자트로파를 이용한 최적의 바이오디젤 공정 설계(보고서)

소개글

자트로파를 이용한 최적의 바이오디젤 공정을 설계한 것으로 보고서로 작성 되었습니다.

목차

TABLE OF CONTENTS
LIST OF FIGURES & TABLES
1. 전체공정도
2. 원료(자트로파)
2-1. 자트로파란??
2-2. 왜 자트로파인가?
3. 단위 공정 해석
3-1 자트로파 feed량 결정
3-2 전처리( 반응기 1- Fatty acid esterification)
3-3 당전이 에스테르화 (반응기2- transesterification)
3-4 총괄 전환율
4. 단가계산
5. Continuous 반응기
6. REFERENCES

본문내용

1. 전체 공정도
◎ 성분분리 - 자트로파 오일에서 분리기로 들어가 Triglyceride와 free fatty acid로 분리되는 과정.
◎ 반응기 1 - 전처리 과정으로 분리된 free fatty acid이 메탄올, 황산과 반응하여 Methyl ester와 물이 생성되는 과정.
◎ 반응기 2 - Triglyceride와 유입된 메탄올이 반응하여 Methyl ester와 Glycerin이 생성되는 과정.
◎ 층분리 - 비중이 큰 글리세긴 층과 소수성인 바이오디젤 층으로 분리.
◎ 알콜분리 - 층분리에서 분리된 바이오디젤 층 중 남아있는 알코올을 분리시키는 과정.
◎ 세척기 - 바이오디젤 층에 존재하는 미량의 알콜과 촉매는 물로써 씼어내는 과정.
◎ 건조기 - 건조과정을 통해 우리가 생산하고자 하는 바이오디젤 생산.
◎ 증발기 - 층 분리에서 분리된 글리세린 층에 있는 미반응 메탄올ㅇ르 증발시키는 과정.
◎ 중화기 - 황산을 첨가하여 중화과정을 통해 Crude 글리세린을 생산하는 과정.

중략..
3. 단위 공정 해석
3.1 자트로파 feed량 결정
① 가정에서 사용하는 전력량 가정
원래는 사계절(1년) 내내 보일러를 사용하지만, 겨울에 난방을 가장 많이 한다는 점을 감안하여 그 외의 계절에 대해서는 고려하지 않았다.

② 바이오디젤 공정의 한 달 feed량 구하기
겨울철 한 달 동안 가구 당 기름보일러에 들어가는 feed량은 실내온도를 21-22℃로 유지하기 위해서는 경유 400 L 가 들어간다.
우선 경유의 연소열은 45000 kJ/kg 이고 바이오디젤의 연소열은 39638 kJ/kg이다. 여기에 각각의 밀도를 곱하였다. (기름의 밀도 : 0.86 kg/L, 바이오디젤의 밀도 : 0.88 kg/L)

위에서 구한 값을 이용하여 비례식으로 바이오디젤의 한 달 feed량(L)을 구할 수 있다.
38700kJ/L : 34881kJ/L = 400L : X

참고 자료

[5] 바이오디젤 공정기술과 연료특징, 홍연기, 홍원희