Tối ưu hóa sản xuất biodiesel bằng xúc tác CaO từ vỏ trứng gà trong thiết bị ly tâm liên tục CCCS

( 0 đánh giá )
Miễn phí

Vỏ trứng gà được rửa sạch, nghiền nhỏ, sàng lọc (0.3–0.5 mm), sau đó nung ở 900 °C trong 3 giờ để tạo CaO.

  • Đặc tính xúc tác:
  •   - XRD xác nhận CaO là pha chính, không còn CaCO₃ hay Ca(OH)₂.
  •   - SEM cho thấy cấu trúc xốp dạng tổ mối, kích thước hạt 1–10 µm.
  •   - TGA cho thấy mất khối lượng 37.2% ở 640–740 °C do phân hủy CaCO₃.
  • - Trước khi sử dụng, xúc tác được hoạt hóa bằng methanol trong 1 giờ để tạo calcium methoxide.
  • - Thiết bị CCCS có vùng phản ứng dạng vòng giữa rotor quay và vỏ tĩnh, cho phép trộn và tách pha liên tục.
  • - Các thông số khảo sát:
  •   - Lưu lượng dầu: 8–16 mL/min
  •   - Tỷ lệ mol methanol/dầu: 6:1–12:1
  •   - WHST: 0.015–0.075 h
  • - RSM xác định các biến ảnh hưởng mạnh nhất: lưu lượng dầu > tỷ lệ mol > WHST.
  • - Điều kiện tối ưu: dầu 9 mL/min, methanol/dầu 11:1, WHST 0.050 h → hiệu suất FAME 83.2%, năng suất 638 kgFAME/(m³·h).
  • - So sánh với thiết bị batch: CCCS cho hiệu suất tương đương nhưng thời gian phản ứng ngắn hơn (~30 phút so với 2.5 giờ).
  • - Tái sử dụng xúc tác: hiệu suất duy trì >80% trong 4 chu kỳ, giảm nhẹ ở chu kỳ thứ 5–6 do hấp thụ CO₂/H₂O tạo CaCO₃ và Ca(OH)₂.
  • - Đánh giá đóng góp xúc tác đồng thể: methanol sau hoạt hóa CaO có thể chứa calcium methoxide, nhưng hiệu suất phản ứng chỉ ~22% → đóng góp không đáng kể.
  • - Biodiesel sau tinh chế đạt chuẩn ASTM D6751 trừ hàm lượng Ca (60 ppm), cần xử lý thêm bằng nhựa trao đổi ion.
  • - So sánh với xúc tác khác trong CCCS:
  •   - NaOCH₃: hiệu suất 96%, năng suất 2470 kgFAME/(m³·h)
  •   - Enzyme: hiệu suất 72%, năng suất ~60 kgFAME/(m³·h)
  •   - CaO từ vỏ trứng: hiệu suất 83.2%, năng suất 638 kgFAME/(m³·h)