Đồ án Áp dụng sản xuất sạch hơn cho ngành sản xuất nước giải khát có gas tại thành phố Hồ Chí Minh

Mô tả các quy trình sử dụng nước trong các khu vực sản xuất Nhà máy có 3 khu vực sản xuất: khu vực sản xuất chính, khu vực điều chế xirô và khu vực phụ. Khu vực sản xuất chính (Phân xuởng 1) Két đựng chai được rửa sạch bằng nước thô. Chai được rửa sạch bằng nước clo (chai thuỷ tinh tái sử dụng được làm sạch bằng máy rửa, còn chai PET chỉ súc bằng nước clo) rồi được đưa vào máy chiết và đóng nắp chai. Xirô được trộn thêm CO2 và nước tinh vào tạo thành nước ngọt (Nước tinh sử dụng cho công đoạn pha chế nước ngọt đã được lọc qua thiết bị RO). Tại máy chiết, nước được chiết vào đầy chai, chai được đóng nắp và cho ra sản phẩm nước ngọt có gas đóng chai. Sản phẩm tiếp tục được đưa vào thiết bị khử trùng và cho ra sản phẩm hoàn chỉnh (Trong thiết bị khử trùng, nước thô được sử dụng để làm mát sản phẩm sau khi khử trùng) . Sau đó chai được cho vào két và vận chuyển. Các thiết bị, máy móc trong phân xưởng được vệ sinh bằng nước tinh. Nhà xưởng được vệ sinh bằng nước thô. Đồ án tốt nghiệp Aùp dụng SXSH cho ngành sản xuất nước giải khát có gas tại thành phố Hồ Chí Minh GVDH: TS. Nguyễn Đinh Tuấn - 57 - SVTH: Đỗ Thị Bích Trâm Hình 9: Quy trình sử dụng nước trong khu vực sản xuất chính Khu vực pha chế xirô mùi (Phân xưởng 2) Nước tinh và đường trộn lẫn tạo ra xirô thuần. Xirô thuần được cho thêm hượng liệu tạo ra xirô mùi. Sau đó, xirô được đưa qua khu vực sản xuất phụ để được khử trùng và làm mát. Các thiết bị pha chế xirô và khu vực xưởng được vệ sinh bằng nước tinh. Chai Nước thải Nước thải Máy rửa chai 1 và 2 Máy tráng chai PET, lon Nước clo Sản phẩm Nước tinh sau khi lọc Máy chiết và đóng nắpRO Xirô và CO2 Nước thải (nước còn lại sau khi lọc) Nước tinh Cho chai vào kétKét Sản phẩm hoàn chỉnh Nước thô Thiết bị khử trùng Máy rửa két Nước thải Nước thải Đồ án tốt nghiệp Aùp dụng SXSH cho ngành sản xuất nước giải khát có gas tại thành phố Hồ Chí Minh GVDH: TS. Nguyễn Đinh Tuấn - 58 - SVTH: Đỗ Thị Bích Trâm Hình 10: Quy trình sử dụng nước trong khu vực điều chế xirô Khu vực sản xuất phụ (Phân xưởng 4) Trong khu vực sản xuất phụ, các thiết bị có sử dụng nước bao gồm: - Nồi hơi (2 cái): nước mềm được cấp cho nồi hơi để tạo ra hơi nước. - Tháp làm mát ( 4 cái trong hệ thống amonia, 2 cái làm mát xirô): sử dụng nước thô để làm mát. - Nhà máy CO2: sử dụng nước thô cho quá trình sản xuất CO2. Khu vực nhà xưởng được làm vệ sinh bằng nước thô. Văn phòng, nhà ăn: sử dụng nước thô cho việc vệ sinh trong văn phòng, nhà ăn và sử dụng nước tinh cho việc nấu nướng trong nhà ăn. Xirô thuần Xirô mùi Đường Nước tinh Thiết bị pha chế xirô mùi Thiết bị pha chế xirô thuần Hương liệu Đồ án tốt nghiệp Aùp dụng SXSH cho ngành sản xuất nước giải khát có gas tại thành phố Hồ Chí Minh GVDH: TS. Nguyễn Đinh Tuấn - 59 - SVTH: Đỗ Thị Bích Trâm Bảng 16: Thống kê các quy trình sản xuất sử dụng nước STT Quy trình Mục đích sử dụng nước Loại nước Khu vực nhà máy xử lý nước cấp 1 Rửa lại Rửa các thiết bị lọc bằng cát và cacbon Nước sau lọc cát 2 Pha hoá chất Pha trộn các hoá chất để xử lý nước cấp Nước thô 3 Vệ sinh xưởng Làm sạch khu vực xưởng Nước thô Khu vực sản xuất chính 3 Rửa chai Làm sạch các chai thủy tinh được tái sử dụng Nước clo 4 Súc chai Làm sạch chai PET Nước clo 5 Rửa két Làm sách các két đựng chai Nước thô 6 Chiết và đóng chai Pha trộn nước ngọt để chiết vào chai Nước tinh 7 Khử trùng nước ngọt Làm mát sản phẩm sau khi khử trùng. Nước thô 8 Vệ sinh thiết bị Làm sách các thiết bị, máy móc sử dụng trong xưởng Nước tinh 9 Vệ sinh xưởng Làm sạch khu vực xưởng Nước thô Khu vực pha chế xirô mùi 10 Pha chế xirô thuần Pha chế xirô thuần. Nước tinh 11 Vệ sinh thiết bị Làm sạch các máy móc, thiết bị sử dụng trong xưởng Nước tinh Đồ án tốt nghiệp Aùp dụng SXSH cho ngành sản xuất nước giải khát có gas tại thành phố Hồ Chí Minh GVDH: TS. Nguyễn Đinh Tuấn - 60 - SVTH: Đỗ Thị Bích Trâm 12 Vệ sinh xưởng Làm sạch khu vực xưởng Nước tinh Khu vực sản xuất phụ 13 Tạo hơi nước Làm nước cấp cho nồi hơi Nước mềm 14 Làm mát Dùng cho các tháp làm lạnh trong hệ thống amonia và tháp làm lạnh xirô Nước thô 15 Sản xuất CO2 Dùng cho nhà máy sản xuất CO2 Nước thô 16 Vệ sinh xưởng Làm sạch khu vực xưởng Nước thô Nhà ăn, văn phòng 17 Vệ sinh Làm vệ sinh trong nhà ăn và văn phòng Nước thô 18 Aên uống Dùng để nấu nướng trong nhà ăn Nước tinh 4.3.2.2 Quy trình tiêu thụ dầu Dầu trong nhà máy được sử dụng cho lò đốt trong nhà máy sản xuất CO2 và cho nồi hơi. Hiện nay, nhà máy có 2 nồi hơi được sử dụng luân phiên (một nồi có công suất 5 tấn hơi/giờ, một nồi có công suất 4,8 tấn hơi/giờ). Hơi nước tạo ra được sử dụng như một môi trường truyền nhiệt hiệu quả, hơi nước mang nhiệt (160 0C) sẽ được đưa vào máy rửa chai để gia nhiệt nước sử dụng trong công đoạn này. Quy trình tạo hơi nước từ nồi hơi được mô tả như sau: - Dầu FO 3% từ kho được bơm vào thùng trữ dầu trung gian. Sau đó, từ thùng trữ, dầu tiếp tục được bơm vào phần lò đốt trong nồi hơi, cùng với không khí được thổi vào xảy quá trình đốt cháy nhiên liệu; - Nước mềm được bơm vào thùng cấp nhiệt. Thùng cấp nhiệt có một đường dẫn hơi vào để gia nhiệt nước mềm trước khi cấp cho nồi hơi. Nước cấp cho nồi hơi có nhiệt độ là 450C. Đồ án tốt nghiệp Aùp dụng SXSH cho ngành sản xuất nước giải khát có gas tại thành phố Hồ Chí Minh GVDH: TS. Nguyễn Đinh Tuấn - 61 - SVTH: Đỗ Thị Bích Trâm - Nhiệt phát sinh từ quá trình đốt cháy nhiên liệu làm bay hơi nước cấp. Hơi nước được tạo thành được dẫn đi đến các khu vực cần sử dụng nhiệt. - Trong quá trình hơi nước truyền đi có hiện tượng hơi ngưng tụ. Vì vậy trên đường ống dẫn hơi có các bẫy hơi. Mục đích của các bẫy hơi là để tháo nước ngưng tụ ra khỏi đường truyền hơi. - Dòng thải từ nồi hơi là nước xả đáy và khí thải phát sinh từ quá trình đốt nhiên liệu. Dòng thải từ nồi hơi là nước xả đáy và khí thải từ quá trình đốt dầu FO. 4.3.3 Giám sát nước và dầu FO tiêu thụ trong nhà máy 4.3.3.1 Thiết lập hệ thống đồng hồ đo nước cho nhà máy nhà máy Đồ án tốt nghiệp Aùp dụng SXSH cho ngành sản xuất nước giải khát có gas tại thành phố Hồ Chí Minh GVDH: TS. Nguyễn Đinh Tuấn - 62 - SVTH: Đỗ Thị Bích Trâm Hình 11: Sơ đồ vị trí đồng hồ đo nước trong nhà máy sau khi lắp đặt thêm Đ5Đ4 C.W Máy rửa chai 1 Máy rửa chai 2 Máy tráng chai PET, lon Giếng 2 Đ11 Đ12 Đ13Đ8,9,10Đ7Đ6 R.W Văn phòng , nhà ăn Tháp làm lạnh (1 đồng hồ cho 6 tháp) Vệ sinh xưởng (3 cái cho xưởng 1, 2, 3+4 Giếng 1 Thiết bị khử trùng Máy rửa két Nhà máy CO2 Đ3Đ2 Đ1 S.W T.W Ts.W Giếng 3 RO Pha chế nước ngọt Vệ sinh máy móc Rửa lại thiết bị lọc Nồi hơi Đồng hồ đo nước nóng Đồng hồ đo nước Đồng hồ đo nước bằng thép không gỉ Đồ án tốt nghiệp Aùp dụng SXSH cho ngành sản xuất nước giải khát có gas tại thành phố Hồ Chí Minh GVDH: TS. Nguyễn Đinh Tuấn - 63 - SVTH: Đỗ Thị Bích Trâm 4.3.3.2 Các vị trí lắp đặt đồng hồ đo dầu Lắp 1 đồng hồ đo dầu FO trên đường ống dẫn từ bể chứa dầu đến thùng trữ dầu (ngay trước thùng trữ dầu). Hình 12: Sơ đồ vị trí đồng hồ đo dầu FO trong nhà máy Đồng hồ đo nước nóng Đồng hồ đo dầu FO D1 N1 Dầu Thùng gia nhiệt cho nước cấp Nước mềm Nồi hơi Hơi nước Thùng trữ dầu trung gian Đồ án tốt nghiệp Aùp dụng SXSH cho ngành sản xuất nước giải khát có gas tại thành phố Hồ Chí Minh GVDH: TS. Nguyễn Đinh Tuấn - 64 - SVTH: Đỗ Thị Bích Trâm 4.3.3.3 Kế hoạch theo dõi nước và dầu Kế hoạch theo dõi nước Bảng 17: Theo dõi nước và dầu tiêu thụ STT Đồng hồ Mục đích Người ghi Thời gian ghi 1 N1 Đo nước mềm cấp cho nồi hơi Người phụ trách vận hành nồi hơi Đầu ca sản xuất 2 N2 Đo nước tinh sử dụng cho pha chế nước ngọt và vệ sinh các thiết bị pha chế nước ngọt, máy chiết và đóng nắp chai. Trưởng phân xưởng sản xuất chính Đầu ca sản xuất 3 N3 Đo nước sau lọc cát, sử dụng cho việc rửa ngược các thiết bị lọc Trưởng phân xưởng xử lý nước cấp Hàng tuần 4 N4 Đo nước clo sử dụng cho máy rửa chai 1 Trưởng phân xưởng sản xuất chính Đầu ca sản xuất 5 N5 Đo nước clo sử dụng cho máy rửa chai 2 Trưởng phân xưởng sản xuất chính Đầu ca sản xuất 6 C6 Đo nước thô sử dụng cho việc vệ sinh trong nhà ăn và văn phòng. Bảo vệ Hàng ngày Đồ án tốt nghiệp Aùp dụng SXSH cho ngành sản xuất nước giải khát có gas tại thành phố Hồ Chí Minh GVDH: TS. Nguyễn Đinh Tuấn - 65 - SVTH: Đỗ Thị Bích Trâm 7 N7 Đo nước thô sử dụng cho các tháp làm lạnh (dùng 1 đồng hồ cho 6 tháp) Người phụ trách vận hành tháp. Đầu ca sản xuất 8 N8 Đo nước thô sử dụng cho việc vệ sinh phân xưởng 1 (phân xưởng sản xuất chính) Bảo vệ Đầu ca sản xuất 9 N9 Đo nước thô sử dụng cho việc vệ sinh phân xưởng 2 (phân xưởng pha chế xirô) Bảo vệ Đầu ca sản xuất 10 N10 Đo nước thô sử dụng cho việc vệ sinh phân xưởng 3 và phân xưởng 4 (phân xưởng xử lý nước cấp và phân xưởng sản xuất phụ) Bảo vệ Đầu ca sản xuất 11 N11 Đo nước thô sử dụng cho việc làm mát sản phẩm trong thiết bị khử trùng Trưởng phân xưởng sản xuất chính Đầu ca sản xuất 12 N12 Đo nước thô dùng để rửa két Trưởng phân xưởng sản xuất chính Đầu ca sản xuất 13 N13 Đo nước thô sử dụng cho nhà máy CO2 Người phụ trách nhà máy sản xuất CO2 Đầu ca sản xuất Đồ án tốt nghiệp Aùp dụng SXSH cho ngành sản xuất nước giải khát có gas tại thành phố Hồ Chí Minh GVDH: TS. Nguyễn Đinh Tuấn - 66 - SVTH: Đỗ Thị Bích Trâm Kế hoạch theo dõi dầu Tiến hành đo dầu qua đồng hồ D1 và qua thùng trữ dầu trung gian, kiểm tra chéo số liệu thu được ở đồng hồ và thùng trữ dầu. Số liệu về dầu tiêu thụ cho nồi hơi ,đo bằng đồng hồ, sẽ được người phụ trách vận hành nồi hơi ghi hàng ngày vào buổi sáng, trước khi làm việc. Còn số liệu về dầu, đo qua thùng trữ dầu trung gian, được người phụ trách vận hành nồi hơi ghi hàng ngày sau khi dầu dược bơm từ kho vào thùng trữ trung gian. 4.3.4 Tổng hợp số liệu Bảng 18: Lượng nước sử dụng cho các công đoạn sản xuất trong nhà máy STT Mục đích sử dụng Loại nước / dầu Lượng Đơn vị % lượng nước sử dụng 1 Nước cấp cho nồi hơi Nước mềm 30 m3/ngày 1% 2 - Pha chế nước ngọt để chiết vào chai. - Vệ sinh các thiết bị pha chế nước ngọt, máy chiết và đóng nắp chai. Nước tinh 704 m3/ngày 26% 3 Rửa ngược các thiết bị lọc Nước sau lọc cát 200 m3/tuần 1% Đồ án tốt nghiệp Aùp dụng SXSH cho ngành sản xuất nước giải khát có gas tại thành phố Hồ Chí Minh GVDH: TS. Nguyễn Đinh Tuấn - 67 - SVTH: Đỗ Thị Bích Trâm 4 Sử dụng cho máy rửa chai 1 và 2 Nước clo 960 m3/ngày 36% 5 Sử dụng cho máy tráng chai PET và lon Nước clo 30 m3/ngày 1% 6 Vệ sinh trong nhà ăn và văn phòng. Nước thô 60 m3/ngày 2% 7 Sử dụng cho 6 tháp làm lạnh Nước thô 480 m3/ngày 18% 8 Vệ sinh phân xưởng 1 (phân xưởng sản xuất chính) Nước thô 10 m3/ngày 0% 9 Vệ sinh phân xưởng 2 (phân xưởng pha chế xirô) Nước thô 4 m3/ngày 0% 10 Vệ sinh phân xưởng 3 và 4 (phân xưởng xử lý nước cấp và phân xưởng sản xuất phụ) Nước thô 5 m3/ngày 0% 11 Làm mát sản phẩm trong thiết bị khử trùng Nước thô 192 m3/ngày 7% 12 Rửa két Nước thô 50 m3/ngày 