Nhận xét:
+ Nhiệt tổn thất do khói lị là lớn chiếm nhiều nhất 21,3%. Nhiệt nung nóng nguyên liệu lớn do vậy nên sử dụng chính khói lị để sấy.
+ Lượng nhiệt tổn thất do cháy khơng hồn tồn là 9,18%. Vì vậy cần xem xét vấn đề kỹ thuật vận hành lò để tăng khă năng cháy của nguyên liệu.
+ Tổn thất nhiệt ra môi trường xung quanh qua vách lò và các cửa vận hành chiếm 4,4%.
+ Các tổn thất khác chiếm 3,9%.
* Đánh giá năng lượng
Kiểm tra tình hình sử dụng năng lượng điện và năng lượng nhiệt thông qua việc đo đạc đánh giá hiệu suất sử dụng năng lượng của các thiết bị, tổn hao đường dây truyền tải điện, hiệu suất động cơ…Kết quả cho thấy có một số vị trí có tổn thất điện và nhiệt năng lớn với tiềm năng tiết kiệm điện khoảng 7% và nhiệt khoảng 5 %.
3.6. Định giá cho dịng thải
Bảng 3.11: Đặc tính dịng thải (tính cho 1 tấn sản phẩm xi măng clinker)
Vị trí thải Định lượngdịng thải dịng thải Đặc tính Định giá dòng thải
Dây chuyền sấy liệu Bùn bụi 13 kg (9kg nguyên liệu và 4 kg than) Khí thải các loại Gây ô nhiễm môi trường 9 kg đất x 47 đồng/kg = 423 đồng 4 kg than x 550 đồng/kg = 2200 đồng Đập hàm +
vận chuyển Bụi đá 1 kg Bụi có thể thu hồi
ngay nên không
gây tổn thất kinh tế mà chỉ gây ô nhiễm môi trường làm việc
Không gây tổn thất kinh tế Đập búa + vận chuyển Bụi đá 2 kg Nghiền hỗn hợp vận chuyển về sillo chứa Bụi đá 2 kg Lị nung Bụi 10kg
Khí thải các loại Gây ô nhiễmmôi trường
Gây ra tổn thất kinh tế vì phải xử lý môi trường Định lượng trước khi nghiền xi măng
Bụi clinker môi trường và Gây ô nhiễm
tổn thất clinker
1,5 kg x 400 đồng = 600 đồng/tấn SP
Đóng bao Bụi clinker môi trường và tổnGây ô nhiễm
thất sản phẩm
1,5 kg x 600 đồng =
Nhận xét: Sau khi cân bằng vật liệu và định giá dòng thải cho thấy ở cơng đoạn nung có tổn thất lớn nhất, lượng ngun liệu bị thải bỏ tương đối cao. Đây là những nhiên liệu chiếm tỷ lệ cao trong giá thành sử dụng phục vụ sản xuất nên khi tiết kiệm được sẽ làm giảm giá thành sản phẩm. Đồng thời có dịng thải bụi có thể gây ơ nhiễm mơi trường. Vì vậy ta sẽ tập trung nghiên cứu các giải pháp SXSH nhằm giảm thiểu các dịng thải này. Từ đó có thể nâng cao được hiệu quả sản xuất, giảm giá thành sản phẩm và giảm được tải lượng ô nhiễm môi trường.
3.7. Phân tích nguyên nhân và đề xuất cơ hội
Việc áp dụng SXSH trong ngành công nghiệp xi măng thì chủ yếu tập trung vào tiết kiệm tiêu thụ than, tiêu thụ điện năng, giảm tiêu thụ nguyên liệu đầu vào, giảm lượng bụi phát sinh ra ngồi và giảm tiêu thụ nước trong q trình sản xuất. Vấn đề trọng tâm trong đánh giá SXSH là biện pháp giảm tiêu thụ than.
