66.(T*1 – 107) + 4,537.( T*21 – 1072). } [kJ]
2
Nhiệt lượng cần thiết để nâng khối Zeolite từ 107oC đến T*1 là:
Q1zc = CpZ. (T*1 – T1)
Trong đó:
CpZ: là nhiệt dung riêng của zeolite [j/kg. oC]
Nhiệt dung riêng của Zeolite theo [8] ta có:

39
Cp(zeolite) = 0,96 [kJ/kg.oC]
Thay vào phương trình trên ta được:
Q1zc = 0,96.(T*1 – 107)
Coi lượng nhiệt mất mát của quá trình này là 15% nên ta có lượng
nhiệt thực tế mà Q1 truyền để làm tăng nhiệt độ thiết bị lên T*1 là:
Q1tt = (1 – 0,15). Q1
= 87096. 0,85
= 74031 [kJ]
Cân bằng nhiệt lượng ta có phương trình sau:
Q1tt = Q1c + Q1zc
* 1
 74031 = 240. { 325,66.(T 1 – 107) + 4,537.( T*21 – 1072). }+
2
0,96.(T*1 – 107)
Như vậy ta có phương trình bậc 2 của T*1 như sau:
544,44.T*21 + 78399.T1 – 14622015 = 0
Giải phương trình bậc 2 ta được:
T*1  108oC.
Vậy với quá trình này ta không thể tận dụng nhiệt vì nhiệt độ này chỉ
để duy trì nhiệt độ ở vùng nhiệt độ tối ưu.

II. TÍNH TOÁN CHO QUÁ TRÌNH LÀM NÓNG VẬT LIỆU
(2) TỪ 107oC ÷ 350oC
Thực hiện quá trình nhả hấp phụ dưới tác dụng của nhiệt của hơi cồn
tuyệt đối sản phẩm. Quá trình thực hiện ở 350 oC trong khoảng 6h.
Trạng thái của cồn sản phẩm như sau:
+ Nhiệt độ ban đầu: 25 oC.
+ Nồng độ Etanol theo thể tích: 99,8 % V.
Giả thiết rằng: Hao tổn nhiệt do thành thiết bị và đường ống là 15 %
lượng nhiệt cần thiết.
Lượng nhiệt của quá trình này bao gồm bao gồm:
+ Nhiệt lượng cần thiết Q2Z nâng nhiệt độ của chất hấp phụ từ 107,6 ÷
o
350 C.
+ Nhiệt lượng Q2N để để nâng lượng nước bị hấp phụ từ 107,6 ÷ 350
o
C.

II.1. Tính nhiệt cần thiết để nâng nhiệt độ chất hấp phụ:
Nhiệt dung riêng của Zeolite theo [8 - 192] ta có:
Cp(zeolite) = 0,96 [kJ/kg.oC]
Nhiệt độ cần thiết để nâng nhiệt độ chất hấp phụ từ 107,6 ÷ 350 oC là:

40
Q2Z = Cp(zeolite). MTổng(zeolite). (T2 – T1)
Với T2 = 350 oC; T1 = 107,7 oC
Q2Z = 0,96. 229,6. (350 – 107,6)
= 53428,84 [kJ]
II.2. Nhiệt lượng Q2N để để nâng lượng nước bị hấp phụ từ 107
÷ 350 oC
+ Tính nhiệt dung riêng của nước trong khoảng nhiệt độ từ 107,6 ÷
o
350 C. Theo bảng I.142 tính nhiệt dung riêng của các đơn chất ở nhiệt độ
cao hơn 0oC [3 - 153] ta có:
CpN = 1,67472. 103 + 6,28. 10-1T [J/kJ.oC]
+ Ta có:
T2

Q2N = MH2O(hp).  C p N .dT
T1
350
= 12,16.  (1,67472.10
3
 6,28.10 1.T )dT
107 , 6



= 12,16 1,67472.103.(350- 107,6)+ 12,16.0,628.(3502-107,62)/2

= 4936,377 + 439,36 [kJ]
= 5375,74 [kJ]
II.3. Nhiệt lượng Q2E để nâng nhiệt của Etanol bị hấp phụ từ
107 ÷ 350 oC
+ Nhiệt dung riêng của Etanol trong khoảng nhiệt độ từ 107,6 ÷ 350oC
theo [3 - 157] ta có:
CpE = 325,66 + 4,537.T [J/kg. oC]
Ta có:
350
Q2E = ME(hp). C pE dT
107 , 6

= 0,2024.325,66.(350 - 107,6) + 0,2024.4,54.(3502 – 107,62)/2
= 15,977 + 91,41 [kJ]
= 107,39 [kJ]
+ Tổng nhiệt cần thiết cho quá trình này là:
Q2 = Q2E + Q2N + Q2E
= 5375,39 + 107,39 + 53428,7
= 58911
III. TÍNH TOÁN CHO QUÁ TRÌNH GIẢI HẤP (3)


41
II.1. Tính nhiệt lượng cần thiết để thực hiện quá trình giải hấp
phụ Q3
Theo E. lalik và cộng sự đã nghiên cứu [7] ta có giá trị nhiệt nhả hấp
phụ với nước và Etanol tren Zeolite 3A như sau:

Bảng 3.5
Nhiệt nhả hấp phụ
Chất bị hấp phụ
(0,02g Zeolite) [mJ]
Nước 7572,7
Etanol 58,2

Tính nhiệt nhả hấp phụ trên một đơn vị khối lượng Zeolite 3A:

Bảng 3.6
Nhiệt nhả hấp phụ
Chất bị hấp phụ
(0,02g Zeolite) [mJ]
Nước 378,635
Etanol 2,91

+ Nhiệt lượng cần thiết thực hiện quá trình giải hấp phụ của nước trên
Zeolite 3A là:
Q3N = Mtổng(zeolite). ∆HdesN [kJ]
Q3N = 378,635 . 229,6
= 86934,6 [kJ]
+ Nhiệt lượng cần thiết thực hiện quá trình giải hấp phụ của Etanol
trên Zeolite 3A là:
Q3E = Mtổng(zeolite). ∆HdesE
= 229,6. 2,91
= 668,14 [kJ]
+ Tổng nhiệt lượng nhả hấp phụ là:
Q3 = Q31 + Q32
= 86934,6 + 668,14
= 87602,74 [kJ]
IV. TÍNH TOÁN QUÁ TRÌNH LÀM MÁT VẬT LIỆU (4)
Do quá trình làm mát khối vật liệu hấp phụ từ nhiệt độ 350oC về nhiệt
độ 107,6oC nên ta có:
Q4 = Q2Z
= 53428,84 [kJ]


42
Quy ước nhiệt cần thiết là dương, nhiệt lượng toả ra là âm ta có bảng
số liệu nhiệt cho chu trình trên như sau:

Bảng 3.7
Hấp phụ(1) Nâng nhiệt độ(2) Nhả hấp phụ(3) Làm mát(4)
Q1N = -85255[kJ] Q2N = 5375 [kJ] Q3N= 86934 [kJ]
Q1E=1841 [kJ] Q2E = 107 [kJ] Q3E= 668 [kJ]
Q2Z = 53428 [kJ]
Q1 = -83384 [kJ] Q4 = -53428
Q2 =58911 [kJ] Q3 = 87602 [kJ]
[kJ]

V. TÍNH TOÁN QUÁ TRÌNH CẤP NHIỆT NHẢ HẤP PHỤ
Giả thiết rằng ta dùng khí N2 tính khiết để thực hiện quá trình nhả hấp
phụ. Quá trình được tiến hành như sau:
+ Giai đoạn 1: khí N2 sau khi được gia nhiệt tới nhiệt độ 110 oC qua
bơm được thổi vào thiết bị phản ứng (vừa bơm vừa nâng dần nhiệt độ của
N2) để thực hiện quá trình vừa nhả vừa nâng nhiệt độ của khối thiết bị lên
nhiệt độ tối ưu 350 oC. Giai đoạn này diễn ra trong vòng 2h.
+ Giai đoạn 2: Thực hiện quá trình nhả hấp phụ ở nhiệt độ ổn định
o
350 C trong vòng 6h.
Giả thiết khi quá trình nhả làm việc ở nhiệt độ ổn định:
- Nhiệt độ của dòng khí N2 đầu vào là 350 oC.
- Nhiệt độ của dòng khí nhả (N2 + hơi nước, rượu) là 300 oC.
Thiết bị gia nhiệt cho N2 ta sử dụng calorifier khí – khói.
V.1. Tính nhiệt lượng do lượng khí N2 mang vào trong quá
trình làm nóng khối vật liệu lên nhiệt độ 350oC

Theo giả thiết lượng nhiệt mất mát là 15% so với lượng nhiệt cần thiết
nên ta có nhiệt lượng mất mát do quá trình này là:
Q2m = 0,15.Q2
= 0,15. 58910
= 8837 [kJ]
Lượng nhiệt thực tế mà khối khí Nitơ nóng đem vào là:
Q2tt = Q2 + Q2m
= 58910 + 8837
= 67747 [kJ]
V.2. Tính lượng nhiệt do Nitơ mang vào trong quá trình thực
hiện quá trình nhả hấp phụ ở 350oC

43
Lượng nhiệt mất mát trong quá trình này là:
Q3m = 0,15. Q3 = 0,15.87602 [kJ]
Q3m = 13140 [kJ]
Nhiệt lượng thực tế mà khí N2 nóng phải cấp cho quá trình này là:
Q3tt = Q3Tổng + Q3m
= 87602 + 13140
= 100702 [kJ]
V.3. Tính toán lượng N2 cần thiết cho quá trình nâng nhiệt độ
của khối vật liệu từ nhiệt độ 107 ÷ 350oC
Ta có:
T2 tb

Q2C = mni.  C ni dT
T2 v

Trong đó:
+ mni: Khối lượng của N2 thực hiện quá trình này trong 2h.
+ Cni: Nhiệt dung riêng của N2 theo nhiệt độ.
+ T2v: Nhiệt độ của khí N2 khi vào thiết bị là 350oC. Quy đổi ta được:
T2v = 623oK.
+ T2tb: Nhiệt độ trung bình của khí N2 khi ra khỏi thiết bị nhả
+ dt: độ biến thiên nhiệt độ.
Tra bảng 1 [13- 190] ta có:
Cni = 1,024 + 0,00008855.T [kJ/kg K]
Nhiệt độ Trung bình được tính theo công thức:
Trd  Trc
T2tb =
2
Trong đó:
Trd: Nhiệt độ của dòng khí ra lúc đầu của quá trình. Chọn Trd =
120 C. Quy đổi ta được Trd = 393oK.
o

Trc: Nhiệt độ của dòng khí ra lúc cuối của quá trình này. Ta có
Trc = 300 C. Quy đổi ta có Trc = 573oK
o

393  573
 T2tb = = 483 oK
2
Như vậy ta có:
623
Q2C = - M2ni.  (1,024  0,00008855.T )dT
483


1
= – M2ni. [ 1,024.(623 – 483) + . 0,00008855(6232 –
2
4832)]


44
= – 150,2.M2ni [kJ]

Cân bằng nhiệt lượng ta có phương trình:

Q2C = – Q2tt [kJ]
 150,2.Mni = 67747 [kJ]
67747
 M2ni = = 451 [kg]
150,2
Vậy lượng khí N2 cần cung cấp trong một giờ là:
m2ni = 451/2 = 225 [kg/h]


V.4. Tính lượng N2 cần thiết để thực hiện quá trình nhả hấp
phụ
Cân bằng nhiệt lượng cho quá trình là:

Q3C =- Q3tt [kJ] (*)

Trong đó: Q3C được tính như công thức Q2C

Tương tự ta có:
T3 r

Q3C = M3ni. C ni .dT
T3 v



Trong đó T3v = 350oC. Quy đổi ta được T3v = 623oK.

