3.2.1. Quy trỡnh cụng nghệ
Đỏ vụi được khai thỏc tại mỏ cú kớch thước 350-500mm được đưa vào mỏy đập hàm gia cụng sơ bộ xuống kớch thước ≤ 70mm, rồi được băng tải chuyển vào mỏy đập bỳa gia cụng tới kớch thước ≤ 25mm. Ra khỏi mỏy bỳa,
đỏ vụi được gầu tải chuyển lờn silụ đỏ vụi.
Cỏc phụ gia điều chỉnh như quặng sắt hoặc phosphorit được đập nhỏ
qua mỏy đập hàm tới kớch thước ≤ 10mm và được gầu tải chuyển lờn silụ phụ
gia điều chỉnh và silụ phụ gia khoỏng hoỏ.
Sột từ kho chứa được băng tải vận chuyển tới mỏy cỏn và được gia cụng tới kớch thước ≤ 20mm, sau đú được sấy trong mỏy sấy thựng quay tới độ ẩm ≤
2%. Sau sấy sột được gầu tải chuyển lờn silụ sột.
Than từ bói chứa được vận chuyển về phõn xưởng gia cụng nhiờn liệu và được đưa vào mỏy sấy thựng quay sấy tới độ ẩm 2 - 5% và dự trữ trong silụ than.
Nguyờn liệu đỏ vụi, sột, than, phụ gia điều chỉnh và phụ gia khoỏng hoỏ (nếu cú) đó được gia cụng sơ bộ, chứa ở cỏc silụ, được thỏo qua cửa van ở đỏy silụ và phễu nạp của hệ thống cõn định lượng. Tại đõy nguyờn liệu được định lượng theo tỷ lệ quy định của đơn phối liệu và cấp xuống băng tải cao su và
được đưa tới cửa nạp liệu của mỏy nghiền. Tại mỏy nghiền nguyờn liệu được nghiền thành bột mịn, sau đú được qua mỏy phõn ly chia thành hai loại: loại
đạt độ mịn 8-10% tớnh theo lượng dư trờn sàng 0,08mm được vớt tải và gầu tải
đưa về silụ chứa bột phối liệu; loại liệu thụ được đưa trở lại mỏy nghiền. Bột phối liệu được thỏo ra từ silụ được đồng nhất trong cỏc silụ tới khi đồng nhất và được chứa trong silụ đồng nhất.
Bột liệu đó đồng nhất được vớt tải và gầu tải chuyển lờn kột chứa, sau
đú được đưa tới cõn vớt định lượng rồi chuyển vào mỏy trộn ẩm. Tại đõy bột liệu được trộn đều với nước tới độẩm 12-14% rồi qua ống dẫn xuống mỏy vờ viờn thành cỏc viờn cú kớch thước 8-12mm. Ra khỏi mỏy vờ viờn, cỏc viờn liệu được băng tải đưa tới lũ nung và được rải vào lũ hỡnh lũng chảo nhờ mỏy rải liệu phễu quay đặt trờn chúp lũ.
Lũ nung được cấp giú (khụng khớ) từ quạt Rood thổi từ dưới lờn. Khụng khớ đi qua zone làm nguội (trao đổi nhiệt với clanhke núng để làm nguội clanke, tăng nhiệt độ khớ), zone nung (cấp oxy cho quỏ trỡnh chỏy than), zone sấy (trao đổi nhiệt với viờn phối liệu mới vào lũ làm viờn liệu núng dần lờn) rồi thoỏt ra ngoài qua ống khúi (khớ thải lũ nung).
Cỏc viờn liệu đi từ trờn xuống qua zone sấy, zone nung, zone làm nguội của lũ. Tại cỏc zone này cỏc quỏ trỡnh lý - hoỏ xảy ra và cỏc viờn liệu được nung thành clanhke.
Ghi quay khi hoạt động sẽ nghiền clanhke thành cục cú kớch thước ≤
100mm rơi xuống bầu lũ xuống ống làm kớn. Nhờ thiết bị tia gamma đặt ở nơi
ống làm kớn của lũ mà cơ cấu thỏo clanhke chấn động điện tử tự động thỏo clanhke xuống thiết bị vận chuyển tiếp theo.
Băng tải xớch vận chuyển clanhke mới ra lũ tới mỏy đập hàm để gia cụng clanhke tới kớch thươc khoảng 10mm và được gầu tải và băng cào đưa lờn chứa ở silụ clanhke.
