BÁO cáo THỰC tập 1 nhiệt phân biomass

- Thực hiện các nhiệm vụ khoa học – công nghệ, dịch vụ khoa học – công nghệvới các tổ chức, cá nhân ở trong nước và ngoài nước;- Tư vấn cho các đơn vị kinh tế trong ngoài ngành về khoa h

Phần I: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ VIỆN HÓA HỌC CÔNG NGHIỆP

VIỆT NAM Chương I: Giới thiệu chung về Viện Hóa Học Công Nghiệp Việt Nam

Tên tiếng Việt: Viện Hóa học công nghiệp Việt Nam

Tên tiếng Anh: Vietnam Institute of Industrial Chemistry

Cơ sở 1: Số 2 Phạm Ngũ Lão, Quận Hoàn Kiếm, Hà Nội

Điện thoại: 04.38253930 Fax: 04.38257383

Website: http://viic.vn

Cơ sở 2: Km 10,5 quốc lộ 32, đường Hà Nội - Sơn Tây, thị trấn Cầu

Diễn, Từ Liêm, Hà Nội

Điện thoại: 04.37644889 Fax: 04.38372303

Website: http://viic.vn

1.1Giới thiệu chung

Tiền thân của Viện Hóa học Công nghiệp Việt Nam là Phòng Thí nghiệm của

Bộ Công Thương, hình thành trên cơ sở phòng thí nghiệm của sở mỏ ĐôngDương cũ, năm 1955 Năm 1956, khi Bộ Công Thương tách thành Bộ Côngnghiệp và Bộ Thương nghiệp, phòng thí nghiệm này trở thành Viện Nghiên cứucông nghiệp thuộc Bộ Công nghiệp Năm 1957, Viện nghiên cứu công nghiệpđược đổi tên thành Viện Hóa học Năm 1964, theo quyết định số 75 CP/TTg,ngày 30 tháng 4 năm 1964 của Thủ tướng Chính phủ Phạm Văn Đồng, Việnnghiên cứu Hóa học hợp nhất với Phòng Hóa học thuộc Ủy ban Khoa học Nhànước thành Viện Nghiên cứu Hóa học thuộc Bộ Công nghiệp nặng Năm 1969,Viện Nghiên cứu hóa học đổi tên thành Viện Hóa học Công nghiệp Và năm

2007 đổi tên thành Viện Hóa học Công nghiệp Việt Nam

- Thực hiện các nhiệm vụ khoa học – công nghệ, dịch vụ khoa học – công nghệvới các tổ chức, cá nhân ở trong nước và ngoài nước;

- Tư vấn cho các đơn vị kinh tế trong ngoài ngành về khoa học kỹ thuật và đầu

tư cho khoa học kỹ thuật; tham gia lập và thẩm định các dự án, phương án khoahọc kỹ thuật; soạn thảo và chuyển giao công nghệ;

- Phân tích, giám định các loại tài nguyên, khoáng sản, hóa chất, nguyên liệu,thành phẩm; cung cấp các dịch vụ, tư vấn, giám sát, đánh giá tác động môitrường và công nghệ xử lý môi trường;

- Thực hiện liên kết, hợp tác trong lĩnh vực nghiên cứu khoa học, chuyển giaocông nghệ, đầu tư trực tiếp và dịch vụ khoa học – công nghệ với các tổ chức, cánhân ở trong nước và ngoài nước;

- Bồi dưỡng nâng cao trình độ quản lý, điều hành sản xuất, kinh doanh vàchuyên môn cho đội ngũ cán bộ khoa học – công nghệ của ngành hóa chất; tổchức đào tào đại học, trên đại học, công nhân kỹ thuật phục vụ sản xuất – kinhdoanh chuyên ngành;

- Tổ chức các hoạt động thông tin khoa học, công nghệ và kinh tế ngành hóachất;

- Trực tiếp kinh doanh xuất khẩu và nhập khẩu công nghệ, kỹ thuật mới, sảnphẩm mới, vật tư, thiết bị, dây chuyền công nghệ hóa chất và các ngành côngnghiệp khác

1.3 Tổ chức

- Hội đồng khoa học công nghệ 04.39330009

- Phòng Tổ chức nhân sự - Đào tạo 04.38244307

- Phòng Hành chính - Quản trị 04.38253930

- Phòng Kế hoạch - Thông tin 04.38246470

- Phòng Đầu tư và Xây dựng 04.38256765

- Phòng Điều hành sản xuất, kinh doanh và XNK 04.37659234

- Phòng Thí nghiệm trọng điểm Công nghệ lọc, 04.39335410

Hóa dầu

- Trung tâm Nghiên cứu triển khai công nghệ hóa

- Trung tâm KHCN sản xuất Vô cơ - Phân bón 04.37658901

- Trung tâm Phụ gia dầu mỏ 04.37644896

- Trung tâm Công nghệ sinh học 04.37644048

- TT Kỹ thuật môi trường và an toàn hóa chất 04.39334132

- TT nghiên cứu Hóa chất thuốc tuyển quặng 04.37659570

1.5 Trang thiết bị thí nghiệm

Thiết bị phân tích nhiễu xạ Rơnghen (Brucker D8-Advance, Đức)

