Giáo trình ngăn ngừa ô nhiễm và công nghệ sạch potx

1.3 Tiến trình giảm thiểu ô nhiễm Các quá trình sản xuất công nghiệp gây ra ô nhiễm môi trường do khí thải, nước thải và chất thải rắn: - Trong vòng hơn 40 năm qua, các cách thức ứng phó

NGĂN NGỪA Ô NHIỄM VÀ

CÔNG NGHỆ SẠCH (Cleaner Production)

CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU

I SỰ HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN CỦA Ý TƯỞNG SẢN XUẤT SẠCH HƠN

1.1 Quá trình đô thị hoá:

Năm 1990 Việt Nam mới có khoảng 500 đô thị lớn nhỏ, đến năm 2000 đã tăng tới 694 đô thị các loại, trong đó có 4 thành phố trực thuộc Trung ương, 20 thành phố trực thuộc tỉnh, 62 thị xã và

563 thị trấn Dân số đô thị Việt Nam năm 1990 là khoảng 13 triệu người (chiếm tỷ lệ 20%), năm

1995 tỷ lệ dân số đô thị chiếm 20,75%, năm 2000 chiếm 25%, dự báo đến năm 2010 tỷ lệ dân số đô thị ở Việt Nam chiếm 33%, năm 2020 chiếm 45% Sự phát triển các đô thị cùng với việc gia tăng tỷ

lệ dân số đô thị gấp áp lực rất lớn đến môi trường đô thị Bên cạnh sự phát triển mạnh ngành công nghiệp một mặt góp phần rất lớn vào sự phát triển kinh tế nhưng lại gây ảnh hưởng môi trường nghiêm trọng

Các loại ô nhiễm thường thấy tại các đô thị Việt Nam là ô nhiễm nguồn nước mặt, ô nhiễm bụi,

ô nhiễm các khí sulfure, cacbonic, nitrit, ô nhiễm chì (Pb), chất thải rắn (trong sinh hoạt, bệnh viện).Theo thống kê, Việt Nam có trên 800.000 cơ sở sản xuất công nghiệp với gần 70 KCX-KCN tập trung Đóng góp của công nghiệp vào GDP là rất lớn; tuy nhiên chúng ta cũng phải chịu nhiều thiệt hại về môi trường do lĩnh vực công nghiệp gây Hiện nay khoảng 90% cơ sở sản xuất công nghiệp và phần lớn các KCN chưa có trạm xử lý nước thải Các ngành công nghiệp gây ô nhiễm môi trường, nặng nhất là công nghiệp nhiệt điện, công nghiệp sản xuất xi măng và vật liệu xây đựng, công nghiệp khai thác khoáng sản

TP Hồ Chí Minh, Biên Hòa (Ðồng Nai) là những đô thị bị ô nhiễm bụi nặng nhất, gấp 2 đến 2,5 lần tiêu chuẩn cho phép; thứ hai là Hà Nội, Hải Phòng gấp 1,5 đến 2,5 lần Tại ngã tư Ðinh Tiên Hoàng - Ðiện Biên Phủ (TP Hồ Chí Minh), nồng độ bụi lên đến xấp xỉ 1,2mg/m3 Mức độ ô nhiễm ô-xít các-bon (CO) trong không khí ở các đô thị đang có xu hướng tăng, đặc biệt ở các nút giao thông lớn, nồng độ CO thường cao hơn tiêu chuẩn cho phép (5mg/m3) Cụ thể, tại khu vực Nhà máy VICASA (Ðồng Nai), nồng độ khí CO lên tới trên 9mg/m3; cổng Trường đại học Bách khoa Ðà Nẵng, nồng độ khí CO là 8mg/m3

Dầu mỏ được tiêu thụ phần lớn trong giao thông vận tải

Khoảng 66.6% lượng đầu mỏ dùng để chạy các phương tiện vận chuyển ở Mỹ

55% là lượng đầu mỏ mà thế giới sử dụng cho giao thông

1.3 Tiến trình giảm thiểu ô nhiễm

Các quá trình sản xuất công nghiệp gây ra ô nhiễm môi trường do khí thải, nước thải và chất thải rắn:

- Trong vòng hơn 40 năm qua, các cách thức ứng phó với sự ô nhiễm công nghiệp gây nên suy

thoái môi trường thay đổi theo thời gian:

Hình 1.1 Sơ đồ tổng quát một quá trình sản xuất công nghiệp (1) Phớt lờ ô nhiễm (Ignorance of pollution)

Không quan tâm đến ô nhiễm do hậu quả ô nhiễm gây ra chưa thực sự nghiêm trọng, mức độ phát triển của các ngành công nghiệp còn nhỏ lẽ

(2) Pha loãng và phát tán (Dilute and disperse)

Pha loãng: dùng nước nguồn để pha loãng nước thải trước khi đổ vào nguồn nhận

Phát tán: nâng chiều cao ống khói để phát tán khí thải

VD: một nhà máy sản xuất bia 1 ngày thải ra 50 m3 nước thải COD của nước thải là 1000mg/l

Để đáp ứng tiêu chuẩn cho phép ở Việt Nam đối với COD của nước thải công nghiệp loại B (nhỏ hoặc bằng 100 mg/l), nhà máy pha loãng 1 m3 nước thải với 9 m3 nước

Tuy nhiên, đối với pha loãng và phát tán thì tổng lượng chất thải đưa vào môi trường là không đổi Thủy quyển và khí quyển không phải là một bãi rác cho mọi chất thải: các kim loại nặng, PCB (polychlorinated biphenyls: bền và độc hại có trong biến thế, tụ điện ) đã tuần hoàn và tích lũy trong trầm tích, sinh khối

(3) Xử lý cuối đường ống (EOP = end-of-pipe treatment)

Lắp đặt các hệ thống xử lý nước thải, khí thải ở cuối dòng thải để phân hủy hay làm giảm nồng

độ các chất ô nhiễm nhằm đáp ứng yêu cầu bắt buộc trước khi thải vào môi trường Phương pháp này phổ biến vào những năm 1970 ở các nước công nghiệp để kiểm soát ô nhiễm công nghiệp.Tuy nhiên, xử lý cuối đường ống thường nảy sinh các vấn đề như:

- Gây nên sự chậm trễ trong việc tìm ra giải pháp xử lý;

- Không thể áp dụng với các trường hợp có nguồn thải phân tán như nông nghiệp;

- Đôi khi sản phẩm phụ sinh ra khi xử lý lại là các tác nhân ô nhiễm thứ cấp;

- Chi phí đầu tư và sản xuất sẽ tăng thêm do chi phí xử lý

(4) Phòng ngừa phát sinh chất thải (Waste prevention)

Ngăn chặn phát sinh chất thải ngay tại nguồn nguồn bằng cách sử dụng năng lượng và nguyên vật liệu 1 cách có hiệu quả nhất, nghĩa là có thêm một tỷ lệ nguyên vật liệu nữa được chuyển vào thành phẩm thay vì phải loại bỏ Tiếp cận này bắt đầu xuất hiện từ những năm 1980 với những cách gọi khác nhau như "phòng ngừa ô nhiễm" (pollution prevention), "giảm thiểu chất thải" (waste

minimization) Ngày nay, thuật ngữ "sản xuất sạch hơn" (cleaner production) (SXSH) được sử

dụng phổ biến trên thế giới để chỉ cách tiếp cận này, mặc dù các thuật ngữ tương đương vẫn còn ưa thích vài nơi

3

Quá trình sản xuất (Process)

Quá trình sản xuất (Process)

Hình 1.2 Sự phát triển logic của tiến trình ứng phó với ô nhiễm

Như vậy, từ phớt lờ ô nhiễm, rồi pha loãng và phát tán chất thải, đến kiểm soát cuối đường ống

và cuối cùng là SXSH là 1 quá trình phát triển khách quan, tích cực có lợi cho môi trường và kinh

tế cho các doanh nghiệp nói riêng và toàn xã hội nói chung Ba cách ứng phó đầu là những tiếp cận

quản lý chất thải bị động trong khi cách ứng phó sau cùng là tiếp cận quản lý chất thải chủ động

Như vậy, SXSH là tiếp cận “nhìn xa, tiên liệu và phòng ngừa” Nguyên tắc “phòng bệnh hơn chữa bệnh” bao giờ cũng là chân lý Tuy nhiên, điều này không có nghĩa là xem nhẹ biện pháp xử lý cuối đường ống Phòng ngừa và ngăn chặn ô nhiễm là nguyên tắc chủ đạo và phải kết hợp với xử lý ô nhiễm

2 ĐỊNH NGHĨA SẢN XUẤT SẠCH HƠN

UNEP định nghĩa sản xuất sạch hơn là :

Việc áp dụng liên tục chiến lược phòng ngừa tổng hợp về môi trường vào các quá trình sản xuất, sản phẩm và dịch vụ nhằm nâng cao hiệu suất sinh thái và giảm thiểu rủi ro cho con người và môi trường

Đối với quá trình sản xuất: sản xuất sạch hơn bao gồm bảo toàn nguyên liệu và năng lượng, loại trừ các nguyên liệu độc hại và giảm lượng và tính độc hại của tất cả các chất thải ngay tại nguồn thải

Đối với sản phẩm: sản xuất sạch hơn bao gồm việc giảm các ảnh hưởng tiêu cực trong suốt chu

kỳ sống của sản phẩm, từ khâu thiết kế đến thải bỏ

Đối với dịch vụ: sản xuất sạch hơn đưa các yếu tố về môi trường vào trong thiết kế và phát triển các dịch vụ

3 CÁC KHÁI NIỆM VÀ THUẬT NGỮ LIÊN QUAN

3.1 Công nghệ sạch (Clean technology)

Bất kỳ biện pháp kỹ thuật nào được các ngành công nghiệp áp dụng để giảm thiểu hay loại bỏ quá trình phát sinh chất thải hay ô nhiễm tại nguồn và tiết kiệm được nguyên liệu và năng lượng đều được gọi là công nghệ sạch Các biện pháp kỹ thuật này có thể được áp dụng từ khâu thiết kế để thay đổi quy trình sản xuất hoặc là các áp dụng trong các đây chuyền sản xuất nhằm tái tận dụng phụ phẩm để tránh thất thoát (OCED, 1987)

3.2 Công nghệ tốt nhất hiện có (Best Available Technology - BAT)

Là công nghệ sản xuất có hiệu quả nhất hiện có trong việc bảo vệ môi trường nói chung, có khả năng triển khai trong các điều kiên thực tiễn về kinh tế, kỹ thuật, có quan tâm đến chi phí trong việc nghiên cứu, phát triển và triển khai bao gồm thiết kế, xây dựng, bảo dưỡng, vận hành và loại

bỏ công nghệ (UNIĐO, 1992) BAT giúp đánh giá tiềm năng SXSH

3.3 Hiệu quả sinh thái (Eco-efficiency)

Hiệu quả sinh thái (HQST) chính là sự phân phối hàng hoá và dịch vụ có giá cả rẻ hơn trong khi giảm được nguyên liệu, năng lượng và các tác động đến môi trường trong suốt cả quá trình của sản phẩm và dịch vụ Hai khái niệm SXSH và HQST được xem như là đồng nghĩa Tuy nhiên, có

một sự khác biệt nhỏ giữa hai thuật ngữ: HQST bắt nguồn từ các vấn đề liên quan đến hiệu quả

kinh tế mà những hiệu quả này có tác động tích cực đến MT Trong khi đó, SXSH khởi đầu từ ý

tưởng hiệu quả sinh thái mà những hiệu quả này có tác động tích cực đến kinh tế.

