báo cáo tái chế cao su thành dầu

Các ngành công nghiệp càng phát triển thì các biện pháp tiết giảm tại nguồn càng khó thực hiện hơn, chất thải rắn sinh ra càng khó phân hủy, càng khó bị tác động bới các tác nhân hóa- lý

BÁO CÁO TÁI CHẾ CTR- MÔN KỸ THUẬT XỬ LÝ CTR

Trương Mai Hân 1411070

GVHD: Nguyễn Thị Thanh Thuận i

MỤC LỤC

DANH MỤC HÌNH ii

DANH MỤC SƠ ĐỒ, BẢNG, BIỂU iii

MỞ ĐẦU 1

1 Đặt vấn đề 1

2 Mục tiêu bài báo cáo 1

I TỔNG QUAN 2

I.1 Thực trạng chất thải rắn ở Việt Nam 2

I.2 Hoạt động tái chế ở Việt Nam 4

I.3.1 Tổng quan về cao su 6

I.3.2 Tái chế cao su 8

II CÔNG NGHỆ TÁI CHẾ CAO SU PHẾ THẢI 10

II.1 Sản xuất cao su tái sinh bằng phương pháp nhiệt cơ 10

II.2 Sử dụng công nghệ Newtech tái chế cao su thành “vàng đen” 13

III ƯU, NHƯỢC ĐIỂM, LỢI ÍCH VÀ VẤN ĐỀ MÔI TRƯỜNG 16

III.1 Ưu điểm của công nghệ Newtech 16

III.2 Nhược điểm của công nghệ Newtech 18

III.3 Lợi ích của việc tái chế cao su phế thải 18

III.4 Vấn đề môi trường 21

IV Một số thành công trong lĩnh vực tái chế phế phẩm cao su 23

KẾT LUẬN 26

TÀI LIỆU THAM KHẢO 27

GVHD: Nguyễn Thị Thanh Thuận ii

DANH MỤC HÌNH

Hình 1 Tháp quản lý CTR 2

Hình 2 Tái chế và sản phẩm tái chế 5

Hình 3 Tái chế thủy tinh 5

Hình 4 Tái chế giấy 6

Hình 5 Cây cao su 6

Hình 6 Sản phẩm từ cao su tổng hợp 7

Hình 7 Các sản phẩm khác từ cao su tổng hợp 7

Hình 8 Cao su phế thải 8

Hình 9 Dầu FO-R, nguyên liệu thay thế dầu truyền thống 17

Hình 10 Poster hệ thống công nghệ và dầu FO-R 17

Hình 11 Khói thải từ một nhà máy tái chế cao su 21

Hình 12 Dầu cặn còn thừa lại sau xử lý 22

Hình 13 Lốp cao su phế thải - Nguyên liệu chế xuất dầu FO-R 23

Hình 14.cDây chuyền nhiệt phân cao su thành dầu (lò quay) 24

Hình 15 Công nhân tiếp củi cấp nhiệt cho lò nhiệt phân 25

GVHD: Nguyễn Thị Thanh Thuận iii

Biểu đồ 1 Tổng sản lượng chất thải rắn năm 2010 3

Sơ đồ 1 Giải pháp môi trường 3R 4

Sơ đồ 2 Các công nghệ tái chế cao su phế thải 10

Sơ đồ 3 Sơ đồ công nghệ phương pháp nhiệt cơ 11

Sơ đồ 4 Nguyên liệu đầu vào và sản phẩm chính trong tái chế bằng công nghệ Newtech 13

Sơ đồ 5 Sơ đồ công nghệ Newtech 14

Sơ đồ 6 Ưu nhược điểm và lợi ích trong tái chế cao su 16

Sơ đồ 7 Vòng tròn phát triển bền vững 18

Sơ đồ 8 Lợi ích KT-XH 19

Sơ đồ 9 Lợi ích về môi trường 20

GVHD: Nguyễn Thị Thanh Thuận 1

MỞ ĐẦU

1 Đă ̣t vấn đề

Với tốc độ phát triển kinh tế hiện nay, tức là phát triển đi kèm với sự gia tăng chất thải; gây ra gánh nặng rất lớn đối với ngành quản lý và xử lý chất thải nói chung và chất thải rắn nói riêng

