Khoa học công nghệ ngành Công Thương

Thứ hai, 04/03/2024 | 11:36

Thứ hai, 04/03/2024 | 11:36

Kết quả nhiệm vụ KHCN

Cập nhật lúc 09:41 ngày 06/02/2024

Nghiên cứu vai trò, hiệu quả và tác động của phụ gia đa năng đối với quá trình cháy của nhiên liệu trên hiện trường

Với mức độ phát triển ngày càng nhanh của các phương tiện giao thông ở hầu hết các quốc gia trên thế giới, vấn đề tiêu thụ năng lượng và phát thải khí gây ô nhiễm môi trường, ngày càng trở nên trầm trọng và luôn là sức ép đối với mọi nền kinh tế trên thế giới. Vì vậy, nhu cầu có một giải pháp hiệu quả để tiết kiệm nhiên liệu và giảm khói thải ô nhiễm từ các hoạt động giao thông, vận tải luôn luôn cấp thiết và được quan tâm nghiên cứu. 
Nghiên cứu một cách bài bản, hệ thống và toàn diện
Những năm gần đây, Phòng thí nghiệm trọng điểm công nghệ lọc hóa dầu (PTNTĐ) Viện Hóa học Công nghiệp Việt Nam, đã nghiên cứu triển khai công nghệ sản xuất, kết hợp với nghiên cứu ứng dụng một số dòng phụ gia tiết kiệm nhiên liệu và đạt được nhiều kết quả lý thú. Điển hình trong số đó là dòng phụ gia đa năng tiết kiệm nhiên liệu và giảm khói thải, sử dụng cho nhiên liệu lỏng, đã khắc phục được mọi nhược điểm của các phụ gia nhập. Hiện tại, PTNTĐ đã làm chủ được công nghệ sản xuất phụ gia đa năng, thông qua việc thực hiện thành công Dự án sản xuất thử nghiệm cấp quốc gia “Hoàn thiện công nghệ sản xuất phụ gia đa năng nhằm tiết kiệm năng lượng trên cơ sở các hợp chất có chỉ số khúc xạ mol cao, quy mô 5.000 lít/năm”.
Tuy nhiên, còn hàng loạt rào cản trong quá trình thương mại hóa đại trà phụ gia ở quy mô toàn quốc. Một trong những rào cản quan trọng nhất, liên quan đến nhu cầu làm sáng tỏ các cơ sở khoa học về vai trò, hiệu quả và tác động của phụ gia đa năng trên hiện trường, để mọi khách hàng đều có thể hiểu được một cách hết sức tường minh rằng phụ gia đa năng là giải pháp đột phá về tiết kiệm năng lượng mà không tốn chi phí đầu tư, và việc sử dụng phụ gia đa năng tuyệt đối không có bất kỳ sự ảnh hưởng tiêu cực nào đến động cơ, máy móc. Để làm được điều này, nhóm nghiên cứu tại PTNTĐ đứng đầu là GS. TS. Vũ Thị Thu Hà đã đề xuất và được Bộ Công Thương phê duyệt thực hiện đề tài “Nghiên cứu vai trò, hiệu quả và tác động của phụ gia đa năng đối với quá trình cháy của nhiên liệu trên hiện trường”.
Dự án sản xuất thử nghiệm về phụ gia đa năng đặt trên cơ sở nghiên cứu cơ bản trong vòng gần 10 năm ở Phòng thí nghiệm trọng điểm quốc gia Lọc hóa dầu. (Nguồn: Keylab)
Ý tưởng của đề tài này là tiến hành các nghiên cứu một cách bài bản, hệ thống và toàn diện, trong phòng thí nghiệm cũng như trên thực địa, về vai trò, hiệu quả và tác động của phụ gia đa năng đối với động cơ và máy móc. Theo đó, các thực nghiệm đánh giá “in-situ”, cũng như đánh giá trong quá trình dài sử dụng phụ gia, bằng các kỹ thuật đo đạc, phân tích hiện đại và tiên tiến sẽ được tiến hành và so sánh, đối chiếu với đối chứng. Đây là lần đầu tiên những nghiên cứu về phụ gia tiết kiệm nhiên liệu nói chung và về phụ gia đa năng, tiết kiệm nhiên liệu và giảm khói thải cho quá trình cháy của mọi loại nhiên liệu, từ xăng, xăng sinh học, diesel, diesel sinh học được tiến hành một cách hệ thống, bài bản, phục vụ mục tiêu triển khai ứng dụng đại trà phụ gia, ở Việt Nam.
Kết quả ngoài mong đợi
Sau hơn 2 năm triển khai thực hiện (từ tháng 4/2021 đến tháng 6/2023), đề tài đã đạt được mục tiêu đề ra. Sản phẩm đạt được của đề tài vượt trội hơn so với yêu cầu về cả chủng loại, số lượng/khối lượng và chất lượng. Cụ thể, đề tài đã tiến hành sản xuất được 119 lít phụ gia đa năng FNT6VN để sử dụng làm mẫu thực nghiệm (vượt yêu cầu 19%). Các kết quả nghiên cứu cho thấy phụ gia có chất lượng hoàn toàn thỏa mãn yêu cầu đã đăng ký.
