UBND TỈNH QUẢNG NGÃI SỞ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ TỔNG CÔNG TY LẮP MÁY VIỆT NAM CÔNG TY CỔ PHẦN CƠ – ĐIỆN – MÔI TRƯỜNG LILAMA Báo cáo tóm tắt Dự án DỰ ÁN SẢN XUẤT THỬ NGHIỆM GẠCH KHÔNG NUNG TỪ XÚC TÁC FCC ĐÃ QUA SỬ DỤNG CỦA NHÀ MÁY LỌC DẦU DUNG QUẤT Chủ nhiệm dự án: PGS.TS Nguyễn Phi Hùng Quảng Ngãi, tháng 6/2013 MỤC LỤC Trang MỞ ĐẦU Chương TỔNG QUAN I.1 Tổng quan kiến thức liên quan đến Dự án I.2 Tổng quan Dự án .2 1.2.1 Thông tin chung Dự án 1.2.2 Địa điểm thực Dự án 1.2.3 Mục tiêu Dự án 1.2.4 Nội dung Dự án 1.2.5 Phương án triển khai 1.2.6 Dự báo nhu cầu thị trường phương án kinh doanh sản phẩm Dự án 1.2.7 Sản phẩm Dự án Chương THỰC NGHIỆM .6 II.1 Đối tượng nghiên cứu II.2 Phương pháp nghiên cứu II.2.1 Các phương pháp xác định thành phần đặc tính cấu trúc vật liệu .6 II.2.2 Phương pháp xử lý, kiểm soát yếu tố nguy hại xúc tác FCC qua sử dụng .6 II.2.3 Phương pháp tạo gạch không nung II.2.4 Các phương pháp xác định tính chất lý sản phẩm gạch không nung Chương KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN III.1 Xác định đặc tính nguyên liệu sử dụng sản xuất gạch không nung III.1.1 Chất xúc tác qua sử dụng từ Nhà máy lọc dầu Dung Quất III.1.2 Các nguyên liệu phối trộn khác III.2 Nghiên cứu thay đổi nguyên liệu đầu vào cho dây chuyền sản xuất gạch không nung .9 III.2.1 Thay đổi tỷ lệ phối trộn xúc tác sFCC (cố định hàm lượng xi măng) III.2.2 Thay đổi tỉ lệ phối trộn xi măng (cố định hàm lượng xúc tác sFCC) 10 III.3 Nghiên cứu xử lý kiểm soát yếu tố nguy hại xúc tác FCC qua sử dụng sản xuất gạch không nung .11 III.3.1 Kết phân tích kim loại nặng 11 III.3.2 Xử lý công nghệ nước hoạt hoá 12 III.3.3 Xử lý kết hợp bentonit 13 III.4 Đề xuất triển khai dây chuyền sản xuất gạch không nung từ xúc tác FCC qua sử dụng .14 III.5 Các kết hoàn thiện công nghệ khác .15 III.5.1 Nghiên cứu thiết kế hệ thống cấp nguyên liệu tự động 15 III.5.2 Hệ thống bão dưỡng gạch tự động 15 III.5.3 Nghiên cứu thiết kế hệ thống xử lý bụi cho dây chuyền sản xuất gạch không nung 16 III.5.4 Nghiên cứu thay đổi khuôn gạch phối màu cho sản phẩm gạch không nung16 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 17 CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN DỰ ÁN 18 DANH SÁCH NHỮNG THÀNH VIÊN THỰC HIỆN DỰ ÁN Tổ chức STT Họ tên Nguyễn Phi Hùng Trần Quang Hữu Nguyễn Hữu Hạnh Trần Cao Hỷ Đặng Văn Sỹ Ngô Quốc Bưu Đỗ Thị Hoan Lưu văn Nam Lê Quang Tố công tác Nội dung công việc tham gia Chủ nhiệm Dự án Trường Đại học Quy Nhơn Công ty cổ phần điện - môi trường Thư ký Dự án Lilama Công ty cổ phần Phần công nghệ điện - môi trường kỹ thuật Lilama Công ty cổ phần Tư Phần công nghệ vấn xây dựng Điện kỹ thuật vật - Tập đoàn Điện lực liệu xây dựng Việt Nam Công ty cổ phần điện - môi trường Tư vấn Lilama Viện Công nghệ môi Nghiên cứu viên trường-VKH&CNVN Công ty cổ phần Phần tài điện - môi trường kinh tế Lilama Công ty cổ phần - Phần công nghệ điện - môi trường vật liệu xây Lilama dựng Công ty thiết bị Nghiên cứu viên PCCC Thăng Long DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT, KÝ HIỆU, THUẬT NGỮ AAS Atomic Absorption Spectroscopy (Quang phổ hấp thụ nguyên tử) ASTM: Tiêu chuẩn Hiệp hội Thử nghiệm Vật liệu Mỹ AW Activated Water (Nước hoạt hóa) BET Brunauer-Emmett-Teller (tên riêng) BJH Barrett-Yoyner-Halenda (tên riêng) DTA Differential Thermal Analysis (Phân tích nhiệt vi sai) EDX Energy Dispersive X-ray spectroscopy (Phổ tán sắc lượng tia X) FCC: Fluid Catalytic Cracking (Cracking xúc tác lớp giả sôi) GKN Gạch không nung ICP-AES Inductively Coupled Plasma Atomic Emission Spectroscopy (Quang phổ phát xạ nguyên tử cảm ứng plasma) IR Infrared (Hồng ngoại) MRET