Các ngành công nghiệp càng phát triển thì các biện pháp tiết giảm tại nguồn càng khó thực hiện hơn, chất thải rắn sinh ra càng khó phân hủy, càng khó bị tác động bới các tác nhân hóa- lý và sinh học Vì vậy, trước khi tìm ra được giải pháp tối ưu cho việc

xử lý các CTR không thể phân hủy đó thì phương pháp tái chế CTR là phương pháp được ưu tiên sử dụng nhất hiện nay

Trong đề tài báo cáo này, chúng em đề cập đến loại chất thải rắn không thể phân hủy, khó chôn lấp, gây hại cho môi trường nếu đem đốt bỏ mà thải lượng hàng năm cũng

như sự tồn đọng của nó rất lớn đó là cao su

Với nguồn nguyên liệu đầu vào cho quy trình tái chế rất dồi dào như vậy, công nghiệp tái chế cao su phế thải thành vật liệu có ích ở Việt Nam là một ngành công nghiệp khá tiềm năng

Trên thế giới, các công nghệ tái chế cao su đã xuất hiện khá sớm và đã đạt được thành công nhất định trong việc tái chế cao su phế thải Ở Việt Nam, các doanh nghiệp đã ứng dụng công nghệ tái chế cao su nhưng không được thành công lắm Cho đến những năm gần đây, một công nghệ mới đã được hình thành và phát triển ngay tại Việt Nam, do

công ty Công Nghệ Môi Trường mới sang chế là công nghệ nhiệt phân cao su phế phẩm thành “vàng đen” – công nghệ NEWTECH Đó là công nghệ tái chế cao su

mà nhóm em muốn đề cập đến trong báo cáo này

2 Mục tiêu bài báo cáo

- Hiểu được công nghệ tái chế cao su hiện nay

- Tình hình tái chế cao su ở Việt Nam

- Mang được công nghệ tái chế cao su mới Newtech đến với các thành viên khác trong lớp

GVHD: Nguyễn Thị Thanh Thuận 2

I TỔNG QUAN I.1 Thực trạng chất thải rắn ở Việt Nam

Cùng với sự gia tăng dân số mạnh mẽ và sự hình thành, phát triển vượt bậc của các ngành nghề sản xuất trong thời gian qua, một mặt thúc đẩy phát triển kinh tế – xã hội của đất nước, mặt khác đã làm gia tăng nhu cầu tiêu dùng hàng hóa, nguyên vật liệu, năng lượng và cũng làm gia tăng nhanh chóng lượng chất thải rắn phát sinh Chất thải rắn tăng nhanh chóng về số lượng, với thành phần ngày càng phức tạp đã và đang gây khó khăn cho công tác quản lý, xử lý

Việc thu gom và xử lý lượng CTR đó ở Việt Nam chủ yếu là chôn lấp và đốt chất thải, gây nên vấn đề ô nhiễm khác cho môi trường cũng như thiệt hại về các mặt kinh

tế, môi trường

Áp lực giữa yêu cầu bảo vệ môi trường với tăng trưởng kinh tế và phát triển bền vững đất nước đặt ra cho các cơ quan quản lý cần đánh giá thực tế tình hình quản lý chất thải rắn (nguy hại, sinh hoạt và công nghiệp thông thường) tại Việt Nam và đề xuất các giải pháp tăng cường hiệu quả công tác quản lý chất thải rắn nhằm đáp ứng yêu cầu trong công tác bảo vệ môi trường theo tinh thần Luật bảo vệ môi trường số 55/2014/QH13 ngày 23 tháng 6 năm 2014 và Nghị định số 38/2015/NĐ-CP ngày 24 tháng 4 năm 2015

về quản lý chất thải và phế liệu

Theo tháp ưu tiên quản lý

CTR, ta thấy được các biện

pháp ưu tiên là tiết giảm tại

nguồn, tái sử dụng và tái chế là

3 biện pháp được ưa thích nhất

Hiện nay xu thế xử lý CTR

đang được chuyển từ hướng cổ

điển (ít được ưa thích) sang hiện

đại, tối ưu hơn

Hình 1 Tháp quản lý CTR

GVHD: Nguyễn Thị Thanh Thuận 3

Biểu đồ 1 Tổng sản lượng chất thải rắn năm 2010

(Nguồn: http://nangluongvietnam.vn)

