Tài liệu Nghiên cứu quy trình công nghệ sản xuất chất làm tan băng tuyết từ nước ớt việt nam

  • Số trang: 41 |
  • Loại file: PDF |
  • Lượt xem: 115 |
  • Lượt tải: 0
nguyetha

Đã đăng 8489 tài liệu

Mô tả:

BỘ CÔNG THƯƠNG VIỆN HÓA HỌC CÔNG NGHIỆP VIỆT NAM Báo cáo tổng kết khoa học, kỹ thuật Đề tài: NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT CHẤT LÀM TAN BĂNG TUYẾT TỪ NƯỚC ỚT VIỆT NAM Chủ nhiệm đề tài: TS. NGUYỄN XUÂN LÃNG 7446 15/7/2009 HÀ NỘI 2009 Tài liệu này được chuẩn bị trên cơ sở kết quả thực hiện đề tài cấp Bộ, HĐ số 51.08-RD/HĐ-KHCN BỘ CÔNG THƯƠNG VIỆN HÓA HỌC CÔNG NGHIỆP VIỆT NAM Báo cáo tổng kết khoa học, kỹ thuật Đề tài: NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT CHẤT LÀM TAN BĂNG TUYẾT TỪ NƯỚC ỚT VIỆT NAM Chủ nhiệm đề tài: TS. NGUYỄN XUÂN LÃNG Các cán bộ tham gia thực hiện đề tài: TS. Bùi Mai Ph ư ơng TS. Phạm Đỗ Thanh Thu ỳ ThS Nguyễn Thu Hiền ThS. Nguyễn Thanh Bình HÀ NỘI -2009 Tài liệu này được chuẩn bị trên cơ sở kết quả thực hiện đề tài cấp Bộ, HĐ số 51.08-RD/HĐ-KHCN Môc lôc Môc §Ò môc Trang Môc lôc 1 B¶ng chó gi¶i c¸c ch÷ viÕt t¾t, ®¬n vÞ ®o 3 Tãm t¾t ®Ò tµi 4 Më ®Çu 6 Ch−¬ng I PhÇn tæng quan 7 1.1 T×nh h×nh nghiªn cøu s¶n xuÊt chÊt tan b¨ng tuyÕt trong 7 vµ ngoµi n−íc 1.2 T×nh h×nh nghiªn cøu sö dông n−íc ãt ë c¸c ®ång muèi 8 ViÖt Nam 1.3 C¬ chÕ tan b¨ng tuyÕt 10 1.4 C¸c ph−¬ng ph¸p thö ®é tan b¨ng tuyÕt 11 1.4.1 Ph−¬ng ph¸p phßng thÝ nghiÖm 12 1.4.2 Ph−¬ng ph¸p Mn/DOT 12 1.5 C¸c ph−¬ng ph¸p thö ®é ¨n mßn kim lo¹i 12 1.5.1 Ph−¬ng ph¸p cña Texas Department of Transportation 12 1.5.2 Ph−¬ng ph¸p thö ®¬n gi¶n 13 Ch−¬ng II Lùa chän ®èi t−îng nghiªn cøu 15 2.1 Lùa chän nguån nguyªn liÖu 15 2.2 Kh¶o s¸t c¸c nguån nguyªn liÖu 16 2.3 C¸c ph−¬ng ph¸p ph©n tÝch 18 Ch−¬ng III Néi dung nghiªn cøu 20 3.1 Thö nghiÖm s¶n xuÊt quy m« phßng thÝ nghiÖm CTBT 20 tõ n−íc ãt ViÖt Nam 1 3.1.1 Kh¶o s¸t c¸c chÊt chèng ¨n mßn kim lo¹i 20 3.1.2 S¶n xuÊt CTBT t¹i phßng thÝ nghiÖm 21 3.2 Kh¶o s¸t kh¶ n¨ng tan b¨ng tuyÕt vµ kh¶ n¨ng ¨n mßn 23 cña s¶n phÈm trªn kim lo¹i 3.2.1 Kh¶o s¸t kh¶ n¨ng tan b¨ng tuyÕt cña s¶n phÈm 23 3.2.2 Kh¶o s¸t kh¶ n¨ng ¨n mßn kim lo¹i cña s¶n phÈm 23 3.3 X©y dùng quy trinhg s¶n xuÊt CTBT quy m« nhá 24 3.3.1 S¬ ®å c«ng nghÖ c« t¸ch n−íc ãt ®iÒu chÕ MgCl2.6H2O 25 3.3.2 S¬ ®å c«ng nghÖ ®iÒu chÕ CTBT 26 3.4 TÝnh s¬ bé gi¸ chi phÝ cña s¶n phÈm vµ khã kh¨n trong 27 s¶n xuÊt CTBT trong thêi gian qua Ch−¬ng IV §¸nh gi¸ kÕt qu¶ nghiªn cøu 30 KÕt luËn vµ kiÕn nghÞ 31 Tµi liÖu tham kh¶o 33 2 B¶ng chó gi¶i c¸c ch÷ viÕt t¾t, ®¬n vÞ ®o TT Ch÷ viÕt t¾t-§¬n vÞ ®o Chó gi¶i 1 CTBT ChÊt tan b¨ng tuyÕt 2 KL Khèi l−îng 3 g gam 4 kg kilogam 5 ml mililit 3 Nghiªn cøu quy tr×nh c«ng nghÖ s¶n xuÊtchÊt lµm tan b¨ng tuyÕt tõ n−íc ãt ViÖt Nam ********* tãm t¾t ®Ò tµi L−îng n−íc ãt d− thõa trong qu¸ tr×nh s¶n