Đề tài tái chế nhựa thành nguyên liệu đốt

Như vậy trong tương lai các loại sản phẩm từ việc tái chế nhựa phế thải này có thểthay thế được dầu, nó sẽ giúp chúng ta giải quyết được hai vấn đề về việc xử lý nhựaphế thải và sự cạn k

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÀ RỊA - VŨNG TÀU

KHOA HÓA HỌC & CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

NGHIÊN CỨU KHOA HỌC

ĐỀ TÀI: CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN NHIÊN LIỆU TỪ

NHỰA PHẾ THẢI ” NĂM HỌC 2013-2014

NHÓM: 13

LỚP: DH11H1

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN: LƯƠNG SƠN TÙNG

Bà Rịa-Vũng Tàu, tháng 9 năm 2013

DANH SÁCH NHÓM1.

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TÀI LIỆU

1.1 Tổng quan về nhựa phế thải.

1.1.4 Các phương pháp xử lý nhựa phế thải

1.1.4.1 Tái chế nhựa phế thải

1.1.4.2 Phương pháp đốt

1.1.4.3 Phương pháp khí hóa

1.1.4.4 Phương pháp thủy hóa

1.1.4.5 Phương pháp nhiệt phân – Pyrolysis

CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP NHIỆT PHÂN

I Buồng đốt sơ cấp.

1.1 Nguồn nguyên liệu.

1.2 Đặc tính và công dụng của một số loại nhựa.

1.2.1 Polyetylen

1.2.2 Polyprotylen.

1.2.3 Polyvinyl clorua.

1.2.4 Polycacbonat.

1.2.5 Polyetylen terephthalat.

1.3 Quy trình xử lý và tái tạo nguồn chất thải.

1.3.1 Sơ đồ tổng quát của quy trình đốt rác thải

1.3.2 Thuyết minh quy trình chung

1.3.3 Mục đích của buồng đốt sơ cấp.

II Buồng đốt thứ cấp

2.1 Nguyên liệu

2.2 Quy trình

2.2.1 Nhiệt phân trong điều kiện thiếu oxi

2.2.2 Quá trình thu sản phẩm và tạo cốc

LỜI MỞ ĐẦU

Song song với sự phát triển kinh tế - xã hội, tốc độ đô thị hóa và công nghiệp hóacao hiện nay là vô vàn những vấn đề nảy sinh và gây nhức nhối Trong những vấn đề đóthì sự gia tăng lượng chất thải gây ô nhiễm môi trường và sự cạn kiệt dần các nguồnnhiên liệu hóa thạch là những vấn đề mà nhiều quốc gia không riêng gì Việt Nam phảiđau đầu

Trong các loại rác, khó xử lý hiện nay là những rác thải có nguồn gốc từ nhựa.Thông thường thì các vật liệu từ nhựa như bao bì nylon, chai nhựa, đa phần chúngđược xử lý bằng phương pháp chôn lấp, đốt, một số ít trong số chúng được xử lý bằngphương pháp tái chế, sản xuất phân vi sinh Tuy nhiên với phương pháp đốt sẽ sinh ranhiều khí độc hại cho môi trường, trong đó có cả chất dioxin Bên cạnh đó nếu sử dụngphương pháp chôn lấp, chúng ta đã vô tình bỏ đi một nguồn nhựa đáng quý

Như các bạn đã biết nguồn nhiên liệu hóa thạch như than đá, dầu mỏ đang dần cạnkiệt Và theo tính toán của nhiều nhà khoa học thì chúng chỉ có thể đáp ứng nhu cầu chochúng ta trong khoảng 40 năm nữa[1] Vậy chúng ta sẽ làm gì khi nguồn nhiên liệu đóhết? Đó là một câu hỏi khó