được định lượng theo đơn cụng nghệ và cấp cho mỏy nghiền xi măng. Mỏy nghiền sẽ nghiền hỗn hợp thành bột xi măng. Sản phẩm ra khỏi mỏy nghiền
được đưa tới mỏy phõn ly và được chia thành hai loại: loại bột mịn 6-8% trờn sàng 0,08mm được vớt tải và gầu tải chuyển về silụ xi măng trung gian, loại thụ được hồi lưu trở lại mỏy nghiền.
Xi măng trong silụ trung gian sẽ được đồng nhất bằng cơ khớ theo nguyờn tắc đảo trộn qua sự vận chuyển xi măng từđỏy silụ lờn đỉnh silụ nhờ
vớt tải và gầu tải cho tới khi đồng nhất và được chuyển sang silụ xi măng bột thành phẩm.
Mỏy đúng bao nhận xi măng bột từ silụ xi măng đúng thành bao xi măng 50 ± 0,5kg và được băng tải chuyển về kho chứa bao xi măng thành phẩm.
Bảng 3. 1 Thành phần nguyờn, vật liệu dựng trong SXXM Nhà mỏy Lưu Xỏ (tớnh trong năm 2009) [12]
STT Loại đầu vào Đơn vị Lượng sử dụng
1 Đỏ vụi Tấn 82.002 2 Đất sột Tấn 21.646 3 Quặng sắt Tấn 3.160 4 Than cỏm 4A Tấn 19.750 5 Thạch cao Tấn 2.370 6 Phụ gia XM Tấn 13.035 7 Điện kWh 6.715.000 8 Nước m3 71.500
Qua bảng tiờu thụ tài nguyờn và nguyờn liệu thụ ta cú định mức tiờu thụ tài nguyờn và nguyờn liệu cho 1 tấn xi măng như sau:
Bảng 3. 2 Định mức tiờu thụ nguyờn, nhiờn liệu [12] TT Loại đầu vào Đơn vị tớnh Tiờu hao
1 Đỏ vụi Tấn/Tấn SP 1,038 2 Đất sột Tấn/Tấn SP 0,274 3 Quặng sắt Tấn/Tấn SP 0,04 4 Than cỏm 4A Tấn/Tấn SP 0,250 5 Thạch cao Tấn/Tấn SP 0,030 6 Phụ gia XM Tấn/Tấn SP 0,165 7 Điện KWh/Tấn SP 85 8 Nước m3/Tấn SP 0,905 Nhận xột:
Ta thấy mức tiờu thụ nguyờn liệu tớnh cho một tấn sản phẩm của nhà mỏy đạt mức trung bỡnh so với mức tiờu thụ của Việt Nam. Tuy nhiờn từ bảng trờn ta thấy mức tiờu thụ than và điện năng vẫn ở mức cao hơn so mức trung bỡnh. Hiện nay một số nhà mỏy sản xuất xi măng theo cụng nghệ lũ đứng đó đạt mức tiờu thụ điện năng khoảng 80 - 85kWh/ tấn sản phẩm xi măng, mức tiờu thụ nhiờn liệu (than) là 0.21-0,25 tấn than/tấn clanhke. Đõy cũng là một trong những trọng tõm nhà mỏy cần đầu tư thực hiện cỏc biện phỏp giảm thiểu tiờu thụ than và điện trong sản xuất để tiết kiện chi phớ sản xuất, nõng cao hiệu suất đồng thời giảm mức độ ụ nhiễm đến mụi trường.
Bụi Đỏ vụi Nghiền hỗn hợp Định lượng Phõn ly Xilo chứa Xilo chứa Đập bỳa Đập hàm Vờ viờn Vớt trộn Điện Nguyờn liệu Điện Nước Điện Đất sột, phụ gia than nghiền Điện Điện Bụi, đỏ rơi vói Bụi, đỏ rơi vói Bụi Bụi Bụi Bụi Bụi Điện
Lũ nung Xi lụ chứa Phõn ly Đúng bao Nghiền XM Định lượng Xi lụ chứa clanker Sản phẩm Nhập kho Thạch cao Phụ gia Điện Điện Khụng khớ Điện Bao bỡ Điện Điện Điện Điện Bụi Bụi Bụi, khúi, hơi nước Bụi Bụi Bụi Bụi xi măng Bụi Bụi, bao bỡ hỏng Silo đồng nhất
3.3. Thực hiện giảm thiểu chất thải tại nhà mỏy Xi măng Lưu Xỏ Thỏi Nguyờn Thỏi Nguyờn
Cỏc biện phỏp tiết kiệm năng lượng là biện phỏp chủ động phũng ngừa ụ nhiễm mụi trường từđầu nguồn khi mà cỏc vấn đề mụi trường và nguồn cung cấp nguyờn liệu ngày càng khan hiếm. Để cú một nền sản xuất sạch, trước tiờn phải nghiờn cứu cỏc biện phỏp giảm thiểu nguyờn nhiờn vật liệu, từ đú phũng ngừa phỏt sinh chất thải do sử dụng năng lượng hoỏ thạch.
