Nghiên cứu tổng hợp nhiên liệu FO từ cao su phế thải

Điểm khó khăn lớn nhất trong việc xử lý chất thải rắn đó là lượng rác thải ngày càng gia tăng nhanh chóng, việc phân loại rác thải còn gặp nhiều khó khăn, vấn đề quản lý và đưa các biện

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

NGÀNH: CÔNG NGHỆ HỮU CƠ HÓA DẦU

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

NGUYỄN HỮU TRỊNH

HÀ NỘI – 2010

Hoàng Văn Hiền   

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan: Luận văn “Nghiên cứu tổng hợp nhiên liệu FO từ cao

su phế thải” là công trình nghiên cứu của riêng tôi

được trình bày trong luận văn này chưa từng được công bố tại bất kỳ công trình nào khác

Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy giáo PGS.TS Nguyễn Hữu

Trịnh, người đã trực tiếp giao và hướng dẫn tận tình

Tôi xin chân thành cảm ơn các Thầy Cô tại trường Đại học Bách Khoa Hà Nội đã truyền đạt cho tôi kiến thức trong suốt thời gian học cao học tại trường

Hữu Cơ – Hóa Dầu, Khoa Công nghệ Hóa học, Phòng Thí nghiệm Trọng điểm

Lọc Hóa Dầu, Trung tâm Giáo dục và Sắc ký – Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, Trung tâm hóa nghiệm xăng dầu Quân đội, Phòng Thí nghiệm Phân tích Nhiệt trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Phòng Thí nghiệm Trọng điểm Lọc Hóa Dầu, Viện Hóa Học Công Nghiệp và các bạn bè, đồng nghiệp, gia đình đã giúp đỡ động viên tác giả trong quá trình thực hiện đề tài này

Hà Nội, ngày 10/10/2010

Hoàng Văn Hiền

Hoàng Văn Hiền   

MỤC LỤC Trang Trang phụ bìa Danh mục các hình vẽ, đồ thị Danh mục các bảng MỞ ĐẦU 1

Phần I TỔNG QUAN LÝ THUYẾT Chương 1 TỔNG QUAN VỀ RÁC THẢI RẮN VÀ LOẠI NGUYÊN LIỆU CAO SU 1.2 Thực trạng rác thải trong nước và thế giới 6

1.1.1 Thực trạng rác thải rắn trên thế giới 6

1.1.2 Thực trạng rác thải rắn ở Việt Nam 8

1.2 Thực trạng rác thải có nguồn gốc cao su 10

1.2.1 Thực trạng rác thải cao su trên thế giới 10

1.2.2 Thực trạng rác thải cao su ở Việt Nam 12

Chương 2 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NGUYÊN LIỆU CAO SU 2.1 Khái niệm chung về cao su 15

2.2 Ứng dụng của cao su 22

Chương 3 TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH XỬ LÝ VÀ TÁI CHẾ RÁC THẢI CAO SU THU NHIÊN LIỆU VÀ NGUYÊN LIỆU 3.1 Những biện pháp tái chế cao su phế thải trong nước và trên thế giới 23

3.1.1 Sử dụng cao su thải làm nhiên liệu trong các nhà máy xi măng 23

3.1.2 Tái chế cao su thành vật liệu 24

3.1.3 Hóa lỏng cao su 28

Hoàng Văn Hiền   

3.2 Sản xuất xăng dầu và than đen công nghiệp 29

Chương 4 TỔNG QUAN VỀ NHIÊN LIỆU FO 4.1 Giới thiệu chung 30

4.2 Thành phần hóa học và sử dụng FO 30

4.2.1 Thành phần hóa học của nhiên liệu FO 30

4.2.2 Sử dụng nhiên liệu đốt lò 33

4.2.3 Đặc tính kỹ thuật và đánh giá chất lượng 35

Chương 5 QUÁ TRÌNH NHIỆT PHÂN CAO SU PHẾ THẢI THU NHIÊN LIỆU FO 5.1 Đặc điểm nhiệt động học và động hóa học của quá trình 42

5.1.1 Đặc điểm nhiệt động học 42

5.1.2 Đặc điểm động học 46

5.2 Cơ chế của quá trình nhiệt phân 49

5.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình nhiệt phân thu nhiên liệu FO 51

5.3.1 Ảnh hưởng của nguyên liệu 51

5.3.2 Ảnh hưởng nhiệt độ và thời gian lưu của nguyên liệu 52

5.4 Sản phẩm của quá trình nhiệt phân 55

5.4.1 Sản phẩm lỏng 55

5.4.2 Sản phẩm khí 55

5.4.3 Sản phẩm rắn 55

5.5 Các phương pháp làm sạch lưu huỳnh trong sản phẩm lỏng nhiệt phân 56

5.5.1 Các dạng lưu huỳnh trong sản phẩm lỏng 56

5.5.2 Các phương pháp làm sạch lưu huỳnh trong sản phẩm lỏng 57

Hoàng Văn Hiền   

Phần II THỰC NGHIỆM VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 1.1 Đặt vấn đề 61

1.2 Hóa chất và dụng cụ thí nghiệm 61

1.2.1 Hoá chất thí nghiệm 61

1.2.2 Dụng cụ thí nghiệm 62

1.3 Nhiệt phân cao su 62

1.3.1 Nguyên liệu 62

1.3.2 Các bước tiến hành thí nghiệm 62

1.3.3 Khảo sát các điều kiện nhiệt phân tối ưu 64

1.3.4 Xử lý các hợp chất của lưu huỳnh trong sản phẩm khí 66

1.3.5 Làm sạch lưu huỳnh trong sản phẩm lỏng 68

1.3.6 Pha trộn FO 69

1.4 Phương pháp nghiên cứu 69

1.4.1 Phương pháp chưng cất 69

1.4.2 Phương pháp xác định lưu huỳnh bằng phổ huỳnh quang tán xạ tia X 70

1.4.3 Xác định hàm lượng nước bằng phương pháp chưng cất 70

1.4.4 Phương pháp xác định điểm đông đặc 70

1.4.5 Phương pháp xác định tro 70

1.4.6 Xác định khối lượng riêng ở 15 0C 71

1.4.7 Phương pháp xác định điểm chớp cháy cốc kín bằng thiết bị có kích thước nhỏ 72

1.4.8 Phương pháp xác định độ nhớt động học 73

1.4.9 Phương pháp phân tích nhiệt 73

1.4.10 Sắc ký khí ghép khối phổ (GC/MS-Gas Chromatography Mass Spectometry) 74

Hoàng Văn Hiền   

Phần III KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 1.1 Khảo sát các điều kiện tiến hành phản ứng nhiệt phân 78

1.1.1 Kết quả phân tích nhiệt DTA của các mẫu cao su phế thải 78

1.1.2 Nhiệt độ nhiệt phân tối ưu 78

1.1.3 Tốc độ gia nhiệt tối ưu 80

1.1.4 Khảo sát sản phẩm lỏng thu được khi thay đổỉ tỷ lệ xúc tác NaOH 83

1.1.5 Khảo sát nhiệt độ tối ưu khi nhiệt phân trong điều kiện có xúc tác NaOH theo tỷ lệ 3% tối ưu đã khảo sát ở trên 84

1.1.6 Khảo sát lượng sản phẩm lỏng với sự có mặt của xúc tác zeolit trên ống xúc tác 85

1.1.7 Khảo sát ảnh hưởng của xúc tác zeolit đến thành phần phân đoạn sản phẩm lỏng 87

1.1.8 Kết quả phân tích GCMS sản phẩm lỏng khi nhiệt phân mẫu săm 89

1.2 Kết quả xử lý lưu huỳnh trong phân đoạn FO nặng 92

1.3 Kết quả thực nghiệm pha trộn FO 93

1.3.1 FOBK 93

1.3.2 FO2BK 94

1.3.3 Pha trộn 95

1.3.4 Xử lý lưu huỳnh trong phân đoạn khí nhiệt phân 98

KẾT LUẬN 100

TÀI LIỆU THAM KHẢO 102

PHỤ LỤC 106

Hoàng Văn Hiền   

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ BIỂU ĐỒ Phần I Chương 1 Hinh 1.1 Bãi rác Stung Meanchey ở Thủ đô Phnom Penh, Campuchia 7

Hình 1.2 Bãi rác tạm ở phường Trung Hưng - Sơn Tây - Hà Nội 8

Hình 1.3 Lượng chất thải phát sinh tại một số khu vực ở miền Bắc 10

Hình 1.4 Thành phần của chất thải rắn tại Hà Nội 10

Hình 1.5 Bãi săm lốp ô tô phế thải (Mỹ) 11

Hình 1.6 Bãi chôn lấp rác săm lốp ô tô thải (Mỹ) 12

Hình 1.7 Đốt săm lốp ô tô phế thải (Mỹ) 12

Hình 1.8 Lốp thải chuẩn bị tái chế ở Tư Nghĩa (Quảng Ngãi) 13

Chương 2 Hình 1.9 Sơ đồ phân loại cao su 16

Hình 1.10 Sơ đồ quá trình sản xuất cao su 17

Hình 1.11 Cao su làm lốp ô tô 22

Chương 3 Hình 1.12 Đường phân cách bằng cao su được lắp đặt thử nghiệm tại đường Nguyễn Văn Trỗi, quận 3, tp HCM 25

Hình 1.13 Sản phẩm lỏng của quá trình nhiệt phân 29

Hình 1.14 Nguyên liệu cao su đã nghiền 30

Chương 5 Hình 1.15 Đồ thị biểu diễn phụ thuộc giữa ∆Z vào nhiệt độ với phản ứng thu nhiệt 48

Hình 1.16 Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc giữa năng lượng Gibbs vào nhiệt độ đối với phản ứng tỏa nhiệt 48