Biểu đồ trên thể hiện tổng sản lượng chất thải rắn năm 2010 theo từng loại chất thải cho ta cái nhìn tổng quan nhất về tổng lượng thải chất thải rắn trong một năm Trong năm này, chiếm ưu thể tổng thải là giấy và bìa, kế đến là thức ăn thừa (rác hữu cơ), ở vị trí thứ 3 là đồ trang trí vườn rồi đến nhựa, kim loại và đến cao su- sảm phẩm phế thải ta cần quan tâm

Mặc dù tổng lượng thải trên 1 năm của cao su là không lớn nhưng cao su được xếp vào loại CTR không thể phân hủy và chôn lấp nên trữ lượng tồn đọng của cao su phế thải rất lớn, nó không thể hiện qua con số thải trong 1 năm

Tuy nhiên, biểu đồ trên thể hiện một cách khái quát nhất các loại thải, sản lượng của

nó tỉ lệ như thế nào từ đó quyết định được hướng xử lý tốt nhất

GVHD: Nguyễn Thị Thanh Thuận 4

I.2 Hoạt động tái chế ở Việt Nam

Tái chế là gì?

Tái chế là hoạt động thu hồi lại nguyên liệu từ chất thải Các thành phần có thể

sử dụng để chế biến thành những sản phẩm mới hoặc cung cấp nguyên liệu cho các hoạt động sinh hoạt và sản xuất

Sơ đồ 1 Giải pháp môi trường 3R

GVHD: Nguyễn Thị Thanh Thuận 5

đại và là thành phần trong mô hình phân loại rác hiện nay bao gồm: giảm thiểu, tái sử dụng, tái chế Tái chế bao gồm: tái chế vật liệu và thu hồi nhiệt

Hình 2 Tái chế và sản phẩm tái chế

Các vật liệu có thể tái chế bao gồm nhiều loại thủy tinh, giấy, kim loại, nhựa, lốp

xe, sản phẩm dệt, và điện tử Đối với các loại rác thải hữu cơ như xác động thực vật hay thực phẩm được sử lý làm phân bón người ta cũng xem như là một quá trình tái chế chất thải Chất thải tái chế được thu gôm từ các bãi rác, lề đường,… sau đó được phân loại, làm sạch và cuối cùng là tái chế thành vật liệu mới

Hoạt động tái chế ở Việt Nam?

Hiện nay ở Việt Nam là một trong những ưu

tiên của công tác bảo vệ môi trường, góp phần

kiểm soát ô nhiễm, hướng tới phát triển bền

vững đất nước Hoạt động thu hồi và tái chế đã

xuất hiện từ lâu ở Việt Nam Phát triển mạnh

mẽ những năm gần đây Tiêu biểu là ở TP

HCM, thành phố - đô thị lớn nhất cả nước, có

nhiều cơ sở tái chế với công nghệ và quy mô

tái chế là hiện đại nhất

Hình 3 Tái chế thủy tinh

GVHD: Nguyễn Thị Thanh Thuận 6

Tuy nhiên, những cơ sở tái chế hầu hết nhỏ

lẻ, thủ công chưa có sự đầu tư và quản lý từ nhà nước Dù vậy, không thể phủ nhận hoạt động tái chế ở Việt Nam đã đem lại những lợi ích trong việc giảm thiểu lượng rác bị thải bở và đem lại nguồn lợi kinh tế to lớn Nhìn chung, hoạt động tái chế ở Việt Nam không được quản lý một cách có hệ thống,

có định hướng mà chủ yếu do các cơ sở tư nhân thực hiện một cách tự phát

Hình 4 Tái chế giấy

I.3 Tái chế cao su phế phẩm

I.3.1 Tổng quan về cao su

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 gồm hai loại chính là cao su tự nhiên và cao su nhân tạo

 Cao su tự nhiên: Nguyên liệu chính chế biến cao su là mủ cao su lấy từ 1 loại cây

có tên tiếng Việt là cây cao su có nguồn gốc từ rừng AMAZON thuộc Nam Mỹ

Hình 5 Cây cao su

GVHD: Nguyễn Thị Thanh Thuận 7

 Cao su tổng hợp: là nhóm chất polyme tổng hợp có tính chất đàn hồi, dùng làm nguyên liệu để sản xuất cácsản phẩm cao su, trong đó quan trọng nhất là xăm lốp (khoảng 50%)

