KỸ THUẬT SẴN CÓ TỐT NHẤT TRONG NGÀNH CÔNG NGHIỆP SẢN XUẤT THỦY TINH

ĐH QUỐC GIA TP.HỒ CHÍ MINH
VIỆN MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN
GVHD: PGS. TS. LÊ THANH HẢI
NHÓM SVTH: TẠ THANH LAN
ĐÀO THỊ NGỌC MAI
ĐẶNG MỸ THANH
KỸ THUẬT SẴN CÓ TỐT NHẤT
TRONG NGÀNH CÔNG NGHIỆP
SẢN XUẤT THỦY TINH
BÁO CÁO TIỂU LUẬN
CHUYÊN ĐỀ


MỤC TIÊU
NỘI DUNG BÁO CÁO
TÌM HIỂU VỀ BAT
TRONG NGĂN NGỪA Ô
NHIỄM NGÀNH SẢN
XUẤT THỦY TINH
QUY TRÌNH SX VÀ CÁC VẤN ĐỀ
MT CỦA NGÀNH THỦY TINH
BAT TRONG NGĂN NGỪA Ô
NHIỄM NGÀNH THỦY TINH
KẾT LUẬN
TỔNG QUAN VỀ BAT, CẤU TRÚC
CỦA TL BAT NGÀNH THỦY TINH
THÔNG TIN CHUNG VỀ NGÀNH
THỦY TINH
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Ebook, (2010), Bài giảng “Công nghệ thủy tinh”.
[2] BAT CONCLUSIONS FOR THE MANUFACTURE OF

GLASS, (2012), ISSN 1977 – 0677, Publications Office of the
European Uniopn.
[3] European Commision, JRC Reference Report “Best Available
Techniques (BAT) Reference Document for the Manufacture of
Glass”, (2013), Integrated Pollution Prevention and Control.
[4] Viện Môi trường và Tài nguyên – ĐH Quốc Gia – Khóa
2011, tiểu luận BAT ngành CN sản xuất thủy tinh.
[5] Website sản xuất sạch hơn: sxsh.vn
TỔNG QUAN VỀ BAT
Best Available Techniques (BAT) – Kỹ thuật sẵn
có tốt nhất:
- Kỹ thuật được áp dụng hiệu quả và tiên tiến nhất
trong quá trình phát triển những hoạt động và
phương pháp vận hành khả thi.
-
BAT là áp dụng những kỹ thuật cụ thể nhằm cung
cấp cơ sở cho giá trị phát thải cho phép nhằm phục
vụ cho mục đích ngăn ngừa ô nhiễm, hạn chế phát
thải và tác động đến môi trường ở những nơi không
áp dụng được.
(Nguồn: IPPC, 2000).
TỔNG QUAN VỀ BAT
BAT đề cập đến những công nghệ sản xuất hiện
có tốt nhất trong việc bảo vệ môi trường nói chung,
có khả năng triển khai trong các điều kiện thực tiễn
về kinh tế, kỹ thuật, có quan tâm đến chi phí trong
quá trình nghiên cứu, phát triển và triển khai bao
gồm: thiết kế, xây dựng, bảo dưỡng, vận hành và loại
bỏ công nghệ
BAT còn giúp đánh giá tiềm năng áp dụng sản

