Nghiên cứu giải pháp sử dụng hiệu quả năng lượng và giảm thiểu tác động môi trường tại các doanh nghiệp sản xuất bột nhẹ trên địa bàn thành phố phủ lý, hà nam

Sản phẩm BN của ta thường có độ kiềm cao và không ổn định về chất lượng do qui trình thiết bị lạc hậu, thủ công, không đầu tư sâu vào việc nghiên cứu công nghệ.. Kể cả một dây chuyền nhậ

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÌNH HÌNH SẢN XUẤT BỘT NHẸ TRÊN THẾ

GIỚI VÀ TRONG NƯỚC 1.1 Vai trò và ứng dụng của bột nhẹ

Bột nhẹ (CaCO3 kết tủa) là một chất phụ liệu quan trọng cho nhiều ngành công nghiệp khác nhau được sử dụng ở dạng tinh khiết và dạng kém tinh khiết tùy theo nhu cầu và mục đích sử dụng cụ thể BN là một tên gọi thông thường trên thị trường của hợp chất carbonat caxi (CaCO3)

Trên thị trường BN được tiêu thụ dưới dạng bột ở nhiều kích cỡ khác nhau Được sử dụng rộng rãi trong các ngành như: sơn, nhựa, bột trát tư ờng, dược phẩm, mỹ phẩm, thực phẩm, sản xuất thức ăn chăn nuôi và nuôi trồng thủy sản, cao su, giấy…

Ngoài ra trên thị trường còn có sản phẩm cùng loại giống như BN cũng là bột canxi carbonat (CaCO3) nhưng người ta gọi là bột nặng (bột đá nghiền CaCO3), nguyên nhân dẫn đến sự khác nhau là do chúng được sản xuất theo phương pháp khác nhau, từ đó tính chất của chúng cũng khác xa nhau và lĩnh vực ứng dụng cũng khác nhau

1.2 Tình hình sản xuất bột nhẹ trên thế giới[9]

Trên thế giới có Mỹ, Canada, Châu Âu, Châu Á là những nơi sản xuất và tiêu thụ BN lớn nhất

Chất độn khoáng trong sản phẩm giấy gồm canxi cacbonat nghiền mịn, bột nhẹ, cao lanh và titan dioxyt Canxi cacbonat tự nhiên chất lượng cao không dễ kiếm ở Bắc Mỹ Do đó sản lượng sản xuất BN tăng lên rất mạnh trên thị trường chất độn của ngành giấy ở Bắc Mỹ Một lý do khác cũng làm tăng nhu cầu bột nhẹ trong công nghiệp sản xuất bột giấy là việc sử dụng giấy tái sinh Sợi giấy tái sinh ngắn hơn và mềm hơn nên độ trắng kém hơn sợi ban đầu, vì vậy đòi hỏi một lượng lớn hơn các chất độn có độ trắng cao để nâng độ trắng của giấy lên

Mức độ độn của các khoáng trong bột giấy có thể lên đến 50% Công thức độn của Bắc Mỹ là 80% cao lanh, 20% CaCO3 Hiện nay đang chuyển dần sang công thức là 40% cao lanh và 60% BN

Ngoài nhu cầu BN trong sản xuất giấy còn có nhu cầu BN trong sản xuất cao

su, chất dẻo, sơn, dược phẩm v.v

Tổng sản lượng BN ở Bắc Mỹ là 600.000 tấn/năm Các công ty sản xuất BN hàng đầu ở Bắc Mỹ là Plizer Inc và ECC international Inc Plizer có 25 cơ sở sản xuất BN trên toàn nước Mỹ Các cơ sở sản xuất BN này nằm trong khu vực sản xuất giấy BN dạng huyền phù được vận chuyển theo đường ống sang cơ sở nghiền bột giấy Đến cuối năm 1992 Plizer có tổng số cơ sở sản xuất BN lên đến 32 cơ sở Anh quốc có 3 công ty sản xuất BN là ICI, PLC, Rhon-Poulenc và một công ty nhỏ hơn là WR.Luscombe Ltd

ICI sản xuất BN chủ yếu dùng làm chất độn cho công nghiệp cao su, keo gắn, keo trát Sản phẩm của hãng 60% cung cấp cho Châu Âu

Nhà máy BN đầu tiên được Rhon-Poulenc khánh thành vào năm 1991 Nhà máy được thiết kế hoàn toàn tự động và có công suất 30.000 tấn/năm Sản phẩm BN của Rhon-Poulenc cung cấp cho ngành công nghiệp sản xuất kem đánh răng, giấy, keo gắn, keo trát, sơn, dược phẩm và mỹ phẩm

Công ty WR.Lurcombe Ltd có trụ sở ở London, công ty này chỉ sản xuất BN với công suất 1.000 tấn/năm do khai thác các sản phẩm phụ trong công nghiệp làm mềm nước

Công ty Fax Kalk của Đan Mạch hiện được xem là công ty cung cấp BN lớn nhất Châu Âu Nhà máy sản xuất BN đầu tiên của Fax Falk là nhà máy Lesebo đặt tại Thuỵ Điển với công suất 6.000 tấn/năm Nhà máy sản xuất BN thứ hai được đặt tại Nymola (Thuỵ điển) Sản phẩm BN c ủa nhà máy này được ký hiệu PCC95 Sản phẩm của nó cung cấp cho tập đoàn làm giấy Stora, đây là tập đoàn sản xuất giấy và bột giấy lớn nhất Châu Âu

Phần Lan cũng là một nước cung cấp BN quan trọng ở Châu Âu Tổng công suất của tập đoàn Partek là 60.000 tấn/năm

Ở khu vực Châu Á thì chỉ hai nước Trung Quốc và Nhật Bản đã vượt xa các khu vực khác về tổng sản lượng bột nhẹ Năm 1992 sản lượng BN của Trung Quốc đạt tới 550.000 tấn.Trong đó nhu cầu thị trường trong nước là 512.000 tấn

Ở Nhật Bản người ta sản xuất 2 loại BN chính: một loại là light PCC và loại cloidal PCC Cũng như các khu vực khác nhu cầu BN cho ngành giấy là cao nhất, sau đó là các ngành sơn, chất dẻo, cao su v.v

1.3 Tình hình sản xuất bột nhẹ trong nước [9]

Tại nước ta, 125 tụ khoáng đá vôi đã được tìm kiếm và thăm dò, trữ lượng ước đạt 13 tỷ tấn, tài nguyên dự báo khoảng 120 tỷ tấn Đá vôi Việt nam phân bố tập trung ở các tỉnh phía Bắc và cực Nam Đá vôi ở Bắc Sơn và Đồng Giao phân bố rộng và có tiềm năng lớn hơn cả

Tại Hải Dương, đá vôi được phân bố chủ yếu trong phạm vi giữa sông Bạch Đằng và sông Kinh Thày Những núi có quy mô lớn như núi Han, núi Áng Dâu, núi Nham Dương đã được thăm dò tỉ mỉ

Tại Hải Phòng, đá vôi tập trung chủ yếu ở Trại sơn và Tràng kênh thuộc huyện Thuỷ Nguyên Ngoài ra còn có những mỏ đá vôi phân bố rải rác ở Dương Xuân - Pháp Cổ, Phi Liệt, Thiếm Khê, Mai Động và Nam Quan