Nung hay clinker hố là cơng đoạn tiêu thụ nhiều năng lượng nhất trong tồn bộ quy trình sản xuất xi măng. Quá trình này tiêu thụ 70-84% tổng năng lượng. Gần 80% năng lượng trong q trình clinker hố do than cung cấp. Bảng tiêu thụ năng lượng tính cho ngành SX XM của Việt Nam và trên thế giới được đưa trong phụ lục 6 trang 41.
Ngoài phần trong tâm trong đánh giá SXSH là biện pháp giảm tiêu thụ than, thì trong đánh giá SXSH hơn đối với sản xuất xi măng còn những biện pháp quản lý khác đã nêu trong chương 1 như bố trí các ca sản xuất hợp lý nhằm giảm nhu cầu vệ sinh thiết bị, tuần hoàn tái sử dụng nước làm mát, thu hồi tái sử dụng các nguyên liệu bị rò rỉ rơi vãi, quản lý nội vi....
Bảng 3.12: Phân tích nguyên nhân phát sinh chất thải và các giải pháp SXSH thực hiện
Dịng thải chính/vấn đề quan tâm
Nguyên nhân Giải pháp Sản xuất sạch hơn
1. Bụi phát sinh tại khu vực đập, nghiền nguyên liệu và clinker, đóng bao xi măng, vận chuyển nguyên liệu sản phẩm
1.1 Thiết bị gia công vận chuyển, đóng bao hở.
1.1.1 Che chắn bằng nắp đậy.
1.1.2 Giảm độ rơi tự do tại các đầu băng tải, phễu cấp liệu.
1.1.3 Thay băng vận chuyển ống khí động 1.2 Quạt hút và thiết
bị xử lý bụi không hiệu quả.
1.2.1 Bố trí miệng hút bụi hợp lý. 1.2.2 Tăng cơng suất quạt hút.
1.2.3 Cải tạo lắp đặt thiết bị thu hồi bụi để giảm tiêu hao nguyên liệu.
1.3 Gia công nguyên liệu dạng khô.
1.3.1 Phun ẩm nhẹ ở các máy đập nghiền. 1.4 Khi vệ sinh thiết
bị.
1.4.1 Quét dọn vệ sinh nhẹ nhàng, thường xuyên, đúng quy định.
1.5 Xi măng rơi vãi khi đóng bao.
1.5.1 Cải tạo thiết bị đóng bao. 2.1 Thiết bị hở, bao che không tốt. 2.1.1 Che chắn, bịt kín những điểm phát sinh bụi. 2.2 Quạt hút và thiết bị xử lý bụi không hiệu quả.
2.2.1 Tăng cường công suất quạt hút.
2.2.2 Cải tạo hệ thống thiết bị tách bụi (Bố trí miệng hút hợp lý, cải tạo thiết bị lọc bụi tĩnh điện) để giảm bụi, giảm tiêu thụ nguyên liệu, tăng sản phẩm.
2.3 Sử dụng than có hàm lượng S cao.
2. Bụi, khói lị tại công đoạn sây nguyên liệu và nung clinker
2.4 Chế độ cháy của lò chưa tốt.
2.4.1 Điều chỉnh đủ lượng khơng khí cấp vào lị và vận hành đúng chế độ cấp than. 2.5 Tiêu hao nguyên
liệu cao làm phát sinh
nhiều chất thải.
2.5.1 Xây dựng kho có bao che để chứa nhiên liệu, nguyên liệu nhằm giảm thiểu độ ẩm than khi sấy, nung.
2.5.2 Tận dụng tiềm năng nhiệt khói lị để sấy sơ bộ nguyên liệu.
2.5.3 Bảo ôn lò sấy và lò nung tốt để tiết kiệm nhiệt, giảm tiêu hao nguyên liệu. 2.5.4 Sử dụng chất thải hữu cơ làm nhiên liệu phụ.
2.6 Khí độc thốt ra khi sử dụng các loại phụ gia để hạ nhiệt độ nung ( CaF2).
2.6.1 Sử dụng phế thải của các ngành luyện kim, ít độc hại (xỉ lị cao, xỉ luyện kẽm...).
3. Lãng phí nước
3.1 Quên đóng van nước, để chảy tràn.
3.1.1 Kiểm tra định kỳ thường xuyên, khốn định mức và tuần hồn lại nước 3.1.2 Lắp đặt van tự động đóng mở nước 3.2 Lượng nước làm
nguội sử dụng quá dư thừa lãng phí.