2% 13 Sử dụng cho nhà máy CO2 Nước thô 120 m 3/ngày 4% Tổng lượng nước tiêu thụ 2.678 m3/ngày 100% Đồ án tốt nghiệp Aùp dụng SXSH cho ngành sản xuất nước giải khát có gas tại thành phố Hồ Chí Minh GVDH: TS. Nguyễn Đinh Tuấn - 68 - SVTH: Đỗ Thị Bích Trâm Bảng 19: Giám sát hiệu quả sử dụng dầu cho nồi hơi Lượng dầu tiêu thụ Lượng nước tiêu thụ Aùp suất hơi Nhiệt độ hơi bão hoà Nhiệt độ nước cấp Enthalpy hơi nước Enthalpy nước cấp Hiệu suất Ngày lít/ngày m3/ngày bar oC oC kJ/kg kJ/kg % 02-08-06 2.600 26 6 159 45 2.769 188 63,1 03-08-06 3.800 13 6 159 45 2.769 188 21,6 04-08-06 2.700 13 6 159 45 2.769 188 30.4 05-08-06 2.800 35 6 159 45 2.769 188 78,8 06-08-06 - - - - - - - - 07-08-06 2.100 24 6 159 45 2.769 188 72,1 08-08-06 2.200 25 6 159 45 2.769 188 71,7 09-08-06 3.250 25 6 159 45 2.769 188 48,5 10-08-06 2.750 29 6 159 45 2.769 188 66,5 11-08-06 4.250 33 6 159 45 2.769 188 49,0 Đồ án tốt nghiệp Aùp dụng SXSH cho ngành sản xuất nước giải khát có gas tại thành phố Hồ Chí Minh GVDH: TS. Nguyễn Đinh Tuấn - 69 - SVTH: Đỗ Thị Bích Trâm 12-08-06 3.200 28 6 159 45 2.769 188 55,2 13-08-06 - - - - - - - - 14-08-06 2.700 22 6 159 45 2.769 188 51,4 15-08-06 4.150 29 6 159 45 2.769 188 44,1 16-08-06 4.050 27 6 159 45 2.769 188 42,0 17-08-06 3.700 31 6 159 45 2.769 188 52,8 18-08-06 2.450 21 6 159 45 2.769 188 54,1 19-08-06 2.100 17 6 159 45 2.769 188 51,0 20-08-06 - - - - - - - - 21-08-06 2.400 16 6 159 45 2.769 188 42,0 22-08-06 3.250 29 6 159 45 2.769 188 56,3 23-08-06 4.250 26 6 159 45 2.769 188 38,6 24-08-06 4.400 25 6 159 45 2.769 188 35,8 Đồ án tốt nghiệp Aùp dụng SXSH cho ngành sản xuất nước giải khát có gas tại thành phố Hồ Chí Minh GVDH: TS. Nguyễn Đinh Tuấn - 70 - SVTH: Đỗ Thị Bích Trâm 4.3.5 Đánh giá quy trình sử dụng nước và dầu trong nhà máy Qua khảo sát, quy trình sử dụng nước và dầu trong nhà máy được đánh giá như sau: Đánh giá quy trình sử dụng nước - Hệ thống dẫn nước trong nhà máy: tốt, không có rò rỉ. - Hệ thống dẫn hơi nước từ nồi hơi đến các thiết bị cần sử dụng hơi nước: tốt. Các bẫy hơi hoạt động tốt. - Các công đoạn sản xuất trong khu vực sản xuất chính không có thất thoát về nước. Các công đoạn sử dụng nhiều nước: - Pha chế nước ngọt để chiết vào chai; - Rửa chai tại máy rửa chai 1 và 2; - Làm mát trong thiết bị khử trùng; - Làm mát trong các tháp làm mát; và - Nhà máy CO2. Đồ án tốt nghiệp Aùp dụng SXSH cho ngành sản xuất nước giải khát có gas tại thành phố Hồ Chí Minh GVDH: TS. Nguyễn Đinh Tuấn - 71 - SVTH: Đỗ Thị Bích Trâm Hình 13: Cân bằng nước cho các công đoạn sản xuất trong khu vực sản xuất chính Két Két Nước thải 50 m3 CO2 Nước ngọt có gas đóng chai (577 m3) Nước thải 192 m3 Nước thải 69 m3Nước 69 m3Nước 960 m3 Chai thủy tinh tái sử dụng Rửa chai Tráng chai Chai PET, lon Xirô 66 m3 Chiết và đóng nắp Nước 577 m3 Nước thải 30 m3Nước 607 m3 Nước thải 960 m3 RO Khử trùng Nước 192 m3 Nhà máy xử lý nước thải Rửa két Nước 50 m3 Đồ án tốt nghiệp Aùp dụng SXSH cho ngành sản xuất nước giải khát có gas tại thành phố Hồ Chí Minh GVDH: TS. Nguyễn Đinh Tuấn - 72 - SVTH: Đỗ Thị Bích Trâm Các công đoạn có khả năng thu hồi nước cao: - Sản xuất hơi nước từ nồi hơi: thu hồi, tái sử dụng nước ngưng; - Rửa chai tại máy rửa chai 1 và 2: thu hồi, tái sử dụng nước rửa chai; - Tráng chai PET và lon: thu hồi, tái sử dụng nước tráng chai; - Rửa ngược các thiết bị lọc trong nhà máy xử lý nước cấp: thu hồi, tái sử dụng nước rửa ngược; và - Làm mát trong thiết bị khử trùng: thu hồi, tái sử dụng nước làm mát. Đánh giá quy trình sử dụng dầu trong nhà máy. Nhà máy sử dụng dầu DO cho lò đốt của nhà máy sản xuất CO2; dầu FO cho nồi hơi 1 và 2. Hiệu quả sử dụng dầu cho nồi hơi được đánh giá qua hiệu suất nồi hơi. Theo số liệu thu thập được, hiệu suất nồi hơi là khoảng 50%. Dựa vào lượng CO2 trong khói thải, có thể xác định được tổn thất trong nồi hơi. - Với nồi hơi 1: CO2 trong khói thải = 14,4 % Nồi hơi hoạt động khá tốt. - Với nồi hơi 2: CO2 trong khói thải = 11,8 %  lượng khí dư trong nồi hơi nhiều nồi hơi hoạt động kém, tốn nhiều dầu. Lượng khí SO2 tại ống khói của 2 nồi hơi vượt quá tiêu chuẩn (nồi hơi 1 = 988 mg/Nm3 và nồi hơi 2 = 865 mg/Nm3 so với TCVN = 300 mg/Nm3). 4.3.6 Các giải pháp SXSH được lựa chọn Các giải pháp SXSH về nước Các giải pháp SXSH về tiết kiệm nước được lựa chọn là các giải pháp quản lý nội vi và thu hồi, tái sử dụng nước. (1) Thu hồi nước thải từ hệ thống rửa ngược (back wash); (2) Thu hồi nước rửa tráng chai PET và lon; (3) Thu hồi nước từ thiết bị khử trùng (lò hấp Pasteur); Đồ án tốt nghiệp Aùp dụng SXSH cho ngành sản xuất nước giải khát có gas tại thành phố Hồ Chí Minh GVDH: TS. Nguyễn Đinh Tuấn - 73 - SVTH: Đỗ Thị Bích Trâm (4) Thu hồi nước sau khi qua lọc RO; (5) Thu hồi nước ngưng từ các bẫy hơi; và (6) Sử dụng nước thải sau hệ thống xử lý nước để tưới cây, rửa xe. Các giải pháp SXSH về dầu Các giải pháp SXSH về tiết kiệm dầu và giảm ô nhiễm SO2 được lựa chọn là các giải pháp về cải tiến thiết bị và thay đổi công nghệ. (7) Điều chỉ oxy thích hợp để nâng cao hiệu suất nồi hơi; và (8) Tận dụng khí thải nồi hơi để sản xuất CO2. 