Đá vôi đôlômit tập trung ở dãy núi Han, dãy núi Hoàng Thạch - Hải Dương với trữ lượng lên tới 150 triệu tấn Trữ lượng địa chất đá vôi của khu vực Hải Phòng là 782.240 nghìn tấn

Ở Miền Bắc Việt Nam hiện có tới 340 mỏ và các điểm khai thác đá vôi đang hoạt động Quy mô, công suất khai thác khác nhau khá nhiều Trên các mỏ đá lớn ở Miền Bắc Việt Nam, người ta áp dụng công nghệ khai thác lớp bằng

Từ hơn 40 năm nay, BN được sản xuất tại Việt Nam với công nghệ do chúng

ta tự thiết kế, chế tạo và lắp đặt Tuy nhiên do mức độ cơ khí hóa thấp, các thiết bị

như sấy, nghiền còn thô sơ nên chất lượng sản phẩm chưa cao, chưa đáp ứng được nhu cầu trong nước

Công nghệ sản xuất BN chủ yếu theo công nghệ hấp thụ CO2 Sản phẩm BN của ta thường có độ kiềm cao và không ổn định về chất lượng do qui trình thiết bị lạc hậu, thủ công, không đầu tư sâu vào việc nghiên cứu công nghệ Tuy một số cơ

sở có cải tiến thiết bị ở một số khâu nhưng việc thay đổi cục bộ, đơn lẻ cũng ít đem lại hiệu quả Kể cả một dây chuyền nhập công nghệ cũng như thiết bị toàn bộ của nước ngoài cũng không hoạt động hiệu quả vì giá thành sản phẩm cao hơn nhiều so với giá của sản phẩm được sản xuất trên dây truyền thủ công và sản phẩm cũng không hoàn toàn đạt tiêu chuẩn "bột nhẹ cao cấp"

Năm 2001 công ty Đất Đèn và Hóa Chất Tràng Kênh đã đưa công trình sản suất BN chất lượng cao đi vào hoạt động, sản phẩm đạt chất lượng tốt, đặc biệt là

độ mịn Tuy nhiên giá thành lại cao nên khó tiêu thụ sản phẩm

Trong khi đó, hàng năm nước ta sản xuất hàng trăm nghìn tấn bột (CaCO3) bao gồm cả bột nặng và bột nhẹ Năm 2001 nhà máy Công Ty Hóa Chât Minh Đức với năng xuất và tiêu thụ 6000 tấn BN thông dụng, sản lượng BN của Công

ty Trung Đức 3000 tấn, Công ty Đất Đèn và Hóa Chất Tràng Kênh là 1.200 tấn

Hiện nay nhu cầu trong nước vẫn rất cao, sản xuất trong nước chưa đáp ứng đủ nên hàng năm nước ta vẫn phải nhập khẩu BN Theo thống kê của tập đoàn hóa chất Việt Nam lượng sản phẩm BN được sử dụng trong các lĩnh vực :

Ngành sơn 12%

Sản xuất nhựa 14%

Giấy 4%

Chất tẩy rửa 10%

Kem đánh răng và mỹ phẩm 24%

Cao su 31%

Sản xuất vỏ bình acqui 5%

1.4 Tổng quan cơ sở lý thuyết quy trình sản xuất bột nhẹ

Phân loại : gồm 2 loại chính là loại dùng cho công nghiệp hóa chất và loại

cho công nghiệp sản xuất ximăng, tùy thuộc vào độ cứng của đá, thành phần các chất, màu sắc mà người sử dụng trong từng lĩnh vực cụ thể

Yêu cầu về chất lượng: Yêu cầu nguồn nguyên liệu đá vôi sử dụng trong

công nghiệp hóa chất phải sạch, ít pha lẫn tạp chất cơ học, có hàm lượng CaO cao

Yêu cầu về kích thước hình dạng: Căn cứ vào kiểu lò và nguyên liệu đốt lò

để quyết định kích thước và hình dạng cho đá thích hợp, như vậy mới đảm bảo lò hoạt động tốt và tạo được sản phẩm chín đều Hình dạng viên đá phải có diện tích tiếp xúc nhiệt lớn để CO2 thoát ra nhanh và đá chóng chín Kích thước các viên đá phải đồng đều nhằm tránh hiện tượng khi xếp đá tạo ra các khe hở lớn làm cho ngọn lửa cháy nhanh gây ra hiện tượng cháy lưới, ngoài ra khe hở lớn còn làm cho than vụn bị dồn xuống đáy lò gây ra hiện tượng vôi ở phần dưới lò bị quá lửa và vôi ở phần trên lò bị sống

Do vậy trên thực tế để thuận tiện cho quá trình vận hành và thu sản phẩm, thường dùng kích thước hạt của nguyên liệu khá lớn (60 – 200mm), tỉ lệ giữa đá vôi

và nhiên liệu là 9:1, do vậy mà nhiệt độ của lò để phân hủy CaCO3 khá cao (từ 900 – 1200oC)

1.4.2 Nhiên liệu

Nhiên liệu có thể sử dụng nhiều loại khác nhau như :

- Nhiên liệu rắn: than, củi, rơm, rạ…

- Nhiên liệu lỏng : dầu mazut, dầu DO, dầu FO…

- Nhiên liệu khí: khí thiên nhiên, khí lò cao, khí lò cốc

Ở các nước khoa học tiên tiến thì cả ba loại nhiên liệu trên đều được sử dụng, còn ở nước ta chưa có nơi nào dùng nhiên liệu khí và lỏng, chủ yếu là than vì đây là nguồn nhiên liệu rẻ tiền và được khai thác trong nước nhưng đó lại là nguồn tài nguyên không tái tạo, số lượng có hạn và đang dần bị cạn kiệt

1.4.3 Quá trình nung vôi

Việc nung đá vôi thành vôi sống đã được con người phát hiện và ứng dụng từ lâu, nhiên liệu đầu tiên là gỗ, củi, sau này và hiện nay thường dùng nhiên liệu là than đá hoặc than cốc

Thực chất của quá trình nung vôi là dùng nhiệt độ cao để phân hủy Carbonat canxi của đá vôi thành oxyt canxi theo phản ứng sau :

CaCO3 ↔ CaO + CO2 - 42.50kcal/mol Sau khi nung, hình dạng và kích thước của vôi vẫn không đổi (giống như hình dạng lúc nhập liệu)

Muốn phản ứng xảy ra theo chiều thuận phải giảm áp suất khí CO2 bằng cách tạo điều kiện cho khí CO2 bay ra khỏi lò nung nhanh và tăng thêm nhiệt độ nung so với nhiệt độ nung tính toán lý thuyết

Trong thí nghiệm carbonat canxi phân hủy ở nhiệt độ 900oC Thực ra ở

600oC nó đã phân hủy nhưng rất yếu, đến khi nhiệt độ đạt 850oC nó mới phân hủy mạnh Để đá vôi phân hủy hoàn toàn chúng ta cần giữ nhiệt độ 600oC đến 960oC trong một thời gian nhất định

Trong thực tế đá vôi nung ở 1000oC đến 1200oC vì thường phải nung một lượng nhiên liệu lớn với thành phần hóa học không đều, không ổn định, chứa nhiều tạp chất khác nhau và tốc độ nung lại lớn Ngoài ra theo phản ứng phân hủy đá vôi

ở trên lý thuyết CaO có trọng lượng bằng trọng lượng của CaCO3 giảm đi 44% (do mất CO2), nhưng vì thể tích chỉ giảm 10 đến 15% nên vôi có độ xốp lớn và do đó nhẹ