Hình 1.17 Sơ đồ công nghệ xử lý lưu huỳnh áp dụng phương pháp rửa kiềm có sử dụng chất tăng tan 59

Hoàng Văn Hiền   

Phần II Hình 2.1 Sơ đồ nhiệt phân cao su 62

Hình 2.2 Sơ đồ công nghệ của quá trình nhiệt phân 63

Hình 2.3 Sơ đồ tháp hấp thụ dùng xử lý khí 67

Hình 2.4 Sơ đồ bộ chưng cất 69

Hình 2.5 Thiết bị sắc ký khí ghép khối phổ 75

Hình 2.6 Sắc đồ của sắc ký khí 75

Phần III Hình 3.1 Kết quả phân tích nhiệt DTA của mẫu săm 78

Hình 3.2 Kết quả phân tích nhiệt DTA của mẫu lốp 79

Hình 3.3 Lượng sản phẩm lỏng thu được phụ thuộc nhiệt độ nhiệt phân 81

Hình 3.4 Lượng sản phẩm lỏng thu được phụ thuộc tốc độ gia nhiệt 82

Hình 3.5 Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc lượng sản phẩm lỏng vào lượng xúc tác NaOH 83

Hình 3.6 Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của lượng sản phẩm lỏng vào nhiệt độ khi xúc tác NaOH là 3% 85

Hình 3.7 Đồ thị biểu diễn lượng sản phẩm lỏng theo lượng xúc tác zeolit hơi nước 86

Hình 3.8 Ảnh hưởng của lượng xúc tác zeolit đến thành phần phân đoạn sản phẩm lỏng khi nhiệt phân mẫu lốp 87

Hình 3.9 Ảnh hưởng của lượng xúc tác zeolit đến thành phần phân đoạn sản phẩm lỏng khi nhiệt phân mẫu săm 88

Hình 3.10 Hàm lượng lưu huỳnh trong nhiên liệu FO sau khi được xử lý bằng các chất hấp phụ khác nhau 93

Hình 3.11 Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của hàm lượng khí H2S (mg/m3) theo nhiệt độ (oC) 99

Hoàng Văn Hiền   

DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Năng lượng liên kết của liên kết chính trong cao su 15

Bảng 1.2 Thành phần hoá học cao su tự nhiên được tạo thành theo các phương pháp sản xuất khác nhau 17

Bảng 1.3 Tính chất vật lý của cao su tự nhiên 18

Bảng 1.4 Hệ số phát thải CO2 của nhiên liệu và cao su thải 23

Bảng 1.5 Các tiêu chuẩn Việt Nam về dầu FO 33

Bảng 3.1 Lượng sản phẩm lỏng thu được khi tiến hành nhiệt phân tại các nhiệt độ khác nhau 80

Bảng 3.2 Lượng sản phẩm lỏng thu được khi tiến hành nhiệt phân với các tốc độ gia nhiệt khác nhau 82

Bảng 3.3 Lượng sản phẩm lỏng thu được khi tiến hành nhiệt phân với tỷ lệ xúc tác NaOH khác nhau 83

Bảng 3.4 Lượng sản phẩm lỏng thu được khi tiến hành nhiệt phân với nhiệt độ khác nhau khi sử dụng xúc tác 84

Bảng 3.5 Lượng sản phẩm lỏng thu được khi có mặt xúc tác zeolit: 86

Bảng 3.6 Thành phần phân đoạn sản phẩm lỏng nhiệt phân lốp khi thay đổi lượng xúc tác zeolit 87

Bảng 3.7 Thành phần phân đoạn sản phẩm lỏng nhiệt phân săm khi thay đổi lượng xúc tác zeolit 88

Bảng 3.8 Thành phần chính của sản phẩm lỏng khi nhiệt phân mẫu săm 89

Bảng 3.9 Hàm lượng lưu huỳnh được làm sạch bằng chất hấp phụ 92

Bảng 3.10 Các chỉ tiêu chất lượng của mẫu FOBK 93

Bảng 3.11 Các chỉ tiêu chất lượng của mẫu FO2BK 94

Bảng 3.12 Các chỉ tiêu chất lượng của mẫu FOBK2, FOBK3, FOBK4, FOBK5 95

Bảng 3.13 Các chỉ tiêu chất lượng của mẫu FO1BK, FO3BK, FO4BK, FO5BK 97

Bảng 3.14 Lượng H2S bị tháp hấp thụ khi sử dụng kiềm làm chất hấp thụ 98

Hoàng Văn Hiền 1  

MỞ ĐẦU

LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI

Trong những năm gần đây, sự phát triển bùng nổ của các ngành công nghiệp trên thế giới đã tạo ra một khối lượng hàng hóa khổng lồ, mang lại những lợi ích to lớn cho con người Nhưng bên cạnh sự phải triển không ngừng của các ngành công nghiệp, sự tiện ích của nhiều sản phẩm, hàng hóa, chúng ta lại đang đối mặt với một vấn nạn không nhỏ đó là rác thải Rác thải nói chung và rác thải rắn nói riêng đang

là một vấn đề cấp thiết và ngày càng được các Quốc gia trên thế giới chú ý Mặc dù, trong những giai đoạn phát triển của xã hội luôn luôn đặt ra yêu cầu giảm thiểu lượng rác thải do các ngành công nghiệp tạo ra, nhưng vấn đề ô nhiễm môi trường

do rác thải vẫn chưa được cải thiện bao nhiêu, đặc biệt là những nước nghèo và những nước đang phát triển

Nhận thức được rác thải là một vấn nạn của thế giới, những tác hại nghiêm trọng mà rác thải gây ra, con người đã từng bước tìm cách để giảm thiểu Một mặt tích cực tìm kiếm những sản phẩm ít gây ô nhiễm, thân thiện với môi trường, mặt khác là tìm những biện pháp khác nhau để xử lý chúng

Vấn đề xử lý chất thải rắn gần đây đã được nhiều nước trên thế giới quan tâm, đặc biệt là những nước có nền công nghiệp phát triển Điểm khó khăn lớn nhất trong việc xử lý chất thải rắn đó là lượng rác thải ngày càng gia tăng nhanh chóng, việc phân loại rác thải còn gặp nhiều khó khăn, vấn đề quản lý và đưa các biện pháp

xử lý còn gặp nhiều bất cập, lúng túng, bị động; các qui trình xử lý chưa hiệu quả; các chỉ tiêu kỹ thuật chưa phù hợp, vấn đề tài chính phục vụ cho quá trình xử lý còn hạn hẹp, chưa được quan tâm đúng mức Hiện nay, phương pháp phổ biến để xử lý chất thải rắn là phương pháp chôn lấp Tuy nhiên nhìn vào thực tế cho thấy, nhiều bãi chôn lấp chiếm diện tích quá lớn, tốn nhiều chi phí, không đúng qui trình kỹ thuật, nên gây ô nhiễm đất, ô nhiễm nguồn nước ngầm nghiêm trọng (ô nhiễm thứ

Hoàng Văn Hiền 2  

cấp) Ngoài ra, một số nơi sử dụng phương pháp đốt cũng ô nhiễm trầm trọng, ảnh hưởng tới sức khỏe con người

Việt Nam là một nước đang phát triển Qua hơn 20 năm đổi mới, nền kinh tế của Việt Nam đã đạt được những thành tựu nhất định, đời sống người dân được cải thiện rõ rệt Các ngành công nghiệp đã tạo ra được nhiều sản phẩm, đáp ứng nhu cầu cuộc sống, tạo ra nhiều công ăn việc làm cho người lao động Tuy nhiên, là một nước đang phát triển, Việt Nam cũng không tránh khỏi vấn nạn rác thải gây ra Gần đây chúng ta đã bắt đầu thực hiện các chính sách về phân loại rác, kiểm tra nguồn thải của các nhà máy cũng như những vấn đề quản lý thu gom các loại rác thải đưa

về nơi xử lý an toàn, hiệu quả Do đó, các nghiên cứu về giải quyết vấn nạn này hiện đang nhận được rất nhiều sự quan tâm

Trong rác thải rắn hiện nay, có một lượng lớn cao su thải Mỗi năm, trung bình mỗi quốc gia thải ra hàng triệu vỏ xe các loại, như vậy trên toàn thế giới mỗi năm nhận khoảng 1 tỷ vỏ xe các loại [17] Đây thực sự là thách thức lớn cho môi trường sống của con người Hầu hết chất thải từ cao su rất khó phân hủy vào trong đất, do đó biện pháp chôn lấp cao su thải như những loại rác thải rắn sinh hoạt khác

sẽ khó thực hiện được trong thực tế Với tình hình rác thải cao su như hiện nay, chúng ta không thể cứ mặc sức thải ra môi trường và chờ đợi vài chục năm mới phân hủy mà cần phải chọn những hướng đi khác để giải quyết triệt để vấn đề nạn này trong thời gian ngắn hơn

Bên cạnh vấn đề rác thải, một vấn đề khác cũng không kém phần quan trọng đối với quốc tế hiện nay, đó là vấn đề năng lượng Do nhu cầu năng lượng ngày càng gia tăng để phục vụ cho quá trình phát triển của công nghiệp, việc khai thác các nguồn năng lượng tái tạo bừa bãi làm cho nguồn năng lượng này đang ngày càng cạn kiệt dần, các nguồn năng lượng tái tạo khác chưa phát triển tương xứng

Do đó, việc tìm kiếm những nguồn năng lượng khác ngoài năng lượng hóa thạch đang là một vấn đề hết sức cấp thiết

Hoàng Văn Hiền 3  

Xuất phát từ thực trạng ô nhiễm môi trường và tồn đọng rác thải rắn, đặc biệt

là các loại rác có nguồn gốc từ cao su và vấn đề nhu cầu năng lượng như hiện nay,