4.4 Nghiên cứu tính khả thi 4.4.1 Mô tả các giải pháp 1. Thu hồi nước thải từ hệ thống rửa ngược (back wash) Hiện trạng Hiện nay, nhà máy sử dụng 200 m3 nước / tuần để rửa ngược các thiết bị lọc cát và lọc cacbon trong khu vực nhà máy xử lý nước cấp. Lượng nước thải ra tương ứng là 200 m3/tuần, trong đó có 100 m3 có độ đục NTUs < 20 và 100 m3 nước thải có NTUs > 20. Toàn bộ lượng nước thải được dẫn đến nhà máy xử lý nước thải. Hình 14: Sơ đồ mô tả hiện trạng sử dụng nước trong công đoạn rửa ngược Nước thảiNước rửa lại Bể lọc cát và bể lọc cacbon Đồ án tốt nghiệp Aùp dụng SXSH cho ngành sản xuất nước giải khát có gas tại thành phố Hồ Chí Minh GVDH: TS. Nguyễn Đinh Tuấn - 74 - SVTH: Đỗ Thị Bích Trâm Giải pháp Lắp đặt hệ thống thu hồi nước back wash, bao gồm: - Sử dụng thùng chứa nước 20 m3 (có sẵn) để trữ nước sau khi back wash. - Sử dụng bể lọc cát (có sẵn) để lọc nước back wash. - Lắp đặt một bơm nước mới 20 m3/h; 3 bar 100 m3 nước thải có NTUs < 20 sẽ được thu hồi vào trong thùng trữ 20 m3 rồi đưa qua bể lọc cát để đạt được độ đục dưới 0,5 NTUs. Lượng nước sau khi qua bể lọc cát được cho vào nước thô với tỉ lệ 10–20% theo hướng dẫn của TCCQS. Lượng nước dự kiến tiết kiệm được khoảng 100 m3/tuần. Hình 15: Sơ đồ mô tả giải pháp thu hồi nước rửa ngược Nước rửa ngược được thu hồi (NTU<0,5) Nước rửa ngược thải bỏ (NTU>20) Nước rửa ngược được thu hồi Nước rửa ngược được thu hồi (NTU<20) Nước rửa lại Bể lọc cát và bể lọc cacbon Bể chứa Bể lọc cátBể trữ nước thô Bơm Đồ án tốt nghiệp Aùp dụng SXSH cho ngành sản xuất nước giải khát có gas tại thành phố Hồ Chí Minh GVDH: TS. Nguyễn Đinh Tuấn - 75 - SVTH: Đỗ Thị Bích Trâm 2. Thu hồi nước rửa tráng chai PET và lon Hiện trạng Chai PET và lon nhập về được tráng lại bằng nước clo trước khi chiết nước ngọt vào chai. Nhà máy sử dụng khoảng 30 m3/ngày cho công đoạn rửa tráng chai. Lượng nước thải tương ứng là khoảng 30 m3/ngày được dẫn về nhà máy xử lý nước thải. Hình 16: Sơ đồ mô tả hiện trạng sử dụng nước công đoạn tráng rửa chai PET và lon Giải pháp Nước thải từ bể tráng rửa chai PET và lon khoảng 30 m3/ngày được thu hồi để tái sử dụng vào việc rửa chai, két. Lượng nước dự kiến tiết kiệm được khoảng 30 m3/ngày. Nước thải Nước clo Máy tráng chai PET, lon Máy rửa chai Nước thô Máy rửa két Đồ án tốt nghiệp Aùp dụng SXSH cho ngành sản xuất nước giải khát có gas tại thành phố Hồ Chí Minh GVDH: TS. Nguyễn Đinh Tuấn - 76 - SVTH: Đỗ Thị Bích Trâm Hình 17: Sơ đồ mô tả giải pháp thu hồi nước tráng rửa chai 3. Thu hồi nước từ thiết bị khử trùng (lò hấp Pasteur) Hiện trạng Thiết bị khử trùng gồm 9 khu. Nước sử dụng cho thiết bị khử trùng là nước thô. Sản phẩm nước ngọt đóng chai lần lượt được đưa qua các bể chứa nước thô với nhiệt độ cao để khử trùng sản phẩm. Riêng tại bể 8 và 9 chứa nước thô ở nhiệt độ thường để làm mát sản phẩm sau khi khử trùng. Nước thải từ các bể được dẫn đến nhà máy xử lý nước thải. Nước thải thu hồi Nước clo Máy tráng chai PET, lon Máy rửa chai Nước thô Máy rửa két Đồng hồ đo nước Đồ án tốt nghiệp Aùp dụng SXSH cho ngành sản xuất nước giải khát có gas tại thành phố Hồ Chí Minh GVDH: TS. Nguyễn Đinh Tuấn - 77 - SVTH: Đỗ Thị Bích Trâm Hình 18: Sơ đồ mô tả hiện trạng sử dụng nước trong công đoạn khử trùng Giải pháp Theo hoạt động hiện nay, thiết bị khử trùng tiêu thụ 6 m3/h nước thô tại 2 khu (8, 9) để làm mát sản phẩm sau khi khử trùng. Nước thải từ khu 8 và 9 có nhiệt độ 45 –480C được dẫn vào bể chứa(0,2 m3) rồi được lọc và được bơm (sử dụng bơm 6m3/h) vào bể làm mát để hạ nhiệt còn 37 –390C. Lượng nước này được cấp lại cho thùng trữ 1, 2, 3 để sử dụng thay cho nước thô. Lượng nước dự kiến tiết kiệm được khoảng trên dưới 100 m3/ngày Nước thô Bể 1 Bể 2 Bể 3 Bể 4 Bể 5 Bể 6 Bể 7 Bể 8 Bể 9 Nước thải Đồ án tốt nghiệp Aùp dụng SXSH cho ngành sản xuất nước giải khát có gas tại thành phố Hồ Chí Minh GVDH: TS. Nguyễn Đinh Tuấn - 78 - SVTH: Đỗ Thị Bích Trâm Hình 19: Sơ đồ mô tả giải pháp thu hồi nước thải từ thiết bị khử trùng 4. Thu hồi nước sau khi qua lọc RO Hiện trạng Nước tinh trước khi đưa vào máy chiết chai được lọc qua thiết bị RO. Phần nước còn lại sau khi qua lọc có TDS = 500 ppm với lưu lượng khoảng 30 m3/ngày bị thải bỏ và được dẫn về nhà máy xử lý nước thải. Nước thô Bể 1 Bể 2 Bể 3 Bể 4 Bể 5 Bể 6 Bể 7 Bể 8 Bể 9 Nước thải Nước thu hồi Bể trung gian Bể làm mát Lưới lọc Đồ án tốt nghiệp Aùp dụng SXSH cho ngành sản xuất nước giải khát có gas tại thành phố Hồ Chí Minh GVDH: TS. Nguyễn Đinh Tuấn - 79 - SVTH: Đỗ Thị Bích Trâm Hình 20: Sơ đồ mô tả hiện trạng sử dụng nước sau khi qua lọc RO Giải pháp Nước sau khi qua lọc RO (lưu lượng khoảng 30 m3/ngày, TDS = 500 ppm) được thu hồi để tái sử dụng cho rửa chai và két. Lượng nước dự kiến tiết kiệm được khoảng 30 m3/ngày. Hình 21: Sơ đồ mô tả giải pháp thu hồi nước sau lọc RO Nước còn lại sau lọc Nước qua lọc Nước tinh RO Máy chiết và đóng nắp Nước clo Máy rửa chai Máy rửa két Nước thô Nước qua lọc Nước tinh RO Máy chiết và đóng nắp Nước clo Máy rửa chai Máy rửa kétNước thô Nước sau lọc được thu hồi Đồng hồ đo nước Đồ án tốt nghiệp Aùp dụng SXSH cho ngành sản xuất nước giải khát có gas tại thành phố Hồ Chí Minh GVDH: TS. Nguyễn Đinh Tuấn - 80 - SVTH: Đỗ Thị Bích Trâm 5. Thu hồi nước ngưng từ các bẫy hơi Hiện trạng Nước ngưng từ các bẫy hơi (chiếm 40% lượng nước cấp cho nồi hơi) được dẫn về trạm xử lý nước thải. Hình 22: Sơ đồ mô tả hiện trạng sử dụng nước ngưng từ bẫy hơi Giải pháp Nước ngưng từ các bẫy hơi được thu hồi để sử dụng làm nước cấp cho nồi hơi. Lượng nước dự kiến tiết kiệm được khoảng 40% lượng nước cấp cho nồi hơi (12m3/ngày). Hình 23: Sơ đồ mô tả giải pháp thu hồi nước ngưng Hơi Bẫy hơi Nước ngưng Hơi Nước xả đáy Nước mềm Thùng gia nhiệt Nồi hơi Hơi Bẫy hơi Nước ngưng được thu hồi Hơi