1. Trang chủ
  2. » Luận Văn - Báo Cáo

Đánh giá, lựa chọn công nghệ sản xuất xi măng nhằm giảm thiểu tác động tiêu cực tới môi trường

94 13 0

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Định dạng
Số trang 94
Dung lượng 1,6 MB

Các công cụ chuyển đổi và chỉnh sửa cho tài liệu này

Nội dung

1.1 Đánh giá công nghệ sản xuất về khía cạnh môi trường EnTA 1.1.1 Định nghĩa Đánh giá công nghệ sản xuất về khía cạnh môi trường Environmental Technology Asessment – EnTA là một quá t

Trang 1

B Ộ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

-

NGUYỄN THỊ TÂM

ĐÁNH GIÁ, LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT

XI MĂNG NHẰM GIẢM THIỂU TÁC ĐỘNG TIÊU

CỰC TỚI MÔI TRƯỜNG

LU ẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC

NGÀNH: KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG

NG ƯỜI HƯỚNG DẪN: TS ĐẶNG KIM CHI

HÀ NỘI – 2007

Trang 2

Người thực hiện xin chân thành cám ơn các thầy cô giáo Viện Khoa học công nghệ & Môi trường trường đại học Bách khoa Hà Nội, đặc biệt là sự hướng dẫn tận tình của GS, TS Đặng Kim Chi, sự giúp đỡ của TS Lương Đức Long và các chuyên viên khác trong Viện Vật liệu xây dựng và sự tạo điều kiện của Giám đốc Trung tâm Nghiên cứu Thiết bị & Môi trường - Viện Vật liệu Xây dựng

Trang 4

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT 5

DANH MỤC CÁC BẢNG 6

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, SƠ ĐỒ 7

PHẦN MỞ ĐẦU 8

1 Đặt vấn đề 8

2 Mục tiêu và đối tượng đánh giá 8

Chương 1 9

PHƯƠNG PHÁP LUẬN ĐÁNH GIÁ 9

CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT VỀ KHÍA CẠNH MÔI TRƯỜNG 9

1.1 Đánh giá công nghệ sản xuất về khía cạnh môi trường (EnTA) 9

1.1.1 Định nghĩa 9

1.1.2 Đối tượng áp dụng 9

1.1.3 Tính chất và đặc điểm 9

1.1.4 Mục đích của đánh giá công nghệ sản xuất về khía cạnh môi trường 10

1.2 Quan hệ giữa EnTA và các công cụ đánh giá quản lý môi trường khác 10

1.3 Trình tự thực hiện đánh giá công nghệ sản xuất về khía cạnh môi trường 12

1.3.1 Chuẩn bị đánh giá công nghệ sản xuất về khía cạnh môi trường 13

1.3.2 Mô tả công nghệ 13

1.3.4 Đánh giá lựa chọn các công nghệ 15

1.3.5 Kết luận và kiến nghị 16

1.3.6 Hoàn thiện đánh giá công nghệ về khía cạnh môi trường 16

1.4 Nhận xét 17

Chương 2 18

CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT XI MĂNG 18

2.1 Tổng quan về sản xuất xi măng 18

2.2 Nguyên liệu, nhiên liệu để sản xuất xi măng 19

2.2.1 Đá vôi 19

2.2.2 Sét 19

2.2.3 Phụ gia điều chỉnh 20

2.3.4 Phụ gia khoáng hoá 20

2.2.5 Nhiên liệu 21

2.3 Các phương pháp sản xuất clanhke xi măng poóc lăng 22

2.4 Cơ sở lý thuyết của quá trình sản xuất 22

2.4.1 Giai đoạn nung nóng và sấy khô phối liệu 22

2.4.2 Giai đoạn phân huỷ các khoáng sét 22

2.4.3 Giai đoạn phân huỷ các bonnat 23

2.4.4 Giai đoạn phản ứng ở pha rắn 23

2.4.5 Giai đoạn phản ứng khi xuất hiện pha lỏng 23

2.4.6 Giai đoạn làm nguội clanhke 24

2.5 Công nghệ sản xuất xi măng poóc lăng lò đứng cơ giới hoá 24

2.5.1 Công đoạn chuẩn bị liệu 26

2.5.2 Nung clanhke 28

2.5.3 Công đoạn nghiền, đóng bao xi măng 30

2.6 Công nghệ sản xuất xi măng poóc lăng lò quay phương pháp khô 31

Trang 5

2.6.1 Công đoạn chuẩn bị liệu 32

2.6.2 Công đoạn nung clanhke 37

2.6.3 Công đoạn nghiền, đóng bao xi măng 39

2.7 Đặc trưng chất thải từ quá trình sản xuất xi măng 41

2.7.1 Bụi 42

2.7.2 Khí thải 43

2.7.3 Nước thải 45

2.7.6 Ô nhiễm do nhiệt 46

2.8 Sự ảnh hưởng của các dạng chất thải tới môi trường và sức khoẻ cộng đồng 47

2.8.1 Sự ảnh hưởng của bụi 47

2.8.2 Tác động của khí thải 47

2.8.3 Sự ảnh hưởng của chất thải rắn: 48

Chương 3 49

ĐÁNH GIÁ, LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT XI MĂNG 49

3.1 Phân tích đánh giá khả năng sử dụng nguyên liệu 49

3.2 Phân tích đánh giá so sánh thiết bị và suất đầu tư 51

3.3 Đánh giá so sánh nhu cầu nguyên liệu 54

3.4 Đánh giá, so sánh nhu cầu về nhiên liệu và năng lượng 54

3.5 Đánh giá về hiệu quả kinh tế 55

3.6 Đánh giá so sánh về chất lượng sản phẩm 56

3.7 Đánh giá về khả năng cung cấp và đáp ứng của công nghệ 57

3.8 Đánh giá về khả năng áp dụng công nghệ mới 58

3.9 Đánh giá về áp dụng quy mô, năng suất 58

3.9.1 Công nghệ sản xuất xi măng bằng lò đứng 59

3.9.2 Công nghệ sản xuất xi măng bằng lò quay phương pháp khô 59

3.10 Đánh giá so sánh các tác động môi trường 59

3.10.1 So sánh tải lượng phát thải 59

3.10.2 So sánh tác động của chất thải tới môi trường xung quanh 63

3.10.3 Mức độ tác động tới môi trường 64

3.10.4 So sánh mức độ sử dụng nước 65

3.11 Đánh giá các sự cố môi trường 65

3.11.1 Trong sản xuất xi măng bằng lò đứng 65

3.11.2 Trong sản xuất xi măng bằng lò quay 66

3.12 Lập ma trận đánh giá hai dạng công nghệ 66

3.13 Đề xuất công nghệ thích hợp ở Việt Nam 68

Chương 4 73

ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP GIẢM THIỂU 73

Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG CHO CNSXXMLQK 73

4.1 Phương pháp tiếp cận để giảm thiểu ô nhiễm môi trường 73

4.2 Phân tích đề xuất các giải pháp 73

4.3 Lựa chọn các giải pháp giảm thiểu ô nhiễm môi trường 75

4.4 Các biện pháp xử lý khí thải ô nhiễm và bụi 83

4.5 Công tác quản lý nội vi 87

4.6 Các giải pháp phụ trợ 88

KẾT LUẬN 90

TÀI LIỆU THAM KHẢO 92 PHẦN PHỤ LỤC

Trang 6

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT

CNSXXMLĐ Công nghệ sản xuất xi măng lò đứng

CNSXXMLQK Công nghệ sản xuất xi măng lò quay phương pháp khô EnTA Đánh giá công nghệ sản xuất về khía cạnh môi trường (Environmental Technology Assessment – EnTA)

EIA Đánh giá tác động môi trường

EnRA Đánh giá rủi ro môi trường

LCA Đánh giá chu kỳ sống

Trang 7

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1 : So sánh giữa EnTA và các công cụ đánh giá môi trường khác 11

Bảng 2.1: Thành phần hoá học của nguyên liệu sống 21

Bảng 2.2: Nhận dạng các loại chất thải phát sinh 42

Bảng 2.3: Quan hệ công nghệ dòng thải trong sản xuất xi măng 46

Bảng 3.1: Nguyên, nhiên liệu sử dụng trong CNSXXMLĐ và CNSXXMLQK 52

Bảng 3.2: So sánh số lượng thiết bị cơ bản của hai công nghệ sản xuất 53

Bảng 3.3: So sánh định mức tiêu hao nguyên liệu giữa CNLD và CNLQPPK (tính cho 1 tấn clanhke 55

Bảng 3.4: Nhu cầu sử dụng nhiên liệu và năng lương giữa CNLĐ và CNLQK (tính cho 1 tấn clanhke) 56

Bảng 3.5: Tính giá thành sản xuất xi măng 57

Bảng 3.6: Đánh giá về khả năng cung cấp công nghệ 58

Bảng 3.7: Kết quả tính toán lượng khí thải phát sinh trong CNSXXMLĐ 63

Bảng 3.8: So sánh tải lượng khí thải phát sinh trong quá trình sản xuất xi măng theo công nghệ lò đứng và lò quay phương pháp khô/1tấn sản phẩm 63

Bảng 3.9: So sánh tác động của chất thải tới môi trường xung quanh 64

Bảng 3.10: So sánh mức độ tác động môi trường của công nghệ đề xuất 64

Bảng 3.11: Ma trận đánh giá tổng hợp các yếu tố ảnh hưởng 68

Bảng 4.1: Các giải pháp giảm thiểu ô nhiễm môi trường 74

Bảng 4.2: Thiết bị thu hồi bụi cho từng công đoạn 84

Trang 8

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, SƠ ĐỒ

Hình 1.1: Các bước đánh giá công nghệ về khía cạnh môi trường 12

Hình 1.2: Các thành phần của hệ thống công nghệ có ảnh hưởng tới môi trường 17

Sơ đồ 2.1: Sơ đồ công nghệ kèm dòng thải CN sản xuất xi măng lò đứng cơ giới hoá 26