3.4 Phòng ngừa ô nhiễm (Pollution prevention)

Hai thuật ngữ SXSH và phòng ngừa ô nhiễm (PNÔN) thường được sử dụng thay thế nhau Chúng chỉ khác nhau về mặt địa lý Thuật ngữ PNÔN được sử dụng ở Bắc Mỹ trong khi SXSH được sử dụng ở các khu vực còn lại trên thế giới

3.5 Giảm thiểu chất thải (Waste minimisation)

Khái niệm về giảm thiểu chất thải (GTCT) được đưa ra vào năm 1988 bởi Cục Bảo vệ Môi trường của Hoa Kỳ (US EPA) Hai thuật ngữ GTCT và PNÔN thường được sử dụng thay thế nhau Tuy nhiên, GTCT tập trung vào việc tái chế rác thải và các phương tiện khác để giảm thiểu lượng rác bằng việc áp dụng nguyên tắc 3P (Polluter Pay Principle) và 3R (Reduction, Reuse, Recycle)

3.6 Năng suất xanh (Green productivity)

Năng suất xanh (NSX) là thuật ngữ được sử dụng vào năm 1994 bởi Cơ quan năng suất Châu Á (APO) để nói đến thách thức trong việc đạt được sản xuất bền vững Giống như SXSH, năng suất xanh là 1 chiến lược vừa nâng cao năng suất vừa thân thiện với môi trường cho sự phát triển kinh tế

- xã hội nói chung

3.7 Kiểm soát ô nhiễm (Pollution control)

Sự khác nhau cơ bản của kiểm soát ô nhiễm (KSÔN) và SXSH là vấn đề thời gian KSÔN là 1 cách tiếp cận từ phía sau (chữa bệnh), giống như xử lý cuối đường ống, trong khi SXSH là cách tiếp cận từ phía trước, mang tích chất dự đoán và phòng ngừa

3.8 Sinh thái công nghiệp (Industrial ecology)

Việc quảng bá và nâng cao nhận thức về SXSH đã đạt được nhiều tiến bộ đáng kể ở nhiều nơi trên thế giới Tuy nhiên các nỗ lực về SXSH thường chỉ tập trung vào các quá trình sản xuất đơn lẻ, các sản phẩm cụ thể hoặc các vật liệu độc hại mang tính cách cá nhân hơn là một bức tranh toàn cảnh về các tác động môi trường đo một hệ thống sản xuất công nghiệp gây ra Do vậy, song song với sự phát triển của SXSH, các nhà khoa học, các kỹ sư và các nhà quản lý công nghiệp đã nhận ra

rằng cần phải xây dựng một hệ thống sản xuất công nghiệp mang tính chất tuần hoàn dẫn đến việc tất cả các đầu ra của quá trình sản xuất này trở thành các đầu vào của các quá trình sản xuất khác

để giảm thiểu tối đa lượng chất thải

4 PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG:

Đất nước ta bước sang thế kỉ 21, vấn đề đặt ra là làm sao vẫn đạt được phát triển bền vững, đáp ứng các nhu cầu cần thiết của xã hội, mà vẫn giữ gìn được môi trường và tài nguyên Đây là thách thức thật sự của đất nước nói chung và của cộng đồng nói riêng

5

Khái niệm bền vững ngày càng được chấp nhận trên thế giới và ở Việt Nam, cho dù cho đến nay trên thực tế vẫn chưa có một định nghĩa nào về phát triển bền vững được chấp nhận rộng rãi và chưa có tiêu chí nào cụ thể để chỉ thị tính bền vững.

Lịch sử đã chứng minh quá trình phát triển của thế giới công nghiệp hoá tập trung vào sản lượng Do vậy, không có gì lạ khi các nước phát triển trong những năm của hai thập niên 50 -60 lại chỉ theo đuổi mô hình tuyệt đối “Sản lượng và Tăng trưởng”- chủ yếu đựa vào khái niệm hiệu quả kinh tế Cải thiện phân phối thu nhập là đòi hỏi của thế giới đang phát triển và kết quả là mô hình phát triển chuyển địch theo hướng tăng trưởng có bình đẳng (giảm nghèo) trong thập kỉ 70 và được thừa nhận có hiệu quả quan trọng như hiệu quả kinh tế Đầu năm 80, thế giới khẳng định suy thoái môi trường là vật cản chủ yếu của quá trình phát triển Bảo vệ môi trường cho đến nay trở thành mục tiêu chính thứ 3 trong tam giác Kinh tế, xã hội, môi trường

Để thoát khỏi tình trạng bế tắc này, các nhà sản xuất cần phải xem xét nghiêm túc đến cách tiếp cận 3 mục tiêu (Kinh tế - Môi trường – Xã hội), nghĩa là cải tiến công nghệ, nâng cao hiệu quả sản xuất và có các biệp pháp cắt giảm các chi phí môi trường, như áp dụng biện pháp giảm thiểu chất thải, hay giảm lãng phí, phát sinh từ các công đoạn: khai thác (nguyên liệu)- vận chuyển (không rơi vãi) – tồn trữ, cho đến phòng ngừa ô nhiễm (ở từng công đoạn sản xuất) – thu gom và tái chế/ tuần hoàn nước, phế liệu, hoá chất

Muốn phát triển bền vững thì trong phát triển phải tính đến yếu tố môi trường Sự phân tích của tác giả theo 3 vấn đề tác động đến môi trường để chúng ta lựa chọn, xem xét cả trên bình điện quốc

tế, quốc gia, vùng lãnh thổ và từng địa phương Suy cho cùng thì mỗi chúng ta cần phấn đấu cho một môi trường trong sạch, cho sự phát triển bền vững của cả chúng ta và các thế hệ mai sau

Môi trường tự nhiên và sản xuất xã hội quan hệ khăng khít, chặt chẽ, tác động lẫn nhau trong thế cân đối thống nhất: Môi trường tự nhiên (bao gồm cả tài nguyên thiên nhiên) cung cấp nguyên liệu và không gian cho sản xuất xã hội Sự giàu nghèo của mỗi nước phụ thuộc khá nhiều vào nguồn tài nguyên: Rất nhiều quốc gia phát triển chỉ trên cơ sở khai thác tài nguyên để xuất khẩu đổi lấy ngoại tệ, thiết bị công nghệ hiện đại, Có thể nói, tài nguyên nói riêng và môi trường tự nhiên nói chung (trong đó có cả tài nguyên) có vai trò quyết định đối với sự phát triển bền vững về kinh tế

- xã hội (KT-XH) ở mỗi quốc gia, vùng lãnh thổ, địa phương

MÔI TRƯỜNG

Bảo vệ Cải thiện

KINH TẾ

Tăng trưởng Hiệu quả

XÃ HỘI

Tự do, dân chủ Con người

Tham gia công

Cứu trợ

Bình đẳng nội bộ

Chương 2: PHƯƠNG PHÁP LUẬN ĐÁNH GIÁ SXSH

1 CÁC GIẢI PHÁP KỸ THUẬT ĐỂ ĐẠT ĐƯỢC SẢN XUẤT SẠCH HƠN

1.1 Quản lý nội vi:

Là một loại giải pháp đơn giản nhất của sản xuất sạch hơn Quản lý nội vi không đòi hỏi chi phí đầu tư và có thể được thực hiện ngay sau khi xác định được các giải pháp Các ví dụ của quản lý nội

vi có thể là khắc phục các điểm rò rỉ, đóng van nước hay tắt thiết bị khi không sử dụng để tránh tổn thất Mặc dù quản lý nội vi là đơn giản nhưng vẫn cần có sự quan tâm của ban lãnh đạo cũng như việc đào tạo nhân viên

1.2 Kiểm soát quá trình tốt hơn:

Kiểm soát quá trình tốt hơn để đảm bảo các điều kiện sản xuất được tối ưu hoá về mặt tiêu thụ nguyên liệu, sản xuất và phát sinh chất thải Các thông số của quá trình sản xuất như nhiệt độ, thời gian, áp suất, pH, tốc độ cần được giám sát và duy trì càng gần với điều kiện tối ưu càng tốt Cũng như với quản lý nội vi, việc kiểm soát quá trình tốt hơn đòi hỏi các quan tâm của ban lãnh đạo cũng như việc giám sát ngày một hoàn chỉnh hơn

1.3 Thay đổi nguyên liệu:

Là việc thay thế các nguyên liệu đang sử dụng bằng các nguyên liệu khác thân thiện với môi trường hơn Thay đổi nguyên liệu còn có thể là việc mua nguyên liệu có chất lượng tốt hơn để đạt được hiệu suất sử dụng cao hơn Thông thường lượng nguyên liệu sử dụng, chất lượng của nguyên liệu và sản phẩm có mối quan hệ trực tiếp với nhau