đề tài ‘‘Nghiên cứu tổng hợp nhiên liệu FO từ cao su phế thải” sẽ giải quyết một

phần nào những vấn đề nêu trên Đây là một trong những đề tài mang tính cấp thiết đối với vấn đề xử lý các loại rác thải có nguồn gốc cao su để giải quyết vấn đề ô nhiễm môi trường và bổ sung nguồn năng lượng phong phú từ các loại rác thải này

LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU

Trên Thế giới: Hiện nay, trên thế giới có hai vấn đề được quan tâm nhiều đó

là vấn đề ô nhiễm môi trường và giá cả các loại năng lượng hóa thạch tăng nhanh chóng Do đó nhiều nước có xu hướng tìm cách giảm thiểu các loại chất thải và đầu

từ hàng triệu đô la nghiên cứu tìm kiếm nguồn năng lượng mới Nhận thức được tác hại của cao rác thải có nguồn gốc từ cao su và tiềm năng tái chế thành những sản phẩm quý từ cao su thải, cho đến nay đã có rất nhiều công trình nghiên cứu để tái chế thành nguyên liệu và nhiên liệu phục vụ cho các nhu cầu của công nghiệp và giải quyết vấn nạn ô nhiễm môi trường Hiện nay, Mỹ, Trung Quốc, Anh là những quốc gia có tốc độ gia tăng cao su phế thải nhanh nhất thế giới, do đó việc nghiên cứu tái chế cao su phế thải ở những nước này hết sức cấp bách và cần thiết Kết quả

là họ đã thành công trong nhiều nghiên cứu về tái chế rác thải này, đã xây dựng được những quy trình công nghệ, tạo ra được những dây chuyền để chào bán thương mại

Ở Việt Nam, rác thải có nguồn gốc từ cao su chủ yếu là phế thải săm lốp xe

và một lượng nhỏ là găng tay y tế, băng tải, giày dép, dây đai truyền động Hiện nay đã có những nghiên cứu tái chế rác thải này, việc tái chế và sử dụng rất khác nhau, có thể liệt kê một số ví dụ điển hình: Nhóm nghiên cứu của Viện Vật liệu xây dựng, do tiến sỹ Mai Ngọc Tâm đứng đầu đã thành công trong việc nghiên cứu công nghệ nhiệt phân cao su thải thành dầu công nghiệp DO Cũng nhóm nghiên cứu này tái chế cao su thải thành một số vật liệu như tấm lợp, gạch lát thảm Ở một

Hoàng Văn Hiền 4  

làng nghề tại tỉnh Quảng Ngãi, lốp xe phế thải được thu gom và xẻ thành những sợi

để làm thành những vật dụng dùng cho sinh hoạt hàng ngày như dây cao su, thùng đựng nước, dép cao su Tuy nhiên những thành công này chỉ là bước đầu, quy mô còn nhỏ lẻ, nhiên liệu tạo ra còn một số hạn chế, chi phí tái chế còn quá cao, chưa thể thương mại hóa được

MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU, ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU

Mục đích nghiên cứu:

Thu thập số liệu về thực trạng rác thải trên Thế giới và ở Việt Nam, các nguồn rác thải rắn nói chung, rác thải có nguồn gốc từ cao su nói riêng

Trình bày một số phương pháp xử lý rác thải này, so sánh, nhận định

Liệt kê một số nghiên cứu điển hình xây dựng những quy trình xử lý rác thải

có nguồn gốc cao su tạo ra các nguyên liệu và nhiên liệu mới của các nhà khoa học trên Thế giới cũng như ở Việt Nam hiện nay Trên cơ sở những nghiên cứu đã được tiến hành để xử lý rác thải có nguồn gốc từ cao su, tác giả thực hiện nghiên cứu nhiệt phân cao su phế thải bằng những chế độ khác nhau để thu nhiên liệu FO đảm bảo chất lượng

Đối tượng nghiên cứu:

Đề tài này tập trung nghiên cứu các đối tượng rác thải có nguồn gốc từ cao

su là: săm lốp ô tô, xe đạp, xe máy đã qua sử dụng

Phạm vi nghiên cứu:

Thu thập số liệu về thực trạng tình hình ô nhiễm môi trường do các loại rác thải rắn nói chung và rác thải có nguồn gốc cao su nói riêng gây ra Xây dựng được quy trình tổng hợp nhiên liệu FO từ sản phẩm lỏng thu được của quá trình nhiệt

Hoàng Văn Hiền 5  

phân cao su phế thải Từ đó tìm ra điều kiện tối ưu để thu được nhiên liệu FO trong quá trình nhiệt phân cao su thải đạt yêu cầu

Phương pháp nghiên cứu:

- Phương pháp phân tích nhiệt

- Phương pháp sắc ký khí ghép khối phổ (GC/MS-Gas Chromatography Mass Spectometry)

- Các phương pháp xác định các chỉ tiêu chất lượng của dầu FO và một số phương pháp khác

NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

Luận văn được trình bày gồm 3 phần:

riêng trên thế giới và ở Việt Nam hiện nay

trong các điều kiện khác nhau để thu sản phẩm lỏng có hiệu suất cao nhất Sau đó chưng cất và pha trộn để thu nhiên liệu FO đảm bảo yêu cầu chất lượng

Hoàng Văn Hiền 6  

Phần I

TỔNG QUAN LÝ THUYẾT

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ RÁC THẢI RẮN

1.1 THỰC TRẠNG RÁC THẢI TRÊN THẾ GIỚI VÀ TRONG NƯỚC

1.1.1 Thực trạng rác thải rắn trên thế giới

Ô nhiễm môi trường do rác thải gây ra là một trong những vấn đề nan giải hiện nay của các đô thị trên thế giới, đặc biệt là những nước đang phát triển Theo thống kê của Ngân hàng Phát triển Châu Á (ADB), trung bình mỗi ngày tại các thành phố lớn của châu

Á, có khoảng 760 nghìn tấn rác thải và dự báo sẽ tăng lên khoảng 1,8 triệu tấn vào năm

2025 Thành phố Bắc Kinh (Trung Quốc) là một ví dụ điển hình, rác thải rắn vào năm

2006 ước tính vào khoảng 115 nghìn tấn, trong đó có hàng triệu lốp xe phế thải; 3,6 triệu tivi, tủ lạnh, máy giặt, máy tính, điều hòa; 2,3 triệu điện thoại di động [16] Theo cảnh báo của chính quyền Bắc Kinh vào tháng 6-2009, 15 hố chôn lấp của thành phố sẽ không còn chỗ chứa trong vòng 5 năm tới, họ sẽ gặp khủng hoảng trong việc tìm kiếm những bãi chôn lấp mới nếu không có biện pháp xây dựng các phương án xử lý hợp lý

Phương pháp xử lý rác thải hiện nay chủ yếu sử dụng phương pháp chôn lấp, tuy nhiên biện pháp này tốn rất nhiều diện tích đất, thường dễ gây ô nhiễm môi trường thứ cấp như gây mùi hôi thối cho cư dân sống xung quanh, dễ gây ô nhiễm mạch nước ngầm, để giải quyết được những vấn đề trên cần phải xây dựng bãi rác thải xa khu dân cư, tốn nhiều chi phí vận chuyển và tốn nhiều chi phí để giải quyết vấn đề ô nhiễm thứ cấp nói trên

Khi tiến hành xử lý rác theo phương pháp chôn lấp (phương pháp ủ rác) chúng ta nhận thấy rằng, có một lượng lớn các loại khí được tạo thành như CO2, CH4, H2S , trong

đó CO2 và CH4 là những khí gây hiệu ứng nhà kính Khí CH4 là một khí có thể tạo ra nguồn năng lượng lớn, tuy nhiên khả năng thu hồi tốn kém nhiều chi phí, do vậy hiện nay

ở các bãi rác chủ yếu người ta bỏ đi

Sự khủng hoảng trong việc xử lý các bãi rác hiện nay, một phần vì thiếu sự quan tâm của các quốc gia trên thế giới, đặc biệt là các nước đang phát triển Một cuộc điều tra

Hoàng Văn Hiền 7  

độc lập của Ngân hàng Thế giới (WB) công bố năm 2007 cho thấy, ngân sách dành cho việc bảo vệ môi trường còn quá khiêm tốn, những nước phát triển cũng chỉ chiếm 5% GDP, còn những nước đang phát triển thì ngân sách cấp cho việc bảo vệ môi trường khoảng 1% GDP

Hiện nay, có nhiều khu vực người dân phải chung sống với rác thải, có nhiều nguyên nhân gây ra vấn đề này

như do ý thức của người dân,

chưa hiểu biết sâu sắc về tác

hại của rác thải đến vấn đề sức

khỏe, do thiếu quan tâm của

chính quyền địa phương, do

thiếu kinh phí di dời

Vấn đề xử lý rác thải

tốn nhiều chi phí, do đó việc

tìm kiếm những phương pháp tối

ưu để giải quyết là rất cần thiết

Làm sao để vừa xử lý được rác, vừa thu hồi được nguồn năng lượng, nguyên liệu trong rác

là điều được nhiều nước trên thế giới quan tâm Hiện nay có nhiều nước đã có những biện pháp hiệu quả trong việc giải quyết vấn đề trên Để bảo vệ môi trường, người dân Singapore thực hiện tối đa 3R: Reduce (giảm sử dụng), Reuse (dùng lại) và Recycle (tái chế), để kéo dài thời gian sử dụng bãi rác Semakau càng lâu càng tốt Và việc bãi rác Semakau tăng tuổi thọ là một minh chứng cho thấy người dân nước này đóng góp rất tích cực vào việc bảo vệ môi trường Một mục tiêu trong kế hoạch Xanh của chính phủ Singapore năm 2012 là “Không cần bãi rác” chỉ đạt được khi

tất cả mọi người cùng chung sức Thành phổ New York (Mỹ), với hơn 8 triệu dân là

đô thị đông dân nhất nước Mỹ đồng thời cũng là một nhà máy xử lý rác đúng nghĩa Mỗi ngày số lượng rác phát sinh trong thành phố lên đến hơn chục nghìn tấn Chi