Molecular Resonance Effect Technology (Công nghệ hiệu ứng cộng hưởng từ phân tử) PC Portland cement (xi măng Portland) PLC Programmable Logic Controller (thiết bị điều khiển có lập trình) ppm parts per million (phần triệu) QCVN Quy chuẩn Việt Nam RE: Rare-earth (Đất hiếm) RFCC Residue Fluid Catalytic Cracking (Cracking xúc tác lớp giả sôi phần cặn) SEM Scanning Electron Microscopy (Kính hiển vi điện tử quét) sFCC spent Fluid Catalytic Cracking (FCC qua sử dụng) TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam TGA Thermogravimetric Analysis (Phân tích nhiệt trọng lượng) VLXD Vật liệu xây dựng XRD X-ray Diffraction (Nhiễu xạ tia X) * * * MỞ ĐẦU Công nghệ sản xuất gạch nước chủ yếu gạch đất nung, gây hệ lụy xấu cho môi trường sinh thái Đó việc sử dụng ngày nhiều tài nguyên đất mà chủ yếu lại đất nông nghiệp, kèm theo việc sử dụng nguyên liệu khác phục vụ cho việc đốt gạch than đá, củi… gây hậu nghiêm trọng cạn kiện nguồn tài nguyên ô nhiễm môi trường Vì vậy, năm gần đây, với xu phát triển chung giới, nhà quản lý khoa học, công nghệ nước quan tâm nghiên cứu, ứng dụng gạch không nung xây dựng công trình Chính phủ phê duyệt Chương trình phát triển Vật liệu không nung đến năm 2020 (Quyết định số 567/QĐ-TTg ngày 28/4/2010 Thủ tướng Chính phủ) Bộ Xây dựng ban hành Thông tư số 09/2012/TT-BXD ngày 28/11/2012, quy định sử dụng vật liệu xây không nung công trình xây dựng kể từ năm 2013 Qua khảo sát thực tế địa phương tỉnh miền Trung tình hình sản xuất sử dụng vật liệu xây không nung nhiều hạn chế Theo thống kê Sở Xây dựng tỉnh Quảng Ngãi cho thấy, tổng sản lượng sản xuất năm 2012 gạch đất sét nung 460 triệu viên, đó: gạch tuynel đạt 220 triệu viên, gạch nung lò đứng liên tục đạt 50 triệu viên, gạch đất sét nung lò thủ công khoảng 170 triệu viên Đối với gạch xây không nung, địa bàn tỉnh có chủng loại gạch xây không nung, là: gạch xi măng - cốt liệu gạch khác (đá chẻ, đá ong,…), việc sản xuất sử dụng vật liệu xây không nung tỉnh đạt khoảng 10% tổng số vật liệu xây công trình vốn nhà nước Sự đời hoạt động Nhà máy lọc dầu Dung Quất góp phần quan trọng đến phát triển kinh tế - xã hội khu vực Miền Trung, đảm bảo nhu cầu nhiên liệu nguyên liệu hóa dầu cho đất nước Bên cạnh đó, vấn đề phát sinh chất thải có khả ô nhiễm môi trường từ khu công nghiệp ngày gia tăng, đòi hỏi phải quan tâm thu gom, xử lý tái chế triệt để Hằng năm, Nhà máy thải khoảng 2000 chất xúc tác qua sử dụng, chủ yếu xúc tác RFCC (Residue Fluid Catalytic Cracking) Thành phần chất xúc tác FCC bao gồm hai hợp phần: zeolit (Y dạng trao đổi RE3+ và/hoặc H+, H-ZSM-5 ), pha (SiO2, Al2O3, SiO2-Al2O3, khoáng sét ) Chất xúc tác FCC hoạt tính có bề mặt bị đầu độc kim loại nặng (V, Ni, Sb ), hydrocacbon bị cốc hóa Kích thước hạt giảm xúc tác bị vỡ vụn, bụi chúng có khả gây bệnh bụi phổi silic, ung thư tiếp xúc hít phải liên tục thời gian dài Tuy nhiên, thành phần chất xúc tác FCC qua sử dụng SiO2, Al2O3 tương tự hợp chất aluminosilicat vật liệu xây dựng Vì thế, việc tái chế kết hợp với xử lý tác nhân gây hại nêu để tạo gạch không nung xây dựng cần thiết, có sở khoa học, ý nghĩa thực tiễn khả thi Nhận thức yêu cầu cấp thiết nêu trên, với vai trò công ty tiếp nhận nguồn thải có kinh nghiệm lĩnh vực xử lý, tái chế chất thải dầu khí, Ban lãnh đạo Công ty Cổ phần Cơ - Điện - Môi trường Lilama với số nhà khoa học tiến hành nghiên cứu quy mô phòng thí nghiệm chế tạo gạch không nung qua đề tài cấp Cơ sở: “Nghiên cứu sản xuất gạch không nung từ chất thải zeolit” (nghiệm thu ngày 21/02/2011) Trên sở kết nghiên cứu đó, kinh phí tự có đơn vị với hỗ trợ kinh phí từ ngân sách nghiệp khoa học tỉnh Quảng Ngãi, đề xuất, thực “Dự án sản xuất thử