Đánh giá, lựa chọn công nghệ nung gốm sứ tại làng nghề bất tràng nhằm giảm thiểu ô nhiễm môi trường

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của Luận văn Ý nghĩa khoa học: Dựa trên phương pháp luận về đánh giá công nghệ sản xuất theo khía cạnh môi trường và phương pháp luận cụ thể để đánh giá,

Trang 1

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC

ĐÁNH GIÁ, LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ NUNG GỐM SỨ TẠI LÀNG NGHỀ BÁT TRÀNG NHẰM GIẢM THIỂU

Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG

NGÀNH: KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG

Trang 2

Luận văn thạc sỹ khoa học Viện Khoa học và Công nghệ môi trường

Đặc biệt, tôi xin trân trọng cảm ơn đến GS.TS Đặng Kim Chi đã tận tình hướng dẫn tôi trong quá trình thực hiện Luận văn này

Cuối cùng tôi xin cảm ơn đến bạn bè, đồng nghiệp và gia đình đã động viên, giúp đỡ tôi hoàn thành chương trình cao học này

Trang 3

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đề tài luận văn thạc sỹ khoa học: “Đánh giá, lựa chọn

công nghệ nung gốm sứ tại làng nghề Bát Tràng nhằm giảm thiểu ô nhiễm môi trường” là do tôi thực hiện với sự hướng dẫn của GS.TS Đặng Kim Chi Đây không

phải là bản sao chép của bất kỳ một cá nhân, tổ chức nào Các số liệu, nguồn thông tin trong Luận văn là do tôi điều tra, trích dẫn, tính toán và đánh giá

Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về những nội dung mà tôi đã trình bày trong Luận văn này

Hà nội, ngày 10 tháng 11 năm 2009

HỌC VIÊN

PHẠM THỊ HUẾ

Trang 4

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

EnTA : Đánh giá công nghệ sản xuất theo khía cạnh môi trường

EIA: Đánh giá tác động môi trường

EnRA: Đánh giá rủi ro môi trường

LCA: Đánh giá chu kỳ sống

TKNL: Tiết kiệm năng lượng

UNEP: Chương trình môi trường liên hiệp quốc

Trang 5

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1 So sánh giữa EnTA và các công cụ đánh giá môi trường khác 16

