BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

KHẢO SÁT THIẾT KẾ NHÀ MÁY TÁI CHẾ NHỰA PET VỚI
CÔNG SUẤT 1.000 TẤN/NĂM

Họ và tên sinh viên: Nguyễn Thị Phương Thảo
Ngành: CÔNG NGHỆ HÓA HỌC
Niên khóa: 2005-2009

Tháng 08 /2009


KHẢO SÁT THIẾT KẾ NHÀ MÁY TÁI CHẾ NHỰA PET VỚI CÔNG
SUẤT 1.000 TẤN/NĂM

Tác giả

NGUYỄN THỊ PHƯƠNG THẢO

Khóa luận được đệ trình đề để đáp ứng yêu cầu
cấp bằng Kỹ sư ngành
Công Nghệ Hóa Học

Giáo viên hướng dẫn:
ThS. Vũ Bá Minh, GVC

Tháng 08 năm 2009



Lời cám ơn cuối cùng xin gởi đến các bạn lớp DH05HH đã giúp đỡ mình vượt
qua những khó khăn hoàn thành đề tài.

-

Dù hết sức cố gắng để hạn chế sai sót nhưng bài khóa luận của tôi sẽ không thể
tránh được sai sót. Rất mong sự chỉ bảo của quý thầy cô và sự đóng góp các bạn
thân mến.

ii


TÓM TẮT
-

Đề tài này nghiên cứu về “Khảo sát thiết kế nhà máy tái chế nhựa” được dựa
trên mô hình nhà máy nhựa Tân Phú. Để thực hiện được đề tài tôi đã trải qua
quá trình thực tập ở nhà máy trong khoảng thời gian từ ngày 30/3/2009 đến
30/4/2009. Sau đó, tôi tiến hành nghiên cứu tài liệu trên mạng và trên sách vỡ.
Và tôi bắt tay vào tính toán cân bằng vật chất, cân bằng năng lượng, lựa chọn
thiết bị, tính toán kinh tế dưới sự hướng dẫn của giảng viên chính của trường
đại học bách khoa TPHCM thạc sĩ Vũ Bá Minh.

Tóm tắt các giai đoạn trong quá trình thực hiện đề tài:
-

Giai đoạn 1: Tổng quan tài liệu và tìm và tham khảo tài liệu sẽ được thực hiện
trong suốt quá trình thực hiện đề tài.


của nhà máy là 28 năm.

iii


ABSTRACT
The theme “Reaseaching to design plastic-recycling factory” was done basing on Tan
Phu plastic-factory model. In order to carry out this subject, I had passesd a period of
firm-practising process from 30/3/2009 đto 30/4/2009. After that, I did reaseach
materials on the Internet and books and I calculated material+energy balance, chose
devices, effective economy with help of Master Vu Ba Minh, major lecturer,
University of Polytech, HCM city.
Summerising stages in process of doing this theme:
-

Stage 1: Genaral materials ang References were carried out during the process.

-

Stage 2: Practising at Tan Phu plastic joint-stock company. I surveyed practicalproducing situation and factory’s model.

-

Stage 3: Material and energy balance of this firm, choosing devices, calculated
effective economy.

-

Stage 4: Draw autocad of main equipments’ operating-principles, diagram of
factory’s horizontal surface


iii

Mục lục

v

Danh mục các chữ viết tắt

ix

Danh sách các hình

x

Danh sách các bảng

xi

Tài liệu tham khảo

xii

Chương 1:...................................................................................................................1
MỞ ĐẦU ....................................................................................................................1
1.1

Đặt vấn đề: ....................................................................................................1

1.3


1.5.2

Ý nghĩa về mặt môi trường:..................................................................12

Chương 2:.................................................................................................................14
TỔNG QUAN...........................................................................................................14
2.1.

