Thực tế ở Bát Tràng có khoảng 600 lò đốt than so với 320 lò ga. Nhiều doanh nghiệp, hộ gia đình sử dụng lò thủ công đốt than để sản xuất sản phẩm có tính đại trà, giá rẻ có thể cạnh tranh với hàng Trung Quốc.
2.2.4.1. Thay thế lò nung đốt than bằng lò nung ga tiết kiệm năng lượng.
Sử dụng lò đốt than, nhiệt lượng cháy từ dưới lên gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng do khí thải CO, CO2 và chất thải rắn. Hiệu suất chỉ vào khoảng 80 – 85 %, thành phẩm xấu, kém chất lượng.
Giải pháp: Thay thế lò nung đốt than bằng lò nung ga tiết kiệm năng lượng.
• Lò gas con thoi:
Lò con thoi
Đặc tính kỹ thuật của lò gas con thoi:
• Nhiên liệu sử dụng là gas lỏng với vòi đốt tự nhiên, hầu như không cần đến
quạt gió ( không tiêu tốn điện năng cho quạt ). Hệ thống các béc đốt, nhiệt độ được cài đặt và có hệ thống điều chỉnh nhiệt tự động.
• Sản phẩm cố định, nhiệt được nâng dần lên chuyển từ chế độ sấy sang chế độ
nung. Thời gian nung sản phẩm nhanh từ 12 – 24 giờ.
• Nét đặc trưng ở đây là lò đốt cháy ngọn lửa cao và nhiệt lượng đều xung quanh lò, nhiệt trị cao (có thể nung các sản phẩm khác nhau với nhiệt độ nung từ 1.600 – 1.800 độ C), sạch, ít tạp chất, hầu như không chứa lưu huỳnh, áp suất khí lại tương đối cao, dễ bắt lửa, dễ trộn lẫn với không khí và có thể đốt với lưu lượng từ rất nhỏ đến lớn. Việc điều chỉnh nhiệt độ hay tốc độ nâng nhiệt độ trong lò tương đối đơn giản bằng chỉnh áp lực khí.
• Chế độ đốt: gián đọan.
• Hiệu suất đạt được khoảng 95%.
Đánh giá việc sử dụng năng lượng:
Lò gas con thoi được thiết kế sử dụng vật liệu cách nhiệt làm thân lò, nhiệt thất thoát không đáng kể, do đó tận dụng năng lượng cao.
2.2.4.2. Tiết kiệm năng lượng bằng mở rộng dung tích lò.
Xuất phát từ làm ăn nhỏ, các cơ sở sản xuất gốm sứ thường có rất nhiều lò nung
nhưng hầu hết đều có dung tích nhỏ hơn 10 m3. Thực tế này đã tồn tại từ rất lâu. Nhưng gần đây, khi giá nhiên liệu tăng vọt, phương án tiết kiệm năng lượng được đặt ra.
Biện pháp:
a) Mở rộng dung tích các lò bông gốm có dung tích nhỏ hơn 10 m3 hiện đang sử dụng ở cáccơ sở sản xuất. Mục tiêu của giải pháp là mở rộng dung tích lò nung nhưng phải tiết kiệm năng lượng.
• Theo tính toán cân bằng năng lượng, lò 9,5 m3 trước khi áp dụng biện pháp nghiên cứu, trung bình thải ra 40,71 m3 CO2/m3 dung tích hữu ích. Trong khi đó, lò 12 m3
sau khi áp dụng các biện pháp nghiên cứu, trung bình chỉ còn thải ra 37,81 m3
CO2/m3 dung tích hữu ích. Như vậy, áp dụng biện pháp tiết kiệm năng lượng, trước mắt đã giảm được 5% khí thải gây hiệu ứng nhà kính.
• Với giá thành hiện nay, chi phí đầu tư xây dựng một lò nung dung tích 7 m3 phải tốn 17.000 USD. Trong khi đó, chi phí để nâng cấp 3 lò từ 9,5 m3 lên 12 m3 chỉ tốn 7.000 USD. Như vậy, với phương án này cơ sở tiết kiệm được 10.000 USD cho chi phí mở rộng quy mô sản xuất.
• Ngoài ra, việc mở rộng dung tích lò cũng làm giảm đáng kể lượng gas sử dụng đốt lò. Theo tính toán thực tế, nếu so với xây dựng lò 7 m3, việc mở rộng 3 lò từ 9,5 m3
lên 12 m3 sẽ tiết kiệm được 1.838,25 USD/năm chi phí mua gas.
b) Cải tiến lò ngoại thành lò nội
• Một DN gốm ở làng nghề Bát Tràng đã bấm bụng bỏ ra 43.000 USD để nhập một lò nung của Hàn Quốc có dung tích 8 m3. Nhưng lò nung nhập ngoại này lại không hiệu quả về sử dụng năng lượng và chất lượng sản phẩm. Chỉ khoảng 50%-60% sản phẩm đạt loại A, thời gian nung kéo dài 18 giờ - 20 giờ.