Xét một viên đá vôi khi nung trong lò, trước tiên có một lớp vôi xuất hiện và bao bọc bên ngoài, vì lớp vôi này xốp hơn đá vôi nên hệ số dẫn nhiệt giảm, làm nhiệt truyền vào trong khó nên phải tăng thêm nhiệt độ nung, giúp viên đá vôi có thể tăng hệ số dẫn nhiệt để phân hủy hết

Trong quá trình nung nếu ta khống chế nhiệt độ không chính xác thì sản phẩm thu được có thể là vôi chín, vôi sống, vôi quá lửa

Vôi sống: cục vôi nặng hơn vôi chín khi có cùng thể tích Vôi sống nhìn qua

không phân biệt được vì lớp ngoài đã chín và trong lõi vẫn còn dạng đá vôi Nguyên nhân là do nhiệt độ nung thấp, kích thước đá vôi quá lớn, hay than cháy lướt quá nhanh, hoặc có thể lấy vôi ra nhiều lần và nhanh quá

Vôi quá lửa: thông thường thể tích đá vôi giảm 10 đến 15% sau khi nung,

nhưng nếu quá nhiệt thì giảm đến 40%, vậy nếu nhiệt độ quá cao thì cục vôi càng rắn và càng nặng Vì vậy khi tôi vôi quá lửa, phân tử khó thấm nước vào nên tôi vôi rất chậm

Quá trình nung vôi trong lò đứng thông thường:

- Đá vôi và than cho vào miệng lò khi di chuyển dần xuống sẽ được khói nóng bốc lên đốt nóng trước, khi than vụn đốt nóng đến 700oC sẽ bắt đầu cháy, nhiệt độ trong lò tăng lên tới khoảng 900oC đến 1200oC thì đá vôi phân hủy thành vôi Sau khi thành vôi thì di chuyển xuống khu vực dưới của lò và tiếp xúc với không khí phía ngoài đi vào lò làm nguội Như vậy theo chiều cao của lò đã hình thành ba phần, phần trên sấy, phần giữa là nung, phần đáy là làm nguội

- Thông thường theo kinh nghiệm thực tế, phần sấy chiếm 25% tổng thể tích

lò, phần nung chiếm 50% tổng thể tích lò và phần làm nguội là phần còn lại

- Sự phân chia trên chỉ mang tính ước lượng Trong quá trình nung vôi, khoảng cách của các phần đó dài ngắn phụ thuộc vào thao tác như : nhập liệu, quá trình chọc xỉ, thông lò, khối lượng mỗi lần ra lò…

Phần sấy: đá vôi và than đá cho vào lò gặp khí khói có nhiệt độ từ 800oC đến

1200oC từ phần nung đi lên, làm bốc hơi nước, than bốc hơi, các hợp chất hữu cơ cháy hết, MgCO3 bị phân hủy hoàn toàn ở nhiệt độ từ 700oC đến 800oC

Chất bốc có trong than ở phần này thoát ra, lượng không khí cho vào lò nếu thiếu than sẽ không cháy hết, nếu thừa thì nhiệt độ trong lò giảm, do khối lượng oxi trong không khí còn ít, vì vậy chất bốc không cháy được sẽ theo khói thải thoát ra ngoài Từ đó cho thấy than cho vào lò càng ít chất bốc thì càng đỡ lãng phí Nhưng ngược lại, lúc bắt đầu mồi lò than được xếp khoảng 1/3 chiều cao của lò ( tính từ đáy lên) cần có nhiều chất bốc để cháy và có ngọn lửa dài

Phần nung: Phần này rất quan trọng vì nó quyết định chất lượng và sản phẩm vôi ở khu vực này, than cháy nên nhiệt độ đạt từ 1000oC đến 1200oC, với nhiệt độ này đá vôi bị phân hủy Trong quá trình thao tác điều khiển lò, yêu cầu duy trì phần nung ổn định cả về nhiệt độ và khoảng cách

Phần nguội: đầu phần này là chỗ than cháy hết và cuối phần này là nơi lấy xỉ than ra Nếu đá vôi còn xót lại ở phần này thì nó không thể phân hủy và nhiệt độ đã giảm xuống nhiều (so với phần nung) do không khí ở ngoài lùa vào nhiều

Như vậy, qua tính toán sự cháy của quá trình nung thấy rằng nếu nhiệt độ của không khí đưa vào lò càng tăng thì nhiệt độ ngọn lửa càng cao, nếu duy trì nhiệt

độ ngọn lửa không đổi thì nhiệt hao phí sẽ giảm

1.4.4 Quá trình làm sạch khí lò nung

Việc sản xuất vôi thường đi đôi với sản xuất BN (CaCO3 tạo thành do phản ứng giữa sữa vôi với CO2), một sản phẩm quan trọng Người ta tận dụng CO2 sinh

ra trong quá trình nung vôi để sản xuất BN

Tuy nhiên do hỗn hợp khí thải của nung vôi chứa khá nhiều tạp chất cơ học như tro, bụi than, và một hàm lượng SO2 Ngoài ra nhiệt độ của khí thải cũng rất lớn vào khoảng 800oC đến 900oC Vì vậy trước khi dẫn CO2 vào thiết bị phản ứng thì khí thải phải được làm sạch và làm nguội

1.4.5 Quá trình hòa tan CaO và H 2 O

Vôi sống hợp với nước sẽ cho vôi tôi (hydroxyt canxi) Đây là phản ứng tỏa nhiệt mãnh liệt, do vậy cần phải chú ý trong việc giảm nhiệt độ trong quá trình để nâng cao hiệu suất phản ứng

Ở 25 oC

CaO + H2O  Ca(OH)2 + 15.6 kcal/mol

Ta cũng biết CaO tan rất ít trong nước và nhiệt độ tăng thì khả năng hòa tan cũng sẽ giảm theo Do đó hydroxyt canxi thường được dùng dưới dạng huyền phù (sữa vôi) Thiết bị để hòa tan CaO vào nước phải làm từ vật liệu chị nhiệt và cần có thiết bị giải nhiệt cho thiết bị này (nếu cần thiết)

Trong quá trình hòa tan CaO, cũng là giai đoạn loại bỏ các tạp chất cơ học có trong vôi như MgO, Al2O3, Fe2O3 không tan vào nước được tháo bỏ dưới đáy thiết

bị, đồng thời để vôi có độ tinh khiết cao đòi hỏi nguồn nước cung cấp phải đảm bảo không chứa nhiều tạp chất ion kim loại

1.4.6 Quá trình phản ứng tạo sản phẩm

Đây là công đoạn quan trọng quyết định đến năng suất của sản phẩm Do vậy, để phản ứng đạt hiệu suất cao chúng ta cần tạo điều kiện cho 2 pha khí (CO2 )

và lỏng (vôi tôi) có bề mặt tiếp xúc pha lớn, nhiệt độ của các dòng nhập liệu, đồng thời trong suốt quá trình phản ứng :

Ca(OH)2 (r) + CO2 (k) = CaCO3 (r) + H2O (l) + 26.908 Kcal/mol

Vì đây là phản ứng tỏa nhiệt, do nhiệt độ phản ứng ảnh hưởng đến độ tan của Ca(OH)2 và CO2 trong nước, nên chúng ta cần giảm nhiệt độ của thiết bị nhằm giúp phản ứng đạt hiệu quả

