Thiết kế hệ thống điều hòa không khí, thông gió và áp dụng sản xuất sạch hơn tại xưởng dệt Công ty CPĐT Phong Phú Sơn Trà – Đà Nẵng

Sản xuất sạch hơn (SXSH) là việc áp dụng liên tục một chiến lược phòng ngừa tổng hợp về môi trường đối với các quy trình sản xuất, sản phẩm và dịch vụ, để tăng hiệu quả sản xuất và giảm các rủi ro cho con người và môi trường (theo UNEP

Trang 1

PHẦN 2: ÁP DỤNG SẢN XUẤT SẠCH HƠN VÀO

QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT TẠI XƯỞNG DỆT

CÔNG TY CPĐT PHONG PHÚ SƠN TRÀ

Sinh viên thực hiện: Hoàng Thị Tố Nguyên – Lớp 05MT Trang 91

Trang 2

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ SẢN XUẤT SẠCH HƠN

1.1 KHÁI NIỆM

Sản xuất sạch hơn (SXSH) là việc áp dụng liên tục một chiến lược phòng ngừatổng hợp về môi trường đối với các quy trình sản xuất, sản phẩm và dịch vụ, để tănghiệu quả sản xuất và giảm các rủi ro cho con người và môi trường (theo UNEP)

- Đối với các công đoạn sản xuất, SXSH bao gồm việc bảo quản nguyên vậtliệu thô và năng lượng, loại bỏ nguyên liệu thô độc hại và giảm số lượng, độc tính củacác chất phát sinh hoặc chất thải

- Đối với sản phẩm, sản xuất sạch hơn bao gồm việc làm giảm các ảnh hưởngtiêu cực trong một chu trình sống của một sản phẩm, từ khâu tuyển chọn nguyên liệuthô đến khâu loại bỏ cuối cùng

- Đối với dịch vụ, sản xuất sạch hơn là kết hợp những lợi ích về môi trường vàothiết kế và cung cấp dịch vụ

1.2 CÁC LỢI ÍCH KHI ÁP DỤNG SẢN XUẤT SẠCH HƠN (SXSH)

Đầu tư vào SXSH nhằm ngăn ngừa ô nhiễm và tăng cường sử dụng tài nguyênthiên nhiên rẻ hơn khi tiếp tục dựa vào những công nghệ kiểm soát ô nhiễm hoặc côngnghệ xử lý cuối đường ống đắt tiền Đầu tư ban đầu cho các quy trình kiểm soát ônhiễm và SXSH có thể tương tự nhau, nhưng thời gian trôi qua thì chi phí kiểm soát ônhiễm tiếp tục tăng lên trong khi đầu tư SXSH giảm đi

Một số lý do khi đầu tư vào SXSH là:

- Đưa đến những cải thiện về sản phẩm và công nghệ

- Tiết kiệm nguyên liệu thô và năng lượng, từ đó làm giảm chi phí sản xuất

- Tăng tính cạnh tranh thông qua việc sử dụng công nghệ mới đã được cảithiện

- Có thể thu hồi một vài loại nguyên liệu bị bỏ phí

- Giảm rủi ro từ việc xử lý trong nhà máy, thu gom và phân hủy các chất thảiđộc hại

- Cải thiện sức khỏe và an toàn cho người lao động

- Cải thiện hình ảnh của công ty trước công chúng

- Giảm chi phí xử lý cuối đường ống ngày càng tăng

Khi các giải pháp SXSH và kiểm soát ô nhiễm cùng giải quyết những vấn đề môitrường như nhau được đem ra đánh giá, so sánh thì giải pháp SXSH thường ít tốn kémhơn khi thực hiện, vì chi phí nguyên vật liệu thô, năng lượng, kiểm soát ô nhiễm, xử lý

Trang 3

chất thải và những yêu cầu khác giảm đi Thời gian thu hồi vốn có thể thay đổi từ vàitháng đến vài năm Hơn nữa, lợi ích và hiệu quả môi trường được cải thiện khi ápdụng hiệu quả các giải pháp SXSH.