nghiệm gạch không nung từ xúc tác FCC qua sử dụng nhà máy lọc dầu Dung Quất”, với hy vọng Dự án thành công mở hướng ngành nghề cho địa phương, giảm gánh nặng chôn lấp chất thải rắn, giảm thiểu ô nhiễm môi trường, góp phần tiết kiệm lượng, bảo vệ tài nguyên thiên nhiên phát triển kinh tế bền vững Chương I TỔNG QUAN I.1 Tổng quan kiến thức liên quan đến Dự án Trong Báo cáo tổng kết Dự án, mục trình bày tổng quan vấn đề sau: - Chất xúc tác cracking, xúc tác FCC; - Chất thải xúc tác FCC, hướng tái chế giới nước; - Gạch nung gạch không nung; - Bản chất nguyên lý công nghệ hoạt hóa nước (AW) I.2 Tổng quan Dự án I.2.1 Thông tin chung Dự án - Tên dự án: Dự án sản xuất thử nghiệm gạch không nung từ xúc tác FCC qua sử dụng nhà máy lọc dầu Dung Quất - Thời gian thực hiện: 20 tháng (từ 10/2011 đến 06/2013) - Cơ quan chủ trì Dự án: Công ty cổ phần Cơ - Điện - Môi trường Lilama - Chủ nhiệm Dự án: PGS.TS Nguyễn Phi Hùng, Trường Đại học Quy Nhơn - Tổng vốn thực Dự án: 3.793,340 triệu đồng (từ ngân sách nghiệp khoa học: 1.130,000 triệu đồng; vốn tự có quan chủ trì: 2.663,340 triệu đồng) I.2.2 Địa điểm thực Dự án - Tại mặt Khu liên hiệp xử lý chất thải EME thuộc Công ty cổ phần Cơ Điện - Môi trường Lilama, Bình Đông, Bình Sơn, Quảng Ngãi I.2.3 Mục tiêu Dự án - Giảm thiểu gánh nặng phát sinh ô nhiễm thứ cấp, góp phần mở hướng việc kết hợp xử lý, tái chế, bảo vệ môi trường phát triển bền vững - Hoàn thiện dây chuyền sản xuất gạch không nung quy mô triệu viên/năm từ xúc tác FCC qua sử dụng nhà máy lọc dầu Dung Quất, đáp ứng tiêu chuẩn mác gạch từ 70 trở lên theo TCVN 6477:2011 quy chuẩn QCVN 03:2008/BTNMT giới hạn kim loại nặng cho phép đất dân sinh I.2.4 Nội dung Dự án I.2.4.1 Mô tả công nghệ, sơ đồ quy trình công nghệ để triển khai Dự án Qua tìm hiểu, thử nghiệm phương pháp công nghệ hoá rắn, phối trộn nén ép, định lựa chọn phương án Công nghệ ép gạch (không rung) từ vật liệu phối trộn nước hoạt hóa, trải qua nhiều lần thử nghiệm mang lại kết tốt chất lượng lý môi trường Sơ đồ công nghệ tóm tắt Hình Khu vực chứa xúc tác FCC qua sử dụng Khu vực chứa cát Thùng định lượng Xi măng Hệ thống nước hoạt hoá, pha phụ gia Băng tải Băng tải Trục vít Máy trộn Máy phay Máy ép thuỷ lực (2 máy đơn, sản xuất loại gạch khác nhau), tổng công suất triệu viên/năm Xe lấy gạch Hình Sơ đồ công nghệ sản xuất gạch không nung từ xúc tác FCC qua sử dụng I.2.4.2 Những vấn đề mà Dự án cần giải công nghệ Các nội dung Dự án cần nghiên cứu bổ sung, hoàn thiện nêu Bảng Bảng Các nội dung nghiên cứu Dự án (Trích Phụ lục Hợp đồng số 14/2011/HĐ-DASXTN) TT Các nội dung, công việc cụ thể Xây dựng Thuyết minh đề cương chi tiết Dự án Mua sắm, lắp đặt thiết bị 2.1 2.2 2.3 3.1 3.2 Hệ thống cấp nguyên liệu tự động, lấy gạch tự động hệ bảo dưỡng gạch Sản phẩm phải đạt Đề cương hoàn thiện sau thẩm định kinh phí Dự án Đảm bảo yêu cầu khoa học, giải mục tiêu cần nhiên cứu Hệ thống vận hành ổn định với dây chuyền sản xuất có Hệ thống xử lý bụi Hệ thống vận hành ổn định với dây chuyền sản xuất có Đảm bảo giảm bụi khu vực sản xuất Hệ thống xử lý chất thải nguy hại Hệ thống vận hành ổn định với dây chuyền sản xuất có Đảm bảo tiêu nhiễm kim loại nặng sản phẩm nằm giới hạn cho phép Hoàn thiện công nghệ, đào tạo vận hành, khai thác Hoàn thiện công nghệ: Nghiên cứu, thiết kế Hệ thống cấp nguyên liệu tự động Báo cáo chuyên đề, vẽ thiết kế Hệ thống cấp nguyên liệu tự động Nghiên cứu, thiết kế Hệ thống nén ép, phối màu thay đổi khuôn gạch (hình dạng, màu sắc,…) Báo cáo chuyên đề, vẽ thiết kế Hệ thống nén ép, phối màu Nghiên cứu, thiết kế Hệ thống xử lý bụi Báo cáo chuyên đề, vẽ thiết kế Hệ thống xử lý bụi Nghiên cứu lắp đặt Hệ thống xử lý yếu tố