Hình.1.1 Một bãi rác thải ở Pnom Penh - Campuchia

Hoàng Văn Hiền 8  

Hình 1.2 Bãi rác tạm ở phường Trung Hưng

Sơn Tây Hà Nội

phí xử lý mỗi tấn rác tại đây lên tới 54 - 65 USD, chưa kể chi phí vận chuyển do nhà máy xử lý đặt rất xa trung tâm

1.1.2 Thực trạng rác thải rắn ở Việt Nam

Việt Nam là một nước đang phát triển Kể từ sau Đại hội Đảng lần thứ VI (1986), nhờ thực hiện đường lối đổi mới, nền kinh thế nước ta đã đạt được những thành tựu đáng kể, công nghiệp, nông nghiệp và các ngành dịch vụ phát triển nhanh chóng, đời sống người dân ngày càng được cải thiện rõ rệt Bên cạnh những thành tựu đạt được, cũng như những nước đang phát triển khác, Việt Nam đang đối mặt với nhiều vấn đề do hậu quả của việc phát triển công nghiệp, sự bùng nổ dân số và vấn đề đô thị hóa Phát triển công nghiệp cũng như đô thị hóa của Việt Nam ngày một tăng do đó lượng rác thải cũng tăng dần theo thời gian Hiện nay khối lượng các chất thải rắn ở các nhà máy và các đô thị ở Việt Nam (bao gồm chất thải công nghiệp, chất thải sinh hoạt, chất

thải phá dỡ công trình xây

dựng, ) tạo ra ngày càng nhiều

Theo thống kê của Viện chiến

lược chính sách tài nguyên và

môi trường (Bộ Tài nguyên –

Môi trường) hàng năm, cả nước

thải ra khoảng hơn 15 triệu tấn

chất thải rắn, trong đó 80% chất

thải sinh hoạt (12 triệu tấn) và

20% chất thải công nghiệp (3

triệu tấn), 50% chất thải rắn ở các đô thị là rác thải [15] Có nhiều biện pháp được

áp dụng để xử lý nhưng phổ biến vẫn là chôn lấp Gần đây, chúng ta đã sử dụng thêm một biện pháp khác đó là biện pháp đốt, biện pháp này sử dụng nhiều để xử lý rác thải y tế, nhưng đối với rác thải sinh hoạt và công nghiệp thì còn ít Hiện cả miền Bắc chỉ có duy nhất một lò đốt rác công nghiệp công suất nhỏ (Cầu Diễn - Hà

Hoàng Văn Hiền 9  

Nội), vào khoảng 5 tấn/ngày, trong khi mỗi năm chỉ tính riêng Hà Nội đã thải ra khoảng 30.000 tấn chất thải công nghiệp nguy hại cần xử lý

Mặc dù phương pháp xử lý rác thải chôn lấp là phổ biến Tuy nhiên, trong 91 bãi rác lớn hiện đang tồn tại trên cả nước, chỉ có 17 bãi hợp vệ sinh, chiếm chưa tới

19% Trong khi đó, có 49 bãi rác (chiếm gần 54%) [16] đang gây ô nhiễm nghiêm

trọng Đó là đánh giá của Tổng hội Xây dựng Việt Nam về tình hình chôn lấp rác thải hiện nay mà báo An ninh Thủ đô trích dẫn Chỉ riêng ở Hà Nội, theo Trung tâm

Tư vấn và Công nghệ Môi trường, tính đến tháng 8/2009 có 3/5 bãi rác ở Hà Nội sắp đầy Điều đó sẽ gây khó khăn cho việc tìm kiếm những bãi chôn lấp mới Được biết, tổng chất thải rắn sinh hoạt của thành phố Hà Nội hiện nay vào khoảng 5.000 tấn/ngày, trong đó có 3.500 tấn là chất thải sinh hoạt đô thị, 1.500 tấn chất thải nông thôn, bên cạnh đó còn có khoảng 750 tấn/ngày là chất thải công nghiệp Phương pháp chôn lấp rác ngoài việc gây ô nhiễm thứ cấp thì một vấn đề khác cũng đang gặp khó khăn đó là quỹ đất dành cho việc chôn lấp rác hiện nay đang hạn hẹp dần,

sử dụng phương pháp chôn lấp thường không được sự ủng hộ từ người dân địa phương sinh sống xung quanh bãi rác

Hiện nay ở Việt Nam cũng đã sử dụng phương pháp đốt rác để thu nhiệt lượng phục vụ cho việc phát điện, nhưng mới chỉ có một vài dự án nhỏ được thực hiện ở thành phố Hồ Chí Minh Nguyên nhân một phần vì rác thải đầu vào chưa được phân loại tốt, độ ẩm cao, giá trị calo thấp, nhiệt lượng thấp, kinh phí đầu tư và vận hành rất tốn kém, dẫn đến tình trạng đầu tư không đồng bộ, vận hành không đảm bảo kinh tế và gây nên các ô nhiễm thứ cấp.

Hoàng Văn Hiền 10  

1.2 THỰC TRẠNG RÁC THẢI CÓ NGUỒN GỐC TỪ CAO SU

1.2.1 Thực trạng rác thải cao su trên toàn thế giới

Cao su là một nguyên liệu có nhiều ứng dụng trong công nghiệp cũng như trong đời sống do những đặc tính ưu việt của nó như bền hóa học cao, độ đàn hồi tốt, cách điện, Tuy nhiên, các sản phẩm có nguồn gốc cao su cũng tạo ra một vấn

đề rất lớn đối với môi trường do độ bền của nó rất cao nên thời gian cần thiết để

Hình 1.3 Lượng chất thải phát sinh tại một số khu vực ở miền Bắc

Nguồn: Số liệu quan trắc của CEETIA

Hình 1.4 Thành phần của chất thải rắn tại Hà Nội

Nguồn: Số liệu quan trắc của CEETIA

Hoàng Văn Hiền 11  

phân hủy các sản phẩm phế thải là rất dài Các sản phẩm cao su sử dụng phổ biến là các loại săm, lốp xe, các vật dụng gia đình, dây thừng, dày, dép Do vậy lượng phế thải tạo ra từ cao su cũng

chiếm một lượng lớn trong

tổng lượng rác thải ra môi

trường Thống kê cho thấy,

trung bình hàng năm mỗi quốc

gia thải ra hàng triệu lốp xe các

loại, như vậy trên toàn thế giới

mỗi năm thải ra khoảng 1 tỷ

săm lốp các loại Chỉ riêng ở

Mỹ, mỗi năm có hơn 350

triệu chiếc lốp ô tô được thải

ra, hơn 2,5 tỷ lốp hiện đang nằm ở trong các bãi rác thải trên khắp đất nước Ở thành phố California, mỗi năm thải ra khoảng 31 triệu lốp ô tô Như vậy, bình quân, mỗi người thải ra một lốp ô tô trong một năm Còn ở Anh, có hơn 40 triệu lốp ô tô phế thải, 2/3 trong số đó đang nằm trong các bãi rác thải [21] Còn ở Trung Quốc,

được tạo ra [29] Đây thực sự là thách thức lớn đối với môi trường Các nhà hoạt động môi trường ở Mỹ cảnh báo, cao su phế thải đang nhanh chóng trở thành một trong những hiểm họa môi trường trên toàn thế giới

Các loại săm, lốp ô tô thải hiện nay chủ yếu nằm trong các bãi thải, nhiều bãi thải đã quá tải và chưa có hướng xử lý Có một số phương pháp được nghiên cứu để

xử lý đó là phương pháp tái chế để sử dụng trở lại, tái chế thành vật liệu nhưng nhìn chung do tính thương mại không cao, sự quan tâm của các ngành chức năng

nhiều đến mức không còn chổ để vứt bỏ trên mặt đất nữa, người ta đã nghĩ đến một cách giải quyết khác là đốt các núi rác cao su phế thải Điều này rất nguy hiểm vì

Hình.1.5 Bãi săm lốp ô tô phế thải (Mỹ)

Hoàng Văn Hiền 12  

việc đốt các đống cao su phế thải khổng lồ sẽ gây ra sự ô nhiễm trầm trọng đối với môi trường Lửa cháy rất dữ dội khi đốt những đống vỏ săm lốp xe lớn, thật khó nếu muốn dập tắt nó Có những đống vỏ săm lốp xe đến hàng tháng mới cháy hết, khi cháy chúng bốc lên những cột khói đen mang đầy khí độc tỏa lên bầu trời và những

đã khiến cho một đường cao tốc chính ở

Philadelphia bị phong toả trong nhiều tháng và tiêu tốn hàng triệu đô la để có thể xử

lý hậu quả này

Ngoài ra, người ta còn nghiền những vỏ săm lốp xe ra và chôn chúng vào trong lòng đất Tuy nhiên điều này nhanh chóng bị nhiều nước lên tiếng phản đối khi họ nhận ra những vỏ săm lốp xe bị chôn dưới lòng đất sẽ tác động đến nguồn nước ngầm và làm nhiễm bẩn nguồn nước