T3r = 300oC. Quy đổi ta được T3r = 573oK.
573
 Q3C = M3ni.  (1,024  0,00008855.T ).dT
623


1
=- M3ni. [ 1,024.(623 – 573) + . 0,00008855(6232 – 5732)]
2

= - M3ni.53,85 [kJ]

Thay vào phương trình (*) ta được
Q3tt 100702
 M3ni =  = 1807 [kg]
58,85 53,85



45
Lượng N2 cần thiết để cung cấp trong một giờ là:
1807
m3ni = = 301 [kg/h]
6

Tổng lượng N2 cần dùng trong một giờ là:

mni = 301 + 225 = 526 [kg]

Tổng lượng N2 dùng trong một ngày là:

Mni = 526.24 = 16,6 [tấn/ ngày]

Do quá trình sản xuất N2 được nén quay trở lại thiết bị, mất mát do
sản xuất được tính 1 năm/lần. Do đó lượng N2 dùng trong một năm là: 16,6
tấn/ năm.


V.5. Tính tốc độ khí N2 trong quá trình nhả hấp phụ và làm
nóng khối vật liệu
- Tính khối lượng riêng của N2 ở điều kiện làm việc:
Tra bảng I.7 trong sổ tay hoá công 1 [3 –13] ta có khối lượng riêng
của N2 ở điều kiện tiêu chuẩn là:
3
 0 = 1,25 [kg/m ]
Từ phương trình trạng thái khí lý tưởng ta có:
P0 .V0 P1V1

T0 T1
P m P1 m
 o.  .
T0  0 T1 1
P .T
 1   0 . 1 0 (2*)
P0 .T1
-Trong đó:
+P0 = 1 at: là áp suất của khí N2 ở điều kiện tiêu chuẩn.
+V0: là thể tích của N2 ở điều kiện tiêu chuẩn.
+T0= 273oK: là nhiệt độ của N2 ở điều kiện tiêu chuẩn.
+P1: áp suất của N2 ở điều kiện làm việc.
+V1: Thể tích của N2 ở điều kiện làm việc.
+T1: Nhiệt độ làm việc của N2 trong quá trình này.
+m: Khối lượng của khí N2.
-Thay số vào (2*) ta được:


46
1.273
1  1,25.
(273  350)
= 0,547 [kg/m3]
- Tốc độ dòng khí N2 trong quá trình (2) là:
m2ni 225
v2 =  [m3/h]
1 0,547
= 411 [m3/h]
- Tốc độ dòng khí N2 trong quá trình (3) là:
m3ni 301
v3 = 
1 0,547
= 550 [m3/h]
VI. TÍNH TOÁN LỰA CHỌN LƯỢNG N2 ĐỂ LÀM MÁT
KHỐI VẬT LIỆU TRONG QUÁ TRÌNH (4)
VI.1. Lựa chọn tốc độ dòng khí để thực hiện quá trình làm mát
khối vật liệu
Vì 3 tháp hấp phụ làm việc song song nên quá trình đưa khí N2 vào có
thể coi là liên tục. Do đó dựa vào tốc độ dòng khí làm nóng khối vật liệu và
tốc độ dòng khí trong quá trình nhả hấp phụ ta tính tốc độ quá trình làm mát
này theo công thức sau:
2.v 2  6.v3
v4 =
8
2.411  6.550
=
8
= 515 [m3/h]


VI.2. Tính toán nhiệt độ trung bình của dòng khí N2 sau khi ra
khỏi tháp trong quá trình làm mát khối vật liệu
Giả thiết khí N2 được đưa vào làm mát ở điều kiện nhiệt độ không khí
là 25 C, với vận tốc dòng khí là 515 [m3/h], nhiệt mất mát trong quá trình
o

này là 20% lượng nhiệt do khối vật liệu cung cấp cho dòng khí.
Ta có sơ đồ khối như sau:

Khèi vËt liÖu ë 350 oC


KhÝ N2 ë nhiÖt ®é T4v KhÝ N2 ë nhiÖt ®é T4r
= 298 oK


47
Hình 3.4
VI.2.1. Tính Lượng khí N2 truyền qua thiết bị trong 8h
+ Khối lượng riêng của khí N2 ở nhiệt độ 25oC được tính theo công
thức (2*):
P4 .T0
 4  0 [kg/m3]
P0 .T4
Trong đó:
+P4: là áp suất dòng khí thổi vào làm mát chọn P4 = 1 at.
+T4: là nhiệt độ dòng khí vào T4 = 298 oK.
Thay số vào phương trình (3*) ta được:
1.273
 4  1,25.
1.298
=1,15 [kg/m3]
+ Khối lượng của N2 làm mát đi qua thiết bị trong 1h là:
m4ni = v4.  4 [kg/h]
= 515.1.15 [kg/h]
= 592 [kg/h]

+ Khối lượng của N2 làm mát đi qua thiết bị trong 8h là:
M4mi = 8.m4ni
M4ni = 8.592 = 4736 [kg]
VI.2.2. Tính lượng nhiệt thực tế mà khối vật liệu truyền cho khối khí
trong 8h
Theo giả thiết ở trên lượng nhiệt mất mát là 20% nên ta có lượng nhiệt
thực tế mà khối vật liệu truyền cho dòng khí N2 là:
Q4tt = Q4 – Q4m
-Trong đó:
Q4m = 0,02. Q4m
= 0,02.(-53428)
= -10685 [kJ]
 Q4tt = -53428 – (-10685)
= - 42743 [kJ]
VI.2.3. Tính nhiệt độ dòng khí N2 sau khi ra khỏi thiết bị T4r
Nhiệt lượng cần thiết để nâng khối khí từ T4v÷ T4r là:
T4 r
Q4ni = M4ni  C pni .dT (3*)
T4 v

Tra bảng 1 [6- 190] ta có:
Cpni = 1,024 + 0,00008855.T [kJ/kg K]

48
Thay số vào (3*) ta được:
T4 r

Q4ni = 4736.  (1,024  0,00008855.T ).dT
298

1
= 4736.1,024.(T4r- 298) + 4736.0,00008855.(T24r – 2982).
2
= 0.42.T24r + 4481.T4r – 1463802 [kJ]
Cân bằng nhiệt lượng cho ta biểu thức sau:
Q4ni = - Q4tt
2
 0.21.T 4r + 4850.T4r – 1463802 = 42743
2
 0.21.T 4r + 4850.T4r – 1506545 = 0 [kJ]
Giải hệ phương trình bậc 2 đối với T4r ta được:
T4r = 327oK
VI.3. Tính toán nhiệt độ trung bình của dòng khí sau khi qua
thiết bị trao đổi nhiệt dòng khí nhả hấp phụ
Giả thiết rằng dòng hơi nhả hấp (N2, hơi nước, hơi rượu) qua thiết bị
trao đổi nhiệt này thì nhiệt độ được làm lạnh về tới 120oC. Lượng hơi nước
và rượu trong hơi nhả hấp là rất nhỏ so với lượng khí N2.
Ta có sơ đồ nhiệt như sau:



T5r = ? dé

T6r = 120 dé




T6v = 200 ®Õn 300 ®é



T5v = 54 ®é

49
Hình 3.5
VI.3.1. Tính nhiệt lượng dòng hơi nhả hấp truyền cho thiết bị trao đổi
nhiệt trong giai đoạn (2)
Theo tính toán ở trên lượng N2 vào thiết bị để thực hiện quá trình này
là:
M2ni = 451 [kg]

Nhiệt lượng toả ra của dòng khí nhả hấp hạ nhiệt độ từ T2tb = 483oK
về 383oK (110oC) là:
393
Q2toả= M2ni.  c pni .dT (4*)
483


Từ trên ta đã có:

Cpni = 1,024 + 0,00008855.T [kJ/kgoK]

Thay vào phương trình (4*) ta được

393
Q2toả= M2ni.  (1,024  0,00008855.T ).dT
483

= - 451. {1,024.(483-393) + 0,00008855.(4832 – 3932) }
= - 44712 [kJ ]
VI.3.2. Tính lượng nhiệt dòng hơi nhả hấp truyền cho thiết bị trao đổi
nhiệt trong giai đoạn (3)
Theo tính toán ở trên lượng N2 vào thiết bị để thực hiện quá trình này
trong 6 h là:

M3ni = 1807 [kg]

Nhiệt lượng toả ra khi dòng khí nhả hấp hạ nhiệt độ từ T3r = 573oK về
373oK là:
393
Q3toả = M3ni.  C pni .dT
573

Thay số ta được:

Q3toả = -1807. {1,024.(573- 393) + 0.00008855(5732 -3932) }
= - 360316 [kg]


50
Vậy tổng nhiệt lượng nhiệt lượng toả ra do dòng khí nhả hấp truyền cho thiết
bị trao đổi nhiệt trong 8h là:
Q5toả = Q2toả + Q3toả
= - 44712– 360316
= - 405028 [kJ]
Giả sử nhiệt mất mát do quá trình này là 30% nhiệt lượng do dòng khí
N2 cấp cho thiết bị trao đổi nhiệt. Do đó lượng nhiệt mất mát do quá trình
này là:
Q5m = 0,3. Qtoả
= 0,3.(-405028)
= -121508 [kJ]
Nhiệt lượng thực tế mà thiết bị trao đổi nhiệt truyền cho dòng khí N2
tận dụng nhiệt sẽ là:
Q5tt = Q5toả - Q5m
= -405028+ 121508
= -283530 [kJ]
VI.3.3. Tính nhiệt độ của dòng khí N2 tận dụng nhiệt sau khi đi ra khỏi
thiết bị trao đổi nhiệt
Nhiệt độ dòng khí tận dụng nhiệt ở đầu vào thiết bị trao đổi nhiệt là:
T5v = T4r = 327oK
Gọi nhiệt độ dòng khí tận dụng nhiệt sau khi ra khỏi thiết bị trao đổi
nhiệt là T5r ta có:
Nhiệt lượng cần thiết để đưa dòng khi N2 tận dụng nhiệt từ T5v đến T5r
là:
T5 r