Bảng 1.2 Lượng hoá điểm tối đa để đánh giá công nghệ nung gốm cho 25

Bảng 2.1 Thống kê các công nghệ lò nung gốm sứ tại Bát Tràng 28

Bảng 2.2 Các thông số đầu vào của lò hộp dung tích 32m3 34

Bảng 2.3 Thống kê các kết quả đầu vào cuả lò hộp dung tích 32m3 42

Bảng 2.4 Thống kê các kết quả đầu ra của lò hộp dung tích 32m3 42

Bảng 2.5 Các thông số đầu vào của lò gas dung tích 9m3 47

Bảng 2.6 Thống kê các kết quả đầu vào của lò gas dung tích 9m3 53

Bảng 2.7 Thống kê các kết quả đầu ra của lò gas dung tích 9m3 53

Bảng 2.8 Các thông số đầu vào của lò gas TKNL dung tích 9m3 59

Bảng 2.9 Thống kê các kết quả đầu vào của lò gas TKNL dung tích 9m3 60

Bảng 2.10 Thống kê các kết quả đầu ra của lò gas TKNL dung tích 9m3 60

Bảng 3.1 Thống kê mức độ phát thải của công nghệ nung gốm sứ 66

Bảng 3.2 Đánh giá mức độ phát thải của công nghệ nung gốm sứ 66

Bảng 3.3 Đánh giá so sánh các tác động môi trường của các công nghệ 67

Bảng 3.4 Đánh giá khả năng sử dụng nguyên liệu 68

Bảng 3.5 Thống kê về nhu cầu sử dụng nhiên liệu nung gốm sứ (1 mẻ lò) 68

Bảng 3.6 Tỷ lệ chính phẩm và điểm đánh giá của các công nghệ nung gốm sứ 69

Bảng 3.7 Chi phí đầu tư xây mới lò hộp 32 m3 70

Bảng 3.8 Chi phí đầu tư xây mới lò gas 9m3 71

Bảng 3.9 Chi phí đầu tư xây mới lò gas tiết kiệm năng lượng 9m3 71

Bảng 3.10 Số liệu tính toán suất đầu tư của các hệ nung gốm sứ 72

Bảng 3.11 Tính toán hiệu quả kinh tế của CNLH (1 mẻ lò) 73

Bảng 3.12 Tính toán hiệu quả kinh tế của CNLG (1 mẻ lò) 74

Bảng 3.13 Tính toán hiệu quả kinh tế của CNLGTKNL (1 mẻ lò) 74

Trang 6

Bảng 3.14 Thống kê tỷ lệ chính phẩm của các công nghệ nung gốm sứ 75

Bảng 3.15 Yêu cầu về nhân lực để vận hành lò nung gốm sứ 76

Bảng 3.16 Đánh giá khả năng kỹ thuật của công nghệ nung gốm sứ 77

Bảng 3.17 Lượng hoá số điểm của các tiêu chí đánh giá công nghệ nung gốm sứ 78

Bảng 4.1 Hiệu quả của CNLH chuyển đổi sang CNLGTK 82

Bảng 4.2 Bảng quy đổi các loại nhiên liệu 83

Bảng 4.3 Hiệu quả của CNLG cải tiến thành CNLGTK 84

Trang 7

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, SƠ ĐỒ

Hình 1.1 Sơ đồ dây chuyền công nghệ sản xuất gốm sứ 9

Hình 1.2 Mối quan hệ giữa các thành phần trong công nghệ sản xuất 18

Hình 1.3 Trình tự đánh giá công nghệ sản xuất về môi trường 19

làng nghề Bát Tràng theo các tiêu chí đã xây dựng 25

Hình 2.1 Đường cong nung gốm sứ 30

Hình 2.2 Mô hình lò hộp nung gốm sứ 33

Hình 2.3a Mặt cắt dọc của lò gas 45

Hình 2.3b Mặt cắt ngang của lò gas 45

Hình 2.4 Sơ đồ cấu tạo của vòi đốt của lò gas nung gốm sứ 55

Hình 2.5 Mô phỏng kênh dẫn khói thải của lò gas 56

Hình 2.6 Sơ đồ công nghệ cặp lò gas nung gốmTKNL và buồng sấy 56

Hình 2.7 Đường cong nung với môi trường khử 58

Hình 2.8 Đường cong nung với môi trường oxi hoá hoàn toàn 58

Trang 8

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN

LỜI CAM ĐOAN

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, SƠ ĐỒ

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 3

1.1 Tổng quan về công nghệ sản xuất gốm sứ 3

1.1.1 Giới thiệu chung 3

1.1.2 Nguyên liệu và nhiên liệu trong công nghệ sản xuất gốm sứ 3

1.1.2.1 Nguyên liệu 3

1.1.2.2 Nhiên liệu 5

1.1.3 Quy trình công nghệ sản xuất gốm sứ 8

1.1.3.1 Sơ đồ dây chuyền công nghệ 9

1.1.3.2 Thuyết minh sơ đồ dây chuyền công nghệ 9

1.2 Phương pháp luận đánh giá công nghệ sản xuất theo khía cạnh môi trường 11

1.2.1 Đánh giá công nghệ sản xuất theo khía cạnh môi trường (EnTA) 11

1.2.1.1 Định nghĩa về EnTA 11

1.2.1.2 Mục đích của EnTA 11

1.2.1.3 Tính chất và đặc điểm của EnTA 12

1.2.1.4 Đối tượng áp dụng của EnTA 12

1.2.2 Quan hệ giữa EnTA và các công cụ quản lý môi trường khác 13

1.2.2.1 Đánh giá tác động môi trường và EnTA 13

1.2.2.2 Đánh giá chu kỳ sống và EnTA 14

1.2.2.3 Đánh giá rủi ro môi trường và EnTA 14

1.2.2.4 EnTA và sản xuất sạch hơn 14

1.2.3 Trình tự đánh giá của EnTA 18

1.2.3.1 Chuẩn bị cho EnTA 19

1.2.3.2 Bước 1: Mô tả công nghệ 20

1.2.3.3 Bước 2: Xác định các tác động môi trường 20

1.2.3.4 Bước 3: Đánh giá các tác động sơ bộ 21

Trang 9

1.2.3.5 Bước 4: Đánh giá, lựa chọn công nghệ 21

1.2.3.6 Bước 5: Kết luận và kiến nghị 22

1.2.3.7 Hoàn thiện cho EnTA 23

1.2.3.8 Áp dụng EnTA đối với công nghệ nung gốm sứ 23

CHƯƠNG 2 CÔNG NGHỆ NUNG GỐM SỨ TẠI LÀNG NGHỀ BÁT TRÀNG 27

2.1 Chuẩn bị cho đánh giá công nghệ sản xuất theo khía cạnh môi trường 27

2.1.1 Giới thiệu về công nghệ nung gốm sứ tại làng nghề Bát Tràng 27

2.1.2 Cơ sở lý thuyết của quá trình nung gốm sứ 29

2.2 Bước 1: Mô tả công nghệ nung gốm sứ tại làng nghề Bát Tràng 32

2.2.1 Lò hộp nung gốm sứ 32

2.2.1.1 Nguyên lý cấu tạo và hoạt động của lò hộp 32

2.2.1.2 Cân bằng vật liệu cho lò hộp 34

2.2.1.3 Ưu, nhược điểm của lò hộp 43

2.2.2 Lò gas nung gốm sứ 43

2.2.2.1 Nguyên lý cấu tạo và hoạt động của lò gas 43

2.2.2.2 Cân bằng vật liệu cho lò gas 46

2.2.2.3 Ưu, nhược điểm của lò gas 54

2.2.3 Lò gas nung gốm sứ tiết kiệm năng lượng 54

2.2.3.1 Nguyên lý cấu tạo và hoạt động 54

2.2.3.2 Cân bằng vật liệu cho lò gas tiết kiệm năng lượng 59

2.2.3.3 Ưu, nhược điểm của lò gas tiết kiệm năng lượng 61

2.3 Bước 2: Xác định các tác động môi trường 61

2.3.1 Khí thải 61

2.3.2 Bụi 62

2.3.3 Chất thải rắn 63

2.3.4 Nước thải 63

2.3.5 Ô nhiễm nhiệt 63

2.4 Bước 3: Đánh giá các tác động sơ bộ của công nghệ nung gốm sứ 63

CHƯƠNG 3 ĐÁNH GIÁ, LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ NUNGGỐM SỨ TẠI LÀNG NGHỀ BÁT TRÀNG 65

3.1 Bước 4: Đánh giá, lựa chọn công nghệ nung gốm sứ 65

3.1.1 Tiêu chí 1: Đánh giá so sánh các tác động môi trường 65

3.1.2 Tiêu chí 2: Đánh giá về nguyên liệu đầu vào 68

Trang 10

3.1.3 Tiêu chí 3: Đánh giá về nhu cầu sử dụng nhiên liệu 68

3.1.4 Tiêu chí 4: Đánh giá về chất lượng sản phẩm 69

3.1.5 Tiêu chí 5: Đánh giá về suất đầu tư 70

3.1.6 Tiêu chí 6: Đánh giá về hiệu quả kinh tế 73

3.1.7 Tiêu chí 7: Đánh giá về nhu cầu sử dụng nhân lực 75

3.1.8 Tiêu chí 8: Đánh giá về khả năng sửa chữa, bảo dưỡng, thay thế phụ kiện và cải tiến công nghệ 76

3.1.9 Lượng hoá các công nghệ nung gốm sứ tại làng nghề Bát Tràng 77

3.2 Bước 5: Kết luận và kiến nghị 78

CHƯƠNG 4 ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP GIẢM THIỂU Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG TẠI LÀNG NGHỀ BÁT TRÀNG 80

4.1 Đề xuất giải pháp đối với các cơ sở đang sử dụng CNLGTK 80

4.2 Đề xuất giải pháp đối với các cơ sở đang sử dụng lò hộp 81

4.3 Đề xuất giải pháp đối với các cơ sở đang sử dụng lò gas 83

4.4 Đề xuất giải pháp đối với cơ sở thiết kế và chế tạo lò 85

4.5 Đề xuất các biện pháp quản lý nội vi nhằm giảm thiểu ô nhiễm môi trường 85

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 87

1 Kết luận 87

2 Kiến nghị 87

TÀI LIỆU THAM KHẢO 88

PHỤ LỤC 90

TÓM TẮT LUẬN VĂN

Trang 11

Như chúng ta đã biết, các làng nghề thủ công truyền thống nói chung và làng nghề gốm sứ Bát Tràng nói riêng mang đậm những nét đặt trưng của nền văn hoá Việt Nam Trong những năm qua, làng nghề gốm sứ Bát Tràng đã có sự chuyển biến trong việc cải tiến, chuyển đổi công nghệ nung gốm sứ nhằm nâng cao chất lượng sản phẩm, đồng thời cải thiện được môi trường lao động và môi trường sống cho người dân nơi đây Tuy nhiên, sự cải tiến này chưa mang tính toàn diện, triệt để nên môi trường và sức khoẻ con người vẫn bị tác động đáng

kể Hơn nữa, các cơ sở sản xuất và người dân nơi đây vẫn chưa nhận thức sâu sắc được tầm quan trọng của việc lựa chọn công nghệ nung gốm sứ có hiệu quả

Nhằm thuyết phục các cơ sở sản xuất lựa chọn công nghệ tối ưu, đáp ứng

yêu cầu sản xuất và bảo vệ môi trường, tôi đã thực hiện đề tài: “Đánh giá, lựa

chọn công nghệ nung gốm sứ tại làng nghề Bát Tràng nhằm giảm thiểu ô nhiễm môi trường” Đề tài được thự hiện trên cơ sở 2 công nghệ nung gốm sứ là

công nghệ lò hộp và công nghệ lò gas, trong đó công nghệ lò gas được chia thành 2 hệ lò là lò gas nung gốm sứ và lò gas nung gốm sứ tiết kiệm năng lượng

2 Mục tiêu thực hiện của Luận văn

Lựa chọn được công nghệ nung gốm sứ đáp ứng yêu cầu sản xuất và bảo vệ môi trường trên cơ sở thực tiễn và phương pháp luận khoa học, góp phần phát triển

Trang 12

bền vững các làng nghề sản xuất gốm sứ truyền thống của Việt Nam nói chung và làng nghề Bát Tràng nói riêng

3 Đối tượng và phạm vi thực hiện của Luận văn

Đối tượng: Chọn các cơ sở nung gốm sứ tiêu biểu, đại diện cho các hệ lò

nung gốm sứ tại làng nghề Bát Tràng để đánh giá và lựa chọn Từ đó, có thể áp dụng để lựa chọn công nghệ nung gốm sứ thích hợp cho các cơ sở sản xuất

Phạm vi thực hiện: Tiến hành điều tra, khảo sát các công nghệ nung gốm sứ

tại làng nghề Bát Tràng Từ các thông tin khảo sát, trên cơ sở phương pháp luận về đánh giá công nghệ sản xuất theo khía cạnh môi trường tiến hành lựa chọn công nghệ nung gốm sứ phù hợp với làng nghề Kết quả của Luận văn có thể được ứng dụng để triển khai, thực hiện tại các làng nghề gốm sứ trên cả ba miền của đất nước

4 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của Luận văn

Ý nghĩa khoa học: Dựa trên phương pháp luận về đánh giá công nghệ sản

xuất theo khía cạnh môi trường và phương pháp luận cụ thể để đánh giá, lựa chọn công nghệ nung gốm sứ phù hợp góp phần phát triển kinh tế, xã hội và bảo vệ môi trường

Ý nghĩa thực tiễn: Giúp thuyết phục các cơ sở sản xuất tại làng nghề Bát

Tràng nói riêng và các làng nghề sản xuất gốm sứ nói chung lựa chọn được công nghệ nung gốm sứ mang lại hiệu quả về mặt kinh tế, kỹ thuật và đặc biệt cải thiện tốt về mặt môi trường Kết quả của luận văn còn là công cụ giúp các nhà quản lý, các nhà hoạch định chính sách và các nhà khoa học có hành động tích cực đối với

ngành sản xuất này

Trang 13

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN

1.1 Tổng quan về công nghệ sản xuất gốm sứ

1.1.1 Giới thiệu chung

Hiện nay, ngành công nghiệp gốm sứ đóng vai trò rất quan trọng trong nền kinh tế của nước ta Ngành gốm sứ đã được phát triển từ lâu và nổi tiếng ngay từ thời nhà Lý Nhiều bảo tàng trên thế giới còn lưu giữ những cổ vật gốm sứ có xuất

xứ từ nước ta như gốm Bát Tràng, Chu Đậu, Hội An Từ khi nước ta bước vào nền kinh tế thị trường, công nghệ gốm sứ đã phát triển nhanh chóng ở miền Bắc và miền nam nước ta Điển hình nhất phải kể đến khu vực Bát Tràng-Hà Nội và Lái Thiêu-Bình Dương nơi mà có hàng trăm doanh nghiệp gốm sứ hoạt động Hàng năm, các doanh nghiệp sản xuất gốm sứ xuất khẩu hàng chục triệu đô sang các nước trên thế giới và giải quyết được công việc cho hàng vạn người lao động ở các địa phương

Thực tế, gốm sứ được phân thành nhiều loại như gốm xây dựng (gạch đỏ, ngói, gạch ốp lát, sứ vệ sinh, ống sành thoát nước), gốm gia dụng (bát cơm, đĩa, ấm chén), gốm mỹ nghệ (đôn, độc bình, tượng ) và gốm kỹ thuật (chủ yếu được dùng trong các thiết bị điện, điện tử)

Sản phẩm gốm sứ được ứng dụng rất rộng rãi trong các ngành công nghiệp như công nghiệp xây dựng, công nghiệp luyện kim, công nghiệp điện - điện tử, công nghiệp giao thông vận tải và đặc biệt là trong sinh hoạt hàng ngày

1.1.2 Nguyên liệu và nhiên liệu trong công nghệ sản xuất gốm sứ

Sản phẩm gốm sứ được làm từ các nguyên liệu bao gồm cao lanh, đất sét, thạch anh, fenspat… và sử dụng các loại nhiên liệu như rắn, lỏng, khí để sấy và nung sản phẩm Mỗi loại nguyên, nhiên liệu đều có những đặc điểm riêng và tùy thuộc vào hàm lượng, chủng loại sử dụng mà chúng tạo nên các sản phẩm gốm sứ với các tính chất kỹ thuật và mỹ thuật ưu việt

1.1.2.1 Nguyên liệu [15]

Sản phẩm gốm sứ được cấu thành từ các thành phần chính bao gồm xương,

Trang 14

men và chất màu, đặc điểm của từng loại như sau:

* Xương gốm sứ

Xương gốm sứ được chế tạo từ các nguyên liệu đầu là cao lanh, đất sét, thạch anh và fenspat Trong đó, đất sét và cao lanh là các nguyên liệu dẻo, thạch anh và fenspat là các nguyên liệu gầy

Hàm lượng các nguyên liệu đưa vào phối liệu được tính toán trên cơ sở thành phần hóa học của chúng sao cho sản phẩm sau khi nung đạt được độ kết khối thích hợp và hình dạng sản phẩm như mong muốn

- Cao lanh: Cao lanh là nguyên liệu tự nhiên chứa chủ yếu là khoáng Caolinit (Al2O3.2SiO2.2H2O) Cao lanh đưa vào phối liệu gốm sứ với vai trò chính là cung cấp oxit nhôm nhằm nâng cao cường độ cơ học cho sản phẩm

- Đất sét: Đất sét cũng là một loại nguyên liệu tự nhiên có nguồn gốc hình

thành giống cao lanh nhưng có độ dẻo cao hơn nên nó được đưa vào phối liệu gốm

sứ nhằm mục đích nâng cao độ dẻo cho phối liệu trong quá trình tạo hình và nâng cao cường độ cho sản phẩm mộc