Hình 6 Sản phẩm từ cao su tổng hợp

Các sản phẩm làm từ cao su tổng hợp có độ chịu mỏi rất cao, được dùng trong các ứng dụng chuyển động liên tục

Hình 7 Các sản phẩm khác từ cao su tổng hợp

GVHD: Nguyễn Thị Thanh Thuận 8

Ảnh hưởng của cao su phế thải tới môi trường

Cùng với sự phát triển ngày càng cao của xã hội, lượng cao su phế thải thải ra môi trường ngày một nhiều Điều này đã khiến cho việc xử lý gặp nhiều khó khăn bởi đặc tính bền với các tác nhân vật lý, hóa học cũng như khó phân hủy trong môi trường chôn lấp của cao su Sau nhiều công trình nghiên cứu, cao su phế thải đã được tái chế, sử

dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau mà nhiều người không nghĩ tới

Hình 8 Cao su phế thải

Cao su phế thải là chất thải khó phân hủy,bền vững trước các tác nhân hóa học, sinh học, vật lý và phải mất khoảng vài chục năm nó mới có khả năng phân hủy trong đất Mặt khác do hình khối phế thải, nên chúng chiếm thể tích lớn, vì vậy nếu chôn lấp chúng

có thể làm phá vỡ cấu trúc của bãi chôn lấp Nếu sử dụng phương pháp đốt cao su phế thải ở nhiệt độ cao thì rất khó kiểm soát mức độ gây ô nhiễm môi trường đất, không khí

và nước

I.3.2 Tái chế cao su

Cao su phế thải là chất thải khó phân hủy,bền vững trước các tác nhân hóa học, sinh học, vật lý và phải mất khoảng vài chục năm nó mới có khả năng phân hủy trong đất Mặt khác do hình khối phế thải, nên chúng chiếm thể tích lớn, vì vậy nếu chôn lấp chúng

có thể làm phá vỡ cấu trúc của bãi chôn lấp Nếu sử dụng phương pháp đốt cao su phế thải ở nhiệt độ cao thì rất khó kiểm soát mức độ gây ô nhiễm môi trường đất, không khí

và nước

GVHD: Nguyễn Thị Thanh Thuận 9

Cao su có cấu tạo từ các mạch polyme cao phân tử, dưới tác dụng của nhiệt độ cao chúng có thể bị phân hủy trở thành các mạch hydrocacbon nhỏ hơn Nghiên cứu quá trình phân hủy cao su dưới tác dụng của nhiệt độ và xúc tác là hướng đi được các nhà khoa học ưu tiên lựa chọn thay thế cho các phương pháp xử lý truyền thống như chôn lấp, đốt đang gặp nhiều vấn đề liên quan đến ô nhiễm môi trường

Ước tính mỗi năm thải ra môi trường hơn 400.000 tấn cao su phế liệu, và hầu hết chúng là những loại vật liệu khó phân hủy, thể tích lớn nên ảnh hưởng đến môi trường là điều không thể tránh khỏi

Với sự gia tăng về lượng cao su phế thải như hiện nay, thì các loại rác khó phân hủy như cao su cần phải có hướng xử lý mới để tận dụng nguồn nguyên liệu này hoặc hạn chế đến mức thấp nhất tác động của loại chất thải này đối với môi trường

Từ đó, phương pháp tối ưu nhất để xử lý cao su phế thải đó là tái chế chúng, biến cao su phế thải thành những sản phẩm mang lại hiệu quả kinh tế khác

GVHD: Nguyễn Thị Thanh Thuận 10

II CÔNG NGHỆ TÁI CHẾ CAO SU PHẾ THẢI

Sơ đồ 2 Các công nghệ tái chế cao su phế thải

Công nghệ chính mà báo cáo hướng đến là công nghệ Newtech, tuy nhiên ở Việt Nam, một loại công nghệ khác được ứng dụng rất nhiều đó là sản xuất cao su tái sinh bằng phương pháp cơ nhiệt Do đó, nhóm quyết định giới thiệu thêm phương pháp này một cách khái quát nhất, cơ bản nhất bên cạnh công nghệ chính của bản báo cáo này

II.1 Sản xuất cao su tái sinh bằng phương pháp nhiệt cơ

Nguyên lý cơ bản của phương pháp là sử dụng cơ học để cắt nhỏ, nghiền, làm mịn cao su để dễ dàng hòa trộn với các chất phụ gia them vào quá trình, thực hiện ở nhiệt

độ cao (nhiệt) ở khoảng 140 – 2100C

Sản phẩm sau cùng của quá trình tái chế là các hạt cao su tái sinh Cao su tái sinh sử dụng làm sàn cho sân chơi, thể thao, sân vận động, như các miếng đệm giảm chấn, cũng như vật liệu lợp Sử dụng bột cao su với tỷ lệ nhỏ được thêm vào nhựa đường, làm tăng tính đàn hồi và giảm độ ồn trên đường, làm tăng tuổi thọ của mặt đường và cải thiện an toàn trong điều kiện đường ướt

Tuy nhiên, phương pháp này gây nên khá nhiều vấn đề môi trường đáng lo ngại như tiếng ồn từ các loại máy, mùi hôi của dầu, chất thải rắn (vải vụn..)

GVHD: Nguyễn Thị Thanh Thuận 11

Sơ đồ 3 Sơ đồ công nghệ phương pháp nhiệt cơ

Thuyết minh công nghệ

- Phân loại cao su phế thải, tách kim loại có trong phế thải Sau đó đưa vào máy cắt thành 3 đến 4 phần, và được nghiền trên máy cắt lớp thành mảnh bán vành khuyên có chiều rộng từ 10÷40mm, và nghiền thành hạt trên máy đập, các hạt cao su đã được loại vải để đạt hàm lượng sợi ≤ 2%

- Tiếp theo trộn phụ gia, chất làm mềm, chất hoạt hóa của quá trình khử lưu huỳnh, thúc đẩy cao su chuyển vào trang thái dẻo chất làm mềm cho quá trình khử lưu huỳnh

là sản phẩm hữu cơ (nhựa thông, nhựa lò hơi, dầu mỡ kỹ thuật )với nhiệt độ sôi hơn 300ºC vượt xa nhiệt độ khử lưu huỳnh

GVHD: Nguyễn Thị Thanh Thuận 12

- Các phân tử của chất làm mềm xâm nhập vào giữa các phân tử cao su trong chất dẻo, tạo ra sự giản nở do tăng khoảng cách phân tử, làm yếu lực liên kết phân tử do đó, làm giảm xác xuất hư hỏng của quá trình tạo cấu trúc cao su Chất làm mềm có thể tạo thành trong cấu tử tái sinh, làm tăng tính đàn hồi của nó ịnh lượng chất làm mểm khoảng 10÷30% khối lượng chất dẻo

- Chất hoạt hóa của quá trình khử lưu huỳnh là disunfua pentaclorthiophenol, disunfua triclorthiopenol, muối kẽm của những chất trên và các chất tạo dẻo hóa học Khi dùng các hợp chất này, nhiệt độ của quá trình giảm và thời gian khử lưu huỳnh giảm 40‚50% Lượng chất hoạt hóa thường chiếm 0,15÷3,0%, phụ thuộc vào thành phần chất dẻo Quá trình trộn phụ gia kéo dài từ 4 – 12h

- Quá trình cơ bản để sản xuất cao su tái chế là quá trình khử lưu huỳnh.quá trình này được thực hiện bằng cách cho cao su đã được nghiền với phụ gia trong khoảng thời gian xác định qua máy ép trục vít ở 1400c - 2100c để khử lưu huỳnh Lúc này, quá trình phân hủy cao su lưu hóa sẽ xảy ra, cấu trúc không gian của cao su bị phân rã tại liên kết lưu huỳnh có một phần cao su bị tan rã tại liên kết lưu huỳnh – cao su và cao su-cao su Quá trình khử lưu huỳnh làm giảm khối lượng cao su, Khối lượng phân tử cao su trung bình 6000÷12000g/mol

- Cao su thu được từ quá trình khử lưu huỳnh có lượng lớn nối đôi chưa bão hòa, đảm bảo khả năng lưu hóa cao khi sản xuất vật liệu tái chế

- Sau khi cao su đã khử lưu huỳnh được tiếp tục xử lý trên máy cán tinh để được cao su tái sinh