Nghiên cứu giải pháp công nghệ và thiết kế, chế tạo thiết bị xử lý tro bay của các nhà máy nhiệt điện chạy than thành nguyên liệu cho nhà máy xi măng và vật liệu không nung

Sự phát triển mạnh mẽ của các ngành công nghiệp ở nước ta trong những năm gần đây kéo theo sự gia tăng về chất thải, đặc biệt là các ngành công nghiệp năng lượng. Tại nước ta có rất nhiều Nhà máy nhiệt điện sử dụng nguồn nhiên liệu là than và hàng năm lượng tro xỉ phế thải thải ra rất lớn, gây ảnh hưởng đến môi trường.

Thống kê cho thấy, công suất phát điện của các Nhà máy điện đốt than trong nước trên 5.000MW chạy bằng than antraxit trong nước, với lượng tiêu thụ hàng năm vào khoảng 16 triệu tấn than. Lượng tro xỉ thải ra là 5,7 triệu tấn. Từ năm 2013, riêng lượng tro xỉ thải hàng năm tại 5 nhà máy nhiệt điện đốt than của Tập đoàn Than - Khoáng sản Việt Nam (TKV) khi phát đủ công suất ước tính khoảng 2,8 triệu tấn/năm. Dự báo đến năm 2030, khi tổng công suất nhiệt điện đốt than của cả nước tăng lên khoảng 77.000MW, kéo theo đó là lượng than tiêu thụ là 176 triệu tấn thì lượng tro xỉ thải sẽ đạt 35 triệu tấn/năm.

Điều đó đặt ra những bài toán lớn về môi trường, bãi thải, chi phí xử lý cần đáp ứng. Xuất phát từ thực tế trên, TS. Lý Cẩm Hùng cùng các cộng sự tại Viện Nghiên cứu phát triển bền vững đã thực hiện đề tài: “Nghiên cứu giải pháp công nghệ và thiết kế, chế tạo thiết bị xử lý tro bay của các nhà máy nhiệt điện chạy than thành nguyên liệu cho nhà máy xi măng và vật liệu không nung” từ năm 2018 đến năm 2020.

Mục tiêu của đề tài là nhằm đánh giá được hiện trạng phát thải, tồn trữ, xử lý, và tái sử dụng tro bay của nhà máy nhiệt điện chạy than tại vùng Tây Nam Bộ; đề xuất giải pháp công nghệ khả thi để xử lý tốt tro bay của nhà máy nhiệt điện thành nguyên liệu cho nhà máy xi măng và vật liệu không nung; và thiết kế chế tạo thành công thiết bị xử lý tro bay thành nguyên liệu cho nhà máy xi măng và vật liệu không nung (công suất đầu vào 200 tấn/ngày).

Trên cơ sở các nghiên cứu thiết kế chế tạo thiết bị xử lý tro bay thành nguyên liệu cho nhà máy xi măng và vật liệu không nung (công suất đầu vào 200 tấn/ngày), chúng tôi rút ra một số kết luận sau:

- Hiện trạng phát thải, tồn trữ, xử lý, và tái sử dụng tro bay của nhà máy nhiệt điện chạy than tại Việt Nam và trên thế giới đã được tổng hợp, phân tích và đánh giá, đặc biệt tại vùng Tây Nam Bộ.

- Trên cơ sở nghiên cứu các phương pháp tách than từ tro bay, nhóm nghiên cứu đã đề xuất giải pháp công nghệ khả thi để xử lý tốt tro bay của nhà máy nhiệt điện thành nguyên liệu cho nhà máy xi măng và vật liệu không nung; cụ thể là kết hợp phương pháp tách cơ học bằng cyclone và phương pháp tách tĩnh điện.

- Thiết kế, chế tạo, lắp đặt và vận hành thành công hệ thống thiết bị xử lý tro bay thành nguyên liệu cho nhà máy xi măng và vật liệu không nung (công suất đầu vào 200 tấn/ngày), bao gồm hệ thống cyclone và hệ thống tĩnh điện.

· Hệ thống cyclone bao gồm các thành phần chính như sau: 01 silo chứa nguyên liệu: 25 m3, đường kính 2,5m, chiều cao 8,8m; 04 cyclone xử lý: đường kính 1,5m, chiều cao 6,7m; 02 silo vuông chứa sản phẩm trung gian: dài 3,7m, rộng 2,2m, cao 2,6m; 01 cyclone thu hồi tro sạch: đường kính 1,5m, chiều cao 7,7m; 01 silo túi vải lọc bụi: dài 2m, rộng 2m, cao 6.8m; và 04 quạt 20Hp.

· Hệ thống tĩnh điện bao gồm các thành phần chính như sau: bộ khung đỡ: dài 3,8m, rộng 0,5m, cao 2.1m; băng tải: PVC hoặc cao su, rộng 0,4m, dài 5-7m; và bộ nguồn: điện thế 0-30kV.

- Hệ thống vận hành ổn định và đã đạt công suất thiết kế là 200 tấn/ngày, với sản phẩm tro bay có tỉ lệ mất khi nung dưới 5%, và phần than thu được có tỉ lệ mất khi nung trên 95%.

Đề tài đã giải quyết được vấn đề tận dụng hiệu quả nguồn thải tro bay từ các nhà máy nhiệt điện tại Việt Nam, sử dụng chúng như phụ gia sản xuất xi-măng, bê-tông, gạch không nung và các loại vật liệu xây dựng khác; góp phần mở rộng thị trường cũng như sức cạnh tranh trong các lĩnh vực sản xuất vật liệu xây dựng. Sự phát triển thành công công nghệ xử ly tro bay sẽ giúp cho trình độ chế biến chất thải rắn của Việt nam nâng lên một bước hướng đến hoàn toàn làm chủ công nghệ này cũng như các công nghệ có liên quan.

Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo kết quả nghiên cứu (mã số 19219/2020) tại Cục Thông tin khoa học và công nghệ quốc gia.

N.P.D (NASATI)