Tuy nhiên nhờ những cải tiến khoa học mới đây, chúng ta có thể tạm giải quyết đượchai vấn đề trên Đó là việc người ta có thể chuyển hàng tỉ tấn nhựa không tái chế đượcthành nhiên liệu cho động cơ các loại ô tô thay vì đem chôn gây bất ổn cho môi trường

Kỹ thuật đó có tên là sự nhiệt phân – Pyrolysis Hiện đang có hơn 10 công ty của Hoa

Kỳ và một số nước khác nghiên cứu để cải tiến hoàn thiện phương pháp này Trong đócũng có vài nhà máy đang sản xuất dầu thô cũng như dầu diesel tổng hợp[2]

Như vậy trong tương lai các loại sản phẩm từ việc tái chế nhựa phế thải này có thểthay thế được dầu, nó sẽ giúp chúng ta giải quyết được hai vấn đề về việc xử lý nhựaphế thải và sự cạn kiệt của nhiên liệu hóa thạch trước khi tìm được một nguồn nhiên liệu

được tạo ra từ nhựa phế thải có giá thành thấp thấp hơn so với dầu điezen được sản xuất

từ dầu mỏ Chính vì những lý do này mà chúng tôi tiến hành đề tài nghiên cứu “ Côngnghệ chế biến nhựa phế thải thành nhiên liệu đốt ” nhằm giúp mọi người hiểu sâu hơn vềcông nghệ này

DANH MỤC SƠ ĐỒ

Sơ đồ 1 : Quy trình tái chế túi nilon phế thải

Sơ đồ 2: Sơ đồ công nghệ đốt nhựa phế thải

Sơ đồ 3: Quá trình nhiệt phân nhựa phế thải

Sơ đồ 4: Sơ đồ lò đốt thùng quay

DANH MỤC HÌNH

Hình 1: Sản lượng nhựa Việt Nam 2000-2010

Hình 2: Phân loại hạt nhựa theo nhu cầu ở Việt Nam 2010

Hình 11: Sơ đồ hệ thống xử lý khí SO2 theo quy trình ASARCO

Hình 12: Sơ đồ hệ thống xử lý khí SO2 bằng than hoạt tính

Hình 3.27: Sơ đồ xử lý khí H2S ằng Natri cacbonat

Hình 3.17: Sơ đồ xử lý khí hydro sunfua bằng amoni cacbonat

Hình 3.29: Sơ đồ xử lý khí H2S bằng amoniac

Hình 3.32: Sơ đồ xử lý khí H2S bằng NaOH hoặc sữa vôi

TỪ VIẾT TẮT

LDPE : Polyetylen tỉ trọng thấpHDPE : Polyetylen tỷ trọng caoPET : Polietylen TerephthalatPVC : Polyvinyl clorua

PP : Polypropylen

PS : Polystyren

PMMA : Polymetyl metacrylat

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1Tổng quan về nhựa.

1.1.1 Định nghĩa.

Nhựa là các hợp chất cao phân tử, được dùng làm vật liệu để sản xuất nhiều loại vậtdụng trong đời sống hằng ngày cho đến những sản phẩm công nghiệp, gắn với đời sốnghiện đại của con người Chúng là những vật liệu có khả năng bị biến dạng khi chịu tácdụng của nhiệt, áp suất và vẫn giữ được sự biến dạng đó khi thôi tác dụng

Các loại nhựa này sau khi đã qua sử dụng sẽ trở thành nhựa phế thải được thu gomlại và tiến hành các biện pháp xử lý thich hợp

Thành phần chủa nhựa phế thải gồm: polyetylen PE (LDPE, HDPE,…), PP,PVC, PVA PS, PET Trong đó chiếm phần lớn là nhựa PE

Polyetylen (PE) là loại nhựa thông dụng trong cuộc sống, chúng có một số tínhchất như sau:

- Trong suốt, hơi có ánh mờ, có bề mặt bóng láng, mềm dẻo

- Chống thấm nước và hơi nước tốt

- Tính chống thấm khí O2, CO2, N2 và dầu mỡ kém

- Chịu được nhiệt độ cao trong thời gian ngắn

- Có thể hấp thu và giữ mùi trong bao bì

- Bị căng phồng và dễ hư hỏng khi tiếp xúc với tinh dầu thơm, với các chất tẩy rửanhư Alcol, Aceton, H2O2,…

đồ gia dụng bằng nhựa….