- Thạch anh: Thạch anh đưa vào phối liệu xương gốm sứ ở dạng đá thạch anh với hàm lượng SiO2 > 98%, Fe2O3 + TiO2 < 0,2% Trong phối liệu xương gốm sứ, thạch anh là một nguyên liệu gầy, có tác dụng giảm co cho sản phẩm khi sấy và nung Trong quá trình nung đến vùng nhiệt độ cao, thạch anh sẽ hoà tan một phần vào pha lỏng nóng chảy làm độ nhớt pha lỏng tăng lên, qua đó làm tăng khả năng chống biến dạng của sản phẩm khi nung

- Fenpat: So với đất sét, cao lanh và thạch anh thì fenphat có nhiệt độ chảy thấp hơn nên Fenpat đưa vào phối liệu gốm sứ với mục đích chính là tạo thành pha lỏng ở nhiệt độ thấp nhằm giảm nhiệt độ nung cho phối liệu Ngoài ra, Fenpat là một nguyên liệu gầy, có tác dụng làm gầy ở chỗ làm giảm độ co sấy của sản phẩm

để tránh hiện tượng cong vênh và nứt vỡ Fenpat nóng chảy trong sản phẩm khi nung có tác dụng hoà tan các nguyên liệu khác để sản phẩm kết khối ở nhiệt độ thấp hơn, tạo điều kiện kết tinh các tinh thể mulit để nâng cao cường độ cơ học cho sản phẩm sau nung

Trang 15

* Men gốm sứ

Men gốm sứ là một lớp mỏng dạng thuỷ tinh với chiều dày 0,1 ÷ 0,3 mm được phủ trên xương gốm Nó có tác dụng ngăn ngừa nước, axit và kiềm ngấm vào xương sản phẩm Ngoài ra, lớp men còn bảo vệ sản phẩm khỏi bụi bẩn, tránh bụi lắng đọng trên bề mặt, làm tăng giá trị thẩm mỹ và làm cho các tính chất kỹ thuật của sản phẩm tốt hơn

Về bản chất hoá học, men là một vật thể rắn dạng thuỷ tinh được tạo nên từ oxyt silic cùng với các loại alumosilicat kiềm, các oxyt kim loại kiềm, kiềm thổ Khi nung, phối liệu men biến mềm dần dần và không có nhiệt độ chảy xác định, nhiệt độ chảy dàn của men phải phù hợp với khoảng nhiệt độ nung sản phẩm

Men gốm sứ gồm các loại khác nhau như men màu, men trong và men đục…

* Chất màu gốm sứ

Chất màu gốm sứ là các loại aluminat, silicat, photphat, molipđat, vonframat

và vanađat… Ngoài ra, còn có chất màu chứa vàng mà màu của nó là do các hạt keo vàng tạo nên Các vật chất tải màu trong màu thường là ZnO, MgO, BaO, CoO, NiO, Cr2O3, Fe2O3, TiO2 v.v

Nhiệt độ nung và môi trường khí để tổng hợp chất màu từ hỗn hợp nguyên liệu đầu đã trộn có ý nghĩa quyết định đến chất lượng màu sắc

Đối với mỗi hệ màu thì quy trình nung khác nhau: Ví dụ nung các chất màu

hệ kẽm (Zn) được tiến hành trong môi trường oxy hoá còn trong môi trường khử một số oxyt bị khử thành kim loại và làm hỏng chất màu Ngược lại, đối với hệ màu crom (Cr) cần được thực hiện trong môi trường khử để đạt được các tông màu tươi sáng hơn

Nung tổng hợp các chất màu được thực hiện ở nhiệt độ cao trong khoảng thời gian nhất định Ví dụ, tổng hợp chất màu xanh coban được tiến hành ở nhiệt độ 1.300 ÷ 1.3200C, nếu nung ở nhiệt độ thấp hơn thì chất màu sẽ không có tông màu xanh thuần khiết Các chất màu vàng, vàng tươi, được tổng hợp ở nhiệt độ thấp hơn

1.1.2.2 Nhiên liệu [14]

Trong công nghệ sản xuất gốm sứ có thể sử dụng nhiều loại nhiên liệu khác

Trang 16

nhau như nhiên liệu rắn (than, củi), nhiên liệu lỏng (dầu hỏa, dầu diesel, dầu mazut)

và nhiên liệu khí (khí thiên nhiên, khí đồng hành, khí hoá lỏng, khí hoá than) Nhiên liệu được sử dụng để sấy sản phẩm mộc, sấy khuôn và nung sản phẩm Các nhiên liệu này có đặc điểm như sau:

* Nhiên liệu rắn: gồm 2 loại chính là than và củi, trong đó than được chia

thành nhiều loại khác nhau

Than đá: Là tập hợp nhóm than gồm than khí, than dài lửa, than mỡ, than

luyện cốc, than gầy

Than cám: Là sản phẩm vụn khi khai thác than đá, có kích thước nhỏ hơn

15mm Trong than có lẫn các tạp chất như đất, đá, mùn nên độ tro của than lớn hơn so với than đá Tuỳ thuộc vào độ tro và nhiệt trị người ta phân loại than cám thành các cấp khác nhau như than cám 1, 2, 3a, 3b, 4a, 4b, 5, 6a, 6b Thành phần hoá học của than bao gồm C, H, O, N, độ tro v.v

Theo TCVN 790 : 1999 than cám 5 có thành phần hoá học như sau: độ tro là 26,01 ÷ 33%, độ ẩm toàn phần là <12%, lượng chất bốc khô là 6,5%, lưu huỳnh (S)

là <0,8% và có nhiệt trị là 5.500 kcal/kg

Than Antraxit: Là loại than già nhất Theo hình dạng bên ngoài ta dễ dàng

nhận ra chúng bởi ánh kim và cấu trúc lớp Chúng có mật độ, cường độ cơ học lớn

do chúng có độ hút ẩm và độ ẩm nhỏ Độ tro của Antraxit không lớn (khoảng 10%), còn các loại than khác thì độ tro lớn hơn (>15%)

Ưu điểm của than là có ngọn lửa dài, dễ bắt cháy và có giá thành thấp nhưng lại có nhược điểm là nhiệt trị tương đối thấp, cần phải nhóm lò khi sử dụng, có hàm lượng các chất gây ô nhiễm rất cao Khi đốt tạo ra tro xỉ và khí thải gây ô nhiễm

Củi: Là một trong những nhiên liệu đầu tiên mà con người sử dụng Trong lò

nung gốm sứ, nó được sử dụng khi nhóm lò Nhiệt trị của củi gỗ khoảng 3.000 Kcal/kg, độ ẩm trung bình: W = 25 ÷ 35%, thành phần cháy như sau: C = 50%, H = 6%, O = 43%, N = 1%, nhiệt độ bắt cháy khoảng 3000C, hàm lượng chất bốc < 85%, hàm lượng tro A = 0,7 ÷ 5% khoảng kết khối, không độc khi sử dụng

Trang 17

Ưu điểm của củi là có hàm lượng tro thấp, hàm lượng chất bốc rất cao, ngọn lửa rất dài, dễ bắt cháy, không chứa lưu huỳnh và giá thành thấp

Nhược điểm của củi là có nhiệt trị thấp, có hàm lượng các chất gây ô nhiễm tương đối cao nên khi đốt tạo ra nhiều loại khí gây ô nhiễm môi trường

* Nhiên liệu lỏng: gồm nhiên liệu lỏng thiên nhiên và nhân tạo

Nhiên liệu lỏng thiên nhiên (dầu thô): Là chất lỏng sánh mầu nâu sẫm,

được cấu tạo từ hỗn hợp các loại cacbua hydrô CnH2n+2, CnH2n và cacbua hydro thơm, độ tro của dầu thô nhỏ, khoảng 0,3%

Nhiên liệu lỏng nhân tạo: gồm xăng, dầu hoả, dầu mazut, đây là các sản

phẩm của quá trình chưng cất phân đoạn dầu thô Trong quá trình chưng cất, các sản phẩm lần lượt thu được là xăng, dầu hoả, dầu DO, sau đó là dầu mazut, đây là cặn còn lại là quá trình chưng cất dầu thô và được dùng để đốt tại các lò công nghiệp

* Nhiên liệu khí:

Khí thiên nhiên: Là nhiên liệu khí có giá trị nhất Thành phần của khí thiên

nhiên đều thuộc họ hydro cacbon (CnH2n+2) song thành phần chính là khí metan (CH4), chiếm khoảng 90% Ở việt Nam có khoảng 500 ÷ 700 tỷ m3 khí thiên nhiên

và ước tính lượng tiêu thụ mỗi năm khoảng hơn 4 tỷ m3 khí

Khí đồng hành: Khi khai thác, dầu thô được đưa lên và các khí được tách ra,

khí đó gọi là khí đồng hành Tại các mỏ dầu, nếu không sử dụng khí đó thì buộc phải đốt để giảm ô nhiễm Thành phần khí đồng hành chứa chủ yếu là propan (C3H8) và Butan (C4H10) nên phải tách chúng ra rồi mới sử dụng

Khí than hay khí nhân tạo: Khí than được sản xuất từ than trong lò khí hoá

và được sử dụng nhiều ở Châu âu Tuy nhiên, các lò khí hoá than hầu như đóng cửa hết vào thập niên 60 của thế kỷ trước Nguyên nhân chính của vấn đề này là nó gây

ô nhiễm môi trường và ảnh hưởng đến sức khoẻ cộng đồng nghiêm trọng

Khí hoá lỏng (LPG): Thành phần chủ yếu là propan (C3H8) và Butan (C4H10) ở dạng lỏng Khí hoá lỏng được sản xuất bằng cách nén khí đồng hành ở 5 atm, khi đó Butan đã hoá lỏng và được tách ra Khi áp suất đạt 14-15 atm thì Propan mới hoá lỏng và tách khỏi khí Khi sử dụng, người ta trộn 2 loại trên với tỷ lệ khác