 Thiết bị quang phổ hồng ngoại IR (Brucker, Mỹ)

 Thiết bị sắc ký lỏng cao áp (Agilent, Mỹ)

 Hệ thiết bị sắc ký khí khối phổ GC/MS, GC-FID (Agilent, Mỹ)

 Hệ thiết bị sắc ký khí GC-FID (Agilent, Mỹ), GC-FID-TCD (PerkenElmer PYRIS Diamond, Mỹ)

 Thiết bị đo độ xốp (Automated Sorptometer BET 201-A, Mỹ)

 Thiết bị phân tích nhiệt vi phân TG/DTA (Perken Elmer PYRISDiamond, Mỹ)

 Hệ phản ứng cao áp (Parr, Mỹ)

 Hệ phản ứng pha khí áp suất cao (CNRS, Pháp)

 Hệ phản ứng ba pha liên tục, áp suất cao (PID, Tây Ban Nha)

 Thiết bị phản ứng vi dòng liên tục (Pháp)

 Hệ chưng cất dầu thô (Fisher, Đức)

 Hệ thống trích ly cao áp (SFT-250 SFE/SFR)

 Thiết bị sấy phun (Labplant, Mỹ)

 Thiết bị phản ứng đa năng Mini-Pilot Reactor (Huber, Đức)

 Hệ thống thiết bị sắc ký điều chế mini pilot (Labomatic Instrument AG,Thụy Sỹ)

 Máy thổi màng HL-45S

 Máy đùn trục vít (Industrial Spa, Ý)

 Thiết bị đo độ bền cơ năng (Housfield, Anh)

1.6 Các giải thưởng khoa học công nghệ

1 Giải thưởng Hồ Chí Minh năm 2002 (là thành viên giải thưởng) cho côngtrình “Nghiên cứu chiết xuất Artemisinin từ cây thanh hao hoa vàng Việt Nam

và chuyển hóa thành các dẫn chất có hoạt tính mạnh hơn để chữa sốt rét khángthuốc”;

2 Giải nhất VIFOTEC năm 2001 và Giải thưởng Nhà nước năm 2005 vềcông trình thuốc tập hợp hữu cơ để tuyển quặng Apatit loại III Lào Cai

3 Giải ba VIFOTEC năm 2009 về công trình “Nghiên cứu chế tạo và ứngdụng vật liệu polyme phân hủy sinh học”;

4 Giải ba VIFOTEC năm 2009 về công trình “Đánh giá hiện trạng côngnghệ sản xuất và thử nghiệm hiện trường nhiên liệu sinh học (Biodiesel) từ mỡ

cá nhằm góp phần xây dựng tiêu chuẩn Việt Nam về biodiesel ở Việt Nam”

1.7 Lĩnh vực hoạt động

Công nghệ lọc hóa dầu, nhiên liệu sạch và chế tạo xúc tác;

 Tổng hợp hữu cơ, các chất hoạt động bề mặt và các chất màu hữu cơ;

 Công nghệ tách chiết, chế biến các hợp chất thiên nhiên và các chất tẩyrửa;

 Vật liệu cao phân tử, vật liệu nano, compozit, polyme phân hủy sinh học,sơn và keo dán;

 Dầu nhờn, mỡ bôi trơn và bảo quản, các phụ gia cho dầu mỡ;

 Hóa chất tinh khiết, hóa chất dược dụng;

 Phân tích hóa học, phân tích hóa lý và tiêu chuẩn hóa;

 An toàn hóa chất và công nghệ xử lý môi trường;

 Công nghệ các hợp chất vô cơ, phân bón;

- Extract thảo dược các loại dùng cho ngành mỹ phẩm

- Chất tẩy rửa các loại

- Dầu mỡ bôi trơn các loại, dầu bảo quản kim loại, …

Ngoài ra, hàng năm Viện đã triển khai thực hiện hàng trăm Hợp đồng dịch

vụ khoa học kỹ thuật phục vụ cho các ngành kinh tế

- Thỏa ước hợp tác Pháp – Việt “Hóa học và công nghệ dầu mỏ” được triển khai rất hiệu quả về lĩnh vực hóa dầu, hóa dược, môi trường,…

- Hợp tác với Hàn Quốc về lĩnh vực sản xuất Biodisel từ nguồn dầu

mỡ động thực vật, vật liệu nano, phân tích và quản lý về PCBs;

- Hợp tác với Nga về lĩnh vực biến tính tinh bột để sản xuất tá dược;

- Hợp tác với CHLB Đức về lĩnh vực vật liệu polyme;

- Hợp tác với Nhật Bản về sản xuất sơn cách nhiệt;

- Hợp tác đào tạo Tiến sỹ và Thạc sỹ tại Pháp, Đức, Hàn Quốc,…

2.Viện Hóa học Công nghiệp Việt Nam - 55 năm kiên trì với mục tiêu nghiên cứu khoa học và triển khai công nghệ