Lợi ích từ hiệu quả môi trường có thể được hiểu thành các cơ hội thị trường chonhững sản phẩm “xanh hơn” Những sản phẩm được tạo hiệu quả môi trường tốt từkhâu thiết kế sẽ ít ô nhiễm hơn và ít gây hại cho sức khỏe con người Do đó, SXSHmang lại cho các ngành sản xuất một số lợi ích mới Nó cũng giới thiệu cho các ngànhsản xuất những công cụ mới như đánh giá chu kỳ sống và nhãn hiệu kinh tế

1.3 CÁC KỸ THUẬT SẢN XUẤT SẠCH HƠN

Kỹ thuật SXSH có thể chia thành 3 nhóm:

- Giảm chất thải tại nguồn

- Tái sinh chất thải (tuần hoàn)

- Cải tiến sản phẩm

Các kỹ thuật SXSH được minh họa ở hình 1.1

Kỹ thuật SXSH

Giảm chất thải tại

nguồn Tái sinh chất thải (Tuần hoàn) Cải tiến sản phẩm

Quản lý

nội vi tốt

Thay đổi quá trình sản xuất

Tái sử dụng cho sản xuất

Tạo sản phẩm phụ

Cải tiến thiết bị Thay đổi công ghệ

Hình 1.1 - Các kỹ thuật sản xuất sạch hơn

Trang 4

CHƯƠNG 2: ÁP DỤNG SẢN XUẤT SẠCH HƠN VÀO QUÁ TRÌNH

SẢN XUẤT TẠI XƯỞNG DỆT2.1 LẬP KẾ HOẠCH VÀ ĐÁNH GIÁ SXSH

2.1.1 Thành lập đội SXSH

Đội SXSH bao gồm đại diện các phòng, ban khác nhau trong công ty có quantâm đến SXSH Với qui mô của phân xưởng như hiện nay, thành phần của nhómSXSH vừa có vai trò chỉ đạo, vừa tham gia thực hiện, có thể đề xuất đội SXSH baogồm các thành phần như bảng 2.1

Bảng 2.1 – Đội Sản xuất sạch hơn

2.1.2 Liệt kê các bước công nghệ và xác định định mức

2.1.2.1 Nguyên liệu và sản phẩm

1 Sản phẩm:

Sản phẩm chính của xưởng Dệt - Công ty CPĐT Phong Phú Sơn Tràbao gồm: khăn và vải mộc Qua thu thập số liệu của phân xưởng từ 1/3/2010 đến29/4/2010, sản lượng của 2 loại vải và khăn như sau:

- Sản lượng vải: 665674,8m hay 202798,1 kg

- Sản lượng khăn: 650157 cái hay 40510,3 kg

2 Nguyên liệu:

Nguyên liệu chính trong quy trình dệt các loại vải mộc và khăn là sợi.Ngoài ra, trong quá trình sản xuất còn sử dụng các loại nguyên nhiên liệu, năng lượngsau: Hóa chất; điện; nước; dầu FO… Lượng nguyên nhiên liệu sử dụng tương ứng vớilựợng sản phẩm từ 1/3/2010 đến 29/4/2010 được tổng hợp như bảng 2.2

3 Đội trưởng đội xử lý nước thải Thành viên

Trang 5

Bảng 2.2 – Lượng nguyên nhiên liệu sử dụng từ 1/3/2010 đến 29/4/2010

2.1.2.2 Quy trình công nghệ sản xuất

Quy trình công nghệ sản xuất phân xưởng Dệt được trình bày ở hình 2.1

STT Tên nguyên nhiên liệu Ngành vải

(kg)

Ngành khăn (kg)

Trang 6

* Sơ bộ về các công đoạn: Mắc - Hồ - Dệt

2 Công đoạn hồ sợi

Quy trình công đoạn hồ sợi được trình bày ở hình 2.2

Công đoạn hồ sợi với mục đích ngâm sợi vào tinh bột đã đun nóng nhằmlàm tăng thêm độ dai và tính chịu nhiệt của sợi, đảm bảo cho quá trình dệt được liêntục

Sợi sau khi mắc thành trục sẽ được đem sang máy hồ Các trục sợi đượcmắc trên dàn beam và sợi được mắc qua các trục để dẫn vào bể ngấm hồ, sau đó đượckéo qua các lô sấy để sấy khô và được bộ phận lược chia ra trước khi quấn vào trụcsợi

3 Công đoạn dệt

Hình 2.2 - Quy trình công đoạn hồ sợi

Trục hồTrục sợi

Máy hồ

Thiết bị nấu hồ

Tinh bột, hóa chất

Nhiệt lò hơi Nước

Dung dịch hồ Điện

Nhiệt

Nước thải Nước thải Nước

Trang 7

Trên máy dệt, sợi dọc và sợi ngang được đan kết với nhau để tạo thànhvải hoặc khăn Tùy theo kiểu dệt, mật độ và chỉ số sợi mà ta dệt ra những mặt hàngkhác nhau Công đoạn dệt được minh họa qua sơ đồ ở hình 2.3.

