prezentare licenta

transcript

Bioetanol de generatia a 2-a

Coordonator ştiinţific

Prof. Dr. Ing. Ioan Călinescu

Absolvent

Popescu Ana-Maria

Cuprins

1.Situaţia actuală a biocombustibililor2.Perspectiva dezvoltării producţiei de

biocombustibili3.Bioetanol. Posibilitati de utilizare.4.Bioetanol. Indici de calitate5.Metode de obţinere a bioetanolului

6. Bioetanol din lignoceluloză

1.Situaţia actuală a biocombustibililor

Creşterea concentraţiei de CO2 în atmosferǎ ca urmare a arderii combustibililor fosili în ultimele decenii

1.Situaţia actuală a biocombustibililor Comparaţie între cele trei tipuri de biocombustibili existenţe în momentul actual

2.Perspectiva dezvoltării producţiei de biocombustibiliViitorul biocombustibililor până în anul 2050

3.Bioetanol. Posibilitati de utilizare.Reducerea emisiilor de GHG comparativ cu benzina, prin utilizarea

de bioetanol produs din diferite materii prime

Efectul adaosului de etanol asupra proprietăţilor benzinei

4.Bioetanol. Indici de calitate Parametrii bioetanolului în comparaţie cu cele ale benzinei

Bioetanolul : anhidru (E5, E10, E15, E20-E85)

Bioetanol: hidratat (E85, E90, E95-E100)

5.Metode de obţinere a bioetanoluluiMaterii prime care conţin zahăr

5.Metode de obţinere a bioetanoluluiMaterii prime amidonoase

Materii prime lignocelulozice

6. Bioetanol din lignocelulozăEtapele procesului de producţie a bioetanolului

6. Bioetanol din lignocelulozăPretratarea materiei prime lignocelulozice

6. Bioetanol din lignocelulozăProcesul tehnologic de producţie a bioetanolului din materiale lignocelulozice

6. Bioetanol din lignoceluloză Procesul tehnologic de producţie a bioetanolului din materiale lignocelulozice 1.Pretratament

6. Bioetanol din lignocelulozăProcesul tehnologic de producţie a bioetanolului din materiale lignocelulozice2.Detoxifiere3.Adaugare de var

6. Bioetanol din lignocelulozăProcesul tehnologic de producţie a bioetanolului din materiale lignocelulozice4.SSCF

5.Distilare

6. Bioetanol din lignocelulozăProcesul tehnologic de producţie a bioetanolului din materiale lignocelulozice Bilanţul de materiale.Materiale intrate

Debit de alimentare a materiei prime 80t/anCompoziţia materiei prime: 23.8 % celulozǎ, 12.1% hemicelulozǎ, 14.5% lignină, 0.7 % manan, 0.4%

araban, 48.5 % umiditate

Agent hidroliză:

Efluent:

Agent de neutrlizare:

SSCF: temperatura 33˚C, presiune 1atm, Z.mobilis.

2)(OHCa

6. Bioetanol din lignocelulozăProcesul tehnologic de producţie a bioetanolului din materiale lignoceluloziceBilanţul de materiale. Materiale ieşite

6. Bioetanol din lignocelulozăProcesul tehnologic de producţie a bioetanolului din materiale lignoceluloziceConsumuri specifice.Costuri specificeFEt= 13507 kg/h. Numărul de ore de funcţionare al instalaţiei:8000 h/a

Producţia pe un an:108056 tone/an.

Costul de productie al etanolului 0.56 €/l.

6. Bioetanol din lignocelulozăProcesul tehnologic de producţie a bioetanolului din materiale lignocelulozicePredimensionare utilaje. Predimensionare fermentator Fluxul de etanol obţinut din fermentator:11796 kg/h. Productivitate instalaţie: 8kg/m3*h. Volum necesar pentru fermentator : 1475 m3.

Propunem 4 fermentatoare care funcţionează în paralel. Grad de umplere 85%. Caracteristici dimensionale fermentator:- Diametrul :6m;

- Înălţimea: 16m;

- Aria: 28.3 m; - Volumul: 452 m3 ;Dimensionare serpentină de răcireCăldura degajată 2083575 w, pentru un singur fermentator este de: 520894 w.Temperatura masei de reacţie este 33˚C.Apa de răcire îşi modifică temperatura de la 20˚C la 30˚CDiferenţa medie de temperatură: Δtmed = (Δtmax – Δtmin) / ln (Δtmax / Δtmin) (1)Suprafaţa de transfer termic : S=306.4 m2 : S = Q / (K∙ Δtmed) (2)K-coeficientul de transfer termic, pe care îl propunem: K=1000W/m2∙°C.

Caracteristicile serpentinei:Diametrul serpentinei (d): 5.5 mDiametrul exterior al ţevii (de): 10 cm;Diamentrul interior al ţevii (di): 9cm

6. Bioetanol din lignocelulozăProcesul tehnologic de producţie a bioetanolului din materiale lignoceluloziceDimensionare utilaje. Predimensionare fermentatorLungimea necesară serpentinei: L=976 m :

L = S / (π ∙ de) (3)

Numarul de bucle al serpentinei: Nb=60 bucle complete: Nb = L / (π ∙ d) (4)

Lungimea serpentinei pentru 60 bucle complete este : L= 1036 m

Aria serpentinei: As=325 m2 :

As = 60 ∙ π2 ∙ d ∙ de (5)

Aria interioară a ţevii: Ai=0.64 dm2:

Ai = (π ∙ di2) / 4 (6)

Debitul apei de răcire care circulă prin serpentină: Da=49.85 kg/s:

Da = Q / c ∙ Δt (7)

Viteza apei în serpentină, va=7.8m/s:

va = Da / Ai (8)

Coeficientul de transfer termic K, se calculează cu formula:k = 1 / (1/αi + δp/2λp + 1/αe)(9)

Obţinem pentru K valoarea K=1050 W/m2*˚C

6. Bioetanol din lignocelulozăProcesul tehnologic de producţie a bioetanolului din materiale lignoceluloziceDimensionare utilaje. Dimensionare coloană de rectificare

Debitul de alimentare: F=16.54 kg/s

Compoziţia amestecului:x1,F =0.19 (etanol), x2,F=0.81 (apǎ)

Temperatura de alimentare a amestecului:t1,F =111˚C

Presiunea de alimentare: pF=1.77atm

Proprietăţile fizice :

Condiţiile de operare pentru coloana de rectificare

Diagrama de echilibru şi Diagrama de fierbereEcuaţia Fenske: unde:y- compoziţia componentului uşor

volatil în fază de vapori

x- compoziţia componentului uşor volatil în fazǎ lichidǎ

α-volatiltatea relativǎ

Starea termică a alimentăriiStarea termicǎ a alimentǎrii (q) se calculeazǎ cu

relaţia:

unde: -entalpia vaporilor;

-entalpia amestecului la punctul de fierbere;

-entalpia amestecului la alimentare

Parametrii limitǎ ai separǎrii

Trasarea liniilor verticale

Refluxul minim:

Parametrii separǎriiRefluxul optim:

Debitul de lichid în zona de concentrare:

Debitul de vapori în zona de concentrare:

Debitul de lchid şi vapori în zona de stripare

Ecuaţiile dreptelor de operare: zona de concentrare:

zona de stripare:

Ecuatia caracteristică curbei de echilibru

Trasarea dreptelor de operare şi a talerelor teoretice pentru fiecare zona

minmin 192.01(

NRRoptim

DRoptimL

DRDLV optim )1(

qFLL '

FqVV )1('

Curba cineticăEficienţa talerului: E=0.8

Talere reale:

Calculul hidrodinamic

Vă mulţumesc !

prezentare licenta

Documents