3.2.1 Lắp đặt tự động theo nhiệt độ van cấp nước làm mát ổ trục quạt root.
4. Nguyên liệu tại kho chứa bị nước mưa cuốn trôi xuống mương thoát
4.1 Nguyên liệu, clinker để ngồi trời khơng có mái che.
4.1.1 Làm kho chứa có mái che, rãnh thốt nước xung quanh.
3.8. Sàng lọc các giải pháp
3.8.1 Đánh giá các giải pháp SXSH Dây truyền đang thực hiện
a. Các biện pháp giảm tiêu thụ than
+ Khí nóng thốt ra: Nhiệt độ của khí nóng thốt ra tại lị nung là tương đối lớn (800-10000C) tại cuối lị. Vì vậy phải có những biện pháp để tận dụng lượng nhiệt này. Trong quy trình cơng nghệ lượng khí nóng này được nhà máy thổi ngược lại để sấy nguyên liệu: lượng khí nóng được cấp cho tháp trao đổi nhiệt gồm năm tầng, mỗi tầng là hai xiclon, khí nóng sẽ tiếp xúc với ngun liệu clinker hoá 1 phần CaCO3 thành CaSO4 và CaSO3 (30-40%) làm giảm thời gian clinker hố, tăng năng suất trong lị nung.
+ Việc trong quy trình cơng nghệ của Dây truyền có tháp trao đổi nhiệt và bộ phận tiền nung (canxinơ) đã giảm được rất lớn việc tiêu thụ than và năng lượng cấp cho lò nung. Theo Báo cáo Hội thảo khả năng áp dụng các giải pháp SXSH và cải thiện an toàn sức khoẻ nghề nghiệp- Viện KHCN Xây dựng thì ưu điểm của hệ thống trao đổi nhiệt trước là:
- Tăng hiệu suất 2,5 lần so với lị nung thơng thường
- Trong điều kiện thuận lợi, lượng nhiệt tiêu thụ giảm tương đối. - Tăng tuổi thọ lớp lót chịu lửa
- Giảm tải lượng nhiệt trong vùng đốt của lò - Cho phép sử dụng than có phẩm cấp thấp hơn - Hệ số sử dụng lò cao hơn
- Lị nhỏ hơn vẫn đạt được cùng cơng suất
- Với thiết bị nung trước, công suất của thiết bị hiện có tăng lên 50%
+ Tổn thất do bức xạ và đối lưu: Tổn thất nhiệt do bức xạ và đối lưu có thể chiếm từ 8-10% tổng lượng nhiệt tiêu thụ trong quá trình sản xuất xi măng trong đó 60-80% tiêu thụ trong q trình nung và trong các vùng nung của lị. Theo tính tốn của PGS. Bùi Văn Chén Bộ môn Công nghệ vật liệu Silicat-Đại học bách khoa Hà
Nội thì cứ 1098 Kcal/kg clinker được cấp nhiệt thì tổn thất do bức xạ và đối lưu là 152 Kcal/kg clinker. Những tổn thất này còn lớn hơn nhiều nếu các thiết bị thu hồi nhiệt không được lắp đặt một cách hợp lý. Các biện pháp giảm tổn thất nhiệt đối lưu và bức xạ được nhà máy thực hiện là sử dụng lớp lót chịu lửa gồm gạch samốt và lớp xốp chịu nhiệt đặt trong lò quay được bảo dưỡng và thay hàng tháng. Đo đạc nhiệt độ thành lị ln được nhà máy quan tâm bởi vì căn cứ vào đó người ta phát hiện ra các điểm yếu trong lớp lót và để tính tốn tổn thất nhiệt do bức xạ và đối lưu, nhà máy sử dụng thiết bị hiển thị nhiệt bằng tia hồng ngoại để đo đạc. Vì vậy các biện pháp để giảm thiểu tổn thất nhiệt do bức xạ và đối lưu của nhà máy là rất hiệu quả.