Hình 2.2: Sơ đồ công nghệ công đoạn chuẩn bị nguyên liệu 33

Hình 2.3: Sơ đồ công nghệ công đoạn nghiền phối liệu và đồng nhất 35

Hình 2.4: Sơ đồ công nghệ công đoạn chuẩn bị bột than 37

Hình 2.5: Sơ đồ công nghệ công đoạn nung clanhke 38

Hình 2.6: Sơ đồ công nghệ công đoạn nghiền xi măng 40

Hình 2.7: Sơ đồ công nghệ công đoạn đồng nhất và đóng bao xi măng 42

Hình 3.1: Nhà máy Lengfugt - Đức sử dụng nhiên liệu thứ cấp 52

S ơ đồ 3.2: Sơ đồ công nghệ CN sản xuất xi măng lò quay phương pháp khô 70

Hình 4.1: Xu thế tiếp cận trong quản lý giảm thiểu ô nhiễm môi trường 74

Hình 4.2: Nguyên lý đồng nhất phối liệu bằng khí nén 77

Hình 4.3: Sự phụ thuộc thời gian đảo trộn T vào độ sai lệch hàm lượng CaCO 3 77

Hình 4.4 : Lò quay hình trụ đều, ba bệ đỡ 78

Hình 4.5 : Vòi đốt than 4 kênh 79

Hình 4.6: Tháp trao đổi nhiệt 5 tầng xyclon có calciner 81

Hình 4.7: Sơ đồ cấu tạo lò phân giải 81

Hình 4.8 : Hình ảnh bên ngoài (trái) và bề mặt ghi tại cửa nhận clanhke (phải) của máy làm nguội clanhke kiểu ghi 82

Hình 4.9 : Cấu tạo máy làm nguội clanhke kiểu ghi 82

Hình 4.10: Làm kín lò quay bằng các tấm grafit (đầu nguội) 83

Hình 4.11 Nguyên lý cấu tạo của tháp làm mát khí thải 85

Hình 4.12 Sự trao đổi nhiệt trong tháp 85

Trang 9

PHẦN MỞ ĐẦU

1 Đặt vấn đề

Cùng với việc phát triển của xã hội, nhu cầu nâng cao chất lượng cuộc sống của con người ngày càng cao Các công nghệ sản xuất được ứng dụng nhằm nâng cao chất lượng cuộc sống Ngày nay chất lượng cuộc sống không chỉ yêu cầu sự đáp ứng đầy đủ về kinh tế mà còn là môi trường sống Xi măng là một loại nguyên liệu cần thiết trong quá trình công nghiệp hoá phát triển đất nước Sản lượng và nhu cầu

xi măng tai Việt Nam ngày càng tăng Sản lượng xi măng của Việt Nam năm 2006 là

22 triệu tấn, dự báo đến năm 2010 là 49,8 triệu tấn, năm 2015 là 62,8 triệu tấn Dự báo nhu cầu xi măng năm 2010 là 48,6 triệu tấn, năm 2015 là 63 – 65 triệu tấn 1

Hiện nay, Việt Nam có khoảng 52 nhà máy sản xuất xi măng theo công nghệ

lò đứng cơ giới hoá , 15 nhà máy sản xuất xi măng theo công nghệ lò quay

Trong “Quy hoạch phát triển công nghiệp xi măng đến năm 2010 và định hướng đến 2020” là ưu tiên phát triển các dự án đầu tư xây dựng mở rộng nhà máy sản xuất xi măng bằng công nghệ lò quay và các trạm nghiền clanhke, cải tạo, chuyển đổi công nghiệp sản xuất xi măng lò đứng, những nhà máy không chuyển đổi

sẽ dừng sản xuất trước năm 2020 (Quyết định số 108/2005/QĐ-TTg ngày 15 tháng 5 năm 2005 của Thủ tướng Chính phủ)

Trên cơ sở quy hoạch đó, nhiều cơ sở sản xuất xi măng lò đứng và doanh nghiệp tại các địa phương đã và đang có nhu cầu đầu tư phát triển các dây chuyền sản xuất xi măng lò quay phương pháp khô và các trạm nghiền clanhke

Công nghiệp sản xuất xi măng được đánh giá là ngành công nghiệp gây ô nhiễm môi trường đặc biệt là môi trường không khí Do đó để phát triển bền vững nghành công nghiệp xi măng cần phải có bước đánh giá một cách toàn diện về các yếu tố ảnh hưởng tới môi trường, lựa chọn được công nghệ sản xuất phù hợp và đề ra những giải pháp giảm thiểu ô nhiễm môi trường trong công nghiệp sản xuất xi măng

2 Mục tiêu và đối tượng đánh giá

Luận văn “Đánh giá lựa chọn công nghệ sản xuất xi măng nhằm giảm thiểu tác động tiêu cực tới môi trường” được thực hiện với mục tiêu:

- Giới thiệu phương pháp đánh giá công nghệ sản xuất xi măng về khía cạnh môi trường

- Phân tích, so sánh mức độ tác động tới môi trường giữa hai công nghệ sản xuất xi măng lò đứng và công nghệ sản xuất xi măng lò quay phương pháp khô

- Lựa chọn công nghệ sản xuất xi măng thích hợp tại Việt Nam

- Đề xuất các biện pháp giảm thiểu tác động tiêu cực tới môi trường cho loại hình công nghệ sản xuất xi măng được lựa chọn

1 Điều chỉnh quy hoạch phát triển xi măng Việt Nam đến năm 2010 và định hướng đến năm 2020, nhà xuất bản Xây dựng

Trang 10

Chương 1 PHƯƠNG PHÁP LUẬN ĐÁNH GIÁ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT VỀ KHÍA CẠNH MÔI TRƯỜNG

Các công nghệ hiện nay đều hướng tới mục tiêu bảo vệ môi trường, phát triển bền vững, ổn định nền kinh tế xã hội… Để đạt được những mục tiêu này đòi hỏi phải hoàn thiện các công nghệ hiện tại, thay thế các công nghệ cũ kỹ lạc hậu tạo ra các loại hình công nghệ thân thiện với môi trường

Công nghệ thân thiện với môi trường là công nghệ ít gây ảnh hưởng tới môi trường nhất, tận dụng được tối đa các cấu tử có trong nguyên, nhiên liệu, sử dụng ít tài nguyên không tái tạo

Để có thể lựa chọn được loại công nghệ phù hợp, cần phải phân tích, đánh giá công nghệ đó trên nhiều khía cạnh khác nhau

1.1 Đánh giá công nghệ sản xuất về khía cạnh môi trường (EnTA)

1.1.1 Định nghĩa

Đánh giá công nghệ sản xuất về khía cạnh môi trường (Environmental Technology Asessment – EnTA) 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 - xã hội

Đánh giá công nghệ sản xuất về khía cạnh môi trường giúp vạch định chính sách, kế hoạch, ra quyết định cho chính phủ, các tổ chức, cá nhân, các uỷ ban cũng như các nhà đầu tư tiến tới thống nhất một loại hình công nghệ có vai trò ngăn ngừa

và giảm thiểu ô nhiễm môi trường đồng thời đảm bảo phát triển về mặt kinh tế

- Người lập kế hoạch phát triển và các quan chức chính phủ: Nhằm chắc chắn rằng những tác động của việc phát triển công nghệ là cơ bản và thuận lợi nhất

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

- Tất cả các cá nhân và các tổ chức đã cam kết và 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

1.1.3 Tính chất và đặc điểm

a Tính chất:

Trang 11

- EnTA là công cụ giao tiếp nhằm đạt tới sự thống nhất giữa chủ đầu tư và người thiết kế trong việc ra quyết định triển khai dự án

- EnTA quan tâm đến việc ngăn ngừa ô nhiễm và các vấn đề môi trường hơn

là giải quyết và khắc phục chúng (giảm thiểu tại nguồn)

- EnTA có tính chặt chẽ cao, thể hiện qua sự kết hợp hài hoà giữa các yếu tố kinh tế kỹ thuật và môi trường

- EnTA xem xét ảnh hưởng tới môi trường của toàn bộ hệ thống công nghệ từ việc sử dụng tài nguyên, nguyên liệu và việc thải bỏ chúng hay toàn bộ vòng đời sản phẩm

b 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 theo hướng ngăn ngừa, giảm thiểu và thay thế; tập trung vào cấp độ xí nghiệp, cơ sở sản xuất hơn là chính sách quốc gia

- Việc áp dụng EnTA tương đối đơn giản - linh hoạt và có hiệu quả cao vì nó hướng tới lợi ích của các chủ đầu tư

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

- EnTA là một công cụ quản lý môi trường mang tính chất tự nguyện không phải là công cụ pháp luật bắt buộc;

1.1.4 Mục đích của đánh giá công nghệ sản xuất về khía cạnh môi trường

- Mô tả công nghệ được xem xét, đề xuất những lựa chọn thay thế có giá trị;

- Mô tả được các tác động môi trường (an toàn, sức khoẻ, ô nhiễm môi trường tự nhiên, xã hội….) do công nghệ sản xuất gây ra;

- Đưa ra công nghệ, kỹ thuật phù hợp và thân thiện với môi trường nhưng vẫn đảm bảo khả năng đáp ứng yêu cầu kinh tế

1.2 Quan hệ giữa EnTA và các công cụ đánh giá quản lý môi trường khác

Đánh giá công nghệ sản xuất về khía cạnh môi trường không đề cập đến việc thay thế các công cụ khác đã được sử dụng như: đánh giá tác động môi trường (EIA); đánh giá rủi ro môi trường (EnRA); đánh giá chu kỳ sống (LCA)… EnTA tập trung vào việc xác định và ước tính các tác động trực tiếp và gián tiếp đến môi trường, so sánh và kiểm tra chúng gắn liền với quá trình công nghệ theo suốt chu kỳ sống của sản phẩm

Đánh giá công nghệ sản xuất về khía cạnh môi trường có thể hỗ trợ các công

cụ khác đánh giá sự ảnh hưởng của công nghệ đến môi trường Mặt khác, EnTA là một công cụ hiệu quả để xác định các thuộc tính đặc biệt của công nghệ Nó mô tả rõ ràng hiệu quả của việc ứng dụng quá trình sản xuất sạch hơn (chẳng hạn như ngăn ngừa ô nhiễm và giảm thiểu sử dụng độc chất) và của các công cụ khác như phân tích chi phí lợi ích hay đánh giá tác động xã hội Đánh giá công nghệ sản xuất về khía cạnh môi trường và các phương pháp khác được tổng hợp trong bảng 1.1

Trang 12

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

Trang 13

1.3 Trình tự thực hiện đánh giá công nghệ sản xuất về khía cạnh môi trường

Công nghệ và môi trường xung quanh luôn có sự tác động qua lại với nhau EnTA là một công cụ nhằm xác định một cách hệ thống mối quan hệ qua lại giữa công nghệ và môi trường thông qua các tiêu chí như mức độ sử dụng tài nguyên thiên nhiên, ô nhiễm môi trường, ảnh hưởng đến sức khoẻ cộng đồng… Trình tự thực hiện đánh giá công nghệ môi trường được mô tả bằng cụm từ “DICE” – là từ viết tắt chữ cái đầu của các hành động sau:

- Describe: Mô tả công nghệ được đề xuất, các giải pháp giảm thiểu, ngăn ngừa,

thay thế và các yêu cầu của chúng

- Identify: Xác định các ảnh hưởng của loại hình công nghệ đến môi trường

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

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

thể

Công nghệ sản xuất và môi trường luôn tác động qua lại với nhau Có những tác động có lợi và có những tác động có hại Đánh giá công nghệ sản xuất về khía cạnh môi trường quan tâm đến hậu quả cuối cùng của các tác động đó Chúng thường là: sức khoẻ và sự an toàn của con người, ảnh hưởng tới môi trường tự nhiên của địa phương, quốc gia, khu vực và toàn cầu, các tác động đến văn hoá - xã hội cũng như việc sử dụng tài nguyên thiên nhiên

Các bước cơ bản trong EnTA như sau:

Trang 14

Hình 1.1: Các bước đánh giá công nghệ về khía cạnh môi trường

1.3.1 Chuẩn bị đánh giá công nghệ sản xuất về khía cạnh môi trường

Vấn đề quan trọng để bắt đầu quá trình đánh giá công nghệ môi trường là đạt được sự nhất trí về nội dung đánh giá, các yêu cầu của đánh giá Mục tiêu đánh giá, khả năng và phương pháp đánh giá phải được minh bạch rõ ràng

xác định và cụ thể hoá các nguồn lực sau:

Con người: Thành lập nhóm đánh giá có đủ kỹ năng, kiến thức cần thiết để thực hiện nhiệm vụ và mục tiêu trên

Các thông tin liên quan đến việc đánh giá

Xây dựng kế hoạch đánh giá: Xác định nguồn tài chính, năng lực và sự đáp ứng về kỹ thuật, công nghệ, thiết bị…

1.3.2 Mô tả công nghệ

Bước này bao gồm việc mô tả công nghệ được đề xuất bằng việc xác định lựa chọn công nghệ, xác định các mục tiêu công nghệ nhằm thoả mãn yêu cầu của các nhà đầu tư Trong giai đoạn này việc tư vấn của các nhà khoa học, các chuyên gia là rất quan trọng Để thực hiện bước này cần phải thu thập được các thông tin chi tiết về bản chất và chức năng của công nghệ, đặc tính môi trường tự nhiên của khu vực Các

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: Lựa chọn công nghệ phù hợp Bước 5: Kết luận và kiến nghị Hoàn thiện EnTA

Trang 15

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 và nhu cầu về tài nguyên mà 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 của đánh giá Phạm vi đánh giá có thể xác định bằng nhiều cách: có thể theo thời gian, theo không gian, theo vị trí địa lý, theo sự lựa chọn và ứng dụng của công nghệ…

Xác định bản chất và chức năng của công nghệ: Cung cấp và mô tả được tên công nghệ, các chi tiết về tác dụng và hiệu quả…Xác định và mô tả đặc điểm của công nghệ: Mô tả công nghệ có thể thực hiện theo danh mục, nghĩa là cung cấp thông tin của một công nghệ cụ thể đang tồn tại hoặc đang được đề xuất, công nghệ trong nước được cải thiện hay công nghệ nhập khẩu (nhằm mục đích xem xét sự phù hợp của công nghệ với điều kiện địa phương) hoặc là một công nghệ mới được nghiên cứu

Mô tả và xác định nguyên liệu và sản phẩm cũng như chất thải đầu ra của công nghệ 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 của đánh giá

Mô tả sơ đồ công nghệ: Công nghệ là sự kết hợp của nhiều thành phần khác nhau Việc mô tả càng chi tiết sơ đồ công nghệ sẽ càng dễ dàng xác định được mối quan hệ tương tác giữa công nghệ và môi trường Ví dụ: có thể mô tả sơ đồ công nghệ theo cân bằng vật chất, theo dòng năng lượng, theo sản phẩm và chất thải …

Kết thúc bước này, nhóm đánh giá 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 Sự tham vấn của các bên họp tác trong giai đoạn này là rất quan trọng

1.3.3 Xác định các tác động môi trường

Bước này liên qua đến việc xác định nguyên liệu thô, năng lượng, nhân lực,

cơ sở hạ tầng và sự cung cấp các yêu cầu công nghệ Các dòng chất thải, chất thải nguy hại phải được xác định trong giai đoạn này Các tác động môi trường và các nguy cơ tiềm ẩn kết hợp với từng thành phần trong công nghệ cũng phải được nêu ra một cách rõ ràng Toàn bộ đầu vào, đầu ra của công nghệ được quan tâm theo suốt vòng đời của nó

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 yêu cầu về sử dụng tài nguyên thiên nhiên là các thông tin cần phải xác định một cách rõ ràng Việc sản xuất, lưu giữ, vận chuyển, sử dụng và thải bỏ của các chất thải

và chất thải nguy hại 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

Trang 16

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

Các khía cạnh của công nghệ được xem xét để xác định các áp lực môi trường bao gồm các yếu tố liên quan đến nhu cầu nguyên liệu, năng lượng đầu vào, nguồn nhân lực…, tất cả đều phải được xem xét trong quá trình đánh giá Ví dụ: nguyên liệu đầu vào phải được giảm xuống tối thiểu hay nói cách khác là tăng tối đa khả năng sử dụng nguyên liệu đầu vào tạo thành sản phẩm Đối với năng lượng và các nhu cầu khác cũng được xem xét tương tự Các yếu tố đầu ra không phải là sản phẩm (chất thải) sẽ gây ra những tổn thất về mắt kinh tế, những tác động có hại về mặt môi trường, sức khoẻ con người… Việc đánh giá, xem xét các yếu tố này là quan trọng

và cần thiết Ví dụ: Chất thải khi được thải vào đất, nước, không khí sẽ gây ra ô nhiễm môi trường, phát sinh các chi phí gián tiếp do việc sử dụng không hiệu quả nguyên liệu và năng lượng

Lập được danh mục về nhu cầu nguyên liệu thô, năng lượng của công nghệ và xác định mối liên hệ của nó tới các hậu quả môi trường Lập được danh mục về chất thải và chất thải nguy hại phát sinh từ công nghệ, xác định các tác động của chúng tới môi trường Lập bảng xác định các hậu quả môi trường gây ra do yêu cầu của công nghệ về cơ sở hạ tầng Lập danh mục xác định các hậu quả môi trường gây ra

do yêu cầu về cung cấp, áp dụng và triển khai công nghệ Xác định các tác động môi trường do yêu cầu về nhân lực Xác định các tác động khác gây ra trực tiếp bởi các khía cạnh của công nghệ

Tất cả những thông tin trên sẽ cung cấp cơ sở cho các đánh giá những tổn hại

do công nghệ gây ra đối với sức khoẻ con người, môi trường tự nhiên khu vực, môi trường toàn cầu, sử dụng tài nguyên bền vững và các tác động đến văn hoá - xã hội

1.3.4 Đánh giá lựa chọn các 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 (thay đổi hoàn toàn công nghệ, ứng dụng công nghệ mới) hoặc lựa chọn một vài thay đổi chi tiết của công nghệ nhằm cải thiện các hậu quả môi trường

Việc đánh giá tập trung vào so sánh các đặc trưng công nghệ, thuộc tính của thiết bị, nguyên liệu, sản phẩm, chất thải., đánh giá chúng trong mối quan hệ với môi trường

Hoàn thành bước này yêu cầu phải xác định và mô tả một cách rõ ràng công nghệ thay thế áp dụng, ước tính 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 rõ ràng, có

Trang 17

thể sử dụng phương pháp 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 (EIA) 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

cho các chuyên gia về công nghệ, các nhà đầu tư hoặc thậm chí là các công nhân vận hành có kinh nghiệm để cho điểm Kết quả tổng hợp sẽ cho thấy rõ ràng công nghệ thay thế hoặc phương pháp đề xuất được lựa chọn bằng điểm số Đây chính là cách

mà chúng ta lượng hoá được các tiêu chí đánh giá lựa chọn công nghệ môi trường

1.3.5 Kết luận và kiến nghị

Tổng hợp lại toàn bộ các đánh giá trong bước trên - đề xuất và xem xét sự phù hợp của các giải pháp thay thế với nhau và đưa ra được một loại hình công nghệ tổng thể Công nghệ này phải có tính khả thi, có hiệu quả rõ ràng (mục tiêu công nghệ phải đạt được ít nhất là như công nghệ ban đầu) nhưng các tác động môi trường của công nghệ này phải được giảm 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 thúc bước này sẽ có những đề xuất để công nghệ có thể ứng dụng và triển khai vào thực

tế

1.3.6 Hoàn thiện đánh giá công nghệ về khía cạnh môi trường

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 được 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 Các lựa chọn thay thế để đạt được mục tiêu và các áp lực môi trường và quan hệ của nó với công nghệ cũng như các tác động môi trường của công nghệ ban đầu và công nghệ thay thế 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 giới thiệu các đánh giá xa hơn và thực hiện việc áp dụng các công nghệ đề xuất vào thực

tế

Việc đề xuất các 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 và 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 xung và các 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

Trang 18

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;

Hình 1.2: Các thành phần của hệ thống công nghệ có ảnh hưởng tới môi trường

1.4 Nhận xét

Đánh giá công nghệ sản xuất về khía cạnh môi trường là phương pháp đánh giá ứng dụng nhằm định hướng lựa chọn công nghệ, xem xét quan hệ của công nghệ với môi trường nhằm giảm thiểu các tác động môi trường và các hậu quả môi trường phát sinh từ công nghệ

So với các công cụ đánh giá, quản lý môi trường khác, đánh giá công ngấnhnr xuất về khía cạnh môi trường được xem là một công cụ hiệu quả khi nó được áp dụng vào giai đoạn lựa chọn công nghệ cho một dự án Đối với các công nghệ đã được áp dụng triển khai thì việc ứng dụng EnTA sẽ đem lại cơ hội cải thiện, đối mới công nghệ nhằm giảm thiểu mức độ gây ô nhiễm môi trường

Trong nội dung hạn chế, Luận văn này sẽ vận dụng các phương pháp luận đánh giá công nghệ sản xuất về khía cạnh môi trường để đánh giá công nghệ sản xuất

xi măng nhằm giảm thiểu ô nhiễm môi trường - đề xuất một loại hình công nghệ phù hợp và thân thiện với môi trường

Trang 19

Chương 2 CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT XI MĂNG 2.1 Tổng quan về sản xuất xi măng

