Với đặc điểm dầu là một chất phức tạp, là một chất hữu cơ cao phân tử nên khi xảy ra sự ố tràn dầu thì sẽ c tác động làm ảnh hưởng đến môi trường trong th i gian dài và r t khó x lý.. ớ
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - PHẠM VĂN HÙNG NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VẬT LIỆU HẤP PHỤ DẦU TỪ XƠ SỢI LIGNOXENLULOZA PHẾ THẢI NÔNG NGHIỆP LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT KỸ THUẬT HÓA HỌC Hà Nội - 2018 Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! 17057205064351000000 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - PHẠM VĂN HÙNG NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VẬT LIỆU HẤP PHỤ DẦU TỪ XƠ SỢI LIGNOXENLULOZA PHẾ THẢI NƠNG NGHIỆP Chun ngành: Kỹ thuật Hóa học LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT KỸ THUẬT HÓA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS PHAN HUY HOÀNG Hà Nội - 2018 Phạm Văn Hùng Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật Hóa học LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan: Luận văn cơng trình nghiên cứu thực cá nhân tôi, thực hướng dẫn PGS.TS Phan Huy Hoàng Các số liệu, kết luận nghiên cứu trình bày luận văn trung thực không chép kết nghiên cứu tác giả khác Tôi xin chịu trách nhiệm nghiên cứu Học viên Phạm Văn Hùng i Phạm Văn Hùng Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật Hóa học LỜI CẢM ƠN Sau hai năm học tập rèn luyện Trường Đại học Bách Khoa Hà nội, biết ơn kính trọng, tác giả xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu, phòng, khoa thuộc Trường Đại học Bách khoa Hà Nội thầy cô nhiệt tình giảng dạy tạo điều kiện thuận lợi giúp đỡ tác giả trình học tập làm Luận văn Đặc biệt, tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn lời cảm ơn sâu sắc tới PGS.TS Phan Huy Hoàng, người thầy trực tiếp hướng dẫn, giúp đỡ tác giả suốt trình thực đề tài Xin chân thành cảm ơn cán giảng viên Bộ môn CN Xenluloza – Giấy, Viện Kỹ thuật Hóa học, Đại học Bách khoa Hà Nội; cảm ơn Cử nhân Cơng nghệ Kỹ thuật Hóa học K58, Đại học BKHN: Trần Hải Linh Nguyễn Diệu Linh thành viên nhóm nghiên cứu; cảm ơn TS Hồng Anh Tuấn nhóm nghiên cứu Trường Đại học GTVT thành phố HCM hỗ trợ tơi hồn thành số nghiên cứu luận văn Cuối gửi lời cảm sâu sắc đến người thân, bạn bè, đồng nghiệp đặc biệt gia đình tạo điều kiện thuận lợi động viên tơi q trình hồn thành Luận văn Em xin trân trọng cảm ơn./ Hà Nội, tháng năm 2018 Học viên Phạm Văn Hùng ii Phạm Văn Hùng Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật Hóa học MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT v DANH MỤC BẢNG vi DANH MỤC HÌNH VÀ CÁC BIỂU ĐỒ vii MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN .3 1.1 Tổng quan tràn dầu biển .3 1.1.1 Nguyên nhân hậu tràn dầu 1.1.2 Các phương pháp xử lý 10 1.2 Tổng quan nguyên liệu rơm rạ phế thải .15 1.3 Tổng quan polyurethane 17 CHƯƠNG PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 18 2.1 Phương pháp phân tích thành phần, tính chất rơm rạ 18 2.2 Các phương pháp tiền xử lý rơm rạ để tăng khả hấp phụ 21 2.3 Tạo vật liệu hấp phụ từ Polyurethane độn rơm rạ 23 2.4 Xác định hệ số hấp phụ dầu vật liệu chế tạo 25 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 28 3.1 Thành phần hóa học dung lượng hấp phụ dầu rơm rạ 28 3.2 Nghiên cứu tiền xử lý rơm rạ nhằm tăng khả hấp phụ 29 3.2.1 Tiền xử lý nước nóng 30 3.2.2 Tiền xử lý xút 32 3.2.3 Tiền xử lý axit H2SO4 .33 3.2.4 Tiền xử lý axit axetic 34 3.2.4.1 Nghiên cứu ảnh hưởng thời gian 35 3.2.4.2 Nghiên cứu ảnh hưởng nhiệt độ 36 3.2.4.3 Nghiên cứu ảnh hưởng tỷ dịch 36 iii Phạm Văn Hùng Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật Hóa học 3.2.5 Lựa chọn quy trình tiền xử lý rơm rạ thích hợp 37 3.3 Nghiên cứu chế tạo vật liệu hấp phụ từ polyurethan rơm rạ .38 3.3.1 Nghiên cứu ảnh hưởng tỷ lệ độn rơm rạ 38 3.3.2 Nghiên cứu ảnh hưởng kích thước rơm rạ thời gian 40 3.3.3 Nghiên cứu ảnh hưởng thành phần polymer .42 3.3.4 Quy trình chế tạo vật liệu .43 KẾT LUẬN 45 TÀI LIỆU THAM KHẢO 46 iv Phạm Văn Hùng Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật Hóa học DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT PP Polypropylen PU Polyurethane PS Polystyren TAIPPI Hiệp hội kỹ thuật công nghiệp bột giấy giấy Mỹ GOST Tiêu chuẩn LB Nga ASTM Tiêu chuẩn Việt nam DO Điesen v Phạm Văn Hùng Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật Hóa học DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1 Các thông số kĩ thuật dầu Diesel (DO) 26 Bảng 3.1 Thành phần hóa học rơm rạ sử dụng nghiên cứu .28 Bảng 3.2 Dung lượng hấp phụ dầu mẫu rơm rạ chưa xử lý 29 Bảng 3.3 Dung lượng hấp phụ dầu mẫu xử lý nước 31 Bảng 3.4 Dung lượng hấp phụ dầu mẫu xử lý bổ sung xút .32 Bảng 3.5 Dung lượng hấp phụ dầu mẫu xử lý bổ sung axits sunfuric 34 Bảng 3.6 Dung lượng hấp phụ dầu mẫu xử lý axit axetic thời gian khác 35 Bảng 3.7 Dung lượng hấp phụ dầu rơm rạ xử lý axit axetic nhiệt độ khác .36 Bảng 3.8 Dung lượng hấp phụ dầu rơm rạ xử lý axits axetic tỉ dịch khác 37 Bảng 3.9 Dung lượng hấp phụ mẫu sử dụng rơm rạ kích thước 0,5mm 38 Bảng 3.10 Dung lượng hấp phụ mẫu sử dụng rơm rạ kích thước 0,7mm 39 Bảng 3.11 Dung lượng hấp phụ mẫu sử dụng rơm rạ kích thước 3mm 39 vi Phạm Văn Hùng Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật Hóa học DANH MỤC HÌNH VÀ CÁC BIỂU ĐỒ Hình 1.1 Vùng biển Quy Nhơn – Bình Định ô nhiễm nặng dầu loang Hình 1.2 Sự cố tràn dầu từ kho chứa đèo Hải Vân gây ô nhiễm nghiêm trọng vùng biển Vịnh Đà nẵng Hình 1.3 Tràn dầu biển Quy Nhơn – Bình Định 10 Hình 2.1 Hình ảnh thiết bị xử lý rơm rạ 22 Hình 2.2 Sơ đồ chế tạo vật liệu hấp phụ dựa polyurethane độn rơm rạ 23 Hình 2.3 Ảnh vật liệu polyurethan nguyên chất cắt với kích thước 2x2x1mm 24 Hình 2.4 Ảnh vật liệu hấp phụ với tỷ lệ độn 5% rơm rạ kích thước 0,5mm cắt với kích thước 2x2x1mm 24 Hình 2.5 Ảnh vật liệu hấp phụ với tỷ lệ độn 15% rơm rạ kích thước 0,5mm cắt với kích thước 2x2x1mm 25 Hình 2.6 Ảnh vật liệu hấp phụ với tỷ lệ độn 25% rơm rạ kích thước 0,5mm cắt với kích thước 2x2x1mm 25 Hình 2.7 Hình ảnh thử nghiệm hấp phụ dầu với vật liệu rơm rạ tiền xử lý .27 Hình 2.8 Hình ảnh thử nghiệm hấp phụ dầu với vật liệu hấp phụ kết hợp rơm rạpolyurethan 27 Hình 3.1 Ảnh hưởng kích thước rơm rạ đến hiệu hấp phụ 40 Hình 3.2 Ảnh hưởng thành phần Polymer tới vật liệu hấp phụ 43 vii Phạm Văn Hùng Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật Hóa học MỞ ĐẦU Ơ nhiễm dầu dầu tràn dù nồng độ dầu nước 0,1mg/l gây chết lồi sinh vật phù du ảnh hưởng lớn đến non ấu trùng sinh vật đáy biển Ô nhiễm biển địa phương có cảng biển lớn phần lớn loại tàu cá, tàu du lịch, tàu quân thường xuyên rửa tàu, xả thải dầu máy, nước dằn tàu, xả trực tiếp nước thải lẫn dầu xuống biển Với đặc điểm dầu chất phức tạp, chất hữu cao phân tử nên xảy cố tràn dầu tác động làm ảnh hưởng đến môi trường thời gian dài khó xử lý Chúng làm thay đổi tính chất hóa lý nước biển, tác động xấu tới động thực vật thủy sinh biển, việc làm muối, nuôi trồng thủy sản du lịch biển Do đó, nghiên cứu xử lý nhiễm dầu nước biển vấn đề cấp thiết Nước ta nước nông nghiệp, giàu tiềm sinh khối với sản lượng thực, thực phẩm hàng năm lớn kèm với lượng lớn phế phụ phẩm sau thu hoạch (rơm rạ, thân ngô, lõi ngô…) Mặc dù đánh giá dạng nguyên liệu sinh khối tiềm lượng phế thải chưa tận dụng hiệu quả, chủ yếu chưa có cơng nghệ chế biến phù hợp đáp ứng hiệu kinh tế môi trường định Việc dẫn đến gây lãng phí lớn nguồn tài nguyên sinh khối thực vật nhiều vấn đề môi trường nghiêm trọng Ngày nay, sinh khối lignoxenlulo bao gồm gỗ hay loại thực vật phi gỗ chứa xơ sợi, tiềm phế phụ phẩm nơng nghiệp, đa dạng có tính chất phù hợp làm nguyên liệu sản xuất nhiều sản phẩm có giá trị Là nguồn nguyên liệu tái sinh, giá thành khơng cao, khơng cịn nghi ngờ dạng nguyên liệu nguồn cung cấp hóa chất, vật liệu thiết yếu cho người tương lai thay nguồn nguyên liệu hóa thạch Sản xuất vật liệu hóa chất “xanh” từ nguồn nguyên liệu lignoxenlulo, hướng nghiên cứu phát triển công nghệ trọng tâm giới Vì vậy, việc tận dụng nguồn phế phụ phẩm nông nghiệp rơm rạ để chế tạo vật liệu hấp phụ có dung lượng hấp phụ cao nhằm xử lý ô nhiễm dầu biển giải pháp hữu ích giải