nguy hại thành không nguy hại Báo cáo chuyên đề, vẽ thiết kế Hệ thống xử lý chất thải nguy hại Nghiên cứu thay đổi nguyên liệu đầu vào cho dây chuyền sản xuất gạch Báo cáo chuyên đề thay đổi nguyên liệu đầu vào, thay đổi tỉ lệ phối trộn xúc tác FCC qua sử dụng sản phẩm Đào tạo vận hành, khai thác, tập huấn an toàn lao động: Đào tạo cán công nghệ, công nhân vận hành, tập huấn an toàn lao động, bảo vệ môi trường Đầu tư sở hạ tầng Nhà xưởng, sở vật chất đảm bảo cho trình vận hành dây chuyền sản xuất Tiếp thị, quảng cáo cho sản phẩm Các hình ảnh, video giới thiệu công nghệ, sản phẩm gạch không nung Dự án Giám định sản phẩm theo tiêu chuẩn môi trường tiêu chuẩn xây dựng Bộ số liệu phân tích sản phẩm gạch không nung Dự án theo tiêu, tiêu chuẩn xây dựng môi trường quan chuyên môn I.2.5 Phương án triển khai I.2.5.1 Phương án tổ chức sản xuất thử nghiệm a) Quy mô đầu tư: - Đầu tư xây dựng dây chuyền sản xuất gạch không nung từ xúc tác FCC qua sử dụng công suất triệu viên/năm, tương đương với lượng xúc tác FCC qua sử dụng hàng năm khoảng 2000 từ Nhà máy lọc dầu Dung Quất - Dự phòng mở rộng công suất b) Địa điểm xây dựng nhu cầu sử dụng đất: - Địa điểm xây dựng: Khu liên hiệp xử lý chất thải Công ty Lilama EME, Bình Nguyên, Bình Sơn, Quảng Ngãi - Nhu cầu sử dụng mặt bằng: Tổng diện tích sử dụng 2000 m2, bao gồm: + Diện tích lắp đặt máy (có mái che): 432 m2 (DxCxR = 36 m x 12 m x 7,5 m) + Diện tích kho xúc tác FCC qua sử dụng (có mái che): 144 m (DxCxR = 12 m x 12 m x 7,5 m) + Diện tích chứa cát sông (sân có đổ bê tông): 150 m2 + Diện tích để gạch (có mái che): 360 m2 (chứa cho 01 ngày sản xuất) + Diện tích sân phơi gạch (sân san phẳng, lu, lèn): từ 1000 m2 trở lên c) Các trang thiết bị máy móc: Báo cáo tổng kết Dự án d) Nguyên vật liệu sản xuất: chủ yếu xúc tác FCC qua sử dụng thu gom từ nhà máy lọc dầu, lượng xi măng, cát, phụ gia mua thị trường e) Nhân lực cho triển khai Dự án: gồm công nhân kỹ thuật làm việc khu xử lý chất thải, tuyển dụng đào tạo công nhân có tay nghề bậc cao phù hợp với tính chất quy mô sản xuất I.2.5.2 Phương án tổ chức tài - Tổng vốn thực Dự án: 3.793,340 triệu đồng Trong đó: + Từ ngân sách nghiệp khoa học: 1.130,000 triệu đồng + Vốn tự có tổ chức chủ trì: 2.663,340 triệu đồng I.2.6 Dự báo nhu cầu thị trường phương án kinh doanh sản phẩm Dự án a) Dự báo nhu cầu thị trường: nhu cầu sử dụng gạch không nung thời gian tới lớn b) Phương án kinh doanh sản phẩm Dự án: - Phân tích giá thành, giá bán dự kiến sản phẩm thời gian sản xuất thử nghiệm; giá bán ổn định sản xuất - Đầu tư tiếp thị, quảng bá - Không ngừng cải thiện chất lượng, thay đổi mẫu mã sản phẩm (kích thước, gạch đặc có lỗ, ) để đa dạng hóa sử dụng đáp ứng nhu cầu thị hiếu I.2.7 Sản phẩm Dự án Sản phẩm Dự án dây chuyền sản xuất gạch không nung từ xúc tác FCC qua sử dụng Sản phẩm gạch không nung phải đảm bảo tiêu chuẩn xây dựng môi trường Loại gạch: gạch đặc, kích thước 220x105x55 240x115x55 (mm); mác gạch từ 70 trở lên;; độ bền nén 70 kg/cm2; độ bền uốn 14 kg/cm2; độ hút nước 13 – 14 %; màu sắc: trắng xám Kích thước, mẫu mã màu sắc gạch thay đổi tuỳ theo nhu cầu sử dụng khác Chương II THỰC NGHIỆM II.1 Đối tượng nghiên cứu - Chất xúc tác FCC qua sử dụng từ Nhà máy lọc dầu Dung Quất số nguyên liệu phối trộn khác (cát sông, ximăng, phụ gia) - Dây chuyền công nghệ xản xuất gạch không nung từ chát xúc tác FCC qua sử dụng nguồn nguyên liệu khác II.2 Phương pháp nghiên cứu II.2.1 Các phương pháp xác định thành phần đặc tính cấu trúc vật liệu - Các phương pháp đặc trưng vật liệu: nhiễu xạ tia X (XRD), tán sắc lượng tia X (EDX), chụp ảnh hiển vi điện tử quét (SEM), phổ hồng ngoại (IR), phân tích nhiệt (DTA, TGA), hấp