- Nhựa PET: Vỏ chai nước khoáng, nước mắm, dầu ăn…

- Nhựa PVC: Ống nước; tấm lợp nhựa; dây điện…

- Nhựa PP: Bao bì xác rắn; một số loại nhựa cứng…

- Nhựa PS: Hộp xốp bọc vỏ máy; vỏ bút bi, cốc đựng nước…

1.1.2.2 Dựa vào phản ứng với nhiệt độ[2]:

- Nhựa nhiệt dẻo: Là loại nhựa khi nung nóng đến nhiệt độ chảy mềm Tm thì nóchảy mềm ra và khi hạ nhiệt độ thì nó đóng rắn lại Thường tổng hợp bằngphương pháp trùng hợp Các mạch đại phân tử của nhựa nhiệt dẻo liên kếtbằng các liên kết yếu (liên kết hydro, vanderwall) Tính chất cơ học không caokhi so sánh với nhựa nhiệt rắn Nhựa nhiệt dẻo có khả năng tái sinh đượcnhiều lần, ví dụ như : polyetylen (PE), polypropylen (PP), polystyren (PS),poly metyl metacrylat (PMMA), poly butadien (PB), poly etylen tere phtalat(PET), …

- Nhựa nhiệt rắn: là hợp chất cao phân tử có khả năng chuyển sang trạng tháikhông gian 3 chiều dưới tác dụng của nhiệt độ hoặc phản ứng hóa học và sau

đó không nóng chảy hay hòa tan trở lại được nữa, không có khả năng tái sinh.Một số loại nhựa nhiệt rắn: ure focmadehyt [UF], nhựa epoxy, phenolfocmadehyt [PF], nhựa melamin, poly este không no…

1.1.2.3 Theo ứng dụng[2]:

- Nhựa gia dụng: dùng để chế tạo các chi tiết hay sản phẩm có độ chính xác cao

và cơ tính không cần cao như dép nhựa, thau giặt đồ, ống nước,…

- Nhựa kỹ thuật: là những loại nhựa mà chất lượng trội hơn nhiều so với nhựathông dụng như PE và PS trong tính chất cơ lý như độ bền kéo, độ khángnhiệt,… và được sử dụng sản xuất cho các chi tiết máy và chi tiết yêu cầu tínhnăng cao

- Nhựa chuyên dùng: là những loại nhựa tổng hợp gồm FLOURINGTED

ETHYLEN PROPYLENE (FEP), SILICONE (SI), PE trọng lượng phân tửcực kỳ cao,…chỉ sử dụng trong một số lĩnh vực riêng biệt

1.1.3 Tác hại và hiện trạng của nhựa phế thải

1.1.3.1 Tác hại

Với tính năng rẻ, nhẹ, bền và tiện lợi, các sản phẩm từ nhựa đặc biệt là túi nilon đã

và đang sử dụng ngày càng nhiều kéo theo đó là lượng rác thải nhựa thải ra ngoài môitrường cũng tăng theo từng ngày Chỉ 40% lượng rác thải này được thu gom và tái sửdụng, còn 60% còn lại được thải trực tiếp ra ngoài môi trường nó có tác động tiêu cựcnhư: tắc nghẽn các đường ống dẫn nước thải, dòng chảy gây ngập lụt đô thị, làm phátsinh ruồi muỗi gây ra các bệnh dịch

Ngoài ra, nó còn làm mất mỹ quan và gây ô nhiễm hệ sinh thái: các túi nilon chuivào đất làm cản trở các quá trình sinh trưởng của cây cỏ, gây sói mòn đất rác thải nhựatrôi nổi trên đại dương, các dòng sông, suối, ao, hồ sẽ giết chết bất kỳ sinh vật nào nuốtphải chúng

