Embed Size (px)
Citation preview
1
GIỚI THIỆU CÔNG NGHỆ
CHUYỂN HOÁ DẦU NHỚT THẢI THÀNH DẦU NHIÊN LIỆU
(WO2F)
03/2015
2
1. GIỚI THIỆU CÔNG NGHỆ
WO2F là quy trình công nghệ chuyển hoá dầu nhớt thải thành dầu đốt lò (FO) và
diesel được nghiên cứu và phát triển bởi NCStech, trên cơ sở kế thừa các kỹ thuật
Cracking nhớt cặn truyền thống và kết hợp với ứng dụng xúc tác cho hiệu quả
chuyển hoá cao. Công nghệ đáp ứng hoàn toàn Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về tái
chế dầu thải (QCVN 56:2013/BTNMT) của Bộ tài nguyên và Môi trường.
So với các quy trình thực tế hiện nay, WO2F nổi trội hơn bởi các ưu điểm sau đây:
- Chi phí năng lượng thấp hơn: Nhờ thiết kế đặc biệt của lò phản ứng giúp
tăng cường hiệu quả cấp nhiệt cho quá trình cracking và tái sử sử dụng khí gas
từ công nghệ.
- Đáp ứng đầy đủ các tiêu chuẩn về khí thải: Lò đốt sử dụng hệ thống buồng
đốt thế hệ mới với bét đốt sử dụng dầu Diesel và khí gas. Khói thải được xử lý
đáp ứng tiêu chuẩn cột A trước khi thải ra môi trường.
- Chất lượng sản phẩm tốt hơn: Dưới tác dụng của chất xúc tác giúp tăng
cường quá trình Cracking ở giai đoạn thứ cấp dẫn đến sản phẩm có độ nhớt
loãng hơn, màu sắc và mùi cũng tốt hơn so với các công nghệ khác.
- Hiệu suất cao hơn: Do quá trình có sử dụng chất xúc tác nên hiệu suất luôn
đạt mức > 75% (các lò cất thủ công chỉ đạt tối đa 70%)
- Khả năng tiếp nhận nguyên liệu đa dạng: Hệ thống có thể xử lý tất cả các
nguồn dầu cặn và nhớt thải khác nhau (trừ dầu nhiễm PCBs).
- Hệ thống điều khiển hiện đại giúp vận hành đơn giản: Hệ thống sử dụng hệ
thống điều khiển SCADA hiện đại, giúp theo dõi và điều khiển hệ thống hoàn
toàn trên máy tính.
- Tính linh hoạt cao, dễ dàng vệ sinh bảo dưỡng: Với thiết kế có tính linh hoạt
cao giúp dễ dàng thay đổi các chế độ vận hành trong phạm rộng phù hợp với
các nhu cầu khác nhau của người vận hành. Thiết kế thuận lợi cho quá trình vệ
sinh và bão dưỡng lò.
- An toàn hơn: Quy trình hoàn toàn khép kín với mức độ an toàn được cảnh
báo 2 cấp bằng đèm, còi và van an toàn.
3
2. MÔ TẢ CÔNG NGHỆ WO2F
Các giai đoạn cơ bản của công nghệ WO2F được mô tả như sau:
Hình 1. Quy trình tổng thể công nghệ WO2F
Nước
Lọc
Bồn chứa dầu thải
Lò phản ứng cracking
Khuấy trộn
Lọc
Dầu nhiên liệu thành phẩm
Lò đốt rác thải nguy hại
Hệ thống xử lý nước thải
Rác thải
Khí gas
Cặn dầu
Bã lọc
Bentonite
Khói lò đốt Ống khói
Dầu, nhớt thải
Dầu nhiên liệu thô
4
- Giai đoạn 1: Tiền xử lý
Mục đích: Nhằm mục đích loại bỏ nước tự do và các tạp chất rắn khác nhau
hiện diện trong thành phần của dầu nhớt cặn.
Dầu thải sau khi thu gom về nhà máy sẽ được bơm qua thiết bị lọc thô (100
mesh) nhằm loại bỏ các tạp chất rắn. Sau đó dầu được bơm vào bồn lắng để
loại bỏ nước tự do còn lẫn trong dầu.
- Giai đoạn 2: Tách nước và dung môi nhẹ
Dầu thải sau khi qua giai đoạn tiền xử lý sẽ được phối trộn với chất xúc tác
trước khi bơm vào lò phản ứng nhiệt phân (WO2F). Tại lò phản ứng nhiệt
phân, dầu sẽ được gia nhiệt bởi hệ thống lò đốt tự động. Khi nhiệt độ dầu tăng
dần đến 160oC, nước và các dung môi nhẹ sẽ bay hơi và tách ra khỏi dầu.