phụ - khử hấp phụ N2 77 K - Phương pháp định lượng kim loại nặng: quang phổ phát xạ nguyên tử cảm ứng plasma (ICP-AES) phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) II.2.2 Phương pháp xử lý, kiểm soát yếu tố nguy hại xúc tác FCC qua sử dụng Công nghệ nước hoạt hóa (AW, activated water) kết hợp với sử dụng chất hấp phụ trao đổi ion (bentonit) II.2.3 Phương pháp tạo gạch không nung II.2.3.1 Tạo gạch không nung quy mô phòng thí nghiệm Tiến hành phối trộn xúc tác sFCC, cát sông xi măng tỷ lệ khối lượng khác nhau, thêm lượng nước thích hợp, sau tiến hành tạo mẫu (mẫu kí hiệu: FaXbCc với a, b, c phần trăm khối lượng xúc tác FCC qua sử dụng, xi măng cát) Trong điều kiện thí nghiệm này, mẫu phối liệu có khối lượng 2,5 kg, trộn khô, sau thêm vào 500 ml nước (chứa 0,02% thể tích chất phụ gia bê tông), tiếp tục trộn Sau đó, mẫu nén máy nén thủy lực với lực nén 110 kg/cm Mẫu sau chế tạo dưỡng ẩm thời gian ngày mát (tưới mẫu lần/ ngày), sau phơi khô tự nhiên đủ thời gian tuần tính từ thời điểm chế tạo mẫu II.2.3.2 Tạo gạch không nung quy mô sản xuất thử nghiệm Qua tìm hiểu, thử nghiệm phương pháp công nghệ hoá rắn, phối trộn nén ép, định lựa chọn phương án công nghệ phối trộn học nén ép thủy lực không rung (lực nén ép lên đến 130 kg/cm 2) với có mặt nước hoạt hóa để sản xuất gạch không nung từ chất xúc tác sFCC số nguyên liệu khác Thành phần phối liệu dựa sở kết nghiên cứu tạo gạch không nung quy mô phòng thí nghiệm Gạch sau ép bảo dưỡng mát ngày, sau phơi nắng trời 18 ngày Sơ đồ công nghệ sản xuất gạch không nung từ xúc tác FCC qua sử dụng trình bày Hình (Mục I.2.4.1) II.2.4 Các phương pháp xác định tình chất lý sản phẩm gạch không nung - Cường độ nén (Rn, kg/cm2) xác định theo TCVN 6355-1:1998 - Cường độ uốn (Ru, daN/cm2) xác định theo TCVN 6355-2:1998 - Độ hút nước mẫu (Hp, %) xác định theo TCVN 6355-3:1998 Chương III KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN III.1 Xác định đặc tính nguyên liệu sử dụng sản xuất gạch không nung III.1.1 Chất xúc tác FCC qua sử dụng từ Nhà máy lọc dầu Dung Quất Ảnh SEM xúc tác FCC qua sử dụng trình bày Hình 2a Quan sát nhận thấy xúc tác FCC qua sử dụng mịn, hạt có kích thước không 20 µm Như vậy, xúc tác FCC qua sử dụng sau sử dụng bị vỡ vụn so với xúc tác FCC qua sử dụng ban đầu (thường có kích thước trung bình khoảng 60-70 µm) Cỡ hạt nhỏ xúc tác FCC qua sử dụng tạo cho chúng có độ bám dính cao, khó định hình Tuy nhiên ưu điểm xúc tác FCC qua sử dụng vai trò chất tự chèn cho bê tông sử dụng chúng làm nguyên liệu chế tạo vật liệu nén ép không nung Thành phần hóa học xúc tác FCC qua sử dụng xác định theo phương pháp EDX, kết nêu Hình 2b Kết cho thấy, oxit mẫu xúc tác FCC qua sử dụng chủ yếu Al2O3 SiO2, với phần trăm khối lượng tương ứng khoảng 50,74% 43,18%, phù hợp với nguyên liệu tạo gạch không nung vật liệu xây dựng họ silicat khác 001 FeKb TiKsum FeKesc FeKa SKa 200 SLl 300 TiLl 400 SKb 500 TiKesc FeLl FeLa Counts 600 CaKa CaKb 700 Fitting Coefficient : 0.2746 Element(keV) Mass% Error% Atom% O K 0.525 50.26 0.36 63.93 Al K 1.486 26.86 0.19 20.26 Si K 1.739 20.15 0.26 14.60 S K* 2.307 0.40 0.21 0.25 Ca K* 3.690 0.42 0.30 0.21 Ti K* 4.508 0.59 0.37 0.25 Fe K 6.398 1.32 0.65 0.48 Total 100.00 100.00 TiKa SiKa 800 AlKa OKa 900 TiKb 1000 100 0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.00 keV (a) (b) Hình (a) Ảnh SEM; (b) Phổ EDX mẫu xúc tác FCC qua sử dụng Giản đồ XRD mẫu FCC thải trình bày Hình 3a Kết tính từ XRD cho thấy pha vô định hình, mẫu chứa khoảng 20% khối lượng pha tinh thể zeolit, chủ yếu zeolit Y (Si/Al = 4,48) với kiểu đối xứng cubic, kích thước ô mạng sở 24,3 Å So sánh từ hai kết EDX XRD, tính phần