1.2.2 Thực trạng rác thải cao su ở Việt Nam

Tính đến tháng 4/2010, cả nước có khoảng 27 triệu xe gắn máy, 18 triệu xe đạp, hơn 1 triệu xe ôtô các loại Theo dự báo của các cơ quan chức năng, số lượng các phương tiện giao thông sẽ tăng mạnh trong vòng 5-10 năm tới [12] Thêm vào

đó là lợi thế của một vùng nguyên liệu cao su rộng lớn, Việt Nam hiện đang được

Hình 1.6 Bãi chôn lấp rác săm lốp

ô tô thải (Mỹ)

Hình 1.7 Đốt săm lốp ô tô phế thải (Mỹ)

Hoàng Văn Hiền 13  

đánh giá là thị trường đầy tiềm năng của ngành sản xuất săm lốp Tuy nhiên cùng với sự phát triển sản xuất, lượng cao su phế thải cũng ngày càng nhiều hơn Theo Hiệp hội Đánh giá Tiêu chuẩn Lốp ô tô thì khi đi khoảng 40.000 km là phải thay lốp

xe, nhưng do điều kiện chất lượng đường Việt Nam thấp, nên khoảng 35.000 km phải thay lốp Cứ như vậy hàng năm lốp xe phế thải tại Việt nam cũng thải ra môi trường với một khối lượng lớn

30.000-Tính đến năm 2008, Việt Nam có khoảng 75 doanh nghiệp cao su công nghiệp với nhu cầu tiêu thụ từ 500 đến 20.000 tấn mỗi năm được quản lý bởi Tổng Công ty Hóa chất Việt Nam (Vinachem) và Tập đoàn Công nghiệp Cao su Việt Nam (VRG) Mặc dù còn giới hạn trong sản xuất nhưng các dòng sản phẩm chế biến từ cao su của Việt

Nam cũng tương đối đa

dạng với săm, lốp xe ôtô và

xe gắn máy, găng tay cao su

phục vụ trong ngành y tế và

tiêu dùng, đệm cao su và vỏ

bọc dây điện dùng trong sản

xuất, xây dựng và tiêu

dùng, dòng sản phẩm phục

vụ cho thể thao, giải trí và

các lĩnh vực y tế … Hiện nay, cơ cấu sản phẩm cao su thành phẩm và định hướng đầu tư đang tập trung chủ yếu ở dòng sản phẩm săm, lốp xe ôtô, xe máy và xe đạp Sản phẩm chế biến từ cao su của Việt Nam được sản xuất với thiết bị hiện đại và công nghệ tiên tiến từ châu Âu Các sản phẩm có chất lượng cao, mẫu mã phù hợp thị hiếu người tiêu dùng, được đảm bảo về chất lượng và có khả năng cạnh tranh với chính sách giá linh hoạt và chăm sóc khách hàng chuyên nghiệp

Mỗi năm Việt Nam nhập khẩu 100 triệu USD để mua săm lốp ô tô các loại, trong đó chủ yếu là nhập các loại lốp cao cấp Riêng lốp xe đạp và xe máy, hầu hết

Hình 1.8 Lốp thải chuẩn bị tái chế ở Tư Nghĩa

(Quảng Ngãi)

Hoàng Văn Hiền 14  

được sản xuất trong nước, chỉ nhập 100.000 chiếc, chủ yếu dùng cho những dòng xe

(100% thép), còn trong nước sản xuất chỉ 50.000 chiếc; tiêu thụ 2,1 triệu lốp Bias (lốp mành chéo), còn trong nước sản xuất 1,7 triệu chiếc [12]

Đây là cơ hội tốt cho các doanh nghiệp Việt Nam liên doanh, liên kết xây dựng các nhà máy chế biến mủ cao su để tạo ra sản phẩm cao su có hàm lượng cao, tăng khai thác giá trị gia tăng của ngành cao su, từ đó chuyển dịch cơ cấu từ xuất khẩu thô sang xuất khẩu tinh Bên cạnh đó, việc các nhà đầu tư tham gia vào thị trường Việt Nam còn có hiệu ứng dẫn đến việc nhập khẩu các máy móc, công nghệ,

kỹ thuật phục vụ chế biến cao su Từ đó các doanh nghiệp Việt Nam có thể chế biến, sản xuất ra các loại cao su có chất lượng cao, nâng cao giá thành, cạnh tranh với các đối thủ truyền thống như Thái Lan, Malaysia, Indonesia …

Với lượng sản phẩm cao su như vậy, tình hình cao su phế thải cũng không ngừng tăng mạnh và đó là một vấn nạn cho môi trường Hiện nay cao su phế thải chủ yếu được bán sang Trung Quốc với giá rất thấp, phần còn lại được bán cho các

lò gạch để làm nhiên liệu đốt lò Tuy nhiên việc dùng cao su thải đốt trực tiếp sẽ gây ra một vấn đề là khói lò gây ô nhiễm môi trường không khí

Hoàng Văn Hiền 15  

Chương 2 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NGUYÊN LIỆU CAO SU 2.1 KHÁI NIỆM CHUNG VỀ CAO SU

Cao su là hợp chất cao phân tử mà mạch phân tử của nó có chiều dài lớn hơn rất nhiều so với chiều rộng và được cấu tạo từ một loại hoặc nhiều loại mắt xích có cấu tạo hoá học khác nhau được lặp đi lặp lại nhiều lần

Cao su là loại vật liệu có tính chất vô cùng quý giá Khác với các vật thể rắn, cao su có độ bền cơ học thấp hơn, nhưng đại lượng biến dạng đàn hồi lớn hơn nhiều lần Khác với các chất lỏng được đặc trưng bởi độ bền cơ học rất nhỏ và đại lượng biến dạng chảy nhớt không thuận nghịch lớn, cao su trong nhiều lĩnh vực được sử dụng như một vật liệu chịu lực có đại lượng biến dạng đàn hồi nhỏ

Hỗn hợp cao su là một hệ thống dị thể nhiều cấu tử Cũng như các hệ thống hoá học khác, các tính chất cơ, lý, hoá đặc trưng cho hợp phần cao su phụ thuộc vào bản chất hoá học các cấu tử, kích thước hay mức độ phân tán các cấu tử trong khối cao su Độ bền nhiệt của cao su phụ thuộc chủ yếu vào năng lượng liên kết các nguyên tố hình thành trong mạch chính Năng lượng liên kết càng cao, độ bền nhiệt cao su càng lớn, cao su càng có khả năng làm việc ở nhiệt độ cao [9]

Bảng 1.1 Năng lượng liên kết của liên kết chính trong cao su

Năng lượng liên kết (kJ/mol)

Hoàng Văn Hiền 16  

đại lượng để đánh giá nó là mật độ năng lượng liên kết dính nội) gây ảnh hưởng rất lớn đến độ trương và hoà tan cao su vào các loại dung môi hữu cơ Mặt khác, sự phụ thuộc vào lực tác dụng tương hỗ giữa các phân tử đàn tính của vật liệu thay đổi khi nhiệt độ thay đổi, đàn tính của cao su giảm nhanh khi nhiệt độ giảm Tính chất của cao su cùng được tổng hợp từ một loại monome như nhau có thể khác nhau; điều này phụ thuộc vào thứ tự, vị trí sắp xếp chúng trong không gian

Hiện nay có rất nhiều loại

cao su và chúng được phân loại

theo nhiều cách khác nhau Nhưng

nhìn chung cao su được phân loại

theo nguồn gốc sản xuất và lĩnh

vực sử dụng [11]

2.1.1 Phân loại cao su

2.1.1.1 Cao su thiên nhiên

Cao su thiên nhiên được sản

xuất từ mủ cao su lấy từ cây cao su

với sản lượng khoảng 10 triệu

tấn/năm hoặc keo tụ mủ cao su rồi

rửa bằng nước mềm và sấy đến độ

ẩm cần thiết để sản xuất cao su sấy

Quá trình sản xuất cao su có thể biểu diễn như sau:

Hình 1.9 Sơ đồ phân loại cao su

Ca

o

su izo pre

n

Ca

o

su but adi

en

Pol

y but adi

en Sty

Ca

o

su sili can

Ca

o

su flo

Ca

o

su But

yl

Ca

o

su Thi oco

l

Ca

o

su Clo rop ren

Ca

o

su ure

Ca

o

su cac box

yl

Cao su

Cao su thiên nhiên Cao su tổng hợp

Cao su dân dụng Cao su có công dụng đặc biệt

Hoàng Văn Hiền 17  

Thành phần hỗn hợp của cao su tự nhiên gồm nhiều nhóm các chất hoá học

khác nhau như: Cacbuahydro (chủ yếu), độ ẩm, các chất trích ly bằng axeton, nitơ,

Bảng 1.2 Thành phần hoá học cao su tự nhiên được tạo

thành theo các phương pháp sản xuất khác nhau

Loại cao su Thành phần chính

KCS và đóng kiện

Hình 1.10 Sơ đồ quá trình sản xuất cao su

Hoàng Văn Hiền 18  

trình nóng chảy các cấu trúc tinh thể của cao su tự nhiên xảy ra với hiện tượng hấp thụ nhiệt

Cao su tự nhiên có khả năng lưu hoá bằng lưu huỳnh phối hợp với các loại xúc tác tiền lưu hoá thông dụng Cao su tự nhiên không độc nên được dùng để sản xuất các sản phẩm trong thực phẩm: găng tay, đệm …[11]

Bảng 1.3 Tính chất vật lý của cao su tự nhiên

(dm3/OC) Điện trở riêng

3.1012-5.1012 (Ω m)

CH3 H CH3 H

C C C C

CH2 CH2 … CH2 CH2

Hoàng Văn Hiền 19  

C N

Mạch đại phân tử của cao su izopren có cấu tạo gần giống với cấu tạo mạch chính của cao su tự nhiên nên cao su có tính chất công nghệ và tính chất cơ lý tương đương với các tính chất của cao su thiên nhiên