Tóm lại, nếu rác thải nhựa không được thu gom và xử lý hợp lý thì chúng sẽ dầnhủy hoại môi trường sống và lâu dài sẽ trực tiếp ảnh hưởng đến sức khỏe, đến cuộc sốngcủa con người

1.1.3.2 Hiện trạng

Trong thời đại hiện nay, chúng ta hầy như sống trong một môi trường bị baoquanh bởi nhựa tổng hợp các sản phẩm làm từ nhựa rất nhiều

Hình 1: sản lượng nhựa Việt Nam 2000-2010[3].

Người Việt nam chúng ta đang tiêu dùng khoảng 30-40 ký nhựa/người/năm, vớidân số 90 triệu dân thì tổng số lượng tiêu thụ nhựa mỗi năm là một con số khổng lồ.Riêng Thành Phố Hồ Chí Minh có khoảng 30 tấn nylon được sử dụng mỗi ngày trongcác chợ, siêu thị, trung tâm thương mại ở TP.HCM và 34-60 tấn/ngày tương đương từ

5 – 9 triệu túi nylon/ngày từ các hộ dân Và hầu như chúng đều được phát thải ra môitrường, trong đó khu vực phát sinh nhiều nhất là chợ chiếm 70%, kế đến là siêu thị25% và cuối cùng là trung tâm thương mại 3% Đây là những con số rất đáng báođộng Sử dụng càng nhiều thì lượng thải ra môi trường cũng càng nhiều Ước tính mỗinăm có khoảng 250.000 tấn chất thải nhựa trên địa bàn TP.HCM Trong đó, khoảng48.000 tấn chất thải nhựa bị chôn lấp cùng các loại chất thải khác mỗi năm Cònkhoảng 200.000 tấn chất thải nhựa tồn lưu, được thu mua để tái chế hoặc phát tán vàomôi trường Theo Trung tâm Nghiên cứu ứng dụng chất dẻo và đào tạo Vinaplast,Việt Nam có hơn 2.000 doanh nghiệp hoạt động sản xuất, kinh doanh trong lĩnh vựcnhựa

Hình 2: Phân loại hạt nhựa theo nhu cầu ở Việt Nam 2010[3].

1.1.4 Các phương pháp xử lý nhựa phế thải.

1.1.4.1 Tái chế nhựa phế thải.

Theo nguyên tắc có 3 phương pháp khác nhau để tái chế nhựa đó là:

Tái chế bằng phương pháp hóa học:

Các chất polime không ổn định trong môi trường nhiệt động học khi nhiệt độgiatăng sẽ bị biến chất, vì vậy có thể sử dụng các quy trình ép nhựa làm giảm trọnglượng phân tử Phương pháp này sẽ là bước xử lý trước khi tiến hành xử lý hóa học.

Xử lý hóa học chỉ có ý nghĩa khi các sản phẩm thu được không chỉ sử dụng làmnhiên liệu mà còn làm vật liệu thô để sản xuất nhựa tổng hợp mới

Tái chế bằng phương pháp nhiệt:

Chất thải nhựa là các polime liên kết ngang có thể được sử dụng làm phin lọc hoặc

để chuyển đổi thành các sản phẩm có trọng lượng phân tử thấp Có thể tái chếpolyurethane (nhựa tổng hợp dùng chế tạo sơn), mặc dù có những hạn chế nhấtđịnh Chất thải là đế giày bằng polyurethane có thể được sử dụng để sản xuất ra đếgiày mới