trăm khối lượng Al2O3 SiO2 pha vô định hình xúc tác FCC qua sử dụng tương ứng khoảng 47,79% 25,55% Đây thành phần quan trọng tạo nên độ kết dính phối liệu chúng với hợp phần khác vật liệu nén ép không nung Độ bền nhiệt thay đổi cấu trúc xúc tác FCC qua sử dụng thải khảo sát phương pháp phân tích nhiệt Hình 3b giản đồ phân tích nhiệt TGA-DTA mẫu xúc tác FCC qua sử dụng Kết phân tích nhiệt cho thấy xúc tác FCC qua sử dụng hợp phần vào gạch không nung đảm bảo tính bền nhiệt cho công trình xây dựng Faculty of Chemistry, HUS, VNU, D8 ADVANCE-Bruker - Mau Zeolite 300 290 280 270 260 250 240 d=14.109 230 220 210 200 190 180 160 150 100 90 d=3.710 d=3.349 d=8.608 110 d=7.340 120 d=4.666 d=5.581 130 d=4.302 140 d=5.416 Lin (Cps) 170 80 70 60 50 40 30 20 10 10 20 30 40 2-Theta - Scale ` - File: Hung QN mau Zeolite.raw - Type: Locked Coupled - Start: 5.000 ° - End: 45.000 ° - Step: 0.020 ° - Step time: 0.8 s - Temp.: 25 °C (Room) - Time Started: 20 s - 2-Theta: 5.000 ° - Theta: 2.500 ° - Chi: 01-088-2287 (C) - Aluminum Silicate - (Al1.79Al.5Si10.25O24).96 - Y: 93.02 % - d x by: - WL: 1.5406 - Cubic - a 24.30000 - b 24.30000 - c 24.30000 - alpha 90.000 - beta 90.000 - gamma 90.000 - Face-c (a) (b) Hình (a) Giản đồ XRD; (b) Giản đồ phân tích nhiệt xúc tác FCC qua sử dụng Như vậy, thành phần chất thải xúc tác FCC SiO 2, Al2O3 tương tự hợp chất aluminosilicat vật liệu xây dựng Vì thế, việc tái chế để tạo gạch không nung xây dựng cần thiết, có sở khoa học khả thi III.1.2 Các nguyên liệu phối trộn khác - Xi măng Portland PC40 - Cát: lấy từ sông Trà Khúc (Quảng Ngãi), kết phân tích XRD cho thấy, thành phần pha quartz (SiO2), chiếm đến 94,3% Với mẫu đóng rắn không nung, khoáng SiO2 chủ yếu làm cốt liệu tương tác với thành phần kiềm xi măng - Phụ gia Vinkems® CONREX HS: thành phần gồm polynaphthalene tổng hợp hiệu cao, phù hợp với tiêu chuẩn ASTM C494 loại F Vinkems ® CONREX HS có tác dụng làm cho bê tông đặc chắc, đạt cường độ sớm ban đầu tăng cường độ cuối III.2 Nghiên cứu thay đổi nguyên liệu đầu vào cho dây chuyền sản xuất gạch không nung III.2.1 Thay đổi tỉ lệ phối trộn xúc tác sFCC (cố định hàm lượng xi măng) Ảnh hưởng tỉ lệ phối liệu khảo sát nhóm mẫu: nhóm mẫu không dùng phụ gia kí hiệu từ F 25X10C65 đến F45X10C45 nhóm mẫu dùng phụ gia kí hiệu từ F25X10C65-(p) đến F45X10C45-(p) Sau dưỡng ẩm mẫu, tiến hành khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ hàm lượng phối liệu thời gian đóng rắn đến độ hút nước Hp (%) độ bền nén Rn (kg/cm2) nhóm mẫu, kết thể Bảng Bảng Bảng Ảnh hưởng hàm lượng phối liệu thời gian đóng rắn (mẫu không dùng phụ gia, lực ép 110 kg/cm2) Thời gian Thông số F25X10C65 F30X10C60 F35X10C55 F40X10C50 F45X10C45 Tuần Tuần Hp% 20,2 22,18 24,94 25,48 26,14 Rn (kg/cm2) 41,67 40,15 42,14 39,84 38 Hp% 19.21 21,38 22.04 23.11% 24.64 Rn (kg/cm2) 51.26 46,84 48,51 41,89 40,92 Bảng Ảnh hưởng hàm lượng phối liệu thời gian đóng rắn (mẫu dùng phụ gia, lực ép 110 kg/cm2) Thời gian Tuần Tuần Thông số F25X10C65(p) F30X10C60(p) F35X10C55(p) F40X10C50(p) F45X10C45(p) Hp (%) 21,54 22,33 20,94 24,21 25,01 Rn (kg/cm2) 56,55 40,09 53,57 21,34 26,6 Hp(%) 14,6 14,73 11,8 18,4 20,4 Rn (kg/cm2) 75,5 68 85 39,4 28,35 Kết Bảng cho thấy, mẫu dùng phụ gia có độ bền nén (R n) cao độ hút nước (Hp) tuần thứ thấp đáng kể so với mẫu không dùng phụ gia Khi tăng hàm lượng sFCC phối liệu, xu hướng chung độ hút nước tăng dần cường độ nén giảm dần Tuy nhiên, điều thú vị rút từ Bảng mẫu F 35X10C55-(p) có cường độ nén đạt giá trị lớn độ hút nước đạt giá trị bé Điều quan sát rõ đồ thị Hình trường hợp mẫu có sử dụng phụ gia sau tuần tuần dưỡng ẩm Độ bền nén có xu hướng đạt cực đại mẫu F 35X10C55-(p) ứng với hàm lượng 35% khối lượng sFCC nguyên liệu đầu Tuần Tuần Hình Cường độ nén biến đổi theo hàm lượng xúc tác FCC qua sử dụng (cố định % xi măng) III.2.2 Thay đổi tỉ lệ phối trộn xi măng (cố định hàm lượng xúc tác sFCC) Cố định hàm lượng xúc tác sFCC, thay đổi hàm lượng xi măng từ – 12% khối lượng khảo sát ảnh hưởng chúng đến chất lượng sản phẩm Quy trình tạo mẫu dưỡng ẩm Kết xác định độ bền nén R n (kg/cm2) thể Hình Kết Hình cho thấy khoảng hàm lượng xi măng khảo sát, cường độ nén đạt cực đại mẫu F 35X10C55-(p), ứng với hàm lượng xi măng 10% Hình Cường độ nén biến đổi theo hàm lượng xi măng (cố định % sFCC) Từ kết thực nghiệm nêu trên, cho tỉ lệ khối lượng phối liệu phù hợp cho trình đóng rắn 35% xúc tác FCC qua sử dụng, 10% xi măng, 55% cát, 0,02% chất phụ gia (ứng với mẫu F 35X10C55) Kết đo đặc tính lý mẫu F35X10C55-(p): cường độ nén Rn = 85 (kg/cm2); cường độ uốn Ru = 15,2 (daN/cm2) độ hút nước 11,8%; đạt mác gạch M75 theo TCVN 6477:2011 gạch bê tông xây dựng III.3 Nghiên cứu xử lý kiểm soát yếu tố nguy hại xúc tác FCC qua sử dụng sản xuất gạch không nung Phối trộn nguyên liệu theo tỉ lệ khối lượng: 35% xúc tác FCC qua sử dụng, 10% xi măng, 55% cát, 0,02% chất phụ gia đông cứng nhanh Đây tỉ lệ phù hợp theo nghiên cứu nêu để sản phẩm gạch đạt tiêu chuẩn lý vật liệu xây dựng Tiến hành khảo sát kết xử lý yếu tố nguy hại xúc tác FCC qua sử dụng gạch công nghệ nước hoạt hóa trao đổi ion bentonit III.3.1 Kết phân tích kim loại nặng Kết phân tích hàm lượng kim loại mẫu xúc tác FCC qua sử dụng từ Nhà máy lọc dầu Dung Quất nêu Bảng Bảng số liệu cho thấy, hàm lượng số kim loại nặng độc hại có hàm lượng cao Ni – 4160,9 ppm, Pb – 33,6 ppm, V – 496,4 ppm,… gây nhiễm kim loại nặng nước mặt nước ngầm Vì vậy, yếu tố nguy hại cần phải xử lý sử dụng chúng để ép gạch không không nung Bảng Thành phần kim loại oxit kim loại xúc tác FCC qua sử dụng III.3.2 Xử lý công nghệ nước hoạt hóa Tiến hành khảo sát song song hai mẫu gạch (một mẫu dùng nước thường kí hiệu F35X10C55-(t), mẫu dùng nước hoạt hóa kí hiệu F35X10C55-(n)) theo thành phần tối ưu với quy trình bảo dưỡng gạch nghiên cứu trước, sau tiến hành xác định độ nhiễm kim loại nặng theo phương pháp ngâm chiết (ngâm mẫu axit acetic 4% 24 giờ) đem so sánh với giới hạn kim loại nặng cho phép đất dân sinh Bộ tài nguyên môi trường (QCVN 03:2008/BTNMT) Kết trình bày Bảng Bảng Độ nhiễm kim loại nặng từ mẫu F35X10C55-(t) STT Chỉ tiêu Phương pháp thử mẫu F35X10C55-(t) Đơn vị Kết QCVN 03:2008/BTNMT 01 Pb TCNB: 01-ICP/04 ppm 496,4 120 02 Cd TCNB: 01-ICP/04 ppm [...]... của mẫu (Hp, %) được xác định theo TCVN 6355-3:1998 Chương III KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN III.1 Xác định đặc tính của nguyên liệu sử dụng sản xuất gạch không nung III.1.1 Chất xúc tác FCC đã qua sử dụng từ Nhà máy lọc dầu Dung Quất Ảnh SEM của xúc tác FCC đã qua sử dụng được trình bày ở Hình 2a Quan sát nhận thấy xúc tác FCC đã qua sử dụng rất mịn, các hạt có kích thước không quá 20 µm Như vậy, xúc tác FCC. .. định III.4 Đề xuất và triển khai dây chuyền sản xuất gạch không nung từ xúc tác FCC đã qua sử dụng Từ các kết quả nghiên cứu nêu trên, chúng tôi đề xuất, xây dựng và triển khai dây chuyền sản xuất thử nghiệm gạch không nung từ xúc tác FCC đã qua sử dụng, công suất 2 triệu viên/năm, theo phương án Công nghệ ép gạch (không rung) từ vật liệu phối trộn bằng nước hoạt hóa Dây chuyền công nghệ đã được trình... lượng, thay đổi mẫu mã sản phẩm (kích thước, gạch đặc hoặc có lỗ, ) để đa dạng hóa sử dụng và đáp ứng nhu cầu thị hiếu I.2.7 Sản phẩm của Dự án Sản phẩm của Dự án là dây chuyền sản xuất gạch không nung từ xúc tác FCC đã qua sử dụng Sản phẩm gạch