xuất sạch hơn.
(Nguồn: UNIDO, 1992).
TỔNG QUAN VỀ BAT
Thứ bậc ưu tiên các nội dung trong thực hiện BAT:
1. Sử dụng công nghệ phát sinh ít chất thải;
2. Sử dụng ít hợp chất nguy hại hơn;
3. Tái sinh và tái sử dụng chất phát sinh cho chính quy
trình đó hay cho bất cứ nơi nào phù hợp;
4. Những quy trình, phương tiện, phương pháp đang
được phát triển có thể áp dụng thành công cho quy
trình công nghiệp hiện có;
5. Cải tiến và thay đổi công nghệ;
6. Bản chất, tác động và lượng chất thải phát sinh cần
quan tâm;
(Nguồn: UNIDO, 1992).
TỔNG QUAN VỀ BAT
7. Thời hạn thử nghiệm vận hành những hoạt động mới
hoặc hiện hữu;
8. Thời hạn cần để giới thiệu kỹ thuật sẵn có tốt nhất.
9. Mức tiêu thụ tài nguyên và nguyên liệu (kể cả nước)
sử dụng cho quy trình sản xuất và hiệu suất năng
lượng của chúng;
10. Nhu cầu cần ngăn ngừa hay giảm thiểu tác động toàn
diện của các phát thải ra môi trường và các rủi ro của
chúng;
11. Nhu cầu ngăn ngừa tai nạn và hậu quả cho môi
trường.
12. Sự thông qua
(Nguồn: UNIDO, 1992).
CẤU TRÚC TL BAT NGÀNH THỦY TINH

Chương 1. Thông tin chung về ngành thủy tinh
Chương 2. Kỹ thuật, quy trình được áp dụng
Chương 3. Mức tiêu thụ và phát thải
Chương 4. Kỹ thuật được xem xét để xác định BAT
Chương 5. Kết luận của BAT
Chương 6. Kỹ thuật mới
Chương 7. Kết luận
Chương 8. Phụ lục
THÔNG TIN CHUNG VỀ NGÀNH THỦY TINH
Lịch sử hình thành
•
SX thủy tinh lần đầu tiên ở Ai Cập khoảng năm 2000 trước
công nguyên, khi đó thủy tinh được sử dụng như là men màu
cho nghề gốm và các mặt hàng khác.
•
Trong TK1 trước công nguyên kỹ thuật thổi thủy tinh đã phát
triển.
•
Trong thời kỳ đế chế La Mã, rất nhiều loại hình thủy tinh đã
được tạo ra, chủ yếu là các loại bình và chai lọ. Lúc này,
thủy tinh thường có màu xanh lá cây vì tạp chất sắt có trong
cát được sử dụng để sản xuất nó.
(Nguồn: Ebook, (2010), Bài giảng “Công
nghệ thủy tinh”.)
THÔNG TIN CHUNG VỀ NGÀNH THỦY TINH
Lịch sử hình thành
•
Khoảng năm 1000 sau Công nguyên, ở Bắc Âu thủy tinh sô đa
được thay thế bằng thủy tinh làm từ các nguyên liệu có sẵn như
bồ tạt thu được từ tro gỗ.

•
TK 11, tại Đức, phương pháp chế tạo thủy tinh tấm đã ra đời
bằng các quả cầu để thổi, sau đó chuyển nó sang thành các hình
trụ tạo hình, cắt khi đang còn nóng và sau đó dát phẳng thành
tấm. Kỹ thuật này đã được hoàn thiện vào thế kỷ 13 ở Vênidơ.
(Nguồn: Ebook, (2010), Bài giảng “Công nghệ thủy tinh”.)
THÔNG TIN CHUNG VỀ NGÀNH THỦY TINH
Phân loại thủy tinh theo công dụng:
•
Vật chứa đựng bằng thuỷ tinh: là lĩnh vực lớn nhất của ngành
công nghiệp thủy tinh, chiếm khoảng 60% tổng sản lượng thủy
tinh. Trong đó, lĩnh vực nước giải khát chiếm khoảng 75% tổng
sản phẩm của lĩnh vực này.
•
Thuỷ tinh phẳng,
•
Kết cấu thủy tinh dạng sợi liên tục;
•
Thuỷ tinh gia dụng,
•
Thủy tinh đặc biệt (bao gồm cả thủy tinh nước);
•
Sợi vô cơ (với hai phân ngành, sợi thuỷ tinh và sợi đá);
•
Gốm sợi;
•
Nguyên liệu thuỷ tinh.
(Nguồn: Ebook, (2010), Bài giảng “Công nghệ thủy tinh”.)
THÔNG TIN CHUNG VỀ NGÀNH THỦY TINH
Phân loại thủy tinh theo thành phần hóa học