Khái niệm cơ bản có liên quan chất thải rắn: ...............................................14

2.1.1

Chất thải rắn:........................................................................................14

2.1.2

Hoạt động quản lý chất thải rắn ..........................................................14
v


2.1.3

Phế liệu: ...............................................................................................14

2.1.4

Thu gom chất thải rắn:.........................................................................14

2.1.5


2.2

Tính chất chung của chất dẻo, Polymer: ......................................................16

2.2.1

Độ bền chất dẻo, Polymer: ...................................................................16

2.2.2

Tính chất kết dính: ...............................................................................17

2.2.3

Nhiệt độ mềm:......................................................................................18

2.2.5

Độ giản nở nhiệt:..................................................................................18

2.2.6

Độ dẫn điện:.........................................................................................19

2.2.7

Tỉ nhiệt:................................................................................................19

2.2.8


2.3.5

Thành phần cỡ hạt- kích thước hạt:.......................................................22

2.3.6

Hàm lượng ẩm và chất dễ bay hơi: .......................................................23

2.3.7

Độ linh động: .......................................................................................23

2.3.8

Vận tốc đóng rắn – thời gian đóng rắn:.................................................24

2.3.9

Độ co thể tích:......................................................................................24

2.3.10

Nhiệt độ gia công: ................................................................................25
vi


2.4

Một số chất phụ gia dùng trong nghành nhựa: .............................................26

2.8.2

Tính chất PET: .....................................................................................33

2.9.2

Những yếu tố làm giảm chất lượng PET tái sinh: .................................34

2.9.3

Các biện pháp nâng cao chất lượng PET tái sinh: .................................35

2.9.4

Các chỉ tiêu đánh giá hiệu quả tái chế PET:..........................................35

2.10

Các quy trình tái sinh PET:..........................................................................35

2.10.1

Tái chế PET bằng phương pháp nóng chảy: .........................................35

2.10.2

Tái chế PET bằng phương pháp khử trùng hợp hóa học: ......................51

2.11


Thiết bị gia công: .................................................................................72

3.5.4.

Thiết bị phụ:.........................................................................................74

3.6.

Tính toán nhân công: ...................................................................................77

3.7.

Tính toán mặt bằng:.....................................................................................78

3.8.

Tính toán điện nước:....................................................................................79

3.8.1. Tính toán điện năng:....................................................................................79
vii


3.8.2. Tính toán lượng nước: .................................................................................81
Chương 4:.................................................................................................................88
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ......................................................................................88

viii


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

Tm: Nhiệt độ chảy

-

Tg: Nhiệt độ hóa gương

ix


DANH SÁCH CÁC HÌNH
Hình 1.1: Hình ảnh các sản phẩm KET
Hình 1.2: Các Sản phẩm Acquy
Hình 1.3: Hình ảnh các chai nhựa 1 lớp
Hình 1.4: Hình ảnh các loại chai nhựa 3 lớp
Hình 1.5: Sơ đồ tổ chức công ty Cổ Phần Nhựa Tân Phú
Hình 2.1: Biểu đồ thể hiện tỷ lệ phân bố các loại hình tái chế trên địa bàn Thành Phố
Hồ Chí Minh.
Hình 2.2: Quy trình tái chế PET bằng phương pháp nóng chảy.
Hình 2.3: Sơ đồ thu gom phế liệu ở Thành Phố Hồ Chí Minh
Hình 2.4: Hình ảnh các dạng cửa nhập liệu
Hình 2.5: Hình thể hiện các vùng trong máy đùn trục vít.
Hình 3.1 : Biểu diển hệ thống lạnh quá lạnh quá nhiệt
Hình 3.2: Hình ảnh máy sấy thùng quay
Hình 3.3: Hình ảnh sấy băng tải.
Hình 3.5: Sơ đồ tổ chức nhà máy tái chế nhựa Tân Phú

x


DANH SÁCH CÁC BẢNG

Bảng 3.9: Điện năng tiêu tốn cho sản xuất
Bảng 3.10: Tổng kết Lượng nước cần dùng cho 1 ngày
Bảng 3.11:Tổng kết Lượng nước cần dùng cho 1 năm
Bảng 3.12: Tổng chi phí thiết bị
Bảng 3.13: Bảng giá điện ở các thời điểm
Bảng 3.14: Tổng kết chi phí nguyên liệu trên năm
Bảng 3.15: Tổng chí phí Xây dựng
Bảng 3.16: Tổng chi phí nhân công trên 1 tháng
Bảng 3.17: Tổng chi phí nhân công trên 1 năm
Bảng 3.18: Tổng vốn đầu tư:
Bảng 3.19: Tổng chi phí sản xuất 1 năm
Bảng 3.20: Bảng tổng kết tính toán kinh tế nhà máy

