Báo cáo: TỐI ƯU HÓA QUÁ TRÌNH REFORMING ETANOL ĐỂ SẢN XUẤT H2 SỬ DỤNG XÚC TÁC Ni/Al2O3 TRÊN PHẦN MỀM HYSYS

Chia sẻ: Luong Van Son | Ngày: | Loại File: PPT | Số trang:38

Thêm vào BST

Báo xấu

192
lượt xem 55
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

- Sản xuất H2 nhằm thay thế nguồn nhiên liệu hóa thạch đang dần cạn kiệt, đồng thời giúp giảm ô nhiễm môi trường do nhiên liệu hóa thạch gây ra. - Sản xuất H2 là một hướng đi mới, phương pháp này có nhiều ưu điểm hơn các phương pháp khác nó có tính ứng dụng cao, đơn giản và phù hợp với điều kiện nguồn nguyên liệu biomass sẵn có như ở Việt Nam.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Báo cáo: TỐI ƯU HÓA QUÁ TRÌNH REFORMING ETANOL ĐỂ SẢN XUẤT H2 SỬ DỤNG XÚC TÁC Ni/Al2O3 TRÊN PHẦN MỀM HYSYS

Trường Đại Học Mỏ Địa Chất Khoa Dầu Khí Bộ Môn: Lọc Hóa Dầu ĐỀ TÀI: TỐI ƯU HÓA QUÁ TRÌNH REFORMING ETANOL ĐỂ SẢN XUẤT H2 SỬ DỤNG XÚC TÁC Ni/Al2O3 TRÊN PHẦN MỀM HYSYS HN: 2011
SINH VIÊN THAM GIA ĐỀ TÀI:  Lương Văn Sơn  Ngô Thị Hạnh  Nguyễn Thị Thanh Mai Giáo Viên Hướng Dẫn: KS. Đoàn Văn Huấn
MỤC ĐÍCH VÀ Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI Mục đích: Sản xuất hydro từ etanol một nguồn nguyên liệu biomass - Tối ưu hóa quá trình nhằm thu được tối đa H2 giảm lượng CO2 thoát ra môi - trường dựa vào mô phỏng trên phần mềm Hysys Tổng hợp xúc tác cho phản ứng và nghiên cứu động học của phản ứng trên - xúc tác Ni/Al2O3 Ý nghĩa: - Sản xuất H2 nhằm thay thế nguồn nhiên liệu hóa thạch đang dần cạn kiệt, đồng thời giúp giảm ô nhiễm môi trường do nhiên liệu hóa thạch gây ra. - Sản xuất H2 là một hướng đi mới, phương pháp này có nhiều ưu điểm hơn các phương pháp khác nó có tính ứng dụng cao, đơn giản và phù hợp với điều kiện nguồn nguyên liệu biomass sẵn có như ở Việt Nam.
NỘI DUNG NGHIÊN CỨU  Giới thiệu nguồn nhiên liệu H2  Mô phỏng quá trình reforming etanol sản xuất H2 - Mô phỏng quá trình - Tối ưu hóa quá trình  Mô phỏng phản ứng reforming trên xúc tác Ni/Al2O3 - Nghiên cứu động học của phản ứng - Tổng hợp xúc tác Ni/Al2O3 (đặc trưng bằng phương pháp XRay + BET) - Mô phỏng phản ứng trên Hysys, đánh giá các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng  Kết luận và kiến nghị
CÁC NGUỒN NĂNG LƯỢNG HIỆN NAY Năng lượng hóa thạch: dầu mỏ, than đá Năng lượng mặt trời
Hạt nhân Năng lượng sinh khối
Sơ đồ sản xuất etanol từ sinh khối Xử lý Sản xuất nguồn enzim Etanol biomass Xử lý sơ Thu hồi Thủy phân Lên men bộ etanol xenlulozơ glucozơ Lên men Tận dụng pentozơ licnin