-
Thủy tinh vô cơ:

Thủy tinh đơn nguyên tử

Thủy tinh Oxit

Thủy tinh halogen

Thủy tinh Khancon

Thủy tinh hỗn hợp

Thủy tinh kim loại
-
Thủy tinh hữu cơ;
-
Gốm thủy tinh.
(Nguồn: Ebook, (2010), Bài giảng “Công nghệ thủy tinh”.)
THÔNG TIN CHUNG VỀ NGÀNH THỦY TINH
Ứng dụng của thủy tinh
•
Ngày nay thủy tinh là một trong những vật liệu quan
trọng nhất, được ứng dụng vào nhiều ngành khoa học kỹ
thuật nhằm tạo ra những sản phẩm phức tạp, các thiết bị
chứa đựng rẻ tiền, vệ sinh và đa dạng….
(Nguồn: Ebook, (2010), Bài giảng “Công nghệ thủy tinh”.)
THÔNG TIN CHUNG VỀ NGÀNH THỦY TINH
NGUYÊN LIỆU
Nguyên vật

liệu chính
SiO2, cát thạch anh ( chứa nhiều tạp chất vô hại như Al2O3, CaO, MgO,
K2O, Na2O)
TiO2 và MnO2, Cr2O3, B2O3…
ZnO, BaO, MgO, CaO, PbO.
Nguyên vật
liệu phụ
Các chất nhuộm màu ion: hợp chất mangan Mn2+, Mn3+; hợp chất
chứa Crom Cr3+, Cr6+; các hợp chất chứa Fe, Fe2+, Fe3+…
Các chất nhuộm màu phân tử: Selen, Hợp chất CdS, Hợp chất lưu
huỳnh, …
Các chất nhuộm màu khuếch tán keo: hợp chất vàng, hợp chất bạc,…
Các chất khử bọt ( hợp chất Flo, hợp chất amoni, nitrat kết hợp với
As2O3(Sb2O3), Na2SO4
Chất khử màu ( chất khử màu vật lý như selen, NiO, CoO)
(Nguồn: Ebook, (2010), Bài giảng “Công nghệ thủy tinh”.)
THÔNG TIN CHUNG VỀ NGÀNH THỦY TINH
Hóa chất nhuộm màu phân tử Nguyên liệu Màu
1- Selen
2- Hợp chất CdS
3- Hợp chất lưu huỳnh
Các polysulfit kiềm và các
sulful kim loại nặng (đặc
biệt là sắt )
Selen với sulfua cadmi (CdS) theo
tỉ lệ : Selen 0,8-1,2% , CdS 2-3%
có thể tạo ra ngọc rubi selen màu
đỏ rực
Selen kim loại khoảng 0,05-0,2%
có phụ gia As2O3 0,1-0,2% trong

điều kiện ôxy hóa nhuộm thủy tinh
màu hồng rosalin
Kết hợp với selen tạo một giải màu
từ vàng đến da cam đến đỏ sẫm
Đạt màu đen dùng 1,2% Fe2O3
Màu hồng đến đỏ
Màu vàng sáng
Màu nâu đến đen
Hóa chất nhuộm màu ion Nguyên liệu Màu
1. Hợp chất mangan
Mn3+
Mn2+
2. Crôm
Cr6+
Cr3+
3. Sắt
Fe3O4
Fe2O3
4. Coban
5. Đồng
CuO
6. Các nguyên tố hiếm
Ce, Nd , Dy, Pr
Ce2O3
Nd2O3
Pr2O3
Dy2O3
MnO2 , KMnO4 .
2-3kg/100kg cát cho màu tím sáng.
4-7kg/100kg cát cho màu tím trung bình