xii


Chương 1:
MỞ ĐẦU
1.1 Đặt vấn đề:
-

Sự tồn tại của loài người tác động rất lớn đến môi trường trong suốt quá trình
lịch sử, dường như tác động ấy ngày càng tăng trong quá trình hiện đại. Tác
động phổ biến nhất là trong hoạt động sống của con người tạo ra chất thải và
thải ra môi trường bên ngoài. Có 3 dạng chất thải chính: Chất thải khí, chất thải
rắn và nước thải. Chất thải khí làm ô nhiểm bầu không khí gây hiệu ứng nhà
kính, mưa axit gây ảnh hưởng đến con người và các loài động vật trên trái đất.
Nước thải làm ảnh hưởng mạnh mẻ đến hoạt động sống của sinh vật và con
người. Chất thải rắn cũng là nguyên nhân gây ra ô nhiểm không khí, ô nhiểm
nguồn nước do hòa tan vào nước và đối với chất thải khó phân hủy sẽ được tích

triển của đất nước đang đặt ra những yêu cầu về việc khai thác và sử dụng tài
nguyên hợp lí hơn. Đồng nghĩa với việc bảo vệ môi trường như thế nào để đảm
bảo tính bền vững, hạn chế tối đa những tổn hại do các hiện tượng ô nhiễm gây
ra.
-

Các khu đô thị tuy có dân số chỉ chiếm 24% dân số cả nước nhưng lại phát sinh
đến hơn 6 triệu tấn chất thải mỗi năm (tương ứng với 50% tổng lượng chất thải
sinh hoạt cả nước). Chất thải ở đô thị có thành phần nguy hại lớn hơn ở nông
thôn chẳng hạn như: pin, các loại dung môi sử dụng trong gia đình và các chất
thải không phân hủy được như nhựa, thủy tinh, kim loại cần phải có biện pháp
xử lí chất thải đô thị. Xử lí chất thải đô thị luôn là vấn đề đau đầu của các nhà
quản lí đô thị. Trong các loại chất thải rắn thì chất thải nhựa dẻo là vấn đề đáng
quan tâm hàng đầu vì chu kì phân hủy của nó rất dài có loại tới hàng trăm năm.
Vì vậy, trước sức ép dân số, sức ép môi trường sống, và tạo lập kinh tế phát
triển bền vững thì việc tái sinh và tận dụng các sản phẩm nhựa dẻo đã qua sử
dụng rất được quan tâm hàng đầu của thế giới.

2


Bảng 1.1: Thành phần chất thải rắn trong chất thải sinh hoạt
Các nước

Các nước

Các nước

TP. Hồ Chí


20-45

0,05-25

Giấy
Carton

1-10

8-30

5-15

0-0,01

Plastic

1-5

2-6

2-8

1,5-17

Vải

1-5

2-10

0-3,5

1-10

1-10

4-12

0-2,7

2-8

0-0,06

1-4

0-0,04

0-10

0-6,1

Thủy tinh,
sành sứ
Đồ hộp
Sắt, nhôm,
KL
Bụi, Tro

1-40

3


Bảng 1.3 : Các loại nhựa có khả năng tái chế:
Vật liệu

Kí hiệu

Nguồn sử dụng

Polyethylene terephthalate

1-PETE

Chai, lọ chứa nước giải khát, bao bì
thực phẩm.

Polyethylene trọng lượng 2-HDPE

Lọ đựng sữa, bình đựng chứa chất

cao.

tẩy rữa và dầu ăn.