Sau khi Miền Bắc hoàn toàn giải phóng, năm 1955 Viện Hóa học Công nghiệp Việt Nam đã được thành lập trên cơ sở tiếp quản một phòng thí nghiệm thuộc Sở Mỏ Đông Dương cũ và đến năm 1956 trở thành Viện nghiên cứu Côngnghiệp thuộc Bộ Công nghiệp Năm 1957, Viện được đổi tên thành Viện nghiên cứu Hóa học, năm 1969 được đổi tên thành Viện Hóa học Công nghiệp và từ năm 2007 đến nay được đổi tên thành Viện Hóa học Công nghiệp Việt Nam (VHHCN VN)

Từ khi thành lập đến nay, VHHCN VN đã trải qua 55 năm xây dựng, hoạt động,phấn đấu vượt khó khăn và trưởng thành Trong quãng thời gian hơn nửa thế kỷ

đó, hoạt động của Viện luôn kiên trì một mục tiêu là nghiên cứu khoa học và triển khai công nghệ hóa học nhằm sử dụng hợp lý và hiệu quả các tài nguyên thiên nhiên phong phú và đa dạng của đất nước như khoáng sản, than đá, dầu khí, nước biển, thực vật, tạo ra những sản phẩm phục vụ phát triển nông nghiệp, quốc phòng, giao thông vận tải, các ngành công nghiệp và các yêu cầu về thuốc chữa bệnh, cũng như sản phẩm tiêu dùng của nhân dân Trong đó phải kể đến một số công trình nghiên cứu tiêu biểu như:

- Nghiên cứu các loại quặng apatit trữ lượng lớn, trong đó tập trung vào nghiên cứu hệ thống và nhiều mặt, từ phân tích thành phần hóa học, xác định cấu trúc tinh thể đến nghiên cứu các phương pháp chế biến, soạn thảo công nghệ sản xuấtphân lân nung chảy, phân lân thủy nhiệt, phân lân - nước ót, phân lân chậm tan, axit phốtphoric trích ly, trong đó, công nghệ sản xuất phân lân nung chảy sử dụng quặng nghèo và than gầy đã được triển khai công nghiệp, tạo cơ sở tiếp tụcđầu tư hoàn thiện công nghệ và mở rộng quy mô sản xuất phục vụ nông nghiệp trong nước và xuất khẩu;

- Công trình nghiên cứu công nghệ sản xuất thuốc tuyển quặng apatit loại 3 đã tiến hành từ phòng thí nghiệm, sản xuất thử và đã được triển khai sản xuất, tạo

ra sản phẩm phục vụ trực tiếp công nghệ tuyển tại Công ty Apatit Lào Cai, đồng thời Viện đã xây dựng dây chuyền thiết bị sản xuất 500 tấn thuốc tuyển/ năm;

- Nghiên cứu và triển khai sản xuất hàng loạt sản phẩm nông dược như thuốc tẩygiun sán cho lợn, thuốc chống bệnh ruồi vàng cho cam, thuốc chống sương muốicho khoai tây, chất điều hòa sinh trưởng a-Naa, v.v;

- Nghiên cứu và soạn thảo công nghệ sản xuất các hợp chất vô cơ như bicromat, mangan đioxit, titan oxit và sắt oxit trên cơ sở những loại quặng cromit,

pyroluzit, ilminit, limonit Những kết quả nghiên cứu công nghệ sản xuất

bicromat cho thuộc da, bột màu gốc crôm cho sản xuất sơn đã được ứng dụng vào sản xuất Công trình nghiên cứu về nước biển, nước ót đã đóng góp vào việcxác định thành phần iôt, brôm; soạn thảo công nghệ sản xuất magiê oxit phục vụsản xuất gạch chịu lửa

- Công trình nghiên cứu về đất sét, cao lanh, cát biển đã tạo ra những sản phẩm sành sứ, thủy tinh, xi măng, gạch chịu lửa, tổng hợp zeolit làm chất hấp phụ hiệuquả;

- Nghiên cứu khai thác và chế biến nguồn nguyên liệu thực vật, đặc biệt Công trình nghiên cứu tách chiết artemisinin từ cây thanh hao hoa vàng và bán tổng hợp DHA, artesunat, artemete của Viện đã được ghi nhận bằng Giải thưởng Hồ Chí Minh cùng với một số cơ quan khác

- Nghiên cứu biến tính cao su thiên nhiên là những hoạt động quan trọng trong lĩnh vực vật liệu được tiến hành sôi động tại Viện Bên cạnh đó, Viện cũng tiến hành nghiên cứu cao su vòng hóa, cao su oxi hóa, cao su clo hóa, v.v ,

- Viện cũng tiến hành các nghiên cứu điện hóa; tổng hợp hữu cơ, xúc tác và hóa dầu; nghiên cứu công nghệ sản xuất dầu phanh và các sản phẩm dầu mỡ bôi trơn; nghiên cứu các phương pháp pháp phân tích và tiêu chuẩn hóa; nghiên cứu các phương pháp bảo vệ môi trường và an toàn hóa chất; đồng thời thực hiện chương trình khoa học công nghệ về phát triển Hóa dược; v.v