Trộn cùng nhựamới với chất độn

Bán nguyênliệu nhựa

Gia công sảnphẩmLưu, bán sản

phẩm tái chế

 Ưu điểm

- Đơn giản, dễ thực hiện

- Không tốn nhiều công lao động

dư khí

Đốt là giai đoạn xử lý cuối cùng được áp dụng khi không thể xử lý bằng các biệnpháp khác Thường d9oy61 bằng nhien liệu hoạc dầu trong các lò đốt chuyên dụng vớinhiệt độ trên 1000oC Nhiệt tạo ra trong quá trình đốt được tận dụng đun nồi hơi chạytuabin phát điện

 Ưu điểm

- Thể tích và khối lượng CTR giảm tới mức nhỏ nhất

- Thu hồi được nhiệt

- CTR có thể xử lý tại chỗ

- Cần một diện tích tương đối nhỏ

- Tro, cặn còn lại chủ yếu là vô cơ, trơ về mặt hóa học

 Nhược điểm

- Khí thải từ các lò đố gây ô nhiễm môi trường, đặc biệt là đioxin

- Vận hành quy trình phức tạp, cần năng lực kỹ thuật và tay nghề cao

- Giá thành đầu tư lớn, chi phí tiêu hao năng lượng và chi phí xử lý cao

1.1.4.3 Phương pháp khí hóa.

Là quá trình đốt không hoàn toàn chất thải rắn có nguồn gốc chất dẻo dưới điều kiệnthiếu không khí Đây là kỹ thuật đốt có hiệ quả về mặt năng lượng với mục đích giảmthể tích chất thải và thu hồi năng lượng.

Sản phẩm: quá trình đốt cháy một phần nhiên liệu thu được sản phẩm cháy giàuCO2, H2 và một số Hydrocacbon mà chủ yếu là CH4 Khí hóa ở áp suất khí quyển sửdụng không khí làm tác nhân oxi hóa thu được sản phẩm có năng lượng hấp chứa CO2,CO,H2,CH4 và hắc ín chứa cacbon, chất trơ và phần lỏng như dầu nhiệt phân

Khi oxi nguyên chật được dùng làm chất oxi hóa thay cho không khí thì khí sinh ra

có nhiệt trị cao hơn (khoảng 11.200 kJ/m3)

- Đòi hỏi kỹ thuật cao

- Thời gian khí hóa lâu hơn thời gian đốt

1.1.4.4 Phương pháp thủy nhiệt.

Là phương pháp đốt ở nhiệt độ 350 °C trong điều kiện thiếu oxy và có bổ sung hơinước để thu được dầu dạng thô Từ dầu thô này sẽ tiếp tục xử lý để cho ra xăng dùngcho động cơ và dầu điezen để chạy máy

1.1.4.5 Phương pháp nhiệt phân.

Là quá trình xử lý nhựa phế thải bằng nhiệt trong môi trường hoàn toàn không cóoxi Tuy nhiên, trong thực tế không thể đạt được trạng thái không oxi hoàn toàn, nêntrong sản phẩm nhiệt phân luôn chứa một phần nhỏ sản phẩm oxi hóa

Phản ứng quan trọng nhất trong quá trình nhiệt phân là bẻ gạy mạch cacbon, chúngtạo thành những gốc tự do và có đăc tính chuỗi, nhiệt độ càng tăng thì sự cắt mạch càngsâu

Nhìn chung sản phẩm của quá trình nhiệt phân bao gồm: khí metan, hydro, CO,

CO2 ; lỏng: dầu nhiệt phân; rắn (than)

CHƯƠNG 2: Phương Pháp nhiệt Phân[4]

Gồm 2 phân đoạn: Phân đoạn buồng đốt sơ cấp và buồng đốt thứ cấp

I Phân đoạn buồng đốt sơ cấp

1.1 Nguồn nguyên liệu

Quá trình đốt cháy: Chất thải rắn + O2 sản phẩm cháy + Q (nhiệt)

Sản phẩm: bụi, NOx, CO, CO2, SOx, HCl, HF, hơi nước

Tùy thuộc vào từng loại chất thải để chia theo tính chất khác nhau:

- Tính vật lý: khối lượng riêng, kích thước hạt, khả năng giữ nước hay tính thẩm

thấu của rác thải

- Tính hóa học: hàm lượng chất hữu cơ, điểm nóng chảy của tro, thành phần

nguyên tố CTR, nhiệt trị

- Tính sinh học: khả năng phân hủy sinh học, sự phát mùi hôi.

