Thứ sáu, 13/07/2018 17:08 GMT+7

Thông tin nghiệm thu nhiệm vụ KH&CN cấp quốc gia: Nghiên cứu công nghệ chế tạo phụ gia nhiên liệu vi nhũ thế hệ mới dùng cho động cơ diesel (Mã số đề tài: ĐTĐL.CN-03/16)

I. Thông tin chung về nhiệm vụ

1. Tên đề tài

Nghiên cứu công nghệ chế tạo phụ gia nhiên liệu vi nhũ thế hệ mới dùng cho động cơ diesel

Mã số đề tài: ĐTĐL.CN-03/16

Thuộc nhiệm vụ độc lập cấp quốc gia

2. Mục tiêu nhiệm vụ

  • Nghiên cứu phát triển phụ gia nhiên liệu vi nhũ thế hệ mới, trên cơ sở nước, chất hoạt động bề mặt nguồn gốc tự nhiên và nano oxit kim loại, dùng cho động cơ diesel nhằm giảm tiêu thụ nhiên liệu và phát thải độc hại;
  • Xây dựng và làm chủ công nghệ chế tạo phụ gia;
  • Thử nghiệm hiện trường nhằm đánh giá hiệu quả và khả năng sử dụng của phụ gia.

3. Chủ nhiệm nhiệm vụ

GS.TS. Vũ Thị Thu Hà

4. Tổ chức chủ trì nhiệm vụ

Phòng Thí nghiệm trọng điểm Công nghệ lọc, hóa dầu

 Tổ chức phối hợp thực hiện đề tài:

  • Công ty TNHH Phát triển ứng dụng Kỹ nghệ mới
  • Viện Cơ khí Động lực - Trường Đại học Bách khoa Hà Nội
  • Trung tâm Huấn luyện thuyền viên - Trường Đại học Hàng Hải Việt Nam
  • Công ty xi măng Vicem Hải Phòng
  • Xí nghiệp Đầu máy Hà Nội - Tổng Công ty Đường Sắt Việt Nam

5. Tổng kinh phí thực hiện:                                                   7.440 triệu đồng.

Trong đó, kinh phí từ ngân sách SNKH:                   7.440 triệu đồng.

                 Kinh phí từ nguồn khác:                                   0 triệu đồng.

6. Thời gian thực hiện theo Hợp đồng: 24 tháng

Bắt đầu: tháng 06/2016;                              Kết thúc: tháng 06/2018.

Thời gian thực hiện theo văn bản điều chỉnh của cơ quan có thẩm quyền: không

 

7. Danh sách thành viên chính thực hiện nhiệm vụ

Số

TT

Họ và tên

Chức danh khoa học, học vị

Cơ quan công tác

1

Vũ Thị Thu Hà

GS.TS

PTNTĐ CN lọc, hóa dầu

2

Phạm Thị Nam Bình

TS

PTNTĐ CN lọc, hóa dầu

3

Bùi Duy Hùng

ThS

PTNTĐ CN lọc, hóa dầu

4

Nguyễn Văn Chúc

TS

PTNTĐ CN lọc, hóa dầu

5

Nguyễn Minh Đăng

KS

PTNTĐ CN lọc, hóa dầu

6

Phạm Hữu Tuyến

PGS.TS

Viện Cơ khí Động lực

7

Trần Công Lý

KS

Công ty TNHH Phát triển ứng dụng Kỹ nghệ mới

8

Đặng Khánh Ngọc

ThS

Trường Đại học Hàng hải Việt Nam

9

Nguyễn Thị Thu Trang

TS

PTNTĐ CN lọc, hóa dầu

10

Cao Thị Thúy

ThS

PTNTĐ CN lọc, hóa dầu

II. Dự kiến tổ chức nghiệm thu kết quả thực hiện nhiệm vụ

Thời gian: tháng 08/2018

Địa điểm: Bộ Khoa học và Công nghệ; số 113 Trần Duy Hưng, quận Cầu Giấy, Hà Nội

III. Nội dung tự đánh giá về kết quả thực hiện nhiệm vụ

1. Sản phẩm khoa học

1.1. Các sản phẩm được hoàn thành đầy đủ theo nội dung hợp đồng, đạt yêu cầu chất lượng và số lượng đăng ký.

1.2. Danh mục sản phẩm khoa học đã hoàn thành

a) Sản phẩm dạng I

 

STT

Tên sản phẩm cụ thể và chỉ tiêu chất lượng chủ yếu của sản phẩm

Đơn vị đo

Mức chất lượng

Kế hoạch

Thực tế đạt được

1

 

 

 

Hệ thống thiết bị pilot chế tạo phụ gia qui mô 100 kg/ngày

Hệ

Sử dụng để chế tạo phụ gia trên cơ sở các chất hoạt động bề mặt, bao gồm:

  • Thiết bị phản ứng chính, có khuấy, có hệ thống gia nhiệt;
  • Thiết bị phân tách sản phẩm;
  • Hệ thống bơm hóa chất.

Sử dụng để chế tạo phụ gia trên cơ sở các chất hoạt động bề mặt, bao gồm:

  1. Hệ thống thiết bị chế tạo chất HĐBM, được thiết kế, chế tạo, lắp đặt bởi đề tài, gồm:
  • 01 thiết bị phản ứng chính, có khuấy, có hệ thống gia nhiệt, có sinh hàn, dung tích hiệu dụng 100 L;
  • 01 thiết bị phân tách để tinh chế và sấy sản phẩm, dung tích 400 L;
  • Các thiết bị phụ trợ như hệ thống bơm hóa chất, thùng chứa trung gian, thùng chứa dung môi ngưng tụ.
  1. 01 thiết bị phản ứng chịu áp, thể tích 7 L, có sẵn của PTNTĐ Công nghệ lọc, hóa dầu;
  2. 02 thiết bị phản ứng đa năng, thể tích 10 L có sẵn của PTNTĐ Công nghệ lọc, hóa dầu;
  3. 01 thiết bị phản ứng siêu âm bán công nghiệp, công suất 3.000W, được mua sắm từ kinh phí đề tài.

-

Khả năng nhập liệu, min

kg/ngày

100

Có khả năng sản xuất 119,7 kg/mẻ (2h/mẻ) phụ gia vi nhũ thế hệ mới. Trong đó:

  • Khả năng sản xuất các chất hoạt động bề mặt, tổng cộng là 66 kg/ngày (50 kg/ngày đối với diethanolamide dầu dừa ethoxyl hóa, 4 kg/ngày đối với hydroxyethyl imidazoline axit béo từ dầu tall và 12 kg/ngày đối với PEG 400 dieste);
  • Khả năng sản xuất phụ gia vi nhũ là 87 kg/ngày;
  • Khả năng sản xuất phụ gia vi nhũ chứa nano oxit sắt là 23 kg/ngày.

-

Vật liệu chế tạo thiết bị phản ứng

 

304L

Vật liệu chế tạo thiết bị phản ứng để sản xuất chất hoạt động bề mặt là SUS 316 (có khả năng chịu hóa chất tốt hơn so với 304L).

2

 

 

Hệ chất hoạt động bề mặt trên cơ sở alkanolamide của dầu mỡ động thực vật, có các tính chất sau:

kg

50

148

-

Trạng thái

 

Sản phẩm dạng lỏng, sánh

Sản phẩm dạng lỏng sánh, không màu

-

Hàm lượng hoạt chất

%

≥ 90

99

-

pH (1% trong dung dịch)

-

≥ 8

8,0

-

HLB

-

4-8

6-8

-

Màu theo thang Garner

G

≤ 14

1

3

Hệ chất hoạt động bề mặt trên cơ sở polyamine và axit béo, có các tính chất sau:

kg

50

124,59

-

Trạng thái 

-

Chất lỏng

Chất lỏng, sánh

-

pH (10% trong dung dịch)

-

10,5-11,5

10,7

-

Chỉ số amin

mg/g

≥ 145

147

-

Hoạt chất

%

≥ 87

99

-

Chỉ số axit

mg/g

≤ 1

0,7

-

Màu theo thang Garner

G

≤ 16

15

-

Tỷ trọng ở 250C

g/ml

≥ 0,9

0,93

-

HLB

 

4 - 15

8-10

4

Phụ gia nhiên liệu vi nhũ thế hệ mới

kg

300

359,12

-

Tiêu chuẩn cần đạt của nhiên liệu sau khi pha phụ gia

-

Đạt TCVN-5689:2005

Đạt TCVN-5689:2013

ở tỉ lệ pha chế với nhiên liệu có hiệu quả nhất trong số các tỷ lệ khảo sát (1/8.000 về thể tích)

-

Kích thước hạt vi nhũ trong diesel

nm

≤ 10

2-4

-

Thời gian ổn định ở nhiệt độ thường

tháng

≥ 3

  • Ở điều kiện lão hóa cấp tốc: trên 6 tháng;
  • Ở điều kiện thường: trên 22 tháng;
  • Ngoại suy theo phương pháp đánh giá độ ổn định của thuốc: 36 tháng.

-

Hiệu quả tiết kiệm nhiên liệu

%

≥ 5

  • Thử nghiệm trên bệ thử : hiệu quả tiết kiệm nhiên liệu đạt 5,1 % ở chế độ toàn tải;
  • Đối với xe vận tải : Hiệu quả tiết kiệm nhiên liệu đạt 8,8 % theo quy trình thử nghiệm tĩnh và 5 % theo quy trình thử nghiệm động;
  • Đối với tàu hỏa : Hiệu quả tiết kiệm nhiên liệu đạt  7,76 % theo quy trình thử nghiệm tĩnh và khoảng 3,4 %. Hiệu quả trung bình đạt 5,58%;
  • Đối với tàu thủy : Hiệu quả; tiết kiệm nhiên liệu đạt 5,9 % đối với máy chính và 5,43 % đối với máy đèn.

-

Hiệu quả giảm phát thải khí độc hại:

 

 

Đối với thử nghiệm trên bệ thử :

 

- HC

%

≥ 10

11,46

 

- CO

%

≥ 5

10,76

 

- NOx

%

≥ 10

11,19

 

- PM

%

≥ 5

5,52

b) Sản phẩm Dạng II:

TSTT

Tên sản phẩm

Yêu cầu khoa học cần đạt

Theo kế hoạch

Thực tế đạt được

1

Qui trình công nghệ chế tạo chất hoạt động bề mặt đạt chất lượng làm nguyên liệu chế tạo phụ gia vi nhũ

Bộ tài liệu mô tả đầy đủ, chi tiết về qui trình công nghệ chế tạo chất hoạt động bề mặt đạt chất lượng làm nguyên liệu chế tạo phụ gia vi nhũ

Qui trình công nghệ ổn định, có hiệu quả kinh tế, kỹ thuật và môi trường, có khả năng nhân rộng.

Bộ tài liệu mô tả đầy đủ, chi tiết về qui trình công nghệ chế tạo chất hoạt động bề mặt đạt chất lượng làm nguyên liệu chế tạo phụ gia vi nhũ

Qui trình công nghệ ổn định, có hiệu quả kinh tế, kỹ thuật và môi trường, có khả năng nhân rộng.

2

Qui trình công nghệ chế tạo phụ gia nhiên liệu vi nhũ thế hệ mới dùng cho động cơ diesel

Bộ tài liệu mô tả đầy đủ, chi tiết về qui trình công nghệ chế tạo phụ gia nhiên liệu vi nhũ thế hệ mới dùng cho động cơ diesel.

Qui trình ổn định, có hiệu quả kinh tế, kỹ thuật và môi trường, có khả năng nhân rộng.

Bộ tài liệu mô tả đầy đủ, chi tiết về qui trình công nghệ chế tạo phụ gia nhiên liệu vi nhũ thế hệ mới dùng cho động cơ diesel.

Qui trình ổn định, có hiệu quả kinh tế, kỹ thuật và môi trường, có khả năng nhân rộng.

3

Qui trình pha trộn phụ gia với nhiên liệu diesel

Bộ tài liệu mô tả đầy đủ, chi tiết về qui trình công nghệ pha trộn phụ gia với nhiên liệu diesel.

Qui trình ổn định, có hiệu quả kinh tế, kỹ thuật và môi trường, có khả năng nhân rộng.

Bộ tài liệu mô tả đầy đủ, chi tiết về qui trình công nghệ pha trộn phụ gia với nhiên liệu diesel.

Qui trình ổn định, có hiệu quả kinh tế, kỹ thuật và môi trường, có khả năng nhân rộng.

4

Qui trình vận hành hệ thống thiết bị pilot chế tạo phụ gia, qui mô 100 kg/ngày

Bộ tài liệu mô tả đầy đủ, chi tiết về qui trình vận hành hệ thống thiết bị pilot chế tạo phụ gia, qui mô 100 kg/ngày.

Qui trình đảm bảo vận hành ổn định hệ thiết bị

Bộ tài liệu mô tả đầy đủ, chi tiết về qui trình vận hành hệ thống thiết bị pilot chế tạo phụ gia, qui mô 100 kg/ngày.

Qui trình đảm bảo vận hành ổn định hệ thiết bị.

5

Bộ hồ sơ về đặc tính kỹ thuật và tiêu chuẩn cơ sở cho phụ gia

Bộ tài liệu chi tiết và đầy đủ về kết quả đánh giá đặc tính kỹ thuật của phụ gia và tiêu chuẩn cơ sở cho phụ gia.

Bộ tài liệu chi tiết và đầy đủ về kết quả đánh giá đặc tính kỹ thuật của phụ gia và tiêu chuẩn cơ sở cho phụ gia.

c) Sản phẩm Dạng III:

TT

Tên sản phẩm

Yêu cầu khoa học

cần đạt

Số lượng, nơi công bố

(Tạp chí, nhà xuất bản)

Theo

kế hoạch

Thực tế

đạt được

1

Bài báo trong nước

02

07

Công bố tổng cộng 07 bài.

Công bố trên các tạp chí: Tạp chí Hóa học; Tạp chí Hóa học và Ứng dụng; Tạp chí Giao Thông Vận Tải.

 

d) Tình hình đăng ký bảo hộ quyền sở hữu công nghiệp, quyền đối với giống cây trồng:

TT

Tên sản phẩm

đăng ký

Kết quả

Theo kế hoạch

Thực tế đạt được

11

Đăng ký độc quyền sở hữu công nghiệp về phụ gia nhiên liệu thế hệ mới.

01

Đã đăng kí bảo hộ độc quyền Sáng chế tại Cục Sở hữu trí tuệ Việt Nam: “Phụ gia hỗn hợp dùng cho nhiên liệu, phương pháp sản xuất và phương pháp pha phụ gia hỗn hợp này vào nhiên liệu”; Số đơn 1-2018-00600, ngày 09/02/2018; Quyết định chấp nhận đơn hợp lệ số 14114/QĐ-SHTT, ngày 02/03/2018.

Ngoài ra, trong quá trình thực hiện đề tài, PTNTĐ Công nghệ lọc, hóa dầu được biết các kết quả nghiên cứu của PTNTĐ Công nghệ lọc, hóa dầu, liên quan đến phụ gia vi nhũ chứa nano oxit sắt, với Đơn đăng ký sáng chế số 1-2014-03236, ngày 26/09/2014, đã được chấp thuận cấp Bằng Độc quyền Sáng chế (hiện đang làm thủ tục cấp bằng).

e) Sản phẩm khác: Tham gia đào tạo 02 NCS, trong đó: 01 NCS chuyên ngành Hóa Hữu cơ và 01 NCS chuyên ngành Kỹ thuật cơ khí động lực

2. Những đóng góp mới của nhiệm vụ

Tính mới của đề tài có thể được đánh giá qua số lượng và chất lượng của các bài báo và sở hữu công nghiệp, liên quan chủ yếu đến các vấn đề sau:

  • Nghiên cứu một cách hệ thống và tối ưu hóa các điều kiện của các quá trình tổng hợp các chất HĐBM không ion, sử dụng trong Đề tài;
  • Khảo sát hệ thống và toàn diện quá trình điều chế phụ gia vi nhũ thế hệ mới và thiết lập được hệ phụ gia có hiệu quả cao trên cơ sở tổ hợp phụ gia vi nhũ nước trong dầu và phụ gia vi nhũ chứa nano oxit kim loại;
  • Triển khai thành công các công nghệ ở qui mô pilot;
  • Nghiên cứu thử nghiệm một cách hệ thống và toàn diện hiệu quả và tác động của phụ gia: thử nghiệm theo phương pháp tiêu chuẩn trong phòng thí nghiệm, thử nghiệm trên hiện trường; các đối tượng thử nghiệm đa dạng, gồm xe vận tải, tàu hỏa, tàu thủy; đánh giá tác động của phụ gia trên các đối tượng vật liệu khác nhau, có tiếp xúc với nhiên liệu trong động cơ.

Tính độc đáo và sáng tạo của Đề tài thể hiện ở ý tưởng phối hợp hài hòa nhiều cơ chế khác nhau để đạt được mục tiêu tạo ra quá trình cháy sạch của nhiên liệu trong động cơ, nói cách khác là quá trình oxi hóa hoàn toàn của các hydrocarbon trong nhiên liệu diesel. Hai cơ chế được phối hợp là cơ chế vật lý “vi nổ” của các hạt vi nhũ tương nước trong dầu, có được nhờ tác dụng của phụ gia vi nhũ và cơ chế hóa học, xúc tác cho quá trình oxi hóa hoàn toàn nhiên liệu, có được nhờ tác dụng của phụ gia vi nhũ chứa nano oxit kim loại.

3. Hiệu quả của nhiệm vụ

a) Hiệu quả về khoa học và công nghệ

Đối với lĩnh vực KHCN, đây sẽ là công nghệ tiên tiến, lần đầu được áp dụng tại Việt Nam. Công nghệ này không những có thể ứng dụng một cách hiệu quả trong lĩnh vực nhiên liệu giao thông vận tải mà sẽ mở ra nhiều hướng phát triển mới cho ngành khoa học về phụ gia nano. Việc nghiên cứu thành công đề tài đã khẳng định được năng lực và trí tuệ của nền KHCN Việt Nam.

b) Hiệu quả về kinh tế xã hội

  • Tạo ra công nghệ tiên tiến chế tạo phụ gia nhiên liệu diesel vi nhũ thế hệ mới, có khả năng triển khai công nghiệp và thương mại hóa, tạo công ăn việc làm cho người lao động, tăng nguồn thu thuế cho Nhà nước;
  • Quá trình sản xuất phụ gia nhiên liệu vi nhũ mang lại doanh thu khoảng 30 tỷ đồng, trong đó lợi nhuận chiếm 30%, cho cơ sở sản xuất qui mô nhỏ, chỉ 60 tấn/năm. Quá trình phân phối phụ gia mang lại khoản lợi nhuận khoảng 49 tỷ đồng/năm cho nhà phân phối, qui mô 60 tấn/năm;
  • Tạo ra sản phẩm phụ gia nhiên liệu diesel vi nhũ thế hệ mới, tiết kiệm nhiên liệu, thân thiện môi trường đáp ứng các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật, môi trường và an toàn cháy nổ trong vận hành phương tiện, có thể áp dụng đại trà trên toàn quốc. Phụ gia có điểm hòa vốn rất thấp, chỉ 1,35% nên việc sử dụng phụ gia mang lại hiệu quả kinh tế rất cao. Chỉ cần 20% lượng tiêu thụ diesel ở Việt Nam được pha phụ gia nhiên liệu vi nhũ thế hệ mới thì mỗi năm quốc gia đã thu được số tiền xấp xỉ 994 tỷ đồng, qui đổi từ lượng nhiên liệu diesel tiết kiệm được. Khi phụ gia được sử dụng trên diện rộng hơn hoặc khi giá nhiên liệu tăng cao, con số này còn lớn hơn rất nhiều.

c) Hiệu quả môi trường

Quá trình sản xuất phụ gia hầu như không phát sinh phế thải thứ cấp, đồng thời tiêu tốn ít năng lượng. Quá trình công nghệ sản xuất phụ gia cũng được thiết kế để sử dụng các nguyên liệu ít hoặc không gây nguy hại tới sức khỏe cộng đồng.

Sử dụng phụ gia vi nhũ thế hệ mới giúp giảm lượng khí phát thải độc hại ra môi trường của các động cơ Diesel./.         

 

 

Lượt xem: 3013

Tìm theo ngày :

Đánh giá

(Di chuột vào ngôi sao để chọn điểm)