Công nghiệp xi măng có vai trò và vị trí rất quan trọng trong nền kinh tế quốc dân, tạo nhiều việc làm cho người lao động, thúc đẩy các ngành khác phát triển.Xi măng là loại vật liệu không thể thiếu được trong xây dựng và phát triển kinh tế Ở Việt Nam, công nghiệp xi măng đã hình thành và phát triển hơn 100 năm, bắt đầu từ năm 1899 bằng việc xây dựng nhà máy xi măng lò đứng đầu tiên tại Hải Phòng Năm

2005 sản lượng xi măng đạt khoảng 22 triệu tấn (trong đó sản lượng xi măng lò đứng chiếm khoảng 3,8 triệu tấn), dự kiến năm 2010 khoảng 49,8 triệu tấn.2

Một số nhà máy xi măng lò đứng như: Xi măng Thanh Ba (Phú Thọ) 2 dây chuyền với công suất 6 và 8 vạn tấn/năm; Xi măng La Hiên (Thái Nguyên) 2 dây chuyền, công suất 4 và 8 vạn tấn/năm; Xi măng Long Thọ (Thừa thiên Huế) côgn suất 8 vạn tấn/năm; Xi măng Lam Hồng ( Hà Tĩnh) 2 vạn tấn/năm; Xi măng Kiên Giang (Kiên Giang) 2 vạn tấn/năm; Xi măng Hà Tu (Quảng Ninh) 1 vạn tấn/năm

Ngay từ năm 1975 sau khi thống nhất, để đáp ứng nhu cầu xây dựng tái thiết

và phát triển đất nước, Chính phủ đã quyết định xây dựng thêm các nhà máy xi măng mới có công suất lớn, đầu tiên là nhà máy XM Bỉm Sơn (Thanh Hoá) có công suất 1,2 triệu tấn/năm với 2 dây chuyền thiết bị lò quay phương pháp ướt của Liên Xô, sau đó là nhà máy XM Hoàng Thạch (Hải Dương) công suất 1,1 triệu tấn/năm Bên cạnh đó hàng loạt nhà máy xi măng lò quay phương pháp khô hiện đại đã được xây dựng

và đi vào sản xuất như nhà máy XM Chinfon (Hải Phòng) 1,4 triệu tấn/năm, XM Bút Sơn (Hà Nam) 1,4 triệu tấn/năm, XM Nghi Sơn (Thanh Hoá) 2,15 triệu tấn/năm, XM Hoàng Mai (Nghệ An) 1,4 triệu tấn/năm, XM Vân Xá (Huế) 0,5 triệu tấn/năm, XM Holcim (Hà Tiên) 1,76 triệu tấn/năm Bên cạnh đó, các nhà máy cũ cũng được đầu tư mở rộng hoặc cải tạo nâng cấp như XM Hoàng Thạch 2 (1,1 triệu tấn/năm), XM Bỉm Sơn 2 (1,4 triệu tấn/năm) Sự phát triển của ngành xi măng đã đáp ứng nhu cầu xây dựng ngày càng nhiều của đất nước và đập thuỷ điện Hoà Bình , cầu Thăng Long, cầu Mỹ Thuận, sân vận động quốc gia Mỹ Đình v.v [3]

Với sự phát triển trên 100 năm, lịch sử của ngành công nghiệp xi măng Việt Nam đã được đánh dấu bằng những sự đổi mới và phát triển rất nhanh cả về quy mô đầu tư, phương thức đầu tư, trình độ công nghệ sản xuất và đáp ứng kịp thời nhu cầu xây dựng và phát triển đất nước theo từng thời kỳ lịch sử Cũng trong tiến trình phát triển này, việc ứng dụng tiến bộ về khoa học và công nghệ, tiết kiệm năng lượng, tiết kiệm tài nguyên và bảo vệ môi trường, môi sinh luôn được quan tâm; đồng thời việc đào tạo nguồn nhân lực có đủ trình độ kỹ thuật, quản lý để nhanh chóng tiếp nhận, làm chủ công nghệ tiên tiến, hiện đại của công nghiệp xi măng trên thế giới cũng được chú trọng vào sự nghiệp phát triển kinh tế – xã hội của đất nước

2 Điều chỉnh quy hoạch phát triển công nghiệp xi măng Việt Nam đến năm 2010 và định hướng đến năm 2020, nhà xuất bản xây dựng

[3] Đề tài: “Nghiên cứu thiết kế, chế tạo hệ thống lò quay cho dây chuyền sản xuất xi măng lò quay công suất 2 500 tấn clanhke/ ngày”, Viện Vật liệu Xây dựng

Trang 20

2.2 Nguyên liệu, nhiên liệu để sản xuất xi măng 4

Để sản xuất xi măng cần phải nung clanhke từ phối liệu (hỗn hợp nguyên liệu)

có thành phần hoá học yêu cầu, sau đó nghiền mịn nó cùng với thạch cao và một vài loại phụ gia khác nhau Vì vậy, trong quá trình sản xuất cần phải lựa chọn nguồn nguyên, nhiên liệu sao cho có thể chế tạo được phối liệu có đủ 4 ô xit chính là CaO, SiO2, Al2O3, Fe2O3 (thoả mãn các hệ số chế tạo KH, n và p) và hạn chế đến mức thấp nhất các tạp chất có hại như MgO, K2O, Na2O và lưu huỳnh

Hai nguyên liệu chính thường được sử dụng để sản xuất clanhke xi măng là đá vôi và sét Đá vôi là nguồn cung cấp CaO và sét là nguồn cung cấp SiO2, Al2O3 và

Fe2O3 Tuy nhiên để đảm bảo đủ các ô xit theo tỷ lệ yêu cầu nhằm thoả mãn các hệ

số chế tạo KH, n, p thì khó tìm được loại đá vôi và sét có đủ thành phần như ý muốn Vì vậy trong sản xuất thường phải sử dụng thêm phụ gia quặng sắt, laterit hoặc xỉ py rit để bổ sung Fe2O3, đất giàu si líc hoặc cát mịn để bổ sung SiO2, bô xit

để bổ sung Al2O3

Các loại nguyên liệu, phụ gia và nhiên liệu thường được sử dụng để sản xuất

clanhke như sau:

2.2.1 Đá vôi

Theo tiêu chuẩn Việt nam TCVN 6072:1996, đá vôi dùng làm nguyên liệu để sản xuất xi măng poóc lăng phải thoả mãn yêu cầu về hàm lượng của các chất là: CaCO3 ≥ 85%; MgCO3 ≤ 5%; K2O + Na2O ≤ 1%

Thông thường, các nhà máy xi măng ở nước ta đều sử dụng đá vôi có hàm lượng CaCO3 = 90 ÷ 98% (CaO = 50 ÷ 55%), MgO < 3% và ô xit kiềm không đáng kể

Ngoài đá vôi ra, ở một số nơi hiếm đá vôi có thể sử dụng đá vôi san hô hoặc

vỏ sò nhưng phải khai thác và để lâu ngày cho mưa rửa trôi hết muối NaCl Đá phấn

có chứa CaCO3 98 ÷ 99%, có cấu trúc tơi xốp có thể thay cho đá vôi và là nguyên liệu thích hợp để sản xuất xi măng trắng

4 Nguyễn Kiên Cường (2003), kỹ thuật và công nghệ sản xuất xi măng bằng lò đứng, Viện Vật liệu xây dựng

Trang 21

nguồn phụ gia cao si lic để bổ sung SiO2 Việc này trở nên khó hơn khi cần sản xuất

xi măng yêu cầu hàm lượng kiềm thấp

2.2.3 Phụ gia điều chỉnh

a Phụ gia giàu silic: Để điều chỉnh mô đun silicat [n = S / (A + F)] trong

trường hợp nguồn nguyên liệu sét có hàm lượng SiO2 thấp có thể sử dụng các loại phụ gia cao silic Các phụ gia thường sử dụng là các loại đất hoặc đá cao silíc có hàm lượng SiO2 > 80% Ngoài ra, ở những nơi không có nguồn đất cao silic có thể sử dụng cát mịn nhưng khả năng nghiền mịn sẽ khó hơn và SiO2 trong cát nằm ở dạng quăczit khó phản ứng hơn nên cần phải sử dụng kèm theo phụ gia khoáng hoá để giảm nhiệt độ nung clanhke

b Phụ gia giàu sắt: Để điều chỉnh mô đun aluminat (p = A / F) nhằm bổ sung

hàm lượng Fe2O3 cho phối liệu, vì hầu hết các loại sét đều không có đủ lượng Fe2O3theo yêu cầu Các loại phụ gia cao sắt thường được sử dụng ở nước ta là: Xỉ pirit Lâm Thao (phế thải của công nghiệp sản xuất H2SO4 từ quặng pyrit sắt) chứa Fe2O3:

55 ÷ 68%, quặng sắt (ở Thái Nguyên, Thanh Hoá, Quảng Ninh, Lạng Sơn) chứa

Fe2O3: 65 ÷ 85% hoặc quặng Laterit (ở các tỉnh miền Trung, miền Nam) chứa

Fe2O3: 35 ÷ 50%

c Phụ gia giàu nhôm: Cũng dùng để điều chỉnh mô đun aluminat (p) nhằm bổ

sung hàm lượng Al2O3 cho phối liệu trong trường hợp nguồn sét của nhà máy quá ít nhôm Nguồn phụ gia cao nhôm thường là quặng bôxit (ở Lạng Sơn, Cao Bằng, Lâm Đồng) có chứa Al2O3: 44 ÷ 58% Cũng có thể sử dụng cao lanh hoặc tro xỉ nhiệt điện làm phụ gia bổ sung nhôm, nhưng tỷ lệ dùng khá cao và hiệu quả kinh tế thấp hơn do phải vận chuyển khối lượng lớn đi xa

2.3.4 Phụ gia khoáng hoá

Để giảm nhiệt độ nung clanhke nhằm tiết kiệm nhiên liệu và tăng khả năng tạo khoáng, tăng độ hoạt tính của các khoáng clanhke, có thể sử dụng thêm một số loại phụ gia khoáng hoá như quặng fluorit, còn gọi là huỳnh thạch (chứa CaF2), quặng phosphorit (chứa P2O5), quặng barit (chứa BaSO4), thạch cao (chứa CaSO4) Các loại phụ gia này có thể dùng riêng một loại hoặc dùng phối hợp với nhau ở dạng phụ gia hỗn hợp, khi đó tác dụng khoáng hoá sẽ tốt hơn, tỷ lệ mỗi loại phụ gia sẽ ít hơn Tuy vậy, trong sản xuất nếu càng sử dụng nhiều loại nguyên liệu và phụ gia thì công nghệ pha trộn phối liệu càng phức tạp, tốn nhiều thiết bị cân trộn hơn và khả năng đồng nhất kém hơn, việc khống chế phối liệu cho chính xác cũng khó hơn