+ Giảm thiểu khí dư trong quá trình đốt: Một yếu tố quan trọng ảnh hưởng tới hiệu suất sử dụng nhiên liệu của lò là khí dư. Nếu tối ưu hố q trình vận hành lò, nhiên liệu sản xuất hồn tồn. Tổng lượng khơng khí cung cấp cho lị bao gồm lượng khí cần thiết để đốt kiệt than, cộng với một lượng nhỏ khí thừa. Lượng khí thừa này được gọi là khí dư. Do sự pha lỗng khí của ngọn lửa nóng với khí thứ cấp , tỉ lệ khí dư cao sẽ làm giảm độ ngọn lửa, phải tối ưu hoá tỉ lệ khí dư để đạt được hiệu suất tối đa. Khi dư trong lị phải được ước tính thơng qua phân tích khói lị thơng thường và phải duy trì ở mức tối thiểu. Nhà máy đã lắp đặt một thiết bị phân tích oxy và CO giúp người công nhân vận hành cải thiện được hiệu suất của lị (Dây truyền cung cấp 5-10% lượng khí dư) nên hiệu suất đốt kiệt than của nhà máy là 100%.
+ Rị rỉ khí qua hệ thống lị: Rị rỉ khí qua nắp lị hay khoang vật liệu (do lọt khí vào) dẫn tới việc giảm năng lượng thu hồi từ q trình làm nguội bằng việc thay lớp khí nóng thứ cấp. Đây là nguyên nhân gây tổn thất một lượng lớn than. Để giảm lượng rò rỉ, nhà máy đã sử dụng các loại gioăng chì tại các nắp lò và khoang vật liệu vào nên hiệu quả tương đối cao.
+ Nhà máy làm nguội clinker bằng ghi làm nguội gồm 7 quạt gió 6KW. Khí nóng từ việc làm nguội clinker được sử dụng gồm 3 dịng chính: một dịng được cấp trực tiếp cho lị nung (11000C), dòng thứ hai cấp cho bộ phận tiền nung (canxinơ) (700-8000C), và một dịng gọi là khí dư làm nguội (200-3000C) được đưa sang để
sấy than. Khí thải ra từ tháp trao đổi nhiệt qua tháp điều hồ và được tận dụng cho q trình nghiền sấy phối liệu tại máy nghiền đứng.Vì vậy lượng nhiệt này được tận dụng một cách hiệu quả giảm tiêu thụ nhiệt lượng cho việc đốt than trong lò nung.
Từ việc phân tích trên ta thấy nhà máy đã rất hiệu quả trong việc tận thu các nhiệt độ khí dư và lượng bụi phát sinh. Tuy nhiên nhiệt độ của các khí lị thải là tương đối cao (150-400oC) chưa được nhà máy tận dụng đây cũng chính là một nguồn gây lãng phí trong việc tiết kiệm năng lượng.
Tuy nhiên, một số lượng lớn clinker nhà máy để ngay tại bãi ngồi trời khơng có mái che, gây thất thốt và ơ nhiễm môi trường.
b. Một số biện pháp khác được nhà máy thực hiện
Nước làm nguội thiết bị được Dây truyền quay vịng tái sử dụng 90% lượng nước được tuần hồn). Nhà máy đã bố trí các ca sản xuất hợp lý, tuyên truyền ý thức cho người cơng nhân vận hành về an tồn lao động và tiết kiệm nguyên nhiên liệụ và năng lượng bằng các hình thức học ngắn hạn cho người công nhân hàng năm.
Tuy nhiên lượng bụi rơi vãi tại một số công đoạn (nghiền nguyên liệu, nghiền xi măng, đóng bao...), nhà máy chưa thu hồi một cách triệt để gây ô nhiễm bụi tại nhiều cơng đoạn, lãng phí trong việc sử dụng điện năng, nước trong sinh hoạt tại nhiều phân xưởng của nhà máy.
Dựa trên sự phân tích trên, chúng tơi đưa ra bảng đánh giá chung: