5.1 Xây dựng khu chứa nguyên liệu có mái che (giải pháp 1.2.1, 2.1.1)
5.1.1 Mô tả giải pháp
Để sản xuất bột đá cacbonate canxi (CaCO3) siêu mịn, đá cần có độ trắng cao >90%. Đá không đạt độ trắng bị loại ra tại quá trình tuyển chọn, tránh hiện tượng váng đen, hạt đen trong sản phẩm.
Lượng đá loại ra trong công đoạn tuyển khoảng 31 kg/tấn sản phẩm, gồm đá không đạt độ trắng tại mỏ, đá vụn và đá bị bụi xi măng của nhà máy xi măng Hữu nghị liền kề bay sang. Đá vụn và đá không đạt độ trắng được xác định cỡ 6 kg/tấn sản phẩm. Đá bám bụi xi măng gặp hơi sương đêm tạo bề mặt xi măng mỏng trên mặt đá, không thể làm sạch được và phải loại bỏ (cho không để làm vật liệu xây dựng), thay vì đưa vào quá trình sản xuất. Lượng đá bị xi măng bám bị loại cỡ 25 kg/tấn sản phẩm. Việc loại bỏ một lượng lớn đá không hợp cách trước khi vào dây chuyền sản xuất, trong đó phần lớn do ô nhiễm tại bãi chứa là không cần thiết và cần được phòng ngừa giảm thiểu do tiêu hao tài nguyên và chi phí vận chuyển từ mỏ về đến cơ sở sản xuất.
Để khắc phục hiện tượng này, nhà máy đã tăng cường giám sát chất lượng đá nhập về đạt độ trắng yêu cầu với lượng đá vụn tối thiểu. Giải pháp này giảm được 50% lượng đá loại do nguyên nhân tại nguồn (tương ứng 3 kg/tấn sản phẩm). Nhà máy đang tiếp tục kiểm soát chất lượng đá nhập về. Đá để ngoài bãi nhất định phải qua công đoạn rửa để loại bụi bẩn trên bề mặt đá. Việc xây mái che cho bãi chứa đá không chỉ giúp nhà máy mua đá được rửa sạch tại mỏ (bỏ qua công đoạn tuyển rửa, giảm phát thải nước thải) mà còn tận thu sử dụng được lượng tài nguyên bị bụi xi măng bám vào (25 kg/tấn sản phẩm). Đá hiện tại được mua là loại đá khai thác và vận chuyển từ mỏ, không qua khâu rửa sạch.
Doanh nghiệp sản xuất bột đá tại Việt nam lưu đá ngoài trời, nên đều yêu cầu có quá trình tuyển rửa trước khi kẹp hàm. Việc mua đá được rửa tại nguồn, bảo quản trong nhà tránh bụi và loại bỏ việc tuyển rửa tại nơi sản xuất mang giá trị trình diễn, có thể nhân rộng cho các doanh nghiệp sản xuất bột đá khác.
5.1.2 Phân tích khả năng về kỹ thuật
Khu vực chứa nguyên liệu hiện đặt tại sân sau (phía tây) của nhà máy. Đá lưu trên bãi trung bình là 3.000 tấn, đủ sản xuất cho 1 tháng liên tục, phòng ngừa sự cố tại mỏ. Lượng đá này cần diện tích lưu kho, tuyển chọn là 2200 m2. Một phần đá hiện đã được lưu trong mái che sau khi bố trí lại khu vực nghiền thô.
Nhà máy đang sử dụng một diện tích 300m2 phục vụ khu vực rửa. Việc lắp đặt mái che để chứa đá sẽ giải phóng được diện tích rửa này do chính sách thu mua đá sạch tại nguồn nhằm giảm ô nhiễm do nước thải gây ra. Do đó, tổng diện tích kho bãi cần có mái che bổ sung tối thiểu là 1900 m2. Với khoảng không gian hiện có ở phía tây (chiều rộng 23,25m), nhà máy sẽ xây dựng khu chứa đá bằng khung thép tiền chế chạy suốt không gian mở còn lại với kích thước (23,25m x 81,81m), nối với khu vực tuyển rửa hiện đã có mái che.
Giải pháp này khả thi về kỹ thuật. Việc xây mái che khu nguyên liệu có thể được thực hiện tại khu vực này mà không ảnh hưởng đến hoạt động sản xuất của nhà máy (tạm thời di chuyển vị trí đổ đá và lưu trữ lượng đá nhỏ hơn hiện tại).
Khi sử dụng bãi chứa đá có mái che, nhà máy sẽ thu được các lợi ích cơ bản sau:
- Giảm lãng phí tài nguyên (25 kg đá loại/tấn sản phẩm) do bám bụi xi măng, đồng thời giảm chi phí vận chuyển loại bỏ đá 15.000 đồng/tấn đá
- Không sử dụng nước (269 lít/tấn sản phẩm) để làm sạch đá, chuyển sang mua đá sạch (đã rửa) từ mỏ để đưa vào sản xuất trực tiếp, giảm nước thải, chi phí nhân công rửa đá và chi phí điện máy bơm nước (0,2 kW / 1,6 tấn/giờ= 0,125 kWh/tấn). Chi phí mua đá sạch tăng 2%.
Dự kiến khu vực lưu kho và tuyển rửa tránh ô nhiễm bụi xi măng sẽ có kết cấu thép cường độ tương đương thép CT3, sơn phủ bằng nước sơn chống gỉ và hai nước sơn màu G-01 bằng sơn Hoá chất sơn Hà nội. Bu lông liên kết cấp bền 5.6, bu lông móng làm từ thép CT3. Mái lợp bằng tấm lợp không chứa Amiăng, có khả năng lấy sáng tự nhiên. Móng cột bằng bê tông cốt thép mác 200. Xây tường gạch bao che xung quanh dày 220cm, cao 2m, phía trên thưng tấm không Amiăng bao che. Nền kho đổ bê tông mác 200, dày 20cm.
5.1.3 Phân tích khả thi về kinh tế
Giải pháp có thời gian hoàn vốn giản đơn là 5 năm 11 tháng, dựa trên cơ sở tính toán chi phí, lợi ích sau:
Bảng 17. Dự trù chi phí giải pháp lắp mái che xử lý nguyên liệu
Hạng mục Đơn
vị Số lượng Đơn giá, đồng Thành tiền,đồng
Khung kết cấu thép m2 1.902 685.685 1.304.173.000 Tôn lợp mái + tôn thưng tường m2 2.296 75.000 172.200.000 Tôn vòm cửa mái m2 231.000 90.000 20.790.000 Ke điểm phụ kiện m 82 55.000 4.510.000 Tấm lấy sáng Composite tấm 22 100.000 2.200.000 Đổ bê tông cốt thép móng cột m3 250.000.000 Nền bê tông dày 20cm M250 m3 205.8 800.000 164.640.000
Xây tường + trát 50.000.000
Bu lông móng, bu lông liên kết 62.000.000 Xây rãnh nước, đổ nắp tấm đan 61.687.000
Tổng 2.092.200.000
Chi phí xây dựng cơ bản dựa trên tài liệu hướng dẫn về đơn giá xây dựng công trình tỉnh phú thọ của ủy ban nhân dân tỉnh Phú thọ năm 2008 và báo giá của Công ty CP kết cấu thép số 5 - Thành phố Thái Nguyên ngày 19 Tháng 8 năm 2009. Báo giá này có mức đơn giá của các hạng mục phù hợp bảng đơn giá quy định của Ủy ban Nhân dân, dựa trên quan hệ kinh doanh lâu dài đã có giữa công ty CP SXTM Hữu nghị và công ty xây dựng.
Bảng 18. Ước tính lợi ích của giải pháp lắp mái che xử lý nguyên liệu
Lợi ích Thay đổi Đơn giá
Tiết kiệm đồng/tấn đồng/năm Không tổn thất đá do bám xi măng Giảm đá bám xi măng 25 kg/tấn 300.000 đồng/tấn 7.500 240.000.000 Giảm chi phí vận chuyển loại bỏ đá 25 kg/tấn 15.000 đồng/tấn 375 12.000.000
Không tổn thất đá rửa trôi
Giảm nước sử
dụng 269 lít/tấn 4.750 đồng/m3 1.278 40.888.000 Mua đá đã rửa
sạch tại mỏ 1.026 kg/tấn -6.000 đồng/tấn -6.156 -196.992.000 Giảm đá rửa trôi 5 kg/tấn 300.000 đồng/tấn 1.431 45.792.000
Lợi ích Thay đổi Đơn giá
Tiết kiệm
đồng/tấn đồng/năm
Giảm chi phí nhân
công rửa đá 6.476 đồng/tấn 6.476 207.232.000 Giảm chi phí điện
máy bơm nước 0,125 kWh/tấn 1.000 đồng/kWh 125 4.000.000
Tổng 11.029 352.920.000
Thời gian hoàn vốn giản đơn: 2.092.200.000/352.920.000 = 5,93 năm 5.1.4 Phân tích khả thi về môi trường
Giải pháp lắp đặt mái che thu được các lợi ích về môi trường sau:
- Giảm lãng phí tài nguyên đá (25 kg/tấn do xi măng, 5 kg/tấn do rửa trôi), tương ứng 960.000 tấn đá/năm
- Giảm nước thải 269 lít/tấn, tương ứng 8608m3 nước/năm
- Giảm phát thải khí nhà kính 4,2 tấn CO2/năm do giảm 482 kg từ vận chuyển (0,005 lít dầu diesel/tấn để vận chuyển và điện máy bơm 0,125 kWh/tấn. Sử dụng hệ số quy đổi 0,59 kg CO2/kWh và 3,01 kg CO2/lít)
5.2 Lắp đặt hệ thống hút bụi (giải pháp 9.1.1 và 5.1.3) 5.2.1 Mô tả giải pháp
Theo cân bằng vật liệu, có 4-7 kg chất rắn/tấn sản phẩm (tráng phủ và không tráng phủ) không được kiểm soát. Đây là bột đá bay lơ lửng trong không khí, đọng lại tại các khe, rãnh không thu hồi thường xuyên được. Ngoài phần không được thu hồi thường xuyên tại khu vực đóng bao, khu vực nghiền tinh cũng sinh ra một lượng bột rơi vãi (giả thiết hệ thống hút bụi thu hồi được trung bình 5,5 kg chất rắn không được kiểm soát, 2,55 kg/tấn chất rắn cần thu hồi ở đóng bao và 0,63 kg/tấn chất rắn tại nghiền tinh làm cơ sở tính toán)
Xuởng nghiền thô có hệ thống thu hồi và lọc bụi cho hiệu quả tốt, đáp ứng tiêu chuẩn môi truờng. Sau thời gian cải tiến sản xuất, phân xưởng này không còn phát sinh bụi nên đã không cần sử dụng nữa mà môi trường làm việc vẫn đảm bảo. Xưởng nghiền tinh (và đóng bao) chưa có hệ thống thu hồi bụi nên chưa đáp ứng được tiêu chuẩn môi trường. Việc lắp đặt hệ thống thu hồi và lọc bụi tay áo không chỉ mang lại lợi ích đáp ứng tiêu chuẩn môi trường mà còn thu hồi được một phần sản phẩm đang bị mất mát, giảm tỷ lệ rơi vãi tại đóng bao và tổn thất qua các khớp nối
tại nghiền tinh do tạo được áp suất âm trong quá trình nghiền, mang lại lợi ích kinh tế cho nhà máy.
Hệ thống thu hồi bụi gồm 2 hệ thống lọc bụi sẽ phục vụ khu vực nghiền tinh và đóng bao. Bụi thu hồi từ khu vực nghiền và toàn xuởng qua hệ thống lọc bụi 1 và tuần hoàn về máy nghiền. Bụi thu hồi từ khu vực đóng bao là bụi mịn, đuợc qua hệ thống lọc bụi 2 và tuần hoàn về hệ thống đóng bao.