xuÊt muèi ¨n ngµy cµng ¶nh h−ëng ®Õn m«i tr−êng c¸c tØnh ven biÓn. §· cã nhiÒu c«ng tr×nh nghiªn cøu tËn dông thu håi muèi magiª trong n−íc ãt ®Ó s¶n xuÊt MgCO3, MgO, phô gia s¶n xuÊt tÊm lîp . . . nh−ng ch−a ®−a ®−îc vµo s¶n xuÊt lín. ë c¸c n−íc cã b¨ng tuyÕt, ®Ó tr¸nh tai n¹n giao th«ng ®−êng bé, ®Æc biÖt trªn c¸c ®−êng cao tèc, ng−êi ta sö dông muèi tan b¨ng tuyÕt ®Ó lµm tan líp b¨ng b¸m ë m¨t ®−êng vµ lµm gi¶m nhiÖt ®é ®ãng b¨ng cña n−íc. §· cã rÊt nhiÒu chÊt ®−îc sö dông lµm chÊt tan b¨ng tuyÕt nh− muèi ¨n, CaCl2, KCl, MgCl2, Ca(CH3COO)2.Mg(CH3COO)2, KCH3COO, NaCH3COO, NH4(SO4)2, NH2CONH2 . . . hoÆc hçn hîp cña chóng víi muèi ¨n. Th−êng c¸c chÊt tan b¨ng tuyÕt lµm gØ xe c¬ giíi. §Ó kh¾c phôc, nhiÒu hîp chÊt v« c¬ còng nh− h÷u c¬ kh¸c nhau ®· ®−îc sö dông ®Ó pha thªm vµo chÊt tan b¨ng tuyÕt nh− hîp chÊt kÏm, hîp chÊt lignin sunfonat, hîp chÊt cña photpho, hîp chÊt cña nit¬ .... L−îng n−íc ãt d− thõa trong qu¸ tr×nh s¶n xuÊt muèi ¨n ë n−íc ta ngµy cµng ¶nh h−ëng ®Õn m«i tr−êng c¸c tØnh ven biÓn. §· cã nhiÒu c«ng tr×nh nghiªn cøu tËn dông thu håi muèi magiª trong n−íc ãt ®Ó s¶n xuÊt MgCO3, MgO, phô gia s¶n xuÊt tÊm lîp . . . nh−ng ch−a ®−a ®−îc vµo s¶n xuÊt lín. Chóng t«i ®· nghiªn cøu sö dông n−íc ãt ViÖt Nam ®Ó s¶n xuÊt chÊt tan b¨ng tuyÕt. Nguyªn liÖu chÝnh ®Ó s¶n xuÊt chÊt tan b¨ng tuyÕt lµ muèi ¨n, 4 magie clorua vµ chÊt chèng gØ. Magie clorua ®−îc lÊy tõ n−íc ãt vµ cã thÓ s¶n xuÊt muèi tan b¨ng tuyÕt tõ n−íc ãt theo 2 c¸ch: * Ph©n tÝch thµnh phÇn chÝnh cña n−íc ãt vµ muèi ¨n gåm hµm l−îng NaCl, MgCl2. Sau ®ã tÝnh to¸n ®Ó ®−a l−îng n−íc ãt vµo muèi ¨n cïng chÊt chèng gØ cho phï hîp víi thµnh phÇn muèi tan b¨ng tuyÕt ®Þnh s¶n xuÊt vµ gia nhiÖt ®Ó ®−îc chÊt tan b¨ng tuyÕt. Ph−¬ng ph¸p nµy nªn thùc hiÖn t¹i gÇn n¬i cã ®ång muèi ®Ó tr¸nh ph¶i vËn chuyÓn n−íc ãt. * C« t¸ch n−íc ãt t¹i n¬i gÇn ®ång muèi ®Ó t¸ch NaCl, MgCl2 . . . . VËn chuyÓn MgCl2 vÒ n¬i s¶n xuÊt, tÝnh to¸n trén MgCl2 víi muèi ¨n, chÊt chèng gØ vµ gia nhiÖt ®Ó thu ®−îc chÊt tan b¨ng tuyÕt. Chóng t«i ®· s¶n xuÊt hai lo¹i chÊt tan b¨ng tuyÕt tõ n−íc ãt ViÖt Nam cã thµnh phÇn phèi liÖu nh− sau: - Lo¹i I hµm l−îng MgCl2 chiÕm kho¶ng 26 - 27%, NaCl chiÕm kho¶ng 70 - 72%, cßn l¹i lµ phô gia chèng gØ vµ c¸c chÊt kh¸c. - Lo¹i II hµm l−îng MgCl2 chiÕm kho¶ng 15 - 16%, NaCl chiÕm kho¶ng 81 - 83%, cßn l¹i lµ phô gia chèng gØ vµ c¸c chÊt kh¸c. Hai lo¹i s¶n phÈm nµy ®· ®−îc göi ®i NhËt ®Ó thö nghiÖm cho kÕt qu¶ tèt (Cã giÊy chøng nhËn cña C«ng ty NhËt). 