 Nguồn phát sinh chất thải rắn:

Trước tiên nói về chất thải công ngiệp, đến nay cả nước đã có gần 140 khu côngnghiệp (KCN), khu chế xuất (KCX) được thủ tướng chính phủ quyết định thành lập,phân bố trên gần 50 tỉnh thành trong cả nước Quá trình xây dựng và phát triển cácKCN, KCX đã góp phần đặc biệt quan trọng trong phát triển kinh tế nước ta Tuy nhiên,vấn đề môi trường tại đây hiện dang còn nhiều bất cập và ngày càng trở nên bức xúc.Ngoài ra, lượng chất thải rắn sinh hoạt( CTRSH) tại các đô thị nước ta đang có xuthế phát sinh ngày càng tăng Tổng lượng phát sinh CTRSH tại các đô thị của các tỉnhthành trên cả nước lên đến 7 triệu tấn/năm, trong đó CTRSH phát sinh từ các hộ giađình, nhà hàng, các chợ và kinh doanh là chủ yếu Lượng còn lại từ các công sở, đườngphố, các cơ sở y tế

Chúng ta thử hình dung rằng, lượng chất thải rắn này nếu không được xử lý thì sẽảnh hưởng như thế nào tới môi trường, hậu quả thật khó lường Tuy vậy, trong bối cảnhnguồn nguyên liệu tự nhiên đang ngày càng cạn kiệt thì đây sẽ là một nguyên liệu cựclớn cho quá trình tái chế, tái tạo năng lượng

1.2 Đặc tính và công dụng của một số loại nhựa

1.2.1 Polyetylen

 Trong suốt, hơi có ánh mờ, có bề mặt bóng láng, mềm dẻo

 Chịu đươc nhiệt độ cao trong thời gian ngắn

 Bị căng phồng và hư hỏng khi tiếp xúc với tinh dầu thơm hoặc các chất tẩynhư Alcol, Acêton, H2O2…

giữ mùi trong bản thân bao bì, và cũng chính mùi này có thể được hấp thu bởithực phẩm chứa chúng, gây mất giá trị cảm quan của sản phẩm

giãn dài do đó được chế tạo thành sợi Đặc biệt khả năng bị xé rách dễ dàng khi

có một vết cắt hay lỗ nhỏ,

 Trong suốt, độ bóng bề mặt cao, khả năng in ấn cao, nét in rõ,

 Chịu được nhiệt trên 1000C, có tính chống thấm O2, dầu mỡ và các khí khác

 Dùng làm bao bì một lớp chứa đựng và bảo quản thực phẩm,

 Tạo thành sợi, dệt thành bao bì dựng lương thực , ngũ cốc có khối lượng lớn,

tính chống thấm khí, hơi nước, tạo khả năng in ấn cao, tạo đọ bóng cao co baobì

1.2.3 Polyvinyl clorua

Sản phẩm PVC trước đây được sử dụng với số lượng lớn, nhưng ngày nay đã bị PEvượt qua Hiện nay, PVC phần lớn dùng để bao bọc dây cáp điện, làm ống thoát nước,

áo mưa, màng nhựa gia dụng…

Trong PVC có chất vinychloride, thường được gọi là VCM có khả năng gây ungthư (phát hiện năm 1970)

Bao bì PVC có những khuyết điểm như sau:

 Tỉ trọng; 1,4g/cm2 cao hơn PE và PP nên phải tốn một lượng lớn PVC để cóđược một diện tích màng cùng độ dày so với PE và PP,

bọc các loại thực phẩm bảo quản, lưu hành trong thời gian ngắn như thịt sống, rauquả tươi…

 Trong suốt, tính bền cơ học và độ cứng cao, có khả năng chống mài mòn vàkhông bị tác động bởi các thành phần thực phẩm.