1.4 Cải tiến thiết bị:

Là việc thay đổi thiết bị đã có để nguyên liệu tổn thất ít hơn Việc cải tiến thiết bị có thể là điều chỉnh tốc độ máy, là tối ưu kích thước kho chứa, là việc bảo ôn bề mặt nóng/lạnh, hoặc thiết kế cải thiện các bộ phận cần thiết trong thiết bị Một ví dụ của mạ điện là lắp đặt cẩu vớt để thu hồi phần rơi vãi từ các chi tiết được mạ

1.5 Công nghệ sản xuất mới:

Là việc lắp đặt các thiết bị hiện đại và có hiệu quả hơn, ví dụ như lắp đặt nồi hơi hiệu suất cao hơn hay lắp đặt máy nhuộm Jet sử dụng dung tỷ thấp hơn Giải pháp này yêu cầu chi phí đầu tư cao hơn các giải pháp sản xuất sạch khác, do đó cần phải được nghiên cứu cẩn thận Mặc dù vậy, tiềm năng tiết kiệm và cải thiện chất lượng có thể cao hơn so với các giải pháp khác

1.6 Tuần hoàn:

Có thể tuần hoàn các loại dòng thải không thể tránh được trong khu vực sản xuất hoặc bán ra như một loại sản phẩm phụ

1.6.1 Tận thu và tái sử dụng tại chỗ là việc thu thập "chất thải" và sử dụng lại cho quá trình sản

xuất Một ví dụ đơn giản của giải pháp này là sử dụng lại nước giặt từ một quá trình cho quá trình giặt khác

1.6.2 Tạo ra các sản phẩm phụ là việc thu thập (và xử lý) "các dòng thải" để có thể trở thành một

sản phẩm mới hoặc bán ra cho các cơ sở sản xuất khác Lượng men bia dư thừa có thể được sử dụng làm thức ăn cho lợn, cho cá hay làm các chất độn thực phẩm

1.7 Thay đổi sản phẩm:

Là việc xem xét lại sản phẩm và các yêu cầu đối với sản phẩm đó Nếu có thể thay một cái nắp đậy kim loại đã được sơn bằng một cái nắp đậy bằng nhựa cho một số sản phẩm nhất định thì đã tránh được các vấn đề về môi trường cũng như các chi phí để sơn hoàn thiện nắp đậy đó Cải thiện thiết kế sản phẩm có thể đem lại tiết kiệm về tiêu thụ nguyên liệu và lượng hoá chất độc hại sử dụng

7

1.8 Các thay đổi về bao bì:

Vấn đề cơ bản là giảm thiểu bao bì sử dụng, đồng thời bảo vệ được sản phẩm Một ví dụ trong nhóm giải pháp này là sử dụng bìa cac-tông cũ thay cho các loại xốp để bảo vệ các vật dễ vỡ

2 ĐÁNH GIÁ SẢN XUẤT SẠCH HƠN LÀ GÌ?

Đánh giá sản xuất sạch hơn là một công cụ có hệ thống để trả lời các câu hỏi sau:

Ở ĐÂU sinh ra các chất thải và phát thải;

TẠI SAO các chất thải và phát thải được phát sinh; và

LÀM THẾ NÀO để giảm thiểu các chất thải và phát thải trong doanh nghiệp

2.1 Cam kết của lãnh đạo

Một chương trình sản xuất sạch hơn thành công là chương trình có sự cam kết mạnh mẽ từ phía lãnh đạo Chương trình này yêu cầu sự tham gia và giám sát trực tiếp cũng như thái độ nghiêm túc đưoc phản ánh qua hành động, chứ không chỉ trong lời nói

Sự tham gia của công nhân

Cán bộ giám sát và vận hành cần phải tham gia một cách tích cực ngay từ thời điểm ban đầu của chương trình sản xuất sạch hơn Công nhân là những người đóng góp đáng kể trong việc xác định và thực hiện các giải pháp sản xuất sạch hơn

Tiếp cận có hệ thống

Để sản xuất sạch hơn trở nên có hiệu quả và bền vững, cần phải xây đựng và đưa vào áp dụng một tiếp cận có hệ thống Ban đầu, khi làm việc với một số phần cơ bản có thể sẽ là hấp dẫn vì sẽ đem lại ngay các lợi ích Dù sao, mối quan tâm này cũng sẽ nhanh chóng nguội đi nếu như không

có các lợi ích bền vững lâu đài Chính vì vậy, cần phải có thêm thời gian và nỗ lực để đảm bảo tiếp cận được thực hiện là có hệ thống và có tổ chức

2.2 Thực hiện đánh giá sản xuất sạch hơn

Đánh giá sản xuất sạch hơn được chia thành sáu bước đặc trưng sau:

Sản xuất sạch hơn là một quá trình liên tục Khi đánh giá sản xuất sạch hơn kết thúc, đánh giá tiếp theo có thể được bắt đầu để cải thiện hiện trạng tốt hơn nữa hoặc tiếp tục với phạm vi được chọn khác

2.2.1 Giai đoạn 1 - Khởi động

Mục đích của giai đoạn này là lập kế hoạch và tổ chức kiểm toán SXSH

Nhiệm vụ 1: Thành lập nhóm SXSH (hay nhóm kiểm toán giảm thiểu chất thải)

Thành phần điển hình của một nhóm công tác SXSH nên bao gồm đại điện của:

- Cấp lãnh đạo doanh nghiệp (Ban Giám đốc công ty, nhà máy),

- Các bộ phận sản xuất (xí nghiệp, phân xưởng),

- Bộ phận tài chính, vật tư, bộ phận kỹ thuật,

- Các chuyên gia SXSH (tùy yêu cầu, có thể mời các chuyên gia SXSH bên ngoài)

- Quy mô và thành phần của nhóm công tác phù hợp với cơ cấu tổ chức của doanh nghiệp

- Cần phải có một nhóm trưởng để điều phối toàn bộ chương trình kiểm toán và các hoạt động cần thiết khác

- Mỗi thành viên trong nhóm công tác sẽ được chỉ định một nhiệm vụ cụ thể, nhưng tổ chức của nhóm càng linh hoạt càng tốt để việc trao đổi thông tin được dễ dàng

- Nhóm công tác phải đề ra được các mục tiêu định huớng lâu đài cho chương trình SXSH Định ra tốt các mục tiêu sẽ giúp tập trung nỗ lực và xây đựng được sự đồng lòng Các mục tiêu phải phù hợp với chính sách của doanh nghiệp, có tính hiện thực

Nhiệm vụ 2: Liệt kê các công đoạn của quá trình sản xuất

- Cần tổng quan tất cả các công đoạn bao gồm sản xuất, vận chuyển, bảo quản,

- Chú ý đặc biệt đến các hoạt động theo chu kỳ, ví dụ các quá trình làm sạch,

- Thu thập số liệu để xác định định mức (công suất, tiêu thụ nguyên liệu, nước, NLượng, )

Nhiệm vụ 3: Xác định và chọn ra các công đoạn gây lãng phí

Ở nhiệm vụ này, nhóm công tác không cần đi vào chi tiết mà phải đánh giá diện rộng tất cả các

công đoạn của quá trình sản xuất về lượng chất thải, mức độ tác động đến môi trường, các cơ hội SXSH

đự kiến, các lợi ích đự đoán, Những đánh giá như vậy là hữu ích để đặt trọng tâm vào một hay một số

công đoạn sản xuất (trọng tâm kiểm toán) sẽ phân tích chi tiết hơn.

Ở bước này, việc tính toán các định mức là rất cần thiết như:

- Tiêu thụ nguyên liệu: …… tấn nguyên liệu/tấn sản phẩm

- Tiêu thụ năng lượng: …… kWh/tấn sản phẩm

- Tiêu thụ nước: …… m 3 nước/tấn sản phẩm

- Lượng nước thải: …… m 3 nước thải/tấn sản phẩm

- Lượng phát thải khí: …… kg/tấn sản phẩm,

Các định mức thu được khi so sánh sơ bộ với các công ty khác và với công nghệ tốt nhất hiện

có sẽ cho phép ước tính tiềm năng SXSH của đơn vị kiểm toán

Các tiêu chí xác định trọng tâm kiểm toán:

- Gây ô nhiễm nặng (định mức nước thải/phát thải cao),

- Tổn thất nguyên liệu cao, tổn thất hóa chất, có sử dụng các hóa chất độc hại,

- Định mức tiêu thụ nguyên liệu/năng lượng cao,

9

- Được lựa chọn bởi đa số các thành viên trong nhóm SXSH.

2.2.2 Giai đoạn 2 - Phân tích các công đoạn

Nhiệm vụ 4: Chuẩn bị sơ đồ dòng của quá trình sản xuất

Lập ra một sơ đồ dòng giới thiệu các công đoạn của quá trình đã lựa chọn (trọng tâm kiểm toán) nhằm xác định tất cả các công đoạn và nguồn gây ra chất thải Sơ đồ này cần liệt kê và mô tả dòng vào - dòng ra đối với từng công đoạn

Trong hình 2.1 mô tả một khuôn mẫu điển hình cho sơ đồ dòng của quá trình sản xuất

Nguyên liệu:

kg m 3

Phát thải kg Nhiệt thải kW

Chất thải rắn:

kg kg kg

Sản phẩm:

kg m 3

Khách hàng

(Output)

Hình 2.2 cho ví dụ về một sơ đồ công nghệ cụ thể.