Về bản chất đây là một quá trình hấp thụ có kèm phản ứng hóa học Phản ứng giữa CO2 và Ca(OH)2 xảy ra ở miền phản ứng nhanh Ở miền phản ứng này phản ứng xảy ra rất nhanh và thực tế thời gian phản ứng rất nhỏ so với thời gian khuếch tán tương đương, và phản ứng xảy ra ngay trong thời gian dừng của phân tố lỏng ngay trên bề mặt phân chia pha hay trong màng lỏng Như vậy trong màng lỏng sẽ xảy ra quá trình khuếch tán và phản ứng hóa học, phương trình cân bằng vật chất cho cấu tử tro trong màng lỏng bao gồm khuếch tán và động học

Việc lựa chọn thiết bị phản ứng cho quá trình này cũng rất quan trọng, thiết

bị của chúng ta cần tạo bề mặt tiếp xúc pha lớn càng tốt

1.4.8 Quá trình sấy bột khô

Quá trình sấy không chỉ là quá trình tách nước và hơi nước ra khỏi vật liệu một cách đơn thuần mà là một quá trình công nghệ nhằm nâng cao chất lượng sản

phẩm Nó đòi hỏi sau khi sấy vật liệu phải đạt chất lượng cao, tiêu tốn năng lượng ít

Với công nghệ còn lạc hậu việc đốt than trong sản xuất BN (trong quá trình sấy) sẽ thất thoát nhiều năng lượng

1.5.2 Các tác động môi trường

Khi đốt than sẽ thải ra rất nhiều khí nhà kính CO2 gây ô nhiễm môi trường và biến đổi khí hậu đáng lo ngại, không chỉ ở Việt Nam mà trên toàn cầu

Bảng 1 Nguồn chất thải phát sinh trong quá trình sản xuất BN

STT Các nguồn phát sinh Loại chất thải Môi trường bị

- Nước thải trong quá trình ép, nước

Môi trường không khí

Môi trường nước

Môi trường đất

rửa sinh hoạt

- Dầu máy tổng hợp thải

- Chất thải rắn: bao

bì hỏng rách, giẻ lau có dính dầu

1.6.1 Điều kiện tự nhiên xã hội

Vị trí địa lý TP Phủ Lý cách thủ đô Hà Nội gần 60km về phía Nam, cách thành phố Nam Định 30 km về Phía Tây Bắc và cách thành phố Ninh Bình 34 km

về phía Bắc, cách Thành phố Hưng Yên 25km Phủ Lý nằm trên quốc lộ 1A có tuyến đường sắt Bắc Nam đi qua, là nơi gặp gỡ của 3 con sông: Sông Đáy, Sông Châu và Sông Nhuệ rất thuận lợi về giao thông thủy bộ

Khí hậu:Phủ Lý nằm ở vùng đồng bằng sông Hồng và ven núi nên địa hình

của Thành phố chia làm nhiều khu vực hai bên bờ các con sông, Phủ Lý nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa:

Diện tích tự nhiên: 3.424,37 ha trong đó đất nội thành : 955,87 ha; đất ngoại

thành: 2.468,5 ha

Dân số: Theo dự báo của Tổng cục Thống kê, dân số trung bình năm 2010

của tỉnh Hà Nam là: 784.486 người, tăng 0.04% so với dân số trung bình năm 2009

Cơ cấu dân số, dân số nam chiếm 48,85%, dân số nữ chiếm 51,15% Dân số thành thị chiếm 9,55% và khu vực nông thôn 90,45% Công tác dân số và kế hoạch hóa gia đình thực hiện tốt nhiệm vụ đề ra, tỷ lệ sinh thô dân số năm 2010 đạt 14,75‰; tỷ

lệ giảm sinh 0,15‰ so với năm 2009 đạt kế hoạch năm [5]

Hành chính: Thành phố Phủ Lý có 12 đơn vị hành chính gồm 6 phường và 6

xã với 155 tổ dân phố, thôn Tổng dân số thực tế thường trú 100.432 người Bao gồm:

· 6 phường: Trần Hưng Đạo, Lê Hồng Phong, Minh Khai, Quang Trung, Hai

Bà Trưng, Lương Khánh Thiện

· 6 xã: Thanh Châu, Liêm Chính, Phù Vân, Châu Sơn, Lam Hạ, Liêm Chung

Hà Nam là một trong những tỉnh đồng bằng có các điều kiện kết cấu hạ tầng tương đối hoàn thiện và thuận lợi cho phát triển kinh tế xã hội

1.6.2 Điều kiện kinh tế

1.Để tạo điều kiện cho công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp phát triển, tỉnh đã quy

hoạch và xây dựng 5 khu công nghiệp tập trung và 17 cụm công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp, làng nghề

 Khu công nghiệp Đồng Văn quy mô 400 ha (giai đoạn 1: 110 ha), nằm ở phía

bắc tỉnh, cách Hà Nội 45 km, đã đầu tư hoàn thành cơ bản hạ tầng cho giai đoạn I, đến nay các doanh nghiệp đã đăng ký lấp đầy 100% diện tích Tỉnh

đang xúc tiến khẩn trương công tác giải phóng mặt bằng, thu hồi đất giai đoạn 2

 Khu công nghiệp Châu Sơn phía Tây thành phố Phủ Lý có quy mô 169ha

 Khu công nghiệp Hoàng Đông ở huyện Duy Tiên cách Hà Nội 48 km về phía

nam có quy mô 100 ha.Đã có nhà đầu tư kinh doanh hạ tầng phục vụ các doanh nghiệp

 Khu công nghiệp Châu Giang thuộc địa phận 3 xã (Chuyên Ngoại, Trác Văn

và Hòa Mạc), huyện Duy Tiên có diện tích 132,4 ha

Các khu công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp có nước, điện đưa đến tận chân hàng rào

Tổng sản phẩm trong tỉnh GDP năm 2010 sơ bộ đạt 5.386,8 tỷ đồng, đạt 100,4% kế hoạch năm, tăng 14,4% so cùng kỳ năm 2009 Tốc độ tăng trưởng theo khu vực kinh tế so cùng kỳ

2 Về giao thông, ngoài mạng lưới giao thông thuận lợi cho việc giao lưu kinh tế,

văn hóa, xã hội với bên ngoài, mạng lưới giao thông nội tỉnh và giao thông nông thôn cũng phát triển, đến nay đã hình thành mạng lưới khép kín, với hơn 4000km Trong số 167 km đường cấp tỉnh quản lý đã có 112 km (67,1%) được rải nhựa, chất lượng tốt, trong đó có 42 cầu đường với tổng chiều dài hơn 1000m 72,1% số đường cấp huyện cũng đã được rải nhựa Hàng nghìn km đường cấp xã quản lý và đường giao thông trong thôn xóm đã được bê tông hóa hoặc rải nền cứng Nối hai bờ sông Đáy giữa khu vực TP Phủ Lý là 4 cây cầu bê tông vĩnh cửu Các phương tiện giao

thông cơ giới có thể đi lại thuận tiện dễ dàng đến hầu hết các xã, thôn trong tỉnh [5]

3 Hệ thống thủy lợi, thủy nông

Trên địa bàn tỉnh đã căn bản hoàn chỉnh, với 87 km đê sông, các trạm bơm tưới tiêu và hàng nghìn km kênh mương thủy lợi nội đồng Hệ thống thủy lợi, thủy nông đã căn bản đảm bảo chủ động tưới tiêu cho nông nghiệp và tiêu úng, thoát lũ,

phòng tránh tác hại thiên tai cho nhân dân, các cơ sở kinh tế xã hội trên địa bàn Hiện nay và trong giai đoạn tới, hệ thống thủy lợi, thủy nông tiếp tục được nâng cấp, mở rộng và hoàn thiện theo hướng kiên cố hóa, hiện đại hóa