Sơ đồ hệ thống hút bụi và các đầu hút được trình bày trong hình sau:
Hình 12. Sơ đồ đầu hút hệ thống hút bụi trung tâm
Hạt bụi và không khí có nhiệt độ từ 700C đến 800C được quạt hút vào buồng làm sạch. Tại đây, bụi được giữ lại trên thành túi lọc, không khí sạch qua túi lọc và buồng khí sạch thoát ra ngoài. Sau một khoảng thời
Tráng phủ Silo Tuyển Silo Nghiền tinh Đóng bao Đóng bao Bôt đá có tráng phủ Bột đá không tráng phủ Sàng Thu hồi bột (2 thiết bị lọc)
Đầu thu tại 2 máy nghiền:
- Đầu máy nghiền - Cuối máy nghiền
Đầu thu toàn xưởng:
- Đường ống chạy suốt xưởng, cách sàn 3,5 m - Cách 2,5 m có 1 đầu thu
Đầu thu tại 4 máy đóng bao:
- 4 đầu thu tại 4 phòng cách ly (tính toán lợi ích, chi phí riêng trong 5.3)
gian được đặt trước, động cơ hút và van gió chính đóng lại. Van giũ bụi được mở ra, khí nén với áp lực lớn qua buồng làm sạch xả vào túi lọc làm rung các túi lọc và hạt bụi được rơi xuống ở đáy buồng. Sau khi giũ xong, van thu hồi liệu mở ra, hạt bụi được thu hồi. Quá trình hoạt động tương tự cho các chu trình tiếp theo. Bụi thu hồi được sau khi tách bụi của đóng bao được quay về máy nghiền. Bụi thu hồi từ đóng bao được sử dụng như sản phẩm.
5.2.2 Phân tích khả thi kỹ thuật
Giải pháp mang tính khả thi về kỹ thuật cao do không ảnh hưởng đến quá trình sản xuất và có đủ diện tích lắp đặt thiết bị. Hệ thống lọc bụi được đặt tại phía ngoài cửa lớn nhà xưởng sản xuất chính của nhà máy, gồm các hạng mục và thông số chính sau:
- Túi lọc bụi: Có 96 túi lọc bụi, đường kính 125mm, dài 2.000mm, dày 2 mm. Các túi làm bằng chất liệu 100% Polyester, chịu được nhiệt độ max 1500C. Túi có tuổi thọ trung bình 6 tháng.
- Quạt hút: Lưu lượng Q = 6.000-8.000 m3/h; Công suất tiêu thụ điện P = 7,5 Kw.
- Máy nén khí: lưu lượng 0,6 m3/phút, công suất tiêu thụ P = 3HP (2.2 kW).
- Máy tháo bụi kiểu cánh gạt: Được chế tạo bằng thép CT3, công suất 0,37 kW, số vòng quay 40-50 vòng/phút.
Với kinh nghiệm lắp đặt và vận hành hệ thống lọc bụi túi vải cho khu vực máy nghiền thô, nhà máy có khả năng tự chế tạo và vận hành hệ thống lọc bụi cho khu vực nghiền tinh và đóng bao.
Sau khi lắp đặt hệ thống thu hồi bụi sẽ đạt được các kết quả sau:
- Thu hồi được bụi bột đá với hiệu suất 80% của 5,5 kg chưa thu hồi được, 0,63 kg thất thoát tại nghiền tinh và 2,55 kg tại đóng bao.
- Giảm 1 lao động vệ sinh nhà xưởng
- Phát sinh chi phí điện vận hành hệ thống hút và lọc bụi, chi phí nhân công và chi phí cho túi vải. Với năng suất 32.000 tấn/năm, lượng điện vận hành hệ thống là 10kW hay 0,80 kWh/tấn sản phẩm. Giả thiết túi vải có tuổi thọ 6 tháng, chi phí cho túi vải tương ứng là 0,0015 túi/tấn sản phẩm. Nhân công vận hành hệ thống là 1 người.
- Chi phí này được chia thành 2 phần – 29% thuộc chi phí vận hành hệ thống đóng bao (do có giải pháp đóng bao riêng biệt) và 71% cho phần bụi còn lại.
5.2.3 Phân tích khả thi kinh tế
Giải pháp có thời gian hoàn vốn là 6 năm 10 tháng, được tính toán dựa trên cơ sở sau:
Chi phí đầu tư (theo báo giá của Guangxi Intact Company Ltd, Trung quốc, 17/9/2009)
Bảng 19. Chi phí đầu tư hệ thống thu hồi bụi bột đá
TT Hạng mục Số lượng Đơn giá (đồng) Thành tiền (đồng) 1 Thân thiết bị 1 220.000.000 220.000.000 2 Túi vải 96 160.000 15.360.000 3 Quạt hút (BD No.8) 1 35.000.000 35.000.000 4 Hệ thống truyền động đai thang loại B98 3 5.000.000 15.000.000 5 Van điện từ rung, rũ túi Hàn quốc
(HDCP21:30 1.1/2) 8 10.000.000 80.000.000 6 Máy nén khí Đài Loan (FVA-30) 1 45.000.000 45.000.000 7 Thiết bị lọc và chỉnh áp khí nén rũ túi
Hàn quốc (TPC 1/2) 1 220.000.000 220.000.000 8 Máy tháo bụi bao gồm cả động cơ 0,37
kW 1 180.000.000 180.000.000
9 Hệ thống hút khí bụi và khí sạch 1 300.000.000 300.000.000 10 Các hệ thống ống dẫn 1 150.000.000 150.000.000 11 Tủ điện điều khiển 1 160.000.000 160.000.000 12 Lắp đặt thiết bị 1 70.000.000 70.000.000
Tổng cộng: 1.490.360.000
Chi phí vận hành toàn hệ thống lọc bụi gồm
- Chi phí điện cho quạt hút, máy nén khí, máy tháo bụi, tổng công suất 10 kW, vận hành trong 8 giờ cho 32.000 tấn sản phẩm/năm - Chi phí túi vải giả định sử dụng 96 túi vải có tuổi thọ trung bình 6
tháng để thu hồi bụi của quá trình sản xuất 32.000 tấn/năm - Chi phí 1 lao động vận hành hệ thống lọc bụi
Bảng 20. Chi phí vận hành hệ thống hút và xử lý bụi
Hạng mục Sử dụng Đơn giá Chi phí
đồng /tấn /nămđồng Điện (quạt hút, máy nén khí, máy tháo bụi) 0,5650 KWh /tấn 1.000 đồng/kWh 565 18.079.263 Túi lọc bụi 0,0011 Túi
/tấn 160.000 đồng/bao 169 5.423.779 Nhân công vận hành hệ thống 0,7062 người /tháng 2.000.000 đồng /người /tháng 530 16.949.309 Tổng 1.264 40.452.350
Các lợi ích ước tính được trình bày trong bảng sau:
Bảng 21. Lợi ích dự kiến của việc lắp đặt hệ thống thu hồi và hút bụi
Hạng mục Tiết kiệm Đơn giá Tiết kiệm
đồng/
tấn đồng/năm
Thu hồi được lượng bụi bột đá hiện không kiểm soát được 4,40 Kg/tấn 1.500.000 đồng/tấn 6.600 211.200.000 Thu hồi bột đá khu vực nghiền tinh 0,50 Kg/tấn 1.500.000 đồng/tấn 756 24.192.000 Giảm nhân công
thu dọn vệ sinh
1 người /tháng
2.000.000 đồng/tháng 750 24.000.000
Tổng 8.106 259.392.000
Như vậy, thời gian hoàn vốn giản đơn là:
1.490.360.000/(259.392.000-40.452.350) = 6,81 năm 5.2.4 Phân tích khả thi môi trường
Giải pháp lắp đặt hệ thống hút bụi tại khu vực nghiền tinh và đóng bao cho phép thu hồi 80%4 lượng bụi chưa kiểm soát được trên mỗi tấn sản phẩm của 5,5 kg chưa thu hồi, 2,55 kg tại máy đóng bao và 0,63kg rơi vãi tại nghiền tinh. Tách riêng hiệu quả môi trường của giải pháp thu hồi bụi cho đóng bao (do có giải pháp riêng), giải pháp nhà máy thu hồi hàng năm 160 tấn bụi. Với hiệu quả thu hồi và lọc bụi 80% như dự kiến, nồng độ bụi tại khu vực này sẽ đáp ứng tiêu chuẩn môi trường 2 mg/m3 với ước tính nồng độ bụi giảm từ 8,37 mg/m3 (đầu xưởng) và 8,28 mg/m3 (cuối xưởng) xuống 1,67 mg/m3 và 1,65 mg/m3. Nồng độ bụi 8,37 mg/m3