Lĩnh vực sử dụng chủ yếu của cao su izopren là môi trường khí quyển không

có dầu như : săm , lốp ôtô, môtô, xe đạp và các sản phẩm công nghiệp khác [11]

2.1.1.3 Cao su Butadien

Cao su butadien được trùng hợp từ divinyl trong dung dịch

Cao su butadien có độ cứng tương đối, có khả năng chống mài mòn cơ học cao nên được dùng để sản xuất làm việc trong môi trường chịu ma sát và tải trọng ép lớn

Cao su butadien là cao su dân dụng, có cấu trúc không gian điều hoà Khối lượng phân tử trung bình 70.000 - 280.000 đơn vị cacbon

Cao su butadien thường được sử dụng để chế tạo mặt lốp ôtô, xe máy, băng truyền, băng tải, ống bơm nước… [11]

2.1.1.4 Cao su Butadien Nitrin

Là sản phẩn đồng trùng hợp của butadien-1,3 và acrylonitrin với sự có mặt của

hệ xúc tác oxy hoá khử persunfit và trietanolamin

Công thức cấu tạo:

(- CH2 – CH = CH - CH2 -)n ( - CH – CH2 -)m

Cao su butadien nitrin có cấu trúc không gian điều hoà vì thế nó không điều hoà trong quá trình biến dạng tính chất cơ lý tính chất công nghệ của nó phụ thuộc vào hàm lượng nhóm liti trong đó khả năng chịu môi trường dầu, mỡ, dung môi hữu

cơ, tăng cùng với hàm lượng nhóm acrylolytry Vì thế nó được ứng dụng để sản xuất các vật liệu chống ăn mòn của môi trường dầu mỡ, môi trường dễ bị ôxy hoá [11]

Hoàng Văn Hiền 20  

2.1.1.5 Cao su Butadien Styren

Là sản phẩm đồng trùng hợp divinyl với styren trong dung dịch cacbuahydro

no với sự có mặt của liti hữu cơ

Khối lượng phân tử của cao su butadien styren dao động trong khoảng 150.000 đến 400.000 đơn vị cacbon

Cao su butadien styren là cao su phân cực tồn tại ở trạng thái vô định hình vì vậy nó được pha trộn với các loại cao su khác

Cao su butadien styren có độ cứng lớn, khả năng chống mài mòn tốt nên trong công nghiệp sản xuất săm lốp ôtô cao su butadien styren được sử dụng làm mặt lốp Trong công nghệ hoá chất thường dùng cao su butadien styren để bọc lót các thiết bị chịu tác dụng ăn mòn của các loại axít, bazơ và các loại muối [11]

2.1.1.6 Cao su Cloropren

Là cao su phân cực lớn, nguyên tử clo có khả năng phân cực lớn các tác nhân tác dụng khá tốt nên cloropren là cao su chịu dầu, chịu tác dụng hoá học tốt, độ bền trong môi trường dầu mỡ của cao su clopren không thua kém cao su nitrin tuy nhiên trong các dung môi hữu cơ có nhóm xêton, rượu, cao su cloropren chịu tốt hơn nên trong công nghiệp cao su cloropren dùng để bọc lót thiết bị ăn mòn cao su cloropren có độ bền khí hậu lớn, khả năng phân tán điện tích tốt nên nó được dùng

để bọc cáp điện trong công nghiệp điện, điện tử Do liên kết phân cực C - Cl lớn nên cao su cloropren có độ bền kết dính ngoại cao nên nó có thể dùng để sản xuất các loại keo dán khô nhanh ở nhiệt độ thấp [11]

.2.1.1.7 Các loại cao su khác

Ngoài các loại cao su kể trên còn có rất nhiều các loại cao su khác như:

- Cao su butyl: có độ bền nhiệt cao, trơ với tác dụng của ozon và các nitryl khác nó được dùng để sản xuất săm lốp ôtô xe máy và các bao bì cao su chứa khí khác Ngoài ra nó còn được dùng để làm vật liệu bọc lót thiết bị chịu nhiệt dưới tác dụng của axít, bazơ, muối trong công nghiệp hoá chất Độ bền khí hậu của cao su butyl cao nên nó được sử dụng làm vật liệu bọc lót dây điện, phủ phết lên vải

Hoàng Văn Hiền 21  

- Cao su polysunfit- thiocol: là cao su có mạch phân tử hoàn toàn không no nên nó có độ bền ánh sáng, ozon và khí hậu cao Cao su thiocol ít trương trong benzen và các loại dầu mỡ Khả năng chống thấm khí của cao su thiocol lớn hơn tất

cả các loại cao su khác kể cả cao su butyl Nhược điểm chính của nó là tính đàn hồi kém, chịu lạnh kém và khối lượng riêng cao Do những tính chất trên mà nó được dùng để sản xuất ống bơm, zoăng, và các sản phẩm làm việc trong môi trường dầu

mỡ

- Cao su flo: Cao su flo có tính năng kĩ thuật tốt hơn các loại cao su khác nhờ

có năng lượng liên kết lớn và sự tương hỗ giữa các nhóm phân cực trong mạch Cao

su flo có độ bền nhiệt, bền với tác dụng của hoá chất cao hơn nhiều so với cao su mạch cacbuahydro.Tập hợp những tính chất quý báu của cao su flo mở rộng lĩnh vực sử dụng cao su này trong các ngành công nghiệp

- Cao su silicon: Là sản phẩm của quá trình ngưng tụ silandiol Mạch phân tử của cao su silicon cấu tạo từ các nguyên tử oxi và silic sắp xếp xen kẽ nhau Mốc nguyên tử silic trong mạch đại phân tử liên kết với hai gốc hữu cơ

R R

Si O Si

R R n

Cao su silicon có tính chất bền nhiệt cao do năng lượng liên kết Si-O lớn Cao

su silicon là cao su mềm dẻo nhất trong tất cả các loại cao su Nhiệt độ hoá thuỷ tinh của cao su silicon là -1300°C Mặt khác nhiệt dẫn của cao su silicon cao gấp hai lần nhiệt dẫn của cao su mạch cacbuahydro và mức độ hoà tan của nó vào các loại dung môi hữu cơ mạch thẳng, mạch vòng, etedimetyl, metyletylxeton, lớn Hơn nữa cao su silicon có độ nhớt rất nhỏ Nhờ các tính chất cơ lý trên cao su silicon được ứng dụng rất nhiều trong công nghiệp, dụng trong công nghiệp thực phẩm, ống dẫn máu trong y học, Ngoài ra còn có rất nhiều loại cao su khác như cao su uretan, cao su cacboxyl, mà chúng ta chưa kể đến [11]

Hoàng Văn Hiền 22  

2.1.1.8 Các chất phối hợp cho cao su

Mủ cao su tự nhiên, cao su tổng hợp và chế tạo từ khi chưa được lưu hoá ít được sử dụng vì chúng không đáp ứng được yêu cầu kĩ thuật và yêu cầu sản xuất vì vậy để tạo cao su có tính chất cần thiết thì cao su sấy được hỗn luyện với các hợp chất khác Các hợp chất này có thể có nguồn gốc vô cơ hoặc hữu cơ, có thể ở dạng hơi hay dạng lỏng và hàm lượng có thể thay đổi từ rất nhỏ đến rất lớn Tất cả các chất được phối hợp với cao su được gọi là chất phối hợp Phụ thuộc vào tính chất này sử dụng các chất phối hợp trong cao su được phân thành các loại sau:

- Chất lưu hoá

- Xúc tiến lưu hoá

- Trợ xúc tiến lưu hoá

- Chất phòng lão

- Chất độn

- Chất hoá dẻo

- Chất tạo xốp

- Một số nguyên liệu khác như : phẩm màu …

Ngoài ra người ta còn sử dụng một vài chất khác làm tăng cường tính chất công nghệ của hợp phần và tạo điều kiện cho các chất phối hợp được phân tán tốt các chất này gọi là chất phân tán [11]

2.2 ỨNG DỤNG CỦA CAO SU

Cao su có rất nhiều ứng dụng khác

nhau, do có tính đàn hồi tốt, cách điện tốt,

chịu được điều kiện thời tiết Trong đó cao

su được sử dụng làm lốp xe là phổ biến nhất

Ngoài ra còn sử dụng vào những lĩnh vực

khác như làm dây thừng, sản xuất dây cáp

Hoàng Văn Hiền 23  

Chương 3 TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH XÝ LÝ VÀ TÁI CHẾ

RÁC THẢI CAO SU THU NHIÊN LIỆU VÀ NGUYÊN LIỆU

3.1 NHỮNG BIỆN PHÁP TÁI CHẾ CAO SU PHẾ THẢI TRÊN THẾ GIỚI

3.1.1 Sử dụng cao su thải làm nhiên liệu trong các nhà máy xi măng

Một phương pháp có xu hướng phát triển hiện nay là sử dụng cao su thải làm

nhiên liệu trong các nhà máy xi măng Phương pháp này được thực hiện như sau:

Nghiền cao su thải đến một kích thước quy định, sau đó trộn với than cũng đã được

nghiền sẵn, tiếp đến cho vào lò làm nhiên liệu nung chảy xi măng trong clinke Biện

pháp này đã được nhiều nước trên thế giới áp dụng, đặc biệt là Thổ Nhỉ Kỳ Ưu

điểm của phương pháp này là thay thế được một lượng than đáng kể, tức là giảm chi

phí tiêu thu nhiên liệu, giảm lượng khí CO2 phát thải ra ngoài gây hiệu ứng nhà

kính, tận dụng được nguồn nhiên liệu phong phú, dưới đây là bảng so sánh khi sử

dụng cao su thải làm nhiên liệu trong sản xuất xi măng

Bảng 1.4 Hệ số phát thải CO2 của nhiên liệu và cao su thải

Loại nhiên liệu Hệ số phát thải

Kg CO 2 /KJ

Giá trị nhiệt lượng nhỏ hơn (KJ/kg)

