Tài liệu hướng dẫn Tài liệu hướng dẫn Sản xuất sạch hơn Ngành Công nghiệp sản xuất phân bón NPK Cơ quan biên soạn Hợp phần Sản xuất sạch hơn trong công nghiệp Chƣơng trình hợp tác phát triển Việt nam[.]
Tài liệu hướng dẫn Sản xuất Ngành: Công nghiệp sản xuất phân bón NPK Cơ quan biên soạn Hợp phần Sản xuất công nghiệp Chƣơng trình hợp tác phát triển Việt nam – Đan mạch Mơi trƣờng BỘ CƠNG THƢƠNG Tháng năm 2010 Mục lục Mục lục Mở đầu Giới thiệu chung 1.1 Sản xuất 1.2 Hiện trạng sản xuất phân bón NPK 1.3 Các trình sản xuất NPK 1.3.1 Nghiền nguyên liệu 1.3.2 Phối trộn nguyên liệu 1.3.3 Vê viên tạo hạt 1.3.4 Sấy 10 1.3.5 Sàng 10 1.3.6 Làm nguội 11 1.3.7 Đóng bao sản phẩm 11 Sử dụng nguyên liệu vấn đề môi trƣờng 11 2.1 Tiêu thụ nguyên nhiên liệu 12 2.1.1 Nguyên liệu 13 2.1.2 Tiêu thụ tài nguyên 14 2.2 Các vấn đề môi trƣờng 14 2.2.1 Bụi khí thải 15 2.2.2 Nƣớc thải 16 2.2.3 Chất thải rắn 16 2.3 Tiềm sản xuất 17 Cơ hội sản xuất 18 3.1 Chuẩn bị nguyên liệu tốt 18 3.2 Phun ẩm công đoạn phối trộn 18 3.3 Tối ƣu hóa tốc độ quay đĩa độ nghiêng đĩa 18 3.4 Thay đổi vật liệu chế tạo đĩa vê viên, tạo hạt 18 3.5 Khống chế độ ẩm thích hợp 19 3.6 Điều chỉnh độ nhớt chất kết dính (nƣớc) 19 3.7 Thu hồi bụi 19 3.8 Tuần hoàn hạt kích thƣớc nhỏ cơng đoạn sàng 20 3.9 Thay đổi bao bì sản phẩm 20 3.10 Thay đổi phƣơng pháp đóng bao 20 Thực đánh giá SXSH 20 4.1 Bƣớc 1: Khởi động 21 4.1.1 Nhiệm vụ 1: Thành lập nhóm đánh giá SXSH 21 4.1.2 Nhiệm vụ 2: Phân tích cơng đoạn xác định lãng phí 23 4.2 Bƣớc 2: Phân tích công đoạn sản xuất 27 4.2.1 Nhiệm vụ 3: Chuẩn bị sơ đồ dây chuyền sản xuất 27 4.2.2 Nhiệm vụ 4: Cân vật liệu lƣợng 29 4.2.3 Nhiệm vụ 5: Xác định chi phí dòng thải 32 4.2.4 Nhiệm vụ 6: Xác định nguyên nhân dòng thải 33 4.3 Bƣớc 3: Đề giải pháp SXSH 34 4.3.1 Nhiệm vụ 7: Đề xuất hội SXSH 34 4.3.2 Nhiệm vụ 8: Lựa chọn hội thực đƣợc 35 4.4 Bƣớc 4: Chọn lựa giải pháp SXSH 35 4.4.1 Nhiệm vụ 9: Phân tích tính khả thi kỹ thuật 36 4.4.2 Nhiệm vụ 10: Phân tích tính khả thi mặt kinh tế 37 4.4.3 Nhiệm vụ 11: Tính khả thi mơi trƣờng 38 4.4.4 Nhiệm vụ 12: Lựa chọn giải pháp thực 38 4.5 Bƣớc 5: Thực giải pháp SXSH 39 Tài liệu hƣớng dẫn Sản xuất ngành công nghiệp sản xuất phân bón NPK Trang 1/45 4.5.1 Nhiệm vụ 13: Chuẩn bị thực 39 4.5.2 Nhiệm vụ 14: Thực giải pháp 39 4.5.3 Nhiệm vụ 15: Quan trắc đánh giá kết 40 4.6 Bƣớc 6: Duy trì SXSH 40 4.6.1 Nhiệm vụ 16: Duy trì SXSH 40 Xử lý môi trƣờng 42 5.1 Xử lý khí thải 42 5.2 Xử lý nƣớc thải 43 5.3 Quản lý chất thải rắn 43 Tài liệu hƣớng dẫn Sản xuất ngành công nghiệp sản xuất phân bón NPK Trang 2/45 Mở đầu Sản xuất đƣợc biết đến nhƣ tiếp cận giảm thiểu ô nhiễm nguồn thông qua việc sử dụng nguyên nhiên liệu có hiệu Việc áp dụng sản xuất không giúp doanh nghiệp cắt giảm chi phí sản xuất, mà cịn đóng góp vào việc cải thiện trạng mơi trƣờng, qua giảm bớt chi phí xử lý mơi trƣờng Tài liệu hƣớng dẫn sản xuất ngành sản xuất