2.1.3 Xác định và lựa chọn công đoạn gây lãng phí nhất

Với dây chuyền công nghệ của quá trình sản xuất và các yêu cầu côngnghệ của ngành Dệt, ta có thể nhận thấy trong quá trình sản xuất chất thải phát sinh

ở tất cả các công đoạn chủ yếu là sợi đứt và bụi bông Do vậy, việc thực hiệnSXSH chủ yếu tập trung giảm thiểu việc tiêu thụ nguyên nhiên liệu trên một đơn vịsản phẩm mà không ảnh hưởng đến chất lượng của sản phẩm Việc này được thựchiện hầu như xuyên suốt quy trình sản xuất, và đặc biệt chú trọng đến các côngđoạn hồ sợi vì lượng nhiệt tổn thất trong công đoạn này khá lớn

2.2 PHÂN TÍCH CÁC BƯỚC CÔNG NGHỆ

2.2.1 Chuẩn bị sơ đồ dòng của quá trình

Sơ đồ dòng của quy trình dệt được trình bày trong hình 2.4

Sợi ngang Sợi biên

Hình 2.3 – Quy trình công đoạn dệt

Nguyên liệu (côn sợi loại nhỏ- sợi dọc)

Bụi sơ sợi bám vào côn sợi Sợi đứt

Kéo sợi, chải, ghép, đánh ống

Sợi đứt Bụi bông

Bụi bông Sợi đứt, vải phế

Côn Sợi ngang

Điện

Sợi đứt

Hơi nóng, nước ngưng (nhiệt)

Điện Bụi bông

(Khăn, vải mộc)

Sợi biên

Trang 8

* Thuyết minh quy trình công nghệ: (xem mục 1.3.2.1- Chương 1 – phần 1)

2.2.2 Cân bằng vật chất và năng lượng

* Mục đích của bài toán cân bằng vật chất và năng lượng là:

- Cung cấp một cách đầy đủ các thông tin về công nghệ sản xuất, nguyênnhiên vật liệu sử dụng, sản phẩm và các loại chất thải

- Xác định nguồn thải, các loại chất thải

- Trên cơ sở các số liệu cân bằng, sẽ xác định được các nguyên nhân gây thấtthoát nguyên liệu, nước và năng lượng sử dụng Từ đó, đề xuất các giải pháp phù hợp

để giảm thiểu các tổn thất đó nhằm nâng cao hiệu quả sản xuất và giảm thiểu lượngcác chất gây ô nhiễm môi trường

Trang 9

2.2.2.1 Cân bằng vật chất

Trong quá trình sản xuất, có nhiều loại máy dệt, sợi và sản phẩm khácnhau Bước đầu, đội SXSH chỉ tập trung theo dõi và tiến hành cân bằng vật chất ở mặthàng 01/KL059 (Máy dệt kiếm Gammax)

Trang 10

Bảng 2.3 – Bảng cân bằng vật liệu đối với mặt hàng 01/KL059

STT Công đoạn

(kg) Tên nguyên liệu

Côn Sợi dọc OE20(Côn sợi 1,6- 2kg) 6982,6

Bụi sợi (Sợi dọc) 26,9Sợi đứt (Sợi dọc) 9,5

(Côn sợi 1,6- 2kg) 6982,6 Trục sợi dọc OE20 6934

Bụi sợi (Sợi dọc) 23,5Sợi đứt (Sợi dọc) 25,1

Trục sợi dọc OE20 6934

Trục hồ (Sợi đãngấm dung dịch hồ) 7984,3

Sợi đứt (Sợi dọc) 28,7

-4 Xâu go Sợi đã ngấm dung dịch hồ 7984,3 Khung go (Sợi dọc) 7856,4 Bụi sợi (Sợi dọc) 17,8

Sợi đứt (Sợi dọc) 39,1

Ghi chú: KĐK – Không đáng kể

Số liệu lấy từ bảng báo cáo tình hình sản xuất tháng 4/2010-công ty CPĐT Phong Phú Sơn Trà.

Khối lượng vải mộc 11111,11kg bao gồm 10140,3kg vải và 970,8 kg hóa chất.