Trang 18

nhau, tạo ra các loại LPG với chất lượng khác nhau Khí hoá lỏng với tỷ lệ Propan/Butan ≈ 50/50 có nhiệt trị khoảng 11.000 Kcal/kg

Ưu điểm nhiên liệu khí

- Khi cháy, ngọn lửa có nhiệt độ cao nên cần ít không khí, dễ nâng nhiệt độ

- Không tạo tro xỉ và tạo ít chất ô nhiễm, đây là tính chất tạo nhiều thuận lợi cho việc nung sản phẩm gốm sứ

- Khả năng bắt cháy cao nên việc châm lò rất dễ dàng

- Có thể vận chuyển thuận tiện bằng đường ống hoặc hóa lỏng để vận chuyển

và lưu trữ bằng các téc chứa, bồn chứa

Nhược điểm của nhiên liệu khí

- Có giá thành cao

- Nguy cơ gây cháy nổ lớn nếu thiết bị chứa đựng và thao tác không đúng kỹ thuật

1.1.3 Quy trình công nghệ sản xuất gốm sứ [15]

Các sản phẩm gốm sứ rất đa dạng về chủng loại và lĩnh vực sử dụng Quy trình sản xuất các nhóm sản phẩm khác nhau sẽ được thực hiện trên các dây chuyền công nghệ khác nhau Tuy nhiên, các sản phẩm này đều tuân theo quy trình sản xuất

cơ bản theo một sơ đồ dây chuyền công nghệ tổng quát như nhau

Trang 19

1.1.3.1 Sơ đồ dây chuyền công nghệ

Hình 1.1 Sơ đồ dây chuyền công nghệ sản xuất gốm sứ

1.1.3.2 Thuyết minh sơ đồ dây chuyền công nghệ

Nguyên liệu sản xuất bao gồm cao lanh, đất sét, thạch anh và fenspat, chúng được định lượng để đưa vào chế tạo phối liệu

Công đoạn chế tạo phối liệu có nhiệm vụ nghiền mịn và trộn đều phối liệu đến độ mịn thích hợp cho khâu tạo hình Phối liệu được pha thêm nước và được nghiền mịn trong máy nghiền bi sứ Tuỳ thuộc vào phương pháp tạo hình, phối liệu

có thể tiếp tục được xử lý bằng hệ thống máy sấy phun để tạo phối liệu ép bán khô,

xử lý bằng máy ép lọc khung bản và máy đùn ép lentô để tạo phối liệu dẻo hoặc sử dụng các bể khuấy hồ để điều chỉnh các thông số thích hợp như độ linh động của

hồ, độ ẩm, tốc độ bám lõi… cho phương pháp tạo hình đổ rót

Nguyên liệu đầu

Chế tạo phối liệu Định lượng

Tạo hình sản phẩm mộc

Nước thải, chất thải rắn

Sấy sản phẩm mộcTráng men, trang trí Nung sản phẩm mộc Phân loại, đóng gói

Nhiên liệu

(than, củi hoặc LPG)

Trang 20

Công đoạn tạo hình các sản phẩm gốm sứ có nhiệm vụ tạo ra các sản phẩm mộc với hình dạng và kích thước theo yêu cầu Tại đây, các phối liệu đã chuẩn bị ở trên được đưa vào khuôn tạo hình Với phương pháp tạo hình ép bán khô thì vật liệu làm khuôn là thép hoặc hợp kim, với phương pháp tạo hình dẻo và đổ rót thì vật liệu làm khuôn là thạch cao

Sản phẩm mộc sau khi tạo hình được sấy khô đến độ ẩm dưới 1% Quá trình sấy mộc thường diễn ra hai giai đoạn là sấy tự nhiên và sấy nhân tạo (than, củi hoặc nhiệt thải của lò nung gốm sứ) Quá trình sấy nhân tạo được thực hiện nhờ các thiết

bị sấy như lò sấy tuynen, buồng sấy gián đoạn hoặc máy sấy đứng

Ra khỏi lò sấy, mộc còn có nhiều khuyết tật nên phải chỉnh sửa lần nữa rồi tiến hành tráng men, trang trí Có rất nhiều loại men nhưng nói chung chúng thuộc 3 loại là men trong, men màu và men đục Yêu cầu của men là phải bám chặt vào xương để không bị bong rộp hay nứt men Vì vậy, cần phải tính toán sao cho men phải có thành phần hóa học tưong thích với chế độ nung và tương thích với thành phần hóa học của xương

Sản phẩm sau khi tráng men sẽ được nung đến nhiệt độ chảy láng men, nhiệt

độ này tuỳ thuộc vào từng loại sản phẩm Quá trình nung được thực hiện trong nhiều kiểu lò khác nhau như lò tuy nen, lò thanh lăn, lò hộp truyền thống (dùng than

và củi) hoặc lò con thoi (lò gas) với nhiệt độ duy trì khoảng 1100 ÷ 13500C, trong

đó với gốm sứ mỹ nghệ thì lò nung thường dùng là lò hộp và lò gas Nếu cần trang trí trên men thì vẽ hoặc dán đề can đã có sẵn và nung ở nhiệt độ khoảng 800 ÷

8500C Công đoạn nung luôn phải sử dụng nhiên liệu để đốt cháy, sinh nhiệt cung cấp cho lò nên đây là công đoạn gây ô nhiễm môi trường chủ yếu trong toàn quy trình sản xuất

Cuối cùng, sản phẩm sau khi nung sẽ được phân loại và đóng gói để bán trên thị trường

Nhận xét:

Trong quy trình công nghệ sản xuất gốm sứ thì công đoạn nung sản phẩm gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng nhất, tiếp theo là công đoạn sấy do phải sử

Trang 21

dụng nhiên liệu

Công nghệ nung gốm sứ hiện nay tại làng nghề Bát Tràng gồm công nghệ lò hộp và công nghệ lò gas, trong đó công nghệ lò gas đang tồn tại hai hệ lò là lò gas thông thường và lò gas tiết kiệm năng lượng Sở dĩ được gọi là lò gas tiết kiệm năng lượng là do hệ lò này có mức tiêu hao nhiên liệu thấp hơn 20 ÷ 30% so với lò gas thông thường có cùng dung tích

Để có thể lựa chọn được công nghệ phù hợp, Luận văn tập trung đánh giá ba

hệ lò này theo phương pháp đánh giá công nghệ sản xuất theo khía cạnh môi trường (EnTA - Environmental Technology Asessement)

1.2 Phương pháp luận đánh giá công nghệ sản xuất theo khía cạnh môi trường [3]

Cùng với sự phát triển vượt bậc của khoa học kỹ thuật và sự tăng trưởng của

xã hội, việc ứng dụng các công nghệ sản xuất vào thực tế nhằm đáp ứng nhu cầu phát triển và bảo vệ môi trường ngày càng cấp thiết

Hiện tại có một số phương pháp đánh giá như đánh giá công nghệ sản xuất theo khía cạnh môi trường (EnTA), đánh giá tác động môi trường (EIA), đánh giá rủi ro môi trường (EnRA), đánh giá chu kỳ sống (LCA), sản xuất sạch hơn (CP)…

Liên quan đến công nghệ nung gốm sứ cần chọn phương pháp EnTA để đánh giá Vậy phương pháp luận để đánh giá công nghệ sản xuất theo khía cạnh môi trường cụ thể như sau

1.2.1 Đánh giá công nghệ sản xuất theo khía cạnh môi trường (EnTA)

1.2.1.1 Định nghĩa về EnTA

Đánh giá công nghệ sản xuất theo khía cạnh môi trường là một quá trình bao gồm việc phân tích sự hoạt động của công nghệ và hệ quả của nó với môi trường, thực hiện sự phát triển bền vững trên cơ sở phát triển kinh tế - văn hoá và xã hội

1.2.1.2 Mục đích của EnTA

EnTA giúp cho chính phủ, các tổ chức, cá nhân, các uỷ ban cũng như các nhà đầu tư vạch định chính sách, kế hoạch, ra quyết định, đồng thời tiến tới lựa chọn một loại hình công nghệ có vai trò giảm phát thải chất ô nhiễm, thúc đẩy phát triển kinh tế và xã hội

Trang 22

1.2.1.3 Tính chất và đặc điểm của EnTA

* Tính chất

Là công cụ có chất lượng cao nhằm giảm thiểu yêu cầu đối với dữ liệu kỹ thuật một cách chi tiết Trong EnTA chứa đựng yếu tố khoa học, kỹ thuật nhằm đạt tới sự nhất trí trong việc ra quyết định giữa chủ doanh nghiệp và người thiết kế

Cũng giống như sản xuất sạch hơn, EnTA quan tâm đến việc ngăn ngừa ô nhiễm môi trường hơn là giải quyết và khắc phục chúng (giảm thiểu tại nguồn) EnTA có tính chặt chẽ cao, thể hiện qua sự hài hoà giữa điều kiện và yêu cầu của các quá trình kinh tế, kỹ thuật, môi trường được xem xét đồng thời

EnTA bao gồm việc đơn giản mối quan hệ tương hỗ giữa công nghệ và môi trường và kết quả của mối quan hệ đó Xem xét ảnh hưởng của yếu tố môi trường đến toàn bộ hệ thống công nghệ bao gồm cả việc sử dụng nguyên liệu, nhiên liệu và chất thải trong quá trình sản xuất ra sản phẩm

* Đặc điểm

EnTA tập trung vào công nghệ: xem xét đánh giá công nghệ dựa trên các tiêu chí về môi trường Đây là công cụ nhằm thiết kế và áp dụng công nghệ sản xuất theo hướng ngăn ngừa, giảm thiểu và thay thế nhiên liệu cho các cơ sở sản xuất Việc áp dụng EnTA là tương đối đơn giản, linh hoạt và có hiệu quả cao vì ngoài hiệu quả về môi trường còn có hiệu quả về kinh tế và kỹ thuật