Nhiệm vụ 5: Lập cân bằng vật chất và năng lượng

Cân bằng vật chất và năng lượng là cần thiết để định lượng sơ đồ dòng và nhận ra các tổn thất cũng như chất thải trong quá trình sản xuất Ngoài ra, cân bằng vật chất còn sử dụng để giám sát việc thực hiện các giải pháp SXSH sau này

11

Cân bằng vật chất (CBVC) có thể là: cân bằng cho toàn bộ hệ thống hay cân bằng cho từng công đoạn thậm chí từng thiết bị; cân bằng cho tất cả vật chất hay cân bằng cho từng thành phần nguyên liệu (ví dụ như cân bằng nước trong công nghiệp giấy, cân bằng đầu trong công nghiệp đầu

cọ, cân bằng crom trong công nghiệp thuộc đa) Tuy nhiên, CBVC sẽ dễ dàng hơn, có ý nghĩa hơn

và chính xác hơn khi nó được thực hiện cho từng khu vực, các hoạt động hay các quá trình sản xuất riêng biệt Dựa trên những cơ sở này, CBVC của toàn bộ nhà máy sẽ được xây đựng nên

Để thiết lập cân bằng vật chất và năng lượng, các nguồn số liệu sau là cần thiết:

-Báo cáo sản xuất

-Các báo cáo mua vào và bán ra

-Báo cáo tác động môi trường

-Các đo đạc trực tiếp tại chỗ

Những điều cần lưu ý khi lập cân bằng vật chất và năng lượng:

-Các số liệu đòi hỏi phải có độ tin cậy, độ chính xác và tính đại điện

-Không được bỏ sót bất kỳ dòng thải quan trọng nào như phát thải khí, sản phẩm phụ,

-Phải kiểm tra tính thống nhất của các đơn vị đo sử dụng

-Nguyên liệu càng đắt và độc hại, cân bằng càng phải chính xác

-Kiểm tra chéo có thể giúp tìm ra những điểm mâu thuẩn

-Trong trường hợp không thể đo được, hãy ước tính một cách chính xác nhất

Ví dụ 2.1 Cân bằng vật chất cho toàn bộ quá trình sản xuất 1 kg xi măng:

Nhiệm vụ 6: Xác định chi phí cho các dòng thải

Một ước tính sơ bộ có thể tiến hành bằng cách tính toán chi phí nguyên liệu và các sản phẩm trung gian mất theo dòng thải (ví dụ mất mát sợi trong sản xuất giấy và bột giấy) Phân tích chi tiết hơn có thể tìm ra chi phí bổ sung của nguyên liệu tạo ra chất thải, chi phí của sản phẩm nằm trong chất thải, chi phí thải bỏ chất thải, thuế chất thải, Ví dụ: các mục chi phí cho nước thải trong sản xuất giấy:

750 g clinker

1000 g xi măng không khí

Thành phần Cơ sở tính toán

Hóa chất nấu bột còn đư giá mua hóa chất

Mất mát nhiệt giá năng lượng (tính từ giá trị calo)

Việc xác định chi phí cho dòng thải hay tổn thất giúp tạo ra khả năng xếp hạng các vấn đề theo tầm mức kinh tế và chỉ ra cần đầu tư bao nhiêu để giải quyết hay giảm nhẹ vấn đề

Nhiệm vụ 7: Thẩm định quá trình để xác định nguyên nhân sinh ra chất thải

• Mục đích của nhiệm vụ này là qua phân tích tìm ra các nguyên nhân thực tế hay ẩn gây ra các tổn thất và từ đó có thể đề xuất các cơ hội tốt nhất cho các vấn đề thực tế

• Không cần phân tích nguyên nhân đối với các vấn đề đã có giải pháp ngay và hiệu quả

• Để tìm ra nguyên nhân, cần đặt ra các câu hỏi “Tại sao ?”, ví dụ:

• Tại sao tồn tại dòng chất thải này?

• Tại sao tiêu thụ nguyên liệu, hóa chất và năng lượng cao như vậy?

• Tại sao chất thải được tạo ra nhiều ?

2.2.3 Giai đoạn 3 - Đề xuất các cơ hội (giải pháp) giảm thiểu chất thải

Nhiệm vụ 8: Xây đựng các cơ hội giảm thiểu chất thải (GTCT)

Các cơ hội GTCT được đưa ra trên cơ sở:

• Sự động não, kiến thức và tính sáng tạo của các thành viên trong nhóm

• Tranh thủ ý kiến từ các cá nhân bên ngoài nhóm (người làm việc ở các dây chuyền tương

tự, các nhà cung cấp thiết bị, các kỹ sư tư vấn, ),

• Khảo sát công nghệ và thu thập thông tin về các định mức từ các cơ sở ở nước ngoài

• Phân loại các cơ hội GTCT cho mỗi quá trình/dòng thải vào các nhóm:

(1) Thay thế nguyên liệu

(2) Quản lý nội vi tốt hơn

(3) Kiểm soát quá trình tốt hơn

(4) Cải tiến thiết bị

(5) Thay đổi công nghệ(6) Thu hồi và tuần hoàn tại chỗ(7) Sản xuất sản phẩm phụ hữu ích(8) Cải tiến sản phẩm

13

Chất thải sinh ra có phải

vì:

Tình trạng của thiết bị? Thiết kế và bố trí

thiết bị?

Đặc tính của sản phẩm?

Vận hành và bảo dưỡng?

Kỹ năng của công nhân?

Nhiệm vụ 9: Lựa chọn các cơ hội có thể thực hiện được

• Các cơ hội SXSH đề ra ở trên được sàng lọc để loại đi các trường hợp không thực tế Quá trình loại bỏ phải đơn giản, nhanh và dễ hiểu, thường chỉ cần định tính

• Các cơ hội sẽ được phân chia thành:

• Cơ hội khả thi thấy rõ, có thể thực hiện ngay,

• Cơ hội không khả thi thấy rõ, loại bỏ ngay,

• Các cơ hội còn lại - sẽ được nghiên cứu tính khả thi chi tiết hơn

2.2.4 Giai đoạn 4 - Lựa chọn giải pháp giảm thiểu chất thải

Nhiệm vụ 10: Đánh giá tính khả thi về kỹ thuật

Để thực hiện nhiệm vụ này, cần phải đánh giá tác động của cơ hội SXSH đự kiến đến quá trình sản xuất, sản phẩm, tốc độ sản xuất, độ an toàn, Ngoài ra, cũng cần phải liệt kê ra những thay đổi kỹ thuật để thực hiện cơ hội SXSH này

Danh mục các yếu tố kỹ thuật để đánh giá:

• Chất lượng sản phẩm

• Công suất, Yêu cầu về điện tích

• Thời gian ngừng sản xuất để lắp đặt

• Tính tương thích với các thiết bị đang dùng

• Các yêu cầu về vận hành và bảo đưỡng

• Nhu cầu huấn luyện kỹ thuật, Khía cạnh an toàn và sức khỏe nghề nghiệp

Nhiệm vụ 11: Đánh giá tính khả thi về kinh tế

Đối với các doanh nghiệp vừa và nhỏ, tính khả thi về kinh tế là thông số quan trọng nhất để đánh giá các cơ hội SXSH Cần ưu tiên trước hết các cơ hội có chi phí thấp

Ví dụ 2 về thời gian của các dòng tiền: Năm 0: Đầu tư ban đầu

Kết thúc đự án

Giá trị còn lại Doanh thu/tiết kiệm hàng năm

Chi phí/lãng phí hàng năm

Thời gian hoàn vốn:

 Thời gian hoàn vốn (T : năm) = Vốn đầu tư / Tiết kiệm hàng năm

Đây là thời gian cần thiết để tổng thu nhập do tiết kiệm hàng năm cân bằng với tổng chi phí bỏ ra đầu tư ban đầu

 T càng ngắn à dự án đầu tư càng hấp dẫn

 Nếu T < (2 ÷3 năm) : dự án chấp nhận được

 Nếu T > (2 ÷3 năm) : dự án cần phân tích thêm

Ưu điểm: Dễ dàng tính toán, không quan tâm đến lãi suất đồng tiền, có xét đến thời gian của

các khoản tiết kiệm ròng, khuyến khích áp dụng các dự án có thời gian hoàn vốn ngắn

Nhược điểm: Không quan tâm đến bất kỳ khoản tiền nào sau thời gian hoàn vốn nên không

đánh giá được tổng thể giá trị dự án; không xét đến giá trị theo thời gian của đồng tiền

• Giá trị hiện tại ròng (NPV)

Đồng tiền ngày hôm nay giá trị hơn đồng tiền trong tương lai bởi vì do cơ hội đầu tư và mức độ lạm phát Để có thể so sánh, nên quy các đồng tiền của các năm thành các giá trị tương đương tại một năm duy nhất Cách thực hiện dễ nhất là quy tất cả các đồng tiền thành giá trị hiện tại lúc này, tức là ở thời điểm bắt đầu thực hiện dự án

NPV = Giá trị tương lai x DF = Giá trị tương lai / ( 1 + I ) n

DF = 1/ (1+I)n : nhân tố chiết khấu

I : tỉ số chiết khấun: Số năm dự án

15

Thời gian

NPV = ( M 1 / (1+I) 1 + M 2 / (1+I) 2 + …+ M n / ( 1+I) n ) – M 0

Mn : Dòng tiền ở năm thứ n

Nếu NPV > 0 : dự án được chấp thuậnNếu NPV < 0 : dự án cần phân tích thêmNPV còn được sử dụng để xếp hạng lợi ích kinh tế cho các dự án khác nhau

NPVQ = NPV / Tiền đầu tư

Nếu NPVQ càng cao thì dự án càng có khả năng hoàn vốn nhanh

• Tỷ lệ hoàn vốn nội tại (IRR)

Tỷ lệ hoàn vốn nội tại chính là tỷ lệ chiết khấu mà tại đó giá trị hiện tại ròng của dự án (NPV)

sẽ bằng 0 Tỷ lệ hoàn vốn nội tại cho biết ở tỷ lệ nào đó mà đồng tiền kiếm được là một cơ hội đầu

tư tốt

NPV = 0 à IRRGiá trị của tỷ lệ hoàn vốn nội tại càng lớn thì việc thực hiện dự án càng thuận lợi Các doanh nghiệp sẽ chấp nhận bất kỳ dự án đầu tư nào có tỷ lệ hoàn vốn nội tại vượt quá chi phí cơ hội của đồng vốn

Nếu IRR > lãi suất ngân hàng thì dự án sẽ được chấp thuận

Nếu IRR < lãi suất ngân hàng thì dự án cần phân tích thêm

Nhiệm vụ 12: Đánh giá khía cạnh môi trường

Trong đa số trường hợp, nhất là với các cơ hội SXSH liên quan đến quản lý nội vi và cải tiến hiệu quả, các lợi ích về môi trường là khá rõ (giảm chất thải) Tuy nhiên, với những trường hợp phức tạp như thay đổi nguyên liệu, sản phẩm hay quá trình thì việc đánh giá các khía cạnh môi trường cần được quan tâm

Cần chú ý các khía cạnh môi trường:

- Ảnh hưởng lên số lượng và độc tính của các dòng thải

- Nguy cơ chuyển sang môi trường khác

- Tác động môi trường của các nguyên liệu thay thế

- Tiêu thụ năng lượng

Những tiêu chí cải thiện môi trường thực sự là:

- Giảm tổng lượng chất ô nhiễm

- Giảm độc tính của dòng thải hay phát thải còn lại

- Giảm sử dụng nguyên liệu không tái tạo hay độc hại

- Giảm tiêu thụ năng lượng

Nhiệm vụ 13: Lựa chọn giải pháp sẽ thực hiện

Kết hợp các kết quả đánh giá khả thi về kỹ thuật, kinh tế, môi trường để lựa chọn giải pháp SXSH cho việc thực hiện tiếp sau.