Để giảm thiểu sự phỏt sinh chất thải cần tiến hành kiểm tra quỏ trỡnh sản xuất, xỏc định nguồn gốc tiờu tốn, tổn thất năng lượng và nguồn phỏt sinh chất thải, phỏt hiện cỏc vấn đề liờn quan tới quỏ trỡnh cụng nghệ và những cụng đoạn, khu vực cú thể cải tạo.
3.3.1. Cõn bằng vật chất [12]
Do điều kiện dõy chuyền sản xuất xi măng của Nhà mỏy là dõy chuyền hoạt
động liờn tục, dựng nhiều loại nguyờn liệu khỏc nhau trong cựng một thời gian, cỏc nguyờn vật liệu chạy trong dõy chuyền kớn nờn việc tớnh toỏn cõn bằng vật liệu theo cụng đoạn rất phức tạp và khụng cần thiết. Mặt khỏc, đề tài chỉ tập trung vào số cụng đoạn gõy tiờu hao năng lượng cao và sinh nhiều bụi nờn đó làm cõn bằng vật liệu cấu tử với cỏc nguyờn liệu và phụ liệu chớnh của dõy chuyền sản xuất ở dạng xỏc định tổn thất tại cỏc vị trớ cú thể.
Cỏch làm cõn bằng vật liệu như sau:
+ Bụi tại cỏc cụng đoạn chớnh: hàng ngày thu gom lượng bụi tại vị trớ sản xuất tớnh theo một đơn vị thời gian. Bụi ở cỏc vị trớ cú lọc bụi thỡ tớnh theo lưu lượng bựn thải của thiết bị lọc bụi.
+ Than: theo dừi lượng tiờu thụ hàng ngày tại vị trớ chớnh là cụng đoạn sấy liệu. Than nung tớnh theo đơn phối liệu (sử dụng số liệu theo dừi sản xuất trong một khoảng thời gian dài rồi tớnh trung bỡnh cho một đơn vị sản phẩm).
+ Cỏc loại phụ liệu: tớnh theo đơn phối liệu (sử dụng số liệu theo dừi sản xuất trong một khoảng thời gian dài rồi tớnh trung bỡnh cho một đơn vị
sản phẩm).Cỏc số liệu CBVL của quỏ trỡnh sản xuất của Nhà mỏy được tớnh toỏn dựa trờn cơ sở cỏc số liệu ghi chộp trong nhật ký sản xuất và được túm tắt trong bảng dưới đõy.