EnTA là một công cụ hiệu quả, được sử dụng nhiều trong giai đoạn từ đầu khi hình thành ý tưởng cho dự án, còn sau khi triển khai dự án nó thích hợp với việc xác định các tác động môi trường, có tính chất tổng hợp và toàn diện được triển khai trên phạm vi rộng của hệ thống công nghệ

EnTA được xem như một công cụ quản lý môi trường tiên phong trong lĩnh vực sản xuất, đồng thời đây cũng là một công cụ tự nguyện không phải là công cụ pháp luật bắt buộc

1.2.1.4 Đối tượng áp dụng của EnTA

* EnTA được áp dụng đối với các đối tượng sau:

Các công nghệ sản xuất thuộc các lĩnh vực khác nhau đã được đánh giá theo

Trang 23

các bước của EnTA và hiện đang hoạt động sản xuất

Các công nghệ sản xuất dự kiến sẽ được áp dụng để đánh giá công nghệ sản xuất trong lĩnh vực môi trường

* Người sử dụng kết quả của EnTA bao gồm:

Người ra quyết định và các nhà quản lý công nghệ: Thực hiện các hành động bảo vệ môi trường trên một phạm vi rộng hơn nhằm tuân thủ pháp luật và tránh được các chi phí không cần thiết

Người lập kế hoạch phát triển và các quan chức chính phủ: Nhằm chắc chắn rằng các tác động của việc phát triển công nghệ là thuận lợi và có hiệu quả cao

Các uỷ ban, các tổ chức phi chính phủ: Nhằm đảm bảo quyền lợi và trách nhiệm của cá nhân và tập thể khi áp dụng công nghệ mới

Tất cả cá nhân, các tổ chức đã cam kết thực hiện chiến lược phát triển bền vững: Nhằm giảm thiểu các tác động môi trường là nhỏ nhất khi công nghệ mới được thông qua và áp dụng

1.2.2 Quan hệ giữa EnTA và các công cụ quản lý môi trường khác

EnTA là việc xác định một cách định tính và định lượng các tác động trực tiếp hoặc gián tiếp của quá trình sản xuất đến môi trường Để hiểu rõ hơn về công

cụ này cần tìm hiểu mối quan hệ giữa EnTA và các công cụ đánh giá khác bao gồm đánh giá tác động môi trường, chu kỳ sống, đánh giá rủi ro và sản xuất sạch hơn

1.2.2.1 Đánh giá tác động môi trường và EnTA

Đánh giá tác động môi trường nhằm mục đích xác định các tác động đến môi trường, kinh tế, văn hóa, xã hội của dự án Qua đó, đề xuất các giải pháp giảm thiểu các tác động Trong khi đó, đánh giá công nghệ sản xuất theo khía cạnh môi trường nhằm lựa chọn công nghệ phù hợp thân thiện với môi trường, đồng thời phát triển

về mặt kinh tế Cả hai công cụ này đều đưa ra được các tác động ảnh hưởng đến an toàn sức khỏe con người, ảnh hưởng tới môi trường tự nhiên và hệ sinh thái

Đối với bất kỳ một công nghệ sản xuất nào đều có những tác động đến môi trường Tuy nhiên, khi lựa chọn công nghệ hợp lý, thân thiện với môi trường thì các tác động sẽ giảm đi nhất nhiều Chính vì vậy, đánh giá công nghệ môi trường là

Trang 24

chúng ta đánh giá mức độ tác động, đánh giá hiệu quả kinh tế, chất lượng sản phẩm,

từ đó đưa ra biện pháp nhằm giảm thiểu tác động

Ngoài ra, đánh giá tác động môi trường là yêu cầu bắt buộc đối với một dự

án hoặc đối với hoạt động phát triển còn đánh giá công nghệ môi trường là một công cụ tư vấn, hỗ trợ các cơ sở sản xuất, các nhà đầu tư, các doanh nghiệp, các nhà quản lý và không nằm trong quy định bắt buộc của pháp luật

1.2.2.2 Đánh giá chu kỳ sống và EnTA

Đánh giá chu kỳ sống và đánh giá công nghệ sản xuất theo khía cạnh môi trường là các công cụ có tính hệ thống để quản lý môi trường nhằm tìm hiểu rõ ràng

và đánh giá những hậu quả môi trường không mong muốn do quá trình sản xuất gây

ra Những hậu quả này có thể tác động trực tiếp hoặc gián tiếp đến môi trường và con người

Đánh giá công nghệ sản xuất theo khía cạnh môi trường sẽ đánh giá những tác động trực tiếp do công nghệ sản xuất gây ra đối với môi trường và sức khoẻ con người Trong khi đó, đánh giá vòng đời sản phẩm lại tập trung vào xem xét các tác động gián tiếp gây ra các hậu quả sinh thái

1.2.2.3 Đánh giá rủi ro môi trường và EnTA

Nếu như đánh giá công nghệ sản xuất theo khía cạnh môi trường là dựa vào quá trình công nghệ để đánh giá một cách định tính và định lượng các tác động đến môi trường và con người thì đánh giá rủi ro môi trường nhằm xác định các nguy cơ tác động đến môi trường và sức khoẻ cộng đồng để có biện pháp phòng tránh Trên

cơ sở đó, so sánh các hậu quả khi rủi ro xảy ra Từ đó, đề xuất các giải pháp ngăn ngừa ô nhiễm

1.2.2.4 EnTA và sản xuất sạch hơn

Trước đây việc quản lý chất thải tập trung vào xử lý cuối nguồn thì hiện nay

xu hướng lại tập trung vào việc ngăn ngừa, giảm thiểu và xử lý tại nguồn Trong các công cụ này thì công cụ sản xuất sạch hơn đã chứng minh được hiệu quả và hoàn toàn áp dụng được tại các cơ sở sản xuất với các ngành công nghiệp khác nhau

Trang 25

Sản xuất sạch hơn là công cụ quản lý, công cụ kinh tế, công cụ môi trường

và cũng là công cụ cải thiện chất lượng sản phẩm Việc áp dụng công cụ này sẽ giúp các doanh nghiệp giảm chi phí sản xuất, nâng cao chất lượng sản phẩm và giảm chi phí xử lý cuối đường ống Sản xuất sạch hơn tập trung vào xem xét các quy trình nhằm xác định nguồn gốc chất thải, các vấn đề trong vận hành liên quan đến quy trình và những công đoạn có thể cải tiến được Đánh giá sản xuất sạch hơn là một tiếp cận có hệ thống để kiểm tra quá trình sản xuất hiện tại và xác định các cơ hội cải thiện quá trình đó hoặc cải tiến sản phẩm

Khác với EnTA, quá trình đánh giá sản xuất sạch hơn không chỉ đơn thuần là thay đổi công nghệ thiết bị mà còn tập trung vào cả vận hành và quản lý

Quá trình đánh giá sản xuất sạch hơn tập trung vào vấn đề chất thải phát sinh

ở đâu, nguyên nhân và biện pháp giảm thiểu Còn quá trình đánh giá công nghệ theo khía cạnh môi trường tập trung xem xét: Công nghệ nào phát sinh ít chất thải, thuộc tính của chất thải theo đặc thù từng công nghệ, tính hiệu quả kinh tế, kỹ thuật Lựa chọn công nghệ và thiết bị phù hợp với môi trường

Trang 26

Bảng 1.1 So sánh giữa EnTA và các công cụ đánh giá môi trường khác

Các công cụ đánh giá môi trường Nội

Xác định vấn đề môi trường gắn liền với sản phẩm và quá trình hoạt động của sản phẩm theo suốt chu kỳ sống của nó

Xác định các nguy

cơ rủi ro môi trường

và sức khoẻ cộng đồng So sánh hậu quả môi trường khi xảy ra rủi ro, đề xuất các giải pháp ngăn ngừa

Xác định các ảnh hưởng môi trường từ quá trình sản xuất, triển khai áp dụng các giải pháp ngăn ngừa ô nhiễm tại nguồn trên cơ sở

sử dụng hiệu quả nguyên liệu và năng lượng

Kiểm soát chu kỳ sống của nguyên liệu, nhiên liệu, sản phẩm và chất thải

Xác định xác nguy hại, đánh giá liều lượng và mức độ cũng như các tác động rủi ro

Tiếp cận theo hệ thống, phân tích đánh giá các công đoạn sản xuất Đề xuất, lựa chọn và phát triển các cơ hội sản xuất sạch nhằm giảm thiểu chất thải phát sinh

Thời

gian

Áp dụng cho giai

đoạn tiền đầu tư,

trước khi phát triển

dự án

Áp dụng trong giai đoạn ra quyết định thực hiện hoặc không thực hiện

Tại mọi thời điểm khi cần thiết

Trang 27

Người khởi xướng ra

dự án, các nhà đầu tư

Người khởi xướng ra

dự án, các nhà đầu tư

Chủ doanh nghiệp, các nhà đầu tư, quản lý dự án

Chỉ ra được ảnh hưởng đến an toàn

và sức khoẻ cộng đồng, nguy cơ và xác suất xảy ra rủi ro, phạm vi ảnh hưởng, giải pháp ngăn ngừa

Đánh giá rủi ro đến môi trường và sức khoẻ cộng đồng

Nguy cơ và xác suất xảy ra rủi ro Phạm

vi ảnh hưởng và giải pháp ngăn ngừa

Xác định nguồn gốc phát sinh chất thải, ảnh hưởng của nó đến sức khoẻ cộng đồng, đến môi trường và giải pháp khắc phục tại nguồn Sử dụng hiệu quả nguyên liệu, năng lượng Tuân

Không bắt buộc - thường sử dụng cho quá trình sản xuất và tiêu thụ

Không bắt buộc – có thể sử dụng để đưa

ra kết luận khi có yêu cầu của pháp luật

Không bắt buộc - thường

sử dụng cho quá trình sản xuất và tiêu thụ, dịch vụ

Trang 28

1.2.3 Trình tự đánh giá của EnTA

Công nghệ không tồn tại một cách riêng biệt mà nó bị tác động bởi quan hệ với môi trường xung quanh Ngược lại, công nghệ cũng có những tác động nhất định đến môi trường xung quanh EnTA là một công cụ nhằm xác định một cách hệ thống mối quan hệ nhân quả giữa công nghệ và môi trường thông qua các tiêu chí

sử dụng nguyên liệu, nhiên liệu, hiệu quả kinh tế, suất đầu tư, chất lượng sản phẩm, khả năng cải tiến công nghệ, các tác động tới môi trường… Trình tự thực hiện đánh giá công nghệ môi trường được mô tả bằng cụm từ viết tắt “DICE” như sau:

- Describe: Mô tả công nghệ được đề xuất bao gồm giới thiệu sơ đồ công

nghệ, nguyên lý hoạt động, cấu tạo của thiết bị, ưu nhược điểm và tính toán cân bằng vật chất của công nghệ (nếu có)

- Identify: Xác định các tác động môi trường đối với loại hình công nghệ

- Characterise: Đặc điểm của các tác động môi trường đó như thế nào?