• Sau đó, DN này chấp nhận phương án nâng dung tích lên 15 m3. Kết quả, thời gian nung mỗi mẻ giảm còn 10 giờ, giảm được gần một nửa lượng gas sử dụng đốt lò. Chất lượng sản phẩm cũng được cải thiện rõ rệt.
Điển hình này cần được được nhân rộng ở làng nghề Bát Tràng.
2.2.4.3. Lò ga con thoi cải tiến.
Mặc dù lò con thoi dùng gas đã có những tiến bộ so với các lò truyền thống như ít ô nhiễm môi trường, tỉ lệ phế phẩm giảm, tuy nhiên cũng có những nhược điểm như nhiệt thừa chưa được tận dụng, nhiệt phân bổ chưa đều (nhất là các lò có thể tích
lớn) làm kéo dài thời gian nung làm giảm hiệu quả sử dụng năng lượng, giai đoạn đầu của quá trình nung là quá trình sấy.
Những cải tiến chủ yếu:
• Tận dụng khí thải lò nung để sấy sản phẩm:
Các cơ sở sản xuất gốm sứ ở Bát Tràng cho biết, nhiệt độ khói thải vào khoảng 800 đến 9000C. Ta có thể tận dụng nhiệt độ này vào các mục đích khác.
Mới đây, công ty cổ phần thiết kế và sản xuất gốm sứ Bát Tràng đã thiết kế thành công buồng sấy sản phẩm mộc tự động tận dụng nhiệt khói thải từ lò nung, tạo ra cặp lò nung – buồng sấy liện hoàn, giúp giảm đáng kể chi phí năng lượng và chất lượng sản phẩm nung ổn định.
• Sử dụng loại béc đốt không cưởng bức, nhiệt phân bổ đều hơn trong lò, tạo điều kiện để nâng thể tích lò. Thông số kỹ thuật của béc đốt thay đổi theo thể tích lò. Kết quả của sự cải tiến:
• Giá thành đầu tư lò gas trong nước chỉ khoảng 50% so với nhập từ nước ngoài.
• Mức tiết kiệm gas từ 20 – 35%, tăng chất lượng sản phẩm từ 5 – 15%, giảm thời gian nung từ 10 – 35% đã tạo điều kiện giúp cho các doanh nghiệp giảm chi phí trong sản xuất.
2.2.4.4. Biện pháp giảm tiêu tốn nhiên liệu cho lò nung:
Sử dụng bông gốm để lót lò:
Một số lò sử dụng gạch chịu lửa đặc hoặc nhẹ để xây lò nên khối lượng vỏ lò tăng cao nhưng giá thành lại rẻ. Một số lò dùng gạch nhẹ nhưng bên trong có lót một lớp bông gốm mỏng. Tuy nhiên, theo cách thứ nhất, khối lượng gạch sẽ cao hơn nhiều so với bông gốm. Khi nung phải tiêu tốn nhiệt để nâng nhiệt độ vỏ lò cũng như kéo dài thời gian đốt nhiên liệu và khi làm nguội nhiệt tích luỹ bởi vỏ lò không được sử dụng. Các lò sử dụng bông gốm đã cho thấy tốc độ nâng nhiệt trong lò tương đối nhanh và tiết kiệm được rất nhiều nhiên liệu.
Sử dụng vòi đốt tốt và phù hợp
Vòi đốt đóng vai trò rất quan trọng nhằm trộn đồng đều nhiên liệu với không khí trước
khi cháy. Hiện nay chúng ta đang sử dụng các vòi đốt khác nhau tại nhiều doanh nghiệp. Tuy nhiên cần phải lựa chọn vòi đốt phù hợp với đặc điểm kỹ thuật lò của doanh nghiệp. Nếu chất lượng vòi đốt tốt có thể nâng nhiệt nhanh, cháy hoàn toàn, cho ngọn lửa cao hay thấp phù hợp với kết cấu của lò. Trong trường hợp này sẽ rút ngắn được thời gian nung và giảm tiêu tốn nhiên liệu.
Khí động học phải tốt
Khí động học trong lò phải tốt thể hiện sự lưu thông khí trong lò phải đồng đều và do đó nhiệt độ trong lò sẽ đồng đều. Nó quyết định đến mức độ chín đồng đều của sản phẩm, độ đồng đều về mầu sắc cũng như độ láng của men, giảm thời gian nung đốt, giảm tiêu tốn nhiên liệu và do đó nâng cao tổng giá trị của một mẻ lò. Để thực hiện vấn đề này cần chú ý:
• Ngọn lửa cần đủ dài để có thể với tới các điểm trong lò
• Khe thoát khí xuống kênh khí chính cần bố trí hợp lý
• Cần bố trí vòi đốt hai đầu lò, đặc biệt sát cửa lò
• Kênh khí chính dưới xe lò cần bố trí phù hợp
• Điều chỉnh van khói lò với sức hút vừa phải.
• Khống chế tốt lượng không khí lọt qua đầu vòi đốt vào lò
• Xếp sản phẩm sao cho thông thoáng và không nên quá dầy
• Đảm bảo kín lò đặc biệt cửa lò.