5 Më ®Çu §Ò tµi: “Nghiªn cøu quy tr×nh c«ng nghÖ s¶n xuÊt chÊt lµm tan b¨ng tuyÕt tõ n−íc ãt ViÖt Nam “ ®−îc thùc hiÖn theo Hîp ®ång sè 51-08RD/H§-KHCN ngµy 23 th¸ng 01 n¨m 2008 cña Bé C«ng th−¬ng giao nhiÖm vô nghiªn cøu n¨m 2008 cho ViÖn Hãa häc C«ng nghiÖp ViÖt Nam vµ QuyÕt ®Þnh sè ngµy cña ViÖn Hãa häc C«ng nghiÖp ViÖt Nam giao nhiÖm vô cho Phßng ThÝ nghiÖm träng ®iÓm. Môc tiªu cña ®Ò tµi lµ tËn dông l−îng n−íc ãt d− thõa trong qu¸ tr×nh s¶n xuÊt muèi tõ n−íc biÓn ngµy mét g©y ¶nh h−ëng ®Õn m«i tr−êng ®Ó s¶n xuÊt chÊt lµm tan b¨ng tuyÕt ®¸p øng c¸c yªu cÇu cña ®èi t¸c NhËt B¶n. Néi dung cña ®Ò tµi: - ThÝ nghiÖm s¶n xuÊt quy m« phßng thÝ nghiÖm chÊt tan b¨ng tuyÕt tõ n−íc ãt ViÖt Nam. - Kh¶o s¸t kh¶ n¨ng tan b¨ng tuyÕt vµ kh¶ n¨ng ¨n mßn cña s¶n phÈm b¨ng tuyÕt trªn kim lo¹i. - X©y dùng quy tr×nh s¶n xuÊt chÊt tan b¨ng tuyÕt quy m« nhá. - S¶n xuÊt 50 kg chÊt tan b¨ng tuyÕt vµ göi ®i thö nghiÖm t¹i n−íc ®èi t¸c. - X©y dùng quy tr×nh ph©n tÝch nguyªn liÖu vµ kiÓm tra chÊt l−îng s¶n phÈm cña qu¸ tr×nh s¶n xuÊt. 6 ch−¬ng i phÇn tæng quan 1.1 T×nh h×nh nghiªn cøu s¶n xuÊt chÊt tan b¨ng tuyÕt ë trong vµ ngoµi n−íc: N−íc ta lµ n−íc hÇu nh− kh«ng cã b¨ng tuyÕt nªn ch−a cã c¸c c«ng tr×nh nghiªn cøu còng nh− c¸c c¬ së s¶n xuÊt chÊt tan b¨ng tuyÕt. ë c¸c n−íc cã b¨ng tuyÕt, ®Ó tr¸nh tai n¹n giao th«ng ®−êng bé, ®Æc biÖt trªn c¸c ®−êng cao tèc, sau khi cµo hÕt tuyÕt ng−êi ta ph¶i r¶i muèi tan b¨ng tuyÕt ®Ó tan nh÷ng phÇn b¨ng cßn l¹i b¸m trªn ®−êng v× líp nµy th−êng rÊt tr¬n lµm xe kh«ng b¸m ®−êng. Ngoµi ra chÊt tan b¨ng tuyÕt cßn cã t¸c dông h¹ nhiÖt ®é ®ãng b¨ng lµm h¹n chÕ tuyÕt ®ãng thµnh b¨ng. L−îng sö dông chÊt tan b¨ng tuyÕt ë c¸c n−íc nµy lµ rÊt lín, vÝ dô ë NhËt B¶n, trong mét n¨m mét Côc ®−êng bé ®· sö dông ®Õn 500.000 tÊn. Tõ nh÷ng n¨m 1940 ng−êi ta ®· sö dông muèi ¨n ®Ó lµm tan b¨ng tuyÕt trªn c¸c con ®−êng vËn t¶i bé, tuy nhiªn ®é tan b¨ng vµ t¸c dông lµm gi¶m nhiÖt ®é ®ãng b¨ng cña n−íc kh«ng cao, h¬n n÷a c¸c xe c¬ giíi bÞ gØ nhiÒu. Sau ®ã ng−êi ta sö dông hçn hîp NaCl + CaCl2, hçn hîp nµy cã ®é tan b¨ng tuyÕt cao vµ lµm gi¶m nhÖt ®é ®ãng b¨ng xuèng kh¸ thÊp nh−ng ®Ó l¹i nhiÒu vÕt tr¾ng trªn xe. Sau nµy ng−êi ta nghiªn cøu sö dông mét sè lo¹i muèi kh¸c nh− KCl, MgCl2, NH4(SO4)2, NH2CONH2, Ca(CH3COO)2.Mg(CH3COO)2, KCH3COO, NaCH3COO . . . ë d¹ng ®¬n chÊt hoÆc ë d¹ng hçn hîp. Mçi lo¹i cho m«t ®Æc ®iÓm −u viÖt riªng nh− MgCl2 cho ®é tan b¨ng tuyÕt cao, nhiÖt ®é ®ãng b¨ng cña n−íc thÊp, kh«ng ®Ó l¹i dÊu vÕt trªn xe . . . . [ 1, 2, 3, 4 ]. Nguyªn liÖu ®Ó s¶n xuÊt chÊt tan b¨ng tuyÕt ë c¸c n−íc cã thÓ ®−îc thèng kª theo b¶ng sau: 7 B¶ng 1: Nguyªn liÖu s¶n xuÊt mét sè chÊt tan b¨ng tuyÕt: TT Tªn chÊt Nguån nguyªn liÖu 1 Amoni sunfat Ph©n bãn 2 Natri clorua Muèi ¨n, muèi má 3 Ure Ph©n bãn 4 Canxi clorua Tõ CaCO3 + HCl 5 Canxi magie axetat Dolomi + CH3COOH 6 Magie clorua Muèi má 7 Kali axetat K2CO3 + CH3COOH 8 Kali clorua Muèi má Th−êng c¸c chÊt tan b¨ng tuyÕt lµm gØ xe c¬ giíi, v× vËy kh¾c phôc hiÖn t−îng gØ trªn xe c¬ giíi khi sö dông chÊt tan b¨ng tuyÕt lµ rÊt quan träng ®èi víi ngµnh giao th«ng cña nhiÒu n−íc trªn thÕ giíi. §· cã rÊt nhiÒu c«ng tr×nh nghiªn cøu ®−a vµo chÊt tan b¨ng tuyÕt mét l−îng nhá chÊt chèng ¨n mßn kim lo¹i. L−îng chÊt chèng ¨n mßn kim lo¹i trong chÊt tan b¨ng tuyÕt th−êng ®−îc sö dông nhá h¬n 5% vµ ®· ®−îc sö dông kh¸ nhiÒu chÊt kh¸c nhau nh− hîp chÊt cña kÏm, hîp chÊt lignin sunfonat, hîp chÊt cña photpho, hîp chÊt cña nit¬ , c¸c muèi cña axit h÷u c¬. . . . [ 1 ]. 