Hệ số phát thải CO 2 (kg CO 2 /kg nhiên liệu)

đáng kể (nếu so sánh với than hoặc than cốc); nhiệt lượng của cao su thải không lớn

nên chỉ bổ xung cùng than; hàm lượng lưu huỳnh lớn, ảnh hưởng đến quá trình vận

hành và chất lượng của xi măng Một nhước điểm nữa mà phương pháp này chưa

chứa một lượng đáng kể lưu huỳnh làm chất lưu hóa cao su [14,17]

Hoàng Văn Hiền 24  

3.1.2 Tái chế cao su thành vật liệu

3.1.2.1 Tái chế cao su thành vật liệu mới

Mới đây các nhà khoa học Trường đại học kỹ thuật Chemistry (Đức) đã tìm

ra một qui trình tái sinh lốp xe ô tô Họ nghiền lốp xe cũ và cho liên kết với một loại nhựa đơn giản và tạo ra một loại vật liệu tương tự cao su

Vật liệu tái sinh mới có độ uốn, độ bền kéo tốt, và có khả năng kéo dán Nó không thể trở nên giòn cứng ngay cả ở nhiệt độ âm và điều quan trọng là có thể được gia công theo quy trình phun khuôn đơn giản Đó là vật liệu lý tưởng để sản xuất vỏ xe và thanh chắn mũi xe mà ngành công nghiệp ô tô và đường sắt có nhu cầu rất lớn

Qui trình xử lý trên có hai bí quyết Thứ nhất là, lốp xe cũ được nghiền rất mịn thành các hạt cao su có đường kính nhỏ hơn 1/2 mm Lốp được nghiền ở nhiệt

độ bình thường, chứ không ở nhiệt độ âm cực thấp như các qui trình trước đây Việc này tiết kiệm năng lượng nghiền và tạo ra các hạt có diện tích bề mặt lớn hơn nhiều

so với việc nghiền lạnh

Thứ hai là, các hạt cao su nhỏ được nấu chảy cùng với phế thải nhựa polypropylen - đây là loại nhựa được dùng rất thông dụng trong các dụng cụ gia đình như máy khuấy, máy xay nhỏ, máy pha cà phê Trong khi nấu, nhựa polypropylen sẽ chảy vào các lỗ xốp của hạt cao su và bít kín chúng Ngoài ra còn

có các chất đặc biệt được đưa vào để cao su và polypropylen liên kết với nhau cả về mặt hóa học

Hợp chất cao su - polypropylen này sau khi sử dụng lại có thể được nấu chảy

và tái sinh nhiều lần Theo các nhà khoa học Đức, vật liệu này có thể được tái sinh đến 3 lần Sau đó nó trở nên giòn và cũng phải đưa vào những bãi rác phế thải Nhưng ít nhất trước đó nó đã trải qua ba đời phục vụ, thay cho chỉ một đời như lốp

ô tô hiện nay [12]

Hoàng Văn Hiền 25  

Tại Việt Nam cũng đã

có nhiều nghiên cứu tái chế

cao su theo phương pháp

này, điểm hành phải kể đến

nghiên cứu của TS Mai

Ngọc Tâm (Trung tâm Vật

liệu xây dựng miền Nam -

Viện Vật liệu xây dựng)

Ưu điểm của phương pháp này là chi phí sản xuất rẽ, có thể giảm được 70% chi phí

so với cùng sản phẩm Tuy nhiên nhược điểm của phương pháp là các sản phẩm này

có một số khuyết điểm như độ bền nhiệt thấp, thời gian phai màu nhanh

3.1.2.2 Khử lưu hóa cao su của săm lốp phế thải

™ Khử lưu hóa cao su bằng dung môi

Trong sản xuất lốp xe, cao su tự nhiên phải được lưu hóa- trộn với lưu huỳnh - rồi luyện (theo công nghệ của Charles Goodyear 160 năm trước) nên cao su lưu hóa trở nên rất bền chắc Vấn đề là làm thế nào mà tách được cao su tự nhiên từ lốp thải

để tái sử dụng cũng như kiểu thu hồi trứng từ bánh nướng ở đây các nhà khoa học chỉ mới đạt được thành công chút ít, mặc dù đã áp dụng các phương pháp xử lý khác nhau như vi sóng, nhiệt phân, hạ thấp nhiệt độ hay dùng các dung môi Hàng năm, lượng lốp thải khổng lồ chôn tại các bãi thải đã gây ô nhiễm mạch nước ngầm, còn nếu như bị đốt cháy thì chúng lại gây ô nhiêm bầu không khí

Vừa qua công ty mang tên nhà phát minh ra phương pháp lưu hóa cao su Goodyear đã đăng ký sáng chế về công nghệ khử lưu hóa cao su (tuy mới ở phạm vi

Hình 1.12 Đường phân cách bằng cao su tại TP HCM

Hoàng Văn Hiền 26  

thí nghiệm) Các nhà khoa học đang cố gắng tìm ra loại dung môi nhẹ có khả năng hòa tan các phân tử cao su mà vẫn giữ được mạch polyme nguyên vẹn Họ nhận thấy chất butanol - 2 siêu tới hạn (tại nhiệt độ 150 - 300oC và áp suất 1000- 1500 psi) đúng là loại dung môi thích hợp để chiết cao su tự nhiên từ sản phẩm đã qua lưu hóa

Công nghệ mới có khả năng phá vỡ các liên kết ngang giữa C - S và S - S hình thành trong quá trình lưu hóa, tách riêng các phân tử cao su khỏi muội than (cacbon black), ôxit kim loại và lưu huỳnh trong thành phần lốp xe Theo giám đốc của Goodyear, cao su tái chế giống hệt như cao su tự nhiên về trọng lượng phân tử và cấu trúc, vì thế có thể dùng để sản xuất ra sản phẩm mới

Ở công nghệ này tỷ lệ tái thu hồi đạt 80%, nếu triển khai ở quy mô lớn mà thành công thì giải pháp tái chế lốp thải sẽ trở nên hiện thực

™ Khử lưu hóa cao su bằng siêu âm

Sử dụng sóng siêu âm để phá hủy các liên kết của lưu huỳnh trong cao su là một hướng nghiên cứu mới có hiệu quả cao trong việc tái chế săm lốp phế thải Các nhà khoa học đã phát triển một hệ thống sử dụng sóng âm thanh để phân hủy các lốp xe ôtô phế thải Hàng năm một số lượng lớn lốp xe ôtô bị thải ra trong khi chúng lại bền khác thường và có thể không bị phân hủy trong nhiều thập kỷ Mặc dù việc tái chế đang trở nên phổ biến hơn, nhưng xu hướng để giải quyết vấn đề này vẫn là đốt hoặc nghiền chúng ra để dùng cho các mục đích kỹ thuật thông thường hoặc làm đường chứ ít tái sử dụng để sản xuất lốp mới Nhóm nghiên cứu của Avraam Isayev thuộc Đại học Akrron, Ohio đã giải quyết được tình trạng này nhờ

sử dụng một phương pháp mới đó là sử dụng siêu âm

Theo phương pháp này, các lốp xe được nghiền nát thành các mảnh nhỏ và được đưa vào máy ép đùn, ở đó chúng bị phá hủy với sóng siêu âm có tần số 20kHz Những sóng siêu âm này sẽ khử lưu hóa cao su và phá vỡ các liên kết trong vật liệu cao su Sản phẩm cuối cùng là một chất lỏng với độ nhớt cao và tiếp tục bị nghiền Loại cao su này đã bị khử lưu hóa, nghĩa là nó có khả năng được sử dụng lại

Hoàng Văn Hiền 27  

để sản xuất ra các lốp mới Tuy nhiên, Isayev cho biết, tốt hơn là không sử dụng loại cao su này ở những điều kiện tới hạn vì các lốp cao su sản xuất từ nguyên liệu pha trộn giữa cao su nguyên liệu mới và nguyên liệu tái chế sẽ có chất lượng thấp hơn Các lốp xe ôtô mới có thể được sản xuất với hỗn hợp của cao su mới và 5 - 10% cao su tái chế Với lốp xe của các phương tiện như máy xén cỏ và xe đạp, … là những phương tiện ít chịu tải trọng thì có thể được sản xuất hoàn toàn bằng cao su tái chế

Một trong những ưu điểm chính của phương pháp dùng siêu âm là chi phí thấp Xử lý một kg cao su phế thải chỉ cần sử dụng năng lượng có trị giá 1/100 bảng Anh Các ưu điểm khác của phương pháp này là không có các chất phế thải và quá trình xử lý nhanh chóng Hiện nay, phương pháp này mới chỉ có thể xử lý khoảng 150kg cao su/giờ

™ Khử lưu hóa cao su bằng sóng siêu âm và axit stearic

Đề tài do các tác giả Trần Thị Thanh Vân, Hà Văn Thức thực hiện nhằm thu được vật liệu trung gian thứ 3 gắn kết tốt hơn giữa bột cao su phế thải và nhựa nhiệt dẻo từ biến tính bột cao su phế thải bằng axit stearic

Nhóm tác giả tiến hành thực nghiệm bằng một loạt các hóa chất như: bột cao su vàng phế thải có kích thước 0,2nm được chế tạo bằng nghiền nóng (70% CSTN,

stearic; cồn tuyệt đối Vật liệu polyme alloy được chế tạo khi trộn bột cao su phế

thải và HDPE ở trạng thái nóng chảy trên thiết bị Haake với chất lượng khơi mào

DCP Nguyên liệu được đưa vào khoảng trộn với tỉ lệ (HDPE/ bột cao su phế thải)