đến tím đậm
K2Cr2O7 hoặc BaCrO4
Lượng Cr2O3 > 2% trong thủy tinh sẽ kết
tinh các tinh thể Cr2O3 dạng đĩa nhỏ ánh
lục tối
Co3O4 , Co2O3 , CoO
Màu hơi xanh chỉ cần dùng 0,002% CoO
Màu hơi xanh chỉ cần dùng 0,002% CoO
Màu akvamarin dùng 0,5-1,5 kg
CuO/100kg cát
Màu xanh skalice ( màu của muối sulfat
đồng ngậm 5 phân tử nước) phải dùng đến
1-2kg CuO/100kg cát
Màu tím đến tím đỏ
Màu vàng yếu hay nâu nhạt
Màu vàng
Màu xanh
Màu lục xám
Màu vàng đến vàng đậm
Màu xanh dương(màu xanh coban)
Màu xanh da trời ánh xanh non ( màu
akvamarin)
Màu vàng
Màu tím
Màu xanh lá cây
Màu đỏ nâu
QUY TRÌNH SX CỦA NGÀNH THỦY TINH
NGUYÊN VẬT LIỆU
TẠO SILICAT
TẠO THỦY TINH

KHỬ BỌT
ĐỒNG NHẤT
LÀM LẠNH
THỦY TINH DẺO
SẢN PHẨM
Cát, đá vôi, soda,…
Chất khử bọt
Nhiệt độ
<1600 0 C
Phế phẩm
THỦY TINH
NHÃO
(Nguồn: Ebook, (2010), Bài giảng “Công nghệ thủy tinh”.)
QUY TRÌNH SX CỦA NGÀNH THỦY TINH
THỦY TINH DẺO
TẠO HÌNH SẢN PHẨM
-
PHƯƠNG PHÁP THỔI
-
PHƯƠNG PHÁP CÁN
-
PHƯƠNG PHÁP ÉP
-
PHƯƠNG PHÁP ÉP LY TÂM
Ủ VÀ TÔI SẢN PHẨM
THỦY TINH
GIA CÔNG BỀ MẶT CỦA
SẢN PHẨM THỦY TINH
-
MẢI CƠ HỌC

-
ĐÁNH NHẴN BẰNG LỬA
-
ĐÁNH NHẴN BẰNG PP HÓA HỌC
QUÁ TRÌNH TỪ THỦY TINH DẺO  SẢN PHẨM DÂN DỤNG
Xử lý vật liệu
Nung chảy
Tạo hình
Sản phẩm
Đóng gói
QUY TRÌNH SX CỦA NGÀNH THỦY TINH
Hầu hết các quá trình có
thể được chia thành năm
giai đoạn cơ bản:
(Nguồn: Viện Môi trường và Tài nguyên – ĐH Quốc Gia – Khóa 2011, tiểu luận BAT ngành CN
sản xuất thủy tinh.)
CÁC VẤN ĐỀ MT CỦA NGÀNH THỦY TINH
KHÂU PHÁT SINH CHẤT THẢI
Chuẩn bị nguyên vật
liệu cho quá trình sản
xuất thủy tinh
-
Hóa chất rơi vãi trong quá trình phối liệu nguyên vật liệu
-
Bao bì chứa các nguyên vật liệu ( hóa chất sử dụng trong sản xuất thủy tinh)
Tạo silicat - Ô nhiễm nhiệt ( phản ứng có khi lên 2000oC)
- Khí CO2 sinh ra từ khâu tạo silicat
-
Hóa chất còn lại trong vật chứa chuyên dùng sau khi nap liệu trong quá trình sản xuất
Tạo thủy tinh - Ô nhiễm nhiệt ( <16000C)