1.2 T×nh h×nh nghiªn cøu sö dông n−íc ãt ë c¸c ®ång muèi ViÖt Nam: ViÖc s¶n xuÊt muèi tõ n−íc biÓn ë n−íc ta trong nh÷ng n¨m tr−íc ®©y t−¬ng ®èi thuËn lîi, chØ tÝnh khu vùc B×nh ThuËn trong mét n¨m s¶n xuÊt ®−îc kho¶ng 760.000 tÊn muèi. Vµ cø mét tÊn muèi sÏ cã trung b×nh 0,3 m3 n−íc ãt, l−îng n−íc ãt nµy ngµy cµng ¶nh h−ëng ®Õn m«i tr−êng vïng ven biÓn. Qua kh¶o s¸t t¹i ®ång muèi Cµ N¸, DiÔn Ch©u vµ Thanh Hãa ®Òu cho thÊy gi¶i quyÕt triÖt ®Ó n−íc ãt d− thõa trong qu¸ tr×nh s¶n xuÊt lµ ®iÒu kh¸ cÊp b¸ch. 8 N−íc ãt ®−îc tËn dông chñ yÕu ®Ó s¶n xuÊt c¸c s¶n phÈm chøa magiª. Tïy theo tõng vïng, hµm l−îng MgCl2 trong n−íc ãt kh«ng cè ®Þnh, kÕt qu¶ trung b×nh c¸c mÉu chóng t«i kh¶o s¸t cho thÊy hµm l−îng MgCl2 giao ®éng tõ 220 ®Õn 280 g/l (tÝnh theo MgCl2). §· tõ l©u, nhiÒu ®Ò tµi trong vµ ngoµi n−íc vµ ®Æc biÖt lµ c¸c ®Ò tµi cña ViÖn nghiªn cøu Hãa häc cña c¸c t¸c gi¶ Nghiªm V¨n ChØ, NguyÔn Hïng, §ç Xu©n BÝch, §ç §×nh §Ô, Ph¹m Xu©n L¹ng [ 5 ] ®· nghiªn cøu kh¸ kü n−íc ãt ViÖt Nam còng nh− nghiªn cøu øng dông chóng. Qu¸ tr×nh nghiªn cøu c« t¸ch, chñ yÕu lµ nghiªn cøu qu¸ tr×nh kÕt tinh cña hÖ NaCl - MgCl2 KCl ®Ó s¶n xuÊt mét sè s¶n phÈm tõ n−íc ãt cña c¸c c«ng tr×nh nµy cã thÓ ®−îc tãm t¾t nh− sau: - C« t¸ch NaCl: Do hµm l−îng KCl trong n−íc ãt thÊp h¬n nhiÒu so víi MgCl2 nªn khi c« ®Õn 110oC, nång ®é MgCl2 ®−îc n©ng lªn nh−ng chñ yÕu chØ cã muèi NaCl kÕt tinh, th−êng NaCl kÕt tinh tèt nhÊt khi nång ®é ®¹t 35oBe. - Sau khi c« t¸ch NaCl, tiÕp tôc t¨ng nhiÖt lªn 125oC vµ sau ®ã ñ ë nhiÖt ®é thÝch hîp cã thÓ t¸ch ®−îc mét phÇn MgSO4.7H2O hay Na2SO4 vµ NaCl. Sau khi t¸ch c¸c muèi kÕt tinh, h¹ n−íc c¸i xuèng nhiÖt ®é th−êng, thu ®−îc muèi kÐp KCl.MgCl2.6H2O, röa t¸ch MgCl2 ta thu ®−îc KCl. - N−íc c¸i sau khi c« t¸ch mét phÇn NaCl ®Õn 35oBe tiÕp tôc c« ®Õn nhiÖt ®é 140oC vµ lµm l¹nh ®Õn nhiÖt ®é th−êng sÏ thu ®−îc MgCl2.6H2O. - Tõ MgCl2.6H2O cã thÓ s¶n xuÊt Mg(OH)2 hay MgO. Sau ®ã nhiÒu xÝ nghiÖp kh¸c nh− Hãa chÊt Vinh, C«ng ty muèi Thanh Hãa … còng ®· øng dông vµo thùc tÕ ®Ó s¶n xuÊt c¸c s¶n phÈm. Tuy nhiªn ch−a cã mét c¬ së nµo ®−a ®−îc vµo s¶n xuÊt lín còng nh− æn ®Þnh ®−îc s¶n xuÊt l©u dµi, nh− ë DiÔn Ch©u, C«ng ty Hãa chÊt Vinh kh«ng cßn sö dông n−íc ãt s¶n xuÊt phô gia cho tÊm lîp, v× vËy ë ®©y nh÷ng ng−êi lµm muèi 9 còng thÊy rÊt cÊp b¸ch ph¶i gi¶i quyÕt l−îng d− thõa n−íc ãt nÕu kh«ng m«i tr−êng xung quanh c¸c ruéng muèi ngµy cµng xuèng cÊp. Cßn ë Thanh Hãa, C«ng ty muèi Thanh Hãa còng ®· s¶n