Mặt khác khi sử dụng phụ gia khoáng hóa cần lưu ý đến các điều kiện kỹ thuật, môi trường và đặc biệt là hiệu quả kinh tế so với giải pháp chỉ sử dụng than có chất lượng tốt

5 Nguyễn Kiên Cường (2003), kỹ thuật và công nghệ sản xuất xi măng bằng lò đứng, Viện Vật liệu xây dựng

Trang 22

Tên nguyên liệu SiO 2 Al 2 O 3 Fe 2 O 3 CaO MgO R 2 O MKN

Đá vôi 0,55 0,03 0,21 53,54 0,80 0,00 43,58 Đất sét 61,50 18,28 7,56 1,53 1,21 1,10 8,65 Quặng sắt 12,56 3,42 61,25 1,24 1,20 0,97 10,65 Cát mịn 88,36 1,25 0,56 0,24 0,36 0,19 2,50 Tro than 60,58 26,81 7,86 2,51 0,84 0,00 0,00

2.2.5 Nhiên liệu

Để cấp nhiệt cho quá trình phân huỷ đá vôi, sét, phụ gia thành các ô xit và tạo

ra điều kiện nhiệt độ cao để xảy ra phản ứng giữa các ô xit với nhau thành các khoáng của clanhke ở nhiệt độ 1450 ÷1500oC Chất lượng nhiên liệu ảnh hưởng quyết định đến quá trình nung, vì vậy cần phải chọn loại nhiên liệu phù hợp với điều kiện thiết bị công nghệ của từng nhà máy cụ thể

Nhiên liệu tốt nhất là khí thiên nhiên (chứa chủ yếu là khí mêtal - CH4) vì dễ cháy, thiết bị đốt đơn giản, nhiệt lượng cao không có tro và không sinh các chất khí gây ô nhiễm Nhiên liệu tốt thứ 2 là nhiên liệu lỏng (thường dùng dầu FO) cũng có nhiệt lượng cao (hơn 9000 kCal/kg) và không có tro, dễ cháy, nhưng thiết bị đốt phức tạp hơn và phải có bộ phận hâm sấy Loại nhiên liệu thứ ba không có các ưu điểm như hai loại trên nhưng lại được dùng phổ biến nhất là nhiên liệu rắn (thường dùng than antraxit có chứa 75 ÷ 85% cacbon, có nhiệt lượng từ 6000 ÷ 7000 kCal/kg) Sau khi than cháy để lại khoảng 15 ÷ 25% tro, có thành phần hoá học gần giống thành phần của sét đã nung (SiO2 = 58 ÷ 68%, Al2O3 = 23 ÷ 28%, Fe2O3 = 3 ÷

8 % và một ít tạp chất khác)

Sử dụng than làm nhiên liệu phức tạp hơn dầu hoặc khí vì than phải được nghiền thật mịn và được phun vào lò (đối với lò quay) hoặc nghiền cùng với phối liệu (đối với lò đứng) Mặt khác, lượng tro than còn lại sau khi cháy cũng tham gia vào phản ứng tạo khoáng clanhke nên khi tính toán phối liệu phải coi nó như 1 cấu tử nguyên liệu và cần khống chế đúng tỷ lệ yêu cầu trong quá trình sản xuất

Đối với công nghệ sản xuất xi măng bằng lò quay phương pháp khô, cần sử dụng loại than có hàm lượng tro ít, nhiệt lượng cao và hàm lượng lưu huỳnh (tạo ra

SO2 độc hại) càng thấp càng tốt Hiện nay hầu hết các nhà máy đều quy định chỉ sử dụng than cám có chất lượng tốt, ví dụ nên dùng than cám Hòn Gai có mức chất lượng từ 3C- HG trở lên (có trị số tỏa nhiệt toàn phần khô Qk > 6500 kCal/kg, hàm lượng tro Ak < 20%, chất bốc khô trung bình Vk 6 - 8%, hàm lượng lưu huỳnh Sk < 0,8%)

Chất lượng than : Độ tro, A = 17,5% ; Chất bốc, V = 6,5% ; Nhiệt trị Qd =

6232 kCal/kg

Trang 23

2.3 Các phương pháp sản xuất clanhke xi măng poóc lăng

Tùy theo thiết bị nung sử dụng để sản xuất clanhke dạng nằm ngang chuyển động quay hay dạng đứng cố định người ta phân biệt các công nghệ sản xuất clanhke khác nhau: Công nghệ sản xuất clanhke xi măng poóc lăng bằng lò quay và công

nghệ sản xuất clanhke xi măng poóc lăng bằng lò đứng

Theo tính chất vật lý của phối liệu đưa vào lò nung, người ta chia ra các phương pháp sản xuất ướt, khô hoặc bán khô

+ Công nghệ sản xuất clanhke xi măng poóc lăng theo phương pháp ướt tức là nung phối liệu đã chế tạo ở dạng bùn ướt, có độ ẩm 33 - 37% trong lò quay có zôn xích

+ Công nghệ sản xuất clanhke xi măng poóc lăng theo phương pháp khô tức

là nung phối liệu đã chế tạo ở dạng khô (độ ẩm thường W ≤ 2%) trong lò quay với tháp trao đổi nhiệt gồm các tầng xyclon và có hoặc không có buồng phân hủy đá vôi (precalciner)

+ Công nghệ sản xuất clanhke xi măng poóc lăng theo phương pháp bán khô nghĩa là nung phối liệu có độ ẩm 12 - 14%, được vê thành viên, trong lò đứng hoặc

lò quay

2.4 Cơ sở lý thuyết của quá trình sản xuất

Để sản xuất xi măng cần phải nung clanhke từ phối liệu (hỗn hợp nguyên liệu)

có thành phần hoá học yêu cầu, sau đó nghiền mịn nó cùng với thạch cao và một vài loại phụ gia khác nhau Dưới tác dụng của nhiệt độ cao đá vôi, sét, phụ gia bị phân huỷ thành các ô xit và xảy ra phản ứng giữa các ô xit với nhau tạo thành các khoáng của clanhke

Để thu được clanhke xi măng có thành phần khoáng mong muốn, phối liệu từ khi vào lò đến khi ra lò cần trải qua các quá trình tăng nhiệt độ từ nhiệt độ bình thường tới khi đạt nhiệt độ kết khối, rồi sau đó nguội dần tới nhiệt độ bình thường Quá trình biến đổi qua nhiều giai đoạn:

2.4.1 Giai đoạn nung nóng và sấy khô phối liệu

Khi nhiệt độ của phối liệu được nâng từ nhiệt độ bình thường tới khoảng 250 – 3000C là quá trình khử nước lý học, nung nóng phối liệu và có thể xảy ra một vài phản ứng hoá học nhưng không ảnh hưởng lớn tới quá trình tạo khoáng clanhke sau này

2.4.2 Giai đoạn phân huỷ các khoáng sét

Khi nhiệt độ tăng dần, các loại khoáng sét như caolinit, montmorilonit, ilit, v.v…., trong đó chủ yếu là cao linit (Al2O3.2SiO2.2H2O) sẽ bị phân huỷ Theo PGS

TS Bùi Văn Chén, sơ đồ phân huỷ khoáng cailinit như sau:

Al2O3.2SiO2.2H2O Al2O3.2SiO2 Al2O3 + 2SiO2

(meta caolinit) (hoạt tính)

500 –6000C 9000C

Trang 24

2.4.3 Giai đoạn phân huỷ các bonnat

Khi nung phối liệu xi măng, đá vôi (thành phần khoáng là canxi cacbonat CaCO3) bị phân huỷ nhiệt theo phản ứng:

CaCO3 CaO + CO2

Theo lý thuyết, CaCO3 bắt đầu phân huỷ ở 6000C, mạnh nhất ở 9000C Trong thực tế nhiệt độ bắt đầu phân huỷ CaCO3 trên 6000C nhưng rất chậm, phân huỷ mạnh

ở 750 – 9000C và mãnh liệt trên 9000C

2.4.4 Giai đoạn phản ứng ở pha rắn

Trong quá trính sét, đá vôi phân huỷ , các oxit mới sinh lập tức phản ứng với nhau hình thành khoáng clanhke

Trước hết là sự hình thành canxi aluminat (CA) ở nhiệt độ khoảng 7000C, sau

đó CA kết hợp với CaO ở 900 – 10000C để chuyển thành C5A3 và cuối cùng tạo thành C3A ở 12000C

Từ trên 7000C bắt đầu phản ứng của CaO với SiO2 tạo thành dicanxi silicat (C2S)

Quá trình trên có thể được đơn giản hoá bằng các phản ứng sau:

3CaO + Al2O3 = 3CaO.Al2O34CaO + Al2O3 + Fe2O3 = 4CaO Al2O3.Fe2O3 2CaO + SiO2 = 2CaO.SiO2

Từ trên 10000C tới 1200 – 12500C, C3A và C4AF tiếp tục được tạo thành và

C2S đạt tới hàm lượng lớn nhất trước khi tham gia phản ứng với CaO của giai đoạn tiếp theo để tạo C3S

2.4.5 Giai đoạn phản ứng khi xuất hiện pha lỏng

Phản ứng giữa SiO2 và CaO trước hết tạo thành C2S rồi sau đó kết hợp với CaO mới sinh để chuyển thành C3S, là một khoáng clanhke chính tạo cho đá xi măng

có cường độ ban đầu cao và phát triển cường độ nhanh

Điều kiện đẻ phản ứng C2S kết hợp với CaO thành C3S là sự xuất hiện của pha lỏng

Sự xuất hiện của pha lỏng (nhiệt độ bắt đầu nóng chảy - điểm ơtecti) xảy ra càng sớm khi trong hệ phản ứng có càng nhiều cấu tử

Khi pha lỏng xuất hiện thì thì C2S, CaO bát đầu hoà tan vào pha lỏng và kết hợp với nhau tạo thành C3S

(1250 ÷14500C)

C2S hoà tan + CaO hoà tan 3CaO.SiO2kết tinh

Trang 25

2.4.6 Giai đoạn làm nguội clanhke

Tốc độ làm nguội clanhke ảnh hưởng rất lớn tới hình thái cấu trúc của khoáng clanhke và tính chất của clanhke

Để giữ được các khoáng clanhke đã tạo thành khi nung ở nhiệt độ kết khối thì việc làm nguội clanhke là cần thiết để hạn chế sự phân huỷ các khoáng đó, đặc biệt

để ngăn cản sự biến đổi thù hình của C2S từ dạng β- C2S sang dạng γ - C2S

Khi làm nguội nhanh, đồng thời với sự đông cứng đột ngột của pha thuỷ tinh, các tinh thể C3S sẽ kết tinh dạng hạt mịn làm tăng hoạt tính của chúng khi thuỷ hoá

2.5 Công nghệ sản xuất xi măng poóc lăng lò đứng cơ giới hoá

Hiện nay sản xuất xi măng lò đứng khoảng 3.8 triệu tấn /năm, chiếm khoảng 0,17% sản lượng sản xuất xi măng trên cả nước

Sơ đồ dây chuyền công nghệ chung kèm dòng thải của phương pháp sản xuất xi măng lò đứng cơ giới hoá như sau:

Trang 26

Sơ đồ2.1: Sơ đồ công nghệ kèm dòng thải CN sản xuất xi măng lò đứng cơ giới hoá

Chuyên chở nguyên vật liệu ( đất, đá, phụ

gia, than ) về kho chứa Kẹp hàm, đập búa

Sấy đất, than

Hoạt động của thiết bị tháo đáy silo, cân

định lượng nuyên vật liệu

Máy nghiền nguyên liệu

Hoạt động của tháo đáy silo và đồng nhất

Hoạt động của thiết bị tháo đáy silo,

cân định lượng nguyên vật liệuMáy nghiền xi măng

Đóng bao và vận chuyển xi măng trong

kho chứa

Bụi, tiếng ồn

Bụi, nóng, khí độc hại

CO, SO2 Bụi, tiếng ồn

Bụi

Bụi Bụi, tiếng ồn

Bụi

Bụi, nóng, tiếng ồn, khí độc hại CO, CO2, SO2, NOx …

Bụi Bụi, tiếng ồn

Bụi, tiếng ồn, nước

thải Bụi

Trang 27

Quá trình công nghệ sản xuất xi măng thường được chia thành 3 giai đoạn chính (còn gọi là công đoạn) tách rời nhưng kế tiếp nhau Đó là công đoạn chuẩn bị liệu, công đoạn nung clanhke và công đoạn nghiền, đóng bao xi măng

công đoạn

chuẩn bị liệu

công đoạn nung clanhke

công đoạn nghiền, đóng bao

xi măng

2.5.1 Công đoạn chuẩn bị liệu

Sản phẩm cuối cùng của công đoạn chuẩn bị liệu là bột phối liệu đã được đồng

nhất và là nguyên liệu đầu vào của công đoạn nung clanhke Bột phối liệu phải đảm

bảo đồng nhất, có các hệ số đặc trưng theo tính toán, có độ mịn nhỏ hơn 10% tính theo lượng còn lại trên sàng có kích thước mắt sàng 0,08 mm, v.v

Công đoạn này gồm các công đoạn nhỏ sau đây: Công đoạn đập đá vôi, phụ gia (phụ gia điều chỉnh, phụ gia khoáng hóa dạng cục); Công đoạn sấy sét, than; Công đoạn nghiền và đồng nhất phối liệu

2.5.1.1 Đập đá vôi, phụ gia

* Nhiệm vụ:

Nhiệm vụ của công đoạn này là gia công sơ bộ đá vôi và các loại phụ gia đến kích

thước và độ ẩm theo yêu cầu, chứa vào "Silô đá vôi", "Silô phụ gia"để phục vụ cho công

đoạn sau

* Quá trình công nghệ

Đá vôi được khai thác và vận chuyển về bãi chứa của nhà máy có kích thước ≤

350 - 500 mm , được đưa vào phễu hứng của băng tải tấm để chuyển đến máy kẹp hàm Đá vôi được máy kẹp hàm đập sơ bộ lần 1 tới kích thước ≤ 70 mm, rồi được băng tải cao su chuyển tới máy đập búa đập lần 2 tới kích thước ≤ 25 mm và được

gầu tải chuyển lên chứa vào “Silô đá vôi”

Các loại phụ gia điều chỉnh dạng cục như quặng laterit hoặc quặng apatít có kích thước ≤ 300 mm được đập nhỏ qua máy kẹp hàm tới kích thước ≤ 10 mm và được

gầu tải đưa lên chứa ở "Silô phụ gia điều chỉnh" và "Silô phụ gia khoáng hóa"

Bụi sinh ra trong công đoạn này được thu hồi bởi tổ hợp xyclon + lọc bụi túi

Nhiệm vụ của công đoạn này là cán nhỏ sét, sấy khô sét và than tới độ ẩm theo

yêu cầu, chứa vào "Silô sét" và "Silô than" để phục vụ cho công đoạn sau

* Quá trình công nghệ

Trang 28

Sét từ kho chứa được đưa tới phễu nạp, được băng tải cao su vận chuyển vào máy cán Tại đây sét được cán nhỏ tới kích thước ≤ 20 mm Ra khỏi máy cán, sét được băng tải cao su đưa lên máy sấy thùng quay Máy sấy thùng quay được cấp nhiệt từ buồng đốt Nhiệt độ khí nóng từ buồng đốt vào máy sấy khống chế khoảng

700 0C Trong máy sấy thùng quay, sét được đảo trộn, trao đổi nhiệt với khí nóng, nóng dần lên và nước trong sét bay hơi Sau khi ra khỏi máy sấy, sét có độ ẩm W ≤ 2%, nhiệt độ ~ 100 0C được gầu tải đưa lên chứa vào "Silô sét"

Quá trình sấy than cũng xẩy ra tương tự, nhưng than (thường dùng là than cám) được đưa thẳng vào phễu nạp của băng tải dẫn tới máy sấy mà không cần qua máy cán Khi sấy than cần khống chế nhiệt độ từ buồng đốt vào máy sấy và cấp đủ lượng than cần thiết sao cho nhiệt độ của than phải dưới nhiệt độ bắt cháy (không quá 4000C)

để tránh than bị bốc cháy Độ ẩm của than khi ra khỏi máy sấy cũng thường khống chế trong khoảng 2 ÷ 5% (trong thực tế ít cơ sở sấy than tới độ ẩm W ≤ 2% vì bay bụi quá nhiều)

Bụi sinh ra trong công đoạn này được thu hồi bởi tổ hợp xyclon khô, lọc bụi tĩnh điện và xyclon ướt

* Thiết bị công nghệ:

Thiết bị công nghệ trong công đoạn này bao gồm:

- Băng tải cao su

- Máy cán sét

- Máy sấy quay

- Gầu tải

- Máy đập than (cho buồng đốt)

- Lọc bụi xyclon khô

* Quá trình công nghệ

Nguyên liệu đá vôi, sét, than, phụ gia điều chỉnh và phụ gia khoáng hóa đã được gia công sơ bộ, chứa ở các silô, được tháo qua cửa van ở đáy silô và phễu nạp của hệ thống cân định lượng Tại đây nguyên liệu được định lượng theo tỷ lệ nhất định và cấp xuống băng tải cao su đưa tới máy nghiền Tại máy nghiền, hỗn hợp nguyên liệu thô được nghiền thành bột mịn Sản phẩm ra khỏi máy được gầu tải đưa tới máy phân ly Tại đây bột liệu được phân ly làm 2 loại: loại đạt độ mịn 8 ÷ 10% tính theo lượng còn lại trên sàng 0,08 mm được vít tải và gầu tải đưa về silô chứa bột phối

Trang 29

liệu, loại thô hơn được vít tải khác chuyển trở lại máy nghiền Như vậy quá trình nghiền phối liệu được thực hiện theo chu trình kín có phân ly

Bột phối liệu chứa ở các silô này chưa phải đã hoàn toàn đồng nhất về độ mịn và thành phần hóa học cũng như các hệ số chế tạo Vì thế cần thiết có quá trình đồng nhất phối liệu tiếp theo: đồng nhất bằng cách thổi khí nén để phối liệu đảo trộn trong silô hoặc đồng nhất bằng cơ khí theo nguyên tắc đảo trộn qua sự vận chuyển bột liệu nhờ vít tải và gầu tải

Bụi sinh ra dưới các đáy, trên đỉnh silô và dọc băng tải được thu hồi bởi lọc bụi túi Bụi sinh ra trong quá trình thông gió máy nghiền phối liệu được thu hồi bởi tổ hợp xyclon và lọc bụi tĩnh điện

* Thiết bị công nghệ:

Thiết bị công nghệ trong công đoạn này bao gồm:

- Thiết bị cấp liệu: vít tải

- Cân định lượng

- Băng tải cao su

- Máy nghiền bi

- Gầu tải

- Máy phân ly đĩa tuần hoàn

- Máy phân ly khí lưu thông (xyclon)

* Nhiệm vụ:

Nhiệm vụ của công đoạn này là nung phối liệu dạng viên trong lò đứng tới nhiệt

độ kết khối để tạo thành các khoáng clanhke theo yêu cầu Clanhke được đập nhỏ và

chứa vào "Silô clanhke" để phục vụ cho công đoạn sau

* Quá trình công nghệ

Bột phối liệu chứa ở "Silô phối liệu đồng nhất" tháo dưới đáy silô qua cấp liệu tang hoặc cấp liệu vít, được vít tải và gầu tải chuyển lên két chứa Từ đáy két chứa bột phối liệu được cấp liệu vít kép đưa tới cân vít định lượng rồi vào máy trộn ẩm

Trang 30

Tại máy trộn ẩm, bột phối liệu được trộn đều với nước (được khống chế bằng hệ thống điều chỉnh và phun vào máy trộn ẩm theo dạng sương) tới độ ẩm 12 - 14% rồi qua ống dẫn hướng xuống máy vê viên Tại đây bột phối liệu được tạo thành viên có kích thước tương đối đồng đều với đường kính mỗi viên 8 - 12 mm Sau khi ra khỏi đĩa, viên phối liệu được băng tải đưa tới lò nung và được rải vào lò theo hình lòng chảo nhờ máy rải liệu phễu quay đặt trên chóp lò

Lò nung được cấp gió (không khí) từ quạt Rood thổi từ dưới lên trên Không khí

do quạt đưa vào đi qua zôn làm nguội (trao đổi nhiệt với clanhke nóng làm nguội clanhke), zôn nung (cấp ôxi cho quá trình cháy than), zôn sấy (trao đổi nhiệt với viên phối liệu mới vào lò làm viên liệu nóng dần lên) rồi thoát ra ngoài qua ống khói (khí thải) Các viên phối liệu đi từ trên xuống qua zôn sấy, zôn nung, zôn làm nguội của

lò Tại các zôn này quá trình lý hóa xảy ra và các viên phối liệu được nung thành clanhke

Ghi quay khi hoạt động sẽ nghiền vỡ các tảng clanhke thành những cục có kích thước ≤ 100 mm rơi xuống bầu lò và xuống ống làm kín Nhờ thiết bị tia γ đặt nơi ống làm kín của lò mà cơ cấu tháo clanhke tự động tháo clanhke xuống thiết bị vận chuyển tiếp theo

Băng ống rung (máng rung) vận chuyển clanhke mới ra lò tới máy kẹp hàm; clanhke được đập tới kích thước ~ 10 mm và được gầu tải và băng cào đưa lên chứa

- Máy vê viên

- Băng tải cao su

Trang 31

- Lọc bụi túi

2.5.3 Công đoạn nghiền, đóng bao xi măng

Sản phẩm cuối cùng của công đoạn nghiền, đóng bao xi măng là xi măng thành

phẩm ở dạng bao chứa trong kho hoặc dạng rời chứa trong silô (để xuất xi măng rời) Công đoạn này gồm 2 công đoạn nhỏ: nghiền xi măng; đồng nhất và đóng bao

Clanhke, các loại phụ gia khoáng và phụ gia công nghệ đã được gia công sơ

bộ, chứa ở các két chứa, được tháo qua cửa van ở đáy két và phễu nạp của hệ thống cân định lượng Tại đây clanhke, phụ gia được định lượng theo tỷ lệ nhất định và cấp xuống băng tải cao su đưa tới máy nghiền Tại máy nghiền, hỗn hợp clanhke, thạch cao, phụ gia được nghiền thành bột xi măng Sản phẩm ra khỏi máy nghiền là

xi măng bột gồm hạt thô và hạt mịn, được gầu tải đưa tới máy phân ly Tại đây xi măng bột được phân ly làm 2 loại: loại đạt độ mịn 6 ÷ 8% tính theo lượng còn lại trên sàng 0,08 mm được vít tải và gầu tải đưa về "silô xi măng trung gian", loại thô hơn được vít tải khác chuyển trở lại máy nghiền Như vậy quá trình nghiền xi măng được thực hiện theo chu trình kín có phân ly

Bụi sinh ra dưới các đáy silô, trên đỉnh silô và dọc băng tải, được thu hồi bởi lọc bụi túi

Bụi sinh ra tại khu vực máy nghiền xi măng được thu hồi bởi tổ hợp xyclon và lọc bụi tĩnh điện

Trang 32

- Máy nghiền bi có phân ly)

* Quá trình công nghệ

Xi măng chứa ở các "Silô xi măng" chưa phải đã hoàn toàn đồng nhất về độ mịn

và các thành phần tham gia theo đơn nghiền xi măng (clanhke, các loại phụ gia khoáng, thạch cao) Vì thế cần thiết có quá trình đồng nhất xi măng tiếp theo: đồng nhất bằng cơ khí theo nguyên tắc đảo trộn qua sự vận chuyển xi măng nhờ vít tải và gầu tải

Từ silô xi măng đã đồng nhất xi măng có thể được xuất xưởng dạng rời hoặc dạng bao

Trong thực tế khi đóng bao xi măng thì quá trình đồng nhất xi măng và quá trình đóng bao được tiến hành đồng thời Xi măng được tháo dưới đáy silô; nhờ vít tải và gầu tải, xi măng được vận chuyển lên đổ qua sàng vào két chứa Sàng có nhiệm vụ loại bỏ những dị vật và xi măng vón cục

Máy đóng bao nhận xi măng từ két chứa, đóng thành bao có khối lượng 50 ± 0,1kg và được băng tải cao su chuyển vào kho xi măng bao

Bụi sinh ra dưới các đáy silô, trên đỉnh silô được thu hồi bởi lọc bụi túi

Bụi sinh ra tại khu vực máy đóng bao được thu hồi bởi xyclon và lọc bụi túi

- Máy đóng bao 2 vòi

- Băng tải cao su

- Máy làm sạch bao

- Lọc bụi túi

2.6 Công nghệ sản xuất xi măng poóc lăng lò quay phương pháp khô

Trang 33

Sản xuất xi măng lò quay có ba phương pháp: Phương pháp khô, phương pháp

ướt và phương pháp bán khô Trong phạm vi luận văn sẽ giới thiệu công nghệ sản xuất xi măng poóc lăng bằng lò quay phương pháp khô có hệ thống tháp trao đổi nhiệt cyclon 5 tầng và thiết bị precalciner

Cũng giống như công nghệ sản xuất xi măng lò đứng, công nghệ sản xuất xi măng lò quay bao gồm ba công đoạn:

- Công đoạn chuẩn bị liệu: Tính từ nơi bắt đầu đưa nguyên liệu ban đầu (đá

vôi, sét, phụ gia điều chỉnh, phụ gia khoáng hoá) vào nhà máy tới silô phối liệu đã được đồng nhất;

- Công đoạn nung clanhke: Từ khâu tháo bột liệu ở silô phối liệu đồng nhất

tới silô chứa clanhke;

- C ông đoạn nghiền, đóng bao xi măng từ khâu tháo clanhke ở silô clanhke

tới nơi chứa thành phẩm (silô xi măng rời hoặc kho xi măng bao)

Nhiệm vụ và sản phẩm của từng công đoạn giống như phương pháp sản xuất xi măng lò đứng cơ giới hoá Tuy nhiên các thiết bị công nghệ và một số yêu cầu tại các công đoạn thì khác nhau Chi tiết thiết bị và quy trình công nghệ trong từng công đoạn như sau:

2.6.1 Công đoạn chuẩn bị liệu

* Sơ đồ công nghệ:

Sơ đồ công nghệ của công đoạn này được nêu trong hình 2.1

Hình 2.1: Sơ đồ công nghệ công đoạn chuẩn bị nguyên liệu

* Quá trình công nghệ:

Trang 34

- Quá trình công nghệ của dây chuyền chuẩn bị đá vôi:

Đá vôi sau khi đập nhỏ đến kích thước ≤ 25 mm được vận chuyển đến máy rải liệu (1.5) Máy rải liệu được đặt trong kho đồng nhất sơ bộ đá vôi có nhiệm vụ rải

đá thành nhiều lớp.Sau khi được đồng nhất sơ bộ, đá vôi được máy dỡ liệu (1.6) lấy ra khỏi kho chuyển đến băng tải cao su đưa đến gầu tải (1.11) chuyển lên Silô

đá vôi Bụi sinh ra trong quá trình đập đá vôi được thu hồi nhờ lọc bụi túi (1.12)

và bụi sinh ra khi đổ đá vôi vào silô được thu hồi nhờ lọc bụi túi (1.14)

Trong quá trình sản xuất, nếu chất lượng đá vôi ổn định không cần phải đưa vào kho đồng nhất sơ bộ (hoặc thiết bị dỡ liệu gặp sự cố) có thể chuyển đá vôi đã đập nhỏ từ băng tải cao su 1.4 đến băng tải cao su 1.8 và 1.9 và đổ xuống băng tải cao su 1.10 để đưa lên silô

Tương tự quá trình chuẩn bị đá vôi, đá sét được đập nhỏ tới kích thước ≤ 25

mm vận chuyển đến máy rải liệu (2.6) Máy rải liệu được đặt trong kho đồng nhất sơ

bộ đá sét có nhiệm vụ rải thành nhiều lớp dọc theo kho dài

Quá trình chuẩn bị cát (phụ gia cao silíc) và quặng sắt cũng tương tự như

đá sét, nhưng do các loại phụ gia này đã có kích thước nhỏ nên không cần đập mà đưa thẳng vào băng tải cao su (2.3) để đưa vào kho đồng nhất sơ bộ và được rải thành từng đống riêng

Sau khi được đồng nhất sơ bộ, đá sét, cát hoặc quặng sắt được máy dỡ liệu (2.7) lấy ra khỏi kho theo hệ thốgn băng tải, gầu tải chuyển lên Silô đá sét, Silo

Cát hoặc Silo Quặng Sắt nhờ băng tải cao su chuyển hướng (2.13) Bụi sinh ra

khi đổ các loại nguyên liệu vào silô được thu hồi nhờ lọc các bụi túi (2.14)

Trong quá trình sản xuất, nếu thiết bị dỡ liệu gặp sự cố có thể chuyển đá sét, cát hoặc quặng sắt từ băng tải cao su 2.5 đến băng tải cao su 2.9 và 2.10 và đổ xuống băng tải cao su 2.11 để đưa lên silô

2.6.1.2 Công đoạn nghiền phối liệu và đồng nhất

* Sơ đồ công nghệ:

Sơ đồ công nghệ của công đoạn này được nêu trong hình 2.2

Trang 35

Hình 2.2: Sơ đồ công nghệ công đoạn nghiền phối liệu và đồng nhất

* Các thiết bị chính trog công đoạn bao gồm:

3.1- Cân băng cân đá vôi;

3.2- Cân băng cân đá sét;

3.3- Cân băng cân cát;

3.4- Cân băng cân quặng sắt;

3.5- Băng tải cao su;

3.21- Máng khí động;

3.22- Quạt chịu nhiệt độ cao (hút khí thải ra khỏi tháp trao đổi nhiệt của công đoạn nung clanhke);

3.23- Quạt chịu nhiệt độ cao (hút khí thải thông gió cho máy nghiền, máy phân ly

Trang 36

Nguyên liệu đá vôi, đá sét, cát, quặng sắt (phụ gia điều chỉnh) và phụ gia khoáng hóa (nếu có) đã được gia công sơ bộ, chứa ở các silô, được tháo qua cửa van ở đáy silô

và phễu nạp của hệ thống cân băng định lượng Tại đây nguyên liệu được định lượng theo tỷ lệ nhất định được băng tải vận chuyển hỗn đến máy sấy nghiền liên hợp (3.10) Tại máy sấy nghiền liên hợp (3.10), hỗn hợp nguyên liệu ẩm và thô được sấy khô

và nghiền thành bột mịn Sản phẩm ra khỏi máy nghiền là hỗn hợp bột phối liệu gồm hạt thô và hạt mịn, được máng khí động và gầu tải đưa tới máy phân ly (3.14)

Tại máy phân ly (3.14), bột liệu được tách thành 2 loại:

- Loại hạt thô (có kích thước lớn hơn 90µm) được tách ra khỏi dòng khí và đưa xuống máy nghiền để nghiền lại nhờ vít tải bột thô (3.15)

- Loại hạt mịn (có kích thước nhỏ hơn 90µm) theo dòng khí đi ra các cyclon bên ngoài của máy phân ly và được tách ra khỏi dòng khí, từ đó chúng được đưa lên silo bột phối liệu

Khí nóng cung cấp cho máy sấy nghiền liên hợp được lấy từ hệ thống tháp trao đổi nhiệt cyclon 5 tầng của lò nung (có nhiệt độ 350 – 370oC) nhờ quạt chịu nhiệt độ cao (3.22) Trong trường hợp nhiệt độ khí nóng không đủ cấp cho máy sấy nghiền liên hợp (hoặc độ ẩm nguyên liệu cao hơn mức cho phép khoảng 10%) thì buồng đốt phụ (3.9) đốt bằng dầu sẽ được đưa vào hoạt động để cấp thêm khí nóng cho máy sấy nghiền liên hợp

Khí nóng sau khi đi qua hệ thống sấy nghiền liên hợp và máy phân ly có mang theo một lượng bụi (cỡ hạt nhỏ hơn 10 µm) được đưa đến tháp phun ẩm (3.24) nhờ quạt chịu nhiệt độ cao (3.23) Tại tháp phun ẩm, nhiệt độ khí nóng giảm xuống dưới 150oC (nhờ điều chỉnh lượng nước phun vào ở dạng sương mù), sau đó được đưa sang lọc bụi tĩnh điện để tách nốt lượng bụi còn lại (đạt 99,5%) Bụi tách ra được hệ thống vít tải bụi (hoặc băng cào) vận chuyển đến gầu tải (3.20) để đưa lên silo phối liệu cùng với bột phối liệu mịn tách ra từ máy phân ly, còn khí thải sạch được quạt hút khí thải (3.26) đẩy ra ngoài qua ống khói

Bột phối liệu sau khi nghiền được đồng nhất trong các silo nhờ hệ thống bơm khí nén

Trong quá trình sản xuất, bụi sinh ra do đổ nguyên liệu từ các cân băng xuống băng tải cao su, từ máng khí động xuống silo v.v… được thu hồi nhờ các lọc bụi túi

ở các khu vực tương ứng

2.6.1.3 Công đoạn chuẩn bị bột than

* Sơ đồ công nghệ:

Trang 37

Hình 2.3: Sơ đồ công nghệ công đoạn chuẩn bị bột than

* Các thiết bị chính trong dây chuyền công nghệ như sau:

4.1- Cấp liệu băng tải tấm;

4.2- Băng tải cao su;

4.3- Lọc bụi túi;

4.4- Băng tải cao su;

4.5- Máy rải liệu;

4.6- Máy dỡ liệu;

4.7- Băng tải cao su;

4.8- Băng tải cao su;

4.9- Băng tải cao su;

4.10 – Két chứa than thô;

4.11- Cấp liệu đĩa;

4.12- Máy nghiền than

4.13- Máy phân ly;

4.23- Quạt Root;

4.24 – Bình khí nén;

*Quá trình công nghệ:

Than sử dụng cho các nhà máy xi măng ở Việt Nam đều được cung cấp từ các

mỏ than ở Quảng Ninh, thường là than cám 3C-HG Than được đưa về nhà máy thường bằng sàlan hoặc ôtô, tầu hoả, từ đó được đưa vào két chứa

Từ két chứa, than được đưa vào kho chứa và đồng nhất sơ bộ Bụi sinh ra tại các điểm đổ được thu hồi nhờ lọc bụi túi (4.3) Trong kho chứa, than được rải thành nhiều lớp nhờ máy rải liệu (4.5) và sau đó được lấy ra khỏi kho nhờ máy dỡ liệu

Trang 38

(4.6) và vận chuyển đến két chứa (4.10) ở các nhà máy quy mô vừa và nhỏ, lượng than sử dụng không lớn, có thể không cần sử dụng các thiết bị rải và dỡ liệu để đồng nhất sơ bộ mà chỉ cần sử dụng xe xúc lật để trộn sơ bộ than và đưa vào phễu để đưa lên két chứa than thô

Từ két chứa than thô (4.10) than cấp vào máy sấy nghiền than theo năng suất yêu cầu Tại máy sấy nghiền, ban đầu than được sấy khô ở khoang sấy nhờ khí nóng (lấy từ máy làm nguội clanhke), sau đó chui qua vách ngăn sang khoang đập và bị đập, nghiền nhỏ

Nhờ sức hút của quạt hút khí thải (4.18), các hạt than mịn sẽ được hút ra khỏi máy sấy nghiền đi qua máy phân ly (4.13) Tại máy phân ly, các hạt than chưa đạt kích thước yêu cầu sẽ bị tách ra khỏi dòng khí và đưa trở lại máy nghiền để nghiền lại nhờ vít tải hạt thô (4.14), các hạt than mịn đạt kích thước yêu cầu sẽ theo dòng khí

đi sang lọc bụi túi (4.15) Các hạt than sẽ bị giữ lại và chuyển đến két chứa than mịn (4.17) nhờ vít tải (4.16), còn không khí sạch sẽ được đưa ra ngoài khí quyển nhờ quạt hút khí thải (4.18)

2.6.2 Công đoạn nung clanhke

* Sơ đồ công nghệ:

Hình 2.4: Sơ đồ công nghệ công đoạn nung clanhke

* Các thiết bị chính trong dây chuyền công nghệ như sau:

Trang 39

3.23- Quạt chịu nhiệt độ cao;

5.16- Vít tải bụi clanhke;

5.17- Vít tải bụi clanhke;

5.18- Vít tải bụi clanhke;

* Quá trình công nghệ:

Bột liệu từ silô đồng nhất được tháo xả qua hệ thống máng khí động, gầu tải qua hệ thống cân cấp liệu lò (5.4) vào tháp trao đổi nhiệt 5 tầng cyclon (5.5) tại ống khí ra của cyclone tầng 2 để cùng khí nóng đi vào cyclone tầng 1

Tại cyclone tầng 1, quá trình trao đổi nhiệt giữa khí nóng và bột liệu được xảy

ra (bột liệu sẽ tăng nhiệt độ còn khí nóng sẽ giảm nhiệt độ), bột liệu được lắng xuống

và đi theo ống dẫn qua các van đối trọng xuống ống khí ra của cyclone tầng 3 để cùng khí nóng đi vào cyclone tầng 2 Quá trình trao đổi nhiệt và lắng bụi cứ tiếp tục với sự trao đổi nhiệt ngược dòng (trong toàn hệ thống bột liệu từ trên đi xuống, khí nóng từ lò và precalciner đi lên)

Khí thải sau khi ra khỏi cyclone tầng 1 nhờ quạt hút chịu nhiệt độ cao (3.22)

có nhiệt độ 350 – 370oC, một phần được sử dụng cho sấy vật liệu trong máy sấy nghiền liên hợp (3.10) của công đoạn nghiền phối liệu, một phần qua quạt hút chịu nhiệt độ cao (3.23) đến tháp phun ẩm (3.24) để điều chỉnh nhiệt độ xuống < 150oC

và cuối cùng đi qua lọc bụi tĩnh điện (3.25) nhờ quạt đẩy (3.26) ra ngoài khí quyển qua ống khói

Bụi thu hồi từ tháp phun ẩm (3.24) và lọc bụi tĩnh điện (3.25) được đưa về silo đồng nhất nhờ hệ thống vít tải bụi (hoặc băng tải cào) (3.27, 3.28 và 3.29)

Bột liệu sau khi ra khỏi cyclone tầng 4 được chia làm 2 đường nhờ van 2 ngả: một đường đi vào ống đứng buồng khói đầu lò, một đi vào precalciner Sự phân chia này nhằm mục đích điều chỉnh nhiệt độ tại precalciner và giảm khả năng dính kết của bột liệu tại buồng khói Vật liệu từ ống đứng buồng khói và precalciner đến cyclone tầng 5 qua ống cong với hành trình dài để tiếp tục trao đổi nhiệt với luồng khí nóng ≈

9000C Sau khi ra khỏi cyclone tầng 5 bột liệu chảy xuống lò quay (5.8) đã đạt mức

Trang 40

độ phân huỷ cacbonat ≈ 90% Do lò có độ dốc (3,5%) và quay liên tục với tốc độ 2,5 – 3 vòng/phút, vật liệu được dịch chuyển từ đầu lò (phía cao) đến cuối lò (phía thấp)

Cùng với quá trình trao đổi nhiệt giữa dòng khí nóng với bột phối liệu trong tháp trao đổi nhiệt, precalciner và lò quay,trong bột liệu xảy ra các quá trình hoá lý như sấy khô phối liệu, phân huỷ khoáng sét, phân huỷ cacbonat, phản ứng pha rắn, phản ứng tạo khoáng C3S trong pha lỏng (như đã nêu ở phần thứ nhất) dưới tác dụng nhiệt của vòi đốt trung tâm của lò quay tạo nên khoáng clanhke

Clanhke sau khi ra khỏi lò quay (5.8) được đưa vào máy làm nguội clanhke (5.9), qua máy đập hàm (5.10) xuống băng tải xích gầu (5.11) và gầu tải (5.12) vận chuyển lên silô clanhke chính phẩm Trong trường hợp chất lượng clanhke không đạt yêu cầu thì sẽ được băng tải xích gầu (5.11) đổ thẳng xuống silo clanhke thứ phẩm Bụi sinh ra khi đổ clanhke xuống silo được thu hồi nhờ lọc bụi túi (5.13)

Khí thải nóng của hệ thống làm lạnh clanhke được thu hồi cho quá trình cháy của vòi đốt trung tâm (gió 2) và 4 vòi đốt của thiết bị precalciner (5.7) qua ống gió 3, phần còn lại sau khi qua lọc bụi tĩnh điện (5.14) nhờ quạt hút khí thải (5.15) đẩy ra ống khói có trích một phần khí nóng sử dụng cho máy sấy nghiền than (4.12) ở công đoạn chuẩn bị bột than Bụi clanhke thu hồi từ lọc bụi tĩnh điện (5.14) được đưa về băng tải xích gầu (5.11) nhờ hệ thống vít tải bụi (5.16, 5.17 và 5.18) để đưa lên silo clanhke

2.6.3 Công đoạn nghiền, đóng bao xi măng

2.6.3.1 Công đoạn nghiền xi măng

* Sơ đồ công nghệ:

Hình 2.5: Sơ đồ công nghệ công đoạn nghiền xi măng

Ngày đăng: 27/02/2021, 11:09

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

🧩 Sản phẩm bạn có thể quan tâm

w