Song song với công tác nghiên cứu, Viện còn thường xuyên thực hiện nhiệm vụ đào tạo cán bộ, kỹ thuật viên cho Viện và cho nhiều cơ quan, doanh nghiệp khác Nhiều cán bộ của Viện và của một số cơ quan khác đã bảo vệ thành công luận án tiến sĩ tại Viện Viện cũng thường xuyên tổ chức các hội thảo và hội nghị khoa học chuyên ngành, có sự tham gia của đông đảo đồng nghiệp trong vàngoài Viện, nhằm trao đổi thông tin khoa học và tạo lập cơ sở hợp tác nghiên cứu triển khai

Từ những thành công trong công tác nghiên cứu, Viện được giao chủ trì nhiều

đề tài lớn trong các chương trình khoa học công nghệ cấp nhà nước, như chươngtrình vật liệu mới, chương trình bảo vệ môi trường Viện cũng tiến hành mỗi năm hàng chục đề tài cấp Bộ và Tổng Công ty Tuy có nhiệm vụ chủ yếu là

nghiên cứu ứng dụng, nhưng Viện cũng là một trong những cơ quan tích cực tham gia chương trình nghiên cứu khoa học cơ bản trong lĩnh vực khoa học tự nhiên Đặc biệt, sau 5 năm xây dựng, ngày 22/01/2008 Viện đã khánh thành Phòng thí nghiệm trọng điểm lọc hóa dầu quốc gia, tạo cơ sở thuận lợi cho sự phát triển tiếp theo của mình.

Trong 55 năm hình thành và phát triển, Viện đã xây dựng được mối quan hệ chặt chẽ với nhiều doanh nghiệp cũng như các cơ sở nghiên cứu và đào tạo, nhất

là các công ty sản xuất phân bón và hóa chất, các viện nghiên cứu, các trường đại học, Bên cạnh đó, Viện cũng đã thiết lập quan hệ chặt chẽ và có hiệu quả với nhiều đối tác nước ngoài như Nga, Đức, Pháp, Trung Quốc, Hàn Quốc, NhậtBản, Thụy Điển,

Định hướng tương lai

Để phát huy vai trò là cơ quan nghiên cứu khoa học và công nghệ hàng đầu trong công nghiệp hóa chất và hóa dầu, Viện đã có các kế hoạch nhằm tập trung hội tụ những nhân tố tích cực để tăng cường hơn nữa các mặt mạnh, hoàn thiện một cách khẩn trương những mặt còn chưa đủ hiệu quả, bổ sung nhanh chóng những mặt đã bị giảm sút do tác động của các yếu tố khách quan cũng như do các nguyên nhân chủ quan Những định hướng chủ yếu của Viện trong tương lailà:

- Phục vụ phát triển nông nghiệp vẫn là một nhiệm vụ lớn của công tác nghiên cứu tại Viện Viện sẽ tiếp tục nghiên cứu hoàn thiện công nghệ sản xuất thuốc tuyển quặng apatit và chất chống kết khối nhằm đáp ứng tốt hơn các yêu cầu phát triển phân lân và phân đạm cho nông nghiệp, đồng thời phục hồi các hoạt động khoa học và công nghệ về nông dược, đáp ứng những nhu cầu rất bức xúc

và đa dạng trong lĩnh vực trồng trọt, nuôi trồng thủy sản và chăn nuôi

- Việc quản lý Phòng thí nghiệm trọng điểm lọc hóa dầu quốc gia là một điều kiện thuận lợi đối với Viện Viện sẽ khai thác khả năng thuận lợi này cho mục tiêu tiếp tục nghiên cứu phát triển nhiên liệu và nhiên liệu tái tạo, chuẩn bị tiềm lực công nghệ để đáp ứng sự phát triển mạnh mẽ của công nghiệp dầu khí trong nước những năm tới, nhất là các nội dung về các chất xúc tác, các loại phụ gia cho nhiên liệu và các hóa chất phụ trợ

- Hóa dược được xác định là một trong những hướng nghiên cứu trọng tâm của Viện Vì vậy, Viện sẽ tập trung nghiên cứu các thuốc kháng sinh, tá dược, thuốc chống ung thư, vitamin và các sản phẩm hóa dược thiết yếu khác Từ hướng nghiên cứu này, Viện cũng sẽ tăng cường nghiên cứu trong lĩnh vực hóa sinh, hóa thực vật

- Phát triển công nghệ các loại vật liệu và vật liệu nano là một hướng chủ đạo của công nghiệp hóa chất Viện đang và sẽ tiếp tục triển khai các nội dung nghiên cứu khoa học và triển khai công nghệ về polyme phân hủy sinh học,

polyme trương nở, biến tính cao su thiên nhiên, hoàn thiện chất lượng các loại sơn, nhất là các loại sơn đặc dụng Các loại vật liệu và vật liệu nano từ khoáng sản là một hướng phát triển tiên tiến và có hiệu quả kinh tế cao Không chỉ dừngmãi ở tình trạng xuất khẩu nguyên liệu thô với giá thấp để rồi lại phải nhập thành phẩm với giá cao, Viện đặt ra mục tiêu sản xuất các thành phẩm chất lượng tốt bằng nguyên liệu sẵn có ở trong nước.