xuÊt MgCl2, tuy nhiªn viÖc s¶n xuÊt còng kh«ng æn ®Þnh do gi¸ thµnh s¶n xuÊt. 1.3 C¬ chÕ tan b¨ng tuyÕt [ 6, 7, 8 ]: Thùc chÊt trong c¸c “chÊt tan b¨ng tuyÕt” ®−îc sö dông cã thÓ ph©n ra hai lo¹i “chÊt tan b¨ng tuyÕt” víi hai môc ®Ých kh¸c nhau. Mét lo¹i khi hßa tan trong n−íc táa nhiÖt nh− CaCl2, MgCl2 . . . nhÊt lµ khi chóng ë d¹ng khan lµ nh÷ng chÊt cã hai t¸c dông võa hßa tan b¨ng tuyÕt võa lµm gi¶m nhiÖt ®é ®ãng b¨ng cña tuyÕt. Lo¹i nµy th−êng ®−îc sö dông khi ®−êng bÞ phñ bëi mét líp tuyÕt dµy ph¶i dïng xe cµo tuyÕt vµ “chÊt tan b¨ng tuyÕt” sÏ cã t¸c dông lµm tan líp b¨ng cøng cßn l¹i b¸m vµo mÆt ®−êng, nÕu kh«ng líp nµy sÏ lµm xe khã b¸m ®−êng rÊt dÔ g©y tai n¹n. Cßn c¸c chÊt kh¸c nh− NaCl, KCl, Ca(CH3COO)2.Mg(CH3COO)2 . . . hÇu nh− kh«ng cã t¸c dông lµm tan b¨ng tuyÕt, mµ c¬ b¶n chØ lµm gi¶m nhiÖt ®é ®ãng b¨ng cña tuyÕt. Sù gi¶m nhiÖt ®é ®ãng b¨ng ®−îc gi¶i thÝch theo hiÖu øng “ Frezing point depression” vµ nhiÖt ®é chØ dõng l¹i khi muèi ngõng tan. Ngoµi t¸c dông h¹ nhiÖt ®é ®ãng b¨ng, trong thùc tÕ c¸c chÊt nµy sÏ t¹o ra ë bÒ mÆt ®−êng mét líp tuyÕt nh·o khã bÞ ®ãng b¨ng cøng b¸m vµo mÆt ®−êng dï tuyÕt cã phñ nhiÒu ë phÝa trªn. C¸c thÝ nghiÖm ®· cho thÊy sù gi¶m nhiÖt ®é ®ãng b¨ng cña tuyÕt phô thuéc vµo hai yÕu tè: nång ®é muèi vµ b¶n chÊt c¸c lo¹i muèi. VÝ dô, khi cho mét hçn hîp muèi vµo dung dÞch n−íc ë 00C, ë nång ®é muèi 10%, nhiÖt ®é ®ãng b¨ng lµ -60C vµ ë nång ®é muèi 20%, nhiÖt ®é ®ãng b¨ng xuèng ®Õn -160C. Trong b¶ng 2 lµ mét sè vÝ dô cho thÊy nhiÖt ®é ®ãng b¨ng thÊp nhÊt cña dung dÞch 10% mét sè muèi ®−îc sö dông lµm chÊt tan b¨ng tuyÕt: 10 B¶ng 2: NhiÖt ®é ®ãng b¨ng thÊp nhÊt cña mét sè muèi: TT Tªn chÊt C«ng thøc NhiÖt ®é ®ãng b¨ng 1 Amoni sunfat (NH4)2SO4 -70C 2 Canxi clorua CaCl2 -190C 3 Canxi magie axetat CaMg(CH3COO)2 -90C 4 Magie clorua MgCl2 -150C 5 Kali axetat KCH3COO -90C 6 Kali clorua KCl -70C 7 Natri clorua NaCl -90C 8 Ure NH2CONH2 -70C ¶nh h−ëng cña c¸c chÊt tan b¨ng tuyÕt ®Õn m«i tr−êng còng nh− c¸c t¸c dông kh¸c còng ®· ®−îc ®Ò cËp, vÝ dô: - Muèi NaCl khi hßa tan chØ ph©n ly ra 1 ion Cl- nªn Ýt ¶nh h−ëng ®Õn n«ng nghiÖp h¬n so víi CaCl2 vµ MgCl2 ph©n ly ra 2 ion Cl-. - Muèi Amoni sunfat kh«ng ¶nh h−ëng ®Õn n«ng nghiÖp nh−ng ¶nh h−ëng nhiÒu ®Õn hå v÷a h¬n c¸c chÊt kh¸c ®èi víi ®−êng ®−îc lµm tõ bª t«ng, h¬n n÷a hiÖu qu¶ kh«ng cao khi nhiÖt ®é kh«ng khÝ thÊp. - Kali axetat ®−îc sö dông ë d¹ng láng trªn c¸c ®−êng b¨ng s©n bay ®Ó chèng ®ãng b¨ng, tuy nhiªn gi¸ thµnh ®¾t. - Canxi magie axetat lµ chÊt ng¨n chÆn kh¸ hiÖu qu¶ sù t¹o thµnh bÒ mÆt ®ãng b¨ng vµ duy nhÊt trong c¸c chÊt tan b¨ng kh«ng g©y ¨n mßn, tuy nhiªn gi¸ thµnh kh¸ cao, th−êng ®¾t h¬n c¸c hçn hîp kh¸c ®Õn 20 lÇn. - Ure kh«ng g©y t¸c dông ¨n mßn nªn còng ®−îc sö dông trªn c¸c ®−êng b¨ng s©n bay ®Ó chèng ®ãng b¨ng, tuy nhiªn hiÖu qu¶ kh«ng cao khi nhiÖt ®é kh«ng khÝ thÊp. . . . 1.4 C¸c ph−¬ng ph¸p thö ®é tan b¨ng tuyÕt 11 Cã mét sè ph−¬ng ph¸p thö ®é tan b¨ng, sau ®©y lµ 2 ph−¬ng ph¸p hiÖn ®ang ®−îc sö dông nhÊt: 1.4.1 Ph−¬ng ph¸p phßng thÝ nghiÖm [ 9, 10 ]: Ph−¬ng ph¸p nµy th−êng ®−îc sö dông ®Ó thö nghiÖm t¹i c¸c phßng thö nghiÖm giao th«ng. Phßng thö nghiÖm ph¶i cã thiÕt bÞ ®Ó æn ®Þnh nhiÖt, th−êng lµ æn ®Þnh ®−îc ë 3 lo¹i nhiÖt ®é: -150C, -90C vµ -50C. §Çu tiªn t¹o mét líp b¨ng trªn c¸c ®Üa trßn, sau khi ®¹t ®−îc sù æn ®Þnh t¹i nhiÖt ®é cÇn thiÕt, ®é tan b¨ng tuyÕt ®−îc thö nghiÖm nh− sau: C©n c¸c khèi l−îng chÊt tan b¨ng tuyÕt vµ r¶i c¸c h¹t lªn ®Üa b¨ng. Cø c¸ch 10 phót ®Üa ®−îc nghiªng 1 gãc 100 so víi chiÒu th¾ng ®øng vµ dïng si lanh hót líp muèi tan ra. Qu¸ tr×nh nµy ®−îc tiÕn hµnh trong 60 phót. Tõ khèi l−îng muèi tan ë 3 nhiÖt ®é trªn cã thÓ ®¸nh gi¸ ®−îc hiÖu qu¶ cña c¸c chÊt tan b¨ng tuyÕt. 1.4.2 Ph−¬ng ph¸p Mn/DOT [ 11 ] Ph−¬ng ph¸p nµy ®−îc sö dông xe chuyªn dông ®−îc thö nghiÖm víi mét l−îng lín chÊt tan b¨ng (trªn 20 kg), kÕt qu¶ thu ®−îc sÏ s¸t víi thùc tÕ so víi ph−¬ng ph¸p phßng thÝ nghiÖm. 1.5 C¸c ph−¬ng ph¸p thö ®é ¨n mßn kim lo¹i: Cã kh¸ nhiÒu ph−¬ng ph¸p thö ®é ¨n mßn kim lo¹i, sau ®©y chóng t«i giíi thiÖu 2 ph−¬ng ph¸p thö th«ng dông. 1.5.1 Ph−¬ng ph¸p cña Texas Department of Transportation [ 12, 13 ] Nguyªn t¾c cña ph−¬ng ph¸p lµ x¸c ®Þnh ®é hao hôt cña vßng thÐp khi cã chÊt tan b¨ng tuyÕt so víi ®é hao hôt khi sö dông chØ NaCl. 1.5.1.1 Dông cô vµ hãa chÊt: * Vßng thÐp, tèt nhÊt lµ phï hîp víi ASTMF 436, * HCl ®Æc, * NaCl, lo¹i ®¹t tiªu chuÈn thuèc thö, 12 * SnCl2, * Sb2O3, * Tricloetan, * C©n ph©n tÝch, * Dung dÞch 3% chÊt tan b¨ng tuyÕt, * Dung dÞch NaCl 3%, * Dung dÞch röa: Hßa tan 50 g SnCl2 vµ 20 g Sb2O3 trong 4 lit axit clohydric ®Æc (Dung dÞch nµy dïng ®Ó ngõng ph¶n øng cña axit lªn vßng thÐp khi ®· röa lo¹i c¸c chÊt rØ). 1.5.1.2 ChuÈn bÞ thö - §Ó ®¶m b¶o ®é chÝnh x¸c cña phÐp thö, c¸c vßng thÐp dïng thö nghiÖm cÇn ph¶i cïng mét l« s¶n xuÊt. Mçi phÐp thö cÇn sö dông 3 vßng thÐp (cho chÊt tan b¨ng, cho riªng muèi NaCl vµ cho n−íc cÊt). - Vßng thÐp ®−îc röa b»ng HCl, sau ®ã tr¸ng b»ng n−íc cÊt. 1.5.1.3 TiÕn hµnh thö Cho 300 ml dung dÞch thö vµo c¸c b×nh nãn dung tÝch 500 ml. Sau ®ã cho vµo mçi b×nh mét vßng thÐp thö nghiÖm, cø chu kú 10 phót lÊy vßng thÐp ra khái b×nh vµ ®Ó ngoµi kh«ng khÝ 50 phót, chu kú ®−îc lÆp l¹i trong vßng 72 giê. Cho c¸c vßng thÐp vµo c¸c b×nh chøa dung dÞch röa. Sau 15 phót lÊy vßng thÐp ra khái b×nh vµ rö b»ng n−íc cÊt. LÆp l¹i qu¸ tr×nh trªn mét lÇn n÷a. Sau ®ã röa c¸c vßng thÐp b»ng tricloetylen, ®Ó kh« ngoµi kh«ng khÝ vµ c©n. TÝnh khèi l−îng hao hôt. 1.5.2 Ph−¬ng ph¸p thö ®¬n gi¶n Cho vµo 3 b×nh tam gi¸c 3 lo¹i dung dÞch: n−íc m¸y, dung dÞch NaCl 13%, dung dÞch chÊt tan b¨ng tuyÕt 13%. Cho vµo mçi b×nh