không nung phải đảm bảo các tiêu chuẩn xây dựng và môi trường Loại gạch: gạch đặc, kích thước 220x105x55 và 240x115x55 (mm); mác gạch từ 70 trở lên;; độ bền... xuất gạch không nung công suất 2 triệu viên / năm từ xúc tác FCC đã qua sử dụng của Nhà máy lọc dầu Dung Quất Dây chuyền sản xuất vận hành liên tục và ổn định Sản phẩm đáp ứng tiêu chuẩn mác gạch M75 theo TCVN 6477:2011 đối với gạch bê tông xây dựng và quy chuẩn QCVN 03:2008/BTNMT về giới hạn kim loại nặng cho phép trong đất dân sinh của Bộ Tài nguyên và Môi trường Sản phẩm gạch không nung của Dự án. .. 20 µm Như vậy, xúc tác FCC đã qua sử dụng sau khi sử dụng đã bị vỡ vụn so với xúc tác FCC đã qua sử dụng ban đầu (thường có kích thước trung bình khoảng 60-70 µm) Cỡ hạt rất nhỏ của xúc tác FCC đã qua sử dụng sẽ tạo cho chúng có độ bám dính rất cao, khó định hình Tuy nhiên đây cũng là ưu điểm của xúc tác FCC đã qua sử dụng trong vai trò như chất tự chèn cho bê tông khi sử dụng chúng làm nguyên liệu... sắc: trắng xám Kích thước, mẫu mã và màu sắc gạch có thể thay đổi tuỳ theo những nhu cầu sử dụng khác nhau Chương II THỰC NGHIỆM II.1 Đối tượng nghiên cứu - Chất xúc tác FCC đã qua sử dụng từ Nhà máy lọc dầu Dung Quất và một số nguyên liệu phối trộn khác (cát sông, ximăng, phụ gia) - Dây chuyền công nghệ xản xuất gạch không nung từ chát xúc tác FCC đã qua sử dụng và các nguồn nguyên liệu khác II.2 Phương...I.2.6 Dự báo nhu cầu thị trường và phương án kinh doanh sản phẩm của Dự án a) Dự báo nhu cầu thị trường: nhu cầu về sử dụng gạch không nung trong thời gian tới là rất lớn b) Phương án kinh doanh sản phẩm của Dự án: - Phân tích giá thành, giá bán dự kiến của sản phẩm trong thời gian sản xuất thử nghiệm; giá bán khi ổn định sản xuất - Đầu tư tiếp thị, quảng bá - Không ngừng cải thiện... nghiên cứu thay đổi mẫu mã, màu sắc các sản phẩm gạch không nung để đáp ứng nhu cầu thị hiếu và mở rộng khả năng ứng dụng KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN Dự án sản xuất thử nghiệm gạch không nung từ xúc tác FCC đã qua sử dụng là nguyện vọng, tâm huyết của tập thể cán bộ Công ty Cơ - Điện - Môi trường Lilama và một số nhà khoa học hợp tác, nhằm mục tiêu tái chế, tái sử dụng chất thải, bảo vệ môi trường và... phần nâng cao ý thức của người dân trong việc tái chế chất thải, tiết kiệm nguồn tài nguyên và bảo vệ môi trường CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN DỰ ÁN 1 Nguyễn Phi Hùng, Đặng Văn Sỹ, Trần Quang Hữu, Nguyễn Hữu Hạnh, Hồ Mạnh Hùng, Nghiên cứu chế tạo gạch không nung từ xúc tác FCC đã qua sử dụng của Nhà máy lọc dầu Dung Quất, Tạp chí Xúc tác và Hấp phụ, ISSN 0866-7411, Hội Xúc tác và Hấp phụ Việt... 6477:2011 đối với gạch bê tông xây dựng III.3 Nghiên cứu xử lý và kiểm soát yếu tố nguy hại của xúc tác FCC đã qua sử dụng trong sản xuất gạch không nung Phối trộn nguyên liệu theo tỉ lệ khối lượng: 35% xúc tác FCC đã qua sử dụng, 10% xi măng, 55% cát, 0,02% chất phụ gia đông cứng nhanh Đây là tỉ lệ phù hợp theo các nghiên cứu nêu trên để sản phẩm gạch đạt các tiêu chuẩn cơ lý về vật liệu xây dựng Tiến hành ... liệu sử dụng sản xuất gạch không nung III.1.1 Chất xúc tác FCC qua sử dụng từ Nhà máy lọc dầu Dung Quất Ảnh SEM xúc tác FCC qua sử dụng trình bày Hình 2a Quan sát nhận thấy xúc tác FCC qua sử dụng. .. xây dựng dây chuyền sản xuất gạch không nung từ xúc tác FCC qua sử dụng công suất triệu viên/năm, tương đương với lượng xúc tác FCC qua sử dụng hàng năm khoảng 2000 từ Nhà máy lọc dầu Dung Quất. .. Ngãi, đề xuất, thực Dự án sản xuất thử nghiệm gạch không nung từ xúc tác FCC qua sử dụng nhà máy lọc dầu Dung Quất , với hy vọng Dự án thành công mở hướng ngành nghề cho địa phương, giảm gánh nặng