- Evaluate: Ước tính toàn bộ hậu quả các tác động trong điều kiện cụ thể

Mỗi công nghệ có những tác động khác nhau liên quan đến môi trường Có những tác động có lợi và có những tác động có hại EnTA quan tâm đến hậu quả cuối cùng của các tác động đó Chúng thường là: Tác động xấu đến sức khoẻ của con người, làm suy giảm chất lượng môi trường đất, nước, không khí, ảnh hưởng xấu đến điều kiện kinh tế, văn hoá – xã hội cũng như việc sử dụng năng lượng

Trong công nghệ sản xuất các thành phần quan hệ được thể hiện như sau:

Hình 1.2 Mối quan hệ giữa các thành phần trong công nghệ sản xuất

Trang 29

Trên cơ sở đó Join Hay đã đưa ra phương pháp luận của EnTA Đây là một quy ước quốc tế đã được UNEP (United nation environmental program) công nhận Khi sử dụng EnTA để đánh giá, bên cạnh yếu tố kinh tế, xã hội nó còn đặc biệt quan tâm đến yếu tố môi trường Phương pháp này tuân theo quy trình đánh giá như sau:

Hình 1.3 Trình tự đánh giá công nghệ sản xuất về môi trường

Các bước của quy trình đánh giá có nội dung cụ thể như sau:

1.2.3.1 Chuẩn bị cho EnTA

Quá trình chuẩn bị đánh giá công nghệ môi trường đòi hỏi phải xác định các mục tiêu đánh giá và biện pháp để đạt được mục tiêu này Trong đó cần quan tâm đến việc xác định mục tiêu đánh giá Các mục tiêu này phải minh bạch, rõ ràng và được cụ thể hoá nhằm nâng cao nhận thức về yêu cầu, nhiệm vụ trong đánh giá Đồng thời, vấn đề quan trọng để bắt đầu quá trình đánh giá công nghệ là đạt được

sự nhất trí về yêu cầu và nội dung đánh giá

Chuẩn bị cho EnTA

Bước 1: Mô tả công nghệ

Bước 2: Xác định các tác động môi trường

Bước 3: Đánh giá các tác động sơ bộ

Bước 4: Đánh giá, lựa chọn công nghệ phù hợp

Bước 5: Kết luận và kiến nghị

Hoàn thiện cho EnTA

Hình 1.3 Trình tự đánh giá công nghệ sản xuất về môi trường

Trang 30

1.2.3.2 Bước 1: Mô tả công nghệ

Bước này bao gồm việc mô tả công nghệ cần được đề xuất để đánh giá và lựa chọn, xác định các mục tiêu công nghệ nhằm thỏa mãn yêu cầu của các nhà đầu

tư Để thực hiện bước này cần phải thu thập các thông tin chi tiết về bản chất, chức năng và đặc tính của công nghệ Các mục tiêu chính của công nghệ cần đạt được cũng như toàn bộ hoạt động của công nghệ cần được nêu trong phần này Ngoài ra, cần có các mô tả sơ bộ về nguyên liệu và sản phẩm của quá trình, mối quan hệ tương tác giữa công nghệ và môi trường

Giai đoạn này tập trung vào đánh giá những tác động môi trường tiềm ẩn, nhu cầu sử dụng nhiên liệu và đặc điểm của công nghệ gây ra Yêu cầu chi tiết về các thông tin sẽ phụ thuộc vào mục tiêu đánh giá và ảnh hưởng đến kết quả đánh giá

Xác định bản chất và chức năng của công nghệ: Cung cấp và mô tả được tên công nghệ… Xác định và mô tả nguyên lý cấu tạo và hoạt động, ưu nhược điểm của công nghệ, cung cấp thông tin của một công nghệ cụ thể đang tồn tại hoặc đang được đề xuất

Mô tả và xác định nhiên liệu và sản phẩm cũng như chất thải đầu ra của công nghệ thông qua đặc điểm của công nghệ và kết hợp tính toán cân bằng vật liệu nếu thấy cần thiết Mô tả công nghệ một cách logic và có trình tự, các chức năng và nhiệm vụ của từng công đoạn Điều này sẽ ảnh hưởng rất nhiều đến việc xác định phạm vi đánh giá và kết quả đánh giá

Mô tả công nghệ: Việc mô tả chi tiết công nghệ sẽ càng dễ dàng xác định được mối quan hệ tương tác giữa công nghệ và môi trường

Kết thúc bước này, cần phải hiểu được đầy đủ về chu kỳ vòng đời sản phẩm

và chất thải bao gồm đầu vào, đầu ra và các yêu cầu khác Những thông tin này cần thiết cho việc xác định các tác động môi trường tiềm ẩn

1.2.3.3 Bước 2: Xác định các tác động môi trường

Thông qua quá trình mô tả công nghệ xác định các dạng chất thải tạo ra Từ

đó, xác định các tác động môi trường và các nguy cơ tiềm ẩn do sử dụng công nghệ

Trang 31

Hoàn thành bước này yêu cầu phải có các thông tin chi tiết từ công nghệ nhằm xác định các tác động môi trường Cung cấp nguyên liệu và năng lượng đầu vào, các thông tin về sử dụng nguyên liệu, năng lượng cần phải xác định một cách

rõ ràng Việc tuần hoàn, tái sử dụng, thải bỏ hoặc biện pháp xử lý cũng cần xác định Các yêu cầu về nhân lực, yêu cầu về cơ sở hạ tầng, yêu cầu về cung cấp công nghệ phải được đề cập và xác định một cách chi tiết

Tất cả các vấn đề trên cần được nắm bắt một cách sâu sắc cả đầu vào, đầu ra cũng như các yêu cầu khác của công nghệ, các ảnh hưởng đến môi trường, chất thải công cộng và sức khỏe con người

Các vấn đề liên quan đến công nghệ được xem xét để xác định các áp lực môi trường bao gồm các yếu tố liên quan đến nguyên liệu, nhiên liệu, nguồn nhân lực, lượng thải bỏ Các yếu tố này đều phải được xem xét trong quá trình đánh giá

Đưa ra loại nhiên liệu mà công nghệ sử dụng và xác định mối liên hệ của nó tới các hậu quả môi trường Đồng thời, đưa ra các chất thải phát sinh từ quá trình sản xuất, xác định các tác động của chúng tới môi trường Đưa ra các hậu quả ảnh hưởng tới môi trường do sử dụng công nghệ

Tất cả các thông tin trên là cơ sở để đánh giá và lựa chọn công nghệ, đánh giá những tổn hại do công nghệ gây ra đối với sức khỏe con người, môi trường tự nhiên và định hướng sử dụng nguồn tài nguyên bền vững nhằm phát triển kinh tế, văn hóa và xã hội

1.2.3.4 Bước 3: Đánh giá các tác động sơ bộ

Đối với các công nghệ đề xuất cần đánh giá sơ bộ sau khi tìm hiểu về bước

mô tả công nghệ và đánh giá các tác động môi trường để có tầm nhìn tổng quan về từng công nghệ Trên cơ sở đó, đưa ra các tiêu chí đánh giá và lựa chọn công nghệ một cách phù hợp

1.2.3.5 Bước 4: Đánh giá, lựa chọn công nghệ

Bước này đòi hỏi việc đánh giá tập trung vào các phương pháp thay thế để đạt được cùng một mục tiêu công nghệ Các phương pháp thay thế có thể áp dụng cho toàn bộ công nghệ nhằm cải thiện hiệu quả môi trường

Trang 32

Việc đánh giá tập trung vào so sánh các đặc trưng công nghệ, thuộc tính của thiết bị, nguyên liệu, nhiên liệu, sản phẩm, chất thải …trong mối quan hệ với môi trường Hoàn thành các bước này yêu cầu phải xác định và mô tả một cách rõ ràng công nghệ thay thế áp dụng, tính toán các chi phí nhằm đạt được các mục tiêu công nghệ, kỹ thuật, kinh tế, môi trường … Với mỗi một loại hình công nghệ thay thế, cần phải so sánh các tác động tiềm ẩn cũng như các hiệu quả kinh tế Cuối cùng là lựa chọn được một công nghệ phù hợp và thân thiện với môi trường hơn

Trong quá trình đánh giá, việc so sánh giữa các giải pháp đôi khi gặp rất nhiều khó khăn do các tác động tiềm ẩn có thể tương đương hoặc cùng hiệu quả Khi đó, đánh giá theo phương pháp liệt kê tác động không thể đem lại hiệu quả nên

có thể sử dụng phương cho điểm đối với từng tiêu chí đánh giá để cho việc lựa chọn

có hiệu quả hơn Việc xây dựng tiêu chí và cách cho điểm phụ thuộc vào phạm vi quy mô đánh giá công nghệ và kinh nghiệm của các chuyên gia đánh giá Có thể tham khảo phương pháp ma trận cho điểm của công cụ đánh giá tác động môi trường để làm cơ sở: Lựa chọn và xây dựng các tiêu chí: bao gồm tiêu chí 1, tiêu chí