mét vßng thÐp 13 cïng chñng lo¹i vµ ®−îc mµi nh½n bÒ mÆt. Quan s¸t mµu s¾c cña dung dÞch. 14 ch−¬ng iI lùa chän ®èi t−îng nghiªn cøu 2.1 Lùa chän nguån nguyªn liÖu: Qua c¸c tµi liÖu vÒ chÊt tan b¨ng tuyÕt còng nh− c¸c thùc nghiÖm nghiªn cøu tËn dông n−íc ãt ViÖt Nam chóng t«i nhËn thÊy: 1/ HiÖn nay ë ViÖt Nam, MgCl2 cã thÓ cã tõ c¸c nguån cung cÊp sau: - Mua hµng c«ng nghiÖp nhËp tõ n−íc ngoµi kho¶ng 8.000 ®/kg. - Cã thÓ s¶n xuÊt tõ n−íc ãt hay Dolomi. Tuy nhiªn qua kh¶o s¸t cho thÊy gi¸ thµnh s¶n xuÊt MgCl2 tõ Dolomi vµ axit clohydric kh«ng ph¶i lµ thÊp (kháang 6.000 ®/kg), h¬n n÷a chÊt l−îng s¶n phÈm th−êng kh«ng cao, nhÊt lµ mµu s¾c. V× vËy tËn dông n−íc ãt ViÖt Nam, mµ c¬ b¶n lµ tËn dông MgCl2 ®Ó s¶n xuÊt chÊt tan b¨ng tuyÕt lµ thÝch hîp nhÊt. S¶n phÈm kh«ng nªn chØ thuÇn MgCl2 mµ nªn lµ hçn hîp cña MgCl2 víi NaCl. ViÖc s¶n xuÊt hçn hîp sÏ cã nhiÒu −u ®iÓm: gi¸ thµnh h¹, cïng mét l−îng s¶n phÈm sÏ th¶i Ýt ion clo ra m«i tr−êng, s¶n phÈm qua thö nghiÖm cho thÊy d¹ng hçn hîp dÔ b¶o qu¶n h¬n khi chØ cã MgCl2. 2/ S¶n xuÊt chÊt tan b¨ng tuyÕt tõ n−íc ãt cã thÓ tiÕn hµnh theo 2 c¸ch: * Do thµnh phÇn chÝnh trong n−íc ãt lµ MgCl2, NaCl. Ngoµi ra cßn cã mét l−îng kh«ng lín muèi KCl, Na2SO4 . . . lµ nh÷ng thµnh phÇn kh«ng ¶nh h−ëng ®Õn chÊt l−îng muèi tan b¨ng. V× vËy sau khi ph©n tÝch, tÝnh to¸n c¸c thµnh phÇn trong muèi ¨n, trong n−íc ãt, cã thÓ trén trùc tiÕp n−íc ãt vµo muèi ¨n vµ lµm kh« s¶n phÈm. Do vËn chuyÓn n−íc ãt gÆp nhiÒu khã kh¨n nh− ®é ¨n mßn cña n−íc ãt ®èi víi thïng chøa vµ gi¸ thµnh vËn chuyÓn cao nªn ph−¬ng ph¸p nµy chØ thÝch hîp khi s¶n xuÊt t¹i gÇn c¸c ®ång muèi. Vµ nh− vËy nÕu tËn thu n−íc ãt trªn nhiÒu ®ång muèi cã ®Þa d− kh¸c nhau sÏ ph¶i cã nhiÒu ®iÓm s¶n xuÊt. 15 * C« t¸ch n−íc ãt ®Ó thu ®−îc MgCl2, gi¸ thµnh hiÖn nay cho 1 kg MgCl2.6H2O 94% s¶n xuÊt tõ n−íc ãt kho¶ng 3.500 ®ång (®· tÝnh c¶ c«ng vËn chuyÓn vÒ Hµ Néi). Sau ®ã vËn chuyÓn MgCl2 vÒ ®Þa ®iÓm thÝch hîp. Ph©n tÝch thµnh phÇn muèi ¨n, MgCl2, trén vµ ®iÒu chÕ s¶n phÈm. 3/ CÇn lùa chän c¸c chÊt chèng gØ thÝch hîp cho chÊt tan b¨ng tuyÕt ®¶m b¶o an toµn vÒ m«i tr−êng vµ gi¸ thµnh kh«ng cao. 2.2 Kh¶o s¸t c¸c nguån nguyªn liÖu: Chóng t«i ®· tiÕn hµnh kh¶o s¸t c¸c nguån nguyªn liÖu bao gåm muèi ¨n, n−íc ãt vµ t×nh h×nh tËn dông n−íc ãt t¹i C«ng ty muèi Thanh Hãa, Hîp t¸c x· s¶n xuÊt muèi DiÔn Ch©u (NghÖ An), C«ng ty muèi Cµ N¸ vµ hîp t¸c víi C«ng ty Cæ phÇn C«ng nghÖ Th−¬ng m¹i HuÖ Quang (Hoµng X¸, Liªn M¹c, Tõ Liªm, Hµ Néi) hiÖn ®ang tËn thu n−íc ãt t¹i c¸c ®ång muèi Nam §Þnh. C«ng ty nµy ®· céng t¸c víi c¸c hîp t¸c x· s¶n xuÊt muèi, thu gom n−íc ãt vµ sau ®ã ®· tiÕn hµnh c« n−íc ãt ngay t¹i ®ång muèi, ®Çu tiªn c« ®Õn 1100C ®Ó t¸ch phÇn lín NaCl, sau ®ã c« ®Õn 140-1450C vµ ®Ó nguéi ®Ó t¸ch MgCl2.6H2O. 2.2.1 Ph©n tÝch thµnh phÇn c¸c nguån nguyªn liÖu: Tõ c¸c mÉu muèi vµ n−íc ãt thu ®−îc qua kh¶o s¸t còng nh− c¸c nguån muèi t¹i mét sè ®Þa ph−¬ng chóng t«i ®· tiÕn hµnh ph©n tÝch cho c¸c kÕt qu¶ ë c¸c b¶ng sau: B¶ng 3. KÕt qu¶ ph©n tÝch thµnh phÇn chÝnh trong mét sè mÉu muèi: TT Tªn mÉu %MgCl2.6H2O %NaCl %CaCl2.6H2O 1 MÉu 1 Thanh Hãa 5.34 89.0 0.25 2 MÉu 2 Thanh Hãa 7.23 87.2 0.30 3 MÉu 1 DiÔn Ch©u 6.86 88.3 0.28 4 MÉu 2 DiÔn Ch©u 8.79 86.5 0.35 16 TT Tªn mÉu %MgCl2.6H2O %NaCl %CaCl2.6H2O 5 MÉu 3 DiÔn Ch©u 6.36 89.0 0.27 6 MÉu 4 DiÔn Ch©u 8.03 87.9 0.33 7 MÉu 5 DiÔn Ch©u 15.20 78.8 0.52 8 MÉu 1 Hµ Néi 7.50 87.0 0.31 (Muèi NghÖ An) 9 MÉu 2 Hµ Néi 2.23 92.8 0.12 10 MÉu 1 Cµ N¸ 2.30 92.6 0.14 11 MÉu 2 Cµ N¸ 2.80 92.0 0.15 12 MÉu 1 Nga S¬n 0.79 94.6 0.10 13 MÉu 2 Nga S¬n 3.97 91.0 0.15 14 MÉu HuÖ Quang 14.8 79.2 0.50 B¶ng 4. KÕt qu¶ ph©n tÝch thµnh phÇn chÝnh trong mét sè mÉu n−íc ãt: TT Tªn mÉu MgCl2.6H2O NaCl CaCl2.6H2O (g/l) (g/l) (g/l 1 MÉu 1 Thanh Hãa 250 220 14 2 MÉu 2 Thanh Hãa 220 210 10 3 MÉu DiÔn Ch©u 280 240 15 4 MÉu Cµ N¸ 220 200 9 B¶ng 5. KÕt qu¶ p/t thµnh phÇn chÝnh trong mét sè mÉu MgCl2.6H2O: TT Tªn mÉu %MgCl2.6H2O %NaCl %CaCl2.6H2O 1 MÉu 1 Thanh Hãa 93.0 (thÉm) 3.0 0.68 2 MÉu 2 Thanh Hãa 72.7 (tr¾ng) 20.2 0.60 3 MÉu HuÖ Quang 1 79.8 (tr¾ng) 15.3 0.62 17 TT Tªn mÉu %MgCl2.6H2O %NaCl %CaCl2.6H2O 4 MÉu HuÖ Quang 2 91.8 (x¸m) 5.0 0.64 5 MÉu HuÖ Quang 3 96.3 (thÉm) 1.8 0.68 6 MÉu HuÖ Quang 4 96.5 (thÉm) 1.5 0.70 2.2.2 §¸nh gi¸ kÕt qu¶ ph©n tÝch vµ lùa chän nguån nguyªn liÖu: Qua kÕt qu¶ ph©n tÝch chóng t«i cã mét sè nhËn xÐt sau: * C¸c mÉu muèi ¨n cã hµm l−îng MgCl2 rÊt kh¸c nhau, trong ®ã c¸c mÉu cña DiÔn Ch©u (NghÖ An) cã hµm l−îng cao h¬n c¶. Riªng mÉu 5 DiÔn Ch©u vµ mÉu HuÖ Quang lµ nh÷ng mÉu chóng t«i ®Æt ph¬i thªm 1 ngµy míi t¸ch muèi nªn hµm l−îng MgCl2.6H2O lªn ®Õn 15%. Do gi¸ thµnh cña MgCl2 ®¾t h¬n NaCl (th−êng tõ 2,5 ®Õn 3 lÇn), v× vËy tèt nhÊt nªn nÕu sö dông muèi DiÔn Ch©u vµ nÕu cã ®iÒu kiÖn cã thÓ ®Æt riªng muèi ph¬i qu¸ n¾ng sÏ ®¹t ®−îc hiÖu qu¶ kinh tÕ h¬n. * N−íc ãt cña DiÔn Ch©u vµ Thanh Hãa cã hµm l−îng MgCl2 cao h¬n n−íc ãt cña Cµ N¸. * C¸c mÉu MgCl2 cã mµu thÉm (®· ®−îc c« ®Õn ph©n ®o¹n sau) cã hµm l−îng MgCl2 cao h¬n mÉu cã mµu tr¾ng (cßn lÉn nhiÒu NaCl). 2.3 C¸c ph−¬ng ph¸p ph©n tÝch [ 14 ]: S¶n phÈm chÊt tan b¨ng tuyÕt còng nh− nguyªn liÖu s¶n xuÊt chóng kh«ng ph¶i thuéc lo¹i s¶n phÈm ®ßi hái thµnh phÇn c¸c hîp chÊt ph¶i ®−îc ®¸nh gi¸ qu¸ chÆt chÏ. Trong khi ®ã nguyªn liÖu muèi ¨n, n−íc ãt còng nh− MgCl2.6H2O cã hµm l−îng c¸c thµnh phÇn trong ®ã rÊt kh¸c nhau. Trong thµnh phÈm nÕu cã lÉn mét l−îng nhá KCl mµ coi lµ NaCl còng cã thÓ chÊp nhËn do ®Òu cã t¸c dông gÇn nh− nhau trong s¶n phÈm. V× vËy cÇn chän ph−¬ng ph¸p ph©n tÝch nhanh, ®¬n gi¶n cã thÓ ph©n tÝch ngoµi hiÖn tr−êng. ViÖc x¸c ®Þnh hµm l−îng CaCl2.6H2O vµ MgCl2.6H2O trong muèi 18
- Xem thêm -