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

- Sản xuất H2 nhằm thay thế nguồn nhiên liệu hóa thạch đang dần cạnkiệt, đồng thời giúp giảm ô nhiễm môi trường do nhiên liệu hóa thạchgây ra.- Sản xuất H2 là một hướng đi mới, phương pháp này có nhiều ưu điểmhơn các phương pháp khác nó có tính ứng dụng cao, đơn giản và phù hợpvới điều kiện nguồn nguyên liệu biomass sẵn có như ở Việt Nam.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
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 REFORMINGETANOL ĐỂ SẢN XUẤT H2 SỬ DỤNG XÚC TÁC Ni/Al2O3 TRÊN PHẦN MỀM HYSYS HN: 2011SINH 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 TÀIMục 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/Al2O3Ý 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 Nănglượngmặttrời HạtnhânNăng lượng sinh khối Sơ đồ sản xuất etanol từ sinh khối Xử lý Sản xuất nguồn enzim EtanolbiomassXử lý sơ Thu hồi Thủy phân Lên men bộ etanol xenlulozơ glucozơ Lên men Tận dụng pentozơ licninVới mục đích làm nhiên liệu, H2 có nhiều ưu điểmhơn 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 ồnỨng dụng của nguồn H2Công 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 vàTránh 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 100oCWater Không khíSơ đồ khối H2(pin nhiên liệu)Sơ đồ dòng mô phỏngDòng nguyên liệu Đơn vịDòng Dòng 1 Dòng 2 Dòng 3 ConditionName water Air etanolNhiệt độ 100 100 100 C OLưu Lượng 150 550 100 kmol/hÁp 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=256kJmol1)• CH3CH2OH+0.5O2→CH3CHO+H2O(∆Ho=175kJmol1)• CH3CH2OH→C2H4O+H2(∆Ho=68kJmol1)• CH3CH2OH→C2H4(∆Ho=45kJmol1)• CH3CH2OH→0.5CO2+1.5CH4(∆Ho=74kJmol1)• CH3CH2OH→CO+CH4+H2(∆Ho=49kJmol1)• C2H4O+H2O→2CO+3H2(∆Ho=180kJmol1)• CH4+2O2→CO2+2H2O(∆Ho=800kJmol1)• CH4+2O2→CO+2H2(∆Ho=36kJmol1)• CH4+2O2→CO2+2H2(∆Ho=320kJmol1)• C2H4+H2→C2H6(∆Ho=140kJmol1)• ...