 Chịu nhiệt cao ( trên 1000C)

suej mài mòn cao,

 Trơ với môi trường thực phẩm, trong suốt,

 Chống thấm khí O2 và CO2 tốt hơn các loại nhựa khác,

tinh khiết, nước giải khát có gas

1.3 Quy trình xử lý và tái tạo nguồn chất thải

1.3.1 Sơ đồ tổng quát của quy trình đốt rác thải:

T 0 : 100 0 C Hơi ẩm

Chất thải

Buồng đốt

6 4c

4d

8

Buồng đốtthứ cấp

Tro xỉ

Thiết bị xử lý khí thải

BỂ TRỘN CHỊU NHIỆT

XỬ LÝ

SƠ BỘ

PHÂN LOẠI

NGUYÊN LIỆU CHÍNH

LÀM SẠCH

MÁY NGHIỀN

LÒ NUNG NHIỆT

ĐỘ CAO

MÁY ÉP GẠCH

MÁY NGHIỀN NHỎ

PHỤ GIA

CHẤT KẾT DÍNH

RÁC

THẢI

BUỒNG SẤY

8 7a

Sơ đồ 3: Quá trình nhiệt phân nhựa phế thải

- Trước khi đi vào buồng đốt sơ cấp nguồn nguyên liệu (rác thải) sau khi xử lý sơ bộ( khử mùi , diệt khuẩn), được đưa vào dây chuyền phân loại Tại đây chúng đượcphân làm hai nhánh:

 Thứ nhất là các rác thải rắn như nhựa,túi nilon, đây là nguyên liệu chính cho quytrình nhiệt phân

nguyên liệu cho quy trình sản xuất gạch chịu nhiệt Hai quy trình sản xuất này sẽdiễn ra một cách đồng thời để tận dụng hết các nguồn năng lượng được tạo ra

- Nguyên liệu chính sẽ được làm sạch một lần nữa trước khi cho vào máy nghiền Tạicông đoạn nghiền này nguồn nguyên liệu chính sẽ được nghiền nhỏ nhằm mục đíchtăng bề mặt tiếp xúc nhiệt của nguyên liệu, đồng thời hơi ẩm thoát ra triệt để khichúng ta gia nhiệt

- Sau khi nguyên liệu đảm bảo các bước trên, nguyên liệu bắt đầu đi vào buồng đốt sơcấp Tại đây có các quy trình xảy ra gồm:

- Sấy khô( bốc hơi nước) nguyên liệu: nguyên liệu được đưa vào buồng đốt sẽ thunhiệt từ không khí nóng của buồng đốt, nhiệt độ của nguyên liệu đạt trên 1000C, quátrình thoát hơi ẩm xảy ra mãnh liệt, khi nhiệt độ tăng sẽ xảy ra quá trình nhiệt phân

và tạo khí gas

DẦU THÔ

THU HỒI KHÍ SỐC NHIỆT

SẢN PHẨM Gạch chịu nhiệt

- Quá trình phân hủy nhiệt tạo khí gas và cặn carbon: chất thải bị phân hủy nhiệt sinh

ra khí gas, tức các hợp chất hữu cơ phức tạp thành các chất đơn giản như: CH4, CO,H2… Thực tế, với sự có mặt của oxi và khí gas trong buồng nhiệt phân ở nhiệt độcao đã xảy ra quá trình cháy, nhiệt sinh ra lại tiếp tục cấp cho quá trình nhiệt phân,như vậy đã sinh ra quá trình “ tự nhiệt phân và tự đốt sinh năng lượng” mà khôngcần đòi hỏi phải bổ sung năng lượng( nhiệt ) từ bên ngoài, do vậy đã tiết kiệm đượcnăng lượng Thông qua quá trình kiểm soát chế độ cấp khí và diễn biến nhiệt độ ởbuồng sơ cấp sẽ đánh giá được giai đoạn: sấy, khí hóa và đốt cặn trong buồng nhiệtphân