Bảng 3. 3. Cõn bằng vật liệu tớnh cho 1 tấn xi măng Vật liệu đầu vào Vật liệu đầu ra Dòng thải
Cụng đoạn Tên Số l−ợng Tên Số l−ợng Rắn Khí Sấy liệu Đất sột Than Than đốt 274 kg 232 kg 18 kg Đất Than sấy 265 kg 227 kg 9 kg đất 5 kg than 31,28 kg CO2 Đập hàm + vận chuyển
Đá vôi 1038 kg Đá vôi 1037 kg Bụi: 1 kg
Đập búa + vận chuyển
Đá vôi 1037 Đá vôi 1035 Bụi: 2 kg
Đá vôi 1035 kg Đất sét 265 kg Than 227 kg Nghiền hỗn hợp và vận chuyển về sillo chứa Quặng sắt 40 kg Hỗn hợp nghiền 1564 kg Bụi hỗn hợp 3 kg Hỗn hợp nghiền 1564 kg Trộn ẩm và Vê viên N−ớc 180 kg Viên ẩm 1744 kg Viên ẩm 1744 kg Lò nung Không khí KXĐ
Clanhke 808 kg Bụi 10 kg Hơi n−ớc 180 kg Khí CO2 850 kg Khí thải nóng KXĐ Clanhke 808 kg Thạch cao 30 kg Định l−ợng tr−ớc khi nghiền xi măng Phụ gia 165 kg Hỗn hợp 1001,5 kg Bụi 1,5 kg Nghiền xi măng Hỗn hợp 1001,5 kg XM bột 1001,5 kg Đóng bao XM bột 1001,5 kg XM bao 1000 kg Bụi 1,5 kg Nguồn: Nhà mỏy xi măng Lưu Xỏ
Nhận xột:
Từ bảng cõn bằng vật liệu 3.1 ta thấy, trong cụng nghệ sản xuất xi măng lũ
đứng tại nhà mỏy XM Lưu Xỏ thỡ hầu hết cỏc cụng đoạn đều phỏt sinh bụi. - Tại cỏc cụng đoạn như mỏy kẹp hàm, đập đỏ, băng tải, mỏy nghiền hỗn hợp và vận chuyển về silo, bụi phỏt sinh chủ yếu là bụi đỏ vụi. Tại cỏc cụng đoạn này nhà mỏy đó lắp đặt hệ thống thu bụi tỳi. Tổng lượng bụi thải ra tại cỏc cụng đoạn này là 6kg/tấn xi măng. Theo kết quả khảo sỏt trong thời gian nghiờn cứu tại nhà mỏy, nhận thấy hiệu suất thu hồi bụi của hệ thống lọc bụi này chỉ đạt 70% nờn lượng bụi chỉ được thu hồi một phần, cũn lại vẫn phỏt tỏn ra mụi trường. Lượng bụi thất thoỏt nếu khụng được thu hồi triệt để sẽ gõy tổn thất về kinh tế và gõy ụ nhiễm tại mụi trường làm việc.
Theo kết quả quan trắc ngày 20 thỏng 8 năm 2008 tại khu vực nghiền đập đỏ thỡ nồng độ bụi và cỏc khớ thải như sau:
Bảng 3. 4 Kết quả thẩm định khớ thải và bụi tại khu vực nghiền đập đỏ Tên chỉ tiêu Đơn vị tính Kết quả quan trắc TCVN 7365: 2003
3985:1999 NO2 mg/m3 0,019 5,0 SO2 mg/m3 0,029 5,0 CO mg/m3 < 20 20 Bụi mg/m3 4,513 6 Ồn dBA 86 85 Nguồn: Nhà mỏy xi măng Lưu Xỏ TCVN 7365: 2003 Áp dụng cho cơ sở sản xuất ximăng TCVN 3985 :1999 Áp dụng cho tiếng ồn khu vực sản xuất Như vậy, với kết quả phõn tớch này, thỡ nồng độ bụi và khớ thải đều nằm trong TCCP. Tuy nhiờn, nồng độ bụi vẫn ở mức cao.
- Tại cụng đoạn định lượng clanhke trước khi đưa vào mỏy nghiền nhà mỏy
đó lắp đặt hệ thống lọc bụi tĩnh điện. Theo số liệu của nhà mỏy thỡ hệ thống này hoạt động với hiệu suất khoảng 98%. Như vậy trong 1 năm nhà mỏy nghiền với cụng suất 79.000T/năm thỡ lượng thu hồi là 116 tấn.
Giỏ trị kinh tế thu được từ việc thu hồi này là:
116 tấn/năm x 400.000 đồng = 46.400.000 đồng/năm
Theo kết quả quan trắc ngày 20 thỏng 8 năm 2008 tại khu vực nghiền xi măng thỡ nồng độ bụi như sau:
Bảng 3. 5. Kết quả thẩm định khớ thải và bụi tại khu vực nghiền đập đỏ Tên chỉ tiêu Đơn vị tính Kết quả quan trắc TCVN 7365: 2003
3985:1999 Bụi mg/m3 1,781 6 Ồn dBA 94 85 Nguồn: Nhà mỏy xi măng Lưu Xỏ TCVN 7365: 2003 ỏp dụng cho cơ sở sản xuất ximăng TCVN 3985 :1999 ỏp dụng cho tiếng ồn khu vực sản xuất Với hệ thống thu bụi tĩnh điện, nồng độ bụi đó giảm và đều nằm trong TCCP, tuy nhiờn tiếng ồn đó vượt quỏ giới hạn cho phộp gõy cảm giỏc khú chịu cho người cụng nhõn làm việc tại phõn xưởng này.