Hiệu quả kỹ thuật mà phụ gia FNT6VN mang lại là nhờ chế phẩm FNT6VN có chứa hợp chất hữu cơ có khả năng phân cực hóa cao, đảm bảo cho các ion âm dư trong buồng đốt được tích lũy nhanh chóng trong quá trình đốt cháy nhiên liệu, do các ion âm này phân tán cả trên bề mặt lẫn trong lòng của xy lanh nên tạo ra áp suất đẩy tĩnh điện của các điện tích cùng dấu theo hướng của bề mặt piston. Hiệu ứng này giúp tối ưu hóa chế độ nhiệt động học của quá trình cháy trong xy lanh, từ đó làm tăng giá trị nhiệt có ích của động cơ và xúc tiến cho quá trình cháy hoàn toàn nhiên liệu, dẫn tới làm giảm phát thải các thành phần như hydrocarbon chưa cháy hết, CO, hạt muội.” GS. TS. Vũ Thị Thu Hà  cho biết.
Sản phẩm phụ gia FNT6VN (Nguồn: Keylab)
Một số ưu điểm nổi bật vượt yêu cầu của phụ gia FNT6VN có thể kể đến như: mức tiết kiệm nhiên liệu trung bình đạt được trong toàn bộ các thử nghiệm trong khuôn khổ đề tài là 8 - 21% (So với mức yêu cầu là 8 - 10%); Mức giảm phát thải khí CO (so với không sử dụng phụ gia) toàn dải là 10 - 27 % (So với mức yêu cầu là 5 - 20%); Mức giảm phát thải khí HC (so với không sử dụng phụ gia) toàn dải là 8 - 20% (So với mức yêu cầu là 5 - 20%); Mức giảm khói (so với không sử dụng phụ gia - đối với nhiên liệu DO và FO) toàn dải là 8 - 16% (So với mức yêu cầu là 6 - 19%).
Xuất phát từ thực tiễn thực hiện đề tài, nhận thấy các giải pháp khả thi trước mắt để phát triển thị trường cho phụ gia FNT6VN là trong ngành xi măng (sử dụng để sấy lò nung clinker), ngành nhiệt điện (sử dụng nhiên liệu lỏng đốt kèm than khi khởi động lò); các nhà máy lọc dầu, hóa chất, luyện kim (cấp nhiệt sấy, nhiệt cho quá trình phản ứng, luyện kim); các công ty khai thác mỏ, bao gồm cả mỏ than (vận tải, xúc đất đá trên khai trường); ngành đường thủy (tàu sông, tàu pha sông biển, tàu biển); ngành đường sắt; hàng không (dịch vụ mặt đất); quân đội. Bên cạnh đó, nhiều cơ hội xuất khẩu phụ gia cũng mở ra trước mắt. Các khu vực tiềm năng bao gồm các nước châu Phi (Qua Mozambic), một số nước khu vực châu Á (Qua Singapore). Đây là các đầu mối đã quan tâm, lấy mẫu phụ gia về thử nghiệm và thu được kết quả như mong đợi.
Ngay sau khi đề tài kết thúc, trong nửa cuối năm 2023 và năm 2024, phụ gia FNT6VN sẽ được ưu tiên triển khai ứng dụng đại trà tại một số địa điểm dự kiến như: Nhà máy sản xuất phân bón DAP, thuộc Công ty cổ phần DAP - Vinachem tại Hải phòng, thuộc Tập đoàn Hóa chất Việt Nam; Nhà máy sản xuất Xi măng Tân Thắng, thuộc Tập đoàn TH, tại Quỳnh lưu (Nghệ An); Nhà máy Lọc dầu Dung Quất; Nhà máy sản xuất thép Nasteel Vina; Một số nhà máy xi măng khác, như Xi măng Thăng Long, Xi Măng Yên Bái, Xi măng Chinfon, ... 
Với sự cố gắng nỗ lực hết mình trong quá trình thực hiện đề tài, nhóm nghiên cứu tại PTNTĐ Công nghệ lọc, hóa dầu không chỉ  đã đạt được kết quả vượt trội cả về chủng loại, số lượng/khối lượng và chất lượng so với đăng ký thực hiện, mà còn đóng góp tích cực cho sự phát triển khoa học công nghệ trong lĩnh vực chuyên ngành và mang lại hiệu quả kinh tế, kỹ thuật và môi trường cao. 
Với các kết quả đã đạt được, đề tài “Nghiên cứu vai trò, hiệu quả và tác động của phụ gia đa năng đối với quá trình cháy của nhiên liệu trên hiện trường” đã hoàn thành các thủ tục để được Cục Sở hữu trí tuệ cấp Giấy chứng nhận đăng ký nhãn hiệu FNT6VN cho sản phẩm phụ gia tiết kiệm tiêu hao xăng, dầu diesel (Giấy Chứng nhận đăng ký nhãn hiệu số 449023 - Cấp theo Quyết định số 13871w/QĐ-SHTT, ngày 28/03/2023 của Cục Sở hữu trí tuệ - Bộ Khoa học và Công nghệ). Sản phẩm này được xem là vượt yêu cầu về chủng loại.
Minh Khuê
lên đầu trang