- Những vấn đề về bảo vệ môi trường, xử lý ô nhiễm nước, ô nhiễm không khí

đã được quan tâm nghiên cứu ở Viện từ nhiều năm nay Vì vậy, trong những năm tới Viện sẽ tiếp tục nghiên cứu những công nghệ xử lý ô nhiễm ở các quy

mô khác nhau, đáp ứng nhiều nhu cầu đa dạng

- Đối với một Viện nghiên cứu ứng dụng như Viện Hóa học công nghiệp

Việt Nam, những nội dung về thiết kế thiết bị và tư vấn lập các dự án kinh tế kỹ thuật có vai trò cực kỳ quan trọng Vì vậy, Viện sẽ có kế hoạch phục hồi các hoạt động về mặt này

- Hiện nay, những vấn đề về nhân lực khoa học và công nghệ trở nên rất bức xúcđối với nhiều cơ quan nghiên cứu, cũng như đối với Viện Ngoài việc thu nhận nhân lực mới, bồi dưỡng kiến thức, phương pháp làm việc, chăm lo đời sống vậtchất và tinh thần, Viện đang có các chủ trương tạo môi trường làm việc lành mạnh, tránh những ức chế tinh thần, để động viên cán bộ khoa học nhiệt tình và hăng hái lao động sáng tạo; chú ý hoàn thiện cơ cấu tổ chức hợp lý và cơ chế vận hành đồng bộ, thông thoáng, v.v

Với những thành quả đã đạt được trong nghiên cứu khoa học và triển khai công nghệ, đóng góp hiệu quả vào sự nghiệp giải phóng Tổ quốc, xây dựng và bảo vệ đất nước, Viện đã được Nhà nước tặng thưởng 01 Huân chương Độc lập hạng Hai, 02 Huân chương Lao động hạng Hai, 03 Huân chương Lao động hạng Ba cho các lĩnh vực chất phát quang, phân bón và thuốc trừ sâu; nhiều đơn vị và cá nhân của Viện được tặng Huân chương kháng chiến chống Mỹ các hạng nhất, nhì và ba, các bằng khen của Chính phủ, các giải thưởng VIFOTEC, giải thưởngNhà nước, các bằng sáng chế, bằng lao động sáng tạo

Trải qua 55 năm xây dựng và cống hiến, Viện Hóa học Công nghiệp Việt Nam

đã khẳng định vị trí là một trong những cơ sở khoa học hàng đầu của đất nước Ngày nay, Viện đang đứng trước những cơ hội mới, đồng thời cũng phải đương đầu với những thách thức to lớn Nhưng với những thành quả đã đạt được, những kinh nghiệm đã tích lũy cùng với sự đoàn kết thống nhất giữa tập thể lãnhđạo và cán bộ công nhân viên của Viện, chúng ta tin rằng VHHCN VN sẽ vượt qua mọi khó khăn, thách thức để tiếp tục xây dựng và phát triển Viện tiến lên những tầm cao mới

CHƯƠNG II: PHÒNG THÍ NGHIỆM TRỌNG ĐIỂM QUỐC GIA CÔNG

NGHỆ LỌC - HÓA DẦU 1.Cơ cấu tổ chức, hoạt động

Phòng thí nghiệm trọng điểm quốc gia Công nghệ Lọc – Hóa dầu được

thành lập năm 2003 theo quyết định của chính phủ với số tiền đầu tư 67 tỷ đồng,

là một đơn vị thuộc Bộ Khoa Học Công Nghệ

Ban lãnh đạo của phòng thí nghiệm trọng điểm bao gồm giám đốc do Bộ Khoa Học Công Nghệ chỉ định và các phó giám đốc do Viện Hóa Học Công Nghiệp Việt Nam chỉ định Hoạt động song song với ban giám đốc còn có một hội đồng chuyên nghành

Hiện nay, phòng thí nghệm trọng điểm quốc gia Công Nghệ Lọc – Hóa Dầu đang thực hiện hai nhiệm vụ chính là nghiên cứu khoa học và đào tạo (bậc cao học và tiến sĩ)

2.Các dự án và đề tài đang triển khai

Với thế mạnh về đội ngũ cán bộ khoa học cũng như trang thiết bị được nhà nước đầu tư, phòng thí nghiệm đã và đang triển khai rất nhiều dự án và các đề tài khoa học mà tiêu biểu là:

 Sản xuất γ – Al2O3 trên quy mô pilot, đã thành công trong việc ép viên và tạo hạt

 Sản xuất nhiên liệu sinh học (biodiesel) trên xúc tác dị thể với công xuất

200 tấn/năm Nguyên liệu chủ yếu đi từ mỡ cá và dầu hạt (Jatropha, cao su) Dự

án hợp tác với Hàn Quốc

 Sản xuất nhiên liệu etanol

 Nghiên cứu về quá trình HDS và xúc tác TiO2 quang hóa

3.Các trang thiết bị chủ yếu của phòng thí nghiệm

Phòng thí nghiệm hiện nay đang sở hữu các thiết bị trên quy mô pilot và các thiết bị phân tích Trong đó bao gồm thiết bị phân tích sản phẩm đầu, phân tích môi trường và các thiết bị nghiên cứu xúc tác

Sau đây là một số thiết bị chính:

3.1 Thiết bị sấy phun

 Khi thay kim phun to hơn ta có thể sử dụng để phun dung dịch dạng gel

 Cấu tạo của thiết bị IR bao gồm 4 thành phần chính:

- Nguồn gức xạ: thường là các đèn đốt

- Hệ tán sắc dành cho quang phổ kế tán sắc: lăng kính hoặc cách tử Đối với quang phổ kế không tán sắc thường dùng một bộ lọc để cô lập bước sóng cần xác định

- Detector: để nhận và ghi tín hiệu

 Tại phòng thí nghiệm này, ta có thể tiến hành đo theo hai phương pháp: đo trong môi trường khí trơ N2 để loại bỏ ảnh hưởng của hơi nước ; đo insitu (khi đó tiến hành hút chân không, áp suất cỡ 10-3 – 10-4 mmHg)

3.3 Sắc kí lỏng hiệu năng cao (HPLC)

3.3.1 Mục đích

 Sắc kí khí bao gồm: cửa nạp mẫu, vỏ ngoài và cột tách

 Khối phổ bao gồm: nguồn ion, bộ lọc, detector

 Sau khi qua hai bộ phận trên, tín hiệu thu được sẽ đưa về máy tính xử lí, đưa ra kết quả khối phổ Kết quả này sẽ được so sánh với một thư viện khối phổ

 Chất chuẩn được lựa chọn sao cho trong khoảng nhiệt độ nghiên cứu nó hấp thụ nhiệt chỉ để nóng lên mà không có bất kì hiệu ứng nhiệt nào khác Như thế, tuy cùng nằm trong một chế độ gia nhiệt như nhau nhưng mỗi khi ở mẫu ngẫu nhiên cứ xay ra quá trình thu hay tỏa nhiệt thì nhiệt độ của nó vẫn luôn chênh lệch so với chất chuẩn Để đo ΔT giữa nhiệt độ của hai chất trên Sau T người ta thường dùng cặp nhiệt điện Pt, Cu…

ta có thể nghiên cứu cấu trúc của các tinh thể

3.7 Thiết bị xác định bề mặt riêng và kích thước mao quản trung bình theo phương pháp BET

3.8 Thiết bị nghiên cứu phản ứng pha lỏng

 Sản phẩm được tháo ra ở đáy.

 Ứng dụng chủ yếu cho sản xuất biodiesel và Al2O3

3.9 Thiết bị nghiên cứu phản ứng pha khí

 Xúc tác đặt cố định trong thiết bị hình chữ U; bơm chất lỏng trộn với khí, điều chỉnh lưu lượng bằng van, điều chỉnh nhiệt độ bằng đông hồ

 Pha khí được ghép trực tiếp với sắc kí khí để đo và xác định kết quả

 Tái sinh xúc tác bằng thổi khí

 Toàn bộ được đặt trong một thiết bị gia nhiệt

3.11 Các thiết bị xác định tính chất của dầu mỏ và sản phẩm dầu mỏ

 Thiết bị đo đường cong chưng cất

 Thiết bị xác định nhiệt trị

 Thiết bị xác định điểm anilin

 Thiết bị xác định hàm lượng cặn carbon

3.12 Các thiết bị nghiên cứu xúc tác

 Máy tạo hạt xúc tác

 Thiết bị ly tâm tách xúc tác

 Thiết bị nghiên cứu quá trình nạp, xả xúc tác

PHẦN II: NHIỆT PHÂN BIOMASS VÀ SƠ LƯỢC VỀ QUÁ TRÌNH SUNFAT HÓA ỨNG DỤNG TRONG TỔNG HỢP XÚC TÁC DỊ THỂ CÓ

HOẠT TÍNH CAO CHƯƠNG I: NHIỆT PHÂN BIOMAS I.Tình hình khai thác và sử dụng Biomass

1.Giới thiệu về Biomass ( sinh khối)

Biomass là tập hợp của các hợp chất hữu cơ có nguồn gốc từ thực vật (rễ,

thân, lá) và động vật (chất thải đông vật, vi sinh vật) mà chúng có thể được sử dụng làm nhiên liệu hay đưa vào sản xuất công nghiệp

lượng hoặc do các thành phần hóa học của nó

Với định nghĩa như vậy, sinh khối bao gồm cây cối tự nhiên, cây trồng côngnghiệp, tảo và các loài thực vật khác, hoặc là những bã nông nghiệp và lâmnghiệp Sinh khối cũng bao gồm cả những vật chất được xem nhưng chất thải từcác xã hội con người như chất thải từ quá trình sản xuất thức ăn nước uống, bùn/nước cống, phân bón, sản phẩm phụ gia (hữu cơ) công nghiệp (industrial by-product) và các thành phần hữu cơ của chất thải sinh hoạt

Sinh khối còn có thể được phân chia nhỏ ra thành các thuật ngữ cụ thể hơn,tùy thuộc vào mục đích sử dụng: tạo nhiệt, sản xuất điện năng hoặc làm nhiênliệu cho giao thông vận tải

Các nguồn sinh khối được chuyển thành các dạng năng lượng khác như điệnnăng, nhiệt năng, hơi nước và nhiên liệu qua các phương pháp chuyển hóa như