2, tiêu chí 3 và thang điểm cho theo tầm quan trọng hoặc mức độ tác động từ công nghệ của tiêu chí đó (có thể cho điểm từ 1 ÷ 10 điểm hoặc đánh giá theo mức độ Cao – Trung bình – Thấp) Sau khi lựa chọn được các tiêu chí, tiến hành đánh giá

và cho điểm trên cơ sở đạt được của công nghệ Sau đó tiến hành lượng hoá các tiêu chí để thấy rõ ràng công nghệ thay thế hoặc phương pháp đề xuất được lựa chọn bằng điểm số

1.2.3.6 Bước 5: Kết luận và kiến nghị

Tổng hợp số điểm đã đánh giá được trong bước tên, đề xuất và lựa chọn một loại hình công nghệ phù hợp Công nghệ này phải mang lại hiệu quả kinh tế, giảm nhu cầu sử dụng nhân lực, có khả năng cải tiến công nghệ, nhu cầu sử dụng nhiên liệu sạch và đặc biệt các tác động môi trường của công nghệ này phải được giảm thiểu đến mức tối thiểu

Mức độ cụ thể và chi tiết của công nghệ đề xuất phụ thuộc rất nhiều vào cấp

độ đánh giá, trình độ và năng lực hiểu biết của chuyên gia về công nghệ đó Kết

Trang 33

thúc bước này sẽ có những đề xuất để công nghệ có thể ứng dụng và triển khai vào thực tế

1.2.3.7 Hoàn thiện cho EnTA

Việc hoàn thiện các thông tin về đánh giá thể hiện sự kết thúc một vòng lặp trong quá trình đánh giá liên tục Cần phải đưa ra các thông tin đầy đủ và chi tiết về lợi ích mục tiêu và yêu cầu công nghệ Các phương pháp đã sử dụng trong đánh giá Trong các thông tin hoàn thiện chu trình đánh giá cũng cần nêu khả năng áp dụng công nghệ thay thế để đạt được mục tiêu và quan hệ với các tác động môi trường, hiệu quả kinh tế của các lựa chọn thay thế Đề xuất các biện pháp nhằm giảm thiểu hơn nữa các tác động ảnh hưởng tới môi trường

Việc đề xuất xem xét đánh giá tiếp theo phải bao gồm thông tin phản hồi các quyết định, yêu cầu và hành động của các chuyên gia và các nhà đầu tư; chỉnh sửa lại các đánh giá hiện tại và chuẩn bị kế hoạch và thảo luận cho các quá trình đánh giá, thay thế tiếp theo Bên cạnh đó, việc triển khai ứng dụng một cách hiệu quả công nghệ thay thế và quan trắc, giám sát việc triển khai ứng dụng và phát triển của công nghệ thay thế, cũng như các tác động môi trường của chúng là điều cần thiết

Cung cấp các thông tin bổ sung và hướng dẫn cho các chuyên gia cũng như các nhà đầu tư; chỉnh sửa thủ tục trình tự đánh giá công nghệ môi trường phù hợp với năng lực, trình độ và mức độ áp dụng trong thực tế và thiết lập hệ thống văn bản, trình tự báo cáo của tất cả các hoạt động trên

1.2.3.8 Áp dụng EnTA đối với công nghệ nung gốm sứ

Thông qua phương pháp luận ở trên thì công nghệ nung gốm sứ nói chung và công nghệ nung gốm sứ của làng nghề Bát Tràng nói riêng cũng được đánh giá và lựa chọn công nghệ bằng EnTA qua các bước bao gồm chuẩn bị cho EnTA; bước 1:

Mô tả công nghệ; bước 2: Xác định các tác động môi trường; bước 3: Đánh giá các tác động sơ bộ; bước 4: Đánh giá, lựa chọn công nghệ, bước 5: Kết luận và kiến nghị và cuối cùng là Hoàn thiện cho EnTA Nội dung của các bước này như sau:

Bước chuẩn bị cho EnTA: Quá trình này xác định mục tiêu đặt ra để có thể lựa chọn được công nghệ nung gốm sứ đáp ứng yêu cầu sản xuất và bảo vệ môi trường Trong đó, tập trung giới thiệu về công nghệ nung gốm sứ tại làng nghề Bát Tràng và tìm hiểu cơ sở lý thuyết của quá trình nung gốm Đây là cơ sở ban đầu để người đánh giá công nghệ cũng như sử dụng công nghệ có được một kiến thức kỹ

Trang 34

thuật cơ bản về công nghệ này Giúp cho quá trình đánh giá, lựa chọn thuận lợi và

có cơ sở khoa học hơn Kết thúc bước này cần đánh giá quá trình nung tuân theo cơ

sở lý thuyết đối với mỗi công nghệ

Bước 1: Mô tả công nghệ: Bước này sẽ đưa ra tên các hệ lò cần đánh giá, mô

tả công nghệ của từng hệ lò bao gồm nguyên lý cấu tạo và hoạt động Sau đó, tính toán cân bằng vật liệu để xác định tải lượng các chất ô nhiễm cho các lò nung cùng công suất, cùng số lượng sản phẩm để tiện so sánh Trên cơ sở đó, đưa ra ưu nhược điểm của từng hệ lò Trong bước này xác định rõ các thông tin về nguyên liệu, nhiên liệu, sản phẩm và chất thải của từng công nghệ

Mô tả chi tiết về cấu tạo của từng hệ lò để hiểu và có cơ sở đánh giá tốt hơn

về công nghệ Xác định mối quan hệ giữa nhiên liệu, công nghệ và chất thải để làm

cơ sở đánh giá các tác động tới môi trường

Kết thúc bước này có thể hiểu được các thông tin cần thiết về công nghệ Bước 2: Xác định các tác động môi trường: Xác định các tác động đến các thành phần môi trường tại làng nghề thông qua việc xác định loại và lượng chất thải

có thể gây ô nhiễm môi trường không khí, môi trường nước, môi trường đất Đồng thời, xác định các độc tính gây ra đối với con người sinh sống trong khu vực bao gồm người quản lý, người lao động và dân cư lân cận

Bước 3: Đánh giá các tác động sơ bộ: Trên cơ sở mô tả công nghệ và xác định các tác động môi trường cần đánh giá sơ bộ các tác động của mỗi hệ lò nung ứng với từng hệ lò đã đề xuất nghiên cứu về mức độ phù hợp, mức độ ảnh hưởng đến con người và môi trường

Bước 4: Đánh giá, lựa chọn công nghệ: Vì trong công nghệ sản xuất gốm sứ, các quá trình thực hiện như chuẩn bị nguyên liệu đầu, định lượng, chế tạo phối liệu, tạo hình sản phẩm mộc, trang trí tráng men là giống nhau, chỉ khác nhau chủ yếu ở công đoạn nung Với công đoạn này, chỉ có công nghệ nung gốm sứ (với các loại lò

sử dụng nhiên liệu khác nhau) được đưa vào xem xét lựa chọn Vì vậy, việc đánh giá không phức tạp đối với toàn bộ công nghệ sản xuất Để có thể đánh giá cần lựa chọn thông qua các tiêu chí bao gồm đánh giá so sánh các tác động môi trường, đánh giá về nguyên liệu đầu vào, đánh giá về nhu cầu sử dụng nhiên liệu, đánh giá

về chất lượng sản phẩm, đánh giá về suất đầu tư, đánh giá về hiệu quả kinh tế, đánh giá về nhu cầu sử dụng nhiên liệu và đánh giá về khả năng sửa chữa, bảo dưỡng, thay thế phụ kiện và cải tiến công nghệ Để có thể lựa chọn được công nghệ tối ưu

Trang 35

nhất cần phải sử dụng phương pháp cho điểm đối với từng tiêu chí, có thể coi tổng

số điểm cao nhất được đánh giá là 100 điểm, đối với từng tiêu chí được xây dựng

thang điểm đánh giá như sau: Làng nghề Bát Tràng gắn liền với phát triển du lịch

nên tiêu chí đánh giá so sánh các tác động môi trường là quan trọng nhất nên có số

điểm tối đa là 30 điểm và gồm 5 tiêu chí nhánh (tiêu chí nhánh 1: Suy giảm chất

lượng môi trường không khí, tiêu chí nhánh 2: Suy giảm chất lượng môi trường đất,

tiêu chí nhánh 3: Suy giảm chất lượng nước, tiêu chí nhánh 4: Ảnh hưởng xấu đến

du lịch làng nghề và tiêu chí nhánh 5: ảnh hưởng xấu đến sức khoẻ người dân), mỗi

tiêu chí nhánh có số điểm tối đa là 6 điểm Còn lại các tiêu chí như đánh giá về

nguyên liệu đầu vào, đánh giá về nhu cầu sử dụng nhiên liệu, đánh giá về chất

lượng sản phẩm, đánh giá về suất đầu tư, đánh giá về hiệu quả kinh tế, đánh giá về

nhu cầu sử dụng nhiên liệu và đánh giá về khả năng sửa chữa, bảo dưỡng, thay thế

phụ kiện và cải tiến công nghệ có số điểm tối đa là 10 điểm cho mỗi tiêu chí

Lượng hoá các tiêu chí theo bảng 2.1 sau đây:

Bảng 1.2 Lượng hoá điểm tối đa để đánh giá công nghệ nung gốm cho

làng nghề Bát Tràng theo các tiêu chí đã xây dựng

8 Tiêu chí 8: Đánh giá về khả năng sửa chữa, bảo dưỡng, thay

thế phụ kiện và cải tiến công nghệ

10

Tổng điểm 100

Trang 36

Điểm số của các tiêu chí đánh giá có thể thay đổi tuỳ thuộc vào đặc thù của từng công nghệ nung gốm sứ Để đánh giá công nghệ nung gốm sứ có được khuyến khích để áp dụng hay được cấp chứng chỉ công nghệ không thì phải thoả mãn các điều kiện sau:

- Điều kiện 1: Tiêu chí 1 (Đánh giá so sánh các tác động môi trường) phải đạt trên 15 điểm (> 50% tổng điểm của tiêu chí 1)

- Điều kiện 2:

+ Tổng điểm đạt > 70 điểm - Khuyến khích các cơ sở nung gốm sứ áp dụng + Tổng điểm đạt từ 50 ÷ 70 điểm - Các cơ sở nung gốm sứ có thể áp dụng + Tổng điểm < 50 điểm - Không nên áp dụng công nghệ nung gốm sứ này Bước 5: Kết luận và kiến nghị: Trên cơ sở đánh giá, lựa chọn, đưa ra kết luận và nhận xét về công nghệ nung gốm sứ đã được lựa chọn, kiến nghị để triển khai áp dụng công nghệ vào sản xuất và từ đó có thể nhân rộng phạm vi ứng dụng Đồng thời, có ý kiến nhận xét về công nghệ nung gốm sứ không được lựa chọn hoặc công nghệ nung gốm sứ có thể được lựa chọn

Bước hoàn thiện cho EnTA: Kết thúc quá trình đánh giá, lựa chọn công nghệ kiểm tra lại toàn bộ các thông tin cho chính xác Đề xuất các biện pháp nhằm giảm thiểu các tác động đến môi trường và sức khoẻ con người sao cho có hiệu quả đối với các công nghệ nung gốm sứ được lựa chọn để nghiên cứu

Nội dung của các bước này được nghiên cứu cụ thể trong các chương sau

Trang 37

CHƯƠNG 2 CÔNG NGHỆ NUNG GỐM SỨ

TẠI LÀNG NGHỀ BÁT TRÀNG

Trong công nghệ sản xuất gốm sứ nói chung thì công đoạn nung sản phẩm đóng vai trò rất quan trọng, nó quyết định phần lớn đến các tính chất kỹ thuật, mỹ thuật của sản phẩm Đồng thời, đây cũng là công đoạn tạo ra các chất gây ô nhiễm môi trường lớn nhất Vì vậy, để có thể đánh giá công nghệ sản xuất theo khía cạnh môi trường cần tìm hiểu kỹ về các công nghệ nung gốm sứ hiện nay, cơ sở lý thuyết, các vấn đề môi trường và công nghệ, thiết bị của quá trình nung gốm sứ trong chương này

2.1 Chuẩn bị cho đánh giá công nghệ sản xuất theo khía cạnh môi trường

2.1.1 Giới thiệu về công nghệ nung gốm sứ tại làng nghề Bát Tràng

Làng nghề Bát Tràng là một làng gốm cổ truyền và nổi tiếng của Việt Nam được hình thành từ thế kỷ XV Nằm ở ngoại thành cách thủ đô Hà Nội khoảng 10km về phía Ðông Nam Trước đây, làng nghề Bát Tràng thuộc tỉnh Bắc Ninh nhưng nay thuộc huyện Gia Lâm, Hà nội Phía Bắc giáp xã Đông Dư; phía nam giáp

xã Xuân Quan huyện Văn Giang, tỉnh Hưng Yên; phía Đông giáp xã Đa Tốn và phía Tây nằm cạnh dòng sông Hồng Làng nghề Bát Tràng có diện tích 164 ha với dân số khoảng 7.790 người ở trong 1.750 hộ gia đình, trong đó có khoảng 65÷70%

hộ gia đình tham gia sản xuất gốm sứ [13]

Công nghệ sản xuất gốm sứ của làng nghề Bát Tràng cũng tuân theo quy trình chung của công nghệ sản xuất gốm sứ Trong đó, công đoạn nung đã trải qua các thời kỳ phát triển của nó Ban đầu, sản phẩm mộc được nung trong lò hộp dùng than và củi theo quy mô hộ gia đình Với công nghệ này thì năng suất sản phẩm sau nung đạt khoảng 65 ÷ 70% và thời gian nung gốm kéo dài (28÷30 giờ/mẻ) Điều này đã phần nào ảnh hưởng đến điều kiện kinh tế và đặc biệt nó tác động xấu đến môi trường làng nghề, đặc biệt môi trường không khí

Vào khoảng những năm 1990, cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật,

hệ lò gas của nước ngoài đã thâm nhập vào làng nghề Bát Tràng để thay thế cho lò hộp Khi đó năng suất và chất lượng sản phẩm từng bước được tăng lên Tỷ lệ thu thồi khi nung của sản phẩm đạt khoảng 70 ÷ 80%, thời gian nung gốm 16-18 giờ/mẻ

và lượng nhiên liệu gas tiêu tốn khoảng 350 ÷ 450 kg/mẻ Chính điều này đã tạo điều kiện cho môi trường làng nghề đã từng bước được cải thiện Tuy nhiên, thực tế

Trang 38

giá của nhiên liệu ngày càng tăng cao và tỷ lệ các phế phẩm vẫn còn tương đối lớn

nên đến năm 2006, làng nghề Bát Tràng tiếp tục cải tiến lò gas nung gốm sứ thành

lò gas “tiết kiệm năng lượng” Với công nghệ nung gốm sứ này, thời gian nung chỉ

còn khoảng 12 ÷ 14 giờ/mẻ, tiết kiệm được khoảng 20 ÷ 30% lượng gas tiêu tốn,

đặc biệt chất lượng thành phẩm đạt hơn 90÷95% [7]

Chính sự thay thế và phát triển công nghệ nung gốm sứ trong thời gian qua

cũng đồng nghĩa với việc thay đổi chất lượng của sản phẩm Sự thay đổi này được

thể hiện: Khi nung gốm sứ bằng lò hộp sản phẩm chủ đạo là các loại gạch gốm xây

dựng, chậu cảnh, gốm gia dụng chất lượng thấp Từ khi thay thế bằng lò gas nung

gốm sứ thì sản phẩm ngày càng đa dạng về chủng loại và mẫu mã, đồng thời tăng

đáng kể cả về sản lượng cũng như chất lượng Đến nay, các sản phẩm gốm sứ của

làng nghề đã được xuất khẩu đi nhiều nước trên thế giới như Đức, Nhật, Canada…

với số lượng ngày càng tăng

Mặc dù đã có sự chuyển biến mạnh mẽ trong việc chuyển đổi công nghệ

nung gốm nhưng số lượng các lò hộp vẫn còn tồn tại khá lớn Theo thống kê của

Hiệp hội gốm sứ Bát Tràng và Công ty Cổ phần Thiết kế và gốm sứ Bát Tràng số

lượng các hệ lò nung gốm sứ tồn tại ở làng nghề Bát Tràng cụ thể như sau:

Bảng 2.1 Thống kê các công nghệ lò nung gốm sứ tại Bát Tràng

Trang 39

Từ bảng thống kê trên chúng ta thấy rằng hiện làng nghề Bát Tràng vẫn còn tồn tại khoảng 150 lò hộp Điều này đang gây nên các tác động đáng kể đến môi trường làng nghề Chính vì vậy, trong những năm tới cần phải có những biện pháp nhằm thuyết phục các cơ sở sản xuất này chuyển đối sang công nghệ nung gốm sứ đáp ứng yêu cầu sản xuất và bảo vệ môi trường

2.1.2 Cơ sở lý thuyết của quá trình nung gốm sứ [15]

Công đoạn nung sản phẩm là công đoạn phức tạp nhất trong công nghệ sản xuất gốm sứ Trong suốt quá trình nung, sản phẩm sẽ trải qua nhiều sự biến đổi vật lý, hóa lý khác nhau Vì vậy, cần phải nắm vững cơ sở lý thuyết của quá trình nung gốm để thông qua đó có thể phân tích đánh giá các đặc điểm của từng hệ lò nhằm phục vụ phương pháp EnTA được tốt hơn Có thể chia quy trình nung gốm sứ thành các giai đoạn theo đường cong nung như hình 2.1 Các giai đoạn này có đặc điểm như sau:

- Giai đoạn sấy (1): t = 25 – 300 0 C

Sản phẩm mộc sau khi sấy khô đến còn độ ẩm 1 ÷ 2% được đưa vào nung Tại đây nhiệt độ tăng dần làm lượng nước vật lý trong sản phẩm thoát ra

Ở giai đoạn này, nếu tốc độ nâng nhiệt nhanh thì sản phẩm mộc rất dễ bị nứt vỡ

do tốc độ khuếch tán ẩm từ trong lòng sản phẩm ra bề mặt không cân bằng với tốc độ khuếch tán ẩm từ bề mặt ra ngoài môi trường dẫn đến co ngót không đều

và tạo ứng suất Ngoài ra, các hạt ẩm ở trong lòng vật liệu chưa thoát ra khỏi bề mặt nên khi nhiệt độ tăng nhanh thì áp suất của hạt cũng tăng nhanh, dễ gây lên hiện tượng nổ sản phẩm

Trang 40

Hình 2.1 Đường cong nung gốm sứ

- Giai đoạn đốt nóng (2): t = 300 ÷ 950 0 C

Ở giai đoạn này, nước hoá học trong cấu trúc sản phẩm mộc được thoát ra ngoài và các chất hữu cơ cũng được đốt cháy Đến cuối giai đoạn một số muối cacbonat, sunphat được phân huỷ thành oxit tương ứng Giai đoạn này có thể tăng nhanh nhiệt độ

- Giai đoạn hãm lửa oxy hoá (3): t = 950 ÷ 1050 0 C

Thời gian nâng nhiệt ở giai đoạn này phải đủ để cho toàn bộ các phản ứng phân huỷ xảy ra hoàn toàn, đồng thời để cho nhiệt độ trong buồng nung cũng như trong buồng sản phẩm được đồng đều trước khi vào giai đoạn khử Cuối giai đoạn này pha thuỷ tinh bắt đầu xuất hiện, nó hoà tan các cấu tử rắn đến trạng thái bão hoà

sẽ kết tinh ra các tinh thể mà điển hình là tinh thể mulit (3Al2O3.2SiO2)

Trong đó: (4) Giai đoạn lửa khử

(1) Giai đoạn sấy (5) Giai đoạn lưu lửa trung tính

(2) Giai đoạn đốt nóng (6) Giai đoạn làm lạnh nhanh

(3) Giai đoạn hãm lửa oxy hoá (7) Giai đoạn làm lạnh chậm

Nhiệt độ

Thời gian (1) (2) (3) (4) (5) (6)

Định dạng
Số trang	115
Dung lượng	1,96 MB