Trang 11

2.2.2.2 Cân bằng năng lượng

Vải mộc

(1000kg vải mộc + 95,7 kg hóa chất)

CÔNG NGHỆ DỆT ĐỐI VỚI MẶT HÀNG 01/KL059

Sợi dọc

(692,19kg)

Sợi ngang (334,18kg)

Sợi biên

(0,57kg)

Nước (1000kg) LOTUS 2088

(1011,24kg) Parafin

(0,57kg)

Hình 2.5 – Sơ đồ cân bằng vật chất

Trang 12

1 Các dạng năng lượng được sử dụng trong sản xuất

a Hệ thống điện (Số liệu lấy theo bảng báo cáo tình hình sản xuất tháng 4)

Công ty sử dụng nguồn điện lưới quốc gia thông qua 2 trạm biến áp vớicông suất (21600) KVA để cung cấp điện cho các bộ phận sản xuất

- Công suất điện định mức: 1 199 734 KWh

- Công suất điện tiêu thụ thực tế: 1 266 320 KWh

Suy ra: Công suất điện thất thoát: 66 586 KWh

b Lò hơi

Hiện nay, công ty sử dụng lò hơi OMNICAL có công suất 4000 kg/h

để cung cấp nhiệt cho công đoạn hồ Hơi từ lò được đưa lên hệ thống ống phân phối

= 76 đưa đến khu vực hồ sợi

* Các thông số kỹ thuật của lò hơi được trình bày trong bảng 1-phụ lục 3

* Tình trạng hoạt động của lò hơi

- Xác định hệ số không khí thừa (xem chi tiết tính toán mục1- phụ lục 3)

Trong quá trình vận hành lò hơi, thường phải kiểm tra các mẫu khóiđịnh kỳ cho phép xác định hệ số không khí thừa xem có đúng tiêu chuẩn không Nếu

 nhỏ hơn tiêu chuẩn, quá trình cháy sẽ thiếu O2 cháy không hết nhiên liệu Nếu 

lớn thì tổn thất nhiệt tăng, hiệu suất của lò giảm xuống Kết quả phân tích thành phần

sản phẩm cháy trong khói thải của lò hơi được thể hiện ở bảng 2.4

Bảng 2.4 - Kết quả phân tích thành phần sản phẩm cháy

Từ kết quả ở bảng trên, ta xác định được hệ số không khí thừa ở mỗi lần

đo như sau: Lần 1:   1 , 264

Lần 2:   1 , 262

Vậy: Hệ số không khí thừa trung bình ở đường khói:  = 1,263

Trang 13

Nhiệt độ khói thải của lò hơi có hệ số không khí thừa tương đối cao nênlượng nhiệt tổn thất của lò hơi tăng Cần phải điều chỉnh hệ số không khí thừa nằmtrong khoảng cho phép  =1,051,15 [15].

- Xác định hiệu suất nhiệt của lò hơi (xem chi tiết tính toán mục 2 - phụ lục

3)

Hiệu suất nhiệt của lò hơi được xác định như bảng 2.5

Bảng 2.5 - Hiệu suất nhiệt của lò hơi và lượng nhiên liệu bị thất thoát

hiệu

Đơn vị

Kết quả

4 Tổn thất do cháy không hoàn toàn về mặt hóa học q3 % 0,0

- Chất lượng nước trong lò hơi

Theo kết quả kiểm tra vào tháng 3/2010 của công ty, nước trong lò hơi có tính

chất như bảng 2.6 (Báo cáo giám sát định kỳ quý 1năm 2009).

Bảng 2.6 - Chất lượng nước trong lò hơi

c Hệ thống phân phối hơi

Đây là hệ thống đóng vai trò quan trọng, có ảnh hưởng lớn đến hiệu quả sửdụng năng lượng chung của Công ty Theo kết quả khảo sát, phân xưởng sử dụng hệthống ống phân phối có đường kính  = 76 với chiều dài tổng cộng khoảng 80m,nhưng cho tới thời điểm này toàn bộ chiều dài của ống chưa được bảo ôn Vì vậy, bềmặt của ống luôn luôn có nhiệt độ rất cao Đây chính là nguyên nhân gây lãng phínhiệt nhiều nhất và dẫn tới nhu cầu cung cấp hơi cho máy hồ tăng lên