Polyvinyl clorua

3-PVC

Ống dẫn nước, chai lọ, hộp đựng

Bảng 1.4 : Tỷ lệ của các loại nhựa phế thải trong rác thải sinh hoạt của Hà Nội

Tổng
Loại rác

nhựa

Tỷ lệ của các loại nhựa trong rác (%)
PET HDPE PVC LDPE PP

PS

Khác

Rác hộ dân

7,87

0,45

0,54

0,49

6,05

0,09

0,18


5,92

0,2

0,19

0,02

Nguồn: [9]
-

Dựa vào các tính chất trên ta có các biện pháp xử lí như: chôn lấp, đốt, ủ phân
vi sinh, tái chế... Chôn lấp sẽ ảnh hưởng đến mạch ngước ngầm nơi chôn lấp,
còn đốt ảnh hưởng đến môi trường không khí do khí thải ra từ quá trình đốt đó
rất độc, ủ phân vi sinh thì chỉ áp dụng với vật liệu hữu cơ dễ phân hủy. Hiện
nay người ta ưu tiên cho biện pháp tái chế và phương pháp vi sinh vì biện pháp
4


này giảm thiểu lượng rác thải, tận dụng được nguồn phế phẩm, ít tác động đến
môi trường. Hiện nay nước ta và trên cả thế giới hưởng ứng chương trình phát
động 3R (tái sản xuất, tái sử dụng, tái sinh) nhằm tránh tác hại môi trường đồng
thời có lợi về kinh tế.
-

Trong số các loại nhựa thì nhựa polyetylenterephtalat (PET) là một polyme kỹ
thuật có độ bền căng và bền va đập, độ kháng hóa chất, độ trong và khả năng
gia công rất tốt. Do đó PET ngày càng được sử dụng phổ biến làm chai lọ, bao
bì thực phẩm như chứa chất lỏng như nước tinh khiết, nước có ga, nước ngọt,
nước tương… vì độ thẩm mỹ cao, nhẹ, bền cơ học cao. PET được coi là loại

động môi trường có thể xảy ra khi sử dụng sản
phẩm.

Mua bán nguyên liệu

Ô nhiễm không khí, ô nhiễm nước và xuất hiện do
thải bỏ bao bì.

Gia công và sử dụng Ô nhiễm không khí và nước do sản xuất và thải ra
nguyên liệu

chất thải rắn và lỏng.
Ô nhiễm đất và nước do quản lí tồi và bảo quản
kém.
Góp phần tạo nên mây mù quang học do thải ra
chất thải hữu cơ bay hơi (VOC).
Tiếng ồn, rác và bụi.

Sử dụng năng lượng

Cạn kiệt nguồn tài nguyên
Thay đổi khí hậu do phát thải CO2 khi sản xuất
điện.

Sử dụng nước

Biến đổi môi trường sống, biến đổi chu kì động
thực vật, phá vỡ cân bằng, ô nhiễm nước, giảm
mực nước ngầm.
Tác động do xử lí nước thải (do hóa chất, năng

thành sản phẩm sợi để dệt vải, ứng dụng trang trí, làm màng lọc,…

-

Thiết kế nhà máy sản xuất sản phẩm nhựa trên cơ sở nhựa phế liệu với công
suất 1000 tấn/năm với công nghệ hiện đại giảm thiểu tác hại đến môi trường.
1.3 Nội dung:

1.3.1 Đánh giá lợi ích môi trường:
-

Trong hoạt động sống hằng ngày để đáp ứng nhu cầu cuộc sống của mình đã
khai thác nguồn tài nguyên thiên nhiên vô tội vạ đồng thời thải ra một lượng rác
thải lớn nếu nhưng không có biện pháp giảm thiểu lượng rác thải và biện pháp xử
lí thì gây tác hại đến môi trường xung quanh chúng ta. Chẳng hạn khi chôn lấp
không đúng kỹ thuật sẽ gây nên sự ô nhiễm nguồn nước ngầm như gây nhiểm
kim loại nặng… vả lại chất dẻo có chu kì phân hủy chậm nên phương pháp chôn
lấp không phù hợp và gây lãng phí năng lượng. Khi con người tác động xấu đến
môi trường thì chính con người sẽ chụi hậu quả do chính mình gây ra như cạn
kiệt nguồn tài nguyên thiên nhiên như cạn kiệt dầu mỏ,… và gây ra các bệnh lạ
7


như nhiểm As, nhiễm kim loại nặng… gây ảnh hưởng xấu đến sức khỏe con
người, môi trường xung quanh.
Bảng 1.6: Các giá trị năng lượng của một số vật liệu và rác thải