- Giai đoạn 3: Nhiệt phân dầu thải thành dầu Diesel
Khi nhiệt độ dầu tăng đến 380oC thì phản ứng nhiệt phân (cracking) bắt đầu
xảy ra giúp chuyển hoá các phân tử dầu nhớt thành các phân tử dầu Diesel.
Quá trình phản ứng này xảy ra trong vùng nhiệt độ từ 380 - 430oC, hơi dầu
diesel sau khi tạo thành sẽ đi qua tháp chưng cất nhằm loại bỏ các phân tử
nặng bị lôi cuối theo. Sau đó hơi dầu sẽ đi tiếp đến thiết bị ngưng tụ để chuyển
thành lỏng trước khi được dẫn vào bồn chứa sản phẩm Diesel.
Diesel thu được từ quá trình nhiệt phân có thể sử dụng trực tiếp cho các bét
đốt dầu diesel hay FO trong công nghiệp, sản phẩm đáp ứng đầy đủ các tiêu
chuẩn kỹ thuật của nhiên liệu đốt lò loại 1 (FO No1)
- Giai đoạn 4: Lọc hoàn tất
Dầu Diesel thu được từ phản ứng nhiệt phân ở trên vẫn còn tối màu và chứa
nhiều asphalten. Do đó muốn sử dụng cho động cơ diesel thì phải qua hệ
thống lọc hấp phụ bằng Bentonite (NCS-FT) để cải thiện màu và loại bỏ
asphalten.
Dầu diesel này có thể sử dụng trực tiếp cho tàu biển, máy phát điện, động cơ
máy nông nghiệp hoặc phối trộn với diesel thương phẩm với tỉ lệ đến 50% để
sử dụng cho xe ôtô (phù hợp với tiêu chuẩn TCVN 5689:2005).
5
Hình 2. Sơ đồ P&ID của hệ thống WO2F
3. CÂN BẰNG VẬT CHẤT và CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM 3.1. Cân bằng vật chất
Nguyên liệu Hiệu suất, %
Dầu nhớt thải (dầu khô) 100
Sản phẩm
Dầu Diesel 70
Dầu cặn 20
Khí gas 10
3.2. Chất lượng sản phẩm Chất lượng các sản phẩm phù hợp hoàn toàn các quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về dầu
nhiên liệu theo tiêu chuẩn TCVN 6239:2002.
6
a. Dầu Diesel sử dụng cho đốt lò (FO No1): từ quá trình được sử dụng cho các đầu
đốt của lò hơi, lò đốt rác hay các lò đốt khác trong công nghiệp. So với dầu FO thông
thường (FO No2), sản phẩm dầu nhiên liệu từ WO2F (FO No1) có ưu điểm hơn bởi
tính dễ bắt cháy, cháy sạch hơn, ít lưu huỳnh hơn, tuổi thọ thiết bị cao hơn và đáp
ứng khí thải theo tiêu chuẩn cột A.
Tính chất của dầu nhiên liệu (FO No1) được trình bày trong bảng sau:
Stt Chỉ tiêu Đơn vị Phương pháp thử Kết quả
01 Tỉ trọng Kg/l ASTM D1298 0,78 – 0,84
02 Độ nhớt động học ở 50oC cSt ASTM D445 2 – 8
03 Hàm lượng Lưu huỳnh, max ppm ASTM D4294 1800
04 Điểm đông đặc, max oC ASTM D97 15
05 Hàm lượng tro, max %wt ASTM D482 0,1
06 Điểm chớp cháy cốc kín, max oC ASTM D93 40
07 Hàm lượng nước, max % ASTM D95 0,1
08 Nhiệt trị, min Cal/g ASTM D240 95.000 -
10.000
7
b. Dầu Diesel sử dụng cho động cơ : Dầu Diesel sau khi được lọc quaa hệ thống lọc
hấp phụ NCS-FT thô có thể sử dụng trực tiếp cho máy phát điện, tàu thuỷ hay trộn
vào Diesel thị trường với tỉ lệ khoảng 50% để sử dụng trực tiếp cho xe tải. Tính chất
của Diesel sau khi phối trộn đáp ứng hoàn toàn tiêu chuẩn quốc gia TCVN 5689:2005
4. DIỆN TÍCH LẮP ĐẶT
Diện tích tổng cho toàn nhà máy: 2000 m2
Diện tích nhà xưởng yêu cầu: 600 m2
Bảng vẽ mặt bằng bố trí thiết bị
8
5. QUY CÁCH VÀ CHẤT LƯỢNG CỦA THIẾT BỊ