Một trong các phương pháp để lựa chọn sơ bộ các cơ hội GTCT là phương pháp “Lấy tổng có

trọng số” (Xem tài liệu đọc thêm)

2.2.5 Giai đoạn 5 - thực thi giải pháp giảm thiểu chất thải

Một số các giải pháp có thể thực hiện ngay sau khi được xác lập (ví dụ sửa chữa các chỗ rò rỉ

và buộc tuân thủ các quy trình công tác), trong khi một số khác đòi hỏi phải có một kế hoạch hệ thống để thực hiện

Nhiệm vụ 14: Chuẩn bị thực hiện

Để bảo đảm thực hiện tốt các cơ hội SXSH, một kế hoạch hành động (action plan) phải được xây dựng Một kế hoạch hành động phải gồm:

- Các hoạt động gì sẽ được tiến hành?

- Các hoạt động phải tiến hành như thế nào?

- Các nguồn tài chính và các nhu cầu về nhân lực để tiến hành các hoạt động?

- Ai sẽ chịu trách nhiệm quản lý các hoạt động?

- Giám sát các cải tiến bằng cách nào?

- Thời gian biểu?

Ví dụ với giải pháp thay đổi thiết bị, các nội dung chuẩn bị cụ thể gồm :

- Ghi ra các tính năng kỹ thuật chi tiết của thiết bị

- Chuẩn bị một kế hoạch xây đựng chi tiết

- So sánh và lựa chọn thiết bị từ các nhà cung cấp khác nhau

- Lập kế hoạch thích hợp để giảm thiểu thời gian lắp đặt

- Dĩ nhiên kế hoạch hành động phải được cấp quản lý thông qua trước khi thực hiện

Nhiệm vụ 15: Thực hiện giải pháp giảm thiểu chất thải

Cần chú ý rằng để đạt được kết quả tối ưu thì việc đào tạo nguồn nhân lực nội bộ (cán bộ, công nhân) không được phép bỏ qua mà phải xem là một công tác quan trọng Nhu cầu đào tạo phải được xác định trong khi đánh giá khả thi về mặt kỹ thuật

Để có thể áp dụng SXSH một cách hiệu quả và tự duy trì được thì cần phải thực hiện phương pháp được thiết kế phù hợp với cơ sở, ngành đó Thực hiện trên cơ sở từng phần một có thể đạt được ngay các kết quả ngắn hạn nhưng sẽ không duy trì được lâu

Nhiệm vụ 16: Giám sát và đánh giá kết quả

Việc giám sát và đánh giá nhằm tìm ra các nguyên nhân làm sai lệch (nếu có) của kết quả đạt được so với kết quả dự kiến và thông tin đến cấp quản lý để duy trì sự cam kết của họ với SXSH Việc giám sát và đánh giá đạt được bằng cách so sánh kết quả trước và sau khi thực hiện giải pháp SXSH về tiêu thụ nguyên liệu, năng lượng, sự phát sinh chất thải,

2.2.6 Giai đoạn 6 - Duy trì giải pháp giảm thiểu chất thải

Nhóm công tác SXSH vẫn còn trách nhiệm sau khi đã thực hiện các giải pháp SXSH nhằm duy trì giải pháp và tiếp tục làm giảm chất thải, tăng lợi nhuận trong tương lai

Nhiệm vụ 17: Duy trì các giải pháp giảm thiểu chất thải

17

Thông thường trong các lĩnh vực như quản lý nội vi hay tối ưu hóa quá trình, người lao động thường hay có xu hướng quay trở lại với các hoạt động và gây lãng phí nếu không thường xuyên tạo

ra động cơ duy trì các hoạt động đã cải tiến Một số biện pháp có thể bảo đảm cho người lao động tiếp tục tham gia và các thành tựu đã đạt được như tiền thưởng, bằng khen,

Nhiệm vụ 18: Tiếp tục xác định và chọn ra các công đoạn gây lãng phí

Trong khi đang cải thiện hoạt động môi truờng của quá trình lãng phí đã lựa chọn, phải lựa chọn quá trình mới để làm trọng tâm cho quá trình kiểm tóan SXSH tiếp theo Trọng tâm kiểm toán mới lựa chọn sẽ lại là đối tượng của các nhiệm vụ bắt đầu từ giai đoạn 2

3 ÁP DỤNG SXSH TRONG CÔNG NGHIỆP SẢN XUẤT BIA

3.1 Tổng quan về quá trình sản xuất

Bia là một loại nước giải khát lên

men bổ đưỡng, có độ rượu nhẹ (hàm

lượng etanol C2H5OH khoảng 3-6%),

có gas (CO2: 3-4g/l) có bọt mịn, xốp,

hương vị thơm ngon

Các nguyên liệu chính để sản xuất bia gồm: malt (đại mạch, tiểu mạch ); nguyên liệu thay thế (gạo, lúa

mì, ngô); hoa houblon; men và một lượng nước rất lớn

Các công đoạn của công nghệ sản

xuất bia được mô tả ở hình 3.1 Các

công đoạn chính là: đường hóa, nấu sôi

địch nha với hoa houblon, lên men bia,

lọc và đóng chai

Hình 3.1 Sơ đồ công nghệ sản xuất bia chai

3.2 Các vấn đề môi trường

Nước thải là vấn đề quan tâm chính - sản xuất bia sinh ra một lượng nước thải rất lớn với hàm

lượng chất hữu cơ cao(xem ví dụ NM Bia Sài Gòn cho ở bảng 3.1.)

Tiêu thụ nhiều nước và khá nhiều năng lượng.

Mùi từ nhà lên men và phát thải khí từ nồi hơi

Các chất thải rắn bao gồm hèm (cặn sinh khối + men đư), chất trợ lọc,

Bảng 3.1 Một số đặc trưng nước thải nhà máy bia Sài Gòn

Thông số, đơn vị Giá trị TCVN 5945-1995

Ghi chú: Loại A - khi thải vào nguồn dùng cho xử lý nước cấp sinh hoạt.

Loại B - khi thải vào nguồn nước dùng cho các mục đích khác.

Loại C - nước thải có nồng độ lớn hơn cột C thì không được phép thải vào môi trường

Bảng 3.2 Các định mức tiêu thụ nguyên liệu và phát sinh chất thải của sản xuất bia đóng chai

Định mức nguyên liệu/Chất thải Công nghệ

truyền thống

Công nghệ trung bình

(Nguồn: UNEP, 1998 và Trần Văn Nhân, Ngô Thị Nga, 1999)

Các nguồn chất thải ở 4 công đoạn chính được chỉ ra ở hình 3.2

Bia chai

Ngũ cốc thay malt Hoa houblon Nước, kiềm

Mùi

Bã bột Nước thải

CO2Men thừa Nước thải

CO2Bột trợ lọc và men Tấm lọc

Nước thải Chai vỡ Bia thừa Nước thải

Men Nước, kiềm

Bột trợ lọc Tấm lọc Nước, kiềm Chai, két, nắp Nhãn, Keo

Sô đa, Nước

3.3 Các cơ hội SXSH

a Các cơ hội SXSH tổng quát - Quản lý nội vi tốt

Công nghiệp sản xuất bia được đặc trưng bởi sự tiêu thụ nhiều nước và nước thải có hàm lượng chất hữu cơ cao Chỉ có rất ít các nguyên liệu và hóa chất nguy hại được tiêu thụ Các cơ hội

SXSH trong sản xuất bia tập trung vào việc giảm tiêu thụ nguyên liệu, cải tiến hiệu suất quá trình

và xử lý thích hợp các chất thải và sản phẩm phụ.