4 Hệ thống hạ tầng cấp, thoát nước

Phục vụ sản xuất và sinh hoạt cũng đã và đang được quy hoạch phát triển, đảm bảo cấp, thoát nước cho các nhà máy xí nghiệp công nghiệp, các cơ sở thương mại, dịch vụ và các khu dân cư trên địa bàn Hệ thống cấp nước sạch với công suất 25.000 m3/ngày chưa được sử dụng hết công suất 97% số hộ dân ở thành phố Phủ

Lý và hàng trăm nghìn hộ ở khu vực nông thôn (54%) đã có nước sạch dùng cho

sinh hoạt [5]

5 Mạng lưới truyền tải, phân phối điện

Đã được xây dựng, mở rộng đến hầu hết các thôn xã 100% số hộ dân cư và

cơ sở sản xuất kinh doanh, cơ quan hành chính sự nghiệp ở TP Phủ Lý và các huyện

đã được cung cấp và sử dụng điện lưới quốc gia Công suất điện đủ tải, giờ cao điểm ít khi bị sụt áp Giá điện sinh hoạt nông thôn ổn định ở mức 700đ/KW/h Hiện tại và trong những năm tới, Hà Nam đang tiếp tục cải tạo, nâng cấp mạng lưới điện đạt tiêu chuẩn quốc gia và xây dựng một số hệ thống, công trình mới đáp ứng nhu cầu điện cho công nghiệp hóa, hiện đại hóa và phát triển kinh tế xã hội nói chung của tỉnh

1.6.3 Hiện trạng ô nhiễm môi trường tại Hà Nam

Hà Nam là một tỉnh có cơ cấu ngành nghề tương đối phong phú Có nhiều khu tiểu thủ công nghiệp, nhiều khu công nghiệp lớn đang được nhà nước cũng như nước ngoài đầu tư Tăng trưởng kinh tế cũng dẫn đến nhiều những vấn đề về ô nhiễm môi trường Không những thế Hà Nam hiện nay còn được coi là cửa ngõ của

thủ đô Hà Nội có nhiều sông nối từ Hà nội chảy về Chính vì vậy tình trạng ô nhiễm của Hà Nam khá là nghiêm trọng, từ nhiều nguồn trong tỉnh cũng như ngoài tỉnh

Các khu công nghiệp được xây dựng nhiều hơn và công nghệ của nhiều ngành sản xuất còn lạc hậu, và chưa có hệ thống xử lý môi trường một cách triệt để

1 Ô nhiễm suy thóa đất

Quá trình ô nhiễm đất xảy ra do nhiều nguyên nhân khác nhau, và do nhiều nguồn khác nhau nhưng chủ yếu là do hoạt động canh tác và các hoạt động dân sinh – kinh tế của con người gây nên Kết quả của quá trình này làm mất cân bằng về dinh dưỡng cho cây trồng, thay đổi độ pH thay đổi tính chất cơ lý của đất, thay đổi

hệ vi sinh vật trong đất trồng, nhiễm bẩn sinh học

Có thể đáng giá nguồn gây ô nhiễm đất trong tỉnh Hà Nam xuất phát từ các nguyên nhân sau:

Thứ nhất: Do việc sử dụng phân bón

Thứ hai: Sử dụng hóa chất bảo vệ thực vật

Thứ ba: Do các chất thải rắn từ các khu công nghiệp, nhà máy sản xuất công nghiệp, khai thácvà chế biến khoáng sản; các cơ sở sản xuất thủ công ở các làng nghề, rác thải sinh hoạt và xây dựng;sản xuất nông nghiệp và chăn nuôi

2 Hiện trạng môi trường nước

Hà Nam là một tỉnh có nguồn tài nguyên nước vô cùng phong phú bao gồm nước mặt, nước ngầm với mạng lưới thủy văn khá dày; hệ thống ao hồ, kênh mương phát triển rộng khắp trong toàn tỉnh

Tài nguyên nước mặt: Ở Hà Nam bao gồm hệ thống sông Hồng, sông Đáy, sông Nhuệ, sông Châu Giang, sông Sắt và các ao hồ tự nhiên trong tỉnh

Tài nguyên nước ngầm: Trên cơ sở phân tích các đặc điểm địa chất thủy văn khu vực, tỉnh Hà Nam có năm đơn vị chứa nước chính có khả năng cung cấp nước,

đó là tầng chứa nước Holoxen muộn hệ tầng Thái Bình; tầng chứa nước Holoxen sớm giữa hệ tầng Hải Hưng; tầng chứa nước Pleitoxen hệ tầng Hà Nội; tầng chứa

nước lỗ hổng – vỉa tuổi Pleitoxen hạ - Neogen thượng và tầng chứa nước khe nứt – Karsto tuổi Triat hệ tầng Đồng Giao

Ngoài nhiệm vụ cung cấp nước tưới các con sông còn là sông tiêu nước thải cho Hà Nội Sông Nhuệ và sông Đáy đã rơi vào những tình trạng ô nhiễm nghiêm trọng Được xem như một trong những hệ thống sông ô nhiễm nhất Việt Nam Khiến ảnh hưởng rất nhiều tới đời sống của người dân, nguồn nước cũng như nuôi trồng thủy sản Ngoài ra nguyên nhân gây cho dòng sông ô nhiễm là do các cơ sở sản xuất công nghiệp không có hệ thống sử lý mà đổ thẳng ra sông

Nguồn nước ngầm của Hà Nam thì thường bị nhiễm sắt, nhiễm bẩn bởi các hợp chất nitơ Tuy nhiên hiện tượng nhiễm bẩn này thường do các yếu tố địa chất thủy văn gây nên

3 Hiện trạng môi trường không khí

Môi trường không khí tại TP Phủ Lý và các thị trấn chủ yếu bị ô nhiễm bởi bụi và khí thải từ các phương tiện giao thông Tại thành phố còn có một số cơ sở sản xuất, chế biến khoáng sản vật liệu xây dựng và thị trấn Kiện Khê, huyện Thanh Liêm là nơi tập trung nhiều cơ sở sản xuất, chế biến đá xây dựng, đá vôi công nghiệp là nơi rất nhiều bụi

Nhìn chung ô nhiễm không khí tại Hà Nam tập trung nhiều tại các khu công nghiệp và khu khai thác chế biến đá

CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Sử dụng năng lượng và tác động môi trường tại các doanh nghiệp sản xuất

BN trên địa bàn TP Phủ Lý tỉnh Hà Nam, nghiên cứu sâu tại công ty TNHH Đức Tài, một doanh nghiệp sản xuất BN lớn trên địa bàn

Công ty TNHH Đức Tài được thành lập từ năm 2000, trên cơ sở ban đầu là một Hơp tác xã Sản phẩm chính của Công ty, cho đến nay vẫn là BN với dây chuyền sản xuất và các trang thiết bị còn lạc hậu và chưa được đầu tư hiện đại Vì vậy, đây cũng là đơn vị khá điển hình không chỉ trong công nghệ sản xuất mà còn

cả các vấn đề liên quan (năng lượng, môi trường,…) đối với hơn 20 doanh nghiệp sản xuất BN đang hoạt động trên địa bàn thành phố Phủ Lý