Nước xả đáy Nước mềm Thùng gia nhiệt Nồi hơi Đồ án tốt nghiệp Aùp dụng SXSH cho ngành sản xuất nước giải khát có gas tại thành phố Hồ Chí Minh GVDH: TS. Nguyễn Đinh Tuấn - 81 - SVTH: Đỗ Thị Bích Trâm 6. Thu hồi, tái sử dụng nước thải sau hệ thống xử lý nước thải Sử dụng nước thải sau hệ thống xử lý nước thải thay cho nước thô dùng cho tưới cây xanh, rửa xe. Tổng lượng nước sử dụng ước tính khoảng 150 m3/ngày. Lượng nước dự kiến tiết kiệm được khoảng 150 m3/ngày. 7. Điều chỉnh lượng oxy thích hợp để nâng cao hiệu suất nồi hơi Giảm lượng khí thừa trong nồi hơi để nâng cao hiệu suất nồi hơi lên khoảng 70%. Do đó lượng dầu tiêu thụ giảm khoảng 900 lít/ngày. 8. Tận dung khí thải lò hơi để sản xuất CO2 Hiện trạng - Sản xuất CO2 Hiện nay nhà máy sử dụng dầu DO 0,5% S làm nhiên liệu cho lò đốt trong quá trình sản xuất CO2. khí thải từ quá trình đốt dầu DO được dẫn vào nhà máy CO2 để tinh chế thành CO2 lỏng. - Nồi hơi Nhiên liệu cho nồi hơi là dầu FO 3% S. Nhiệt năng từ quá trình đốt dầu FO chuyển nước ở dạng lỏng thành dạng hơi. Khí SO2 thải ra từ quá trình đốt dầu hiện đang vượt quá TCVN. Nhược điểm của công nghệ hiện nay: - Sử dụng nhiều dầu: Lượng dầu DO cần dùng hiện nay là 3.460 lít/ngày, lượng dầu FO là 3.640 lít/ngày. - Tốn kém chi phí xử lý khí thải từ nồi hơi (xử lý SO2). - Tốn kém chi phí xử lý nước thải phát sinh từ khâu xử lý khí thải nồi hơi. Đồ án tốt nghiệp Aùp dụng SXSH cho ngành sản xuất nước giải khát có gas tại thành phố Hồ Chí Minh GVDH: TS. Nguyễn Đinh Tuấn - 82 - SVTH: Đỗ Thị Bích Trâm Hình 24: Sơ đồ mô tả hiện trạng sử dụng dầu cho nồi hơi và sản xuất CO2 Giải pháp Dùng nhiên liệu dầu DO 0,5% S (thay cho nhiên liệu dầu FO) cho nồi hơi. Nhiệt năng từ quá trình đốt dầu DO chuyền nước trong nồi hơi ở dạng lỏng thành dạng hơi. Lắp đặt thêm hệ thống thu hồi khí thải từ nồi hơi. Khí thải từ quá trình đốt dầu DO được thu hồi và được đưa vào nhà máy CO2 để tinh chế CO2. DO FO FO Khí thải CO2Khí thải Hơi nước Lò hơi 1 Lò hơi 1 Lò đốt Nhà máy CO2 Khu vực sản xuất chính Đồ án tốt nghiệp Aùp dụng SXSH cho ngành sản xuất nước giải khát có gas tại thành phố Hồ Chí Minh GVDH: TS. Nguyễn Đinh Tuấn - 83 - SVTH: Đỗ Thị Bích Trâm Hình 25: Sơ đồ mô tả giải pháp kết hợp nồi hơi và nhà máy sản xuất CO2 Ưu điểm của giải pháp: - Giảm lượng dầu cần sử dụng: ước tính lượng dầu DO cần dùng là 3.921 lít/ngày. - Loại bỏ chi phí xử lý khí SO2 vì lượng SO2 thải ra từ quá trình đốt dầu DO đạt TCVN. - Loại bỏ chi phí xử lý nước thải phát sinh từ quá trình xử lý khí thải. - Lợi nhuận thu được từ việc bán lượng CO2 dư ra trong quá trình sản xuất CO2 bằng công nghệ mới. Mô tả công nghệ thu hồi khói thải từ nồi hơi để sản xuất CO2 Khí thải từ nồi hơi được dẫn đến thiết bị làm lạnh và lọc khí. Tại đây, khí thải được làm lạnh đến một nhiệt độ cần thiết cũng như được lọc bỏ các chất bẩn trong khí thải. Từ thiết bị làm lạnh và lọc khí, khí thải được đưa vào máy nén khí để gia tăng áp suất. DO DO CO2Khí thải Hơi nước Lò hơi 1 Lò hơi 1 Nhà máy CO2 Khu vực sản xuất chính Đồ án tốt nghiệp Aùp dụng SXSH cho ngành sản xuất nước giải khát có gas tại thành phố Hồ Chí Minh GVDH: TS. Nguyễn Đinh Tuấn - 84 - SVTH: Đỗ Thị Bích Trâm Sau đó, khí thải được đưa vào thiết bị hấp thu CO2. Trong tháp hấp thu, CO2 được hấp thu vào trong dung dịch MEA. Các thành phần khí thải còn lại được cho thoát ra ngoài không khí từ đỉnh thiết bị hấp thụ. Dung dịch MEA (có chứa nhiều CO2 đã được hấp thu) được bơm đến tháp tách và được làm nóng. Tại đây, nhiệt từ một reboiler được sử dụng để đun sôi CO2 dưới dạng khí ở áp suất được kiểm soát. CO2 bị tách rời ở dạng khí. Sau đó, CO2 được làm lạnh để giảm thiểu dung dịch MEA mang theo. Cuối cùng, CO2 được lọc, nén, làm khô và hoá lỏng. Đồ án tốt nghiệp Aùp dụng SXSH cho ngành sản xuất nước giải khát có gas tại thành phố Hồ Chí Minh GVDH: TS. Nguyễn Đinh Tuấn - 85 - SVTH: Đỗ Thị Bích Trâm Hình 26: Quy trình thu hồi khí thải nồi hơi sản xuất CO2 Đồ án tốt nghiệp Aùp dụng SXSH cho ngành sản xuất nước giải khát có gas tại thành phố Hồ Chí Minh GVDH: TS. Nguyễn Đinh Tuấn - 86 - SVTH: Đỗ Thị Bích Trâm 4.4.2 Nghiên cứu tính khả thi về kỹ thuật Bảng 20: Nghiên cứu tính khả thi về kỹ thuật Yêu cầu về kỹ thuật Tác động (Tiết kiệm) Giải pháp Aûnh hưởng sản phẩm Aûnh hưởng năng suất Aûnh hưởng thiết bị Yêu cầu lắp đặt Đào tạo nhân lực Aûnh hưởng sức khỏe Nước Dầu Năng lượng Tính khả thi (1) Không Không Không Có Không Không 100 m3/tuần Không Không Cao (2) Không Không Không Có Không Không 30 m3/ngày Không Không Cao (3) Không Không Không Có Không Không 100 m3/ngày Không Không Cao (4) Không Không Không Có Không Không 30 m3/ngày Không Không Cao (5) Không Không Không Có Không Không 12 m3/ngày Không Không TB (6) Không Không Không Không Không Không 150 m3/ngày Không Không Cao (7) Không Không Không Không Không Không Không 900 lít/ngày Không Cao (8) Không Không Có Có Có Không Không Không Không Thấp Đồ án tốt nghiệp Aùp dụng SXSH cho ngành sản xuất nước giải khát có gas tại thành phố Hồ Chí Minh GVDH: TS. Nguyễn Đinh Tuấn - 87 - SVTH: Đỗ Thị Bích Trâm 4.4.3 Nghiên cứu tính khả thi về kinh tế Bảng 21: Nghiên cứu tính khả thi về kinh tế Giải pháp Đầu tư ban đầu Tiết kiệm Thời gian hoàn vốn Tính khả thi (1) 90.720.000 đồng 571.200 đồng/tuần 3,1 năm TB (2) 33.600.000 đồng 171.360 đồng/ngày 6,5 tháng Cao (3) 89.040.000 đồng 571.200 đồng/ngày 5 tháng Cao (4) 33.600.000 đồng 171.360 đồng/ngày 6,5 tháng