- Quá trình nhiệt phân thường bắt đầu từ 2500C – 6500C, thực tế để nhiệt phân chất thảingười ta thường tiến hành ở nhiệt độ từ 4250C – 7600C Khi quá trình nhiệt phân kếtthúc, sẽ hình thành tro và cặn carbon

1.3.3 Mục đích của buồng đốt sơ cấp

Mục đích chính của buồng đốt sơ cấp là sấy khô làm bốc hơi nước của nguyênliệu

Mặc dù, trong buồng đốt sơ cấp này, quá trình chính chỉ là việc cấp nhiệt để sấykhô nguyên liệu, tuy nhiên , một số chất thải có trong nguyên liệu có nhiệt độ phân hủythấp sẽ bị phân hủy ngay trong buồng đốt này Lượng khí thoát ra từ việc phân hủy cácchất này sẽ được hoàn lưu lại trong buồng đốt nhằm gia tăng nhiệt độ để quá trình sấykhô diễn ra triệt để Ngoài ra, với việc chúng ta hoàn lưu dòng khí này còn có ý nghĩa làtiết kiệm được năng lượng (lượng nhiệt cần cung cấp) trong quá trình nạp nhiệt

Ngoài mục đích chính nêu trên, buồng đốt sơ cấp còn có ý nghĩa làm giảm nhiệtlượng cần cung cấp cho buồng đốt thứ cấp

II.Buồng đốt thứ cấp

2.1 Nguyên liệu:

Toàn bộ sản phẩm sau đốt từ buồng đốt sơ cấp sẽ được chuyể qua buồng đốt thứcấp Tại đây nhựa được nhiệt phân ở các điều kiện khác nhau và quá trình đốt có hiệu

xuất cao nhất trong toàn bộ quy trình.

2.2Quy trình:

2.2.1 Nhiệt phân trong điều kiện thiếu oxi:

Tại buồng đốt diễn ra quá trình cháy trong điều kiên thiếu oxi, nhiệt lượng cung cấpcho quá trình được cung cấp một phần bởi nhiêt lượng thu được từ buồng đốt sơ cấp vàkhí chưa xử lý hết khi kết thúc chu kì đốt tại buồng thứ cấp để tạo vòng tuần hoàn nănglượng và giảm lượng khí thải cần xử lý

2.2.2 Quá trình thu sản phẩm và tạo cốc

Dưới tác dụng của nhiệt, từ các hydrocacbon ban đầu sẽ bị gãy mạch tạo cáchydrocacbon mạch ngắn hơn

 Đánh giá quy trình công nghệ:

- Quá trình an toàn, hiệu quả, tính kinh tế cao

- Nhựa phế thải gần như chuyển hóa hoàn toàn thành cốc trong buồng đốt

- Tân dụng nguồn năng lượng trong quá trình đốt

- Yêu cầu có ki thuật khi vận hành

- Sản phẩm sau nhiệt phân có thể gây ô nhiễm môi trường, cần có hệ thống xử lýtốt

2.3 Các phản ứng trong buồng đốt

2.3.1 Phản ứng cracking:

 Nguyên tắc phản ứng nhiệt phân có xúc tác:

 Tồng quan, điều kiện

- Quá trình nhiệt phân dựa trên nền tảng các phản ứng cracking chuyển hóa cácpolyme mạch dài thành các polyme mạch ngắn hơn

- Tùy vào các dạng polyme khác nhau mà quá trình nhiêt phân diễn ra ở các điềukiện và nhiệt dộ khác nhau tương ứng (trong đề tài này chỉ xét đến các thành phần