- Cụng đoạn nghiền và đúng bao xi măng là cụng đoạn phỏt sinh bụi mịn nhiều, tuy khụng ảnh hưởng đến mụi trường xung quanh nhưng ảnh hưởng trực tiếp đến người lao động. Lượng bụi sinh ra từ cụng đoạn này trong 1 năm là 11,85 tấn. Nhà mỏy hiện đang lắp cỏc thiết bị thu hồi bụi tỳi tại cỏc vũi xả
clanhke. Bụi thu được là clanhke được đưa trở lại silo chứa trộn, cựng phối liệu thành xi măng thành phẩm.
cụng đoạn phỏt sinh lượng bụi lớn ra mụi trường. Trong khuụn khổ của đề tài sẽ tập trung nghiờn cứu mức tiờu hao nguyờn, nhiờn liệu tại hai cụng đoạn này từ đú cho phộp đề xuất cỏc biện phỏp nhằm giảm thiểu lượng chất thải vào mụi trường.
Tại cụng đoạn sấy liệu
Lượng bụi phỏt sinh chủ yếu là bụi than và bụi đất sột do quỏ trỡnh sấy nguyờn liệu để đạt độ ẩm 2%. Từ bảng trờn ta thấy tổng lượng bụi thải ra từ
cụng đoạn này là rất lớn cụ thể bụi than thải ra là 5kg bụi than/tấn xi măng và 9kg đất sột/tấn xi măng. Theo kết quả quan trắc nồng độ bụi thải ra khi chưa qua hệ thống xử lý là 235 mg/m3.
Nguyờn nhõn
- Vỡ lũ đốt than kiểu phản xạ cung cấp khớ núng hoạt động liờn tục nờn lượng than tiờu thụ và lưu lượng giú núng là cố định dẫn đến tỡnh trạng khi khối lượng, độẩm, chủng loại nguyờn liệu cần sấy thay đổi thỡ nhiệt độ trong mỏy sấy thay đổi gõy khụng ổn định hệ thống, giảm tuổi thọ thiết bị, tốn nhiờn liệu (than, điện) và khi nhiệt độ cao thỡ nguyờn liệu sẽ bị khụ quỏ ảnh hưởng
đến chất bốc của than, phỏt sinh nhiều bụi, ảnh hưởng đến độ ổn định của phối liệu.
- Hệ thống thõn thựng mỏy sấy, ống dẫn khớ khụng được bảo ụn nờn phỏt tỏn nhiều nhiệt ra mụi trường xung quanh (nhiệt độ thõn thựng trung bỡnh là 1300C, nhiệt độ cỏc ống dẫn trung bỡnh là 850C).
- Than đốt lũ, điện cung cấp cho động cơ quạt đẩy lũ sấy, bị lóng phớ, thiết bị
trong cụng đoạn bị hư hỏng do nhiệt độ tăng cao khi lưu lượng nguyờn liệu sấy thay đổi .
- Bụi than tại cụng đoạn này được xử lý bằng phương phỏp dập bụi ướt. Tớnh trung bỡnh 1 tấn bụi thải ra cần 30m3 nước để dập bụi. Theo bảng cõn bằng vật liệu (3.1) thỡ 1 tấn xi măng thải ra 5kg bụi than sẽ cần 0,15m3 nước
để dập bụi. Như vậy với cụng suất của nhà mỏy là 79.000 tấn xi măng/năm thỡ lượng nước sử dụng dập bụi than khoảng 11.850m3/năm và lượng nước dựng cho dập bụi đất sột là 21.330m3/năm. Tổng lượng nước dựng cho cụng
đoạn này là 33.180m3/năm.
- Bụi phỏt tỏn ra mụi trường xung quanh ảnh hưởng tới mụi trường lao
động của cụng nhõn, khụng thu hồi được gõy ụ nhiễm mụi trường và lóng phớ nguyờn liệu (lượng bựn đổ ra bói thải khụng thu hồi được khoảng 711T/năm, 395 tấn/ năm bựn than và chưa kể lượng bụi khớ thải theo lũ sấy bay đi).
Tại cụng đoạn lũ nung clanhke
Từ bảng cõn bằng vật liệu ta thấy trong thành phần khúi lũ lượng bụi nguyờn liệu thải là 10kg/tấn xi măng kốm theo một lượng lớn khớ CO2 và cỏc khớ độc hại khỏc đi cựng khúi lũ thải ra mụi trường. Nồng độ bụi tại cụng