Quản lý nội vi tốt có thể giúp tiết kiệm nguyên liệu và giảm các tác động môi trường ở tất cả các bộ phận Dưới đây là một số ví dụ tổng quát liên quan đến quản lý nội vi tốt

Giám sát lượng nước sử dụng

Từ chỗ phân tích kỹ việc sử dụng nước (bằng cách lắp đặt đồng hồ nước trên các tuyến ống cấp nước đến các thiết bị hay công đoạn tiêu thụ nước; định kỳ ghi lại lượng nước sử dụng trong thời gian làm việc bình thường, trong thời gian làm vệ sinh nhà xưởng và những giờ không làm việc) sẽ tìm ra những nơi sử dụng nước không cần thiết, ví dụ để vòi chảy liên tục không nhằm mục đích gì cả Ngừng các lãng phí như vậy bằng cách lắp các thiết bị tự động như sensor, bộ hẹn giờ,

Công tác vệ sinh

Các vòi nước dùng vệ sinh sàn và thiết bị nên lắp vòi phun tia để giảm lượng nước tiêu thụ Bằng cách này có thể giảm 20-30% lượng nước tiêu thụ Phải bố trí sao cho nước khử trùng phải dùng được cho một số bồn hay ống thay vì thải bỏ sau khi vô trùng chỉ 1 bồn

Bảo dưỡng

Một phần quan trọng của quản lý nội vi tốt là công tác bảo dưỡng Có thể tổn thất nhiều nước, hơi, bia nếu bảo dưỡng không thích hợp

Cân đối nước nóng

Liên quan đến tiết kiệm năng lượng Để tối ưu hoá việc sử dụng nước nóng, phải tính cân bằng cho toàn bộ quá trình sản xuất bia; phải làm rõ cần dùng nước nóng chỗ nào, khi nào và bao nhiêu; nơi nào cần trộn nước lạnh với hơi để thay nước nóng (ví dụ rửa, thanh trùng, súc chai)

Từ cân bằng có thể tính toán kích thước thích hợp của bể nước nóng Nếu bể quá to, sẽ cần nhiều hơi để đun nóng lại sau khi nghỉ cuối tuần Nếu bể quá nhỏ, sẽ mất nước nóng đo chảy tràn Mất 1m3 nước nóng (85oC) tương ứng với mất 8,7 kg đầu

Sử dụng hơi

Phải bảo đảm tất cả các bề mặt ấm hay nóng (ống, bể) đều được bảo ôn tốt và phần nước ngưng được hồi lưu về nồi hơi Nồi hơi phải đuợc điều chỉnh để bảo đảm sinh hơi tối ưu và ô nhiễm không khí ít nhất

b Cơ hội SXSH ở các công đoạn chính

(1) Nấu sôi địch nha với hoa houblon

Mô tả tóm tắt: Dịch nha được bơm từ thùng chứa vào buồng nấu (trực tiếp hay qua đun sơ bộ), rồi được đun sôi với hoa houblon Trong quá trình sôi, các protein sẽ keo tụ và lắng xuống cùng với bã hoa và các chất chát (tannin) Mục đích đun sôi là vô trùng dịch nha; tạo ra vị cho bia sau này; chiết chất đắng từ hoa houblon; tăng nồng độ dịch nha

Các vấn đề môi trường:

Tiêu thụ năng lượng cao và ô nhiễm không khí

Đây là công đoạn tiêu thụ năng lượng nhiều nhất Nếu nồi hơi đun bằng than đá hay dầu thì sử dụng nhiều hơi sẽ dẫn đến phát thải nhiều khí carbonic (CO2), oxít lưu huỳnh (SO2), các oxit nitơ (NOx) và các hyđrocarbon thơm đa vòng (PAH)

Mùi: Quá trình nấu dịch nha sẽ sinh ra mùi đặc trưng có thể gây khó chịu cho những người

sống gần đó

Các cơ hội SXSH

Làm giảm sự bay hơi.của dịch nha: Giảm bay hơi từ 8 - 15% bình thường xuống 5 - 8% sẽ

làm giảm đáng kể tiêu thụ năng lượng

Cải tiến sự truyền nhiệt Làm vệ sinh định kỳ các ống dẫn hơi để tránh tạo cắn trên các ống

hơi

Tận thu nhiệt từ hơi dịch nha Sử dụng nhiệt từ hơi của dịch nha bằng cách ngưng nó trong

một bộ trao đổi nhiệt (để đun nóng nước) Có thể lắp một vòi hơi để tái sử dụng hơi của dịch nha trở lại đun sôi dịch nha

(2) Lên men

Tóm tắt quá trình:

Trong thời gian lên men, nấm men sẽ phát triển và chuyển hoá địch chiết thành etanol và CO2

Do sự sinh truởng của nấm men (6-7 lần), sẽ có một lượng hèm (sinh khối men) đáng kể từ thiết bị lên men

Lên menDịch nha được thông khí

Bia tươi Điện Khí COHèm (sinh khối men) 2

+ Lên men chính: thực hiện ở nhiệt độ: 280 - 300 Tế bào nấm men phát triển mạnh, phân huỷ nhiều cơ chất để biến thành etanol, CO2, H2O Kết thúc cho ra sản phẩm là bia non còn đục, có mùi đặc trưng.

+ Lên men phụ: thực hiện trong các thiết bị kín, nhiệt độ: 0 - 50 C Quá trình lên men chậm, ủ chín bia, có thể kéo dài vài tuần tuỳ theo từng loại bia

Các vấn đề môi trường

Phần hèm đóng góp hàm lượng chất hữu cơ vào nước thải Huyến phù men (gồm men và bia)

có BOD rất cao (120.000-140.000 mg/L) Khi thải vào nước cống sẽ gây ô nhiễm nặng và tạo mùi khó chịu khi bắt đầu phân huỷ

Quá trình lên men sinh ra CO2 đóng góp vào hiệu ứng nhà kính

Các cơ hội SXSH

- Tận dụng nhiệt từ dịch nha nóng VD: dùng nước lạnh làm nguội dịch nha trước khi lên men,

sau đó nước nóng thu được sẽ dùng trong các công đoạn khác

- Sử dụng hèm làm sản phẩm hữu ích Hèm (chứa nhiều protein, vitamin, chất béo và khoáng)

có thể sử dụng vào mục đích làm thức ăn gia súc, thức ăn nuôi cá; ở dạng tươi hay sấy khô

- Ly tâm hèm Để giảm tổn thất bia và tận dụng sinh khối men, có thể lắp một máy ly lâm để

tách sinh khối men và bia tươi Sau đó hồi lưu bia tươi về thiết bị lên men còn sinh khối men thì được sử dụng lại hoặc sấy khô để bán làm thức ăn gia súc

- Tái sử dụng CO 2 Lắp đặt nhà máy tinh chế CO2, sử dụng CO2 ở các công đoạn khác

(3) Công đoạn lọc

Tóm tắt quá trình: Thông thường, bia được lọc bằng vật liệu trợ lọc là kieselguhr (một loại khoáng sét) Khi trở kháng cao, thiết bị lọc được rửa ngược bằng nước Các thiết bị lọc khác được

sử dụng như tấm lọc cao áp, đĩa lọc,

Các vấn đề môi trường quan tâm

Nước thải: Khi rửa ngược thiết bị lọc, vật liệu lọc đã sử dụng và men bị giữ lại sẽ theo vào nước

thải, làm tăng hàm lượng chất hữu cơ, độ dục, tạo mùi hôi

Sức khoẻ nghề nghiệp: Thao tác với kieselguhr có thể gây ra bệnh nghề nghiệp đo các hạt bụi mịn,

có thể dẫn đến các bệnh phổi

Các cơ hội SXSH

Cải thiện hiệu năng lọc (Tăng lượng bia được lọc trước khi trở kháng lọc cao)

Có thể tăng hiệu năng lọc bằng:

Điện Giấy lọc Bột trợ lọc Nước

- Giảm hàm lượng men và protein trong bia bằng cách cải tiến quá trình lắng trong buồng lên men và buồng ủ bia, ví dụ thêm chất trợ lắng Chất lượng malt xấu cũng có thể làm quá trình lắng kém trong buồng lên men, có thể phải mua malt chất lượng tốt hơn.

- Lắp thiết bị ly tâm để loại men trước khi lọc

- Tối ưu hoá quá trình lọc nhờ kỹ thuật nhồi vật liệu trợ lọc vào thiết bị

- Thay kieselguhr bằng perlite (một loại khoáng khác) có ưu điểm là có thể tái chế và tái sử dụng được

(4) Súc rửa chai

Mô tả tóm tắt: Chai cũ hay mới được súc rửa qua hệ thống rửa; đầu tiên rửa bằng nước nóng

→ rửa với đung địch kiềm nóng → phun và tráng bằng nước nóng → tráng bằng nước lạnh

Các vấn đề môi trường quan tâm

Nước thải: Nước thải từ khâu rửa chai chứa bụi, bia, giấy vụn (nhãn bóc ra), đặc biệt có tính kiềm

mạnh với pH có thể lên tới 12

Tiêu thụ nước: Tiêu thụ nước rửa, tráng và ngâm chai rất cao, đến 3-4 lít nước/lít thể tích chai cũ

Các cơ hội SXSH

Giảm tiêu thụ kiềm (NaOH)

- Sửa chữa và bảo dưỡng thích hợp máy bóc nhãn cũ sẽ giúp kéo dài thời gian sử dụng bể xút (lâu thải hơn)

- Lắp 1 bể thu hồi kiềm Trong những ngày nghỉ cuối tuần, dung dịch kiềm được bơm vào một bể lắng kín để tách các bụi và vật rắn Sau đó tái sử dụng dung địch kiềm này Giải pháp này có thời gian hoàn vốn rất ngắn

- Khống chế nồng độ kiềm khoảng 2-3% đủ để rửa

Giảm tiêu thụ nước Tối ưu hoá khu vực rửa để tiết kiệm nước:

- Lắp đặt van tự động để ngắt vòi nước khi gián đoạn sản xuất

- Lắp đặt các loại vòi rửa hiệu quả hơn

- Nước tráng ở 2 vòng sau cùng có thể dùng lại cho vòng đầu tiên

1 NHU CẦU SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG :

Theo dự báo, tổng nhu cầu năng lượng cả nước đã tăng từ 4,14 triệu TOE năm 1990 lên 12,2

23

NaOH Nước Khí nén

Chai mới hay cũ

Súc chai

Chai đã rửa

Thuỷ tinh vỡ Nước thải có pH cao và nhiều chất bẩn

triệu TOE năm 2000, năm 2004 ước khoảng 17,7 triệu TOE, mức tăng trung bình 10,8%/năm Ba ngành tiêu thụ nhiều năng lượng là: công nghiệp, giao thông và thương mại địch vụ, trong đó công nghiệp tiêu thụ nhiều nhất, chiếm khoảng 42% tổng tiêu thụ năng lượng năm 2004 Mức tăng tiêu thụ bình quân của công nghiệp giai đoạn vừa qua là 12,2%/năm.