đốt trực tiếp và turbin hơi, phân hủy yếm khí (anaerobic digestion), đốt kết hợp(co-firing), khí hóa (gasification) và nhiệt phân (pyrolysis)

Sinh khối còn có thể được xem như một dạng tích trữ năng lượng Mặt Trời.Năng lượng từ Mặt Trời được "giữ" lại bởi cây cối qua quá trình quang hợptrong giai đoạn phát triển của chúng Năng lượng sinh khối được xem là tái tạo

vì nó được bổ sung nhanh hơn rất nhiều so với tốc độ bổ sung của năng lượnghóa thạch vốn đòi hỏi hàng triệu năm

Ngoài ra, việc sử dụng sinh khối để tạo năng lượng có tác động tích cực đếnmôi trường Hẳn nhiên việc đốt sinh khối không thể giải quyết ngay vấn đề mấtcân bằng vể tỷ lệ CO2 hiện nay Tuy nhiên, vai trò đóng góp của sinh khối trongviệc sản xuất năng lượng vẫn rất đáng kể trong việc bảo vệ cân bằng môi trường,

vì nó tạo ra ít CO2hơn năng lượng hóa thạch Một cách khái quát, CO2 tạo rabởi việc đốt sinh khối sẽ được "cô lập" tạm thời (sequestered) trong cây cốiđược trồng mới để thay thế nhiên liệu Nói một cách khác, đó là một chu kỳ tuầnhoàn kín với tác động hết sức nhỏ lên môi trường

Tóm lại, sinh khối là một nguồn năng lượng hấp dẫn bởi các lý do sauđây:

 Trước nhất, đây là một nguồn năng lượng tái tạo, nếu chúng ta có thể bảođảm được tốc độ trồng cây thay thế

 Sinh khối được phân bố đồng đều hơn trên bề mặt Trái Đất hơn các nguồnnăng lượng nhất định khác (nhiên liệu hóa thạch ), và có thể được khaithác mà không cần đòi hỏi đến các kỹ thuật hiện đại phức tạp và tốn kém

 Nó tạo ra cơ hội cho các địa phương, các khu vực và các quốc gia trêntoàn thế giới tự bảo đảm cho mình nguồn cung cấp năng lượng một cáchđộc lập

 Đây là một giải pháp thay thế cho năng lượng hóa thạch, giúp cải thiệntình hình thay đổi khí hậu đang đe dọa Trái Đất

 Nó có thể giúp nông dân địa phương trong lúc gặp khó khăn về vụ mùathu hoạch và tạo việc làm tại các vùng nông thôn

Năng lượng sinh học hiện đã và đang được sử dụng rộng rãi trên toàn thế giới,chiếm gần 11% tổng sản lượng tiêu thụ của toàn thế giới (IEA)

Tuy nhiên, các nước đang phát triển hiện nay vẫn có tỷ lệ sử dụng nănglượng sinh khối "cơ bản" đến 35% trong cơ cấu năng lượng nội địa Tỷ lệ nàyvẫn luôn khá cao đối với những quốc gia nghèo nhất thế giới vốn phụ thuộc vàviệc đốt sinh khối để nấu nướng, sưởi ấm và làm nhiên liệu Mặc dù sinh khối sửdụng trong công nghiệp thì có tác động tích cực đối với môi trường, tình trạngthoát khí kém và việc sử dụng các lò đốt (lò nấu) có hiệu suất kém làm tăng độ ônhiễm không khí trong nhà ở (indoor air pollution – IAP) và gây ra hiểm họa vềsức khỏe rất lớn đối với người dân sống trong các khu vực nông thôn, kém pháttriển Như vậy, sử dụng sinh khối một cách hiệu quả hơn cũng là một vấn đề lớnhiện nay trong quá trình cải thiện chất lượng cuộc sống và sức khỏe của conngười

1.1 Nguồn gốc

Sinh khối là vật chất hữu cơ, đặc biệt là các chất cellulose hay cellulosic Sinh khối là các vật chất tái tạo, bao gồm cây cối, chất xơ gỗ, chấtthải gia súc, chất thải nông nghiệp, và thành phần giấy của các chất thải rắn đôthị

ligno-Cây dự trữ năng lượng mặt trời trong các tế bào cellulose và lignin (chất gỗ)thông qua quá trình quang hợp Cellulose là một chuỗi polymer của các phân tử

đường 6-carbon Lignin là chất hồ kết dính các chuỗi cellulose với nhau Khiđốt, các liên kết giữa các phân tử đường này vỡ ra và phóng thích năng lượngdưới dạng nhiệt, đồng thời thải ra khí CO2 và hơi nước Các sản phẩm phụ củaphản ứng này có thể được thu thập và sử dụng để sản xuất điện năng Các chấtnày thường đươc gọi là năng lượng sinh học hoặc nhiên liệu sinh học