2.2.Phương pháp nghiên cứu

2.2.1 Phương pháp thu thập tài liệu và số liệu

Các tài liệu thứ cấp được thu thập từ các nguồn sau đây:

- Các báo cáo tình hình kinh tế - xã hội của Hà Nam, các báo cáo nội bộ của công ty về tình hình của Doanh nghiệp sản xuất BN Đức Tài

- Từ các nguồn tài liệu nghiên cứu khác liên quan: báo chí, sách, tạp chí, internet,

2.2.2 Phương pháp phân tích tổng hợp

Tổng hợp các tài liệu thứ cấp là những tài liệu có sẵn hoặc các số liệu thống

kê của địa phương về các vấn đề có liên quan đến nội dung nghiên cứu

Sau khi đã thu thập tất cả các tài liệu, số liệu cần tiến hành phân tích, tổng hợp để hiểu sâu về quy trình, những nguồn gây ô nhiễm cũng như tình hình sử dụng năng lượng của công ty

2.2.3 Phương pháp khảo sát thực tế

Kết hợp với việc thu thập các tài liệu có liên quan đã khảo sát cơ sở để tìm hiểu thực tế

Đã kết hợp điều tra, phỏng vấn những nhân viên tại Công ty để thấy được cái nhìn tổng quát nhất, đồng thời khảo sát chụp ảnh thực tế toàn bộ quy trình hoạt động tại công ty

Phương pháp khảo sát thực tế cho kết quả chính xác về hiện trạng cũng như quá trình sản xuất để có thể giải quyết một cách cụ thể và chính xác nhất các vấn đề nghiên cứu

2.2.4 Phương pháp đánh giá công nghệ

Sau khi khảo sát thực tế và từ những số liệu đã thu thập có thể đánh giá công nghệ sản xuất đang vận hành tại công ty một cách chính xác hơn Trên cơ sở đó đề xuất những công nghệ nào có thể thay thế tốt hơn, đảm bảo tiết kiệm năng lượng và giảm thiểu ô nhiễm

2.2.5 Phương pháp phân tích

*Các thiết bị sử dụng trong phân tích môi trường:

1 Bơm lấy mẫu CASELLA VORTEX, SIBATA;

2 Máy đo tiếng ồn TESTO 815, Type 2240;

3 Máy phân tích nước DR 2400;

4 Máy đo pH, TDS, DO Sension 156;

5 Cân phân tích điện tử OHAUS

*Các phương pháp phân tích không khí xung quanh sử dụng:

- Bụi lơ lửng tổng số được lấy mẫy tại hiện trường bằng bơm lấy mẫu CASELLA VORTEX và SIBATA, kết quả được phân tích trong phòng thí nhiệm bằng phương pháp khối lượng xác định hàm lượng bụi (TCVN 5067:1995)

- Xác định nồng độ khối lượng lưu huỳnh đioxit (SO2) bằng phương pháp Tetrachloromercurat (TCM)/Pararosanilin (TCVN 5971:1995)

- Xác định nồng độ khối lượng của carbon monoxit (CO) bằng phương pháp sắc ký khí (TCVN 5972:1995)

- Xác định nồng độ khối lượng của nito oxit (NOx) bằng phương pháp Griess – saltzman cải biến (TCVN 6137:2009)

- Tiếng ồn được đo bằng máy TESTO 815, Type 2240, kết quả được xử lý bằng máy tính

*Các phương pháp phân tích nước thải sử dụng:

- Nước thải được lấy mẫu theo TCVN 6663-1:2011 Hướng dẫn lấy mẫu nước thải TCVN 5999:1995

- Chất lượng nước - bảo quản - xử lý mẫu theo TCVN 6663-3:2008

- Phân tích các chỉ tiêu nước bằng phương pháp đo nhanh, phương pháp so màu (hướng dẫn kèm theo DR 2400)

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Hiện trạng sản xuất và ô nhiễm môi trường tại các doanh nghiệp sản xuất bột nhẹ trên địa bàn thành phố Phủ Lý, tỉnh Hà Nam

Tại Hà Nam có 3 mỏ đá chính, tại Thanh Nghị, Kiện Khê huyện Thanh Liêm

và Thanh Sơn huyện Kim Bảng, với nhiều cơ sở lớn nhỏ khai thác và chế biến đá bao gồm: khai thác, vận chuyển, chế biến thành bột nhẹ, bột nặng, vật liệu xây dựng

Theo thống kê của Phòng Cảnh sát môi trường tỉnh Hà Nam, toàn tỉnh có trên 100 cơ sở khai thác và chế biến đá xây dựng, trung bình mỗi cơ sở cung ứng ra thị trường 1.000 m3 đá thành phẩm/tháng Hầu hết máy móc thiết bị của các cơ sở

đều đơn giản, lạc hậu, không có hệ thống phun nước chống bụi nên gây ô nhiễm môi trường trầm trọng

3.1.2 Hiện trạng ô nhiễm môi trường

Chính vì các công ty, cơ sở sản xuất BN trên địa bàn thành phồ sử dụng công nghệ cũ lạc hậu và không có hệ thống xử lýnên dẫn đến tình trạng ô nhiễm rất lớn đến môi trường, cụ thể:

Cho đến nay khu bãi đá của huyện Thanh Liêm đã trở thành "địa ngục" bởi vấn nạn bụi hoành hành Bụi do khai thác, vận chuyển đá xây dựng tràn lan, thiếu khoa học Tình trạng môi trường ô nhiễm nghiêm trọng khiến năm này qua năm khác làng mạc, ruộng đồng, nhà cửa đều phủ một màu trắng đục, không thể cấy hái canh tác Người dân đã gửi đơn thư cầu cứu khắp các cơ quan công quyền của

tỉnh Hà Nam, mong tìm hướng xử lý vấn nạn này

Khu vực xung quanh thị trấn Kiện Khê, huyện Thanh Liêm là nơi tập trung rất nhiều mỏ khai thác đá nhất Chỉ tính riêng khu vực xung quanh thị trấn đã có đến

3 nhà máy xi măng và hàng chục cơ sở, doanh nghiệp khai thác chế biến sản phẩm

đá xây dựng Đoạn đường đi qua thị trấn Kiện Khê bắt đầu từ cầu Kiện Khê đến TP Phủ Lý chỉ dài hơn 5 km nhưng luôn trong tình trạng bụi cuốn mù mịt

Tiểu khu La Mát, nơi được xem là "túi" bụi của thị trấn Kiện Khê Tiểu khu

La Mát có 342 hộ (1.800 khẩu), 80% trong số đó sống nhờ nghề đội đá, đập đá, nổ mìn Trong các khu khai thác đá, phụ nữ chiếm tới 60%

Ngay mép hồ (do dân tự đào) trong Tiểu khu La Mát là trạm trộn bê-tông (thuộc Công ty Xi măng Bút Sơn) Hiện nay, người dân Kiện Khê đang phải hứng chịu khói, bụi, nước thải, tiếng ồn… của 3 công ty xi măng (Kiện Khê, Bút Sơn, Hòa Phát), hơn 25 doanh nghiệp khai thác đá và hàng chục điểm khai thác tự phát Tài nguyên thiên nhiên thì mang đi nơi khác, còn khói bụi để lại cho người dân

hứng chịu Mỗi năm có hơn chục người chết do ung thư

Hiện tình trạng ô nhiễm ở khu khai thác đá Kiện Khê đang ảnh hưởng nghiêm trọng đến cuộc sống của người dân

Năm 2007, Công ty TNHH Chí Hường cũng là một trong số công ty lớn về sản xuất BN trên địa bàn thành phố đã bị người dân lên án vì gây ô nhiễm không khí ảnh hưởng tới sức khỏe của trẻ em Công ty TNHH Chí Hường nằm ngay tại phía sau trường tiểu học Lê Hồng Phong phường Lê Hồng Phong Trong quá trình sản xuất lượng khí CO2 thải ra quá lớn đã gây cho nhiều trẻ đang học trong trường

bị buồn nôn chóng mặt khó thở Các cơ quan chức năng đã đến và đo lượng CO2 phát thải ra vượt quá ngưỡng bình thường

Đến tháng 9 năm 2011 công ty này đã ngừng hoạt động sản xuất bột nhẹ và đang có bước tiến thay đổi công nghệ sấy để giảm ô nhiễm và hiệu quả hơn trong sản xuất

Trên địa bàn thành phố Phủ lý cũng có một số doanh nghiệp đang chuẩn bị đầu tư công nghệ sấy điện mới để phục vụ sản xuất bột nhẹ

Đối với công ty TNHH Đức Tài do vị thế của công ty nằm ngay cạnh bờ sông nên không khí tương đối thoáng

3.2.Hiện trạng sản xuất bột nhẹ tại công ty TNHH Đức Tài

3.2.1 Nhân lực và quản lý sản xuất

Với mô hình quản lý trước đây là hợp tác xã công nhân viên, năm 2000 cơ sở sản xuất chuyển đổi thành công ty TNHH Đức Tài Cơ cấu quản lý đơn giản để giảm giá thành sản phẩm

Giám đốc là người trực tiếp quản lý, điều hành hoạt động kinh doanh hàng ngày đóng vai trò trực tiếp chỉ đạo quản lý chung các bộ phận khác trong công ty và cũng là người điều phối hàng hóa kinh doanh

Phụ trách cho giám đốc có 1 phó giám đốc kiêm kế toán cho công ty Bộ phận sản xuất gián tiếp gồm có các phòng ban hành chính nhân sự, kinh doanh bán hàng, thực hiện theo chức năng của mình Ngoài ra bộ phận này còn thực hiện các chức năng hỗ trợ sản xuất như mua vật tư, thiết bị,

Bộ phận sản xuất trực tiếp : Bộ phận này trực tiếp vận hành các máy móc thiết bị để tạo ra các sản phẩm của công ty

Hình 1 Cơ cấu tổ chức của công ty TNHH Đức Tài

Nguồn nhân công: chủ yếu là lao động phổ thông tại địa phương, con em các hộ gia đình sống xung quanh khu vực xung quanh công ty

Chế độ làm việc theo ca, Ngày làm việc 3 ca mỗi ca 7,5 tiếng Do nhu cầu sản xuất tăng ca, công nhân sẽ được thanh toán thêm tiền công theo thỏa thuận Mức lương tính theo từng cấp bậc khác nhau theo quy định của công ty

Ban giám đốc

Kế toán xưởng sxPhân Bộ phận

kho vận

Bộ phận hành chính nhân sự

Bộ phận kinh doanh

Bảng 2 Cơ cấu nhân sự của công ty TNHH Đức Tài

- Tổ chức hành chính, kinh doanh bán hàng, kỹ thuật sản

xuất, bảo vệ,

8

3.2.2 Sản phẩm của công ty

Sản phẩm chính của công ty là bột nhẹ CaCO3 được cung cấp làm chất phụ gia cho các ngành như: sản xuất giấy, sản xuất săm lốp cao su, nuôi trồng nấm, sản xuất sơn, sản xuất gốm sứ, sản xuất xà phòng kem đánh răng,

Ngoài ra công ty còn sản xuất gạch xỉ từ những phế thải (xỉ than trong quá trình nung, sấy, vôi loại hoặc cháy) của nhà máy để sản xuất vật liệu xây dựng

3.2.3 Quy trình công nghệ sản xuất đang vận hành tại công ty TNHH Đức Tài

Quy trình công nghệ sản xuất BN trong vận hành tại cơ sở được mô tả như Hình 2

Đá vôi đã chín, được cào ra khỏi lò nung bên cửa dưới của lò Sản phẩm là vôi cục và xỉ than Vôi cục được chọn lọc những sản phẩm chín vừa và loại bỏ đá còn sống hoặc quá cháy Phần xỉ than được vận chuyển ra ngoài bãi chứa bằng xe

bò để đóng gạch xỉ

Đá vôi đã được tuyển chọn sẽ đưa vào bể tôi vôi Trước tiên vôi được đưa vào bể khuấy thứ nhất với nước sạch khuấy đều để vôi hòa vào nước thành sữa vôi, qua một đường dẫn nước trần (để nước vôi tôi tiếp xúc với không khí giảm nhiệt độ) sang 3 bể lắng nhỏ Tại đây các hợp chất không tan và một phần đá vôi chưa chín sẽ được tháo bỏ, sản phẩm dạng huyền phù sẽ được chảy tự động qua bể lắng

to, nhằm mục đích làm nguội sản phẩm bằng môi trường bên ngoài và được cung cấp thêm nước, sau đó toàn bộ sản phẩm ở bể được đưa vào bể khuấy thứ 2, tại đây sản phẩm sẽ được pha loãng thêm nước để hạ nhiệt độ sản phẩm, đồng thời tăng hòa tan sữa vôi trong nước

Các yếu tố ảnh hưởng trong quá trình hòa tan vôi sống là nhiệt độ tỏa ra trong quá trình hòa tan vôi sống sẽ làm hạn chế vôi tan trong nước, do đó cần cung cấp một lượng nước phù hợp cho quá trình hòa tan, chế độ khuấy trộn cũng ảnh hưởng rất lớn đến khuếch tán cấu tử trong quá trình hòa tan Thời gian khuấy trộn thông thường tồi thiểu là 2h để vôi sống có khả năng trương lên khi thấm nước

Sau đó sữa vôi được bơm lên các bể phản ứng Với lượng sữa vôi phù hợp trong từng bể Sau đó mở ống dẫn CO2 từ lò nung vào bể khuấy trộn đều cùng với sữa vôi để xảy ra phản ứng

Ca(OH)2 + CO2 CaCO3 + H2O Sau khi cho phản ứng với CO2, với thời gian khoảng 4 đến 5 tiếng, lấy mẫu thử với Phenol, khi nào hết độ kiềm thì dừng phản ứng và dẫn sữa vôi ra bể lắng

Tại bể lắng, CaCO3 tạo thành được kết tủa lắng xuống dưới Khi CaCO3 lắng xuống phía trên mặt sẽ là nước Khi đó bắt đầu tiến hành xả nước thải phía trên

ra cống thoát nước Bột ướt thu được dùng que trọc vào bột ướt thành lỗ hổng để cho bột khô hơn

Sau đó xếp từng tảng bột vào khăn khô kích thước khoảng 60×60cm bọc kín trong khăn và cho ra ép khô nước một lần nữa Các tảng bột được đưa lên lò sấy Bột khô sau khi sấy xong được cào ra khỏi lò sấy và chuyển vào phòng nghiền bột mịn thu được sản phẩm đóng bao và chuyển vào kho chứa

3.2.4 Các thiết bị chính

Hệ thống thiết bị sản xuất BN tại công ty Đức Tài tuy đồng bộ, kết cấu hợp

lý đáp ứng sản xuất tạo ra thành phẩm, nhưng cũ và thô sơ

Quy trình vận hành thiết bị và công nghệ không quá khó khăn, dễ vận hành Chất lượng thành phẩm tương đối tốt, đáp ứng yêu cầu của các cơ sở tiêu thụ

và chưa có phản hồi xấu về chất lượng

Qua khảo sát thực tế tại công ty TNHH sản xuất BN Đức Tài, có thể thống

kê các thiết bị chính đang vận hành tại công ty như sau:

1 Lò nung vôi:

Là lò công nghiệp được xây bằng gạch chịu lửa và công nghệ nung liên tục Phía trên lò có một đường ống nối để đưa khí CO2 vào bể sục (Hình PL 3, PL4, PL5)

Lò nung vôi cao 8m, rộng 4m, dài 8m, phía trên có nắp lò để nạp liệu, phía dưới có cửa lò để lấy vôi ra khỏi lò

Nguyên lý hoạt động của lò nung

Đá vôi nguyên liệu đươc đập và phân loại với kích thước thích hợp, được trộn với than cốc theo tỉ lệ khoảng 9:1 và được đưa vào lò theo cửa nạp nguyên liệu từ phía trên lò, sau đó đậy kín nắp lò Khi than cháy hết, nhiệt độ của lò có thể lên tới 1200oC Thời gian chuyển dịch của đá trong lò được tính toán theo kích thước lò và bản chất của nguyên nhiên liệu sao cho đủ để chín vôi Nghĩa là toàn

bộ khối đá cacbonat đã được phân hủy tạo thành canxi oxyt Vôi sống được lấy ra liên tục ở cửa lò nhờ có sự làm nguội của không khí Không khí vào lò được trao đổi nhiệt với sản phẩm vôi sống trước khi ra lò và tại các tầng cuối của lò

3 Bể tôi vôi

Bể tôi vôi được thiết kế rất đơn giản gồm 2 bể khuấy trộn, 3 bể lắng chữ nhật nhỏ, và 1 bể lắng tròn to

Bể khuấy thứ nhất hình trụ bằng sắt dung tích khoảng 2m3, phía trên có động

cơ điện công suất 4,5 KW để khuấy đều nước và vôi

Bể khuấy thứ 2 có kích thước như nhau dung tích 10m3, hình trụ phía trên cũng có gắn động cơ điện công suất 4,5 KW để khuấy sữa vôi vào nước

Thời gian khuấy tại mỗi bể khoảng 2h/ lần nạp liệu

Các bể lắng có tác dụng hạ nhiệt độ của sữa vôi để tăng khả năng hòa tan vôi vào nước và loại bỏ những tạp chất có trong sữa vôi

4 Bể phản ứng

Gồm các bể hình trụ bằng sắt có thể tích 2 m3, phía trên có 1 ống dẫn khí CO2 và một ống dẫn dung dịch sữa vôi từ bể khuấy vào, phía dưới chân có một van

xả dung dich ra bể lắng Động cơ dùng cho mỗi bể phản ứng là 4,5 KW Có 2 dãy

bể phản ứng đối xứng nhau mỗi bên dãy có 4 bể phản ứng hoạt động Mỗi ngày tại

cơ sở cũng chạy phản ứng 3 ca mỗi ca khoảng 4 tiếng

Ống dẫn khí, bằng sắt, có van bên trên dẫn thẳng xuống đáy của bể phản ứng Khi xả van sữa vôi chảy vào đầy bể phản ứng đóng van vào và xả van dẫn khí vào bể phản ứng (Hình PL 9)

5 Bể lắng

Bể lắng được cấu tạo rất đơn giản, được xây bằng gạch đỏ thường, trát xi măng xung quanh bể Hở không có nắp, chiều rộng 1m; chiều sâu 1,5m; chiều dài 8m Trong cơ sở có 3 bể lắng xây liền nhau (Hình PL 10)

3.2.5 Nhu cầu nguyên liệu, năng lượng và nước

1 Nhu cầu sử dụng nguyên, nhiên liệu:

Nguyên liệu chính trong sản xuất BN tại cơ sở

Nguyên liệu chính trong sản xuất BN là đá vôi được tuyển chọn tại mỏ đá Kiện Khê – Hà Nam cách phân xưởng khoảng 10km về phía Nam Công ty có hợp đồng hàng tháng với công ty khai thác đá Kiện Khê – Hà Nam vận chuyển nguyên liệu chủ yếu theo đường bộ (Hình PL 11)

Mỏ đá vôi Kiện Khê ở huyện Thanh Liêm là mỏ đá vôi lộ thiên trong vùng đồng bằng Theo số liệu thăm dò có chiều dài khoảng 500m, chiều rộng 100m, trữ lượng tiềm năng của mỏ khoảng 2,222 triệu tấn

Đây là mỏ đá vôi công nghiệp (đá vôi sạch) với các màu xám xanh, hoặc

xám trắng, với hàm lượng Canxit > 95% Thành phần gồm CaO: 54,23- 54,25% ;

Xuất xứ

Đá vôi 420 Công ty khai thác đá Kiện Khê –

Hà Nam

Nhiên liệu chính trong sản xuất BN tại cơ sở

Than là nhiên liệu chính phục vụ cho sản xuất, sử dụng trong các công đoạn nung (1,5 tấn/ ngày) và sấy (1,5 tấn) nhiên liệu để tạo ra năng lượng

Bảng 4 Chất lượng than thương phẩm – tiêu chuẩn cơ sở (TCCS): TC01: 2003-TVN (Than Hòn Gai – Cẩm Phả)

Độ tro khô, Ak%

Độ ẩm toàn phần Wtp %

Chất bốc khô Vk

%

Lưu huỳnh chưng khô, Skch %

Trị số tỏa nhiệt toàn phần khô,

Q k gr cal/g

Trung bình

Giới hạn

Trung bình

Không lớn hơn

Trung bình

Trung bình

Không lớn

2 Nhu cầu tiêu thụ điện năng

Nguồn điện lấy từ trạm biến áp của khu vực Trên cơ sở hệ thống điện của Thành Phố, công ty cải tạo trạm biến áp 180KVA đủ đảm bảo cho sản xuất và cũng để giá thành điện được giảm hơn

Nhu cầu tiêu thụ điện năng cho công ty bao gồm: phục vụ cho hoạt động sản xuất, chiếu sáng, sinh hoạt cho cán bộ công nhân viên và an ninh của khu vực tại công ty được đưa ra trong Bảng 5

Bảng 5 Nhu cầu tiêu thụ điện năng

ĐOẠN

HẠNG MỤC CHI PHÍ

SỐ THIẾT

BỊ NỐI ĐIỆN

CÔNG SUẤT (kW)

SỐ GIỜ HOẠT ĐỘNG TRONG NGÀY (GIỜ)

TỔNG ĐIỆN NĂNG SỬ DỤNG (kWh/

NGÀY)

TỔNG ĐIỆN NĂNG

SỬ DỤNG (kWh/

THÁNG)

CHI PHÍ VNĐ/ THÁNG

1.440.000

Bơm dịch sữa vôi lên

bể phản ứng

4 Nghiền

Máy nghiền bột

4.032.000

3 Hiện trạng cấp và thoát nước