Cường độ năng lượng của Việt Nam có xu hướng tăng đo quá trình tăng cường công nghiệp hóa, từ 350 (kgOE/1000 USD GDP) năm 1990 lên 487 năm 2000 và khoảng 545 năm 2004 Hiện tại, cường độ năng lượng Việt Nam gấp 1,5 lần Thái Lan và gấp 2 lần mức bình quân thế giới Đa

số các ngành công nghiệp là những ngành thuộc loại có cường độ năng lượng cao

Dự báo đến 2020, tổng nhu cầu năng lượng cả nước vào khoảng 64 triệu TOE quy đổi, trong đó riêng nhu cầu công nghiệp vào khoảng 31 triệu, chiếm gần một nửa so với nhu cầu cả nước Ngành Công nghiệp có tốc độ tăng nhu cầu năng lượng bình quân giai đoạn 2001- 2020 khoảng 9,7%-10,2%/năm; cả giai đoạn 2021-2050 là 4,8-4,9%/năm Khả năng thiếu hụt xấp xỉ 30-40% Đự báo, những xung đột giữa các quốc gia đầu mỏ có thể đẩy giá đầu mỏ lên cao nữa so với hiện nay

Về điện, quy hoạch tổng sơ đồ điện V phê đuyệt lần đầu đự báo tăng trưởng nhu cầu giai đoạn 2001-2010 là 10-13%/năm Tuy nhiên, thực tế trong 2 năm gần đây, tăng trưởng mỗi năm đã đạt trên 17% Để đáp ứng nhu cầu của các ngành trong tiến trình công nghiệp hóa, Chính phủ đã cho phép đưa ra đự báo điều chỉnh lên 15%/năm với tổng công suất đặt 13.600 MW Mặc đầu đã có những nỗ lực đầu tư rất lớn nhằm thỏa mãn nhu cầu điện trong nước, đự báo đến năm 2010, bình quân điện/đầu người ở Việt Nam mới chỉ bằng Thái Lan hiện tại (khoảng 2000 kWh/người) Nguy

cơ thiếu hụt năng lượng điện là không tránh khỏi, nếu không có chính sách tiết kiệm

Về than, đến 2010 ước khai thác được khoảng 26-27 triệu tấn/năm, trong đó khoảng 50% dùng cho phát điện, khoảng 30% đành để xuất khẩu, còn lại dùng cho các nhu cầu khác Kết quả điều tra địa chất cũng cho thấy, trữ lượng bể than Quảng Ninh của Việt Nam đang giảm dần, sau 2010 trữ lượng khai thác sẽ dần ổn định, không tăng, nếu không có những nguồn khác bù đắp

Ba ngành tiêu thụ năng lượng lớn nhất là công nghiệp chiếm 40%, giao thông vận tải chiếm 33% và thương mại địch vụ chiếm 14% Số ít còn lại rơi vào nông nghiệp và dân dụng Cơ cấu tiêu thụ năng lượng cũng có sự thay đổi theo hướng tăng tỷ trọng điện năng và khí đốt, giảm dần tỷ trọng than đá và đầu mỏ Mức tiêu thụ năng lượng tăng nhanh bởi vì ngoài nguyên nhân chính là tăng nhu cầu tiêu thụ năng lượng đo tăng trưởng kinh tế-xã hội, còn đo quá trình sử dụng năng lượng chưa tiết kiệm và kém hiệu quả bởi không quan tâm đến việc quản lý sử dụng, công nghệ cũ lạc hậu và hiệu suất năng lượng thấp

Từ năm 2002 đến nay, Trung tâm tiết kiệm năng lượng Tp.HCM đã tiến hành kiểm toán năng lượng được 150 doanh nghiệp Tất cả doanh nghiệp được kiểm toán đều có mức lãng phí năng lượng thấp nhất là 10%, thậm chí lên đến 30%-35% đối với những ngành công nghiệp nặng như dệt may, luyện kim, cơ khí…

Hiện trạng sử dụng năng lượng

Chúng ta đang sống trong nền kinh tế mà nguồn năng lượng chủ yếu dựa vào tài nguyên hóa thạch : dầu mỏ, khí thiên nhiên và than đá Nếu không có những nguồn tài nguyên hóa thạch này, chắc chắn xã hội loài người không thể phát triển và đạt những thành tựu to lớn như ngày nay Cũng

vì vậy, nền kinh tế toàn cầu của thế kỷ 20 được vận hành và chi phối bởi nền kinh tế hóa thạch Theo các số liệu thống kê, riêng trong năm 2005, toàn thế giới đã sản xuất và sử dụng 425 quad BTU (quadrion BTU= 1015 BTU), trong đó từ đầu mỏ chiếm 36,8%, than đá 25,2%, khí thiên nhiên 26,0%, nghĩa là gần 90% trong tổng sản lượng năng lượng

Thế nhưng, chúng ta không thể ung đung khai thác và sử dụng nguồn tài nguyên này mà không

nghĩ đến một ngày nào đó, khi nguồn tài nguyên hóa thạch đã được khai thác đến đỉnh điểm và cạn kiệt

Theo các số liệu đánh giá có cơ sở khoa học tin cậy, tổng dự trữ nguồn năng lượng hóa thạch trên toàn thế giới hiện nay nếu quy đổi ra than khoảng 1.279 GTCE (GTCE - Giga Tonnes Coal Equivalent tương đương 1 tỷ tấn than), trong đó đầu mỏ 329 GTCE, khí thiên nhiên 198 GTCE, than đá 697 GTCE

Như vậy, nếu với mức khai thác và sử dụng hàng năm như hiện nay : đầu mỏ 5,5 GTCE/năm, khí thiên nhiên 3,0 GTCE/năm, than đá 4,1 GTCE/năm thì lượng tài nguyên hóa thạch còn lại chỉ

đủ dùng cho 42 năm đối với đầu mỏ, 65 năm đối với khí thiên nhiên và 170 năm đối với than đá Hiệu quả sử dụng năng lượng của Việt Nam khá thấp, thể hiện ở cường độ năng lượng của GĐP cao, ở mức 0.41 kgOE / USD (1993) so với Thái Lan là 0.31 kgOE / USD (1993) trong khi trình độ công nghiệp hoá lại thấp hơn thể hiện ở cơ cấu công nghiệp lại thấp hơn thể hiện ở cơ cấu công nghiệp và nông nghiệp trong GDP Thái Lan có cơ cấu là 39% (công nghiệp) và 10% (nông nghiệp).Cơ cấu tương ứng của Việt Nam là 22% và 28% Cường độ năng lượng trong nông nghiệp của Việt Nam hiện nay là rất thấp, khoảng 0.078 kgOE/USD vì trình độ cơ giới hoá và tự động hoá còn hạn chế Trong khi cường độ trong công nghiệp lại rất cao khoảng 0.776 kgOE / USD, cao hơn

số liệu tương ứng của Thái Lan khoảng 3.6 lần (0.215 kgOE / USD) và Malaysia khoảng 3.4 lần (kgOE / USD)

Một số giải pháp như cải tiến và hợp lý hoá quá trình đốt cháy nhiên liệu, gia nhiệt làm lạnh, chuyển hoá nhiệt năng thành cơ năng và điện năng, giảm tổn thất nhiệt đo truyền nhiệt, tận dụng lại lượng nhiệt thừa từ khói thải, giảm tổn thất điện năng trong truyền nhiệt, phân phối và sử dụng điện năng, cải tiến hợp lý hoá quá trình từ điện năng thành cơ năng và nhiệt năng, lựa chọn thay thế hợp

lý nguồn năng lượng, phát triển sử dụng các năng lượng có thể tái tạo được Các dạng năng lượng khác mới như địa nhiệt, năng lượng gió, mặt trời… đang trong quá trình thử nghiệm, tuy nhiên giá thành còn đắt, nên chưa phổ biến

Kết quả khảo sát tại hơn 40 toà nhà công sở đóng trên địa bàn Tp.HCM mới đây cho thấy, có đến 75% toà nhà có mức tiêu thụ năng lượng cao gấp nhiều lần so với tiêu chuẩn cần thiết là 118 kWh/m2 Trong đó, có 8 toà nhà vượt mức trung bình gấp 2.0 lần và 7 toà nhà vượt gấp 1.5 lần Các toà nhà còn lại cũng vượt cao hơn tiêu chuẩn cần thiết

2 SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG HIỆU QUẢ

Bảo tồn và sử dụng hiệu quả các nguồn năng lượng đã từng được các nước phát triển triển khai như là cơ sở cho sự phát triển ổn định của các quốc gia từ thế kỉ 70-80 khi thế giới trải qua cuộc khủng hoảng giá đầu lửa mà hiệu quả nghiêm trọng của nó là khủng hoảng kinh tế toàn cầu

Ngày nay, các quốc gia đó tiếp tục thực hiện chính sách sử dụng hợp lý năng lượng vì lợi ích toàn cầu và lợi ích của mỗi quốc gia về “kinh tế “ ,” môi trường”, “năng lượng” thường viết tắt là 3E - Economic Development, Energy Security anđ Environment protection

Để đáp ứng được yêu cầu phát triển bền vững, Việt Nam cần phải phát động phong trào sử dụng năng lượng hiệu quả và tiết kiệm trong các ngành công nghiệp Sử dụng năng lượng tiết kiệm

và hiệu quả cũng là một trong những mục tiêu của sản xuất sạch hơn

2.1 Các bước thực hiện để đánh giá hiệu quả sử dụng năng lượng trong một công ty.

25

2.2 Kiểm soát nồi hơi

2.2.1 Các loại nồi hơi

Lò hơi ống lửa

Lò hơi ốngnước 2.2.2 Hiệu suất lò hơi

27

Hiệu suất nhiệt của một lò hơi được định nghĩa là “phần trăm (nhiệt) năng lượng đầu vào được

sử dụng hiệu quả nhằm tạo ra hơi”

Có hai phương pháp đánh giá hiệu suất lò hơi:

Phương pháp Trực tiếp: Là phần năng lượng đạt được từ (nước và hơi) so với hàm lượng

năng lượng trong nhiên liệu của lò hơi

Phương pháp Gián tiếp: Hiệu suất là sự chênh lệch giữa tổn thất và năng lượng đầu vào

a Phương pháp trực tiếp xác định hiệu suất lò hơi

Phương pháp luận

Phương pháp này còn gọi là “phương pháp đầu vào-đầu ra” vì chỉ cần biết đầu ra hữu ích (hơi) và đầu vào nhiệt (nhiên liệu) để đánh giá hiệu suất lò hơi Chúng ta sử dụng công thức sau để đánh giá hiệu suất:

Hiệu suất lò hơi (η) =

Khối lượng nhiên liệu sử dụng mỗi giờ (q) theo kg/h

Áp suất vận hành (theo kg/cm2(g)) và nhiệt độ hơi quá nhiệt (oC), nếu có

Nhiệt độ của nước cấp (oC)

Loại nhiên liệu và năng suất toả nhiệt của nhiên liệu (GCV) theo kcal/kg nhiên liệu

Và trong đó

hg – Entanpi của hơi bão hoà theo kcal/kg hơi

hf – Entanpi của nước cấp theo kcal/kg nước

Ưu điểm của phương pháp trực tiếp

Công nhân trong nhà máy có thể đánh giá nhanh hiệu suất lò hơi

Cách tính toán cần sử dụng ít thông số

Cần sử dụng ít thiết bị quan trắc

Dễ dàng so sánh tỷ lệ hoá hơi với số liệu nền

Nhược điểm của phương pháp trực tiếp

Không giúp người vận hành xác định được tại sao hiệu suất của hệ thống lại thấp hơn

Không tính toán các tổn thất khác nhau theo các mức hiệu suất khác nhau

b Phương pháp xác định hiệu suất lò hơi gián tiếp

Phương pháp luận: Các tiêu chuẩn tham khảo để Kiểm định Lò hơi tại nhà máy sử dụng

phương pháp gián tiếp là Tiêu chuẩn Anh, BS 845:1987 và Tiêu chuẩn Mỹ ASME PTC-4-1 Power Test Code Steam Generating Units

Phương pháp gián tiếp còn được gọi là phương pháp tổn thất nhiệt Có thể tính toán hiệu suấ bằng cách lấy 100 trừ đi phần trăm của tất cả các nhiệt tổn thất như sau:

Hiệu suất lò hơi (n) = 100 - (i + ii + iii + iv + v + vi + vii)

Trong đó, các tổn thất trên nguyên tắc ở lò hơi là tổn thất nhiệt đo:

1 i Khí lò khô

2 ii Nước bay hơi được tạo thành do có H2 trong nhiên liệu

3 iii Bay hơi của nước trong nhiên liệu

4 iv Độ ẩm có trong khí cháy

5 v Nhiên liệu chưa cháy hết trong tro

6 vi Nhiên liệu chưa cháy hết trong xỉ

7 vii Bức xạ và những tổn thất khác chưa tính được

Tổn thất do độ ẩm trong nhiên liệu và do đốt cháy H2 phụ thuộc vào nhiên liệu và không thể kiểm soát thông qua thiết kế

Những số liệu cần dùng trong tính toán hiệu suất lò hơi sử dụng phương pháp gián tiếp là:

- GCV của nhiên liệu theo kcal/kg

- % chất đốt trong xỉ (trong trường hợp nhiên liệu rắn)

- GCV của xỉ theo kcal/kg (trong trường hợp nhiên liệu rắn)

Dưới đây là quy trình chi tiết để tính toán hiệu suất lò hơi sử dụng phương pháp gián tiếp Tuy nhiên, những người phụ trách về vấn đề năng lượng trong doanh nghiệp thường thích cách tính toán đơn giản hơn

Bước 1: Tính toán nhu cầu không khí trên lý thuyết

= [(11.43 x C) + {34.5 x (H2 – O2/8)} + (4.32 x S)]/100 kg/kg nhiên liệu Bước 2: Tính toán phần trăm khí đư cung cấp (EA)

Bước 3: Tính toán lượng không khí thực tế cấp/ kg nhiên liệu (AAS)

= {1 + EA/100} x không khí trên lý thuyết Bước 4: Ước tính tất cả các tổn thất nhiệt

i % nhiệt tổn thất đo khí lò khô

m x Cp x (Tf-Ta) x 100

= -

GCV nhiên liệu Trong đó, m = khối lượng khí lò khô theo kg/kg nhiên liệu

m = (khối lượng sản phẩm khô của quá trình đốt/kg nhiên liệu) + (khối lượng O2

đư trong khói thải) + (số lượng N2 trong lượng không khí trên thực tế cấp)

Cp = Nhiệt lượng riêng của khí lò (0,23 kcal/kg )

ii % nhiệt tổn thất đo nước bay hơi tạo thành đo có H2 trong nhiên liệu

29

9 x H2 {584+Cp (Tf-Ta)} x 100

= - GCV nhiên liệu

Trong đó, H2 = % H2 trong 1 kg nhiên liệu

Cp = nhiệt lượng riêng của hơi quá nhiệt(0,45 kcal/kg) iii % nhiệt tổn thất đo độ ẩm trong nhiên liệu bay hơi

M{584+ Cp (Tf-Ta)} x 100 = - GCV nhiên liệu Trong đó, M – % độ ẩm trong 1kg nhiên liệu

Cp – Nhiệt lượng riêng của hơi quá nhiệt (0,45 kcal/kg)

iv % nhiệt tổn thất đo độ ẩm trong không khí

AAS x hệ số độ ẩm x Cp (Tf-Ta)} x 100 = - GCV nhiên liệu

Trong đó, Cp – Nhiệt lượng riêng của hơi quá nhiệt (0,45 kcal/kg)

v % nhiệt tổn thất đo nhiên liệu không cháy hết trong tro

Tổng lượng tro thu được/kg of nhiên liệu đốt cháy x GCV tro x 100 = - GCV nhiên liệu

vi % nhiệt tổn thất đo nhiên liệu không cháy hết trong xỉ

Tổng lượng xỉ thu được/kg of nhiên liệu đốt cháy x GCV xỉ x 100 = -

GCV nhiên liệu vii % nhiệt tổn thất đo bức xạ và các tổn thất không tính được khác

Rất khó đánh giá tổn thất đo bức xạ và đối lưu vì độ phán xạ của các bề mặt khác nhau, phương và kiểu dòng khí, vv… Với lò hơi tương đối nhỏ, công suất 10 MW, các tổn thất đo bức

xạ và các tổn thất không tính được sẽ vào khoảng 1-2% năng suất toả nhiệt, trong khi với lò hơi

500 MW, giá trị này điển hình là khoảng từ 0,2 % - 1 % Có thể giả định mức tổn thất này tuỳ theo điều kiện bề mặt

Bước 5: Tính toán hiệu suất lò hơi và tỷ lệ hoá hơi lò hơi

Hiệu suất lò hơi (n) = 100 - (i + ii + iii + iv + v + vi + vii)

Tỷ lệ hoá hơi = Nhiệt sử dụng để tạo ra hơi/ Nhiệt bổ sung vào hơi

Tỷ lệ hoá hơi có nghĩa là số kg hơi tạo ra từ mỗi kg nhiên liệu sử dụng Các ví dụ điển hình

- Lò hơi đốt than: 6 (tức là 1 kg of than có thể tạo ra 6 kg hơi)

- Lò hơi đốt đầu: 13 (tức là 1 kg đầu có thể tạo ra 13 kg hơi)

- Tuy nhiên, Tỷ lệ hoá hơi sẽ phụ thuộc vào loại lò hơi, năng suất toả nhiệt của nhiên liệu và các hiệu suất tương ứng

Ưu điểm của phương pháp gián tiếp

Có thể đạt được cân bằng năng lượng và khối lượng hoàn tất cho mỗi dòng riêng, giúp xác định giải pháp cải thiện hiệu suất lò hơi dễ dàng hơn

Nhược điểm của phương pháp gián tiếp

Tốn thời gian

Cần sử dụng thiết bị trong phòng thí nghiệm để phân tích

2.2.3 Các tiêu chí để đánh giá một lò hơi hoạt động tốt

Nhiên liệu Nồng độ khói thải Hệ số không khí thừa Hiệu suất %

+ Nhiệt độ khói lò (oF)

+ Phần trăm thể tích của O2 hoặc CO2 trong khói lò

Đánh giá nhanh hiệu suất lò hơi

Tổn thất qua khói lò (%)

α = 0.56 đối với đầu

α = 0.65 đối với than

α = 0.4 đối với khí

Có dụng cụ đo trực tiếp CO2 (%)

Biểu đồ 2.1: Hiệu suất lò hơi theo lượng khí đư

Biểu đồ 2.2: Mối quan hệ giữa lượng khí đư và nồng độ O2 và CO2 trong khói thải

31

(%)

)(

2

CO

T T

T Khói − xungquanh

=α

Bảng biểu 2.1: Hiệu suất đốt theo lượng khí đư

2.3.4 Một số phương pháp để nâng cao hiệu suất lò hơi

 Kiểm soát nhiệt độ khói lò

Nhiệt độ khí lò nên càng thấp càng tốt

Tuy nhiên, nhiệt độ này không nên thấp tới mức hơi nước ở ống xả ngưng tụ ở thành ống Điều này quan trọng với những nhiên liệu có hàm lượng lưu huỳnh cao vì nhiệt độ thấp sẽ dẫn đến ăn mòn đo lưu huỳnh bị đọng sương

Nhiệt độ khí lò cao hơn mức 200°C cho thấy tiềm năng thu hồi nhiệt thải

Nhiệt độ cao như vậy cũng cho thấy có cặn bám trong thiết bị truyền/thu hồi nhiệt, vì vậy cần tiến hành xả đáy sớm để làm sạch nước/hơi

 Đun nóng sơ bộ nước cấp sử dụng thiết bị trao đổi nhiệt

Thông thường, khí thải của lò hơi đạng vỏ sò 3 bậc có nhiệt độ khoảng 200 đến 300 oC

Tiềm năng tiết kiệm năng lượng phụ thuộc vào loại lò hơi và nhiên liệu sử dụng

Với nhiệt độ khí lò thải ra là 260oC, có thể sử dụng thiết bị Economizer (bộ hâm nước) để giảm xuống 200oC, tăng nhiệt độ nước cấp 15oC

Hiệu suất nhiệt toàn phần có thể sẽ tăng 3 %

 Sấy nóng sơ bộ không khí cấp cho lò