Các nguồn sinh khối trong nước bao gồm các chất dư thừa, chất bã của sinhkhối đã được xử lý Các chất này gồm có bột giấy, chất thải nông lâm nghiệp,chất thải gỗ thành thị, chất thải rắn đô thị, khí ở các hố chôn lấp, chất thải củagia súc, các giống cây trên cạn và dưới nước được trồng chủ yếu để khai thácnăng lượng Các giống cây này dược gọi là các giống cây năng lượng Ở sốlượng lớn, nguồn sinh khối được gọi là nguyên liệu sinh khối Sử dụng các chấtthải thì hiệu quả hơn để chúng tự phân rã, giảm mối nguy hại đối với môi trườngxung quanh Dưới đây là các mô tả chi tiết của từng loại sinh khối:

1.1.1 Chất bã của sinh khối đã qua xử lý

Các quá trình xử lý sinh khối đều sinh ra các sản phẩm phụ và các dòng chấtthải gọi là chất bã Cac chất bã này có một lượng thế năng nhất định Khôngphải tất cả các chất bã đều có thể được sử dụng cho sản xuất điện năng, một sốcần phải được bổ sung với các chất dinh dưỡng hay các nguyên tố hóa học Tuynhiên, việc sử dụng các chất bã là rất đơn giản vì chúng đã được thu thập/phân

loại qua quá trình xử lý

1.1.2 Bột giấy và các chất bã trong quá trình sản xuất giấy

Cây cối có các thành phần như lignin, hemicellulose, và sợi cellulose Do cáctính chất hóa học và vật lý, lignin dễ dàng chia nhỏ hơn cellulose Quá trìnhnghiền nhão làm tách rời và chia nhỏ các sợi lignin trong cây nhằm suspend cácsợi cellulose để tạo ra giấy Các bột giấy dư thừa tạo nên chất bã Các chất bãnày là các sản phẩm phụ của các quá trình đốn và xử lý gỗ Các quá trình xử lý

gỗ để tạo ra sản phẩm, đồng thời thải ra mùn cưa, vỏ cây, nhánh cây, lá cây vàbột giấy Thông thường, các nhà máy giấy hay dùng các chất thải này để tạo rađiện cho vận hành nhà máy

1.1.3 Bã cây rừng (Forestry residues)

Các chất thải từ rừng bao gồm củi gỗ từ các quá trình làm thưa rừng nhằmgiảm nguy cơ cháy rừng, sinh khối không được thu hoạch hoặc di dời ở nơi đốn

gỗ cứng và mềm thương mại và các vật liệu dư thừa trong quá trình quản lý rừngnhư phát rừng và di dời các cây đã chết Một trong những thuận lợi của việc tậndụng bã cây rừng là một phần lớn các bã dạng này được tạo ra từ các nhà máygiấy hoặc các nhà máy xử lý gỗ, do đó phần lớn nguồn nguyên liệu có thể sửdụng ngay được Cũng vì lý do này, việc tái sử dụng mùn cưa, bã gỗ để tạo nănglượng tập trung ở các nhà máy công nghiệp giấy và gỗ, nhưng tiềm năng nguyênliệu thật sự là lớn hơn nhiều[vi] Theo WEC, tổng công suất dự đoán trên toàncầu của bã thải từ rừng là 10.000 MWe

1.1.4 Bã nông nghiệp (Agricultural residues)

Chất thải nông nghiệp là các chất dư thừa sau các vụ thu hoạch Chúng có thểđược thu gom với các thiết bị thu hoạch thông thường cùng lúc hoặc sau khi gặthái Các chất thải nông nghiệp bao gồm thân và lá bắp, rơm rạ, vỏ trấu Hằngnăm, có khoảng 80 triệu cây bắp được trồng, cho nên vỏ bắp đươc dự đoán sẽ làdạng sinh khối chính cho các ứng dụng năng lượng sinh học Ở một số nơi, đặcbiệt những vùng khô, các chất bã cần phải được giữ lại nhằm bổ sung các chấtdinh dưỡng cho đất cho vụ mùa kế tiếp Tuy nhiên, đất không thể hấp thu hết tất

cả các chất dinh dưỡng từ cặn bã, các chất bã này không được tận dụng tối đa và

bị mục rữa làm thất thoát năng lượng

Có nhiều thống kê khác nhau về tiềm năng công suất của năng lượng sinh khốidạng này Ví dụ như Smil (1999) ước lượng rằng cho đến giữa thập kỷ 90 thế kỷ

20, tổng lượng bã nông nghiệp là khoảng 3,5-4 tỷ tấn mỗi năm, tương đương vớimột 65 EJ năng lượng (1,5 tỷ toe) Hal và cộng sự (1993) tính toán rằng chỉ vớilượng thu hoạch nông nghiệp cơ bản của thế giới (ví dụ như lúa mạch, lúa mì,gạo, bắp, mía đường ) và tỷ lệ thu hồi là 25% thì năng lượng tạo ra được là 38

EJ và giúp giảm được 350-460 triệu tấn khí thải CO2 mỗi năm Hiện trạng thực

tế là một tỷ lệ khá lớn các bã nông nghiệp này vẫn còn bị bỏ phí hoặc sử dụngkhông đúng cách, gây các ảnh hưởng tiêu cực đến môi trường, sinh thái vàlương thực Theo ước tính của WEC, tổng công suất toàn cầu từ nhiên liệu bãthải nông nghiệp là vào khoảng 4.500 MWt