= 50/50 ở nhiệt độ 1700C và tốc độ quay của trục trộn 70 vòng/phút Sau 2 phút thêm 1% chất khơi mào DCP và duy trì ở điều kiện nêu trên trong 6 phút Khi mômen xoắn đạt giá trị không đổi là lúc kết thúc phản ứng.Kết quả thực nghiệm cho thấy, vật liệu polyme alloy được chế tạo từ nhựa dẻo bột cao su phế thải và HDPE làm sạch và khử lưu hóa bằng sóng siêu âm có độ bền cơ học cao hơn so với trường

Hoàng Văn Hiền 28  

hợp sử dụng bột cao su phế thải ban đầu Nếu vật liệu polyme alloy được biến tính

từ axit stearic có độ bền cơ học cao hơn so với trường hợp sử dụng bột cao su phế thải không biến tính Vật liệu polyme alloy, chế tạo từ bột cao su phế thải biến tính axit stearic ngay trong quá trình trộn nóng chảy có độ bền cơ lý cao hơn so với bột cao su phế thải biến tính cao hơn trước khi trộn nóng chảy và có ý nghĩa thực tiễn cao hơn do phương pháp gia công khả thi hơn Kết quả phân tích nhiệt cơ động học chứng minh được khả năng nóng chảy của vật liệu polyme alloy được chế tạo từ bột cao su phế thải và HDPE biến tính ngay trong quá trình trộn ở trạng thái nóng chảy cao hơn 50C so với vật liệu polyme alloy cùng tỉ lệ thành phần nhưng bột cao su phế thải biến tính trước khi thực hiện quá trình trộn nóng chảy [5]

3.1.2.3 Lưu hóa ngược cao su

Lưu hóa là quá trình mà qua đó chuyển từ trạng thái mạch thẳng sang trạng thái không gian 3 chiều Ngay từ giai đoạn dầu tiên, người ta dùng lưu huỳnh để khâu mạch cao su nên gọi là lưu hóa Ngoài còn có thể dùng một số chất khác để lưu hóa cao su như, nhựa lưu hóa, Sự lưu hóa đã làm cho cao su bền hơn, dai hơn

và đưa cao su trở thành sản phẩm được ứng dụng rộng rãi trong cuộc sống Qua quá trình sử dụng, cao su tỏ ra quá bền và vì quá trình lưu hoá được đánh giá là không thể đảo ngược nên từ đó đến nay, người ta chưa có cách nào tái chế hoặc xử lý cao

su phế thải Một hỗn hợp mang tên Delink (mà cấu tạo của nó vẫn còn là một bí mật thương mại) được sử dụng để phá vỡ liên kết của cao su phế thải và được trộn trong một máy cắt trong thời gian 10 phút tại nhiệt độ phòng Những thứ nổi lên trên là những màng cao su đã được loại bỏ sulphide và trở về nhựa ban đầu có tên thương mại là Devulc Ưu điểm nổi bật nhất của Delink là không độc, không mùi và chỉ cần một lượng rất nhỏ tỉ lệ Delink/cao su phế thải = 2.5/100 Ngoài ra sản phẩm cao su tái chế lại rất rẻ 0.66USD/kg Delink trên thị trường thế giới, trong khi đó cao su nguyên gốc giá từ 1- 6USD/kg

Hoàng Văn Hiền 29  

3.1.3 Hóa lỏng cao su

(100-500 psia), kết quả thu được 50-60% dầu, 5 -10% khí và 30-40% muội than Các nhà khoa học đã thí nghiệm xử lý bằng hydro riêng rẽ với cao su và đồng xử lý than với cao su nghiền nhỏ và dầu dẫn xuất từ cao su Kết quả các thí nghiệm đồng

xử lý cao su với than cho thấy cao su được chuyển hoá thành dầu theo cùng cơ chế như khi than không có mặt Cần phải có áp

suất hydro cao và các xúc tác hydro hoá như

sắt hoặc molypđen sunfua ở mức nano

Việc nhiệt phân lốp xe ở nhiệt độ 600 -

khí và bã (chủ yếu là muội than và các chất

vô cơ như dây thép và ZnO) Kết quả phụ

thuộc vào bản chất quá trình nhiệt phân,

nhưng nói chung là thu được 40-50 % dầu, 30 – 40 % chất rắn, 10 – 20 % khí Do hàm lượng muội than và dây thép (10%) trong lốp cao su, nên phương pháp tốt nhất

là nhiệt phân lốp, sau đó xử lý dầu thu được bằng hydro Khi đó sẽ dễ dàng tách riêng muội than và dây thép dưới dạng sản phẩm phụ của quá trình

nhiệt phân từ lốp được đưa sang khối nâng cấp chất lượng Dây thép được tách ra bằng từ trường, muội than được hoạt hóa bằng phương pháp oxy hóa một phần, sau

đó được làm sạch khỏi các chất vô cơ còn lại

Khối nâng cấp chất lượng sản phẩm: Việc xử lý bằng hydro có xúc tác đối với các sản phẩm lỏng từ hai khối đầu diễn ra trong lò phản ứng pha bùn, sử dụng xúc tác gốc sắt phân tán, cỡ nano Sau đó sản phẩm đã nâng cấp được chưng cất Có thể dùng phần cặn dầu mỏ sau khi chế biến hoặc dầu phế thải thay thế cho các chất lỏng làm đầu vào cho khối nâng cấp [5,35]

Hình 1.13 Sản phẩm lỏng của quá

trình nhiệt phân

Hoàng Văn Hiền 30  

Các nhà khoa học đã phân tích tính kinh tế của các dạng nhà máy tái chế với công suất và nguyên liệu đầu vào (lốp hoặc chất dẻo) khác nhau Các kết quả trên cho thấy có thể phát triển một ngành công nghiệp mới để chuyển hoá chất dẻo phế thải thành dầu chất lượng cao và các sản phẩm phụ có giá trị

3.2 SẢN XUẤT XĂNG DẦU VÀ THAN ĐEN CÔNG NGHIỆP

Ở một số quốc gia phát triển, các quá trình nhiệt phân cao su phế thải, phần lớn sử dụng điều kiện sản xuất ở nhiệt độ cao, áp suất cao Ở Trung Quốc thì ngược lại, tiến hành sản xuất ở nhiệt độ thấp, áp

suất thường, vì vậy thiết bị đơn giản hơn

nhiều, đầu tư ít, sản xuất an toàn, đáng

tin cậy Quá trình đang được chính phủ

Trung Quốc phê duyệt nghiên cứu sản

xuất dạng pilot Người Trung Quốc gọi

đó là con đường đem lại hạnh phúc cho

các thế hệ tương lai [27]

* Điều kiện sản xuất:

- Đầu tư thiết bị: 8.000.000 NDT; - Than: 3600 tấn

- Nhân công sản xuất: 23 người; - Nước: 60m3 (sử dụng tuần hoàn)

* Hiệu quả kinh tế:

- Khả năng sản xuất năm: xử lý cao su phế thải (săm lốp) 6.000 tấn/năm

- Giá thành: 1.339 NDT

- Giá bán: + Xăng dầu 1.280 NDT/tấn,

+ Than đen công nghiệp: 850 NDT/tấn + Dây thép 60 NDT/tấn;

Hoàng Văn Hiền 31  

Chương 4 TỔNG QUAN VỀ NHIÊN LIỆU FO 4.1 GIỚI THIỆU CHUNG

Nhiên liệu đốt lò FO (Fuel oils): là sản phẩm chủ yếu của quá trình chưng cất thu được từ phân đoạn sau phân đoạn gas oil khi chưng cất dầu thô ở nhiệt độ sôi lớn hơn 3500C Tuy nhiên, nhiên liệu đốt lò cũng có thể nhận được từ phần cất nhẹ

sâu (Cracking; Refoming ) hoặc được pha trộn với những thành phần nhẹ và được

sử dụng cho các lò đốt nồi hơi, cho động cơ diesel tàu thủy và các quá trình công nghiệp khác Vì vậy, khái niệm nhiên liệu đốt lò (FO) cũng bao hàm cho các loại nhiên liệu nhẹ hơn, có nhiệt độ cất trung bình, màu hổ phách như nhiên liệu diesel, dầu hoả thắp sáng khi chúng làm nhiên liệu đốt lò

Ở Anh và châu Âu, nhiên liệu đốt lò thường được phân biệt giữa các loại như sau:

- Nhiên liệu đốt lò loại nặng (FO nặng): là loại nhiên liệu đốt lò chủ yếu dùng cho công nghiệp

- Nhiên liệu đốt lò loại nhẹ (FO nhẹ): bao gồm cả các loại dầu giống như diesel (DO), dầu hỏa (KO) khi chúng được sử dụng làm nhiên liệu để đốt

lò (lò đốt dạng bay hơi, dạng ống khói hoặc lò đốt gia đình)

Ở Mỹ, khái niệm dầu đốt lò được áp dụng cho tất cả các loại sản phảm nhẹ

và nặng, từ KO, DO trở lên với mức chất lượng được quy định cụ thể trong tiêu

được dùng cho lò đốt hơi kiểu ống khói và nhiên liệu đốt lò số 2 (FO -N02) là một loại dầu DO nhẹ dùng cho lò đốt gia đình

4.2 THÀNH PHẦN HÓA HỌC VÀ SỬ DỤNG FO

4.2.1 Thành phần hóa học của nhiên liệu FO

Thành phần hóa học của nhiên liệu đốt lò bao gồm các loại hydrocacbon và các thành phần không phải hydrocacbon (phi hydrocacbon)