Q5ct = M4ni.  C pni .dT (5*)
T5 v

Thay số vào phương trình (5*) ta có
T5 r

Q5ct = 4736.  (1.024  0.00008855.T ).dT
327

1
= 4736. {1,024.(T5r – 327) + 0,00008855.(T25r - 3272). }
2
= 0,21.T25r + 4850.T5r – 1630860 [kJ]
Cân bằng nhiệt lượng cho ta phương trình sau
Q5ct = - Q5tt
2
 0,21.T 5r + 4850.T – 1630860 = 283530
2
 0,21.T 5r + 4850.T – 1914380 = 0
Giải phương trình bậc 2 một ẩn ta được:
T5r = 388oK
= 115 oC

51
VII. TÍNH TOÁN LƯỢNG NƯỚC LÀM MÁT
Theo tính toán ở trên ta có lượng khí nhả hấp sau khi qua thiết bị tận
dụng nhiệt có nhiệt độ là T7v = T6r = 120 oC.
Giả thiết sau khi được làm mát thì hỗn hợp khí nhả có nhiệt độ là
o
90 C.
Nước sử dụng làm mát ở đầu vào thiết bị có nhiệt độ là Tnv= 20oC.
Gọi nhiệt độ của nước sau khi làm mát có nhiệt độ là Tnr.
Gọi lượng nước làm mát trong 8h là Mn.
VII.1.Tính nhiệt toả ra do hỗn hợp khí nhả toả ra sau khi làm
lạnh
Coi lượng rượu và nước trong hỗn hợp khí nhả hấp là rất nhỏ so với
lượng khí N2.
Nhiệt lượng toả ra do hỗn hợp khí nhả hấp sau khi làm lạnh là:
T7 r

Q7t = Mnitơ.  C pN .dT
T7 v

Trong đó:
+ Mnitơ: là khối lượng của dòng N2 trong 8h.
+ CpN: là nhiệt dung riêng của N2 phụ thuộc vào nhiệt độ.
Tra bảng 1 [6 - 191] ta có:
Cpni = 1,024 + 0,00008855.T [kJ/kg K]
Mnitơ = M2ni + M3ni
= 451 + 1807
= 2258 [kg ]
Thay số vào phương trình trên ta có
90
Q7t = 2258.  (1,024  0,00008855.T ).dT
120

= 2258. { 1,024.(90-120) + 0,00008855.(902 – 1202)
= 70630 [kJ]
Nhiệt lượng mất mát do quá trình này là:
Q7m = 0,15.Q7t
= 0.15.7030
= 10579,5 [kJ]
Nhiệt lượng thực tế mà hỗn hợp khí nhả cung cấp cho khối nước làm
mát là:
Q7tt = Q7t – Q7m
= 70630 – 10579,5
= 59950,5 [kJ]
VII.2. Tính toán tốc độ dòng nước làm mát

52
Nhiệt lượng mà khối nước nhận được trong quá trình làm này la:
Q7n = Mn.Cn.(Tnr – Tnv)
Trong đó:
+ Cn: là nhiệt dung riêng của nước.
Tra bảng I.149 trong [4 – tr168] ta có:
Cn = 4,186 [kJ/kg.độ]
Thay vào công thức trên ta được:
Q7n = 4,186.Mn.(Tnr – 20)
Cân bằng nhiệt lượng ta có:
Q7n = - Q7tt
 4,186.Mn.(Tnr – 20) = 59950,5
 Mn.(Tnr – 20) = 14321,7
Ta có bảng các giá trị của Mn và Tnr như sau

Tnr 40 50 60 70 80 90
Mn 716 477 358 286 238 204

Ta chọn Tnr = 90oC và Mn = 204 kg.
Vậy lượng nước làm mát trong một giờ sẽ là:
204
mn = = 25,5 [kg/h]
8
Tra bảng I.1 trong [3 –9] ta có:
 n = 983 [kg/m3 ]
Với:
+  n : là khối lượng riêng của nước.
 Tốc độ của dòng nước làm mát sẽ là:
mn 25,5
Vn =  = 0,025 [m3/h]
 n 983
VII.3. Tính nồng độ của rượu ngưng tụ lấy ra từ thiết bị làm
lạnh
Giả sử quá trình nhả là hoàn toàn.
Theo kết quả tính ở phần cân bằng vật chất ta có:
 GH2O = 1.512 [kg nước/h]
 GE = 0,0253 [kg Etanol/h]

Nồng độ phần khối lượng của rượu ngưng là:
GE
C%ngưng = .100%
G H 2O  G E



53
0,0253
= .100%
1,512  0,253
= 1,4 %




VIII. TÍNH TOÁN NHIỆT LƯỢNG CALORIFIER CẦN CẤP
Ta có sơ đồ nhiệt như sau:
N2 350 oC




Q8t

h¬i nu íc 600 oC
h¬i nu íc 360 oC
calorifier
N2 115 oC




Hình 3.6
VIII.1. Tính toán lượng nhiệt cần thiết để đưa dòng khí N2 từ
115oC ÷ 350 oC

54
Nhiệt lượng cần thiết để nâng nhiệt độ dòng khí N2 từ 115 ÷ 350 oC
trong 8h là:
T8 r

Q8c = M8ni.  C pni .dT
T8 v

Trong đó:
+ M8ni = M4ni = 4736 [kg]
+Cpni = 1,024 + 0,00008855.T [kJ/kg độ K]
Quy đổi nhiệt độ ta có:
T8v = 115 oC = 388 oK
T8r = 350 oC = 623 oK
Thay lên phương trình trên ta được
623
Q8c = 4736.  (1,024  0,00008855.T ).dT
388

= 4736. { 1,024.(623-388) + 0,00008855. (6232 – 3882) }
= 5002447 [kJ]
Coi nhiệt lượng mất mát của quá trình này là 30% ta có
Q8m = 0,3. Q8c
= 0,3. 5002447
= 1500734 [kJ]
Nhiệt lượng thực tế mà calorifier phải cấp cho khối khí là:
Q8tt = Q8c + Q8m
= 5002447 + 1500734
= 6503181 [kJ]
VII.2.Tính toán lưu lượng dòng hơi nước quá nhiệt đi trong
calorifier
Với giả thiết rằng để đảm bảo nhiệt độ dòng khí N2 sau khi ra khỏi
calorifier đạt được tới 350 oC thì nhiệt độ dòng hơi nước quá nhiệt sau khi ra
khỏi calorifier là 360 oC.
Nhiệt lượng toả ra khi hơi nước quá nhiệt hạ nhiệt độ từ T8vao về T8ra
là:
T8 ra

Q8toả = Mhơi N.  C pn .dT
T8 vao

Trong đó:
+ Mhơi N: là khối lượng của hơi nước quá nhiệt cần để làm nóng dòng
khí trong thời gian 8h.
+ Cpn: là nhiệt dung riêng của hơi nước phụ thuộc vào nhiệt độ.
Tra bảng 1 [13 – tr190] ta có:
Cpn = 1,833 + 0,0003.T [kJ/kg độ K]

55
+ T8ra = 360 oC = 633 oK.
Thay vào công thức trên ta được:
633
Q8toả = Mhơi N.  (1,833  0,0003.T ).dT
T8 vao

1
= Mhơi N . { 1,833.(633 – T8vao ) + 0,0003. . (6332 - T28vao)
2

= -(0,00015.T28vao + 1,833.T8vao – 1220,4).Mhơi N

Cân bằng nhiệt lượng cho ta công thức sau:
Q8tt = - Q8toả
6503181 = (0,00015.T28vao + 1,833.T8vao – 1220,4).Mhơi N
2 2
(0,00015.T8vao  1,833.T8vao - 1220,4)
 Mhơi N =
6503181
- Lập bảng giá trị của T8vao và Mhơi N ta được bảng sau:

T8vao(độ K) 673 773 873 973
Mhơi N (kg) 80131 22726 13160 9222

- Từ bảng trên ta chọn T8vao = 873 oK (600oC) và Mhơi N = 13160 kg.
Vậy lượng hơi nước quá nhiệt sử dụng trong một giờ là:
mhơi N = Mhơi N/8
13160
mhoi N =
8
= 1645 [kg hơi/h]
Số mol hơi nước là:
mhoiN
nhơi N =
Mn
Trong đó
+Mn: là khối lượng phân tử của nước.
Thay số ta được:
1645
nhơi N = = 91,4 [Kmol/h]
18

Lưu lượng dòng hơi nước quá nhiệt là:
n.R.T
Vhơi N =
P
91,4.0,082.(273  600)
=
1
= 6542 [m3 hơi/h]
56
IX. TÍNH TOÁN CÂN BẰNG NHIỆT LƯỢNG NỒI HƠI
CUNG CẤP
IX.1. Tính lượng nước cần thiết để đun trong nồi hơi
Theo tính toán ở trên ta có.
+Quá trình cấp nhiệt bổ xung thực hiện trong thời gian 6h.
+Quá trình nhả hấp thực hiện trong 8h.
Lượng hơi nước dùng trong một mẻ 8h là:
Mtổng = Mhơi nb + Mhơi n
= 200 + 13160
= 13360 [kg hơi nước]
Lượng hơi nước cần cung cấp cho quá trình trong 1h là:
M tong 13360
mtổng = =
8 8
= 1670 [kg hơi/h]
Vì quá trình cấp hơi nước là quá trình hoàn toàn kín, hơi nước được
tuần hoàn trở lại nồi hơi. Coi lượng nước có trong nồi hơi gấp đôi lượng hơi
nước cần cung cấp cho toàn bộ quá trình cấp nhiệt.
 Khối lượng của nước cần cho vào nồi hơi là:
M = 2. mtổng
= 2.1670
= 3340 [kg]
IX.2. Tính toán nhiệt lượng cần thiết nồi hơi cung cấp cho hơi
nước
Giả thuyết rằng: Quá trình cấp nhiệt cho hơi nước gồm 2 giai đoạn
+ Giai đoạn 1: cấp nhiệt cho hơi nước ở nhiệt độ thường lên 600oC.
+ Giai đoạn 2: Bù nhiệt liên tục cho hơi nước khi trao đổi nhiệt qua
calorifier.
IX.2.1. Tính toán nhiệt lượng cần thiết đưa nước trong nồi hơi lên 600oC
+ Nhiệt lượng cần thiết đưa M kg hơi nước từ 25oC đến 100oC là:
Q91 = M.Cn.(100 – 25)
Trong đó:
+ M = 3340 kg
+ Cn = 4186 J/kg. độ
Thay lên biểu thức trên ta được:
Q91 = 3340.4186.75
= 1,04.106 [kJ]
+ Nhiệt lượng cần thiết để hoá hơi hoàn toàn lượng nước trong nồi hơi
là:

57
Q92 = Ln.M
Trong đó:
+ Ln: nhiệt hoá hơi của nước ở 100oC,
Tra bảng 4 [13 - 196] ta có nhiệt hoá hơi của nước ở 100 độ C là:
Ln = 2258 [kJ/kg]
Thay vào biểu thức trên ta có:
Q92 = 2258.3340
= 7,5.106 [kJ]
Nhiệt lượng cần thiết để đưa lượng hơi nước từ 100 độ C đến 600 độ
C là:
875

Q93 = Mhơi N.  C pn .dT
373

Trong đó:
+ Cpm: là nhiệt dung riêng của hơi nước phụ thuộc vào nhiệt độ, Cpm =
1,833 + 0,0003.T
Thay số vào ta được:
Q93 = 3340. [1,833.(873-373) + 0,0003.(8732 – 3732) ]
= 3,7.106 [kJ]
Tổng nhiệt lượng cần cung cấp cho quá trình này sẽ là:
Q9 = Q91 + Q92 + Q93
= (1,04 + 7,5 + 3,7).106
= 11,74.106 [kJ]


IX.2.2. Tính nhiệt lượng cần thiết mà nồi hơi cần bù lại cho hơi nước
khi trao đổi nhiệt qua calorifier
Tổng nhiệt lượng mà 2 calorifier cần cấp cho dòng khí N2 là
QCal =.Qb
= 110772 [kJ]

Theo tính toán ở trên ta có nhiệt lượng thực tế mà hơi nước cấp cho
dòng khí N2 là:
Q8tt = 6503181 [kJ]
Vậy tổng nhiệt lượng mà hơi nước phải cấp cho dòng khí nhả là:
Qcap = Qcal + Q8tt
= 6503181 + 110772
= 6,6.106 [kJ]
Nhiệt lượng hơi nước cần truyền cho khối khí N2 trong 1h là:


58
Qcap 6,6.106
Qcap(1h) =  = 0,825.106 [kJ]
8 8
IX.3. Tính lượng than cần cung cấp để đốt nồi hơi
Vì quá trình cấp nhiệt của than hiệu suất đốt rất thấp chỉ khoảng 40%
Gọi nhiệt lượng than cung cấp cho nồi hơi trong một giờ là Qthan ta có
nhiệt lượng thực tế mà than cung cấp cho nồi hơi là:
Qthantt = 0,4.Qthan
Cân bằng nhiệt lượng ta có:
Qthantt = Qcap(1h) (*)
Ta có:
Qthan = Lthan.mthan
Trong đó:
+ Lthan: là nhiệt cháy của than, kJ/kg than.
+ mthan: khối lượng than cần đốt trong 1h.
Ta chọn than đốt là than đá ta có Lthan đá = 44.103 kJ/kg than
Thay các số liệu vào phương trình (*) ta được biểu thức sau:
0,4.44.103.mthan = 0,825.106
0,825.106
 mthan = = 47 [kg than/h]
0,4.44.103
Lượng than đốt trong một ngày là: 47.24 = 1128 [kg/h]
 Lượng than dùng trong một năm là:
Mt = 1128.336 = 379 [tấn]
PHẦN IV: TÍNH TOÁN CƠ KHÍ
I. TÍNH TOÁN THIẾT BỊ CHÍNH
I.1. Chọn kích thước thiết bị
Kích thước thiết bị phải đảm bảo thể tích lớn hơn thể tích chất hấp phụ.
Ta chọn thân tháp hình trụ làm bằng thép không rỉ:
Theo [5 –154] ta có:
V zeolite
Hzeolite=
 .Dt2
4
Với lượng zeolite cho một thiết bị là Vzeolite= 0.537 [m3] ta có bảng các
giá trị tương ứng của Dt và Hzeolite như sau:

Bảng 3.3
3
Dt [m ] 0,7 0,8 0,5 0.6
Hzeolite [m3] 1,4 1.1 2,7 2,0

Theo số liệu bảng trên ta chọn các thông số như sau:

59
Hzeolite= 1,1 [m]
Dt = 0,8 [m]
I.1.1. Tính vận tốc cho phép của dòng khí
Dp
Vg = C.( ) 0 ,5 [8 – 391]
g
Trong đó:
Vg: Vận tốc khí cho phép, m/phút.
Dp: Đường kính hạt đệm.
Dp = 2.10-3 m
C: Hằng số, C = 1200.
3
 g : Khối lượng riêng của khí, Kg/m .
Tại 107oC, 1at ta có:
+ Khối lượng riêng của hơi nước là:
m P.V.M n P.M 1.18
ρn     = 0,573 kg/m3
V R.T.V T.R 0,082.(110  273)
+ Khối lượng riêng của của Etanol là:
P.M e 1.46
e    1.464 kg/m3
R.T 0,082.(110  273)
+ Khối lượng riêng của hỗn hợp là:
 g = x1.  n + (1-x1).  e [3 – 5]
Trong đó:
+ x1: là nồng độ phần mol của hơi nước, bằng nồng độ phần thể tích
  g = 0,004.0,573 + (1- 0,004).1,464
= 1,434 [kg/m3]
+ Vậy vận tốc dòng khí cho phép là:
2.10 3 0,5
Vg = 1200. ( )
1,434
= 44,8 [m/phut]
I.1.2. Tính toán chiều cao của tháp
Trong quá trình hấp phụ có sự phân chia thành các khu vực hấp phụ
theo chiều cao của tháp:
- Vùng cân bằng, tại đó chất hấp phụ đã bão hoà và quá trình hấp
phụ không còn tiếp tục xảy ra.
- Vùng hấp phụ tại đó diễn ra quá trình chính của hấp phụ, chất bị
hấp phụ vào trong mao quản của chất hấp phụ.
- Vùng hoạt hoá chất hấp phụ: Chưa diễn ra quá trình hấp phụ.
Chiều dài chất hấp phụ:


60
 q 0, 7895 
hz = A. 0,5506  [cm] [8 - 391]
V g
 .( R.S ) 0, 2646 

Trong đó:
A: Hằng số, A = 141.
hz: Chiều dài vùng hấp phụ, m.
q: Lượng nước trong pha hơi qua 1 m2 tiết diện tháp trong 1 h,
Kg/m2.h
R.S: % ẩm bão hoà trong pha hơi, R.S = 100%.
Lượng nước tính theo công thức:
E.W.P.v g
q= [kg/m2.h] [8 - 391]
T.z

Trong đó:
E: Hằng số, E = 0,000173
P: Áp suất hấp phụ, Kpa, P = 1.100 = 100 Kpa
z: Tỷ số nén:
W: Lượng nước đi trong tháp, kg/ 106m3
Trong 1 m3 hỗn hợp hơi:
vg: Vận tốc của dòng hơi vào tháp
Theo nhóm nghiên cứu sản xuất cồn tuyệt đối của Ts. Văn Đình Sơn
Thọ ta có vận tốc dòng hơi đi vào tháp hấp phụ là:
Vg = 0,039 m/s
Quy đổi:
Vg = 2,34 m/phút
a. Tính lượng ẩm đi trong tháp
Khối lượng mol trung bình của hỗn hợp rượu etylic và nước là:
v e . e  v n . n 96.1,464  4.0,573
M=  = 44,88
v e . v n . n 96.1,464 4.0,573
 
Me Mn 46 18
Nồng độ phần khối lượng của nước trong hỗn hợp là:
0,573.4
a= = 0,015 [Phần khối lượng]
0,573.4  1,464.96
Lượng ẩm đi trong tháp là:
W = a.  g .106
= 0,015.1,434.1000000 = 21500 [kg/106m3]
= 1,63 [m/phút]
0,000173.21500.100.2,34
 q=
380.1
= 1,61 [kg/h.m2]
61
1,610, 7895
 hz = 141
2.34 0,5506 .100 0, 2646
= 38 [cm]
Từ hình 19.7 [8 – 389] ta có:
xs = 16
Trong đó:
+ xs: là……..
Theo tính toán của nhóm nghiên cứu sản xuất cồn tuyệt đối của Thầy
Văn Đình Sơn Thọ ta có mật độ đổ của zeolite 30 với hạt có đường kính
Dp = 0.002 m là:
3
 d = 427 [kg/m ]
Với đường kính d = 0.5 m ta có chiều cao của lớp hấp phụ trong tháp
là:
4.M zeolite
hgel =
 d . .d 2
4.229,6
=
427.3,14.0,8 2
= 1,1 [m]
Theo công thức 19.1 [8 – 394] ta có:
x s .(hgel  0.45.h z )
x=
hgel
16.(1,1  0,45.0,8)
= = 9,5kg H2O/100 kg gel
1,1
Trong đó:
+ x: là…….
Theo tính toán cân bằng vật chất ở trên ta có:
+ Lượng nước bị hấp phụ trong một mẻ là:
Gn(me) = 1,512.8
= 12 [kg/mẻ]
 Chiều cao vùng đệm là:
G n( me)
hb = 127,3. [8 – 391]
 e .d 2 .x
12
= 127,3.
427.0,8 2.9,5
= 0,4 [m]
Từ số liệu tính được ta lựa chọn cấu tạo của tháp hấp phụ như sau:
+ Chiều cao tháp Ht = 2,0m
+ Chiều cao lớp hấp phụ hz = 1,1m


62
+ khoảng cách giữa lớp đệm đến bích trên ở hai mặt trên và dưới là
0,3 m

+ Chiều cao phần nắp trên và đáy là 0.6 m


2




I
3
II




1

HT = 20000 Hgel = 1100




6

Hb =400

10




7

8
9



Hình 4.1 Thiết bị hấp phụ
I.1.3. Tính tổn thấp áp suất qua lớp hạt
Tổng thất áp suất qua lớp hạt zeolite được tính theo công thức của
Ergun theo phương trình sau:

63
f .L. . 2
Δpbed =
d
Trong đó:
+ f: hệ số ma sát
+ L: chiều cao lớp hạt, m
+  : khối lượng riêng trung bình của dòng khí, kg/m3
+  : độ xốp
+  : vận tốc trung bình của dòng khí, kg/m3
+ d : đường kính trung bình của hạt zeolite 3A, m.
Hệ số ma sát f được tính theo phương trình sau:
1   150.(1   ) 
f= .  1,75
  Re 
Re: xác định dựa vào đường kính trung bình của zeolite
 ..d
Re =

3
 : là khối lượng riêng của hỗn hợp khí,  =  g =1,434 kg/m
 : là độ nhớt của hỗn hợp hơi được tính theo công thức:
M hh y.M e (1  y ).M n
 
 e n
Trong đó:
+ Mhh: khối lượng mol trung bình của hỗn hợp rượu và nước, Theo
tính toán ở trên ta có Mhh = 42,4 kg/kmol.
+ y: nồng độ phần mol của rượu etylic
+ Me, Mn : khối lượng mol của rượu và nước, kg/kmol.
+  e ,  n : độ nhớt của etylic và nước, Ns/m2.
Tại 107o C ta có độ nhớt của các cấu tử tra bảng I.101 [3 - 91] như
sau:
-7 2
 e = 105,32.10 Ns/m
-7 2
 n = 118,24.10 Ns/m
Thay vào công thức trên ta có:
42.4 0,96.46 (1  0,96).18
 7

 105,32.10 118,24.10 7
-7
  = 106,12.10 Ns/m2
 = 0,039 m/s
d = 2 mm
 = 0,4
Vậy ta có:


64
1,434.0,039.2.10 3
Re =
106,12.10 7
= 10,5
Hế số ma sát là:
1  0,4 150.(1  0,4) 
f= .
3 
 1.75 = 96,4
0,4  105 
Tổn thấp qua lớp đệm là:
96,4.1,2.1,434.0,039 2
Δpbed = 3
= 126 N/m3
2.10

I.2. Tính chiều dày thân tháp
Tháp hấp phụ hình trụ đứng có đường kính trong d = 0,6 m làm việc ở
áp suất 1 at.
Ta chọn vật liệu là X18H10T.
Tra bảng XII.4 [2 - 309] ta được thông số của thép X18H10T như sau:
+ Độ bền kéo Sk = 540.106 N/m2
+ Độ bền uốn Sc = 220.106 N/m2
Chiều dày của thân hình trụ được tính theo công thức:
Dt . p
S= C , m [4 – 360]
2[ ]  p
Trong đó:
+ p: Là áp suất trong thiết bị, N/m2
+ Dt: Đường kính trong thiết bị, Dt = d = 0,6 m
+  : Hệ số bền hình trụ theo phương dọc
Dùng hàn giáp nối hai bên bằng hồ quang điện. Tra bảng giá trị hệ số
bền hàn của thân hình trụ [4 - 362] ta có:
 = 0,95
  : Ứng suất cho phép, N/m2
 2
  = . , N/m
n
Trong đó:
 : Hệ số hiệu chỉnh. Ta chọn thiết bị loại I. Theo bảng XIII.2 [4 -
356] được  = 0,75.
Tra bảng XIII.3 [4 - 356] ta được:
nk = 2,6
nc = 1,5
nk,nc: Là hệ số an toàn theo giới hạn bền, giới hạn chảy



65
k 540.10 6 6 2
  k  = . = .0,75 = 155,77.10 N/m
nk 2,6
c 220.10 6 6 2
 c  = . = .0,75 = 110.10 N/m
nc 1,5
Ta chọn ứng suất cho phép [  ] =  c  = 110.106 N/m2
C: số bổ sung cho ăn mòn, bào mòn và dung sai về chiều dày, m
C = C1 + C2 + C3
C1: số bổ sung do ăn mòn, đối với vật liệu bền thời gian làm việc 15
÷20 năm ta chọn:
C1 = 1 mm
C2: Đại lượng bổ sung bào mòn. Chọn C2 = 0.
C3: Đại lượng bổ sung cho dung sai của chiều dày C3 phụ thuộc vào
chiều dày tấm vật liệu cho trong bảng XII.9 [4 - 364]
Giả sử chiều dày của tháp là 5mm thì C3 = 0,5mm
 C = 1 + 0,5 = 1,5 mm
Chiều dày của tháp là:
0,6.1.9,81.10 4
S= 6 4
 1,5.10 3
2.110.10 .0,95  1.9,81.10
= 1,75.10-3 m
Ta chọn chiều dày của tháp là 3 mm
* Kiểm tra ứng suất của thành theo áp suất thử
Pth = 1,5.p = 1,5.1.9,81.104 = 147.103 N/m2
Ứng suất thử của thân thiết bị tho áp suất thử
[ Dt  ( S  C ]. pth
[ ] = , N/m2 [4 - 386]
2.(S  C ).
[0,6  (0,003  0,0015)].147000
=
2.(0,003  0,0015).0,95
= 31,02.106 N/m2
c 110
 < = = 91,67 N/m2
1,2 1,2
Do vậy với chiều dày vỏ tháp S = 3 mm ứng suất của thân thiết bị nhỏ
hơn giới hạn cho phép của vật liệu  Ta chọn chiều dày của thân tháp là 3
mm.
I.3. Tính đường kính ống dẫn hơi vào tháp
Đường kính của ống dẫn hơi được tính theo công thức sau:
V
d= ,m [5 – 84]
0,785.
Trong đó:

66
+ d: Đường kính ống, m
+ V: Lưu lượng hoặc dung dịch chảy qua ống, m3/s
+ ω: Tốc độ hơi hoặc dung dịch trong ống, m/s
Chọn ω = 20 m/s
Theo tính toán ở trên lượng hơi đi vào tháp là:
V = 502,8 m3/ngày
= 0,0058 m3/s
Đường kính ống dẫn hơi vào tháp là:
V 0,0058
d= = = 0,019 m
0,785. 0,785.20
Quy chuẩn d = 30 mm
 ω = 8,2 m/s

I.4. Tính đáy và nắp tháp
Ta chọn đáy elip có gờ
Chiều dày đáy nắp tháp được xác định theo công thức:
Dt p D
S= . t  C , m [4- 385]
3,8. k .K . k  p 2hb
Trong đó:
+ hb: là chiều cao phần lồi của đáy(nắp), m
Tra bảng XII.10 [4 - 382] với Dt = 0,6 m thì hb = 150 mm
+  h : hệ số bền của mối hàn hướng tâm
 h = 0,95
+ K: hệ số không thứ nguyên
d
K=1- XIII.48 [4 - 385]
Dt
d- đường kính lớn nhất của lỗ không tăng cứng.
C- đại lượng bổ sung lấy C = 1,4.10-3 + 2.10-3 =3,4.10-3, m
+ Nắp và đáy tháp:
d = 0,05 m  K = 0,9
Thay các giá trị vào ta được:
0,6.147000 0,6
S= .  3,4.10 3 , m
3,8.110000000.0,9.0,95  147000 2.0,15
= 3,9.10-3, m
Chọn S = 5 mm
*Kiểm tra ứng suất thành của nắp tháp theo áp suất thử thuỷ lực bằng
công thưc:



67
Dt2  2.hb .(S  C ). p0
[ ] = , N/m2 [4 -386]
7,6.k . h .hb .(S  C )
[0,6 2  2.0,15.(5.10 3  3,4.10 3 )].147000
=
7,6.0,9.0,95.0,15.(5.10 3  3,4.10 3 )
= 33,88.108
 
50oC thì biến dạng do sự dãn nở không đều nhau. Vì vậy người ta phải
thiết kế thêm cho thiết bị bộ phận bù giãn nở nhiệt. Các chi tiết cầu tạo bộ
phận bù giãn nở trong thiết bị ống chùm có thể
xếp thành 2 loại:
+ Bù giãn nở ghép thêm bộ phận đàn hồi.

74
+ Bù giãn nở theo kết cấu di chuyển tự do
theo chiều dọc.
Hai trường hợp này được mô tả như hình vẽ sau:
I
II II

3



II
I I
1




2
2

3
1




II




I

a b
Hình 4.10 Thiết bị truyền nhiệt loại ống chùm có bù giản nở
a- bù giãn nở nhiệt bằng cách gắn thêm bộ giãn nở nhiệt 2
b- bù giãn nở theo dọc ống dẫn nhiệt

II.1.3. Thiết bị truyền nhiệt loại tấm
Loại này bề mặt truyền nhiệt làm bằng tấm kim loại các khe giữa các
tấm kim loại, các khe giữa các tấm tạo thành hai hệ thống không thông với
nhau. Thiết bị trao đổi nhiệt loại này rất gọn, vận tốc chất tải nhiệt hai phía
đều lớn. Nhưng có nhược điểm là không làm việc được ở áp suất cao, khó
ghép kín do đó loại này dùng để trao đổi nhiệt ở áp suất thường, chủ yếu là
truyền nhiệt giữa các chât khí và hơi.




75
Hình 4.11 Thiết bị truyền nhiệt dạng tấm.

II.1.4. Thiết bị truyền nhiệt loại xoắn ốc
Loại này bề mặt truyền nhiệt làm bằng những tấm kim loại cuốn theo
dạng ống xoắn ốc. Thiết bị gồm hai tấm kim loại 1 và 2, đầu trong của hai
tấm kim loại này được hàn vào tấm ngăn 3, giữa hai tấm 1 và 2 tạo thành
một khe có tiết diện hình chữ nhật, chữ tải nhiệt sẽ đi trong các khe đó. Hai
đầu thiết bị được ghép kín bằng nắp 4.




76
Thiết bị truyền nhiệt kiểu xoắn ốc có ưu điểm là gọn và vận tốc lớn,
hai chất tải nhiệt có thể chuyển động ngược chiều nhau hoàn toàn, trở thuỷ
lực nhỏ hơn ống chùm.
Khuyết điểm là chế tạo và sửa chữa phức tạp, không làm việc ở áp
suất cao trên 6 at.
II.1.5. Thiết bị truyền nhiệt loại ống có gân
Khi truyền nhiệt giữa hai chất tải nhiệt mà hệ số cấp nhiệt một phía thì
rất nhỏ so với phía kia, ta cần tăng bề mặt truyền nhiệt ở phía có hệ số cấp
nhiệt nhỏ để tăng hiệu quả truyền nhiệt bằng cách thêm các gân lên bề mặt
truyền nhiệt.
Khi đung nóng không khí hoặc khí bằng hơi nước bão hoà thì hệ số
cấp nhiệt từ hơi lên bề mặt truyền nhiệt 1  =11600 W/m2. độ, cồn từ bề mặt
tra không khí là  2  5,7 ÷ 58 W/m2. độ, nghĩa là  2 Hmin.
( Hmin = 3  4 (m) đối với đèn thông thường sử dụng công suất nhỏ
hơn 200 w ).
L: Khoảng cách giữa các đèn. Nếu chiếu sáng đồng đều thì đèn được
mắc khắp phòng tạo thành hình chữ nhật, khoảng cách L chọn theo tỷ lệ: L/h
có lợi nhất.
Trong đó h = H – Ho
h : chiều cao tính toán.
Ho : chiều cao của thiết bị cao nhất.
+ Nếu đặt một hàng đèn thì: L/h = 1,8  2 ( m ).
+ Nếu đặt nhiều hàng đèn thì L/h = 1,8  2,5 (m).
Khoảng cách từ đèn ngoàI cùng đến tường là I.
+ Nếu sát tường có người làm việc I = ( 0,25  0,32).L


105
+Nếu sát tường không có người làm việc I = (0,4  0,5).L
Số lượng đèn và công suất tiêu thụ để chiếu sáng cho toàn phân xưởng
cho trong bảng sau:


TT Tên phòng Công suất Số lượng Tổng
đèn, (w ) công suất
1. Toàn bộ mặt bằng sản xuất 100 30 3000


I.2. Tính phụ tải động lực
Công suất động lực của dây chuyền được xác định theo bảng sau:
TT Tên động cơ Công suất Số lượng Tổng công
động cơ, (kw) suất, (kw)
1. Bơm kiểu cánh guồng 2,1 5 10,5
2. Bơm ly tâm 2,1 1 4,8
11. Tổng số 6 9


I.3.Lượng điện tiêu thụ hàng năm của nhà máy
I.3.1. Điện năng thắp sáng
Điện năng thắp sáng có thể tính theo công thức sau:
Acs = Pcs.T.K
Trong đó:
K - hệ số đồng thời (Lấy K = 0,7).
Pcs - công suất chiếu sáng.
Pcs = 3 (kw).
T - Thời gian chiếu sáng trong một năm
T = T1.T2
Với T1 – thời gian chiếu sáng trong một ngày.


106
T1 = 20 h
T2 – Thời gian làm việc trong năm
T2 = 336 (ngày).
Acs - Điện năng dùng chiếu sáng.
Acs = 3.20.336.0,7 = 14112 (kwh).
I.3.2. Điện năng cho phụ tải động lực
Ađl = Kc.Pđl.T
Trong đó:
Kc – hệ số cần dùng. Kc = 0,5.
T - số giờ máy móc làm việc trong năm
T = T1.T2
Với
T1 – Thời gian làm việc trong ngày, T1 = 20 (h).
T2 – Thời gian làm việc trong năm, T2 = 336 (ngày)
Acs = 0,5.9.20.336 = 30240 (kw).
I.3.3. Điện năng tiêu thụ toàn phân xưởng trong một năm
A = Kn. (Acs + Ađl)
Trong đó:
Kn - hệ số tính đến tổn hao trên mạng điện hạ áp, Kc = 1,01
A = 1,01.( 14112 + 30240) = 44795 (kwh).


II. NƯỚC
Nước sử dụng trong phân xưởng nhằm hai mục đích: nước sinh hoạt
và nước sản xuất.
II.1. Nước sinh hoạt
Theo tiêu chuẩn nước sinh hoạt của người sản xuất là: 75 lít/người/ngày
Số công nhân sản xuất trong một ca: 3 người;
Nước sinh hoạt dùng trong một ngày: 3.75 = 225 (lít) = 0,225 (m3);

107
Tiêu tốn nước dùng cho sinh hoạt trong một năm là:
Nsh = 0,225.336 = 7,56 (m3);
II.2. Nước sản xuất
Lượng nước mà chúng ta sử dụng để sản xuất bao gồm nước làm mát
và nước mềm dùng trong lò hơi.
Lượng nước dùng để làm mát là: 51 kg/h.
Lượng nước dùng để sinh hơi là: 3340 kg/h.
Do lượng nước dùng cho các quá trình này có hồi lưu lại sử dụng. Do
đó lượng nước thực tế sử dụng cho một tháng cũng chính là lượng nước sử
dụng trong một ngày. Giả thiết mỗi tháng ta phải thay lượng nước mềm này
một lần.
 Lượng nước sản xuất trong một năm là:

M = (51 + 3340).24.12 = 976608 kg
 Thể tích nước cần dùng trong một năm là:
M 976608
V= = = 976,6 m3
n 1000




108
PHẦN VII: KINH TẾ
I.TÓM LƯỢC DỰ ÁN
Dự án kinh tế phản ánh cơ cấu tổ chức sản xuất vốn đầu tư xây dựng, thiết bị
máy móc, giá thành sản phẩm và các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật. Thông qua
tính toán kinh tế cho ta biết tính hợp lý của dự án và hiệu quả kinh tế của nó
đồng thời quyết định xem xét việc xây dựng phân xưởng sản xuất đó có
đúng đắn không.
Trên cơ sở tính toán kinh tế thấy được hiệu quả kinh tế của toàn phân
xưởng để xây dựng, thiết kế nhằm xác định chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật từ đó
cho phép đầu tư các hạng mục trong giá thành sản phẩm.
Cồn tuyệt đối là một loại nhiên liệu không được sử dụng nhiều ở Việt Nam
nhưng vai trò của nó rất quan trọng trong việc làm tăng trị số octan của
xăng, với nồng độ cồn trong xăng 10% thể tích nó làm tăng đáng kể trị số
octan của xăng. Hơn nữa, việc nghiên cứu sản xuất cồn tuyệt đối với quy mô
công nghiệp là một bước đột phá cho các ngành sản xuất nhiên liệu sạch ở
Việt Nam. Sản xuất cồn nhiên liệu với quy mô công nghiệp còn giải quyết
được vấn đề lao động cho lượng nhân công dồi dào ở Việt Nam.
II. KẾ HOẠCH SẢN XUẤT
II.1. Kế hoạch sản xuất
Với tình hình giá thành nhiên liệu thế giới gia tăng chóng mặt hiện
nay thì việc xây dựng một nhà máy sản xuất cồn ở Việt Nam là hết sức đúng
đắn, đáp ứng và khắc phục được những nhu cầu nhiên liệu hiện nay. Với
thực lực và kinh nghiệm của nước ta hiện nay chắc chắn phân xưởng sẽ
nhanh chóng phát huy được toàn bộ công suất và có khả năng mở rộng nhà
máy trong một thời gian ngắn.
II.2. Tính toán kinh tế
II.2.1. Vốn cố định.


109
Vốn cố định là giá trị các tài sản cố định như: nhà xưởng, máy móc, thiết bị,
phương tiện…
+ Vốn xây dựng:
Diện tích của phân xưởng là: 9.15 = 135 m2
Giá thuê đất: 420000 đ/m2.năm
Giá xây dựng: 3000000 đ/m2
Giá thành thuê đất trong một năm là: 135 . 420000 = 56000000 đ
Giá thành xây dựng phân xưởng là: 135.3000000 = 405000000đ
Tổng số vốn đầu tư xây dựng lý thuyết là:
405000000 + 56000000 = 461000000 đ
Khấu hao xây dựng XA lấy bằng 3% vốn xây dựng:
461000000.0,03 = 13891000  14000000 đ(đồng).
Tổng vốn xây dựng thực tế là:
461000000 + 140000000 = 475000000
+ Vốn đầu tư máy móc, thiết bị:


TT Tên thiết bị Số Đơn giá Thành tiền
lượng
1 Tháp hấp phụ 3 300.000.000 900.000.000
2 Calorifier 1 100.000.000 200.000.000
3 Bơm ly tâm 1 3.400.000 3.400.000
4 Bơm cánh guồng 4 5.000.000 20.000.000
5 Thiết bị ngưng tụ 2 60.000.000 120.000.000
6 Bể chứa nguyên liệu 2 18.000.000 36.000.000
7 Thiết bị chứa nitơ nén 8 5.000.000 40.000.000
8 Quạt gió 5 500.000 30.000.000


110
9 Hệ thống điều khiển 1 10.000.000 10.000.000
10 Máy nén khí Nitơ 1 5.000.000 5.000.000
10 Zeolite 668 (kg) 50.000/kg 34.430.000
10 nồi hơi 1 150.000.000 150.000.000
10 Tổng 1.549.000.000


Bảng 7.1


Vốn thiết bị: Vtb = 1.549.000.000(đồng)
+ Chi phí lắp đặt, vận chuyển bằng 20% vốn thiết bị.
+ Chi phí, dụng cụ đo, hệ thống dẫn lấy bằng 10% vốn thiết bị
Vậy vốn đầu tư máy móc, thiết bị là:
Vthm = 1549000000 + 0,2. 1549000000 + 0,1. 1549000000
Vthm = 2.013.000.000 (đồng)
Tổng vốn cố định là: Vcđ = Vxd + Vtbm
Vcđ =2013000000 + 475000000
Vcđ = 2.488.000.000 (đồng)
II.2.2. Vốn lưu động.
IV.2.2.1. Chi phí nguyên liệu.
TT Tên nguyên liệu Số lượng Đơn giá Chi phí một
(tấn, lít) (đồng /tấn,lít) năm(đồng)

1 Cồn công nghiệp 33600(l) 12.000/l 403.200.000

2 Khí Nitơ 16,6 7.000.000 121.000.000
3 Than đốt 379 3.000.000 1.137.000.000
4 Tổng cộng 1.661.200.000


Bảng 7.2


111
Chi phí nguyên vật liệu ở trên là đã tính cả chi phí cho vận chuyển, bốc
rỡ….
IV.2.2.2. Chi phí về điện.
Phần điện đã tính được lượng điện dùng trong một năm là:
44795 (kwh).
Giá thành: 1500 (đồng/kwh)
Chi phí cho nhu cầu về điện là:
Vđiện = 1500. 44795 = 67 190 000 (đồng/năm).


II.2.3. Chi phí nhu cầu về nước.
Phần nước đẫ tính được một năm lượng nước cần là: 3951,32 (m3).
Giá nước 6000 (đồng/m3).
Vậy giá thành nước sản xuất là:
Vnước = 6000.977 =5 862 000 (đồng/năm)
II.2.4. Tính nhu cầu lao động
+ Bố trí nhân công tham gia trực tiếp cho từng thiết bị và từng ca trực như
sau:
Thiết bị phản ứng: 1 công nhân.
Kiểm tra nồng độ hơi cồn: 1 công nhân.
Nồi cấp hơi: 1 công nhân.
Kỹ sư: 1 kỹ sư
Quản đốc 1 người
Tổng: 5 người.
II.2.4.1. Tính quỹ lương trả cho công nhân trực tiếp
+ Lương trả cho mỗi công nhân: 3 000 000/tháng
Tổng số tiền phải trả lương cho công nhân trong một năm là:
3.3000000.12 = 108 000 000 đồng
+ Mức lương trả cho một kỹ sư hiện nay: 5000000 đồng/tháng

112
Tổng lương phải trả cho kỹ sư là: 5000000.12 = 60 000 000 đồng
+ Mức lương trả cho quản đốc: 12 000 000 đồng
Tổng lương phải trả cho quản đốc trong một năng là:
12000000.12 = 144 000 000 đồng.
Tổng lương chi trả cho lao động trong năm là:
144 000 000 + 60 000 000 + 108 000 000 = 312 000 000 đồng
II.2.5. Giá thành sản phẩm.
+ Khấu hao tài sản hàng năm.
+ Khấu hao trung bình hàng năm về thiết bị:
A1 = 0,1.Vthiết bị = 0,1. 424900000 = 42490000 (đồng).
+ Khấu hao tài sản cố định bằng khấu hao xây dựng cộng khấu hao
máy móc:
28830000 + 42490000 = 71320000 (đồng).


Bảng tổng hợp chi phí chủ yếu:
TT Khoản mục chi phí chủ yếu Tiền
1 Nguyên liệu 1.661.200.000
2 Điện 67.190.000
3 Nước 5.862.000
4 Lương 312.000.000
6 Khấu hao tài sản cố định 14.000.000
7 Tổng 2.058.000.000
Bảng 7.3
+ Giá thành toàn bộ (Gtb).
tæng chi phÝ chñ yÕu. 100
Gtb =
100  tû lÖ % c¸c chi phÝ kh¸c
Trong đó các chi phí khác bao gồm:

113
+ Chi phí phân xưởng chiếm 10% giá thành toàn bộ.
+ Chi phí quản lý nhà máy chiếm 3% giá thành toàn bộ.
+ Chi phí ngoài sản xuất chiếm 2% giá thành toàn bộ.
Do đó ta có:
2058000000
Gtb = .100 = 2417861000 (đồng).
100  15
+ Chi phí phân xưởng:
Ppx = 0,1.Gtb
Ppx = 0,1. 2417861000 = 241786100 (đồng).
+Suy ra giá thành phân xưởng:
Gpx = chi phí chủ yếu + Ppx
G px = 2417861000 + 241786100
Gpx = 2659647000 (đồng).
Bảng ước tính giá thành sản phẩm:
TT Khoản mục chi phí Tiền (đồng)
1 Nguyên liệu 1.661.200.000
2 Nước, điện 33.052.000
3 Lương 312.000.000
4 Khấu hao tài sản cố định 14.000.000
5 Chi phí phân xưởng 2659647000
6 Tổng 4.674.829.000
Bảng 7.4
+ Giá thành một tấn sản phẩm:
gi¸ thµnh toµn bé
Gsp = (đồng/l).
s¶ n l­îng c¶ n¨m
4674829000
Gsp = = 13.900 (đồng/ l)
336000

II.2.6. Lãi và thời gian thu hồi vốn

114
V
+ Thời gian thu hồi vốn: T=
A L
Trong đó:
A – khấu hao tài sản cố định hàng năm.
L – lãi hàng năm.
V – vốn đầu tư xây dựng và thiết bị.
Ta chọn chỉ tiêu sau 5 năm thì vốn cố định sẽ được thu hồi.
V
 L= -A
T
1549000000
= - 14000000
5
= 295800000 đ
+ Lãi hàng năm:
L = S.(Gtp - B)
L
 Gtp = +B
S
Trong đó:
L – lãi hàng năm của nhà máy.
S – sản lượng hàng năm của nhà máy.
Gtp – giá thành một đơn vị sản phẩm bán ra.
B – giá một đơn vị sản phẩm.
2958000000
 Gtp = + 13900 đ
336000
= 14.800 đ
+ Tỷ suất lãi:
L 2958000000
Tỷ suất lãi =  = 0,06
G 4674829000
= 6%


115
116
KẾT LUẬN
Sau một thời gian học tập tại trường em đã cố gắng học tập và trau dồi
kiến thức. Em đã được giao nhiệm vụ thiết kế xưởng sản xuất cồn tuyệt đối
theo phương pháp hấp phụ chọn lọc trên chất hấp phụ zeolite 3A với năng
suất 1000l/ngày.Vận dụng những kiến thức đã được học và sự hướng dẫn tận
tình của thầy Văn Đình Sơn Thọ em đã hoàn thành được các nhiệm vụ chính
sau:
- Tổng quan của quá trình sản xuất cồn tuyệt đối.
- Tính toán cân bằng vật chất và cân bằng nhiệt lượng.
- Tính toán thiết bị phản ứng chính
D = 0,8 (m) ; H = 2 (m)
- Lựa chọn các thiết bị trao đổi nhiệt phù hợp các quá trình truyền
nhiệt trong sơ đồ.
- Thiết kế xây dựng: Tổng diện tích 135m2.
- Tính toán kinh tế cho toàn phân xưởng.
Mặc dù em đã cố gắng rất nhiều song do còn thiếu những kinh nghiệm
thực tế nên bản đồ án không tránh khỏi những sai sót nhất định. Em rất
mong được sự góp ý chỉ bảo của các thầy cô để đồ án của em được hoàn
thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo hướng dẫn TS. Văn Đình Sơn
Thọ và các thầy cô trong toàn khoa và bạn bè đã giúp đỡ em hoàn thành
quyển đồ án này.


Hà Nội, tháng 5 năm 2008
Sinh viên
Lê Văn Trung

117
TÀI LIỆU THAM KHẢO

1.Đinh Thị Ngọ. Hoá học dầu mỏ và khí. Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật.
2006
2.Nguyễn Bin . Tính toán quá trình và thiết bị trong công nghệ hoá chất và
thực phẩm . Tập 4 .Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật . 2001
3. Tập thể tác giả. Sổ tay quá trình và thiết bị trong công nghệ hoá chất và
thực phẩm. Tập 1. Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật. 2005
4. Tập thể tác giả. Sổ tay quá trình và thiết bị trong công nghệ hoá chất và
thực phẩm. Tập 2. Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật. 2005
5. Nguyễn Bin. Các quá trình thiết bị trong công nghệ hoá chất và thực
phẩm. Tập 4. Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật. 2002
6. Bùi Hải, Trần Thế Sơn. Kỹ thuật nhiệt. Đại học Bách Khoa Hà Nội - 1990
7.E.Lalik , R.Mirek , J.Rakocry , A.Groszek . Microcalorimetric study of
sorption of water and etanol in Zeolites 3A and 5A .Catalysis today
114(2006) 242-247 .
8.John Cambell. Gas conditioning and processing.Cambell petroleum series
USA.1984.
9. Nguyễn Hữu Tùng, Nguyễn Văn Cường. Nghiên cứu các phương pháp và
chế độ tái sinh Zeolite dùng trong sản xuất cồn cao độ. 2007.
10.Ullmann’s Encyclopedia of industrial chemitry. Wiley-VCH Verlag
GmbH & Co. KgaA. 2004 .
11.Tập thể tác giả. Sổ tay tóm tắt các đại lượng hoá lý. Tủ sách đại học Bách
Khoa thành phố Hồ Chí Minh. 1992.
12. Hoàng Văn Chước. Thiết kế hệ thống thiết bị sấy. Nhà xuất bản khoa
học và kỹ thuật Hà Nội – 2006.
13.Nguyễn Bin . Các quá trình thiết bị trong công nghệ hoá chất và thực
phẩm. Tập 1 . Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật. 2002
14.Nguyễn Bin . Các quá trình thiết bị trong công nghệ hoá chất và thực
phẩm. Tập 2 . Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật. 2002
15.Nguyễn Bin . Các quá trình thiết bị trong công nghệ hoá chất và thực
phẩm. Tập 3 . Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật. 2002




118
Mục lục

PHẦN I: GIỚI THIỆU CHUNG .................................................................. 1
PHẦN II: LÝ THUYẾT CHUNG................................................................ 4
I. NGUYÊN LIỆU ETANOL ......................................................................................4
I.1. Tính chất của Etanol ..........................................................................................4
I.2. Cơ chế phụ gia của Etanol khi pha vào xăng ......................................................4
I.3. Ứng dụng của Etanol .........................................................................................5
I.4. Tình hình sản xuất Etanol trên thế giới hiện nay ................................................5
II. CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT CỒN CAO ĐỘ............................................................8
II.1. Phương pháp chưng cất ....................................................................................8
II.1.1. Chưng trích ly: ..........................................................................................8
II.1.2. Chưng phân tử [3]...................................................................................10
II.2. Phương pháp dùng chất hấp phụ chọn lọc – Zeolite ........................................11
II.2.1. Giới thiệu về Zeolite [1]........................................................................11
II.2.2. Quá trình hấp phụ [4- 241].....................................................................13
II.2.3. Phương pháp sản xuất cồn tuyệt đối bằng vật liệu hấp phụ chọn lọc.........15
II.3. Phương pháp dùng các chất hút ẩm.................................................................21
II.4. Phương pháp thẩm thấu qua màng ..................................................................21
II.5. Phương pháp kết hợp bốc hơi thẩm thấu và rây phân tử..................................23
II.6. Kết hợp chưng cất và thẩm thấu qua màng: .................................................... 23
II.7. So sánh đánh giá các phương pháp .................................................................24
III. MỘT SỐ CÁC THỰC NGHIỆM VỀ PHƯƠNG PHÁP HẤP PHỤ SẢN XUẤT
CỒN BẰNG ZEOLITE 3A ....................................................................................... 26
III.1 Các tính chất và các đại lượng nhiệt động của quá trình hấp phụ nước: ..........28
III.2 Các tính chất và các đại lượng nhiệt động của quá trình hấp phụ Etanol .........28
III.3 Đường cong biểu diễn quá trình nhiệt và quá trình hấp phụ , nhả hấp phụ nước
trên chất hấp phụ [7]:...............................................Error! Bookmark not defined.
PHẦN III: TÍNH TOÁN CÂN BẰNG VẬT CHẤT VÀ CÂN BẰNG
NHIỆT LƯỢNG .........................................................................................30
A. TÍNH TOÁN CÂN BẰNG VẬT CHẤT ............................................................... 30
I. TÍNH TOÁN CHO QUÁ TRÌNH HẤP PHỤ ......................................................... 30
I.1. Tính ρv và ρr .................................................................................................30
I.2. Tính lưu lượng khối lượng hỗn hợp đầu vào .................................................... 30
I. 3. Tính lượng nước bị hấp phụ trong một giờ...................................................... 31
I.4. Cân bằng vật chất lượng nước vào và ra khỏi tháp hấp phụ .............................. 31
II. TÍNH TOÁN CHO QUÁ TRÌNH NHẢ HẤP........................................................ 34
III. TÍNH LƯỢNG ZEOLITE CẦN THIẾT VÀ TỐC ĐỘ HỖN HỢP ĐẦU VÀO ....35
III.1 Tính lượng Zeolite cần thiết ...........................................................................35
B. TÍNH TOÁN CÂN BẰNG NHIỆT LƯỢNG ........................................................ 37
I. TÍNH TOÁN CHO QUÁ TRÌNH HẤP PHỤ ......................................................... 38
I.1. Tính nhiệt lượng tỏa ra trong quá trình hấp phụ ở 107 oC trong một mẻ: ..........38


119
I.2. Tính toán nhiệt độ trung bình của toàn bộ thiết bị trong quá trình thực hiện hấp
phụ ........................................................................................................................ 39
II. TÍNH TOÁN CHO QUÁ TRÌNH LÀM NÓNG VẬT LIỆU (2) TỪ 107oC ÷ 350oC
..................................................................................................................................40
II.1. Tính nhiệt cần thiết để nâng nhiệt độ chất hấp phụ: ........................................40
II.2. Nhiệt lượng Q2N để để nâng lượng nước bị hấp phụ từ 107 ÷ 350 oC ..............41
II.3. Nhiệt lượng Q2E để nâng nhiệt của Etanol bị hấp phụ từ 107 ÷ 350 oC............41
III. TÍNH TOÁN CHO QUÁ TRÌNH GIẢI HẤP (3) .................................................41
II.1. Tính nhiệt lượng cần thiết để thực hiện quá trình giải hấp phụ Q3 ...................42
IV. TÍNH TOÁN QUÁ TRÌNH LÀM MÁT VẬT LIỆU (4) ......................................42
V. TÍNH TOÁN QUÁ TRÌNH CẤP NHIỆT NHẢ HẤP PHỤ...................................43
V.1. Tính nhiệt lượng do lượng khí N2 mang vào trong quá trình làm nóng khối vật
liệu lên nhiệt độ 350oC........................................................................................... 43
V.2. Tính lượng nhiệt do Nitơ mang vào trong quá trình thực hiện quá trình nhả hấp
phụ ở 350oC...........................................................................................................43
V.3. Tính toán lượng N2 cần thiết cho quá trình nâng nhiệt độ của khối vật liệu từ
nhiệt độ 107 ÷ 350oC ............................................................................................. 44
V.4. Tính lượng N2 cần thiết để thực hiện quá trình nhả hấp phụ............................ 45
V.5. Tính tốc độ khí N2 trong quá trình nhả hấp phụ và làm nóng khối vật liệu ......46
VI. TÍNH TOÁN LỰA CHỌN LƯỢNG N2 ĐỂ LÀM MÁT KHỐI VẬT LIỆU
TRONG QUÁ TRÌNH (4) ......................................................................................... 47
VI.1. Lựa chọn tốc độ dòng khí để thực hiện quá trình làm mát khối vật liệu .........47
VI.2. Tính toán nhiệt độ trung bình của dòng khí N2 sau khi ra khỏi tháp trong quá
trình làm mát khối vật liệu ..................................................................................... 47
VI.2.1. Tính Lượng khí N2 truyền qua thiết bị trong 8h ......................................48
VI.2.2. Tính lượng nhiệt thực tế mà khối vật liệu truyền cho khối khí trong 8h ..48
VI.2.3. Tính nhiệt độ dòng khí N2 sau khi ra khỏi thiết bị T4r ............................. 48
VI.3. Tính toán nhiệt độ trung bình của dòng khí sau khi qua thiết bị trao đổi nhiệt
dòng khí nhả hấp phụ............................................................................................. 49
VI.3.1. Tính nhiệt lượng dòng hơi nhả hấp truyền cho thiết bị trao đổi nhiệt trong
giai đoạn (2).......................................................................................................50
VI.3.2. Tính lượng nhiệt dòng hơi nhả hấp truyền cho thiết bị trao đổi nhiệt trong
giai đoạn (3).......................................................................................................50
VI.3.3. Tính nhiệt độ của dòng khí N2 tận dụng nhiệt sau khi đi ra khỏi thiết bị
trao đổi nhiệt......................................................................................................51
VII. TÍNH TOÁN LƯỢNG NƯỚC LÀM MÁT ........................................................ 52
VII.1.Tính nhiệt toả ra do hỗn hợp khí nhả toả ra sau khi làm lạnh......................... 52
VII.2. Tính toán tốc độ dòng nước làm mát............................................................ 52
VII.3. Tính nồng độ của rượu ngưng tụ lấy ra từ thiết bị làm lạnh .......................... 53
VIII. TÍNH TOÁN NHIỆT LƯỢNG CALORIFIER CẦN CẤP ................................ 54
Hình 3.6.............................................................................................................54
VIII.1. Tính toán lượng nhiệt cần thiết để đưa dòng khí N2 từ 115oC ÷ 350 oC.......54
VII.2.Tính toán lưu lượng dòng hơi nước quá nhiệt đi trong calorifier ...................55
IX. TÍNH TOÁN CÂN BẰNG NHIỆT LƯỢNG NỒI HƠI CUNG CẤP ...................57
IX.1. Tính lượng nước cần thiết để đun trong nồi hơi.............................................57
IX.2. Tính toán nhiệt lượng cần thiết nồi hơi cung cấp cho hơi nước...................... 57


120
IX.2.1. Tính toán nhiệt lượng cần thiết đưa nước trong nồi hơi lên 600oC ..........57
IX.2.2. Tính nhiệt lượng cần thiết mà nồi hơi cần bù lại cho hơi nước khi trao đổi
nhiệt qua calorifier ............................................................................................. 58
IX.3. Tính lượng than cần cung cấp để đốt nồi hơi .................................................59
PHẦN IV: TÍNH TOÁN CƠ KHÍ...............................................................59
I. TÍNH TOÁN THIẾT BỊ CHÍNH............................................................................59
I.1. Chọn kích thước thiết bị ..................................................................................59
I.1.1. Tính vận tốc cho phép của dòng khí .......................................................... 60
I.1.2. Tính toán chiều cao của tháp.....................................................................60
I.1.3. Tính tổn thấp áp suất qua lớp hạt............................................................... 63
I.2. Tính chiều dày thân tháp..................................................................................65
66
I.3. Tính đường kính ống dẫn hơi vào tháp............................................................. 66
.......................................................................................................................
II. TÍNH TOÁN VÀ LỰA CHỌN THIẾT BỊ PHỤ.................................................... 70
II.1. Thiết bị trao đổi nhiệt ..................................................................................... 70
II.1.1. Thiết bị truyền nhiệt loại vỏ bọc ngoài [4-113] ......................................70
II.1.2. Thiết bị truyền nhiệt loại ống ...................................................................71
II.1.4. Thiết bị truyền nhiệt loại xoắn ốc............................................................. 76
II.1.5. Thiết bị truyền nhiệt loại ống có gân........................................................ 77
II.1.6. So sánh và lựa chọn thiết bị trao nhiệt...................................................... 77
II.2. Calorifier cấp nhiệt......................................................................................... 78
II.2.3. Calorifier khói – khí ................................................................................82
II.2.4. Lựa chọn calorifier cấp nhiệt ...................................................................83
II.3. Nồi hơi...........................................................................................................84
II.4. Thiết bị ngưng tụ............................................................................................ 85
II.4.1. Ngưng tụ gián tiếp ...................................................................................86
II.5. Lựa chọn thiết bị lọc bụi.................................................................................87
II.5.1. Thiết bị đường lắng .................................................................................87
II.5.2. Thiết bị buồng lắng..................................................................................88
II.5.3 Xyclon lọc bụi .......................................................................................... 89
II.5.4. Thiết bị lọc tay áo .................................................................................... 89
II.5.4. Thiết bị lọc kiểu vách ngăn ......................................................................90
II.5.5 Một số thiết bị khác ..................................................................................91
II.6. Lựa chọn bơm ................................................................................................ 92
II.6.1 Bơm vận chuyển chất lỏng........................................................................92
II.6.2. Bơm vận chuyển chất khí ........................................................................92
PHẦN V – XÂY DỰNG ............................................................................94
I. XÁC ĐỊNH ĐỊA ĐIỂM XÂY DỰNG NHÀ MÁY.................................................94
I.1. Các cơ sở để xác định địa điểm xây dựng ........................................................ 94
I.2. Các yêu cầu đối với địa điểm xây dựng............................................................ 95
I.2.1. Các yêu cầu chung .................................................................................... 95
I.2.2. Các yêu cầu về kỹ thuật xây dựng ............................................................. 96
II. THIẾT KẾ TỔNG MẶT BẰNG ...........................................................................96
II.1. Các nhiệm vụ chính khi thiết kế tổng mặt bằng nhà máy ................................ 97
II.2. Các yêu cầu thiết kế tổng mặt bằng nhà máy ..................................................97

121
II.3. Nguyên tắc phân vùng trong nhà máy............................................................. 98
II.3.1. Vùng trước nhà máy ................................................................................98
II.3.2. Vùng sản xuất.......................................................................................... 99
II.3.3. Vùng các công trình phụ ..........................................................................99
II.3.4. Vùng kho tàng và khu vực giao thông..................................................... 99
II.3.5. Ưu nhược điểm của phương pháp phân vùng ......................................... 100
II.4. Những căn cứ để sản xuất phân xưởng sản xuất cồn tuyệt đối theo phương pháp
hấp phụ Zeolite.................................................................................................... 100
II.5. Tính toán và xác định kích thước chính của các công trình trong nhà máy. ... 100
II.6. Cấu tạo phân xưởng sản xuất........................................................................ 101
II.6.1. Kết cấu móng ........................................................................................ 101
II.6.2. Cột ........................................................................................................ 101
II.6.3. Mái........................................................................................................ 102
II.6.4. Cửa sổ ................................................................................................... 102
II.6.5. Cửa ra vào phân xưởng.......................................................................... 102
PHẦN VI: ĐIỆN, NƯỚC .........................................................................105
I.ĐIỆN .................................................................................................................... 105
I.1. Tính phụ tải chiếu sáng .................................................................................. 105
I.2. Tính phụ tải động lực..................................................................................... 106
I.3.Lượng điện tiêu thụ hàng năm của nhà máy .................................................... 106
I.3.1. Điện năng thắp sáng................................................................................ 106
I.3.2. Điện năng cho phụ tải động lực............................................................... 107
I.3.3. Điện năng tiêu thụ toàn phân xưởng trong một năm ................................ 107
II. NƯỚC ................................................................................................................ 107
II.1. Nước sinh hoạt ............................................................................................. 107
II.2. Nước sản xuất .............................................................................................. 108
PHẦN VII: KINH TẾ ...............................................................................109
I.TÓM LƯỢC DỰ ÁN ............................................................................................ 109
II. KẾ HOẠCH SẢN XUẤT ................................................................................... 109
II.1. Kế hoạch sản xuất ........................................................................................ 109
II.2. Tính toán kinh tế .......................................................................................... 109
II.2.1. Vốn cố định. .......................................................................................... 109
II.2.2. Vốn lưu động......................................................................................... 111
II.2.3. Chi phí nhu cầu về nước. ....................................................................... 112
II.2.4. Tính nhu cầu lao động ........................................................................... 112
II.2.5. Giá thành sản phẩm. .............................................................................. 113
II.2.6. Lãi và thời gian thu hồi vốn ................................................................... 114




122
Đề thi vào lớp 10 môn Toán |  Đáp án đề thi tốt nghiệp |  Đề thi Đại học |  Đề thi thử đại học môn Hóa |  Mẫu đơn xin việc |  Bài tiểu luận mẫu |  Ôn thi cao học 2014 |  Nghiên cứu khoa học |  Lập kế hoạch kinh doanh |  Bảng cân đối kế toán |  Đề thi chứng chỉ Tin học |  Tư tưởng Hồ Chí Minh |  Đề thi chứng chỉ Tiếng anh
Theo dõi chúng tôi
Đồng bộ tài khoản