Với mục đích làm nhiên liệu, H2 có nhiều ưu điểm hơn so với nhiên liệu hóa thạch Là nhiên liệuussạch,ggầnnhư không Là nhiên liệ ạch, ần như không pphátkhí thải. . hát khí thải Là nguồnnnăng lượng có thể tái Là nguồ năng lượng có thể tái sinh. sinh. Thay thế khí thiên nhiên cung ccấp Thay thế khí thiên nhiên cung ấp nnănglượng cho nhu ccầudân dụng. . ăng lượng cho nhu ầu dân dụng Làm pin nhiên liệuucho đđộngccơ, Làm pin nhiên liệ cho ộng ơ, cchạyrrấtêm, không gây ồn. . hạy ất êm, không gây ồn
Ứng dụng của nguồn H2 Công nghệ Nguồn H2 Công nghệ hóa dầu lọc dầu Nhiên liệu cho động cơ Luyện kim, chất bán dẫn
Tại sao lại dùng etanol để sản xuất H2 ? Dễ reforming hơn hydrocacbon Do không cần etanol tinh khiết nên bỏ qua các công đoạn sấy Tiết kiệm năng lượng và chi phí khô, chưng cất, hấp phụ . Do không dùng lưu huỳnh, một xúc tác độc như trong reforming hydrocacbon và Tránh vấn đề ô nhiễm môi trường sử dụng nguồn etanol sinh khối.
Tại sao lại dùng xúc tác Ni/Al2 O3 ? • Xúc tác có các ưu điểm: Độ chọn lọc H2 cao Tạo ra hiệu suất cao, > 90% Dễ tổng hợp.
MÔ PHỎNG QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT H2 TỪ ETANOL Mô phỏng quá trình reforming etanol sản xuất hydro. etanol Thiết bị Thiết bị Thiết bị WGS Air PROX ATR 100oC 70oC 100oC Water Không khí Sơ đồ khối H2(pin nhiên liệu)
Sơ đồ dòng mô phỏng
Dòng nguyên liệu Đơn vị Dòng Dòng 1 Dòng 2 Dòng 3 Condition Name water Air etanol Nhiệt độ 100 100 100 C O Lưu Lượng 150 550 100 kmol/h Áp Suất 101.3 101.3 kPa 101.3
THIẾT LẬP PHẢN ỨNG Trong thiết bị ATR CH3CH2OH + 3H2O → 6H2 + 2CO2 (∆Ho =174kJmol1) • CH3CH2OH + 3H2O → 4H2 + 2CO (∆Ho = 256 kJmol1) • CH3CH2OH + 0.5 O2 → CH3CHO + H2O (∆Ho = 175 kJmol1) • CH3CH2OH → C2H4O + H2 (∆Ho = 68 kJmol1) • CH3CH2OH → C2H4 (∆Ho= 45 kJmol1) • CH3CH2OH → 0.5 CO2 + 1.5 CH4 (∆Ho= 74 kJmol1) • CH3CH2OH → CO + CH4 + H2 (∆Ho= 49 kJmol1) • C2H4O + H2O → 2CO + 3H2 (∆Ho= 180 kJmol1) • CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O (∆Ho= 800 kJmol1) • CH4 + 2O2 → CO + 2H2 (∆Ho= 36 kJmol1) • CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2 (∆Ho= 320 kJmol1) • C2H4 + H2 → C2H6 (∆Ho= 140 kJmol1) • C2H4 → 2C + 2H2 (∆Ho= 52 kJmol1) •
THIẾT LẬP PHẢN ỨNG • Trong thiết bị HTS, MTS & LTS (WGS) CO + H2O ↔ CO2 + H2 (∆Ho= -42 kJmol-1) • Trong thiết bị PROX (mục đích là giảm nồng độ CO đến mức cho phép) CO+O2 ↔ CO2 và O2 + H2 = H2O.
Sơ đồ dòng mô phỏng
Kết Quả Mô Phỏng Kết quả các dòng ra khỏi thiết bị ATR và LTS Thành phần Dòng hơi ra khỏi Dòng hơi ra khỏi thiết bị ATR thiết bị LTS CO 0.033193 0.005956 H2 0.626474 0.658713
TỐI ƯU HÓA QUÁ TRÌNH Nhiệt độ dòng hơi ra khỏi thiết bị ATR Nồng độ của CO và H2 phụ thuộc lưu thay đổi theo lưu lượng mol không khí lượng dòng không khí
TỐI ƯU HÓA QUÁ TRÌNH Sự thay đổi nồng độ của CO và H2 ở dòng Nhiệt độ dòng hơi ra khỏi thiết bị ATR ra khi thay đổi lưu lượng dòng nước khi thay đổi lưu lượng nước.