phân bón NPK đƣợc biên soạn khn khổ hoạt động Hợp phần sản xuất Cơng nghiệp (CPI), thuộc Chƣơng trình Hợp tác Việt nam - Đan mạch Môi trƣờng (DCE)của Bộ Công Thƣơng Tài liệu đƣợc chuyên gia ngành Việt nam biên soạn nhằm cung cấp kiến thức công nghệ nhƣ thông tin công nghệ tham khảo để triển khai áp dụng sản xuất Các chuyên gia dành nỗ lực cao để tổng hợp thông tin liên quan đến trạng sản xuất NPK Việt nam, vấn đề liên quan đến sản xuất môi trƣờng nhƣ thực hành tốt áp dụng đƣợc điều kiện nƣớc ta Đây dự thảo ban đầu cần có thêm thơng tin trải nghiệm thực sản xuất nhà máy sản xuất NPK Việt Nam tài liệu hƣớng dẫn có ý nghĩa thực tiễn Hợp phần Sản xuất Công nghiệp xin chân thành cảm ơn đóng góp ơng Đỗ Thanh Bái, cán Công ty Cổ phần Tƣ vấn EPRO đặc biệt phủ Đan mạch, thông qua tổ chức DANIDA hỗ trợ thực tài liệu Mọi ý kiến đóng góp, xây dựng tài liệu xin gửi về: Văn Phòng Hợp phần Sản xuất công nghiệp, email: cpi-cde@vnn.vn Giới thiệu chung 1.1 Sản xuất Mọi q trình sản xuất cơng nghiệp sử dụng lƣợng nguyên liệu lƣợng ban đầu để sản xuất sản phẩm mong muốn Bên cạnh sản phẩm, trình sản xuất đồng thời phát sinh chất thải Khác với cách tiếp cận truyền thống môi trƣờng xử lý chất thải phát sinh, sản xuất (SXSH) hƣớng tới việc tăng hiệu suất sử dụng tài nguyên SXSH tiếp cận phòng ngừa chất thải, để nguyên nhiên liệu vào sản phẩm với tỉ lệ cao phạm vi khả thi kinh tế, qua giảm thiểu đƣợc phát thải tổn thất nguyên liệu lƣợng môi trƣờng từ q trình sản xuất Sản xuất khơng giúp doanh nghiệp sử dụng nguyên nhiên liệu hiệu hơn, mà cịn đóng góp vào việc cắt giảm chi phí thải bỏ xử lý chất thải Bên cạnh đó, việc thực sản xuất thƣờng mang lại hiệu tích cực suất, chất lƣợng, mơi trƣờng an tồn lao động Chương trình Mơi trường Liên hợp quốc UNEP định nghĩa: Sản xuất việc áp dụng liên tục chiến lƣợc phịng ngừa tổng hợp mơi trƣờng vào trình sản xuất, sản phẩm dịch vụ nhằm nâng cao hiệu suất sinh thái giảm thiểu rủi ro cho ngƣời môi trƣờng Đối với trình sản xuất: sản xuất bao gồm bảo toàn nguyên liệu lƣợng, loại trừ nguyên liệu độc hại, giảm lƣợng độc tính tất chất thải nguồn thải Đối với sản phẩm: sản xuất bao gồm việc giảm ảnh hƣởng tiêu cực suốt chu kỳ sống sản phẩm, từ khâu thiết thải bỏ Đối với dịch vụ: sản xuất đƣa yếu tố môi trƣờng vào thiết kế phát triển dịch vụ Sản xuất tập trung vào việc phòng ngừa chất thải nguồn cách tác động vào trình sản xuất Việc thực SXSH bắt đầu với giải pháp khơng địi hỏi đầu tƣ cao nhƣ việc tăng cƣờng quản lý sản xuất, kiểm sốt q trình sản xuất theo yêu cầu công nghệ, thay đổi nguyên liệu, cải tiến thiết bị có Sau thực giải pháp thay đổi thiết bị hay cơng nghệ, giải pháp có tiềm tiết kiệm nguyên vật liệu lƣợng lớn nhƣng địi hỏi đầu tƣ cao Ngồi ra, giải pháp liên quan đến tuần hoàn, tận thu, tái sử dụng chất thải, hay cải tiến sản phẩm giải pháp sản xuất Nhƣ vậy, giải pháp sản xuất cần chi phí Trong trƣờng hợp cần đầu tƣ, có nhiều giải pháp sản xuất có thời gian hồn vốn dƣới năm Việc áp dụng sản xuất yêu cầu xem xét, đánh giá lại trạng sản xuất có cách có hệ thống để lƣợng hóa tổn thất, đề xuất Tài liệu hƣớng dẫn Sản xuất ngành công nghiệp sản xuất phân bón NPK Trang 4/45 hội cải thiện theo dõi kết đạt đƣợc Sản xuất tiếp cận mang tính liên tục phòng ngừa Cách thức áp dụng sản xuất đƣợc trình bày chi tiết chƣơng 1.2 Hiện trạng sản xuất phân bón NPK Trên giới, tỷ lệ sản xuất loại phân NPK ngày tăng tính hợp lí tiện dụng loại phân Năm 1994, tổng số phân NPK sản xuất chiếm 29% tổng số phân hóa học loại, phân NPK dạng hạt chiếm khoảng 14% (46 triệu tấn) phân NPK dạng trộn thô chiếm khoảng 15% (50 triệu tấn) Năm 2005, tỷ lệ sản xuất phân NPK tăng lên chiếm khoảng 35% tổng số phân hóa học đƣợc sản xuất (tƣơng ứng khoảng 140 triệu tấn), phân hạt chiếm khoảng 16% phân dạng trộn thô chiếm khoảng 19% tổng số phân hóa học sản xuất Ở Việt Nam, đầu năm 90 kỉ trƣớc, lƣợng phân NPK tiêu thụ khoảng 250.000 – 350.000 tấn/năm, chủ yếu nhập từ nƣớc Sau năm 1996, 1997 lƣợng tiêu thụ phân NPK tăng lên mau chóng, đặc biệt khu vực phía Nam với đời hàng loạt nhà máy sản xuất phân bón NPK Tới năm 2007, lƣợng phân NPK tiêu thụ Việt Nam lên tới 1,7 triệu Năm 2009, lực sản xuất phân NPK Việt Nam đạt 2,5 triệu Theo Hiệp hội Phân bón Việt Nam, Việt Nam có gần 300 sở sản xuất phân bón NPK khác nhau, có 150 đơn vị sở sản xuất nhỏ với thiết bị lạc hậu với sản phẩm NPK chất lƣợng Tổng Công ty Hóa chất Việt Nam (TCTHCVN) đơn vị có sản lƣợng sản xuất phân bón cung cấp cho thị trƣờng lớn nƣớc Hiện nay, lực sản xuất phân NPK TCTHCVN khoảng 1,8 triệu tấn/năm, dự kiến đạt triệu tấn/năm thời gian tới, đáp ứng nhu cầu nƣớc Sản lƣợng phân bón NPK tồn quốc đƣợc thể hình bên Các loại phân bón NPK Việt nam đƣợc chia thành loại: - Phân NPK dạng hạt (hay gọi phân màu – chiếm khoảng 67% tổng lƣợng phân NPK tiêu thụ) - Phân NPK dạng trộn thơ (hay cịn gọi phân nhiều màu, thƣờng đƣợc gọi Tài liệu hƣớng dẫn Sản xuất ngành công nghiệp sản xuất phân bón NPK Trang 5/45 phân màu – chiếm khoản 33% tổng lƣợng phân NPK tiêu thụ) Các công ty sản xuất phân NPK nƣớc đặc biệt trọng việc đa dạng hóa sản phẩm, sản xuất đƣợc 500 chủng loại phân NPK phù hợp với thổ nhƣỡng vùng, loại trồng Năng lực sản xuất công ty đƣợc nâng cao nhờ đầu tƣ chiều sâu, đổi thiết bị, bƣớc giới hóa tự động hóa q trình sản xuất Việt Nam sử dụng cơng nghệ sản xuất phân NPK cơng nghệ vê viên nƣớc thùng quay công nghệ tạo hạt kiểu đĩa Có tới 70% doanh nghiệp sử dụng công nghệ tạo hạt kiểu đĩa, chủ yếu doanh nghiệp phía bắc Tính tới đầu năm 2009, lực sản xuất phân NPK công nghệ nƣớc thùng quay công ty theo thứ tự tổng công suất nhƣ sau: Công ty Việt Nhật, Bình Điền, Miền Nam, Ba Con cị, Hóa Chất Cần Thơ, Năm Sao với tổng công suất đạt 1,2 triệu Chất lƣợng sản phẩm phân NPK nƣớc ta tƣơng đƣơng với sản phẩm loại nƣớc khu vực Tuy nhiên, phần lớn nguyên liệu để sản xuất phân NPK nhập ngoại nên vấn đề cạnh tranh giá gay gắt Bụi tiêu hao lƣợng vấn đề môi trƣờng cần quan tâm trình sản xuất phân bón NPK Việc áp dụng sản xuất giúp doanh nghiệp kiểm soát đƣợc đƣờng lƣợng nguyên liệu, phát thải, đồng thời có sở liệu để đƣợc định đầu tƣ phù hợp với nhu cầu sản xuất 1.3 Các trình sản xuất NPK Công nghệ sản xuất phân NPK gồm nhiều công đoạn, chủ yếu bao gồm công đoạn vê viên tạo hạt (kiểu đĩa thùng quay) Một số nhà máy sản xuất phân NPK dạng trộn thô (chỉ phối trộn đóng bao) Các cơng đoạn cơng nghệ sản xuất NPK đƣợc chia thành 07 công đoạn nghiền nguyên liệu, phối trộn nguyên liệu, vê viên tạo hạt, sấy, sàng, làm nguội đóng bao sản phẩm Hình thể sơ đồ cơng nghệ sản xuất phân NPK, nguyên, nhiên liệu đầu vào phát thải kèm đặc trƣng Tài liệu hƣớng dẫn Sản xuất ngành công nghiệp sản xuất phân bón NPK Trang 6/45 NGUYÊN LIỆU: - SA/Urê - DAP/Supe phôt phát đơn - KCL Điện NGHIỀN Bụi Điện PHỐI TRỘN Bụi VÊ VIÊN, TẠO HẠT Bụi Than Dầu SẤY Bụi Điện SÀNG Điện LÀM NGUỘI Bụi ĐÓNG BAO Bụi Nƣớc Phụ gia Điện Bụi Hạt không kích cỡ Sản phẩm Hình Cơng nghệ sản xuất phân NPK Nguyên liệu đƣợc vận chuyển đến nạp vào máy nghiền Nguyên liệu sau nghiền đƣợc băng tải vận chuyển nạp vào bunke riêng biệt, đƣợc rót vào băng tải phối liệu, qua cân định lƣợng, qua gầu tải vào máy phối trộn Sau trình trộn, phối liệu theo băng tải đến thiết bị tạo hạt Ở liệu đƣợc trộn đều, đồng thời phun nƣớc dạng mù, tạo độ ẩm cho hỗn hợp phối liệu vê viên thành hạt NPK Các hạt NPK đĩa (hoặc thùng vê viên) đƣợc gạt Tài liệu hƣớng dẫn Sản xuất ngành công nghiệp sản xuất phân bón NPK Trang 7/45 dần xuống băng tải để đƣa bán thành phẩm NPK từ máy vê viên sang máy sấy thùng quay Tại máy sấy thùng quay, NPK đƣợc sấy khô từ độ ẩm 46% xuống 0,5-1,5% nhằm tăng độ bền học hạt tạo độ ẩm tối ƣu cho hạt Sau sấy xong, NPK đƣợc băng tải chuyển đến sàng rung phân loại để phân loại NPK theo cỡ hạt Phần hạt có kích thƣớc tiêu chuẩn – mm đƣợc đƣa sang thiết bị làm nguội thùng quay, trở thành sản phẩm phân NPK Phần hạt cỡ qua máy nghiền búa, qua băng tải hồi lƣu để trở lại trình vê viên tạo hạt Phần hạt nhỏ tiêu chuẩn rơi thẳng xuống băng tải thu hồi tuần hoàn lại theo đƣờng Sau làm nguội, NPK đạt tiêu chuẩn theo băng tải chảy vào si lơ chứa, phía dƣới si lơ tiến hành cân đóng phân NPK thành phẩm Q trình sản xuất NPK gồm cơng đoạn Mỗi cơng đoạn lại gồm số cơng đoạn nhỏ Chi tiết bƣớc công nghệ đƣợc mô tả cụ thể dƣới đây: 1.3.1 Nghiền nguyên liệu Nguyên liệu ban đầu cho sản xuất NPK hầu hết tồn dạng hạt bao gồm nguyên liệu sau: - Nguyên liệu chứa đạm (N): amôn sunfat, urê, Di Amôn Photphát, Amôn Clorua - Nguyên liệu chứa lân (P): supe photphat đơn, phân lân nung chảy, DAP, MAP, Phốtphorite - Nguyên liệu chứa Kali: Kali clorua, Kali Sunphát Mục đích q trình nghiền ngun liệu nhằm đảm bảo yêu cầu kỹ thuật độ mịn (