Cao (5) 16.800.000 đồng 68.544 đồng/ngày 3 tuần Cao (6) 0 856.800 đồng/ngày - Cao (7) 0 5.400.000 đồng/ngày - Cao (8) 500.000.000 đồng 39.469.000 đồng/ngày 2 tuần Cao 4.4.4 Nghiên cứu tính khả thi về môi trường Đồ án tốt nghiệp Aùp dụng SXSH cho ngành sản xuất nước giải khát có gas tại thành phố Hồ Chí Minh GVDH: TS. Nguyễn Đinh Tuấn - 88 - SVTH: Đỗ Thị Bích Trâm Bảng 22: Nghiên cứu tính khả thi về môi trường Lượng chất thải giảm đượcGiải pháp Không khí Nước thải Chất thải rắn Tính khả thi (1) Không 100 m3/tuần Không Thấp (2) Không 30 m3/ngày Không TB (3) Không 100 m3/ngày Không TB (4) Không 30 m3/ngày Không TB (5) Không 12 m3/ngày Không Thấp (6) Không 150 m3/ngày Không TB (7) 21.268 m3 khí thải/ngày Không Không Cao (8) 177 kg SO2/ngày Không Không Cao 4.4.5 Lựa chọn các giải pháp SXSH Bảng 23: Lựa chọn các giải pháp SXSH Tính khả thiGiải pháp Kỹ thuật Kinh tế Môi trường Tổng điểm Xếp hạng (1) Cao 15 TB 17 Thấp 5 37 1 (2) Cao 18 Cao 38 TB 8 64 2 (3) Cao 20 Cao 40 TB 12 72 5 (4) TB 18 Cao 38 TB 8 64 2 (5) TB 14 Cao 49 Thấp 3 66 4 (6) Cao 25 Cao 50 TB 14 89 7 (7) Cao 25 Cao 50 Cao 20 95 8 (8) Thấp 5 Cao 49 Cao 25 79 6 Đồ án tốt nghiệp Aùp dụng SXSH cho ngành sản xuất nước giải khát có gas tại thành phố Hồ Chí Minh GVDH: TS. Nguyễn Đinh Tuấn - 89 - SVTH: Đỗ Thị Bích Trâm 4.5 Thực hiện các giải pháp SXSH 4.5.1 Lập kế hoạch thực hiện các giải pháp Bảng 24: Kế hoạch thực hiện các giải pháp SXSH Giải pháp Người chiụ trách nhiệm thực hiện Thời gian hoàn thành (7) Phụ trách vận hành nồi hơi 02/10/2006–09/10/2006 (6) Phụ trách nhà máy xử lý nước thải 02/10/2006–09/10/2006 (8) Trưởng phân xưởng sản xuất phụ 09/10/2006–30/12/2006 (3) Trưởng phân xưởng sản xuất chính 09/10/2006–09/11/2006 (5) Phụ trách đội bảo dưỡng máy móc 09/11/2006–16/11/2006 (2) Trưởng phân xưởng sản xuất chính 16/11/2006–23/11/2006 (4) Trưởng phân xưởng sản xuất chính 23/11/2006–30/11/2006 (1) Phụ trách nhà máy xử lý nước cấp 30/11/2006–14/12/2006 4.5.2 Đánh giá kết quả của các giải pháp đã thực hiện Kết quả của các giải pháp đã thực hiện: Về nước (1) Thu hồi nước rửa ngược: lượng nước tiết kiệm được là 100 m3/tuần. (2) Thu hồi nước rửa tráng chai PET và lon: lượng nước tiết kiệm được là 30 m3/ngày. (3) Thu hồi nước khử trùng: lượng nước tiết kiệm được là 100 m3/ngày. (4) Thu hồi nước qua RO: lượng nước tiết kiệm được là 30m3/ngày. (5) Thu hồi nước ngưng từ bẫy hơi: lượng nước tiết kiệm được là 12 m3/ngày. (6) Sử dụng nước thải sau khi xử lý để tưới cây, rửa xe: lượng nước tiết kiệm được là 150 m3/ngày Đồ án tốt nghiệp Aùp dụng SXSH cho ngành sản xuất nước giải khát có gas tại thành phố Hồ Chí Minh GVDH: TS. Nguyễn Đinh Tuấn - 90 - SVTH: Đỗ Thị Bích Trâm Lượng nước tiết kiệm được từ 7 giải pháp trên = 339 m3/ngày. Định mức nước sau khi thực hiện các giải pháp SXSH = 4,05 lít nước / lít sản phẩm. So với định mức trước khi thực hiện SXSH là 7,8 lít nước / lít sản phẩm., lượng nước tiêu thụ trong nhà máy giảm 48%. Về dầu (7) Điều chỉnh oxy để nâng cao hiệu suất nồi hơi: .Lượng dầu tiết kiệm được là 900 lít FO/ngày Định mức dầu FO sau khi thực hiện giải pháp SXSH là 10,4 kg/1000 lít sản phẩm. So với định mức dầu trước khi thực hiện giải pháp SXSH là 14 kg/100 lít sản phẩm, lượng dầu FO tiêu thụ cho nồi hơi giảm 25%. 4.6 Hướng đánh giá SXSH cho ngành sản xuất nước giải khát có gas tại Tp HCM Các vấn đề mà các nhà máy sản xuất nước giải khát có gas ở Tp HCM đang gặp phải là việc tiêu thụ tài nguyên nước quá nhiều dẫn đến chi phí sản xuất gia tăng. Ngoài ra, khí SO2 tạo ra từ nồi hơi của các nhà máy hiện nay đều vượt quá mức tiêu chuẩn cho phép, các nhà máy phải tốn kém chi phí để xử lý lượng khí độc hại này. Hướng đánh giá SXSH hiệu quả cho ngành sản xuất nước giải khát có gas là thu hồi, tái sử dụng nước thải ở một số công đoạn và tận dụng khí thải nồi hơi để sản xuất CO2. - Nước thải được thu hồi để tái sử dụng trong nội thiết bị hay sử dụng cho các công đoạn khác. Đây là những giải pháp có tính khả thi về kỹ thuật và có hiệu quả kinh tế cao. Các dòng thải cần được thu hồi là nước thải từ công đoạn tráng chai, nước qua lọc RO, nước làm mát trong thiết bị khử trùng, nước từ hệ thống rửa ngược, nước thải sau khi qua nhà máy xử lý nước thải (tận dụng để tưới cây, rửa xe), nước ngưng từ bẫy hơi. Đồ án tốt nghiệp Aùp dụng SXSH cho ngành sản xuất nước giải khát có gas tại thành phố Hồ Chí Minh GVDH: TS. Nguyễn Đinh Tuấn - 91 - SVTH: Đỗ Thị Bích Trâm - Giải pháp tận dụng khí thải nồi hơi để sản xuất CO2 là giải pháp SXSH đặc trưng và hiệu quả nhất cho các nhà máy sản xuất nước giải khát có gas. Giải pháp này vừa tiết kiệm được nhiên liệu dầu vừa giảm một lượng lớn khí SO2 từ nồi hơi. Toàn bộ các giải pháp SXSH có thể áp dụng cho các nhà máy sản xuất nước giải khát có gas được thể hiện trong hình sau: Đồ án tốt nghiệp Aùp dụng SXSH cho ngành sản xuất nước giải khát có gas tại thành phố Hồ Chí Minh GVDH: TS. Nguyễn Đinh Tuấn - 92 - SVTH: Đỗ Thị Bích Trâm Nthải sau khi xử lý LỌC Nước rửa lại Bể trữ nước thô Bể lọc cát và bể lọc cacbon Nhà máy xử lý nước cấp Nước mềm Nồi hơi Bẫy hơi Nhà máy sản xuất CO Khu vực sản xuất phụ Nhà ăn, văn phòng Thải ra sông Trạm xử lý nước thải Nước thải của toàn nhà máy Tưới cây, rửa xe Nhà máy xử lý nước thải Hơi nước Khí thải Nước thải Nước được thu hồi, tái sử dụng Nước cấp Nước clo Nước thôNước clo Máy tráng chai PET, lon Máy rửa két Máy rửa chai Nước tinh Máy chiết và đóng nắpRO Nước thảiNước thô Thiết bị khử trùng Khu vực sản xuất chính Đồ án tốt nghiệp Aùp dụng SXSH cho ngành sản xuất nước giải khát có gas tại thành phố Hồ Chí Minh GVDH: TS. Nguyễn Đinh Tuấn - 93 - SVTH: Đỗ Thị Bích Trâm KẾT LUẬN Trường hợp nghiên cứu cụ thể một nhà máy sản xuất nước giải khát có gas điển hình cho thấy có thể giảm đáng kể mức tiêu thụ nước, dầu và lượng khí SO2 thải ra. Đối với nhà máy được nghiên cứu điển hình, khả năng áp dụng SXSH được thể hiện qua thời gian hoàn vốn của các giải pháp SXSH đã thực hiện. - Có 6 phương án SXSH về tiết kiệm nước là thu hồi tái sử dụng nước. - Có 2 phương án SXSH về tiết kiệm dầu là cải tiến thiết bị và thay đổi công nghệ. Qua đó, giảm một lượng lớn khí SO2 từ quá trình đốt dầu trong nồi hơi. Vậy, hướng đánh giá phù hợp và hiệu quả cho ngành sản xuất nước giải khát có gas là: - Thu hồi, tái sử dụng nước thải trong nội bộ hay từ công đoạn này sang công đoạn khác; - Cải tiến hiệu suất nồi hơi; và - Kế hợp nồi hơi và nhà máy sản xuất CO2: tận dụng khí thải từ nồi hơi để sản xuất CO2. Với kết quả nghiên cứu cho thấy, SXSH là 1 hướng đi đúng để giải quyết vấn đề ô nhiễm môi trường hiện nay do ngành sản xuất nước giải khát có gas gây ra. Ngoài ra, SXSH còn đem lại lợi ích kinh tế vô cùng to lớn. Điều này cho thấy tiềm năng áp dụng SXSH cho ngành sản xuất nước giải khát có gas rất lớn. Đồ án tốt nghiệp Aùp dụng SXSH cho ngành sản xuất nước giải khát có gas tại thành phố Hồ Chí Minh GVDH: TS. Nguyễn Đinh Tuấn I SVTH: Đỗ Thị Bích Trâm TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. TS. Ngô Thị Nga, Hiện trạng triển khai áp dụng SXSH trong các doanh nghiệp ở Việt Nam, Diễn đàn công nghiệp và thương mại bền vững, 12/2004. 2. Tài liệu hướng dẫn SXSH, Trung Tâm Sản Xuất Sạch Việt Nam, năm 2000. 3. Thiết bị sử dụng nhiệt: nhiên liệu và quá trình cháy, Hướng dẫn sử dụng năng lượng hiệu quả trong ngành công nghiệp Châu Á, UNEP, 2006. 4. Le Van Khoa, PhD –Thesis Wageningen University, Greening Small and Medium-sized Enterprises: Evaluating Environmental Policy in Viet Nam. 5. Pollution Prevention and Abatement Handbook, World Bank Group, 7/1998. 6. Self Monitoring Manual–Carbonated Beverage Industry, Ministry of State for Environmental Affairs –Egyptian Environmental AffairsAgency (EEAA), Egyptian Pollution Abatement Project (EPAP), 8/2002. 7. Dan G. Chapel; Carl L. Mariz; John Ernest, Recovery of CO2 from Flue Gases: Commercial Trends, Originally presented at the Canadian Society of Chemical Engineers annual meeting, 06/10/1999, Saskatoon, Saskatchewan, Canada. 8. www.yp..com.vn 9. www.hochiminhcity.gov.vn Đồ án tốt nghiệp Aùp dụng SXSH cho ngành sản xuất nước giải khát có gas tại thành phố Hồ Chí Minh GVDH: TS. Nguyễn Đinh Tuấn II SVTH: Đỗ Thị Bích Trâm PHỤ LỤC TÍNH TOÁN TÍNH KHẢ THI VỀ KINH TẾ (1) Thu hồi nước rửa ngược Đầu tư ban đầu 5 bộ van đường kính 114 = 16.800.000 đồng 3 bộ van đường kính 76 = 6.720.000 đồng 1 bơm 20 m3, 3 bar = 33.600.000 đồng Chi phí ống dẫn và lắp đặt = 33.600.000 đồng Tổng chi phí đầu tư = 90.720.000 đồng Tiết kiệm Lượng nước tái sử dụng = 100 m3/tuần Giá nước (bao gồm chi phí xử lý nước thải) = 5.712 đồng/m3 Chi phí tiết kiệm được = 100 * 5.712 = 571.200 đồng/tuần Thời hạn hoàn vốn = 90.720.000 / 572.200 = 159 tuần ( 3,1 năm) (2) Thu hồi nước rửa tráng chai PET và lon Đầu tư ban đầu 1 Đồng hồ nước = 16.800.000 đồng Chi phí đường ống và lắp đặt = 16.800.000 đồng Tổng chi phí đầu tư = 33.600.000 đồng Tiết kiệm Lượng nước tái sử dụng = 30 m3/ngày Giá nước (bao gồm chi phí xử lý nước thải) = 5.712 đồng/m3 Chi phí tiết kiệm được = 30 * 5.712 = 171.360 đồng/ngày Đồ án tốt nghiệp Aùp dụng SXSH cho ngành sản xuất nước giải khát có gas tại thành phố Hồ Chí Minh GVDH: TS. Nguyễn Đinh Tuấn III SVTH: Đỗ Thị Bích Trâm Thời hạn hoàn vốn = 33.600.000 / 171.360 = 196 ngày (6,5 tháng) (3) Thu hồi nước khử trùng Đầu tư ban đầu 1 bể làm lạnh 3m3 = 33.600.000 đồng 1 bơm 6 m3/h, 3 bar = 20.160.000 đồng 1 lưới lọc = 8.400.000 đồng 1 bể trung gian 0,2 m3 = 10.080.000 đồng Chi phí đường ống và lắp đặt = 16.800.000 đồng Tổng chi phí đầu tư = 89.040.000 đồng Tiết kiệm Lượng nước tái sử dụng = 100 m3/ngày Giá nước (bao gồm chi phí xử lý nước thải) = 5712 đồng/m3 Chi phí tiết kiệm được = 100 * 5712 = 571.200 (đồng/tuần) Thời gian hoàn vốn = 89.040.000 / 571.200 = 156 ngày (5 tháng) (4) Thu hồi nước qua RO Đầu tư ban đầu 1 đồng hồ nước = 16.800.000 đồng Chi phí đường ống và lắp đặt = 16.800.000 đồng Tổng chi phí đầu tư = 33.600.000 đồng Tiết kiệm Lượng nước tái sử dụng = 30 m3/ngày Giá nước (bao gồm chi phí xử lý nước thải) = 5.712 đồng/m3 Chi phí tiết kiệm được = 30 * 5.712 Đồ án tốt nghiệp Aùp dụng SXSH cho ngành sản xuất nước giải khát có gas tại thành phố Hồ Chí Minh GVDH: TS. Nguyễn Đinh Tuấn IV SVTH: Đỗ Thị Bích Trâm = 171.360 đồng/ngày Thời hạn hoàn vốn = 33.600.000 / 171.360 = 196 ngày (6,5 tháng) (5) Thu hồi nước ngưng từ bẫy hơi Đầu tư ban đầu Chi phí ống dẫn và lắp đặt = 16.800.000 đồng Tiết kiệm Lượng nước tái sử dụng = 12 m3/ngày Giá nước (bao gồm chi phí xử lý nước thải) = 5.712 đồng/m3 Chi phí tiết kiệm được = 12 * 5.712 = 68.544 đồng/ngày Thời hạn hoàn vốn = 16.800.000 / 68.544 = 19 ngày (3 tuần) (6) Sử dụng nước thải tưới cây, rửa xe Đầu tư ban đầu = 0 Tiết kiệm Lượng nước tái sử dụng = 150 m3/ngày Giá nước (bao gồm chi phí xử lý nước thải) = 5.712 đồng/m3 Chi phí tiết kiệm được = 150 * 5.712 = 856.800 đồng/ngày (7) Rút bớt khí dư trong nồi hơi Đầu tư ban đầu = 0 Tiết kiệm Lượng dầu giảm = 900 lít/ngày Giá dầu = 6.000 đồng/lít Chi phí tiết kiệm được = 900 * 6.000 Đồ án tốt nghiệp Aùp dụng SXSH cho ngành sản xuất nước giải khát có gas tại thành phố Hồ Chí Minh GVDH: TS. Nguyễn Đinh Tuấn V SVTH: Đỗ Thị Bích Trâm = 5.400.000 đồng/ngày (8) Kết hợp nồi hơi và nhà máy sản xuất CO2 Đầu tư ban đầu Hệ thống thu hồi khí thải từ nồi hơi = 500.000.000 đồng Tiết kiệm  Ước tính chi phí cho nhiên liệu và chi phí xử lý khí thải hiện nay Nhiên liệu sử dụng hiện nay gồm dầu FO sử dụng cho nồi hơi và dầu DO sử dụng cho sản xuất CO2. Chi phí xử lý khí thải hiện nay chủ yếu là chi phí xử lý SO2 từ nồi hơi. - Chi phí dầu FO cho nồi hơi Lượng dầu FO sử dụng hiện nay = 3.500 kg/ngày Giá dầu FO = 6.000 đồng/lít Tỷ trọng dầu FO = 0,96 kg/lít Chi phí dầu FO cho nồi hơi = Lượng FO / Tỷ trọng FO * Giá FO = 3.500 / 0,96 * 6000 = 21,875,000 (đồng/ngày) - Chi phí dầu DO cho sản xuất CO2 Lượng dầu DO sử dụng hiện nay = 2.000 kg/ngày Giá dầu DO = 8.600 đồng/lít Tỷ trọng dầu DO = 0,85 kg/lít Chi phí dầu DO cho nồi hơi = Lượng DO / Tỷ trọng DO * Giá DO = 2.000 / 0,85 * 8.600 = 20.235.000 (đồng/ngày) - Chi phí xử lý khí SO2 Đồ án tốt nghiệp Aùp dụng SXSH cho ngành sản xuất nước giải khát có gas tại thành phố Hồ Chí Minh GVDH: TS. Nguyễn Đinh Tuấn VI SVTH: Đỗ Thị Bích Trâm Chi phí xây dựng hệ thống xử lý = 400.000.000 đồng (với thời hạn hoạt động 3 năm) Chi phí hoạt động = 300.000 đồng/ngày (nước, hoá chất, nhân công) Chi phí hoạt động trong 1 năm = 90.000.000 đồng/3 năm (Ước tính 1 năm hoạt động 300 ngày) Tổng chi phí đầu tư xử lý SO2 = chi phí xây dựng hệ thống + chi phí hoạt động = 400.000.000 + 90.000.000 = 490.000.000 đồng/3 năm Chi phí xử lý SO2 trung bình = 490.000.000 / 300 = 1.600.000 đồng/ngày  Ước tính chi phí cho nhiên liệu và xử lý SO2 sau khi áp dụng công nghệ mới - Ước tính chi phí dầu DO sử dụng cho nồi hơi Nhiệt tạo thành từ lượng dầu DO thay thế = Nhiệt tạo thành từ lượng dầu FO sử dụng hiện nay Lượng FO sử dụng hiện nay = 3.500 kg/ngày Nhiệt trị dầu FO = 40.000 MJ/kg Lượng nhiệt tạo thành = lượng dầu FO * nhiệt trị dầu FO = 3.500 * 40.000 = 140.000 MJ/ngày Nhiệt trị dầu DO = 42.000 MJ/kg Lượng dầu DO cần dùng = lượng nhiệt tạo thành / nhiệt trị dầu DO = 140.000 / 42.000 = 3.333 kg/ngày Chi phí dầu DO = lượng DO / tỷ trọng DO * giá DO Đồ án tốt nghiệp Aùp dụng SXSH cho ngành sản xuất nước giải khát có gas tại thành phố Hồ Chí Minh GVDH: TS. Nguyễn Đinh Tuấn VII SVTH: Đỗ Thị Bích Trâm = 3.333 / 0,85 * 8.600 = 33.725.000 đồng/ngày - Ước tính chi phí xử lý khí SO2 Lượng khí thải sinh ra ở 00C khi đốt 1 kg dầu = 24,5 m3 Lượng dầu DO cần dùng = 3.333 kg/ngày Ước tính lượng khí thải sinh ra = 24,5 * 3.333 (ở 00C) = 81,667 (m3/ngày) Thể tích khí thải sinh ra = 81,7 * (180 + 273) / 273 (ở 1800C) = 142,288 (m3/ngày) Thành phần S trong dầu DO = 0,5% so với khối lượng dầu Lượng S có trong 3.333 kg DO = % S * lượng dầu DO = 0,5% * 3.333 = 16,667 kg Số mol S = số mol SO2 = Khối lượng S / 32 = 16,667 / 32 = 0,521 (Kmol) S + O2 = SO2 0.521 0.521 Khối lượng SO2 tạo thành = số mol SO2 * 64 = 0,521 * 64 = 33,333 kg/ngày Nồng độ SO2 trong khí thải = Khối lượng SO2 / thể tích khí thải = 33,333 * 106 / 142,288 = 234,266 mg/m3 Đồ án tốt nghiệp Aùp dụng SXSH cho ngành sản xuất nước giải khát có gas tại thành phố Hồ Chí Minh GVDH: TS. Nguyễn Đinh Tuấn VIII SVTH: Đỗ Thị Bích Trâm Khi sử dụng dầu DO, nồng độ SO2 trong khí thải là khoảng 234 mg/m 3, đạt TCVN (nồng độ SO2 theo TCVN là 500 mg/m 3). Do đó, chi phí để xử lý khí SO2 là = 0.  Ước tính giá tiền của lượng CO2 dư Với giải pháp này, lượng CO2 tạo ra từ nhà máy sản xuất CO2 sẽ dư so với nhu cầu CO2 của nhà máy. Lượng CO2 dư này sẽ được bán cho các nhà máy khác. - Lượng CO2 theo nhu cầu hiện nay của nhà máy= 6.416 kg/ngày - Ước tính lượng CO2 tạo thành khi áp dụng công nghệ mới Lượng DO cần dùng = 3.333 kg/ngày Thành phần C trong dầu DO = 87,5% so với khối lượng dầu Lượng C có trong 3.333 kg DO = % C * lượng dầu DO = 87,5% * 3.333 = 2.916,667 kg Số mol C = số mol CO2 = Khối lượng C / 12 = 2.916,667 / !2 = 243,056 (Kmol) C + O2 = CO2 243,056 243,056 Khối lượng CO2 tạo thành = số mol CO2 * 44 = 2.916,667 * 44 = 10.694,444 (kg/ngày) Công nghệ kết hợp nồi hơi và nhà máy sản xuất Co2 thu hồi được khoảng 95% lượng Co2 có trong khí thải. Lượng Co2 sản xuất ra được = 10.694,444 * 95% = 10.159,722 (kg/ngày) Đồ án tốt nghiệp Aùp dụng SXSH cho ngành sản xuất nước giải khát có gas tại thành phố Hồ Chí Minh GVDH: TS. Nguyễn Đinh Tuấn IX SVTH: Đỗ Thị Bích Trâm Lượng CO2 dư = Lượng CO2 khi áp dụng công nghệ mới - Lượng CO2 hiện nay = 10.159,722–6.416 =3.743 (kg/ngày) Giá CO2 = 7.884 đồng/kg Giá tiền của lượng CO2 dư = Lượng CO2 dư * giá CO2 = 3.743 * 7.884 = 29.511.000 (đồng /ngày)  Ước tính chi phí tiết kiệm được Chi phí tiết kiệm được bao gồm: (1) Chi phí tiết kiệm được từ nhiên liệu thay thế = chi phí nhiên liệu hiện nay–chi phí nhiên liệu thay thế = (Chi phí dầu FO hiện nay + Chi phí dầu DO hiện nay) - Chi phí dầu DO thay thế = (21,875,000 + 20.235.000) - 33.725.000 = 8.385.000 (đồng/ngày) (2) Chi phí tiết kiệm từ xử lý ô nhiễm = 1.600.000 đồng/ngày (3) Chi phí tiết kiệm từ việc bán lượng CO2 dư = 29.511.000 đồng/ngày Ước tính chi phí tiết kiệm được = (1) + (2) + (3) = 8.358.000 + 1.600.000 + 29.511.000 = 39.469.000 đồng/ngày Thời hạn hoàn vốn = 500.000.000 / 39.469.000 = 13 ngày