Vật liệu và rác thải

Năng lượng Kcal/kg


4031,9

Rác thải rắn sinh hoạt

3275,9

Rác vườn

1612,8

Rác thực phẩm

1612,8

Dầu chất đốt

11592

Nguồn: [5]
-

Dựa và bảng trên ta có thể xử lí rác thải nhựa bằng biện pháp đốt làm nhiên
liệu. Nhưng khi sử dụng biện pháp này mắc một khuyết điểm thải ra chất khí
độc như: bụi, dioxin, kim loại nặng, furan ảnh hưởng đến môi trường không
khí. Ngoài các biện pháp trên còn có biện pháp tái chế là biện pháp biện pháp
xử lí hiệu quả nhất và ít gây ảnh hưởng đến môi trường nhất . Tái chế vừa tiết
kiệm, tận dụng nguồn tài nguyên thiên nhiên vừa hạn chế tác hại đến môi
trường cho nên hiện nay trên thế giới đang nghiên cứu thiết kế và đưa vào sản
xuất các nhà máy tái chế. Vì thế vai trò tái chế là rất quan trọng trong công cuộc

lượng chất thải, giảm chi phí nguyên liệu, hạ giá thành sản phẩm.

-

Trong các dòng sản phẩm đó thì PET là sản phẩm đáng quan tâm về vấn đề tái
chế. Mặc dù, HDPE có tỉ lệ tái sinh phế liệu cao nhưng có khả năng sử dụng lại
nhiều lần công nghệ tái chế đơn giản nên vấn đề tái sinh ít quan tâm hơn tái
sinh PET. PET là loại nhựa có tính cơ lí cao nên được ứng dụng ngày càng
nhiều nên chất thải PET ngày càng nhiều. Nên vấn đề tái chế nguồn phế liệu
PET là vấn đề quan tâm trong công nghệ tái chế nhựa.

Hình ảnh sản phẩm công ty nhựa Tân Phú:

Hình 1.1: Hình ảnh các sản phẩm KET

9


Hình 1.2: Các Sản phẩm Acquy

Hình 1.3: Hình ảnh các chai nhựa 1 lớp

10


Hình 1.4: Hình ảnh các loại chai nhựa 3 lớp

Đại hôi cổ đông

Hội đồng quản trị

giám đốc
kỹ thuật
sản xuất

Xuởng
cơ điện

Phòng
kinh
doanh

Phân
xuởng
1,2,3

Hình 1.5: Sơ đồ tổ chức công ty Cổ Phần Nhựa Tân Phú
11

Phòng
tài
chính
kế toán


-

Công nghệ gia công chất dẻo của nhà máy chủ yếu là công nghệ ép phun và
công nghệ đùn thổi. Máy móc chủ yếu của các hãng như Hundai, Toshiba, …
công nghệ hiện đại giảm thiểu sản phẩm hỏng, rác thả, giảm ô nhiểm môi
trường.

phế liệu.

-

Tái chế nhựa cần nhiều lao động như: nhân công thu gom, phân loại, công nhân
làm các khâu trong nhà máy tái chế. Vì thế khi xây dựng nhà máy tái chế nhựa
sẽ giải quyết được việc làm cho rất nhiều người dân lao động.

-

Tạo được sản phẩm có giá thành thấp hơn so với sản xuất bằng nguyên liệu
nguyên sinh vì thế có lợi thế cạnh tranh về giá.
1.5.2 Ý nghĩa về mặt môi trường:

-

Tái chế sẽ giảm thiểu chất thải công nghiệp và nhất là chất thải khó phân hủy
như chất dẻo.
12