Trang 14

Kết quả tính toán tổn thất nhiệt trên đường ống cấp hơi khi chưa bảo ôn và sau

khi bảo ôn được tổng hợp trong bảng 2.7 (Xem chi tiết tính toán mục 4 - phụ lục 3)

Bảng 2.7 – Tổn thất trên đường ống cấp hơi khi chưa bảo ôn và sau bảo ôn

d Tổn thất nhiệt ở công đoạn sấy của máy hồ

* Hiệu quả sử dụng nhiệt ở máy hồTrong quá trình sản xuất, máy hồ sử dụng hơi nước từ lò hơi để phục vụcho công đoạn hồ sợi (nấu hồ, hâm hồ, sấy trục sợi ) Lượng hơi cung cấp cho máy

hồ ở các bộ phận được trình bày trong bảng 2.8

Bảng 2.8 – Lượng hơi cung cấp cho máy hồ ở các bộ phận của máy hồ

Trong các bộ phận trên, hiệu quả sử dụng nhiệt ở hệ thống sấy khá thấp và được

xác định như bảng 2.9 (xem chi tiết tính toán mục 4 - phụ lục 3).

Bảng 2.9 – Hiệu suất nhiệt của máy hồ ở công đoạn sấy

Trang 15

Hiện nay toàn bộ lượng nước ngưng có nhiệt độ 960C đều thải bỏ, khôngđược tái sử dụng nên gây tổn thất khá lớn Lượng nước ngưng đo đạt thực tế có thể thuhồi được khoảng 1247 kg/h (chiếm khoảng 80% lượng hơi cung cấp cho hệ thống sấy

vì có một lượng hơi rất lớn thất thoát qua các van, bích…)

1 Lập sơ đồ cân bằng năng lượng

Từ các kết quả trên, ta có thể thiết lập sơ đồ cân bằng năng lượng tổng quát

như hình 2.6 (chỉ xét cân bằng đối với dầu FO và hơi nước; lượng nhiệt tổn thất được

đưa về lượng hơi tổn thất tương ứng, chi tiết tính toán xem phụ lục 3)

Nhận xét:

Từ sơ đồ cân bằng năng lượng ở trên nhận thấy lượng hơi tổn thất qua các

bộ phận khá lớn Lượng hơi tổn thất qua các công đoạn là: D 1234,13kg/h,chiếm khoảng 57% tổng lượng hơi cung cấp Vậy, lượng dầu FO bị thất thoát tươngứng với lượng hơi trên B 85,81kg/h

Nếu tổng thời gian hoạt động của lò hơi và phân xưởng hồ là 300 ngày/năm

và 8h/ngày thì tổng lượng dầu tổn thất là GFO= 205 944 kg/năm, tương ứng tổng số tiền

bị thất thoát tương ứng với lượng dầu trên: 205 944 x 11 400= 2 347 761 600 VNĐ

Hơi nước

(250 kg/h) (60 kg/h)

Vật liệu sấy (24,8kg/h)

Tổn thất khác (974,74)

(Nước ngưng, van, bích…) (1620 kg/h)

Hình 2.6 – Sơ đồ cân bằng năng lượng

Trang 16

Từ sơ đồ trên, ta có thể thiết lập sơ đồ cân bằng năng lượng đối với mặthàng 01/KL059 trong tháng 4 như hình 2.7.

Nếu tính cho 1 tấn sản phẩm 01/KL059 thì sơ đồ cân bằng năng lượng đượcthiết lập như hình 2.8

Nhận xét: Qua sơ đồ cân bằng năng lượng ở trên, nhận thấy lượng dầu FO tổnthất là rất lớn (119,28 kg) chiếm khoảng 57% lượng dầu cấp vào.Như vậy, số tiền bị thấtthoát khi sản xuất 1 tấn sản phẩm 01/KL059 là: 119,28 x 11 400 = 1 359 800 VNĐ

2.2.3 Tính toán chi phí cho các dòng thải

Chi phí cho các dòng thải được thể hiện trong bảng 2.10.

Bảng 2.10 – Bảng tính toán chi phí cho các dòng thải

Hình 2.7 – Sơ đồ cân bằng năng lượng đối với mặt hàng 01/KL059

CÔNG NGHỆ DỆT (MẶT HÀNG 01/KL059)

Điện (157,8kWh)

Dầu FO (119,28kg)

Điện (2798,1KWh) Dầu FO (91,47kg)

Điện (1600,2KWh)

Dầu FO (1240kg)

Điện (28373,6KWh) Dầu FO (927,5kg)