- Hóa chất còn lại trong vật chứa chuyên dùng sau khi nap liệu trong quá trình sản xuất
- Các chất khí sinh độc hại
Khử bọt
-
Hóa chất (chất khử bọt)
-
Chất khí độc hại
Đồng nhất
Làm lạnh
Tạo hình sản phẩm + ủ,
tôi thủy tinh + gia công
bể mặt
-
Thủy tinh thừa
- Các bao bì chứa hóa chất được sử dụng để tạo màu cho sản phẩm thủy tinh
BAT TRONG NGĂN NGỪA Ô NHIỄM NGÀNH THỦY TINH
BAT bao gồm các hệ thống quản lý môi trường,
kỹ thuật quá trình tích hợp và các biện pháp cuối
đường ống. Ngăn ngừa và quản lý chất thải, bao gồm
giảm thiểu rác thải và quy trình tái chế chất thải cũng
được xem xét. Hơn nữa, kỹ thuật để giảm tiêu hao
nguyên liệu, nước và năng lượng cũng được xét đến.
(Nguồn:
BAT CONCLUSIONS FOR THE MANUFACTURE OF GLASS, (2012), ISSN 1977 –
0677, Publications Office of the European Uniopn.
European Commision, JRC Reference Report “Best Available Techniques (BAT)
Reference Document for the Manufacture of Glass”, (2013), Integrated Pollution Prevention
and Control.)
BAT TRONG NGĂN NGỪA Ô NHIỄM NGÀNH THỦY TINH
BAT trong ngành sx thủy tinh có tám phần chính, trong đó bao

gồm:
1. Lựa chọn kỹ thuật nung chảy
2. Lưu trữ và sử dụng nguyên vật liệu
3. Kỹ thuật để kiểm soát phát thải vào không khí từ hoạt động
nung chảy
4. Kỹ thuật để kiểm soát phát thải vào không khí từ hoạt động
không nung chảy
5. Kỹ thuật để kiểm soát phát thải nước thải
6. Kỹ thuật để giảm thiểu các chất thải khác
7. Năng lượng
8. Hệ thống quản lý môi trường.
BAT TRONG NGĂN NGỪA Ô NHIỄM NGÀNH THỦY TINH
•
Hệ thống quản lý MT:
i. cam kết của quản lý, bao gồm cả quản lý cấp cao;
ii. định nghĩa của một chính sách môi trường bao gồm các cải
tiến liên tục cho cài đặt bằng cách quản lý;
iii. lập kế hoạch và thiết lập các thủ tục cần thiết, mục tiêu, mục
tiêu, kết hợp với kế hoạch tài chính và đầu tư;
iv. thực hiện các thủ tục;
v. kiểm tra hiệu quả và có hành động khắc phục;
BAT TRONG NGĂN NGỪA Ô NHIỄM NGÀNH THỦY TINH
vi. đánh giá của EMS và luôn thích hợp, thỏa đáng và hiệu quả
của quản lý cấp cao;
vii. yêu cầu theo sự phát triển của công nghệ sạch;
viii. xem xét các tác động môi trường từ hoạt động của nhà máy ở
giai đoạn thiết kế một nhà máy mới, và trong suốt cuộc đời hoạt
động của nó;
ix. áp dụng điểm chuẩn ngành về cơ sở thường xuyên.
(Nguồn:

BAT CONCLUSIONS FOR THE MANUFACTURE OF GLASS, (2012), ISSN 1977 –
0677, Publications Office of the European Uniopn.
European Commision, JRC Reference Report “Best Available Techniques (BAT)
Reference Document for the Manufacture of Glass”, (2013), Integrated Pollution Prevention
and Control.)
BAT TRONG NGĂN NGỪA Ô NHIỄM NGÀNH THỦY TINH
•
Tiết kiệm năng lượng:
Kỹ thuật Ứng dụng
Tối ưu hóa quá trình, thông qua sự
kiểm soát của các thông số hoạt động
Các kỹ thuật này thường được áp dụng
Bảo trì thường xuyên lò nung nóng
chảy
Tối ưu hóa thiết kế lò và việc lựa chọn
các kỹ thuật nấu chảy
Áp dụng cho các nhà máy mới.
Cho các nhà máy hiện có, yêu cầu thực
hiện xây dựng lại hoàn toàn các lò
Nguồn: European Commision, JRC Reference Report “Best Available Techniques (BAT)
Reference Document for the Manufacture of Glass”, (2013), Integrated Pollution Prevention
and Control.