Stt Tên thiết bị Quy cách
Số lượng
1 Thiết bị nhiệt phân 1
Lò nhiệt phân Thép chịu nhiệt A515 1
Hệ thống thiết bị ngưng tụ và đường ống SUS304 chống ăn mòn 2
Sàn thao tác 2 tầng, tôn gân SS400x thép I15 1
Bảo ôn 150mm, vỏ SUS304 Rockwood chịu nhiệt độ cao, >800oC 1
2 Lò gia nhiệt
1
Buồng đốt Gạch chịu lửa dầy 250mm, vỏ thép
Đầu đốt gió tán sương Ý, điều khiển tự động 2 cấp
Đầu đốt khí gas Ý, điều khiển vô cấp
3 Hệ thống khói ID300 x 18m, SS400x4mm 1
4 Hệ thống nước giải nhiệt (cooling tower) Taiwan 1
5 Lọc ép dầu NCStech 1
6 Bồn chứa sản phẩm dầu nhiên liệu SS400, sơn 3 lớp 1
7 Bồn chứa dầu Diesel SS400, sơn 3 lớp 1
8 Bồn chứa dầu cặn SS400, sơn 3 lớp 1
9 Bồn chứa dầu nhiên liệu SS400, sơn 3 lớp 1
10 Van, đường ống. Van của Nhật 1
11 Máy bơm G7 5
12 Đuốc đốt khí gas thừa NCStech 1
13 Hệ thống chống cháy ngược NCStech 1
14 Hệ thống điều khiển SCADA Linh kiện Taiwan/Nhật 1
- Thiết bị phụ trợ đều nhập mới 100%, đầy đủ CO/CQ.
9
6. KHÁI TOÁN HIỆU QUẢ ĐẦU TƯ
Đơn vị: đồng
I. CHI PHÍ NGUYÊN VẬT LIỆU 50,000,000
Tên vật liệu/hoá chất
Số lượng Đơn giá Thành tiền
1 Nhớt thải, lít 10.000 5000 50.000,000
II. CHI PHÍ VẬN HÀNH 5.675.000
1 Chi phí điện 250 kWh 2.500 625.000
2 Chi phí nhân công 3 ngày 300.000 900.000
3 Chi phí nhiệt (sử dụng dầu cặn của quá trình) 600 lít - -
4 Chất xúc tác 50 kg 27.000 1.350,000
5 Hoá chất lọc màu 280 kg 10.000 2.800.000
III. THU TỪ BÁN SẢN PHẨM 70.000.000
1 Diesel, lít 7.000 10.000 70,000,000
IV. CHÊNH LỆCH: III- (I+II) 14,325,000
- Thời gian thu hồi vốn: 10 tháng
7. MÔI TRƯỜNG
Dây chuyền xử lý dầu thải được vận hành hoàn toàn khép kín, các nguồn thải từ công
nghệ WO2F được xử lý triệt để trước khi thải ra môi trường
8.1. Nước thải
Nước thải của công nghệ chủ yếu là nước lẫn trong dầu thải và được tách ra khỏi dầu
nguyên liệu bằng phương pháp lắng và chưng cất (chiếm khoảng 5 – 10%).
Nguồn nước này chủ yếu nhiễm dầu và được thu gom về hệ thống xử lý nước nhiễm
dầu của nhà máy.
8.2. Dầu cặn
Chủ yếu thu từ giai đoạn lọc và quá trình nhiệt phân (chiếm khoảng 15-20%), thành
phần chứa dầu cặn và các tạp chất cơ học.
10
Nguồn cặn dầu này được thu gom và thực hiện tiêu huỷ bằng lò đốt chất thải nguy
hại của nhà máy.
8.3. Khí thải
Khí thải phát sinh từ hệ thống lò đốt của thiết bị nhiệt phân, do lò đốt sử dụng nhiên
liệu đốt lò là dầu Diesel (FO No1) và được xử lý triệt để qua hấp phụ nên khí thải đáp
ứng tiêu chuẩn xả thải cột A (QCVN 19:2009/BTNMT)
Thiết bị phản ứng nhiệt phân (WO2F) với đầu đốt hai nhiên liệu FO + Gas
11
Hệ thống lọc tẩy màu diesel (NCS-FT)
Hệ thống nước giải nhiệt
12
Phòng điều khiển SCADA
9. MỘT SỐ DỰ ÁN ĐÃ THỰC HIỆN
1. Công ty CP Môi Trường Hải Đăng - Q. Kiến An, Hải Phòng
2. Công ty CP Môi Trường Việt Thảo - Bỉm Sơn, Thanh Hoá
13
3. Công ty CP Môi Nghi Sơn - Tĩnh Gia, Thanh Hoá
4. Công ty TNHH Thanh Tùng 2 - Vĩnh Cửu, Đồng Nai
14
5. Công ty TNHH Huy Hải Dung Quất - Bình Sơn, Quảng Ngãi
